JPS6328954B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、放射線像変換方法に関するものであ
り、さらに詳しくは、二価ユーロピウム賦活弗化
ハロゲン化バリウム蛍光体を使用する放射線像変
換方法に関するものである。

従来技術の説明 従来より、放射線像を画像として得る方法とし
ては、銀塩感光材料からなる乳剤層を有する放射
線写真フイルムと増感紙（増感スクリーン）との
組合わせを用いる、いわゆる放射線写真法が利用
されている。上記の放射線写真法にかわる方法の
一つとして、たとえば、特開昭55−12145号公報
等に記載されているような輝尽性蛍光体を利用す
る放射線像変換方法が知られており、注目されて
いる。この方法は、被写体を透過した放射線、あ
るいは被検体から発せられた放射線を輝尽性蛍光
体に吸収させ、そののちにこの蛍光体を可視光
線、赤外線などの電磁波（励起光）により励起す
ることにより、蛍光体中に蓄積されている放射線
エネルギーを蛍光（輝尽発光）として放出させ、
この蛍光を光電的に読み取つて電気信号を得、こ
の電気信号を可視化するものである。

上記の放射線像変換方法によれば、従来の放射
線写真法を利用した場合に比較して、はるかに少
ない被曝線量で情報量の豊富なＸ線画像を得るこ
とができるという利点がある。従つて、この放射
線像変換方法は、特に医療診断を目的とするＸ線
撮影などの直接医療用放射線撮影において利用価
値が非常に高いものである。

放射線像変換方法に使用される輝尽性蛍光体と
しては、上記特開昭55−12145号公報には組成
式： （Ba_1-xM〓_x）FX：yA （） （ここにM〓はMg、Ca、Sr、ZnおよびCdのうち
の少なくとも１つを、ＸはCl、BrおよびＩのう
ちの少なくとも１つを、ＡはEu、Tb、Ce、Tm、
Dy、Pr、Ho、Nd、Yb及びErのうちの少なくと
も１つを、ｘ及びｙは、０≦ｘ≦0.6及び０≦ｙ
≦0.2なる条件を満たす数字を表わす。） で表わされるアルカリ土類金属弗化ハロゲン化物
系蛍光体が開示されている。

上記の組成式で表わされる輝尽性蛍光体のうち
で、二価のユーロピウムにより賦活された弗化臭
化バリウム蛍光体（BaFBr：Eu²⁺）は、従来よ
り390nm付近にピーク波長を有する蛍光（輝尽発
光）の輝度が高く、実用性の非常に高いものであ
ることが知られている。また、この蛍光体の輝尽
励起スペクトルは、600nm付近で発光強度が最大
となることが知られている。

輝尽性蛍光体を利用する放射線像変換方法は上
述のように非常に有利な画像形成方法であるが、
この方法においても人体の被曝線量を軽減させ、
あるいはのちの電気的処理を容易にさせる必要か
ら、その感度を更に向上させることが望まれる。
ただし、放射線の照射対象が特に人体である場合
には、感度の向上の程度は必ずしも飛躍的である
必要はなく、その程度が大幅でなくとも感度の実
質的な向上は、人体に与える影響を考えると大き
な意味があるといえる。従つて、放射線像変換方
法に使用される輝尽性蛍光体は、その輝尽発光輝
度が少しでも高いものであることが望まれる。

発明の目的 本発明者は、従来より知られている二価ユーロ
ピウム賦活弗化ハロゲン化バリウム蛍光体を使用
する放射線像変換方法において、特に、蛍光体の
母体構成成分であるハロゲンを弗素と、臭素およ
びミウ素の三種類の成分からなるようにした場合
にその輝尽発光の輝度が顕著に向上することを見
出し、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明は、二価ユーロピウム賦活弗
化ハロゲン化バリウム蛍光体を使用する放射線像
変換方法であつて、感度の向上した方法を提供す
ることをその目的とするものである。

また、本発明は、励起光として550〜850nmの
長波長領域の電磁波を用いることにより、従来の
二価ユーロピウム賦活弗化臭化バリウム蛍光体を
使用した場合よりも感度の向上した方法を提供す
ることもその目的とするものである。

発明の構成 上記の目的は、被写体を透過した、あるいは被
検体から発せられた放射線を下記の組成式（）
で表わされる輝尽性の二価ユーロピウム賦活弗化
ハロゲン化バリウム蛍光体に吸収させたのち、該
蛍光体に450〜900nmの波長領域の電磁波を照射
することにより、該蛍光体に蓄積されている放射
線エネルギーを輝尽光として放出させ、そしてこ
の輝尽光を検出することを特徴とする本発明の放
射線像変換方法により達成することができる。

BaF（Br_1-xI_x）：yEu²⁺ （） （ただし、ｘは１×10^-3≦ｘ＜1.0の範囲の数値
であり、ｙは０＜ｙ≦0.2の範囲の数値である） 発明の効果 本発明者の検討によれば、上記組成式（）で
表わされる二価ユーロピウム賦活弗化ハロゲン化
バリウム蛍光体、すなわち蛍光体の母体構成成分
であるハロゲンが弗素と、臭素およびミウ素の三
種類の成分からなる蛍光体は、その輝尽発光の輝
度が著しく向上することが判明した。従つて、こ
の輝尽性蛍光体を放射線像変換方法に使用するこ
とにより、その感度を顕著に向上させることがで
きる。

また、上記蛍光体は、その輝尽励起スペクトル
が従来の二価ユーロピウム賦活弗化臭化バリウム
蛍光体よりも長波長領域に延びており、特に
550nm以降の長波長の電磁波で励起したときにそ
の輝尽発光の輝度を高めることができることが判
明した。従つて、励起光源として小型で、かつ駆
動電力が小さい半導体レーザーを利用することが
でき、その結果として放射線像変換方法に用いら
れる装置自体を小型化することが可能となる。

発明の詳細な記述 上記のような感度の向上した本発明の放射線像
変換方法を、輝尽性蛍光体を放射線像変換パネル
に含有させた形態で使用する場合について、第１
図に示す概略図を用いて具体的に説明する。

第１図において、１１はＸ線などの放射線発生
装置、１２は被写体、１３は二価ユーロピウム賦
活弗化ハロゲン化バリウム蛍光体を含有する放射
線像変換パネル、１４は放射線像変換パネル１３
上の放射線エネルギーの蓄積像を蛍光として放射
させるための励起源としての光源、１５は放射線
像変換パネル１３より放射された蛍光を検出する
光電変換装置、１６は光電変換装置１５で検出さ
れた電気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する装置、そして１８は光
源１４からの反射光を透過させることなく放射線
像変換パネル１３より放射された蛍光のみを透過
させるためのフイルターである。

なお、第１図は被写体の放射線透過像を得る場
合の例を示しているが、被写体１２自体が放射線
を発するもの（本明細書においてはこれを被検体
という）である場合には、上記の放射線発生装置
１１は特に設置する必要はない。また、光電変換
装置１５、画像再生装置１６および画像表示装置
１７の一連の装置は、放射線像変換パネル１３か
ら蛍光として放射される画像情報を何らかの形で
視覚化して再生できる他の適当な装置に変えるこ
ともできる。

第１図に示されるように、被写体１２に放射線
発生装置１１からＸ線などの放射線を照射する
と、その放射線は被写体１２をその各部の放射線
透過率に比例して透過する。被写体１２を透過し
た放射線は、放射線像変換パネル１３に入射し、
その放射線の強弱に比例して放射線像変換パネル
１３の蛍光体層に吸収される。すなわち、放射線
像変換パネル１３上には放射線透過像に相当する
放射線エネルギーの蓄積像（一種の潜像）が形成
される。

次に、放射線像変換パネル１３に光源１４を用
いて450〜900nmの波長領域の電磁波を照射する
と、放射線像変換パネル１３上に形成された放射
線エネルギーの蓄積像は、蛍光として放射され
る。この放射される蛍光は、放射線像変換パネル
１３の蛍光体層に吸収された放射線エネルギーの
強弱に比例している。この蛍光の強弱で構成され
る画像情報を、たとえば、光電子増倍管などの光
電変換装置１５で電気信号に変換し、画像再生装
置１６によつて画像として再生し、画像表示装置
１７によつてこの画像を表示する。

例えば、放射線像変換パネル１３に蓄積された
放射線像の読取りは、光源１４より放射される電
磁波でパネル１３を走査し、この走査によつてパ
ネル１３より放射される蛍光を光電変換装置１５
で検出して時系列電気信号を得ることによつて行
なわれる。

本発明の放射線像変換方法において、被写体の
放射線透過像を得る場合に用いられる放射線とし
ては、上記蛍光体がこの放射線の照射を受けた
後、さらに上記電磁波で励起された時に輝尽発光
を示しうるものであればいかなる放射線であつて
もよく、たとえばＸ線、電子線、紫外線など一般
によく知られている放射線を用いることができ
る。また、被検体の放射線像を得る場合に直接に
被検体から発せられる放射線は、同様に上記蛍光
体に吸収されて輝尽発光のエネルギー源となるも
のであればいかなる放射線であつてもよく、その
例としてはγ線、α線、β線などの放射線を挙げ
ることができる。

上記のようにして被写体もしくは被検体からの
放射線を吸収した蛍光体を励起するための励起光
の光源としては、450〜900nmの波長領域にバン
ドスペクトル分布をもつ光を放射する光源のほか
に、Arイオンレーザー、He―Neレーザー、ル
ビー・レーザー、半導体レーザー、ガラス・レー
ザー、YAGレーザー、Krガスイオンレーザー、
色素レーザー等のレーザーおよび発光ダイオード
などの光源を使用することができる。これらのう
ちでレーザー光は、単位面積当りのエネルギー密
度の高いレーザービームを放射線像変換パネルに
照射することができるため、本発明において用い
る励起用光源として好ましい。それらのうちでそ
の安定性および出力などの点から、好ましいレー
ザー光はHe―Neレーザーである。また、半導体
レーザーは、小型であること、駆動電力が小さい
こと、直接変調が可能なのでレーザー出力の安定
化が簡単にできること、などの理由により励起用
光源として好ましい。

また、本発明の放射線像変換方法に用いられる
励起光の波長は、以下に述べるように感度の点か
らは、550〜850nmの波長領域にあるのが好まし
く、さらに好ましくは600〜800nmの波長領域で
ある。

次に、本発明の放射線像変換方法に用いられる
下記組成式（）を有する輝尽性蛍光体について
説明する。

BaF（Br_1-xI_x）：yEu²⁺ （） （ただし、ｘは１×10^-3≦ｘ＜1.0の範囲の数値
であり、ｙは０＜ｙ≦0.2の範囲の数値である） 上記組成式（）で表わされる二価ユーロピウ
ム賦活弗化ハロゲン化バリウム蛍光体は、Ｘ線な
どの放射線を照射したのち450〜900nmの波長領
域の電磁波で励起した時に、従来の二価ユーロピ
ウム賦活弗化臭化バリウム蛍光体（BaFBr：
Eu²⁺）と比較して、高輝度の蛍光（輝尽発光）
を示すものであり、そのピーク波長は上記組成式
（）におけるｘ値によつて異なるが約390〜
405nmである。

また、上記蛍光体にＸ線などの放射線を照射し
たのち波長の異なる電磁波で励起して得られる発
光のピーク波長における輝尽励起スペクトルは、
第２図に示すように、従来の二価ユーロピウム賦
活弗化臭化バリウム蛍光体のスペクトルよりも長
波長領域に延びている。

第２図は、蛍光体に80KVpのＸ線を照射した
のち450〜900nmの波長範囲の励起光で励起した
ときの、390nmの発光波長における輝尽励起スペ
クトルを示すグラフである。

１：BaF（Br_0.5I_0.5）：0.001Eu²⁺ 蛍光体の輝尽励起スペクトル ２：BaF（Br_0.75I_0.25） ：0.001Eu²⁺蛍光体の輝尽励起スペクトル ３：BaF（Br_0.95I_0.05） ：0.001Eu²⁺蛍光体の輝尽励起スペクトル ４：BaF（Br_0.05I_0.95） ：0.001Eu²⁺蛍光体の輝尽励起スペクトル ５：BaFBr：0.001Eu²⁺蛍光体の輝尽励起スペク
トル 第２図から明らかなように、従来の二価ユーロ
ピウム賦活弗化臭化バリウム蛍光体において、臭
素の少なくとも一部をヨウ素で置換することによ
り、その輝尽励起スペクトルは600nm以上の長波
長領域で発光輝度が高くなつている。従つて、本
発明に係る蛍光体は、従来のBaFBr：Eu²⁺蛍光
体よりも特に長波長の励起光で励起したときの発
光輝度が向上するものである。このことは、上記
蛍光体を使用する本発明の放射線像変換方法にお
いて励起光源として、前述のような諸特性を有す
る比較的長波長の半導体レーザーを好適に利用す
ることができることを意味し、従つて、本発明の
放射線像変換方法を放射線写真撮影などに適用す
るにあたり、用いる変換装置を小型化できるなど
実用上非常に価値があるものである。

さらに、本発明に用いられる蛍光体においては
ハロゲンを構成する三成分のうち、臭素とヨウ素
の組成比を変化させる（組成式（）において、
ヨウ素のグラム当量を表わすｘ値を上記の範囲内
で変化させる）ことにより、その輝尽励起スペク
トルの波長を移行させることができる。例えば、
ｘ値を大きくしてヨウ素の量を増加させるにつれ
て、上記蛍光体の輝尽発光輝度は約550nm以下の
短波長側において次第に低下し、一方600nm以上
の長波長側において増大する。従つて、この蛍光
体を使用する放射線像変換方法においては、臭素
とヨウ素の組成比（すなわち、ｘ値）を上記組成
式（）に示される範囲内で好適に変化させるこ
とにより、種々の波長を有する励起光との組合わ
せが可能であり、そしてその感度を一層高めるこ
とが可能である。

組成式（）で表わされる二価ユーロピウム賦
活弗化ハロゲン化バリウム蛍光体は、Ｘ線などの
放射線で照射したのち450〜900nmの波長領域の
電磁波で励起したときの輝尽発光輝度の点から、
組成式（）におけるｘは、0.2≦ｘ≦0.8の範囲
の数値であるのが好ましく、特に0.3≦ｘ≦0.6の
範囲の数値であるのが好ましい。

本発明の放射線像変換方法に使用される二価ユ
ーロピウム賦活弗化ハロゲン化バリウム蛍光体は
一般に、放射線像変換パネルに含有された形態で
用いられる。この放射線像変換パネルは、実質的
に支持体と、この支持体上に設けられた輝尽性蛍
光体を分散状態で含有支持する結合剤からなる蛍
光体層とから構成される。

上記の構成を有する放射線像変換パネルは、た
とえば、次に述べるような方法により製造するこ
とができる。

まず、上記輝尽性蛍光体粒子と結合剤とを適当
な溶剤（たとえば、低級アルコール、塩素原子含
有炭化水素、ケトン、エステル、エーテル）に加
え、これを充分に混合して、結合剤溶液中に輝尽
性蛍光体が均一に分散した塗布液を調製する。

結合剤の例としては、ゼラチン等の蛋白質、ポ
リ酢酸ビニル、ニトロセルロース、ポリウレタ
ン、ポリビニルアルコール、線状ポリエステルな
どような合成高分子物質などにより代表される結
合剤を挙げることができる。

塗布液における結合剤と輝尽性蛍光体との混合
比は、通常は１：８乃至１：40（重量比）の範囲
から選ばれる。

次に、この塗布液を支持体の表面に均一に塗布
することにより塗布液の塗膜を形成したのち、こ
の塗膜を乾燥して、支持体上への蛍光体層の形成
を完了する。蛍光体層の層厚は、一般に50乃至
500μｍである。

支持体としては、従来の放射線写真法における
増感紙（または増感スクリーン）の支持体として
用いられている各種の材料から適宜選ぶことがで
きる。そのような材料の例としては、セルロース
アセテート、ポリエチレンテレフタレートなどの
プラスチツク物質のフイルム、アルミニウム箔な
どの金属シート、通常の紙、バライタ紙、レジン
コート紙などを挙げることができる。

なお、支持体の蛍光体層が設けられる側の表面
には、接着性付与層、光反射層、光吸収層などが
設けられていてもよい。

さらに、蛍光体層の支持体に接する側とは反対
側の表面に、蛍光体層を物理的および化学的に保
護するための透明な保護膜が設けられていてもよ
い。透明保護膜に用いられる材料の例としては、
酢酸セルロース、ポリメチルメタクリレート、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリエチレンを挙げ
ることができる。透明保護膜の膜厚は、通常約３
乃至20μｍである。

次に本発明の実施例および比較例を記載する。
ただし、これらの各例は本発明を制限するもので
はない。

実施例 １ 弗化バリウム（BaF₂）175.4ｇ、臭化バリウム
（BaBr₂・2H₂O）166.7ｇおよびヨウ化バリウム
（BaI₂・2H₂O）213.6ｇを、酸化ユーロピウム
（Eu₂O₃）0.352ｇを臭化水素酸（HBr；47重量
％）に溶かした溶液に添加し、充分に混練した。
得られた懸濁液を130℃の温度で２時間減圧乾燥
して、蛍光体原料混合物を調製した。

この混合物を少量の水素ガスを含む窒素ガス雰
囲気下、950℃の温度で1.5時間かけて焼成したの
ち、得られた焼成物を冷却、粉砕して、粉末状の
二価ユーロピウム賦活弗化ハロゲン化バリウム蛍
光体〔BaF（Br_0.5I_0.5）：0.001Eu²⁺〕を得た。

実施例 ２ 実施例１において、臭化バリウムおよびヨウ化
バリウムの量をそれぞれ250.0ｇおよび106.8ｇに
変えること以外は、実施例１の方法と同様の操作
を行なうことにより、粉末状の二価ユーロピウム
賦活弗化ハロゲン化バリウム蛍光体〔BaF
（Br_0.75I_0.25）：0.001Eu²⁺〕を得た。

実施例 ３ 実施例１において、臭化バリウムおよびヨウ化
バリウムの量をそれぞれ316.6ｇおよび21.4ｇに
変えること以外は実施例１の方法と同様の操作を
行なうことにより、粉末状の二価ユーロピウム賦
活弗化ハロゲン化バリウム蛍光体〔BaF（Br_0.95
I_0.05）：0.001Eu²⁺〕を得た。

実施例 ４ 実施例１において、臭化バリウムおよびヨウ化
バリウムの量をそれぞれ16.7ｇおよび405.8ｇに
変えること以外は実施例１の方法と同様の操作を
行なうことにより、粉末状の二価ユーロピウム賦
活弗化ハロゲン化バリウム蛍光体〔BaF（Br_0.05
I_0.95）：0.001Eu²⁺〕を得た。

比較例 １ 実施例１において、ヨウ化バリウムを用いない
でかつ臭化バリウムの量を333.3ｇに変えること
以外は実施例１の方法と同様の操作を行なうこと
により、粉末状の二価ユーロピウム賦活弗化臭化
バリウム蛍光体〔BaFBr：0.001Eu²⁺〕を得た。

次に、上記のようにして製造された各々の蛍光
体の輝尽励起スペクトルを測定した。その結果を
第２図に示す。

第２図は、蛍光体に80KVpのＸ線を照射した
のち450〜900nmの波長範囲の励起光で励起した
ときの、390nmの発光波長における輝尽励起スペ
クトルを示すグラフである。

１：BaF（Br_0.5I_0.5）：0.001Eu²⁺蛍光体の輝尽励起
スペクトル ２：BaF（Br_0.75I_0.25）：0.001Eu²⁺蛍光体の輝尽励
起スペクトル ３：BaF（Br_0.95I_0.05）：0.001Eu²⁺蛍光体の輝尽励
起スペクトル ４：BaF（Br_0.05I_0.95）：0.001Eu²⁺蛍光体の輝尽励
起スペクトル ５：BaFBr：0.001Eu²⁺蛍光体の輝尽励起スペク
トル 第２図から明らかなように、二価ユーロピウム
賦活弗化ハロゲン化バリウム蛍光体においてヨウ
素の組成比が増加するにつれて、550nm以下の短
波長側の輝尽発光輝度は低下し、一方、600nm以
上の長波長側の輝尽発光輝度は増大する傾向にあ
る。ただし、ｘ値が0.5以上になると輝尽励起ス
ペクトルはあまり変化しない。

また、上記の各々の蛍光体に管電圧80KVpの
Ｘ線を照射したのちHe―Neレーザー光（波長：
632.8nm）で励起したときの輝尽発光輝度を測定
することにより、放射線像変換方法の感度につい
て評価した。

その結果を第３図に示す。

第３図は、横軸に二価ユーロピウム賦活弗化ハ
ロゲン化バリウム蛍光体〔BaF（Br_1-xI_x）：
0.001Eu²⁺〕におけるｘ値をとり、縦軸に相対感
度をとつたときの関係を示すグラフである。

第３図から明らかなように、従来公知の
BaFBr：Eu²⁺蛍光体においてBrの少なくとも一
部をＩで置換して、含有されるハロゲンを三成分
系とすることにより、その蛍光体を用いた放射線
像変換方法の感度は顕著に向上する。特に、その
感度はｘ値が約0.5であるときに最大となること
が判明した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の放射線像変換方法を説明す
る概略図である。 １１：放射線発生装置、１２：被写体、１３：
放射線像変換パネル、１４：光源、１５：光電変
換装置、１６：画像再生装置、１７：画像表示装
置、１８：フイルター。 第２図は、臭素とヨウ素の組成比の異なる種々
の二価ユーロピウム賦活弗化ハロゲン化バリウム
蛍光体に、80KVpのＸ線を照射したのち450〜
900nmの波長範囲の励起光で励起したときの、
390nmの発光波長における輝尽励起スペクトルを
示すグラフである。第３図は、横軸に二価ユーロ
ピウム賦活弗化ハロゲン化バリウム蛍光体〔BaF
（Br_1-xI_x）：0.001Eu²⁺〕におけるｘ値をとり、縦
軸に相対感度をとつたときの関係を示すグラフで
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被写体を透過した、あるいは被検体から発せ
   られた放射線を、下記の組成式（）で表わされ
   る輝尽性の二価ユーロピウム賦活弗化ハロゲン化
   バリウム蛍光体に吸収させたのち、該蛍光体に
   450〜900nmの波長領域の電磁波を照射すること
   により、該蛍光体に蓄積されている放射線エネル
   ギーを輝尽光として放出させ、そしてこの輝尽光
   を検出することを特徴とする放射線像変換方法。 BaF（Br_1-xI_x）：yEu²⁺ （） （ただし、ｘは１×10^-3≦ｘ＜1.0の範囲の数値
   であり、ｙは０＜ｙ≦0.2の範囲の数値である） ２ 上記組成式（）におけるｘが、0.2≦ｘ≦
   0.8の範囲の数値であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の放射線像変換方法。 ３ 上記組成式（）におけるｘが、0.3≦ｘ≦
   0.6の範囲の数値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。 ４ 上記電磁波の波長が、550〜850nmの波長領
   域にあることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の放射線像変換方法。 ５ 上記電磁波の波長が、600〜800nmの波長領
   域にあることを特徴とする特許請求の範囲第４項
   記載の放射線像変換方法。 ６ 上記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１項記載の放射線像変換方
   法。 ７ 上記レーザー光がHe―Neレーザーであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の放射
   線像変換方法。 ８ 上記レーザー光が半導体レーザーであること
   を特徴とする特許請求の範囲第６項記載の放射線
   像変換方法。 ９ 上記放射線像変換方法において輝尽性蛍光体
   が、基本的に支持体とその上に設けられた蛍光体
   層とからなる放射線像変換パネルに含有された形
   態で用いられることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項乃至第８項のいずれかの項記載の放射線像
   変換方法。