IT8922218A1

IT8922218A1 - Pannelli per la formazione di immagini e metodo per produrli.

Info

Publication number: IT8922218A1
Application number: IT1989A22218A
Authority: IT
Inventors: Roberto Aliberti; Alfredo Viglienzoni
Original assignee: Minnesota Mining And Manufacturingcompany Soc Del Delawere
Priority date: 1989-10-31
Filing date: 1989-10-31
Publication date: 1991-05-01
Also published as: IT8922218A0; IT1236561B

Description

CAMPO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce a pannelli per la formazione .di immagini per la registrazione di immagini tramite radiazioni ionizzanti o radiazioni ad alta energia (come raggi X, ?, ?, ?, neutroni, ultravioletti, e simili), in particolare pannelli luminescenti di rinforzo o di memorizzazione dell'immagine, e ad un metodo per produrre detti pannelli per la formazione di immagini.

STATO DELLA TECNICA

I pannelli per la formazione di immagini per la registrazione di radiazioni ionizzanti o ad alta energia in genere comprendono un supporto su cui ? provvisto un materiale luminescente per il rinforzo della radiazione o la sua memorizzazione (spesso chiamato fosforo). La scelta del supporto viene determinata in massima parte dalla natura e dall'energia della radiazione da misurare, dalla natura del prodotto di conversione da ottenere nello strato di conversione e dal metodo di rivelazione o lettura del prodotto di conversione.

Nel campo della rivelazione dei raggi X ? ora noto impiegare, come pannelli per la formazione di immagini, i cosiddetti schermi di rinforzo o di memorizzazione per aumentare la radiazione disponibile per scopi di rivelazione. Detti schermi di rinforzo contengono un materiale luminescente ai raggi X (fosforo) che ? scelto in modo tale da emettere un numero relativamente ampio di fotoni luminosi per ogni fotone X che colpisce il materiale. Detti schermi di memorizzazione contengono un materiale luminescente ai raggi X che assorbe la radiazione e ne memorizza l'energia corrispondente all'intensit? della radiazione e, per stimolazione (per esempio con calore, radiazioni visibili o infrarosse), libera l'energia della radiazione memorizzata come segnale luminoso.

Tutto questo in effetti aumenta la capacit? di formare immagini dei raggi X da rivelare poich? sono disponibili per essere rivelati su di una pellicola o su un altro mezzo o dispositivo di rivelazione, sia i raggi X stessi, che la luce prodotta, per emissione indotta dai raggi X, da parte del materiale luminescente. L'incentivo primario per usare tali schermi di rinforzo nella applicazioni mediche ? quello di ridurre la quantit? di radiazione X richiesta per produrre una data esposizione e quindi ridurre il rischio da esposizione alle radiazioni di un paziente o un operatore.

L'energia della radiazione emessa pu? essere convertita in luce e quindi l'immagine viene registrata secondo segnali ottici basati sulla variazione dell'intensit? luminosa. Questa immagine finale viene poi memorizzata secondo procedimenti elettronici o magnetici, oppure pu? essere rigenerata come copia a stampa o su un?unit? di visualizzazione CRT.

E' noto che tali schermi di rinforzo o di memorizzazione, pur aumentando la quantit? di radiazione a disposizione per essere rivelata, hanno l'effetto di ridurre la definizione dell'immagine risultante. In genere, il peggioramento dell'immagine negli schermi di rinforzo ? causato dalla diffusione della luce entro il materiale luminescente che porta uno sfocamento dell'immagine e conseguentemente perdita di definizione e contrasto. Questa diffusione della luce ? causata da due processi fisici fondamentali. Il primo si riferisce al fatto che, siccome la radiazione ionizzante viene convertita in luce, la direzione di emissione della luce avviene a caso per cui la luce stessa viene emessa statisticamente in tutte le direzioni. Inoltre, nel caso di schermi di memorizzazione, anche la luce laser di stimolazione si disperde entro lo strato del fosforo peggiorando cos? la nitidezza dell'immagine. Il secondo effetto si basa invece sul fatto che le radiazioni X ad alta energia sono penetranti, il grado di penetrazione dipendendo dall'energia della radiazione stessa e dalla natura del materiale colpito. In genere, pi?.alta ? l'energia, pi? profonda ? la penetrazione e pi? grande pu? essere la quantit? di radiazione X dispersa. Ci? vale a dire che si ha dapprima dispersione di radiazione X e poi dispersione luminosa della radiazione prodotta dalla radiazione X stessa (processo di dispersione della radiazione). Pi? alta ? l'energia, pi? vasto ? l'effetto dovuto al processo di dispersione della radiazione ionizzante.

E' stato visto quindi che, siccome la luce ? generata lungo una traiettoria attraverso lo schermo e normale alla sua superficie, essa si irradia in tutte le direzioni. Una parte della luce che si irradia secondo un'angolatura diversa da quella normale alla superficie dello schermo raggiunge la pellicola o altri mezzi di rivelazione e provoca un'immagine diffusa.

Come risultato, lo studio di tali schermi di rinforzo o di memorizzazione ha implicato un compromesso fra schermi di grande spessore, che aumentano la radiazione luminescente per un dato livello di raggi X ma producono anche una diminuzione nella nitidezza dell'immagine, e schermi di minore spessore, che dannp un miglioramento nella nitidezza dell?immagine rispetto agli schermi pi? spessi ma richiedono pi? radiazione X per produrre sulla pellicola immagini accettabili, aumentando cos? la quantit? di radiazione X a cui il paziente deve essere esposto. In pratica, gli schermi pi? spessi o ad alta sensibilit? vengono utilizzati in quelle applicazioni che non richiedono la massima nitidezza dell'immagine, riducendo cos? l'esposizione del paziente alle radiazioni X, mentre gli schermi a media o bassa sensibilit? sono utilizzati quando ? richiesto un aumento nella risoluzione dell'immagine. Questi ultimi schermi impiegano strati pi? sottili di fosfori e possono incorporare coloranti per diminuire il pi? possibile la propagazione trasversale della luce attenuando tali raggi in misura maggiore rispetto ai raggi normali che percorrono una traiettoria pi? corta. In genere, gli schermi fini o a bassa sensibilit? richiedono all'incirca una dose di radiazione X otto volte maggiore rispetto agli schermi ad alta sensibilit?.

Molti brevetti hanno proposto soluzioni al problema della riduzione della quantit? di radiazione luminescente dispersa che da tali schermi raggiunge la pellicola o altri mezzi di rivelazione.

Questi brevetti.hanno suggerito un approccio cellulare per la costruzione di schermi, in cui la struttura generalmente consiste di volumi di materiale luminescente separati da pareti. Queste pareti sono in genere disposte parallele alla direzione della traiettoria dei raggi X e il loro scopo ? quello di riflettere la luce emessa dal materiale luminescente evitando cos? che la luce dispersa raggiunga i mezzi di rivelazione.

Le strutture proposte nel brevetto statunitense 3.041.456 usano un corpo rettangolare di plastica avente un fosfora,luminescente disperso in esso, che viene tagliato in fette sottili che sono poi ricoperte, su uno o su ambedue i lati, da un materiale riflettente. Queste parti stese vengono poi allineate e nuovamente tagliate in direzione trasversale rispetto al primo taglio. Queste operazioni di stesa e allineamento vengono ripetute per produrre un corpo a doppia laminazione da cui si possono ottenere schermi dello spessore desiderato tagliando la struttura lungo piani normali ad entrambe le laminazioni.

Il brevetto statunitense 3.643.092 propone di usare pareti adiacenti aventi un membro corrugato disposto fra di loro in modo da formare una pluralit? di camere che si estendono nella direzione della traiettoria dei raggi X. Almeno una parte di ognuna di tali camere ? riempita con un fosforo luminescente che reagisce con la radiazione X nel modo descritto sopra per produrre luce. La struttura della camera ? tale che le sue pareti, formate dalle parti planari e dal membro corrugato, confinino e/o riflettino la luce emessa e limitino quindi la quantit? della radiazione dispersa che raggiunge i mezzi di rivelazione.

Il brevetto statunitense 3.825.763 descrive uno strato luminescente composto da zone separate spazialmente per ridurre la dispersione laterale di luce nello strato, in cui tale suddivisione ? realizzata includendo nello strato luminescente una struttura a spaccature ottenuta per trattamento termico dello strato steso su un supporto oppure depositando un materiale luminescente su una reticella metallica montata su un supporto.

Il brevetto statunitense 3.936.645 descrive una struttura cellulare sensibile alle radiazioni in cui viene utilizzato un raggio laser per tagliare strette scanalature in uno strato di materiale luminescente. Queste scanalature, di solito tagliate in un ordinamento X-Y, vengono poi riempite con un materiale opaco, alla luce o alle radiazioni o ad ambedue. Questo forma una struttura avente una pluralit? di volumi individuali di materiale luminescente separati da materiale opaco. Ognuno dei volumi individuali di materiale luminescente pu? avere associato un fotodiodo per produrre un segnale elettrico che ? la misura dell'uscita di luce da quel volume .

I brevetti statunitensi 3.783.298 e 3.783.299 sono sostanzialmente simili. Il primo descrive uno strato a forma di cialda, composto da una miscela di resina di silicone e fosfori granulari, che forma una serie di cellule per il supporto di uno schermo di entrata di fosfori trasparenti di un tubo di rinforzo dell'immagine di raggi X. Il metodo per produrre lo schermo di fosfori comprende la fase intermedia di formare un duplicato in gomma del pezzo madre in metallo della superficie a cialda, di stendere sopra il duplicato in gomma la miscela di resina di silicone e fosfori granulari e almeno di creare il vuoto fra il duplicato in gomma e la faccia esterna del tubo di rinforzo dell'immagine di raggi X per ottenerne l'adesione. Il secondo brevetto fa uso di metallo come materiale per il supporto a cialda e un duplicato in gomma e plastica placcato in nichel per formare duplicati metallici con la plastica in soluzione per cui le pareti sporgenti sono cave. In ambedue i brevetti le serie di cellule sono riempite con fosfori trasparenti che si estendono oltre il limite delle pareti sporgenti e formano una superficie liscia.

Il brevetto statunitense 4.011.454 descrive uno schermo a fosfori per convertire i raggi X in luce, comprendente un vasto numero di colonne discrete di un fosforo, con gli spazi interni preferibilmente riempiti con una sostanza riflettente, ottenute secondo un metodo che comprende un supporto modellato e deposito a vapore del fosforo soltanto sulle parti rialzate del supporto.

La domanda di brevetto europea 175.578 descrive un pannello per la memorizzazione di un'immagine radiografica che comprende su un supporto uno strato contenente un fosforo stimolabile, ma sostanzialmente nessun legante nello strato. Allo scopo di aumentare l'adesione dello strato contenente il fosforo stimolabile, la superficie del supporto ha una superficie ruvida con lo strato di fosforo stimolabile che si estende ben oltre i limiti della superficie ruvida del supporto.

Pur essendo attraenti dal punto di vista teorico, le soluzioni proposte in questi brevetti presentano significativi problemi di produzione per alcune ragioni: maneggiamento di parti estremamente piccole di fosforo senza danneggiarle e/o contaminarle, maneggiamento di componenti fragili, alti costi di produzione, difficolt? nel fare aderire il fosforo al supporto, limiti nella scelta del fosforo causati dalle caratteristiche del sottostrato e/o metodo di stesa del fosforo stesso, e simili.

Altra letteratura dello stato della tecnica ha suggerito che l'incisione o la fresatura chimica possono essere usate per produrre scanalature nel fosforo che vengono poi riempite o laminate con un materiale altamente riflettente per formare pareti che riflettano la luce. Questo tipo di incisione o fresatura produce tuttavia superfici relativamente grezze, tanto da non dare una buona superficie riflettente anche se successivamente laminate o ricoperte con strati. Tali superfici relativamente grezze hanno l'effetto di produrre riflessioni multiple tanto da perdere molta luce a causa di una forte dispersione. Un ulteriore svantaggio di tale fresatura o incisione chimica ? che le pareti prodotte devono avere almeno 0,007-0,02 cm di spessore perch? la struttura sia abbastanza forte da poter essere maneggiata. Pareti.cos? spesse sono visibili e appaiono sotto forma di linee nell'immagine sulla pellicola riducendone cos? la risoluzione. Inoltre, pareti cos? spesse riducono la quantit? di fosforo disponibile di una quantit? corrispondente, riducendo cos? l?emissione di luce da parte della struttura. Queste strutture hanno poi lo svantaggio del fatto che la circonferenza delle pareti ? continua e rigida tanto che si pu? avere contrazione o espansione quando il fosforo ? trattato termicamente dopo essere stato versato o impregnato nelle cellule. Questo causa spesso fratture nel fosforo conseguentemente con povera trasmissione di luce a causa dell?interfaccia separata nel luogo delle fratture.

SOMMARIO DELL?INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un pannello per la formazione di immagini per la registrazione di immagini per mezzo di radiazioni ionizzanti, che pu? essere usato in particolare come pannello di rinforzo o di memorizzazione dell'immagine e comprende un supporto e una sostanza per il rinforzo dell'immagine o una sostanza luminescente per la sua memorizzazione (fosforo), in cui detto supporto comprende una serie parallela di scanalature formate sulla superficie di detto supporto e in cui tutta la sostanza per il rinforzo dell'immagine o la sostanza luminescente per la sua memorizzazione riempie le scanalature di detta superficie del supporto senza estendersi oltre la superficie di detto supporto.

La presente invenzione fornisce pannelli per la formazione di immagini nuovi e migliorati aventi un'alta nitidezza ed emissione di luce. I pannelli per la formazione di immagini della presente invenzione evitano il degrado della nitidezza dell'immagine dovuto alla dispersione laterale della luce nello strato dei fosfori e permettono l'uso di pannelli di fosforo -pi? spessi.

Secondo un altro aspetto, la presente invenzione si riferisce ad un metodo per produrre pannelli per la formazione di immagini aventi un'alta nitidezza e luminescenza, per la registrazione di immagini per mezzo di radiazioni ionizzanti, che possono essere usati in particolare con sostanze luminescenti di rinforzo o di memorizzazione dell'immagine, che comprende le seguenti fasi:

a) formare una serie di scanalature parallele nella superficie di un supporto, detta formazione essendo fatta secondo uno qualsiasi fra vari procedimenti, come quello della foto-incisione, stampaggio in rilievo, abrasione, scavo, foratura, tornitura con diamante, rimozione con raggio laser, micro-replica, e simili,

b) riempire dette scanalature con una sostanza luminescente di rinforzo dell'immagine o per la sua memorizzazione facendo in modo che detta sostanza non si estenda oltre la superficie del supporto, e fissare detta sostanza in dette scanalature.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE Nel pannello per la formazione di immagini della presente invenzione, avente nelle scanalature del supporto una sostanza luminescente di rinforzo o di memorizzazione dell'immagine (fosforo), il supporto pu? essere di qualsiasi materiale noto usato per formare fogli di spessore compreso fra 100 e 2.000 um (per esempio materiale inorganico come vetro, ceramica, metallo, vetro-ceramica, oppure materiale organico come materiali polimerici, per esempio policar?onato, poliuretano, poliestere, derivati di poliacrilato, e simili). Il supporto comprende una serie di scanalature parallele formate sulla sua superficie (per serie di scanalature parallele intendendosi un sistema di vicini, paralleli, lunghi e stretti canali o depressioni incisi sulla superficie del supporto), in cui le scanalature hanno una profondit? minima di 30 ???, preferibilmente fra 50 e 250 ???, una larghezza minima di 20 ???, preferibilmente fra 30 e 300 um e ricoprono almeno il 45%, preferibilmente almeno il 55% di tutta l'area superficiale di detto pannello per la formazione di immagini. Se le scanalature avessero una larghezza minore, il loro riempimento con la sostanza luminescente di rinforzo o memorizzazione dell'immagine sarebbe troppo difficile. D'altra parte, una larghezza delle scanalature superiore a 300 ???? danneggerebbe la risoluzione spaziale. Una risoluzione spaziale soddisfacente si ottiene gi? se il pannello comprende almeno 32 scanalature per centimetro lineare. Utilmente, le scanalature hanno una sezione trasversale conica, con la larghezza delle sezioni diminuendo man mano che aumenta la profondit?, la pendenza delle pareti delle scanalature essendo in genere fra i 10 e i 20 gradi. Si pu? scegliere di avere una distanza fra le scanalature alla superficie del supporto molto piccola senza avere alcun effetto nei confronti della stabilit? meccanica della lastra formatrice di immagini. Preferibilmente, detta distanza ? almeno 1 ???.

Nel pannello per la formazione di immagini della presente invenzione, detta sostanza luminescente di rinforzo o memorizzazione dell'immagine si riferisce la prima, (sostanza di rinforzo dell'immagine) ad un fosforo che emette immediatamente una luminescenza corrispondente alla dose di irradiamento della radiazione ad alta energia e la seconda (sostanza di memorizzazione dell'immagine) ad un fosforo che emette detta luminescenza per stimolazione indotta da qualche mezzo ottico, termico, meccanico, chimico o elettrico (e cio? per eccitamento stimolabile) .

Fosfori utili nel pannello di memorizzazione dell'immagine di cui alla presente invenzione sono per esempio:

ossisolfuri e ossialogenuri di terre rare; fluoroalogenuri di bario; solfuri di zinco; solfati di magnesio, stronzio, sodio, calcio e bario; ossidi, fluoruri e borati di litio;

fosfori rappresentati dalla formula BaS04:Ax (in cui A ? almeno un elemento scelto fra Dy, Tb e Tm e x soddisfa la condizione 0,001 < x < 1 % di moli) e descritti nella domanda di brevetto giapponese pubblicata O.P.I. 80487/1973;

fosfori rappresentati dalla formula MgS04:Ax (in cui A pu? essere Ho o Dy e x soddisfa la condizione 0,001 < x < 1 % di moli) e descritti nella domanda di brevetto giapponese pubblicata O.P.I.

fosfori rappresentati dalla formula SrSO^:Ax (in cui A ? almeno un elemento scelto fra Dy, Tb e Tm e x soddisfa la condizione 0,001 < x < 1 % di moli) e descritti nella domanda di brevetto giapponese pubblicata O.P.I. 80489/1973;

fosfori composti di contenenti almeno un elemento scelto fra Mn, Dy e Tb e descritti nella domanda di brevetto giapponese pubblicata O.P.I. 29889/1976;

fosfori composti di e descritti nella domanda di brevetto giapponese pubblicata O.P.I. 30847/1977;

fosfori composti di oppure Ag e descritti nella domanda di brevetto giapponese pubblicata O.P.I. 39277/1978;

fosfori rappresentati dalla formula

(dove x soddisfa la condizione 2 < x < 3), oppure dalla formula (dove x soddisfa la condizione 2 < x < 3) e descritti nella domanda di brevetto giapponese pubblicata O.P.I.

47883/1979;

fosfori rappresentati dalle formule

, ; 22 , ; ( , ) , (dove X ? alogeno) e descritti nel brevetto statunitense 3.859.527;

fosfori rappresentati dalla formula ZnS:Cu o Pb, fosfori di alluminato di bario rappresentati dalla formula (dove x soddisfa la condizione 0,8 < x < 10) e fosfori di silicato di terre alcaline rappresentati dalla formula

(dove M11 ? Mg, Ca, Sr, Zn, Cd o Ba; A ? almeno un elemento scelto fra Ce, Tb, Eu, Tra, Pb, Tl, Bi e Mn; e x soddisfa la condizione 0,5 < x < 2,5) della domanda di brevetto giapponese pubblicata O.P.I.

12142/1980;

fosfori di^fluoroalogenuro di terre alcaline rappresentati dalla formula

(dove X ? almeno un elemento scelto fra Br e Cl; e x, y ed e soddisfano rispettivamente le condizioni 0

fosfori rappresentati dalla formula LnOX:xA (dove Ln ? almeno un elemento scelto fra La, Y, Gd e Lu; X ? Cl e/o Br; A ? Ce e/o Tb; e x soddisfa la condizione 0 < x < 0,1) e descritti nella domanda di brevetto giapponese pubblicata O.P.I. 12144/1980;

fosfori rappresentati dalla formula

? almeno un elemento scelto fra Mg, Ca, Sr, Zn e Cd; X ? almeno un elemento scelto fra Cl, Br e I; A ? almeno un elemento scelto fra Eu, Tb,Ce, Tm, Dy, Pr, Ho, Nd, Yb e Er; x e ? rispettivamente soddisfano le condizioni 0 < x < 0,6e 0 <y <0,2) e descritti nella domanda di brevetto giapponese pubblicata O.P.I. 12145/1980;

fosfori rappresentati dalla formula BFX:xCe,yA (dove X ? almeno un elemento scelto fra Cl, Br e I; A ? almeno un elemento scelto fra In, Tl, Gd, Sm e Zr; x e y rispettivamente soddisfano le condizioni 0 < x < 2?10-1 e 0 < y < 5?10-^) e descritti nella domanda di brevetto giapponese pubblicata O.P.I.

84389/1980;

fosfori di -fluoroalogenuro di metalli bivalenti attivati con terre rare rappresentati dalla formula (dove M11 ? almeno un elemento

Th02, Nb205; Ln ? almeno un elemento scelto fra Eu, Tb,Ce, Tm, Dy, Pr, Ho, Nd, Yb, Ev, Sm e Gd; X ? almeno'un elemento scelto fra Cl, Br e I; x e y soddisfano rispettivamente le condizioni 5?10"5 < x < 5 e 0 < y < 0,2) e descritti nella domanda di brevetto giapponese pubblicata O.P.I. 160078/1980; e fosfori rappresentati dalla formula oppure dalla formula

(dove M e N ognuno rappresentano almeno un elemento scelto fra Mg, Ca, Sr, Ba, Zn e Cd; X ? almeno un elemento scelto fra F, Cl, Br e I; A ? almeno un elemento scelto fra Eu, Tb, Ce, Tm, Dy, Pr, Ho, Nd, Yb, Er, Sb, Tl, Mn e Sn; e x e y soddisfano rispettivamente le condizioni 0 < x < 6 e 0 < y < l); fosfori rappresentati dalla formula nReX3????'2:xEu oppure dalla formula nReX3?itiAX'2:xEu,ySm (dove Re ? almeno un elemento scelto fra La, Gd, Y e Lu; A ? almeno un elemento scelto fra Ba, Sr e Ca; X e X' ognuno sono almeno un elemento scelto fra F, Cl e Br; x e y rispettivamente soddisfano le condizioni 1-10"4 < x < 3?10-^ e 1-10"4 < y < 1*10_1; e n/m soddisfa la condizione 1?10?^ < n/m < 7?10~^); fosfori di alogenuri alcalini rappresentati dalla formula (dove M1 ? almeno un metallo alcalino scelto fra Li, Na, K, Rb e Cs; M1* ? almeno un metallo bivalente scelto fra Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Cu e Ni; M111 ? almeno un metallo trivalente scelto fra Se, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Al, Ga e In; X, X' e X" ognuno rappresenta almeno un atomo di alogeno scelto fra F, Cl, Br e I; A ? almeno un metallo scelto fra Eu, Tb, Ce, Tm, Dy, Pr, Ho, Nd, Yb, Er, Gd, Lu, Sm, Y, Tl, Na, Ag, Cu e Mg; e i valori di a, b e c soddisfano rispettivamente le condizioni 0 < a < 0,5; 0 < b <0,5 e 0 < c <0,2) e descritti nella domanda di brevetto giapponese pubblicata O.P.I.

148285/1982.

I fosfori usati nel pannello di rinforzo dell?immagine usato nella presente invenzione sono, per esempio :

tungstato di calcio e ossibromuro di lantanio attivati con terbio, come descritto nel brevetto inglese 1.247.602;

ossisolfuro di gadolinio e lantanio attivati con terbio, come descritto nella domanda di brevetto tedesca 2.201.271;

fluorocloruro di bario, come descritto nel brevetto statunitense 3.951.848;

fluorocloruro di bario attivato con europio, come descritto nel brevetto statunitense 4.080.306;

ossialogenuro di lantanio attivato con tullio, come descritto nel brevetto statunitense 3.795.814;

solfuro di bario-piombo, silicato di bario attivati con piombo, solfato di bario-stronzio attivato con europio, solfato di bario-piombo attivato con europio, fosfato di bario attivato con europio, solfuro di zinco, solfuro di zinco-cadmio, solfato di stronzio attivato con piombo, ossido di ittrio attivato con gadolinio, vanadato di ittrio attivato con europio, ossido di ittrio attivato con europio, ossisolfuro di lantanio attivato con terbio, gallato di magnesio, e simili, come descritto nella Research Disclosure 19441, Giugno 1980.

Altri fosfori utili nel pannello di rinforzo dell'immagine usata nella presente invenzione sono descritti nei brevetti statunitensi 4.130.428 e 4.259.588. Altri riferimenti possono essere trovati nella Research Disclosure 18431, par. IX, Agosto 1979.

Per il pannello per la formazione di immagini secondo la presente invenzione, il supporto pu? essere realizzato con materiali organici o inorganici.

Materiali inorganici utili per il supporto della presente invenzione sono, per esempio, vetro, ceramica, metallo, vetro-ceramica, e simili. L'uso di materiali inorganici ha il vantaggio che, per la sua maggiore durezza a paragone con materiali sintetici, si possono formare strutture molto fini anche se le scanalature sono considerevolmente profonde, tali strutture essendo stabili alla deformazione. Un altro vantaggio va ricercato nel fatto che si possono evitare completamente le cariche elettrostatiche che frequentemente si formano con i pannelli per la formazione di immagini, che comprendono supporti sintetici, durante la lettura dei dati o a causa di contatti per scorrimento.

Materiali organici utili per i supporti della presente invenzione possono essere scelti fra qualsiasi sostanza organica polimerica nota e comprendono pellicole di plastica come, per esempio pellicole di policarbonato, poliuretano, poliestere, poliammide, poliimmide, acetato di cellulosa e poliacrilato. In particolare, tali materiali polimerici devono contrarsi poco durante il trattamento termico, avere una buona resistenza alle rotture e screpolature, essere poco esotermici e avere una buona tenacit? (che viene aumentata con miscele di resine flessibili)-Il pannello per la formazione di immagini della presente invenzione pu? essere ottenuto seguendo qualsiasi metodo noto come, per esempio, incisione, plasmatura elettrochimica, foratura (tramite un fascio laser o di elettroni), sagomatura galvanoplastica di un negativo adatto, tornitura con diamante, rimozione con raggio laser, abrasione, e simili.

Secondo un modo preferito (se il pannello ? di materiale organico), il pannello per la formazione di immagini ? prodotto come segue:

a) Scanalature parallele vengono tornite con diamante nella superficie di un foglio polimerico, ottenuto per colata, di 1,5 mm di spessore (per esempio un foglio acrilico, prodotto dalla Polycast Ine., Stanford, CT) usando una macchina per tornitura con diamante PNEUMO ("tornitura con diamante" si riferisce ad un processo in cui un diamante ? premuto contro la superficie, per esempio alla fine di una punta, e tirato per scavare una scanalatura sulla superficie).

b) La risultante superficie a reticolo, avente una serie di scanalature parallele, viene resa elettroconduttiva per mezzo di placcatura elettrolitica con argento metallico.

c) La superficie elettroconduttiva viene poi placcata con uno strato di nichel di 2,5 mm di spessore usando un bagno di placcatura al solfammato di nichel ad alta velocit?. Dopo elettroplaccatura, lo strato di nichel viene separato dal foglio acrilico originale per dare una copia negativa metallica di tale foglio acrilico originale.

d) La copia negativa ottenuta secondo la fase 3 viene placata con uno strato di nichel di 1,5 mm di spessore usando un bagno di placcatura al sofammato di nichel ad alta velocit?. Dopo separazione delle due parti in nichel, si ottiene un duplicato in nichel del foglio polimerico originale.

e) Supporti vengono colati dal duplicato in nichel usando resine polimeriche come, per esempio, Chemco Clear Casting Resin, Chemco Resin Crafts, Dublin, CA.

f) I supporti vengono separati dal duplicato in nichel. Le risultanti superfici contenenti la serie di scanalature parallele vengono ricoperte di argento depositato elettroliticamente.

g) Le scanalature vengono riempite con una sostanza di rinforzo dell'immagine o con una sostanza luminescente per la sua memorizzazione in forma di polvere senza che questa si estenda oltre la superficie di tale supporto.

Un altro modo di produzione preferito (se il pannello ? di materiale inorganico) comprende le seguenti fasi:

a) formare nella superficie di una lastra di vetro fotoincisibile una serie di scanalature parallele per mezzo di un procedimento di fotoincisione.

b) Trasformare il vetro inciso di detta lastra in vetro-ceramica.

c) Riempire le scanalature con una sostanza di rinforzo dell'immagine o con una sostanza luminescente per la sua memorizzazione sotto forma di polvere senza che questa si estenda oltre la superficie di detto supporto.

Vetri fotoincisibili sono generalmente noti. Una preferenza pu? essere data comunque ai vetri e ai procedimenti di incisione descritti nei brevetti tedeschi 922.733 e 922.734. In particolare, i vetri vengono esposti a radiazioni ultraviolette attraverso una maschera con il modello desiderato, per esempio attraverso un negativo fotografico, e poi sottoposti a trattamento termico in modo da creare zone cristalline nel materiale di vetro. Le zone cristalline e quelle vetrose hanno una diversa solubilit? in acido cloridrico diluito per cui, subordinatamente al tipo di vetro, si pu? eliminare o la fase cristallina o la fase vetrosa, mentre l'altra rimane sostanzialmente inalterata. In questo modo si ottiene il supporto di vetro che comprende la superficie desiderata.

In una forma di realizzazione preferita, la presente invenzione si riferisce ad uno di detti metodi per produrre un pannello di fosfori di rinforzo o di memorizzazione, come descritto precedentemente, in cui il fissaggio della polvere avviene per stampaggio isostatico.

In un'altra forma di realizzazione particolare, la presente invenzione si riferisce ad uno di detti metodi per produrre un pannello di fosfori di rinforzo o di memorizzazione, come descritta precedentemente, in cui il fissaggio della polvere avviene tramite un materiale legante, in particolare tramite un legante organico. Preferibilmente, detto legante organico ha un indice di rifrazione vicino a quello del fosforo per ottenere una composizione fosforo/legante trasparente.

Leganti utili comprendono o-sulfobenzaldeide di sodio, acetale di alcool polivinilico, polistirene, polietilene clorosulfonato, una miscela di bisfenolo policarbonato macromolecolare e copolimeri comprendenti bisfenolo carbonato e ossidi di polialchilene, nylon solubile in alcool etilico acquoso, copolimeri etilacrilato-acido acrilico, oppure una combinazione di un polimero di alchilmetacrilato e un elastomero di poliuretano. Questi ed altri leganti utili sono descritti nei brevetti statunitensi 2.502.529, 2.887.379, 3.617.285, 3.300.310, 3.300.311 e 3.743.833 e nelle Research Disclosure, voi. 154, n. 15444, febbraio 1977 e voi. 182, n.

18269, Giugno 1979. Solventi per questi leganti e rapporti fosforo/legante utili sono descritti nella letteratura suddetta.

In un?altra forma di realizzazione particolare, la presente invenzione si riferisce ad uno di detti metodi per produrre un pannello di fosfori di rinforzo o di memorizzazione, come descritta precedentemente, in cui il fissaggio della polvere avviene ricoprendo le scanalature riempite con il fosforo con uno strato di materiale trasparente.

Detto strato di materiale trasparente ha il duplice scopo di essere uno strato protettivo e di fissaggio. Tale strato protettivo e di fissaggio ? ottenuto ricoprendo o laminando lo strato. Preferibilmente detto materiale trasparente ha un indice di rifrazione vicino a quello del fosforo per ottenere una composizione fosforo/strato trasparente.

Strati protettivi adatti da stendere sullo strato di fosforo sono materiali polimerici fumogeni ed hanno preferibilmente uno spessore fra 5 e 25 ???. Materiali polimerici adatti a tale scopo comprendono, per esempio, derivati di cellulosa come nitrato di cellulosa, triacetato di cellulosa, acetato-propionato di cellulosa e acetato-butirrato di cellulosa, poliammidi, polistirene, polivinilacetato, polivinilcloruro, resine di silicone, resine di poli(estere acrilico) e resine di poli(estere metacrilico) e resine di idrocarburi fluorurati, e miscele dei suddetti materiali. Esempi rappresentativi di vari membri individuali di questi materiali filmogeni comprendono i seguenti materiali resinosi: poli(metilmetacrilato) , poli(n-butilmetacrilato) , poli(isobutilmetacrilato) , copolimeri di n-butil-metacrilato e isobutil-metacrilato, copolimeri di viniliden-fluoruro e esafluoropropilene, copolimeri di viniliden-fluoruro e trifluorocloroetilene, copolimeri di viniliden-fluoruro e tetrafluoropropilene, terpolimeri di viniliden-fluoruro, esafluoropropilene e tetrafluoroetilene e poli(viniliden-fluoruro). Inoltre, sono utili anche gli agenti leganti reticolati descritti per esempio nella domanda di brevetto tedesca pubblicata (DE-OS) 2.818.677.

In un'altra forma di realizzazione particolare, la presente invenzione si riferisce ad uno dei suddetti metodi per produrre un pannello di fosfori di rinforzo o di memorizzazione in cui le pareti delle scanalature sono ricoperte con un sottile strato riflettente o diffondente steso secondo il metodo di rivestimento a polverizzazione, di deposizione a vapore o di precipitazione chimica.

Tale strato diffondente pu? essere ottenuto con qualsiasi materiale opaco riflettente noto, come per esempio ossidi di metallo (TiC>2 o AI2O3) o metalli (Ag, Cu, Cr o Al). Nella tecnica di stesa del rivestimento a polverizzazione, in un?apparecchiatura, in cui ? stato messo un supporto, viene creato il vuoto fino a circa IO-? Torr, viene introdotto poi un gas inerte come Ar o Ne per aumentare la pressione interna fino a IO-?* Torr circa. Viene quindi spruzzato almeno un materiale opaco riflettente polverizzato per fare depositare un sottile strato di tale materiale riflettente o diffondente, avente lo spessore desiderato, sulla superficie di detto supporto. Nella tecnica di deposizione a vapore, in un'apparecchiatura di evaporazione sotto vuoto, in cui ? stato messo un supporto, viene creato il vuoto fino a circa IO-? Torr. Per riscaldamento con resistenze, con un fascio di elettroni, o simili viene vaporizzato almeno un materiale opaco riflettente per fare formare uno strato di detto materiale riflettente o diffondente dello spessore desiderato sulla superficie di detto supporto. Nel procedimento di precipitazione chimica, lo strato contenente detto materiale riflettente o diffondente ? ottenuto sia per precipitazione del materiale stesso direttamente sul supporto, che per decomposizione di un composto organometallico, contenente il materiale grezzo, del materiale che si intende usare impiegando energia termica, energia ad alta frequenza, e simili.

La presente invenzione, assieme ad ulteriori scopi e vantaggi, pu? essere capita meglio facendo riferimento alla descrizione che segue.

Nella Tabella 1 sono riportate le caratteristiche fisiche di alcuni supporti usati nella presente invenzione.

Il rapporto d'aspetto ? il rapporto 1:L, dove 1 ? la larghezza media delle scanalature e L ? 1+interspazio fra due scanalature adiacenti (? la superficie ricoperta dalle scanalature espressa in percentuale) .

Le scanalature sono state completamente riempite di una sostanza in polvere per la memorizzazione dell'immagine, come per esempio un fosforo per la memorizzazione con emissione nell'

Il fosforo ? stato fissato per pressione, ma poteva essere usata qualsiasi tecnica sopra menzionata (miscelazione con materiali leganti, strato di copertura).

Misure quantitative del segnale e della risoluzione sono state fatte leggendo i pannelli per la formazione di immagine facendo uso di un analizzatore per radiografia digitale noto. Questo analizzatore (si veda il brevetto statunitense 4.736.102) comprende un fascio di raggi laser all'He-Ne di 633 nm da 35 mW, dapprima espanso con un espansore di fasci e quindi deflesso indietro e in avanti da uno specchio Galvo. Per spegnere il laser durante la ritraccia viene usato un modulatore acustico-ottico. Un sistema ottico a campo piatto focalizzava il fascio di raggi su un pannello per la formazione di immagini (dimensioni del punto 50 ??? 1/e2). Il pannello per la formazione di immagini era stato messo in cima ad una cassetta che veniva mossa in direzione perpendicolare rispetto al fascio di scansione focalizzato. Il fascio laser ha fatto emettere al fosforo, che riempiva le scanalature, il segnale memorizzato durante una precedente esposizione ai raggi X. Il segnale di luce fotostimolato ? stato raccolto da una cavit? ellittica e da un convertitore a sezione a fibre ottiche che trasmettono l'UV (si veda il brevetto statunitense 4.736.102).

La luce laser ? stata poi filtrata con una lente blu di 3 mm Schott BG3. Il segnale di luce del fosforo UV-blu ? stato poi rivelato da un fotomoltiplicatore sensibile al blu Thorn Emi 9635QB. Il segnale elettrico ? stato amplificato da un preamplificatore sensibile alla corrente, filtrato con un filtro passa-basso e, se richiesto, amplificato da uno stadio logaritmico. Il segnale elettrico cos? ottenuto ? stato quindi convertito da analogico in digitale a 10 bit e immagazzinato nella memoria di un computer (1024x1024 pixel). Poich? si hanno immagini di 10x10 era, ? stata ottenuta una dimensione del pixel di 100 ??? (1 pixel ogni 20 psec circa).

Il segnale fotostimolato ? stato misurato fissando una finestra da 30x20 pixel sull'immagine digitalizzata e calcolando lo scostamento massimo, minimo, medio e standard. In questo caso il segnale non era stato amplificato da uno stadio logaritmico. Sono state fatte misure della funzione di trasferimento della modulazione (MTF) esponendo le lastre formatrici di immagine ai raggi X su cui era stato posto un reticolo Funk (frequenze spaziali 0,02-10 lp/mm 50 um Pb). Per ogni frequenza spaziale ? stata calcolata la serie di Fourier nel caso dell'immagine digitalizzata e di un'onda quadra ideale prodotta usando i valori medi di bianco e nero presi nelle zone esposte uniformemente dell'immagine. Il rapporto fra l'armonica fondamentale forniva il valore di MTF corrispondente alla frequenza spaziale.

Sono stati usati come riferimento schermi a fosfori per la memorizzazione dell'immagine descritti nella domanda di brevetto europea 89114433.9 (pannelli per la formazione di immagini da 6 a 10). In tali schermi, il fosfori di memorizzazione riempiva completamente i buchi di un supporto che comprendeva una matrice a buchi. Detta matrice a buchi era caratterizzata da buchi quadrati le cui caratteristiche fisiche sono riportate nella Tabella 2 che segue.

In questo caso, il rapporto d'aspetto ? il rapporto 12/L2, dove 1 ? il lato del buco quadrato e L ? 1+interspazio fra due buchi (? la superficie ricoperta dai buchi espressa in percentuale).

Uno schermo a fosfori di memorizzazione, steso in modo convenzionale, che faceva uso dello stesso fosforo ? sempre stato usato come riferimento (pannello per la formazione di immagini 11). In detto schermo convenzionale ? stato steso su un supporto polimerico uniforme uno strato di fosfori continuo di 320 um di spessore.

Per fare le misurazioni, i pannelli per la formazione di immagine sono stati posti in una cassetta destinata per essere messa in cima della sezione di trasporto del gi? citato analizzatore per lettura di dati {scanalature ortogonali al fascio analizzatore) . Prima di esporre ai raggi X, i pannelli sono stati cancellati usando una sorgente di luce bianca. Dopodich? sono stati esposti ai raggi X. Esposizioni tipiche sono state:

45 Kilovoltpicco (KVp), 25 miIliAmperesecondo (mAs), 1,2 metri, nessun filtro, 12 milliRoentgen (mR).

La cassetta ? stata quindi posta all'interno dell'analizzatore a laser e i suoi dati letti. Nella Tabelle 3 e 4 sono riportati i dati sperimentali ottenuti secondo -la procedura descritta in precedenza.

Paragonando pannelli per la formazione di immagine 1, 2, 3, ottenute usando rispettivamente i supporti 1, 2 e 3 della Tabella 1, i dati della Tabella 3 indicano un aumento di efficienza nell'ordine:

3 > 2 > 1

tale comportamento potendo essere capito se si guarda alla larghezza e alla profondit? di emissione delle scanalature.

Paragonando i pannelli per la formazione di immagine 4 e 5, fatti usando rispettivamente i supporti 4 e 5 della Tabella 1, con i campioni 1, 2, 3, i dati della Tabella 3 mostrano che l'efficienza della prima serie ? superiore a quella della seconda. Questo pu? spiegarsi se si paragonano i rapporti d'aspetto di queste due serie.

Paragonando i pannelli per la formazione di immagine da 1 a 5 della presente invenzione con i pannelli di riferimento da 6 a 10 (schermi con matrici a buchi), i dati della Tabella 3 mostrano che l'efficienza della prima serie ? superiore a quella della seconda.

Inoltre, la Tabella 4 mostra che l'MTF degli schermi della presente invenzione (da 1 a 5) ? pari all'MTF degli schermi di riferimento con matrici a buchi (da 6 a 10), e che i due valori sono vicini al valore teorico di MTF (e cio? 1 sopra la frequenza spaziale fissata dalla scanalatura dimensione della parete) e significativamente pi? alti del valore MTF dello schermo convenzionale (11). Questo ? il risultato anche della stesa di argento che elimina la mutua interferenza fra pixel adiacenti. A paragone con i pannelli per la formazione di immagine note nell'arte, i risultati della presente invenzione permettono quindi di ottenere lastre formatrici di immagine pi? efficienti e con un metodo di produzione pi? semplice.

Anche se la presente invenzione ? stata mostrata e descritta con riferimento alle sue forme di realizzazione pi? pratiche e preferite, ? chiaro che scostamenti da essa ricadrebbero sempre entro gli scopi dell'invenzione che pertanto non deve essere limitata ai particolari descritti, ma deve essere concessa secondo l'oggetto generale delle rivendicazioni che seguono.

Claims

.RIVENDICAZIONI 1) Pannello per la formazione di immagini per la registrazione tramite radiazioni ionizzanti, il quale pannello comprende un supporto e una sostanza per il rinforzo dell'immagine o una sostanza luminescente per la memorizzazione dell'immagine, caratterizzato dal fatto che detto supporto comprende una serie di scanalature parallele formate sulla superficie di detto supporto e tutta la sostanza per il rionforzo dell'immagine o la memorizzazione dell'immagine si trova nelle scanalature della superficie di tale supporto? 2. Pannello per la formazione di immagini secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le scanalature di tale superficie hanno una profondit? minima di 30 um, una larghezza minima di 20 pm e ricoprono almeno il 45% di tutta la superficie di tale lastra. 3. Pannello per la formazione di immagini secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le scanalature di tale superficie hanno una sezione trasversale a forma conica. 4. Pannello per la formazione di immagini di immagini secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la distanza fra le scanalature adiacenti sulla superficie del pannello ? almeno 1 ???. 5. Pannello per la formazione di immagini secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la matrice di supporto ha uno spessore fra 50 e 2.000 ???. 6. Pannello per la formazione di immagini secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le pareti delle scanalature sono ricoperte con un sottile strato riflettente o diffondente. 7. Pannello per la formazione di immagini secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la sostanza di rinforzo o di memorizzazione dell'immagine ? presente nelle scanalature della matrice di supporto in forma di polvere. 8. Pannello per la formazione di immagini secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che la polvere ha dimensioni delle particelle di 1-5 ???. 9. Pannello per la formazione di immagini secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che la polvere ? fissata nelle scanalature con un materiale legante o stampaggio isostatico. 10. Pannello per la formazione di immagini secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il pannello ? ricoperto con uno strato di materiale trasparente. 11. Metodo per produrre un pannello per la formazione di immagini per la registrazione tramite radiazioni ionizzanti, che comprende un supporto ed una sostanza di rinforzo dell'immagine o una sostanza di memorizzazione dell'immagine, comprendente le seguenti fasi: a) formazione di una serie di scanalature parallele nella superficie di un supporto, e b) riempimento di tali scanalature con una sostanza di rinforzo dell'immagine o una sostanza luminescente di memorizzazione dell'immagine senza che detta sostanza si estenda oltre la superficie del supporto, e c) fissaggio di detta sostanza nelle scanalature. 12. Metodo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che il fissaggio della sostanza luminescente nelle scanalature avviene per stampaggio isostatico. 13. Metodo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che il fissaggio della sostanza luminescente nelle scanalature ? fatto con un materiale legante. 14. Metodo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che il fissaggio della sostanza luminescente nelle scanalature avviene stendendo sulla superficie del pannello uno strato di materiale trasparente. 15. Metodo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che le pareti delle scanalature sono ricoperte con un sottile strato riflettente o diffondente secondo un procedimento di rivestimento a polverizzazione, deposizione a vapore o precipitazione chimica.