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技術 X線撮像用の丸平型検出器

出願人 コーニンクレッカフィリップスエヌヴェ
発明者 ファンロシンクヨハネスヨセフスウィルヘルムスマリア
出願日 2017年3月7日 (2年6ヶ月経過) 出願番号 2018-548175
公開日 2019年5月23日 (3ヶ月経過) 公開番号 2019-513036
状態 特許登録済
技術分野 放射線診断機器
主要キーワード 中心辺り 機械的自由度 円形ハウジング アーム構造体 移動式装置 環状シールド ダブルデッカー 物体支持体
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図面 (8)

課題・解決手段

X線検出器アセンブリDAは、第1の形状を有するX線感応フラットパネルFDモジュールを含む。X線シールドSが、当該パネルに重ね合わされる。当該シールドは、i)第1の形状とは異なる固定の第2の形状の孔、又は、ii)第1の形状のサイズとは異なる固定のサイズの孔を有する。

概要

背景

現在のX線撮像システム用の検出器機器には、イメージインテンシファイヤテレビジョンシステム(IITV)及びより最近のフラットパネル検出器モジュールが含まれる。後者は、一般に、IITVよりも優れた画質を提供する(例えばより高いビット深度を有する)。整形外科撮像といった幾つかの撮像応用では、基本的に丸い検出器ハウジングといった丸い又は湾曲した「外観及び雰囲気」を有し、円形画像を出力するIITVシステムを使用することが慣例となっている。長年にわたり、この形状を生かしたプロトコル及びワークフロー特徴のセットが構築されている。

概要

X線検出器アセンブリDAは、第1の形状を有するX線感応フラットパネルFDモジュールを含む。X線シールドSが、当該パネルに重ね合わされる。当該シールドは、i)第1の形状とは異なる固定の第2の形状の孔、又は、ii)第1の形状のサイズとは異なる固定のサイズの孔を有する。

目的

具体的には、整形外科撮像では、IITVシステムと比べて、(光学軸の方向における)厚さが減少することによって、外科医X線撮像装置(特にCアーム)のオペレータとの間の視線が妨げられないという利点を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ハウジングを有するX線検出器ユニットと、X線検出器構成体と、を含み、前記X線検出器構成体は更に、第1の形状を有するX線感応フラットパネルモジュールと、前記X線感応フラットパネルモジュールに重ね合わされ、前記第1の形状とは異なる固定の第2の形状の孔を有するX線シールドと、を含み、前記ハウジングの形状は、前記第2の形状と一致する、X線撮像装置

請求項2

前記第2の形状は湾曲している、請求項1に記載のX線撮像装置。

請求項3

前記第2の形状は基本的に円形である、請求項1又は2に記載のX線撮像装置。

請求項4

前記第1の形状は基本的に長方形又は正方形である、請求項3に記載のX線撮像装置。

請求項5

前記X線シールドは、前記X線感応フラットパネルモジュールの少なくとも1つの隅部を覆うように構成され、重ね合わされる、請求項1乃至4の何れか一項に記載のX線撮像装置。

請求項6

前記X線シールドは、前記X線感応フラットパネルモジュールのセンサアセンブリ放射線感応面の一部を部分的に覆う、請求項5に記載のX線撮像装置。

請求項7

前記孔は、前記第2の形状が前記第1の形状に少なくとも1つの位置において接するように形成される、請求項1乃至6の何れか一項に記載のX線撮像装置。

請求項8

前記X線シールドは、前記X線感応フラットパネルモジュールに取り付けられるか、又は、前記X線シールドは、前記ハウジングの放射線進入窓と向かい合って前記ハウジングの内側又は外側に取り付けられる、請求項1乃至7の何れか一項に記載のX線撮像装置。

請求項9

整形外科撮像用に構成される、請求項1乃至8の何れか一項に記載のX線撮像装置。

請求項10

移動式X線装置用のX線検出器構成体であって、第1の形状を有するX線感応フラットパネルモジュールと、前記X線感応フラットパネルモジュールに重ね合わされ、前記第1の形状とは異なる固定の第2の形状の孔を有するX線シールドと、を含み、前記第2の形状は、前記移動式X線装置検出器ユニットのハウジングの形状と一致するように選択されている、X線検出器構成体。

技術分野

0001

本発明は、X線検出器アセンブリ検出器ユニットX線撮像装置及びX線検出器アセンブリを組み立てる方法に関する。

背景技術

0002

現在のX線撮像システム用の検出器機器には、イメージインテンシファイヤテレビジョンシステム(IITV)及びより最近のフラットパネル検出器モジュールが含まれる。後者は、一般に、IITVよりも優れた画質を提供する(例えばより高いビット深度を有する)。整形外科撮像といった幾つかの撮像応用では、基本的に丸い検出器ハウジングといった丸い又は湾曲した「外観及び雰囲気」を有し、円形画像を出力するIITVシステムを使用することが慣例となっている。長年にわたり、この形状を生かしたプロトコル及びワークフロー特徴のセットが構築されている。

発明が解決しようとする課題

0003

したがって、画質が向上され、レガシーワークフロー特徴に適応可能である代替的撮像システムが必要である。

課題を解決するための手段

0004

本発明の目的は、独立請求項の主題によって解決され、更なる実施形態は、従属請求項に組み込まれる。本発明の以下に説明される態様は、検出器ユニット、X線撮像装置及びX線検出器アセンブリを組み立てる方法にも同等に適用されることに留意されたい。

0005

本発明の第1の態様によれば、ハウジングを有するX線検出器ユニットと、X線検出器構成体とを含む移動式X線撮像装置が提供される。X線検出器構成体は更に、第1の形状を有するX線感応フラットパネルモジュールと、当該モジュールに重ね合わされるX線シールドとを含む。X線シールドは、第1の形状とは異なる固定の第2の形状の孔を有する。ハウジングの形状は、第2の形状と一致する。

0006

一実施形態によれば、第2の形状は湾曲している。より具体的には、一実施形態では、第2の形状は基本的に円形である。一実施形態によれば、第1の形状は基本的に長方形、特に正方形である。特に、フラットパネルモジュールが正方形であることは、比較的低い製造コストを可能にする。

0007

一実施形態によれば、シールドは、フラットパネルモジュールの少なくとも1つの隅部を覆うように作られ、重ね合わされる。

0008

一実施形態によれば、孔は、第2の形状が第1の形状に少なくとも1つの位置において接するように形成される。これにより、よりコンパクトデザイン及びより密な包装が提供される。

0009

一実施形態によれば、ハウジングの形状は、少なくとも、検出器ユニットの光学軸に沿って平面図で見た場合に、湾曲している(具体的には円形又は長円形)。更により具体的には、また、一実施形態では、ハウジングは基本的に円筒形である。

0010

一実施形態によれば、シールドはパネルに取り付けられるか、又は、シールドは、ハウジングの放射線進入窓と向かい合ってハウジングの内側又は外側に取り付けられる。

0011

一実施形態によれば、撮像装置は、整形外科撮像用に構成される。具体的には、ハウジングの直径は25〜40cm、具体的には約30cm、より具体的には約32cmである。血管撮像といった他の撮像応用も想定される。

0012

一実施形態によれば、装置は移動式装置である。つまり、装置は、(分解を必要とすることなく)基本的にそのままで別の部屋に移動することができる。

0013

X線シールドは、基本的に、検出器モジュール視野を第1の形状から第2の形状に変形する。更に、シールドは、放射線感応面の外側の放射線量負荷を低減するのに役立つ。具体的には、シールドは、IEC60601−2−54(第1.1版)第203.11項に規定される一次保護シールド要件適合するように作られる。

0014

具体的には、提案される撮像装置では、丸い又は湾曲したハウジング及び画像フォーマットが、長方形/正方形フラットパネル技術と組み合わされる。したがって、IITVベース検出器構成体を有する従来の移動式装置を用いた場合よりも優れた画質が達成される。特にフラットパネル技術は、現在のワークフロー又は画像処理を変更する必要なく、移動式撮像装置と共に使用することができる。これにより、検出器モジュール基板ガラス板又はシリコンウェーハ)は正方形又は長方形のままでよく、したがって、現行最新の製造及び読み出し電子工学利用可能である。

0015

更に、例えば既存のIITVベースの移動式撮像システムは、フラットパネル検出器技術を用いて、効率的且つ簡単にレトロフィットされる。

0016

具体的には、整形外科撮像では、IITVシステムと比べて、(光学軸の方向における)厚さが減少することによって、外科医とX線撮像装置(特にCアーム)のオペレータとの間の視線が妨げられないという利点を提供する。

0017

提案される移動式X線装置の応用には、具体的には、整形外科撮像が含まれるが、サブトラクションDSAデジタルサブトラクション血管造影)撮像を含む血管撮像といった他の使用例も想定される。

0018

本明細書における「重ね合わされる」との用語は、X線撮像装置における検出器アセンブリの使用中に、シールドが、撮像装置のフラットパネル検出器モジュールとX線源との間に位置することを意味する。「重ね合わせる」との用語は、「〜に取り付ける」を含むが、アセンブリがハウジング、より具体的にはシールドが予め設置されている検出器ユニット内に入れられた場合にのみ重ね合わせが実現されることも含む。重ね合わせる又は「〜に取り付ける」は、2つのコンポーネント、即ち、シールド及びフラットパネルモジュールが、互いに接触させられることを含むが、これは、必ずしもそうある必要はなく、代替実施形態では、当該2つのコンポーネントは、1つ以上の介在層/コンポーネントを介して、単に互いと結合されている。更に、重ね合わせは、離れていても達成可能である。つまり、シールドとフラットパネルモジュールとの間に空気又は液体で満たされた間隙/隙間があり、これにより、当該2つのコンポーネントは、介在コンポーネントがなくても、互いに物理的に接触していない。

図面の簡単な説明

0019

本発明の例示的な実施形態について、次の図面を参照して以下に説明する。

0020

図1は、X線撮像装置を示す。
図2は、X線撮像装置を使用する撮像シナリオを示す。
図3は、ガントリに取り付けられる検出器ユニットの拡大図を示す。
図4は、ハウジングを有するアセンブリの分解組立図を示す。
図5は、検出器アセンブリの平面図を示す。
図6は、検出器アセンブリを組み立てるためのフローチャートを示す。

実施例

0021

図1は、撮像構成体IMAの模式図を示す。撮像構成体IMAは、回転式X線装置(「イメージャ」)IAと、イメージャIAの動作を支援するシステムSIAとを含む。

0022

最初にイメージャIAを参照する。イメージャIAは、1つ以上の撮像コンポーネントICを含む。撮像コンポーネントには、X線源XR及びX線感応検出器ユニットDUが含まれる。一実施形態では、回転式X線イメージャは、Cアーム又はUアーム型である。組み合わせられた撮像コンポーネントは、X線源及び検出器剛性Cアーム又はUアーム構造体内で接続されるこれらのタイプのイメージャ内で規定される。CアームCAは、クレードル構造体CS内で回転可能に支持される。

0023

名が示す通り、これらのタイプのイメージャにおいて、Cアーム又はUアームは、「C」(又は「U」)の反転した文字の形状を有するガントリである。撮像コンポーネント、つまり、X線源XR及び検出器Dは、それぞれ、Cアームの対応する端に接続される。このようにして、ガントリCAは、撮像領域を少なくとも部分的に包囲し、撮像領域を挟んで向かい合う関係で配置されるX線源及び検出器を有する。

0024

任意選択的に、撮像構成体IAは更に、一実施形態において、患者台(図示せず)といった物体支持体を含む。物体支持体は、撮像手順中に撮像される物体を支持する。必ずしもすべての実施形態ではないが、一実施形態では、「物体」が患者PAT又は少なくとも患者の生体構造の少なくとも一部である医学コンテキストが想定される。本明細書では、人間又は動物の患者が想定される。しかし、物体は、スクリーニング応用における手荷物といった無生物であっても、又は、非破壊的応用における試料等であってもよい。しかし、以下では、主に医学的コンテキストに言及するが、これは、これらの(及び他の)非医学的コンテキストを排除するものではない。しかし、患者台は、患者が立っている状態でもイメージャを使用できるため、オプションである。

0025

図1における撮像装置IAは、可動式ドリー構造体DLに取り付けられるクレードル構造体を有する移動型ソリューションを示す。しかし、Cアームが回転可能に天井、床又は壁に取り付けられるか又は撮像場所検査室等)の用地GRに固定して接続されるクレードルに取り付けられる固定型ソリューションも想定されるので、これは例示的である。

0026

撮像装置は、ユーザ(「ユーザ」とは、イメージャを操作する人を指す)が最適な撮像結果を得ることを助けるために、幾つかの異なる機械的自由度を享受する。例えば、また、図1に示されるように、組み合わせられた撮像コンポーネント(つまり、X線源XR及び検出器Dがその中で接続されているCアーム)は、単一の回転軸だけでなく、2つ以上の回転軸の周りを回転可能である。しかし、本明細書では単一の回転自由度を有する実施形態も排除しない。

0027

図1において、1つの回転軸が破線として示される。これは、基本的に患者台に横たわった際の患者の縦軸の周りの回転を可能にする。この第1の回転は、図では、C2によって示される。

0028

本明細書では、以下において「アンギュレーション」と呼ぶ別の回転が想定される。この回転は、図1の図平面の中へと垂直に延在するY軸の周りの回転である。つまり、アンギュレーションの軸は、患者の縦軸と垂直である。アンギュレーションは、C1として示される。クレードル構造体は、1つ以上の回転軸があることに加えて、グランドGRに対して高さを調節することができる。幾つかの実施形態では、クレードルは、円弧状で横向きに(図1の図平面の奥行き方向に)移動することができる。一実施形態では、円弧は約10〜20度でスパンするが、この角度の数字は例示に過ぎない。

0029

対応する並進又は回転(具体的にはアンギュレーション)は、適切に配置され、オペレータコンソールCONから制御されるステッパーモータ又はサーボモータといった適切なアクチュエータ(図示せず)によってもたらされる。コンソールCONは、ジョイスティックフットペダル等といった1つ以上のユーザ制御インターフェースを含む。介入放射線科医といったユーザが、コンソールのユーザインターフェースを操作すると、一連コマンドが出される。これらのコマンドは、電気制御信号に変換される。当該信号によって、様々なアクチュエータが制御及び調節される。広義には、撮像手順中、ユーザは、コンソールを操作することによって、特定の撮像幾何学的配置を要求し、対応するアクチュエータに制御信号を出す。これに応えて、具体的にはCアームのアンギュレーション及び/又は高さが調節されて、関心の生体構造の考えられる最良ビューが達成される。所望の撮像幾何学的配置が取られると、つまり、Cアームが適切な位置に動かされると、X線源が操作され、関心の生体構造を通るX線放射ビームが放出される。X線ビームは、生体構造内の物質相互作用する。相互作用したX線は、患者の(X線源に対して)向こう側に出現し、検出器ユニットDU内のX線感応面に衝突する。当該面は、画像となるように処理されるデジタル化画像信号を生成する検出器ピクセルで構成される。次に、当該画像は、ユーザを支援すべく表示ユニットモニタ等)MT上での表示用レンダリングされる。当然ながら、上記説明はすべて、アクチュエータのない手動式システムにも同等に適用される。これらの実施形態では、Cアームはユーザによって手動で動かされる。これを容易にするために、Cアームには、ハンドルオプション及びグリップオプションが設けられていてよい。

0030

図3を参照する。図3は、検出器ユニットDUが取り付けられるCアームCAの端の拡大斜視図である。より具体的には、Cアームはネック部NPへと移行する。ネック部は取付板BPへと移行する。検出器ユニットは、検出器アセンブリDA(図4参照)と外側ハウジングHとを含む。具体的には、取付板は、検出器アセンブリDAを覆うように取付板BPに取り付けられるハウジングH内に収容された検出器アセンブリを担持する。ネック部はオプションである。

0031

ネック部NP(ある場合)とCアームCAとは、検出器ユニットDUに給電する及び/又は検出器ユニットDUにおいて収集された画像情報を伝達するために、検出器ユニットDUへの及び検出器ユニットDUからのケーブルがその中に通されることが可能であるように中空構造である。取付板は、検出器アセンブリDAから当該ケーブルを通す1つ以上の孔を有する。

0032

図に示すように、検出器ユニットDUは、概して、湾曲した、具体的には丸い形状を有する。更により具体的には、また、必ずしもすべての実施形態ではないが、一実施形態によれば、検出器ユニットDUは、基本的に円筒形である。更により具体的には、ハウジングHが円筒形である。ハウジングは、取付板によって受容されるように、一端に開口を有する。本実施形態では、取付板BPは、ハウジングの円形開口と正確に位置合わせするように円盤状である。一般に、取付板の形状は、ハウジングの形状と一致するので、検出器ユニットDU、したがって、ハウジングHの全体の形状に応じて円形であってもなくてもよい。このように形成される外側ハウジング(シェル)Hと取付板BPとの間の中空空間は、検出器アセンブリDAを収容するようなサイズにされる。

0033

取付板BP及び検出器アセンブリDAの詳細は、図4における分解組立図に示され、次に、図4を参照する。

0034

検出器アセンブリDAは、概して複数の積層コンポーネントを含む層状構造を有する。

0035

X線源から離れ、取付板BPに向かう方向において検出器ハウジングHから開始して、検出器ユニットの円形に対応する湾曲形状の環状保護シールド又はバリア上にかぶせられたオプションの内部フロントカバーFCがある。保護シールドSは、鉛、タングステン若しくは他の適切な高Z材料又は適切な合金から形成される。一実施形態では、シールドの背後の最大許容空気カーマは、1時間当たり150uGyである。したがって、環状保護シールドの縁部は、基本的にX線を通さず、X線は、環状保護シールドの穴又はカットアウトのみを妨げられないで通過することができる。

0036

シールドSは、フラットパネル検出器モジュールFDにかぶせられる又は重ね合わされる。フラットパネルFDは、センサアセンブリSAとセンサ基板SSとを含む。センサアセンブリは、センサ基板SS(ガラス又はシリコン基板等)によって担持される。シールドSは、センサアセンブリSAの放射線感応面の一部へと部分的に広がり、したがって、当該一部を覆う。放射線感応面は、放射線源近位に配置される。放射線感応面は、概して、長方形であり、具体的には正方形であり、シールドの孔のように丸くはない。この点につき、図5において以下に詳述する。

0037

放射線感応面は、アレイ又は「マトリクス」状に配置されたピクセル素子で構成される。ピクセル素子は、衝突するX線を対応する電気信号に変換する働きをする。センサアセンブリSAは、間接変換型又は直接変換型のどちらでもよい。間接変換型では、放射線感応面は、基本的に、シリコンオンガラス層(例えば非晶質シリコンLTPS(低温多結晶シリコン)、IGZO(インジウムガリウム亜鉛酸化物)等)内にマトリクスパターンとして形成される薄膜トランジスタのマトリクスである。各トランジスタが1ピクセル画定する。シンチレータ層が衝突するX線を光に変換し、光は、次に対応する電気信号に変換され、これが間接変換と呼ばれる所以である。直接型では、放射線感応層は、X線光子電荷直接変換する非晶質セレン(又は基板上の他の適切な物質)から形成される。電気信号は、基本的に電子正孔との再結合電荷であり、これらがピクセルを画定するTFTのマトリクスによって検知される。

0038

これらの実施形態のいずれにおいても、つまり、直接型でも間接型でも、ピクセルにおける電気信号は、ピクセルからセンサアセンブリの対応するエッジまでの読み出し導体線を介して送られる。読み出し導体線は、概して、放射線感応面全体にグリッドパターンに広がる。

0039

ハウジングHは、X線源に面した側に放射線進入窓を有する。進入窓は、基本的に、オプションの内部カバーFCとフラットパネルFDの放射線感応面との向い側に配置される。進入窓及びオプションの内部フロントカバーは、基本的にX線を通すので、X線は、それらを通り、放射線感応面に至るまでに(変更されるにしても)無視可能な程度にしか変更されない。簡単に説明したように、フラットパネルFD、具体的には、そのセンサアセンブリ、より具体的には、放射線感応面の形状は、好適には正方形又は長方形である。他の形状もそれ自体は排除されないが、現行のセンサ製造技術は、長方形、特に正方形を低コストで製造することを可能にする。

0040

図4に示されるように、長方形フラットパネルFDは、そのエッジのうちの少なくとも2つのエッジと、読み出し導体線を受け入れ読み出し回路とを含む。読み出し回路は、ピクセルにおいて生成された電荷信号を処理する。読み出し回路は、スタックの更に下に配置される1つ以上のPCBに電子的に結合される。PCBは、読み出し回路から受信される信号を処理する回路を含む。PCBは、信号を転送するために、図2を説明する際に言及されたように、取付板BP及びネック部NP、最終的にはCアームCAを通るケーブルに結合される。

0041

任意選択的に、また、スタックの更に下に、好適にはフラットパネルFDとPCBとの間に、それ自体が鉛シールドを含むサブフレームSFがある。サブフレームSFは、特にPCB上の電子回路をX線被ばくから更に保護する。しかし、この機能の一部は、フラットパネルFD上のシールドSによっても行われる。サブフレームSFの形状は、(図示されるように)ハウジング又はシールドSの形状と一致するか、又は、センサアセンブリSAの形状と一致してもよく、したがって、具体的には正方形/長方形であってよい。放射線からフラットパネル読み出し回路を保護するために、当該回路は、シールドSの背後に配置され、フラットパネルFDの周りでパネルの裏面に向かって折り曲げられ、そこで、PCB上の処理回路に接続される。同じ又はすべてのPCBがシールド/ハウジング又はフラットパネルと形状において一致してよい。特にPCBは、異なる実施形態では、円形でも長方形(特に正方形)でもよい。

0042

任意選択的に、上記コンポーネントスタックは、単一の内部ハウジング内にパッケージ化され、X線源XRに近い側がフロントカバーFCで密閉され、X線源XRから遠い側がインターフェースフレームで密閉される。インターフェースフレームIFは、取付板BPとの接続向けに構成される。検出器アセンブリパッケージは、全体として、インターフェースフレームを介して取付板に接続可能であり、取付板に適切に取り付けられる(ネジ締められる、ボルトで留められる、接着される等)。上記されたように1つのパッケージとして検出器アセンブリをまとめることによって、粉塵に対する保護が向上され、例えばメンテナンスのための取り扱いが良くなる。ただし、或いは、個々のコンポーネントが、それぞれ、互いに固定され、その後、取付板に固定されても、又は、各コンポーネント若しくは幾つかのコンポーネントが、取付板PBに個別に固定されてもよい。当然ながら、図4に示す通りのスタック内のコンポーネントの順序は一実施形態であり、本明細書では、この順序の変形も想定される。

0043

本明細書において提案されるように、丸い、又は、少なくとも湾曲した検出器ハウジングを有することは、整形外科等といった特定の撮像応用において特に有利である。これは、−X方向に沿ったX線撮像構成体及び患者台に横たわる患者の平面図を示す図2に説明される。図2では、CアームCA(見易くするために図示していない)は、図1における側面図による構成と比べてY軸の周りに約90°だけ角度が付けられている。図2Bの差込図の構成では、X線源XRは、今度は、患者PATの臀部の近くに配置される一方で、検出器ユニットDUは、患者の脚の間に配置されている。この撮像シナリオは、例えば股関節部骨折を撮像するために整形外科応用において使用される。当然ながら、これらの撮像シナリオにおいて、丸い/湾曲した検出器ハウジングを有することは、撮像経験を、ユーザのワークフローにより好都合であるようにする。例えば整形外科撮像において、ユーザにとって、患者の脚の間に検出器を正しく配置することがより簡単であり、したがって、ユーザのワークフローが最適化される。

0044

次に、環状保護シールドSがその上にかぶせられている図4の正方形のフラット検出器パネルの平面図を示す図5Aを参照する。上記されたように、以前の構造(こちらもシールドバリアを使用する)とは異なり、この種類のシールドSは、フラットパネルFDの放射線感応領域又は面へと広がる。具体的には、図5Aハッチングで示されるように、隅の部分がシールドによって覆われる。

0045

当該シールドの1つの機能は、フラットパネル検出器のネイティブ視野の形状を、シールドの放射線通過孔の形状によって画定される異なる視野に変形することである。具体的には、視野は、長方形のフラットパネルを収容する丸いハウジングが使用される図3の実施形態に示されるように、ハウジングの形状に対応するようにされることが可能であり、検出器ユニットDUは、フラットパネルモジュールに重ね合わされている環状シールドによって、丸い像を生成する。これは、シールドの孔の形状が、視野(FOV)の所望の又は目標とする形状を有することを確実にすることによって、また、シールドが、放射線感応領域の不所望の部分を実質的に無能力化するように放射線感応領域へと部分的に広がることによって達成される。FOVは、センサアセンブリによって1つの画像内に全体を捕捉可能である生体構造の最大サイズ/寸法を表す。

0046

シールドのもう1つの機能は、フラットパネルFDに直接的に当たらない残留放射線を低減又は制限することである。具体的には、横方向にフラットなパネルの感応面/領域から偶然外れるX線が、シールドによって吸収される。具体的には、シールドのサイズ、形状及び材料は、フラットパネル領域から外れる一次ビーム(一次ビームは、散乱放射線を含まない放射線ビームの部分)の部分といった放射線感応領域に衝突しない不所望の放射線を吸収するように構成される。この要件との整合性は、検出器ユニットDUの背後にX線線量計を配置することによってテストすることができる。理想的には、線量計によって放射線が検知されないか、又は、無視できる程度の放射線しか検知されない。

0047

一般に、本明細書において提案されていることは、一実施形態において、シールドSの通過孔が、放射線感応面とは異なる形状であることである。要するに、通過孔を有するシールドは、二重機能を有する。即ち、i)(特に上記IEC60601−2−54に従って)フラットパネル検出器の周辺側方放射線を低減/吸収し、ii)フラットパネル検出器のネイティブFOV形状を異なる形状に変形する。

0048

提案されるシステムでは、読み出し線再ルーティングする必要なく、又は、読み出し線(「行及び列」とも呼ばれる)が様々な長さで延在する必要なく、丸いFOVが達成可能であり、これにより、製造コストが削減される。不所望のピクセルは、(放射線感応領域の隅の部分といった)不所望の部分の上にシールドを重ねることによって、そのままで簡単に排除される。

0049

図5Aは、具体例を示す。外側ハウジングHの全外径は約30cmであり、具体的には32cmである。保護環状シールドは、フラットパネルの前でX線源XRの近位に配置されるので、新しいFOV形状が画定される。シールドSの縁部は、放射線感応領域の隅の部分CPを覆うように放射線面へと広がるように約4.5cmの半径方向の厚さを有する。同時に、シールドは、IEC60601−2−54に規定されるように、少なくとも2cm又は3cmだけ、像感応領域を越えて外側に広がる。覆われた隅の部分CPは、湾曲した縁を有する三角形右傾斜のハッチングで示される)の形状を有するが、これは、通過孔の形状及び放射線感応領域のネイティブ形状に依存する。そうすると、環状シールドSの孔COは、放射線感応面の元のネイティブ正方形からの「切り抜き」のように新しい形状(つまり、円形)を画定する。この新しい、ここでは円形のFOVは、図4Aの例示的な実施形態では、約21cm×21cmのサイズを有し、これは、図4Bに比較のために示される円形の9インチインテンファイヤスクリーンIITV(イメージインテンシファイヤテレビジョン)のFOVのサイズに相当する。フラットパネルの隅部は、コンパクト円形ハウジングH内に嵌り易くするために丸められてよい。

0050

図5Bに示される従来技術のIITV検出器モジュールでは、シールドは、放射線感応領域へと広がらず、その周辺までしか広がらないことに留意されたい。当然ながら、図5Aの実施形態は、従来の9インチIITVと同じ「外観及び雰囲気」を達成できる。ハウジングも、従来の9インチIITVハウジングのような寸法にされる。つまり、ワークフロー等をIITVの場合と変わらないままにすることができるが、イメージインテンシファイヤ技術の代わりに、フラットパネルモジュールを使用することによって、画質がより良いというメリットが追加される。

0051

当然ながら、視野を最大化するためには、孔は、放射線感応領域の形状を少なくとも1つの場所において接するような形状にされる。

0052

図5Aに示される実施形態では、正方形の放射線感応領域が円形の孔と組み合わされ、これにより、孔の直径は、放射線感応領域の各辺の長さに相当する。したがって、孔と放射線感応領域とは、放射線感応領域の各辺の中央の4か所(それぞれ「x」によって示される)において接する。

0053

他の例では、パネルFDが正方形ではなく、より一般的に長方形である場合、接触は、必ずしも例えばすべての縁において達成されなくてもよい。しかし、FDパネルの2つの異なる縁サイズに長さが対応する短軸長軸を有する長円又は楕円孔を作る場合、すべての縁における接触が依然として達成可能である。この接触構造に代えて、シールドは、放射線感応領域へと更に半径方向に広がり、したがって、孔の縁とパネルの対応する隣接縁との間に追加のシールド領域が画定される。この追加のシールド領域は、パネルFDの読み出し回路を収めるために使用され、同時に、当該読み出し回路を放射線から保護する。幾つかの実施形態では、シールドの外周が、図5Aに左傾斜ハッチングで示される放射線感応領域の外周の凸包を形成するように、シールドのサイズ及び形状を選択することで十分である。他の実施形態では、シールドは、放射線感応領域の幾何学的凸包よりも大きい。図5Aにおける最も外側の右傾斜ハッチングは、シールドSと周囲のハウジングHとの間の空間を示す。これは、放射線感応領域の周辺の側方放射線からの追加の保護を提供する。一般に、シールドの全体のサイズは、IEC60601−2−54、第1.1版、2015に設定される要件又は等価物に従うように選択される。

0054

当然ながら、保護シールドは、特に、コリメータ機器を必要とすることなく、フラットパネルFDの放射線感応面のネイティブ形状の形状を変形することを可能にする。具体的には、また、コリメータと比較して、シールドの孔の形状は、固定され、所与の検出器について変更することができないが、様々な形状及びサイズの検出器について、製造段階において様々なシールドを使用することができる。これはユーザの安全を増加させる。

0055

シールドは、円形の環状実施形態において見られるように、一般に左右対称であり、孔はシールドの中心辺りに配置される。多角形等といった円形以外の環帯も想定される。或いは、左右非対称の構成も想定される。例えばシールドSの孔は、中心から外れて配置されてもよい。更に、又は、代わりに、フラットパネルFDの中心点及びシールドSの中心点は一致せずに、互いに対してずらされていてもよいが、フラットパネルFDの隅部がシールドSによって依然として覆われるように十分に小さい量だけずらされていてよい。

0056

図4及び図5に示されるように、好適な実施形態では、シールドは、フラットパネルモジュールFDに固定して(着脱可能に又は好適には永久的に)取り付けられ、ダブルデッカー構造が形成される。これは、次に、図4に示されるように、全体として、検出器ハウジング内に取り付けられる。しかし、代替実施形態では、シールドSは、フラットパネルモジュールFDに取り付けられず、代わりに、ハウジングH内に、ハウジングHの進入窓と向かい合わせで且つ下側に取り付けられる。このようにすると、フラットパネルが取付板に取り付けられ、ハウジングが適切な位置に置かれると、フラットパネルとのシールドの重ね合わせが達成される。別の実施形態では、あまり望ましくはないが、シールドSは更に、ハウジングの外側で進入窓の周りに取り付けられ、ここでも、フラットパネルを取付板BPに取り付け、ハウジングを取付板BPに取り付けると、フラットパネルの上に重ね合わされるようになり、したがって、シールドは、フラットパネルFDとの重ね合わせを達成するように配置される。或いは、シールドは、ハウジングではなく、取付板に取り付けられるスイベル又は旋回機構内に配置される。当該機構は、フラットパネルモジュールが取付板に取り付けられた後にフラットパネルモジュールを重ね合わせるように適切な位置に動かされ固定される。

0057

上記実施形態では、フラットパネルについて考慮された2つの形状は正方形又は長方形であり、シールドSの孔CPについては円形であるが、様々な実施形態において、様々な形状が使用されてよい。例えばシールドは円形ではなく、長円形、半円形又は他の湾曲構造であってよく、フラットパネルは長方形以外の形状を有してよい。

0058

更に別の実施形態では、シールドSの孔CPの形状及びフラットパネルの形状が同じであるが、サイズが異なっていてよい。つまり、一実施形態において、フラットパネルは、図4Aに示されるように長方形であり、シールドの孔も長方形であるが、小さい。具体的には、シールドの縁領域は依然としてパネルの放射線感応面へと広がり、元の長方形の視野をより小さい長方形の視野へと変形する。覆われたピクセル部分は、オフセットドリフトゲイン等を相殺するために較正目的に依然として使用されてよい。これは、画像ノイズ等を低減するのに役立つ。ここでも、この実施形態では、長方形以外の形状がより小さい長方形以外の形状に変形されてよい。

0059

次に、X線検出器アセンブリDAを組み立てる方法のフローチャートを示す図6を参照する。

0060

テップS10において、正方形、長方形等の第1の形状のX線感応面を有するフラットパネルモジュールが提供される。

0061

ステップS20において、フラットパネルの周辺における不所望の放射線を吸収する側方保護バリアとして機能する孔付きのシールドが、フラットパネルに重ね合わされて、ダブルデッカー構造を有する検出器アセンブリが得られる。本明細書において使用される場合、「重ね合わせる」とは、検出器アセンブリがX線イメージャにおいて使用される場合に、シールドがパネルFDとX線源XRとの間に位置することを意味する。

0062

フラットパネルは、シールドの孔の形状とは異なる形状を有する。好適な実施形態では、フラットパネルの形状は長方形又は正方形である一方で、シールドの孔は円形又は長円形といった湾曲形状を有して、フラットパネルモジュールの新しいFOV(視野)が画定される。当該新しいFOVは、パネルFDのネイティブFOVとは異なる。具体的には、検出器アセンブリが撮像に使用される場合、湾曲視野が達成可能である。つまり、シールドは、フラットパネルモジュールFDのネイティブFOVを、シールドの孔の形状によって規定される新しい形状に変形することができる。

0063

シールドは、鉛等又は合金といったX線遮断物質から形成される。シールドは、例えば鉛又はタングステンのシートスタンプ加工することによってモノリシック構造体として形成される。或いは、シールドは、はんだ付け接着剤によって各端において接合される、そうでなければ、互いに固定される2つ以上の半アーチといった別々の部品から組み立てられてもよい。後者のアプローチは、より多くのことが関与しているが、スタンプ加工よりもシート材料をより効率的に利用できる。

0064

一実施形態では、シールドをパネルモジュールDFの放射線感応領域に重ね合わせるステップは、シールドを、パネルに、接着する、ネジで締める、ボルトで留める、溶接する、はんだ付けする等によって取り付けることによって達成される。好適には、シールドは、フラットパネルFDに永久的に接合されるが、取り付けが着脱可能であるソリューションも幾つかの実施形態では想定される。

0065

或いは、シールドをフラットパネルと共に単一の(サブ)ユニットに組み合わせることによって検出器アセンブリを形成するのではなく、重ね合わせは、検出器ユニットのハウジング内に検出器アセンブリを取り付ける前には達成されない。つまり、この代替実施形態では、重ね合わせは、検出器アセンブリ、具体的にはフラットパネルを検出器ユニット、具体的にはハウジング内に挿入して初めて達成される。つまり、重ね合わせは、現場で「その場で(in-situ)」でのみ達成される。これは、シールドを例えば内側又は外側でハウジング内に予め設置することによって実現される。次に、フラットパネルモジュールを含む検出器アセンブリが撮像システム内(例えば取付板上)に取り付けられ、ハウジングが検出器アセンブリを覆うように取り付けられて初めて、重ね合わせが実現される。或いは、シールドは、ハウジングではなく取付板に取り付けられたスイベル機構に配置される。当該機構は、フラットパネルモジュールが取付板に取り付けられた後にフラットパネルモジュールを重ね合わせるように適切な位置に動かされる。

0066

なお、本発明の実施形態は、様々な主題を参照して説明されている。具体的には、方法タイプのクレームを参照して説明される実施形態もあれば、デバイスタイプのクレームを参照して説明される実施形態もある。しかし、当業者であれば、上記及び下記の説明から、特に明記されない限り、1つのタイプの主題に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、様々な主題に関連する特徴の任意の組み合わせも、本願によって開示されていると見なされると理解できるであろう。しかし、すべての特徴は、特徴の単なる足し合わせ以上の相乗効果を提供する限り、組み合わされることが可能である。本発明は、図面及び上記説明において詳細に例示され、説明されたが、当該例示及び説明は、例示的に見なされるべきであり、限定的に見なされるべきではない。本発明は、開示される実施形態に限定されない。開示された実施形態の他の変形態様は、図面、開示内容及び従属請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解され、実施される。

0067

請求項において、「含む」との用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、また、「a」又は「an」との不定詞も、複数形を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に引用される幾つかのアイテムの機能を果たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されることだけで、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。請求項における任意の参照符号は、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

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