JPS6149640B2 - - Google Patents
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- JPS6149640B2 JPS6149640B2 JP53077962A JP7796278A JPS6149640B2 JP S6149640 B2 JPS6149640 B2 JP S6149640B2 JP 53077962 A JP53077962 A JP 53077962A JP 7796278 A JP7796278 A JP 7796278A JP S6149640 B2 JPS6149640 B2 JP S6149640B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- screen
- csi
- oven
- temperature
- thick
- Prior art date
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent
- C09K11/08—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7701—Chalogenides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent
- C09K11/08—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials
- C09K11/62—Luminescent materials, e.g. electroluminescent or chemiluminescent containing inorganic luminescent materials containing gallium, indium or thallium
- C09K11/626—Halogenides
- C09K11/628—Halogenides with alkali or alkaline earth metals
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—HANDLING OF PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K4/00—Conversion screens for the conversion of the spatial distribution of X-rays or particle radiation into visible images, e.g. fluoroscopic screens
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Conversion Of X-Rays Into Visible Images (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、シンチレータに関する。
放射線像の質および放射線を照射する患者の範
囲は、放射線投与の有効度に従う。すなわち、調
査目標である患者の単位面積あたりのＸ線フオト
ンの数に依存する。一般的にＸ線投与量が大きく
なればなる程、その結果得られるＸ線像において
与えられる情報量は多くなるので像の質は向上す
る。しかしながら放射線を使つた診断において多
量の放射線を患者に投与することは、医学的な見
地からすると好ましいことではない。従つて、そ
のような理由から患者へのＸ線投与量は制限され
る。そのため結果として、Ｘ線像の質は所望の質
よりも低下せざるを得ない。
囲は、放射線投与の有効度に従う。すなわち、調
査目標である患者の単位面積あたりのＸ線フオト
ンの数に依存する。一般的にＸ線投与量が大きく
なればなる程、その結果得られるＸ線像において
与えられる情報量は多くなるので像の質は向上す
る。しかしながら放射線を使つた診断において多
量の放射線を患者に投与することは、医学的な見
地からすると好ましいことではない。従つて、そ
のような理由から患者へのＸ線投与量は制限され
る。そのため結果として、Ｘ線像の質は所望の質
よりも低下せざるを得ない。
一般的にフイルムに像を形成するには、複数個
のシンチレイテイブ（scintillative）あるいはイ
ンテンシフアイイング（intensifying）スクリー
ンの間にＸ線フイルムを配置する。この種のスク
リーンは、その中に配置された無機結晶燐を含
み、そしてＸ線を吸収して可視光に変換する。ま
たスクリーンは、可視光を透過せしめてＸ線フイ
ルムに転送せしめる。調査対象物と相互作用され
たＸ線フオトンがスクリーン中の燐に当たつて吸
収されるとき、該燐はシンチレーシヨンして可視
量の光を放出する。この光のいくらかはスクリー
ンを透過してフイルムを照射し、そのため投射点
で露光されて光学像が得られる。
のシンチレイテイブ（scintillative）あるいはイ
ンテンシフアイイング（intensifying）スクリー
ンの間にＸ線フイルムを配置する。この種のスク
リーンは、その中に配置された無機結晶燐を含
み、そしてＸ線を吸収して可視光に変換する。ま
たスクリーンは、可視光を透過せしめてＸ線フイ
ルムに転送せしめる。調査対象物と相互作用され
たＸ線フオトンがスクリーン中の燐に当たつて吸
収されるとき、該燐はシンチレーシヨンして可視
量の光を放出する。この光のいくらかはスクリー
ンを透過してフイルムを照射し、そのため投射点
で露光されて光学像が得られる。
従来のＸ線インテンシフアイイング・スクリー
ンとしては、第１Ａ図および第１Ｂ図に断面図と
して示すように、保護膜３と反射性バツキング７
との間に燐５を配置したものがあつた。これらは
一般的に対で使用され、その一方はフイルム９の
上に、そして他方は該フイルム９の下にして、該
フイルム９を挾むようにして使用される。このよ
うな対とすることにより、意味ある範囲で可視光
フオトンの横方向拡散およびその結果としての光
学像の解像度の低下が防がれる。スクリーンとし
ては、第１Ａ図の如く例えば厚さd1＝125μｍと
薄いもの、あるいは第１Ｂ図の如く例えば厚さd2
＝250μｍと厚いものがある。この厚いスクリー
ンは、Ｘ線フオトンの経路に介在された多量の燐
５を有し、そしてＸ線フオトンの停止吸収および
変換パワーを与える。他方薄いスクリーンにおい
て、Ｘ線フオトンの経路に介在された燐５の量は
厚いスクリーンの場合よりも少なく、そのため薄
いスクリーンのフオトンの拡散（スキヤター）は
厚いスクリーンよりも少ない。従つて、薄いスク
リーンが厚いスクリーンよりも良好な解像度すな
わち詳細な像が得られる。しかしながら薄いスク
リーンの応答速度は遅く、よつて厚いスクリーン
よりもフオトン停止つまり吸収の能力が劣るので
より大きな患者照射つまり投与を必要とする。厚
いスクリーンの応答速度は早く、よつて良好なフ
オトン停止および吸収の能力が優るので、患者へ
の投与は少なくて済むが解像度は悪い。従つて、
良好な解像度が望まれる場合は第１Ａ図に示され
る一対のイメージインテンシフアイイング・スク
リーンが利用される。また、レーザー投与、高速
像が望まれるとき、つまり供給されるＸ線フオト
ンの大部分が停止，吸収，可視光への変換そして
フイルムの露光に使用される場合には、第１Ｂ図
に示されるような一対の厚いスクリーンが利用さ
れる。厚いスクリーンを使つて、薄いスクリーン
よりも少ない放射つまり少ない患者への投与によ
つて像を得ると、より大きな拡散が起つて解像度
のより劣る像となる。
ンとしては、第１Ａ図および第１Ｂ図に断面図と
して示すように、保護膜３と反射性バツキング７
との間に燐５を配置したものがあつた。これらは
一般的に対で使用され、その一方はフイルム９の
上に、そして他方は該フイルム９の下にして、該
フイルム９を挾むようにして使用される。このよ
うな対とすることにより、意味ある範囲で可視光
フオトンの横方向拡散およびその結果としての光
学像の解像度の低下が防がれる。スクリーンとし
ては、第１Ａ図の如く例えば厚さd1＝125μｍと
薄いもの、あるいは第１Ｂ図の如く例えば厚さd2
＝250μｍと厚いものがある。この厚いスクリー
ンは、Ｘ線フオトンの経路に介在された多量の燐
５を有し、そしてＸ線フオトンの停止吸収および
変換パワーを与える。他方薄いスクリーンにおい
て、Ｘ線フオトンの経路に介在された燐５の量は
厚いスクリーンの場合よりも少なく、そのため薄
いスクリーンのフオトンの拡散（スキヤター）は
厚いスクリーンよりも少ない。従つて、薄いスク
リーンが厚いスクリーンよりも良好な解像度すな
わち詳細な像が得られる。しかしながら薄いスク
リーンの応答速度は遅く、よつて厚いスクリーン
よりもフオトン停止つまり吸収の能力が劣るので
より大きな患者照射つまり投与を必要とする。厚
いスクリーンの応答速度は早く、よつて良好なフ
オトン停止および吸収の能力が優るので、患者へ
の投与は少なくて済むが解像度は悪い。従つて、
良好な解像度が望まれる場合は第１Ａ図に示され
る一対のイメージインテンシフアイイング・スク
リーンが利用される。また、レーザー投与、高速
像が望まれるとき、つまり供給されるＸ線フオト
ンの大部分が停止，吸収，可視光への変換そして
フイルムの露光に使用される場合には、第１Ｂ図
に示されるような一対の厚いスクリーンが利用さ
れる。厚いスクリーンを使つて、薄いスクリーン
よりも少ない放射つまり少ない患者への投与によ
つて像を得ると、より大きな拡散が起つて解像度
のより劣る像となる。
薄いあるいは厚いスクリーンにかかわらず各ス
クリーン対は、同一の燐つまりシンチレータ物質
でなると共に同一の厚さを持つている。一般的に
この燐物質は形の上では個々の微粒子であり、そ
してスクリーンを形成するためにバツキング材料
上にスプレーされる。別な燐つまりシンチレータ
材料のナトリウムドープされたセシウム沃化物
CsI（Na）は、柱状（バルク）形状あるいは針
（繊維）形状にて成長可能である。しかし約20〜
25℃の温度および約75％の相対湿度の環境下で使
用するとき不安定であつて、つまり前記CsINaは
消失したり、そのシンチレーテイブ性能は退化し
てしまう。従つて、例えばナトリウムドープされ
たセシウム沃化物結晶体を針形状にて成長させる
ことは実際的ではない。また他方例えばタリウム
ドープされたセシウム沃化物結晶体の別なシンチ
レータ材料もまた針形状にて成長可能である。ま
たCsI（Tl）結晶体も柱状にて成長可能なことは
考えられないので、該結晶体も針状にて成長可能
である。実際上ある割合で合成物に物質を追加す
ることにより結晶成長は起らない。あるいは、針
状成長から奇形の模樹石状成長のような別タイプ
の成長へ逆もどりする。なおこれについては、
1963年に発行された“ジ・アート・アンド・サイ
エンス・オブ・グローイング・クリスタルズ”に
おけるビー・ジエー・メーソン（B.J.Mason）に
よる“アイス（Ice）”の章の第138頁にも紹介さ
れている。更に針形状よる結晶成長がシンチレー
タ材料のために実現されたとしても、CsI（Na）
の不安定性によつて上述したような環境に対して
該シンチレータ材料が安定であるという保証はな
い。
クリーン対は、同一の燐つまりシンチレータ物質
でなると共に同一の厚さを持つている。一般的に
この燐物質は形の上では個々の微粒子であり、そ
してスクリーンを形成するためにバツキング材料
上にスプレーされる。別な燐つまりシンチレータ
材料のナトリウムドープされたセシウム沃化物
CsI（Na）は、柱状（バルク）形状あるいは針
（繊維）形状にて成長可能である。しかし約20〜
25℃の温度および約75％の相対湿度の環境下で使
用するとき不安定であつて、つまり前記CsINaは
消失したり、そのシンチレーテイブ性能は退化し
てしまう。従つて、例えばナトリウムドープされ
たセシウム沃化物結晶体を針形状にて成長させる
ことは実際的ではない。また他方例えばタリウム
ドープされたセシウム沃化物結晶体の別なシンチ
レータ材料もまた針形状にて成長可能である。ま
たCsI（Tl）結晶体も柱状にて成長可能なことは
考えられないので、該結晶体も針状にて成長可能
である。実際上ある割合で合成物に物質を追加す
ることにより結晶成長は起らない。あるいは、針
状成長から奇形の模樹石状成長のような別タイプ
の成長へ逆もどりする。なおこれについては、
1963年に発行された“ジ・アート・アンド・サイ
エンス・オブ・グローイング・クリスタルズ”に
おけるビー・ジエー・メーソン（B.J.Mason）に
よる“アイス（Ice）”の章の第138頁にも紹介さ
れている。更に針形状よる結晶成長がシンチレー
タ材料のために実現されたとしても、CsI（Na）
の不安定性によつて上述したような環境に対して
該シンチレータ材料が安定であるという保証はな
い。
そのため、周囲環境下で安定で自然消失するこ
とのないシンチレータ材料を含み、且つ薄いスク
リーンと同程度の良好な解像度を有し、そして厚
いスクリーンと同程度の高速度の応答能力を有し
そして必要とする投与の少ないスクリーンペアの
実現が望まれていた。また、そのようなスクリー
ンペアの製造方法も望まれていた。
とのないシンチレータ材料を含み、且つ薄いスク
リーンと同程度の良好な解像度を有し、そして厚
いスクリーンと同程度の高速度の応答能力を有し
そして必要とする投与の少ないスクリーンペアの
実現が望まれていた。また、そのようなスクリー
ンペアの製造方法も望まれていた。
本発明の目的は、上述のような新しいスクリー
ンペアを提供せんとするものである。本発明の一
実施例によれば、薄いスクリーンと光学繊維の厚
いスクリーンとより成るＸ線インテンシフアイイ
ング・スクリーンペアであり、必要とする患者投
与は少なく且つ良質な像が実現できる。薄いスク
リーンはガドリニウム硫酸化物のレアアースシン
チレータでなり、例えば５ラインペア／mmまでの
良好な解像度が達成できる。そして光学繊維の厚
いスクリーンはタリウムドープされたセシウム沃
化物シンチレータを含み、高速応答が可能であり
且つ周囲環境下で安定である。また以下には、蒸
発および真空蒸着による光学繊維シンチレータの
製造方法も述べてある。
ンペアを提供せんとするものである。本発明の一
実施例によれば、薄いスクリーンと光学繊維の厚
いスクリーンとより成るＸ線インテンシフアイイ
ング・スクリーンペアであり、必要とする患者投
与は少なく且つ良質な像が実現できる。薄いスク
リーンはガドリニウム硫酸化物のレアアースシン
チレータでなり、例えば５ラインペア／mmまでの
良好な解像度が達成できる。そして光学繊維の厚
いスクリーンはタリウムドープされたセシウム沃
化物シンチレータを含み、高速応答が可能であり
且つ周囲環境下で安定である。また以下には、蒸
発および真空蒸着による光学繊維シンチレータの
製造方法も述べてある。
第２図は本発明のシンチレータの製造に利用さ
れるセシウム沃化物チヤージを発生する第１オー
ブンの側断面図である。図において、穴付きアル
ミナ（アルミニウム酸化物のガラス原料）底板１
３を具えた磁器るつぼ１１には所定量のCsIパウ
ダーが収納されている。例えば12cm×18cmスクリ
ーン上に1.5mm厚のシンチレータ膜を成形せしめ
るには150ｇのCsIパウダーが必要である。しか
る後、真空にされた２層クオーツオーブン１５の
上部層（高温層）に前記CsIパウダーが収納され
たるつぼ１１が配置される。オーブン１５は温度
500℃にて加熱され、それによりCsIパウダーは
ガス状となる。つまり、CsIパウダーの表面に粘
着し得る水蒸気のような吸収ガス状不純物を加熱
しそして除去する。そしてこの不純物はオーブン
中にて真空作用によつて分離され、それにより
CsIパウダーは予備的に浄化される。次いでオー
ブン１５を温度650℃に加温すると、るつぼ１１
が加熱されるので該るつぼ１１中の浄化された
CsIパウダーの温度が621℃以上に上昇して該CsI
パウダーは融解する。この融解されたCsIは穴つ
き底板１３を介してしみ渡り該底板１３の外面上
に熱流動体（ろ過されたCsI１６ａ）として蓄積
される。前記底板１３のろ過作用によりCsIから
不融解性の有機および無機の不純物が分解され
る。前記ろ過された流動体は、オーブン１５の下
部層（低温層）における真空度に従つて蒸発して
CsI蒸発１６ｂになる。しかる後CsI蒸気はチヤ
ージ・サポート用の水晶円板１７上に凝縮され
る。円板１７の温度は、底板１８を介して伝達さ
れるためオーブン１５の他の構造部分よりも低く
大体100℃に保たれる。凝縮されたCsI蒸気は、
円板１７上に厚さ約５mmの透明沈積体つまり“チ
ヤージ”を形成する。以上の動作は、第１の蒸発
（蒸着）作用を正確に表わしている。
れるセシウム沃化物チヤージを発生する第１オー
ブンの側断面図である。図において、穴付きアル
ミナ（アルミニウム酸化物のガラス原料）底板１
３を具えた磁器るつぼ１１には所定量のCsIパウ
ダーが収納されている。例えば12cm×18cmスクリ
ーン上に1.5mm厚のシンチレータ膜を成形せしめ
るには150ｇのCsIパウダーが必要である。しか
る後、真空にされた２層クオーツオーブン１５の
上部層（高温層）に前記CsIパウダーが収納され
たるつぼ１１が配置される。オーブン１５は温度
500℃にて加熱され、それによりCsIパウダーは
ガス状となる。つまり、CsIパウダーの表面に粘
着し得る水蒸気のような吸収ガス状不純物を加熱
しそして除去する。そしてこの不純物はオーブン
中にて真空作用によつて分離され、それにより
CsIパウダーは予備的に浄化される。次いでオー
ブン１５を温度650℃に加温すると、るつぼ１１
が加熱されるので該るつぼ１１中の浄化された
CsIパウダーの温度が621℃以上に上昇して該CsI
パウダーは融解する。この融解されたCsIは穴つ
き底板１３を介してしみ渡り該底板１３の外面上
に熱流動体（ろ過されたCsI１６ａ）として蓄積
される。前記底板１３のろ過作用によりCsIから
不融解性の有機および無機の不純物が分解され
る。前記ろ過された流動体は、オーブン１５の下
部層（低温層）における真空度に従つて蒸発して
CsI蒸発１６ｂになる。しかる後CsI蒸気はチヤ
ージ・サポート用の水晶円板１７上に凝縮され
る。円板１７の温度は、底板１８を介して伝達さ
れるためオーブン１５の他の構造部分よりも低く
大体100℃に保たれる。凝縮されたCsI蒸気は、
円板１７上に厚さ約５mmの透明沈積体つまり“チ
ヤージ”を形成する。以上の動作は、第１の蒸発
（蒸着）作用を正確に表わしている。
第３図は本発明のシンチレータの製造に用いら
れる第２オーブンの側断面図である。本例は第２
の蒸発手段であり、タリウムドープされたセシウ
ム沃化物シンチレータの製造装置である。図にお
いて、クオーツオーブン２１内にロツド２３で支
えられたCsIチヤージ２２付きの円板１７と該円
板１７の下にTlIパウダー入りのガラスコンテナ
１９とが配置されている。コンテナ１９に収納さ
れたTlIパウダーの品質および該コンテナ１９の
小さな穴２０の大きさは、CsIに対するTlIの所
望ドーピング濃度を所定時間以上達成するように
選択される。例えば、１ｇのTlIおよび穴２０の
面積を１mm2とし、そして前記所定時間を12時間と
すると0.1モルパーセントのドーピング濃度が達
成でき、つまり1000モルのCsIに対して１モルの
TlIである。オーブン２１の開放端部には、例え
ばピロセラムガラスセラミツク板のようなスクリ
ーンバツキングつまり支持部材２５がかぶせてあ
る。クオーツランプヒータ２４および約５mm厚の
すずスラブでなる黒鉛ヒータブロツクアセンブリ
３１が、スクリーンバツキング部材２５を介して
オーブン２１上に配置されており、該部材２５を
一定温度に保つための放熱用である。リツジ２７
は、アセンブリ３１にすず２６をとどこおらせる
ためのものである。アセンブリ３１により、バツ
キング部材２５はオーブン２１の他の部材あるい
は構造体よりも低温に保たれる。容器１９内の
TlI材料および円板１７上のCsIチヤージ材料か
らバツキング部材２５へのすべてのダイレクトパ
スは、該円板１７によつて阻止される。
れる第２オーブンの側断面図である。本例は第２
の蒸発手段であり、タリウムドープされたセシウ
ム沃化物シンチレータの製造装置である。図にお
いて、クオーツオーブン２１内にロツド２３で支
えられたCsIチヤージ２２付きの円板１７と該円
板１７の下にTlIパウダー入りのガラスコンテナ
１９とが配置されている。コンテナ１９に収納さ
れたTlIパウダーの品質および該コンテナ１９の
小さな穴２０の大きさは、CsIに対するTlIの所
望ドーピング濃度を所定時間以上達成するように
選択される。例えば、１ｇのTlIおよび穴２０の
面積を１mm2とし、そして前記所定時間を12時間と
すると0.1モルパーセントのドーピング濃度が達
成でき、つまり1000モルのCsIに対して１モルの
TlIである。オーブン２１の開放端部には、例え
ばピロセラムガラスセラミツク板のようなスクリ
ーンバツキングつまり支持部材２５がかぶせてあ
る。クオーツランプヒータ２４および約５mm厚の
すずスラブでなる黒鉛ヒータブロツクアセンブリ
３１が、スクリーンバツキング部材２５を介して
オーブン２１上に配置されており、該部材２５を
一定温度に保つための放熱用である。リツジ２７
は、アセンブリ３１にすず２６をとどこおらせる
ためのものである。アセンブリ３１により、バツ
キング部材２５はオーブン２１の他の部材あるい
は構造体よりも低温に保たれる。容器１９内の
TlI材料および円板１７上のCsIチヤージ材料か
らバツキング部材２５へのすべてのダイレクトパ
スは、該円板１７によつて阻止される。
オーブン２１およびバツキング部材２５を約60
分間約200℃の温度で加熱し、それによりオーブ
ン２１の内容はガス出力化され、そして部材２５
の表面、CsIチヤージおよび容器１９内のTlIか
らガス不純物が分離せられる。このガス出力化ス
テツプに続いて、オーブン２１内の温度は約575
℃に上昇せられ、そしてアセンブリ３１の温度は
ヒータ２４によつて約300℃に上昇せられる。ア
センブリ３１とオーブン２１との両方、実際は該
アセンブリ３１の温度にほぼ従つて、スクリーン
支持部材２５の温度もほぼ300℃に上昇せられ
る。ここで、この300℃という温度は250℃と375
℃との範囲内で選ばれた温度である。
分間約200℃の温度で加熱し、それによりオーブ
ン２１の内容はガス出力化され、そして部材２５
の表面、CsIチヤージおよび容器１９内のTlIか
らガス不純物が分離せられる。このガス出力化ス
テツプに続いて、オーブン２１内の温度は約575
℃に上昇せられ、そしてアセンブリ３１の温度は
ヒータ２４によつて約300℃に上昇せられる。ア
センブリ３１とオーブン２１との両方、実際は該
アセンブリ３１の温度にほぼ従つて、スクリーン
支持部材２５の温度もほぼ300℃に上昇せられ
る。ここで、この300℃という温度は250℃と375
℃との範囲内で選ばれた温度である。
232℃を越すとすずは溶融してスクリーン支持
部材２５に接触する液体すずバスを形成し、その
ため該支持部材２５はアセンブリ３１の温度に近
い温度で一定に保たれる。従つて、スクリーン支
持部材２５の表面は、オーブン２１において最冷
表面となり、凝縮のために供される。
部材２５に接触する液体すずバスを形成し、その
ため該支持部材２５はアセンブリ３１の温度に近
い温度で一定に保たれる。従つて、スクリーン支
持部材２５の表面は、オーブン２１において最冷
表面となり、凝縮のために供される。
オーブン２１の温度を約575℃とすることによ
り、容器１９内のTlIパウダーおよびCsIチヤー
ジの両方が固体からガス状となつて蒸発する。こ
の約575℃のオーブン温度にて、TlIガスは容器１
９の穴２０を介して所定速度で漏れ、そしてオー
ブン２１内で蒸発されたCsIガスと所定比（例え
ばTlI：CsI＝１：1000）で混合される。前記TlI
ガスの漏れ速度は、穴２０の大きさ、TlIの蒸気
圧および温度によつて決まる。
り、容器１９内のTlIパウダーおよびCsIチヤー
ジの両方が固体からガス状となつて蒸発する。こ
の約575℃のオーブン温度にて、TlIガスは容器１
９の穴２０を介して所定速度で漏れ、そしてオー
ブン２１内で蒸発されたCsIガスと所定比（例え
ばTlI：CsI＝１：1000）で混合される。前記TlI
ガスの漏れ速度は、穴２０の大きさ、TlIの蒸気
圧および温度によつて決まる。
スクリーン支持部材２５の温度（オーブン２１
に位置する該スクリーン支持部材２５の表面の凝
縮温度）が、約250℃と375℃との範囲内に維持さ
れるとき、該支持部材２５の表面はオーブン２１
内で最低温表面であるから、該表面上には混合さ
れたTlIおよびCsIガスが凝縮する（第３図の２
８）。その結果、第４図に示されるようなタリウ
ムドープされたセシウム沃化物繊維２８（針状）
が形成される。このような蒸発−凝縮手順によ
り、８〜12時間内で、高さ２mm且つ直径10〜30μ
ｍの針状に成長する。ここで、凝縮温度が約250
℃以下ならば低品質の不規則な直径の繊維が形成
されるが約375℃以上ならばむしろ柱状で形成さ
れる。
に位置する該スクリーン支持部材２５の表面の凝
縮温度）が、約250℃と375℃との範囲内に維持さ
れるとき、該支持部材２５の表面はオーブン２１
内で最低温表面であるから、該表面上には混合さ
れたTlIおよびCsIガスが凝縮する（第３図の２
８）。その結果、第４図に示されるようなタリウ
ムドープされたセシウム沃化物繊維２８（針状）
が形成される。このような蒸発−凝縮手順によ
り、８〜12時間内で、高さ２mm且つ直径10〜30μ
ｍの針状に成長する。ここで、凝縮温度が約250
℃以下ならば低品質の不規則な直径の繊維が形成
されるが約375℃以上ならばむしろ柱状で形成さ
れる。
スクリーン支持部材２５の表面上に繊維（針
状）結晶の成長をさせるときに、奇生核形成、模
樹石状の成長、変態的な非繊維の成長および分子
の塊に基因する不都合な結晶構造の形成を基本的
に除去することが必要である。そのために、スク
リーン支持部材２５の表面全体に亘つて一様に凝
縮温度が保たれ、またCsIおよびTlIガスが前記
支持部材２５へ移行するダイレクトパスは、円板
１７およびバフル２９によつて阻止される。
状）結晶の成長をさせるときに、奇生核形成、模
樹石状の成長、変態的な非繊維の成長および分子
の塊に基因する不都合な結晶構造の形成を基本的
に除去することが必要である。そのために、スク
リーン支持部材２５の表面全体に亘つて一様に凝
縮温度が保たれ、またCsIおよびTlIガスが前記
支持部材２５へ移行するダイレクトパスは、円板
１７およびバフル２９によつて阻止される。
第３図に示されるようにオーブン２１内に取り
付けられたバフル２９および円板１７をCsIおよ
びTlIガス分子が繰り返し打ちつける。そのため
固まる可能性のあるガス分子を分離し、そして該
分子がスクリーン支持部材２５の表面上に到達し
て成長する前に該分子から不純物を分離する。オ
ーブン２１の底面と対向し且つ支持部材２５から
は離れた面上にてCsIチヤージを配置することに
より、蒸発中のCsIチヤージによる樹枝状結晶形
成あるいは氷結が基本的に減じられる。それ故に
スクリーン支持部材２５上に不都合な結晶構造の
形成等が防止される。
付けられたバフル２９および円板１７をCsIおよ
びTlIガス分子が繰り返し打ちつける。そのため
固まる可能性のあるガス分子を分離し、そして該
分子がスクリーン支持部材２５の表面上に到達し
て成長する前に該分子から不純物を分離する。オ
ーブン２１の底面と対向し且つ支持部材２５から
は離れた面上にてCsIチヤージを配置することに
より、蒸発中のCsIチヤージによる樹枝状結晶形
成あるいは氷結が基本的に減じられる。それ故に
スクリーン支持部材２５上に不都合な結晶構造の
形成等が防止される。
CsI（Tl）繊維と共にスクリーン支持部材２５
がオーブン２１およびヒータブロツクアセンブリ
３１から離脱せしめられると、該繊維に保護膜
（例えばポリウレタン）が付加されて、第５図に
断面図で示されるように厚さ２mmを有する光学繊
維のＸ線インテンシフイケーシヨンスクリーンが
形成される。第５図において、５１はモザイクア
レー、５３はピロセラムバツキング、５５はポリ
ウレタン膜（50μｍ）である。
がオーブン２１およびヒータブロツクアセンブリ
３１から離脱せしめられると、該繊維に保護膜
（例えばポリウレタン）が付加されて、第５図に
断面図で示されるように厚さ２mmを有する光学繊
維のＸ線インテンシフイケーシヨンスクリーンが
形成される。第５図において、５１はモザイクア
レー、５３はピロセラムバツキング、５５はポリ
ウレタン膜（50μｍ）である。
第６図は本発明製造方法によつて得られるシン
チレータの繊維端を示す概略図である。図におい
て、モザイク状で示される繊維端は単一結晶の光
学繊維である。それぞれの直径は十分に小さく、
多数の繊維のそれぞれが単一項目の情報を表わす
フオトンをとらえて転送するので、良好な解像度
が得られる。また繊維がモザイク状に配置されて
いるので拡散も防止され、従つてシンチレーシヨ
ンの間発生される光フオトンをそれぞれの繊維が
伝送することにより解像度が改善される。更に繊
維の長さに従つてより早い〓スピード″が得られ
つまり従来のスクリーンに比してより多数のＸ線
フオトンの停止、吸収および変換が行われる結果
少量の患者投与で十分に良質な像が得られる。
チレータの繊維端を示す概略図である。図におい
て、モザイク状で示される繊維端は単一結晶の光
学繊維である。それぞれの直径は十分に小さく、
多数の繊維のそれぞれが単一項目の情報を表わす
フオトンをとらえて転送するので、良好な解像度
が得られる。また繊維がモザイク状に配置されて
いるので拡散も防止され、従つてシンチレーシヨ
ンの間発生される光フオトンをそれぞれの繊維が
伝送することにより解像度が改善される。更に繊
維の長さに従つてより早い〓スピード″が得られ
つまり従来のスクリーンに比してより多数のＸ線
フオトンの停止、吸収および変換が行われる結果
少量の患者投与で十分に良質な像が得られる。
更に本発明の光学繊維スクリーンが周囲状態下
で使用されても、CsI（Tl）シンチレーシヨンの
性能は安定しており、消失などしない。
で使用されても、CsI（Tl）シンチレーシヨンの
性能は安定しており、消失などしない。
少量の患者投与しか与えないで良好な情報捕獲
能力（つまり、情報搬送を担うＸ線フオトンの良
い停止、吸収および変換）と良好な解像度との両
方を得るためには、第７図に示す本発明による
CsI（Tl）の厚いスクリーンおむび従来のレアア
ースの薄いスクリーンを含む合成スクリーンペア
が使用される。この合成スクリーンペアによれ
ば、20ミリレントゲン（Ｘ線源が100kVで動作す
るときの放射量）から２ミリレントゲン（Ｘ線源
が350kVピークの高電圧レベルにて動作するとき
の放射量）に患者投与を減らすことができる。例
えば高電圧容量Ｘ線システムは、最大値が90〜
150kVレンジで動作する低電圧システムよりも診
断上の利点がある。ところで従来のスクリーン７
１は、本発明による厚い光学繊維スクリーン７３
と比して、高電圧源によつて発生される高エネル
ギのＸ線フオトン７５を停止する能力は低い。本
発明による厚い光学繊維スクリーン（1.5mm）の
Ｘ線フオトン停止効率が約45％であるのに対して
従来の厚いスクリーンの効率は18％以下である。
能力（つまり、情報搬送を担うＸ線フオトンの良
い停止、吸収および変換）と良好な解像度との両
方を得るためには、第７図に示す本発明による
CsI（Tl）の厚いスクリーンおむび従来のレアア
ースの薄いスクリーンを含む合成スクリーンペア
が使用される。この合成スクリーンペアによれ
ば、20ミリレントゲン（Ｘ線源が100kVで動作す
るときの放射量）から２ミリレントゲン（Ｘ線源
が350kVピークの高電圧レベルにて動作するとき
の放射量）に患者投与を減らすことができる。例
えば高電圧容量Ｘ線システムは、最大値が90〜
150kVレンジで動作する低電圧システムよりも診
断上の利点がある。ところで従来のスクリーン７
１は、本発明による厚い光学繊維スクリーン７３
と比して、高電圧源によつて発生される高エネル
ギのＸ線フオトン７５を停止する能力は低い。本
発明による厚い光学繊維スクリーン（1.5mm）の
Ｘ線フオトン停止効率が約45％であるのに対して
従来の厚いスクリーンの効率は18％以下である。
第７図に示される合成スクリーンペアを使用す
るとき、レアアースのGd2O2Sの薄いスクリーン
７１において燐分子７２により供試目標物からの
Ｘ線フオトン７５を受領して停止させ、そして該
受領したフオトンの約９％が可視光に変換され
る。この可視光の約40％が薄いスクリーン７１を
透過してフイルム７７を照射し、約60％が分散光
７６として分散されてしまう。また前記薄いスク
リーン７１によつて停止されないＸ線フオトンの
約43％は、CsI（Tl）光学繊維７９の厚いスクリ
ーン７３によつて停止されて可視光に変換され
る。この変換された可視光のいくらかは繊維７９
の壁および面（端）を介して分散光８１として分
散されるが、該可視光の大部分は該繊維７９に導
入され、そしてフイルム７７を露光するようにピ
ロセラム反射性バツキング８３で反射される。こ
のように最初フイルム７７によつて吸収されない
繊維からの光のいくらかは、薄いスクリーン７１
によつて反射されてフイルム７７に向けて戻り、
そして該フイルム７７を露光する。従つて、印加
されたＸ線フオトンの約44％およびCsI（Tl）ス
クリーンによつて発生された光スペクトルの約75
％により、合成スクリーンペアにおいてＸ線像が
作られる。なお、８９は可視光に変換されないＸ
線フオトン、９１はポリウレタン保護膜である。
るとき、レアアースのGd2O2Sの薄いスクリーン
７１において燐分子７２により供試目標物からの
Ｘ線フオトン７５を受領して停止させ、そして該
受領したフオトンの約９％が可視光に変換され
る。この可視光の約40％が薄いスクリーン７１を
透過してフイルム７７を照射し、約60％が分散光
７６として分散されてしまう。また前記薄いスク
リーン７１によつて停止されないＸ線フオトンの
約43％は、CsI（Tl）光学繊維７９の厚いスクリ
ーン７３によつて停止されて可視光に変換され
る。この変換された可視光のいくらかは繊維７９
の壁および面（端）を介して分散光８１として分
散されるが、該可視光の大部分は該繊維７９に導
入され、そしてフイルム７７を露光するようにピ
ロセラム反射性バツキング８３で反射される。こ
のように最初フイルム７７によつて吸収されない
繊維からの光のいくらかは、薄いスクリーン７１
によつて反射されてフイルム７７に向けて戻り、
そして該フイルム７７を露光する。従つて、印加
されたＸ線フオトンの約44％およびCsI（Tl）ス
クリーンによつて発生された光スペクトルの約75
％により、合成スクリーンペアにおいてＸ線像が
作られる。なお、８９は可視光に変換されないＸ
線フオトン、９１はポリウレタン保護膜である。
第８図は、第７図に示した薄いおよび厚いスク
リーンにおけるフイルム露光および像の強さの関
係つまり解像度を示すグラフである。両図を参照
する。CsI（Tl）光学繊維の厚いスクリーン７３
からの光は、第８図における点ＢにＸ線フイルム
７７をバイアスする。そしてGd2O2Sによる薄い
スクリーン７１からの可視光に基因するかなり少
量の露光（△Ｅ）により像密度（コントラスト）
におけるかなり大きい増加（△Ｄ）が生じて、解
像度が有効的に改善される。第７図に示した合成
スクリーンペアによれば高解像度（５ラインペ
ア／mmまで）が実現でき、同時に患者投与は例え
ば350kV源からのＸ線に応答する２ミリレントゲ
ンと低い。
リーンにおけるフイルム露光および像の強さの関
係つまり解像度を示すグラフである。両図を参照
する。CsI（Tl）光学繊維の厚いスクリーン７３
からの光は、第８図における点ＢにＸ線フイルム
７７をバイアスする。そしてGd2O2Sによる薄い
スクリーン７１からの可視光に基因するかなり少
量の露光（△Ｅ）により像密度（コントラスト）
におけるかなり大きい増加（△Ｄ）が生じて、解
像度が有効的に改善される。第７図に示した合成
スクリーンペアによれば高解像度（５ラインペ
ア／mmまで）が実現でき、同時に患者投与は例え
ば350kV源からのＸ線に応答する２ミリレントゲ
ンと低い。
第７図にはまた合成スクリーンペアにコダツク
社製オルソＧフイルムを使用している場合を示し
ている。このフイルムは5400Å波長の光に対して
最も感度が高い。CsI（Tl）の厚いスクリーンの
スペクトル出力に極めて近接するフイルム（例え
ば波長5700Åの光に対して最も感度の高いフイル
ム）に対して、本発明による合成スクリーンペア
を使用することにより、解像度の低下なしで速度
において少なくとも100％の改善が見込まれる。
社製オルソＧフイルムを使用している場合を示し
ている。このフイルムは5400Å波長の光に対して
最も感度が高い。CsI（Tl）の厚いスクリーンの
スペクトル出力に極めて近接するフイルム（例え
ば波長5700Åの光に対して最も感度の高いフイル
ム）に対して、本発明による合成スクリーンペア
を使用することにより、解像度の低下なしで速度
において少なくとも100％の改善が見込まれる。
本発明の光学繊維による厚いスクリーンを製造
する別な方法として、先ずCsIを蒸発させて反射
性スクリーン支持部材（バツキング）上に沈積さ
せ、次いでTlIを蒸発させて前に沈積させたCsI
上に該TlIを沈積させる手段がある。
する別な方法として、先ずCsIを蒸発させて反射
性スクリーン支持部材（バツキング）上に沈積さ
せ、次いでTlIを蒸発させて前に沈積させたCsI
上に該TlIを沈積させる手段がある。
また、例えばTlIのドーパントに、すずのよう
な金属あるいはマンガンが加えられて、CsIおよ
びTlIと共に蒸発されて、CsI（Tl）燐よる光減
衰性が生じる。そのため、分散される光フオトン
が吸収されて解像度が改善される。
な金属あるいはマンガンが加えられて、CsIおよ
びTlIと共に蒸発されて、CsI（Tl）燐よる光減
衰性が生じる。そのため、分散される光フオトン
が吸収されて解像度が改善される。
第１Ａ図および第１Ｂ図は従来のＸ線スクリー
ンを示す断面図、第２図および第３図は本発明の
シンチレータ製造に利用する第１オーブンおよび
第２オーブンの側断面図、１１：磁器るつぼ、１
３：穴つき底板、１５，２１：オーブン、１７：
円板、２５：スクリーン支持部材、２９：バフル
である。 第４図および第５図は、第３図のオーブンによ
つて形成されたセシウム沃化物繊維の棒状図およ
び光学繊維スクリーンの断面図である。 第６図は本発明のシンチレータの繊維端を示す
概略図である。 第７図は本発明の厚いスクリーンと従来の薄い
スクリーンとのスクリーンペアを示す側断面図、
第８図は第７図のスクリーンペアによるフイルム
露光と解像度との関係を示すグラフである。
ンを示す断面図、第２図および第３図は本発明の
シンチレータ製造に利用する第１オーブンおよび
第２オーブンの側断面図、１１：磁器るつぼ、１
３：穴つき底板、１５，２１：オーブン、１７：
円板、２５：スクリーン支持部材、２９：バフル
である。 第４図および第５図は、第３図のオーブンによ
つて形成されたセシウム沃化物繊維の棒状図およ
び光学繊維スクリーンの断面図である。 第６図は本発明のシンチレータの繊維端を示す
概略図である。 第７図は本発明の厚いスクリーンと従来の薄い
スクリーンとのスクリーンペアを示す側断面図、
第８図は第７図のスクリーンペアによるフイルム
露光と解像度との関係を示すグラフである。
Claims (1)
- １ バツキング部材と、セシウム沃化物とタリウ
ム沃化物とを真空蒸着することによつて前記バツ
キング部材上に設けられた光学繊維とから成るシ
ンチレータ。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/806,966 US4101781A (en) | 1977-06-27 | 1977-06-27 | Stable fiber optic scintillative x-ray screen and method of production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5411784A JPS5411784A (en) | 1979-01-29 |
| JPS6149640B2 true JPS6149640B2 (ja) | 1986-10-30 |
Family
ID=25195245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7796278A Granted JPS5411784A (en) | 1977-06-27 | 1978-06-27 | Optical fiber scintillator and production method thereof |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4101781A (ja) |
| JP (1) | JPS5411784A (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4195228A (en) * | 1978-05-19 | 1980-03-25 | General Electric Company | Color contrast radiographic device |
| US4528210A (en) * | 1980-06-16 | 1985-07-09 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing a radiation excited input phosphor screen |
| US4437011A (en) | 1980-06-16 | 1984-03-13 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Radiation excited phosphor screen and method for manufacturing the same |
| FR2530367A1 (fr) * | 1982-07-13 | 1984-01-20 | Thomson Csf | Ecran scintillateur convertisseur de rayonnement et procede de fabrication d'un tel ecran |
| CA1271567A (en) * | 1985-05-29 | 1990-07-10 | Cancer Institute Board, (The) | Method and apparatus for high engery radiography |
| FR2586508B1 (fr) * | 1985-08-23 | 1988-08-26 | Thomson Csf | Scintillateur d'ecran d'entree de tube intensificateur d'images radiologiques et procede de fabrication d'un tel scintillateur |
| US4710637A (en) * | 1986-02-10 | 1987-12-01 | Eastman Kodak Company | High efficiency fluorescent screen pair for use in low energy X radiation imaging |
| US4730107A (en) * | 1986-03-10 | 1988-03-08 | Picker International, Inc. | Panel type radiation image intensifier |
| US4778565A (en) * | 1986-03-10 | 1988-10-18 | Picker International, Inc. | Method of forming panel type radiation image intensifier |
| US4855589A (en) * | 1986-03-10 | 1989-08-08 | Picker International, Inc. | Panel type radiation image intensifier |
| FR2634562B1 (fr) * | 1988-07-22 | 1990-09-07 | Thomson Csf | Procede de fabrication d'un scintillateur et scintillateur ainsi obtenu |
| US5235191A (en) * | 1992-03-06 | 1993-08-10 | Miller Robert N | Real-time x-ray device |
| US5636299A (en) * | 1994-12-28 | 1997-06-03 | Lockheed Missiles & Space Company, Inc. | Hybrid luminescent device and method for imaging penetrating radiation |
| US5594253A (en) * | 1994-12-28 | 1997-01-14 | Lockheed Missiles And Space Company, Inc. | Hybrid luminescent device for imaging of ionizing and penetrating radiation |
| US6294789B1 (en) | 1998-06-17 | 2001-09-25 | Hologic, Inc. | Radiation intensifying screen |
| US20030113580A1 (en) * | 2001-07-30 | 2003-06-19 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Preparation of radiation image storage panel |
| JP2003232897A (ja) * | 2002-02-13 | 2003-08-22 | Konica Corp | 放射線画像変換パネルの製造方法 |
| WO2003083010A1 (en) * | 2002-03-28 | 2003-10-09 | Hitachi Chemical Co.,Ltd. | Phosphor and phosphor composition containing the same |
| AU2003230134A1 (en) * | 2002-05-29 | 2003-12-12 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | X-ray detector with csi: ti conversion layer |
| DE10301274B4 (de) * | 2003-01-15 | 2005-03-24 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung eines Bildwandlers mit einer nadelförmigen Leuchtstoffschicht |
| US7482602B2 (en) * | 2005-11-16 | 2009-01-27 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | Scintillator plate for radiation and production method of the same |
| EP2359162A1 (en) * | 2008-11-21 | 2011-08-24 | Siemens A/S | Radiation detector with doped optical guides |
| DE102011080892B3 (de) * | 2011-08-12 | 2013-02-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Röntgenstrahlungsdetektor zur Verwendung in einem CT-System |
| JP6226579B2 (ja) * | 2013-06-13 | 2017-11-08 | 東芝電子管デバイス株式会社 | 放射線検出器及びその製造方法 |
| US11231382B2 (en) * | 2016-06-15 | 2022-01-25 | William N. Carr | Integrated thermal sensor comprising a photonic crystal |
| US11300453B2 (en) | 2017-06-18 | 2022-04-12 | William N. Carr | Photonic- and phononic-structured pixel for electromagnetic radiation and detection |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2272375A (en) * | 1939-09-22 | 1942-02-10 | Ig Farbenindustrie Ag | Arrangement for reproducing the intensity distribution in a ray of slow neutrons |
| US3829700A (en) * | 1971-01-28 | 1974-08-13 | R Buchanan | Rare earth phosphors for x-ray conversion screens |
| BE792387A (nl) * | 1971-12-31 | 1973-06-07 | Agfa Gevaert Nv | Versterkingsschermen voor rontgenfotografie |
| JPS5179593A (en) * | 1975-01-06 | 1976-07-10 | Dainippon Toryo Kk | Zokanshi |
| US4070583A (en) * | 1976-12-13 | 1978-01-24 | General Electric Company | Rare earth oxyhalide phosphors coactivated with terbium, thulium |
-
1977
- 1977-06-27 US US05/806,966 patent/US4101781A/en not_active Expired - Lifetime
-
1978
- 1978-06-27 JP JP7796278A patent/JPS5411784A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4101781A (en) | 1978-07-18 |
| JPS5411784A (en) | 1979-01-29 |
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