JPH0449698B2

JPH0449698B2 -

Info

Publication number: JPH0449698B2
Application number: JP57185083A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takeuchi; Hisanori Tsuchino; Manami Tejima; Fumio Shimada
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1982-10-20
Filing date: 1982-10-20
Publication date: 1992-08-12
Also published as: JPS5974544A

Description

【発明の詳細な説明】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、さらに詳しくは蓄積性蛍光体材料
（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
て再生し、これを記録材料に最終画像として記録
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、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
輝尽励起光で走査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、放射線像変換パネル
（以後単にパネルと称する）に放射エネルギーを
蓄積させた後、直に読取る必要はなく、該パネル
に潜像して保存しておくことが可能であつて前記
変換方法の特徴の１つとして挙げられる。

すなわち放射線画像の記録と再生を同一の時
間、場所で行なうという制約がなく、また記録速
度が再生速度によつて制限されることはない。

また理想的にはパネルに使用される蛍光体に於
て記録された画像情報が経時変化しないことが望
ましい。しかし現在までに知られている蛍光体で
は再生される信号の強さが時間の経過にともなつ
て褪行をおこし、その割合は褪行の小さなもので
も１日で１割以上、一般には１日で３割以上とな
つている。

従つてパネルから再生される放射線画像は、経
時的に任意の間隔を取つて画像再生を行なうとす
れば、該再生画像間には経時期間に拘らず画像が
等質であること即ち経時等質性を期待することは
できない。

前記した再生画像に於る経時等質性の喪失は、
輝尽性蛍光体を用いた放射線画像変換方法の有す
る画像記録及び画像再生両操作の時空間的任意性
を言う有利な特徴に疵を与えるものであつて、そ
の改良が望まれている。

前記した問題点に関わり、本発明の目的は、輝
尽性蛍光体を用いる前記放射線画像変換方法に於
て、輝尽性蛍光体に於る潜像褪行に基く不都合を
回避し、再生画像の経時等質性を保証する前記変
換方法を提供することにある。

また前記本発明の目的を満足する前記変換方法
を簡便に実施しうる放射線画像変換装置を提供す
ることにある。

本発明の目的は、蓄積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ちに
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、輝尽励起前に輝尽励起光より長波長で
900nｍ以上の赤外光によつて前記パネルを照射
し、前記エネルギー潜像の減衰期を消滅した状態
で、画像再生を行うことを特徴とする放射線画像
変換方法によつて達成することができる。

本発明者等は、輝尽性蛍光体から成るパネルに
生成された放射線画像の潜像褪行について研究し
た結果、(1)褪行は潜像生成の直後に大きく、一定
時間後平衡順位に達する（該一定時間を減衰期と
称す）、(2)該減衰期は輝尽性蛍光体の種類によつ
て異る、等の知見をえた。

従つてパネルからの画像再生を前記減衰期経過
後に行なえば再生する画像の経時等質性を保証す
ることができる。しかしながら減衰期は短かい場
合約１時間、長ければ50時間以上にも及び、実用
的に大きな支障を生ずる。

更に褪行について研究を重ねた結果、画像再生
のためパネルの輝尽励起に先立つて輝尽性蛍光体
の特性に適応した且つ輝尽励起より長波長の光で
該パネルを前照射することによつて全減衰期或は
残余減衰期は速かに経過し褪行は平衡準位に達す
ることを見出し、更にパネル放射線照射時に前記
長波長光でパネルを照射することによつて減衰期
が消滅し潜像生成時に平衡準位が顕われることを
知つた。

即ち像様にパルス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。浅い準位に捉えられた電子等は経時等
の自然放置中の熱的過程によつて該蛍光体の特性
に従つて放出され、経時程度によつて輝尽励起す
る時発生する総発光量が低下し潜像の褪行現象と
して認められる。一方深い準位に捉えられた電子
等は経時程度の熱的過程に対しては安定であり、
浅い準位に捉えられた電子等が消尽して前記熱的
過程に安定な準位のみが残留し、この準位群が前
記した平衡準位を形成するものと思われる。尚前
記浅い準位が消尽する期間が減衰期に相当する。

尚前記浅い準位の電子等の消尽は輝尽励起光よ
り長波長光の照射に順応し確実に消尽が促進され
直に平衡準位が顕われる。

従つて本発明は輝尽性蛍光体から成る放射線画
像変換パネルを放射線照射する時点から画像再生
のため輝尽励起するまでの間に於て、該パネルを
前記輝尽性蛍光体の特性に応じた輝尽励起光より
長波長の光で前照射することによつて減衰期を消
去した状態に於て輝尽励起を行ない、放射線照射
からの経時の長短に拘らず経時等質性の画像再生
を行なうものである。

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１図において、１０は輝尽励起光よりも長波
長の光を放射する前照射光源装置、１１は放射線
発生装置、１２は被写体、１３は可視ないし赤外
輝尽性蛍光体層を有するパネル、１４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、１５はパネルより放射された蛍光を検出
する光電変換装置、１６は光電変換装置１５で検
出されな光電変換信号を画像として再生する装
置、１７は再生された画像を表示する装置、１８
は励起光電１４からの反射光をカツトし、パネル
１３より放射された光のみを透過させるためのフ
イルターである。１５以降は１３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は
よく、上記に限定されるものではない。

また励起光源１４からの反射光をカツトするに
はフイルター１８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。さらに放射線発生装置１１で
発生され被写体１２を透過した放射線のパネル１
３への記録、前照射光源装置１０によるパネル１
３への記録、前照射光源装置１０によるパネル１
３の前照射および１４〜１８によるパネル１３に
形成された潜像の再生において、パネル１３は分
離型もしくはポータブル型であつてもよく、他の
前記変換装置の他の装置と同一の設置場所に固定
される必要のないことはもちろんである。

第１図に示されるように、被写体１２を放射線
発生装置１１とパネル１３の間に配置して放射線
を照射すると、放射線は被写体１２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１３に入射す
る。この入射した透過像はパネル１３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の蓄積像（潜像）が形
成される。このパネルに輝尽励起光より長波長の
光を照射することによつて経時による減衰を促進
し、平衡状態に達せしめる。

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500nm以上の長波長可視光線およ
び／または赤外線を含む電磁波を励起光源１４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
光として放射せしめる。こと放射された蛍光の強
弱は蓄積された電子及び／又は正孔の数、すなわ
ちパネル１３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１５で電気信号
に変換し、画像再生装置１６によつて画像として
再生し、画像表示装置１７によつてこの画像を表
示する。

このようにして記録から再生までの経時長短に
拘らず、経時等質性のよい画像を得ることができ
る。

パネル１３に前照射光源装置１０によつて前照
射される光は長波長すぎると褪行の原因となる浅
いトラツプに蓄積された電子及び／または正孔を
すべて放出させることが難かしい。また短波長す
ぎると放射線画像を記録している、深いトラツプ
に蓄積された電子及び／または正孔を放出させて
しまい、再生信号が弱くなつてしまう。したがつ
て、前照射される光の波長は蛍光体によつてきま
る適当な波長領域があり、短波長のもので500n
ｍ長波長のもので50μｍである。

第２図は本発明の方法に於るパネル１３に輝尽
励起光より長波長の光を前照射する方法を示す概
要図である。

前照射光源１０としてはパネル１３に用いられ
る輝尽性蛍光体によつてきまる、前述したような
少くとも適当な波長領域にある光を放射する光源
が用いられる。具体的にはタングステンランプ、
ハロゲンランプ、赤外線ランプ等のランプが用い
られる。フイルター２１は前照射光源１０から放
射される光のうち、不適当な波長領域の光、たと
えばパネル１３読みとり用の輝尽励起光の長波長
側近傍以短の短波長の光をカツトする。前記長波
長側近傍以短の短波長光の照射は、褪行をおこな
い潜像を形成している深いトラツプに蓄積された
電子及び／または正孔も放出させてしまい、放射
線画像の再生信号が弱くなつてしまう。前照射光
源１０からパネル１３の方向に照射される光は前
照射光源１０の背後に設置された凹面鏡２２によ
つて反射され、パネル１３に照射される光量が高
められて、前照射が効率よく行なわれる。

次に本発明の効果を、パネルに画像記録してか
らの経時と輝尽励起光の強さのグラフによつて示
す。第３図は同一条件のＸ線画像を記録したパネ
ルから輝尽励起によつて読みだした信号の大きさ
の経時変化を示したものである。縦軸は相対輝尽
光強度、横軸は経時（時間）である。第３図ａは
前照射を行なわない場合、同図ｂは本発明による
前記長波長光の前照射を画像記録直後に行なつた
場合である。この結果から明らかなように、本発
明によつて経時の長短に拘らず等質な放射線画像
を再生することができる。

前照射光の波長、照射時間は蛍光体によつて最
適な範囲であり、これは浅いトラツプの深さ、量
および放射線画像を保持する深いトラツプの深
さ、量とに関係してきめられる。

本発明の放射線像変換方法において用いられる
放射線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。

放射線像変換パネルの構造は第４図ａに示され
るように支持体４１と、この支持体の片面上に形
成された蛍光体層４２よりなる。この蛍光体層４
２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特開昭48−
80487号記載のBaSO₄；Ax（但しＡはDy、Tbお
よびTmのうち少なくとも１種であり、Ｘは、
0.001Ｘ＜１モル％である。）で表わされる蛍光
体、特願昭48−80488号記載のMgSO₄；Ax（但し
ＡはHoおよびDyのうちの少なくとも１種であ
り、Ｘは0.001Ｘ＜１モル％である。）で表わさ
れる蛍光体、特願昭48−80489号記載のSrSO₄；
Ax（但しＡはTm、TbおよびDyのうち少なくと
も１種であり、Ｘは0.001Ｘ＜１モル％であ
る。）で表わされる蛍光体、特願昭51−29889号記
載のNa₂SO₄、CaSO₄およびBaSO₄等にMn、Dy
およびTbのうち少なくとも１種を添加した蛍光
体、特開昭52−30487号記載のBeO、LiF、
Mg₂SO₄、およびCaF₂等の蛍光体、特開昭53−
39277号記載のLi₂B₄O₇：Cu₂Ag等の蛍光体、特
開昭54−47883号記載のLi₂O・（B₂O₂）_x：Cu（但
しＸは２＜Ｘ３）、およびLi₂O（B₂O₅）_x：Cu、
Ag（但しＸは２＜Ｘ３）等の蛍光体、米国特許
3859527号記載のSrS：Ce、Sm、SrS：Eu、Sm、
La₂O₂S：Eu、Smおよび（Zn、Cd）Ｓ：Mn、
Ｘ（但しＸはハロゲン）で表わせられる蛍光体。
特開昭55−12142号記載のZnS：Cu、Pb蛍光体、
一般式がBaO・XAl₂O₃：Eu（但し0.8Ｘ10）
で表わされるアルミン酸バリウム蛍光体、および
一般式がM〓・XSiO₂：Ａ（但しM〓はMg、Ca、
Sr、Zm、CdまたはBaであり、ＡはCe、Tb、
Eu、Tm、Pb、Tl、BiおよびMnのうち少なくと
も１種であり、Ｘは0.5Ｘ2.5である。）で表
わされるアルカリ土類金属珪酸塩系蛍光体。特開
昭55−12143号の記載の一般式が（Ba_1-x-yMgxCay）FX：eEu²⁺ （但しＸはBrおよびClの中の少なくとも１つで
あり、ｘ、ｙおよびｅはそれぞれ０＜ｘ＋ｙ
0.6、xy≠０および10^-3ｅ５×10^-2なる条件
を満たす数である。）で表わされるアルカリ土類
弗化ハロゲン化物蛍光体、特開昭55−12144号記
載の一般式が LnOX：xA （但しLnはLa、Ｙ、GdおよびLuの少なくとも
１つを、ＸはCl及び／又はBrを、ＡはCe及び／
又はTbを、ｘは０＜ｘ＜0.1を満足する数字を表
わす。）で表わされる蛍光体、特開昭55−12145号
記載の一般式が（Ba_1-xM_x〓）FX：yA （但しM〓はMa、Ca、Sr、ZnおよびCdのうちの
少なくとも１つを、ＸはCl、Brおよびのうち
の少なくとも１つを、ＡはEu、Tb、Ce、Tm、
Dy、Pr、Ho、Nd、Yb及びErのうち少なくとも
１つを、ｘ及びｙは０ｘ0.6及び０ｙ0.2
なる条件を満たす数字を表わす。）で表わされる
蛍光体、特開昭55−84389号記載の一般式が
BaFX、xCe、yA（但し、ＸはCl、Brおよびの
うちの少なくとも１つＡはTm、Tl、Gd、Smお
よびZrのうちの少なくとも１つでありｘおよび
ｙはそれぞれ０＜ｘ２×10^-1および０＜ｙ５
×10^-2である。）で表わされる蛍光体、および特
開昭55−160078号記載の一般式が M〓FXxA：yLn （但しM〓は、Ba、Ca、Sr、Mg、ZnおよびCd
のうちの少なくとも１種、ＡはBeO、MgO、
CaO、SrO、BaO、ZnO、Al₂O₃、Y₂O₃、
La₂O₃、In₂O₃、SiO₂、TiO₂、ZrO₂、GeO₂、
SnO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅およびThO₂のうちの少な
くとも１種、LnはEu、Tb、Ce、Tm、Dy、Pr、
Ho、Nd、Yb、Er、SmおよびGdのうちの少な
くとも１種、ＸはCl、Brおよびのうちの少な
くとも１種であり、ｘおよびｙはそれぞれ５×10
ｘ0.5および０＜ｙ0.2なる条件を満たす数
である。）で表わされる希土類元素付活２価金属
フルオロハライド蛍光体、および一般式がZnS：
Ａ、CdS：Ａ；（Zn、Cd）Ｓ：Ａ、ZnS：Ａ、Ｘ
およびCdS：Ａ、Ｘ（但しＡはCu、Ag、Auまた
はMnであり、Ｘはハロゲンである。）で表わさ
れる蛍光体等が挙げられる。しかしながら、本発
明の放射線画像変換方法に用いられる蛍光体は上
述の蛍光体に限られるものではなく、放射線を照
射した後励起光を照射した場合に輝尽発光を示す
ものであればいかなる蛍光体であつてもよいこと
は言うまでもない。

次に放射線画像変換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ールブチラール、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センチスト
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、放射線画像変換パネル
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、放射線画像変換パネルは第４図ｂに示さ
れるような２枚のガラス板等の透明な基板４３，
４４間に蛍光体を挟みこんで任意の厚さの蛍光体
層４２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放
射線像変換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、500nｍ以上好ましくは
1100nｍ以下の長波長可視領域及び／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。

以上説明したように本発明においては、放射線
画像変換パネルに放射線画像を記録して再生する
までの経時の長短に左右されない経時等質性の画
像を得ることができる。このように本発明は、輝
尽蛍光体を用いた放射線画像変換方法および装置
における記録と再生の時間的、空間的な関係の制
約を解決するものであり、その方法および本発明
の説明のブロツク図で例示した簡便に使用できる
装置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。

次に実施例によつて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より成る
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た直後あるいは一定時間
放置した後にタングステンランプの発する光のう
ち、900nｍより長波長の赤外光のみを色ガラス
フイルターによつて分離して照射してから10mw
のアルゴンレーザーで励起して輝尽発光を測定し
た。

また比較のために赤外線照射を行なわないで同
様の測定を行なつた。前記第３図は該結果を引用
したものである。第３図ａに示すように赤外線照
射を行なわないと記録から再生までの時間経過に
よつて得られる信号の大きさが変化する。しか
し、画像記録直後に上記のような赤外線照射を行
なうと同図面ｂに示すように前照射によつて減衰
期が消滅し平衡準位が顕われ時間経過によらない
一定の信号が得られた。尚経時の途中で前照射す
るとその時点から平衡準位が顕われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の放射線画像変換方法に用いる
および装置のブロツク図、第２図は本発明の放射
線画像変換方法に用いられる前照射光源装置の概
要図、第３図ａおよびｂは前照射の有無による輝
尽発光の経時変化を示すグラフ、第４図ａおよび
ｂは、本発明の上記方法に用いられる放射線画像
変換パネルの構造を示す断面図である。１０……前照射光源装置、１１……放射線発生
装置、１２……被写体、１３……放射線画像変換
パネル、１４……輝尽励起光源、１５……光電変
換装置、１６……画像再生装置、１７……画像表
示装置、１８……フイルター、２１……反射板、
２２……フイルター、４１……支持板、４２……
蛍光体層、４３および４４……透明支持体。

Claims

【特許請求の範囲】

１蓄積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、輝尽励起
前に輝尽励起光より長波長で900nｍ以上の赤外
光によつて前記パネルを照射し、蓄積されている
前記エネルギーの潜像の減衰期を消滅した状態
で、画像再生を行うことを特徴とする放射線画像
変換方法。