JP2008175806A - 放射線治療に使用するためのｘ線像形成カセット - Google Patents

Abstract

【課題】貯蔵燐光体プレートと厚い金属スクリーンで構成されるＸ線像形成カセットの軽量化。
【解決手段】カバー側及び管側を有するＸ線像形成カセットは、結合剤に貯蔵燐光体粒子と粉末の形で金属又は金属化合物粒子が分散されて充填された放射線像貯蔵燐光体プレートを内包する。貯蔵燐光体粒子と金属又は金属化合物粒子とは密接に接触される。
【選択図】なし

Description

本発明は放射線写真、特に腫瘍学又は放射線治療像形成のために有用な像貯蔵アセンブリ、及び放射線像記録及び再生方法に関する。

従来の医療診断像形成は患者をできるだけ少ないＸ線量に露光して患者の内部の解剖学的構造の像を得ることをうまく回避する。高速像形成スピードは像に従った露光のための一対の蛍光増感スクリーン間に両面被覆ハロゲン化銀放射線写真要素を装着することによって実現される。患者を通過する露光Ｘ線の低い百分率割合だけがハロゲン化銀乳剤層によって直接吸収され、それによって前記両面被覆放射線写真要素の被覆層の乳剤結晶内に潜像を形成する。像形成に関係するＸ線のほとんどは蛍光スクリーン内の燐光体粒子によって吸収され、かかる増感スクリーンによって即発された蛍光は放射線写真要素のハロゲン化銀乳剤層によって吸収されるようになる。医療診断目的のための構成、放射線写真要素の例はＥＰ−Ａ ０８９０８７３，０９３０５２７，１０４５２８２，１１０３８４９，１２１７４２８及びＵＳ−Ａ ４４２５４２５；４４２５４２６；４４１４３１０；４８０３１５０；４９００６５２；５２５２４４２；５９８９７９９；及び６４０３２７６によって与えられる。

工業用放射線写真検査のための放射線写真増感スクリーンは前記増感スクリーンのための変換体として銅、金、タンタル及び鉛酸化物並びに鉛箔を利用することが知られている。

放射線腫瘍学は高エネルギーＸ線を利用する癌の治療に関する放射線医学の分野である。この治療は強力高エネルギーＸ線機械（しばしば線形加速器）又はＣｏ−６０ユニットを利用して癌組織又は腫瘍に露光する“遠隔放射線療法”としても知られている。かかる治療の目的は周囲の健康な組織への損傷を最小にしながら癌を選択的に殺すことによって患者を治すことである。

かかる治療は一般に、４〜２５ＭＶの範囲の高エネルギーＸ線を使用して実施される。Ｘ線ビームは強度及びエネルギーについて極めて注意深く計画される。患者は患者中の健康な組織並びに癌組織の様々な組織を正確に探索するため従来の診断Ｘ線ユニット、ＣＴスキャナー、及び／又はＭＲＩスキャナーを使用して綿密に像形成される。治療ビーム及び患者の解剖学的構造の十分な知識は、与えるべき線量を決定する者がＸ線照射をどこにどのくらい長く向けるべきかを決定し、患者へ適用される放射線量を予測することを可能にする。

通常、これはいくらかの健康な組織を露光過度にする。この影響を低減するため、与えるべき線量を決定する者は治療装置の源又は“ポート”で鉛ブロッカーによって制御されるビームの形状を特定する。これは患者の体の部分の前で実質的に不透明なブロックとして効果的に作用し、健康な組織を損なう有害なＸ線を吸収する。

三つの別個のタイプの像形成が放射線腫瘍学で実施されている。第一のタイプの像形成は“シミュレーション”と称される。この方法では、患者は従来の診断Ｘ線ユニット、従来の放射線写真像形成フィルムシステム、貯蔵又は刺激性燐光体システム、又はデジタルシステムを使用して綿密に像形成される。加えて、ＣＴスキャナー及び／又はＭＲＩスキャナーは患者の解剖学的構造を正確に探索するために使用されてもよい。これらの方法は診断放射線写真に使用されるものと本質的に同じである。それらは低い放射線量で５０−１５０ｋＶの範囲のエネルギーを使用して実施される。これらの像は患者の解剖学的構造についての詳細な情報、及び他の体部分に対する癌の位置を与える。刺激像及び／又はＣＴ／ＭＲＩデータから、与えるべき線量を決定する者はＸ線照射での治療をどこにどのくらい長く向けるべきかを決定することができる。与えるべき線量を決定する者は患者に対するＸ線照射量を予測するためにコンピュータを使用する。これはいくらかの通常の組織の露光過度に導きうるので、与えるべき線量を決定する者は通常の健康な解剖学的構造をＸ線からブロックするために一つ以上の“ブロック”又は鉛シールドを導入するだろう。あるいは、必要なら、与えるべき線量を決定する者はいわゆるマルチリーフコリメータ（ＭＬＣ）のための位置を特定することによってビームを造形することができる。

治療放射線ビームが正確に照準され癌組織を効果的に殺していることを決定し、その証拠書類を提供するためには、二つの他のタイプの像形成が治療中に実施される。“ポータル放射線写真（ｐｏｒｔａｌ ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）”は一般に、放射線シールドの開口又はポートを通して行われるＭＶエネルギー範囲のかかる放射線治療を記載するために使用される用語である。第一のタイプのポータル像形成は“ローカライゼーション（ｌｏｃａｌｉｓａｔｉｏｎ）”又は“低線量ポータル（ｌｏｗ ｄｏｓｅ ｐｏｒｔａｌ）”像形成として知られ、そこではポータル放射線写真フィルムは、鉛シールドを除去して、次いで鉛シールドを適所に置いて患者を通過するＸ線に短く露光される。鉛シールドのない露光は目標とする特徴の近くの配向参照物として使用されることができる解剖学的特徴のぼんやりした像を与え、一方鉛シールドのある露光はポート領域の第二像に重ねられる。この方法は鉛シールドが患者の健康な組織に対して正確な位置にあることを確実にする。両露光は全治療線量の一部を使用して通常４５〜１５０モニターユニットの全線量から１〜４モニターユニットでなされ、患者は２０ＲＡＤ未満の放射線を受ける。もし患者と鉛シールドが互いに対して正確に位置されるなら、治療はポートを通って投入された殺傷量のＸ線を使用して実施される。患者は典型的には５０〜３００ＲＡＤを受け、１ＲＡＤは治療中の組織のグラムあたり１００ｅｒｇのエネルギー吸収に相当する。“ローカライゼーション”という用語は照射された対象物の周囲の解剖学的構造に対してポートを探索するために使用されるポータル像形成に関し、露光時間は１〜１０秒の範囲である。

第二のより一般的でない形の“ポータル放射線写真”は細胞殺傷露光の位置を検証するために“ベリフィケーション（ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ）”又は“高線量ポータル”像形成として知られる。この像形成の目的は十分な解剖学的情報を記録して細胞殺傷露光が目標とする組織と適切に整合されたことを確認することである。像形成フィルム／カセットアセンブリは治療の全期間中、患者の背後の適所に保持される。“ベリフィケーション”という用語は放射線治療中にポートを通して患者露光を記録するために使用されるポータル像形成に関する。典型的な露光時間は３０〜３００秒の範囲である。ベリフィケーションフィルムは鉛シールドが適所にあるので単一の視野だけを持ち、一般に数週間続くかもしれない治療期間中に間隔を置いて像形成される。ポータル放射線写真像形成フィルム、アセンブリ及び方法は例えばＵＳ−Ａ ５８７１８９２及び６０４２９８６に記載され、そこでは同じタイプの放射線写真要素はローカライゼーション及びポータル像形成の両方のために使用されることができる。

放射線写真燐光体パネルは燐光体層を含有することが知られ、そこでは前記燐光体は像に従った基準でＸ線に応答する結晶材料である。放射線写真燐光体パネルは即発パネル及び像貯蔵パネルのような燐光体のタイプに基づいて分類されることができる。ルミネセント増感スクリーンは最も一般的な即発パネルであり、一般に放射線写真ハロゲン化銀材料に像を与えるために露光で可視光を生成するために使用される。光刺激性燐光体スクリーンとも称される貯蔵燐光体パネルはＸ線潜像を貯蔵する能力を有する貯蔵燐光体を含み、貯蔵されたエネルギーはレーザビームでの刺激によって放出された放射線エネルギーとして後で自由になる。貯蔵燐光体はルミネセント増感スクリーンに使用される燐光体とは区別されることができる。なぜならば即発増感スクリーン燐光体は後での発光のために潜像を貯蔵できないからである。光はＸ線での照射ですぐに放出される。様々な貯蔵燐光体が例えばＥＰ−Ａ ０３６９０４９，０３９９６６２，０４９８９０８，０７５１２００，１１１３４５８，１１３７０１５，１１５８５４０，１３１６９６９及び１３１６９７０，並びにＵＳ−Ａ ４９５０９０７，５０６６８６４，５１８０６１０，５２８９５１２及び５８７４７４４に記載されている。

元来開発されているようなポータル像形成のための貯蔵燐光体システムは金属コンバータスクリーンを利用しなかった。しかしながら、これは例えばＷｉｌｅｎｚｉｎｋら著、Ｍｅｄ．Ｐｈｙｓ．，１４（３），１９８７，ｐｐ．３８９−３９２及びＤａｖｉｄら著、Ｍｅｄ．Ｐｈｙｓ．，１６（１），１９８９，ｐｐ．１３２−１３６のような幾つかの文献で指摘されているように像品質に悪影響する。この技術における続く教示は１ｍｍ厚の銅金属プレートが例えばＷｅｉｓｅｒら著、Ｍｅｄ．Ｐｈｙｓ．，１７（１），１９９０，ｐｐ．１２２−１２５及びＲｏｅｈｒｉｇら著、ＳＰＩＥ，１２３１，１９９０，ｐｐ．４９２−４９７に例示されているようにコントラスト及び像品質を増強することを提示する。すぐにその後、アルミニウム、銅、タンタル、及び鉛金属プレートはＢａｒｎｅａら著、Ｍｅｄ．Ｐｈｙｓ．，１８（３），１９９１，ｐｐ．４３２−４３８によって開示されるように貯蔵燐光体スクリーンで考慮された。この技術における従来の理解は貯蔵燐光体パネルであっても像品質を改良するために相対的に厚い金属スクリーンを要求することである。しかしながら、かかる像貯蔵アセンブリの重量はかなりのものであり、医療像形成分野の使用者に対して問題を作る。例えばアルミニウム／ポリプロピレン／アルミニウムのような軽量材料からなる前及び後パネルを与えられた軽量カセットが明らかに望まれる。像貯蔵アセンブリにおける金属スクリーンに対する必要性についての早期の教示以来、金属スクリーンの厚さは銅が使用されるとき１ｍｍ以上に設定され、鉛が使用されるとき０．６ｍｍに設定される。ＵＳ−Ａ ６４２８２０７に述べられているように、銅について約０．１〜０．７５ｍｍの厚さ及び鉛について約０．０５〜約０．４ｍｍの厚さが好ましく、より好ましくはその厚さは銅スクリーンに対して約０．１〜約０．６ｍｍであり、鉛スクリーンに対して約０．０５〜約０．３ｍｍである。但し、それまでは厚い金属スクリーンは特にポータル像形成のための露光過度を避けるために必要であると一貫して信じられていた。重い従来の像貯蔵アセンブリは実際、所望の高いコントラスト像を与えたが、所望の像形成特徴を与えるために使用される厚い金属スクリーンのため、それらは極めて重く、医療施設中の至るところに運ぶことは困難であり、しかも安全ではなかった。医療使用者は厚い金属プレートが所望の像形成特性のために必要であると信じていたのでこの欠点を許容したが、軽量カセットはより良好な処理を与えるだろう。

像コントラスト及び解像性のような所望の像特性に負荷を与えずに軽量カセットを提供するために、ＵＳ出願２００５／０２３４８５及びＥＰ−Ａ １５０４７９３に開示されているようなＸ線像形成カセットが開発され、そこでは前記カセットはカバー側及び管側を有し、それらの間に放射線像貯蔵燐光体プレートと金属箔を含み、フィルターシートとして作用する前記金属箔が０．１０〜０．６０ｍｍの範囲の厚さを有し、タングステンから構成される。その図１では放射線治療カセットのための相対的に複雑な層配置が概略的に与えられ、放射線がカセット上に衝突するＸ線像形成カセットの管側（１）で出発して、磁気シート（５）のための磁気対応品として除去できないシート箔、カセット管側（１）に取り付けられかつ除去できないスチール箔（２）、スチール箔（２）と接触し、かつ前記スチール箔（２）と貯蔵燐光体プレート（４）の間に挟まれた、６ＭＶで平衡を与えるための０．１０〜０．３０ｍｍのより好ましい厚さを有するタングステンフィルター箔（３）、カセット管側カバーと反対のカセットカバーの間の中央部分として除去可能なＸ線像貯蔵燐光体プレート（４）がある。さらに存在する層は、前記磁気シートとスチール箔の間でカセットを磁気的に閉鎖するための手段として作用する、除去できないがフレキシブルに移動可能に取り付けられた磁気シート（５）（前記ストリップは磁気シート（５）とカバー側の方向の次の層にわたる）、Ｘ線像貯蔵パネルを通過したＸ線を吸収する、除去できない鉛（又は鉛化合物）のシート（６）、及び除去できない鉛（又は鉛化合物）のシートと接触するカセットカバー（７）がある。

そこで適用される方法の欠点は変換体としての金属プレートと検出体としての貯蔵燐光体プレートの間の直接接触が難しい機械的努力を要求するということに関連する。さらに、シャープネスのために、解像度のために照射される対象との密接な接触を作るために変換体及び検出体の対のフレキシビリティが大きく認識されるだろう。

さらに、金属プレートの製造は高価であり、低い生産量である。高い原子番号の薄くて均一な金属プレートの製造はほとんど不可能である。なぜならば重すぎるカセットはＲＴＡ及びデジタイザの両方を扱うことが難しいからである。

金属プレートの重量の欠点を別として、別の欠点は重金属での環境汚染と関連する。それゆえ、環境と金属プレートの直接接触を避けることが推奨される。

商業的に入手可能なＣＲシステムを利用する放射線治療の放射線を監視することは高エネルギー放射線が二次放射線、特に二次電子に変換されることを要求するので、高いシャープネス（ＭＴＦ）を得るためには変換の位置の近くで二次放射線を検出することが重要であり、通常のアプローチは「変換体」として高い原子番号を有する化学元素をＣＲカセット中に一体化することである。特に、「検出体」として使用されるＣＲスクリーンが次いで変換体に圧縮されて高いシャープネスを得る、従来技術に適用されるカセットの患者側の金属箔のための好適な代替策として、「変換体」のＣＲ「検出体」への一体化、特に粉末変換体のＣＲ貯蔵燐光体検出体への一体化を実施することが見出された。

本発明によれば、放射線治療のための適用に使用するために特に好適なＸ線像形成カセットはカバー側及び管側を有し、前記カバー側と管側の間に、貯蔵燐光体粒子が結合剤に分散される層を含む放射線像貯蔵燐光体プレートを含み、それは「検出体」としての前記貯蔵燐光体粒子と混合した「変換体」としての金属又は金属化合物粒子のその層における存在によって特徴づけられる。粒子はクレームしたように、高エネルギー放射線、例えば放射線治療用途に対しては４ＭＶ〜５０ＭＶの範囲のエネルギーを吸収又は散乱することができるべきである。

重い金属箔の不存在のおかげで軽い重量を有する放射線治療用途のためのカセットを与えるために、そして危険性の低い環境影響を持つ、環境との直接接触の不存在の結果として、画像コントラスト及び解像度（シャープネス）のような所望の画像特性に負荷を与えずに、従来技術に記載された配置と比較して全体として単純化された層材料配置が考えられた。

解決策として、もし請求項１に述べたように貯蔵燐光体粒子と混合して結合剤に分散された粉末の形で金属又は金属化合物を（充填された）放射線像貯蔵燐光体スクリーンの燐光体層に含むなら、カバー側及び管側を有するＸ線像形成カセットは放射線治療用途に使用するために好適であることが有利に見出された。前述のこのような（充填された）貯蔵燐光体プレートもまたクレームされる。

本発明のさらなる利点及び具体例は以下の記載及び請求項から明らかになるだろう。

以下の記載において、放射線像貯蔵燐光体スクリーン、プレート又はパネルは今後、「燐光体プレート」と称する。

本発明によれば、Ｘ線像形成カセットはカバー側及び管側を有し、前記カバー側と管側の間に、貯蔵燐光体粒子が分散剤に分散される層を含む充填された放射線像貯蔵燐光体プレートを含み、それは高エネルギー放射線を吸収できる粒子の前記層における存在によって特徴づけられ、その粒子は前記貯蔵燐光体粒子と混合して分散されている。前記高エネルギー放射線を吸収できる粒子は金属又は金属化合物粒子である。前記貯蔵燐光体と前記金属又は金属化合物はともに、本発明によるカセットの充填された貯蔵燐光体プレートにおける前記結合剤中の粒子の形で存在する。

微細な金属及び／又は金属化合物「変換体」粒子及び貯蔵燐光体「検出体」粒子の両方が分散される本発明によるカセットのプレート中の貯蔵燐光体層は、結合剤及び貯蔵燐光体粒子に加えて、高エネルギー放射線を吸収できる粒子を含み、それによって紫外又は可視波長範囲の光を放出しないが、二次電子、二次Ｘ線、二次γ線又はそれらの組み合わせを放出する。前記粒子は本質的に、少なくとも一つの金属又は金属化合物を含み、前記金属はイリジウム、オスミウム、プラチナ、金、タングステン、タンタル、ハフニウム、タリウム、鉛、ビスマス、ルテチウム、ツリウム、エルビウム、ロジウム、パラジウム、ホルミウム、ジスプロシウム、テルビウム、銀、ガドリニウム、イッテルビウム、サマリウム、モリブデン、カドミウム、ネオジム、セリウム、プラセオジム、ニオブ、錫、インジウム、ランタン、アンチモン、ユウロピウム、テルル、ニッケル、銅、ジルコニウム、コバルト、亜鉛及び鉄からなる群から選択される。

本発明によるカセットにおける貯蔵燐光体プレートの好ましい実施態様は以下の通りである：
− 前記金属化合物粒子は酸化物、水酸化物、ハロゲン化物、スルファイド、炭化物、スルフェート、及び前記金属の幾つかからなる合金、前記化合物の幾つかの共沈物からなる群から選択される；
− 前記金属又は金属化合物粒子及び前記貯蔵燐光体粒子は少なくとも１０重量％の量で貯蔵燐光体層に存在する；
− 前記金属又は金属化合物粒子及び前記貯蔵燐光体粒子は少なくとも２体積％以上の貯蔵燐光体層中の充填比率を有する；
− 前記結合剤は有機ポリマー材料を含み、燐光体と金属又は金属化合物粒子の混合物対前記結合剤の重量比は１０：１〜１００：１の範囲である；
− 前記金属又は金属化合物粒子及び前記貯蔵燐光体粒子は等価体積直径として表示すると０．３μｍ〜２０μｍの範囲の平均サイズを有する；
− 前記層は５μｍ〜１０００μｍの範囲の厚さを有する；
− 前記貯蔵燐光体は、活性化剤としてランタノイド又はランタノイド化合物を有し、マトリックス化合物としてアルカリ金属、アルカリ土類金属、土類金属もしくは三価金属、又はそれらの組み合わせの少なくとも一つを有する燐光体であり、前記貯蔵燐光体は有利には、活性化剤としてユウロピウム又はユウロピウム化合物を有し、マトリックス化合物としてバリウムフッ化ハロゲン化物又はセシウムハロゲン化物（ハロゲン化物又は有利には臭化物である）を有する燐光体である。

さらに、本発明によれば、放射線像を貯蔵及び再現する方法は以下の工程を含む：
− Ｘ線像形成カセットに充填された放射線像貯蔵パネルを装着する；
− １ｋＶ〜５０ＭＶの範囲のエネルギーを有する放射線源によって前記カセットを照射にさらす、但し検査される対象は放射線源とカセットの間に位置され、放射線は最初に前記カセットの管側上に当る；
− 対象を透過した放射線、対象によって放出された放射線、又は対象によって散乱又は回折された放射線を放射線像貯蔵パネルによって捕獲し、貯蔵パネルの像貯蔵層上に潜像の形の適用された放射線のエネルギーを貯蔵する；
− 貯蔵燐光体パネルを取り出すことによってカセットを放電する；
− 可視又は赤外範囲の波長スペクトルの刺激光で像貯蔵層の側上で像貯蔵パネルを照射し、潜像の形の貯蔵層に貯蔵されたエネルギーが光の形で放出されるように貯蔵燐光体層において燐光体を励起する；
− 光収集手段によって貯蔵燐光体層から放出された光を収集する；
− 収集された光を一連の電気信号に変換する；
− 電気信号から潜像に相当する像を生成する。

本発明による好ましい実施態様では、方法は４ＭＶ〜５０ＭＶの範囲のエネルギーを有する放射線源によって前記カセットを照射にさらす工程を含む。

本発明による貯蔵燐光体プレートでは、放射線変換粒子は、放射線を吸収しかつ二次電子を放出することができる粒子であり、粒子はイリジウム、オスミウム、プラチナ、金、タングステン、タンタル、ハフニウム、タリウム、鉛、ビスマス、ルテチウム、ツリウム、エルビウム、ロジウム、パラジウム、ホルミウム、ジスプロシウム、テルビウム、銀、ガドリニウム、イッテルビウム、サマリウム、モリブデン、カドミウム、ネオジム、セリウム、プラセオジム、ニオブ、錫、インジウム、ランタン、アンチモン、ユウロピウム、テルル、ニッケル、銅、ジルコニウム、コバルト、亜鉛及び鉄からなる群から選択される少なくとも一つの金属を含む。

金属は金属元素、金属化合物又はそれらの混合物の形であってもよい。金属化合物の例は例えばタングステン酸化物−ＷＯ_３，ＷＯ_４ ^２−、モリブデン酸化物ＭｏＯ_２、タングステン炭化物ＷＣを含む。金属元素、金属化合物、及び前記金属元素と前記金属化合物の両方の混合物は４５ｗｔ％以上の量で金属を含むことが好ましい。

二次電子の放出に関して、大きい原子番号を有する金属が好ましい。特に好ましいのはタングステンである。従って、変換体粒子はタングステン金属、タングステン化合物（例えばＷＯ_３）又はそれらの混合物から作られることが好ましい。タングステン箔を作ることは難しく、従ってそれを作るには高いコストを生じるが、本発明のスクリーンは、前述の欠点を有するタングステン箔の代わりに粉末タングステンを使用するので、比較的低いコストで製造されることができる。

金属又は金属化合物変換体粒子は０．３μｍ〜２０μｍの範囲の平均サイズを有することが好ましい。もしサイズが２０μｍより大きいなら、生じた放射線像はしばしば不均一な濃度を有するので、解像度（即ち、シャープネス）が低下する。

貯蔵燐光体粒子自体は０．３μｍ〜２０μｍの範囲の平均サイズを有することが好ましい。

金属又は金属化合物粒子と一緒の貯蔵燐光体粒子対前記結合剤ポリマー材料の重量比は一般に、１０：１〜１００：１の範囲である。

結合剤は、貯蔵燐光体プレートに対して、特にカセットから取り出され、リーダイメージャで読み出され、再びカセット中に与えるときのフレキシビリティを与える有機ポリマー材料である。従って、貯蔵プレートの表面はさらに述べられるように耐スクラッチ性にすべきである。有機ポリマー材料の例は、ニトロセルロース、エチルセルロース、酢酸セルロース、ポリビニルブチラール、線状ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニリデン−塩化ビニルコポリマー、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、ポリアルキル（メタ）アクリレート、ポリカーボネート、ポリウレタン、酢酸セルロースブチレート、ポリビニルアルコール及び熱可塑性エラストマーの如き合成ポリマー；及び蛋白質（例えばゼラチン）、ポリサッカライド（例えばデキストラン）及びアラビアゴムの如き天然ポリマーを含む。これらのポリマーは架橋剤で架橋されてもよい。

プレートの貯蔵燐光体層における貯蔵燐光体粒子及び金属及び／又は金属化合物粒子の充填比率は５０ｖｏｌ％以上であり、より好ましくは７５ｖｏｌ％以上である。そこでは金属又は金属酸化物粒子と一緒の貯蔵燐光体粒子対結合剤の重量比は１０：１〜１００：１の範囲である。

貯蔵燐光体及び金属（化合物）変換体を充填された貯蔵燐光体層のプレートにおける厚さは放射線治療用途に適用される放射線の透過力に依存するが、一般に５μｍ〜３０００μｍ、より好ましくは５μｍ〜１０００μｍの範囲である。

前に示唆したように、可撓性貯蔵燐光体プレートはスクラッチ及び磨耗に対して保護されるべきであり、従って保護層の如き様々な補助層を持つことを要求する。前記保護層は充填された貯蔵燐光体層が支持体によって支持されるプレートに対してのみ一方の側で要求されるが、自己支持する充填された貯蔵燐光体プレートは前記プレートの両側での保護を要求する。

支持体は、もし存在するなら、５０μｍ〜３ｍｍの厚さを有する可撓性又は硬質シート又はフィルムである。支持体のための材料の例はポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン及びポリウレタンの如き樹脂、バリタ紙、樹脂被覆紙、普通紙、木、及び鉄及びアルミニウムの如き金属及び合金を含む。充填された貯蔵燐光体層が適用されるべきである支持体表面上に、下塗り層及び電気伝導性層の如き補助層を形成することができる。さらに、多くの微細な凹凸を前記支持体の表面上に形成することができる。硬質の支持体に対しては、エポキシ樹脂繊維及び炭素繊維が好ましい材料である。

支持体上に、貯蔵燐光体検出体粒子に加えて金属又は金属化合物変換体粒子を含む充填された貯蔵燐光体層が適用される。変換体及び検出体を好適な混合分散液で得るためには、検出体及び変換体粒子の混合物は結合剤とともに適切な有機溶媒に分散又は溶解されて被覆分散液を作る。一方の金属又は金属化合物変換体及び貯蔵燐光体検出体粒子と他方の結合剤の間の重量比は一般に、１０：１〜１００：１の範囲、より好ましい実施態様では１０：１〜５０：１の範囲にある。

溶媒の例は、低級脂肪族アルコール、塩素化炭化水素、ケトン、エステル、エーテル、及びそれらの混合物を含む。

被覆分散液は様々な添加剤、例えば分散剤、充填された層に存在する粒子と結合剤の間の結合能力を高めるための可塑剤、硬化剤、架橋剤及び所望により望ましくない着色から充填された層を防止するための青味剤を含有してもよい。かくして作られた被覆分散液は次いで、被覆手段を利用して支持体表面上に均一に広げられ、充填された燐光体層を形成するために乾燥される。

充填された貯蔵燐光体層の厚さは所望のプレートの特性、変換体粒子及び検出体粒子のそれぞれの特性、結合剤と検出体及び変換体粒子の間の混合比率の如き様々な条件に従って決定されるが、一般にかかる層は５〜１０００μｍの範囲、より好ましくは１０〜５００μｍの範囲の厚さを有する。ベリフィケーション（ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ）像形成の如き特別な用途では、高エネルギー露光レベルでの散乱効果のために高エネルギー放射線がシャープでない像を作るので、シャープネス自体はあまり重要でないが、この用途は典型的には低コントラストを有するので、像中のノイズが極めて重要であり、刺激光を吸収する代わりに放出光を吸収することが有利である。それによって、刺激光を大きな範囲で吸収する場合よりシャープネスはあまり影響されず、重要なノイズ知覚が明らかに減少される。他方、高い露光線量は不感受性のプレート又は極めて不感受性に設定されることができるリーダのいずれかを取得するので、プレートを不感受性にすることはより薄い燐光体層を被覆することによってなされるが、その場合において１００００ｍＰａｓ以下の粘度を有する被覆溶液のために使用される被覆技術は薄い均一な層を与えることができないので像の均一性は許容できない。優れた機械的特性を有する層を与えるためには、層中の燐光体粒子濃度を「希釈する」ことによって作られた厚い層を与えることが推奨される。従って、燐光体層において高い分子又は原子重量を有する染色、顔料又は粒子の使用、特に放出光を吸収する染料の使用は、なお良好な均一性を有する不感受性のプレートに導く。貯蔵燐光体粒子を全く持たないが、貯蔵燐光体粒子より高い比重を有する粒子がさらに推奨される。燐光体粒子サイズより大きくない粒子サイズ、即ち０．８未満、より好ましくは０．５未満の貯蔵燐光体粒子サイズの粒子に対する非刺激性の粒子サイズの比が推奨される。

かくして製造された層は層中の粒子の充填比がさらに増大されるように例えばカレンダー加工機によって圧縮されてもよい。特別な実施態様では、かかる層はカレンダー加工後に支持体から剥離されてもよく、特に自己支持充填層を作るために支持体と充填層の間の特に良好な接着性を得ないための手段がとられるときにそうされてもよい。

充填された層は単一層であってもよいが、もし望むなら二つ以上の下層を存在させてもよい。下層は粒子タイプ（検出体及び／又は変換体粒子）、粒子組成又は粒子サイズ、並びに検出体と変換体粒子のタイプの間及び粒子と結合剤の間の通常重量によって表される比率で異なりうる。検出体及び変換体粒子を充填された層は支持体と接触させて存在させるか、又は支持体と充填層の間に中間層を存在させてもよい。かかる中間層は別の支持体の上に、例えば仮支持体が剥離される前に形成されてもよく、次いで支持体又は別の、例えば接着剤を有する補助層上に固定されてもよい。別の実施態様では充填された層は例えば変換体粒子だけの補助層を上塗りされてもよく、又は二つの補助変換体充填層の間のサンドイッチ層として存在させてもよい。

第一のアプローチでは変換体材料と貯蔵媒体の間の比率は検出体表面上で一定である。しかしながら、局所的比率をモデル化することによって、供給者は関心のある特定の領域を与えることができる。貯蔵粒子は特定の用途に対して選択されてもよい。

別の適用としてＸ線装置の不均一性の補償は像形成プレートにおいて変換体粒子の専用プロファイルを与えることによって配置されてもよい。

関心の領域を例えば像形成プレートの中央に形成することもまた可能である。

さらなる実施態様では保護層は前に既に示唆したように充填されたプレートの良好な取り扱いを確保しかつ前記プレートの輸送時の劣化を避けるために与えられることが好ましい。好ましくは、保護層は化学劣化及び物理的損傷からスクリーンを保護するために化学的に安定で、物理的に強く、十分に高い耐湿性である。保護層は透明有機ポリマーが適切な溶媒で溶解される溶液で層を被覆することによって与えられてもよい。別の実施態様では、前もって作られた有機ポリマーフィルムは接着剤で適用されることができ又は無機もしくは有機化合物は予め補助層によって保護されるかどうかにかかわらず、充填された層上への蒸着又はスプレー被覆によって適用されてもよい。様々な添加剤を保護層に加えてもよい：その例は例えばパーフルオロオレフィン樹脂及びシリコーン樹脂のようなスリップ剤及び例えばポリイソシアネートのような架橋剤を含むが、それらに限定されない。保護層の厚さは一般に１μｍ〜２０μｍ、より好ましくは１〜１０μｍの範囲である。フルオロ樹脂層は汚れに対する抵抗性を与えるために保護層上に与えられてもよい。

本発明の充填された貯蔵燐光体プレートを利用するカセット及び放射線像形成法は以下においてさらに詳細に説明される。

放射線写真カセットは平坦な箱、本体及び蓋の形であってもよく、それらは蓋が開閉可能であるように部分的に組み合わされる。本体の底部上及び蓋の内側表面上に、充填された貯蔵燐光体プレートを固定又は設置してもよい。カセットの本体及び蓋はアルミニウム、ベークライト、非晶質炭素、炭素繊維補強材料の如き光を遮蔽するが高い放射線透過性の材料から作られてもよい。

放射線写真カセットは光を遮蔽するバッグタイプの放射線写真カセットの形であってもよく、その中にプレートが置かれてもよく、バッグの開放はバッグ中に光が到達することを防止するために折りたたまれることによって閉じられることが一般的である。カセットは前述の実施態様に制限されず、例えばもし必要なら、充填されたプレートとケーシング本体の間及びプレートと蓋の間に衝撃吸収材料を与えてもよい。

放射線治療用途では充填された貯蔵燐光体プレートは一般に、前述のようなカセットタイプの少なくとも一つに包まれる。放射線治療用途の方法では、カセットは処理される本体の部分の外部表面に平行な曲線を形成するために変形されてもよい。放射線は本体部分を通過し、カセット中に入って充填された貯蔵燐光体プレートに到達し、それによって部分的に吸収され、そこでは検出体（貯蔵燐光体）粒子はその放射線の一部並びに変換体（金属及び／又は金属化合物）粒子を吸収し、それは二次電子を放出し、それに対して隣接する検出体貯蔵燐光体粒子がさらに露光される。次いで貯蔵されたエネルギーはカセットから充填された貯蔵燐光体プレートを取り出した後にデジタイザで読み出される。

読み出し手順は光刺激性燐光体プレートの分野で良く知られており、読み出し及び消去手順を実施するための特別な装置は全く要求されない。本発明の放射線像形成方法は上述の実施態様のいずれにも限定されず、個々の用途によって様々な公知の実施態様を採用することができる。

プラスチック、ゴム又は黒い紙（それらに限定されない）の如き可撓性材料から作られた容器を有するカセットはさらに、貯蔵燐光体プレートとカセットの同時変形に対して有利である。用途によって、カセット上並びに充填された貯蔵燐光体プレート上に管側がどちらの側であるのかを知らせるための表示を存在させてもよい。かかる表示は特に包装された充填された貯蔵燐光体プレートに対して、（例えば用途を開始する前にカセットの外側で）見ることによって直接的に、又は機械的、電気機械的又は電子的検出によって間接的に検出されてもよい。

本発明はその好ましい実施態様と関連して以下に記載されるが、本発明をそれらの実施態様に限定することを意図しないことが理解されるだろう。

放射線治療のためのカセットは０．２ｍｍの厚さ（即ち、有効電子拡散長さ（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｌｅｎｇｔｈ））を有するタングステン箔を使用するので、そのＲＴ用途のための他の解決パラメータは以下の通りである：
− 代表的なスピードクラス：１００，
− 代表的なルート圧縮信号：３６００ＳＡＬ，
− ＩＰ感度：ＧＥＮＥＲＡＤ ＩＰ（汎用放射線写真像形成プレート）の１％，
− 代表的なビーム質＝６ＭｅＶ。

その対生成（「核の数」×「原子番号」^２×ｌｎ「エネルギー」に比例）が変換に優位な貢献を与え、変換された電子の全てがタングステン箔（有限の拡散長さを有する）から逃避すると仮定すると、「ガンマ光子」あたりの信号は任意単位（ａ．ｕ．）で算出されることができる。

この数字を利用し、ＣＲ燐光体を異なる材料と混合し、変換体混合物の等価な厚さを算出することは、かかる算出に対して幾つかのアプローチが必要であることを条件として以下の結果に導く。

まず、多くの変換された電子は本状況のようにＣＲ燐光体に到達し、変換体がＸ線源と検出体の間にないこと並びに拡散長さが無限でないことが問題を起こしうる。

さらに、混合物はレーザも刺激された光も弱くしない。

近似の精度は知られていないので、ゲインが両方向で調整されることができるように中間ＳＡＬ（走査平均レベル）及び中間ＳＣ（スピードクラス）をターゲットとすることが勧められる。

本製品中のタングステン箔がカセットの管側から散乱された電子をブロックすることが想定されている。第一のアプローチではこの放射線をブロックする手段は全く導入されなかった。

現実的な状況が上述の近似とどれくらい異なるかをチェックするために、規定された等価な厚さのタングステン粉末を含有する像プレートが作られた。

表１及び２では刺激及び実際のプレートに対して等価な厚さが述べられている。

本発明の特に有利な効果としてＣＲデジタイザを有する可撓性で容易に適用可能な放射線治療用途が提供される。コスト効果及び重量減少効果に加えて、より可撓性の新しい「スリット型」カセットにおける適用性は極めて評価される改良である。

かかるプレートは放射線治療のように超硬放射線が使用される可撓性ＣＲ用途に使用するために好適である。新しい「スリット型」カセットは新しいデジタイザＤＸ−Ｓ（登録商標）及びＣＲ３０（登録商標）（Ａｇｆａ−Ｇｅｖａｅｒｔ Ｍｏｒｔｓｅｌ、ベルギーからの商品）に付属している。

この新しいカセット生成は純粋な機械取り扱いのために開発され、従ってその狭い側にその充填開口及び蓋を有する。新しいカセットは硬い貯蔵プレート（ＤＸ−Ｓ）を使用してほとんど全ての方向で充填／取り出しを行うことができる。ＣＲ３０（登録商標）のような可撓性用途のため、それらのカセットはそれらを通常水平方向で充填するために引き出しを備えている。

しかしながら、これらの新しいカセットを用いると、本のように開くＣＲカセットで行われるように、変換体金属シートを像プレートに密着させる利点がなくなる。

密着条件を適切に満たすために新しいカセット設計で与えられる解決策はまだないので、これは正確に本発明を手近に開始する。

表１及び表２では、効果的な「処理」及び「刺激」（処理前）のそれぞれのために使用されるプレートは本発明例１〜本発明例４に示したようにそれらの異なる例で表され、タングステン箔を使用しかつ比較例として表１及び２に表された本状況と比較された。

５μｍ〜１０μｍの粒子を有する、酸化タングステンの粉末、８０．６重量％のＷＯ_３を含有するタングステン酸カルシウム、ガドリニウムオキシサルファイド及び粉末形態のタングステンをそれぞれ分散された形態で貯蔵燐光体と混合され、貯蔵燐光体パネル層において被覆された。

視覚による色に加えて、有効電子拡散長さ（ＥＥＤＬ）及び金属（酸化物）粉末に存在する元素の原子番号が与えられた。被覆された量から平方ｍあたりの分子の数が算出された。

スピードクラス（ＳＣ）「１００」、「２００」及び「３００」（表１参照）及びスピードクラス（ＳＣ）「５０」、「１００」、「１５０」及び「２００」（表２参照）；走査平均レベル（ＳＡＬ）「１８００」及び「３６００」及び像プレート感度（Ｓｅｎｓ_ＩＰ）「０．０１」（処理プレート表１）及びＳｅｎｓ_ＩＰ「１．１」（刺激プレート表２）（Ｇｅｎｒａｄ ＩＰに対する相対的な数字として表示）に対して、Ｘ線量あたりの信号（ａ．ｕ．＝任意単位）が以下の式から算出された（６ＭｅＶのエネルギーＥ−両表において「ビーム質Ｅ」参照）。

以下の表１及び２から、本発明による放射線治療のためのカセットに使用される燐光体パネルが公開された米国出願２００５／００２３４８５（それは参考としてここに組み入れられる）に記載された貯蔵燐光体パネルと組み合わせて使用されるタングステン箔に関してＸ線量あたりの同じ信号を与える能力を提供することが結論づけられる。

さらに、軽量カセットにおける全体として単純化された層材料配置における重金属箔の不存在のおかげで、低い危険性の環境の影響を有する、環境との直接接触の不存在の結果として、放射線治療用途における本発明の目的は十分に満たされ、像コントラスト及び解像度のような所望の像特性が考えられるように一層達成される。

本発明の好ましい実施態様を詳細に記載したが、添付の特許請求の範囲に規定された本発明の範囲を逸脱することなしで多数の変形がその中でなしうることが当業者に明らかであるだろう。

Claims (5)

1. カバー側及び管側を有するＸ線像形成カセットであって、前記カバー側と前記管側の間に、貯蔵燐光体粒子が結合剤に分散される層を含む放射線像貯蔵燐光体プレートを含むＸ線像形成カセットにおいて、高エネルギー放射線を吸収できる粒子が前記層に存在し、前記貯蔵燐光体粒子と混合されて分散されていることを特徴とするカセット。
2. 前記高エネルギー放射線を吸収できる粒子が金属又は金属化合物粒子であり、前記金属がイリジウム、オスミウム、プラチナ、金、タングステン、タンタル、ハフニウム、タリウム、鉛、ビスマス、ルテチウム、ツリウム、エルビウム、ロジウム、パラジウム、ホルミウム、ジスプロシウム、テルビウム、銀、ガドリニウム、イッテルビウム、サマリウム、モリブデン、カドミウム、ネオジム、セリウム、プラセオジム、ニオブ、錫、インジウム、ランタン、アンチモン、ユウロピウム、テルル、ニッケル、銅、ジルコニウム、コバルト、亜鉛及び鉄からなる群から選択される請求項１に記載のカセット。
3. 前記結合剤が有機ポリマー材料を含み、燐光体と金属又は金属化合物粒子の混合物対前記結合剤の重量比は１０：１〜１００：１の範囲である請求項１又は２に記載のカセット。
4. 前記貯蔵燐光体が、活性化剤としてランタノイド又はランタノイド化合物を有しかつマトリックス化合物としてアルカリ金属、アルカリ土類金属、土類金属もしくは三価金属、又はそれらの組み合わせの少なくとも一つを有する燐光体である請求項１〜３のいずれかに記載のカセット。
5. 貯蔵燐光体粒子が結合剤に分散される層を含む放射線像貯蔵燐光体プレートにおいて、高エネルギー放射線を吸収できる粒子が前記層に存在し、前記貯蔵燐光体粒子と混合されて分散されていることを特徴とする放射線像貯蔵燐光体プレート。