JP6826973B2 - 放射線検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、放射線検出装置に関する。

被写体の放射線画像の取得に、いわゆるＦＰＤ（Flat Panel Detector）が用いられている。ＦＰＤは、例えば、入射する放射線の放射線量に応じた蛍光を発するシンチレータと、シンチレータの蛍光を検出する画素が二次元状に配列された検出基板とを備える。被写体を透過した放射線がシンチレータに入射し、シンチレータに生じる蛍光が画素によって電気信号に変換され、各画素から出力される電気信号に基づいて被写体の放射線画像データが生成される。そして、ＦＰＤを備える放射線検出装置として、ＦＰＤが筐体に収容され、可搬に構成された、いわゆる電子カセッテも知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された放射線画像撮影装置は、ＦＰＤである放射線検出パネルと、各種回路が実装された配線基板である信号処理基板と、放射線検出パネル及び信号処理基板が配設されている支持部材と、放射線検出パネル、信号処理基板及び支持部材を収容する筐体とを備える。放射線検出パネルは支持部材の照射面側に配設され、信号処理基板は支持部材の非照射面側に配設されており、放射線検出パネルと信号処理基板とは、支持部材の側面と筐体の側部との間を通って引き回されるフレキシブル基板によって接続されている。フレキシブル基板には、信号処理を行う電子部品が実装されており、電子部品は、支持部材の非照射面側の縁部に配置されている。

特開２０１４−０２５８４７号公報

可搬な電子カセッテは、種々の場所に置かれて使用され得るが、置かれる際に倒れ、衝撃が加わる可能性がある。特許文献１に記載された放射線画像撮影装置では、筐体の底が全面に亘って平坦状に形成されており、放射線画像撮影装置が倒れた際に加わる衝撃は、主として筐体の底の縁部に加わる。そして、電子部品は、筐体の底の縁部に対向して配置されている。電子カセッテの厚みは、典型的には１５ｍｍ前後であり、電子部品と筐体の底との間に隙間があけられるとしても、隙間は数ｍｍ程度である。このため、筐体の底の縁部に加わった衝撃によって底が変形した場合に、筐体の底と電子部品とが接触し、衝撃が電子部品に伝達され、電子部品が破損する虞がある。

本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、倒れた際に加わる衝撃から電子部品を保護できる放射線検出装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様の放射線検出装置は、放射線検出パネルと、上記放射線検出パネルが第１面側に配置される支持部材と、上記支持部材の上記第１面とは反対側の第２面に配置され、上記放射線検出パネルを駆動し又は上記放射線検出パネルから出力される電気信号を処理する電子部品と、上記放射線検出パネルと、上記支持部材と、上記電子部品とを収容する筐体と、を備え、上記第２面に対向する上記筐体の底は、平坦部と、上記平坦部に隣接されており且つ上記平坦部とは反対側ほど上記第２面に近接しているスロープ部と、を有し、上記電子部品は、少なくともこの電子部品の重心が上記スロープ部に重なる位置に配置されている。

本発明によれば、倒れた際に加わる衝撃から電子部品を保護できる放射線検出装置を提供することができる。

本発明の実施形態を説明するための、放射線検出装置の一例の斜視図である。 図１の放射線検出装置のII−II線断面図である。 図２の破線枠IIIで囲まれた部分の拡大図である。 図２の筐体の底のスロープ部の機能を示す模式図である。 本発明の実施形態を説明するための、放射線検出装置の他の例の要部の断面図である。 図５の放射線検出装置の変形例の模式図である。 図５の放射線検出装置の他の変形例の模式図である。 本発明の実施形態を説明するための、放射線検出装置の他の例の要部の断面図である。 本発明の実施形態を説明するための、放射線検出装置の他の例の要部の断面図である。

図１及び図２は、本発明の実施形態を説明するための、放射線検出装置の一例を示す。

図１及び図２に示す放射線検出装置１は、いわゆる電子カセッテであり、Ｘ線等の放射線を検出する放射線検出パネル２と、支持部材３と、放射線検出パネル２及び支持部材３を収容する筐体５と、を備える。

筐体５は、直方体状に形成されており、典型的には国際規格ＩＳＯ（International Organization for Standardization）４０９０：２００１に準拠した大きさに形成される。筐体５を形成する材料は、耐荷重性に加えて軽量化を両立可能な材料が好ましく、比重が３．０以下でかつヤング率が１．８ＧＰａ以上を満たす、マグネシウム合金、アルミニウム合金、繊維強化樹脂、ＣＮＦ（セルロースナノファイバー）強化樹脂、樹脂等である。筐体５の天板６には矩形状の開口が形成されており、この開口には、放射線に対して透過性を有する透過板７が取り付けられている。

放射線検出パネル２は、シンチレータ８と検出基板９とを有し、筐体５の内部で透過板７の背後に配置されている。シンチレータ８は、ＣｓＩ：Ｔｌ（タリウム賦活ヨウ化セシウム）又はＧＯＳ（Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ、テルビウム賦活ガドリウムオキシサルファイド）等の蛍光体を含有し、入射する放射線の放射線量に応じた蛍光を発する。検出基板９は、二次元状に配列された複数の画素を有し、これらの画素によってシンチレータ８に生じる蛍光を検出し、検出した蛍光を電気信号に変換する。

なお、本例では、シンチレータ８と検出基板９とは、筐体５の透過板７側からシンチレータ８、検出基板９の順に積層されているが、透過板７側から検出基板９、シンチレータ８の順に積層されてもよい。また、信号電荷を生成する検出基板９の各画素の光導電膜が例えばアモルファスセレンからなり、放射線を信号電荷に直接変換する直接変換型の放射線検出パネルが用いられてもよい。

支持部材３は、板状の部材であり、矩形状に形成されている。なお、本明細書において、矩形状は、角が直角の四角形に限定されず、角に面取り又は角丸めが施された四角形も含むものとする。支持部材３は、筐体５の天板６に対向して配置される第１面１０と、第１面１０とは反対側の第２面１１とを有し、放射線検出パネル２は、支持部材３の第１面１０側に配置されている。放射線検出パネル２は、支持部材３に貼り付けられてもよいし、筐体５の天板６及び透過板７に貼り付けられてもよい。支持部材３を形成する材料は、耐荷重性に加えて軽量化を両立可能な材料が好ましく、比重が３．０以下でかつヤング率が１．８ＧＰａ以上を満たす、マグネシウム合金、アルミニウム合金、繊維強化樹脂、ＣＮＦ（セルロースナノファイバー）強化樹脂、樹脂等である。

筐体５には、回路基板１２と、電力供給部１３とが収容されている。回路基板１２には、検出基板９の駆動を制御する駆動制御回路、検出基板９から出力される電気信号を処理する信号処理回路、外部との通信を行うための通信回路及び電源回路等が形成されている。電力供給部１３は、検出基板９及び回路基板１２に電力を供給する。電力供給部１３は、例えばリチウムイオン二次電池等の充電可能な電池であり、又は電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等のキャパシタである。回路基板１２及び電力供給部１３は、支持部材３の第２面１１に接合されている。

なお、回路基板１２は、図２では単一の要素として模式的に示されているが、複数に分割され、支持部材３の第２面１１に分散して配置されてもよい。電力供給部１３もまた、図２では単一の要素として模式的に示されているが、複数設けられ、支持部材３の第２面１１に分散して配置されてもよい。

支持部材３の第２面１１には、複数のスペーサ１４が設けられている。複数のスペーサ１４は、回路基板１２及び電力供給部１３よりも突出しており、第２面１１に対向する筐体５の底１５に当接している。支持部材３は、複数のスペーサ１４によって支持されており、回路基板１２及び電力供給部１３と筐体５の底１５との間には隙間があけられている。

支持部材３の第１面１０側に配置されている放射線検出パネル２の検出基板９と、支持部材３の第２面１１側に配置されている回路基板１２とは、フレキシブル基板１６によって接続されており、フレキシブル基板１６は、支持部材３と筐体５の側部１７との間を通って引き回されている。そして、フレキシブル基板１６には、一つ以上の電子部品１８が実装されており、電子部品１８は、支持部材３の第２面１１の縁部に配置されている。

電子部品１８は、例えば検出基板９の各画素から出力される信号電荷（アナログ信号）を読み取る読み取りＩＣ（Integrated Circuit）であり、読み取りＩＣは回路基板１２の上記信号処理回路の一部を構成する。なお、電子部品１８は、検出基板９の各画素における信号電荷の蓄積動作、出力動作及びリセット動作を制御する駆動ＩＣであってもよく、駆動ＩＣは回路基板１２の上記駆動制御回路の一部を構成する。

図３は、電子部品１８の周辺を拡大して示す。

支持部材３の第２面１１に対向する筐体５の底１５は、平坦部２０と、スロープ部２１とを有する。スロープ部２１は、平坦部２０に隣接されており、筐体５の底１５の縁部を形成している。そして、スロープ部２１は、平坦部２０とは反対側ほど第２面１１に近接している。支持部材３の第２面１１の縁部に配置されている電子部品１８は、少なくとも電子部品１８の重心Ｏがスロープ部２１に重なる位置に配置されている。本例では、電子部品１８は、平坦部２０及びスロープ部２１と非接触である。

図４は、筐体５の底のスロープ部の機能を模式的に示す。

図４は、放射線検出装置１が倒れ、筐体５の底１５が設置面Ｓに当接した状態を示している。スロープ部２１は、平坦部２０とは反対側ほど支持部材３の第２面１１に近接しており、平坦部２０が設置面Ｓと接し、スロープ部２１は、平坦部２０とは反対側ほど設置面Ｓから離間して配置される。放射線検出装置１が倒れ、底１５と設置面Ｓとが当接する際に、平坦部２０のスロープ部２１との境界部２０ａに衝撃が加わることになる。

電子部品１８の重心Ｏがスロープ部２１に重なる位置に配置されているため、平坦部２０の境界部２０ａに加わった衝撃が電子部品１８に直接的に伝達されることが回避される。平坦部２０の境界部２０ａに加わった衝撃は、平坦部２０側とスロープ部２１側とに分散され、スロープ部２１側に分散された衝撃が電子部品１８に伝達されるとしても、電子部品１８に伝達される衝撃は、平坦部２０の境界部２０ａに加わった衝撃の一部であって緩和されている。これにより、電子部品１８の破損を抑制でき、電子部品１８に対するノイズの重畳も抑制できる。ノイズ重畳はデジタル信号処理よりもアナログ信号処理のほうが顕著であり、電子部品１８がアナログ信号を処理するものである場合に特に有用である。なお、アナログ信号処理には、アナログ信号からデジタル信号への変換を含む。

好ましくは、図３に示すように、スロープ部２１は、平坦部２０とスロープ部２１との境界から電子部品１８の重心Ｏと重なる位置までの間に、平坦部２０よりも薄肉な部分を含む。これにより、平坦部２０側に分散される衝撃を相対的に大きく、スロープ部２１側に分散される衝撃を相対的に小さくすることができ、電子部品１８の破損を一層抑制できる。なお、図３に示す例では、スロープ部２１における、平坦部２０とスロープ部２１との境界から電子部品１８の重心Ｏと重なる位置までの間の中間部分２１ａの全体が平坦部２０よりも薄肉となっているが、中間部分２１ａの少なくとも一部が平坦部２０よりも薄肉となっていればよい。スロープ部２１における、電子部品１８の重心Ｏと重なる位置よりも外側（中間部分２１ａとは反対側）の部分の厚みは特に限定されない。また、スロープ部２１は平坦部２０よりも軟質に形成される、すなわちスロープ部２１と平坦部２０とが互いに異なる材料によって形成され且つスロープ部２１を形成する材料のヤング率が相対的に小さくてもよく、これにより、平坦部２０側に分散される衝撃を相対的に大きく、スロープ部２１側に分散される衝撃を相対的に小さくすることができ、電子部品１８の破損を一層抑制できる。

図５に示す例では、平坦部２０が、支持部材３の第２面１１に向けて突出しているリブ２２を有し、リブ２２は、平坦部２０の境界部２０ａを挟んで電子部品１８の重心Ｏとは反対側に設けられている。リブ２２によって、境界部２０ａの近傍における平坦部２０の厚みが大きくなり、平坦部２０側に分散される衝撃を相対的に大きく、スロープ部２１側に分散される衝撃を相対的に小さくすることができる。これにより、電子部品１８の破損を一層抑制できる。また、平坦部２０の厚みを平坦部２０の全体に亘って大きくするよりも、筐体５の軽量化を図ることができ、平坦部２０と支持部材３の第２面１１との間に配置される回路基板１２及び電力供給部１３（図１参照）の配置スペースを拡大できる。

好ましくは、図６に示すように、リブ２２は、平坦部２０の境界部２０ａに沿って延び、より好ましくは、図７に示すように、境界部２０ａを含む平坦部２０の外周部を周回する環状に形成される。平坦部２０側に分散される衝撃はリブ２２に沿って伝達され、平坦部２０の中央部に伝達される衝撃を緩和できる。これにより、平坦部２０の中央部に重なる位置に配置されている回路基板１２及び電力供給部１３（図１参照）に衝撃が伝達されることを回避又は抑制できる。

ここまで、電子部品１８は、平坦部２０及びスロープ部２１と非接触であるものとして説明したが、図８に示すように、電子部品１８は、粘性を有する熱伝導体２３を介してスロープ部２１と接触してもよい。電子部品１８とスロープ部２１とが接触することによって、スロープ部２１に分散される衝撃が電子部品１８に伝達され得るが、電子部品１８に伝達される衝撃は熱伝導体２３の粘性によって吸収又は減衰されるので、電子部品１８の破損を抑制できる。そして、電子部品１８に発生する熱は、熱伝導体２３を通してスロープ部２１に伝達され、スロープ部２１を含む筐体５を介して効率的に放散される。これにより、熱に起因する電子部品１８の誤動作及び破損を抑制できる。粘性を有する熱伝導体２３は、例えばアルミ、銅、銀等の金属粒子又はアルミナ、酸化マグネシウム等の金属酸化物粒子が分散されたゲルである。

また、図９に示すように、電子部品１８は、柔軟な熱伝導体２４を介して平坦部２０と接続されてもよい。電子部品１８と平坦部２０とが接続されることによって、平坦部２０に分散される衝撃が電子部品１８に伝達され得るが、電子部品１８に伝達される衝撃は熱伝導体２４の撓みによって吸収又は減衰されるので、電子部品１８の破損を抑制できる。そして、電子部品１８に発生する熱は、熱伝導体２４を通して平坦部２０に伝達され、平坦部２０を含む筐体５を介して効率的に放散される。これにより、熱に起因する電子部品１８の誤動作及び破損を抑制できる。可撓な熱伝導体２４は、例えばアルミ、銅、銀等の金属箔テープである。

電子部品１８の一例である読み取りＩＣは、検出基板９の各画素から出力される信号電荷を増幅する積分アンプ等を含み、比較的発熱が大きい。粘性を有する熱伝導体２３を用いて放熱する図８に示した構成、又は柔軟な熱伝導体２４を用いて放熱する図９に示した構成は、電子部品１８が読み取りＩＣである場合に特に有用である。

以上説明したとおり、本明細書に開示された放射線検出装置は、放射線検出パネルと、上記放射線検出パネルが第１面側に配置される支持部材と、上記支持部材の上記第１面とは反対側の第２面に配置され、上記放射線検出パネルを駆動し又は上記放射線検出パネルから出力される電気信号を処理する電子部品と、上記放射線検出パネルと、上記支持部材と、上記電子部品とを収容する筐体と、を備え、上記第２面に対向する上記筐体の底は、平坦部と、上記平坦部に隣接されており且つ上記平坦部とは反対側ほど上記第２面に近接しているスロープ部と、を有し、上記電子部品は、少なくともこの電子部品の重心が上記スロープ部に重なる位置に配置されている。

また、本明細書に開示された放射線検出装置は、上記スロープ部は、上記平坦部と上記スロープ部との境界から上記電子部品の重心と重なる位置までの間に、上記平坦部よりも薄肉な部分を含む。

また、本明細書に開示された放射線検出装置は、上記平坦部は、上記第２面に向けて突出しているリブを有し、上記リブは、上記平坦部と上記スロープ部との境界を挟んで上記電子部品の上記重心とは反対側に設けられている。

また、本明細書に開示された放射線検出装置は、上記リブは、上記平坦部と上記スロープ部との境界に沿って延びている。

また、本明細書に開示された放射線検出装置は、上記リブは、上記平坦部の外周部を周回する環状に形成されている。

また、本明細書に開示された放射線検出装置は、上記スロープ部は、上記平坦部よりも軟質である。

また、本明細書に開示された放射線検出装置は、上記電子部品は、上記底とは非接触である。

また、本明細書に開示された放射線検出装置は、上記電子部品は、粘性を有する熱伝導体を介して上記スロープ部と接触している。

また、本明細書に開示された放射線検出装置は、上記電子部品は、柔軟な熱伝導体を介して上記平坦部と接続されている。

また、本明細書に開示された放射線検出装置は、上記電子部品は、上記放射線検出パネルから出力される電気信号を処理するものである。

また、上記電子部品は、アナログ信号を処理するものである。

１ 放射線検出装置
２ 放射線検出パネル
３ 支持部材
５ 筐体
６ 筐体の天板
７ 透過板
８ シンチレータ
９ 検出基板
１０ 支持部材の第１面
１１ 支持部材の第２面
１２ 回路基板
１３ 電力供給部
１４ スペーサ
１５ 筐体の底
１６ フレキシブル基板
１７ 筐体の側部
１８ 電子部品
２０ 平坦部
２０ａ 境界部
２１ スロープ部
２１ａ 中間部分
２２ リブ
２３ 熱伝導体
２４ 熱伝導体
Ｏ 重心
Ｓ 設置面

Claims (11)

1. 放射線検出パネルと、
   前記放射線検出パネルが第１面側に配置される支持部材と、
   前記支持部材の前記第１面とは反対側の第２面に配置され、前記放射線検出パネルを駆動し又は前記放射線検出パネルから出力される電気信号を処理する電子部品と、
   前記放射線検出パネルと、前記支持部材と、前記電子部品とを収容する筐体と、
   を備え、
   前記第２面に対向する前記筐体の底は、平坦部と、前記平坦部に隣接されており且つ前記平坦部とは反対側ほど前記第２面に近接しているスロープ部と、を有し、
   前記電子部品は、少なくとも当該電子部品の重心が、前記第２面に垂直な方向に見た場合に、前記スロープ部に重なる位置に配置されている放射線検出装置。
2. 請求項１記載の放射線検出装置であって、
   前記スロープ部は、前記平坦部と前記スロープ部との境界から前記電子部品の重心と前記第２面に垂直な方向に見た場合に重なる位置までの間に、前記平坦部よりも薄肉な部分を含む放射線検出装置。
3. 請求項１記載の放射線検出装置であって、
   前記平坦部は、前記第２面に向けて突出しているリブを有し、
   前記リブは、前記平坦部と前記スロープ部との境界を挟んで前記電子部品の前記重心とは反対側に設けられている放射線検出装置。
4. 請求項３記載の放射線検出装置であって、
   前記リブは、前記平坦部と前記スロープ部との境界に沿って延びている放射線検出装置。
5. 請求項４記載の放射線検出装置であって、
   前記リブは、前記平坦部の外周部を周回する環状に形成されている放射線検出装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項記載の放射線検出装置であって、
   前記スロープ部は、前記平坦部よりも軟質である放射線検出装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項記載の放射線検出装置であって、
   前記電子部品は、前記底とは非接触である放射線検出装置。
8. 請求項１から６のいずれか一項記載の放射線検出装置であって、
   前記電子部品は、粘性を有する熱伝導体を介して前記スロープ部と接触している放射線検出装置。
9. 請求項１から６のいずれか一項記載の放射線検出装置であって、
   前記電子部品は、柔軟な熱伝導体を介して前記平坦部と接続されている放射線検出装置。
10. 請求項８又は９記載の放射線検出装置であって、
    前記電子部品は、前記放射線検出パネルから出力される電気信号を処理するものである放射線検出装置。
11. 請求項１０記載の放射線検出装置であって、
    前記電子部品は、アナログ信号を処理するものである放射線検出装置。

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