JPH0215154B2

JPH0215154B2 -

Info

Publication number: JPH0215154B2
Application number: JP57215318A
Authority: JP
Inventors: Nobufumi Mori; Kenji Takahashi
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1982-12-08
Filing date: 1982-12-08
Publication date: 1990-04-11
Also published as: US4636641A; EP0111278A1; DE111278T1; CA1217283A; DE3365174D1; EP0111278B1; JPS59105759A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、放射線画像が蓄積記録されている蓄
積性螢光体から高速かつ正確に放射線画像を読み
取る方法に関するものである。

ある種の螢光体に放射線（Ｘ線、α線、β線、
γ線、紫外線等）を照射すると、この放射線エネ
ルギーの一部が螢光体中に蓄積され、この螢光体
に可視光等の励起光を照射すると、蓄積されたエ
ネルギーに応じて螢光体が輝尽発光を示すことが
知られており、このような性質を示す螢光体は蓄
積性螢光体と呼ばれる。

この蓄積性螢光体を利用して、人体等の放射線
画像情報を一旦蓄積性螢光体からなる層を有する
シート（以下、「蓄積性螢光体シート」と言う。）
に記録し、この蓄積性螢光体シートをレーザ光等
の励起光で走査して輝尽発光光を生ぜしめ、得ら
れた輝尽発光光を光電的に検出して画像信号を
得、この画像信号に基づき写真感光材料等の記録
材料、CRT等に可視像として出力する放射線画
像記録再生システムが本出願人によりすでに提案
されている。（特開昭55−12429号、同56−11395
号など。）このシステムは、従来の銀塩写真を用いる放射
線写真システムと比較して極めて広い放射線露光
域にわたつて画像を記録しうるという極めて実用
的な利点を有している。すなわち、蓄積性螢光体
は放射線露光量に対して蓄積後に励起によつて輝
尽発光する発光光の光量が極めて広い範囲にわた
つて比例することが認められており、従つて種々
の撮影条件により放射線露光量がかなり大幅に変
動しても前記発光光の光量を読取ゲインを適当な
値に設定した光電変換手段により電気信号に変換
し、この電気信号を用いて写真感光材料等の記録
材料、CRT等の表示装置に可視像として出力さ
せることによつて放射線露光量の変動に影響され
ない放射線画像を得ることができる。

またこのシステムによれば、蓄積性螢光体に蓄
積記録された放射線画像を電気信号に変換した後
に適当な信号処理を施し、この電気信号を用いて
写真感光材料等の記録材料、CRT等の表示装置
に可視像として出力させることによつて観察読影
適性（診断適性）の優れた放射線画像を得ること
ができるという極めて大きな効果も得ることがで
きる。

上述の放射線画像記録再生システムにおいて、
放射線画像が蓄積記録された蓄積性螢光体シート
から放射線画像を読み取る具体的な方法として
は、蓄積性螢光体シート上をレーザ・ビーム等の
光ビームで２次元的に走査し、そのとき発する輝
尽発光光をフオトマル等の光検出器で時系列的に
検出して画像信号を得る方法がある。

ところで、蓄積性螢光体は前述したように励起
光を照射すると螢光体中に蓄積されている放射線
エネルギーを輝尽発光光として放出する性質を有
するが、輝尽発光光は励起光照射開始時点から急
速に（例えば数ns）ほぼ最高の発光強度に達し、
その後発光強度はゆつくりと低下し、励起光照射
が終つてもいわゆる残光としてその螢光体特有の
応答時間だけ発光が続く。従つて蓄積性螢光体シ
ートを励起光で走査し、時系列的に発する輝尽発
光光を光電的に検出すると、励起光照射中の画素
からの発光成分ばかりでなく、すでに照射が終つ
た画素からの残光成分も照射中の画素の放射線画
像情報成分として検出するので、画素間の信号の
分離が完全にされず得られる画像の鮮鋭度が低下
してしまう。このような、複数の画素間の放射線
画像の輝尽発光強度の検出における分解能は励起
光の走査速度と螢光体の応答時間が大きくなるほ
ど低下する。従つて、励起に対して応答の遅い
（残光の長い）螢光体を使用した場合あるいは走
査速度を高めた場合は、画像の鮮鋭度が低下し、
実用上十分に満足のいく高い鮮鋭度を有する放射
線画像を得ることができないという問題が生じる
ことになる。

多量の蓄積性螢光体シートを短時間に処理しう
る読取装置、即ち速い読取速度（走査速度）を有
する読取装置の出現が望まれており、また、螢光
体自体を改良して螢光体の応答時間を短縮するこ
とには実質的に限度が存在する現状にあつては、
上記のような螢光体の応答に本質的に基づく放射
線画像の鮮鋭度の低下を解消しうる方法の出現が
望まれている。

本発明の目的は、上記のような螢光体の励起に
対する応答に本質的に基づく放射線画像の鮮鋭度
の低下を解消しうる放射線画像読取方法を提供す
ることにある。

本発明は、放射線画像が蓄積起録されている蓄
積性螢光体シートを励起光で走査して輝尽発光さ
せ、輝尽発光した光を光電的に検出し画素単位の
時系列信号とする放射線画像読取方法において、
前記画素単位の時系列信号にその信号の微分値を
加算することにより、前記蓄積性螢光体の輝尽発
光の応答特性による画素単位の信号間の干渉を電
気的に補正することを特徴とする放射線画像読取
方法である。

すなわち本発明は、輝尽発光光の発生位置の画
素信号の大きさを正確にするものであり、光電的
に検出し時系列信号のうちある画素信号に対し
て、それ以前に走査した画素の残光成分をその画
素信号から除去することを実質的に電気的に行う
ものである。

輝尽発光の応答特性とは、ここでは蓄積性螢光
体が励起光を照射されてからの輝尽発光の強さの
時間的な変化のことを意味し、発光の立上りはき
わめて短時間であるので主に残光の減衰の仕方
（強度変化の形と時間）が重要である。

一般に励起光の走査は、あるサイズのビーム径
の光で螢光体上を連続的に走らせるので、螢光体
上の一点における励起光の照射時間は、その点を
励起光が照射しはじめた時から照射が終つた時ま
での時間であり、励起光の走査速度とビーム径と
によつて定まる。この照射時間が実質的に残光の
存在する時間に比べて充分に長くない場合には、
残光の影響による画素信号間の干渉が問題とな
る。

また、時系列の画素信号は連続的に輝尽発光し
ている光を一定時間（画素のサイズを励起光が移
動する時間：サンプリング間隔）毎に積分した量
に対応した電気信号として得られるので、一画素
分の積分に要する時間が実質的に残光の存在する
時間に比べて充分に長くない場合には、残光の影
響による画素信号間の干渉が問題となる。

上記のような画素信号間の干渉がある場合に本
発明は有効に利用されるが、実質的に残光の存在
する時間の決定、およびこの時間と前記の照射時
間あるいは一画素分の積分に要する時間との長さ
の比較による本発明の適用の判断は、最終的な画
像に対する影響の大きさによつてきめることがで
きる。

また画素単位の時系列信号にその信号の微分値
を加算する電気的な補正は、たとえば後述するよ
うな各種の回路を用いて、アナログ的にあるいは
デイジタル的に行うことが可能であり、電気的な
補正の時期は光電変換した後であれば、メモリー
に記憶させる前でも後でもよく、たとえば、画像
として出力する前でもよい。またその他の画像処
理の直前あるいは、画像処理の一部として複合し
た回路で行つてもよい。

本発明は、輝尽発光の応答特性による画素単位
の信号の干渉を電気的に補正するものであるか
ら、本発明を実施した装置では、蓄積性螢光体の
種類によつてあるいは励起光の走査速度によつて
電気的な補正の仕方（微分の時定数等）を変える
ことが可能である。

また本発明に用いられる蓄積性螢光体シートと
は、必ずしもいわゆるシート状である必要はな
い。さらに励起光の走査も単なる直線的な一次元
走査に限定することなく、ラスタ走査あるいは曲
線的な走査であつてもよいし、励起光は連続して
照射するばかりでなくパルス的に照射してもよ
い。

さらに本発明を詳細に説明する。

蓄積性螢光体シートのある一つの主走査線上に
蓄積記録されている放射線画像をＴ（ｘ）（ｘは主
走査開始点からの距離）とし、この放射線画像Ｔ
（ｘ）を励起光で走査することにより輝尽発光光
として時系列化して取り出し、この輝尽発光光を
光電的に検出し得た放射線画像情報をＳ（ｘ）と
すると、放射線画像Ｔ（ｘ）と放射線画像情報Ｓ
（ｘ）との間には以下の様な関係が存在すると考
えられる。

前述のように蓄積性螢光体シートを励起光で走
査した時に、励起に対して応答の遅い螢光体及び
又は高速走査が利用される場合にあつては、走査
励起光が走査点（画素）x₀の位置にあるとき、そ
れ以前に走査した走査点x_-1、x_-2、x_-3、……、
x_-oから発せられた発光が走査点x₀の発光として
同時に検出されてしまい、読取りを行うことによ
り得られる放射線画像情報Ｔ（x₀）は隣接する複
数の画素の放射線画像Ｓ（x₀）、Ｓ（x_-1）、Ｓ
（x_-2）、Ｓ（x_-3）、……Ｓ（x_-o）が干渉し、鮮鋭度
の低下したボケた画像となる。そこでＳ（x₀）、Ｓ
（x_-1）、……Ｓ（x_-o）を用いてＴ（x₀）を求めるた
めに、残光の減衰の仕方にもよるが、いろいろの
式が適用できる。たとえば残光が指数関数的に時
間とともに減衰するものであるときに、かつ輝尽
発光の立上りが残光の減衰に比べて極めて急速な
場合には、たとえば次のような空間分布を有する
スリツトｆ（ｘ）で放射線画像Ｔ（ｘ）を観測して
いるのと同等である。

ここで、αは励起光の走査速度、τは発光寿命
（励起光の照射が終つてから、その発光強度が
１／ｅになる時間）である。

即ち、放射線画像Ｔ（ｘ）と放射線画像情報Ｓ
（ｘ）とは次の積分変換式によつて関係づけられ
ていることになる。

Ｓ(x)＝∫f(x₀-x)Ｔ(x₀)d_x0 ……(2) Ｔ(x)＝∫g(x′-x)Ｓ(x′)d_x′ ……(3) ここでｇ（ｘ）は逆変換の核関数であり、放射
線画像情報Ｓ（ｘ）から放射線画像Ｔ（ｘ）を得る
ための補正関数である。

補正関数ｇ（ｘ）は(1)、(2)および(3)式からｇ(x)＝δ(x)−ταｄ／dxδ(x) ……(4) となる。

(4)式を(3)式に導入すると、Ｔ(x)＝Ｓ(x)＋ταｄ／dxＳ（ｘ） ……(5) となり、結局、読取りによつて得られた放射線画
像情報Ｓ（ｘ）から放射線画像Ｔ（ｘ）を得るため
には、放射線画像情報Ｓ（ｘ）にその走査点ｘで
の微分値にταを乗じた値を加え合わせればよい。

なお、(5)式はスリツトｆ（ｘ）が(1)式であると
仮定した場合に得られた式であるが、本発明にお
けるような蓄積性螢光体シートを励起光で走査す
るような場合にあつては、放射線画像情報Ｓ（ｘ）
に走査点ｘでの微分値を加え合わせることにより
放射線画像Ｔ（ｘ）を得ることができた。

また、上述のように光電的に読みとつた画素信
号に、その信号の微分（差分）値を重みをつけて
加算する方法以外にも同様な効果を出す方法はあ
る。たとえば一般に知られている高鮮鋭度化のた
めの処理方法として、アンシヤープマスクを用い
る方法、ラプラシアンの正数倍を引く方法、さら
には各種のフイルター（Inverse filter、
Constrained least−squares filter、Parametric
Wiener filter、Maximum entropy filter、
Pseudo−inverve filterなど）を用いるものを用
いることが可能である。したがつて本発明の「そ
の信号の微分値を加算すること」には、純粋な微
分演算を行なうこと以外に実質的に微分演算に相
当する演算を行ないその結果の値をもとの信号に
加算することを含むものとする。

次に本発明を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の方法に基づく放射線画像情報
の補正手段を有する放射線画像の読取再生システ
ムの一例を示す概略図である。

レーザ光源１（例えばHe−Neレーザ）から発
せられたレーザ光２（例えば633nｍのHe−Neレ
ーザ光）はガルバノメーター等の光偏向器３によ
り蓄積性螢光体シート４上に一次元的に偏向せし
められて入射する。ここで励起光としてのレーザ
光２の波長は蓄積性螢光体からの輝尽発光の励起
帯に含まれるように選択されている。このように
レーザ光２が照射せしめられると、螢光体シート
４は蓄積記録されている放射線エネルギーに比例
する光量の輝尽発光光５を発し、この発光光５は
集光手段６に入射する。この集光手段６は、例え
ば輝尽発光光の入射面を細巾で直線状になし、射
出面を円環状に形成した透明シートから作られる
導光性シートであつてもよく、その入射面は螢光
体シートの走査線に対向するように隣接して配置
され、一方、その射出面はフオトマル等の光検出
器７の受光面に密着せしめられている。

上記の導光性シートはアクリル系樹脂等の透明
熱可塑性樹脂シートを加工してつくられたもの
で、入射面より入射した光がその内部を全反射し
つつ射出面へ伝達されるように構成されており、
螢光体シート４からの輝尽発光光は導光性シート
６内を導かれ、射出面から射出して光検出器７に
よつて受光される。導光性シートの好ましい形
状、材質等は特開昭55−87970号、同56−11397号
公報等に開示されている。光検出器７の受光面に
は、輝尽発光光の波長域の光のみを透過し、励起
光の波長域の光をカツトするフイルターが貼着さ
れており、輝尽発光光のみを検出しうるようにな
つている。

さて光検出器７から出力される時系列的に検出
される放射線画像情報を有する電気信号Ｓ（ｘ）
は補正手段８に入力され、ここで螢光体の輝尽発
光の応答特性による画素信号の干渉が補正され
る。補正手段８の具体例としては、たとえば第２
Ａ図に示されるようなオペアンプOPから構成さ
れる増幅回路と微分回路を並列して有する回路が
好ましい。ここで、増幅回路は抵抗R₁，R₂およ
びオペアンプOPから構成されており、その増幅
率ＧはR₂／R₁に比例する。また微分回路は容量
C₁、抵抗R₂およびオペアンプOPから構成されて
いる。なお、第２Ａ図に示された補正手段は回路
的に不安定であるので、第２Ｂ図に示されるよう
な容量C₁に直列に抵抗R₃、抵抗R₂に並列に容量
C₃を設けた回路を利用するのがさらに好ましい。
これらの回路において、τ＝C₁R₂×１／Ｇ＝
C₁R₁になるように、C₁、R₁を選ぶと、螢光体の
応答特性による残光成分を含む信号から残光成分
が除去された信号となる。従つてこれらの回路か
ら出力した信号は、励起光の走査速度に関係なく
一定時間毎にサンプリングして画素信号とすれば
よい。τの異なる蓄積性螢光体を読み取る場合に
は適宜C₁あるいはR₁を変えてやればよい。ここ
で前述の(5)式との関係を説明する。

(5)式は空間微分の式であるが、時間微分の式に
変換するために、ｘ＝αtとおけばdx＝αdtである
からＴ(αt)＝Ｓ(αt)＋τｄ／dtＳ(αt) ……(6) と変形できる。

すなわち、(6)式を利用する回路では走査速度α
は問題にならず、上述のような増幅回路と微分回
路を並列した回路とすればよい。補正手段８から
出力された電気信号Ｔ（ｘ）は画像形成のために
利用されるが、第１図においては光変調器１１に
入力し、光変調器１１を駆動する。即ち、レー
ザ・ビーム１０は光変調器１１により変調せしめ
られ、走査ミラー１２によつて写真フイルム等の
感光材料９上を矢印Ｘ方向に走査する。この際、
感光材料９はこの走査方向と垂直の方向（矢印Ｙ
方向）に走査と同期して移送せしめられ、感光材
料９上に鮮鋭度の高い放射線画像が出力記録され
る。

なお、上記実施例においては光検出器から時系
列的に電気信号として発せられるアナログ放射線
画像情報を電気回路により補正せしめ、隣接する
複数の各画素間の放射線画像の干渉を解消せしめ
るという手段が用いられているが、本発明におい
ては、別の手段を用いることもできる。即ち、第
１図において、光検出器７から出力される放射線
画像情報を一旦Ａ／Ｄ変換し、これにより得られ
た各画素のデジタル画像データに各画素における
デジタル画像データの微分値（実際は差分値）を
加算せしめるという手段を用いることもできる。

以上、詳細に説明したように本発明によれば、
螢光体の輝尽発光の応答特性に本質的に基づく放
射線画像の鮮鋭度の低下を解消しうることがで
き、診断適性の高い放射線画像を得ることができ
るとともに、高い読取速度を有する読取装置を実
現することも可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法に基づく放射線画像情
報の補正手段を有する放射線画像の読取再生シス
テムの一例を示す概略図である。第２Ａ図及び第
２Ｂ図は補正手段の一例を示す回路図である。１……レーザ光源、２……レーザ光、３……光
偏向器、４……蓄積性螢光体シート、５……輝尽
発光光、６……集光手段、７……光検出器、８…
…補正手段、９……感光材料、１０……レーザ・
ビーム、１１……光変調器、１２……走査ミラ
ー。

Claims

【特許請求の範囲】１放射線画像が蓄積記録されている蓄積性蛍光
体シートを励起光で走査して輝尽発光させ、輝尽
発光した光を光電的に検出し画素単位の時系列信
号とする放射線画像読取方法において、前記画素単位の時系列信号にその信号の微分値
を加算することにより、前記蓄積性蛍光体の輝尽
発光の応答特性による画素単位の信号間の干渉を
電気的に補正することを特徴とする放射線画像読
取方法。