DE2449149A1

DE2449149A1 - Roentgenographisches aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE2449149A1
Application number: DE19742449149
Authority: DE
Inventors: Albert Louis Van Stappen
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1973-10-17
Filing date: 1974-10-16
Publication date: 1975-04-24
Also published as: DE2449149C3; US3912933A; DE2449149B2

Description

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD

DR.-ING. TH. MEYER DR. FUE=S DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DJPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH DIPL.-ING. SELTlNG

5 KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den 15.Oktober 1974 Fu/Ax

E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware 19898 (U.S.A.).

Röntgenographisches Aufzeichnungsmaterial

Die Erfindung betrifft eine neue Kombination von Röntgenfilm und Rontgenverstarkungsschirm, die sich für die Verwendung bei Rontgenuntersuchungen, z.B. in der Mammographie, Tomographie, für Extremitäten, z.B. Hände und Füße, und in technischen Untersuchungen eignet.

Röntgenographische Untersuchungsmethoden werden heute weitgehend für die Diagnose von medizinischen Anomalien und zur Entdeckung von Tumoren angewandt. Wenn die Schärfe der Anomalie hoch ist im Vergleich zu dem umgebenden Gewebe, können hochempfindliche medizinisch^ Röntgenfilme in Verbindung mit einem Rontgenverstarkungsschirm verwendet werden, um die Anomalie mit der geringsten Strahlenbelastung des Patienten zu entdecken. In den fleischigen Teilen des Körpers, wo die Scharfabbildung der Anomalie geringer ist, ist die Verwendung von Schirmen in Verbindung mit einer Dosissteigerung der Röntgenstrahlung im allgemeinen nicht erfolgreich in der Lokalisierung der Anomalie. Dies ist bedingt durch Nebeneffekte, die durch den Verstärkungsschirm verursacht werden, z.B. "Quantenfleckung" oder "Schirmrauschen". Diese Effekte werden von Sturm und Mitbar-

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"heitern in The Am.Journal of Roent.and Rad.Therapy, Band 62, Nr.5, Seite 617-634, November 1949, und von Cleare und Mtarbeitern in Radiology, Band 88, Nr.1, Seite 168-174, Juli 1962,-"behandelt. Diese Effekte sind besonders auffällig, wenn versucht wird, Tumore und Krebsgewebe durch Röntgenuntersuchung der weiblichen Brust zu entdecken. Diese Technik ist als Mammograpbie bekannt. Um verdächtiges Gewebe richtig zu erkennen, ist es üblich, verhältnismäßig dicke technische Röntgenfilme ohne Schirm zu verwenden "und den Röntgenstrahlenausfall zu steigern, um die Belichtung des Films zu bewirken. Diese Technik wird von Leborgne in The Am.J.of Roent. and Rad.Therapy, Band 65, Nr.1, Seite 1-11, Januar 1951, und von Egan in Radiology, Band 75, Seite 894-906, Dezember 1960, beschrieben. Belichtungszeiten bis zu 6 Sekunden bei 300 mA und 22 bis 28 kV (Scheitelwert) bei einem Abstand von etwa 76 bis 102 cm sind erforderlich, wie in diesen Veröffentlichungen angegeben. Bei sechs Aufnahmen beträgt die Gesamtdosis mehr als 10000 mAs (Milliampere-Sek.) im Vergleich zu etwa 2 mAs für eine normale Brustdurchleuchtung.Außerdem kann der Patient sich wähxend der langen Belichtungszeit bewegen, so daß die Ergebnisse zunichte gemacht werden und eine neue Aufnahme gemacht, werden muß, wodurch eine bereits gefährlich hohe Strahlendosis verdoppelt wird. Selbst unter den besten Bedingungen verursacht eine unfreiwillige Bewegung des Patienten durch Herzschläge usw. während der langen Belichtungszeit Unscharfe des Bildes, so daß wertvolle röntgenographische Information verloren gehen kann. Hinzu kommt, daß der technische dicke Röntgenfilm, der zur Zeit für die Man>mographie verwendet wird, nicht in den Maschinen zur gleichen Zeit und bei .der gleichen Temperatur, wie sie normalerweise für medizinische Röntgenfilme (d.h. Schnellverarbeitung mit 90 Sekunden Yerarbeitungszeit) angewandt werden, ver-•arbeitet werden. Eine Änderung der Bedingungen in der

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Maschine ist umständlich und kann nicht von Fall zu Fall reproduzierbar vorgenommen werden.Daher werden sie zuweilen in Tanks oder Schalen verarbeitet. Das moderne Krankenhaus ist nicht immer mit einer photographischen .Dunkelkammer voll ausgerüstet, so daß viel zusätzliche wertvolle Zeit verloren gehen kann. Gewisse technische Röntgenfilme sind heute für die Schnellverarbeitung in der Maschine ausgebildet, Jedoch haben sie noch die vorstehend genannten Nachteile der langen Belichtungszeiten und der hohen Strahlenbelastung. ■

Ein weiteres Verfahren, das beute in der röntgenographischen Untersuchungsarbeit angewandt wird, ist als "Tomographie" oder "Schichtaufnahmeverfahren" bekannt. Diese Technik wird von Selman in The Fundamentals of X-ray and Radium Physics, Charles C.Thomas, 1967, Seite 344-351, ausführlich beschrieben. Gewisse Bereiche des menschlichen Körpers sind schwierig ohne verwirrende Schatten von darüber und darunter gelegenen Schichten röntgenographisch darzustellen. Beim Schichtaufnahmeverfahren werden eine bewegte Röntgenstrahlenquelle und ein photographischer Film, der sich in entgegengesetzter Richtung bewegt, verwendet. Mehrere Filme werden in dieser Weise belichtet, und an einem Punkt erscheint das gewünschte Objektdetail am schärfsten. Für diese röntgenographische Analyse werden gewöhnlich hochempfindliche photographische Filme verwendet, bei denen beide Seiten des Schichtträger mit Emulsionsschichten versehen sind. Das erhaltene Silberbild ist daher um die Dicke des Schichtträgers voneinander getrennt. Wenn die zur Aufnahme des Bildes verwendete einfallende Röntgenstrahlung ssnkrecht zum Film verläuft, liegen beide Bildbereiche unmittelbar übereinander, und das Bild ist scharf. Beim Schichtaufnahmeverfahren verläuft jedoch das einfallende Licht zuweilen nicht senkrecht zur Filmoberfläche, so daß das Bild auf einer

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Seite des Schichtträgers gegenüber dem Bild auf der anderen Seile leicht verschoben ist, so daß ein unscharfes Bild erhalten wird.

Eine weitere Anwendung finden Röntgenfilme auf dem technischen Gebiet. Hier werden Metallteile, z.B. Flugzeugtragflächen, Stahlträger für Brücken usw. auf innere Risse und Spannungspunkte untersucht, indem der gewünschte Bereich auf dickem, beiderseits beschichtetem technischem Standardröntgenfilm aufgenommen wird. Pa Metall einen höheren Widerstand gegen die Durchdringung mit Röntgenstrahlen hat, ist eine höhere Energie oder ein höherer Röntgenstrahlenausfall erforderlich. Technische Standardröntgenfilme werden normalerweise ohne Schirme verwendet, da die Filme mit einer verhältnismäßig dicken Schicht von empfindlichem Silberhalogenid überzogen sind und die Verwendung von Schirmen schlechte Bildschärfe ergeben würde, die diese spezielle Untersuchung sehr beeinträchtigen würde. Diese Filme sind natürlich der Schnellverarbeitung in Maschinen (Verarbeitungszeit 90 Sekunden) nicht zugänglich, so daß eine schnelle Auswertung der Ergebnisse nicht möglich ist.

Gegenstand der Erfindung ist ein röntgenographisches Material, das eine Trägerfolie mit einer einzelnen HaIogensilberemulsionsschicht und eine Lichthofschutzschicht aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, daß die Halogensilberemulsion eine durchschnittliche Kerngröße des Silberhalogenids von 0,4 bis 1,2 /U aufweist und mit einem Rontgenverstärkungsschirm in Berührung ist und die Emulsionsschicht und der Schirm einen Empfindlichkeitafaktor (speed factor) zwischen 2,5 und 4,5 naben.

Als Ergebnis der Erfindung kann die Strahlenbelastung ohne Einbuße an Bildkontrast durch Verwendung einer optimalen Kombination einer feinkörnigen Halogensilberemulsion und eines Verstärkungsschirms drastisch herau-

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gesetzt werden. Zu den weiteren Vorteilen gehören die Verminderung der Unscharfe durch Bewegung,, schnelle Verarbeitbarkeit des Films und Einsparung an Silber.

Die Erfindung umfaßt ferner das Verfahren zur Belichtung des röntgenographischen Materials durch Röntgenstrahlen.

Der Röntgenschirm wird vorzugsweise durch eine evakuierte Vakuumkassette mit flexiblen Seiten, z.B. einem Kunststoffbeutel, 'in inniger Berührung mit dem Halogensilberröntgenfilm gehalten und ist in der Technik bekannt. Die Film-Schirm-rKombination hat Charakteristiken, die speziell so ausgelegt sind, daß das Äußerste an photographischer Empfindlichkeit auf die bei der geringst— möglichen Röntgenstrahlendosis erzielbare diagnostische Information abgestimmt ist- Diese Kombination ergibt ein Produkt, das mit den heutigen Röntgenlabor-Verarbeitungssystemen völlig verträglich ist und dennoch die Gewinnung aller üblichen diagnostischen Informationen bei viel niedrigeren Röntgenstrahlendosen als bei technischen Röntgenfilmen ermöglicht, wenn sie beispielsweise in der Mammographie verwendet wird.

Der für die Zwecke der Erfindung geeignete photographische PiIm besteht aus einem Schichtträger mit einer darauf aufgebrachten einzelnen Schicht aus einer photographiscben Gelatine-Halogensilberemulsion mit einer durchschnittlichen Größe des Silberhalogenidkorns zwischen 0,4 und 1,2 /U. Diese Emulsion besteht vorzugsweise hauptsächlich aus Silberbromidkörnern mit geringen Mengen (etwa 1 bis 4 Mol.-$) Silberjodid. Die Emulsion ist vorzugsweise hauptsächlich für Blaulicht empfindlich, so daß sie besonders vorteilhaft ist, wenn sie mit einem RÖntgenverstärkungs- oder Fluoreszenzschirm verwendet wird. Der Kontrast im Schwanzstück der H&D-Kurve der Emulsion beträgt wenigstens 2,5 im Bereich von %β^οψ$ ßf ß^ fl^ie Emulsion wird vorzugs-

ORIGINAL INSPECTED

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weise mit einer Bindemittelmenge hergestellt, die so gewählt ist, daß das nach Auftrag auf einen geeigneten Schichtträger (z.B. Polyethylenterephthalat) erhaltene ■ Produkt in "Schnellverarbeitungsmaschinen verarbeitbar ist, wie beispielsweise in der USA-Patentschrift 3 545 971 beschrieben. Die Trägerfolie enthält vorzugsweise außerdem einen eingearbeiteten blauen Farbstoff, wie beispielsweise in der britischem Patentschrift 1 196 707 beschrieben. Auf die Seite der Tragerfo'lie, die der die Halogensilberemulsion tragenden Seite gegenüberliegt, wird vorzugsweise eine Gelatineschicht aufgebracht, die einen Lichthofschutzfarbstoff enthält, der in den Verarbeitungsflüssigkeiten entfernbar ist. Sie kann jedoch auch auf. die gleiche Seite wie die Emulsionsschicht aufgebracht werden. Diese Lichthofschutzschichten werden verwendet, um reflektiertes Licht abzuweisen, und sind allgemein bekannt. Auf die das Silberhalogenid enthaltende Schicht wird eine Deck- und Schutzschicht als geschlossene Schicht aus Gelatine aufgebracht.

Der in Verbindung mit dem vorstehend beschriebenen photographischen Film verwendete Röntgenverstärkungs-,schirm wird vorzugsweise wie folgt hergestellt; Ein geeigneter Leuchtstoff■(z.B. Calciumwclframat) wird in einem Bindemittel, z.B. chlorsulfoniertem Polyäthylen, n-Butylacetat oder Celluloseacetat, unter Verwendung eines Lösungsmittels, z.B. Äthylalkohol, dispergiert. Außerdem können andere Hilfsstoffe, z.B. Netzmittel,' eingearbeitet werden. Der erhaltene dispergierte Leuchtstoff kann auf eine geeignete reflektierende Schicht (ss„B. TiOp), die auf einen geeigneten flächigen Träger aufgebracht worden ist^ aufgetragen werden, wie dem Fachmann bekannt ist« Eine Schutz- und Deckschicht beispielsweise aus Celluloseacetat kann ebenfalls darüber gelegt werden* um den fertigen Schirm - in geeigneter Weise zu schützen und anschließende Beschädigung während der Handhabung zu ver-

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hindern. Die in den Schirmen gemäß der Erfindung verwendeten reflektierenden Unterschichten körinen ferner optische Aufheller, z.B. die in der britischen Patentschrift 999 780 "beschriebenen Aminocumarine, enthalten. Filterfarbstoffe, die auf dem Fachmann bekannte Weise unerwünschte Strahlung herausfiltern, können ebenfalls in der Leuchtstoffschicht oder in der darüber geschichteten oberen Schutzschicht .verwendet werden. An Stelle des vorstehend genannten Calciumwolframats können andere bekannte Leuchtstoffe, z.B. Zinksulfid, Zinkoxyd und Calciumsilicat, Zinkphosphat, Alkalihalogenide, Cadmiumsulfid, Cadmiumselenid, Zinkselenid, Zinktellurid, Cadmiumtellurid, Cadmiumwolframat, Magnesiumfluorid, Zinkfluorid, Strontiumsulfid, Zinksulfid, Bariumbleisulfat, Cadmiumbariumf luorid, Gadoliniumoxysulfid, Lahthanoxysulfid und Gemische dieser Leuchtstoffe verwendet werden. Leuchtstoffe, deren Wirkungsgrad durch Zusatz von Dotierungsmitteln, z.B. Europium und Terbium, gesteigert worden ist, sind ebenfalls geeignet. Der hier gebrauchte Ausdruck "Leuchtstoffe" bezeichnet alle geeigneten Materialien, die, wie z.B. die vorstehend genannten Verbindungen, unter der Einwirkung von Röntgenstrahlen lumineszieren.

Die mit den mit einer einzelnen Emulsionsschicht versehenen pbotographischen Filme gemäß der Erfindung verwendeten Röntgenschirme sollten einen bestimmten Empfindlichkeitsfaktor aufweisen. Dieser Faktor wird bestimmt, indem der Film mit und ohne Schirme durch einen Stufenkeil mit einer Röntgenstrahlenquelle belichtet, der belichtete Film entwickelt und die erhaltene Sensitometerkurve gezeichnet wird. Aus diesen Kurven wird die zur Erzielung einer Filmdichte von 1,00 erforderliche Belichtung und der Empfindlichkeitsfaktor des Röntgenschirms aus der folgenden Formel bestimmt:

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1Og₁₀ Ep Empfindlichkeitsfaktor (EF) = ~Ö

worin E₁ = Exposition, die erforderlich ist, um die Filmdichte 1,00 mit Schirm zu erhalten, und

E₂ = Exposition, die erforderlich ist, um die rilmdichte 1,00 ohne Schirm zu erhalten.

Im Rahmen der Erfindung und der vorstehenden Definition sollten die Schirm-Film-Kombinationen gemäß der Erfindung einen Empfindlichkeitsfaktor zwischen 2,5 und 4,5, vorzugsweise zwischen 3,0 und 4,2 haben, wobei E in Milliampere-Sek. (mAs) bei gegebenem Abstand (z.B. 101.6cm)und gegebener Spannung (z.B. 4o kV Scheitelwert) unter Verwendung beispielsweise eines 1,5 mm-Aluminiumfilters ausgedrückt ist. Wenn der Empfindllchkeitsfaktor zu hoch ist, erscheint die Körnigkeit des hiermit verwendeten erhaltenen Films zu hoch, und das feine Detail, das bei jeder röntgenographischen Untersuchung erforderlich ist, wird stark verschlecntert. Wenn der Empfind-lichkeitsfaktor zu niedrig ist, ist erhöhte Belichtung erforderlich, die, wie bereits erwähnt, für die Gesundheit des Patienten gefährlich ist.

Eine weitere Methode, die Schirmempfindlichkeit auszudrücken, ist die Angabe der Energie, die, gerechnet als Röntgenstrahlenausfall, notwendig ist, um einen gewisöen Schwärzungsgrad des damit verwendeten photographischen Films zu erzeugen. Beispielsweise wird mit den Schirmen gemäß der Erfindung, die mit den Filmen gemäß der Erfindung verwendet werden, bei Einstellung des Röntgengenerators auf einen Scheitelwe^t von 40 kV und einora Röhrenstrom von 2 mA die Film-Schirm-Kombination in einen Abstand von 101,6 cm angeordnet. Belichtungen werden unter diesen Bedingungen unter Veränderung der Zeit vorronoLiraen. Die Dichte des entwickelten jj'ilms wird gemessen. Um eine Dichte von 1,0 bei den Filmen gemäß der Eri'ir:-

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dung mit den vorstehend beschriebenen Schirmen zu erreichen, sind etwa 4 bis 20 mAs bei Verwendung eines Einphasengenerators durch ein 1,5 mm-Aluminiumfilter erforderlich. Die besonders bevorzugten Film-Schirm-Kombinationen ergeben eine Dichte von 1,0 mit etwa 6 bis 10 mAs.

Das Bild, das durch die hier beschriebene Schirm-Filrü-Kombination erzeugt werden kann, hat eine solche Qualität, daß Kalzifizierungen in der weiblichen Brust bis hinab zu 0,1 ram durch das System aufgelöst werden können. Eine der Methoden zum Nachweis der Fähigkeit eines photographischen Systems zur Auflösung kleiner Objekte ist die Messung der Sinus- oder Rechteckwellen-Sprungcharakteristik (sine or square wave response) oder, wie sie jetzt genannt wird, der Modulationsübergangsfunktion bzw. Kontrastübertragsungsfunktion

(Modulation Transfer Function = MTF). Die Messung dieser Funktion wird von Perrin in J.Soc. Motion Picture and Television Engrs. 69 (1960) 151 und Perrin,· loc.cit. 259 (1960) beschrieben. Ihre Anwendung bei Röntgenfilm-Schirm-Eombinationen wird von Goltman in J.Opt.Soc.Am. 44 (1954) 468 und von Rossman in J.OptoSoc.Am., 52 (1962) 774 beschrieben. Die Raumfrequenz eines durch das System erzeugten Testbildes wird in Hz/mm gemessen, und die Ergebnisse werden auf einem Oszilloskop dargestellt. Die MTF-Werte für die Film-Schirm-Kombination gemäß der Erfindung werden in der folgenden Tabelle genannt. ■' i

i MTF-Wert, ⁰Jo Frequenz,Hz/mm

100 . o ■■'·!■

100 1 !

75 · 2 j

61 . 3 :

50 '4 ·

41 5 ,

33 6 ■ ;

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- ro -

MTF-Wert,

Frequenz, Hz/ram	8
	9
	0
1	1
1	2
1	3
1	4
1	5
1	6
1	7
1

21 18 15 13 12 10

9 8

7
1

Um ein scharf gezeichnetes Bild im Rahmen der Erfindung zu erzeugen, muß die Film-Schirm-Kombination einen KTF-Wert von wenigstens 90>ό dieser Werte bei jeder .Frequenz haben. Beispielsweise sollte der MTF-Wert bei einer Frequenz von 2 Hz/mm wenigstens 67,5 betragen (d.h.90?o von 75).

Wie bereits erwähnt, bestehen die für die Zwecke der Erfindung geeigneten Emulsionen vorzugsweise hauptsächlich aus Silberbromid mit kleinen Mengen Silberjodid. Emulsionen, die anderen Halogenide (z.B. Chlorid oder Gemische von Bromid,■Chlorid und Jodid) enthalten, können jedoch ebenfalls verwendet werden, wenn sie in geeigneter Weise hergestellt und sensibilisiert werden. Auf ihre optimale Empfindlichkeit hänsichtlicb Geschwindigkeit, Schleier und Kontrast werden diese Emulsionen gewöhnlich beispielsweise mit Gold und Schwefel, wie in den USA-Patentschriften 1 574 944, 1 623 499» 2 410 699, 2 339 083, 2 448 θ6θ und 2 597 915 sowie mit den in der USA-Patentschrift 2 487 850 beschriebenen Reduktionsmitteln gebracht. Auch andere Sensibilisierungsmittel utid empfindlichkeitssi®i.geE^äaüe Zusatzes, die dem Fachmann bekannt sind, können vorteilhaft im Rahmen der Erfindun£ verwendet werden«, Nach erfolgter Sensibilisierung können andere Hilfsatoffe (z.B» Netzmittel und Beschichtungs-

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hilfsstoffe, Härter, Schleierverhütungsmittel und Stabilisatoren usv/., ebenfalls zugesetzt werden. Die Emulsion kann auf beliebige geeignete Trägerfolien (z.B. Folien aus Polyäthylenterephthalat, die auf die in Beispiel IY der USA-Patentschrift 2 779 684 beschriebene V/eise hergestellt und subs'triert worden sind) aufgetragen werden» Der Auftrag kann nach beliebigen bekannten Verfahren (z.B. Auftrag und Abstreifen, Luftbürste, Rakel oder FaIlfilmbeschichtung) auf beliebige geeignete Träger, z.B. aus Glas, Celluloseacetat, Cellulosenitrat und anderen filmbildenden synthetischen Harzen oder Polymerisaten (z.B. Polyester, Polyamide und Polystyrol) erfolgen. Die Filme können außerdem Rückschichten, die die Rollneigung ausschalten, enthalten. Diese Rückschichten können ferner andere Zusatz- und Hilfsstoffe, z.B. Antistatika oder Gleitmittel, Lichthofschutzfarben usw. enthalten. Die Verwendung dieser Zusätze wird bevorzugt. Die Verwendung von Lichthofschutzfarbstoffen in der Rückschicht des bevorzugten photographischen Films steigert die Bildqualität durch Verhinderung der Lichtreflexion. Die Lichthofschutzschicht kann auch in der dem Fachmann bekannten Weise unter die· Emulsionsschicht gelegt werden.

Die Emulsionen gemäß der Erfindung können beliebige bekannte Bindemittel wie Gelatine, Albumin, Aearasar, Gummiarabikum, Dextran, Alginsäure, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Celluloseäther, teilweise hydrolysiertes Celluloseacetat, Alkylacrylatpolymerisate und die in der USA-Patentschrift 3 778 278 beschriebene modifizierte und hydrolysierte Gelatine enthalten. Gemische von zwei oder mehreren der vorstehend beschriebenen Bindemittel können ebenfalls verwendet werden.

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Es ist lediglich erforderlich, die Empfindlichkeit der verwendeten Emulsion und die zwangsläufig gegebene Korngröße mit dem Empfindlichkeitsbereich des vorstehend beschriebenen VerstärkungsSchirms abzustimmen., um den gewünschten Effekt zu erzielen. Diese Tatsache konnte aus dem Stand der Technik nicht vorausgesagt werden, da gelehrt wurde, daß durch Verwendung von Verstärkungsschirmen mit photographischen Filmen der "Geräuschpegel" oder "Störpegel" verstärkt wird, so daß feine Details verloren gehen würden. Im Gegensatz zu dieser Lehre wurde nun gefunden, daß durch sorgfältige gegenseitige Abstimmung von Emulsion und Schirm ein Material mit guter Empfindlichkeit (d.h. geringerer Dosisbelastung des Patienten) erhalten und die notwendige röntgenographische Information wirksam aufgezeichnet wird. Durch sorgfältige Wahl von Bindemittel und Bindemittel/Sil'oerhalogenid-Verhältnis kann außerdem ein Material erhalten werden, das in den heute weitgehend verwendeten automatischen Entwicklungsmaschinen verarbeitet werden kann. Durch Verwendung einer einzelnen Schicht wird ferner verhindert, daß der Film von zwei Seiten belichtet wird. Dies ist als "Durchkopieren" ("print-through") bekannt und die Folge einer Belichtung mit zweiseitig beschichtetem Film und zwei Röntgenschirmen. Das von einem Schirm abgestrahlte Licht darf die Emulsion nur an der Seite, die dem Schirm am nächsten ist, belichten. Tatsächlich kehrt etwas Licht durch den Schichteträger zurück und exponiert die Emulsion auf der Rückseite, wodurch ein unscharfes Bild entsteht. Dies ist äußerst unerwünscht und kann nicht in Kauf genommen werden, insbesondere bei den oben beschriebenen Röntgenuntersuchun^en. Das neue System gemäß der Erfindung verhindert das Durchkopieren, indem eine Emulsionsschicht nur auf eine Seite aufgebracht und nur ein Schirm verwendet wird. Da die Empfindlichkeit des Systems hoch genug ist, um mit kurzen Belichtungszeiten zu arbeiten, ist nine unfreiwillige Bewegung des Patienten, die ebenfalls zu einom verwackelte!

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Bild führt, kein Problem. Alle diese Vorteile waren ein dringendes Bedürfnis auf dem Gebiet der Mammographie und der radiologischen Untersuchung von Extremitäten und konnten durch die bekannten Materialien oder Kombination von Materialien nicht in ausreichendem Maße geboten werden. Sie stellen somit einen eindeutigen technischen Fortschritt dar.

Beispiel 1 ;

Eine Halogensilberemulsion, die etwa 98 MoI-^ Silberbromid und etwa 2 Mol-Jo Silterjodid enthielt, wurde in bekannter Weise hergestellt. Die mittlere Korngröße des Silberhalogenids wurde durch sorgfältige Regelung der Variablen, d.h.. der Geschwindigkeit des Zusatzes des Silbernitrats zur ammoniakalischen Halogenidlösung, der Reifungszeit und der Temperatur, bei etwa 1,Ou gehalten. Während der Herstellung war nur eine geringe Menge inerter Knochengelatine vorhanden (etwa 20 g/1,5 Mol Halogensilber). Die Silberhalogenidfällung in dieser geringen Gelatinemenge wurde dann erneut durch kräftiges Rühren in Wasser und Gelatine dispergiert (etwa 90 g Gelatine/1,5 Mol Silberhalogenid) und der pH-Wert auf 6,5 +0,1 eingestellt. Die Emulsion wurde dann durch Digestion bei einer Temperatur von etwa 60 C mit Gold und Schwefelsensibilisatoren auf ihre optimale Empfindlichkeit gebracht. Die üblichen Netzmittel, Beschichtungshilfsstoffe, Schleierverhütungsmittel lAid Emulsionshärter wurden zugesetzt. Alle diese Stufen, Hilfsstoffe und Herstellungsmethoden sind dem Fachmann auf dem Gebiet ^: der Emu Is iodherstellung bekannt. Eine beliebige Reihe

von Sensibilisatoren und anderen Hilfsstoffen kann mit

. ι

ebenso guten Ergebnissen verwendet werden. Die Emulsion ' wurde auf eine Polyäthyienterephthalatfolie aufgetragen, die einen blauen Farbstoff enthielt, der dem Schichtträger einen blauen Farbton verleiht, wie in der britischen Patentschrift 1 196 70? beschrieben» Die Trägerfolie war vorher beiderseits mit einem Gemisch eines Vinyliden- .

~ΗΓ9ΠΎ7Ύ0 TO—

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chlorid/Alkylacrylat/Itaconsäure-Copolymerisats mit einem Alkylacrylat- und/oder Methacrylsäurepolymerisat beschichtet werden, wie in der USA-Patentschrift 3 433 950 beschrieben, und über diese Schichten war beiderseits eine dünne Verankerungsschicht aus Gelatine (0,5 mg/dm ) gelegt worden. Die darauf geschichtete getrocknete Emulsion hatte ein Schichtgewicht von etwa 95 mg Silber-

halogenid/dm und erhielt eine dünne schützende Deckschicht aus gehärteter Gelatine von etwa 10 mg Gelatine/

ρ
dm . Auf die gegenüberliegende Seite der Trägerfolie wurde eine NC-Schicht (non-curling) aus Gelatine in einer Menge von etwa 60 mg Gelatine/dm aufgetragen, die zusätzlich Lichthofschutz-Farbstoffe enthielt, die hauptsächlich bei etwa 370 nm und 550 nm absorbieren und in den zum Entwickeln und Fixieren des später in der Silberhalogenidschicht erzeugten photographischen Bildes verwendeten Verarbeitungsflüssigkeiten entfernbar sind.

Ein Röntgenverstärkungsschirm wurde wie folgt hergestellt: Zunächst wurde eine TiOo-Reflexionsschicht, bestehend aus 3 iner Dispersion von TiO₂ in einer Lösung von als Bindemittel dienendem, chlorsulfoniertem Polyäthylen(l6# chlorsulfoniertes Polyäthylen beispielsweise in einem Gemisch von n-Butylacetat in Erdölnaphtha), in einer Dicke im nassen Zustand von 0,025 mn! auf eine 0,25 rara dicke biaxial orientierte Polyäthylenterephthalatfolie aufgetragen. Eine Leuchtstoffsuspension, bestehend aus 6600 g CaWOh-Leuchtstoff in einer 13,3$ Polyvinylbucyrat als Bindemittel enthaltenden Lösung in einem Gemisch von n-Butrflacetat und n-Propanol wurde etwa 16 Stunden in der Kugelmühle gemahlen und in einer Dicke von etwa 0,33 ™ i«i nassen Zustand über die TiOg-Schicht gegossen. ■Auf die Leuchtstoff scMcht wurde als Schutz - und Deckschicht Celluloseacetat aus einer Dispersion in Aceton aufgetragen, der pro 100 g Gellulossacetatlösung 8 ml '-einer Lösung.* die 25 g eines gelben Farbstoffs (CI. Solvent Yellow Nö. 47) pro 805 ml. Alkohol enthielt,

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zugesetzt worden waren. Die Schutzschicht wurde in einer Dicke von 0,033 mm im nassen Zustand auf die getrocknete Leuchtstoffschicht aufgetragen und anschließend ebenfalls getrocknet.

Eine Probe des in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Films wurde so auf den beschriebenen Schirm gelegt, daß die Schutzschicht des Schirms mit der Emulsionsschicht des Films in Berührung war. Diese Kombination, die einen Empfindlichkeitsfaktor (speed factor) von 3,1 hatte, wurde in eine Vakuumkassette gelegt und evakuiert, um gute Anpressung von Film und Schirm zu gewährleisten. Diese Kassette wurde dann mit der Seite, die die Lichthofschutzschicht enthielt, einer Röntgenstrahlenquelle zugewandt, worauf ein "Phantom", das die weibliche Brust simuliert, und ein weiteres "Phantom", das eine Hand simuliert, darauf gelegt wurden. In das Brustphantom waren feine Aluminiumdrähte, die feine Calciumablagerungen, die auf Brustkrebs im Frühstadium hindeuten können (d.h. während der mammographischen Untersuchung auf Brustkrebs), eine Cellulosekapsel zur Simulierung von groben, undurchsichtigen Knoten, und eine Gelatinekapsel zur Simulierung von groben transparenten Knoten eingearbeitet. Das Handphantom enthielt Würfel aus einer Calciumverbindung zur Simulierung der Knochenstruktur. Dieses Phantom wird von Minnesota Mining and Manufacturing Co. hergestellt und dient als Standard für solche simulierten Prüfungen. Die Röntgenstrahlenquelle hatte einen Abstand von 102 cm vom Film und wurde mit 40 kV (Scheitelwert) betrieben. Bei einem Röhrenstron von 100 mA wurde das Material 0,6 Sek. belichtet (mAs), worauf ein ausgezeichnetes Bild erhalten wurde, wenn der Film bei 33°C in einer automatischen Kodak Il-G-Entwicklungsmaschine, die einen Standard-Röntgcnentwiekler auf Basis von p-N-Methylaminohydrosulfat/JiyIrochinon enthielt, bei einer gesamten Verarbeitungszeit (Entwickeln, Fixieren, V.'iissern und Trocknen)

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entwickelt wurde. Im Vergleich hierzu erforderte ein

technischer Röntgenfilm (300 mg AgBr/dm ) ohne VerstrirkungsGchirm eine Belichtung bis zu 600 mAs, um die gleiche Bildqualität zu erzielen. Außerdem war er für die Schnellverarbeitung in einer Entwicklungsmaschine ungeeignet. Da ferner die Film-Schirm-Kornbination gemäß der Erfindung den erforderlichen Kontrast bei niedrigeren Filmdichten (bekannt als Schwanzstück der H&D-Kurve oder Schwärzungskurve) erreicht, konnte das Bild auf einer normalen Betrachtungseinrichtung ausgewertet werden, während der technische Film (der zur Zeit für die Mammographie verwendet wird) eine Betrachtungslichtquell« vwi hoher Intensität erforderte, um feine Details zu erkennen. Die Verwendung von Betrachtungslicht von hoher Intensj tat ist für den Betrachter unangenehm. Wenn statt des Phantoms ein lebendes menschliches Untersuchungsobjekt verwendet worden wäre, hätte eine unfreiwillige Bewegung des Patienten (Herzschläge usw.) infolge der bei dem nicht mit Schirm versehenen Material notwendigen längeren Belichtungszeit die Bildschärfe bei diesem Material verschlechtert, so daß das mit Schirm versehene Material dem nicht mit Schirm versehenen Material im diagnostischen Wert überlegen ist. Andererseits würde die Verwendung eines oder mehrerer Schirme mit dem doppelt beschichteten Röntgenfilm schlechte Bildschärfe und schlechtere Bildklarheit durch Flecken (mottle) und Durchkopieren (printthrough) zur Folge haben.

Beispiel 2

Mehrere Film-Schirm-Kornbinationeri wurden unter den in Beispiel 1 beschriebenen Belichtung- und Entwicklung bedingungen bewertet. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle genannt, in der ein niedriger Wert bessere diagnostische Information und eine hohe Zahl Unscharfe oder FleckigkeJt (mottle) bedeuten.

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Film

Schirm

Erforder- Bewertung

liehe des

Beiich- Bildes

tung

(mAs)

Technischer Röntgenfilm (zweiseitig beschichtet)

wie Beispiel 1 -

gleicher Film wie in Beispiel 1, jedoch Emulsion nur halb auf jede Seite geschichtet

gleicher Film wie in Beispiel 1

dto.

600

Schirm von Bei- 60 spiel 1, Enpfindlichkeitsfaktor 3,1

2 Schirme gemäß 50 3-4 Beispiel 1

BaPbSO;, (mittlere 30

Empfindlichkeit) Empfindlichkeitsfaktor-des

Schirms 5,8

BaPbSOh(geringe 8o 1-2 Empfindlichkeit, hohes Detail) .Empfindlichkeitsfaktor des Schirms 0,6

BaPbSOh(mittlere 10-20 Empfindlichkeit), Empfindlichkeitsfaktor des
Schirms 5,8 i

Schirm gemäß 10-20 Beispkel 1
Empfindlichkeitsfaktor 5,1

Die Bewertungsziffern 1-2 sind annehmbar, währerfd 3-4 als unannehmbar gilt.

handelsüblicher zweiseitig beschichteter hochempfindlicher medizinischer Röntgenfilm

dto.

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Dieses Beispiel veranschaulicht, daß die spezielle Kombination von Schirm und Film gemäß der Erfindung erforderlich ist, um die besten Ergebnisse bei der niedrigsten Strahlenbelastung des Patienten zu erzielen. Empfindlichere, körnigere Filme (z.B. handelsüblicher hochempfindlicher medizinischer Röntgenfilm) führen nicht zu guten Ergebnissen. Schirme mit höheren oder niedrigeren Empfindlichkeitsfaktoren führen ebenfalls zu einem schlechten Bild, während viele schirmfrei-e Systeme die zehnfache Belichtung erfordern und für die Schnellverarbeitung in Maschinen ungeeignet sind.

Beispiel 3

Dieses Beispiel veranschaulicht die Berechnung des Empfindlichkeitsfaktors für die Film-Schirm-Kombinationen gemäß der Erfindung. Eir. Filmblatt gemäß der Erfindung wiTd in einem Abstand von etwa 102 cm von einer geeigneten Röntgenstrahlenquelle angeordnet, die beispielsweise mit 40 kV (Scheitelwert) und 200 mA Röhrenstrom durch ein i,5 mm-Aluminiumfliter betrieben wird. Abgestufte Belichtungen werden auf diesem Film vorgenommen, wobei ein Bleischirm verwendet wird, um die Kassette, die den Film enthält, mit Ausnahme eines 1,9 cm breiten Streifens quer über die Kassette abzudecken. Dieser Bleischirm wird nach jeder Belichtung verschoben, um einen neuen, unbelichteten Streifen des Films der Strahlung auszusetzen. Wenigstens fünf Belichtungen werden vorgenommen, wobei die Belichtungszeit so verändert wird, daß die Gesamtbelichtungszeit beim ersten Streifen 0,8 Sek., beim zweiten Streifen 0,4 Sek., beim dritten Streifen 0,2 Sek., beim vierten Streifen 0,1 Sek. und beim fünften Streifen 0,05 Sek. beträgt, so daß sich eine Exposition von 16g, 8o, 40, 20 und 10 mAs ergibt. Der belichtete Film wurde in der oben '»asc^irlebenen Weise entwickelt, und die Dichten der verschiedenem Belichtungen, wurden sbge.lfcseii und &;:? Ia^ ^p.v-^I&i⁰ ',ifoerS^agen, - *i3&3i die

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2U9H9

Exposition als Abszisse und die Dichte als Ordinate aufgetragen wurde. Eine Kurve wurde durch diese Punkte gezogen und die'Belichtung, die notwendig ist, um einen D-Wert von 1,00 zu erhalten, von dieser Kurve abgelesen. In diesem Fall betrug sie 64 mAs. Diese Maßnahmen wurden mit einer zweiten Filmprobe, jedoch mit dem Schirm gemäß der Erfindung wiederholt. Der Röhrenstrom wurde auf 25 mA gedenkt, und die Belichtungszeiten betrugen 0,4, 0,2, 0,1, 0,05 und 0,025 Sek. Dies ergibt 10, 5, 2,5, 1,25 bzw. 0,625 mAs. Ein D-Wert von 1,00 wurde bei 8 mAs erreicht. Der Empfindlichkeitsfaktor wurde aus der folgenden Formel berechnet:

IQg₁₀E₂ - IQg₁₀E₁

0,301

worin E₂ - Belichtung, die erforderlich ist, um eine Filmdichte von 1,00 ohne Schirm = 64 mAs zu erhalten;

und -E₂ = Belichtung, die erforderlich ist, um eine Filmdichte von 1,00 mit Schirm - 8 mAs zu erhalten.

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Claims

2Α49.Ί49 Patentansprüche

1. Röntgenographisches Material mit einer Trägerfolie,

die mit einer einzelnen Silberhalogenid-Emulsions- ^; schicht und einer Lichthofschutzschicht versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Silberhalogenidemulsion eine durchschnittliche Korngröße des Silberhalogenids von 0,4 bis 1,2 um hat und mit einem: Röntgenverstärkungsschirm in Berührung ist und die Emulsionsschicht und der Schirm einen Empfindlichkeitsfaktor (speed factor) zwischen 2,5 und 4,5 haben.

2. Röntgenographisches Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsionsschicht und der Schirm in einer evakuierten Vakuumkassette in inniger Berührung gehalten werden. j

J>. Röntgenographisches Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material eine | ModulationsUbergangsfunktion von wenigstens 6?,5 bis i

2 Hz/mm hat. j

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