JPS609542B2 - 放射線像変換方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放射線像変換方法、さらに詳しくは輝尽性蟹光
体を利用した放射線像変換方法に関する。

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った。

上述の放射線写真法にかわる方法として、被写体を透過
した放射線を蟹光体に吸収せしめ、しかる後この受光体
をある種のエネルギーで励起してこの蟹光体が蓄積して
いる放射線エネルギーを蟹光として放射せしめ、この蟹
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姿光体として熱姿光性蟹光体を用い
、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（英国特許第１４６２
７６９号および特関昭５１−２９８８針号）。この変換
方法は支持体上に熱後光性溝光体層を形成したパネルを
用い、このパネルの熱蟹光性蟹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、しかる後この熱蟹光性後光体層を
加熱することによっ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、この光の強弱によって画像を得
るものである。しかしながらこの方法は蓄積された放射
線エネルギーを光の信号に変える際に加熱するので、パ
ネルが耐熱性を有し、熱によって変形、変質しないこと
が絶対的に必要であり、従ってパネルを構成する熱努光
性蟹光体層および支持体の材料等に大きな制約がある。
このように蟹光体として熱蟹光性蟹光体を用い、励起エ
ネルギーとして熱エネルギーを用いる放射線像変換方法
は応用面で大きな難点がある。一方、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波を用いる
放射線像変換方法もまた知られている（米国特許第３８
５９５２７号）。

この方法は上述の方法のように蓄積された放射線エネル
ギーを光の信号に変える際に加熱しなくてもよく、従っ
てパネルは耐熱性を有する必要はなく、この点からより
好ましい放射線像変換方法と言える。しかしながらこの
方法に使用される蟹光体としてはわずかにセリウムおよ
びサマリウム付活硫化ストロンチウム蟹光体（ＳｒＳ：
Ｃｅ，Ｓｍ）、／ユーロピゥムおよびサマリウム付活硫
化ストロンチウム蟹光体（ＳｒＳ：Ｅｕ，Ｓｍ）、ユー
ロピウムおよびサマリウム付活硫化ランタン麓光体（い
２０ぶ：Ｅ↓Ｓｍ）、マンガンおよびハロゲン付活硫化
亜鉛、カドミウム後光体〔（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｍｎ，Ｘ
、但し、Ｘはハロゲンである〕等が知られている程度に
すぎず、またこれらの蟹光体を用いた方法の感度は著し
く低いものであって実用的な面から感度の向上が望まれ
ている。

本発明は被写体を透過した放射線を蟹光体に吸収せしめ
、しかる後、この蟹光体を可視光線および赤外線から選
ばれる電磁波で励起してこの蟹光体が蓄積している放射
線エネルギーを蟹光として放射せしめ、この蟹光を検出
する放射線像変換方法において、感度の著しく高い実用
的な放射線像変換方法を提供することを目的とするもの
である。

本発明者等は上記目的を達成するために上記方法に使用
可能な蟹光体を探索してきた。

その結果｛ａ’鋼及び鉛付活硫化亜鉛蟹光体（ＺｎＳ：
Ｃｕ，Ｐｂ）、他一般式：Ｂａ０・ＡＩ２Ｑ：Ｅｕで表
わされるユーロピウム付活アルミン酸バリウム鮫光体、
及び【ｃ’一般式：ＭＯＯ・ｘＳｉ０２：Ａ（但し、Ｍ
ＯＯはＣａ０，Ｓの，Ｚｎ０又は母○，ＡはＣ８，Ｔｂ
，Ｅｕ．Ｐｂ，Ｍｈの内の少なくとも１つ、０．５三×
三２．５）で表わされるアルカリ士額金属珪酸塩系蟹光
体から選ばれる少なくとも１つの蟹光体を用いれ‘よ、
上記万法は極めて高感度となることを見出し、本発明を
なすに至った。これらの蟹光体における付活剤の含有量
（付活剤が２種以上の元素からなる蟹光体についてはそ
れら付活剤元素の合計量）は蟹光体の母体１モルに対し
て１０‐６〜５×１０‐３グラム原子である。本発明の
放射線像変換方法は被写体を透過した放射線を上記Ｚｎ
Ｓ；Ｃｕ，Ｓｂ蟹光体、Ｂａｏ・Ｎ２０３：Ｅｕ蟹光体
およびＭＯＯ・ｘＳｉ０２：Ａ蟹光体に含まれる蟹光体
の１種もしくは２種以上である蟹光体に吸収せしめ、し
かる後、この蜜光体を５０肌ｍ以上の長波長可視光線お
よび赤外線から選ばれる電磁波で励起してこの蟹光体が
蓄積している放射線エネルギーを姿光として放出せしめ
、この蟹光を検出することを特徴とする。

本発明の放射線像変換方法を概略図を用いて具体的に説
明する。

第１図において、１１は放射線発生装置、１２は被写体
、１３は可視ないし赤外陣尽性蜜光体層を有する放射線
像変換パネル、１４は放射線像変換パネルの放射線潜像
を蟹光として放射させるための励起源としての光源、１
５は放射線像変換パネルより放射された蟹光を検出する
光電変換装置、１６は１５で検出された光電変換信号を
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は光源１４からの反射光をカットし、放
射線像変換パネル１３より放射された光のみを透過させ
るためのフィルターである。１５じ汎降は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と放射線像変換パネル１３の間に配置し、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の蟹光体
層に吸収され、これによって蜜光体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、これが蟹
光体のトラツブレベルに蓄積される。すなわち放射線透
過像の蓄積像（一種の潜像）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５０
仇蛇以上の長波長可視光線および赤外線から選ばれる電
磁波を蟹光体層に照射してトラップレベルに蓄積された
電子または正孔を造出し、蓄積像を蟹光として放射せし
める。この放射される蟹光の強弱な蓄積された電子また
は正孔の数、すなわち放射線像変換パネル１３の蟹光体
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情管等の光電変換装置１
５で電気信号に変換し、画像再生装置１６によって画像
として再生し、画像表示装置１７によってこの画像を表
示する。次に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および蓄積像を蟹光として放射
せしめるための励起光源について詳しく説明する。

放射線像変換／ゞネルの構造は第２図−ａに示されるよ
うに支持体２１とこの支持体２１の片面上に形成された
蜜光体層２２よりなる。

この蟹光体層２２は上記Ｚ鷹：Ｃｕ，Ｐｂ蜜光体、Ｂａ
０・山２０３：Ｅｕ蟹光体およびＭＯＯ・ｘＳｉ０２：
Ａ姿光体から選ばれる蟹光体の１種もしくは２種以上か
ら形成されている。次に放射線像変換パネルの製造方法
の一例を以下に示す。

まず蟹光体８重量部と硝化線１重量部とを溶剤（アセト
ン、酢酸エチルおよび酢酸ブチルの混液）を用いて混合
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
フタレートフィルム（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って約３００山の総光体
届を形成し、放射線像変換パネルとする。支持体として
は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、放射線像変換パネルは第２図
−ｂに示されるような２枚のガラス板等の透明な基板２
３，２４間に蟹光体を狭みこんで任意の厚さの蟹光体層
２２とし、その周囲を密封した構造のものでも良い。

本発明の放射線像変換方法において上述の放射線像変換
パネルにの蟹光体層を励起する光エネルギーの光源とし
ては、５０仇皿以上の長波長可視領域および赤外領域の
一方また両方にバンドスペクトル分布をもった光を放射
する光源の他にＨｅ−Ｎｅレーザー光（６３仇ｍ）、Ｙ
ＡＧレーザー光（１０６４ｍｍ）、ルビーレーザー光（
６９４ｎｍ）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には高い励起エネルギーを
得ることが出来る。し−ザー光の中でも特にＨｅ−Ｎｅ
レーザー光を用いるのがより好ましい。第３図は本発明
の放射線像変換方法の放射線像変換パネルの蟹光体層に
用いられるＺｎＳ：Ｃｕ，Ｐｂ蟹光体に管電圧８０ＫＶ
ｐのＸ線を照射した後、波長の異なる光エネルギーを与
えた時放射される総光の強度変化を示すもの（いわゆる
励起スペクトル）であるが、第３図から明らかなように
ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｐｂ蟹光体の場合、励起可能な波長範囲
は５００〜１５０仇伽の範囲にあるが７５仇ｍ付近の励
起光を用いるのが、放射される蟹光の強度が強く、本発
明の目的である感度向上のためには良いことがわかる。
すなわちＺｎＳ：Ｃｕ，Ｐｂ蟹光体の場合最適励起波長
は６００〜９５仇ｍの間にあることが認められる。本発
明の放射線像変換方法に用いられる各蟹光体の有効励起
波長を示すと第１表の通りであるが、これら蟹光体はそ
の励起スペクトルが５００〜１５０仇血にわたって２つ
のバンドをもち、特にその短波長側の励起バンドのピー
ク強度が強い。このことから励起に用いられる光エネル
ギーは１００仇ｍ以下であるのがより好ましい。第１表
第４図はＺｎＳ：Ｃｕ，Ｐｂ蟹光体に管電圧８０ＫＶｐ
のＸ線を照射した後餐光体試料を分割し、照射直後から
一定時間毎に７５皿ｍおよび１３０仇ｍの励起光で励起
した時に放射される姿光量の変化を相対的に示したもの
であり、曲線ａが１３０仇ｍで励起した場合、曲線ｂが
７５仇ｍで励起した場合である。

この第４図から明らかなように１３０瓜ｍで励起した場
合（曲線ａ）の方が７５皿血で励起した場合（曲線ｂ）
より退行性（フェーディング）が大きい。これは赤外線
で放射される領域のトラップが浅く、退行性（フェーデ
イング）現象が顕著なためであり、従って情報の保存期
間が短かく、実用上は余り好ましくない。例えば画像を
得るに際してパネルの蟹光体層を赤外線でスキャンニン
グして励起し、放射される光を電気的に処理する操作を
取り入れることが度々行なわれるが、蟹光体層の全面ス
キャンニングにはある程度の時間がかかるため、同じ放
射線量が照射されていても始めの議出し値と最後の議出
し値にずれが生じる恐れがある。このような理由からも
本発明の放射線像変換方法に用いる蟹光体としてはトラ
ップが深く、より高エネルギーの光、すなわちできるだ
け短波長の光で効率よく励起されるものがより望ましい
が、上述のごとく、本発明の方法に用いられる各蟹光体
は好ましい励起波長範囲が１００仇ｍ以下の領域にあり
、従ってフェーディングが少なく蟹光体層に蓄積された
放射線潜像の蓄積保存館が高いものである。本発明にお
いて、光エネルギーによって励起された結果、蟹光体層
より放出される蜜光を検出することを要するが、この際
、放出される蟹光と励起光の反射光とを分離することが
Ｓ／Ｎ比を向上せしめる上で必要である。

ところで、蟹光体層から放出される蟹光を受光する光電
変換器は、一般に６０仇ｍ以下の短波長の光エネルギー
に対して感度が高くなるので、蜜光体層から放出される
蟹光は出来る限り短波長領域にスペクトル分布をもった
ものが望ましい。本発明において用いられる蟹光体はい
ずれもかかる特性を備えている。すなわち、本発明にお
いて用いられる蟹光体はいずれも５０皿ｍ以下に主ピー
クを有する発光を示すため、励起光との分離が容易であ
り、受光器の分光感度ともよく一致するので、効率良く
受光できる結果、受像系の感度を高めることが可能とな
る。第５図に本発明に用いられるＢａＯ・Ｓｉ０２：Ｃ
ｅ蟹光体に、管電圧８０ＫＶｐのＸ線を照射した後、Ｈ
ｅ−Ｎｅレーザー光で励起した時の発光スペクトルを一
例として示す。第５図から明らかなように、欧０・Ｓｉ
０２：Ｃｅの発光スペクトルのピークは４２５ｎｍであ
る。第２表は本発明の放射線像変換方法の一例の感度を
ＳｒＳ：Ｅｕ，Ｓｍ蚤光体を用いた従来公知の方法の感
度と比較して示すものである。第２表に於て、感度は放
射線像変換パネルに管電圧８雌ＶｐのＸ線を照射した後
、これをＨｅ−Ｎｅレーザー光で励起し、その蜜光体層
から放射される蟹光を受光器（分光感度Ｓ−５の光電子
増倍管）で受光した場合の発光強度で表わしたものであ
り、ＳｒＳ：Ｅｕ，Ｓｍ蟹光体を用いた従来公知の方法
を１として相対値で示してある。第２表 上記第２表から明らかなように本発明の放射線像変換方
法（Ｎｏ．２〜舵．２５）は従来公知の放射線像変換方
法（Ｎｏ．１）よりも高感度である。

以上説明したように本発明は感度の著しく高い放射線像
変換方法を提供するものであり、従来の放射線写真にか
わる方法としてそ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図は本発明の放射線像変換方法の概略説明図、第２
図−ａおよびｂは本発明の放射線像変換方法に用いられ
る放射線像変換パネルの断面図、第３図は本発明の放射
線像変換方法に用いられるＺｎＳ：Ｃｕ，Ｐｂ蟹光体の
励起スペクトルを示すグラフ、第４図は本発明の放射線
像変換方法に用いられるＺｎＳ：Ｃｕ，Ｐｂ蟹光体の退
行性を示すグラフ、第５図は本発明の放射線像変換方法
に用いられる蟹光体の発光スペクトルを示すグラフであ
る。 １１・・・・・・放射線発生装置、１２・・・・・・被
写体、１３・・・・・・放射線像変換パネル、１４・・
・・・・光源、１５・・・・・・光電変換装置、１６・
・・・・・画像再生装置、１７・・・・・・画像表示装
置、１８・・・・・・フィルター、２１・・・・・・支
持体、２２・・・・・・後光体層、２３，２４・・・・
・・透明支持板。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被写体を透過した放射線を、（ａ）銅及び鉛付活硫
   化亜鉛螢光体（ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｐｂ）、（ｂ）一般式：
   ＢａＯ・Ａｌ＿２Ｏ＿３：Ｅｕで表わされるユーロピウ
   ム付活アルミン酸バリウム螢光体、及び（ｃ）一般式Ｍ
   IIＯ・ｘＳｉＯ＿２：Ａ（但し、ＭIIはＣａＯ，ＳｒＯ
   ，ＺｎＯ又はＢａＯ，ＡはＣｅ，Ｔｂ，Ｅｕ，Ｐｂ，Ｍ
   ｎの内の少なくとも１つ、０．５≦ｘ≦２．５）で表わ
   されるアルカリ土類金属珪酸塩系螢光体（但し前記（ａ
   ），（ｂ）および（ｃ）の螢光体における付活剤の含有
   量は母体１モルに対して１０＾−＾６〜５×１０＾−＾
   ３グラム原子である）から選ばれる少なくとも１つの螢
   光体に吸収せしめ、しかる後この螢光体を５００ｎｍ以
   上の長波長可視光線及び赤外線から選ばれる電磁波で励
   起して、螢光体が蓄積している放射線エネルギー螢光と
   して放出せしめ、この螢光を検出することを特徴とする
   放射線像変換方法。 ２ 前記電磁波の波長が１０００ｎｍ以下であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放射線像変換方
   法。 ３ 前記電磁波がレーザー光であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の放射線像変換方
   法。 ４ 前記レーザー光がＨｅ−Ｎｅレーザーであることを
   特徴とする特許請求の範囲第３項記載の放射線像変換方
   法。