JP2006084267A - 放射線像変換パネル及び放射線像撮影方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 鮮鋭性を維持しながらコントラストに優れた放射線像変換パネル及びそれを用いた放射線像撮影方法を提供する。
【解決手段】 支持体上に、気相堆積法で形成された柱状結晶の輝尽性蛍光体を含有する輝尽性蛍光体層、保護層をこの順に積層した放射線像変換パネルを用いる放射線像撮影方法において、該柱状結晶の平均長さが１００〜１０００μｍであり、かつ撮影時の管電圧が５０ｋＶ以上であることを特徴とする放射線像撮影方法。
【選択図】 なし

Description

本発明は、輝尽性蛍光体を用いた放射線像変換パネル及びそれを用いた放射線像撮影方法に関し、詳しくはコントラストに優れた放射線像変換パネル及びそれを用いた放射線像撮影方法に関する。

Ｘ線画像のような放射線画像は、病気診断用等の分野で多く用いられている。このＸ線画像を得る方法としては、被写体を通過したＸ線を蛍光体層（蛍光スクリーン）に照射し、これにより可視光を生じさせた後、この可視光を通常の写真を撮るときと同様にして、ハロゲン化銀写真感光材料に照射し、次いで現像処理を施して可視銀画像を得る、いわゆる放射線写真方式が広く利用されている。

しかしながら、近年では、ハロゲン化銀塩を有する感光材料による画像形成方法に代わり、蛍光体層から直接画像を取り出す新たな方法が提案されている。

この方法としては、被写体を透過した放射線を蛍光体に吸収せしめ、しかる後この蛍光体を例えば光または熱エネルギーで励起することによりこの蛍光体が上記吸収により蓄積している放射線エネルギーを蛍光として放射せしめ、この蛍光を検出し画像化する方法がある。

具体的には、例えば、米国特許第３，８５９，５２７号及び特開昭５５−１２１４４号公報等に記載されているような輝尽性蛍光体（以下、単に蛍光体ともいう）を用いる放射線像変換方法が知られている。

この方法は、輝尽性蛍光体を含有する放射線像変換パネルを使用するもので、この放射線像変換パネルの輝尽性蛍光体層に被写体を透過した放射線を当てて、被写体各部の放射線透過密度に対応する放射線エネルギーを蓄積させて、その後、輝尽性蛍光体を可視光線、赤外線等の電磁波（励起光）で時系列的に励起することにより、輝尽性蛍光体中に蓄積されている放射線エネルギーを輝尽発光として放出させ、この光の強弱による信号を、例えば、光電変換して、電気信号を得て、この信号をハロゲン化銀写真感光材料等の記録材料、ＣＲＴ等の表示装置上に可視像として再生するものである。

上記の放射線画像の再生方法によれば、従来の放射線写真フィルムと増感紙との組合せによる放射線写真法と比較して、はるかに少ない被曝線量で、かつ情報量の豊富な放射線画像を得ることができるという利点を有している。

このように輝尽性蛍光体は、放射線を照射した後、励起光を照射すると輝尽発光を示す蛍光体であるが、実用的には、波長が４００〜９００ｎｍの範囲にある励起光によって、３００〜５００ｎｍの波長範囲の輝尽発光を示す蛍光体が一般的に利用される。

放射線像変換パネルは、支持体とその表面に設けられた輝尽性蛍光体層または自己支持性の輝尽性蛍光体層からなり、輝尽性蛍光体層は、通常、輝尽性蛍光体とこれを分散支持する結合剤からなるものと、蒸着法や焼結法によって形成される輝尽性蛍光体の凝集体のみから構成されるものがある。また、該凝集体の間隙に高分子物質が含浸されているものも知られている。さらに、輝尽性蛍光体層の支持体側とは反対側の表面には、通常、ポリマーフィルムや無機物の蒸着膜からなる保護層膜が設けられたりする。

放射線像記録再生方法における読み取り工程では一般に、放射線像変換パネルの一方の表面側から励起光を照射し、蛍光体粒子から発せられる輝尽光（輝尽発光光）を、その励起光照射側に備えた集光ガイドで取り出し、光電変換して読み取る方法が利用されている。しかし、輝尽性蛍光体粒子から発せられる輝尽光をできるだけ多く取り出したい場合、あるいは輝尽性蛍光体層内に形成された放射線エネルギーの蓄積像が該層内でその深さ方向でエネルギー強度分布が変化している時にそのエネルギー強度分布の変化を放射線画像情報として得たい場合等には、放射線像変換パネルの両側から輝尽光を集光する方法（両面集光読取方法）を利用することがある。この両面集光読取方法については、例えば特開昭５５−８７９７０号公報に記載がある。

放射線像変換パネルを使用した放射線像変換方式の優劣は、該パネルの輝尽性発光輝度（感度ともいう）及び得られる画像の鮮鋭性に大きく左右され、特に、これらの特性に対しては、用いる輝尽性蛍光体の特性が大きく影響を与えるとされている。

放射線像変換パネルの励起光の光源としては、一般に、ビーム収束性の高いレーザー光が用いられるが、ＰＥＴ等の高分子フィルムからなる保護層を介してレーザー光で走査された場合、保護層フィルム内部での励起レーザー光の散乱や、放射線像変換パネルの周縁部、あるいは放射線像変換パネルを支持するように設けられた支持板、さらには放射線像変換パネルを搬送し、読みとるように設けられた放射線画像読み取り装置における励起レーザー光の乱反射を生じることがある。その乱反射した励起光は、放射線像変換パネル面上を励起光を走査しながら順次照射し読み取りを行う際に、励起光を照射し輝尽発光を放出させた場所から離れた場所の輝尽性蛍光体面をも励起させ、輝尽発光を放出させるために、その結果として得られる画像の鮮鋭性及びコントラストの低下が起こるという問題点があった。

特に、ポリエチレンテレフタレートフィルムやポリエチレンナフタレートフィルム等の延伸加工されたフィルムは、透明性、バリア性、強さの面で保護層として優れた物性を有するにも関わらず屈折率が大であるために、保護フィルム内部に入射した励起光の一部がフィルムの上下の界面で繰り返し反射して走査された場所から離れた場所まで伝搬し、輝尽発光を放出させ鮮鋭性及びコントラストが低下する。また、保護層内部及び保護層の界面で伝搬した励起光は、放射線像変換パネル周縁部で反射及び散乱して輝尽発光を放出させ、鮮鋭性及びコントラストが低下する。さらに、保護層の上下の界面で蛍光体面と反対方向に反射された励起光も、光検出装置間や周辺部材で再反射して走査された場所からさらに遠く離れた場所の輝尽性蛍光体面を励起させ輝尽発光を放出させるため、さらに鮮鋭性及びコントラストが低下する。励起光は赤から赤外の長波長のコヒーレントな光であるために、積極的に散乱光や反射光を吸収しない限り、保護フィルム内部や読み取り装置内部の空間で吸収される量は少なく離れた場所まで伝搬し鮮鋭性及びコントラストを悪化する。

上述の鮮鋭性あるいはコントラストの悪化を防止するためには、保護フィルムを薄くし、保護フィルム内部での励起光の伝搬距離を短くする方法が考えられるが、その作用とは別に保護層の薄膜化による防湿性や耐傷性の低下が問題となる。鮮鋭性及びコントラストの向上に関しては、放射線像変換パネルの支持体、下引き層、蛍光体層、中間層、保護層のいずれかを励起光を吸収する色で着色する方法（例えば、特許文献１参照。）、蛍光体層と保護層間の接着剤層を着色する方法（例えば、特許文献２参照。）が示されているが、これらの方法により鮮鋭性及びコントラストを高めると上記の画像ムラや線状ノイズがより顕著になってくるという問題点がある。また、膜厚、充填率を制御することによって輝度と鮮鋭度を制御する方法（例えば、特許文献３参照。）があるが、この方法で撮影条件に適した画像のコントラストを得ることは難しい。

これらの鮮鋭性及びコントラストの悪化や画像ムラや線状ノイズがひどい場合は、病気診断用に使用される放射線像変換パネルにとっては致命的な欠陥となるため、早急な改良が要望されている。
特公昭５９−２３４００号公報 特開昭６０−２００２００号公報 特開２００２−２１４３９７号公報

本発明の目的は、鮮鋭性を維持しながらコントラストに優れた放射線像変換パネル及びそれを用いた放射線像撮影方法を提供することにある。

本発明の上記課題は、以下の構成により達成される。

（請求項１）
支持体上に、気相堆積法で形成された柱状結晶の輝尽性蛍光体を含有する輝尽性蛍光体層、保護層をこの順に積層した放射線像変換パネルを用いる放射線像撮影方法において、該柱状結晶の平均長さが１００〜１０００μｍであり、かつ撮影時の管電圧が５０ｋＶ以上であることを特徴とする放射線像撮影方法。

（請求項２）
前記柱状結晶の平均長さが２００〜７００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の放射線像撮影方法。

（請求項３）
前記柱状結晶の平均先端径が３〜２０μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線像撮影方法。

（請求項４）
支持体上に、気相堆積法で形成された柱状結晶の輝尽性蛍光体を含有する輝尽性蛍光体層、保護層をこの順に積層した放射線像変換パネルを用いる放射線像撮影方法において、該柱状結晶の平均長さが５０〜３００μｍであり、かつ撮影時の管電圧が５０ｋＶ未満であることを特徴とする放射線像撮影方法。

（請求項５）
前記柱状結晶の平均長さが２００〜３００μｍであることを特徴とする請求項４に記載の放射線像撮影方法。

（請求項６）
前記柱状結晶の平均先端径が０．５〜１０μｍであることを特徴とする請求項４または５に記載の放射線像撮影方法。

（請求項７）
請求項１〜６のいずれか１項に記載の放射線像撮影方法に用いられることを特徴とする放射線像変換パネル。

（請求項８）
前記輝尽性蛍光体が、下記一般式（１）で表されるハロゲン化アルカリを母体とする輝尽性蛍光体であり、かつ該輝尽性蛍光体層がＮａＸ″′（Ｘ″′はＦ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩからなる群から選ばれる少なくとも１種のハロゲンを表す）を５〜２５ｐｐｍ含有することを特徴とする請求項７に記載の放射線像変換パネル。

一般式（１）
Ｍ¹Ｘ・ａＭ²Ｘ′₂・ｂＭ³Ｘ″₃：ｅＡ
（式中、Ｍ¹はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属であり、Ｍ²はＭ¹以外のＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属であり、Ｍ³はＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕからなる群から選ばれる少なくとも１種の３価金属であり、Ｘ、Ｘ′及びＸ″は各々Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩからなる群から選ばれる少なくとも１種のハロゲンであり、Ａは、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｉｎ、Ｃｅ、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｈｏ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｅｒ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｓｍ及びＹからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属であり、また、ａ、ｂ、ｅはそれぞれ０≦ａ＜０．５、０≦ｂ＜０．５、０＜ｅ≦０．２の範囲の数値を表す。）
（請求項９）
前記一般式（１）で表される輝尽性蛍光体が下記一般式（２）で表される輝尽性蛍光体であることを特徴とする請求項８に記載の放射線像変換パネル。

一般式（２）
ＣｓＢｒ：ｙＥｕ
（式中、ｙは０＜ｙ≦０．２の範囲の数値を表す。）

本発明により、鮮鋭性を維持しながらコントラストに優れた放射線像変換パネル及びそれを用いた放射線像撮影方法を提供することができる。

一般に、輝尽性蛍光体を有する放射線像変換パネルを用いる放射線像撮影方法において、撮影時の管電圧を下げると、被写体が乳腺、間質組織、脂肪、血管、皮膚等Ｘ線吸収係数が近似している組織からなる場合であっても、Ｘ線は吸収されやすくなってＸ線の吸収差が大きくなるため、撮影された画像はコントラストが高く、診断性能を大幅に向上させることが可能となる。しかし、管電圧を下げると、被写体に吸収されるＸ線量が著しく増加するためディテクタ（輝尽性蛍光体）に到達するＸ線量が減り、効率的に情報を取り出すことができないために画像性能（鮮鋭性等）が低下する。特に管電圧３０ｋＶ以下では従来のディテクタでは診断ができない状態となることがあった。

本発明では上記問題点を解決すべく検討を行った結果、撮影時の管電圧と輝尽性蛍光体の形状（平均長さ及び先端径）で特定される放射線像変換パネルを最適に組み合わせることにより、鮮鋭性を維持しながらコントラストに優れた画像が得られることを見出した。

具体的には、支持体上に、気相堆積法で形成された柱状結晶の輝尽性蛍光体を含有する輝尽性蛍光体層、保護層をこの順に積層した放射線像変換パネルを用いる放射線像撮影方法において、該柱状結晶の平均長さが１００〜１０００μｍ、好ましくは２００〜７０００μｍ、または平均先端径が３〜２０μｍである放射線像変換パネルを、撮影時の管電圧が５０ｋＶ以上で撮影する放射線像撮影方法により、鮮鋭性を維持しながらコントラストに優れた放射線像撮影方法が得られることを見出した。

また、支持体上に、気相堆積法で形成された柱状結晶の輝尽性蛍光体を含有する輝尽性蛍光体層、保護層をこの順に積層した放射線像変換パネルを用いる放射線像撮影方法において、該柱状結晶の平均長さが５０〜３００μｍ、好ましくは２００〜３０００μｍ、または平均先端径が０．５〜１０μｍである放射線像変換パネルを、撮影時の管電圧が５０ｋＶ未満で撮影する放射線像撮影方法により、鮮鋭性を維持しながらコントラストに優れた放射線像撮影方法が得られることを見出した。

ここで、柱状結晶の平均長さとは、柱状結晶を支持体と垂直な面から観察したときの各柱状結晶の長さの平均値であり、任意に抽出した少なくとも１００個以上の柱状結晶を視野中に含む電子顕微鏡写真から計算する。柱状結晶の平均先端径とは、柱状結晶を輝尽性蛍光体層の表面から観察したときの各柱状結晶の大きさ（円形のときはその直径、円形でないときは同一面積の円に換算した直径）の平均値であり、任意に抽出した少なくとも１００個以上の柱状結晶を視野中に含む電子顕微鏡写真から計算する。

以下、本発明を詳細に説明する。

〔支持体〕
本発明の放射線像変換パネルに用いられる支持体としては、各種のガラス、高分子材料、金属等が用いられ、例えば石英、ホウ珪酸ガラス、化学的強化ガラス等の板ガラス、また、セルロースアセテートフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリアミドフィルム、ポリイミドフィルム、トリアセテートフィルム、ポリカーボネートフィルム等のプラスチックフィルム、アルミニウムシート、鉄シート、銅シート等の金属シートまたは該金属酸化物の被覆層を有する金属シートが挙げられる。中でもアルミニウムを主成分とする金属基板またはガラスが好ましい。これら支持体の表面は滑面であってもよいし、輝尽性蛍光体層との接着性を向上させる目的でマット面としてもよい。

また、本発明においては、支持体と輝尽性蛍光体層の接着性を向上させるために、必要に応じて支持体の表面に予め接着層を設けてもよい。これら支持体の厚みは用いる支持体の材質等によって異なるが、一般的には８０〜２０００μｍであり、取り扱い上の観点からさらに好ましいのは８０〜１０００μｍである。

〔輝尽性蛍光体〕
本発明に用いる輝尽性蛍光体は、気相堆積法により形成される柱状結晶であれば特に制限はないが、本発明では下記一般式（１）で表される輝尽性蛍光体が好ましい。

一般式（１）
Ｍ¹Ｘ・ａＭ²Ｘ′₂・ｂＭ³Ｘ″₃：ｅＡ
一般式（１）において、Ｍ¹はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属であり、Ｍ²はＭ¹以外のＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属であり、Ｍ³はＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕからなる群から選ばれる少なくとも１種の３価金属であり、Ｘ、Ｘ′及びＸ″は各々Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩからなる群から選ばれる少なくとも１種のハロゲンであり、Ａは、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｉｎ、Ｃｅ、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｈｏ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｅｒ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｓｍ及びＹからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属であり、また、ａ、ｂ、ｅはそれぞれ０≦ａ＜０．５、０≦ｂ＜０．５、０＜ｅ≦０．２の範囲の数値を表す。

前記一般式（１）においては、Ｍ¹がＫ、Ｒｂ及びＣｓからなる群から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属で、ＸがＢｒ及びＩから選ばれる少なくとも１種のハロゲンで、Ｍ³がＹ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ａｌ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｇａ及びＩｎからなる群から選ばれる少なくとも１種の３価金属であること、ｂが０≦ｂ≦１０^-2であること、ＡがＥｕ、Ｃｓ、Ｓｍ、Ｔｌ及びＮａからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属であることが好ましい。

さらに、輝尽性蛍光体が下記一般式（２）で表される輝尽性蛍光体であることが好ましい。

一般式（２）
ＣｓＢｒ：ｙＥｕ
一般式（２）において、ｙは０＜ｙ≦０．２の範囲の数値を表す。より好ましくは、ｙは１×１０^-7≦ｙ≦１×１０^-2である。

〔輝尽性蛍光体層の形成〕
はじめに、気相堆積法による輝尽性蛍光体層の形成について説明する。

輝尽性蛍光体を気相堆積させる方法としては蒸着法、スパッタ法及びＣＶＤ法等がある。

蒸着法は、支持体を気相堆積装置内に設置し、装置内を排気して一旦１．３３×１０^-4Ｐａ程度の真空とした後、調圧ガスを導入して気相堆積装置内の真空度を１．３３×１０^-2〜１．３３Ｐａ程度の真空とし、次いで、輝尽性蛍光体の少なくとも１つを抵抗加熱法、エレクトロンビーム法等の方法で加熱蒸発させて支持体表面に輝尽性蛍光体層を所望の厚みに堆積させる。この結果、結着剤を含有しない輝尽性蛍光体層が形成される。

スパッタ法は、前記蒸着法と同様に支持体をスパッタ装置内に設置した後、装置内を一旦排気して１．３３×１０^-4Ｐａ程度の真空度とし、次いでスパッタ用のガスとしてＡｒ、Ｎｅ等の不活性ガスを装置内に導入して１．３３×１０^-1Ｐａ程度のガス圧とする。次に、前記輝尽性蛍光体をターゲットとして、スパッタリングすることにより支持体表面に輝尽性蛍光体層を所望の厚さに堆積させる。

スパッタ法では、複数の輝尽性蛍光体原料をターゲットとして用い、これを同時または順次スパッタリングして、支持体上で目的とする輝尽性蛍光体層を形成するものであり、必要に応じてＯ₂、Ｈ₂等のガスを導入して反応性スパッタを行ってもよい。さらに、スパッタ法においては、スパッタ時必要に応じて被蒸着物を冷却または加熱してもよい。また、スパッタ終了後に輝尽性蛍光体層を加熱処理してもよい。

ＣＶＤ法は、目的とする輝尽性蛍光体または輝尽性蛍光体原料を含有する有機金属化合物を熱、高周波電力等のエネルギーで分解することにより、支持体上に結着剤を含有しない輝尽性蛍光体層を得るものであり、いずれも輝尽性蛍光体層を支持体の法線方向に対して特定の傾きをもって独立した細長い結晶に気相成長させることが可能である。

本発明においては、これら気相堆積法により輝尽性蛍光体層を形成するが、複数回に分けて輝尽性蛍光体層を形成することもできる。

本発明においては、気相堆積法として蒸着法が好ましく用いられる。以下、蒸着法による柱状結晶の輝尽性蛍光体層の形成について詳しく説明する。

蒸着法によって輝尽性蛍光体層を形成する方法としては、気相堆積装置内の真空度を１．３３×１０^-2〜１．３３Ｐａになるように調圧ガスを導入しながら、支持体上にある入射角で輝尽性蛍光体の蒸気または原料を供給し、結晶を気相成長（気相堆積法と呼ぶ）させる方法によって独立した細長い柱状結晶構造を有する輝尽性蛍光体層を得ることができる。

真空度を１．３３×１０^-2〜１．３３Ｐａになるようにする調圧ガスの流量は０．００１〜１０００ｓｃｃｍ（ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｃ／ｍｉｎ、１×１０^-6ｍ³／ｍｉｎ）であることがこのましい。調圧ガスの流量が１０００ｓｃｃｍを越えると、ガスの流れにより蒸気流が乱れ、蛍光体の成長に悪影響を与える。また、調圧ガスの流量が０．００１ｓｃｃｍ未満では付着性低下が発生する。

真空度の調整に用いる調圧ガスは窒素またはアルゴンが好ましい。

輝尽性蛍光体または輝尽性蛍光体原料の蒸気流を支持体面に対しある入射角をつけて供給する方法には、支持体を蒸発源を仕込んだ坩堝に対し互いに傾斜させる配置を取る、または、支持体と坩堝を互いに平行に設置し、蒸発源を仕込んだ坩堝の蒸発面からスリット等により斜め成分のみ支持体上に蒸着させるよう規制する等の方法を採ることができる。これらの場合において、支持体と坩堝との最短部の間隔は輝尽性蛍光体の平均飛程に合わせて概ね１０〜６０ｃｍに設置するのが好ましい。

これらの柱状結晶からなる輝尽性蛍光体層において変調伝達関数（ＭＴＦ）をよくするためには、柱状結晶の大きさ（柱状結晶を支持体と平行な面から観察したときの各柱状結晶の断面積の円換算した直径の平均値であり、少なくとも１００個以上の柱状結晶を視野中に含む顕微鏡写真から計算する）は０．１〜５０μｍ程度がよく、さらに好ましくは００．３〜３０μｍである。即ち、柱状結晶が０．１μｍより細い場合は、柱状結晶により輝尽励起光が散乱されるためにＭＴＦが低下し、柱状結晶が５０μｍを越える場合も輝尽励起光の指向性が低下し、ＭＴＦは低下する。なお、柱状結晶の大きさは、本発明でいう柱状結晶の平均先端半径とはやや異なる。

また各柱状結晶間の間隙の大きさは３０μｍ以下がよく、さらに好ましくは５μｍ以下である。即ち、間隙が３０μｍを越える場合は蛍光体層中の蛍光体の充填率が低くなり、感度が低下してしまう。

上記方法により形成した輝尽性蛍光体層の膜厚は、目的とする放射線像変換パネルの放射線に対する感度、輝尽性蛍光体の種類等によって異なるが、１０〜１０００μｍが好ましく、さらに好ましくは２０〜８００μｍである。なお、輝尽性蛍光体層の膜厚は、本発明でいう輝尽性蛍光体の柱状結晶の平均長さとは異なる。

また、上記気相堆積法を用いて輝尽性蛍光体層の作製時、蒸発源となる輝尽性蛍光体は、均一に溶解させるか、プレス、ホットプレスによって成形して坩堝に仕込まれる。この際、脱ガス処理を行うことが好ましい。蒸発源から輝尽性蛍光体を蒸発させる方法は電子銃により発した電子ビームの走査により行われるが、これ以外の方法で蒸発させることもできる。

また、蒸発源は必ずしも輝尽性蛍光体である必要はなく、輝尽性蛍光体原料を混和したものであってもよい。

また、賦活剤は母体（ｂａｓｉｃ ｓｕｂｓｔａｎｃｅ）に対して賦活剤（ａｃｔｉｂａｔｏｒ）を混合したものを蒸着してもよいし、母体のみを蒸着した後に賦活剤をドープしてもよい。例えば、母体であるＲｂＢｒのみを蒸着した後、賦活剤であるＴｌをドープしてもよい。即ち、結晶が独立しているため、膜が厚くとも充分にドープ可能であるし、結晶成長が起こりにくいので、ＭＴＦは低下しないからである。ドーピングは形成された蛍光体の母体層中にドーピング剤（賦活剤）を熱拡散、イオン注入法によって行うことができる。

また、柱状結晶間の間隙に結着剤等充填物を充填してもよく、輝尽性蛍光体層の補強となる。また高光吸収率の物質、高光反射率の物質等を充填してもよい。これにより前記補強効果をもたせるほか、輝尽性蛍光体層に入射した輝尽励起光の横方向への光拡散をほぼ完全に防止できる。

高光反射率の物質とは、輝尽励起光（５００〜９００ｎｍ、特に６００〜８００ｎｍ）に対する反射率の高いものをいい、例えばアルミニウム、マグネシウム、銀、インジウムその他の金属等、白色顔料及び緑色から赤色領域の色材を用いることができる。

白色顔料は輝尽発光も反射することができる。白色顔料として、ＴｉＯ₂（アナターゼ型、ルチル型）、ＭｇＯ、ＰｂＣＯ₃・Ｐｂ（ＯＨ）₂、ＢａＳＯ₄、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｍ（II）ＦＸ（但し、Ｍ（II）はＢａ、Ｓｒ及びＣａの中の少なくとも１種であり、ＸはＣｌ、及びＢｒのうちの少なくとも１種である。）、ＣａＣＯ₃、ＺｎＯ、Ｓｂ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂、リトポン（ＢａＳＯ₄・ＺｎＳ）、珪酸マグネシウム、塩基性珪硫酸鉛、塩基性燐酸鉛、珪酸アルミニウム等が挙げられる。これらの白色顔料は隠蔽力が強く、屈折率が大きいため、光を反射したり、屈折させることにより輝尽発光を容易に散乱し、得られる放射線像変換パネルの感度を顕著に向上させ得る。

また、高光吸収率の物質としては、例えば、カーボン、酸化クロム、酸化ニッケル、酸化鉄等及び青の色材が用いられる。このうちカーボンは輝尽発光も吸収する。

また、色材は、有機または無機系色材のいずれでもよい。有機系色材としては、ザボンファーストブルー３Ｇ（ヘキスト製）、エストロールブリルブルーＮ−３ＲＬ（住友化学製）、Ｄ＆ＣブルーＮｏ．１（ナショナルアニリン製）、スピリットブルー（保土谷化学製）、オイルブルーＮｏ．６０３（オリエント製）、キトンブルーＡ（チバガイギー製）、アイゼンカチロンブルーＧＬＨ（保土ヶ谷化学製）、レイクブルーＡＦＨ（協和産業製）、プリモシアニン６ＧＸ（稲畑産業製）、ブリルアシッドグリーン６ＢＨ（保土谷化学製）、シアンブルーＢＮＲＣＳ（東洋インク製）、ライオノイルブルーＳＬ（東洋インク製）等が用いられる。またカラーインデクスＮｏ．２４４１１、２３１６０、７４１８０、７４２００、２２８００、２３１５４、２３１５５、２４４０１、１４８３０、１５０５０、１５７６０、１５７０７、１７９４１、７４２２０、１３４２５、１３３６１、１３４２０、１１８３６、７４１４０、７４３８０、７４３５０、７４４６０等の有機系金属錯塩色材も挙げられる。無機系色材としては群青、コバルトブルー、セルリアンブルー、酸化クロム、ＴｉＯ₂−ＺｎＯ−Ｃｏ−ＮｉＯ系顔料が挙げられる。

〔保護層〕
本発明の放射線像変換パネルは輝尽性蛍光体層の上に保護層を有していてもよい。

保護層は、保護層用塗布液を輝尽性蛍光体層上に直接塗布して形成してもよいし、あらかじめ別途形成した保護層を輝尽性蛍光体層上に接着してもよい。あるいは別途形成した保護層上に輝尽性蛍光体層を形成する手順を取ってもよい。保護層の材料としては酢酸セルロース、ニトロセルロース、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ナイロン、ポリ四フッ化エチレン、ポリ三フッ化−塩化エチレン、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体等の通常の保護層用材料が用いられる。他に透明なガラス基板を保護層として用いることもできる。また、この保護層は蒸着法、スパッタリング法等により、ＳｉＣ、ＳｉＯ₂、ＳｉＮ、Ａｌ₂Ｏ₃等の無機物質を積層して形成してもよい。これらの保護層の層厚は一般的には０．１〜２０００μｍ程度が好ましい。

本発明の実施の形態を図をもって説明する。

図１は輝尽性蛍光体プレートの断面図である。１０は支持体、１１は輝尽性蛍光体層であり、柱状結晶を示している。なお、１２は柱状結晶間に形成された間隙を示している。

図２は支持体上に輝尽性蛍光体層を蒸着により形成する様子を示す図である。輝尽性蛍光体蒸気流Ｖを支持体面の法線方向に入射すると、支持体面の法線方向に垂直な柱状結晶が形成される。輝尽性蛍光体蒸気流Ｖの支持体面の法線方向に対する入射角度をθ₂とすると、形成される柱状結晶の支持体面の法線方向に対する角度はθ₁で表され、この角度で柱状結晶が形成される。本発明においては０≦θ₁、θ₂≦２０の垂直な柱状結晶が好ましい。

図３は、本発明の放射線像変換パネルの使用例を示す概略図である。

図３において２１は放射線発生装置、２２は被写体、２３は輝尽性蛍光体を含有する可視光ないし赤外光輝尽性蛍光体層を有する放射線像変換パネル、２４は放射線像変換パネル２３の放射線潜像を輝尽発光として放出させるための輝尽励起光源、２５は放射線像変換パネル２３より放出された輝尽発光を検出する光電変換装置、２６は光電変換装置２５で検出された光電変換信号を画像として再生する装置、２７は再生された画像を表示する装置、２８は光源２４からの反射光をカットし、放射線像変換パネル２３より放出された光のみを透過させるためのフィルタである。

本発明では、５０ｋＶ以上の管電圧で撮影する場合には、柱状結晶の平均長さが１００〜１０００μｍまたは平均先端径が３〜２０μｍである輝尽性蛍光体を含有する輝尽性蛍光体層を積層した放射線像変換パネルを用い、５０ｋＶ未満の管電圧で撮影する場合には、柱状結晶の平均長さが５０〜３００μｍまたは平均先端径が０．５〜１０μｍである輝尽性蛍光体を含有する輝尽性蛍光体層を積層した放射線像変換パネルを用いる。

なお、図３は被写体の放射線透過像を得る場合の例であるが、被写体２２自体が放射線を放射する場合には、放射線発生装置２１は特に必要ない。また、光電変換装置２５以降は放射線像変換パネル２３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、前記に限定されない。

輝尽励起光源２４としては、放射線像変換パネル２３に使用される輝尽性蛍光体の輝尽励起波長を含む光源が使用される。特にレーザ光を用いると光学系が簡単になり、また、輝尽励起光強度を大きくすることができるために輝尽発光効率を上げることができ、より好ましい結果が得られる。

レーザとしては、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、Ｈｅ−Ｃｄレーザ、Ａｒイオンレーザ、Ｋｒイオンレーザ、Ｎ₂レーザ、ＹＡＧレーザ及びその第２高調波、ルビーレーザ、半導体レーザ、各種の色素レーザ、銅蒸気レーザ等の金属蒸気レーザ等がある。通常はＨｅ−ＮｅレーザやＡｒイオンレーザのような連続発振のレーザが望ましいが、パネル１画素の走査時間とパルスを同期させればパルス発振のレーザを用いることもできる。また、フィルタ２８を用いずに特開昭５９−２２０４６号に示されるような、発光の遅延を利用して分離する方法によるときは、連続発振レーザを用いて変調するよりもパルス発振のレーザを用いる方が好ましい。

上記の各種レーザ光源の中でも、半導体レーザは小型で安価であり、しかも変調器が不要であるので特に好ましく用いられる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。

実施例
（放射線像変換パネルの作製）
厚さ０．５ｍｍ、５００ｍｍ角サイズのアルミニウム支持体、及び厚さ０．７ｍｍ、５００ｍｍ角サイズのアルミ板（住友軽金属製、Ａ１１００ ＸＬタイプ）上に耐熱両面テープで厚さ２ｍｍ、５００ｍｍ角サイズの炭素繊維強化樹脂板（東邦テナックス製、ＣＦＲＰ＃１６７Ａ、含侵樹脂硬化エポキシ樹脂）貼り付けたＣＦＲＰ支持体の表面に気相堆積装置（蒸着装置）を用いて輝尽性蛍光体（ＣｓＢｒ：０．００１Ｅｕ）を有する輝尽性蛍光体層を形成した。

蒸着にあたっては、支持体を気相堆積装置内に設置し、次いで、輝尽性蛍光体原料（ＣｓＢｒ：０．００１Ｅｕ）をプレス成形し水冷したルツボに入れ蒸着源とした。一旦、排気口にポンプを接続して気相堆積装置内を排気した後、ガス導入口からアルゴンガスを導入して、装置内の真空度を１．０×１０^-2Ｐａに維持し、支持体の表面温度を１００℃に保持し、蒸着源を加熱し、支持体の一方の面に、ＣｓＢｒ：０．０００１Ｅｕからなるアルカリハライド蛍光体を支持体表面の法線方向から、支持体と蒸発源の距離を６０ｃｍとして、アルミニウム製のスリットを用い、支持体を回転させながら蒸着を行なった。蒸着源の仕込み量と蒸着源の温度を制御して、輝尽性蛍光体の柱状結晶の平均長さと平均先端径を表１のように変えた。次いで、この蛍光体層を４００℃で加熱処理し、放射線像変換プレートを得た。

次に、下記構成のアルミナ蒸着ポリエチレンテレフタレート樹脂層を含む積層保護フィルムＡを作製した。

積層保護フィルムＡ：ＶＭＰＥＴ１２／／／ＶＭＰＥＴ１２／／／ＰＥＴ
積層保護フィルムＡにおいて、ＶＭＰＥＴは、アルミナ蒸着したポリエチレンテレフタレート（市販品：東洋メタライジング社製）を表し、ＰＥＴはポリエチレンテレフタレートを表す。また、上記「／／／」は、ドライラミネーション接着層における２液反応型のウレタン系接着剤層の厚みが３．０μｍであることを表し、各樹脂フィルムの後に表示した数字は、各フィルムの膜厚（μｍ）を表す。

上記の保護フィルムを２枚使って袋状にして、上記作製した放射線像変換プレートを減圧しながら包み、蛍光体層側の蛍光体周縁より外側にある領域で、支持体と積層保護フィルムＡを融着し、裏面の積層保護フィルムＡは除去して放射線像変換パネル１〜１０を得た。

得られた放射線像変換パネルについて、輝尽性蛍光体の柱状結晶の平均長さと平均先端径を下記方法で測定した。また、下記方法でコントラスト及び鮮鋭性を評価した。

（平均長さ）
蛍光体層の断面から輝尽性蛍光体の柱状結晶１００個を電子顕微鏡撮影し、その平均値を平均長さ（μｍ）とした。

（平均先端径）
蛍光体層の表面から輝尽性蛍光体の柱状結晶１００個を電子顕微鏡撮影し、柱状結晶１個の面積を同じ面積の円に換算したときの直径を先端径とし、その平均値を平均先端径（μｍ）とした。

（コントラスト）
各放射線像変換パネルを用いて、２８、８０、１２０ｋＶｐのＸ線を１０ｍＲ（被写体までの距離；１．５ｍ）照射してバンガーファントム（京都科学社製、凸型、１５ｃｍ×１５ｃｍ）を撮影した後、蛍光体層を有する面側から直径１００μｍφの半導体レーザ光（６９０ｎｍ、パネル上でのパワー４０ｍＷ）で走査して励起し、蛍光体層から放射される輝尽発光を光電子倍増管（浜松ホトニクス製、光電子倍増管Ｒ１３０５）を用いて受光して電気信号に変換し、これをアナログ／デジタル変換してハードディスクに記録し、ハードディスクに記録されているＸ線平面画像中の、バンガーファントムの支柱像の認識可能な数を測定した。

（鮮鋭性）
鮮鋭性については、変調伝達関数（ＭＴＦ）を求め評価した。

各放射線像変換パネルにＣＴＦチャートを貼りつけた後、２８、８０、１２０ｋＶｐのＸ線を１０ｍＲ（被写体までの距離；１．５ｍ）照射した後、蛍光体層を有する面側から半導体レーザ光（６９０ｎｍ、パネル上でのパワー４０ｍＷ）を照射して、直径１００μｍφの半導体レーザ光でＣＴＦチャートを走査し読み取って求めた。表１の値は、２．０ｌｐ／ｍｍにおける放射線像変換パネル１のＭＴＦ値を１００とし、各放射線像変換パネルについて相対値で求めたものである。

以上の測定及び評価結果を表１に示す。

表１より本発明の放射線像変換パネルは比較例に比べ、鮮鋭性を維持しながらコントラストに優れた放射線像が得られることが分かる。

輝尽性蛍光体プレートの断面図である。 支持体上に輝尽性蛍光体層を蒸着により形成する様子を示す図である。 本発明の放射線像変換パネルの使用例を示す概略図である。 蒸着型の気相堆積装置の概略図である。

符号の説明

１０ 支持体
１１ 輝尽性蛍光体層
１２ 柱状結晶間に形成された間隙
２１ 放射線発生装置
２２ 被写体
２３ 放射線像変換パネル
２４ 輝尽励起光源
２５ 光電変換装置
２６ 画像再生装置
２７ 画像表示装置
２８ フィルタ

Claims (9)

1. 支持体上に、気相堆積法で形成された柱状結晶の輝尽性蛍光体を含有する輝尽性蛍光体層、保護層をこの順に積層した放射線像変換パネルを用いる放射線像撮影方法において、該柱状結晶の平均長さが１００〜１０００μｍであり、かつ撮影時の管電圧が５０ｋＶ以上であることを特徴とする放射線像撮影方法。
2. 前記柱状結晶の平均長さが２００〜７００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の放射線像撮影方法。
3. 前記柱状結晶の平均先端径が３〜２０μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線像撮影方法。
4. 支持体上に、気相堆積法で形成された柱状結晶の輝尽性蛍光体を含有する輝尽性蛍光体層、保護層をこの順に積層した放射線像変換パネルを用いる放射線像撮影方法において、該柱状結晶の平均長さが５０〜３００μｍであり、かつ撮影時の管電圧が５０ｋＶ未満であることを特徴とする放射線像撮影方法。
5. 前記柱状結晶の平均長さが２００〜３００μｍであることを特徴とする請求項４に記載の放射線像撮影方法。
6. 前記柱状結晶の平均先端径が０．５〜１０μｍであることを特徴とする請求項４または５に記載の放射線像撮影方法。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の放射線像撮影方法に用いられることを特徴とする放射線像変換パネル。
8. 前記輝尽性蛍光体が、下記一般式（１）で表されるハロゲン化アルカリを母体とする輝尽性蛍光体であり、かつ該輝尽性蛍光体層がＮａＸ″′（Ｘ″′はＦ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩからなる群から選ばれる少なくとも１種のハロゲンを表す）を５〜２５ｐｐｍ含有することを特徴とする請求項７に記載の放射線像変換パネル。
   一般式（１）
   Ｍ¹Ｘ・ａＭ²Ｘ′₂・ｂＭ³Ｘ″₃：ｅＡ
   （式中、Ｍ¹はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属であり、Ｍ²はＭ¹以外のＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属であり、Ｍ³はＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕからなる群から選ばれる少なくとも１種の３価金属であり、Ｘ、Ｘ′及びＸ″は各々Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩからなる群から選ばれる少なくとも１種のハロゲンであり、Ａは、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｉｎ、Ｃｅ、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｈｏ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｅｒ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｓｍ及びＹからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属であり、また、ａ、ｂ、ｅはそれぞれ０≦ａ＜０．５、０≦ｂ＜０．５、０＜ｅ≦０．２の範囲の数値を表す。）
9. 前記一般式（１）で表される輝尽性蛍光体が下記一般式（２）で表される輝尽性蛍光体であることを特徴とする請求項８に記載の放射線像変換パネル。
   一般式（２）
   ＣｓＢｒ：ｙＥｕ
   （式中、ｙは０＜ｙ≦０．２の範囲の数値を表す。）

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