JPH0550719B2

JPH0550719B2 -

Info

Publication number: JPH0550719B2
Application number: JP58133768A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takeuchi; Hisanori Tsuchino; Koji Amitani; Manami Tejima; Fumio Shimada
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1983-07-22
Filing date: 1983-07-22
Publication date: 1993-07-29
Also published as: JPS6035300A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、放射線画像システムにおける画像変
換方法に関し、さらに詳しくは、輝尽性蛍光体材
料（以下単に『蛍光体』という）を用いて、これ
に放射線画像を記録し、次いでこれに励起光を照
射してこの放射線画像を読み出して画像を再生す
る放射線画像システムにおける、放射線画像変換
方法に関するものである。

［発明の背景］従来、放射線画像を得るために銀塩を使用し
た、いゆる放射線写真が利用されているが、近
年、特に地球規模における銀資源の枯渇等の問題
から、銀塩を使用しないで放射線画像を画像化す
る方法が望まれるようになつている。

このような放射線写真法の１例として、被写体
を透過した放射線を蛍光体に吸収、蓄積させ、し
かる後この蛍光体をある種のエネルギーで励起し
て、この蛍光体が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、この蛍光を検出して画
像化する方法が考えられている。

具体的な方法として、例えば、米国特許
3859527号および特開昭55−12144号には、蛍光体
として輝尽性蛍光体を用い、励起エネルギーとし
て可視光線および赤外線から選ばれる電磁放射線
を用いる放射線像変換方法が提唱されている。

この変換方法は、支持体上に輝尽性蛍光体層を
形成したパネルを用い、このパネルの輝尽性蛍光
体層に被写体を透過した放射線を吸収させて、放
射線の強弱に対応した放射線エネルギーを蓄積さ
せ、しかる後この輝尽性蛍光体層を輝尽励起光で
走査することによつて、蓄積された放射線エネル
ギーを光の信号として取り出し、この光の強弱に
よつて画像を得るものである。この最終的な画像
は、ハードコピーとして再生してもよいし、
CRT等の受像管上に再生してもよい。

一方、物体を透過してくる放射線によつて物体
の内部を探査する、例えば診療用Ｘ線撮影のよう
な方法において、物質の放射線吸収係数の放射線
エネルギー依存性が物質によつて異なることを利
用して、その探査能力を向上させようにする試み
がなされてきた。

例えば、日医放会誌第12巻第１号 27ペー
ジに発表されているように、２枚の増感紙Ａ，Ｂ
を交換して使用し、ＡはＸ線により赤橙色に、Ｂ
は青緑色に発色するものを用い、それぞれ異なる
Ｘ線管球電圧と、異なるフイルターとを用い、１
枚のカラーフイルム上に２回のＸ線照射を行つて
撮影する方法がある。

また最近では、輝尽性蛍光体からなる放射線画
像変換パネルを用いた放射線画像変換方法におい
て、互いに異なるＸ線管球電圧で撮影した２枚の
画像を演算処理し、注目している物質のみを強調
して観測することが発表させている。

しかしながら、これらのような複数回のＸ線照
射を行う方法は、単に手数がかかるばかりでな
く、診療用の場には、患者の被爆線量を増大させ
るという問題があり、また、人体をはじめ動く物
体の撮影の場合には、複数回のＸ線照射の間に物
体の動きが大きな障害となつて、実用的でない。

このような欠点を取り除く試みとして、蛍光体
の組成と賦活剤の混合比を変えて、三原色が同時
に発色する特殊カラー増感紙とカラーフイルムを
用いて、Ｘ線撮影を行う方法が知られている。し
かし、この方法は、現像処理に多大な時間と労力
が必要でり、実用化されていない。

［発明が解決しようとする課題］本発明は、１回の放射線照射で被検体に関する
より多くの情報の得られる、輝尽性蛍光体よりな
る放射線画像変換パネルを用いた、放射線画像変
換方法を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］このような目的は、支持体の一方の面上に輝尽
性蛍光体を含有する層を有する放射線画像変換パ
ネルに、放射線画像を照射することによつて、前
記パネルに像様に蓄積された前記照射放射線のエ
ネルギーを、励起光で輝尽励起して輝尽光に変換
し画像を再生する放射線画像変換方法において、
輝尽発光スペクトルが異なる２種以上の輝尽性蛍
光体を含有する放射線画像変換パネルを使用し、
それぞれの前記輝尽性蛍光体から発生する輝尽光
を輝尽発光スペクトルの差に基づいて別々の画像
として読み出すことを特徴とする放射線画像変換
方法によつて達成され、特に２種以上の輝尽性蛍
光体が同一層に均一に混合されている放射線画像
変換パネルを使用したり、２種以上の輝尽性蛍光
体が異なる蛍光体層を構成していて、該蛍光体層
の放射線エネルギー依存性が異なる放射線画像変
換パネルを使用することでさらに効果を高めるこ
とができる。

［作用］本発明において、輝尽発光率の放射線エネルギ
ー依存性が異なることは、組成が異なる２種以上
の輝尽性蛍光体を用いることであつて、例えば、
レーザー光に対する輝尽発光スペクトルが異なる
ものであつたり、Ｘ線に対する感度が異なればよ
い。

場所的に放射線吸収効率の放射線エネルギー依
存性（放射線吸収スペクトル）が異なる被検体に
放射線を照射した場合、透過した放射線のつくる
画像は、その放射線エネルギーの硬軟によつて異
なつている。

例えば、高いエネルギーの放射線照射によつて
得られる放射線画像は、高いエネルギーの放射線
をより吸収しやすい物質を強調し、低いエネルギ
ーの放射線照射によつて得られる放射線画像は、
低いエネルギーの放射線をより吸収しやすい物質
を強調する。

従つて、被検体にいくつかのエネルギーを含む
ブロードな波長域の放射線を照射し、透過してく
る放射線画像を本発明の放射線画像変換方法に用
いる放射線画像変換パネルに入射すると、蓄積エ
ネルギーからなる放射線画像の潜像は、放射線画
像変換パネルを構成する輝尽性光効率の放射線エ
ネルギー依存性が互いに異なる蛍光体の組み合せ
方に応じ、複数の潜像を同時に１枚のパネル上に
得ることがでる。

このようにして得られた複数の潜像を分離して
検出し、複数の画像を再生するには、次のような
方法がある。

輝尽発光率の放射線エネルギー依存性が互いに
異なる蛍光体として、輝尽性発光スペクトルが互
いに異なる蛍光体を組み合せて使用し、輝尽発光
の検出に際し、この発光スペクトルの差を利用し
て分離する方法である（以下この方法とよぶ）。
この方法においては、複数の蛍光体が均一に混合
されているか、層状に構成されている。

［実施例］以下、本発明の図面により説明する。

第１図は、輝尽性蛍光体からなる放射線変換パ
ネルを用いた本発明の放射線画像変換方法の基本
的構成を示す図である。

第１図において、１１は放射線発生装置、１２
は被写体、１３は本発明の放射線画像変換パネ
ル、１４は放射線画像変換パネルの放射線潜像を
蛍光として放射させるための励起光源、１６は放
射線画像変換パネルより放射された光電を検出す
る光電変換装置、１７は光電変換装置１６で検出
された光電変換信号を画像として再生する画像再
生装置、１８は再生された画像を表示する画像表
示装置、１５は光源１４からの反射光をカツト
し、放射線画像変換パネル１３より放射線された
光のみを透過させるためのフイルターである。

光電変換装置１６〜画像表示装置１８までの部
材は、放射線画像変換パネル１３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、上記に限定させられるものではない。ま
た、光電変換装置１６が、光源１４からの反射光
によつてノイズとなる信号を生じなければ、フイ
ルター１５は必要なく、さらに光源１４からの反
射光をカツトするには、フイルター１５を用いず
に、特願昭57−124744号に示されている発光の遅
れを利用して分離する方法によつてもよい。

以上のような基本構成に対し、本発明の方法で
は、いくつかの追加、変更が必要である。まず、
この方法においては、通常、光電変換装置１６は
特定の波長領域の光のみに感度をもち、また、そ
れとは等しくない波長領域の光に感度をもつ別の
光電変換装置１６′（必要に応じ２個以上）を必
要とする。

あるいは、特定の波長領域の光のみに感度をも
つようにするため、特定の波長のみご透過するフ
イルターによつてもよく、また、その場合に異な
るフイルターをひとつの光電変換装置を使用し
て、フイルターを交互に切り換えて使用してもよ
い。

第１図に示されるように、被写体１２を、放射
線発生装置１１と放射線画像変換パネル１３の間
に配置して放射線を照射すると、放射線は被写体
１２の各部の放射線透過率の変化に従つて透過
し、その透過像（すなわち放射線の強弱のスペク
トルに応じた像）が放射線画像変換パネル１３に
入射する。

放射線発生装置１１で発生される放射線エネル
ギー分布があるが、またはいくつかのエネルギー
の放射線が含まれていると、透過像は、放射線の
エネルギーによつて一般に異なつている。

この入射した透過像は、放射線画像変換パネル
１３の蛍光体層に吸収され、これによつて蛍光体
層中に吸収した放射線量に比例した数の電子およ
び／または正孔が発生し、これが蛍光体のトラツ
プレベルに蓄積される。すなわち、放射線透過像
の蓄積像（潜像）が形成される。次に、この潜像
を励起光で励起して、輝尽発光として放射せし
め、顕在化する。

本発明において使用するパネル１３は、輝尽発
光効率の放射線エネルギー依存性が互いに異なる
２種以上の輝尽性蛍光体からなつており、パネル
１３に入射する透過像が放射線エネルギーによつ
て異なつているため、各輝尽性蛍光体に蓄積され
る潜像は、互いに異なつている。

この方法においては、互いに異なる潜像を蓄積
している蛍光体の発光スペクトルが互いに異なつ
ており、それぞれの発光スペクトル領域に高い感
度をもつ複数個の光電変換器１６，１６′…で電
気信号を変換すると、各潜像はそれぞれ、光電変
換器１６，１６′…の出力として得られる。

また、各潜像の再生は、必ずしも１度に同時に
行う必要はなく、例えば、光電変換器１６の波長
感度領域をフイルターで決定している場合には、
フイルターを交換してて複数回再生を行えば、各
潜像は１回目、２回目…の出力として得られる。

また、蛍光体の混合の割合を変えることによつ
て、各蛍光体の輝尽性発光強度の差を補正するこ
とができる。例えば、蛍光体Ｆと、これにより３
倍発光強度に高い蛍光体Ｇを用いる場合、蛍光体
Ｆを蛍光体Ｇの３倍量使用して見かけの強度を一
致させることができる。

本発明の放射線画像変換方法に用いられる輝尽
性蛍光体は、先に述べたように、放射線を照射し
たのち励起光を照射すると輝尽発光を示す蛍光体
であるが、実質的な面から、好ましくは500〜
800nmの励起光によつて輝尽発光を示す蛍光体で
ある。

本発明の放射線画像変換方法に用いられる輝尽
性蛍光体としては、例えば、特開昭48−80487号
記載のBaSO₄：Ax（ただしＡは、Dy，Tbおよび
Tmのうちの少なくとも１種であり、ｘは0.001≦
ｘ＜１モル％である。）で表わされる蛍光体。

特開昭48−80488号記載のMgSO₄：Ax（ただし
Ａは、HOおよびDyのうちの少なくとも１種であ
り、ｘは0.001≦ｘ＜１モル％である。）で表わさ
れる蛍光体。

特開昭48−8048合記載のSrSO₄：Ax（ただしＡ
は、Tm，TbおよびDyのうちの少なくとも１種
であり、ｘは0.001≦ｘ＜１モル％である。）で表
わされる蛍光体。

特開昭51−29889号記載のNa₂SO₄，NaSO₄お
よびBaSO₄等に、Mn，DyおよびTbのうちの少
なくとも１種を添加した蛍光体、特開昭52−
30487号記載のBeO，LiF，Mg₂SO₄およびCaF₂
等の蛍光体。

特開昭53−39277号記載のLi₂B₄O₇：CuAs等の
蛍光体、特開昭54−47883号記載のLi₂O・（B₂O₂）
ｘ：Cu（ただしｘは、２＜ｘ≦３）、および
Li₂O・（B₂O₂）ｘ：Cu，Ag（ただしｘは、２＜
ｘ≦３）等の蛍光体。

米国特許385927号記載のSrS：Ce，Sm，
SrS：Eu，Sm，La₂O₂S：Eu，Smおよび（Zn，
Cd）Ｓ：MnX（ただしＸはハロゲン）で表てさ
れる蛍光体。

特開昭55−12142号記載ZnS：Cu，P₆蛍光体、
一般式がBaO・xAl₂O₃：Eu（ただし0.8≦ｘ≦10）
で表わされるアルミン酸バリウム蛍光体、および
一般式ＭＯ・xSiO₂：Ａ（ただしＭはMg，
Ca，Sr，Zm，CdまたはBaであり、ＡはCe，
Tb，Eu，Tm，Pb，Tl，BiおよびMnのうちの
少なくとも１種であり、ｘは0.5≦ｘ≦2.5であ
る。）で表されるアルカリ土類金属珪酸塩系蛍光
体。

特開昭55.12143号記載の、一般式が（Ba_1-x-y、
Mg_xcCa_y）FX：eEu²⁺（ただしＸは、BrおよびCl
のうちの少なくとも１つであり、ｘ，ｙおよびｅ
は、それぞれ０＜ｘ＋ｙ≦0.6，xy≠０および
10^-6≦ｅ≦５×10^-2なる条件を満たす数である。）
で表わされるアルカリ土類フツ化ハロゲン化物蛍
光体。

特開昭55−12144号記載の、一般式がLnOX：
xA（ただしLnは、La，Ｙ，GdおよびLuのうちの
少なくとも１つを、Ｘは、Clおよび／またはBr
を、Ａは、CeおよびまたはTbを、ｘは、０＜ｘ
≦0.1を満足する数字を表わす。）で表わされる蛍
光体。

特開昭55−12145号記載の、一般式が（Ba_1-x
Ｍ_x）FX：_yＡ（ただしＭは、Ma，Ca，Sr，
ZnおよびCdのうちの少なくくとも１つを、Ｘは
Cl，Brおよびのうちの少なくとも１つを、Ａ
はEu，Tb，Ce，Tm，Dy，Pr，Ho，Nd，Yb
およびErのうちの少なくとも１つを、ｘおよび
ｙには、０≦ｘ≦0.6および０≦ｙ≦0.2なる条件
を満たす数字を表わす。）で表わされる蛍光体。

特開昭55−84389号記載の、一般式がBaFX，
xCe，yA（ただしＸは、Cl，Brおよびのうちの
少なくとも１つ、ＡはIm，Tl，Gd，Smおよび
Zrのうちの少なくとも１つであり、ｘおよびｙ
は、それぞれ０＜ｘ≦２×10^-1および０＜ｙ≦５
×10^-2である）で表わされる蛍光体。

特開昭55−1600078号記載の、一般式がＭ
FxxA：yLn（ただしＭは、Ba，Ca，Sr，Mg，
ZnおよびCdのうちの少なくとも１種Ａは、BeO，
MgO，CaO，SrO，BaO，ZnO，Al₂O₃，Y₂O₃，
La₂O₃，In₂O₃，SiO₂，TiO₂，ZrO₂，GeO₂，
SnO₂，Nb₂O₅，Ta₂O₅およびThO₂のうち少なく
とも１種、Lnは、Eu，Tb，Ce，Tm，Dy，Pr，
HO，Nd，Yb，Er，SmおよびGdのうちの少な
くとも１種、ＸはCl，BrおよびＩのうちの少な
くとも１であり、ｘおよびｙは、それぞれ５×
10^-2≦ｘ≦0.5および０＜ｙ≦0.2なる条件を満た
す数である。）で表わされる希土類元素付活２価
金属フルオロハライド蛍光体、一般式がZnS：
Ａ、CdS：Ａ、（Zn，Cd）Ｓ：Ａ、ZnS：Ａ，Ｘ
およびCdS：Ａ，Ｘ（ただしＡは、Cu，Ag，Au
またはMuであり、Ｘはハロゲンである。）で表
わされる蛍光体。

特願昭57−148285号記載の、一般式〔〕また
は〔〕一般式〔〕 x₃（PO₄）₂・NX₂：yA 一般式〔〕 M₂（PO₄）₂：yA （式中、ＭおよびＮは、それぞれMg，Ca，Sr，
Ba，ZnおよびCdのうちの少なくとも１種、Ｘ
は、Ｆ，Cl，Brおよびのうちの少なくとも１
種、ＡはEu，Tb，Ce，Tm，Dy，Dr，He，
Nd，Yb，Er，Sb，Tl，MnおよびSnのうちの少
なくとも１種を表わす。

また、ｘおよびｙは、０＜ｘ≦６、０≦ｙ≦１
なる条件を満たす数である。）で表わされる蛍光
体、および一般式〔〕または〔〕一般式〔〕 nReX₂・mAX′₂：xEu 一般式〔〕 ReX₃・mAX′₂：xEu・ySm （式中、ReはLa，Gd，Ｙ，Luのうちの少なく
とも１種、Ａは、アルカリ土類金属Ba，Sr，Cz
のうちの少なくとも１種、ＸおよびX′はＦ，Cl，
Brのうちの少なくとも１種を表わす。

また、ｘおよびｙは、１×10^-4＜ｘ＜３×
10^-1、１×10^-4＜ｙ＜１×10^-1なる条件を満たす
数字であり、ｎ／ｍは、１×10^-3＜ｎ／ｍ＜７×
10^-1なる条件を満たす。）て表わされる蛍光体等
が上げられる。なお、変の放射線画像変換方法に
用いられる蛍光体は、上述の蛍光体に限られるも
のではなく、放射線を照射したのち励起光を照射
した場合に輝尽発光を示すものであれば、いかな
る蛍光体であつてもよいことは言うまでもない。

使用する輝尽性蛍光体の平均粒子径は、通常、
放射線画像変換パネルの感度と粒状性を考慮し
て、平均粒子径0.1〜100μmの範囲において適宜
選択される。さらに好ましくは、平均粒子径が１
〜30μmのものが使用される。

本発明の放射線画像変換方法において、一般的
には、上述の輝尽性蛍光体は適当な結着剤中に分
散され、基板に塗布される。結着剤としては、例
えばゼラチンのような蛋白質、デキストランのよ
うなポリサツカライドまたはアラビアゴム、ポリ
ビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ニトロセル
ロース、エチルセルロース、塩化ビニリデン―塩
化ビニルコポリマー、ポリメチルメタクリレー
ト、塩化ビニル―酢酸ビニルコポリマー、ポリウ
レタン、セルロースアセテートブチレート、ポリ
ビニルアルコール等のような、通常、層形成に用
いられる結合剤が使用される。

一般に、結着剤は、輝尽性蛍光体１重量部に対
して0.01〜１重量部の範囲で使用される。しかし
ながら、得られる放射線画像変換パネルの感度と
鮮鋭度の点では、結合剤は少ないほうが好まし
く、塗布の容易さとの兼ね合いから0.03〜0.2重
量部の範囲がより好ましい。

さらに、本発明に用いられる放射線画像変換パ
ネルにおいては、一般に、蛍光体層の外部に露呈
する面（蛍光体層基板の底部で隠蔽されない面）
に、蛍光体層を物理的あるいは科学的に保護する
ための保護膜が設けられる。この保護膜は、保護
膜用塗布液を蛍光体層上に直接塗布して形成して
もよいし、あるいは予め別途形成された保護膜
を、蛍光体層上に接着してもよい。

保護膜の材料としては、ニトロセルロース、エ
チルセルロース、セルロースアセテート、ポリエ
ステル、ポリエチレンテレフタレート等のような
通常の保護膜用材料が用いられる。

なお、この保護膜は、輝尽蛍光光を透過し、ま
た、励起光の照射が保護膜側から行われる場合に
は、励起光を通過するものが選ばれる。

また、基板の材質には、特に制限はない。さら
に、この方法においては、異な蛍光体層を積層す
ることもできる。

輝尽性蛍光体の輝尽発生効率の放射線エネルギ
ー依存性は、蛍光体母体に含まれる元素によつて
主に決定されると考えられ、本発明に用いられる
２種以上の蛍光体は、母体を構成する元素の組成
が異なつていることが必要である。特にそのなか
では、原子番号の比較的大きい元素の組成が異な
つていることが好ましい。

この方法において、２種以上の蛍光体の主な発
光の極大は、互いの発光スペクトルの半値巾の和
の１／４以上、または5nmののどちらか大きいほ
うより選れていることが、蛍光体を分離するうえ
で好ましい。

次にこの方法に使用される放射線画像変換パネ
ル１３の製造法の一例を、以下に示す。

まず、蛍光体を混合し、ポリビニルブチラー
ル、ニトロセルロース等のバインダー溶剤溶液
（溶剤シクロヘキサン、アセトン、酢酸エチルお
よび酢酸ブチルの混液等）に混合し、粘度がおよ
そ50センチストークスの塗布液を調製する。次
に、この塗布液を、水平においてポリエチレンテ
レフタレートフイルム（支持体）上に均一に塗
布、一昼夜放置し、自然乾燥することによつて、
好ましくは300μm程度の厚みの蛍光体層を形成
し、蛍光体パネル１３とする。支持体としては、
プラスチツクフイルムの他に、例えば、透明なガ
ラス板やアルミニウムなどの金属板等を用いても
よい。

次に具体的な実施例を示し、本発明を説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。

実施例蛍光体パネルは3Ba₂（PO₄）₂・BaCl₂：Eu
（λmax450nm）と、Ca₃（PO₄）₂・CaCl₂：Ce
（λmax390nm）との、１：３の混合物からなる
蛍光体８重量部と、ポリビニルブチラール１重量
部を、溶剤（シクロヘキサン）を用いて分散さ
せ、これをポリエチレンテレフタレート基板上に
均一の塗布し、一昼夜放置し、自然乾燥すること
によつて、約300μmの蛍光体層を形成して作製し
た。

この蛍光体パネルに、管電圧150KVのＸ線10
ミリレントゲンを、銅とポリメチルメタクリレー
ト樹脂からなる被写体をとおして照射し、潜像を
形成した。

次に、この蛍光体ブレートをArレーザーで励
起して、潜像を続み出した。

このとき、輝尽発光をＳ―５の光電子増倍管と
450nmに透過域のある干渉フイルターの組み合
せ、350nmに透過域のある干渉フイルターの組み
合せで同時に測定した。

得られた２つの画像は画質の異なるものであつ
たが、さらにその一方を適当に増幅し、他方から
差し引くと、被写体のうち、銅が見えずポリメチ
ルメチクリレート樹脂の部分のみが見える画像が
得られた。

［発明の効果］本発明によれば、１回の放射線照射で、被検体
に関する多数の情報を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の放射線画像変換方法を説明
するための概略図である。１１…放射線発生装置、１２…被写体、１３…
放射線画像変換パネル、１４…励起光源、１６，
１６′…光電変換器。

Claims

【特許請求の範囲】１支持体の一方の面上に輝尽性蛍光体を含有す
る層を有する放射線画像変換パネルに、放射線画
像を照射することによつて、前記パネルに像様に
蓄積された前記照射放射線のエネルギーを、励起
光で輝尽励起して輝尽光に変換し画像を再生する
放射線画像変換方法において、輝尽発光スペクトルが異なる２種以上の輝尽性
蛍光体を含有する放射線画像変換パネルを使用
し、それぞれの前記輝尽性蛍光体から発生する輝
尽光を輝尽発光スペクトルの差に基づいて別々の
画像として読み出すことを特徴とする放射線画像
変換方法。２前記２種以上の輝尽性蛍光体が同一層に均一
に混合されている放射線画像変換パネルを使用す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
放射線画像変換方法。３前記２種以上の輝尽性蛍光体が異なる蛍光体
層を構成していて、該蛍光体層の放射線エネルギ
ー依存性が異なる放射線画像変換パネルを使用す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
放射線画像変換方法。