(57)【要約】      （修正有）【課題】画像ムラがなく、光電変換率が高い放射線画像変換パネルを提供する。【解決手段】入射した放射線のエネルギーを吸収する蛍光体粒子１１と、蛍光体粒子１１から直接的又は間接的にエネルギーが移動して電荷が発生する電荷発生層と、前記電荷発生層で得られた電荷を蓄積する電荷蓄積素子と、前記電荷蓄積素子で蓄積された電荷に基づいて信号の出力を行う画像信号出力素子と、前記構成要素を支持する基板とを備え、前記画像信号出力素子から出力された信号に基づいて、入力された放射線の画像信号を出力する放射線画像変換パネル１aにおいて、前記電荷発生層は、導電性高分子化合物と、ナノカーボン／π共役系化合物複合体とを含有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した放射線のエネルギーを吸収する蛍光体粒子と、
前記蛍光体粒子から直接的又は間接的にエネルギーが移動して電荷が発生する電荷発生層と、
を備える放射線画像変換パネルにおいて、
前記電荷発生層は、導電性高分子化合物と、ナノカーボン／π共役系化合物複合体とを含有することを特徴とする放射線画像変換パネル。
【請求項２】
前記ナノカーボン／π共役系化合物複合体は、ナノカーボン材料とπ共役系化合物との共有結合により形成されることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像変換パネル。
【請求項３】
前記π共役系化合物は、ポルフィリン、フタロシアニンを基本骨格とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線画像変換パネル。
【請求項４】
前記導電性高分子化合物は、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリ（チオフェンビニレン）、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリフルオレン、ポリ（ｐ‐フェニレン）又はポリアニリンを基本骨格とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネル。
【請求項５】
前記導電性高分子化合物は、ポリチオフェンを基本骨格とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネル。
【請求項６】
前記蛍光体粒子を備えるシンチレータ層と、
前記電荷発生層を備え、前記エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換層と、
を放射線照射方向から順に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネル。
【請求項７】
前記光電変換層と、前記シンチレータ層と、を放射線照射方向から順に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネル。
【請求項８】
前記光電変換層は、前記蛍光体粒子を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネル。
【請求項９】
前記光電変換層を支持する基板は、樹脂からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネル。
【請求項１０】
前記蛍光体粒子は、セシウムアイオダイド（ＣｓＩ：Ｔｌ）又はガドリニウムオキシサルファイド（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）からなることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネル。
【請求項１１】
前記蛍光体粒子の結晶子サイズは、１０ｎｍ〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネル。
【請求項１２】
前記蛍光体粒子の粒子サイズは、０．２μｍ〜５μｍであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネル。
【請求項１３】
前記電荷発生層で得られた電荷を蓄積する電荷蓄積素子と、前記電荷に基づいて画像信号の出力を行う画像信号出力素子とは、有機半導体からなることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネル。
【請求項１４】
前記電荷蓄積素子及び前記画像信号出力素子は、分割されたシリコン積層構造の素子からなることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネル。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルを備えることを特徴とする可搬構造の放射線画像検出器。
【請求項１６】
放射線画像検出器を駆動させるために必要な電力を供給する電力供給手段を備えることを特徴とする請求項１５に記載の放射線画像検出器。
【請求項１７】
放射線画像変換パネルから出力された画像信号を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の放射線画像検出器。
【請求項１８】
前記記憶手段は着脱可能であることを特徴とする請求項１７に記載の放射線画像検出器。
【請求項１９】
請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の放射線画像検出器を有する放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置に接続されて前記放射線画像検出器を操作するコンソールと、
を備えることを特徴とする放射線画像撮影システム。
【請求項２０】
請求項１７又は１８に記載の放射線画像検出器を有する放射線画像撮影装置と、
操作者からの指示を入力する入力操作部と、前記放射線画像検出器による画像信号転送処理を制御する制御部とを有し、前記放射線画像撮影装置に接続されて前記放射線画像検出器を操作するコンソールと、
備えることを特徴とする放射線画像撮影システムにおいて、
前記制御部は、前記入力操作部からの入力指示に基づいて、前記放射線画像検出器による前記画像信号の転送を行わせることを特徴とする放射線画像撮影システム。
【請求項２１】
請求項１７又は１８に記載の放射線画像検出器を有する放射線画像撮影装置と、
操作者からの指示を入力する入力操作部と、前記放射線画像検出器による画像信号転送処理を制御する制御部とを有し、前記放射線画像撮影装置に接続されて前記放射線画像検出器を操作するコンソールと、
備えることを特徴とする放射線画像撮影システムにおいて、
前記制御部は、前記入力操作部からの入力指示に基づいて、前記放射線画像検出器による前記画像信号の削除を行わせることを特徴とする放射線画像撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像変換パネル、放射線画像検出器及び放射線画像撮影システムに係り、特に、デジタル式の放射線画像撮影システムに用いられる放射線画像変換パネル、放射線画像検出器及び放射線画像撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被写体にＸ線等の放射線を照射し、当該被写体を透過した放射線の強度分布を検出して得られた放射線画像が広く利用されている。
【０００３】
放射線画像を得るための放射線画像撮影システムとしては、蛍光増感紙と放射線写真フィルムとを組み合わせて放射線画象を得るＳＦシステム（スクリーンフィルムシステム）が用いられていたが、近年では、撮影に際し放射線を検出して電気信号に変換し、放射線画像情報として蓄積するＣＲ（Computed Radiography）やＦＰＤ（Flat Panel Detector）等を用いたデジタル式の放射線画像撮影システムが提案されている。デジタル式の放射線画像撮影システムでは、ＳＦシステムのように、放射線フィルムを用いないので、現像処理等の煩雑なプロセスがなく、迅速に画像表示装置（例えば、陰極管や液晶表示パネル等）の画面上に放射線画像を描くことができる。
【０００４】
ここで、デジタル式の放射線画像撮影システムにおいて得られる放射線画像は、ＳＦシステム同等以上の画質が得られるが、ＣＲ及びＦＰＤは高価であり、また軽量なカセッテタイプ（移動タイプ）の放射線画像変換パネルを実現することが困難であった。そこで、以下に示すような安価でかつ軽量で高画質のデジタル放射線画像が得られる放射線画像変換パネルが開発されている。
【０００５】
特許文献１に記載の放射線画像変換パネルは、入射した放射線の強度に応じた電磁波を発光するシンチレータ層と、前記シンチレータ層から出力された電磁波を電荷に変換する光電変換層と、前記光電変換層で得られた電荷の蓄積およびその蓄積された電荷に基づく信号の出力を行う画像信号出力層と、前記シンチレータ層から画像信号出力層を支持する基板とを備える放射線画像変換パネルにおいて、前記基板を樹脂で形成したものである。基板を樹脂で形成することにより、基板の軽量化ができるとともに、衝撃に対する耐性を向上させることができ、放射線画像変換パネルの軽量化と耐性の向上が可能である。
【０００６】
特許文献２に記載の放射線画像変換パネルは、特許文献１に記載の放射線画像変換パネルにおいて、前記シンチレータ層に酸素Ｏ及び希土類元素のガドリニウムＧｄ、ユウロピウムＥｕを含有する蛍光体を用いたものである。前記蛍光体は放射線吸収率が高く、発光効率が高いので、高画質の放射線画像を得ることができる。
【０００７】
また、特許文献３に記載の放射線画像変換パネルは、特許文献１に記載の放射線画像変換パネルにおいて、各層の並び順を変えており、放射線は基板側からシンチレータ層側に向けて入射されるようになっている。このような構成にすることにより、シンチレータ層から光電変換層に発光される電磁波は、より散乱が少ないものとなり、放射線画像変換パネルの鮮鋭度を向上させることができる。
【０００８】
さらに、特許文献４に記載の放射線画像変換パネルは、特許文献１に記載の放射線画像変換パネルにおいて、シンチレータ層の構成要素である蛍光体粒子を、光電変換層に分散させたものである。光電変換層をこのような構成とすることで、シンチレータ層を別途設ける必要が無く、高画質の放射線画像を得ることができる。
【特許文献１】特開２００３−５０２８０号公報
【特許文献２】特開２００３−５７３５３号公報
【特許文献３】特開２００３−６０１８１号公報
【特許文献４】特開２００３−６０１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、従来の光電変換層で用いられる電荷発生可能な材料としては、導電性高分子材料等、有機ＥＬ素子に使用されるような発光材料が挙げられる。そして、前記材料に、フラーレンやカーボンナノチューブ（Carbon Nanotube；以下、「ＣＮＴ」とする）のような立体的なπ電子雲を有するナノカーボン材料を添加することにより、光電変換率の向上及び信号値の増加が可能である。
【００１０】
しかしながら、高濃度のナノカーボン材料を添加すると、ナノカーボン材料同士が凝集してしまうため、電荷発生層に均一に分散されなくなってしまい、光電変換率の低下や画像ムラの発生などが起こってしまうという問題があった。
【００１１】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ナノカーボン材料同士の凝集を防止して、電荷発生層に均一に分散させることにより、画像ムラがなく、光電変換率が高い放射線画像変換パネルの提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
入射した放射線のエネルギーを吸収する蛍光体粒子と、
前記蛍光体粒子から直接的又は間接的にエネルギーが移動して電荷が発生する電荷発生層と、
前記電荷発生層で得られた電荷を蓄積する電荷蓄積素子と、
前記電荷蓄積素子で蓄積された電荷に基づいて画像信号の出力を行う画像信号出力素子と、
前記蛍光体粒子、前記電荷発生層、前記電荷蓄積層及び前記画像信号出力素子を支持する基板と、
を備える放射線画像変換パネルにおいて、
前記電荷発生層は、導電性高分子化合物と、ナノカーボン／π共役系化合物複合体とを含有することを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、電荷発生層は光導電性やキャリア移動性を向上させるための添加物としてナノカーボン／π共役系化合物複合体を含有する。この複合体は添加物として作用しつつ、複合体の分子内でのナノカーボン部位とπ共役系化合物部位との間にπ−π相互作用を発生させる。よって、複合体間でのπ−π相互作用の発生を抑えることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記ナノカーボン／π共役系化合物複合体は、ナノカーボン材料とπ共役系化合物との共有結合により形成されることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、前記ナノカーボン／π共役系化合物複合体は、共有結合により形成されるので、複合体の分子内でのナノカーボン部位とπ共役系化合物部位との間に強いπ−π相互作用が発生する。よって、複合体間のπ−π相互作用の発生を抑えることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記π共役系化合物は、ポルフィリン、フタロシアニンを基本骨格とすることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、π共役系化合物は、ポルフィリン又はフタロシアニンを基本骨格とするので、複合体の電荷分離状態が安定化され、光励起により電荷分離複合体を形成させることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記導電性高分子化合物は、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリ（チオフェンビニレン）、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリフルオレン、ポリ（ｐ‐フェニレン）又はポリアニリンを基本骨格とすることを特徴とする。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、前記導電性高分子化合物はπ共役系高分子化合物からなるので、光電変換率の高い電荷発生層とすることができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記導電性高分子化合物は、ポリチオフェンを基本骨格とすることを特徴とする。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、前記導電性高分子化合物はポリチオフェンを基本骨格とするので、さらに光電変換率の高い電荷発生層とすることができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記蛍光体粒子を備えるシンチレータ層と、
前記電荷発生層を備え、前記エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換層と、
を放射線照射方向から順に備えることを特徴とする。
【００２３】
請求項６に記載の発明によれば、前記放射線画像変換パネルは、前記蛍光体粒子を備えるシンチレータ層と、前記電荷発生層、前記電荷蓄積素子及び前記画像信号出力素子を備える光電変換層と、を放射線照射方向から順に備えるので、光電変換率の高い放射線画像変換パネルとすることができる。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記光電変換層と、前記シンチレータ層と、を放射線照射方向から順に備えることを特徴とする。
【００２５】
請求項７に記載の発明によれば、前記放射線画像変換パネルは、前記光電変換層と、前記シンチレータ層と、を放射線照射方向から順に備えるので、より鮮鋭性の高い放射線画像変換パネルとすることができる。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記光電変換層は、前記蛍光体粒子を備えることを特徴とする。
【００２７】
請求項８に記載の発明によれば、前記光電変換層は、前記蛍光体粒子を備えるので、シンチレータ層を光電変換層と区別して備える必要が無く、いわゆる直接型の放射線画像変換パネルとすることができる。
【００２８】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記光電変換層を支持する基板は、樹脂からなることを特徴とする。
【００２９】
請求項９に記載の発明によれば、前記構成要素を支持する基板を樹脂とすることによって、放射線画像変換パネルの軽量化と耐性の向上が可能である。
【００３０】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記蛍光体粒子は、セシウムアイオダイド（ＣｓＩ：Ｔｌ）又はガドリニウムオキシサルファイド（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）からなることを特徴とする。
【００３１】
請求項１０に記載の発明によれば、前記蛍光体粒子はセシウムアイオダイド（ＣｓＩ：Ｔｌ）又はガドリニウムオキシサルファイド（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）からなるので、Ｘ線吸収効率および発光効率の高い放射線画像変換パネルとすることができる。
【００３２】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記蛍光体粒子の結晶子サイズは、１０ｎｍ〜１００ｎｍであることを特徴とする。
【００３３】
請求項１１に記載の発明によれば、前記蛍光体粒子の結晶子サイズは１０ｎｍ〜１００ｎｍであるので、発光効率が高く、粒状性が良い放射線画像変換パネルとすることができる。
ここで、蛍光体粒子の結晶子サイズとは、蛍光体粒子を構成する結晶子の大きさを示す指標であり、ウィルソン法により測定されるものとする。
【００３４】
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記蛍光体粒子の粒子サイズは、０．２μｍ〜５μｍであることを特徴とする。
【００３５】
請求項１２に記載の発明によれば、前記蛍光体粒子の粒子サイズは、０．２μｍ〜５μｍであるので、発光効率が高く、鮮鋭性の高い放射線画像変換パネルとすることができる。
【００３６】
請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記電荷発生層で得られた電荷を蓄積する電荷蓄積素子と、前記電荷に基づいて画像信号の出力を行う画像信号出力素子とは、有機半導体からなることを特徴とする。
【００３７】
請求項１３に記載の発明によれば、前記電荷蓄積素子及び前記画像信号出力素子は、有機半導体からなるので、製造コストの低い放射線画像変換パネルとすることができる。
【００３８】
請求項１４に記載の発明は、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記電荷蓄積素子及び前記画像信号出力素子は、分割されたシリコン積層構造の素子からなることを特徴とする。
【００３９】
請求項１４に記載の発明によれば、前記電荷蓄積素子及び前記画像信号出力素子は、分割されたシリコン積層構造の素子からなるので、製造コストの低い放射線画像変換パネルとすることができる。
【００４０】
請求項１５に記載の発明は、可搬構造の放射線画像検出器において、
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルを備えることを特徴とする。
【００４１】
請求項１５に記載の発明によれば、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルを備える可搬構造の放射線画像検出器であるので、放射線画像の撮影を容易に行うことができる。
【００４２】
請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載の放射線画像検出器において、
前記放射線画像検出器を駆動させるために必要な電力を供給する電力供給手段を備えることを特徴とする。
【００４３】
請求項１６に記載の発明によれば、前記放射線画像検出器は、それを駆動させるために必要な電力を供給する電力供給手段を備えるので、放射線画像の撮影を容易に行うことができる。
【００４４】
請求項１７に記載の発明は、請求項１５又は１６に記載の放射線画像検出器において、
前記画像信号を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする。
【００４５】
請求項１７に記載の発明によれば、前記放射線画像検出器は、放射線画像変換パネルから出力された画像信号を記憶する記憶手段を備えるので、放射線画像の撮影を容易に行うことができる。
【００４６】
請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の放射線画像検出器において、
前記記憶手段は着脱可能であることを特徴とする。
【００４７】
請求項１８に記載の発明によれば、前記放射線画像検出器は、着脱可能な前記記憶手段を備えるので、放射線画像の撮影を容易に行うことができる。
【００４８】
請求項１９に記載の発明は、放射線画像撮影システムにおいて、
請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の放射線画像検出器を有する放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置に接続されて前記放射線画像検出器を操作するコンソールと、
を備えることを特徴とする。
【００４９】
請求項１９に記載の発明によれば、操作者がコンソールを操作することにより、放射線画像を撮影することができる。
【００５０】
請求項２０に記載の発明は、
請求項１７又は１８に記載の放射線画像検出器を有する放射線画像撮影装置と、
操作者からの指示を入力する入力操作部と、前記放射線画像検出器による画像信号転送処理を制御する制御部とを有し、前記放射線画像撮影装置に接続されて前記放射線画像検出器を操作するコンソールと、
備えることを特徴とする放射線画像撮影システムにおいて、
前記制御部は、前記入力操作部からの入力指示に基づいて、前記放射線画像検出器による前記画像信号の転送を行わせることを特徴とする。
【００５１】
請求項２０に記載の発明によれば、画像信号を放射線画像検出器の記憶手段に記憶しておき、任意のタイミングで転送を行うことができるため、画像信号を転送している間、例えば患者などの被写体を待たせることなく、効率よく連続して放射線画像の撮影を行うことが可能となる。
【００５２】
請求項２１に記載の発明は、
請求項１７又は１８に記載の放射線画像検出器を有する放射線画像撮影装置と、
操作者からの指示を入力する入力操作部と、前記放射線画像検出器による画像信号転送処理を制御する制御部とを有し、前記放射線画像撮影装置に接続されて前記放射線画像検出器を操作するコンソールと、
備えることを特徴とする放射線画像撮影システムにおいて、
前記制御部は、前記入力操作部からの入力指示に基づいて、前記放射線画像検出器による前記画像信号の削除を行わせることを特徴とする。
【００５３】
請求項２１に記載の発明によれば、記憶手段に記憶されている画像信号を操作者の判断に応じて削除することが可能となる。
【発明の効果】
【００５４】
請求項１記載の発明によれば、複合体間のπ−π相互作用の発生を抑えることができるので、複合体同士のπ−π相互作用による凝集が防止できる。よって、複合体を電荷発生層に均一に分散させることができ、光電変換層には導電性高分子材料と添加物とが均一に分散されているので、画像ムラがなく光電変換率の高い放射線画像変換パネルとすることができ、高画質の放射線画像を得ることができる。
【００５５】
請求項２に記載の発明によれば、複合体間のπ−π相互作用の発生を抑えることができるので、複合体同士のπ−π相互作用による凝集が防止できる。よって、複合体を電荷発生層に均一に分散させることができ、画像ムラがなく光電変換率の高い放射線画像変換パネルとすることができ、高画質の放射線画像を得ることができる。
【００５６】
請求項３に記載の発明によれば、複合体の電荷分離状態が安定化され、電荷分離が促進されるので、放射線画像変換パネルの光電変換率を向上させることができる。
【００５７】
請求項４に記載の発明によれば、前記導電性高分子化合物はπ共役系高分子化合物からなるので、光電変換率の高い電荷発生層とすることができる。
【００５８】
請求項５に記載の発明によれば、前記導電性高分子化合物はπ共役系高分子化合物からなるので、さらに光電変換率の高い電荷発生層とすることができる。
【００５９】
請求項６に記載の発明によれば、光電変換率の高い放射線画像変換パネルとすることができ、高画質の放射線画像を得ることができる。
【００６０】
請求項７に記載の発明によれば、鮮鋭性と光電変換率の高い放射線画像変換パネルとすることができ、高画質の放射線画像を得ることができる。
【００６１】
請求項８に記載の発明によれば、光電変換率が高い直接型の放射線画像変換パネルとすることができ、高画質の放射線画像を得ることができる。
【００６２】
請求項９に記載の発明によれば、放射線画像変換パネルの軽量化と耐性の向上が可能であり、耐性の充分な、軽量化された放射線画像検出器を得ることができる。
【００６３】
請求項１０〜１２に記載の発明によれば、Ｘ線吸収効率及び発光効率の高い放射線画像変換パネルとすることができ、高画質の放射線画像を得ることができる。
【００６４】
請求項１３、１４に記載の発明によれば、製造コストの低い放射線画像変換パネルとすることができる。
【００６５】
請求項１５〜１８に記載の発明によれば、可搬構造の放射線画像検出器とすることができ、容易に放射線画像を得ることができる。
【００６６】
請求項１９に記載の発明によれば、操作者がコンソールを操作することにより、放射線画像を撮影することができる。
【００６７】
請求項２０に記載の発明によれば、画像信号を放射線画像検出器の記憶手段に記憶しておき、任意のタイミングで転送を行うことができるため、画像信号を転送している間、例えば患者などの被写体を待たせることなく、効率よく連続して放射線画像の撮影を行うことが可能となる。
【００６８】
請求項２１に記載の発明によれば、記憶手段に記憶されている画像信号を操作者の判断に応じて削除することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６９】
以下に、本発明の放射線画像変換パネルに係る実施の形態について、図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００７０】
［第１の実施形態］
図１に示すように、本実施形態の放射線画像変換パネル１aは、入射した放射線の強度に応じた電磁波を発光するシンチレータ層１０と、シンチレータ層１０からの電磁波を吸収して電荷を発生する光電変換層２０ａと、光電変換層２０ａで得られた電荷の蓄積及びその蓄積された電荷に基づく信号の出力を行う画像信号出力層３０と、シンチレータ層１０、光電変換層２０ａ及び画像信号出力層３０を支持する基板４０と、からなる。
以下、各構成について述べる。
【００７１】
シンチレータ層１０は、蛍光体からなる蛍光体粒子１１を主たる成分とするものであり、入射した放射線のエネルギーを吸収して、波長が３００ｎｍから８００ｎｍの電磁波、すなわち、可視光線を中心に紫外光から赤外光にわたる電磁波（光）を発光する。
【００７２】
シンチレータ層１０で用いられる蛍光体は、ＣａＷＯ4、ＣａＷＯ4：Ｐｂ、ＭｇＷＯなどのタングステン酸塩系蛍光体、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ、（Ｙ，Ｇｄ）2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ、（Ｙ，Ｇｄ）2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ，Ｔｍなどのテルビウム賦活希土類酸硫化物系蛍光体、ＹＰＯ4：Ｔｂ、ＧｄＰＯ4：Ｔｂ、ＬａＰＯ4：Ｔｂなどのテルビウム賦活希土類燐酸塩系蛍光体、ＬａＯＢｒ：Ｔｂ、ＬａＯＢｒ：Ｔｂ，Ｔｍ、ＬａＯＣｌ：Ｔｂ、ＬａＯＣｌ：Ｔｂ，Ｔｍ、ＧｄＯＢｒ：Ｔｂ、ＧｄＯＢｒ：Ｔｂ，Ｔｍ、ＧｄＯＣｌ：Ｔｂ、ＧｄＯＣｌ：Ｔｂ，Ｔｍなどのテルビウム賦活希土類オキシハロゲン化物系蛍光体、ＬａＯＢｒ：Ｔｍ、ＬａＯＣｌ：Ｔｍなどのツリウム賦活希土類オキシハロゲン化物系蛍光体、ＬａＯＢｒ：Ｇｄ、ＬｕＯＣｌ：Ｇｄなどのガドリニウム賦活希土類オキシハロゲン化物系蛍光体、ＧｄＯＢｒ：Ｃｅ、ＧｄＯＣｌ：Ｃｅ、（Ｇｄ，Ｙ）ＯＢｒ：Ｃｅ、（Ｇｄ，Ｙ）ＯＣｌ：Ｃｅなどのセリウム賦活希土類オキシハロゲン化物系蛍光体、ＢａＳＯ4：Ｐｂ、ＢａＳＯ4：Ｅｕ2+、（Ｂａ，Ｓｒ）ＳＯ4：Ｅｕ2+などの硫酸バリウム系蛍光体、Ｂａ3（ＰＯ4）2：Ｅｕ2+、（Ｂａ2ＰＯ4）2：Ｅｕ2+、Ｓｒ3（ＰＯ4）2：Ｅｕ2+、（Ｓｒ2ＰＯ4）2：Ｅｕ2+などの２価のユーロピウム賦活アルカリ土類金属燐酸塩系蛍光体、ＢａＦＣｌ：Ｅｕ2+、ＢａＦＢｒ：Ｅｕ2+、ＢａＦＣｌ：Ｅｕ2+，Ｔｂ、ＢａＦＣｌ：Ｅｕ2+，Ｔｂ、ＢａＦ2・ＢａＣｌ2・ＫＣｌ：Ｅｕ2+、（Ｂａ，Ｍｇ）Ｆ2・ＢａＣｌ2・ＫＣｌ：Ｅｕ2+などの２価のユーロピウム賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物系蛍光体、ＣｓＩ：Ｎａ、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＮａＩ、ＫＩ：Ｔｌなどの沃化物系蛍光体、ＺｎＳ：Ａｇ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｇなどの硫化物系蛍光体、ＨｆＰ2Ｏ7、ＨｆＰ2Ｏ7：Ｃｕ、Ｈｆ3（ＰＯ4）4などの燐酸ハフニウム系蛍光体、ＹＴａＯ4、ＹＴａＯ4：Ｔｍ、ＹＴａＯ4：Ｎｂ、（Ｙ，Ｓｒ）ＴａＯ4：Ｎｂ、ＬｕＴａＯ4、ＬｕＴａＯ4：Ｔｍ、ＬｕＴａＯ4：Ｎｂ、（Ｌｕ，Ｓｒ）ＴａＯ4：Ｎｂ、ＧｄＴａＯ4：Ｔｍ、Ｍｇ4Ｔａ2Ｏ9：Ｎｂ、Ｇｄ2Ｏ3・Ｔａ2Ｏ5・Ｂ2Ｏ3：Ｔｂなどのタンタル酸塩系蛍光体、他に、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ3+、（Ｌａ，Ｇｄ，Ｌｕ）2Ｓｉ2Ｏ7：Ｅｕ、ＺｎＳｉＯ4：Ｍｎ、Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｅｕ、などを用いることができる。
【００７３】
特に、Ｘ線吸収及び発光効率が高いセシウムアイオダイド（ＣｓＩ：Ｔｌ）やガドリニウムオキシサルファイド（Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ）が好ましく、これらを用いることで、ノイズの低い高画質の画像を得ることができる。
【００７４】
蛍光体粒子１１を構成する結晶子の大きさを示す指標である結晶子サイズ（ウィルソン法による）は１０ｎｍ〜１００ｎｍである。結晶子サイズが１０ｎｍよりも小さいと発光効率が低くなり、１００ｎｍよりも大きいと作製時の蛍光体収集率が悪化するためである。また、蛍光体粒子１１の粒子サイズは０．２μｍ〜５μｍとする。粒子サイズが０．２μｍよりも小さいと発光効率が低くなり、５μｍよりも大きいとシンチレータ層１０内での発光の散乱が大きくなり鮮鋭性が悪化するためである。この蛍光体粒子１１の粒子サイズは０．５μｍ〜２μｍが好ましい。
【００７５】
さらに、蛍光体粒子１１の形状は球状であることが好ましい。球状であることにより、蛍光体粒子１１の分散性が高くなり、蛍光体粒子１１の充填率を高められるので、粒状性の向上をはかることができるからである。
【００７６】
蛍光体粒子１１は以下のようなバインダー１２に分散されることとしてもよい。例えば、ポリウレタン、塩化ビニル共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、セルロース誘導体、スチレン−ブタジエン共重合体、各種合成ゴム系樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラニン樹脂、フェノキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル系樹脂、尿素ホルムアミド樹脂等があげられる。中でもポリウレタン、ポリエステル、塩化ビニル系共重合体、ポリビニルブチラール、ニトロセルロースを使用することが好ましい。このような好ましいバインダー１２を用いることで、蛍光体粒子１１の分散性を高め、蛍光体の充填率を高くすることが可能である。
【００７７】
光電変換層２０ａはシンチレータ層１０の放射線照射面側とは逆の面側に設けられており、図１では簡略化したが、シンチレータ層１０側から順に、隔膜、透明電極膜、電荷発生層及び導電層を備えている。以下、順次説明する。
【００７８】
隔膜は、シンチレータ層１０と他の層を分離するためのものであり、例えばOxi-nitrideなどが用いられる。
【００７９】
透明電極膜とは、光電変換される電磁波を透過させる電極のことであり、基板上や他の層上に形成してもよい。透明電極膜は、例えばインジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ2、ＺｎＯなどの導電性透明材料を用いて形成される。
【００８０】
電荷発生層は、光電変換可能な化合物、つまり、電磁波（光）によって放射線からエネルギーが移動して電荷分離する化合物を含有しており、電荷を発生し得る電子供与体としての導電性高分子化合物と、電子受容体としての添加物とを含有するものである。
【００８１】
電荷発生層で用いられる導電性高分子化合物としては、化１に示したポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリ（チオフェンビニレン）、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリフルオレン、ポリ（ｐ‐フェニレン）又はポリアニリンの基本骨格を持つものが好ましい（化１で、ｘは１以上の整数であることが好ましい）。化２にポリフェニレンビニレン及びその誘導体の好ましい具体例を示す（化２で、ｎ、ｍ、ｋ、ｊは０以上の整数、ｘは２以上の整数である）。化３にポリチオフェン及びその誘導体の好ましい具体例を示す（化３で、ｎ、ｍは０以上の整数、ｋは１以上の整数、ｘは２以上の整数である）。化４にポリ（チオフェンビニレン）及びその誘導体の好ましい具体例を示す（化４で、ｎ、ｍ、ｋ、ｊは０以上の整数、ｘは２以上の整数である）。化５にポリアセチレン及びその誘導体の好ましい具体例を示す（化５で、ｎ、ｍは０以上の整数、ｘは２以上の整数である）。化６にポリピロール及びその誘導体の好ましい具体例を示す（化６で、ｎは０以上の整数、ｋは１以上の整数、ｘは１以上の整数である）。化７にポリフルオレン及びその誘導体の好ましい具体例を示す（化７で、ｎ、ｍは０以上の整数、ｘは１以上の整数である）。化８にポリ（ｐ−フェニレン）及びその誘導体の好ましい具体例を示す（化８で、ｎ、ｍは０以上の整数、ｘ、ｙは１以上の整数である）。化９にポリアニリン及びその誘導体の好ましい具体例を示す（化９で、ｎは０以上の整数、ｘは２以上の整数である）。なお、導電性高分子は化２〜化９に示した具体例に限られず、蛍光体粒子との組み合わせの観点から、ポリチオフェン及びその誘導体が最も好ましい。
【化１】
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【化２】
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【化３】
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【化４】
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【化５】
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【化６】
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【化７】
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【化８】
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【化９】
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【００８２】
電荷発生層には、複数のπ共役高分子化合物間での光導電性やキャリア移動性の向上を図るために、立体的なπ電子雲を有する添加物が添加されている。前記添加物は、以下に説明する、ナノカーボン材料とπ共役系化合物とが複合したナノカーボン／π共役系化合物複合体である（図２、図３参照）。
【００８３】
ナノカーボン材料とは、炭素原子が球状または筒状に繋がり、直径がナノサイズのものである。例えばフラーレンＣ−６０，フラーレンＣ−７０，フラーレンＣ−７６，フラーレンＣ−７８，フラーレンＣ−８４，フラーレンＣ−２４０，フラーレンＣ−５４０，ミックスドフラーレン、フラーレンナノチューブ、多層ナノチューブ、単層ナノチューブ、ナノホーン（円錐型）等を基本骨格に持つものが挙げられる。化１０にフラーレン誘導体の好ましい具体例を示す。化１１にＣＮＴ誘導体の好ましい具体例を示す（化１１で、ｎは１以上の整数である）。なお、ナノカーボン材料については、化１０、化１１に示した具体例に限られない。
【化１０】
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【化１１】
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【００８４】
π共役系化合物とは、π電子を７個以上有する芳香族化合物であるものとする。よって、例えば、π電子を６個しかもたないベンゼンはπ共役系化合物に該当せず、ナフタレンはπ電子を１０個有するのでπ共役系化合物に該当する。π共役系化合物はナノカーボン材料との間にπ−π相互作用を発生させるので、複合体内でπ−π相互作用が発生しナノカーボン材料のπ電子雲がより広範囲に広がり、π電子雲の拡張された添加物となる。
【００８５】
π共役系化合物は、ポルフィリン又はフタロシアニンを基本骨格とするものが好ましい。このような構造のπ共役系化合物はπ電子を多数有しており、光照射により電子を放出する。よって、蛍光体からの電磁波（光）を受けて、ナノカーボン／π共役系化合物複合体は容易に電荷分離状態の錯体となる。化１２にポルフィリン誘導体の好ましい具体例を示す（化１２で、ｎは０以上の整数、ｍは１以上の整数である）。化１３にフタロシアニン誘導体の好ましい具体例を示す（化１３で、ｎは０以上の整数である）。なお、π共役系化合物については、化１２、化１３に示した具体例に限られない。
【化１２】
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【化１３】
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【００８６】
ナノカーボン／π共役系化合物複合体は、一つのナノカーボン材料に対してπ共役系化合物が少なくとも一つ複合したものであり、その複合方法としては、イオン結合、静電相互作用、金属とリガンドを用いた配位結合、π−π相互作用、共有結合等によるものが挙げられる。ここで、両者間には前記のような相互作用が生じていればよく、複合体はナノカーボン材料とπ共役系化合物とが結合したものに限られないが、π電子雲を拡張するという観点から、好ましくは共有結合したものであり、特にπ−π相互作用によるものが好ましい。
【００８７】
また、ナノカーボン材料とπ共役系化合物との間にはスペーサを介在させてもよい。スペーサとしては、アルキル基、フェニル基、アミド基、エステル基、アセチレン基、オリゴチオフェン及びこれらに置換基が結合した構造等が挙げられ、特にアルキル基を含むものが好ましい。
【００８８】
ナノカーボン／π共役系化合物複合体は、複合体内でπ−π相互作用を発生させるので、複合体間でのπ−π相互作用が抑制される。そのため、ナノカーボン／π共役系化合物複合体同士が凝集するのを防止するので、電荷発生層に均一に添加物として分散させることができ、光電変換層２０ａの光電変換率を向上させるとともに、得られる放射線画像の画像ムラを防止する。
【００８９】
ナノカーボン／π共役系化合物複合体は、複合体内におけるπ−π相互作用により、ナノカーボン自身のπ電子雲よりも拡張されたπ電子雲を有しており、また、複合体内において電荷分離を発生させている。よって、電荷発生層で発生した電荷を安定化し、電荷輸送中の再結合を防止するので、光電変換層２０ａの光電変換率を向上させることができる。
【００９０】
電荷発生層の膜厚は、光吸収量を稼ぐといった観点から、５０ｎｍ以上（特に１００ｎｍ以上）が好ましく、また電気抵抗が大きくなりすぎないといった観点から、１μｍ以下（特に３００ｎｍ以下）が好ましい。
【００９１】
導電層は、例えばクロムなどで生成されている。また、一般の金属電極若しくは前記透明電極の中から選択可能であるが、良好な特性を得るためには仕事関数の小さい（４．５ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましい。
【００９２】
画像信号出力層３０は光電変換層２０ａの放射線照射面側とは逆の面側に設けられており、光電変換層２０ａで得られた電荷の蓄積および蓄積された電荷に基づく信号の出力を行っている。画像信号出力層３０は、光電変換層２０ａで生成された電荷を画素毎に蓄積する電荷蓄積素子であるコンデンサ３１と、蓄積された電荷を信号として出力する画像信号出力素子であるトランジスタ３２を用いて構成されている。
【００９３】
トランジスタ３２は、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いるものとする。このＴＦＴは、液晶ディスプレイ等に使用されている無機半導体系のものでも、有機半導体を用いたものでもよく、好ましくはプラスチックフィルム上に形成されたＴＦＴである。プラスチックフィルム上に形成されたＴＦＴとしては、アモルファスシリコン系のものが知られているが、その他、米国Alien Technology社が開発しているＦＳＡ（Fluidic Self Assembly）技術、即ち、単結晶シリコンで作製した微小ＣＭＯＳ（Nanoblocks）をエンボス加工したプラスチックフィルム上に配列させることで、フレキシブルなプラスチックフィルム上にＴＦＴを形成するものとしても良い。さらに、Science283,822(1999)やAppl.Phys.Lett,771488(1998)、Nature,403,521(2000)等の文献に記載されているような有機半導体を用いたＴＦＴであってもよい。
【００９４】
このように、本発明に用いられるトランジスタ３２としては、上記ＦＳＡ技術で作製したＴＦＴ及び有機半導体を用いたＴＦＴが好ましく、特に好ましいものは有機半導体を用いたＴＦＴである。この有機半導体を用いてＴＦＴを構成すれば、シリコンを用いてＴＦＴを構成する場合のように真空蒸着装置等の設備が不要となり、印刷技術やインクジェット技術を活用してＴＦＴを形成できるので、製造コストが安価となる。さらに、加工温度を低くできることから熱に弱いプラスチック基板上にも形成できる。
【００９５】
トランジスタ３２には、光電変換層２０ａで発生した電荷を蓄積するとともに、コンデンサ３１の一方の電極となる収集電極（図示せず）が電気的に接続されている。コンデンサ３１には光電変換層２０ａで生成された電荷が蓄積されるとともに、この蓄積された電荷はトランジスタ３２を駆動することで読み出される。すなわちトランジスタ３２を駆動させることで放射線画像の画素毎の信号を出力させることができる。
【００９６】
基板４０は、放射線画像変換パネル１aの支持体である。この基板４０には樹脂やガラス基板などが用いられるが、耐性の向上や軽量化といった観点から、樹脂を用いるのが好ましい。
【００９７】
次に、放射線画像変換パネル１aによる画像信号の出力について説明する。
本実施形態の放射線画像変換パネル１aに入射された放射線は、シンチレータ層１０側から基板４０側に向けて入射される。
【００９８】
まず、放射線はシンチレータ層１０に入射し、シンチレータ層１０には蛍光体粒子１１が含まれているので、シンチレータ層１０において蛍光体粒子１１が放射線のエネルギーを吸収し、その強度に応じた電磁波が発光される。発光された電磁波のうち、光電変換層２０ａに入射される電磁波は、光電変換層２０ａの隔膜、透明電極を貫通し、電荷発生層に到達する。そして、電荷発生層には導電性高分子及びナノカーボン／π共役系化合物複合体が含まれているので、電荷発生層において、電磁波は吸収され、その強度に応じて正孔と電子のペア（電荷分離状態）が形成される。発生した電荷は、内部電界により正孔と電子はそれぞれ異なる電極（透明電極膜及び導電層）へ運ばれ、光電流が検出される。この際、電荷発生層にはナノカーボン／π共役系化合物複合体が均一に添加されているので、発生した電荷は安定に存在することができ、電荷輸送中の再結合が抑制される。
【００９９】
このようにして、発生した電荷は導電層に運ばれ、画像信号出力層３０のコンデンサ３１に蓄積される。蓄積された電荷はトランジスタ３１に接続されているトランジスタ３２を駆動させ、画像信号を出力する。
【０１００】
以上述べたように本実施形態によれば、電荷発生層において、光電変換率の向上のため、ナノカーボン／π共役系化合物複合体を添加させているので、複合体同士の凝集が防止でき、均一な電荷発生層を得ることができる。よって、画像ムラがなく、光電変換率が高い放射線画像変換パネル１aとすることができる。
また、ナノカーボン材料にπ共役系化合物を複合させることで、π電子雲はさらに拡張され、電荷発生層で発生した電荷を安定化させるので、光電変換率がさらに高い放射線画像変換パネル１aとすることができる。
【０１０１】
次に、本実施形態の放射線画像変換パネル１aを備えた放射線画像検出器５０について簡単に説明する。
【０１０２】
放射線画像検出器５０の構造の一例を図４に示す。放射線画像検出器５０には、放射線画像変換パネル１a、放射線画像検出器５０の動作を制御する制御部５１、書き換え可能な読み出し専用メモリ（例えばフラッシュメモリ）等を用いて放射線画像変換パネル１aから出力された画像信号を記憶する記憶手段であるメモリ部５２、放射線画像変換パネル１aを駆動して画像信号を得るために必要とされる電力を供給する電力供給手段である電源部５３、等が筐体５４の内部に設けられており、筐体５４には必要に応じて放射線画像検出器５０から外部に通信を行うための通信用のコネクタ５５、放射線画像検出器５０の動作を切り換えるための操作部５６、放射線画像の撮影準備の完了やメモリ部５２に所定量の画像信号が書き込まれたことを示す表示部５７、等が設けられている。
【０１０３】
ここで、図４に示すように、放射線画像検出器５０に電源部５３を設けるとともに放射線画像の画像信号を記憶するメモリ部５２を設け、コネクタ５５を介して放射線画像検出器５０を着脱自在にすれば、放射線画像検出器５０を持ち運びできる可搬構造とすることができる。さらに、不揮発性メモリを用いてメモリ部５２を着脱可能に構成すれば、放射線画像検出器５０と画像処理部５１を接続しなくとも、メモリ部５２を後述する画像処理部６３に装着するだけで画像信号を画像処理部６３に供給できることから、更に放射線画像の撮影及び画像処理が容易となり、操作性を向上できる。なお、放射線画像検出器５０を据置き型として用いる場合には、コネクタ５５を介して電力の供給や画像信号の読み出しを行うことで、メモリ部５２や電源部５３を設けなくとも、放射線画像の画像信号を得られることは勿論である。
【０１０４】
次に、図５を参照して、このような放射線画像検出器５０を用いた放射線画像撮影システムの概略を述べる。
【０１０５】
図５は、本発明による放射線画像検出器を適用した放射線画像撮影システム６０の一実施形態の概略構成を示す図である。
【０１０６】
本実施形態による放射線画像撮影システム６０は、図５に示すように、放射線画像撮影に関する情報を管理するサーバ６１と、放射線画像撮影に関する操作を行う撮影操作装置６２と、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の無線通信方式による通信を行うための基地局６３と、放射線画像検出器５０を操作するコンソール６４とがネットワーク６５を通じて接続されている。撮影操作装置６２にはケーブルなどを介して、被写体（本実施形態においては患者６６）に放射線を照射して放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置６７が接続されている。ここで、ネットワーク６５は、当該システム専用の通信回線であっても良いが、システム構成の自由度が低くなってしまう等の理由のため、イーサネット（Ethernet；登録商標）等の既存の回線である方が好ましい。
【０１０７】
サーバ６１は、コンピュータで構成されており、サーバ６１には、サーバ６１を構成する各部を制御する制御部、各種情報や操作者の指示を入力する入力操作部、及び、各種情報を記憶する外部記憶装置等が設けられている（いずれも図示しない）。
【０１０８】
サーバ６１の制御部は、入力操作部から入力された患者情報や撮影情報等をそれぞれ対応付けた状態で、外部記憶装置に記憶させるようになっている。患者情報とは、患者６６の氏名、年齢、性別、生年月日、患者６６を特定するための患者ＩＤ番号等の患者６６に関する情報である。また、撮影情報とは、撮影部位（被撮影者の身体上の撮影する部分）、撮影する方向や方法等の撮影を行うために必要な情報である。
【０１０９】
なお、サーバ６１に代えて、ＩＤカードに予め書き込まれた患者情報や撮影情報を読み取るカードリーダ等の情報読取装置を設けるようにしてもよい。
【０１１０】
放射線画像撮影装置６７は、放射線源６７ａを有しており、この放射線源６７ａに管電圧が印加されることによって、放射線を発生するようになっている。放射線源６７ａの放射線照射口には、放射線照射野を調節する絞り装置６７ｂが、開閉自在に設けられている。放射線源６７ａの下方であって放射線照射範囲には、放射線画像検出器５０を介して患者６６を載置させる寝台６７ｃが設けられている。
【０１１１】
撮影操作装置６２は、情報を表示する表示部や操作者である放射線技師からの指示を入力する入力操作部（いずれも図示せず）等を備えるコンピュータで構成されており、撮影条件に対応する管電圧値、放射線の線量及び照射野絞り値により撮影が行われるように、放射線画像撮影装置６７の放射線源６７ａ及び絞り装置６７ｂ等を制御するようになっている。
【０１１２】
コンソール６４は、図６に示すように、制御部６４ａ、ＲＡＭ６４ｂ、ＲＯＭ６４ｃ、表示部６４ｄ、入力操作部６４ｅ、通信部６４ｆ等を備えて構成されており、各部はバス６４ｇにより接続されている。
【０１１３】
表示部６４ｄは、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等を備えて構成され、制御部６４ａから出力され入力される表示信号の指示に従って、各種画面を表示するようになっている。
【０１１４】
入力操作部６４ｅは、例えば、キーボードやマウス等から構成されており、キーボードで押下操作されたキーの押下信号やマウスによる操作信号を入力信号として制御部６４ａに対して出力するようになっている。
【０１１５】
通信部６４ｆは、無線ＬＡＮ等の無線通信方式により、基地局６３を介して、放射線画像検出器５０との間で各種情報の通信を行うものである。
【０１１６】
制御部６４ａは、例えば、ＣＰＵ等から構成され、ＲＯＭ６４ｃに格納される所定のプログラムを読み出してＲＡＭ６４ｂの作業領域に展開し、当該プログラムに従って各種処理を実行する。
【０１１７】
制御部６４ａは、受信した各種情報を、基地局６３を介して無線で放射線画像検出器５０に対して送信するようになっている。
【０１１８】
また、制御部６４ａは、前記入力操作部６４ｅからの入力指示に基づいて、放射線画像検出器５０に画像信号の転送を行わせるようになっている。
【０１１９】
さらに、制御部６４ａは、前記入力操作部６４ｅからの入力指示に基づいて、放射線画像検出器５０に記憶されている画像信号の削除を行わせるようになっている。
【０１２０】
次に、放射線画像撮影システム６０の作用について説明する。
【０１２１】
放射線画像の撮影が行われる際には、サーバ６１から撮影操作装置６２に対して、患者情報や撮影情報が送信される。撮影操作装置６２は受信したこれらの情報を適宜表示部に表示し、放射線技師はこれらの情報を確認しながら放射線画像の撮影を行う。
【０１２２】
撮影操作装置６２は、受信した撮影情報に含まれる管電圧値、線量及び照射野絞り値に基づいて、放射線画像撮影装置６７の放射線源６７ａ及び絞り装置６７ｂを制御し、放射線画像撮影装置６７は、これらの条件下で放射線を患者６６に対して照射する。
【０１２３】
このとき、放射線画像検出器５０が、寝台６７ｃ上であって患者６６の下に差しこまれており、患者６６を透過する放射線量を検出し、検出した放射線を電気信号に変換して画像信号を取得し、取得した画像信号をメモリ部５２に記憶する。
【０１２４】
そして、放射線画像検出器５０のメモリ部５２に記憶されている放射線画像の画像信号が、基地局６３を介して無線によりコンソール６４へ送信される。
【０１２５】
コンソール６４は、通信部６４ｆを介して受信した画像信号と患者情報等と関連付けて、サーバ６１に対して送信する。その後、各画像信号は、サーバ６１より画像処理がなされた後、適宜出力され、放射線画像として医師による診断に供される。
【０１２６】
以上より、本実施形態に係る放射線画像撮影システム６０によれば、画像ムラがなく、光電変換率が高い放射線画像変換パネル１ａを備える放射線画像検出器５０を用いているので、高画質の放射線画像を得ることができる。
【０１２７】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図７に示すように、第２の実施形態の放射線画像変換パネル１bは、第１の実施形態と同様にシンチレータ層１０、光電変換層２０ａ、画像信号出力層３０及び基板４０を備えている。第１の実施形態においては、放射線画像変換パネル１ａはシンチレータ層１０、光電変換層２０ａ、画像信号出力層３０及び基板４０を放射線照射方向から順に備えているものとしたが、本実施形態においては、基板４０、画像信号出力層３０、光電変換層２０ａ及びシンチレータ層１０を放射線照射方向から順に備えており、放射線は基板４０からシンチレータ層１０側に向けて入射されるようになっている。
【０１２８】
このような構成の放射線画像変換パネル１bによる画像信号の出力について説明すると、まず、放射線は基板４０に入射し、画像信号出力層３０、光電変換層２０ａをこの順に通過し、シンチレータ層１０に到達する。すると、シンチレータ層１０において放射線の強度に応じて発光される電磁波は散乱がより少なくなる。その後、電磁波は光電変換層２０ａにおいて光電変換され、画像信号出力層３０から画像信号が出力される。よって、放射線画像変換パネル１bの鮮鋭度を向上させつつ、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２９】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図８に示すように、第３の実施形態の放射線画像変換パネル１ｃにおける光電変換層２０ｃは、第１の実施形態の光電変換層２０ａに蛍光体粒子１１を備えることとしたいわゆる直接型の光電変換層２０ｃである。本実施形態の放射線画像変換パネル１ｃは、放射線照射方向から順に、光電変換層２０ｃ、画像信号出力層３０及び基板４０を備える構成となっている。
【０１３０】
このような構成の放射線画像変換パネル１ｃは、いわゆる直接型の放射線画像変換パネルである。ここで、直接型の放射線画像変換パネルとは、光電変換層に蛍光体粒子及び導電性高分子化合物を含むものをいい、光電変換層において放射線が直接吸収されて電気エネルギーに変換されるようになっている。これに対して、第１の実施形態及び第２の実施形態に係る放射線画像変換パネルは、光電変換層において放射線のエネルギーが間接的に吸収される、いわゆる間接型の放射線画像変換パネルである。
【０１３１】
直接型の放射線画像変換パネルにおいても、蛍光体粒子が放射線を吸収して、エネルギーが蛍光体粒子から導電性高分子化合物に移動して、導電性高分子化合物が電荷分離状態となり電気エネルギーが生成するという原理は同じである。しかしながら、両者においては、放射線を吸収した蛍光体粒子から導電性高分子化合物へエネルギーが伝達する態様が異なっている。直接型では、蛍光体粒子の分子軌道と導電性高分子化合物の分子軌道とが接近している場合、間接型におけるような蛍光体粒子から発光される電磁波によるエネルギーの伝達に加え、蛍光体粒子が電磁波を発光するより早く電子などによりエネルギーは直接導電性高分子化合物に伝達されることがある。
【０１３２】
本実施形態における放射線画像変換パネル１ｃによる画像信号の出力について説明すると、本実施形態の放射線画像変換パネル１ｃにはシンチレータ層が別途設けられていないので、放射線は光電変換層２０ｃに入射する。すると、光電変換層２０ｃに含まれる蛍光体粒子１１が放射線を吸収する。吸収されたエネルギーの一部はすぐに電子を媒体として導電性高分子化合物に伝達されるとともに、残りのエネルギーは電磁波となり導電性高分子化合物に伝達される。よって、光電変換層２０ｃ中に含まれる電荷発生層から電荷が発生し、この電荷に基づいて画像信号出力層３０から画像信号が出力される。よって、直接型の放射線画像変換パネル１ｃにおいても、第１の実施形態における間接型の放射線画像変換パネルと同様の効果を得ることができる。
【実施例】
【０１３３】
以下に、実施例および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、勿論本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【０１３４】
〔放射線画像変換パネルの作製〕
まず、以下に示すようにしてそれぞれの放射線画像変換パネルを作製した。
【０１３５】
（１）実施例１の作成
シンチレータ層には蛍光体としてセシウムアイオダイド（ＣｓＩ：Ｔｌ）を用い、厚さ４００μｍのシンチレータ層とした。
光電変換層には、透明電極膜、電荷発生層及び導電層を設けた。透明電極膜には、ＩＴＯを透明電極に用い、厚さ１００ｎｍとした。透明電極膜上には導電性高分子のポリカルバゾール（化１４）に添加物としてＣＮＴ誘導体（化１５）及びナフトイミド誘導体（化１６）を添加した混合膜を形成し、厚さ１５０ｎｍの電荷発生層を形成した。電荷発生層上にはアルミニウムからなる厚さ２５０ｎｍの導電層を形成した。
ここで、光電変換層の電荷発生層の製造方法を示す。まず、ジクロロベンゼンに化１５と化１６とを当量比１：２０の割合で混合・溶解させてから、化１５に対して２０当量の化１４を加え、混合溶液とした。この混合溶液を透明電極膜上にスピンコート塗布することにより、混合膜を形成し、電荷発生層とした。
画像信号出力層にはアモルファスシリコンを用い、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成した。
基板にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いて基板とした。
これらシンチレータ層〜画像信号出力層を基板上に設けて、実施例１の放射線画像変換パネルとした。
【化１４】
2006208158.tif 000016
【化１５】
2006208158.tif 000017
【化１６】
2006208158.tif 000018
【０１３６】
（２）実施例２の作製
表１に示すように、添加物をＣＮＴ／ピロメリットイミド複合体（化１７）として、混合膜の組成を、当量比にして化合物１：化合物６＝２０：１とした以外は実施例１と同様にして電荷発生層を作製し、本発明に係る実施例２とした。
【化１７】
2006208158.tif 000019
【０１３７】
（３）実施例３の作製
表１に示すように、添加物をＣＮＴ／ポルフィリン複合体（化１８）として、混合膜の組成を、当量比にして化合物１：化合物７＝２０：１とした以外は実施例１と同様にして電荷発生層を作製し、本発明に係る実施例３とした。
【化１８】
2006208158.tif 000020
【０１３８】
（４）実施例４の作製
表１に示すように、導電性高分子化合物をポリフェニレンビニレン（化１９）として、混合膜の組成を、当量比にして化合物２：化合物７＝２０：１とした以外は実施例１と同様にして電荷発生層を作製し、本発明に係る実施例４とした。
【化１９】
2006208158.tif 000021
【０１３９】
（５）実施例５の作製
表１に示すように、導電性高分子化合物をポリチオフェン（化２０）として、混合膜の組成を、当量比にして化合物３：化合物７＝２０：１とした以外は実施例１と同様にして電荷発生層を作製し、本発明に係る実施例５とした。
【化２０】
2006208158.tif 000022
【０１４０】
（６）実施例６の作成
光電変換層には、透明電極膜、電荷発生層及び導電層を設けた。透明電極膜には、ＩＴＯを透明電極として用いた。透明電極膜上にはポリウレタンからなる絶縁膜を被覆し、絶縁膜上には、導電性高分子化合物のポリカルバゾール（化１４）に添加物としてＣＮＴ誘導体（化１５）、ナフトイミド誘導体（化１６）及び蛍光体（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）を添加した混合膜を形成し、厚さ１５０μｍの電荷発生層を形成した。電荷発生層上にはアルミニウムからなる厚さ２００ｎｍの導電層を形成した。
ここで、光電変換層の電荷発生層の製造方法を示す。まず、ジクロロベンゼンに化１５と化１６とを当量比１：２０の割合で混合・溶解させてから、化１５に対して２０当量の化１４と１当量の蛍光体（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）を加え、混合溶液とした。この混合溶液を絶縁膜上にスピンコート塗布することにより、混合膜を形成し、電荷発生層とした。
画像信号出力層にはアモルファスシリコンを用い、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成した。
基板にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いて基板とした。
これら光電変換層及び画像信号出力層を基板上に設けて、シンチレータ層の無い、実施例６の放射線画像変換パネルとした。
【０１４１】
（７）実施例７〜実施例１０の作製
表２に示すように、混合膜の組成を実施例２〜実施例５と同様にして、実施例６の製造方法で電荷発生層を製造し、本発明に係る実施例７〜実施例１０とした。
【０１４２】
（１１）比較例１の作製
次に、表１に示すように、添加物をＣＮＴ誘導体のみとし、混合膜の組成を、当量比にして化１４：化１５＝２０：１とした以外は実施例１と同様にして電荷発生層を作製し、本発明に係る比較例１とした。
【０１４３】
（１２）比較例２の作製
表２に示すように、添加物をＣＮＴ誘導体のみとし、混合膜の組成を、当量比にして化１４：化１５＝２０：１とした以外は実施例６と同様にして電荷発生層を作製し、本発明に係る比較例２とした。
【０１４４】
〔評価〕
以上の様にして得られた比較例１〜２、実施例１〜１０のそれぞれの放射線画像変換パネルについての評価は、次の２種類の評価方法によって行った。
【０１４５】
（１）評価方法Ａ
比較例１、実施例１〜５の放射線画像変換パネルについては、放射線照射方向から順に、シンチレータ層、光電変換層、画像信号出力層、基板を備えるものとし、シンチレータ層から基板側に向けてＸ線（５０ｋＶ）照射を行い、画像信号出力層の薄膜トランジスタからの信号値を測定し、比較例１の信号値を１とする相対信号値で表した。表１にその結果を示す。
同様に、比較例２、実施例６〜１０の放射線画像変換パネルについては、放射線照射方向から順に、光電変換層、画像信号出力層、基板を備えるものとし、光電変換層から基板側に向けてＸ線（５０ｋＶ）照射を行い、画像信号出力層の薄膜トランジスタからの信号値を測定し、比較例２の信号値を１とする相対信号値で表した。表２にその結果を示す。
【０１４６】
（２）評価方法Ｂ
比較例１、実施例１〜５の放射線画像変換パネルについて、放射線照射方向から順に、基板、画像信号出力層、光電変換層、シンチレータ層を備えるものとし、基板からシンチレータ層側に向けてＸ線（５０ｋＶ）照射を行い、画像信号出力層の薄膜トランジスタからの信号値を測定し、比較例１の信号値を１とする相対信号値で表した。表１にその結果を示す。
【０１４７】
【表１】
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【０１４８】
【表２】
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【０１４９】
表１に示すように、比較例１と実施例１とを比べると、電荷発生層において、導電性高分子化合物である化１４に、ナノカーボン材料の化１５とπ共役系化合物の化１６との混合物を添加することにより、相対信号値が３．２に増加することがわかる。つまり、電荷発生層にナノカーボン材料とπ共役系化合物とを添加することにより光電変換率が向上することがわかる。
【０１５０】
実施例１と実施例２とを比べると、電荷発生層において、導電性高分子化合物である化１４に、ナノカーボン／π共役系化合物複合体の化１７を添加することにより、相対信号値が１０．２に増加することがわかる。つまり、ナノカーボン材料とπ共役系化合物との混合物を添加するより、両者の複合体を予め形成してから添加するほうが光電効率が向上することがわかる。
【０１５１】
実施例２と実施例３とを比べると、電荷発生層において添加する複合体にポルフィリンを基本骨格とするπ共役系化合物の化１８を用いることにより、相対信号値が１５．１に増加することがわかる。つまり、ナノカーボン／π共役系化合物複合体に用いるπ共役系化合物としては、ポルフィリンを基本骨格とするものを用いるのが好ましいことがわかる。
【０１５２】
実施例３と実施例４とを比べると、電荷発生層において、導電性高分子化合物に化１９で示されるポリフェニレンビニレンを用いることにより、相対信号値が３５．５に増加することがわかる。同様に、実施例４と実施例５とを比べると、導電性高分子化合物に化２０で示されるポリチオフェンを用いることにより、相対信号値が７２．１に増加することがわかる。つまり、導電性高分子化合物としては、ポリフェニレンビニレン（化１９）が好ましく、特にポリチオフェン（化２０）が好ましいことがわかる。
【０１５３】
また、表１に示す評価方法Ｂによる相対信号値の結果からわかるように、Ｘ線が基板側からシンチレータ層側に向けて入射される構成の放射線画像変換パネルにおいても、同様の効果が得られ、このような構成にすることにより、光電変換層に供給されるシンチレータ層の蛍光体からの電磁波（光）はより散乱が少ないものとなるので、各放射線画像変換パネルにおいて光電変換率の向上がより顕著に表れる。
【０１５４】
さらに、表２に示す放射線画像変換パネルは光電変換層に蛍光体粒子を含ませて三つの層からなるものとしたが、表１と同様の傾向を示しており、電荷発生層に各添加物を添加することで、シンチレータ層を設けなくても、表１と同様の効果が得られることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】第１の実施形態における放射線画像変換パネル１aを示す概略構成図である。
【図２】フラーレン／π共有系化合物複合体の一例を示す図である。
【図３】ＣＮＴ／π共有系化合物複合体の一例を示す図である。
【図４】放射線画像検出器５０の構造の一例を示す図である。
【図５】放射線画像検出器５０を用いた放射線画像撮影システム６０の一例を示す図である。
【図６】コンソール６４の要部構成を示すブロック図である。
【図７】第２の実施形態における放射線画像変換パネル１ｂを示す概略構成図である。
【図８】第３の実施形態における放射線画像変換パネル１ｃを示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１ａ、１ｂ、１ｃ    放射線画像変換パネル
１０  シンチレータ層
１１  蛍光体粒子
２０ａ、２０ｃ  光電変換層
３０  画像信号出力層
３１  コンデンサ
３２  トランジスタ
４０  基板
５０  放射線画像検出器
【図１】
2006208158.tif 000025
【図２】
2006208158.tif 000026
【図３】
2006208158.tif 000027
【図４】
2006208158.tif 000028
【図５】
2006208158.tif 000029
【図６】
2006208158.tif 000030
【図７】
2006208158.tif 000031
【図８】
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