JP4223197B2 - 放射線画像記録読取方法および装置ならびに蓄積性蛍光体シート - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線画像記録読取方法および装置ならびに蓄積性蛍光体シートに関し、詳しくは、蓄積性蛍光体シートに対する放射線画像の記録と読取りとを蓄積性蛍光体シートの互いに反対側の面から行う放射線画像記録読取方法および装置ならびに蓄積性蛍光体シート関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、電子線、紫外線等）を照射すると、この放射線エネルギの一部が蓄積され、その後可視光等の励起光を照射すると蓄積されたエネルギに応じて輝尽発光を示す蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、人体等の被写体の放射線画像情報をシート状の蓄積性蛍光体層を備えてなる蓄積性蛍光体シートに一旦潜像として記録し、この蓄積性蛍光体シートにレーザ光等の励起光を照射して輝尽発光光を生じせしめ、得られた輝尽発光光を光電的に読み取って画像信号を得、この画像信号に基づいて写真感光材料等の記録媒体あるいはＣＲＴ等の表示装置に被写体の放射線画像を可視画像として出力する放射線画像記録再生システム（特開昭55-12429号、同56-11395号、同56-11397号等）が知られている。
【０００３】
上記のような放射線画像の記録および読取りに使用される蓄積性蛍光体シートは、通常、蓄積性蛍光体層とこの蓄積性蛍光体層を支持する支持体層とからなる層状の構造を有し、また、そのような蓄積性蛍光体シートに対する放射線の照射、励起光の照射、および輝尽発光光の検出は、一般にいずれも蓄積性蛍光体層側から行われている。また、上記のような放射線画像の記録および読取りに使用される装置は種々の方式が知られており、具体的には、蓄積性蛍光体シートへの被写体の放射線画像情報の記録を行う放射線画像記録装置や、蓄積性蛍光体シートに記録された放射線画像情報の読取りを行う放射線画像読取装置や、放射線画像情報の記録装置と読取装置とを一体化し蓄積性蛍光体シートが内臓されたビルトインタイプの放射線画像記録読取装置等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような放射線画像の記録および読取りを行う装置として、記録装置と読取装置とを一体としたビルトインタイプの記録読取装置が知られている。このビルトインタイプの記録読取装置においては、蓄積性蛍光体シートに対して支持体層側から放射線を照射して蓄積性蛍光体層に被写体の潜像を記録し、この潜像が記録された蓄積性蛍光体シートに対して蓄積性蛍光体層側から励起光を照射して蓄積性蛍光体層から発生した輝尽発光光を蓄積性蛍光体層側から検出する方式（すなわち、支持体層側から放射線画像情報を記録し、蓄積性蛍光体層側から記録された放射線画像情報を読み取る方式）によって、装置を小型化したいという要請がある。
【０００５】
すなわち、蓄積性蛍光体シートに対して同じ側から放射線画像情報の記録と読取りとを行う方式の場合、例えば蓄積性蛍光体シートに放射線画像情報を記録した後にこの蓄積性蛍光体シートを読取装置の位置に搬送して記録された放射線画像情報を読み取る際、蓄積性蛍光体シートの面を裏返すなどの大きな搬送系を必要とするが、蓄積性蛍光体シートに対して互いに反対側から放射線画像情報の記録と読取りとを行う方式の場合は、蓄積性蛍光体シートに放射線画像情報を記録した後、この蓄積性蛍光体シートを搬送したり反転させたりすることなくその位置のまま、あるいはごく短い距離を移動させるだけでこの蓄積性蛍光体シートに記録された放射線画像情報を読み取ることができるので、装置を小型化するのに有利である。
【０００６】
しかしながら、蓄積性蛍光体シートに対して支持体層側から放射線画像情報を記録して蓄積性蛍光体層側から放射線画像情報を読み取る方式は、従来より一般に実施されている放射線画像情報の記録および読取りをいずれも蓄積性蛍光体側から行う方式に比べて取得される放射線画像の画質が劣るという問題がある。
【０００７】
すなわち、放射線画像情報を記録するときに支持体層側から照射した放射線によって蓄積性蛍光体シートに形成される潜像は蓄積性蛍光体層中の支持体層側に多く形成され、記録された放射線画像情報を読み取るときに励起光が蓄積性蛍光体層側から照射されると、この励起光が蓄積性蛍光体層中を通して上記潜像に到達するまでに蓄積性蛍光体層中で散乱および吸収されて励起光の照射範囲が広がると共にその強度が弱まる。また上記励起光の照射によって潜像から発生した輝尽発光光は蓄積性蛍光体層中を通してこの蓄積性蛍光体層外へ射出されるまでに蓄積性蛍光体層中で散乱および吸収されてこの輝尽発光光が発生したとみなされる範囲が広がると共にその強度が弱まる。その結果、検出される輝尽発光光に散乱光（蓄積性蛍光体から発生した輝尽発光光が散乱された光、および蓄積性蛍光体層中で散乱された励起光によって周囲の蓄積性蛍光体が励起されて発生した輝尽発光光）によるノイズが混入すると共に輝尽発光光の強度が弱まるので、上記蓄積性蛍光体シートに対して支持体層側から放射線画像情報を記録して蓄積性蛍光体層側から放射線画像情報を読み取る方式は、従来より一般に実施されている蓄積性蛍光体層側から放射線画像情報の記録と読取りを行う方式に比べて取得される放射線画像の画質が低下するという問題がある。
【０００８】
なお、従来より一般に使用されている蓄積性蛍光体シートは、支持体層側から放射線を照射することを想定した構造を有しておらず、また、蓄積性蛍光体シートに照射する励起光の励起パワー密度は４．５Ｊ／ｍ２程度である。
【０００９】
また、上記放射線画像の画質は画像の鮮鋭度（ＭＴＦ）と画像の粒状性との両方の項目（輝尽発光光の発生光量の増大は画像の粒状性を良化させ、散乱等による輝尽発光光の発生領域の広がりは画像の鮮鋭度を低下させる）によって評価されるものであり、鮮鋭度（ＭＴＦ）がより高い画像あるいは粒状性がより良い画像が画質の高い画像として評価される。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、放射線画像の画質の劣化を抑制しつつ装置サイズを小型化することができる放射線画像記録読取方法および装置ならびに蓄積性蛍光体シートを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の放射線画像記録読取方法は、蓄積性蛍光体層と支持体層との間に散乱長が５μｍ以下の反射層を備えてなる蓄積性蛍光体シートを用い、この蓄積性蛍光体シートに対して前記支持体層側から放射線を照射し、該放射線が照射された蓄積性蛍光体シートに対して前記蓄積性蛍光体層側から励起光を照射し、該励起光の照射によって前記蓄積性蛍光体層から発生した輝尽発光光を前記蓄積性蛍光体層側から検出することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の放射線画像記録読取装置は、蓄積性蛍光体層と支持体層との間に散乱長が５μｍ以下の反射層を備えてなる蓄積性蛍光体シートと、該蓄積性蛍光体シートに対して前記支持体層側から放射線を照射する放射線照射手段と、該放射線が照射された蓄積性蛍光体シートに対して前記蓄積性蛍光体層側から励起光を照射し、該励起光の照射によって前記蓄積性蛍光体層から発生した輝尽発光光を前記蓄積性蛍光体層側から検出する読取手段とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１３】
前記励起光の励起パワー密度は、１０Ｊ／ｍ２以上とすることが好ましい。
【００１４】
前記蓄積性蛍光体シート中の、前記放射線が前記支持体層側から入射した後前記蓄積性蛍光体層へ達するまでの領域の前記放射線に対する透過率は８０％以上とすることが好ましい。
【００１５】
前記蓄積性蛍光体層は、励起光と同一波長の光を選択的に吸収する着色剤で着色されているものとすることができる。
【００１６】
なお、前記放射線画像記録読取装置は、放射線画像情報の記録装置と読取装置とを一体化したビルトインタイプの装置に限らず、互いに分離されている放射線画像記録装置と放射線画像読取装置とを組み合わせて使用するように構成された装置等であってもよい。
【００１７】
本発明の放射線画像記録読取シートは、蓄積性蛍光体層と支持体層との間に散乱長が５μｍ以下の反射層を備えてなる蓄積性蛍光体シートであって、前記支持体層側から放射線が照射され、前記蓄積性蛍光体層側から励起光が照射され、該励起光の照射によって発生した輝尽発光光が前記蓄積性蛍光体層側から検出されるものであることを特徴とする。
【００１８】
前記「散乱長」とは、励起光（励起光と同じ波長を持つ光）に対する散乱長で、励起光が一回散乱するまでに直進する平均距離を意味するものであり、散乱長が短い程、光散乱性が高いことを意味する。この散乱長は、クベルカ・ムンク（Kubelka-Munk）の理論に基づく計算方法により算出することができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の放射線画像記録読取方法および装置ならびに蓄積性蛍光体シートによれば、蓄積性蛍光体層と支持体層との間に散乱長が５μｍ以下の反射層を備えてなる蓄積性蛍光体シートを用い、この蓄積性蛍光体シートに対して支持体層側から放射線を照射し、蓄積性蛍光体層側から励起光を照射して発生した輝尽発光光を蓄積性蛍光体層側から検出するようにしたので、画質の劣化を抑制しつつ装置サイズの小型化を図ることができる。
【００２０】
すなわち、上記構成によれば、蓄積性蛍光体層側から入射し蓄積性蛍光体層中を透過して支持体層に向かう励起光は反射層によって反射され、この反射された励起光が再び蓄積性蛍光体層中に入射して蓄積性蛍光体を励起するので、蓄積性蛍光体層から発生する輝尽発光光の光量が増大し、また蓄積性蛍光体層から発生した輝尽発光光の支持体層側に向かう成分も上記反射層によって反射されるので、輝尽発光光の光量はさらに増大する。また、蓄積性蛍光体層中の潜像は蓄積性蛍光体層の反射層側に多く形成されており、この反射層の散乱長は５μｍ以下と短いので、上記励起光が反射層によって反射される領域および輝尽発光光が蓄積性蛍光体層に再入射する領域は、広い範囲に拡大されることなく、蓄積性蛍光体層側から入射した励起光の光路の近傍に留めることができる。
【００２１】
したがって、蓄積性蛍光体シートに対して支持体層側から放射線を照射し、蓄積性蛍光体層側から励起光を照射して発生した輝尽発光光を蓄積性蛍光体層側から検出する場合においても、輝尽発光光の発生光量の減少および輝尽発光光の発生領域の拡大を抑制することができるので、放射線画像の画質（粒状性および鮮鋭度）の劣化を抑制しつつ装置サイズを小型化することができる。
【００２２】
前記励起光の励起パワー密度を１０Ｊ／ｍ２以上とすれば、蓄積性蛍光体層かから発生する輝尽発光光の発生領域の広がりを抑制しつつ、輝尽発光光の発生光量が増大させることができるので、放射線画像の鮮鋭度の低下を抑制しつつ粒状性をさらに良化することができ、放射線画像の画質をさらに向上させることができる。
【００２３】
前記蓄積性蛍光体シート中の、放射線が支持体層側から入射した後蓄積性蛍光体層へ達するまでの領域の放射線に対する透過率を８０％以上とすれば、放射線の照射によって蓄積性蛍光体に蓄積されるエネルギの低下を回避し、蓄積性蛍光体層から発生する輝尽発光光の発生領域を変えずに輝尽発光光の発生光量が増大され、放射線画像の鮮鋭度を変えずに粒状性を良化することができるので、放射線画像の画質をさらに向上させることができる。
【００２４】
前記蓄積性蛍光体層を励起光と同一波長の光を選択的に吸収する着色剤（例えば群青）で着色すれば、検出される輝尽発光光の散乱が抑制されるので、輝尽発光光の発生領域をより狭い領域とすることができるので、粒状性を粗くして鮮鋭度を高める方向に放射線画像の画質を変化させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の放射線画像記録読方法を実施する放射線画像記録読取装置の概略構成を示す斜視図、図２は蓄積性蛍光体シートおよびこの蓄積性蛍光体シートに記録された放射線画像情報の読取手段を拡大した斜視図、図３は蓄積性蛍光体シートの断面図、図４および図５は蓄積性蛍光体シートに入射した励起光が反射層によって反射される様子を示す図、図６は実験結果を示す図である。
【００２６】
図１および図２に示すように、本発明の実施の形態による放射線画像記録読取装置１００は、蓄積性蛍光体層２と支持体層３との間に散乱長が５μｍ以下の反射層４を備えてなる蓄積性蛍光体シート１と、この蓄積性蛍光体シート１に対して支持体層側から放射線を照射する放射線照射手段１０と、この放射線が照射された蓄積性蛍光体シート１に対して蓄積性蛍光体層側から励起光を照射し、この励起光の照射によって蓄積性蛍光体層２から発生した輝尽発光光を同じ蓄積性蛍光体層側から検出する読取手段２０とを備えている。
【００２７】
放射線照射手段１０は、Ｘ線等の放射線を発生させ、この発生した放射線は被写体を通して蓄積性蛍光体シート１に照射される。
【００２８】
読取手段２０は、蓄積性蛍光体シート１に対して蓄積性蛍光体層側から励起光を照射する励起光照射部２１と励起光の照射によって蓄積性蛍光体シート１から発生した輝尽発光光を蓄積性蛍光体層側から検出する輝尽発光光検出部２５とを備えている。
【００２９】
励起光照射部２１は、ブロードエリア半導体レーザとトーリックレンズ等の光学素子とからなる線状の励起光を射出する線状光源２２と、線状光源２２から射出された線状の励起光を直角に反射させるダイクロイックミラー２３と、ダイクロイックミラー２３によって反射された励起光を蓄積性蛍光体シート１上の矢印Ｘの方向に線状に集光させる、屈折率分布型レンズを矢印Ｘ方向に多数並べたレンズアレイ２４とを備えている。
【００３０】
輝尽発光光検出部２５は、励起光照射部２１からの線状の励起光の照射により蓄積性蛍光体シート１から発生した線状の輝尽発光光を後述するラインセンサ２６上に結像させる上記励起光照射部２１と共通に使用されるレンズアレイ２４、レンズアレイ２４およびダイクロイックミラー２３を通して結像される線状の輝尽発光光を検出する多数の光電変換素子が矢印Ｘ方向に並べられたラインセンサ２６とを備えている。
【００３１】
なお、ダイクロイックミラー２３は励起光を反射し輝尽発光光を透過させる光学特性を有するのでラインセンサ２６に入射する輝尽発光光にノイズとして含まれる励起光はこのダイクロイックミラー２３によって遮断される。
【００３２】
放射線画像記録読取装置１００は、上記構成に加えて、励起光が線状に照射される矢印Ｘの方向と直交する方向である矢印Ｙの方向に蓄積性蛍光体シート１に沿って読取手段２０を搬送する図示していない搬送手段を備えており、蓄積性蛍光体シート１に対して矢印Ｘ方向に線状の励起光を照射しながら矢印Ｙ方向にこの線状の励起光の照射位置を移動させて、蓄積性蛍光体シート１から発生した輝尽発光光を検出することによりこの蓄積性蛍光体シート１に記録された放射線画像情報を２次元情報として読み取る。この場合、読取手段２０を固定して蓄積性蛍光体シートを矢印Ｙ方向に移動させて読取りを行ってもよい。
【００３３】
なお、蓄積性蛍光体シートから放射線画像情報を読み取る方式は、上記のように蓄積性蛍光体シートに線状の励起光を照射しつつ蓄積性蛍光体シートと読取手段とを相対的に移動させて、この蓄積性蛍光体シートから発生した線状の輝尽発光光をラインセンサによって検出するラインスキャン読取方式の他に、レーザ光源とポリゴンミラーとを用いた走査光学系等を用いて励起光を蓄積性蛍光体シート上に点状に集光させて走査させつつ、この蓄積性蛍光体シートと読取手段とを相対的に移動させて蓄積性蛍光体シートから点状に発生する輝尽発光光をアクリル製等の集光ガイドによってフォトマルチプライヤチューブ（ＰＭＴ）に導いて検出するポイントスキャン読取方式等を用いることができる。
【００３４】
次に、蓄積性蛍光体シート１の層構造について説明する。蓄積性蛍光体シート１の反射層４（散乱長が５μｍ以下）は、アルミナ、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム等の白色粒子を少量の結着剤で空隙を多く含む層として形成されたものが好ましい。このようにして形成された反射層は密度が低く放射線に対する透過率が非常に高くなる。
【００３５】
蓄積性蛍光体シート１の支持体層３は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アラミド樹脂、ポリイミド樹脂等の各種樹脂材料、金属シート、セラミックスシート、ガラスなどで形成され、上記反射層４を含めた放射線に対する透過率が８０％以上となるように厚さが調整された層として形成されている。
【００３６】
蓄積性蛍光体シート１の蓄積性蛍光体層２は、蓄積性蛍光体粒子を結着剤と共に上記反射層４上に分散塗布して形成したり、蓄積性蛍光体物質を反射層４上に蒸着したりして形成されている。
【００３７】
次に、上記実施の形態における作用について説明する。
【００３８】
放射線照射手段１０から発せられた放射線は、被写体９を透過して蓄積性蛍光体シート１の支持体層側から入射し、支持体層３および反射層４を透過して蓄積性蛍光体層２を照射する。この被写体９を通して照射された放射線によって蓄積性蛍光体層２に図３に示すような潜像Ｓが形成される。この潜像Ｓは放射線が照射された支持体層側に多く形成される。
【００３９】
次に、励起光照射部２１から発せられた線状の励起光が、被写体の潜像Ｓが形成された蓄積性蛍光体シート１を蓄積性蛍光体層側から照射し、蓄積性蛍光体層２中の蓄積性蛍光体を励起する。励起光の照射によって励起された蓄積性蛍光体は、この蓄積性蛍光体が照射を受けた放射線の強度に応じた強度の輝尽発光光を発生する。
【００４０】
蓄積性蛍光体から発生した輝尽発光光は、蓄積性蛍光体シート１中を伝播して外部に射出されレンズアレイ２４を通して輝尽発光光検出部２５により検出される。
【００４１】
上記、矢印Ｘ方向に線状に励起光の照射と輝尽発光光の検出とを行いながら読取手段２０が蓄積性蛍光体シート１に沿ってＹ方向に搬送されることにより、蓄積性蛍光体シート１中に記録された２次元状の放射線画像情報が検出される。この検出された放射線画像情報は放射線画像として表示装置５０に表示される。
【００４２】
ここで、短い散乱長を有する反射層４の作用ついて説明する。図４に示すように、蓄積性蛍光体シート１′中に散乱長が長い反射層４′が形成されている場合（例えば、反射層４′の散乱長が支持体３′の散乱長と同等に長い場合）には、蓄積性蛍光体層２′に入射した励起光Ｌは反射層４′で何回か反射されて再び蓄積性蛍光体層２に入射するまでに、上記短い散乱長を有する反射層４（図５参照）中を伝播するより長い距離を伝播するので、反射層４′で反射された反射励起光Ｌ′は再び蓄積性蛍光体層２′に入射するまでに、光強度が大きく減衰すると共に蓄積性蛍光体層２′に入射する領域が広い範囲に拡大されてしまう（この現象は、励起光の照射により蓄積性蛍光体から発生した輝尽発光光に関しても同じである）。
【００４３】
一方、散乱長が短い反射層４が形成されている上記実施の形態の蓄積性蛍光体シート１の場合には、図５に示すように蓄積性蛍光体層２に入射した励起光Ｌは反射層４で何回か反射されて再び蓄積性蛍光体層２に入射するまでに短い距離しか伝播しないので、反射層４で反射された反射励起光Ｌ″は再び蓄積性蛍光体層２に入射するまでに光強度の減衰は少なく、また蓄積性蛍光体層２に入射する領域を蓄積性蛍光体層に入射した励起光Ｌの光路の近傍に留めることができる。
【００４４】
したがって、反射層が形成されていない蓄積性蛍光体シートを用いて放射線画像情報を読み取る場合に比して、反射層が形成されている蓄積性蛍光体シートを用いて放射線画像情報を読み取る場合の方が、輝尽発光光の発生光量が増大され、かつ輝尽発光光の発生領域の拡大が抑制されるので取得される放射線画像の画質（粒状性および鮮鋭度）を向上させることができる。
【００４５】
上記反射層による効果を実験によって確認した結果を以下に示す。
【００４６】
本発明に使用する反射層を有する蓄積性蛍光体シートを用いた実験例１から実験例１７、ならびに実験例１０４の実験条件、および従来から使用されている蓄積性蛍光体シートに関して実験を行った実験例１０１から実験例１０３の実験条件を表１に一覧表として示す。
【００４７】
【表１】
なお、各実験において次の条件は共通である。
【００４８】
被写体：２サイクル／ｍｍのＭＴＦ測定用パターン
放射線を照射するときの管電圧：８０Ｋｖ
励起光の照射および輝尽発光光の検出を行う向き：蓄積性蛍光体層側
実験例１：以下のような構造を有する蓄積性蛍光体シートを、以下のような読取方式によって読み取って放射線画像を得た。
【００４９】
ａ）蓄積性蛍光体シートの構造（下記の順番に層が形成されている）
・蓄積性蛍光体層厚さ：２７０μｍ（群青の添加なし）
・反射層厚さ：５０μｍ（散乱長：２．５μｍ）
・支持体層厚さ：２５０μｍ（材質ＰＥＴ）
ｂ）放射線の照射および輝尽発光光の読取方式
・放射線の照射を行う向き：支持体側
・読取方式：ポイントスキャン方式
・励起光の照射強度：１倍（通常の強度）
実験例２： 実験例１の蓄積性蛍光体層の厚さを３００μｍとした。それ以外は実験例１と同様の条件で実験を行った。
【００５０】
実験例３： 実験例１の蓄積性蛍光体の層厚さを２４０μｍとした。それ以外は実験例１と同様の条件で実験を行った。
【００５１】
実験例４： 実験例１の反射層の散乱長を３．５μｍとした。それ以外は実験例１と同様の条件で実験を行った。
【００５２】
実験例５： 実験例２の反射層の散乱長を３．５μｍとした。それ以外は実験例２と同様の条件で実験を行った。
【００５３】
実験例６： 実験例３の反射層の散乱長を３．５μｍとした。それ以外は実験例３と同様の条件で実験を行った。
【００５４】
実験例７： 実験例１の読取方式をラインスキャン方式とした。それ以外は実験例１と同様の条件で実験を行った。
【００５５】
実験例８： 実験例２の読取方式をラインスキャン方式とした。それ以外は実験例２と同様の条件で実験を行った。
【００５６】
実験例９： 実験例３の読取方式をラインスキャン方式とした。それ以外は実験例３と同様の条件で実験を行った。
【００５７】
実験例１０： 実験例４の読取方式をラインスキャン方式とした。それ以外は実験例４と同様の条件で実験を行った。
【００５８】
実験例１１： 実験例５の読取方式をラインスキャン方式とした。それ以外は実験例５と同様の条件で実験を行った。
【００５９】
実験例１２： 実験例６の読取方式をラインスキャン方式とした。それ以外は実験例６と同様の条件で実験を行った。
【００６０】
実験例１３： 実験例３の蓄積性蛍光体層に群青を添加した（群青の添加量：蓄積性蛍光体１００ｇあたり群青１０ｍｇ）。それ以外は実験例３と同様の条件で実験を行った。
【００６１】
実験例１４： 実験例３の蓄積性蛍光体層に群青を添加した（群青の添加量：蓄積性蛍光体１００ｇあたり群青３０ｍｇ）。それ以外は実験例３と同様の条件で実験を行った。
【００６２】
実験例１５： 実験例１の励起光の照射強度を５倍にした。それ以外は実験例１と同様の条件で実験を行った。
【００６３】
実験例１６： 実験例１３の励起光の照射強度を５倍にした。それ以外は実験例１３と同様の条件で実験を行った。
【００６４】
実験例１７： 実験例１４の励起光の照射強度を５倍にした。それ以外は実験例１４と同様の条件で実験を行った。
【００６５】
実験例１０１： 従来より市販されている蓄積性蛍光体シートＳＴ―Ｖｎを用い、蓄積性蛍光体層側から放射線の照射と輝尽発光光の読取りとを行った
ａ）蓄積性蛍光体シート(ＳＴ―Ｖｎ)の構造(下記の順番に層が形成されている)
・蓄積性蛍光体層を保護する保護層厚さ：３μｍ
・蓄積性蛍光体層厚さ：２３０μｍ
・反射層：反射層は無い
・支持体層上の群青着色下塗層厚さ：２０μｍ
・支持体層（材質ＰＥＴ）厚さ：３５０μｍ
（上記ＳＴ―Ｖｎは、市販されている通常の蓄積性蛍光体シートであり、反射層を持たず、放射線の照射および輝尽発光光の読取りを蓄積性蛍光体層側から行うことを前提に設計されたものである。）
ｂ）放射線の照射および輝尽発光光の読取方式
・被写体：２サイクル／ｍｍのＭＴＦ測定用パターン
・放射線を照射するときの管電圧：８０Ｋｖ
・放射線の照射を行う向き：蓄積性蛍光体層側
・読取方式：ポイントスキャン方式
・励起光の照射強度：１倍（通常の強度）
実験例１０２： 実験例１０１の放射線の照射を行う向きを支持体層側とした。それ以外は実験例１０１と同様の条件で実験を行った。
【００６６】
実験例１０３： 実験例１０２の励起光の照射強度を５倍にした。それ以外は実験例１０２と同様の条件で実験を行った。
【００６７】
実験例１０４： 実験例１の蓄積性蛍光体シートの光反射層の散乱長を８μｍとした。それ以外は実験例１と同様の条件で実験を行った。
【００６８】
なお、ポイントスキャン方式の読み取りに用いた装置は富士写真フィルム株製FCR9000である。
【００６９】
上記実験条件で実験を行った結果を、縦軸を鮮鋭度（２サイクル／ｍｍにおけるＭＴＦの値）、横軸を粒状性として示した図６を用いて以下に説明する。なお、図６中の数字は実験例の番号を示すものであり、カッコ内の数字はラインスキャン方式の実験例の番号を示すものである。
【００７０】
上述したように放射線画像の画質は、鮮鋭度と粒状性とによって定まり、鮮鋭度が高くなり粒状性が悪くなる矢印Ｈの方向に画質が変化したり、あるいは鮮鋭度が低くなり粒状性が良くなる矢印Ｈ′の方向に画質が変化したりしても画質は高くも低くもならず同じレベルの画質として評価される。画質が高くなったり低くなったりするのは上記矢印Ｈ−Ｈ′の方向以外の方向に画質が変化する場合であり、例えば、鮮鋭度が高くなり粒状性が良くなる矢印Ｒの方向は画質が高くなる方向であり、鮮鋭度が低くなり粒状性が悪くなる矢印Ｒ′の方向は画質が低くなる方向である。
【００７１】
上記実験におけるパラメータである蓄積性蛍光体層の厚さ、群青の添加、読取方式、反射層の散乱長、励起光強度、および放射線の照射を行う向きの画質への影響に関して説明する。
【００７２】
蓄積性蛍光体層の厚さの画質への影響： 蓄積性蛍光体層の厚さのみを変化させその他の条件をほぼ同等にして比較できる実験例１と実験例２と実験例３とを比較すると、取得された放射線画像は矢印Ｈ−Ｈ′の方向に画質が変化しているので画質のレベルは変わらず、また、上記と同様に蓄積性蛍光体層の厚さのみを変化させその他の条件をほぼ同等にして比較できる実験例４と実験例５と実験例６とを比較しても同様に画質のレベルは変わらないので、蓄積性蛍光体層の厚さを変化させても画質は高くも低くもならないことがわかる（すなわち、画質は変化するが画質のレベルは変わらないことがわかる）。
【００７３】
群青の添加による画質への影響： 群青の添加量のみを変化させその他の条件をほぼ同等にして比較できる実験例３と実験例１３と実験例１４とを比較すると、矢印Ｈ−Ｈ′の方向に画質が変化しているので画質のレベルは変わらず、群青を添加しても画質のレベルは変わらないことがわかる。
【００７４】
反射層の散乱長の画質への影響： 散乱長のみを変化させその他の条件をほぼ同等にして比較できる実験例１と実験例４と実験例１０４、実験例２と実験例５、および実験例３と実験例６を比較すると、矢印Ｈ−Ｈ′の方向と交差する方向に画質が変化しており散乱長が短くなるにしたがって画質が向上することがわかる。例えば実験例１と実験例４と実験例１０４を比較すると散乱長が８μｍ以上の実験例１０４に比して散乱長５μｍ以下の実験例１や実験例４は明らかに画質が向上したと言え、その画質のレベルは、蓄積性蛍光体層側から放射線を照射した実験１０１と比較しても実用的に遜色のないレベルであった。
【００７５】
励起光強度の画質への影響： 励起光強度のみを変化させその他の条件をほぼ同等にして比較できる実験例１と実験例１５、実験例１３と実験例１６、実験例１４と実験例１７、および実験例１０２と実験例１０３を比較すると、矢印Ｈ−Ｈ′の方向と交差する方向に画質が変化しており励起光強度が大きくなるにしたがって画質が向上することがわかる。特に、粒状性を良くする効果が大である。この画質向上の効果は反射層がない蓄積性蛍光体シート（実験例１０２および実験例１０３）よりも反射層を有する蓄積性蛍光体シートにおいてその効果が顕著であり、これは、励起光強度が大きくなるにしたがって反射層による輝尽発光光の光量増大の効果（粒状性を良くする効果）と輝尽発光光の発生する領域の拡大を抑える効果（鮮鋭度の低下を抑える効果）とがより増大されたこと意味するものであり、実験例１７では実験例１０１（蓄積性蛍光体層側から放射線の照射および輝尽発光光の読取りを行う実験例）を上回る画質を得ることができた。
【００７６】
放射線の照射を行う向きによる画質への影響： 放射線の照射を行う向きのみを変化させその他の条件をほぼ同等にして比較できる実験例１０１と実験例１０２を比較すると、矢印Ｈ−Ｈ′の方向と交差する方向に画質が変化しており、従来より市販されている蓄積性蛍光体シートを、支持体側から放射線を照射して蓄積性蛍光体層側から輝尽発光光を検出するように使用すると、画質が大きく低下することがわかる。これにより、反射層による画質の劣化を抑制する効果が非常に大きいことがわかる。
【００７７】
なお、ポイントスキャン方式とラインスキャン方式との読取方式の差のみを変化させその他の条件がほぼ同等となる実験例１と実験例７、実験例２と実験例８、実験例３と実験例９、実験例４と実験例１０、実験例５と実験例１１および実験例６と実験例１２との比較においては、画質の変化（鮮鋭度の変化および粒状性の変化）は殆ど無く、読取方式の違いによる画質の変化は殆どないことがわかる。したがって、両者の結果を同じ点（図中の○および△）で示し、ラインスキャン方式の実験例は表中のポイントスキャン方式の実験例と並べてカッコ内に番号を付加するのみに留め、上記実験例の比較においてはその説明を省略した。
【００７８】
上記のように本発明によれば、蓄積性蛍光体層と支持体層との間に散乱長が短い反射層を備えてなる蓄積性蛍光体シートを用い、この蓄積性蛍光体シートに対して支持体層側から放射線を照射し、この放射線が照射された蓄積性蛍光体シートに対して蓄積性蛍光体層側から励起光を照射して蓄積性蛍光体層から発生した輝尽発光光を蓄積性蛍光体層側から検出するようにしたので、放射線画像の画質の劣化を抑制しつつ装置サイズを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による放射線画像記録読取装置の概略構成を示す斜視図
【図２】蓄積性蛍光体シートおよび読取手段を拡大した斜視図
【図３】蓄積性蛍光体シートの断面を示す図
【図４】散乱長が長い反射層に入射した励起光の様子を示す図
【図５】散乱長が短い反射層に入射した励起光の様子を示す図を示す図
【図６】実験結果を示す図
【符号の説明】
１ 蓄積性蛍光体シート
２ 蓄積性蛍光体層
３ 支持体層
４ 反射層
１０ 放射線照射手段
２０ 読取手段
２１ 励起光照射部
２５ 輝尽発光光検出部
１００放射線画像記録読取装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線画像記録読取方法および装置ならびに蓄積性蛍光体シートに関し、詳しくは、蓄積性蛍光体シートに対する放射線画像の記録と読取りとを蓄積性蛍光体シートの互いに反対側の面から行う放射線画像記録読取方法および装置ならびに蓄積性蛍光体シート関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、電子線、紫外線等）を照射すると、この放射線エネルギの一部が蓄積され、その後可視光等の励起光を照射すると蓄積されたエネルギに応じて輝尽発光を示す蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、人体等の被写体の放射線画像情報をシート状の蓄積性蛍光体層を備えてなる蓄積性蛍光体シートに一旦潜像として記録し、この蓄積性蛍光体シートにレーザ光等の励起光を照射して輝尽発光光を生じせしめ、得られた輝尽発光光を光電的に読み取って画像信号を得、この画像信号に基づいて写真感光材料等の記録媒体あるいはＣＲＴ等の表示装置に被写体の放射線画像を可視画像として出力する放射線画像記録再生システム（特開昭55-12429号、同56-11395号、同56-11397号等）が知られている。
【０００３】
上記のような放射線画像の記録および読取りに使用される蓄積性蛍光体シートは、通常、蓄積性蛍光体層とこの蓄積性蛍光体層を支持する支持体層とからなる層状の構造を有し、また、そのような蓄積性蛍光体シートに対する放射線の照射、励起光の照射、および輝尽発光光の検出は、一般にいずれも蓄積性蛍光体層側から行われている。また、上記のような放射線画像の記録および読取りに使用される装置は種々の方式が知られており、具体的には、蓄積性蛍光体シートへの被写体の放射線画像情報の記録を行う放射線画像記録装置や、蓄積性蛍光体シートに記録された放射線画像情報の読取りを行う放射線画像読取装置や、放射線画像情報の記録装置と読取装置とを一体化し蓄積性蛍光体シートが内臓されたビルトインタイプの放射線画像記録読取装置等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような放射線画像の記録および読取りを行う装置として、記録装置と読取装置とを一体としたビルトインタイプの記録読取装置が知られている。このビルトインタイプの記録読取装置においては、蓄積性蛍光体シートに対して支持体層側から放射線を照射して蓄積性蛍光体層に被写体の潜像を記録し、この潜像が記録された蓄積性蛍光体シートに対して蓄積性蛍光体層側から励起光を照射して蓄積性蛍光体層から発生した輝尽発光光を蓄積性蛍光体層側から検出する方式（すなわち、支持体層側から放射線画像情報を記録し、蓄積性蛍光体層側から記録された放射線画像情報を読み取る方式）によって、装置を小型化したいという要請がある。
【０００５】
すなわち、蓄積性蛍光体シートに対して同じ側から放射線画像情報の記録と読取りとを行う方式の場合、例えば蓄積性蛍光体シートに放射線画像情報を記録した後にこの蓄積性蛍光体シートを読取装置の位置に搬送して記録された放射線画像情報を読み取る際、蓄積性蛍光体シートの面を裏返すなどの大きな搬送系を必要とするが、蓄積性蛍光体シートに対して互いに反対側から放射線画像情報の記録と読取りとを行う方式の場合は、蓄積性蛍光体シートに放射線画像情報を記録した後、この蓄積性蛍光体シートを搬送したり反転させたりすることなくその位置のまま、あるいはごく短い距離を移動させるだけでこの蓄積性蛍光体シートに記録された放射線画像情報を読み取ることができるので、装置を小型化するのに有利である。
【０００６】
しかしながら、蓄積性蛍光体シートに対して支持体層側から放射線画像情報を記録して蓄積性蛍光体層側から放射線画像情報を読み取る方式は、従来より一般に実施されている放射線画像情報の記録および読取りをいずれも蓄積性蛍光体側から行う方式に比べて取得される放射線画像の画質が劣るという問題がある。
【０００７】
すなわち、放射線画像情報を記録するときに支持体層側から照射した放射線によって蓄積性蛍光体シートに形成される潜像は蓄積性蛍光体層中の支持体層側に多く形成され、記録された放射線画像情報を読み取るときに励起光が蓄積性蛍光体層側から照射されると、この励起光が蓄積性蛍光体層中を通して上記潜像に到達するまでに蓄積性蛍光体層中で散乱および吸収されて励起光の照射範囲が広がると共にその強度が弱まる。また上記励起光の照射によって潜像から発生した輝尽発光光は蓄積性蛍光体層中を通してこの蓄積性蛍光体層外へ射出されるまでに蓄積性蛍光体層中で散乱および吸収されてこの輝尽発光光が発生したとみなされる範囲が広がると共にその強度が弱まる。その結果、検出される輝尽発光光に散乱光（蓄積性蛍光体から発生した輝尽発光光が散乱された光、および蓄積性蛍光体層中で散乱された励起光によって周囲の蓄積性蛍光体が励起されて発生した輝尽発光光）によるノイズが混入すると共に輝尽発光光の強度が弱まるので、上記蓄積性蛍光体シートに対して支持体層側から放射線画像情報を記録して蓄積性蛍光体層側から放射線画像情報を読み取る方式は、従来より一般に実施されている蓄積性蛍光体層側から放射線画像情報の記録と読取りを行う方式に比べて取得される放射線画像の画質が低下するという問題がある。
【０００８】
なお、従来より一般に使用されている蓄積性蛍光体シートは、支持体層側から放射線を照射することを想定した構造を有しておらず、また、蓄積性蛍光体シートに照射する励起光の励起パワー密度は４．５Ｊ／ｍ２程度である。
【０００９】
また、上記放射線画像の画質は画像の鮮鋭度（ＭＴＦ）と画像の粒状性との両方の項目（輝尽発光光の発生光量の増大は画像の粒状性を良化させ、散乱等による輝尽発光光の発生領域の広がりは画像の鮮鋭度を低下させる）によって評価されるものであり、鮮鋭度（ＭＴＦ）がより高い画像あるいは粒状性がより良い画像が画質の高い画像として評価される。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、放射線画像の画質の劣化を抑制しつつ装置サイズを小型化することができる放射線画像記録読取方法および装置ならびに蓄積性蛍光体シートを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の放射線画像記録読取方法は、蓄積性蛍光体層と支持体層との間に散乱長が５μｍ以下の反射層を備えてなる蓄積性蛍光体シートを用い、この蓄積性蛍光体シートに対して前記支持体層側から放射線を照射し、該放射線が照射された蓄積性蛍光体シートに対して前記蓄積性蛍光体層側から励起光を照射し、該励起光の照射によって前記蓄積性蛍光体層から発生した輝尽発光光を前記蓄積性蛍光体層側から検出することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の放射線画像記録読取装置は、蓄積性蛍光体層と支持体層との間に散乱長が５μｍ以下の反射層を備えてなる蓄積性蛍光体シートと、該蓄積性蛍光体シートに対して前記支持体層側から放射線を照射する放射線照射手段と、該放射線が照射された蓄積性蛍光体シートに対して前記蓄積性蛍光体層側から励起光を照射し、該励起光の照射によって前記蓄積性蛍光体層から発生した輝尽発光光を前記蓄積性蛍光体層側から検出する読取手段とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１３】
前記励起光の励起パワー密度は、１０Ｊ／ｍ２以上とすることが好ましい。
【００１４】
前記蓄積性蛍光体シート中の、前記放射線が前記支持体層側から入射した後前記蓄積性蛍光体層へ達するまでの領域の前記放射線に対する透過率は８０％以上とすることが好ましい。
【００１５】
前記蓄積性蛍光体層は、励起光と同一波長の光を選択的に吸収する着色剤で着色されているものとすることができる。
【００１６】
なお、前記放射線画像記録読取装置は、放射線画像情報の記録装置と読取装置とを一体化したビルトインタイプの装置に限らず、互いに分離されている放射線画像記録装置と放射線画像読取装置とを組み合わせて使用するように構成された装置等であってもよい。
【００１７】
本発明の放射線画像記録読取シートは、蓄積性蛍光体層と支持体層との間に散乱長が５μｍ以下の反射層を備えてなる蓄積性蛍光体シートであって、前記支持体層側から放射線が照射され、前記蓄積性蛍光体層側から励起光が照射され、該励起光の照射によって発生した輝尽発光光が前記蓄積性蛍光体層側から検出されるものであることを特徴とする。
【００１８】
前記「散乱長」とは、励起光（励起光と同じ波長を持つ光）に対する散乱長で、励起光が一回散乱するまでに直進する平均距離を意味するものであり、散乱長が短い程、光散乱性が高いことを意味する。この散乱長は、クベルカ・ムンク（Kubelka-Munk）の理論に基づく計算方法により算出することができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の放射線画像記録読取方法および装置ならびに蓄積性蛍光体シートによれば、蓄積性蛍光体層と支持体層との間に散乱長が５μｍ以下の反射層を備えてなる蓄積性蛍光体シートを用い、この蓄積性蛍光体シートに対して支持体層側から放射線を照射し、蓄積性蛍光体層側から励起光を照射して発生した輝尽発光光を蓄積性蛍光体層側から検出するようにしたので、画質の劣化を抑制しつつ装置サイズの小型化を図ることができる。
【００２０】
すなわち、上記構成によれば、蓄積性蛍光体層側から入射し蓄積性蛍光体層中を透過して支持体層に向かう励起光は反射層によって反射され、この反射された励起光が再び蓄積性蛍光体層中に入射して蓄積性蛍光体を励起するので、蓄積性蛍光体層から発生する輝尽発光光の光量が増大し、また蓄積性蛍光体層から発生した輝尽発光光の支持体層側に向かう成分も上記反射層によって反射されるので、輝尽発光光の光量はさらに増大する。また、蓄積性蛍光体層中の潜像は蓄積性蛍光体層の反射層側に多く形成されており、この反射層の散乱長は５μｍ以下と短いので、上記励起光が反射層によって反射される領域および輝尽発光光が蓄積性蛍光体層に再入射する領域は、広い範囲に拡大されることなく、蓄積性蛍光体層側から入射した励起光の光路の近傍に留めることができる。
【００２１】
したがって、蓄積性蛍光体シートに対して支持体層側から放射線を照射し、蓄積性蛍光体層側から励起光を照射して発生した輝尽発光光を蓄積性蛍光体層側から検出する場合においても、輝尽発光光の発生光量の減少および輝尽発光光の発生領域の拡大を抑制することができるので、放射線画像の画質（粒状性および鮮鋭度）の劣化を抑制しつつ装置サイズを小型化することができる。
【００２２】
前記励起光の励起パワー密度を１０Ｊ／ｍ２以上とすれば、蓄積性蛍光体層かから発生する輝尽発光光の発生領域の広がりを抑制しつつ、輝尽発光光の発生光量が増大させることができるので、放射線画像の鮮鋭度の低下を抑制しつつ粒状性をさらに良化することができ、放射線画像の画質をさらに向上させることができる。
【００２３】
前記蓄積性蛍光体シート中の、放射線が支持体層側から入射した後蓄積性蛍光体層へ達するまでの領域の放射線に対する透過率を８０％以上とすれば、放射線の照射によって蓄積性蛍光体に蓄積されるエネルギの低下を回避し、蓄積性蛍光体層から発生する輝尽発光光の発生領域を変えずに輝尽発光光の発生光量が増大され、放射線画像の鮮鋭度を変えずに粒状性を良化することができるので、放射線画像の画質をさらに向上させることができる。
【００２４】
前記蓄積性蛍光体層を励起光と同一波長の光を選択的に吸収する着色剤（例えば群青）で着色すれば、検出される輝尽発光光の散乱が抑制されるので、輝尽発光光の発生領域をより狭い領域とすることができるので、粒状性を粗くして鮮鋭度を高める方向に放射線画像の画質を変化させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の放射線画像記録読方法を実施する放射線画像記録読取装置の概略構成を示す斜視図、図２は蓄積性蛍光体シートおよびこの蓄積性蛍光体シートに記録された放射線画像情報の読取手段を拡大した斜視図、図３は蓄積性蛍光体シートの断面図、図４および図５は蓄積性蛍光体シートに入射した励起光が反射層によって反射される様子を示す図、図６は実験結果を示す図である。
【００２６】
図１および図２に示すように、本発明の実施の形態による放射線画像記録読取装置１００は、蓄積性蛍光体層２と支持体層３との間に散乱長が５μｍ以下の反射層４を備えてなる蓄積性蛍光体シート１と、この蓄積性蛍光体シート１に対して支持体層側から放射線を照射する放射線照射手段１０と、この放射線が照射された蓄積性蛍光体シート１に対して蓄積性蛍光体層側から励起光を照射し、この励起光の照射によって蓄積性蛍光体層２から発生した輝尽発光光を同じ蓄積性蛍光体層側から検出する読取手段２０とを備えている。
【００２７】
放射線照射手段１０は、Ｘ線等の放射線を発生させ、この発生した放射線は被写体を通して蓄積性蛍光体シート１に照射される。
【００２８】
読取手段２０は、蓄積性蛍光体シート１に対して蓄積性蛍光体層側から励起光を照射する励起光照射部２１と励起光の照射によって蓄積性蛍光体シート１から発生した輝尽発光光を蓄積性蛍光体層側から検出する輝尽発光光検出部２５とを備えている。
【００２９】
励起光照射部２１は、ブロードエリア半導体レーザとトーリックレンズ等の光学素子とからなる線状の励起光を射出する線状光源２２と、線状光源２２から射出された線状の励起光を直角に反射させるダイクロイックミラー２３と、ダイクロイックミラー２３によって反射された励起光を蓄積性蛍光体シート１上の矢印Ｘの方向に線状に集光させる、屈折率分布型レンズを矢印Ｘ方向に多数並べたレンズアレイ２４とを備えている。
【００３０】
輝尽発光光検出部２５は、励起光照射部２１からの線状の励起光の照射により蓄積性蛍光体シート１から発生した線状の輝尽発光光を後述するラインセンサ２６上に結像させる上記励起光照射部２１と共通に使用されるレンズアレイ２４、レンズアレイ２４およびダイクロイックミラー２３を通して結像される線状の輝尽発光光を検出する多数の光電変換素子が矢印Ｘ方向に並べられたラインセンサ２６とを備えている。
【００３１】
なお、ダイクロイックミラー２３は励起光を反射し輝尽発光光を透過させる光学特性を有するのでラインセンサ２６に入射する輝尽発光光にノイズとして含まれる励起光はこのダイクロイックミラー２３によって遮断される。
【００３２】
放射線画像記録読取装置１００は、上記構成に加えて、励起光が線状に照射される矢印Ｘの方向と直交する方向である矢印Ｙの方向に蓄積性蛍光体シート１に沿って読取手段２０を搬送する図示していない搬送手段を備えており、蓄積性蛍光体シート１に対して矢印Ｘ方向に線状の励起光を照射しながら矢印Ｙ方向にこの線状の励起光の照射位置を移動させて、蓄積性蛍光体シート１から発生した輝尽発光光を検出することによりこの蓄積性蛍光体シート１に記録された放射線画像情報を２次元情報として読み取る。この場合、読取手段２０を固定して蓄積性蛍光体シートを矢印Ｙ方向に移動させて読取りを行ってもよい。
【００３３】
なお、蓄積性蛍光体シートから放射線画像情報を読み取る方式は、上記のように蓄積性蛍光体シートに線状の励起光を照射しつつ蓄積性蛍光体シートと読取手段とを相対的に移動させて、この蓄積性蛍光体シートから発生した線状の輝尽発光光をラインセンサによって検出するラインスキャン読取方式の他に、レーザ光源とポリゴンミラーとを用いた走査光学系等を用いて励起光を蓄積性蛍光体シート上に点状に集光させて走査させつつ、この蓄積性蛍光体シートと読取手段とを相対的に移動させて蓄積性蛍光体シートから点状に発生する輝尽発光光をアクリル製等の集光ガイドによってフォトマルチプライヤチューブ（ＰＭＴ）に導いて検出するポイントスキャン読取方式等を用いることができる。
【００３４】
次に、蓄積性蛍光体シート１の層構造について説明する。蓄積性蛍光体シート１の反射層４（散乱長が５μｍ以下）は、アルミナ、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム等の白色粒子を少量の結着剤で空隙を多く含む層として形成されたものが好ましい。このようにして形成された反射層は密度が低く放射線に対する透過率が非常に高くなる。
【００３５】
蓄積性蛍光体シート１の支持体層３は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アラミド樹脂、ポリイミド樹脂等の各種樹脂材料、金属シート、セラミックスシート、ガラスなどで形成され、上記反射層４を含めた放射線に対する透過率が８０％以上となるように厚さが調整された層として形成されている。
【００３６】
蓄積性蛍光体シート１の蓄積性蛍光体層２は、蓄積性蛍光体粒子を結着剤と共に上記反射層４上に分散塗布して形成したり、蓄積性蛍光体物質を反射層４上に蒸着したりして形成されている。
【００３７】
次に、上記実施の形態における作用について説明する。
【００３８】
放射線照射手段１０から発せられた放射線は、被写体９を透過して蓄積性蛍光体シート１の支持体層側から入射し、支持体層３および反射層４を透過して蓄積性蛍光体層２を照射する。この被写体９を通して照射された放射線によって蓄積性蛍光体層２に図３に示すような潜像Ｓが形成される。この潜像Ｓは放射線が照射された支持体層側に多く形成される。
【００３９】
次に、励起光照射部２１から発せられた線状の励起光が、被写体の潜像Ｓが形成された蓄積性蛍光体シート１を蓄積性蛍光体層側から照射し、蓄積性蛍光体層２中の蓄積性蛍光体を励起する。励起光の照射によって励起された蓄積性蛍光体は、この蓄積性蛍光体が照射を受けた放射線の強度に応じた強度の輝尽発光光を発生する。
【００４０】
蓄積性蛍光体から発生した輝尽発光光は、蓄積性蛍光体シート１中を伝播して外部に射出されレンズアレイ２４を通して輝尽発光光検出部２５により検出される。
【００４１】
上記、矢印Ｘ方向に線状に励起光の照射と輝尽発光光の検出とを行いながら読取手段２０が蓄積性蛍光体シート１に沿ってＹ方向に搬送されることにより、蓄積性蛍光体シート１中に記録された２次元状の放射線画像情報が検出される。この検出された放射線画像情報は放射線画像として表示装置５０に表示される。
【００４２】
ここで、短い散乱長を有する反射層４の作用ついて説明する。図４に示すように、蓄積性蛍光体シート１′中に散乱長が長い反射層４′が形成されている場合（例えば、反射層４′の散乱長が支持体３′の散乱長と同等に長い場合）には、蓄積性蛍光体層２′に入射した励起光Ｌは反射層４′で何回か反射されて再び蓄積性蛍光体層２に入射するまでに、上記短い散乱長を有する反射層４（図５参照）中を伝播するより長い距離を伝播するので、反射層４′で反射された反射励起光Ｌ′は再び蓄積性蛍光体層２′に入射するまでに、光強度が大きく減衰すると共に蓄積性蛍光体層２′に入射する領域が広い範囲に拡大されてしまう（この現象は、励起光の照射により蓄積性蛍光体から発生した輝尽発光光に関しても同じである）。
【００４３】
一方、散乱長が短い反射層４が形成されている上記実施の形態の蓄積性蛍光体シート１の場合には、図５に示すように蓄積性蛍光体層２に入射した励起光Ｌは反射層４で何回か反射されて再び蓄積性蛍光体層２に入射するまでに短い距離しか伝播しないので、反射層４で反射された反射励起光Ｌ″は再び蓄積性蛍光体層２に入射するまでに光強度の減衰は少なく、また蓄積性蛍光体層２に入射する領域を蓄積性蛍光体層に入射した励起光Ｌの光路の近傍に留めることができる。
【００４４】
したがって、反射層が形成されていない蓄積性蛍光体シートを用いて放射線画像情報を読み取る場合に比して、反射層が形成されている蓄積性蛍光体シートを用いて放射線画像情報を読み取る場合の方が、輝尽発光光の発生光量が増大され、かつ輝尽発光光の発生領域の拡大が抑制されるので取得される放射線画像の画質（粒状性および鮮鋭度）を向上させることができる。
【００４５】
上記反射層による効果を実験によって確認した結果を以下に示す。
【００４６】
本発明に使用する反射層を有する蓄積性蛍光体シートを用いた実験例１から実験例１７、ならびに実験例１０４の実験条件、および従来から使用されている蓄積性蛍光体シートに関して実験を行った実験例１０１から実験例１０３の実験条件を表１に一覧表として示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
被写体：２サイクル／ｍｍのＭＴＦ測定用パターン
放射線を照射するときの管電圧：８０Ｋｖ
励起光の照射および輝尽発光光の検出を行う向き：蓄積性蛍光体層側
実験例１：以下のような構造を有する蓄積性蛍光体シートを、以下のような読取方式によって読み取って放射線画像を得た。
【００４９】
ａ）蓄積性蛍光体シートの構造（下記の順番に層が形成されている）
・蓄積性蛍光体層厚さ：２７０μｍ（群青の添加なし）
・反射層厚さ：５０μｍ（散乱長：２．５μｍ）
・支持体層厚さ：２５０μｍ（材質ＰＥＴ）
ｂ）放射線の照射および輝尽発光光の読取方式
・放射線の照射を行う向き：支持体側
・読取方式：ポイントスキャン方式
・励起光の照射強度：１倍（通常の強度）
実験例２： 実験例１の蓄積性蛍光体層の厚さを３００μｍとした。それ以外は実験例１と同様の条件で実験を行った。
【００５０】
実験例３： 実験例１の蓄積性蛍光体の層厚さを２４０μｍとした。それ以外は実験例１と同様の条件で実験を行った。
【００５１】
実験例４： 実験例１の反射層の散乱長を３．５μｍとした。それ以外は実験例１と同様の条件で実験を行った。
【００５２】
実験例５： 実験例２の反射層の散乱長を３．５μｍとした。それ以外は実験例２と同様の条件で実験を行った。
【００５３】
実験例６： 実験例３の反射層の散乱長を３．５μｍとした。それ以外は実験例３と同様の条件で実験を行った。
【００５４】
実験例７： 実験例１の読取方式をラインスキャン方式とした。それ以外は実験例１と同様の条件で実験を行った。
【００５５】
実験例８： 実験例２の読取方式をラインスキャン方式とした。それ以外は実験例２と同様の条件で実験を行った。
【００５６】
実験例９： 実験例３の読取方式をラインスキャン方式とした。それ以外は実験例３と同様の条件で実験を行った。
【００５７】
実験例１０： 実験例４の読取方式をラインスキャン方式とした。それ以外は実験例４と同様の条件で実験を行った。
【００５８】
実験例１１： 実験例５の読取方式をラインスキャン方式とした。それ以外は実験例５と同様の条件で実験を行った。
【００５９】
実験例１２： 実験例６の読取方式をラインスキャン方式とした。それ以外は実験例６と同様の条件で実験を行った。
【００６０】
実験例１３： 実験例３の蓄積性蛍光体層に群青を添加した（群青の添加量：蓄積性蛍光体１００ｇあたり群青１０ｍｇ）。それ以外は実験例３と同様の条件で実験を行った。
【００６１】
実験例１４： 実験例３の蓄積性蛍光体層に群青を添加した（群青の添加量：蓄積性蛍光体１００ｇあたり群青３０ｍｇ）。それ以外は実験例３と同様の条件で実験を行った。
【００６２】
実験例１５： 実験例１の励起光の照射強度を５倍にした。それ以外は実験例１と同様の条件で実験を行った。
【００６３】
実験例１６： 実験例１３の励起光の照射強度を５倍にした。それ以外は実験例１３と同様の条件で実験を行った。
【００６４】
実験例１７： 実験例１４の励起光の照射強度を５倍にした。それ以外は実験例１４と同様の条件で実験を行った。
【００６５】
実験例１０１： 従来より市販されている蓄積性蛍光体シートＳＴ―Ｖｎを用い、蓄積性蛍光体層側から放射線の照射と輝尽発光光の読取りとを行った
ａ）蓄積性蛍光体シート(ＳＴ―Ｖｎ)の構造(下記の順番に層が形成されている)
・蓄積性蛍光体層を保護する保護層厚さ：３μｍ
・蓄積性蛍光体層厚さ：２３０μｍ
・反射層：反射層は無い
・支持体層上の群青着色下塗層厚さ：２０μｍ
・支持体層（材質ＰＥＴ）厚さ：３５０μｍ
（上記ＳＴ―Ｖｎは、市販されている通常の蓄積性蛍光体シートであり、反射層を持たず、放射線の照射および輝尽発光光の読取りを蓄積性蛍光体層側から行うことを前提に設計されたものである。）
ｂ）放射線の照射および輝尽発光光の読取方式
・被写体：２サイクル／ｍｍのＭＴＦ測定用パターン
・放射線を照射するときの管電圧：８０Ｋｖ
・放射線の照射を行う向き：蓄積性蛍光体層側
・読取方式：ポイントスキャン方式
・励起光の照射強度：１倍（通常の強度）
実験例１０２： 実験例１０１の放射線の照射を行う向きを支持体層側とした。それ以外は実験例１０１と同様の条件で実験を行った。
【００６６】
実験例１０３： 実験例１０２の励起光の照射強度を５倍にした。それ以外は実験例１０２と同様の条件で実験を行った。
【００６７】
実験例１０４： 実験例１の蓄積性蛍光体シートの光反射層の散乱長を８μｍとした。それ以外は実験例１と同様の条件で実験を行った。
【００６８】
なお、ポイントスキャン方式の読み取りに用いた装置は富士写真フィルム株製FCR9000である。
【００６９】
上記実験条件で実験を行った結果を、縦軸を鮮鋭度（２サイクル／ｍｍにおけるＭＴＦの値）、横軸を粒状性として示した図６を用いて以下に説明する。なお、図６中の数字は実験例の番号を示すものであり、カッコ内の数字はラインスキャン方式の実験例の番号を示すものである。
【００７０】
上述したように放射線画像の画質は、鮮鋭度と粒状性とによって定まり、鮮鋭度が高くなり粒状性が悪くなる矢印Ｈの方向に画質が変化したり、あるいは鮮鋭度が低くなり粒状性が良くなる矢印Ｈ′の方向に画質が変化したりしても画質は高くも低くもならず同じレベルの画質として評価される。画質が高くなったり低くなったりするのは上記矢印Ｈ−Ｈ′の方向以外の方向に画質が変化する場合であり、例えば、鮮鋭度が高くなり粒状性が良くなる矢印Ｒの方向は画質が高くなる方向であり、鮮鋭度が低くなり粒状性が悪くなる矢印Ｒ′の方向は画質が低くなる方向である。
【００７１】
上記実験におけるパラメータである蓄積性蛍光体層の厚さ、群青の添加、読取方式、反射層の散乱長、励起光強度、および放射線の照射を行う向きの画質への影響に関して説明する。
【００７２】
蓄積性蛍光体層の厚さの画質への影響： 蓄積性蛍光体層の厚さのみを変化させその他の条件をほぼ同等にして比較できる実験例１と実験例２と実験例３とを比較すると、取得された放射線画像は矢印Ｈ−Ｈ′の方向に画質が変化しているので画質のレベルは変わらず、また、上記と同様に蓄積性蛍光体層の厚さのみを変化させその他の条件をほぼ同等にして比較できる実験例４と実験例５と実験例６とを比較しても同様に画質のレベルは変わらないので、蓄積性蛍光体層の厚さを変化させても画質は高くも低くもならないことがわかる（すなわち、画質は変化するが画質のレベルは変わらないことがわかる）。
【００７３】
群青の添加による画質への影響： 群青の添加量のみを変化させその他の条件をほぼ同等にして比較できる実験例３と実験例１３と実験例１４とを比較すると、矢印Ｈ−Ｈ′の方向に画質が変化しているので画質のレベルは変わらず、群青を添加しても画質のレベルは変わらないことがわかる。
【００７４】
反射層の散乱長の画質への影響： 散乱長のみを変化させその他の条件をほぼ同等にして比較できる実験例１と実験例４と実験例１０４、実験例２と実験例５、および実験例３と実験例６を比較すると、矢印Ｈ−Ｈ′の方向と交差する方向に画質が変化しており散乱長が短くなるにしたがって画質が向上することがわかる。例えば実験例１と実験例４と実験例１０４を比較すると散乱長が８μｍ以上の実験例１０４に比して散乱長５μｍ以下の実験例１や実験例４は明らかに画質が向上したと言え、その画質のレベルは、蓄積性蛍光体層側から放射線を照射した実験１０１と比較しても実用的に遜色のないレベルであった。
【００７５】
励起光強度の画質への影響： 励起光強度のみを変化させその他の条件をほぼ同等にして比較できる実験例１と実験例１５、実験例１３と実験例１６、実験例１４と実験例１７、および実験例１０２と実験例１０３を比較すると、矢印Ｈ−Ｈ′の方向と交差する方向に画質が変化しており励起光強度が大きくなるにしたがって画質が向上することがわかる。特に、粒状性を良くする効果が大である。この画質向上の効果は反射層がない蓄積性蛍光体シート（実験例１０２および実験例１０３）よりも反射層を有する蓄積性蛍光体シートにおいてその効果が顕著であり、これは、励起光強度が大きくなるにしたがって反射層による輝尽発光光の光量増大の効果（粒状性を良くする効果）と輝尽発光光の発生する領域の拡大を抑える効果（鮮鋭度の低下を抑える効果）とがより増大されたこと意味するものであり、実験例１７では実験例１０１（蓄積性蛍光体層側から放射線の照射および輝尽発光光の読取りを行う実験例）を上回る画質を得ることができた。
【００７６】
放射線の照射を行う向きによる画質への影響： 放射線の照射を行う向きのみを変化させその他の条件をほぼ同等にして比較できる実験例１０１と実験例１０２を比較すると、矢印Ｈ−Ｈ′の方向と交差する方向に画質が変化しており、従来より市販されている蓄積性蛍光体シートを、支持体側から放射線を照射して蓄積性蛍光体層側から輝尽発光光を検出するように使用すると、画質が大きく低下することがわかる。これにより、反射層による画質の劣化を抑制する効果が非常に大きいことがわかる。
【００７７】
なお、ポイントスキャン方式とラインスキャン方式との読取方式の差のみを変化させその他の条件がほぼ同等となる実験例１と実験例７、実験例２と実験例８、実験例３と実験例９、実験例４と実験例１０、実験例５と実験例１１および実験例６と実験例１２との比較においては、画質の変化（鮮鋭度の変化および粒状性の変化）は殆ど無く、読取方式の違いによる画質の変化は殆どないことがわかる。したがって、両者の結果を同じ点（図中の○および△）で示し、ラインスキャン方式の実験例は表中のポイントスキャン方式の実験例と並べてカッコ内に番号を付加するのみに留め、上記実験例の比較においてはその説明を省略した。
【００７８】
上記のように本発明によれば、蓄積性蛍光体層と支持体層との間に散乱長が短い反射層を備えてなる蓄積性蛍光体シートを用い、この蓄積性蛍光体シートに対して支持体層側から放射線を照射し、この放射線が照射された蓄積性蛍光体シートに対して蓄積性蛍光体層側から励起光を照射して蓄積性蛍光体層から発生した輝尽発光光を蓄積性蛍光体層側から検出するようにしたので、放射線画像の画質の劣化を抑制しつつ装置サイズを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による放射線画像記録読取装置の概略構成を示す斜視図
【図２】蓄積性蛍光体シートおよび読取手段を拡大した斜視図
【図３】蓄積性蛍光体シートの断面を示す図
【図４】散乱長が長い反射層に入射した励起光の様子を示す図
【図５】散乱長が短い反射層に入射した励起光の様子を示す図を示す図
【図６】実験結果を示す図
【符号の説明】
１ 蓄積性蛍光体シート
２ 蓄積性蛍光体層
３ 支持体層
４ 反射層
１０ 放射線照射手段
２０ 読取手段
２１ 励起光照射部
２５ 輝尽発光光検出部
１００放射線画像記録読取装置
Claims (6)
- 蓄積性蛍光体層と支持体層との間に散乱長が３ . ５μｍ以下の反射層を備えてなる蓄積性蛍光体シートを用い、この蓄積性蛍光体シートに対して前記支持体層側から放射線を照射し、該放射線が照射された蓄積性蛍光体シートに対して前記蓄積性蛍光体層側から励起光を照射し、該励起光の照射によって前記蓄積性蛍光体層から発生した輝尽発光光を前記蓄積性蛍光体層側から検出することを特徴とする放射線画像記録読取方法。
- 蓄積性蛍光体層と支持体層との間に散乱長が３ . ５μｍ以下の反射層を備えてなる蓄積性蛍光体シートと、該蓄積性蛍光体シートに対して前記支持体層側から放射線を照射する放射線照射手段と、該放射線が照射された蓄積性蛍光体シートに対して前記蓄積性蛍光体層側から励起光を照射し、該励起光の照射によって前記蓄積性蛍光体層から発生した輝尽発光光を前記蓄積性蛍光体層側から検出する読取手段とを備えてなることを特徴とする放射線画像記録読取装置。
- 前記励起光の励起パワー密度が、１０Ｊ／ｍ２以上であることを特徴とする請求項２記載の放射線画像記録読取装置。
- 前記蓄積性蛍光体シート中の、前記放射線が前記支持体層側から入射した後前記蓄積性蛍光体層へ達するまでの領域の前記放射線に対する透過率が８０％以上であることを特徴とする請求項２または３記載の放射線画像記録読取装置。
- 前記蓄積性蛍光体層が、励起光と同一波長の光を選択的に吸収する着色剤で着色されていることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項記載の放射線画像記録読取装置。
- 蓄積性蛍光体層と支持体層との間に散乱長が３ . ５μｍ以下の反射層を備えてなる蓄積性蛍光体シートであって、前記支持体層側から放射線が照射され、前記蓄積性蛍光体層側から励起光が照射され、該励起光の照射によって発生した輝尽発光光が前記蓄積性蛍光体層側から検出されるものであることを特徴とする蓄積性蛍光体シート。
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