(57)【要約】　　　（修正有）【課題】平坦な貯蔵燐光体プレート又はパネルにおいて燐光体結晶を使用するときに光透明性と解像度、即ち鮮鋭度の間の最適化された関係を得るために所望の寸法を有する燐光体結晶を提供する。さらに、マンモグラフィ像形成の場合のように低いエネルギーを有するＸ線量子を使用するときであっても、良好な信号対ノイズ比で像形成を可能にするコンピューター放射線写真システムを提供する。【解決手段】円柱体の形の針状ＣｓＢｒ：Ｅｕ２＋貯蔵燐光体粒子であって、１〜３０μｍの範囲の平均横断面直径及び１００μｍ〜１０００μｍの範囲の前記円柱体の筒部に沿って測定された平均長さを有する針状ＣｓＢｒ：Ｅｕ２＋貯蔵燐光体粒子。及び、前記貯蔵燐光体粒子を使用した放射線貯蔵燐光体スクリーン又はパネル。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱体の形の針状ＣｓＢｒ：Ｅｕ２＋貯蔵燐光体粒子であって、１〜３０μｍの範囲の平均横断面直径及び１００μｍ〜１０００μｍの範囲の前記円柱体の筒部に沿って測定された平均長さを有する針状ＣｓＢｒ：Ｅｕ２＋貯蔵燐光体粒子。
【請求項２】
前記燐光体粒子が５〜２００の範囲の横断面直径に対する長さの平均アスペクト比を有する請求項１に記載の針状ＣｓＢｒ：Ｅｕ２＋貯蔵燐光体粒子。
【請求項３】
前記燐光体粒子が２０〜１００の範囲の横断面直径に対する長さの平均アスペクト比を有する請求項１又は２に記載の針状ＣｓＢｒ：Ｅｕ２＋貯蔵燐光体粒子。
【請求項４】
平均横断面直径及び平均筒部長さについての変動係数が０．０５から０．３０の範囲である請求項１〜３のいずれかに記載の針状ＣｓＢｒ：Ｅｕ２＋貯蔵燐光体粒子。
【請求項５】
スクリーン又はパネルに衝突したＸ線からのエネルギーを貯蔵した燐光体粒子の刺激後に放射線を放出する放射線像貯蔵燐光体スクリーン又はパネルであって、前記パネルが平坦な表面を有する支持体、前記支持体の表面上に延びる多数の円柱体針状燐光体を含み、前記燐光体が請求項１〜４のいずれかに記載の円柱体の形の針状ＣｓＢｒ：Ｅｕ２＋貯蔵燐光体粒子である放射線像貯蔵燐光体スクリーン又はパネル。
【請求項６】
光反射性被覆が前記円柱体の壁に沿って付着され、刺激を行った後に前記燐光体によって放出される放射線を少なくとも部分的に反射するように配置される請求項５に記載の放射線像貯蔵燐光体スクリーン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は刺激放射線によって刺激された後に優れた解像度を与える寸法を有する貯蔵燐光体に関する。
【０００２】
特に、本発明は、被覆された後の円柱体の形の針状貯蔵燐光体の充填密度、染料の役割（前記針状貯蔵燐光体の積み重ねられた層に又はその層に隣接して存在するなら）、及びアルカリ土類金属、希土類金属並びに油状化合物又はゴミのような不純物の存在を避けるための必要性に関連する。
【０００３】
発明の背景
増感ルミネセント燐光体スクリーンがルミネセント線を直接放出し、かつ前記スクリーンが貯蔵媒体でない従来の放射線写真とは対照的に、刺激性燐光体スクリーン、シート又はパネルとして言及される、放射線像貯蔵パネルを利用する放射線像記録及び再生技術は刺激性燐光体を与えられている。放射線像記録及び再生技術を用いると、放射線像貯蔵パネルの刺激性燐光体は被写体の像情報を担持するか又は試料から放射された放射線を吸収させられる。前記刺激性燐光体は可視光又は赤外線の如き刺激線に露光され、それはその照射露光中その上に貯蔵されたエネルギーの量に比例して刺激性燐光体に光を放出させる。
【０００４】
放出された蛍光は次いで電気信号を得るために光電気的に検出される。電気信号はさらに処理され、処理された電気信号は記録材料上に可視像を再生するために利用される。中間貯蔵媒体として貯蔵燐光体シート又はパネルを利用する、この作業方法はまた、“コンピュータ放射線写真”と称される。この作業方法はＣｓＩ，ＫＩ，ＲｂＩ，ＣｄＳ，ＺｎｘＣｄ１−ｘＳ，ＣｄＷＯ３，ＧａｙＳｅ、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ、Ｌａ２Ｏ２Ｓ又はＰｂＯｚの如きルミネセント材料について例えばＵＳ−Ａ　５１７１９９６に記載されているようにＸ線照射時に放射線を直接放出するシンチレータ材料による放射線検出とは明らかに異なる。
【０００５】
放射線写真では放射線医が患者の状態の正確な評価を行うために優れた像品質を持つことが重要であるので、重要な像品質面は解像性及び像信号対ノイズ比である。
【０００６】
コンピュータ放射線写真について信号対ノイズ比は多数の要因に依存する。
【０００７】
第一に、貯蔵燐光体スクリーンによって吸収されるＸ線量子の数が重要である。信号対ノイズ比は吸収された量子の数の平方根に比例するだろう。
【０００８】
第二に、いわゆる蛍光ノイズが重要である。このノイズは吸収されたＸ線量子について検出された光刺激された光（ＰＳＬ）量子の数が小さいという事実によって生じる。多数のＰＳＬ光がコンピュータ放射線写真における検出プロセスで失われるので、蛍光ノイズは信号対ノイズ比に対する重要な貢献を有する。平均して少なくとも一つの光子が吸収されたＸ線量子ごとに検出されることが重要である。もしこのとおりでないなら、多くの吸収されたＸ線量子が像に寄与せず、信号対ノイズ比が極めて悪いだろう。
【０００９】
この状況はＸ線量子が低いエネルギーで使用されるマンモグラフィにおいて最も危機的である。軟らかいＸ線ほど少ないＰＳＬ中心（ＰＳＬ　ｃｅｎｔｅｒｓ）を生じ、それゆえ硬いＸ線より少ないＰＳＬ光子を生じるだろう。
【００１０】
コンピュータ放射線写真では、ＰＳＬ中心の数は吸収されたＸ線量子によって作られる。全てのＰＳＬ中心がピクセル刺激のために利用可能な時間の制限のため及び利用可能なレーザ出力の制限のため、読み出しプロセスにおいて刺激されるとは限らない。実際には、ＰＳＬ中心の約３０％だけが刺激されてＰＳＬ光子を生じる。これらの光子は全ての方向に放出及び散乱されるので、ＰＳＬ光子の５０％だけが貯蔵燐光体スクリーンの上側で放出され、そこでそれらは検出システムによって検出されることができる。放出されたＰＳＬ光子は光ガイドによって検出器の方に案内される。この光ガイドは貯蔵燐光体スクリーンの上に矩形の検出領域を形成しかつ検出側で円形横断面を有する光ファイバーの配列からなってもよい。このタイプの光ガイドはたった３０％の開口数しか有さず、それは放出されたＰＳＬ光子の３つのうち１つだけが検出器に案内されることを意味する。光ガイドと検出器の間にはフィルターが置かれ、それは貯蔵燐光体スクリーンによって反射される刺激光を遮断し、スクリーンによって放出されるＰＳＬ光を透過する。このフィルターはまた、ＰＳＬ光の小さな吸収及び反射を有し、ＰＳＬ光子の約７５％だけを透過する。コンピュータ放射線写真では光増倍管は一般にＰＳＬ信号を電気信号に変形するために使用される。４４０ｎｍにおいて光増倍管は約２０％の量子効率を有する。これは光増倍管に到達する５ＰＳＬ量子のうち１つだけが検出されることを意味する。
【００１１】
要するに、貯蔵燐光体スクリーンだけで作られる１０００ＰＳＬ中心について：
１０００×０．３×０．５×０．３×０．７５×０．２＝６．７５
のＰＳＬ光子が検出される。
【００１２】
もしＸ線量子ごとに少なくとも一つの検出されるＰＳＬ光子を生じることが要求されるなら、Ｘ線量子によって作られるＰＳＬ中心の数は十分に大きいべきである。あるいは、逆にＰＳＬ中心を作るために必要なＸ線エネルギーは十分に小さいべきである。
【００１３】
マンモグラフィでは、Ｘ線源の通常のセッティングは２８ｋＶｐである。これはＸ線量子の平均エネルギーが１５ｋｅＶのオーダーであるＸ線スペクトルに導く。このエネルギーを有するＸ線量子に対して、少なくとも一つの検出されたＰＳＬ光子を生じるためには、ＰＳＬ中心を作るために必要なエネルギーは：
１５０００×６．７５／１０００＝１００ｅＶ
未満であるべきである。
【００１４】
さらに多くのＸ線医療像形成システム、特にマンモグラフィに対して微細なディテールの視覚化、高解像高コントラスト像が要求されることが良く知られている。Ｘ線フィルム／スクリーン及びデジタルマンモグラフィシステムの解像度はそれぞれ現在２０線対／ｍｍ及び１０線対／ｍｍに制限されている。この制限の主な理由の一つは現在使用されるＸ線スクリーンにおける燐光体粒子サイズと関連する。特に、燐光体粒子による光散乱及びそれらの粒子境界は像における空間解像度及びコントラストの損失を生じる。解像度及びコントラストを増加するために、可視光の散乱を減少しなければならない。散乱は燐光体の発光効率を維持しながら燐光体粒子サイズを減少することによって減少されることができる。さらに、Ｘ線から光への変換効率、量子検出効率（例えば刺激後に放出された光に変換可能な吸収されたＸ線の部分）及びスクリーン効率（例えば刺激線での照射後にスクリーンから逃避する放出された光の部分）は燐光体粒子サイズの減少によって否定的な方法で影響されるべきではない。特別な利益として以下に与えられるコンピュータ放射線写真記録及び再生技術は従来の放射線写真におけるより顕著に低い放射線量で得られる多量の情報を含む放射線像を示す。放射線像記録及び再生技術は特に医療診断のためのＸ線像記録の如き直接放射線写真に対して効率的である。
【００１５】
無症候の女性母集団の臨床診断及び日常のスクリーニングについて、スクリーン−フィルムマンモグラフィは今日なお、乳癌の早期発見のための技術水準を表す。しかしながら、スクリーン−フィルムマンモグラフィはその効果を低下する制限を持つ。乳房組織での放射線吸収密度の極めて低い差異のため、像コントラストは本質的に低い。フィルムノイズ及び散乱放射線はコントラストをさらに低減し、微小石灰化像の検出を表示像において困難にする。従って、例えばフィルム階調は幅広いラティチュードに対する必要性に対してバランスさせなければならない。
【００１６】
コンピュータ放射線写真（ＣＲ）システムは第１デジタルシステムと第２デジタルシステムとして広く分類されることができる。第１デジタルシステムはデジタル像を形成するためにセンサー上の入射放射線の使用可能な電気信号への直接変換を意味する。他方、第２デジタルシステムはデジタル像への放射線の変換において中間工程を含む。例えば、デジタルＸ線透視検査法では、Ｘ線を可視像へ中間変換し、それを次いでビデオカメラを使用してデジタル像に変換するために映像増強器が使用される。例えばＵＳ−Ａ　５１７１９９６に記載されたシンチレータ材料は読み出すために走査手順を必要としない。なぜならば刺激性又は貯蔵燐光体材料におけるようなエネルギーの貯蔵は全くないからである。Ｘ線量子は放出された光に直接変換され、それは光導電層において電荷をさらに生成し、それによって可視像の生成を与える。直接放出された光の散乱は刺激光の散乱が貯蔵されたエネルギーの光刺激の源として極めて重要であるデジタルＸ線システムに使用される貯蔵燐光体の鮮鋭度とは対照的に鮮鋭度に対して決定的である。光刺激されたルミネセンス（ＰＳＬ）プレートを利用するシステムで生成されるデジタルＸ線像はまず可視像をエネルギーとして貯蔵する。第二工程では、貯蔵されたエネルギーは電気信号に変換され、レーザを使用してＰＳＬプレートを走査してデジタル像を形成する。
【００１７】
さらに、ＣＲシステムのために走査モードでシリコン光ダイオードアレーを使用する様々な方式が使用される。しかしながら、これらの光ダイオードアレーは１０ｋｅＶ以上のエネルギーでのアレーの量子効率（感度）の急激な落ち込みのため、Ｘ線を可視光に変換するための中間燐光体スクリーンを必要とする。
【００１８】
上記第２デジタルシステムは解像度の損失を含む幾つかの欠点を有する。しかしながら、最近の技術進歩は半導体Ｘ線検出器を利用可能なＸ線像を生成するために使用可能にすることによってこれらの困難を克服することができる。高品質半導体Ｘ線検出器は多年にわたって知られているが、これらの検出器は使用のために好適な信号を生成するために極めて感受性の前置増幅器を必要とする。高密度アナログ相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）集積回路技術及び半導体チップ間の高密度相互接続における最近の進歩によって、センサーチップと称される単一ハイブリッド集積回路上で前置増幅器を有するこれらの検出要素の数千の集積が現在可能である。Ｘ線半導体センサーと被写体からのＸ線の間に位置される吸収層を有する半導体検出器は例えばＵＳ−Ａ　４９０５２６５に開示されている。
【００１９】
放射線散乱ノイズ、かぶり、ぼけ、斑点及び人工物のような要因によって生ずる劣ったフィルム像品質のために繰り返される露光に対する必要性を除去するために臨床像品質の有意な改良が実現され、そこではデジタル放射線写真技術は医者が像デジタル化によって定量的放射線写真を実施することができ、例えばコンピュータネットワーク上の遠隔部位へのマンモグラムの送信及び微小石灰化像の縁補強の如き有用な補強技術によってそれらを行い、スクリーン−フィルムマンモグラフィと比較して少なくとも７倍の患者によって受けられる吸収された放射線量を有利に減少し、さらにリスク均等化に対する利益を有意に増強することによる３５才以上の年齢のグループの無症候母集団の日常のスクリーニングに対するマンモグラフィを容易にし、さらに１０回の露光を要求しうる針局所生検法中の患者への吸収される線量を有意に減少する。ＵＳ−Ｐ　５５９６２００に述べられているように、その発明の別の利点は写真フィルムの代わりに標準磁気又は光学ディスク媒体の使用を通して像データの改良された貯蔵及び検索を提供することであり、さらに現在のＸ線像形成システムと資本コストで負けず、写真フィルム及び関連薬剤、暗室及び他の周辺機器を除去しかつフィルム処理のための技術者の時間を減らすことによって材料コスト及び処理時間を減らす装置を提供することである。その中で所望の半導体材料を決定する際には製造の容易性、Ｘ線吸収、及び操作温度のような側面を考慮しなければならない。マンモグラフィ用途に対しては、二つの代替検出材料、シリコン及びヒ化ガリウムが好ましい。シリコン検出器はＧａＡｓ検出器より製造がずっと容易であるが、シリコンＸ線光子量子吸収係数はＧａＡｓよりずっと低い。約２５ｋｅＶより大きいＸ線エネルギーを有する主要なＸ線デジタル像形成システムにおける用途に対しては、ずっと高いＸ線吸収特性を有するセンサー材料が必要とされる。結果として、ＧａＡｓ、テルル化カドミウム、ＣｄＺｎＴｅ、アンチモン化インジウム及びゲルマニウムの検出材料が２５ｋｅＶより大きいエネルギーで使用されるべきである。検出器の行及び列の数及びそれらの長さ及び分離はＸ線像形成システムの特定のデザイン条件によってさらに変更されることができる。例えば列の長さ及び列の数は機械的走査の限界以下であればいかなる所望の値であることができる。アレー状方式でセンサーチップを置くことも考えられる。
【００２０】
生成した像は走査中に生成したアラビア数字のマトリックスに対して同形であるので、好適なソフトウェアで信号処理ユニット６０によって処理されることができる。例えば、信号の信号対ノイズ比は処理を通して改良されることができる。信号処理からのデータは写真フィルムの代わりに標準的な磁気又は光学ディスク媒体に記憶及び保存されることが有利である。記憶ステーションからのデータは次いで像処理ユニットに送られ、そこで様々な処理操作が像上で実施されることができる。例えば、像処理ユニットは（１）拡大；（２）コントラスト増強及びウインドウ生成；（３）鮮鋭度及び縁階調の増強；（４）像品質の増強のためにグレー又はカラースケールの添付；及び（５）像減算の像操作を実施することができる。像処理によって生成される像はビデオディスプレー、プリンター、フィルム上に表示されることができ又は像送信ネットワークを介して送られることができ、そのネットワークは実質的にリアルタイムの像解釈及び診断のために遠隔の放射線実験室から中央にいる放射線医に像データを送るための衛星又はコンピュータネットワークを含むことができる。他の領域の臨床像形成における用途は、例えば乳房コンピュータ断層撮影（ＣＴ）における低い線量の低いコスト用途；コンピュータ補助診断システム（ＣＡＤ）のためのインテリジェントソフトウェアにおける使用；生検針の定位コンピュータ設定；及び核医療における用途のための放射線制御、鑑視及び非侵襲性像形成システムとして可能である。患者の乳房を横切って像形成信号及びレシーバを走査し、次いで走査に基づいた時間遅延積分複合像を構成することによって患者の乳房を像形成するための装置はＵＳ−Ａ　５５２６３９４に記載されている。前記レシーバは放射線感受性検出要素のアレーを含み、そこではアレーの読み出しは位置エンコーダからの出力に基づいてレシーバの走査運動と同期され、従って同期は走査駆動変化にかかわらず維持される。特定の像形成条件に基づいた適切な放射線フィルターの選択を可能にするための装置もまた、そこに開示されている。
【００２１】
ＵＳ−Ａ　６３００６４０は特に、支持体に食刻された極めて小さい溝（微小溝）に配置されたナノ結晶サイズの燐光体（ナノ燐光体）を使用して、放射線、特にＸ線を検出するための複合燐光体スクリーンに関する。
【００２２】
特定の検出器を利用して、Ｘ線像形成、特にマンモグラフィ用途においていつも望まれるようなさらなる改良が以下に述べられる。
【００２３】
発明の概要
本発明の目的は最適化された光学的特性、より詳細には平坦な貯蔵燐光体プレート又はパネルにおいて燐光体結晶を使用するときに光透明性と解像度、即ち鮮鋭度の間の最適化された関係を得るために所望の寸法を有する燐光体結晶を提供することである。
【００２４】
本発明のさらなる目的はマンモグラフィ像形成の場合のように低いエネルギーを有するＸ線量子を使用するときであっても、良好な信号対ノイズ比で像形成を可能にするコンピュータ放射線写真システムを提供することである。
【００２５】
上述の目的は１μｍ〜３０μｍ（より好ましくは２μｍ〜１５μｍ）の範囲の平均横断面直径、１００μｍ〜１０００μｍ（より好ましくは１００μｍ〜５００μｍ）の範囲の円柱体の筒部（ｃａｓｉｎｇ）に沿って測定された平均長さを有する円柱体の形の針状ＣｓＢｒ：Ｅｕ２＋貯蔵燐光体粒子を提供することによって実現される。
【００２６】
特に針状燐光体結晶の寸法に関する本発明の好ましい例についての特別な特徴は従属請求項に述べられている。
【００２７】
本発明のさらなる利点及び具体例は以下の記載及び図面から明らかになるだろう。上述の有利な効果は請求項１に述べられた特別な特徴を有することによって実現される。本発明の好ましい例についての特別な特徴は従属請求項に述べられている。本発明のさらなる利点及び具体例は以下の記載（及び図面）から明らかになるだろう。
【００２８】
図面の簡単な記述
図１は寸法を示した、円柱体の形の燐光体粒子を有する典型的な針状貯蔵燐光体パネルの写真を示す。
【００２９】
発明の詳細な記述
円柱体の形の好ましいＣｓＢｒ：Ｅｕ２＋貯蔵燐光体又は刺激性燐光体のような針状燐光体から得られた解像度に関する出発点として、極めて小さい横断面を有する針状結晶は刺激時に得られる刺激された放射線が通過できず、一方極めて大きい直径を有する針状結晶は放射線を容易に通過させるが、不鮮鋭な像に導くことが、実験的に証明された。それゆえ円柱体の形の針状ＣｓＢｒ：Ｅｕ２＋貯蔵燐光体粒子が選択され、前記燐光体粒子は十分な鮮鋭度を与えるために１μｍ〜３０μｍ、より好ましくは２μｍ〜１５μｍの範囲の平均横断面直径、十分なスピードを与えるために１００μｍ〜１０００μｍ、より好ましくは１００μｍ〜５００μｍの範囲の前記円柱体の筒部に沿って測定された平均長さを有する。
【００３０】
粒子サイズを１μｍ以下に減少する主要な挑戦の一つは燐光体発光効率の急激な減少にある。これは１μｍ〜０．０１μｍの領域において優勢である表面関連非放射プロセスのためである：理論的境界として直径は決して実際の波長を表す４４０ｎｍより小さくなるべきではなく、従ってその波長から十分に逸脱する境界値として１μｍの選択が正当化される。
【００３１】
針状構造が描かれるように十分な数の針状結晶をさらに存在させるべきである。なぜならばピクセルサイズでの干渉が除外されないからである。マンモグラフィでは、例えば一つの針状結晶に対して３０μｍの直径がピクセルの１／２の存在を与えるように６０μｍのピクセルサイズが通常使用される。ピクセルあたり四つの針状結晶が与えられ、その場合には“エイリアシング（ａｌｉａｓｉｎｇ）”が起こる最小値と一致する。本発明によるさらに好ましい例では、針状燐光体は２μｍ〜１５μｍの範囲の平均直径を有するべきである。
【００３２】
好ましい化学蒸着（ＣＶＤ）技術による針状結晶の製造中、針状構造から逸脱するわずかにアモルファスな（ａｍｏｒｆ）層が支持体と接触して形成されることが観察される：“核層”と称されるこの層はＣＤＶプロセスにおける蒸着パラメータに依存して約３０μｍの平均厚さを有する。感度と信号対ノイズ比の間の最も好ましい妥協を示す作用システムを得るために、アモルファス核層の厚さの少なくとも２倍を越える針状結晶の長さを有する針状結晶を与えることが推奨される。結果として１００μｍがほぼ境界である。それより小さな針状結晶長さは感度及び十分に高い信号対ノイズ値を不足するからである。
【００３３】
さらに１０００μｍより大きな針状結晶長さはレーザ光の強度が弱められ針状結晶の底に到達できないので望ましくない。１０００μｍを越える針状層は読み出されることができず、かつ所望の信号に寄与しない。刺激された放射線によって放出された光として多くが１０００μｍより大きい厚さを有する針状層から逃避することができないだろう。本発明によるさらに好ましい例では、針状燐光体は１００μｍ〜５００μｍの範囲の平均長さを有するべきである。
【００３４】
さらにＣｓＢｒ：Ｅｕ２＋貯蔵針状燐光体母集団についてのさらに好ましい（無次元の）パラメータは針状母集団における円柱直径に対する長さの平均比であり、それは５〜２００の範囲、より好ましくは２０〜１００の範囲である。この範囲を計算するために、針状結晶の平均長さは多数の針状燐光体円柱体の平均長さと同様に計算され、両方の比から対応する数字が得られる。
【００３５】
微小溝として作用する円柱体の壁はナノ燐光体によって放出された光を微小溝円柱体の下方へ電子装置の如き好適な光収集装置に反射するように配置される。光は極端な収差又は偏向がなければ良好に案内されるので、円柱被覆内に滑らかな表面を有する壁を与えることが推奨される。
【００３６】
ＣｓＢｒ：Ｅｕ２＋貯蔵針状燐光体母集団を特徴づける別の重要なパラメータは平均横断面直径及び平均筒部長さについての変動係数であり、光出力の効率及び鮮鋭度を表示する。好ましい例では、前記変動係数は０．３０未満であり、さらに好ましい例では０．２０未満、最も好ましくは最大０．１０である。
【００３７】
本発明による針状ＣｓＢｒ：Ｅｕ２＋貯蔵燐光体粒子は１７ｍｇ／ｃｍ２〜４００ｍｇ／ｃｍ２の範囲の前記貯蔵燐光体粒子についての量で本発明による貯蔵燐光体プレート又はパネルに被覆されることが好ましい。
【００３８】
本発明の明細書に述べられたような寸法を有する針状ＣｓＢｒ：Ｅｕ２＋貯蔵燐光体は高い変換効率を有し、そのためＰＳＬ中心を作るために低い量のＸ線エネルギーが必要とされる。ＰＳＬ中心を作るために必要とされるＸ線エネルギーの量が１００ｅＶ未満であり、さらに請求項に表現されたような所望の寸法を有する燐光体が発明されている。さらに、高い品質を有するこの燐光体に導く製造法が与えられる。
【００３９】
本発明によれば、貯蔵燐光体スクリーン又はパネルが与えられ、前記スクリーン又はパネルは前記スクリーン又はパネルに衝突したＸ線から貯蔵されたエネルギーを有する燐光体粒子の刺激後に放射線を放出し、前記パネルは：
−　平坦な表面を有する支持体；
−　支持体の表面上に延びる多数の円柱体針状燐光体（前記燐光体は前述の円柱体の形の針状ＣｓＢｒ：Ｅｕ２＋貯蔵燐光体粒子である）。
【００４０】
好ましい例では前記多数の針状燐光体は結合剤のない燐光体層を形成する。
【００４１】
基本構造として放射線像貯蔵パネルは、刺激性燐光体層が自己支持性を有する場合でない限り、支持体と、その支持体の一つの表面上に横たわる刺激性燐光体層を含む。刺激性燐光体層が自己支持性を有する場合、放射線像貯蔵パネルは必ずしも支持体を与えられる必要はない。別の例では針状燐光体は例えば支持体がいわゆる“中空繊維”から構成されるときのように、（構造化された又はされていない）支持体層に蒸着されている。一般に刺激性燐光体層は結合剤層と前記結合剤に分散された刺激性燐光体を含む層から構成される。しかしながら、好ましい化学蒸着技術によって蒸着された後に、本発明のような寸法を有する針状柱状燐光体は蒸着層として規則的に配列された方法で下塗りされた支持体に垂直に積み上げられ、前記規則的に配列された層はＵＳ−Ａ　５１７１９９６のように予め形成されたパターンによって予め決定されない。
【００４２】
本発明のような寸法を有する針状燐光体を与えられた放射線像貯蔵パネルは支持体材料に隣接する支持体を別にして、反射又は反射防止層及び／又は染料含有ハレーション防止層を持ってもよい。反射防止特性を有する層は例えばＭｇＦ２のような無機材料から構成されてもよいが、それに限定されない。
【００４３】
本発明による放射線像貯蔵パネルは支持体、所望により光反射層及び／又は染料含有ハレーション防止層、及び刺激性燐光体層を含む典型的な構成を有する放射線像貯蔵パネルをとることによって以下にさらに記載されるだろう。
【００４４】
支持体は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、ポリアミド、ポリイミド、トリアセテート、ポリカーボネート、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）のようなプラスチック物質のフィルム、アルミニウム箔及びアルミニウム合金箔の如き金属シート、普通紙、バリタ紙、樹脂被覆紙、二酸化チタンの如き顔料を含有する顔料紙、及びポリビニルアルコールなどでサイジングした紙の如き公知の放射線像貯蔵パネルに一般に使用される様々な種類の支持体材料から選択される材料から構成されてもよい。
【００４５】
あるいは、支持体はガラス支持体（着色又は非着色を含む）又は耐熱性の合成樹脂材料であってもよく、蒸着された金属層を与えられてもよい。これに関して電子回路（ＰＣＢ）に通常使用される材料は支持体として使用するために極めて好適である。その一例としてＰＥＲＴＩＮＡＸ（登録商標）と称される合成材料（上に１０μｍ〜２００μｍの範囲の厚さを有する銅の層が蒸着されている）は使用のために極めて好適である。この合成材料は２５０℃を超える温度までの加熱による破壊に抵抗し、従って劣化のない蒸着を与える。
【００４６】
かかる合成樹脂材料のＸ線吸収は極めて低いので、Ｘ線量を測定するために合成支持体の後にＸ線検出器（いわゆるＡＥＣ検出器）を装着してもよい。結果としてアルミニウムはその厚さが十分に低いときに金属層として使用するために好適であるにすぎない。
【００４７】
蒸着された材料としての銅は脆性及びフレアーのようなガラス支持体の不利な特性を示さない合成支持体材料に対して極めて良好な接着性を有する反射金属層を与える。
【００４８】
本発明の放射線像貯蔵パネルの支持体の燐光体層と、中間染料含有ハレーション防止層と、又は形成された反射もしくは反射防止層との接着性を改良するために、接着性付与層が推奨され、前記層は針状燐光体の蒸着工程に使用される高温に抵抗する高分子量材料から構成される。
【００４９】
光反射（防止）層は、光反射（防止）物質、結合剤、及び溶媒を含有する被覆組成物を作り、その被覆組成物を支持体表面上に均一に適用して被覆組成物の被覆フィルムを形成することによって形成されてもよい。結合剤及び光反射（防止）層の形成のための溶媒は刺激性燐光体層の形成のために使用される結合剤及び溶媒から選択されてもよい。通常、光反射層の形成のための被覆組成物における例えば白色顔料に対する結合剤の混合比は１：１〜１：５０の範囲から選択されてもよく、前記個々の数字は重量比として表示される。光反射（防止）層の反射（防止）特性の見地から、結合剤の割合はできるだけ低いことが好ましい。光反射（防止）層の形成の容易性及び放射線像貯蔵パネルの機械的及び物理的強度を考慮するとき、光反射（防止）層の形成のための被覆組成物における例示された顔料に対する結合剤の混合比は１：２〜１：２０（重量比として表示）の範囲から選択されることが好ましい。光反射層の厚さは５μｍ〜１００μｍの範囲内にあることが好ましい。光反射層の形成のための被覆組成物はドクターブレード、ロールコータ、又はナイフコータの如き通常の被覆手段で適用されてもよい。被覆組成物の被覆フィルムが支持体表面上に形成された後に、被覆フィルムは少しずつ加熱され乾燥される。
【００５０】
顔料又は染料は染料蒸着が可能であるという条件で、刺激性燐光体とともに刺激性燐光体針状結晶の間の隙間に蒸着されてもよい。それゆえ、分解されない染料又は顔料を持つことが要求され、その光学的特性は貯蔵燐光体とともに蒸着中に増大した温度の影響下で変わらないことが要求される。かかる場合では、刺激性燐光体と染料又は顔料の比（重量比）は１００００００：１〜１０００：１の範囲内にあることが好ましい。顔料が刺激性燐光体層中に貯蔵燐光体とともに導入される場合には、刺激線を反射する光反射層は刺激性燐光体層の一つの表面上に形成されてもよい。本発明の範囲内で使用するために好適な染料の例はメチレンブルー（Ｃ１６Ｈ１８ＣｌＮ３）、アズレＢ（Ｃ１５Ｈ１７ＣｌＮ３Ｓ）、トルイジンブルー０（Ｃ１５Ｈ１６Ｎ３ＳＣｌ）、チオニン（Ｃ１２Ｈ１０ＣｌＮ３Ｓ）、インドシアニングリーン（ＩＧＣ）（Ｃ４３Ｈ４７Ｎ２Ｏ６Ｓ２Ｎａ）、マグネシウムフタロシアニン、オキサトリカルボシアニン、インドトリカルボシアニン、亜鉛フタロシアニン、オキサジン、クリプトシアニン及びテトラ−１−ブチル−ナフタロシアニンであるが、最も好ましい顔料染料として、上述の種類中で最も化学的に安定した染料であるβ−銅フタロシアニン（ＣｕＣ３２Ｎ６Ｈ１６）が選択される。針状燐光体結晶の間の望ましくない間隙なしに極めて薄い均質に着色された層の被覆が達成される。好ましい染料顔料は青着色されているので、赤色のレーザ放射線の極めて良好な吸収及び青色の光の極めて良好な透過が可能である。前記β−銅フタロシアニンはＣｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ、スイスから入手可能である。
【００５１】
本発明によれば針状像燐光体プレートに染料又は顔料を混入するための方法が提供される。顔料又は染料が溶解されるアルコール溶液に浸漬された後、前記燐光体プレートは存在するアルコールを蒸発するため及び燐光体プレート中の染料を不動化するために風乾されることが好ましい。本発明による好ましい例では、結合剤は前記方法に使用されるアルコール染料溶液に、低量で、好ましくは１重量％から１０重量％の量で存在させる。染料の存在は一つの針状結晶から別の（隣接する）針状結晶への光の移動を避け、針状構造の有利な効果を増強する：これはわずかなスピード減少が検出されるが、さらに一層改良された鮮鋭度又は解像度を生じる。本発明によれば貯蔵燐光体プレート又はパネルは１μｇ／ｍ２〜１０００μｇ／ｍ２の量で一種以上の染料を含むことが好ましい。
【００５２】
既に前述したように円柱体被覆内に滑らかな表面を有する壁を与えることが推奨される。好ましい例では前記円柱体の壁は衝突する刺激放射線を吸収する染料又は顔料で着色される。
【００５３】
本発明によれば貯蔵燐光体スクリーンは刺激を実施した後に前記燐光体によって放出される放射線を少なくとも部分的に（最も好ましくは全体的に）反射するように配置された、前記円柱体の壁に沿って配置された光反射性被覆を有する。
【００５４】
別の例では反射性被覆は前記円柱体の壁に沿って配置され、より好ましくは前記反射性被覆は金属被覆である。金属被覆の場合には金、銀、プラチナ、パラジウム、ニッケル及びアルミニウムからなる群から選択される金属が最も好ましい。
【００５５】
刺激性燐光体層を物理的及び化学的に保護するためのプラスチック材料から構成される透明保護フィルムは刺激性燐光体層の表面上に一般に形成され、その表面は支持体側表面の反対である。本発明による放射線像貯蔵パネルはかかる透明保護フィルムを与えられることが好ましい。保護フィルムは、例えばプラスチックフィルムが前もって作られ、次いで接着剤で刺激性燐光体層の表面に接着される技術を用いて刺激性燐光体層上に形成されてもよい。あるいは、保護フィルムは、被覆組成物を含有する保護フィルム材料が刺激性燐光体層の表面上に適用され、次いで乾燥される技術を用いて刺激性燐光体層上に形成されてもよい。
【００５６】
微細な粒子充填剤は干渉不均一性を減少するため及び放射線像の像品質を増強するために保護層に含められてもよい。光透過性プラスチックフィルムの製造のために適切な樹脂の例はポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートの如きポリエステル樹脂；及びセルローストリアセテートの如きセルロースエステル誘導体を含む。光透過性プラスチックフィルムの製造のために、ポリオレフィン及びポリアミドの如き様々な樹脂材料を使用してもよい。保護フィルムの厚さはほぼ数μｍ（例えば鮮鋭度のためには３μｍ〜約２０μｍ）の範囲内にあることが好ましい。保護被覆に隣接して反射防止層、例えばＭｇＦ２の層をさらに加えてもよい。
【００５７】
前記貯蔵燐光体スクリーンは放射線を選択的に減衰するように配置された針状円柱体燐光体粒子の少なくとも一部に被覆された放射線減衰手段を含むことが好ましい。好ましい例では前記スクリーンは微小溝に配置された被覆を含む放射線減衰手段を与えられる。
【００５８】
本発明による貯蔵燐光体スクリーンは刺激時に貯蔵燐光体によって放出された放射線を収集するための手段をさらに含む。
【００５９】
さらに良く知られているようにデジタル医療Ｘ線像形成器を製造するために多くの試みがなされている。像平面におけるＸ線のエネルギー分布は照射された対象物、人の組織及び骨によって決定され、結果として空間的にかつ強度スケールでほとんど連続的なエネルギースペクトルを生じる。像は一般にグレートーンが正確な診断のために保護されることが必要である低コントラスト像である。かかるＸ線像は一般にアナログ方式でフィルム上に連続的に記録される。しかしながら、本発明のようなデジタル記録装置は写真要素又はピクセル上で平均化された強度を決定する。
【００６０】
物理的検出プロセス及びピクセルの間隔は装置の解像度を決定する。各ピクセルにおける強度は通常、有限数のレベルの一つに入れられる。従って、グレースケール解像度は連続スペクトルの値であるよりむしろこのレベル数に制限される。全ての公知の装置は解像度及びグレースケール性能を最適化することを意図するが、通常いずれかの側面に制限される。直接変換装置はＸ線を減衰し、好適な電極によって収集のための自由電子ホール対を生成するためのセレンの層の使用を含む。それらはまた、固体又は気体媒体におけるＸ線の変換に続いて、ピクセル化ＣＣＤカメラにおける放出された電子の増加、変換及び電荷収集の如き他の手段を含む。間接変換装置はＸ線の可視光への変換のために上述のような光刺激性燐光体を利用し、そこでは前記光刺激性燐光体は赤色光によって後での活性化のために像を貯蔵する。燐光体は走査レーザによって“読み出される”ことができ、貯蔵された像と一致する青色光を放出する。さらに放出された光は光増倍管によって収集及び検出される。
【００６１】
前に開示されたような貯蔵燐光体粒子とともに顔料染料を被覆することを別として、前記顔料染料はファイバーオプティックプレート（ＦＯＰ）（クリアなガラスから構成されることが好ましい）上の極めて薄い層に被覆されてもよく、一般に知られているようにかかるＦＯＰの収集効率は他の光学的構成要素よりずっと良好である。結果として前記顔料染料でカバーされたかかるＦＯＰを介してＣＣＤ装置に理想的な方法で導かれるように刺激後に針状燐光体によって放出される光を与える機会が提供される。前記染料顔料は既に前述したようなアルコール染料溶液から被覆されることができ又は蒸着されることができる。
【００６２】
針状燐光体における及び対応する針状燐光体貯蔵パネルにおける不純物の不存在が大いに望まれることが確立される。
【００６３】
まずドーパントからの不純物が存在しないことが望ましい。選択されるＣｓＢｒ：Ｅｕ２＋燐光体はアルカリ金属（イオン）、特にリチウム、ナトリウム、カリウム及びルビジウムから選択されるもの；ストロンチウムのようなアルカリ土類金属；並びにタリウムを含有しないことが好ましい。同時にサマリウムが存在することがさらに望ましい。
【００６４】
しかしながら、もし存在するなら、製造方法によって、それらの元素の分析は０．０１ｍｏｌ％未満、より好ましくは０．００１ｍｏｌ％未満の量で上記元素の存在を示すべきである。ｐ．ｐ．ｍ．量ではそれらの不純物は１００ｐ．ｐ．ｍ．未満、より好ましくは１０ｐ．ｐ．ｍ．未満の量で存在させるべきである。
【００６５】
本発明によれば、針状ＣｓＢｒ：Ｅｕ２＋貯蔵燐光体粒子を有する貯蔵燐光体プレート又はパネルは、もしアルカリ土類金属Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂのいずれか一つ；アルカリ土類金属Ｓｒ又はランタナイドＳｍ，Ｔｍ及びＰｒのいずれか一つを含むなら、その１００ｐ．ｐ．ｍ．以下の量、より好ましくは１０ｐ．ｐ．ｍ．以下の量であることが好ましい。
【００６６】
上述の不純物を別にして油及びゴミが存在しないことが大いに望まれる。油の存在は蒸着ユニットからの油の損失によるかもしれず、それによって針状燐光体の針状結晶間の油の浸透を生じる。材料はその表面において望ましくないまぶしさを生じるとき及びそれがより透明になるとき、これらの現象は反射及び散乱特性の変化を明らかに示す。散乱が低下すると増大した鮮鋭度をもたらすが、再生できない量の油の存在は制御不可能な製造工程の一部をなすものとして認められることができない。そうでなければ制御された製造工程において少量の油を加え（例えばスプレーし）、過剰量の油から表面を清浄する（表面の油の存在を避け、かくして針状燐光体粒子間に浸透した油を与える）機会が与えられる。しかしながら、もし本発明による貯蔵プレート又はパネル上に存在するなら、油又はゴミは約１０ｐ．ｐ．ｍ．を越えない量で存在させることが好ましい。
【００６７】
支持体の温度は形成中針状結晶の直径に影響を有するので、充填密度にも影響を有することは明らかである。針状燐光体粒子の蒸着中の支持体の好ましい温度は約２５０℃の範囲である。
【００６８】
好ましくは結合剤のない燐光体スクリーンは例えばアルゴンのような不活性ガス雰囲気下の蒸着によって作られる。蒸着中の支持体の温度及び不活性ガスの圧力を調整することによって、針状結晶の結晶寸法及び充填密度を所望のレベルに調整することができる。
【００６９】
蒸着中に使用するために好適な不活性ガスとしてＡｒが好ましい。蒸着装置中に入る気流の温度は０℃〜１００℃の温度に維持されることが有利である。好ましくは気流は室温で、即ち約２０℃〜約３０℃で保持される。蒸着装置に入る冷却気流は蒸着前の蒸気及び支持体の両方を冷却することができる。前記支持体を５０℃≦Ｔ≦３００℃、より好ましくは９０℃≦Ｔ≦２００℃の温度Ｔで保持することが好ましい。Ａｒ圧力は最大１０Ｐａであることが好ましく、より好ましくは１Ｐａ〜３Ｐａに保持されることが好ましい。
【００７０】
燐光体スクリーンが上述の条件下で作られるとき針状結晶の肉眼で見える寸法に影響しうることを見出した：上述の方法が使用されるとき、２μｍ〜１０μｍの直径を有する薄い針状結晶が得られた。これは燐光体又は燐光体プリカーサの蒸着速度が１ｍｇ／ｃｍ２・ｍｉｎより上のときに特にそうであった。針状結晶の充填密度は７０％〜９０％である。
【００７１】
ディスプレースクリーン被覆では、燐光体はディスプレースクリーンの最適な明るさが得られうるように高い充填密度を有するべきである。さらにディスプレイスクリーン被覆中の燐光体は均質に分布されるべきである。即ち、感光性燐光体懸濁液は乾燥プロセスにおいて“泡”及び“ピンホール”を形成すべきではない。ディスプレースクリーン被覆中の個々のピクセルは高い解像度を示してシャドウマスク構造を正確に再現すべきである。燐光体の色は被覆プロセスにおいてそれらの色純度を保持するべきである。さらに、ディスプレースクリーン被覆は十分に接着するべきであり、ディスプレイスクリーンの非露光領域はくもりがないべきである。
【００７２】
平坦な貯蔵燐光体スクリーン又はパネルの構成におけるさらなる改良に向けられた本願では、それらの燐光体スクリーンの製造及び操作はスクリーンの光出力を増加するために使用される被覆又は層配置の適用によって、特に円柱形を有する蒸着された貯蔵燐光体結晶の寸法を改良することによって最適化される。Ｘ線エネルギーを単一露光で検出されうるようにするスクリーンに適用されたＸ線エネルギーの選択的フィルタリング及び／又は減衰は、所望時に光を反射し、さらにＸ線に対して透過であるように配置された被覆によってさらに与えられてもよい。前述したようなこの範囲内の貯蔵燐光体スクリーンに関する改良は、ＥＰ−Ａ　１０６５５２５，１１０３８４６及び１１１３４５８；ＷＯ　０１／００３１５６及びＵＳ出願０１５９００４；及びＥＰ−Ａ　１２８６３６２，１２８６３６３，１２８６３６４，１２８６３６５；並びにＥＰ出願Ｎｏ．０１０００６９４，０１０００６９５，０１０００６９６，０１０００６９７（２００１年１２月３日出願）及びＥＰ出願Ｎｏ．０１０００７１１（２００１年１２月５日出願）のような過去の出願に記載されている。
【００７３】
本発明によれば、前述のような放射線像貯蔵燐光体パネルがさらに使用され、そこでは放射線像を貯蔵及び再生するための像形成方法においてその方法は被写体を通過した又は前記被写体によって放出された放射線エネルギーで前記放射線像貯蔵パネルを露光し、前記像貯蔵パネル上に潜像の形で前記放射線エネルギーを貯蔵し；可視又は赤外領域の刺激線での照射によって光の形で貯蔵されたエネルギーを放出し、それによって紫外又は可視波長領域からの光を放出し；貯蔵パネルから放出された前記光を光収集手段によって収集し；収集された光を一連の電気信号に変換し；かつ電気信号から潜像に対応する像を生成する工程を含む。
【００７４】
本発明をその好ましい例と関連した実施例において以下記載するが、本発明をそれらの例に限定することを意図しないことが理解されるだろう。
【００７５】
実施例
針状像燐光体プレートに染料又は顔料を混入するために、顔料又は染料をアルコール溶液に溶解した。前記燐光体プレートをアルコール溶液に浸漬し、風乾した：アルコールが蒸発するにつれて、染料は燐光体プレート中で不動化された。前記アルコール染料溶液においてＭＯＷＩＬＩＴＨ　ＣＴ５（ビニルアセテート及びクロトン酸のコポリマー、Ｈｏｅｃｈｓｔ　ＡＧ，Ｆｒａｎｋｆｕｒｔ、ドイツの商標名）を５重量％の量で結合剤として存在させた。
【００７６】
別の実験ではＣｓＢｒ：Ｅｕ２＋貯蔵燐光体の針状燐光体層はガラス上に蒸着された。感度（スピード）及び均質性が測定された。
【００７７】
蒸着された針状結晶間への油の浸透を与えるために柔らかい組織を有する燐光体層の表面上に一滴の油を広げた。表面のまぶしさ及び透明性の増加が視覚的に観察された。
【００７８】
感度（スピード）及び均質性が再び測定された：スピードは２〜３倍減少したが、均質性は得られた像のように悪影響を与え、強く異なる“くもり”部位が観察された。これは油汚染の影響が部位（２ｍｍ〜５ｍｍの範囲の最大直径を有する部位）間で異なるので組織中の局部的な相異を示す。スピードは新たなアニール工程を実施した後でなくても、その最高の元のレベルに到達するために後で回復されることはできない。
【００７９】
感度（スピード）及び均質性は１４日後に再び測定された：油滴の添加直後に測定されたものによれば、同一の結果が得られた。
【００８０】
これらの測定から油の影響が永続的であることが確立されることができる。
【００８１】
本発明の好ましい例を詳細に記載したが、添付の請求項に規定されたような本発明の範囲を逸脱しない限り多数の変更をその中でなしうることが当業者には明らかであるだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】寸法を示した、円柱体の形の燐光体粒子を有する典型的な針状貯蔵燐光体パネルの写真を示す。
【図１】
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【外国語明細書】
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