JPS5922046A - 放射線画像読取方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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読取方式に関
し、さらＩｃ詳しくは蓄積性螢光体材料（以下単Ｋ「螢
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＋Ｊる
％ｌ像読取方式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ぎＪしているが、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Ｊ−る方法が望まれるようになった
。

」二連の放射線写真法Ｋかわる方法として、被写体を透
過した放射線を螢光体に吸収せしめ、しかる後この螢光
体をある種のエネルギ・−で励起してこの螢光体が蓄積
している放射線エネルギーを螢光として放射υ−しめ、
この螢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、例えば英国特許第１，４６２，７
６９号および特開昭５１−２９８８９号に＃ｉ螢光体と
して熱輝尽性螢光体を用い励起エネルギーとして熱エネ
ルギーを用いて放射線像を変換する方法が提唱されてい
る。この変換方法は支持体上に熱螢光性螢光体層を形成
したパネルを用い、このパネルの熱螢光性螢光体層に被
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ぜ、しかる後この熱螢光
性螢光体層を加熱すること例よって蓄積さ７１だ放射線
エネルギーを光の信号として取り出し、この光の強弱に
よって画像を得るものである。

一方、例えば米国特許第３，８５９，５２７号および特
開昭５５−１２１４４号には励起エネルギーどして可視
光線および赤外線から選ばれる１℃磁放射線を用いる放
射線像変換方法が提唱されている。

さらに、これに関連して特開昭５５−１２４２９号には
Ｓ　／　Ｎ　Ｊｔ　ｗ向−［ニさせる方法として前記励
起光どじて６００〜７００　ｎｍの波長域の光を用いて
螢光体を励起し、該螢光体の発光光のうち３００〜５０
０　ｎｍの波長域の光を光検出器で受光するようＫした
方法が提唱されている。この方法は、上述の熱輝尽性螢
光体を用いる方法のように蓄積された放射線エネルギー
ヲｙ乙の信号に変える際に加熱しなくてもよく、従って
パネルは耐熱性なイずする必要はなく、この点からより
好ましい放射線像変換方法と言える。

しかしながら、これらの方法において高いＳ／Ｎ比をイ
ひるために（′ｉ励起ｙｃ、による螢光体の発ｙＣ元と
励起光とを）完全に分離する必要があり、こｔ］、　Ｋ
は　、 に）（１）　　励起光カントフィルターを光検出器の前
に入れ励起光をカットする。

（２）励起光と螢光体の発光光との波長域を隔離する０ （３）　　（１）　Ｌ　（２）を、組合わせて使用する
。

などの方法が用いられている。

しかし、（１）の方法では励起光カントフィルターによ
り螢光体の発光光もカットされてしまうため発光光の利
用効率が著しく低下してしまう。また、励起光波長域と
螢ｙｅ木の発光波長域が近ｌ／λ螢光１弓ではフィルタ
ーによる励起光のカットは困難となるなど応用面で大き
な難点がある。一方（２）の方法においては用いること
のできる励起光、螢光体および光検出器が限定さ１２で
しまい、実用に際し′Ｃ様々な制約が生じるなどの欠点
なイｆしている。

本発明者等は、螢光体を用いた放射線画像システムにお
ける画像読取方式について研究を行なり本発明の目的は
上記知見を利用して、放射線画像シ・ステムにおける画
像読取方式において螢光体に記録さＩしている画（象情
報を高いＳ／Ｎ比で読取るための放射線画像読取方式を
提供することである。

本発明の他の目的は、前記放射線画像システムにおりる
画像読取方式にお・い°Ｃ１励起光と螢光体の発光ｙ０
との波長域とを隔離する必要のない放射線画像読取方式
を提供することである。

本発明の前記（目的は蓄積性螢光体材料を励起光で走査
し、発光光を光検出器で検出することにより、蓄積性螢
光体材料に記録されている放射線画像を読取る方式にお
いて、前記励起光を蓄積性螢光体材料に照射して励起し
た後、励起光を遮断し、ただちに該蓄積性螢光体材料の
発光ｙ６を光検出器で検出することによって達成ずく）
ことができる。

本発明において螢光体とＧま、最初の光もしくは高エネ
ルギー放射線が照射された後に１光的、熱的、機械的、
化学的または電気的等の刺激により、最初の光もしくは
高エネルギー放射線の照射量に対応した光を偶発光せし
める、いわゆる輝尽性をとはＸ線、ガンマ線、ベータ線
、アルファ線、中性子線等を含む。）このような螢光体
としては例えば特開昭４８−８０４８７号記載の１３ｎ
ｓＯ４；　Ａｘ（但しＡはＤｙ＋　Ｔ６およびＴｍのう
ち少なくとも１種であり、Ｘ　Ｇｅｔ　、０．００１≦
Ｘ（１モル％である、）で表わされる螢光体、特開昭４
８−８０４８８号記載のＭｇＳＯ４；　Ａｘ表わされる
螢光体、特開昭４８−８０４８９号記載のＳｒＳＯ４；
　Ａｘ　（但しＡはＴｍ　、　ＴしおよびＤｙのうちの
少なくとも１柚であり、Ｘは０．００１≦Ｘ（１モル％
である。）で表わされる螢Ｘ体、特開昭５１−２９８８
９号記載のＮａ２ＳＯ４＋　ＣａＳＯ４＋およびＢ　ａ
　ＳＯ＜等にＭ＋１＋　Ｄｙ　＋およσＴ０のうち少な
くとも１種を添加した螢光体、特開昭５２−３０４８７
号記載のＢｏｏ、　ＬＩＦ。

Ｍｇ２５ｏ４．およびＣａＦｔ等の螢光体、特開昭５３
−３９２７７号記載のＬ１２　ｎ４０７　：　ＣｕＡｇ
等の螢光体、特開昭５４−４７８８３号記載のＬｉ２Ｏ
・（Ｂｔｏ２）ｘ　：　Ｃｕ　（但しＸは２〈Ｍｇ３）
、およびＬ１２０　（Ｂ１０３　）！　＝（’ｕ　ｌ　
Ａｇ　（但しＸは２（Ｍｇ３）’Ｊの螢光体、米国特許
３，８５９，５２７号記載のＳｒＳ；Ｃｅ＋８ｍ　Ｘ５
ｒＳ：Ｅｕ、Ｓｍ　ＸＬａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ＋８ｍおよび
（Ｚｎ、Ｃｄ　）　Ｓ：Ｍｎ１Ｘ　（但しＸはハロゲン
）で表ゎゼられる螢光体。特開昭５５−１２１４２記載
のｚｎＳ　：Ｃｕ　＋Ｐ６螢ツ０体、一般式がＢａｏ＠
島１２ｏ、：Ｅｌｌ（但し０．８≦Ｘ≦１０）で表わさ
れるアルミン酸バリウム螢光体、および一般式力ＭｒＩ
Ｏ−Ｘ５ＩＯ，：Ａ　（但シＭ　ｉ；ｔ　Ｍｇ　＋　Ｃ
ａ　ｒＳｒ＋Ｚｍ＋Ｃｄ＋またはＢａであり、Ａは（’
ｅ　、Ｔｂ　＋Ｅｕ　＋Ｔｍ＋Ｐｂ、ＴＩ　、Ｉｌｌ　
、およびＭｎのうち少なくとも１種であり、Ｘは０．５
≦Ｘ≦２．５である。）で表わされるアルカリ土類金属
珪酸塩系螢ツＣ体。特開昭５５−１２１４３号記載の一
般式が （Ｂ＆＋　−ｘ　−ｙＭｇｘＣａｙ　）　ＦＸ　：　ｅ
Ｅｕ’−’（但しＸは１３ｒおよびＣＩの中の少なくと
も１っであり、Ｘｙ）＋およびａはそれぞれ０　（ｘ　
＋ｙ≦０．６、ｘｙ〆０および１０−０≦ａ≦５ｘ１ｏ
Ｆなる条件を満たす数である。〕で表わされるγルヵり
土類弗化ハロゲン化物螢光体、特開昭５５−１２１４４
υ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Ｃ１及び／又゛はＢｒを、ＡはＣｅ及び／又
はＴｂ’％、ＸはＬＤ　（ｘ　（０，１を満足する数字
を表わす。）で表わされる螢光体、特開昭５５　１２］
、４５号記載の一般式が （Ｉ３ａ、　　、Ｍｘ）ＦＸ　ｉ　ｙＡ（但しＭＩＩは
Ｍａ　＋　Ｃａ　＋　Ｓｒ　＋Ｚｎおよびｃｄのうもの
少なくとも１つを、ＸはＣＩ＋Ｂｒおよび工のうちの少
なくとも１つを、ＡはＥｕ　、’ｒｂ　＋Ｃｅ　＋Ｔｍ
＋Ｄｙ＋Ｐｒ　、ｎｏ　＋Ｎａ　、Ｙｂ及びＥｒのうち
の少なくとも１つを、Ｘ及びｙは０）≦Ｘ≦０．６及び
Ｏ≦ｙ≦０．２なる条件を満す数字を表わす。）で表わ
される螢光体、り４゛開昭５５−８４３８９号記載の一
般式がＢａＦＸ＋ｘＣｅ＋ｙＡ　（但し、ＸはＣＩ＋Ｂ
ｒおよび■のうちの少なくとも１つＡはり。

ＴＩ＋Ｇｄ＋Ｓｍ　　およＵＺｒのうちの少なくとも１
つでありＸおよびｙはそｒぞｎ　Ｑ＋　＜、　ｘ≦２×
１ｏ嗣および０〈Ｍｇ５　Ｘ　１０’−”である。）で
表わされる螢光体、および特開昭５５−１６００７８号
記載の一般式がＭＦＸ　ｘＡ：ｙＬｎ （但しＭ“はＨａ　＋　Ｃａ　＋　Ｓ　ｒ　＋　Ｍｇ　
＋　ＺｎおよびＣｄのうちの少Ｔａ２Ｏ，、およびＴｈ
ｅ、のうちの少なくとも１種、ＬｎはＥｕ、ＴＩ）＋Ｃ
ｅ＋Ｔｍ＋Ｉ）ｙ＋Ｐｒ＋Ｈｏ＋Ｎｄ＋Ｙｂ、Ｅｒ、Ｓ
ｍ　およσＧｄのうちの少なくとも１種、ＸはＣＩ　Ｉ
ＢｒおよびＩのうちの少なくとも１種であり、Ｘおよび
ｙはそれ−Ｃぞし５　Ｘ　１０≦Ｘ≦０．５およびｏ＜
Ｍｇ０．２なる条件を満たず数である。）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螢＆ｅ体、一
般式がＺｎＳ　：　Ａ　、Ｃｄ８　ＱＡ　ｉ　）＜１ｚ
ｒ＋ｇｅａ　、）　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
る螢ｙｃ体等が挙げられる。しかしながら、本発明の放
射線画像読取方式に用いられる螢光体は上述のＬｌｉ、
　：Ｘ；体（こ限られるものではなく・、放射線を照射
した後動ｉ！’Ｖ　”／Ｌを照射した場ｅｒＫ輝尽発光
を示すものであればいがなる螢光体であってもよいこと
は言うまで１−、ない。

本発明において励起ｙ（、とは７Ｉλ初の）“Ｃもしく
は高エネルギー放射線の照射された後の前記４１＞光体
を光重Ｊ５よび／または熱的に輝尽発光せしめることの
できる３００ｎｍ以上の波長域の↑ＩＬ磁放明放射線う
。

このような励起光としては例えば、ｌｉｅ　−Ｃｄ　　
レーザ、Ｋｒレーザ＋　Ａｒレーザｌ　Ｎ２レーザ＋　
Ｈｅ　　Ｎｅレーザ、色素レーザ、半導体レーザ、　Ｃ
ｏ、　Ｌ−−リ′。

ＹＡＧレーザ、および発ｙｃダイオード等がある。また
タングステンランプＸ８−ランプ（ま波長ＪｊＱが近紫
外、可視から赤外にまで及ぶ力５，３００ｎｍ以下の波
長域の５Ｙ、をフィルターによってカットずれば使用す
ることができる。

以下に本発明の放射線画ＩＩシ読取方式について］；（
１６略図を用いて具体的）′ｃ説明ｊ°る。第１図にお
いて１１は放射線発生装置、１２は被写体、Ｂは螢光体
層を有する放射線透像変換パネル、Ｊ４は放射線画像変
換パネルの放射線潜像を螢光どして放射さセるための励
起光の光源、１５は放射線像変換パネルより放射された
螢光を検出する光検出器、１６は例起光を変１９．’ｉ
するための光変調器、１７は光度Ｉ！ｌｉ器制御は同期
回路を制御するための制御回路、２１は預検出器からの
光電変換信号の増幅器、および四は再生された画像を表
示する装置である。２１以降は、１５からの光電変換信
号を何らかの形ど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。

第１図に示されるように、被写体１２を放射線発生装置
１１ど放射線像変換パネル１３０間に配置し、（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
率の変化に従って透過し、その透過像（すなわち放射線
の強弱の像）が放射線像変換パネル１３に入射する。こ
の入射した透過像は放射線像変換パネル１３の螢光体Ｎ
ｊＫ吸収さｊＬ、これＫよって螢光（＊層中に吸収した
放射線量に比例した数の電子または正孔が発生し、これ
が螢ｙｔ体のトラップレベルに蓄積される。すなわち放
射線透過像の蓄積像が形成される。

次に、前記放射線変換パネル１３は光度ｉ％１器１ＧＫ
よって変調された励起ｙににより、励起され、前記放射
線像変換パネル１３の螢光体層に吸収された放射線エネ
ルギーの強弱に比例した輝尽螢光を放射ており、前記光
検出器制御回路１８は、）゛Ｃ検出器Ｊ５を光変調器１
６に対し一定の時間だけ遅らせてオンし、一定のゲ門ノ
１時間後再びオフする。前記放射線変換パネル１３から
放射された螢光は、光度ル・７器１６に対し一定の位相
だけ遅れてオンする光検出器１５によって光電変換され
、画像表示装置ｆ１２２ＩＣよりこの画像を表示する。

第２図は光変調された励起光、それにより放射される螢
光、および光検出器の感度の時間的変化を示すグラフ。

（轟）は励起光であり、（ｂ）はそれにより放射される
螢光、および（Ｃ）は光検出器の感度である。（ａ）お
よび（ｂ）かられかるように励起光に対して螢光が放射
する発光光には時間的おくれが見られる。またこれら３
つの関係かられかるように、励起光を光変調して励起光
がオフの状態で光検出器１５を副ンし、励起光より時間
的に遅れて放射される螢光を検出すれば、フィルターな
どで励起光と螢光を分離することなく高いＳ／Ｎ比で螢
光を光電変換できる。また、励起光と螢光の発光光の波
長域が非常に近くフィルターでの分離が困難な場合にで
も高いＳ／Ｎ比で螢光な光電変換できる。

第２図において励起光はデジタル変調したが、かならず
しもデジタル変ｖ１１である必要はなくアナログ変調で
もよい。また光検出器についても光検出器を′ＩＪＳな
らずしもオン−オフする必要はなく感状部で光検出器１
５がオンとならない範囲であるならばよく光検出器１５
のゲート時間は、光変調器１６の次のオンの状態と交わ
らない範囲であるならばよい。

実際上は、螢光体、励起光強度、読取辻度などによって
異なるが、光検出器１５０光変ｔ、’ｉ　ＨＥ　１６　
Ｋ対する時間の遅れは１　ｎ５ｅｃ　〜１００　ｍ５Ｃ
Ｃ％好ＥＪ：　ｔ、　＜は２ｎｓｅｃ〜１ｍ５ｅＣであ
り、ツＣ検出器１５のゲート時間は１ｎｓｅｃ〜５００
　ｍ５ｅＣｓ好ましくは５　ｎ　ｓｅｃ　〜］、Ｑｒｎ
ＳｅＣである。

マタ励起光ＫＪニル励起時間は、ｌ　ｎ５ｃｃ　〜ｌ　
（ｌｏｍｓｅｃ、好ましくは５ｎ３ｅＣ〜５Ｑｍ３ｅＣ
である。

第３図は別の放射線画像読取方式を示す。第３図におい
ておはスイッチング回路であり、同期回路１９からの信
号により、光検出器１５からの電気信号を光変調器１６
に対し一定の位相だけ遅らせてサンプリングしている。

この方式においては、光検出器１５の後にスイッチング
回路を設けるだけでよく、方式としては簡単であるが、
光検出器は゛）１ζにオンの状態であり、励起光が螢光
に対して非常に強い場合には好ましくない。

第４図は、さらに別の放射線画像読取方式を示す。第４
図においてＵはシャッターであり、′ｌ！！′）はシャ
ッター制御回路である。同期回路１９は、光変Ｗ７器１
６とシャッター制御回路部に同期信号を与えており、前
記シャッター制御回路部はシャッター冴を光変調器１６
に対しで定の位相だけ遅ら・Ｕてオン１１副フしている
。

次に、実施例および比較例を用い°Ｃ４・発明を説明す
る。

実施例１ 放射線像変換パネルはＺｎＳ：Ｃｕの８重度部を結着剤
とし、このニトロセルロース１重量部（てアセトンと酢
酸エチルを等泉混合した溶剤を用いて分散させ、これを
ポリエナレンテレフタレート基板上にワイヤバー乞用い
て塗布して作成した。

この放射線像変換パネルの螢ｙＣ体層の乾燥膜厚は、約
３００μ！ｎであった。

この放射線変換パネルＶ（管Ｔη圧ＢＯＩＣＶのＸ線を
照射した後第１図１ｃ　７ｉクシだ装置ａを用いて螢元
本層より放射される発ゲ０元を検出した。すなわち、励
起光として１　ｍＷのＨｅ−Ｎｅレーザ（６３２８Ａ　
）光を用い１μｓｅｃ間螢光体を励起した。励起光を遮
断後２０Ｏｆｉｓｅｃ後Ｖこパルス幅：３μｓｅｃの高
圧パルスをｙｃ、ｍ子増倍管に印加して螢光体より放射
される発光ｙ／、を検出したところＪ（ｅ−Ｎｅレーザ
ｙＣと分＋４１１１　して螢）“０体からの発光を観察
できた。

以上のように本発明の放射線画像読取方式を用いると励
起ｙＣカットフィルターなどを使用万ることなく高いＳ
／Ｎ比を得ることができる。

比較例１ 実ＩＮ例１と同じ放射線像変換パネルを用いて管電圧８
０ＫＶのＸ線を照射した後、ｌ１ｏ−Ｎｅレーザ゛（６
３２ＢＡ　）光を用い４μｓｅｃ間′ＩＪｆ２九体を励
起しり。光電子増倍管前面ｆ励起光カットフィルターを
用いて励起光から発光光を分離して検出しようとこころ
みたがどのような励起ｙ（、カットフィルターを用いて
も高いＳ／Ｎ比で検出することができなかった。

以上のように本発明の放射線画像読取方式を用いると、
励起光と螢光体の発光光の波長域が近ずぎて両者の分離
が困難であるような螢光体でも高いＳ／Ｎ比が得られ十
分実用に供することがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の放射線画像変換方式の概略説明図、 第２図は本発明の放射線画像変換方式における励起光、
螢光体より放射される発光光、および光検出器の感度の
時間的変化を表ねＴ図、第３図、第４図は本発明の他の
放射線画像変換方式の概略説明図である。 １１・・・放射線発生装置、　１２・・・被写体、１３
・・・放射線像変換パネル、　１４・・・励起光源、１
５・・・光検出器、　　　　１６・・・光変調器、１７
・・・光変調器制御回路、 １８・・・光検出器制御回路、　１９・・・同期回路、
２（）・・・制御回路、　　　　２１・・・電流増幅器
、２２・・・画像表示装置、　　お・・・スイッチング
回路、２４・・・シャッター、２５・・・シャッター１
１ｉｔｌ　御ｒＷ　Ｍ代理人　　系　原　銭　美 第　２　図 手続補正書 ｌｂ’ｆ　　ｌ’ｕ　　５８　イ１　８　月２９（Ｉ′
１１１・・’ｒ　＋ｉ’　Ｌ〈’１’：　　若杉和夫殿
１すｆｌ′ｌ：ｔ））ノシ小 １１＋″＋　１１１５７　’１１’ｒ　：：’ｌ）＋・
１’ｉ２１’！　　１２４７４４　　リ２　発１（１１
の名ｆブｊ、 放射線画像読取方式 ％式％ ４Ｔイ′１との関（４１’ｒ　：ｉ’ｌ’　Ｉｆｆ　願
人ＩＪｊ′Ｊ？　　　、１！：　！＋！’　８１１１３
（宿１％ｌ　ｉ”？　、ｆＪ（宿Ｉ　Ｊ　’　ｌ　ｌ　
２　ｆｉ　番２　’；名　　Ｉイｊ・　　　（１２７１
ｔＪ・１ノ！１人７Ｊ゛貞　１：業イ朱ヱ（会？１代ｌ
、３（灯↑岐用本信彦 ’　　ｌ＋１ｉｌ）ごυ令σ珪目ｊ 自　　　発 ６、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の（閘 ７、　補正の内容

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （］）　　蓄積性螢光体材料を励起光で走査し、発光光
   を光検出器で検出することてより、蓄積性螢光体材料に
   記録されている放射線画像を読取る方式において、前記
   励起光を蓄積性螢光体材料に照射して励起した後、励起
   光を遮断し、だだちに該蓄積性螢光体材料の発光光を光
   検出器で検出するようにしたことを特徴とする放射線画
   像読取方式。 （２）　　前記励起光を変調して蓄積性螢光体材料を励
   起し、該蓄積性螢光体材料の発光光を前記励起光と同期
   させた光検出器で検出するようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の放射線画像読取方式。