JPS6155729B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は輻射線像を可視光像に変換する螢光像
増倍管に係り、特に入力部の改良に関する。 従来第１図に示すように構成される螢光像増倍
、例えばＸ線螢光像倍管が知られている。すな
わちＸ線螢光増倍管はガラス管等の真空外囲器１
一端入力窓２に近接して設けられる入力部３で
射Ｘ線像を光電子像に変換し、この光電子像を
前記外囲器１内の側壁４及び他端部５に設けられ
る一つまたは二つ以上の同軸円筒または円環状等
の集束電極６および陽極７で加速集束し、同じく
他端出力窓８内面に設けられる出力部９に明るい
光の像として結像せしめる如くしたものである。 かかる螢光像増倍管は人体や物体の内部構造を
調べるために有用となるものであつて、人体や物
体に照射された輻射線の透過濃度分布を調べるよ
うにした輻射線透視システムや輻射線撮影システ
ムの輻射線像を光の像に変換する素子として用い
られている。従つてかかる螢光像増倍管として要
求されることは輻射線像のコントラストや解像度
を忠実に光に、且つ効率良く光の像に変換し得る
ことであるが、実際には管内の各構成要素によつ
てその忠実度が左右され、特に入力部が他端に比
較して劣るためこの入力部の特性に大きく左右さ
れることになる。 然るに従来の入力部３は第２図にその詳細を示
すように、外囲器１の入力窓２が厚さ２〜５mmの
ガラスで形成されるか、またはアルミニウム、ベ
リリウムあるいはチタニウムのようなＸ線あるい
はγ線に対する透過性の良い材料で形成され、ま
た入力部３は一般に厚さ0.5mm程度のアルミニウ
ム板にて球面状に形成される入力力基板３ａの凹
面側に例々えばCsIよりなる入力螢光面３ｂが形
成され、その上に光電面３ｃを形成してなるもの
である。そしてこの入力部３は入射Ｘ線あるいは
γ線を螢光面３ｂで吸収して光に変換し、この光
が光電面３ｃに達して光電変換されることにより
光電子を放出するものである。 しかしながら第２図に示すように輻射線源２１
から放射された輻射線が被検体２２を通して入力
窓２に入射される過程において、被検体２２から
の散乱線２３が複数の角度をもつて入射される結
果、影像の背景としてコントラストを悪化させ
る。また外囲器の入力窓２は耐大気圧性を強める
ために例えばガラスを用いた場合は２〜５mm、チ
タニウムの場合は0.2〜0.3mm程度の厚さを有す
る。従つて入力窓２での輻射線の吸収または散乱
による光量子数の減少が著しく結果として量子の
変換効率を低下させ、またコントラストを更に悪
化させる。また第３図で明らかなようにCsI等の
螢光物質を用いた螢光面は低エネルギー輻射線
（50KeV）での量子の吸収はよいが、高エネルギ
ー輻射線（70KeV以上）に対しては殆んど吸収さ
れずに透過するので高エネルギー輻射線での量子
の変換効率はよくない。すなわち、第３図は入力
部におけるＸ線透過特性を示すもので、図中、３
０はターゲツトにタングステンを用いたＸ線管の
Ｘ線出力スペクトル、３１は厚さ1.5mmアルミニ
ウム基板の透過Ｘ線スペクトル、３２は厚さ150
μCsI螢光面の透過Ｘ線スペクトルを示し、また
模軸に光エネルギー、縦軸に相対光子数をそれぞ
れ示してある。図において低エネルギー輻射線例
えば50KeVにおける螢光面（曲線３２）での相対
光子数はＸ線出力（曲線３０）において0.7であ
つたのが0.3と減少しており、量子の吸収率がよ
いことを示している。一方高エネルギー輻射線に
おいては螢光面での相対光子数が殆んど減少して
おらず変換効率がよくないことを示している。 本発明は上述した実状に鑑みなされたもので、
散乱Ｘ線を軽減し、もつて変換効率のよい、かつ
良好なコントラストを得また高エネルギー輻射線
においても充分な変換効率を有する螢光像増倍管
を提供するものである。 以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。 すなわち第４図は本発明に係る螢光像増倍管の
概略構成を示すもので真空外囲気４０は輻射線透
過性金属材料よりなる入力窓４１と、この入力窓
４１に金属環４２を介して気密封着された非磁性
材料あるいは磁性材料、例えばステンレス、パー
マロイよりなる円筒状の胴部４３と、この胴部４
３にコバールよりなる円筒状封着部材４４を介し
て気密封着されたガラスよりなる出力端部４５と
で構成される。しかして前記入力窓４１内側には
蜂巣構造保持板（図示せず）の開口部に螢光物質
を充填してなる入力螢光面および光電面からなる
入力部４６が設置されている。またこの入力部４
６に対向する出力端部４５には出力螢光面４７が
設置されており、更にこの出力螢光面４７と前記
入力部４６との間には同軸配置された集束電極４
８、陽極４９が設置されている。ここで入力窓４
１に入射された輻射線像は入力部４６で光電子像
に変換され、この変換された光電子像は集束電極
４８、陽極４９により加速集束されて出力螢光面
４７に至りここに高輝度の光像を現出させる。 ここで本発明の要部をなす入力部４６について
第５図および第６図を参照して更に詳述する。す
なわち、入力窓４１は前述した金属材料でなり具
体的には厚さ50〜300μのチタニウムまたは500〜
2000μのアルミニウムで形成されている。しかし
て入力螢光面４６ａは前記入力窓４１内側に溶接
等の手段により溶着固定され、かつ隔壁５０によ
つて区画されて複数の開口部５１を有する全体的
には蜂巣構造をなす保持板５２とこの保持板５２
の開口部５１にCsIあるいはZnCds等の螢光物質
を充填した充填物層５３とでなる。ここで、前記
保持板５２はタングステンあるいはモリブデン等
高エネルギー輻射線を殆んど吸収する重金属材料
で形成されており、また充填物層５３の厚さは
100〜400μ、幅は50〜100μになるように形成さ
れている。このように形成された入力螢光面４６
ａ上には蒸着により周知のCs−Sbよりなる光電
面４６ｂが被着形成される。なお、第６図には光
電面は示されていない。 このように構成された本発明にあつては被検体
あるいは入力窓等で散乱された輻射線は殆んどが
蜂巣構造とされた保持板に対し垂直に入射されな
いために隔壁に吸収される確率が大きい。従つて
散乱輻射線による影響コントラストの低下を充分
防止することができ、また散乱輻射線を約10％減
少させることができる。また保持板を重金属材料
で形成したことにより比較的高エネルギー
（70KeV以上）輻射線に対する螢光物質の感度を
向上させることが可能である。例えば重金属材料
としてタングステンを用いればタングステンはＫ
吸収端が存在するために69.5KeV以上のエネルギ
ーを効率よく吸収し、かつこの際２次Ｘ線を放射
する。この２次Ｘ線は充填物層内に放射されて発
光に寄与する。従つて従来の入力螢光面を透過し
ていた比較的高エネルギーの輻射線を隔壁に吸収
させ、かつ放射する２次Ｘ線によつて発光に寄与
させるという増感作用をも有する。また高エネル
ギー輻射線に対して変換効率が向上することは被
検体への被曝輻射線量が減少することになり、こ
れは医療分野においては極めて有益なことであ
る。更に入力窓に蜂巣構造の保持板を溶着固定す
れば入力窓の機械的強度を強めることができ、こ
れは入力窓を非常に薄い材料で形成することがで
きる。例えば従来チタニウムを用いていたものに
おいてはその厚さが200〜300μを必要としていた
が、厚さが50〜100μでも充分大気圧に耐えるも
ので、これによつて入力窓における入射輻射線の
減衰を半分以下にすることができる。 ここで保持板を設けることは入力螢光面４６の
内、螢光充填物層５３の面積を減少（10〜20％）
させることになるが、しかしこの減少は螢光充填
物層の厚さを厚くすることにより充分補い得る。
例えば60KeVエネルギーの輻射線であればCsIか
らなる充填物層の厚さを従来の厚さの約150μに
対し200〜300μにすることにより50％程発光輝度
を高めることができる。またこのような厚い充填
物層を用いても保持板の隔壁によつて光誘導作用
を充分維持し得るので解像度を劣化させることが
ない。 ここで前述した入力部の製造上の実施例につい
て述べると、先ず厚さ400μ程度のタングステン
板を用意し、このタングステン板を電子ビームま
たはレーザビーム等により孔明け加工し、複数の
開口部を有する蜂巣構造の保持板を得る。しかる
後前記開口部を化学的に研磨し、板一面にニツケ
ルメツキを施してからチタニウム板を重ね合せ加
圧接または拡散溶接等により両者を溶着する。な
おこの際球面状への形成は加圧接と同時に行つ
た。開口部への螢光物質の充填は先ず保持板上に
例えばCsI螢光物質を振掛け積層させる。次に真
空中で保持板を630℃に加熱し、CsIを溶かして
開口部内に溶け込ませる。冷却後側方向より水蒸
気を吹き掛け、同時に保持板を回転させて板表面
に付着しているCsIを除去する。このようにして
作られた入力窓を兼ねる入力螢光面を管に組込み
しかる後入力螢光面上に光電面を被着形成して入
力部を得る。 以上述べたように本発明に係る螢光像増倍管は
被検体、入力窓からの散乱輻射線の影響を充分に
軽減でき、もつてコントラストの高い影響を実現
し得、また高エネルギー輻射線に対する変換効率
を20〜30％向上し得たものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来螢光像増倍管を示す概略構成図、
第２図は第１図の入力部およびこの入力部に入射
される輻射線経路を示す概略断面図、第３図は入
力部における各部位のＸ線透過特性を示す曲線
図、第４図は本発明螢光像増倍管を示す断面図、
第５図は第４図の入力部を１部拡大して示す断面
図、第６図は第４図の入力部を１部拡大して示す
斜視図である。 ４１…入力窓、４６…入力部、４６ａ…入力螢
光面、４６ｂ…光電面、５０…隔壁、５１…開口
部、５２…蜂巣構造保持板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 外囲器の入力窓に入力螢光面、光電面よりな
   る入力部を具備してなる螢光像増倍管において、
   前記入力窓を輻射線透過性金属材料で形成すると
   ともに前記入力部は前記入力窓に密着して設けら
   れ、かつ隔壁によつて区画されて複数の開口部を
   有する重金属材料からなる蜂巣状保持板と、前記
   保持板の開口部に螢光物質を充填しててる入力螢
   光面と、前記入力螢光面上に設けられた光電面と
   で構成されていることを特徴とする螢光像増倍
   管。