JPH0642880B2 - 医用画像の撮影***判別方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、放射線画像等の医用画像における人体の撮影
***を自動的に判別する方法に関するものである。

（従来の技術） ある種の蛍光体に放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、電
子線、紫外線等）を照射すると、この放射線エネルギー
の一部が蛍光体中に蓄積され、この蛍光体に可視光等の
励起光を照射すると、蓄積されたエネルギーに応じて蛍
光体が輝尽発光を示すことが知られており、このような
性質を示す蛍光体は蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）呼ば
れる。

この蓄積性蛍光体を利用して、人体等の被写体の放射線
画像情報を一旦蓄積性蛍光体のシートに記録し、この蓄
積性蛍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読み
取って画像信号を得、この画像信号に基づき写真感光材
料等の記録材料、ＣＲＴ等の表示装置に被写体の放射線
画像を可視像として出力させる放射線画像情報記録再生
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出域にわたって画
像を記録しうるという実用的な利点を有している。すな
わち、蓄積性蛍光体においては、放射線露光量に対して
蓄積後に励起によって輝尽発光する発光光の光量が極め
て広い範囲にわたって比例することが認められており、
従っ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、蓄積性蛍光体シートより放射される輝尽
発光光の光量を読取ゲインを適当な値に設定して光電変
換手段により読み取って電気信号に変換し、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
装置に放射線画像を可視像として出力させることによっ
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。

ところで、上記のシステムにおいては、撮影条件の変動
による影響をなくし、あるいは観察読影適性の優れた放
射線画像を得るために、蓄積性蛍光体シートに蓄積記録
された放射線画像情報の記録状態、あるいは胸部、腹部
などの被写体の部位、単純撮影、造営撮影などの撮影方
法等によって決定される記録パターン（以下、これらを
総称する場合には、「蓄積記録情報」という。）を観察
読影のための可視像の出力に先立って把握し、この把握
した蓄積記録情報に基づいて読取ゲインを適当な値に調
節し、また、記録パターンのコントラストに応じて分解
能が最適化されるように収録スケールファクターを決定
し、さらに読取画像信号に対して階調処理等の画像処理
が行なわれる場合には、画像処理条件を最適に設定する
のが望ましい。

このように可視像の出力に先立って放射線画像の蓄積記
録情報を把握する方法として、特開昭58-67240号に開示
された方法が知られている。この方法は、観察撮影のた
めの可視像を得る読取り操作（以下、「本読み」とい
う。）の際に照射すべき励起光よりも低いレベルの励起
光を用いて、前記本読みに先立って予め蓄積性蛍光体シ
ートに蓄積記録されている放射線画像の蓄積記録情報を
把握するための読取り操作（以下、「先読み」とい
う。）を行ない、放射線画像の蓄積記録の概要を把握
し、本読みを行なうに際して、この先読み情報に基づい
て読取ゲインを適当に調節し、収録スケールファクター
を決定し、あるいは画像処理条件を決定するものであ
る。

上記の方法によれば、蓄積性蛍光体シートに蓄積記録さ
れている放射線画像情報の記録状態および記録パターン
を本読みの前に予め把握することができるので、格別に
広いダイナミックレンジを有する読取系を使用しなくと
も、この記録情報に基づいて読取ゲインを適当に調節
し、収録スケールファクターを決定し、またこの記録パ
ターンに応じた信号処理を読取り後の電気信号に対して
施すことにより、観察読影適性に優れた放射線画像を得
ることが可能になる。

（発明が解決しようとする問題点） ところが以上述べたようにして放射線画像情報の読取条
件および／または画像処理条件を決定すると、同一の被
写体を撮影***を変えて撮影した場合に、それぞれの再
生画像において該被写体中の関心領域の濃度が変わって
しまうことがある。以下、このことについて詳しく説明
する。例えば胸椎を診断するために第２Ａ図に示すよう
に胸部を正面から撮影した場合と、第２Ｂ図に示すよう
に側面から撮影した場合を考える。正面撮影の場合、関
心領域である胸椎Ｋは、放射線が透過しにくい縦隔部と
重なるので蓄積性蛍光体シートにおいて胸椎部分の蓄積
放射線量は低く、この部分は低発光量部分となる。一方
側面撮影の場合、胸椎Ｋは放射線の透過しやすい肺野Ｐ
と重なるので、蓄積性蛍光体シートにおいて胸椎部分の
蓄積放射線量は高く、この部分は高発光量部分となる。
そして正面撮影の場合もまた側面撮影の場合も、蓄積性
蛍光体シートからの読取画像信号の最大値Ｓmax、最小
値Ｓminはさして変わらないから、従来から行なわれて
いるように該最大値Ｓmax、最小値Ｓminに基づいて決定
される読取条件および／または画像処理条件は、双方の
場合でほぼ同一となる。したがってこのような読取条件
および／または画像処理条件の下で画像読取りを行ない
再生画像を得ると、胸椎部分は、正面撮影の画像におい
ては比較的低濃度となり、一方側面撮影の画像において
は比較的高濃度となってしまう。

また、以上述べたような先読みは行なわず、本読みによ
って得た読取画像信号に基づいて画像処理条件を適切に
設定することも考えられるが、このような場合において
も、上記の問題は同様に生じる。

上記のような問題を解消するため従来は、蓄積性蛍光体
シートからの放射線画像情報読取りを行なう際に、その
シートにはどのような***で被写体が撮影されているか
ということを逐一読取装置または画像処理装置に入力
し、この入力された撮影***情報に応じて前述の読取条
件および／または画像処理条件を設定するようにしてい
る。

しかし、各蓄積性蛍光体シートの読取処理の度に上記の
ような撮影***情報を逐一入力する作業は大変面倒であ
り、また撮影***情報を誤って入力してしまうことも起
こりやすい。

そこで本発明は、上記蓄積性蛍光体シート等に記録され
ている医用画像の撮影***を自動的に判別することがで
きる方法を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明による医用画像の撮影***判別方法は、前述の蓄
積性蛍光体シートからの読取処理等によって得られる画
像信号、すなわち人体の透過画像を担う画像信号のヒス
トグラムを作成し、このヒストグラムのパターンと、予
め画像の撮影***毎に規定した複数の画像信号基準ヒス
トグラムパターンの各々との整合度を求め、この整合度
に応じて画像の撮影***を判別することを特徴とするも
のである。

上記画像信号のヒストグラムパターンと基準ヒストグラ
ムパターンとの整合（マッチング）の度合いは、従来よ
り公知となっている種々のパターンマッチング手法によ
って調べることができる。

（作用） 例えば人体の胸部の放射線画像を担う画像信号のヒスト
グラムは、正面撮影画像においては大略第３Ａ図のよう
なものとなり、一方側面撮影画像においては大略第３Ｂ
図のようなものとなる。そこで例えば、このようなパタ
ーンをそれぞれ胸部正面撮影画像の基準ヒストグラムパ
ターン、側面撮影画像の基準ヒストグラムパターンとし
て記憶手段に記憶しておき、胸部正面撮影画像かあるい
は胸部側面撮影画像を担うある画像信号のヒストグラム
パターンと上記２つの基準ヒストグラムパターンとの整
合度をそれぞれ調べたとき、上記画像信号のヒストグラ
ムパターンが第３Ｂ図の基準ヒストグラムパターンより
も第３Ａ図の基準ヒストグラムパターンと良く整合すれ
ば、該画像信号が担う画像は正面撮影画像であると判別
できるし、逆の場合は側面撮影画像であると判別するこ
とができる。

（実施例） 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説明
する。

第１図は本発明方法により人体の撮影***を判別するよ
うに構成された放射線画像情報記録再生システムの一例
を示すものである。この放射線画像情報記録再生システ
ムは基本的に、放射線画像撮影部20、先読み用読取部3
0、本読み用読取部40、および画像再生部50から構成さ
れている。放射線画像撮影部20においては、例えばＸ線
管球等の放射線源100から被写体（被検者）101に向け
て、放射線102が照射される。この被写体101を透過した
放射線102が照射される位置には、先に述べたように放
射線エネルギーを蓄積する蓄積性蛍光体シート103が配
置され、この蓄積性蛍光体シート103に被写体101の透過
放射線画像情報が蓄積記録される。

このようにして被写体101の放射線画像情報が記録され
た蓄積性蛍光体シート103は、移送ローラ等のシート移
送手段110により、先読み用読取部30に送られる。先読
み用読取部30において先読み用レーザ光源201から発せ
られたレーザ光202は、このレーザ光202の励起によって
蓄積性蛍光体シート103から発せられる輝尽発光光の波
長領域をカットするフィルター203を通過した後、ガル
バノメータミラー等の光偏向器204により直線的に偏向
され、平面反射鏡205を介して蓄積性蛍光体シート103上
に入射する。ここでレーザ光源201は、励起光としての
レーザ光202の波長域が、蓄積性蛍光体シート103が発す
る輝尽発光光の波長域と重複しないように選択されてい
る。他方、蛍光体シート103は移送ローラ等のシート移
送手段210により矢印206の方向に移送されて副走査がな
され、その結果、蛍光体シート103の全面にわたってレ
ーザ光202が照射される。ここで、レーザ光源201の発光
強度、レーザ光202のビーム径、レーザ光202の走査速
度、蓄積性蛍光体シート103の移送速度は、先読みの励
起光（レーザ光202）のエネルギーが、後述する本読み
用読取部40で行なわれる本読みのそれよりも小さくなる
ように選択されている。

上述のようにレーザ光202が照射されると、蓄積性蛍光
体シート103は、それに蓄積記録されている放射線エネ
ルギーに対応した光量の輝尽発光光を発し、この発光光
は先読み用光ガイド207に入射する。輝尽発光光はこの
光ガイド207内を導かれ、射出面から射出してフォトマ
ルチプライヤー等の光検出器208によって受光される。
該光検出器208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ットするフィル
ターが貼着されており、輝尽発光光のみを検出し得るよ
うになっている。検出された輝尽発光光は蓄積記録情報
を担持する電気信号に変換され、増幅器209により増幅
される。増幅器209から出力された信号はＡ／Ｄ変換器2
11によりディジタル化され、先読み画像信号Ｓｐとして
本読み用読取部40の本読み制御回路314に入力される。
この本読み制御回路314は、先読み画像信号Ｓｐが示す
蓄積記録情報に基づいて、例えばヒストグラム解析等に
より、読取ゲイン設定値ａ、収録スケールファクター設
定値ｂ、再生画像処理条件設定値ｃを決定する。

以上のようにして先読みを完了した蓄積性蛍光体シート
103は本読み用読取部40へ移送される。本読み用読取部4
0において本読み用レーザ光源301から発せられたレーザ
光302は、このレーザ光302の励起によって蓄積性蛍光体
シート103から発せられる輝尽発光光の波長領域をカッ
トするフィルター303を通過した後、ビームエクスパン
ダー304によりビーム径の大きさが厳密に調整され、ガ
ルバノメータミラー等の光偏向器305によって直線的に
偏向され、平面反射鏡306を介して蓄積性蛍光体シート1
03上に入射する。光偏向器305と平面反射鏡306との間に
ｆθレンズ307が配され、蓄積性蛍光体シート103上を走
査するレーザ光302のビーム径が均一となるようにされ
ている。他方、蓄積性蛍光体シート103は移送ローラな
どのシート移送手段320により矢印308の方向に移送され
て副走査がなされ、その結果、蓄積性蛍光体シート103
の全面にわたってレーザ光が照射される。このようにレ
ーザ光302が照射されると、蓄積性蛍光体シート103はそ
れに蓄積記録されている放射線エネルギーに対応した光
量の輝尽発光光を発し、この発光光は本読み用光ガイド
309に入射する。本読み用光ガイド309の中を全反射を繰
返しつつ導かれた輝尽発光光はその射出面から射出さ
れ、フォトマルチプライヤー等の光検出器310によって
受光される。光検出器310の受光面には、輝尽発光光の
波長域のみを選択的に透過するフィルターが貼着され、
光検出器310が輝尽発光光のみを検出するようになって
いる。

蓄積性蛍光体シート103に記録されている放射線画像を
示す輝尽発光光を光電的に検出した光検出器310の出力
は、前記制御回路314が決定した読取ゲイン設定値ａに
基づいて読取ゲインが設定された増幅器311により、適
正レベルの電気信号に増幅される。増幅された電気信号
はＡ／Ｄ変換器312に入力され、収録スケールファクタ
ー設定値ｂに基づいて、信号変動幅に適した収録スケー
ルファクターでディジタル信号に変換されて信号処理回
路313に入力される。上記ディジタル信号は、この信号
処理回路313において、観察読影適性の優れた放射線画
像が得られるように再生画像処理条件設定値ｃに基づい
て例えば階調処理等の画像処理（信号処理）され、出力
される。

信号処理回路313から出力された読取画像信号（本読み
画像信号）Ｓｏは、画像再生部50の光変調器401に入力
される。この画像再生部50においては、記録用レーザ光
源402からのレーザ光403が光変調器401により、上記信
号処理回路313から入力される本読み画像信号Ｓｏに基
づいて変調され、走査ミラー404によって偏向されて写
真フィルム等の感光材料405は上を走査する。そして感
光材料405は上記走査の方向と直交する方向（矢印406方
向）に走査と同期して移送され、感光材料405上に、上
記本読み画像信号Ｓｏに基づく放射線画像が出力され
る。放射線画像を再生する方法としては、このような方
法の他、前述したＣＲＴによる表示等、種々の方法を採
用することができる。

次に、被写体101の撮影***を自動的に判別する本発明
方法について説明する。Ａ／Ｄ変換器211から出力され
た先読み画像信号Ｓｐは、前述のように本読み制御回路
314に入力されるとともに、撮影***判別回路500に入力
される。第４図はこの撮影***判別回路500の構成を詳
しく説明するものであり、以下この第４図を参照して説
明する。撮影***判別回路500のヒストグラム作成部511
は上記先読み画像信号Ｓｐを受け、該画像信号Ｓｐのヒ
ストグラムを作成する。こうして作成されるヒストグラ
ムは大略のパターンで示せば、蓄積性蛍光体シート103
に記録されている画像が胸部画像の場合は、前述のよう
に正面撮影画像、側面撮影画像でそれぞれ第３Ａ図、第
３Ｂ図図示のようなものとなる。以下、この胸部画像を
例にとって説明する。

上記第３Ａ図、第３Ｂ図に示すような大略のヒストグラ
ムパターンは、それぞれ予め何枚かの代表的な胸部正面
撮影画像、側面撮影画像に関する先読み画像信号Ｓｐの
ヒストグラムをヒストグラム作成部511において作成
し、それらのヒストグラムを関数決定部512に送ってそ
こで平均化、平滑化する等によって求めることができ
る。そしてこの関数決定部512は、上述のようにして求
められた代表的なヒストグラムパターンに近似する関数
ｇ₁（ｉ）、ｇ₂（ｉ）を求める（ｉは画像信号値）。こ
のような関数は例えば重回帰分析法を用いる等により、
高次の多項式からなる関数として求めることができる。
これらの関数ｇ₁（ｉ）、ｇ₂（ｉ）は各々正面撮影画
像、側面撮影画像についての基準ヒストグラムパターン
を示すものとして記憶手段515に記憶される。

各放射線画像の撮影***を判別する際には、その放射線
画像を担う先読み画像信号Ｓｐのヒストグラムが、ヒス
トグラム作成部511において逐一作成される。この各画
像毎の実際のヒストグラムは例えば第３Ｃ図に示すよう
なものとなり、画像信号ｉの関数ｆ（ｉ）として規定で
きる。この関数ｆ（ｉ）を示す情報Ｆは、ミスマッチ測
度演算部513に送られる。ミスマッチ測度演算部513は、
各画像毎に作成される先読み画像信号Ｓｐのヒストグラ
ムパターンと、前記２つの基準ヒストグラムパターンと
のミスマッチ測度を各々求める。すなわち演算部513
は、上記情報Ｆを受けるとともに、前記記憶手段515か
ら関数ｇ₁（ｉ）、ｇ₂（ｉ）を示す情報Ｇ_１、Ｇ_２を受
け、各ミスマッチ測度 を求める。こうして求められたミスマッチ測度Ｓ_１、Ｓ
_２を示す情報は、判別部514に送られる。

上記判別部514は、Ｓ_１＞Ｓ_２ならば先読み画像信号Ｓ
ｐが担う画像が側面撮影画像であると判別して補正信号
Ｔを出力し、反対にＳ_１＜Ｓ_２であれば正面撮影画像で
あると判別して上記補正信号Ｔは出力しない。この判別
について詳しく説明すると、例えばＳ_１＜Ｓ_２ならば関
数ｆ（ｉ）と関数ｇ₁（ｉ）とのミスマッチ測度が、関
数ｆ（ｉ）と関数ｇ₂（ｉ）とのミスマッチ測度よりも
小さい、つまり関数ｆ（ｉ）は関数ｇ₂（ｉ）よりも関
数ｇ（ｉ）により良くマッチ（整合）するのであるか
ら、先読み画像信号Ｓｐのヒストグラムのパターンは第
３Ｂ図の基準ヒストグラムパターンよりも第３Ａ図の基
準ヒストグラムパターンに良く整合していると判別でき
るのである。Ｓ_１＞Ｓ_２の場合は、当然その逆である。

上記補正信号Ｔは、第１図図示のゲイン補正回路507に
送られる。この補正回路507は上記補正信号Ｔを受ける
と、本読み制御回路314が前述のようにして決定した読
取ゲイン設定値ａを、読取ゲインを下げるように補正す
る。前述したように画像読取条件および画像処理条件が
一定なら、胸部側面撮影の再生画像において胸椎Ｋの部
分の濃度は、正面撮影の場合に比べてより高くなってし
まう。そこで上記のようにＳ_１＞Ｓ_２である場合、つま
り側面撮影画像の読取り時に読取ゲインを下げれば、本
読み画像信号Ｓｏが全体的に低レベルとなり、感光材料
405に記録される再生放射線画像の濃度が全体的に低く
なる。その結果、この胸部側面の再生画像における胸椎
Ｋの部分の濃度が、正面撮影の再生画像における胸椎部
分濃度と揃うようになる。なお読取ゲインの適正な補正
量は、実験あるいは経験に基づいて求めることができ
る。

さらに上記ヒストグラムを作成するに当たっては、先読
み画像信号Ｓｐすべてのヒストグラムを作成してもよい
し、被写体とは直接関係の無い信号、すなわち放射線直
接照射領域（いわゆる素抜けの部分）等についての画像
信号は除き、その他の画像信号についてのヒストグラム
を作成してもよいし、また一たん先読み画像信号Ｓｐす
べてのヒストグラムを作成してから、上記素抜けの部分
等の画像信号に対応するヒストグラム領域を除くように
してもよい。すなわち本願発明方法において作成するヒ
ストグラムは、画像信号すべてについてのものであって
も、あるいはその一部についてのものであってもよい。

またミスマッチ測度としては前述したものの他、例えば の値や、さらにはｆ（１）−ｇ（１）、ｆ（２）−ｇ
（２）、……ｆ（Ｎ）−ｇ（Ｎ）のうちの最大値等で規
定してもよい。

上記の例においては、正面撮影画像に対しては本読み制
御回路314が決定した読取ゲインをそのままで読取りを
行ない、側面撮影画像の読取り時に読取ゲインを低く補
正しているが、これとは反対に側面撮影画像に対しては
本読み制御回路314が決定した読取ゲインをそのままで
読取りを行ない、正面撮影画像の読取り時に読取ゲイン
を高く補正するようにしてもよい。また再生画像の濃度
を調節するには、以上述べたように読取ゲインを変える
他、Ａ／Ｄ変換器312における収録スケールファクター
の条件を変えたり、信号処理回路313における階調処理
の条件を変える等してもよい。またこれらの濃度調整方
法を併用してもかまわない。

以上胸部の正面撮影画像と側面撮影画像とを判別する実
施例について説明したが、本発明はその他の部位、さら
にはその他の撮影***を判別するためにも適用されう
る。すなわち、ある共通の部位の画像において撮影***
が異なれば、各撮影***の画像を担う画像信号のヒスト
グラムのパターンが、互いに異なる基本的パターンをと
ることが多いので、この基本的なヒストグラムのパター
ンと実際の画像信号のヒストグラムパターンとの整合度
を求め、その整合度に応じて撮影***を正しく判別する
ことができるのである。

また以上の実施例においては、先読み画像信号Ｓｐを利
用して撮影***を判別しているが、前述のような先読み
を行なわず、本読み画像信号Ｓｏに基づいて信号処理回
路313における画像処理条件を設定するような場合は、
この本読み画像信号Ｓｏを利用して撮影***を判別する
ようにしてもよい。また上記実施例においては、判別し
た撮影***に応じて再生画像の濃度を補正するようにし
ているが、本発明は、その他の目的のために撮影***を
判別する際にも勿論適用可能である。

さらに上記実施例においては、蓄積性蛍光体シート103
に記録された画像の撮影***を判別しているが、本発明
はこのような蓄積性蛍光体シート103に記録された放射
線画像のみならず、その他の医用画像の撮影***を判別
するために適用することも勿論可能である。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明の医用画像の撮影***判
別方法によれば、医用画像の撮影***を自動的に正確に
判別することができる。したがって、本方法を先に述べ
たように放射線画像情報記録再生システムに適用すれ
ば、被写体の撮影***が異なっても、再生画像における
関心領域の濃度を一定に揃えることができ、よって放射
線画像の診断性能を大いに高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法により撮影***を判別する放射線画
像情報記録再生システムの一例を示す概略図、 第２Ａ図および第２Ｂ図は、被写体の撮影***が異なる
放射線画像の例を示す概略図、 第３Ａ図および第３Ｂ図は、被写体の撮影***を変えて
撮影がなされた蓄積性蛍光体シートからの読取画像信号
のヒストグラムの基本的パターン例を示すグラフ、 第３Ｃ図は実際の画像信号のヒストグラムの例を示すグ
ラフ、 第４図は本発明方法を実施する装置の例を示すブロック
図である。 20……放射線画像撮影部、30……先読み用読取部 40……本読み用読取部、100……放射線源 101……被写体、102……放射線 103……蓄積性蛍光体シート 201……先読み用レーザ光源 202……先読み用レーザ光 204……先読み用光偏向器 208……先読み用光検出器 210……本読み用シート移送手段 301……本読み用レーザ光源 302……本読み用レーザ光 305……本読み用光偏向器 310……本読み用光検出器、311……増幅器 312……Ａ／Ｄ変換器、313……信号処理回路 314……制御回路 320……本読み用シート移送手段 500……撮影***判別回路 507……読取ゲイン補正回路 511……ヒストグラム作成部、512……関数決定部 513……ミスマッチ測度演算部 514……判別部、515……記憶手段 ａ……読取ゲイン設定値 ｂ……収録スケールファクター設定値 ｃ……画像処理条件設定値 Ｆ……ヒストグラムパターンの関数を示す情報 Ｇ_１、Ｇ_２……基準ヒストグラムパターンの関数を示す
情報 Ｓｐ……先読み画像信号、Ｓｏ……本読み画像信号 Ｔ……補正信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人体の透過画像を担う画像信号のヒストグ
   ラムを作成し、このヒストグラムのパターンと、予め画
   像の撮影***毎に規定した複数の画像信号基準ヒストグ
   ラムパターンの各々との整合度を求め、この整合度に応
   じて前記画像の撮影***を判別することを特徴とする医
   用画像の撮影***判別方法。