JPH0362411B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放射線画像のサブトラクシヨン処理方
法、さらに詳しは蓄積性螢光体シートを用いて放
射線画像のデジタルサブトラクシヨンを行なう方
法に関するものである。

放射線画像のデジタルサブトラクシヨンとは、
異なつた条件で撮影した２つの放射線画像を光電
的に読み出してデジタル画像信号を得た後、これ
らのデジタル画像信号に各画像の対応する画素間
における減算処理を施し、放射線画像中の特定の
構造物の画像を形成するための信号を得る方法で
あり、このようにして得た信号を用いて特定構造
物のみが描出された放射線画像を再生することを
可能にするものである。

このサブトラクシヨン処理には、基本的に次の
２つの方法がある。即ち、造影剤注入により特定
の構造物が強調されたＸ線画像から造影剤が注入
されていないＸ線画像を引き算（サブトラクト）
することによつ特定の構造物を抽出する所謂時間
差サブトラクシヨン処理方法と、同一の被写体に
対して相異なるエネルギー分布を有するＸ線を照
射せしめ、これによつて特定の構造物が特有のＸ
線エネルギー吸収特性を有することから生じる特
定の構造物の画像を２つのＸ線画像間に存在せし
め、この後この２つのＸ線画像間で適当な重みづ
けをした上で引き算（サブトラクト）を行ない特
定の構造物の画像を抽出する所謂エネルギーサブ
トラクシヨン処理方法である。

このサブトラクシヨン処理は医療用のＸ線写真
の画像処理において診断上きわめて有効な方法で
あるため、近年大いに注目され、電子工学技術を
駆使したその研究、開発が盛んに進められてい
る。この技術は、特にデジタルサブトラクシヨン
処理方法（通常Digital Radiography）と呼ば
れ、DRと略称されている。

現在知られているDRの方式には、上記の時間
差サブトラクシヨン処理方法として、イメージ・
インテンツフアイア・チユーブ（I.I.チユーブ）
とテレビカメラを組み合わせたＸ線透視カメラを
使用するデジタル・フルオログラフイ（Digital
Fluorography）が、また上記のエネルギーサブ
トラクシヨン処理方法として、ラインセンサーを
使用するスキヤンド・プロジエクシヨン・ラジオ
グラフイ（Scanned Projection Radiography）
がある。

デジタル・フルオログラフイは、I.I.チユーブ
とテレビカメラを使用するため、両者の走査系に
おける画質（特に解像力）が悪い上、信号の変換
系が多いため画質が著しく悪く、放射線画像の詳
細な情報を得るには実用上不充分である。また、
撮影可能な画面サイズがI.I.チユーブの受光面の
大きさによつて制限されるため、大きな被写体を
対象にすることができないという難点がある。

スキヤンド・プロジエクシヨン・ラジオグラフ
イでは、ラインセンサーを被写体に沿つて移動さ
せる一方、Ｘ線源のエネルギーを１ライン毎に大
小交互に切り換えて、１つの画像をエネルギーが
大小に異なるストライプ状の２成分に分割し、そ
れぞれの画像信号を減算処理してサブトラクシヨ
ンを行なうものであるため、画像の解像力が少な
くとも２分の１に低下し、上記の方法と同じく画
質が著しく悪い。

医療用Ｘ線写真等の診断用放射線画像は、特に
高い解像力を要求されるものであり、画像の濃度
やコントラストについても、良好な画質が望まれ
るものであり、上記DRはサブトラクシヨン処理
という点では画期的ではあるものの、実用上はま
た不充分なものであり、この点には大幅な改良が
望まれている。

本発明はこの要望に応え、きわめて良好な画質
のサブトラクシヨン処理画像を実現する放射線画
像のサブトラクシヨン処理方法を提供するもので
ある。

本発明のサブトラクシヨン処理方法は、I.I.チ
ユーブ、TVカメラあるいはイメージセンサ等の
電子工学的走査装置を使用せず、解像力が高く、
また画面サイズを容易に大きくすることができ、
さらにきわめて広い放射線露出域を有する蓄積性
螢光体シートを２枚以上使用し、これらの螢光体
シートに異なつた条件で同一の被写体の放射線透
過像を照射することにより少なくとも一部の画像
情報が異なる放射線画像を蓄積記録されたこれら
の螢光体シートを励起光による走査により前記放
射線画像を読み出してデジタル信号に変換し、デ
ジタルサブトラクシヨンを行なうことを特徴とす
るものである。

本発明で使用する蓄積性螢光体シートは、例え
ば特開昭55−12429号に開示されているように放
射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、紫外線等）を照
射するとその放射線エネルギーの一部を螢光体中
に蓄積し、その後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
を示すもので、きわめて広いラチチユード（露出
域）を有し、かつI.I.チユーブやTVカメラ等の受
光面の解像力に比し著しく高い解像力を有するも
のである。したがつて、この螢光体シートを使用
して蓄積記録した放射線画像情報を利用すれば、
放射線量が変動しても常に十分な画像情報を得る
ことができ、診断性能の高い放射線画像を得るこ
とができる。

また、その蓄積性螢光体シートを使用すれば、
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
とができるというきわめて大きな効果も得ること
ができる。

このように蓄積性螢光体を使用する放射線画像
システムにおいては、読取ゲインを適当な値に設
定して輝尽発光光を光電変換し、可視像として出
力することができるので、放射線源の管電圧又は
MAS値の変動による放射線露光量の変動、蓄積
性螢光体の感度のバラツキ、光検出器の感度のバ
ラツキ、被写体の条件による露光量の変化、或い
は被写体によつて放射線透過率が異なる等の原因
により蓄積性螢光体に蓄積される蓄積エネルギー
が異なつても、更には放射線の被ばく量を低減さ
せても、これらの因子の変動により影響を受けな
い放射線画像を得ることが可能となるし、また輝
尽発光光を一旦電気信号に変換せしめ、この電気
信号に適当な信号処理を施すことにより、胸、心
臓などの診断部位に適した放射線画像を得ること
ができ、観察読影適性を向上させることが可能と
なる。

本発明において、異なつた条件で同一の被写体
を透過した放射線を螢光体シートに照射して２枚
以上の蓄積性螢光体シートに少なくとも一部の画
像情報が異なる放射線画像を蓄積記録するとは、
前述の時間差サブトラクシヨンとエネルギートラ
クシヨンの両方を含むものであり、例えば時間差
サブトラクシヨンの場合の血管造影における血管
の部分や、エネルギーサブトラクシヨンの場合の
臓器、骨、血管等の部分に相当する部分が２枚以
上の螢光体シートによつて異なつた条件で蓄積記
録されることを意味するものである。すなわち、
時間差サブトラクシヨンにおいては造影剤を注入
する前と後の放射線画像を別個の螢光体シートに
蓄積記録し、エネルギーサブトラクシヨンにおい
てはエネルギーの異なる放射線源によつて同一の
被写体を別個の螢光体シートに蓄積記録する。

エネルギーサブトラクシヨンにおいては、別個
の螢光体シートに異なるエネルギーの放射線で同
一被写体の放射線画像が記録されればよいが、こ
のための方法としては例えば複数枚のシートを順
次パワーを変えた線源に露出するようにしてもよ
いし、複数枚のシートを重ね、その間に放射線エ
ネルギーを吸収するシートを狭んで同時に放射線
に露出するようにしてもよい。前者の方が常に同
一の拡大率の画像が得られること、およびエネル
ギーの分離が明確にかつ容易にできるという点で
優れているが、記録速度の点からは後者の方が有
利である。

蓄積記録後は励起光を用いて読出しを行なう
が、これは１枚毎に記録、読出しを行なうことも
できるが、サブトラクシヨンに必要な枚数だけ先
に蓄積記録を終了した後まとめて読出しを行なう
方が実用上は望ましい。これは、特に記録のため
の装置と読出しのための装置が離れている場合に
は特に望ましいことであり、例えば移動車により
撮影をした後、病院で読出しを行なうというよう
なシステムを実現する上で特に好ましいものであ
る。

読み出した輝尽発光の光量は対数値にしてデジ
タル信号に変換するのがよい。これは特に螢光体
シートの感度ムラや線源のパワーのフラツキがあ
つた場合、サブトラクシヨンにおいて減算するこ
とによりこれらが無視できるようになるので好ま
しい。

以下、図面により本発明の好ましい実施態様を
説明する。

第１Ａ，１Ｂ図は２枚の蓄積性螢光体シート
Ａ，Ｂに同一の被写体１を透過したＸ線２を異な
つた条件で各別に照射する状態を示す。異なつた
条件とは、例えば時間差サブトラクシヨンの場合
の血管造影（digital angiography）においては、
第１Ａ図の状態で第１の蓄積性螢光体シートＡに
血管の造影剤を注入する前の被写体１のＸ線透過
像を蓄積記録し、次いで同一の被写体１の静脈に
造影剤を注入し、例えば腹部の場合は10秒程経過
した後に同様にこの被写体１のＸ線透過像を蓄積
記録する。このときＸ線源３の管電圧は同じと
し、被写体１と螢光体シートＡ，Ｂとの位置関係
も同じとし、造影剤の有無以外には全く差がない
ような２つのＸ線画像をＡ，Ｂに蓄積記録するよ
うにする。

また、例えばエネルギーサブトラクシヨンの場
合には、第１Ａ図の撮影と第１Ｂの撮影の間の時
間をできるだけ短かくし、素早く螢光体シート
Ａ，Ｂを取り替えると同時に線源３の管電圧を変
えて、全く同一の被写体１の透過Ｘ線のエネルギ
ーが異なるＸ線画像を螢光体シートＡとＢに蓄積
記録する。

このようにして、少なくとも一部の画像情報が
異なる２つの放射線画像を２枚の蓄積性螢光体シ
ートＡ，Ｂに蓄積記録する。上記実施様態では２
枚のシートＡ，Ｂを使用したが、これは２つの画
像の信号を後の処理で減算処理する場合であり、
これは３枚にして、３枚のシートから得られる画
像信号を後で減算処理するようにしてもよい。
（例えばＡ＋Ｂ−Ｃのように） このようにして得た２枚の蓄積性螢光体シート
Ａ，Ｂ（第１Ｃ図）から、第２図に示すような読
出系によつてＸ線画像を読み出し、画像を表わす
デジタル画像信号を得る。先ず、蓄積性螢光体シ
ートＡを矢印Ｙの方向に副走査のために移動させ
ながら、レーザー光源１０からのレーザー光１１
を走査ミラー１２によつてＸ方向に主走査させ、
螢光体シートＡから蓄積Ｘ線エネルギーを蓄積記
録されたＸ線画像にしたがつて輝尽発光光１３と
して発散させる。輝尽発光光１３は透明なアクリ
ル板を形成して作つた集光板１４の一端面からこ
の集光板１４の内部に入射し、中を全反射を繰返
しながらフオトマル１５の至り、輝尽発光の発光
量が画像信号Ｓとして出力される。この出力され
た画像信号Ｓは増幅器とＡ／Ｄ変換器を含む対数
変換器１６により対数値（logS）のデジタル画
像信号logS_Aに変換される。そのデジタル画像信
号logS_Aはデジタル演算器１７に入力され、そこ
に記憶される。

次に、全く同様にして、もう１枚の蓄積性螢光
体シートＢの記録画像が読み出され、そのデジタ
ル画像信号logS_Bがデジタル演算器１７に記憶さ
れる。

デジタル演算器１７では、これら２つのデジタ
ル画像信号logS_AとlogS_Bの差を対応する画素毎に
演算（減算）し、デジタルサブトラクシヨン処理
を行なう。時間差サブトラクシヨンのときは単に
減算を行なえばよいし、エネルギーサブトラクシ
ヨンのときは両方に適当な重みを係数を乗じてか
ら減算を行ない所定の特定構造物（例えば骨）を
消去し、所望の特定構造物（例えば血管あるいは
臓器）のみを形成する信号を得る。

このようにして、デジタルサブトラクシヨン処
理が行なわれる。

このようにして得た信号は、例えばデイスプレ
イや走査記録等の再生のために使用される。

第３図は再生用の画像走査記録の例を示すもの
である。感光フイルム２０を矢印Ｙの副走査方向
へ移動させるとともにレーザービーム２１をこの
感光フイルム２０上にＸ方向に主走査させ、レー
ザービーム２１をＡ／Ｏ変換器２２により画像信
号供給器２３からの画像信号によつて変調するこ
とにより感光フイルム２０上に可視像を形成す
る。この画像信号として、前記デジタル演算器１
７の出力を使用すればデジタルサブトラクシヨン
処理を施された所望の特定構造物の画像を感光フ
イルム２０上に再生記録することができる。

第４図は本発明の方法により時間差サブトラク
シヨン処理を行ない、所望の特定構造物の画像を
得る様子を示すもので、４Ａは腹部に造影剤を注
入する前のＸ線画像を記録した第１の螢光体シー
トＡから得られる画像を示すもの、４Ｂは同じ部
分の造影剤を注入した後のＸ線画像で第２の螢光
体シートＢから得られる画像を示すもの、４Ｃは
４Ｂの画像を表わすデジタル画像信号から４Ａの
画像を表わすデジタル画像信号を引き算して得た
血管だけが見えるようにしたサブトラクシヨン処
理後の画像である。

本発明によれば、２枚の蓄積性螢光体シート
Ａ，Ｂを使用し、所望の特定構造物を描出するサ
ブトラクシヨン処理を行なうようにしたので、従
来のI.I.チユーブやラインセンサーを使用するも
のに比較して解像力が著しく高く、実用上きわめ
て有用なサブトラクシヨン処理画像を得ることが
でき、特に医療用放射線画像においては診断上き
わめて価値の高い画像を得ることができ、医療の
分野に寄与するところは著しく大きい。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明の方法における蓄積記録ステ
ツプの第１段階を示す図、第１Ｂ図は同じくその
第２段階を示す図、第１Ｃ図はこの蓄積記録ステ
ツプで記録した２枚の蓄積性螢光体シートを示す
図、第２図はこれらのシートから蓄積記録された
放射線画像を輝尽発光として発光せしめ、光電変
換してデジタル信号を得、これをサブトラクシヨ
ン処理するステツプを示す概略図、第３図はサブ
トラクシヨン処理によつて得られた信号を利用し
て感光フイルム上にサブトラクシヨン処理された
画像を再生記録するステツプを示す概略図、第４
図は本発明によるサブトラクシヨン処理の処理前
と処理後の診断用Ｘ線画像を可視的に示す説明図
である。 １……被写体、２……Ｘ線、３……Ｘ線源、
Ａ，Ｂ……蓄積性螢光体シート、１０……レーザ
ー光源、１１……レーザー光、１２……走査ミラ
ー、１３……輝尽発光光、１４……集光板、１５
……フオトマル、１６……対数変換器、１７……
デジタル演算器、２０……感光フイルム、２１…
…レーザー光、２２……Ａ／Ｏ変調器、２３……
画像信号供給器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２枚以上の蓄積性螢光体シートに異なつた条
   件で同一の被写体を透過した放射線を照射するこ
   とにより、少なくとも一部の画像情報が異なる放
   射線画像を蓄積記録されたこれらの螢光体シート
   に励起光を走査して前記放射線画像を輝尽発光光
   に変換し、この輝尽発光光の発光量を光電的に読
   み出してデジタル画像信号に変換し、各画像の対
   応する画素間でこのデジタル画像信号の減算を行
   なつて放射線画像の特定構造物の画像を形成する
   信号を得ることを特徴とする放射線画像のサブト
   ラクシヨン処理方法。 ２ 前記各螢光体シートへの蓄積記録が全て終了
   した後に、同一の励起光をこれらの螢光体シート
   に走査して前記光電的読出しを行なうことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の放射線画像の
   サブトラクシヨン処理方法。 ３ 前記蓄積記録を、前記被写体を不動の状態に
   固定し、この固定の間に２枚以上の螢光体シート
   を順次交換して同一の撮影位置に搬入、排除する
   ことにより行なうことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の放射線画像のサブト
   ラクシヨン処理方法。 ４ 前記読み出した輝尽発光光の発光量のデジタ
   ル画像信号への変換を、この発光量の対数値をデ
   ジタル値に変換することによつて行なうことを特
   徴とする特許請求の範囲第１，２または３項記載
   の放射線画像のサブトラクシヨン処理方法。 ５ ２枚以上の蓄積性螢光体ートに異なつた条件
   で同一の被写体を透過した放射線を照射すること
   により、少なくとも一部の画像情報が異なる放射
   線画像を蓄積記録されたこれらの螢光体シートに
   励起光を走査して前記放射線画像を輝尽発光光に
   変換し、この輝尽発光光の発光量を光電的に読み
   出してデシタル画像信号に変換し、各画像の対応
   する画素間でこのデジタル画像信号の減算を行な
   つて放射線画像の特定構造物の画像を形成する信
   号を形成し、この信号により特定構造物の放射線
   画像を再生することを特徴とする放射線画像のサ
   ブトラクシヨン処理方法。 ６ 前記再生を、可視像を感光材料に光学的に記
   録することにより行なうことを特徴とする特許請
   求の範囲第５項記載の方法。 ７ 前記再生を、可視像をデイスプレイに表示す
   ることにより行なうことを特徴とする特許請求の
   範囲第５項記載の方法。 ８ 前記再生を、前記特定構造物の画像を形成す
   る信号を一旦記録媒体に電気的に記録した後、こ
   の記録信号を再生することにより行なうことを特
   徴とする特許請求の範囲第５，６または７項記載
   の方法。