专利名称：换片器式放射线图像检出器的制作方法
技术领域：
本发明涉及换片器式放射线图像检出器
背景技术：
以往，以诊断疾病等为目的，广泛采用以X线图像为代表的用放射线摄影的放射 线图像。这种医用放射线图像以往是采用屏幕胶片摄影的，但是近年来放射线图像逐渐数 码化，例如ClUComputedRadiography)装置已经广泛普及，其中是使透过被摄体的放射线 蓄积在形成了辉尽性荧光层的辉尽性荧光片中，然后用激光扫描该辉尽性荧光片，对受激 光照射而从辉尽性荧光片发光的辉尽光进行光电变换，得到图像数据(请参照例如专利文 献1、2等)。放射线图像摄影时使用换片器，其内部内藏屏幕胶片或辉尽性荧光片等记录介质 (请参照专利文献1、2等)。CR装置摄影所使用的CR用换片器，为了适合于以往屏幕/胶 片用的换片器，能够继续使用已经导入的现有设备、例如换片器架或滤线器床，按照该屏幕 /胶片用换片器的JIS规格尺寸或IEC规格尺寸设计制造。也就是说维持了匣尺寸互换性， 实现了现有设施的有效运用和图像数据的数码化。作为得到医用放射线图像的手段，最近已经知道有平板探测器(Flat Panel Detector，以下称之谓“FPD”)，其作为检出器检出照射的放射线，取得数码图像数据(请参 照专利文献3等)。并且，将该FPD收纳在外壳(筐体)中得到的可搬型摄影装置(可搬型FPD)也已 实用化(请参照专利文献4、5等)。这种可搬型检出器因为能够携带，所以可以带到患者病 房等进行摄影，还可以根据摄影部位的位置和角度等自在调整位置和角度，所以被期待推 广运用。专利文献1 特开2005-121783号公报专利文献2 特开2005-114944号公报专利文献3 特开平9-73144号公报专利文献4 特开2002-311527号公报专利文献5 美国专利第7189972号说明书
发明内容
发明欲解决的课题如上所述，现在普及的CR用换片器的尺寸符合以往屏幕/胶片用换片器的JIS规 格尺寸或IEC规格尺寸，滤线器床等也按照JIS规格尺寸或IEC规格尺寸制作。因此，如果 FPD也能够以收纳在符合上述规格尺寸的换片器之中的形式使用的话，就能够用设施中设 置的现有设备用FPD进行摄影，这样作为摄影手段导FPD时能够最小限度地抑制设备投资。但是，专利文献4和专利文献5中记载的以往外壳(筐体)中收纳的可搬型换片 器式放射线图像检出器(可搬型FPD)，没有按照上述JIS规格尺寸或IEC规格尺寸，从其形状上来说不能利用现有设备。但是，按照上述JIS规格尺寸或IEC规格尺寸形成换片器式放射线图像检出器时， 整体呈薄平板状，所以相比换片器式放射线图像检出器FPD的外壳H厚的情况来说，外壳H 容易产生如图26(a)的弯曲，除此之外还容易产生如图26(b)所示的扭曲。尤其是在换片器式放射线图像检出器上作用患者体重(加载)时产生上述弯曲和 扭曲，可是必须提高换片器式放射线图像检出器能够抑制外壳变形的整体强度，使加载时 不对内部的玻璃基材和电子部件等加载。本发明为了解决上述课题，目的在于提供一种能够达成图像数据数码化的FPD换 片器式放射线图像检出器，其具有与CR用换片器互换性的薄型，并且具有充分强度，对于 外部压力能够抑制外壳变形，能够进行携带摄影。用来解决课题的手段为了达成上述目的，本发明如下。一种换片器式放射线图像检出器，其特征在于，备有检出器单元，其包括将入射的放射线变换为光的闪烁体和接受由所述闪烁体变换 的光并将其变换为电信号的检出部；外壳，其包括本体部、第1盖件、第2盖件，所述本体部用碳纤维板形成，呈两端具 有开口部的方筒形状，所述第1盖件和第2盖件通过扣合部扣合在所述本体部上覆盖所述 各开口部，外壳中内藏所述检出器单元；所述本体部是放射线入射面和其对面上构成各面的所述碳纤维板的纤维方向分 别倾斜于所述开口部，并且构成所述各面的所述碳纤维板的纤维方向互不相同。发明效果根据本发明的换片器式放射线图像检出器，用碳纤维板形成外壳本体部，本体部 的放射线入射面和其对面上，形成各面的碳纤维板的纤维方向分别倾斜于开口部，并且，形 成各面的碳纤维板的纤维方向互不相同，因此，即使是薄型的换片器式放射线图像检出器 整体呈薄平板状时，也能够充分可靠地抑制外壳出现如图26(a)所示的弯曲，而且还能够 充分可靠地抑制对外壳长边或短边施加所谓倾斜方向拉力引起的如图26(b)所示的扭曲， 能够达成患者体重作用在换片器上的全加载(体重)摄影时所必须的强度。因此，对于能够达成图像数据数码化的FPD换片器式放射线图像检出器，能够实 现与C R用换片器具有互换性的薄型，而且具有充分的强度，抑制全加载摄影等外部压力的 外壳变形，所以，也能够抑制内藏在外壳中的传感板变形，防止传感板故障。另外，这种换片 器式放射线图像检出器可携带，能够进行携带摄影。
图1 本实施方式换片器式放射线图像检出器的立体示意图。图2 本实施方式外壳的分解立体图。图3 (a)剖面形状被形成为V字形的第2盖件的缓冲部件示意图，(b)检出器单 元被导向移动到水平位置的状态示意图，(c)检出器被缓冲部件支撑的状态示意图。图4 图1所示换片器式放射线图像检出器的内部结构概略示意图。图5 图4的A-A剖面图。
图6 图4的B-B剖面图。图7 本实施方式中的检出板平面示意图。图8 图7所示的检出板从箭头F方向看到的侧视图。图9 图7所示的检出板的G-G剖面图。图10 各摄影姿势对玻璃基材的加载示意曲线。图11 压力测定装置的概略结构示意图。图12 玻璃基材的容许压力示意说明图。图13 :4边支撑的玻璃基材上的最大压力和最大弯曲量示意说明图。图14 4边支撑的玻璃基材的说明图。图15 4边支撑的玻璃基材的系数示意图。图16 构成信号检出部的光电变换部的1像素分的等效电路结构图。图17 二维配列图16所示光电变换部的等效电路结构图。图18 形成外壳本体部的碳纤维板示意图。图19 各种材料的弹性模量及热传导率比较图。图20 外壳本体部放射线入射面和其对面上碳纤维的纤维方向不同的说明图。图21 有关外壳弯曲量的模拟结构示意图表。图22 (a)悬臂梁式地把握一端时的加载方式说明图，(b)把握位于对角上的2个 端部时的加载方式说明图。图23 (a)碳纤维板的卷绕方向为外壳短边所在方向时的示意图，(b)碳纤维板的 卷绕方向为外壳长边所在方向时的示意图。图24 将换片器式放射线图像检出器形成为JIS规格尺寸或IEC规格尺寸时可取 的角度θ值表格。图25 设在碳纤维板表面的凹凸示意图。图26 :(a)换片器式放射线图像检出器的外壳产生弯曲的说明图，(b)换片器式放 射线图像检出器外壳出现扭曲的说明图。符号说明1 换片器式检出器(换片器式放射线图像检出器)2 检出器单元3 外壳31 外壳本体部(本体部)3IA 碳纤维板32 第1盖件33 第2盖件151 信号检出部(检出部)211 闪烁层(闪烁体)311 开口部312 开口部324 扣合片(扣合手段)334 扣合片(扣合手段)
C凹凸
F纤维方向
F*纤维方向
S卷绕方向
X放射线入射面
Y放射线入射面的对面
θ角度
具体实施例方式以下参照附图，说明本发明换片器式放射线图像检出器的实施方式。但发明范围 并不局限于图示例。图1是本实施方式换片器式放射线图像检出器(以下又称“换片器式检出器”)的 立体图。本实施方式中的换片器式检出器1是换片器式F P D，换片器式检出器1备有检出 照射的放射线取得数字图像数据的检出器单元2 (参照图4等)，以及内部收纳该检出器单 元2的外壳3。本实施方式中，外壳3放射线入射方向的厚度形成在16mm以下，符合上述CR用换 片器和以往的屏幕/胶片用换片器规格JIS Z905及相应的国际规格IEC 60406所规定的 尺寸。图2是本实施方式外壳3的分解立体图。如图2所示，外壳3包括外壳本体部31 和第1盖件32及第2盖件33，外壳本体部31被形成为在两端部具有开口部311、312的中 间空的方筒形状；第1盖件32及第2盖件33盖在并封闭外壳本体部31的各开口部311、 312。第1盖件32及第2盖件33备有盖本体部321、331和插入部322、332，用例如非导 电性的塑料等非导电性材料形成。盖本体部321、331被形成为外周尺寸与外壳本体部31各开口部311、312的外周 尺寸略相等。本实施方式中，盖本体部321、331在插入开口部311、312的插入方向上的尺 寸为8mm。至于使盖本体部321、331的上述尺寸在什么程度并没有特殊限定，但就后述设有 天线装置9的盖本体部321来说，优选使上述尺寸在6mm以上，更优选在8mm以上。插入部322、332呈框状，在插入开口部311、312的插入侧有开口部，插入部322、 332的外周尺寸略小于外壳本体部31各开口部311、312的内周尺寸。插入部322、332内部设有缓冲部件323、333，它们能够缓和从外部对检出器单元2 传递的外力(参照图4等)。缓冲部件323、333只要能够缓和外力，没有特殊限定，可以使 用例如氨基甲酸酯泡沫和硅等。 特别是设在插入部332中的缓冲部件333，其截面形状如图3 (a)所示呈略V字形， 以便使检出器单元2端部沿着缓冲部件333端部被导向水平位置。缓冲部件333如果用弹 性体、粘性体、粘弹性体(viscoelastic)等能够变形的材料形成的话，则如图3 (b)、(c)所 示，第2盖件33推入外壳本体部31时，缓冲部件333的形状按照检出器单元2端部的形状 变形，检出器单元2的端部由缓冲部件333支撑。这样缓冲部件333又发挥支撑部件的功 能，将检出器单元2支撑在外壳3内部的适当位置。
如图2所示，作为扣合外壳本体部31与盖件32、33的扣合手段，扣合片324、334 从插入部322、332各侧面，向插入开口部311、312的插入方向伸出。扣合片324、334外侧 面上分别设有扣合凸部325、335。优选在插入部322、332外周面上设用橡胶等形成的没有图示的防水用圈。设防水 用圈时，外壳本体部31与各盖件32、33的密封性增强，能够防止粉尘、患者的汗水、消毒液 等水分和异物侵入外壳3内部。在第1盖件32盖本体部321上与换片器式检出器1的放射线入射面垂直的一侧 面中，埋入了天线装置9，用来在换片器式检出器1和外部器械之间用无线接发信息。天线装置9中设有由金属构成的一对平板状放射板91、92以及联结一对放射板 91,92并对该一对放射板91、92供电的供电部93。本实施方式中，一对放射板91、92之中， 一个放射板91被形成为正视形状为台形，另一个放射板92被形成为正视形状为略圆形。供 电部93连接在一个放射板91的上底部略中央，同时与另一个放射板92的一部分连接。经 供电部93连接，一对放射板91、92之间形成所定间隙。天线装置9的种类和形状并不局限于上述示例。另外，天线装置9不局限于埋入 盖本体部321，也可以贴在盖本体部321外侧或内侧。但是，如果天线装置9设置在靠近由 金属和碳等导电性材料构成的导电性部件的位置的话，则接受信息的灵敏度和效益降低， 所以，优选设置在尽可能离开由碳等导电性材料形成的外壳本体部31和由金属等形成的 各种电子部件22 (参照图4等)的位置上，优选至少离开6mm以上，更优选离开8mm以上。本实施方式中，如前面所述，天线装置9设在由非导电性材料形成的盖本体部321 上，盖本体部321在插入开口部311的插入方向上的尺寸为8mm。因此，天线装置9是配置 在离开含碳纤维等导电性材料形成的外壳本体部31有8mm的位置上，从维持接受信息的灵 敏度和效益上来说优选。在盖本体部321形成了天线装置9的面上，如图1及图2所示，形成了充电用端子 45，其在对设在外壳3内部的充电电池25 (参照图4等)充电时，与外部电源等连接，另外， 配置了切换换片器式检出器1电源ON/0 FF的电源开关46。并且，在天线装置9所在面和 放射线入射面的交角上，设置了例如由LED等构成的指示器47，显示充电电池25充电状况 和各种操作状况等。本实施方式中示例的情况中，天线装置9和充电用端子45等全部设在第1盖件32 上，但是上述全部或一部分也可以设在第2盖件33等上。另外，天线装置9和充电用端子 45等接口用部件并不局限于上述示例，可以包括其他部件，也可以除掉上述中的一部分。有关外壳本体部31在后面详细叙述。外壳本体部31内侧与各盖件32、33的扣合片324、334扣合凸部325、335对应的 位置上，如图2及图4所示，形成了与扣合凸部325、335扣合的扣合凹部315、316。通过在外壳本体部31的一端开口部311中插入第1盖件32的插入部322、在另一 端开口部312中插入第2盖件33的插入部332，使扣合凸部325、335分别扣合到扣合凹部 315、316中由此封闭两开口部311、312，外壳3内部密封成为一体。接合外壳本体部31和 各盖件32、33的手段并不局限于上述示例，也可以用螺丝接合，也可以粘结固定。本实施方式中，一旦组装后，第1盖件32及第2盖件33被固定在外壳本体部31 上，不能拆下。这种结构能提高外壳3内部的密封性。因此，在例如必须交换充电电池25等时，是破坏盖件32、33，分解换片器式检出器1，因为用树脂等形成的盖件32、33价格比较 便宜，即使破坏，也损失少，而内部的检出器单元2可以取出再利用。另外，外壳本体部31的内侧两侧上设有缓冲部件317(参照图4)，它保护检出器单 元2，以避免它与外壳本体部31的内壁面干涉、破损。缓冲部件317的材料没有特殊限定， 可以采用例如硅和聚氨酯等有弹性的树脂等。图4是从上侧(摄影时放射线入射侧)看到的检出器单元2收纳在外壳3中状态 的平面图，图5是图4的A-A剖面图，图6是图4的B-B剖面图。图4表示换片器式检出器 1内部各部件配置模式，为方便起见，图示中不出示壳本体部31的放射线入射面和检出板 21。如图4至图6所示，检出器单元2备有检出板21和装配各种电子部件22的电路 基板23等。本实施方式中，电路基板23固定在由树脂等形成的基台24上，通过对检出板 21例如粘结固定该基台24，电路基板23通过基台24固定在检出板21上。基台24并非本 发明的必须结构要素，也可以不通过基台24而直接在检出板21上固定电路基板23等。如图4所示，本实施方式中，搭载电子部件22的电路基板23分成4块，分别靠检 出板21的各角部附近配置。电子部件22沿着检出板21外周配置在电路基板23上。优选 电子部件22尽可能配置在靠近检出板21各角部的位置上。通过如此在电路基板23上配 置电子部件22，在将检出器单元2收纳在外壳3中时，电子部件22是沿着外壳3的角部附 近以及外壳本体部31周缘部受外力不易变形(高强度)的区域配置。电路基板23和电子 部件22的数目和配置等并不局限于上述示例。本实施方式中，作为配置在电路基板23上的电子部件22，有例如构成控制各部的 控制部 27(参照图 17)的 CPU(Central ProcessingUnit)、由 R0M(Read Only Memory)和 RAM (Random Access Memory)等构成的记忆部(以上省略图示)、扫描驱动电路16 (参照图 17)、信号读出电路17(参照图17)等。除了 R0M、RAM之外还可以备有由闪存等能够换写的 读出专用存储器等构成的图像记忆部，记忆检出板21输出的图像信号。检出器单元2上还设有与外部装置之间进行各种信号接发的没有图示的通信部。 通信部例如通过上述天线装置9将检出板21输出的图像信号转送到外部装置，或经过天线 装置9接受外部装置发送的摄影开始信号等。另外，在基台24上将检出器单元2收纳在外壳3内部时靠第1盖件32的设充电 用端子45附近的位置上，设作为电力供给部的充电电池25，向构成换片器式检出器1的多 个驱动部(例如后述扫描驱动电路16(参照图17)、信号读出电路17(参照图17)、通信部、 记忆部、没有图示的充电电量检出部、指示器47、检出板21等)供电。充电电池25可以采用充电自在的电池，例如镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、小 型片铅电池、铅蓄电池等。也可以用燃料电池代替充电电池25。作为电力供给部的充电电 池25，其形状、大小、个数、配置等不局限于图4等中的示例。充电电池25设置在基台24所定位置上，由此与上述充电用端子45电连接，例如， 将换片器式检出器1装在与外部电源连接的支架等没有图示的充电用装置上，此时充电用 装置上的端子与外壳3上的充电用端子45接通，能够向充电电池25充电。与各种电子部件22和充电电池25连接的电路基板23端部上，设有由具有柔软性 的材料构成的韧性线束(flexible harness) 327。电路基板23等通过该韧性线束327，与设在第1盖件32上的充电用端子45、电源开关46、指示器47及天线装置9电连接。韧性 线束327与第1盖件32的充电用端子45等的连接手法，可以通过连接器也可以通过焊接。图7是检出板21的平面图，图8是图7中的F箭头方向的检出板21侧视图，图9 是检出板21的图7中G-G剖面图。检出板21备有第1玻璃基材214和第2玻璃基材213等，在第1玻璃基材214 — 面上，作为将入射放射线变换成光的闪烁体，形成了闪烁层(发光层)211，在第2玻璃基材 213的一面上，形成了信号检出部151 (参照图17)，信号检出部151被叠层在闪烁层211下 面，检出由闪烁层211变换成的光，并变换为电信号，上述构造是叠层结构。闪烁层211以例如荧光体为主要成分，根据入射的放射线，输出波长300n m到 SOOnm的电磁波、即以可见光为中心的紫外光到红外光的电磁波(光)。上述闪烁层211中使用的荧光体，可以是例如以Ca WO4等为母体材料的荧光体， 还有在CsI Tl、Cd2O2S Tb、ZnS Ag等母体材料中活化发光中心物质的荧光体。在以稀土元 素为M时，可以采用由(Gd、M、Eu)203之一般式表示的荧光体。从放射线吸收及发光效率高 之观点出发，尤其优选CsI:Tl和Cd202S:Tb，这样能够得到低噪音的高质量图像。闪烁层211是在例如由醋酸纤维素酯膜、聚酯膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜等各 种高分子材料(聚合物)形成的没有图示的支撑体上，通过例如化学气相沉积法形成层状 荧光体，荧光体层由荧光体的柱状结晶构成。作为气相沉积法，优选采用蒸镀法、飞溅法、化 学沉积(CVD =Chemical Vapor Deposition)法等。任何手法都能够使荧光体层在支撑体上 气相沉积成为独立细长柱状结晶。闪烁层211贴在第1玻璃基材214下侧(与摄影时放射线入射侧相反的一侧)， 第1玻璃基材214上侧(摄影时放射线入射侧)叠层了玻璃保护膜215。另外，闪烁层211 下侧(与摄影时放射线入射侧相反的一侧)叠层了第2玻璃基材213，并且，第2玻璃基材 213下侧叠层了玻璃保护膜216。第1玻璃基材214和第2玻璃基材213的厚度都采用0. 6mm程度。但第1玻璃基 材214和第2玻璃基材213的厚度并不局限于0. 6mm。另外，也可以使第1玻璃基材214和 第2玻璃基材213的厚度不同。在此说明一下本发明者所做的实验，该实验是为了调查构成检出板21的第1玻璃 基材214和第2玻璃基材213不发生破裂等故障可弯曲到什么程度。图10表示测定结果，该测定是用压力测定装置7(参照图11)测定在虑线器床等 刚性较高的物体上载置换片器式检出器1进行摄影时作用在检出器单元2玻璃基材213、 214(参照图5等)上的力(压力)。采用的换片器式检出器1，外壳本体部31使用拉抗弹性模量790G ρ a的浙青类 碳纤维，外壳3侧面部分高度16mm，外壳本体部31厚度(板厚)2mm。尺寸为最容易弯曲的 14英寸X 17英寸。作用在换片器式检出器1上的加载随摄影姿势不同而不同，在能够想象的使用环 境中，作用最大加载的摄影姿势是患者侧卧在床上时在其臀部下面放置换片器式检出器1 的情况。本测定用该条件进行。例如如图11所示，压力测定装置7备有传感片71和电脑73，传感片71是通过压 力敏感元件将外部施加的压力变化变换为电信号并作输出，电脑73经由传感连接器72接受传感片71输出的电信号，具体则采用二 ,々株式会社制造的I-SCAN系统进行了测定。分下述4种摄影姿势(A)和摄影部位的组合进行测定患者仰卧状态下在其臀部 下面放置换片器式检出器I(Al)以及在其背下面放置换片器式检出器1 (A3)；患者侧卧状 态下在其臀部下面放置换片器式检出器1(A2)以及在其肩膀部分下面放置换片器式检出 器1 (A4)；各情况时，将压力测定装置7的传感片71配置在患者的摄影部位下面，测定作用 在换片器式检出器1外壳3上的压力如上所述，作用在换片器式检出器1上的加载为最大的摄影姿势，是患者侧卧在 床上时在其臀部下面放置换片器式检出器1的情况。在该摄影姿势下进行例如体重IOOkg 的患者摄影时，作用在换片器式检出器1检出器单元2玻璃基材213、214上的最大加载如 图10所示，为Ilkg前后。如图12所示，8mm以下的玻璃板(玻璃基材)时，对于使换片器式检出器1移动等 时作用的瞬间性施加的力，容许压力(短期容许压力)在玻璃基材面内为24. 5Mpa。像玻璃 基材213、214那样，在支撑矩形板状部件四边状态下作用均等分布加载时，如图13所示，最 大压力为23Mpa，最大弯曲量为6mm。如图14所示，在以四边被支撑的矩形板状部件的长边方向为b、垂直于长边方向 的方向为a时，定出边长比b/a为1.2时的系数αι、参照图15)，图13中的最大压力 用式(1)计算，最大弯曲量在同样条件下用式(2)计算。[数1]σ = β, w …⑴
r[数2]
W-a4δ =αλ——^t-…⑵
E-t3如上所述，对换片器式检出器1作用其使用时能够设想的最大限度的加载时，产 生的最大压力为23Mpa，最大弯曲量为6mm，但是，如本实施方式中的第1玻璃基材214及第 2玻璃基材213所述，8mm以下(实际为0.6mm程度)玻璃板(玻璃基材)的情况时，容许 压力至少为24. 5Mpa，容许6mm以内的弯曲量。因为检出器单元2的容许弯曲量为6mm，所以患者的全体重作用在外壳3上进行 全加载摄影时，即使移动放置在患者身下的换片器式检出器1进行位置改变等，用任何一 种摄影姿势进行摄影时，作用在第1玻璃基材214及第2玻璃基材213上的最大压力都不 超过第1玻璃基材214及第2玻璃基材213的容许压力，不会导致第1玻璃基材214及第 2玻璃基材213的破裂等故障。另外，通过用激光切断第1玻璃基材214及第2玻璃基材213 (参照图8等)施行 平滑化处理，使端面(切断面)和该切断面与玻璃基材上面的面的棱线部分以及切断面与 玻璃基材下面的面的棱线部分平滑化。对于用激光切断第1玻璃基材214及第2玻璃基材213的端面所作的平滑化处理 作说明。切断玻璃时一般经过二个作业工序，首先在玻璃表面上用坚硬锐利的工具刻筋 (痕迹)在玻璃厚度方向形成垂直裂缝(划线作业)，然后施加压力使该裂缝延伸、切割(分断作业)。以往是使用超硬合金、电沉积金刚石、烧结金刚石等在玻璃表面上进行刻痕作业 (划线作业)。但是用超硬合金和金刚石等在玻璃表面上刻痕迹时，切断(分断)的玻璃端 面上出现微细的凹凸，有弯曲等负载作用在玻璃上时，压力集中在该凹凸部分，容易破裂， 存在问题。有关这一点，本实施方式中，用激光在第1玻璃基材214及第2玻璃基材213表面 上刻痕(划线作业)。采用激光时，切断(分断)后的玻璃端面被平滑化，所以能够提高玻 璃对弯曲等加载的强度。玻璃基材的破裂原因，与其说是外力的大小还不如说是裁剪玻璃基材时形成了致 使压力集中的部分性毛边和部分性凹凸，所以，通过上述裁剪后的端面平滑化处理，能够对 相当大的外力(压力)防止发生玻璃基材的破裂等。作为用激光切断第1玻璃基材214及第2玻璃基材213端面的切断装置，适合采 用例如在激光振荡器中采用YAG(Yttrium AluminumGarnet 钇 铝·石榴石结晶)作为激 光化学媒体的YAG激光等，但是用于切断的切断装置并不局限于此。第2玻璃基材213上侧(对着所述闪烁层211的一侧)上形成了信号检出部 151 (参照图17)，该信号检出部151是将闪烁层211输出的电磁波(光)变换为电能、蓄积、 根据蓄积的电能输出图像信号的检出部。本实施方式中，信号检出部151被叠层在闪烁层211下侧，配置在信号检出部151 下侧的第2玻璃基材213和配置在闪烁层211上侧的第1玻璃基材214之间，面对面状态 夹着信号检出部151和闪烁层211。以往认为如果不抑制经过外壳作用到内部玻璃基板上的压力则不能防止玻璃基 材的破裂，所以在外壳和玻璃基材之间设空间，在该空间中采用缓和/减轻外力的缓冲部 件。因此外壳更大型化。关于这一点，本发明者发现，玻璃基材的破裂原因，与其说是作用在该玻璃基材上 的外力大小，还不如说是裁剪玻璃基材时形成了致使压力集中的部分性毛边和部分性凹 凸。对此，通过裁剪后进行端面平滑化处理，去掉上述致使压力集中的所述毛边和凹凸部， 能够对作用在上述结构的外壳3上的患者体重等引起的加载和弯曲，防止发生玻璃基材 213,214的破裂等。另外，沿着第1玻璃基材214和第2玻璃基材213的外周缘设封闭部件217，由该 封闭部件217接合第1玻璃基材214和第2玻璃基材213。这样能够进一步对弯曲等加载 提高强度。接合第1玻璃基材214和第2玻璃基材213时，通过从第1玻璃基材214和第2 玻璃基材213之间的空间吸气等进行脱气，然后用封闭部件217接合，这样能够防止空气中 含有的湿气影响闪烁层211等，能够实现闪烁层211等的长寿命化。另外，在检出板21各角部以及角部与角部的中间附近设缓冲部件218，用来从外 部冲击等保护检出板21。对检出板21的电路结构作说明。图16是构成信号检出部151的1像素分的光电 变换部的等效电路图。如图16所示，1像素分的光电变换部由光电二极管152以及通过转换光电二极管 152蓄积的电能取出电信号的薄膜晶体管(以下称为“TFT”)153构成。光电二极管152是生成并蓄积电荷的摄像元件。被从光电二极管152取出的电信号由增幅器154增幅到信号 读出回路17能够检出的程度。具体如下，受到光照光电二极管152上产生电荷，一旦对晶体管153栅极G施加信 号读出用电压，电荷便从与TFT 153源极S连接的光电二极管152向TFT 153漏极移动，蓄 积到与增幅器154并联的电容器154a中。与电容器154a中的蓄积电荷成比例被增幅的电 信号从增幅器154输出。一旦被增幅的电信号从增幅器154输出、电信号被取出，与增幅器154和电容器 154a并联的开关154b便接通，蓄积电荷的电容器154a放电，增幅器154复原。光电二极 管152可以单是具有规制电容的光二极管，也可以含有并联的追加电容器以使改良光电二 极管152和光电变换部的动态范围。图17是二维配列了上述光电变换部的等效电路图，在像素间配设扫描线Ll和信 号线L r使它们相互垂直。TFT 153的源极S上连接着上述光电二极管152的一端，TFT 153的漏极D与信号线L r连接。光电二极管152的另一端与各行中邻接配设的光电二极 管152的另一端连接，通过共通的偏压线Lb连接到偏压电源155上。该偏压电源155与控制部27连接，根据控制部27的指示通过偏压线Lb对光电二 极管152施加电压。另外，配设在各行中的TFT 153的栅极G与共通的扫描线Ll连接，扫 描线Ll通过扫描驱动电路16与控制部27连接。同样，配设在各列中的TFT 153的漏极D 连接在共通信号线Lr上，与受控制部27控制的信号读取电路17连接。信号读出电路17中设有上述各信号线Lr的增幅器154。信号读出时，对被选择 的扫描线Ll施加信号读出用电压，由此与该扫描线Ll连接的各TFT 153栅极G被施加电 压，光电二极管152发生的电荷从各光电二极管152经由各TFT 153在各信号线Lr中移动。 各增幅器154分各光电二极管152进行电荷增幅，1行分的光电二极管152的信息被取出。 分别切换扫描线Ll对所有的扫描线Ll进行上述操作，由此从所有的光电二极管152取出 fn息ο各增幅器154上分别连接着样本保持电路156。各样本保持电路156与信号读出 电路17中设有的模拟多路调制器157连接，由信号读出电路17读出的信号从模拟多路调 制器157经由A/D变换器158输出到上述控制部27。TFT 153可以是液晶显示器等中使用的无机半导体类和采用有机半导体的任何一 种。本实施方式中例示了作为摄像元件采用作为光电变换元件的光电二极管152的情况， 但光电变换元件也可以采用光电二极管以外的固体摄像元件。信号检出部151旁边设有扫描驱动电路16和信号读出电路17，扫描驱动电路16 对各光电二极管(光电变换元件)152发送脉冲，使各光电二极管152扫描驱动，信号读出 电路17读出各光电变换元件的蓄积电能。外壳本体部31用碳纤维板形成。本实施方式中，将图18所示的厚度Imm 2mm 的一张碳纤维板31A绕在没有图示的模子上，用高温高压烧硬并接合长度方向的两端部分 31p、31q，由此形成如图2所示的两端具有开口部311、312的中空方筒状外壳本体部31。以碳纤维板31A的长度方向、即图18中箭头S所示方向作为碳纤维板31A的卷 绕方向时，从没有图示的碳板切出碳纤维板31A时，使纤维方向F相对卷绕方向S成0°、 90°、180° (90° Xn(n = 0、1、2))之外的角度 θ。
本实施方式中的角度θ为45°。另外，叠层多张碳纤维板形成碳纤维板31Α时， 卷绕时至少使最外层的纤维方向F相对卷绕方向S成上述角度之外的角度θ。作为形成外壳本体部31的碳纤维，优选采用浙青类碳纤维。图19是各种材料的 弹性模量和热传导率比较表。碳纤维有PAN类碳纤维和浙青类碳纤维，但是如图19所示， 浙青类碳纤维具有PAN类碳纤维3倍以上的弹性模量，即使外壳本体部31的板厚薄一点也 能够得到充分的强度。碳纤维与铝等金属相比一般来说热传导率低，用碳纤维形成的外壳中发热的话散 热成为问题。但因为浙青类碳纤维具有与铝同等高程度的热传导率，所以，即使外壳3内部 备有多种后述各种电子部件22和充电电池25等发热部件，也能够有效地散发产生的热量， 能够防止外壳3内部蓄热而对各部产生不良影响。接下去说明本实施方式的换片器式检出器1的作用。如前面所述，换片器式检出器1的第1盖件32及第盖件33 (参照图2)是在外壳 本体部31的一端开口部311中插入第1盖件32的插入部322、在另一端开口部312中插 入第2盖件33的插入部332，在外壳本体部31的扣合凹部315、316中分别扣合扣合凸部 325、335 ο第1盖件32及第2盖件33被紧装在外壳本体部31上，不能从外壳本体部31取 下。外壳3包括外壳本体部31、第1盖件32、第2盖件33形成一体。如图18所示，外壳本体部31是卷绕纤维方向F相对卷绕方向S成90° Xn(n = 0、1、2)之外的角度θ的碳纤维板31Α形成的两端具有开口部311、312的中空方筒形状。此时如图20所示，外壳本体部31的放射线入射面X上形成外壳本体部31的碳纤 维板31Α的纤维方向F相对卷绕方向S的角度θ例如为45°，其对面Y上纤维方向F相对 卷绕方向S的角度Φ是上述角度θ的补角(加起来为180° )，例如135°。这样，本实施方式的换片器式检出器1在外壳本体部31的放射线入射面X上与其 对面Y上，形成各面X、Y的碳纤维板31Α的纤维方向F、F*分别倾斜于开口部311、312，且 纤维方向F、F*相互不同。本实施方式中，如图18所示，通过卷绕一张纤维方向F相对卷绕方向S成 90° Xn(n = 0U>2)之外的角度θ的碳纤维板31Α，外壳本体部31的放射线入射面X上 的纤维方向F相对卷绕方向S的角度θ，与其对面Y上的纤维方向F*相对卷绕方向S的角 度Φ成补角关系，角度互不相同，所以能够容易地使各面Χ、Υ碳纤维板31Α的纤维方向F、 F*不同。为了不使外壳3内部收纳的检出器单元2受到外部的加载(患者体重等)的影响， 必须将图26(a)所示的换片器式检出器1整体的弯曲量规制在检出器单元2的容许弯曲量 之内。对此，就有关如上所述地形成外壳本体部31并固定第1盖件32和第2盖件33构 成换片器式检出器1时，实际患者摄影时设想的换片器式检出器1外壳3的最大弯曲量以 及作用在构成检出器单元2的玻璃基材213、214上的压力，出示数据并作说明。图21是对换片器式检出器1外壳3弯曲量作模拟试验的结果。本模拟试验中，外壳本体部31采用中空长方体形状，使用拉抗弹性模量790Gpa的 浙青类碳纤维，外壳3侧面部分的高度为16mm，外壳本体部31的厚度即碳纤维板31A的板厚为2mm。尺寸是最容易弯曲的尺寸(14英寸X 17英寸)。换片器式检出器1上的加载随摄影姿势不同而不同，在能够想象的使用环境中， 最大加载的摄影姿势是患者侧卧在床上时在其臀部下面放置换片器式检出器1的情况(参 照图10)，图21所示的模拟试验是对上述摄影姿势时移动患者身下的换片器式检出器1的 情况进行的。图21中，类型I(PTl)如图22(a)所示，是悬臂梁式地只把握换片器式检出器1的 一端，移动从上受加载状态下的换片器式检出器1时，换片器式检出器1的最大弯曲量。是 设想例如在卧床患者的臀部下面放置换片器式检出器1之后，为了改变检出器1的位置而 一个人移动检出器的情况。类型2(PT2)如图22(b)所示，是把握位于对角上的2个端部，移动与类型1 (PTl) 同样加载状态下的换片器式检出器1时，换片器式检出器1的最大弯曲量。是设想例如二 个人移动检出器的情况。得到的实际测试结果是移动被插入卧床患者身下的换片器式检出器1时，换片器 式检出器1外壳3上的最大加载约为30kg，所以，类型1 (PTl)及类型2 (PT2)都测定了在把 握着换片器式检出器1的端部上、有30kg加载状态下的弯曲量(B)。其结果如图21所示，可以知道，任何情况时都能够使换片器式检出器1外壳3的 最大弯曲量不到2mm，而如前面所述，按照以JIS规格或IEC规格为基准的尺寸形成换片器式检出器1 时，因为整体是薄平板形状，所以外壳3上不仅出现如图26(a)所示的弯曲，还容易产生如 图26(b)所示的扭曲。换片器式检出器1出现厉害扭曲的情况，主要是如上述类型I(PTl)和类型2(PT2) 的情况所述，例如改变放置在卧床患者臀部下面的换片器式检出器1位置时移动换片器式 检出器1的情况。此时，在外壳3的外壳本体部31的放射线入射面X和其对面Y上，在相 对卷绕方向S倾斜的方向上受到大的拉力作用。但是本实施方式中，如图20所示，外壳本体部31的纤维方向F、F*各不相同，外壳 本体部31的放射线入射面X与其对面Y上，碳纤维相对卷绕方向S分别成非0°和90°等 的角度θ及其补角Φ。因此，即使在换片器式检出器1上施加上述扭曲力、在相对卷绕方向S倾斜的方向 上作用大的拉力，相对卷绕方向S成角度θ、φ配置的入射面X和其对面Y的碳纤维也抵 抗拉力，阻止向拉力方向的延伸。因此，外壳本体部31和外壳3不易扭曲。如上所述，根据本实施方式中的换片器式放射线图像检出器1，用碳纤维板31Α形 成外壳3的外壳本体部31，本体部31的放射线入射面X和其对面Y上，形成各面的碳纤维 板31Α的纤维方向F、F*分别倾斜于开口部311、312，且形成各面X、Y的碳纤维板31Α的纤 维方向F、F*互不相同。具体则是，通过卷绕碳纤维板31A形成外壳3的外壳本体部31，使被卷绕的碳纤维 板31A的纤维方向F相对卷绕方向S成除去用90° Xn(n = 0、l、2)表示的角度之角度，在 外壳本体部31的放射线入射面X和其对面Y上，形成各面的碳纤维板31A的纤维方向F、F *分别倾斜于开口部311、312，且形成各面X、Y的碳纤维板31Α的纤维方向F、F*互不相同。因此，例如按照以JIS规格或IEC规格为基准的尺寸形成换片器式检出器1，做成与CR用换片器具有互换性的薄型时，因为整体是薄平板状，所以与换片器式放射线图像检 出器1的外壳3较厚的情况相比虽然外壳3也容易产生如图26 (a)所示的弯曲和如图26 (b) 所示的扭曲，但是，能够充分抑制外壳3的弯曲，而且还能够充分抑制倾斜于外壳3长边和 短边方向的拉力的扭曲，提高了整体的强度。因此，对于能够实现图像数据数码化的FPD的换片器式放射线图像检出器1，能够 实现与CR用具有互换性的薄型，而且具有充分的强度，能够对外部压力抑制外壳变形。这 种换片器式放射线图像检出器1可以携带，可以实现携带摄影。上述实施方式中说明的是使构成外壳本体部31的碳纤维板31A(参照图18、图 20)的纤维方向F与卷绕方向S成的角度θ为45°的情况，但也可以使角度θ为135°， 使其补角Φ为45°。如上所述，使纤维方向F相对卷绕方向S的角度θ为45°或135°时，其补角为 135°或45°，如图20所示，可以使外壳本体部31的放射线入射面X上的碳纤维板31Α的 纤维方向F，与其对面Y上的碳纤维板31Α的纤维方向F *向相互垂直的方向。这样，能够进一步提高外壳3对倾斜于换片器式放射线图像检出器1外壳3长边 和短边方向作用的拉力的扭曲强度。另外，也可以使构成外壳本体部31的碳纤维板31Α的纤维方向F相对卷绕方向S 的角度θ，是上述实施方式中所述的45°以外的角度。对例如考虑引起外壳3扭曲的拉力主要作用在矩形形状的对角线方向上的情况 作说明，同样形成矩形形状的外壳3时，碳纤维板31Α的卷绕方向有在如图23(a)所示的短 边I所在方向和如图23(b)所示的长边J所在方向的情况。此时，图23(a)的碳纤维板31Α的纤维方向F相对卷绕方向S的角度Θ，与图 23(b)的角度θ成余角(相加为90° )关系。如果用θ *表示图23(b)的角度θ，则例如 JIS规格或IEC规格尺寸时，可取的角度θ (Θ 如图24中所示。如上所述，可以代替上述实施方式中的45°，使碳纤维朝对角线方向、使构成外壳 本体部31的碳纤维板31Α的纤维方向F相对卷绕方向S的角度θ在30° 60°范围内， 或在它们的补角120° 150°范围内，考虑外壳3的强度等，角度θ设定在适当的值。并且，优选在碳纤维板31Α表面上设例如如图25所示的凹凸C。如上所述，为了 使换片器式放射线图像检出器1的外壳3符合CR用换片器和以往屏幕/胶片用换片器的 JIS规格或IEC规格规定的尺寸而将其放射线入射方向的厚度构成为16mm以下时，优选凹 凸C是在外壳3内侧为凸。在厚度2mm的碳纤维板3IA上如图25所示地设直径约6mm、深度约0. 5mm的凹凸， 形成外壳本体部31，用其构成换片器式放射线图像检出器1，根据本发明者对其外壳3的弯 曲进行调查的模拟试验得知，与不设凹凸时相比，外壳3的弯曲量约降低10%左右。也可以通过加厚碳纤维板31A的厚度来降低外壳3的弯曲，但碳纤维板31A厚度 加厚的话换片器式放射线图像检出器1重量增加，并且内藏的检出器单元2与外壳3容易 接触，另外检出器单元2的设计自由度下降。对此，通过上述在构成外壳本体部31的碳纤维板31A表面设凹凸，不增加碳纤维 板31A厚度，不产生以往上述问题，便能够降低换片器式放射线图像检出器1外壳3的弯
曲ο
本发明不局限于上述实时方式和其变形例子，可以作适当的变更。
权利要求
一种换片器式放射线图像检出器，其特征在于，备有检出器单元，其包括将入射的放射线变换为光的闪烁体和接受由所述闪烁体变换的光并将其变换为电信号的检出部；外壳，其包括本体部、第1盖件、第2盖件，所述本体部用碳纤维板卷绕形成，呈两端具有开口部的方筒形状，所述第1盖件和第2盖件通过扣合部扣合在所述本体部上，覆盖所述各开口部，外壳中内藏所述检出器单元；所述本体部是放射线入射面和其对面上构成各面的所述碳纤维板的纤维方向分别倾斜于所述开口部，并且构成所述各面的所述碳纤维板的纤维方向互不相同。
2.如权利要求1中记载的换片器式放射线图像检出器，其特征在于，被卷绕的所述碳 纤维板的所述纤维方向相对卷绕方向的角度是30° 60°范围内的角度，或是120° 150°范围内的角度。
3.如权利要求1或2中记载的换片器式放射线图像检出器，其特征在于，被卷绕的所述 碳纤维板的所述纤维方向相对卷绕方向的所述角度是45°或135°。
4.如权利要求1至3的任何一项中记载的换片器式放射线图像检出器，其特征在于，所 述碳纤维板的表面设有凹凸。
5.如权利要求1至4的任何一项中记载的换片器式放射线图像检出器，其特征在于，所 述外壳具有IEC60406规定的外形尺寸。
6.如权利要求1至5的任何一项中记载的换片器式放射线图像检出器，其特征在于，所 述外壳的放射线入射方向的厚度在16mm以下。
全文摘要
提供一种FPD换片器式放射线图像检出器，其与CR用换片器具有互换性，薄型且具有充分的强度，对于外部压力能够抑制外壳变形，可以携带摄影。换片器式放射线图像检出器1备有检出器单元2和外壳3，检出器单元2包括将放射线变换为光的闪烁体211以及将光变换为电信号的检出部151，外壳3包括用碳纤维板形成的两端有开口311、312的方筒形状的本体部31和第1盖件32以及第2盖件33，外壳3内藏检出器单元2，本体部31的放射线入射面X和其对面Y上，构成各面的碳纤维板31A的纤维方向F、F*分别倾斜于开口311、312，且各纤维方向F、F*互不相同。
文档编号A61B6/00GK101980661SQ20098011102
公开日2011年2月23日 申请日期2009年2月20日 优先权日2008年3月31日
发明者角诚, 青柳繁 申请人:柯尼卡美能达医疗印刷器材株式会社