JPS5938278A - 放射線像変換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、放射線像変換方法、さらに詳しくは輝尽性螢
光体を利用した放射線像変換方法に関する。

従来放射線画像を得るために鋼基を使用した、いわゆる
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
１１Ｍ像を画像化する方法が望まれるようになった。

上記の放射線写真法にかわる方法として、被写体を透過
した放射線を螢光体に吸収せしめ、しかる後この螢光体
をある種のエネルギーで励起してとの螢光体が蓄積して
いる放射線エネルギーヲ螢光と１，７で放射せしめ、こ
の螢うＹ、を検出して画像化する方法が考えらす）てい
る。具体的な方法は螢光体として熱螢光性螢光体を用い
、励起エネルギーと１．て熱エネルギーを用いて放射線
像をり排する方法が提ｐ（’４されている（英国ｌｒ！
ｊ　＊ｒ第１，４６２゜７６９号および特開昭５１−２
９８８９号）。この変換方法は支持鉢土に熱螢光性螢光
体層を形成したパネルを用い、このパネルの熱螢光性螢
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、だ放射線エネルギーを蓄積さぜ、しがる
後この熱螢光性螢光体層を加熱することによって蓄積さ
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−）て画像を得るものである。しかし、な
からこの方法ｄ蓄積された放射線エネルギーを光の信号
に変える際に加熱するので、パネルが耐熱性を有し、熱
にょクー（変形、変質しないことが絶対的に必要であり
、従ってパネルを構成する熱螢光性螢光体層および支持
体の材て熱螢光性螢光体を用い、励起エネルギーとし１
熱エネルギーを用いる放射線像変換方法は応用面で大き
な難点がある。一方、励起エネルギーとして可視光ａ　
ｂ−よび赤外線の一方または両方を用いる放射線像変換
方法も例えば米国特許紀３　、８５９　。

５２７号、特開昭５５−１２１４２号、同５５−１２１
４３号、同５５−１２１４４号、同５５−１２１４５月
、同５５−８４３８９号、同５５−１６００７８号等の
記載により知られている。

これらの方法Ｃよ、前記のように蓄積された放射線エネ
ルギーを光の信号に変える際に加熱し々くてもよく、従
ってパネルは耐熱性を有する必要はないので、この点か
らより好ましい放射線像変換方法と言える〇 しかしながら上記刊行物に開示された方法に使用される
螢光体の中、例えばセリウムおよびサマ’Ｉウム付活硫
化ストロンチウム’Ｉｔ光体（ＳｒＳ　：Ｃｏ、Ｓｍ）
、ユーロピウムおよびサマリウム付活硫化ストロンチウ
ム螢光体（ＳｔＳ　：　Ｅｕ、　Ｓｍ　）、ユーロピウ
ムおよびサマリウド付活酸・硫化ランタン螢光体（Ｌａ
２０．Ｓ　：　Ｅｕ　、　Ｓｍ　）、マンガンおよび／
％ロゲン付活硫化亜鉛・カドミウム螢光体、（（ｚｎｔ
Ｃａ　）　Ｓ　：　Ｍｎ、　Ｘ、ととでＸけハロゲンで
ある〕、ユーロピウム付活アルミン酸バリウム螢光体、
アルカリ土類金属珪酸塩螢光体、希土類付活ランタン７
１１’ジハロゲン化物螢光体等はｇ度が著しく低いもの
であって、実用的な面から感度の向上が望まれていた。

また更に上記の方法シζ使用される螢光体のうち、銅お
よび鉛付活硫化亜鉛螢光体（ＺｎＳ　：　Ｃｕ　ＨＰ　
ｂ　）、ユーロピウム付活アルカリ土類弗化ハロゲン化
物螢光体、希土類付活アルカリ土類金夙弗化・・ロダン
化物系螢光体、希土類付活２価金ｊｆ４弗化ハロゲン化
螢光体等ケよ、蓄積された放射線エネルギーを螢光とし
て放出せしめるだめの励起光に対する応答速度が遅（・
ために螢光体に記録された画像の読取速度が著しく手延
くなる欠点ｋ＝　有　し、−こ　い　る　。

本発明の目的は、感度の著るし７〈筒い実用に供し得る
放射線像変換方法を提供することにあり、また本発明の
他の目的は、励起光に対する応答速度が速く、放射線画
像の読取速度の大きい放射線像変換方法を提供すること
にある。

本発明者等が神々検討を重ねだ結果、前記目的は、被写
体を透過した放射線を、下記一般式（１）、または（ｎ
）で示されるリン酸堪糸螢光体の少なくとも１つに吸収
せしめ、しかる後、この螢光体を５００　ｎｍ以上の可
視光および赤外線から選ばれる電磁波で励起［７て螢光
体が蓄積している数射糾工捨ルギーを螢光として放ＩＪ
ｉ−すしめ、この螢光を検出する放射線像変換方法によ
り達成し７得ることを見い出した。

一般式ＣＩ） ｘＭｓ　（ＰＯ４ｈ・ＮＸ、　：　ＭＡ一般式（ＩＩ） Ｍｓ　（ＰＯ４）２　　二　ｙＡ 式中、ＭおよびＮはそれぞれＭｇ、　Ｃａ、　Ｓｒ、　
Ｂａ。

ＺｎおよびＣｄの少なくとも１種、ＸはＦ、ＣＩ、Ｂｒ
およびＩの少々くとも１種、ＡはＫｕ　、　Ｔｂ　、　
Ｃｅ　、Ｔｍ。

Ｄｙ、　Ｐｒ、　Ｈｏ、　Ｎｄ、　Ｙｂ、　’Ｆｒｒ、
　８ｂ、　Ｔ７．　ＭｎおよびＳｎの少なくとも】１１
を着わす。またＸおよびｙは、０＜ｘ零６、Ｏ≦ｙ≦二
ｊになる条件を満な−す数字である。

本発明の放射線像変換方法は、被写体を透過シ、。

た放射線を上記一般式で示されるリン酸塩系螢光体の１
　ｉｆｆもしくは２種以上である螢光体に吸収せしめ、
しかる後この螢光体を５００ｎｍ以上の長波長５丁視光
線および赤外性の一方・まだは両方である電磁波で励起
して、この螢光体が蓄積１−でいる放射線エネルギーを
螢光として放出せしめ、この螢光を検出することを特徴
とする。

本発明の放射線像変換方法を第１図の該方法の概略図を
用いて具体的に説明する０、 第１図におい１１１は放射線発生装置、１２は被写体、
１３は前記一般式（１）またＶｉ（１１）で示される螢
光体を含有する可視ない（７赤外輝尽性螢光体層を有ノ
ーる放射線像変換パネル、１４は放射線像変換パネルの
放射線潜像を螢光として放射させるだめの励起源として
の光線、１５は放射線像変換パネルより放射された螢゛
光を検出する光電変換装置、１６け光電変換装置１５で
検出された光′直変換信号を画像として再生する装置、
１７は再生された画像を表示う゛る装−：、１８は光源
１４からの反射光をカットし、放射線像変換パネル１３
より放射された元のみを透過させるだめのフィルターで
あ・る。１５以降は１３がらの光情報を伺らかの形で１
１８１１像とし°η古生できるものであればよく、上記
に限定されるものではない。第１図に示されるように　
；ｉ：Ｉ：写体１２を放射線発生装置１１と放射線像俊
扶パネル１３の間に配置し、放射線を照射すると、ｌｉ
ｋ射ａは被写体１２の各部の放射線透過量の変化に従っ
て透過し、その透過像（すなわち放射線の強弱の像〕が
放射線（８４変換パネルｌ；（に入射する。この入射し
た透過像は放射線像変換パネル１３の螢光体層に吸収さ
れ、とれによって螢光体層中に一吸収した放射線量に比
例１〜だ数の電子またｔ、１正孔が発生し、とれが螢光
体のトラップレベルに蓄積される。すなわち放射線透過
像の蓄８［像（一種の潜像）が形成される。次にこの潜
像を光エネルギーで励起して如在化する。すなわち５０
０　ｎｍ以上の長波長可視光線および赤外線の一方また
は両方である電磁波を光源１４によって螢光体層に照射
してトラップレベルに蓄積された電子またはｉＥ孔を追
出し、蓄積像を螢光と［７て放射せｌ〜める。この放射
された螢光の強弱は蓄Ｉｆされた雷、子またけ正札の数
５すなわち放射線像変換パネル１３の螢光体層に吸収さ
）１だ放射線エネルギーの強弱に比例し−ｒおり、この
先輩゛号を例えば光重、子増倍管等の光電変換装置１５
で電気信号に変換し、画像再生装置１６によって画像と
して再生し、画＠素示装置ｆ１７によってこの画像を表
示する。

本発明の放射線Ｉ線変換方法におし・て用いられる放射
線１象変換パネル及び蓄積１歇を螢光として放射せしめ
るだめの励起光源について以下に詳細に説明する。

放射線１象震換パネルの構造は第２区１（ａ）に示され
るように支持体２１と、この支持体２１の片面上に形成
された螢光体層ｎよりなる。この螢光体層ｎは前記の一
般式で示されるリン＃ｉ凄糸螢光体に含まれる螢光体の
１神もしくは２神諜上からなることりｉ白うまでもない
。ここで使用される前記一般式で示されるリン酸基系螢
光体は放射線照射後、５００　ｎｍ以上の長波長可視光
線および赤外線の一方または両方である電磁波で励起す
ると強い輝尽発光を呈し、本発明の放射線像変換方法に
使用することができるが、特に付活剤の含有量が螢光体
の母体に対し、０〜１グラム原子である時、好壕しくは
ｌＱ　　−０，６グラム原子である時、輝尽強度は著る
しく強くなり、これらを放射線像変換パネルの螢光体層
とすることによって、特に効率のよい放射線照射後がで
きる。

次に放射線像変換パネルの製造法の一例を以下に示す。

先づ螢光体８重量部と硝化綿１重量部とを溶剤（アセト
ン、酢酸・エチルおよび酢酸・ブチルの混ｇ）ケ用いて
混合し、粘度がおよそ関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置いたポリエチレンテ
レフタレートフィルム（支持体）上に均一に塗布し、−
昼夜放置し自然乾燥することによって約３００μの螢光
体層を形成し、放射線照射後パネルとする。

支持体と１〜で例えば透明なガラス板やアルミニウムな
どの金楓］板等を用いても良い。

なオ・・、放射線像変換パネルは第２図（ｂ）に示され
るような２枚ε）ガラス板菊の透明な基板乙、別間に螢
光体を挾みこんで任意の厚さの螢光体層２２とし、その
周囲を密封した構造のものでイ、良い。

本発明の放射線像変換方法において上記の放射＃＃像変
換パネルの螢光体層を励起する光エネルギーの光源とし
７ては、５（１０ｎｍ以上好’ｉ　ｔ、　＜　Ｆ：Ｊ、
　１１　（１０ｎｍ以下の長波長可視領域および赤外領
域の一方または両方にバンドスペクトル分布をもった光
を放射する光源の他にＨｅ−Ｎｅレーザー光（６：Ｄ　
ｎｍ　）、ＹＡＧレーザー光（１（１６４ｎｍ　）、ル
ビーレーザー光（６９４ｎｍ　）、アルゴンレーザー、
半導体レーザー等の単一波長の光を放射する光源が使用
される。

特にレーザー光を用いる場合は高い励起工オルギーを得
ることができる。

第３図は、本発明に係わる放射線像変換パネルの輝尽励
起スペクトルを示す図である。

すなわち、本発明の方法による放射ｋＶ　Ｉ変換パネル
の螢光体層に用いらｈる３８　ｒｇ　（Ｐ　０４）２　
・ＣａＣ４：Ｅｕ螢光体に等電圧８０ＫＶ、のＸ線會照
射した後、波長の異なる光エネルギーを与えた時、放射
される螢光の強度変化を示すものである。

第３図から明らかなように、３８　ｒｇ　（ＰＯ４）２
・ＣａＣ／２　：　Ｅｕ螢光体の場合、励起可能な波長
範囲は５００　”−１１ｆ）Ｏｎｍ　（１）　ｉ氾ｆに
あり、特に５００〜９０（１ｎｍの範囲が最適励起波長
範囲である。従っ−ｃ、」ユ；記からも理解し得るよう
Ｖこ本発明の方法に用いられるｈ１１記リン酸塩系螢光
体の励起可能な波長範囲は、螢光体の組成によっても若
干異なるが、大体５００〜１１００　ｎｍの間しこあシ
、最適励起波長範囲は５００〜９００　ｎｍである。

本発明の方法において、螢光体層に蓄積された放射線エ
ネルギーを螢光として放出ぜＩ−めるための励起光稼と
しては５００　ｎｍ以上の長波長ＤＪ視光線および赤外
線の一方または両方が使用できるが、赤外線で放射され
る領域のトラップは浅く、退行性（フエ・−ディング）
現象が顕著で、従って情報の保存期間が短かく、実用上
は余り好ましくない。

例えＣ工画像を？ｎるにｌろ別７て見出されたｈ（射線
像変押１板の螢光体層を赤外線でスキャンニングして励
起し、放射される光を′ぽ、気的に処理する操作を取り
人７１．ることか度々性われるが、螢光体層の全面スキ
ャンニングにはある程度の時間がかかるため、同じ放射
梅漬が照射されていても始めの読出し値と最後の読出し
２値にずれが生じる恐れがある。

このような理由からも本発明の放射線像変換方エネルギ
ーの光、すなわちできるだけ短波長の光で励起が効率よ
く行われるものがより望］ｔし５いが、上記の如く本発
明に用いられる前記一般式で示されるリン１ソ塙系螢光
体は最適励起波長範囲が５００〜９００　ｎｍの可視お
よび近赤外光領域にあり、従ってフェーディングが少く
、螢光体層に藪棺された放射線＃像の査績保存ｈ１が７
４ｊいものである。

−まだ不発ψ」の方法にセいて光エネルギーで励起すＺ
・際、励起光の反射光と螢光体層から放射される３１ト
光とを分離する必要があることと螢光体層か・ら放射さ
れる螢光を受光する光電変換器は一般に６００　ｎｍ以
下の短波長の光エネルギーに対して感度が島くなるとい
う理由から、螢光体層から放射される螢光はできるだけ
短波長領域にスペクトル分布をもったものが望ましいが
、本発明の方法に用いられる螢光体はこの条件をも満た
すものである。

すなわち、本発明に用いられる前記リン酸塩系螢光体に
いずれも６００　ｎｍ以下に主ピークを有する発光を示
し、励起光との分離が容易でしかも受光器の分光感度と
よく一致するため、効率よく受光できる結果、受像系の
感度を高めることができる。

第４図に３Ｓｒ３（ＰＯ４）２　・Ｃａ（Ｊ、　：　Ｅ
ｕ螢光体に等電、圧８０ＫＶｐのＸ線を照射した後、こ
れをＨｅ　−Ｎ　ｅレーザー光で励起した時の発光スペ
クトルを一例として示す、 下記第１表は、本発明の放射線像変換方法の感度をＳ　
ｒ　Ｓ　：　Ｅｕ　ＨＳｍ螢光体、ＢａＯ−８＋０２　
：　Ｃｅ螢光体およびＬａ０Ｃ１：　Ｃｅ　、　Ｔｂ　
螢光体を用いた従来公知の放射線像変換方法の感度と比
較して示すものである。

表において感度は放射幻像変換板に管電圧８０ＫＶｐの
Ｘ線を照射した後、これをＨｅ−Ｎｏレーザー光で励起
し、その螢光体層から放射される螢光を受光器（分光路
＃Ｓ−Ｓの光継子増倍管）で受光し、た場合の発光強度
で表わし、だものであり、ＳｒＳ　：　Ｅｕ、　Ｓｍ螢
光体を用いた従来公知の方法の感度を１とじへ相対値で
示し−Ｃある一第１表 上記第１表から明らかなように不発明の放射線像変換方
法（ＮＯ４〜乏３）は従来公知の方法（Ｎ［１１〜３）
よりも著しく高感度である。

第５図は不発明の放射線像変換方法の応答速度に１ｈ′
」する図である。

すなわち、点線で示すような矩形波状に強度が変化する
Ｈｅ　　Ｎｅレーザ光を照射したときの本発明の放射線
像変換方法の応答速度をＢａＦＣｌ：　Ｅｕ螢光体を用
いた従来公知の応答速度と比較して示すものである。

第５図から明らかなように、本発明の放射線像変換方法
（Ｂ）は、従来公知の放射線像変換方法（Ａ）に比べて
著Ｉ〜く応答速度が速く、放射線画像の読取速度を大き
くすることが可能である。

以上詳細に説明したとおり、本発明の放射線像変換方法
は感度が著しく高く、かつ放射線画像の読取速度も大き
い改良された方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の放射４Ｊｊ’像変換方法の概略図、第
２図（、）および（ｂ）け１本発明の上記方法に用いら
れる放射６！像髪挨パネルの構造を示す断面図、第３図
ｔよ同上方法に月１いられる類光体の輝尽励起スペクト
ル図、第４図はｌａｊ上方法に用いられる螢光体σ）発
光スペクトル図、また８１４５図は同上方法の応＠速肌
を示す図である。 １】・・・放射線発生装備　１２・・・被写体１３・・
・放射線像変換パネル１４・・・光臨１５・・・九−１
変換装（ｆ１’、　　　ｌｂ・・・しｊ体杓生装什１１
７・・・画像表示装齢゛、１８・・・）・ｒルター２１
・・・支持体　　　　　２２・・・螢光体層おおよび冴
・・・透明支持体 代理人　　桑原寂美 ネ１１ａ ４ 尊２）」 （Ｑ）　　　　　Ｃｂ） 第３１囚 年４１え 悌ジ図 手続補正書 昭和５８年１１月１０日 特許庁長官基　杉　和　夫　殿 ■　事件の表示 昭和５７年特許願第　１４８２８５　　勺２　発明の名
称 放射線像変換方法 ３　補ｊＩｌをする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　東京都新宿区西新宿１丁目２６番２−１４ｊ
・名　称　（１２７１小西六写真工業株式会社代表取締
役　　川　　本　イ言　彦 ４代理人 〒１９１ 居　所　　東京都Ｂｌ）ｉｆさくら町１番地自　　　発 ６、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ７、補正の内容 （１）発明の詳細な説明な次の如く補正する。 １）第７頁第３行目の次に下記文章を挿入します。 「本発明に用いられるリン酸塩系螢光体について次に具
体例を列記するが、本発明はこれらによって限定される
ものでない。 １）Ｂａｇ　（ＰＯ４）１　ｍ　２ＢａＦＢｒ　：　Ｅ
ｕ’２）　Ｃａｂ　（ＰＯ４）１　：　Ｃ。 ３）　３Ｍｇ３　（ＰＯ４）１　ＩＩＭｇＦＢｒ　：　
Ｅｕ”４）　３Ｓｒｌ　（ｐｏ４）ｚ　”　ＣａＣ１＠
　＊　Ｅｕ５）　３Ｃ＠ｓ　（ＰＯ４）！　　拳　Ｃａ
Ｃｌ２　　：　Ｔｂ６）　３１ａ３　（ｐｏ、　）、　
＠　ＢａＦＩ　：　Ｉｉ！ｕ”７）３Ｃａ３　（ＰＯ４
）１　ｌＩＣ５ＦＢｒ：　Ｅｕ２８）　３５ｒ３　（ｐ
ｏ、　）ｔ　”　Ｃａ（Ｆ　、ｃｌ）ｔ　：　Ｅｕ９）
　３８ｒ、＠　（ｐｏ、　）、　＠　ＣａＣＡ’２　：
　Ｃｅ１０）２Ｂａｓ　（ＰＯ４）！　”　ＢａＦＢｒ
　：Ｉｅｕ＊　　　　　　　Ｊ２）明細書第１０頁第１
０行目と第１１行目の間に次の文章を挿入します。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）被写体を透過した放射線を、下記一般式（Ｉ）、
   または（１１）で示されるリン酸塩系螢光体の少な（、
   ＋−も１つに吸収せしめ、しかる後、この螢光体を５０
   ０　ｎｍ以上の可視光および赤外線から選ばれる電磁波
   で励起して螢光体が１１１ｉ積している放射線エネルギ
   ーを螢光として放出せしめ、この螢光を検出することを
   特徴とする放射線像変換方法。 一般式（Ｉ） ｘＭ、（ＰＯａ）ｔ　”　ＮＸｔ　：　ＹＡ−・般式（
   １１） ％式％：３ （式中、ＭおよびＮはそれぞれＭｇ、　Ｃ’ｓ　Ｓｒ＋
   Ｂｅ、ＺｎおよびＣｄの少なくとも１種、ＸはＦ。 Ｃ７，ＢｒおよびＩの少なくとも１種、ＡはＢｕ。 Ｔｂ、　Ｃｅ、　Ｔｍ、　Ｄ）’＋　Ｐｒ、　）（ｏ、
   　Ｎｄ、　Ｙｂ、　Ｅｒ、　Ｓｂ。 Ｔｌ、Ｍｎおよび８ｎの少なくとも１種を表わす。 またＸおよびｙは、Ｏ＜３［≦６．０≦ｙ≦１なる条件
   を満たす数字である。） （２１１！Ｌ磁波の波長が１１００　ｎｍ以下であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１　％　、ｉｔ；載の
   放射線像変換方法。 （３）電磁波がレーザー光であることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の放射線像変換方法。