DE2449149B2

DE2449149B2 - Röntgenographisches Aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE2449149B2
Application number: DE2449149A
Authority: DE
Inventors: Albert Louis Van Rumson N.J. Stappen (V.St.A.)
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1973-10-17
Filing date: 1974-10-16
Publication date: 1979-06-21
Also published as: DE2449149C3; DE2449149A1; US3912933A

Description

Die Erfindung betrifft ein röntgenographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem Schichtträger, der mit einer Silberhalogenid-Emulsionsschicht versehen ist, deren Silberhalogenidteilchen eine durchschnittliche Korngröße von 0,4 bis 1,2 μπι haben, das mit einem Röntgenverstärkerschirm in Berührung ist.

Pieses Material soll sich für die Verwendung bei Röntgenuntersuchungen, z. B. in der Mammographie, Tomographie, für Extremitäten, z. B. Hände und Füße, und in technischen Untersuchungen eignen.

Röntgenographische Untersuchungsmethoden werden heute weitgehend für die Diagnose von medizinischen Anomalien und zur Entdeckung von Tumoren angewandt. Wenn die Schärfe der Anomalie hoch ist im Vergleich zu dem umgebenden Gewebe, können hochempfindliche medizinische Röntgenfilme in Verbindung mit einem Röntgenverstärkerschirm verwendet werden, um die Anomalie mit der geringsten Strahlenbelastung des Patienten zu entdecken. In den fleischigen Teilen des Körpers, wo die Scharfabbildung der Anomalie geringer ist, ist die Verwendung von Schirmen in Verbindung mit einer Dosissteigerung der Röntgenstrahlung im allgemeinen nicht erfolgreich in der Lokalisierung der Anomalie. Dies ist bedingt durch Nebeneffekte, die durch den Verstärkungsschirm verursacht werden, z. B. »Quantenfleckung« oder »Scliimrauschen«. Diese Effekte werden von Sturm und Mitarbeitern in The Am. Journal of Roent. and Rad. Therapy, Band 62, Nr. 5, Seite 617-634, November 1949, und von CI e a r e und Mitarbeitern in Radiology, Band 88. Nr. I, Seite 168-174, Juli 1962, behandelt. Diese Effekte sind besonders auffällig, wenn versucht wird.Tumore und Krebsgewebe durch Röntgenuntersuchung der weiblichen Brust zu entdecken, Diese Technik ist als Mammographie bekannt. Um verdächtiges Gewebe richtig zu erkennen, ist es üblich, verhältnismäßig dicke technische Röntgenfilme ohne Schirm zu verwenden und den Röntgenstrahlenausfall zu steigern, um die Belichtung des Films zu bewirken. Diese Technik wird von Leborgne in The Am. |. of Roent. and Rad. Therapy. Band 65, Nr. I. Seite 1-11, Januar 1951, und von Egaη in Radiology, Band 75, Seite 894—906, Dezember 1960, beschrieben. Belichtungszeiten bis zu 6 Sekunden bei 300 mA und 22 bis 28 kV (Scheitelwert) bei einem Abstand von etwa 76 bis 102 cm sind erforderlich, wie in diesen Veröffentlichungen angegeben. Bei sechs Aufnahmen beträgt die Gesamtdosis mehr als 1000 mAs (Milliampere-Sek.) im Vergleich zu etwa 2 mAs für eine normale Brustdurchleuchtung. Außerdem kann der Patient sich während der langen

ίο Belichtungszeit bewegen, so daß die Ergebnisse zunichte gemacht werden und eine neue Aufnahme gemacht werden muß, wodurch eine bereits gefahrlich hohe Strahlendosis verdoppelt wird. Selbst unter den besten Bedingungen verursacht eine unfreiwillige Bewegung des Patienten durch Herzschläge usw. während der langen Belichtungszeit Unscharfe des Bildes, so daß wertvolle röntgenographische Information verloren gehen kann. Hinzu komm«, daß der technische dicke Röntgenfilm, der zur Zeit für die Mammographie verwendet wird, nicht in den Maschinen zur gleichen Zeit und bei der gleichen Temperatur, wie sie normalerweise für medizinische Röntgenfilme (d. h. Schnellverarbeitung mit 90 Sekunden Verarbeitungszeit) angewandt werden, verarbeitet werden. Eine

Änderung der Bedingungen in der Maschine ist umständlich und kann nicht von Fall zu Fall reproduzierbar vorgenommen werden. Daher werden sie zuweilen in Tanks oder Schalen verarbeitet Das moderne Krankenhaus ist nicht immer mit einer photographisehen Dunkelkammer voll ausgerüstet, so daß viel zusätzliche wertvolle Zeit verloren gehen kann. Gewisse technische Röntgenfilme sind heute für die Schnellverarbeitung in der Maschine ausgebildet, jedoch haben sie noch die vorstehend genannten Nachteile der langen Belichtungszeiten und der hohen Strahlenbelastung.

Ein weiteres Verfahren, das heute in der röntgenographischen Untersuchungsarbeit angewandt wird, ist als »Tomographie« oder »Schichtaufnahmeverfahren« bekannt. Diese Technik wird von SeI man in The Fundamentals of X-ray and Radium Physics, Charles C. Thomas, 1967, Seite 344-351, ausführlich beschrieben. Gewisse Bereiche des menschlichen Körpers sind schwierig ohne verwirrende Schatten von darüber und darunter gelegenen Schichten röntgenographisch darzustellen. Beim Schichtaufnahmeverfahren werden eine bewegte Röntgenstrahlenquelle und ein photographischer Film, der sich in entgegengesetzter Richtung bewegt, verwendet. Mehrere Filme werden in dieser Weise belichtet, und an einem Pur^.t erscheint das gewünschte Objektdetail am schärfsten. Für diese röijtjenographische Analyse werden gewöhnlich hochempfindliche p!:otographische Filme verwendet, bei denen beide Seiten des Schichtträgers mit Emulsionsschichten versehen sind. Das erhaltene Silberbild ist daher um die Dicke des Schichtträgers voneinander getrennt. Wenn die zur Aufnahme des Bildes verwendete einfallende Röntgenstrahlung senkrecht zum Film verläuft, liegen beide Bildbereiche unmittelbar überein-

ho ander, und das Bild ist scharf. Beim Schichtaufnahmeverfahren verläuft jedoch das einfallende Licht zuweilen nicht senkrecht zur Filmoberfläche, so daß das Bild auf einer Seite des Schichtträger gegenüber dem Bild auf der anderen Seite leicht verschoben ist, so daß ein unscharfes Bild erhalten wird.

Eine weitere Anwendung finden Röntgenfilme auf dem technischen Gebiet. Hier werden Metallteile, z. B. Flugzeugtragfläche^ Stahlträger für Brücken usw. auf

innere Risse und Spannungspunkte untersucht, indem der gewünschte Bereich auf dickem, beiderseits beschichtetem technischem Standardröntgenfilm aufgenommen wird. Da Metall einen höheren Widerstand gegen die Durchdringung mit Röntgenstrahlen hat, ist eine höhere Energie oder ein höherer Röntgenstrahlenausfal! erforderlich. Technische Standardröntgenfilme werden normalerweise ohne Schirme verwendet, da die Filme mit einer verhältnismäßig dicken Schicht von empfindlichem Silberhalogenid überzogen sind und die Verwendung von Schirmen schlechte Bildschärfe ergeben würde, die diese spezielle Untersuchung sehr beeinträchtigen würde. Diese Filme sind natürlich der Schnellverarbeitung in Maschinen (Verarbeitungszeit 90 Sekunden) nicht zugänglich, so daß eine schnelle Auswertung der Ergebnisse nicht möglich ist

Aus der DE-OS 20 51 241 sind Materialien für die Röntgenphotographie bekannt, die aus einer Kombination aus einem Silberhalogenidaufzeichnungsmateria! und einem Röntgenfluoreszenzverstärkerschirm bestehen. Dieses Aufzeichnungsmaterial enthält keine zusätzliche Lichthofschicht und unterscheidet sich weiterhin durch die fehlende Festlegung eines genauen Verstärkungsgrades. Es handelt sich hierbei im Grunde um den Einsatz von bestimmten hochmolekularen filmbildenden Polycarbonaten als Bindemittel für Phosphore in Fluoreszenzverstärkerfilmen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es hingegen, hochempfindliche röntgenographische Aufzeichnungsmaterialien zu schaffen, die bei extremer Strahlungsempfindlichkeit eine minimale Belastung der zu untersuchenden Perijnen ermöglicht

Diese Aufgabe wird durch die Kombination mehrerer Maßnahmen gelöst.

Gegenstand der vorliegenden Erfur'-jng ist demgemäß ein röntgenographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem Schichtträger, der mit einer Silberhalogenid-Emulsionsschicht versehen ist, deren Silberhalogenidteilchen eine durchschnittliche Korngröße von 0,4 bis 1,2 μπι haben, das mit einem Röntgenverstärkerschirm in Berührung ist, und dadurch gekennzeichnet ist, daß der Schichtträger zusätzlich mit einer Lichthofschutzschicht versehen ist und daß die Aufzeichnungsmaterial/ Röntgenverstärkerschirm-Kombination einen Empfindlichkeitsfaktor (EF) zwischen 2,5 und 4,5 aufweist.

Als Ergebnis der Erfindung kann die Strahlenbelastung ohne Einbuße an Bildkontrast durch Verwendung einer optimalen Kombination einer feinkörnigen Halogensilberemulsion und eines Verstärkungsschirms drastisch herabgesetzt werden. Zu den weiteren Vorteilen gehören die Verminderung der Unscharfe durch Bewegung, schnelle Verarbeitbarkeit des Films und Einsparung an Silber.

Der Röntgenverstärkerschirm wird vorzugsweise durch eine evakuierte Vakuumkassette mit flexiblen Seiten, z. B. einem Kunststoffbeutel, in inniger Berührung mit dem röntgenographischen Aufzeichnungsmaterial gehalten und ist in der Technik bekannt. Die Aufzeichnungsmaterial-Schirm-Kombination hat Charakteristiken, die speziell so ausgelegt sind, daß das Äußerste an photographischer Empfindlichkeit auf die bei der geringstmöglichen Röntgenstrahlendosis erzielbare diagnostische Information abgestimmt ist. Diese Kombination ergibt ein Produkt, das mit den heutigen Rönlgenlabor-Verarbeitungssystemcn völlig verträglich ist und dennoch die Gewinnung aller üblichen diagnostischen Informationen bei viel niedrigeren Röntgenstrahlendosen als bei technischen Röntgenfilmen ermöglicht, wenn sie beispielsweise in der Mammographie verwendet wird.

Das für die Zwecke der Erfindung geeignete röntgenographische Aufzeichnungsmaterial besteht aus einem Schichtträger mit einer darauf aufgebrachten einzelnen Schicht aus einer photographischen Gelatine-Halogensilberemulsion mit einer durchschnittlichen Größe des Silberhalogenidkorns zwischen 0,4 und 1,2 μπι. Diese Emulsion besteht vorzugsweise lraipt sächlich aus Silberbromidkörpern mit geringen Mengen (1 bis 4 MoI-%) Silberjodid. Die Emulsion ist vorzugsweise hauptsächlich für Blaulicht empfindlich, so daß sie besonders vorteilhaft ist, wenn sie mit einem Röntgenverstärkerschirm verwendet wird. Der Kon tr&st im Schwanzstück der H&D-Kurve der Emulsion beträgt wenigstens 2J5 im Bereich von D = 0,2 bis 2,0. Die Emulsion wird vorzugsweise mit einer Bindemittelmenge hergestellt, die so gewählt ist, daß das nach Auftrag auf einen geeigneten Schichtträger (z. B.

Polyäthylenterephthalat) erhaltene Produkt in Schnellverarbeitungsmaschinen verarbeitbar ist, wie beispielsweise in der USA-Patentschrift 35 45 971 beschrieben. Der Schichtträger enthält vorzugsweise außerdem einen eingearbeiteten blauen Farbstoff, wie beispiels weise in der britischen Patentschrift! 1 96 707 beschrie ben. Auf die Seite des Schichtträgers, die der die Halogensilberemulsion «ragenden Seite gegenüberliegt, wird vorzugsweise eine Gelatineschicht aufgebracht, die einen Lichthofschutzfarbstoff enthält, der in den Verarbeilungsflüssigkeiten entfernbar ist Sie kann jedoch auf die gleicht Seite wie die Emulsionsschicht aufgebracht werden. Diese Lichthofschutzschichten werden verwendet, um reflektiertes Licht abzuweisen, und sind allgemein bekannt. Auf die das Silberhalogenid

J5 enthaltende Schicht wird eine Deck- und Schutzschicht als geschlossene Schicht aus Gelatine aufgebracht

Der in Verbindung mit dem vorstehend beschriebenen röntgenographischen Aufzeichnungsmaterial verwendete Röntgenverstärkerschirm wird vorzugsweise wie folgt hergestellt: Ein geeigneter leuchtstoff (z. B. Calciumwolframat) wird in einem Bindemittel, z. B. chlorsulfoniertem Polyäthylen oder Celluloseacetat, unter Verwendung eines Lösungsmittels, z. B. Äthylalkohol oder n-Butylacetat, dispergiert. Außerdem kön- nen andere Hilfsstoffe, z. B. Netzmittel, eingearbeitet werden. Der erhaltene dispergierte Leuchtstoff kann auf eine geeignete reflektierende Schicht (z. B.TiO2),die auf einen geeigneten flächigen Träger aufgebracht worden ist, aufgetragen werden, wie dem Fachmann bekannt ist.

Eine Schutz- und Deckschicht beispielsweise aus Celluloseacetat kann ebenfalls darüber gelegt werden, um den fertigen Schirm in geeigneter Weise zu schützen und anschließende Beschädigung während der Handhabung zu verhindern. Die in den Schirmen verwendeten reflektierenden Unterschichten können ferner optische Aufheller, z. B. die in der britischen Patentschrift 9 99 780 beschriebensn Aminocumarine, enthalten. Filterfarbstoffe, die auf dem Fachmann bekannte Weise unerwünschte Strahlung herausfiltein, können ebenfalls

w) in der Leuchtstoffschicht oder in der darüber geschieh teten oberen Schulzschicht verwendet werden. An Stelle des vorstehend genannten Calciumwolframats können andere bekannte Leuchtstoffe, z. B. Zinksulfid, Zinkoxyd und Calciumsilicat, Zinkphosphat, Alkalihalo-

h5 genide, Cadmiumsulfid, Cadmiumselenid, Zinkselenid. Zinktellurid. Cadmiumtellurid, Cadmiumwolframal, Magnesiumfluorid, Zinkfluorid, Strontiumsulfid, Zinksulfid. Bariiimbleisulfat, Cadmiumbariumfluorid, Gadolinium-

oxysulfid, Lanthanoxysulfid und Gemische dieser Leuchtstoffe verwendet werden. Leuchtstoffe, deren Wirkungsgrad durch Zusatz von Dotierungsmitteln, z. B. Europium und Terbium, gesteigert worden ist, sind ebenfalls geeignet Der hier gebrauchte Ausdruck »Leuchtstoffe« bezeichnet alle geeigneten Materialien, die, wie z. B. die vorstehend genannten Verbindungen, unter der Einwirkung von Röntgenstrahlen lumineszieren.

Die mit uen mit einer einzelnen Emulsionsschicht versehenen röntgenographischen Aufzeichnungsmaterialien verwendeten Röntgenverstärkerschirme sollten einen bestimmten Empfindlichkeitsfaktor aufweisen. Dieser Faktor wird bestimmt, indem das Aufzeichnungsmaterial mit und ohne Schirme durch einen Stufenkeil mit einer Röntgenstrahlenquelle belichtet, das belichtete Aufzeichnungsmaterial entwickelt und die erhaltene Sensitometerkurve gezeichnet wird. Aus diesen Kurven wird die zur Erzielung einer Bilddichte von 1,00 erforderliche Belichtung und der Empfindlichkeitsfaktor des Röntgenverstärkerschirms ius der folgenden Formel bestimmt:

Das Bild, das durch die hier beschriebene Schirm-Aufzeichnungsmaierial-Kombination erzeugt werden kann, hat eine solche Qualität, daß Kalzifizierungen in der weiblichen Brust bis hinab zu 0,1 mm durch das System aufgelöst werden können. Eine der Methoden zum Nachweis der Fähigkeit eines photographischen Systems zur Auflösung kleiner Objekte ist die Messung der Sinus- oder Rechteckwellen-Sprungcharakteristik oder, wie sie jetzt genannt wird, der Modulationsübergangs funktion bzw. Kontrastübertragungsfunktion (MTF). Die Messung dieser Funktion wird von P e r r i η in J. Soc. Motion Picture and Television Engrs. 69 (1960) 151 und P e r r i η, Ioc cit 259 (1960) beschrieben. Ihre Anwendung bei Röntgenfilm-Schirm-Kombinationen wird von C ο 11 m a η in J. Ort Soc Am. 44 (1954) 468 und von Rossman in J. Ort Soc Ära, 52 (1962) 774 beschrieben. Die Raumfrequenz eines durch das System erzeugten Testbildes wird in Hz/mm gemessen, und die Ergebnisse werden auf einem Oszillokop dargestellt Die MTF-Werte für die Aufzeichnungsmaterial-Schirm-Kombination gemäß der Erfin^ng werden in der folgenden Tabelle genannt

Empfiirdlichkeitsfaktor (EF) =

worin

E\ = Bestrahlung, die erforderlich ist, um die Bilddichte 1,00 mit Schirm zu erhalten, und

Ei »<= Bestrahlung, die erforderlich ist, um die Bilddichte 1,00 ohne Schirm zu erhalten.

Im Rahmen der Erfindung und der vorstehenden Definition sollten die Schirm-Aufzeichnungsmaterial-Kombinationen einen Empfindlichkeitsfaktor zwischen 2,5 und 4,5, vorzugsweise zwischen 3,0 und 4,2 haben, wobei E in Milliampere-Sek. (mAs) bei gegebenem Abstand (z. B. 101,6 cm) und gegebener Spannung (z. B. 4OkV Scheitelwert) unter Verwendung beispielsv/eise eines 1,5-mm-Aluminiumfilters ausgedrückt ist. Wenn der Empundlichkeitsfaktor zu hoch ist, erscheint die Körnigkeit des hiermit verwendeten erhaltenen Aufzeichnungsmaterials zu hoch, und das feine Detail, das bei jeder röntgenographischen Untersuchung erforderlich ist, wird stark verschlechtert Wenn der Empfindlichkeitsfaktor zu niedrig ist, ist erhöhte Belichtung erforderlich, die, wie bereits erwähnt, für die Gesundheit des Patienten gefährlich ist.

Eine weitere Methode, die Schirmempfiridlichkeit auszudrücken, ist die Angabe der Energie, die, gerechnet als Röntgenstrahlenausfall, notwendig ist, um einen gewissen Schwärzungsgrad des damit verwendeten Aufzeicnnungsmaterials zu erzeugen. Beispielsweise wird mit den Schirmen, die mit den Aufzeichnungsmaterialien verwendet werden, bei Einstellung des Röntgengenerators auf einen Scheitelwert von 40 kV und einem Röhrenstrom von 2 mA die Aufzeichnungsmaterial-Schirm-Kombination in einem Abstand von 101,6 cm angeordnet. Belichtungen werden unier diesen Bedingungen unter Veränderung der Zeit vorgenommen. Die Dichte des entwickelten Aufzeichnungsmaterials wird gemessen. Um eine Dichte von 0,1 bei den Aufzeichnungsmaterialien mit den vorstehend beschriebenen Schirmen zu erreichen, sind 4 bis 20 mAs bei Verwendung eines Einphasengenerators durch ein 1,5-mm-Aluminaimfilter erforderlich. Die besonders bevorzugten Aufzeichnungsmaterial-Schirm-Kombina tionen ergeben eine Lichte von 1,0 mit 6 bis 10 mAs.

MTF-Wert	Frequenz
%	Hz/mm
100	0
100	j
75	2
61	3
50	4
41	5
33	6
26	7
21	8
18	9
15	10
13	11
12	12
IO	13
9	14
8	15
7	16
1	17

Um ein scharf gezeichnetes Bild im Rahmen der Erfindung zu erzeugen, muß die Aufzeichnungsmaterial- Schirm-Kombination einen MTF-Wert von wenigstens 90% dieser Werte bei jeder Frequenz habea Beispielsweise sollte der MTF-Wert bei einer Frequenz von 2 Hz/mm wenigstens 57,5 betragen (d. h. 90% von 75). ¹Vk bereits erwähnt, bestehen die für die Zwecke der Erfindung geeigneten Emulsionen vorzugsweise hauptsächlich aus Siibcrbromid mit kleinen Mer>gen Silberjodid. Emulsionen, die andere Halogenide (z. B. Chlorid oder Gemische von Bromid. Chlorid und Jodid) enthalten, können jedoch ebenfalls verwendet werden,

bo wenn sie in geeigneter Weise hergestellt und sensibilisiert werden. Auf ihre optimale Empfindlichkeit hinsichtlich Geschwindigkeit, Schleier und Kontrast werden diese Emulsionen gewöhnlich beispielsweise mit Gold und Schwefel, wie in den USA-Patentschriften 15 74 944, 16 23 499, 24 10 699. 23 99 083, 24 48 060 und 25 97 915 sowie >nit den in der USA-Patentschrift 24 87 850 beschriebenen Reduktionsmitteln gebracht. Auch andere Sensibilisierungsmittel und empfindlich-

keitssteigernde Zusätze, die dem Fachmann bekannt sind, können vorteilhaft im Rahmen der Erfindung verwendet werden. Nach erfolgter Sensibilisierung können andere Hilfsstoffe (z. B. Netzmittel und Beschichtungshilfsstoffe, Härter, Schleierverhütungsmittel j und Stabilisatoren ebenfalls zugesetzt werden. Die Emulsion kann auf beliebige geeignete Schichtträger (ζ. B. Folien aus Polyethylenterephthalat, die auf die in Beispiel IV der USA-Patentschrift 27 79 684 beschriebene Weise hergestellt und vorbeschichtet worden sind) in aufgetragen werden. Der Auftrag kann nach beliebigen bekannten Verfahren (z. B. Auftrag und Abstreifen, Luftbürste, Rakel oder Fallfilmbeschichtung) auf beliebige geeignete Träger, z. B. aus Glas, Celluloseacetat. Cellulosenitrat und anderen filmbildenden synthetischen ιι Harzen oder Polymerisaten (z. B. Polyester, Polyamide und Polystyrol) erfolgen.

Die Aufzeichnungsmaterialien können außerdem Rückschichien, die die Roiineigung ausschalten, enthalten. Diese Rückschichtcn können ferner andere Zusatz- _ίι und Hilfsstoffe, z. B. Antistatika oder Gleitmittel oder I.ichthofschutzfarben enthalten. Die Verwendung dieser /iisätze wird bevorzugt. Die Verwendung von Lichthofschutzfarbstoffen in der Rückschicht des bevorzugten röntgenographischen Aufzeichnungsmaterials steigert r> die Bildqualität durch Verhinderung der Lichtreflexion. Die Lichthofschutzschicht kann auch in der dem Fachmann bekannten Weise unter die Emulsionsschicht gelegt werden.

Die Emulsionen können beliebige bekannte Bindemit- w tel wie Gelatine. Albumin, Agaragar, Gummiarabikum. Dextran, Alginsäure, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon. Celluloseäther, teilweise hydrolysiertes Celluloseacetat, Alkylacrylpolymerisate und die in der USA-Patentschrift 37 78 278 beschriebene modifizierte und r, hydrolysierte Gelatine enthalten. Gemische von zwei oder mehreren der vorstehend beschriebenen Bindemittel können ebenfalls verwendet werden.

Es ist lediglich erforderlich, die Empfindlichkeit der verwendeten Emulsion und die zwangsläufig gegebene -ίο Korngröße mit dem Empfindlichkeitsbereich des vorstehend beschriebenen Verstärkerschirms abzustimmen, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Diese Tatsache konnte aus dem Stand der Technik nicht vorausgesagt werden, da gelehrt wurde, daß durch -n Verwendung von Verstärkerschirmen mit röntgenographischen Aufzeichnungsmaterialien der »Geräuschpegel« oder »Störpegel« verstärkt wird, so daß feine Details verloren gehen würden. Im Gegensatz zu dieser Lehre wurde nun gefunden, daß durch sorgfältige gegenseitige Abstimmung von Emulsion und Schirm ein Material mit guter Empfindlichkeit (d. h. geringerer Dosisbelastung des Patienten) erhalten und die notwendige röntgenographische Information wirksam aufgezeichnet wird. Durch sorgfältige Wahl von Bindemittel und Bindemittel/Silberhalogenid-Verhältnis kann außerdem ein Material erhalten werden, das in den heute weitgehend verwendeten automatischen Entwicklungsmaschinen verarbeitet werden kann. Durch Verwendung einer einzelnen Schicht wird ferner eo verhindert, daß das Aufzeichnungsmaterial von zwei Seiten belichtet wird. Dies ist als »Durchkopieren« bekannt und die Folge einer Belichtung mit zweiseitig beschichtetem Aufzeichnungsmaterial und zwei Röntgenverstärkerschirmen. Das von einem Schirm abgestrahlte Licht darf die Emulsion nur an der Seite, die dem Schirm am nächsten ist, belichten.Tatsächlich kehrt etwas Licht durch den Schichtträger zurück und belichtet die Emulsion auf der Rückseite, wodurch ein unscharfes Bild entsteht. Dies ist äußerst unerwünscht und kann nicht in Kauf genommen werden, insbesondere bei den oben beschriebenen Röntgenuntersuchungen. Das neue System gemäß der Erfindung verhindert das Durchkopieren, indem eine Emulsionsschicht nur auf eine Seite aufgebracht und nur ein Schirm verwendet wird. Da die Empfindlichkeit des Systems hoch genug ist, um mit kurzen Belichtungszeiten zu arbeiten, ist eine unfreiwillige Bewegung des Patienten, die ebenfalls zu einem verwackelten Bild führt, kein Problem. Alle diese Vorteile waren ein dringendes Bedürfnis auf dem Gebiet der Mammographie und der radiologischen Untersuchung von Extremitäten und konnten durch die bekannten Materialien oder Kombination von Materialien nicht in ausreichendem Maße geboten werden.

Beispiel I

Eine Haiogensiiberemuision.die y8 MoI-⁰Zo Siiberbromid und 2 Mol-% Silberjodid enthielt, wurde in bekannter Weise hergestellt. Die mittlere Korngröße des Silberhalogenids wurde durch sorgfältige Regelung der Variablen, d.h. der Geschwindigkeit des Zusatzes des Silbernitrats zur ammoniakalischen Halogenidlösung, der Reifungszeit und der Temperatur, bei etwa 1,0 um gehalten. Während der Herstellung war nur eine geringe Menge inerter Knochengelatine vorhanden (20 g/1.5 M^i Halogensilber). Die Silberhalogenidfällung in dieser geringen Gelatinemenge wurde dann erneut durch kräftiges Rühren in Wasser und Gelatine dispergiert (90 g Gelati:ie/1,5 Mol Silberhalogenid) und der pH-Wert auf 6.5±0.l eingestellt. Die Emulsion wurde dann durch Digestion bei einer Temperatur von 6O⁰C mit Gold und Schwefelsensibilisatoren auf ihre optimale Empfindlichkeit gebracht. Die üblichen Netzmittel, Beschichtungshilfsstoffe, Schleierverhütungsmittel und Emulsionshärter wurden zugesetzt. Alle diese Stufen. Hilfsstoffe und Herstellungsmethoden sind dem Fachmann auf dem Gebiet der Herstellungsemulsion bekannt. Eine beliebige Reihe von Sensibilisatoren und anderen Hilfsstoffen kann mit ebenso guten Ergebnissen verwendet werden. Die Emulsion wurde auf eine Polyäthylenterephthalatfolie aufgetragen, die einen blauen Farbstoff enthielt, der dem Schichtträger einen blauen Farbton verleiht, wie in der britischen Patentschrift 11 96 707 beschrieben. Die Trägerfolie war vorher beiderseits mit einem Gemisch eines Vinyii-

denchlorid/Alkylacrylat/Itaconsäure-Copolymerisats
mit einem Alkylacrylat- und/oder Methacrylsäurepolymerisat beschichtet worden, wie in der USA-Patentschrift 34 33 950 beschrieben, und über diese Schichten war beiderseits eine dünne Verankerungsschicht aus Gelatine (0,5 mg/dm²) gelegt worden. Die darauf geschichtete getrocknete Emulsion hatte ein Schichtgewicht von etwa 95 mg Silberhalogenid/dm² und erhielt eine dünne schützende Deckschicht aus gehärteter Gelatine von etwa 10 mg Gelatine/dm². Auf die gegenüberliegende Seite der Trägerfolie wurde eine NC-Schicht (non-curling) aus Gelatine in einer Menge von etwa 60 mg Gelatine/dm² aufgetragen, die zusätzlich Lichthofschutz-Farbstoffe enthielt, die hauptsächlich bei etwa 370 nm und 550 nm absorbieren und in den zum Entwickeln und Fixieren des später in der Silberhalogenidschicht erzeugten photographischen Bildes verwendeten Verarbeitungsflüssigkeiten entfernbar sind.

Ein Röntgenverstärkerschirm wurde wie folgt hergestellt: Zunächst wurde eine TiOrReflexionsschächt,

bestehend aus einer Dispersion von T1O2 in einer Lösung von als Bindemittel dienendem chlorsulfoniertem Polyäthylen (16% chlorsulfoniertes Polyäthylen beispielsweise in einem Gemisch von n-Butylacetat in Erdölnaphtha), in einer Dicke im nassen Zustand von 0,025 mm auf eine 0,25 mm dicke biaxial orientierte Polyäthylenterephthalatfolie aufgetragen. Eine Leuchtstoff-uspension, bestehend aus 6600 g CaWOj-Leuchtstoff in einer 13,3% Polyvinylbutyral als Bindemittel enthaltenden Lösung in einem Gemisch von n-Butylacetat und n-Propanol wurde etwa 16 S'unden in der Kugelmühle gemahlen und in einer Dicke von etwa 0,33 mm im nassen Zustand über die T1O2-Schicht gegossen. Auf die Leuchtstoffschicht wurde als Schutz- und Deckschicht Celluloseacetat aus einer Dispersion in Aceton aufgetragen, der pro 100 g Celluloseacetat^- sung 8 ml einer Lösung, die 25 g eines gelben Farbstoffs (C. I. Solvent Yellow No. 47) pro 805 ml Alkohol pnthiplt 7iiapspt7t u/nrHpn warpn Dip .Srhlll^^rhirli I

wurde in einer Dicke von 0,033 mm im nassen Zustand auf die getrocknete Leuchtstoffschicht aufgetragen und anschließend ebenfalls getrocknet.

Eine Probe des in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Auf/eichnungsmaterials wurde so auf den beschriebenen Schirm gelegt, daß die Schutzschicht des Schirms mit der Emulsionsschicht des Aufzeichnungsmaterials in Berührung war. Diese Kombination, die einen Empfindlichkeitsfaktor von 3,1 hatte, wurde in eine Vakuumkassette gelegt und evakuiert, um gute Anpressung von Aufzeichnungsmateri <l und Schirm zu gewährleisten. Diese Kassette wurde dann mit der Seite, die die Lichthofschutzschicht enthielt, einer Röntgenstrahlenquelle zugewandt, worauf ein »Phantom«, das die weibliche Brust simuliert, und ein weiteres »Phantom«, das eine Hand simuliert, darauf gelegt wurden. In das Brustphantom waren feine Aluminiumdrähte, die feine Calciumablagerungen, die auf Brustkrebs im Frühstadium hindeuten können (d. h. während der mammographischen Untersuchung auf Brustkrebs), eine Cellulosekapsel zur Simulierung von groben, undurchsichtigen Knoten, und eine Gelatinekapsel zur Simulierung von groben transparenten Knoten eingearbeitet. Das Handphantom enthielt Würfel aus einer Calciumverbindung zur Simulierung der Knochenstruktur. Die Röntgenstrahlenquelle hatte einen Abstand von 102 cm vom Aufzeichnungsmaterial und wurde mit 40 kV (Scheitelwert) betrieben. Bei einem Röhrenstrom von 100 mA wurde das Material 0,6 Sek. belichtet (mAs), worauf ein ausgezeichnetes Bild erhalten wurde, wenn das Aufzeichnungsmaterial bei 33°C in einer automatischen Entwicklungsmaschine, die j einen Standard-Röntgenentwickler auf Basis von p-N-Methylaminohydrosulfat/Hydrochinon enthielt, bei einer gesamten Verarbeitungszeit (Entwickeln, Fixieren, Wässern und Trocknen) entwickelt wurde. Im Vergleich hierzu erforderte ein technischer Röntgenfilm (300 mg AgBr/dm²) ohne Verstärkungsschirm eine Belichtung bis zu 600 mAs, um die gleiche Bildqualität zu erzielen. Außerdem war er für die Schnellverarbeitung in einer Entwicklungsmaschine ungeeignet. Da ferner die AufzcichnungsmaterialSchirm-Kombination gemäß der Erfindung den erforderlichen Kontrast bei niedrigeren Bilddichten (bekannt als Schwanzstück der H&D Kurve oder Schwärvnngskurve) erreicht, konnte das Bild auf einer normalen Betrachtungseinrichtung abgewertet werden, während der technische Film (der

_"> zur Zeit für die Mammographie verwendet wird) eine Betrachtungslichtquelle von hoher Intensität erforderte, um feine Details zu erkennen. Die Verwendung von Betrachtungslicht von hoher Intensität ist für den Betrachter unangenehm. Wenn statt des Phantoms ein

2) lebendes menschliches Untersuchungsobjekt verwendet worden wäre, hätte eine unfreiwillige Bewegung des Patienten (Herzschläge usw.) infolge der bei dem nicht mit Schirm versehenen Material notwendigen längeren Belichtungszeit die Bildschärfe bei diesem Material verschlechtert, so daß das mit Schirm versehene Material dem nicht mit Schirm versehenen Material im diagnostischen Wert überlegen ist. Andererseits würde die Verwendung eines oder mehrerer Schirme mit dem doppelt beschichteten Röntgenfilm schlechte Bildschärfe und schlechtere Bildklarheit durch Flecken und Durchkopieren zur Folge haben.

Beispiel 2

Mehrere Aufzeichnungsmaterial-Schirm-Kombinationen wurden unter den in Beispiel 1 beschriebenen Belichtungs- und Entwicklungsbedingungen bewertet. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle genannt, in der ein niedriger Weit bessere diagnostische Information und eine hohe Zah! Unscharfe oder Fieckigkeit bedeuten.

Aufzeichnungsmaterial

Schirm

Erforderliche
Belichtung

(mAs)

Bewertung des Bildes

Technischer Röntgenfilm (zweiseitig
beschichtet)

Wie Beispiel 1 Schirm von Beispiel 1, Empfindlichkeits

faktor 3,1

Gleicher Film wie im Beispiel 1, jedoch 2 Schirme gemäß Beispiel 1 Emulsion nur halb auf jede Seite
geschichtet

Gleicher Film wie im Beispiel 1 BaPbSO₄ (mittlere Empfindlichkeit)

Empfindlichkeitsfaktor des Schirms 5,8

Desgl. BaPbSO₄ (geringe Empfindlichkeit,

hohes Detail) Empfindlichkeitsfaktor des Schirms 0.6

600	1
60	1
50	3-4
30	4
SO	i-2

Fortsetzung

Aufzeichnungsmaterial

Schirm Erforderliche Belichtung

(mAs)

Bewertung des Bildes

Handelsüblicher zweiseitig beschichteter
hochempfindlicher medizinischer
Röntgenfilm
Desgl.

BaPbSO₄ (mittlere Empfindlichkeit), 10-20

Empfindlichkeitsfaktor des Schirms 5,8

Schirm gemäß Beispiel I 10-20

Kmpfindliehkeitsfaktor 5,1

Die Bewertungsziffern 1 -2 sind annehmbar, während 3-4 als unannehmbar gilt.

Dieses Beispiel veranschaulicht, daß die spezielle Kombination von Schirm und Aufzeichnungsmaterial gpmnß rlpr F.rfinrliing prfnrilprlirh ΊκΙ um dip hpstpn Ergebnisse bei der niedrigsten Strahlenbelastung des >o Patienten zu erzielen. Empfindlichere, körnigere Aufzeichnungsmaterialien (z. B. handelsüblicher hochempfindlicher medizinischer Röntgenfilm) führen nicht zu guten Ergebnissen. Schirme mit höheren oder niedrigeren Empfindlichkeitsfaktoren führen ebenfalls zu einem >·-, schlechten Bild, während viele schirmfreie Systeme die zehnfache Belichtung erfordern und für die Schnellverarbeitung in Maschinen ungeeignet sind.

Beispiel 3 _ffl

Dieses Beispiel veranschaulicht die Berechnung des Empfindlichkeitsfaktors für die Aufzeichnungsmaterial-Schirm-Kombinationen gemäß der Erfindung. Ein Aufzeichnungsmaterial wird in einem Abstand von 102 cm von einer geeigneten Röntgenstrahlenquelle a angeordnet, die beispielsweise mit 40 kV (Scheitelwert) und 200 mA Röhrenstrom durch ein 1,5-mm-Aluminiumfilter betrieben wird. Abgestufte Belichtungen werden auf diesem Aufzeichnungsmaterial vorgenommen, wobei ein Bleischirm verwendet wird, um die Kassette, die das Aufzeichnungsmaterial enthält, mit Ausnahme eines 1,9 cm breiten Streifens quer über die Kassette abzudecken. Dieser Bleischirm wird nach jeder Belichtung verschoben, um einen neuen, unbelichteten Streifen des Aufzeichnungsmaterials der Strahlung auszusetzen. Wenigstens fünf Belichtungen werden vorgenommen, wobei die Belichtungszeit so verändert wird, daß die Gesamtbelichtungszeit beim ersten Streifen 0,8 Sek., beim zweiten Streifen 0,4 Sek., heim dritten Streifen 0.2 Sek.. beim vierten Streifen 0,1 Sek. und beim fünften Streifen 0,05 Sek. beträgt, so daß sich eine Bestrahlung von 160, 80,40, 20 und 1OmAs ergibt. Das belichtete Aufzeichnungsmaterial wurde in der oben beschriebenen Weise entwickelt, und die Dichten der verschiedenen Belichtungen wurden abgelesen und auf logio-Papier übertragen, wobei die Bestrahlung als Abszisse und die Dichte als Ordinate aufgetragen wurde. Eine Kurve wurde durch diese Punkte gezogen und die Belichtung, die notwendig ist, um einen D-Wert von 1,00 zu erhalten, von dieser Kurve abgelesen. In diesem Fall betrug sie 64 mAs. Diese Maßnahmen wurden mit einem zweiten Aufzeichnungsmaterial, jedoch mit einem Schirm gemäß der Erfindung wiederholt. Der Röhrenstrom wurde auf 25 mA gesenkt, und die Belichtungszeiten betrugen 0,4, 0,2, 0,1, 0,05 und 0,025 Sek. Dies ergibt 10, 5, 2,5, 1,25 bzw. 0,625 mAs. Ein D-Wert von 1,00 wurde bei 8 mAs erreicht. Der Empfindlichkeitsfaktor wurde aus der folgenden Formel berechnet:

EF =

logic E₂ - log,o E₁ 0,301

worin

E₂ =

E₁ =

Belichtung, die erforderlich ist, um eine Bilddichte von 1,00 ohne Schirm = 64 mAs zu erhalten; und

Belichtung, die erforderlich ist, um eine Bilddichte von 1,00 mit Schirm = 8 mAs zu erhalten.

Claims

Patentansprüche:

1. Röntgenographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem Schichtträger, der mit einer Silberhalogenid-Emulsionsschicht versehen ist, deren Silberhalogenidteilchen eine durchschnittliche Korngröße von 0,4 bis 1,2 μπι haben, das mit einem Röntgenverstäfkerschirm in Berührung ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger zusätzlich mit einer Lichthofschutzschicht versehen ist und daß die Aufzeichnungsmaterial/Röntgenverstärkerschirm-Kombination einen Empfindlichkeitsfaktor (EF) zwischen 2^ und 4,5 aufweist

2. Röntgenographisches Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Silberhalogenid-Emulsionsschicht und der Röntgenverstärkerschirm in einer evakuierten Vakuumkassette in inniger Berührung gehalten werden.

3. Röntgenographisches Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material eine Modulationsübergangsfunktion von wenigstens 67,5 bis 2 Hz/mm hat