JPH0750306B2 - 放射線画像読取再生方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は輝尽性蛍光体層を有する放射線画像変換パネル
を用いた放射線画像読取再生方法に関するものであり、
更に詳しくは該方法に於て、形成される画像部分の濃度
範囲に応じ、該濃度範囲を最適光学濃度範囲にもたらす
修正方法に関する。

〔発明の背景〕

Ｘ線画像のような放射線画像は医療用として多く用いら
れている。この放射線画像を得る一方法として、被写体
を通した放射線を蛍光体層（蛍光スクリーン）に照射
し、この可視光を銀塩感光材料を塗布したフィルムに照
射して現像する、いわゆる放射線写真方式がある。

近年、放射線画像診断技術の進歩に伴い、上記放射線写
真を走査し、そこに記録された放射線画像情報を読取
り、デジタル信号化した後にCRTや感光材料上に再生す
る方法が工夫された。それにより一回の放射線撮影から
より多くの診断情報が得られるようになり、診断性能が
向上し被曝線量が低減される。この方法は放射線画像情
報の保存や検索の効率化という点でも期待がもたれる。
前記写真フィルムを用いた放射線画像情報読取装置にお
いては、放射線画像を記録した写真フィルムを読取光で
露光走査し、その反射光又は透過光を光検出器で検出し
て電気信号に変換することが行われている。

また、一方では銀塩感光材料からなる放射線写真フィル
ムを使用しないで放射線画像情報を得る方法が工夫され
た。この方法としては被写体を通した放射線をある種の
蛍光体に吸収せしめ、しかる後、この蛍光体を例えば、
光又は熱エネルギーで励起することにより、この蛍光体
が前記吸収により蓄積している放射線エネルギーを蛍光
として放射せしめ、この蛍光を検出して画像化するもの
がある。具体的には、例えば米国特許3,859,527号又は
特開昭55-12144号に開示されている。これらは輝尽性蛍
光体を用い、可視光線又は赤外線を輝尽励起光とした放
射線画像変換方法であって、支持体上に輝尽性蛍光体層
を形成した放射線画像変換パネルを使用し、この放射線
画像変換パネルの輝尽性蛍光体層に被写体を透過した放
射線を当てて被写体各部の放射線透過度に対応する放射
線エネルギーを蓄積させて潜像を形成し、しかる後、こ
の輝尽性蛍光体層を前記輝尽性励起光で走査することに
よって該放射線画像変換パネルの各部に蓄積された放射
線エネルギーを光に変換し、この光の強弱により光信号
を光電子増倍管、フォトダイオード等の光電変換素子で
検出して放射線画像情報を得るものである。

また、他の方法としては被写体を透過した放射線を、一
様に帯電させたセレン、シリコン等の光導電体層を有す
る半導体パネルに吸収せしめて静電潜像を形成した後、
この半導体パネルを光で走査することにより該パネル上
の静電潜像を電気的に検出して画像化するものがある
（例えば特開昭54-31219号）。

斯くして得た放射線画像情報はそのままの状態で、或い
はリアルタイムで空間周波数処理や階調処理等の画像処
理が施されて銀塩フィルム、CRT等に出力されて可視化
されるか、又は半導体記憶装置、磁気記憶装置、光ディ
スク記憶装置等の画像記憶装置に格納され、その後、必
要に応じてこれら画像記憶装置から取り出されて銀塩フ
ィルム、CRT等に出力されて可視化されている。

前記各種の放射線画像変換パネルは、一般に放射線に対
するダイナミックレンジが広く（10³〜10⁶）、被写体の
低信号領域部分から高信号領域部分までの画像情報を記
録することが可能になっているが、被写体を通して得ら
れる画像情報のダイナミックレンジ、即ち、被写体の最
小放射線透過量（最小信号値に相当）と、最大放射線透
過量（最大信号値に相当）との比は約10²程度であるた
めにコントラストにおいて充分でない。

従って、このようにして得られた放射線画像情報を可視
化する場合には、そのコントラストを強調して濃度分解
能を上げる階調処理が施されることが行われる。

ところが、階調処理は一般には第６図右側の線Ｒの傾き
（図の傾きは１）を1.5〜３位になるように立てて処理
するため、被写体を通して得られる画像情報のダイナミ
ックレンジは可視画像上では1.5〜３倍に広げられ10³〜
10⁶となってしまい、その結果、高信号領域は光学濃度
で３以上となり、真黒で何も見えなくなって仕舞う。即
ち、人間の視覚が画像情報として認識できる画像のダイ
ナミックレンジは、10²程度（光学濃度で約０〜2.5）で
あるが、中でも最も人間の目の濃度分解能の高い領域は
光学濃度で0.8〜1.5の如く狭く、前記の如く階調処理さ
れた被写体の低信号領域部分から高信号領域部分まで一
枚の可視画像上で観察することは不可能となる。

例えば胸部Ｘ線画像の場合は肺野部分を最適光学濃度
（0.8〜1.5）で観察しようとすると、縦隔部分でのＸ線
の透過量が少なくなり、この部分で光学濃度が低くなり
過ぎて白抜けとなって観察不能となり、逆に縦隔部分を
最適光学濃度とすると、肺野部分でのＸ線の透過量が多
くなり、光学濃度が高くなり過ぎて黒くなってしまう結
果、観察不能となる。

これを解決するために、たとえば第７図に示すような階
調変換曲線を用いて階調処理を行うと比較的見やすい胸
部画像となる。第７図において入力信号のａ−ｂ間に縦
隔部が、ｂ−ｃ間に肺野部が含まれるようにする。しか
しこの階調処理は、肺野部のコントラストを向上した分
だけ縦隔部のコントラストが犠牲になり、適正なｒの決
定が非常に微妙である。またこの階調処理の効果を損な
わないためには被写体によりさまざまに異なる入力信号
の分布を検出してそれをもとに階調変換曲線の変曲点ｂ
を決定しなければならないため、画像処理に時間を要す
るという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は放射線画像情報可視化における前述のような短
所に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、一枚
の画像で被写体のすべての部分が見やすい濃度範囲に収
り鮮明に表現され放射線画像を容易に得ることができる
放射線画像読取再生方法を提供することにある。

〔発明の構成〕

前記した本発明の目的は、輝尽性蛍光体槽を有する放射
線画像変換パネルに被写体を透過した放射線を照射した
後輝尽励起光で走査して放射線画像情報を輝尽発光とし
て検出し、検出された信号を可視画像として再生する放
射線画像読取再生方法において、前記被写体と放射線源
または前記パネルとの間に被写体の相違に応じて選択す
る放射線透過率変化パターンが異なる複数種類の２次元
テンプレートフィルタ部材の中の１種類を介在させ、そ
れにより前記パネルに照射する放射線強度分布パターン
を変えるようにしたことを特徴とする放射線画像読取再
生方法により達成される。

更に具体的に説明すると、放射線源から被写体、放射線
画像変換パネル（以後パネルと略称する）に到る間に、
被写体の放射線吸収の大小パターンに対応して、放射線
吸収の大きい画像部分に対しては放射線遮蔽度の寡い、
また吸収の小さい画像部分に対しては遮蔽度の多い、吸
収と遮蔽を共軛関係に組合せてパネルに到る放射線量を
調節する手段を介在させることにより、画像のダイナミ
ックレンジを何ら電気的処理を煩わすことなく実質的に
縮小することができる。

尚本発明に係るパネルは従来公知の素材、技術によって
調整されたものが用いられる。

パネルへの放射線到達量をパターン的に変化させる具体
的手段としては下記の方法が挙げられる。

（１） 放射線源と被写体との間に、パターン的に放射
線透過度を変化させたフィルタを介在させる方法 例えば、画像に対したアルミニウムテンプレートフィル
タが被写体画像の対応する部位に合わせてセットされ
る。尚テンプレート画像端像は厚みを逓減させテンプレ
ート像を消去することが好ましい。またこの方法には人
体被曝量の低減効果もある。

（２） 被写体とパネルとの間に、パターン的に放射線
透過度を変化させたフィルタを介在させる方法 フィルタは（１）と同じ形態のものが使用される。

（３） 被写体とパネルとの間に、パターン的に格子密
度および／または格子比の異なるＸ線グリッドを介在さ
せる方法 被写体の放射線吸収の大きい画像部分には散乱線除去効
果が小さく放射線透過度の大きいグリッドを配し、被写
体の吸収の小さい部分には散乱線除去効果大で、放射線
透過度小のグリッドを配する。この方法に於ては画像の
鮮鋭性が高くなる。

以上のフィルタやＸ線グリッドを併せて本発明では２次
元テンプレートフィルタ部材と言い、上記（１）〜
（３）のいずれの場合においても、パネルへの到達線量
が大きい領域と小さい領域との境界において、到達線量
が連続的に変化するように工夫することにより、偽画像
の出現を防ぎ高画質の画線を得ることができる。

パネルへの到達線量が最大となる部分は、最低となる部
分の1.5〜10倍の線量となるのが好ましい。

前記テンプレート的に用いる手段のパターンは、たとえ
ば人体の場合には、撮影する部位が定まればその部位に
関しては被写体（患者）が異なっても通常共通のものを
用いることができる。

それらの例を第１図（ａ）〜（ｄ）に例示した。図に於
て斜線部分が遮蔽度の小さい部分である。

また前記の如き補正手段を予め施すことなく撮影したパ
ネルに対し輝尽発光、読取リの段階に於て適用しても効
果を収めることができる。

次に、パネルへの到達線量をパターン的に変化させる手
段を用いた本発明の放射線画像読取再生方法を図を使用
して説明する。

第２図において、10は放射線発生装置、11はある放射線
吸収パターンを有する被写体、12は被写体の放射線吸収
量のパターンに応じてパネルへの到達線量をパターン的
に変化させる手段の２次元テンプレートフィルタ部材
（テンプレートフィルタあるいはグリッド）、13はパネ
ルである。第２図においては12を11と13の間に配置して
いるが、10と11の間であってもよい。14は輝尽励起光
源、15は該パネルより放射された輝尽発光を検出する光
電変換装置、16は15で検出された信号に電気的に処理を
施して画像として再生する装置、17は再生された画像を
表示または記録する装置、18は輝尽励起光と輝尽発光と
を分離し、輝尽発光のみを透過させるフィルタである。
尚15以降は13からの光情報を何らかの形で画像として再
生できるものであればよく、上記に限定されるものでは
ない。

第２図に示されるように、放射性発生装置11からの放射
線は被写体11を通してパネル13に入射する。この入射し
た放射線はパネル13の輝尽性蛍光体層に吸収され、その
エネルギーが蓄積され、放射線透過像の蓄積像が形成さ
れる。次にこの蓄積像を輝尽励起光源14からの輝尽励起
光で励起して輝尽発光として放出せしめる。

励起光源としては半導体レーザ、Ar⁺レーザ、He-Neレー
ザ、He-Cdレーザ、Krレーザ、Dyeレーザ、YAGレーザ、C
O₂レーザ、LED等があげられるが、とくに小型で高出力
の得られる半導体レーザが好ましい。

放射線画像処理装置16に送って画像処理を施し、その出
力を放射線画像表示または記録装置17によりCRT等のデ
ィスプレイに可視画像として表示しあるいは銀塩フィル
ム等の記録材料上に可視画像として記録する。

ここで画像処理としては通常再生画像の濃度およびコン
トラストを適性に仕上げるための階調処理が施される。
階調変換曲線の例を第３図（ａ）および（ｂ）に示す。

第３図に示したような階調処理は、たとえば予めγを固
定していれば、濃度（輝度）を決定するための基準信号
はただ一点を検出すればよいので画像処理が迅速であ
る。

従来のパネルおよび従来の放射線画像読取再生方法を用
いた場合は、既に述べたとおり第３図のような単純な階
調処理によっては診断能の高い再生画像が得られなかっ
た。

本発明の放射線画像変換方法において、画像処理は前記
の階調処理に限らず他の階調処理を施してもよいし空間
周波数処理を施してもよい。また両者を併用してもよ
い。

〔実施例〕

次に実施例によって本発明を説明する。

第４図（ａ）に示すような形状の同型２枚のアルミニウ
ム製フィルタA₁,A₂を作製した。第４図（ｂ）に示すよ
うにＸ線発生装置の照射野絞りの前に前記フィルタA₁,A
₂を配置し、人体胸部ファントームを被写体としてRbBr:
Tl輝尽性蛍光体パネルに被写体を透過したＸ線を照射し
た。第４図（ｂ）は上から見た図を表している。ここで
ファントームは通常の胸部正面撮影の体位とし、Ｘ線管
電圧は80kVp、被写体被曝線量は15mR、Ｘ線焦点−パネ
ル間距離は1.8mとする。

撮影後半導体レーザ光で走査し、輝尽発光を光電子増倍
管で光電変換した。光電子増倍管の出力電流値の３桁の
範囲が信号値０〜1023に対数的に対応するように、log
アンプとA/D変換器を通して変換し、得られた信号をさ
らに光に変換して銀塩フィルム上に記録した。その際、
画像信号と再生画像濃度とが第５図に示す関係になるよ
う信号処理した。第５図においてSminは画像信号の最小
値、Dfogは記録用フィルムのカブリ濃度を表す。

このようにして得られた再生画像は縦隔および肺野がと
もに見やすい濃度かつ高いコントラストで表現された。

〔比較例〕

実施例においてアルミニウム製フィルムを用いないこと
以外は同様にして胸部ファントーム再生画像を得たとこ
ろ、得られた画像は肺野部の濃度が高すぎて視覚的コン
トラストが低く、診断に適さなかった。また再生画像の
濃度が全体に約0.5ずつ低くなるよう処理を変更してフ
ィルムに記録したところ、肺野部の表現は良好となった
が縦隔部が白く抜けてコントラストがなく、診断に適さ
なかった。

〔発明の効果〕

本発明の放射線画像読取再生方法を用いれば、画像のダ
イナミックレンジを実質的に縮小し、一枚の画像中に被
写体の放射線吸収の大きい画像部分、小さい部分すべて
を見やすい濃度範囲で鮮明に再生できる。

またとくに有効な部位としては胸部、頭部、下肢、骨盤
計測などである。しかも簡単な操作で足りるので処理時
間の短縮、迅速な処理で高画質な再生画像が得られ、肺
がん集検等に適する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るテンプレートフィルタのパターン
例を示す。 第２図は本発明の放射線画像読取再生方法の説明概要図
である。 第３図は階調変換曲線を示すグラフである。 第４図（ａ）は本発明に係るアルミニウム製テンプレー
トフィルタ（但し２片よりなる）の斜視図、同図（ｂ）
はその使用説明図である。第５図は信号処理曲線を示す
グラフである。第６図は階調再現の説明図、第７図は階
調変換曲線を示すグラフである。 10……放射線発生装置、11……被写体 12……テンプレートフィルタ、13……パネル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】輝尽性蛍光体層を有する放射線画像変換パ
   ネルに被写体を透過した放射線を照射した後輝尽励起光
   で走査して放射線画像情報を輝尽発光として検出し、検
   出された信号を可視画像として再生する放射線画像読取
   再生方法において、前記被写体と放射線源または前記パ
   ネルとの間に被写体の相違に応じて選択する放射線透過
   率変化パターンが異なる複数種類の２次元テンプレート
   フィルタ部材の中の１種類を介在させ、それにより前記
   パネルに照射する放射線強度分布パターンを変えるよう
   にしたことを特徴とする放射線画像読取再生方法。