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Dokumentenidentifikation DE69223145T2 30.04.1998
EP-Veröffentlichungsnummer 0592616
Titel KOMBINATION VON FILM UND ULTRAVIOLETT EMITTIERENDEM SCHIRM FÜR VERBESSERTE RADIOLOGISCHE AUSWERTUNGEN
Anmelder Sterling Diagnostic Imaging, Inc., Glasgow, Del., US
Erfinder BEUTEL, Jacob, Hockessin, DE 19707, US;
ISSLER, Sandra, Laurine, Wilmington, DE 19810, US
Vertreter Patentanwälte von Kreisler, Selting, Werner et col., 50667 Köln
DE-Aktenzeichen 69223145
Vertragsstaaten BE, DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 02.07.1992
EP-Aktenzeichen 939000451
WO-Anmeldetag 02.07.1992
PCT-Aktenzeichen US9205442
WO-Veröffentlichungsnummer 9301521
WO-Veröffentlichungsdatum 21.01.1993
EP-Offenlegungsdatum 20.04.1994
EP date of grant 12.11.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.04.1998
IPC-Hauptklasse G03C 5/17
IPC-Nebenklasse C09K 11/86   G21K 4/00   

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Radiologie und insbesondere auf einen photographischen Film und Röntgenstrahlenverstärkungsschirm-Systeme, die darin verwendet werden. Noch spezifischer bezieht sich die Erfindung auf ausschließlich ultraviolettes Licht emittierende Schirme in Kombination mit geeigneten Filmen für solche Fälle, bei denen derartige Kombinationen verwendet werden können, um eine auf signifikante Weise erhöhte radiologische Bildqualität bei gleicher Strahlungsdosis oder umgekehrt eine ähnliche radiologische Bildqualität bei einer auf signifikante Weise reduzierten Strahlungsdosis zu erreichen.

Hintergrund der Erfindung

Es ist in der Technik wohlbekannt, einen Röntgenstrahlenverstärkungsschirm zu verwenden, um die Fähigkeit eines photographischen Films zum Einfangen eines durch eine Röntgenstrahlenbelichtung erzeugten Bildes zu erhöhen. Diese sogenannten verstärkungsschirme haben in der modernen radiologischen Praxis eine große Popularität gewonnen, da sie in starkem Maße die Empfindlichkeit des Systems erhöhen und somit die Dosierung schädlicher Röntgenstrahlen verringern, die auf einen Patienten einwirken müssen, um das geeignete Bild und die sich ergebenden Informationen auf dem Film zu erzeugen. Mit dem Aufkommen verbesserter Schirme auf der Basis von z.B. Yttriumtantalat sind die modernen Film/Schirm-Systeme extrem schnell geworden. Da bei den fortlaufenden Bemühungen, die Dosierung für den Patienten zu reduzieren, die Empfindlichkeit des Systems erhöht wird, ist es jedoch ein Nachteil, daß auch die dabei erhältliche Bildqualität durch das sogenannte "Rauschen" und durch eine Abnahme der Bildauflösung reduziert wird. So besteht eine dringende Notwenigkeit darin, Systeme zu haben, die eine gute Bildqualität in damit verbundenen Filmbildern erzeugen.

Obwohl Ultraviolettlicht (hierin "UV") emittierende Leuchtstoffe wohlbekannt sind (z.B. aus EP-A-0234532), werden sie im allgemeinen von den Medizinern nicht als Röntgenstrahlen- Leuchtstoffe verwendet. Wenn diese UV-emittierenden Leuchtstoffe durch Röntgenstrahlen angeregt werden, emittieren sie im allgemeinen Licht im Bereich von 300-400 nm, was im UV liegt. Wenn jedoch UV emittierende Leuchtstoffe mit konventionellen Silberhalogenidfilmen verwendet werden, erzeugen sie eine maximale optische Dichte (Dmax), welche auf signifikante Weise niedriger ist als diejenige, die bei der Belichtung mit sichtbarem Licht (größer als 400 nm) erzeugt wird, und dieser Verlust von Dmax führt zu einer signifikanten Verzerrung der Ansprech-Kurve des Films, die als eine Abnahme des Kontrastverhaltens des Films beobachtet wird.

Zusätzlich dazu haben UV emittierende Leuchtstoffe des Standes der Technik eine gewisse Emission im sichtbaren Bereich des Spektrums. Leuchtstoffe, die ausschließlich unterhalb von 390 nm emittieren, haben in der Technik keine Anwendung gefunden.

Die meisten der üblicherweise erhältlichen Filmsysteme basieren auf Gelatine-Silberhalogenid-Elementen, und diese sind üblicherweise doppelseitig beschichtet, um das Beschichtungsgewicht des Systems zu erhöhen, ohne eine Wölbung oder andere Effekte einzuführen. Bei doppelseitig beschichteten Röntgenfilm-Elementen werden üblicherweise zwei Verstärkungsschirme verwendet, einer auf jeder Seite des oben aufgeführten Film- Elements. Diese Film/Schirm-Struktur führt zu einer Unschärfe aufgrund von Überkreuzungseffekten während der Belichtung (als Rückseitenschwärzung bezeichnet). So ist es notwendig, die Rückseitenschwärzung zu reduzieren, um bei einer gegebenen Empfindlichkeit (Röntgenstrahlendosis) eine bessere Bildqualität zu erhalten, oder den durch eine reduzierte Rückseitenschwärzung erhaltenen Vorteil der Bildqualität gegen eine niedrigere Röntgenstrahlenbelichtungsdosis einzutauschen.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Eine Aufgabe der Erfindung ist die Herstellung eines Film/Schirm-Systems, das eine gute Empfindlichkeit und Sensitometrie hat, einschließlich einer angemessenen Dichte der Oberseite, einer ausgezeichneten Bildqualität und einer reduzierten Rückseitenschwärzung. Diese und noch andere Eigenschaften werden durch das radiographische System der vorliegenden Erfindung erreicht. So wird ein radiographisches System bereitgestellt, umfassend ein Paar Röntgenstrahlenverstärkungsschirme im Kontakt mit einem doppelseitig beschichteten Silberhalogenid-Element, wobei das Silberhalogenid Silberhalogenidkörner umfaßt, worin wenigstens 50 % der Körner tafelförmige Silberhalogenidkörner einer Dicke von weniger als 015 µm und eines durchschnittlichen Aspektverhältnisses von größer als 2:1 sind, und worin die Röntgenstrahlenverstärkungsschirme einen Träger umfassen, der eine Leuchtstoffschicht trägt, die Schicht Leuchtstoff umfaßt, der in einem Bindemittel dispergiert ist, mit der Maßgabe, daß der Leuchtstoff bei der Röntgenstrahlenabsorption eine Spitzenemission zwischen 300 und 390 nm aufweist, nicht mehr als 20 % seines Lichts unterhalb 300 nm oder oberhalb von 390 nm emittiert, und das Bindemittel weniger als 10 % jedes Ultraviolettlichts absorbiert, das aus demselben emittiert wird; und worin das doppelseitig beschichtete Silberhalogenid-Element ein Dmax (vis) umfaßt, das als die maximale Dichte definiert ist, die auf dem doppelseitig beschichteten Silberhalogenid-Element erhältlich ist, wenn sichtbares Licht auf dasselbe einwirkt, und ein Dmax (UV) umfaßt, das als die maximale Dichte definiert ist, die auf dem doppelseitig beschichteten Silberhalogenid-Element erhältlich ist, wenn UV-Licht auf dasselbe einwirkt, und

Dmax(vis) - Dmax(UV)/Dmax(vis) = bis zu oder ≤ als 0,10

ist.

Darüber hinaus wird ein radiographisches System bereitgestellt, umfassend ein Paar Röntgenstrahlenverstärkungsschirme im Kontakt mit einem doppelseitig beschichteten Silberhalogenid-Element, wobei das Silberhalogenid Silberhalogenidkörner umfaßt, worin die Körner aus kugeligen Silberchloridkörnern bestehen, worin der Silberchlorid-Gehalt wenigstens 50 Mol-% beträgt, und worin die Röntgenstrahlenverstärkungsschirme einen Träger umfassen, der eine Leuchtstoffschicht trägt, die Schicht Leuchtstoff umfaßt, der in einem Bindemittel dispergiert ist, mit der Maßgabe, daß der Leuchtstoff bei der Röntgenstrahlenabsorption eine Spitzenemission zwischen 300 und 390 nm aufweist, nicht mehr als 20 % seines Lichts unterhalb 300 nm oder oberhalb von 390 nm emittiert, und worin der Leuchtstoff aus mit Gadolinium aktiviertem Yttriumtantalat und mit Gadolinium aktiviertem Lanthanoxibromid ausgewählt ist, und das Bindemittel weniger als 10 % jedes Ultraviolettlichts absorbiert, das aus demselben emittiert wird; und worin das doppelseitig beschichtete Silberhalogenid- Element ein Dmax (vis) umfaßt, das als die maximale Dichte definiert ist, die auf dem doppelseitig beschichteten Silberhalogenid-Element erhältlich ist, wenn sichtbares Licht auf dasselbe einwirkt, und ein Dmax(UV) umfaßt, das als die maximale Dichte definiert ist, die auf dem doppelseitig beschichteten Silberhalogenid-Element erhältlich ist, wenn UV- Licht auf dasselbe einwirkt, und

Dmax(vis) - Dmax (UV)/Dmax(vis) = bis zu oder < als 0,10

ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist eine Zeichnung eines typischen Röntgenstrahlenverstärkungsschirm-Elements, welches gemäß den hierin beschriebenen Arbeitsweisen hergestellt wird.

Einzelheiten der Erfindung

Es gibt viele wohlbekannte Röntgenstrahlen-Leuchtstoffe, die im ultravioletten (UV) Bereich emittieren, wenn sie mit Röntgenstrahlen belichtet werden.

Obwohl diese Leuchtstoffe auch eine verbesserte Bildqualität erzeugen können, ist es wohlbekannt, daß Röntgenstrahlenverstärkungsschirme, die aus diesen UV emittierenden Leuchtstoffen hergestellt werden, einen sehr niedrigen Kontrast und ein geringes Dmax bei hiermit verwendeten konventionellen Silberhalogenid-Elementen erzeugen. Diese Veränderung der Ansprech-Kurve des Films bewirkt, daß das sich ergebende Bild weniger brauchbar ist, da sie den Kontrast verringert ohne den dynamischen Bereich des Bildaufzeichnungssystems zu erhöhen. Typisch für diese UV emittierenden Leuchtstoffe sind z.B. YTaO&sub4;, entweder nicht aktiviert oder mit Gadolinium, Bismut, Blei, Cer oder Mischungen dieser Aktivatoren aktiviert; LaOBr, aktiviert mit Gadolinium oder Gadolinium und Thulium, und La&sub2;O&sub2;S, aktiviert mit Gadolinium. Die meisten dieser Leuchtstoffe emittieren hauptsächlich im UV, z.B. bei 300 bis 390 nm, obwohl eine geringe Menge Licht, z.B. bis zu 20 % und vorzugsweise weniger als 10 %, auch unterhalb von 300 und oberhalb von 390 nm emittiert werden kann. Für den Zweck der Erfindung emittieren UV emittierende Leuchtstoffe im Bereich von 300 bis 390 nm und vorzugsweise im Bereichvon 310 bis 360 nm. Damit die Leuchtstoffe der Erfindung für praktische Röntgenstrahlen-Abbildungssysteme anwendbar sind, sollte die Umwandlungswirksamkeit des Leuchtstoffs - d.h. die Wirksamkeit, mit der die Energie, die von einem Röntgenstrahlen-Quant transportiert wird, durch diesen Leuchtstoff absorbiert wird, dann in Lichtphotonen umgewandelt wird, die von dem Leuchtstoff emittiert werden - größer als 5 % sein.

Diese Leuchtstoffe können - wie gemäß dem Stand der Technik wohlbekannt ist - hergestellt und dann mit einem geeigneten Bindemittel vermischt werden, bevor sie auf einen geeigneten Träger aufgetragen werden. Sobald dieses Element auf diese Weise hergestellt worden ist, ist es konventionellerweise als ein Röntgenstrahlenverstärkungsschirm bekannt und für diagnostische Röntgenstrahlen-Abbildungsanwendungen äußerst brauchbar. Es gibt eine große Menge im Handel erhältlicher Röntgenstrahlenverstärkungs-Leuchtstoffe, die nicht innerhalb des Umfangs der Erfindung funktionieren. Diese schließen die folgenden ein, ohne auf dieselben beschränkt zu sein:

Konventionellerweise umfaßt ein Schirm dieses Typs, der die in dieser Erfindung beschriebenen Leuchtstoffe einschließt, einen Träger, eine Leuchtstoff-Verstärkungsschicht und eine Deckschicht oder eine Schutzschicht für dieselben. Eine Reflektionsschicht wie ein Weißtöner, z.B. TiO&sub2;, dispergiert in einem geeigneten Bindemittel, kann ebenfalls zu der Schirmstruktur gegeben werden. Üblicherweise wird die Reflektionsschicht zwischen der Leuchtstoffschicht und dem Träger angeordnet, oder alternativ dazu kann der Weißtöner direkt in dem Träger dispergiert werden. Diese Reflektionsschicht erhöht allgemein den Lichtausstoß des Verstärkungsschirms bei der Anwendung. Die Schutzschicht ist wichtig, um die Leuchtstoff- Schicht gegen eine mechanische Beschädigung zu schützen. Die Schutzschicht sollte allgemein auch UV-durchlässig sein, so daß die Intensität des UV-Lichts aus dem Leuchtstoff nicht abnimmt. Solche Schutzschichten, die bekanntermaßen eine große Menge UV-Licht absorbieren, z.B. Polyethylenterephthalat- Folien, sind in der Erfindung nicht besonders brauchbar. Beim Betrieb absorbiert der Verstärkungsschirm darauf aufprallende Röntgenstrahlen und emittiert Energie einer Wellenlänge, die leicht von dem damit verbundenen photographischen Silberhalogenid-Röntgenfilm eingefangen werden. Wirksame Röntgenstrahlenverstärkungsschirme, basierend auf Yttrium-, Gadolinium- oder Lutetiumtantalat sind bekannt. Diese bestimmten Leuchtstoffe, mit der monoklinen M'-Phase, sind zum Einfangen von Röntgenstrahlen besonders geeignet. Einige dieser Tantalat- Leuchtstoffe sind auch wirksame Emittenten von UV-Licht und werden innerhalb des Umfangs der Erfindung besonders bevorzugt. Sie werden allgemein gemäß den Methoden von Brixner, US Patent Nr. 4 225 653, hergestellt.

Diese Leuchtstoffe, die nicht mehr als 20 % ihres Lichts unterhalb von 300 nm oder oberhalb von 390 nm emittieren können, werden allgemein durch Vermischen der verschiedenen Oxide und Brennen in einem geeigneten Flußmittel bei erhöhten Temperaturen hergestellt. Nach dem Brennen, Pulverisieren und Waschen wird der Leuchtstoff mit einem geeigneten Bindemittel in Gegenwart eines dafür geeigneten Lösungsmittels vermischt und auf einen Träger aufgetragen, mit der Maßgabe, daß das Bindemittel weniger als 10 % des gesamten, von dem Leuchtstoff emittierten UV-Lichts absorbieren kann, d.h. ein sogenanntes "transparentes" Bindemittel. Alle diese Stufen werden in der oben erwähnten Literaturstelle von Brixner beschrieben und sind in der Technik wohlbekannt. Eine schützende Deckschicht kann ebenfalls über dieser Leuchtstoffbeschichtung aufgetragen werden, tatsächlich wird dies auch so bevorzugt.

Bei dem radiologischen Verfahren verwendet man üblicherweise ein lichtempfindliches Silberhalogenidfilm-Element zusammen mit den oben beschriebenen Röntgenstrahlenverstärkungsschirmen. Da die Beschichtungsgewichte dieser Elemente üblicherweise hoch sind, trägt man konventionellerweise die Silberhalogenid-Beschichtung auf beide Seiten eines Trägers auf, z.B. eine maßhaltige Polyethylenterephthalat-Folie. In der Praxis der Erfindung umfaßt das Silberhalogenid-Element Silberhaloge nid-Körner , wie kugelige oder kubische Silberhalogenidkörner, wie oben definiert worden ist. Diese Elemente sind in der Technik auch wohlbekannt, und die Herstellung von Körnern dieses Typs ist auch bekannt und wird darin gelehrt. Allgemein wird unter Verwendung eines Bindemittels wie Gelatine eine Emulsion dieser Körner hergestellt, und dieselben werden z.B. mit Gold und Schwefel sensibilisiert. Andere Hilfsmittel, wie Antischleiermittel, Benetzungsmittel und Beschichtungshilfsmittel, Farbstoffe und Härtungsmittel, können, falls es notwendig ist, auch vorliegen. Die Emulsion wird doppelseitig auf den Träger beschichtet, und es wird üblicherweise ein dünner Überguß aus gehärteter Gelatine auf jede Emulsionsschicht aufgetragen, um derselben einen Schutz zu verleihen. Da die Emulsionen, die im Bereich der Erfindung brauchbar sind, im allgemeinen von sich aus UV-empfindlich sind, ist es nicht notwendig, denselben irgendeine Art von Sensibilisierungs- oder Desensibilisierungs-Farbstoff zuzufügen. Falls es erforderlich ist, kann jedoch eine kleine Menge eines Sensibilisierungs-Farbstoffs vorteilhafterweise zugegeben werden. Zusätzlich dazu ist es auch üblich, tafelförmigen Emulsionen einen Sensibilisierungs-Farbstoff zuzufügen, damit dieselben in höherem Maße auf das Licht ansprechen können. Um weiterhin die in der Erfindung brauchbaren photographischen Elemente zu unterscheiden, d.h. photographische Emulsionen, die tafelförmige AgIBr- oder AgBrCl-Kristalle enthalten, können wir sagen, daß, wenn auf diese Emulsionen UV-Licht einwirkt, das von den Schirmen der Erfindung ausgesendet wird, die maximale optische Dichte, die sie erreichen können, d.h. Dmax, nicht um mehr als 10 % abnimmt, verglichen mit dem Dmax, das erhalten wird, wenn auf das gleiche System sichtbares Licht einer Wellenlänge von mehr als 400 nm einwirkt. Dies kann durch die Formel:

Dmax(vis) - Dmax (UV)/Dmax(vis) = bis zu oder < als 0,10

dargestellt werden.

Produkte mit tafelförmigem Silberhalogenidkorn sind in der Technik wohlbekannt und bieten dem Anwender einige beträchtliche Vorteile gegenüber den Produkten mit konventionellem Korn, z.B. halbkugelförmigen Körnern. Die tafelförmigen Produkte können üblicherweise mit einem sehr viel geringeren Beschichtungsgewicht ohne Verlust der Deckkraft aufgetragen werden. Sie können mit geringeren Mengen konventioneller Härtungsmittel gehärtet werden, was einen ziemlich signifikanten Vorteil gegenüber den konventionellen Körnern darstellt. Tafelförmige Chlorid-Emulsionen sind auch wohlbekannt und werden von Maskasky im US Patent Nr. 4 400 463, 23/8/83, und auch von Wey im US Patent Nr. 4 399 205 beschrieben. Einige andere Literaturstellen, die die Herstellung und die Verwendung von tafelförmigen Korn-Elementen beschreiben, sind Dikkerson, US Patent Nr. 4 414 304; Wilgus et al., US Patent 4 434 226; Kofron et al., US Patent Nr. 4 439 520, und Tufano und Chan, US Patent Nr. 4 804 621.

In einer in der Praxis bevorzugten Ausführungsform wird ein Paar Röntgenstrahlenverstärkungsschirme durch Dispergieren von YTaO&sub4;-Leuchtstoff - wie oben hergestellt - in einer Mischung von Acrylharzen unter Verwendung eines Lösungsmittels hergestellt.

Diese Mischung wird dann auf einen Polyethylenterephthalat- Träger aufgetragen, der darin dispergiert eine geringe Menge Anatas-TiO&sub2;-Weißtöner enthält. Der Leuchtstoff kann zu einem Beschichtungsgewicht von 15 bis 120 mg Leuchtstoff pro cm² aufgetragen werden. Darauf wird eine Deckschicht von Styrol/- Acrylnitril-Copolymer aufgetragen und getrocknet. Das Film- Element ist ein, wie dem Fachmann bekannt ist, auf konventionelle Weise hergestelltes, doppelseitig beschichtetes Gelatine-Silberhalogenid-Element, vorzugsweise eine tafelförmige Emulsion, die darin eine kleine Mengen eines blauen Sensibilisierungsfarbstoffs enthält. Diese Emulsion wird auch durch die Zugabe von Gold oder Schwefel sowie die Zugabe von Antischleiermitteln usw. auf ihren optimalen Sensibilisierungsgrad eingestellt. Benetzungs- und Beschichtungshilfsmittel liegen auch vor. Die Beschichtungsgewichte (Gesamtgewicht beider Seiten) können z.B. zwischen 80 und 150 mg Silber/dm² liegen.

In der Praxis der Erfindung wird das doppelseitig beschichtete Gelatine-Silberhalogenid-Element in eine konventionelle Kassette zwischen einem Paar der oben beschriebenen Röntgenstrahlenverstärkungsschirme gelegt. Dieses Element wird dann in unmittelbarer Nähe des zu untersuchenden Objekts, z.B. ein Human-Patient, angeordnet. Röntgenstrahlen werden aus einer Quelle erzeugt, werden durch das Objekt geleitet und durch die Verstärkungsschirme absorbiert. UV-Licht, das als Ergebnis der Röntgenstrahlenabsorption abgegeben wird, belichtet das darin enthaltene Filmelement. So kann ein Bild hoher Qualität, das eine hohe Detailgenauigkeit, ein niedriges Rauschen und eine geringe Rückseitenschwärzung aufweist, erhalten werden. Diese Reduktion der Rückseitenschwärzung ist von besonderem Vorteil. Die Rückseitenschwärzung, wie vorhergehend in der Technik beschrieben, ist im Bereich der Radiologie ein fortwährendes Problem, und zahlreiche Versuche sind unternommen worden, um Elemente mit geringer Rückseitenschwärzung herzustellen, da die erhältliche radiologische Information größer wäre. Da Silberhalogenide naturgemäß stark UV-Licht absorbieren, gelangt sehr wenig des von jedem Schirm emittierten Lichts zu der Rückseite der Emulsionen auf jeder Seite des Filmträgers, d.h. zu den Seiten der photographischen Emulsionen, die an die Basis angrenzen. Dadurch bleibt ein Bruchteil des Lichts, das potentiell durch die Basis durchgelassen werden könnte, als Rückseitenschwärzungslicht zurück, da aber die meisten Filmträger, insbesondere Polyethylenterephthalat-Träger, UV-Licht absorbieren, wird die Rückseitenschwärzung sogar noch weiterhin reduziert. Dies unterscheidet sich von den bekannten Methoden zur Reduzierung der Rückseitenschwärzung durch Anordnen einer Farbstoffschicht unter den photographischen Emulsionen auf jeder Seite der Filmbasis dadurch, daß keine Farbstoffschicht erforderlich ist und ein größerer Anteil des durch den Schirm emittierten actinischen Lichts eher zur Bildbildung in dem Film beitrug, anstatt auf nutzlose Weise durch einen Farbstoff absorbiert zu werden.

Die Erfindung wird nun durch die folgenden spezifischen Beispiele erläutert, worin Beispiel 1 die beste Ausführungsform derselben darstellen soll. Alle Teile und prozentualen Gehalte sind gewichtsbezogen, falls nicht anderweitig angegeben.

Beispiel 1

Eine Röntgenstrahlenverstärkungsschirm-Struktur wurde unter Verwendung der folgenden Arbeitsweisen hergestellt:

A. Bindemittel-Lösung

Die folgenden Bestandteile wurden hergestellt:

(1) Acrylharz, durchschnittliche Molmasse 260 000, Säurezahl: 76-85; B.F. Goodrich Co., Cleveland, OH

(2) Acrylharz, durchschnittliche Molmasse 200 000, Säurezahl: 100; B.F. Goodrich Co., Cleveland, OH

(3) Anionisches, antistatisches Mittel vermischter Mono- und Dialkylphosphate der allgemeinen Struktur: R&sub2;HPO&sub4;, worin R C&sub8;-C,&sub0;-Alkyl ist; (E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE

(4) Natriumdioctylsulfosuccinat nach US 2 441 341

(5) Ethylenoxid/Propylenoxid-Blockcopolymer; durchschnittliche Molmasse: 3200; BASF Wyandotte; Wyandotte, MI

B. Röntgenstrahlen-Leuchtstoff

Die folgenden Bestandteile wurden 2 Stunden in einer Farben- Schüttelapparatur innig miteinander vermischt, bevor sie in einen Aluminiumoxid-Tiegel gegeben wurden:

Der Tiegel wurde dann in einen handelsüblichen Standard-Hochtemperaturofen gegeben und 8 Stunden bei 1200 ºC und dann 16 Stunden bei 1250 ºC gebrannt. Dann ließ man den Ofen abkühlen, und die Inhaltsstoffe des Tiegeis wurden gewogen und gründlich mit Wasser gewaschen, um das Flußmittel zu entfernen. Dieses Material wurde dann unter Verwendung von 200.g Leuchtstoff/60 g Bindemittel-Lösung der Bindemittel-Lösung A zugegeben. Diese Mischung wurde zusammen mit 85 g Korundkugeln eines Durchmessers von 1 cm (etwa 15 Kugeln) in einen Kunststoffbehälter gegeben, und diese Mischung wurde dann 12 bis 16 Stunden bei Raumtemperatur mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 60 U/min dem Kugelmahlen unterzogen. Nach dieser Stufe wurde die durch Kugelmahlen gemahlene Dispersion durch einen Nylon -Beutel von 0,194 mm (75 mesh) filtriert und auf einen geeigneten Träger aufgetragen.

Der verwendete Träger war eine 0,25 mm (0,010 inch) dicke, maßhaltige Polyethylenterephthalat-Folie, die eine darin dispergierte geringe Menge eines Weißtöners enthält, z.B. Anatas-TiO&sub2;.

Dieser Weißtöner erteilt dem Träger eine gewisse Undurchlässigkeit gegenüber sichtbarem Licht, z.B. eine optische Dichte von ca. > 1,7. Das Beschichtungsgewicht der darauf angeordneten Leuchtstoff-Dispersion liegt im Bereich von 20 bis 100 mg Leuchtstoff/cm².

C. Die Deckschicht

Eine Deckschicht wird aus den folgenden Lösungen hergestellt:

(1) Styrol/Acrylnitril-Copolymerharz; Dow Chemical Co., Midland, MI

(2) Acrylharz; durchschnittliche Molmasse:30 000; Säurezahl: 80; B.F. Goodrich Co., Cleveland, OH

Eine Gellösung wird durch Vermischen der folgenden Bestandteile bis zur Bildung eines dicken Gels hergestellt:

(1) Acrylharz-Verdickungsmittel; B.F. Goodrich Co., Cleveland, OH

Diese Lösung wird filtriert, und eine Mischung wird wie folgt hergestellt:

Diese Mischung wird auf die Oberseite der Leuchtstoff-Beschichtung unter Verwendung einer Rakel mit einem Schlitz von 0,102 mm (0,004 inch) aufgetragen. Die sich ergebende Deckschicht wird 12-16 Stunden bei 40 ºC luftgetrocknet. Die so erhaltene Struktur wird in der Fig. 1 dargestellt.

In der Struktur ist 1 der Polyethylenterephthalat-Träger, der darin dispergiert kleine Mengen Anatas-TiO&sub2; enthält, stellt 2 die oben beschriebene Leuchtstoff-Beschichtung und 3 die Deckschicht oder Schutzschicht dar, die wie oben darüber aufgetragen wurde.

D. Das Filmelement

Wie dem Fachmann wohlbekannt ist, wurde eine konventionelle blauempfindliche Röntgen-Emulsion mit tafelförmigem Korn hergestellt. Diese Emulsion wies tafelförmige Silberiodidbromid-Körnchen auf. Nach dem Präzipitieren der Körner wurde das durchschnittliche Aspektverhältnis als 5:1 und die Dicke als 0,2 µm bestimmt. Die Arbeitsweisen zur Herstellung tafelförmiger Körner dieser Art werden von Nottorf in US 4 772 886 und Ellis, US 4 801 522, vollständig beschrieben.

Diese Körner wurden in Gelatine photographischer Qualität (117 g Gelatine/mol Silberiodidbromid) dispergiert, und es wurde eine Suspension von 200 mg 5-(3-Methyl-2-benzothiazolinyliden)-3-carboxymethylrhodanin-Sensibilisierungsfarbstoff, gelöst in 25 ml Methanol, zugefügt, um 133 mg des Farbstoffs pro mol Silberhalogenid zu erreichen. An diesem Punkt wurde die Emulsion mit Gold- und Schwefel-Salzen auf ihre optimale Empfindlichkeit gebracht, wie dem Fachmann wohlbekannt ist. Dann wurde die Emulsion durch Zugabe von 4-Hydroxy-6-methyl-1,3,3a,7-tetraazainden und 1-Phenyl-5- mercaptotetrazol stabilisiert. Die üblichen Benetzungsmittel, Antischleiermittel, Beschichtungshilfsmittel und Härtungsmittel wurden zugegeben, und diese Emulsion wurde dann auf einen maßhaltigen 0,178 mm (7 mii) Polyethylenterephthalat- Folienträger aufgetragen, der zuerst mit einer konventionellen Harzunterlage beschichtet worden war, auf die ein dünnes Substrat gehärteter Gelatine folgt, das wie oben darauf aufgetragen wurde. Diese Präparierungsschichten lagen auf beiden Seiten des Trägers vor. Die Emulsion wurde auf jede Seite mit 2 g/m² aufgetragen. Eine dünne Abriebschicht aus gehärteter Gelatine wurde auf jede der Emulsionsschichten aufgetragen. Nach dem Trocknen wurden Proben dieser Filme mit Paaren von Röntgenstrahlenverstärkungsschirmen verwendet wie hierin weiterhin beschrieben wird.

E. Film/Schirm-Belichtung und Ergebnisse:

Es wurden Schirm-Paare verwendet, um Röntgenfum-Elemente zu belichten. In diesem Beispiel wurde eine Kontrolle, bestehend aus Leuchtstoffschirmen, die aus YtAO&sub4;:Tm hergestellt wurden, zusammen mit einem Schirm-Paar der Erfindung, das gemäß der obigen Beschreibung hergestellt wurde, verwendet. Die Schirme wurden zusammen mit dem doppelseitig beschichteten Röntgenfilm-Element in einen Vakuumbeutel gegeben und einer Belichtung durch eine 60 KVP Röntgenstrahlenquelle mit einer Wolfram-Kathode unterzogen. Nach der Belichtung wurden die Filme in einer Standard-Röntgenfilm-Entwickler-Formulierung entwickelt, fixiert, gewaschen und getrocknet. Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Tabelle 1

(1) MTF bei 4 Linienpaaren/mm

So erzeugten die Elemente der Erfindung bei beinahe gleicher Empfindlichkeit eine 50 %ige Zunahme der Schärfe. Zusätzlich dazu war es möglich, bessere Ergebnisse bei einem geringeren Leuchtstoff-Beschichtungsgewicht zu erreichen. Diese Zunahme der Schärfe erfolgt deshalb, weil im Vergleich mit der Kontrolle die Rückseitenschwärzung beträchtlich verringert wurde.

Beispiele 2-4

In diesen Beispielen wurden einige zusätzliche Röntgenstrahlenverstärkungsleuchtstoffe innerhalb des Bereichs der Erfindung getestet. Schirme wurden auf eine ähnlich Weise wie im Beispiel 1 beschrieben hergestellt, und jede Reihe von Schirmen wurde mit dem hierin beschriebenen Film verwendet. Die Belichtung und die Verarbeitung waren ebenfalls so wie beschrieben wurde. Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Tabelle 2

Beispiel 5 Handelsübliche Leuchtstoff-Herstellung

In diesem Versuch wurde eine Mischung, umfassend 66,2 Gew.-% Tantaloxid und 33,8 Gew.-% Yttriumoxid, bis zu 24 Stunden in einem Hochtemperatur-Muffelofen in Gegenwart eines Erdalkalimetallhalogenid-Flußmittels gebrannt. Nach dem 24-stündigen Brennen bei 1200-1300 ºC wurde dieses Material entfernt und desaggiomeriert, und der Leuchtstoff wurde mit Wasser gewaschen, um das Flußmittel und beigefügte Verunreinigungen zu entfernen Proben dieses Leuchtstoffs wurden in einen Röntgenstrahlenverstärkungsschirm eingefügt, wie im Beispiel 1 beschrieben und in der Fig. 1 erläutert wird.

Die Ergebnisse sind in den Tabellen 3 und 4 zusammengefaßt. Die Leuchtstoffschicht enthielt in diesem Versuch ca. 93,7 % Leuchtstoff, ca. 5,6 % Bindemittel und ca. 0,5 % eines Weichmachers (Pluronic 31R1). Verschiedene Schirme wurden hergestellt, und geringe Mengen eines UV-Absorbers (Sanduvor ALB) wurden einigen Schirmen zugegeben, um die Empfindlichkeit im erwünschten Bereich zu steuern. Dann wurden Proben von Röntgenfilmen (siehe Beispiel 1) zusammen mit diesen Schirmen angewendet, um die Wirksamkeit dieser Systeme zu testen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden:

Tabelle 3
Tabelle 4

(1) MTF bei 4 Linienpaaren/mm

(2) MTF bei 2 Linienpaaren/mm

(3) Einzelschirm-Beschichtungsgewicht; identische Front- und Rückseitenschirme


Anspruch[de]

1. Radiographisches System, umfassend ein Paar Röntgenstrahlenverstärkungsschirme im Kontakt mit einem doppelseitig beschichteten silberhalogenid-Element, wobei das Silberhalogenid Silberhalogenidkörner umfaßt, worin wenigstens 50 % der Körner tafelförmige Silberhalogenidkörner einer Dicke von weniger als 0,5 um und eines durchschnittlichen Aspektverhältnisses von größer als 2:1 sind, und worin die Röntgenstrahlenverstärkungsschirme einen Träger umfassen, der eine Leuchtstoffschicht trägt, die Schicht Leuchtstoff umfaßt, der in einen Bindemittel dispergiert ist, mit der Maßgabe, daß der Leuchtstoff bei der Röntgenstrahlenabsorption eine Spitzenemission zwischen 300 und 390 nm aufweist, nicht mehr als 20 % seines Lichts unterhalb 300 nm oder oberhalb von 390 nm emittiert, und das Bindemittel weniger als 10 % jedes Ultraviolettlichts absorbiert, das aus demselben emittiert wird; und worin das doppelseitig beschichtete Silberhalogenid-Element ein Dmax (vis) umfaßt, das als die maximale Dichte definiert ist, die auf dem doppelseitig beschichteten Silberhalogenid-Element erhältlich ist, wenn sichtbares Licht auf dasselbe einwirkt, und ein Dmax(UV) umfaßt, das als die maximale Dichte definiert ist, die auf dem doppelseitig beschichteten Silberhalogenid-Element erhältlich ist, wenn UV-Licht auf dasselbe einwirkt, und

Dmax(vis) - Dmax(UV)/Dmax(vis) = bis zu oder < als 0,10

ist.

2. System gemäß Anspruch 1, worin der Leuchtstoff eine Spitzenemission zwischen 310 und 360 nm aufweist, und das Bindemittel weniger als 10 % jedes UV-Lichts absorbiert, das aus demselben emittiert wird.

3. System gemäß Anspruch 1, worin das Silberhalogenid eine tafelförmige, Gelatine-Silberhalogenid-Emulsion einer durchschnittlichen Korndicke zwischen 0,21 und 0,30 um ist, und das Aspektverhältnis zwischen 4,0 und 5,5:1 liegt.

4. System gemäß Anspruch 1, worin der Leuchtstoff aus Yttriumtantalat, mit Gadolinium aktiviertem Yttriumtantalat und mit Gadolinium aktiviertem Lanthanoxibromid ausgewählt ist.

5. System gemäß Anspruch 1, worin der Leuchtstoff YtAO&sub4; ist, und das Bindemittel eine Mischung von Acrylharzen einer durchschnittlichen Molmasse von 100 000 bis 300 000 ist.

6. System gemäß Anspruch 1, worin das tafelförmige Silberhalogenidkorn aus der Gruppe ausgewahlt wird, die aus Silberbromid, Silberchlorid, Silberiodid oder Mischungen derselben besteht.

7. System gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 4, worin das Silberhalogenid weiterhin Silberhalogenidkörner umfaßt, die aus kugeligen Silberchlorid-Körnern bestehen, worin der Silberchlorid-Gehalt der kugeligen Silberchlorid-Körner wenigstens 50 Mol-% beträgt.

8. Radiographisches System, umfassend ein Paar Röntgenstrahlenverstärkungsschirme im Kontakt mit einem doppelseitig beschichteten Silberhalogenid-Element, wobei das Silberhalogenid Silberhalogenidkörner umfaßt, worin die Körner aus kugeligen Silberchloridkörnern bestehen, worin der Silberchlorid-Gehalt wenigstens 50 Mol-% beträgt, und worin die Röntgenstrahlenverstärkungsschirme einen Träger umfassen, der eine Leuchtstoffschicht trägt, die Schicht Leuchtstoff umfaßt, der in einem Bindemittel dispergiert ist, mit der Maßgabe, daß der Leuchtstoff bei der Röntgenstrahlenabsorption eine Spitzenemission zwischen 300 und 390 nm aufweist, nicht mehr als 20 % seines Lichts unterhalb 300 nm oder oberhalb von 390 nm emittiert, und worin der Leuchtstoff aus mit Gadolinium aktiviertem Yttriumtantalat und mit Gadolinium aktiviertem Lanthanoxibromid ausgewählt ist, und das Bindemittel weniger als 10 % jedes Ultraviolettlichts absorbiert, das aus demselben emittiert wird; und worin das doppelseitig beschichtete Silberhalogenid-Element ein Dmax(vis) umfaßt, das als die maximale Dichte definiert ist, die auf dem doppelseitig beschichteten Silberhalogenid-Element erhältlich ist, wenn sichtbares Licht auf dasselbe einwirkt, und ein Dmax(UV) umfaßt, das als die maximale Dichte definiert ist, die auf dem doppelseitig beschichteten Silberhalogenid-Element erhältlich ist, wenn UV-Licht auf dasselbe einwirkt, und

Dmax(vis) - Dmax(UV)/Dmax (vis) = bis zu oder < als 0,10

ist.







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