DE3304216A1 - Roentgenbild-speicherschirm - Google Patents

Description

• Röntgenbild-Speicherschirm Die Erfindung betrifft einen Röntgenbild-Speicherschirm nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Schirme werden etwa in Aufnahmegeräten zur Uberführung von Röntgenbildern in Fernsehbilder entsprechend einer Anordnung nach der US-PS 39 75 637 benutzt.
• In Speicherschichten, die thermolumineszentes Material enthalten, kann bekanntlich ein Röntgenbild gespeichert werden, indem im Speicherstoff Elektronen eingefangen und festgehalten werden. Zum Auslesen wird dann die Schicht zeilenweise mit einem Infrarotstrahl, etwa einem solchen eines Lasers, abgetastet. Dabei werden die eingefangenen Elektronen freigesetzt und emittieren Licht. Dieses kann dann in einem optischen Detektor, etwa einem Sekundärelektronenvervielfacher, in eine der Abtastung entsprechende Signalfolge umgesetzt werden. Diese Signalfolge kann dann in der beim Fernsehen üblichen Weise sichtbar gemacht werden.
• Zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens, d.h. zur Erzielung digital auslesbarer Speicherleuchtschirme, werden hochempfindliche infrarotstimulie rbare Röntgenleuchtstoffe benötigt. Die bekannten Leuchtstoffe dieser Art, etwa diejenigen, die in vorgenannter US-PS angegeben sind, d.h. insbesondere Alkali und Erdalkalihalogenide, Sulfate, Borate sowie Sulfide und Silikate, weisen aber für den Einsatz in der medizinischen Röntgendiagnostik zu geringe Infrarotstimulierbarkeit auf.
• Eine gewisse Verbesserung wurde mit aktivierten Bariumfluorohalogenid-Leuchtstoffen erreicht. Dabei weist aber das Bariumfluorohalogenid nach der EU-OS 00 21 174, das zusätzlich noch ein weiteres Erdalkali bzw. Zink oder Cadmium enthält und dessen Aktivator Europium ist, zu große Trägheit auf, d.h. die Abtastgeschwindigkeit ist zu gering.
• Das Bariumfluorohalogenid, welches mit Cer und einem metallischen Element der Gruppe Indium, Thallium, Gadolinium, Samarium oder Zirkonium aktiviert ist und welches in der US-PS 42 61 854 beschrieben ist, weist für eine Verwendbarkeit in der Röntgendiagnostik zu wenig Empfindlichkeit auf. Mit einem derartigen Speicherstoff ist die für eine Aufnahme, d,h. für die Einspeicherung eines Bildes, benötigte Zeit zu lange, so daß Bewegungsunschärfen bei medizinischdiagnostischen Aufnahmen in der Regel uiivermeidbar sind.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, für einen Röntgenbild-Speicherschirm der eingangs genannten Art einen sehr flinken und hochempfindlichen Speicherleuchtstoff anzugeben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst.
• Erst durch die erfindungsgemäße Einbringung von Haftstellen in einen mit Europium aktivierten Barium fluorohalogenid-Leuchtstoff wird ausreichende Flinkheit und Empfindlichkeit erreicht Die Haftstellen werden dabei durch die Einbringung dreiwertiger Donatorenelemente aus der fünften Hauptgruppe des Periodepsystems der Elemente in das Kristallgitter des aktivierten Bariumfluorohalogenids erreicht. Der obengenannte, mit Europium alleine aktivierte BariumflVoro- halogenid-Leuchtstoff weist demgegenüber keinerlei Stimulierungseffekte auf. Auch der zusätzliche Einbau von dreiwertigen Cerionen bewirkt nur eine mäßige Infrarotstimulierbarkeit. Erst die zusätzliche Verwendung dreiwertiger Wismut-, Antimon- oder Arsen-Kationen steigert die Ausleuchtausbeute. In der Reihe der Donatorenelemente weisen die Arsenkationen vor denjenigen des Antimons die stärkste Wirkung auf, während die Wismutkationen die schwächere Wirkung besitzen.
• Bei der Herstellung von aktiviertem BaFCl kann man z.B. von 0,1 Mol bis 0,9 Mol, insbesondere 0,4 Mol, Bariumchlorid ausgehen, das in einer Kugelmühle mit 0,1 Mol bis 0,9 Mol, insbesondere 0,6 Mol, Barium-.
• fluorid vermischt wird. Außerdem wird dabei eine 10 5 bis 10-3, insbesondere 10 4, g at Eu/Mol BaFCl betragende Menge eines Europiumsalzes, insbesondere EuCl3, beigefügt sowie zur Einbringung der erforderlichen Haftstellen 10-4 bis 10-2, insbesondere g at Arsen-, Antimon- und/oder Wismut-Kationen in Form von Chloriden der Mischung beigegeben wird. Nach gründlicher Durchmischung der Salze wird das Gemenge in einen Glühtiegel gebracht und 1 bis 3, insbesondere 2, Stunden auf 600 bis 900, insbesondere 800, °C erhitzt. Schließlich wird nach dem Abkühlen das Produkt zerkleinert und mit Wasser gewaschen und getrocknet.
• So wird bei Verwendung der oben als insbesondere genannten Anteile ein Leuchtstoff erhalten, der die in der Figur anhand von Meßergebnissen aufgezeichneten Eigenschaften aufweist.
• In der Figur ist in der Abszisse die Konzentration der Haftstellen und in der Ordinate die erreichbare Intensität des ausgeleuchteten Signals aufgetragen. Die Aufnahme der Meßwerte erfolgte an einem Schirm, dessen Aufnahmeschicht als Speicherstoff Bariumfluorochlorid enthält, welches mit 10 4 Mol Europium und der an der Abszisse angegebenen Konzentration an g at/Mol BaFCl als Haftstellendonator versehen ist. Die Speicherschicht ist auf einer Kunststoffolie aus Polyester aufgetragen und enthält neben dem Leuchtstoff 10 Gewichtsprozent Polyvinylbutyral als Bindemittel.
• Die Einspeicherung erfolgte mit 25 mr Röntgenstrahlen von 75 kV. Anschließend erfolgte die Stimulation, d.h.
• die Ausleuchtung, mittels eines Helium-Neon-Laserstrahls. Zur Aufnahme wurde ein Sekundärelektronenvervielfacher (SEV) verwendet, dessen USEV = 1000 V ist. Die am SEV abnehmbare Spannung wird auf einem in Volt geeichten Oszillographenschirm als Signalanzeige abgelesen. Der dabei ermittelte Wert stellt ein Maß für die Wirksamkeit des Speicherstoffes dar, yeil die am SEV erzielbare Spannung direkt von der Wirksamkeit des Speicherstoffes, d.h. von der ausleuchtbaren Helligkeit, abhängt.
• Bei der Verwendung von dreiwertigen Cerkationen wird nur eine geringe Wirksamkeit erhalten, die bei der Ablesung durch eine Ausbeute von 1 V angezeigt wird und bei der Verbindung der Meßpunkte 1 bis 3 von 10 41 10 und 10-2 Mol Ce3+ zu einer horizontalen Geraden 4 führt.
• Schon die Verwendung gleicher Mengen von Wismut ergibt.
• bei den Meßpunkten 5 bis 7 Je einen Wert von 10 V und ebenfalls eine zur Abszisse parallele Gerade, während die Benutzung von Antimon zu Werten zwischen 20 V bei 10-3 Mol Sb3+ und je 23 V bei 10 4 und 1 c2 Mol Sb3+ führt, die eine im Mittelwert zwischen den Punkten 9 bis 11 bei 22 V liegende Gerade 12.ergeben. Die B-nutzung von dreiwerten Arsenkationen zeigt außer einer weiteren Steigerung auf im Mittelwert der Meßpunkte 13 bis 15 von 31,6 V am mittleren Meßpunkt 14 bei Mol As3+ ein Optimum, so daß sich eine in ihrer Mitte nach oben gebogene Meßkurve 16 ergibt.
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Claims (2)

1. Patentansprüche Röntgenbild-Speicherschirm, dessen Speicherschicht ein mit Europium (Eu) aktiviertes Bariumfluorohalogenid (BaFX:Eu) enthält, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß in das mit Europium aktivierte Bariumfluorohalogenid Donatorenhaftstellen eingebaut sind, indem ihm dreiwertige Kationen aus der fünften Hauptgruppe- des Periodensystems der Elemente beigegeben sind, so daß ein Speicherstoff der allgemeinen Formel BaFX : Eu2+ y3+ erhalten wird, wobei X = wenigstens ein Halogen der Gruppe Chlor(Cl), Brom (Br),Jod (J) ist und Y = wenigstens ein Kation aus der Gruppe Arsen (As), Antimon (Sb), Wismut (Bi), dabei werden Konzentrationen von F = 0,1 bis 0,9, insbesondere 0,6, Mol und von X = 0,1 bis 0,9, insbesondere 0,4, Mol verwendet und eine Konzentration des Europiums von Eu = 10 -5 bis 10-³ 3 g at/Mol BaFX, insbesondere bei 10- 4 g at/Mol BaFX sowie eine Konzentration der Donatoren von Y = 10 -4 bis 10 2, insbesondere 10-³, g at/Mol BaFX.
2. 2. Verfahren zur Herstellung eines in einem Speicherschirm nach Anspruch 1 verwendbaren Speicherstoffes, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in einer Kugelmühle Bariumfluorid, Bariumhalogenid und Aktivator sowie Donator homogen vermischt werden, daß das Gemenge dann in einen Glühtiegel übergeführt und 1 bis 3, insbesondere 2, Stunden lang auf eine Temperatur von +600 bis +9000C, insbesondere +8000C, erhitzt wird, daß dann nach dem Abkühlen eine Zerkleinerung des Gluhgutes auf eine gewünschte Korngröße erfolgt, daß dann der Speicherstoff insbesondere mit Wasser gewaschen und schließlich getrocknet wird,