JPH0426094B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は放射線画像システムにおける画像変換
方法に関し、さらに詳しくは輝尽性蛍光体材料
（以下単に「蛍光体」という）を用いて、これに
放射線画像を記録し、この放射線画像を読み出し
て画像を再生する放射線画像システムにおける画
像変換方法に関するものである。 （従来技術） 従来、放射線画像を得るために銀塩を使用し
た、いわゆる放射線写真が利用されているが、近
年、特に地球規模における銀資源の枯渇等の問題
から銀塩を使用しないで放射線像を画像化する方
法が望まれるようになつた。 上述の放射線写真法にかわる方法として、被写
体を透過した放射線を蛍光体に吸収せしめ、しか
る後この蛍光体をある種のエネルギーで励起して
この蛍光体が蓄積している放射線エネルギーを蛍
光として放射せしめ、この蛍光を検出して画像化
する方法が考えられている。具体的な方法とし
て、例えば米国特許第3859527号および特開昭55
−12144号には蛍光体として輝尽性蛍光体を用い
励起エネルギーとして可視光線および赤外線から
選ばれる電磁放射線を用いる放射線像変換方法が
提唱されている。この変換方法は、支持体上に輝
尽性蛍光体層を形成したパネルを用い、このパネ
ルの輝尽性蛍光体層に被写体を透過した放射線を
吸収させて放射線の強弱に対応した放射線エネル
ギーを蓄積させ、しかる後この輝尽性蛍光体層を
輝尽励起光で照射することによつて蓄積された放
射線エネルギーを光の信号として取り出し、この
光の強弱によつて画像を得るものである。 このような変換方法では、放射線画像変換パネ
ル（以後単にパネルと称す）は蓄積された放射線
エネルギーをすべて放出させることによつてくり
返し使用することが可能である。米国特許第
3859527号には、読みとりの後に蛍光体に残像が
残つていなければくり返し使用できて好ましいこ
と、また残像が残存している場合には光などの照
射、又は加熱によつてパネルを初期状態に戻し
（所謂「解尽」）再使用できることが示されてい
る。しかしながら、この方法でのパネルの残像量
はきわめて大きく、実用的な読みとり条件のもと
では残像のためにパネルをそのまま再使用するこ
とが不可能なばかりでなく光照射または加熱によ
つて消去するにも大がかりな装置や長い時間を必
要とする。光照射による残像の消去（解尽）の様
子を第１図に示す。初期には光照射によつて残像
量は急激に減衰するが、減衰の速さはしだいに遅
くなり、消去されにくい減衰飽和レベルに収斂し
てゆく。この減衰飽和レベルの残像を消去するに
はきわめて多くの光量を必要とするので、大規模
な装置を用いるか、長い時間をかけなくてはなら
ない。 また加熱による解尽の様子を第２図に示す。加
熱によると残像量は一定の減衰飽和レベルまで消
去されると、その後はそれ以上減少しない減衰飽
和レベルに達する。一定レベルに達するまでの時
間とその時の残像量の大きさは加熱温度によつて
異なる。加熱温度は高い方が最終的な残像の減衰
飽和レベルに達する時間も短かく、残像量も小さ
いので好ましい。しかしながら加熱温度はパネル
を構成する支持体、保護膜、バインダー等の耐熱
性によつて制限される。たとえば通常のＸ線増感
紙に用いられるバインダーや支持体と同じものを
使用すると加熱温度は100℃程度までしか許容さ
れないが、この程度の温度では消去時間も長く残
像量も大きすぎる。このため加熱による消去も実
用上困難である。 パネルをくり返し使用できることは、輝尽性蛍
光体を用いた放射線像変換方法の大きな特徴の１
つであり、残像消去の困難はこの方法を実用化す
る上での大きな障害である。 （発明の目的） 前記した輝尽性蛍光体を用いる画像変換方法に
於る不都合に基き、本発明の目的は残像障害のな
い放射線画像変換方法を提供することである。 また他の目的は残像として輝尽性蛍光体に蓄積
されたエネルギーを少くとも実用的に満足される
レベルまで解尽する方法を提供することである。 （発明の構成） 本発明は前記した輝尽性蛍光体を用いる放射線
画像変換方法に於て、放射線画像をパネルに照射
する前に、該パネルに残像として残存する放射線
エネルギーを光照射手段及び50〜500℃の範囲内
の所定温度で加熱する加熱手段を併用すると共
に、前記各々の手段を制御可能に構成して解尽す
ることから成つている。 本発明者等は本発明を構成するに到るまで、残
像消去について研究を重ねた結果、次のような事
実を見出した。 即ち像様にパネルに入射した放射線は、像様の
放射線量に比例してパネルの輝尽性蛍光体層中に
吸収され、そこに吸収放射線量に比例した数の電
子および／または正孔が該蛍光体のトラツプ準位
に捉えられて、前記放射線画像に対する一種の潜
像を形成する。この時電子及び／または正孔を捉
えるトラツプ準位は単一ではなく、深浅様々の準
位がある。 これらのトラツプ準位に捉えられた電子およ
び／または正孔が読みとりの際にすべてが放出さ
れずに一部が残るとそれが残像となる。そこでさ
らに光照射または加熱によつて残つた電子およ
び／または正孔を放出させれば残像を解尽するこ
とができる。しかしトラツプ準位にはさまざまな
ものがあり、解尽のための光照射または加熱に対
して捉えられた電子および／または正孔を放出し
やすいもの、しにくいものが混在している。その
ため光照射または加熱のどちらか一方による解尽
では放出しにくいものは消去されずに残像として
残ることになる。 こゝに於て、パネルに捉えられた電子および／
または正孔の解尽の様相は光照射による場合と加
熱による場合とで大いに異ることを知つた。 前記の知見をグロー曲線の測定結果を用いて説
明する。グロー曲線はエネルギーを蓄積した輝尽
性蛍光体に与えた温度と、その温度に於る輝尽性
蛍光体から発する発光強度の関係を示すもので、
横軸に輝尽性蛍光体に与える温度、縦軸にその温
度での発光強度をとり、その例を第３図ａ，ｂ及
びｃに示した。第３図ａはＸ線を照射しエネルギ
ーを蓄積した蛍光体のグロー曲線であり、低温側
に鋭いピークＰと高温側にブロードな山Ｍが認め
られる。同図ｂは前記と同条件でＸ線を照射後、
蛍光体を100℃に加熱後前記と同条件で求めたグ
ロー曲線であり、ピークＰのP′への著しい減退が
認められるに反し、山ＭのM′への減退は殆どな
い。一方同図ｃは前記と同条件でＸ線照射した
後、光照射によつて解尽した後、前記と同条件で
求めたグロー曲線であつて、加熱による解尽とは
甚しく様相を異にしピークＰのP″への減退はあ
まりなく、山ＭのM″への減退が顕著である。 従つて電子および／または正孔が捉えられてい
るトラツプ準位に関し、光照射及び加熱による解
尽作用には互に交わらない禁忌準位区間があり、
光照射による解尽は深いトラツプに働き浅いトラ
ツプを禁忌し、加熱による解尽は浅いトラツプに
働き深いトラツプを禁忌し、いづれか一方のみの
解尽手段によつては完全な少なくとも実用的に満
足される解尽は得られないことが本発明者等の研
究によつて明かにされ確認された。 従つて本発明は光照射及び加熱による解尽手段
を２つながら用いる解尽工程をサブシステムとし
て組込むことによつて、簡単な装置で短時間に解
尽することのできる輝尽性蛍光体を用いる放射線
画像変換方法を構成するものである。 次に本発明の放射線画像変換方法を該方法実施
に使用する装置のブロツク図を用いて説明する。 第４図ａ及びｂにおいて、１０は解尽のための
消去光源装置、１１は残像を消去するために１４
を加熱する装置、１２は放射線発生装置、１３は
被写体、１４は可視ないし赤外輝尽性蛍光体層を
有するパネル、１５は該パネルの放射線潜像を輝
尽光として放射させるための励起光源、１６はパ
ネルより放出された蛍光を検出する光電変換装
置、１７は光電変換装置１６で検出された光電変
換信号を画像として再生する画像処理装置、１８
は再生された画像を表示する装置、１９は光源１
５からの反射光をカツトし、パネル１４より放出
された光のみを透過させるためのフイルターであ
る。１６以降は１４からの光情報を何らかの形で
画像として再生できるものであればよく、上記に
限定されるものではない。 また光源１５からの反射光をカツトするにはフ
イルター１９を用いずに特願昭57−124744号に示
されている発光の遅れを利用して分離する方法に
よつてもよい。 この装置を用いて放射線像を変換する方法を次
に述べる。まずパネル１４を消去光源装置１０を
用いて光を照射し、かつ加熱装置１１を用いて加
熱して残存しているノイズの原因となる放射線エ
ネルギーを除去する。次に被写体１３を放射線発
生装置１２とパネル１４の間に配置して放射線を
照射すると、放射線は被写体１３の各部の放射線
透過率の変化に従つて透過し、その透過像（すな
わち放射線の強弱の像）がパネル１４に入射す
る。この入射した透過像はパネル１４の蛍光体層
に吸収され、これによつて蛍光体層中に吸収した
放射線量に比例した数の電子及び／又は正孔が発
生し、これが蛍光体のトラツプレベルに蓄積され
る。すなわち放射線透過像（潜像）が形成され
る。 次にこの潜像を光エネルギーで励起して顕在化
する。すなわち可視光線および／または赤外線を
含む電磁波を光源１５によつて蛍光体層に照射し
てトラツプレベルに蓄積された電子及び／又は正
孔を追出し、蓄積像を蛍光として放出せしめる。
この放出された蛍光の強弱は蓄積された電子及
び／又は正孔の数、すなわちパネル１４の蛍光体
層に吸収された放射線エネルギーの強弱に比例し
ており、この光信号を例えば光電子増倍管等の光
電変換装置１６で電気信号に変換し、画像処理装
置１７によつて画像として再生し、画像表示装置
１８によつてこの画像を表示する。画像処理装置
１７は単に電気信号を画像信号として再生するの
みでなく、いわゆる画像処理や画像の演算、画像
の記憶、保存等ができるものを使用するとより有
効である。このようにして放射線画像を変換した
のち、パネル１４は消去光源装置１０で光照射
し、加熱装置１１で加熱して残像を消去すること
によつて再び使用することができる。 第５図は本発明における残像消去の方法を示す
概略図である。消去光源装置１０は消去ランプ２
０によつて発生する光を均一にパネル１４に照射
するものであり、必要に応じて障害となる光を除
去するフイルター２１が挿入される。消去光源２
０としてはタングステンランプ、ハロゲンラン
プ、水銀ランプ、キセノンランプ、ナトリウムラ
ンプ等が使用できるが、蓄積されているエネルギ
ーを解尽することのできる波長の光を含む光を発
するランプであればよく上記のものに限られな
い。加熱装置１１はたとえばパネル１に密着する
板状の電気ヒーターが使われるが、それ以外でも
赤外線ランプ、熱風のふきつけ等パネル１４を均
一に加熱することができるものならばよい。 効率的な解尽に有用な温度範囲は50〜500℃で
あるが上限温度は当然パネルを構成する素材によ
つて制約をうける。また光照射と加熱は順次行な
つても、同時に行なつてもよい。 本発明の放射線画像変換方法において用いられ
る放射線画像変換パネル及び蓄積像を蛍光として
放射せしめるための励起光源について以下に詳細
に説明する。 放射線画像変換パネルの構造は第６図ａに示さ
れるように支持体２２と、この支持体２２の片面
上に形成された蛍光体層２３よりなる。この蛍光
体層２３はいわゆる輝尽性蛍光体からなる。 このような蛍光体としては例えば一般式（）、
（）で表わされる蛍光体および次に列挙する蛍
光体等があるが本発明に用いる蛍光体は、これに
限定されるものではない。 一般式（） nReX₃・mAX′₂：Eux 一般式（） nReX₃・mAX′₂：Eux・
Smy 式中、ReはLa、Gd、Ｙ、Luの少くとも一種、
Ａはアルカリ土類金属、Ba、Sr、Caの少くとも
一種、ＸおよびX′はＦ、Cl、Brの少くとも一種、
ｘは１×10^-4〜３×10^-1、ｙは１×10^-4〜１×
10^-1、ｎ／ｍは１×10^-3〜７×10^-1を表わす。 LaOBr：Ce，Tb、SrS：Ce，Sm、 SrS：Ce，Bi、BaO・SiO₂：Ce、 BaO・6Al₂O₃：Eu、 （0.9Zn，0.1Ca）Ｓ：Ag、 BaFBr：Eu、BaFCl：Eu等。 次にパネルの製造法の一例を以下に示す。 先づ蛍光体をポリビニルブチラール、硝化綿等
のバインダー溶剤溶液（溶剤シクロヘキサン、ア
セトン、酢酸、エチルおよび酢酸・ブチルの混液
等）に混合し、粘度がおよそ50センチトークスの
塗布液を調製する。次にこの塗布液を水平に置い
たポリエチレンテレフタレートフイルム（支持
体）上に均一に塗布し、一昼夜放置し自然乾燥す
ることによつて好ましくは300μm程度の厚みの蛍
光体層を形成し、パネルとする。 支持体として例えば透明なガラス板やアルミニ
ウムなどの金属薄板等を用いても良い。 なお、パネルは第６図ｂに示されるような２枚
のガラス板等の透明な基板２４，２５間に蛍光体
を挾みこんで任意の厚さの蛍光体層２３とし、そ
の周囲を密封した構造のものでも良い。 本発明の放射線画像変換方法において上記のパ
ネルの蛍光体層を励起する光エネルギーの光源と
しては、可視領域及び／又は赤外領域にバンドス
ペクトル分布をもつた光を放射する光源の他に
He−Neレーザー光（633nm）、YAGレーザー光
（1064nm）、ルビーレーザー光（694nm）、アルゴ
ンレーザー、半導体レーザー等の単一波長の光を
放射する光源が使用される。特にレーザー光を用
いる場合は高い励起エネルギーを得ることができ
る。 （実施例） 次に実施例を示し本発明を具体的に説明する。 実施例 １ 放射線画像変換パネルはBaFBr：Euから成る
蛍光体８重量部とポリビニルブチラール１重量部
を溶剤（シクロヘキサノン）を用いて分散させ、
これをポリエチレンテレフタレート基板上に均一
に塗布し、一昼夜放置し、自然乾燥することによ
つて約300μmの蛍光体層を形成して作成した。こ
の放射線画像変換パネルに管電圧80KVのＸ線を
10ミリレントゲン照射し25mWのアルゴンレーザ
ーで画像をよみとつた後、残像を500Wタングス
テンランプ（パネル面での照度1000lux）で光量
を制御しながら照射し、また電気ヒータで100℃
に温度と時間を制御しながら加熱して消去させ
た。いろいろな条件で残像が初期の１％にまで減
少させるのに必要な時間を測定した結果の数例を
表−１に示す。光照射と加熱を併用することで効
率よく残像を消去できることがわかる。

【表】 尚、加熱のみでは24時間で14％までしか減少し
なかつた。 実施例 ２ 蛍光体を0.1LaF₃・0.9BaFBr：Euとしたこと
以外は実施例１と同様の測定を行なつた結果の数
例を表−２に示す。この場合も光照射と加熱の併
用により残像消去の効率は大きく改良されてい
る。

【表】 尚、加熱のみでは24時間で９％までしか減少し
なかつた。 （発明の効果） 以上説明したように本発明は放射線画像パネル
に蓄積されているノイズの原因となる放射線エネ
ルギーを簡単な装置で短時間で除去する方法を提
供するものであり、輝尽性蛍光体を用いる放射線
像変換方法の実用性を高めるものであつて、本発
明の工業的利用価値は非常に大きなものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来知られている光照射のみによる消
去方法での残像の変化を示すグラフ、第２図は従
来知られている加熱のみによる消去方法での残像
の変化を示すグラフ、第３図は光照射または加熱
によるグロー曲線の変化、第４図は本発明の放射
線像変換方法に用いる装置のブロツク図、第５図
は本発明の放射線像変換方法に用いられる光照射
および加熱をおこなう装置の概略図、第６図ａお
よびｂは、本発明の上記方法に用いられる放射線
像変換パネルの構造を示す断面図である。 １…消去光源装置、１１…ヒーター、１２…放
射線発生装置、１３…被写体、１４…放射線画像
変換パネル、１５…輝尽励起光源、１６…光電変
換装置、１７…画像処理装置、１８…画像表示装
置、１９…フイルター、２０…消去ランプ、２１
…フイルター、２２…支持体、２３…蛍光体層、
２４および２５…透明支持体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 輝尽性蛍光体から成る放射線画像変換パネル
   に、放射線画像を照射することによつて前記パネ
   ルに像様に蓄積された前記照射放射線のエネルギ
   ーを、励起光で輝尽励起して輝尽光に変換し画像
   を再生する放射線画像変換方法に於て、放射線画
   像照射前に上記放射線画像変換パネルに残存する
   放射線エネルギーを光照射手段及び50〜500℃の
   範囲内の所定温度で加熱する加熱手段を併用する
   と共に、前記各々の手段を制御可能に構成して解
   尽することを特徴とする放射線画像変換方法。