JP2002014168A - X線撮像装置 - Google Patents
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Abstract
り、小型、軽量な撮像装置を提供する。 【解決手段】 X線を電気信号に変換する手段を備えた
X線像検出パネルと、これを収納する外囲器とを具備し
ており、前記X線像検出パネルが、弾持手段によって、
X線照射側の外囲器内面に向けて弾持するように、前記
支持板に支持されていることを特徴とする。
Description
を得るためのX線撮像装置に関するもので、特に、耐荷
重、耐衝撃、耐振動特性などの向上と、軽量化あるいは
小型化を実現し、結果的に良好な画像を得られるように
工夫したX線撮像装置に関する。
フイルムを組み合わせたフイルムスクリーンシステムが
よく用いられている。この方法によれば、被写体を透過
したX線は、被写体の内部情報を含み、それが増感紙に
よってX線の強度に比例した可視光に変換され、X線写
真フイルムを感光させ、X線画像をフイルム上に形成す
る。
は、患者のX線画像を、医師が得るまでの間に、フイル
ムの現像処理工程があるので、処理の時間および手間が
掛かるという問題があった。さらに、撮影されたX線画
像フイルムは、病院内や一般の医院内で、ある期間、保
管する必要があり、その保管フイルムの枚数が膨大な量
となり、管理面でも大きな問題になっていた。
鑑み、また、最近の技術の進歩により、医療業界におい
て、電気信号によるX線画像情報の、記録/再生の実現
の要求が高まり、これに答えて、既に、蛍光体によっ
て、X線を、その強度に比例した可視光に変換し、それ
を、光電変換素子を用いて、電気信号に変換するX線撮
像装置が提唱され、実用化されはじめている。
置は、X線を可視光に変換する蛍光板と、この可視光を
電気信号に変換する光電変換素子と、この光電変換素子
を搭載した基板と、この基板を支持する基台と、光電変
換された電気信号を処理する電子部品を搭載した回路基
板及び配線と、これらを収納する外囲器などから構成さ
れている。
5において、符号1はX線像検出パネルであり、基本的
に蛍光板1aと光電変換素子1bと基板1cとで、構成
されている。そして、光電変換素子1bの基板1cに
は、半導体素子との化学作用のないこと、半導体プロセ
スの温度に耐えること、寸法安定性などの必要性から、
ガラス板が多く用いられる。
体を樹脂板に塗布したものが用いられ、基板1cと接着
によって一体化されている。また、光電変換素子1bに
耐湿性が求められる場合は、不透湿かつX線透過性フイ
ルム(図示せず)で、蛍光板1aと光電変換素子1bを
密閉することがある。
して、スペーサ4aを介して、基台4に接着固定されて
いる。なお、符号5は、光電変換された電気信号を処理
する電子部品5aを搭載した回路基板であり、フレキシ
ブル回路基板6によって、光電変換素子1bと接続され
ている。これらが筐体2内に固定され、更に、X線透過
性の筐体蓋3で密閉されて、筐体2と筐体蓋3とからな
る外囲器に密封された状態で、X線撮像装置が構成され
る。
式のX線撮像装置に利用されていたが、近年、より迅速
かつ高精度な撮影を可能にするため、軽量で小型な、可
搬型の撮像装置も求められるようになってきた。更に
は、X線撮影時には、筐体蓋3に被写体(患者)の荷重
の一部が加わり、外囲器が変形し、X線像検出パネルに
接触し、これらを破壊することも、設計上の考慮の対象
として考えられ、耐荷重に対しても、十分なる配慮が求
められるようになってきた。
衝撃や振動、落下などから基板1cを保護する目的、お
よび、X線撮影時に加わる荷重による変形を防止する目
的で、基台4、外囲器(筐体2および筐体蓋3)などを
強固な構造とする必要があった。更には、筐体蓋3の変
形によって、これが内部のX線像検出パネル1に接触し
て、これらを破壊することから守るために、筐体蓋3と
X線像検出パネル1(蛍光板)との間隔を大きくとる必
要があるなどの理由で、撮像装置の小型化、軽量化が妨
げられている。そこで、筐体蓋3を強固にするため、必
要以上の厚さにすると、筐体蓋3を通過する際に、X線
を吸収してしまい、良好な画像を得る上での妨げにもな
っていた。
れたもので、その目的とするところは、耐荷重、耐衝
撃、耐振動特性などの向上を図り、小型、軽量な撮像装
置を提供するにある。
撮像装置では、X線を電気信号に変換する手段を備えた
X線像検出パネルと、これを収納する外囲器とを具備し
ており、前記X線像検出パネルが、弾持手段によって、
X線照射側の外囲器内面に向けて弾持するように、前記
支持板に支持されていることを特徴とする。
外囲器には、前記X線像検出パネルに係る電気信号を処
理する電子部品が実装されている電気回路基板が更に収
納されていること、前記外囲器に収納される前記X線像
検出パネルを支持する支持板を更に有し、前記電気回路
基板は、前記X線像検出パネルと一体的に、前記弾持手
段によって、支持されるように、前記支持板に設けられ
ていること、また、前記弾持手段は、弾性体としての、
圧縮コイルスプリング、板バネあるいはゴム質部材で構
成されていること、更に要すれば、前記弾持手段は、弾
性体として、バネ定数が非線形なバネ部材であり、ま
た、前記バネ部材は、素線間の距離が一定でない不等ピ
ッチの圧縮コイルスプリングであり、あるいは、円錐圧
縮コイルスプリングであることは、それぞれ有効であ
る。
線像検出パネルが、緩衝材を介して、前記外囲器内面に
弾接されていること、前記弾持手段による前記支持板の
可動範囲を規制するストッパーが装備されていることが
好ましい。
電気信号に変換する手段を備えたX線像検出パネルと、
これを収納する外囲器とを具備しており、前記X線像検
出パネルを前記外囲器内に設けた内ケースに収納し、該
内ケースを前記弾持手段によって、X線照射側の外囲器
内面に向けて弾持することを特徴とする。
記パネルを支持する支持部材と、電気信号を処理する電
子部品が実装されている電気回路基板とを更に前記内ケ
ースに有すること、前記弾持手段は、外囲器内面の上
面、側面および下面の少なくとも1面に位置して、配置
されていること、前記弾持手段は、弾性体としての、1
個以上の圧縮コイルスプリングあるいはゴム質部材で構
成されていること、前記内ケースは、少なくともX線が
入射する側が開口されている箱形形状であること、更に
は、前記内ケースは、その開口部にフランジ部を備えて
いて、該フランジ部を介して前記弾持手段に支持されて
いること、また、前記X線像検出パネルが、緩衝材を介
して、X線照射側の前記外囲器内面に弾接されているこ
とが、有効である。
の筐体蓋に被写体(患者)の荷重が掛かり、筐体蓋が変
形することがあっても、X線像検出パネルが前記弾持手
段の弾性力に抗して、内側に移動できるので、過負荷が
加わらず、これが破損することを防止できる。また、運
搬時に加わる衝撃や振動においても、X線検出パネルに
加わる負荷を前記弾持手段で吸収するので、破損防止が
できる。しかも、このような構成により、従来、所要強
度を確保するために、外囲器の板厚を十分に厚くする必
要があったが、板厚増加による重量増加をもたらす畏れ
もなく、また、筐体蓋のX線吸収率も低く抑えることが
でき、良好な画像を得ることができる。更に、筐体蓋と
X線像検出パネルとの間隔を取る必要もなく、支持板も
それ程厚くする必要もないので、装置そのものを薄く、
軽量化できる。
明に係わる第1の実施の形態におけるX線撮像装置であ
る。ここで符号1aは蛍光板、1bは二次元光電変換素
子、1cはガラスなどの基板であり、これらは、一体に
接着されており、全体で、X線像検出パネル1を構成し
ている。なお、4はX線像検出パネル1を支持するため
の支持板であり、スペーサ4aを介して、接着固定され
ている。また、外囲器は、筐体2およびその開口部に封
着される筐体蓋3から構成される。
フレキシブル回路基板、5は信号処理に用いられる電子
部品5aを実装した回路基板であり、回路基板5は小型
化のために、支持板4の裏側と筐体2との間に挟装する
ことで、ビス止めなどの手段で、筐体2内に取り付けら
れている。
ス板など、極めて脆く、耐荷重、耐衝撃などに弱い材料
が用いられている。そこで、筐体蓋3の内側には、X線
透過性の弾性素材で形成されているシート状の緩衝材7
が接着固定されており、筐体2と支持板4との間に設置
された弾持手段としての、複数個(少なくとも1個)の
圧縮コイルスプリング8aにより、X線像検出パネル1
が筐体内面に向けて押圧されており、基板1cなどの脆
い部品を、運搬時の衝撃や振動などから保護している。
また、緩衝材7は、X線像検出パネルが押圧される時、
均一に圧力を受けさせ、X線像検出パネル1に、キズな
どが付くことを防止する。
体蓋3に被写体(患者)の荷重が加わることもあるが、
圧縮コイルスプリング8aに抗して、X線像検出パネル
1を退避することができるため、これらが破損防止に役
立っている。
耐荷重性能とX線透過の性能、そして、軽量であること
が必要なため、金属材料とCFRP(炭素繊維強化樹
脂)などの素材を組み合わせて、構成される。
の手段によって、筐体2に部分的に設けられている突起
2aに回路基板5を固定しており、X線像検出パネル1
のみを、圧縮コイルスプリング8aによりX線照射方向
に弾持しているので、それほど強い弾圧力を必要としな
いことである。
基板5を貫通して、支持板4を押し上げており、回路基
板4は、圧縮コイルスプリングが設置されている場所
に、穴が明いており、穴明き基板として構成されてい
る。
わる第2の実施の形態を示す断面図であり、第1の実施
の形態との相違点は、その実施形態の場合に、回路基板
5が、筐体2に固定されていたが、この実施形態の場合
に、ネジ止めなどの手段によって、回路基板5が、支持
板4に部分的に設けられている突起4bに固定されてい
ることである。従って、圧縮コイルスプリング8aは、
X線像検出パネル1および回路基板5を、支持板4を介
して、筐体蓋3の方向に押し上げている。
基板5の荷重分、圧縮コイルスプリング8aの強度を上
げることになるが、反面において、回路基板5も、筐体
2に固定されている場合と異なり、運搬時の衝撃や振動
などから保護されることになる。
わる第3の実施の形態を示す断面図であり、先述の、第
1の実施の形態では、弾持手段である弾性体として、圧
縮コイルスプリング8aを用いていたが、ここでは、板
バネ8bを用いている。
わる第4の実施の形態を示す断面図であり、先述の、第
2の実施の形態では、弾性体として、圧縮コイルスプリ
ング8aを用いていたが、ここでは、第3の実施形態と
同じく、板バネ8bを用いている。
る第5の実施の形態を示す断面図であり、図6は、X線
撮像装置に被写体(患者)の荷重が掛かった時の状態を
示す図である。この事例のX線撮像装置は、支持板4と
筐体2の底部との間に装備された、弾持手段である圧縮
コイルスプリング8aを囲むようにして、円筒状のスト
ッパー2bが筐体2に設けてあり、支持板4の、下向き
への可動範囲を規制している。また、第1の実施の形態
とは異なり、緩衝材7が装備されていない点を除けば、
他の構成は、実質的に第1の実施の形態と同様である。
ッパー2bは、X線撮影時に筐体蓋3に被写体(患者)
の荷重9が加わった時(図6を参照)、X線像検出パネ
ル1が、筐体蓋3の変形に伴って、上述のように、可動
範囲を規制する役目と共に、圧縮コイルスプリング8a
のガイドの役目もしている。
板4の高さよりも若干大きめに設定してあり、X線像検
出パネル1と一体の支持板4が移動してストッパーで規
制された時、回路基板及び電子部品5aにダメージを与
えないようになっている。また、ストッパー2bは、回
路基板5に形成された穴に貫通できるように設置されて
いる。
耐荷重性能とX線透過の性能、そして軽量であることが
必要なために、金属材料とCFRP(炭素繊維強化樹
脂)などの素材が組み合わせて用いられるが、この実施
の形態では、筐体2には、弾性係数が高く比重の小さい
材料としてマグネシュウム合金を、筐体蓋3には、X線
透過率の高いCFRPを用いている。
形態と同様に、X線撮影時、筐体蓋3に被写体の荷重が
掛かり、外囲器が変形しても、X線像検出パネル1は、
圧縮コイルスプリング8aに逆らって、退避できる構造
になっているため、ダメージを受けることや、最悪の場
合、破損することを回避できる。
像検出パネル1との間には、筐体蓋3が介在しているだ
けであり、被写体と検出パネル1との間の距離が、最も
短いこと、また、外囲器、特に、筐体蓋3が変形するこ
とがあっても、圧縮コイルスプリング8aの作用によっ
て、その距離が常に一定に保たれることにより、X線の
散乱、減衰などを最小限に抑えられるから、より良好な
X線画像を得ることができる。
も、圧縮コイルスプリングが緩衝材の役目を果たし、衝
撃を吸収することができ、X線像検出パネル1の破損を
回避できる。
段は、図7に示すような構成にすることができる。即
ち、ここで用いている圧縮コイルスプリング8aには、
図7の(a)に示すように、素線間のピッチを一定にし
て、螺旋状に巻いた、等ピッチバネを採用している。こ
の場合、バネに作用する力(本発明においては、被写体
の荷重)Wとたわみδとの関係は、図7の(b)に示す
ような直線である。換言すれば、バネ定数K=バネに作
用する力:W/たわみ:δは、常に一定である。勿論、
バネ定数Kが一定の圧縮コイルスプリングを用いても、
本発明の課題を達成することができるが、衝撃力や被写
体に掛かる荷重に対して、最初は敏感に反応する弾性体
の方が、より大きな効果を発揮する。
バネ定数が小さく、徐々に大きくなるようなバネ部材の
採用が好ましい。このようなバネ部材として、図7の
(d)のような、素線間の距離が一定でない、不等ピッ
チバネを用いるのがよい。即ち、ピッチの小さい部分か
ら順次、そのターン部分が密接して行くため、有効に作
用する巻数が、たわみの増加に従って減少するからであ
る。
より、衝撃あるいは荷重に対して、最初は、敏感に反応
させることで、瞬時に衝撃力の吸収を行い、しかる後、
荷重に対して、その変位を小さくすることで、X線像検
出パネル1などの移動量そのものを小さくすることがで
きる。このため、装置の小型・軽量化に、より効果を発
揮できる。
で、バネの圧縮高さを極力減らして小型化を図るため
に、例えば、図7の(e)に示すような、円錐コイルバ
ネを利用することができる。このような円錐コイルバネ
も、バネ定数は一定でなく、荷重と撓みとの関係は、図
7の(c)に示す通りなので、たわみの最終段階のター
ン部分の圧縮高さは、コイル線径の近くにまで小さくで
き、従って、装置の小型・軽量化に、より効果を発揮す
る。
ると、バネの固有振動数と外部から装置そのものに掛か
る振動数が一致し、逆に、大きく揺れ動く、共振現象が
現れる場合がある。しかしながら、本発明で提案するバ
ネ定数が一定でないバネ部材を用いると、固有振動数が
一定とならないので、装置そのものの共振現象を避ける
効果も発揮する。
本発明に係わる第6の実施の形態を示す断面図であり、
第5の実施の形態との相違点は、その実施形態の場合
に、回路基板5が、筐体2に固定されていたが、この実
施形態の場合に、ネジ止めなどの手段によって、回路基
板5が、支持板4に部分的に設けられている突起4bに
固定されていることである。その他の点は、第5の実施
の形態と同様である。また、その相違部分による特有の
効果は、第2の実施の形態で詳細に説明されている。
明に係わる第7の実施の形態では、X線を電気信号に変
換する手段を備えたX線像検出パネル1と、このパネル
1を支持する支持板4と、電気信号を処理する電子部品
5aが実装されている電気回路基板5と、これらを収納
する外囲器(筐体2および筐体蓋3)とを具備している
点は、上述の実施の形態と同様であるが、X線像検出パ
ネル1、支持板4および電気回路基板5とを、前記外囲
器内に設けた内ケース14に収納し、内ケース14を弾
持手段11によって、X線照射側の外囲器内面に向けて
弾持している。
X線が入射する側が開口されていて、その開口縁には、
外向きの支持フランジ部14aを備えている。
は、外囲器内面の上面に位置して、第1の実施の形態で
の、緩衝材7の代わりに設けた、ゴム質などの板状に弾
性部材10として構成され、また、側面に位置して支持
フランジ部14aと筐体2の内底部との間に挟装された
(要すれば、筐体2の内側面に接着されてもよいが)、
同じような弾性部材11aとして構成されている。この
弾性部材11aの弾持力は、その厚さ、高さ、幅および
硬度によって決められる。
に支持されている点で、第3および第6の実施の形態に
類似している。従って、先述の実施の形態で共通する作
用効果の他に、X線像検出パネル1、支持板4および電
気回路基板5が内ケース14でガードされているため
に、上下からの振動吸収だけでなく、左右の振れでも、
保護の効果が得られる。また、側面で、弾性部材11a
により、上下の緩衝をするので、先述の実施の形態にお
けるように、圧縮コイルスプリングを、筐体2の内底面
に設置する場合と異なり、筐体の厚さ方向での縮小を効
果的に実現できる。
図11に示すように、第7の実施の形態で、弾持手段1
1として用いた弾性部材11aの代わりに、圧縮コイル
スプリング11bを用いている。その他の点は、第7の
実施の形態と同様である。これは、弾性部材11aとは
異なり、接着などの手段を用いない点で、組立状にメリ
ットがある。
図12に示すように、弾持手段11として、筐体内の側
面および底面に位置して、内ケース14を左右および上
下に弾持する弾性部材11c(これらは接着によって固
定されるとよい)を用いている点が、第7および第8の
実施の形態と異なる。なお、ここでは、左右の振動吸収
の十分な余裕を得るために、内ケース14に支持フラン
ジ部14aがない。
は、図13に示すように、X線像検出パネル1、支持板
4および電気回路基板5が内ケース14に支持されてい
るが、筐体2内で、これらは、弾持手段11によって、
吊り持ち状態を維持している。このため、筐体2の内側
面には、支持フランジ部14aの上下に、それぞれ、ゴ
ム質の弾性部材11dが設けてある。なお、この構成で
は、弾性部材10が除かれている。
は、図14に示すように、弾性手段11として、圧縮コ
イルスプリング11eを用いている以外には、第10の
実施の形態と同様な構成であって、その作用効果も同様
である。
小型、軽量で、可搬性に優れたX線撮像装置を構成する
ことができる。
である。
である。
である。
である。
である。
示す図である。
である。
図である。
図である。
図である。
面図である。
面図である。
る。
Claims (16)
- 【請求項1】 X線を電気信号に変換する手段を備えた
X線像検出パネルと、これを収納する外囲器とを具備し
ており、前記X線像検出パネルが、弾持手段によって、
X線照射側の外囲器内面に向けて弾持するように、前記
支持板に支持されていることを特徴とするX線撮像装
置。 - 【請求項2】 前記外囲器には、前記X線像検出パネル
に係る電気信号を処理する電子部品が実装されている電
気回路基板が更に収納されていることを特徴とする請求
項1に記載のX線撮像装置。 - 【請求項3】 前記外囲器に収納される前記X線像検出
パネルを支持する支持板を更に有し、前記電気回路基板
は、前記X線像検出パネルと一体的に、前記弾持手段に
よって、支持されるように、前記支持板に設けられてい
ることを特徴とする請求項2に記載のX線撮像装置。 - 【請求項4】 前記弾持手段は、弾性体としての、圧縮
コイルスプリング、板バネあるいはゴム質部材で構成さ
れていることを特徴とする請求項1ないし3の何れか1
項に記載のX線撮像装置。 - 【請求項5】 前記弾持手段は、弾性体として、バネ定
数が非線形なバネ部材であることを特徴とする請求項1
ないし4の何れか1項に記載のX線撮像装置。 - 【請求項6】 前記バネ部材は、素線間の距離が一定で
ない不等ピッチの圧縮コイルスプリングであることを特
徴とする請求項5に記載のX線撮像装置。 - 【請求項7】 前記バネ部材は、円錐圧縮コイルスプリ
ングであることを特徴とする請求項5に記載のX線撮像
装置。 - 【請求項8】 前記X線像検出パネルが、緩衝材を介し
て、前記外囲器内面に弾接されていることを特徴とする
請求項1ないし3の何れか1項に記載のX線撮像装置。 - 【請求項9】 前記弾持手段による前記支持板の可動範
囲を規制するストッパーが装備されていることを特徴と
する請求項1ないし3の何れか1項に記載のX線撮像装
置。 - 【請求項10】 X線を電気信号に変換する手段を備え
たX線像検出パネルと、これを収納する外囲器とを具備
しており、前記X線像検出パネルを前記外囲器内に設け
た内ケースに収納し、該内ケースを前記弾持手段によっ
て、X線照射側の外囲器内面に向けて弾持することを特
徴とするX線撮像装置。 - 【請求項11】 前記パネルを支持する支持部材と、電
気信号を処理する電子部品が実装されている電気回路基
板とを更に前記内ケースに有することを特徴とする請求
項10に記載のX線撮像装置。 - 【請求項12】 前記弾持手段は、外囲器内面の上面、
側面および下面の少なくとも1面に位置して、配置され
ていることを特徴とする請求項10または11に記載の
X線撮像装置。 - 【請求項13】 前記弾持手段は、弾性体としての、1
個以上の圧縮コイルスプリングあるいはゴム質部材で構
成されていることを特徴とする請求項10ないし12の
何れか1項に記載のX線撮像装置。 - 【請求項14】 前記内ケースは、少なくともX線が入
射する側が開口されている箱形形状であることを特徴と
する請求項10ないし13の何れか1項に記載のX線撮
像装置。 - 【請求項15】 前記内ケースは、その開口部にフラン
ジ部を備えていて、該フランジ部を介して前記弾持手段
に支持されていることを特徴とする請求項10ないし1
4の何れか1項に記載のX線撮像装置。 - 【請求項16】 前記X線像検出パネルが、緩衝材を介
して、X線照射側の前記外囲器内面に弾接されているこ
とを特徴とする請求項10ないし15の何れか1項に記
載のX線撮像装置。
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