JPH0262075B2

JPH0262075B2 -

Info

Publication number: JPH0262075B2
Application number: JP59063044A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Nakajima
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1984-03-30
Publication date: 1990-12-21
Also published as: JPS60206393A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の分野）本発明は放射線画像のサブトラクシヨン処理、
詳細には蓄積性蛍光体シートを用いて行なう放射
線画像のデジタルサブトラクシヨン処理におい
て、常に一定の適切な背景濃度が得られるように
サブトラクシヨン画像の濃度を自動的に補正する
方法に関するものである。

（発明の技術的背景および先行技術）従来より放射線画像のデジタルサブトラクシヨ
ンが公知となつている。この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
を両画像の各画素を対応させて減算処理し、放射
線画像中の特定の構造物の画像を形成するための
差信号を得る方法であり、このようにして得た差
信号を用いて特定構造物のみが抽出された放射線
画像を再生することができる。

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放射線画像の画像信号か
ら、造影剤が注入されていない放射線画像の画像
信号を引き算（サブトラクト）することによつて
特定の構造物を抽出するいわゆる時間サブトラク
シヨン処理と、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放射線を照射し、その後こ
の２つの放射線画像の画像信号間で適当な重みづ
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いわゆるエネルギー
サブトラクシヨン処理である。

このサブトラクシヨン処理は特に医療用の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
術を駆使してその研究、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（通常Digital Radiography）と呼ばれ、
DRと略称されている。

さらに最近では例えば特開昭58−163340号公報
に示されるように、きわめて広い放射線露出域を
有する蓄積性蛍光体シートを２枚使用し、これら
の蛍光体シートに前述のように造影剤有り、無し
の異なつた条件で同一の被写体を透過した放射線
を照射して、これらの蛍光体シートに造影剤が注
入された部分の画像情報が異なる放射線画像を蓄
積記録し、これらの蓄積画像を励起光による走査
により読み出してデジタル信号に変換し、これら
デジタル信号により前記デジタルサブトラクシヨ
ンを行なうことも提案されている。上記蓄積性蛍
光体シートとは、例えば特開昭55−12429号公報
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
ネルギーの一部を蛍光体中に蓄積し、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
に応じて蛍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、かつ著し
く高い解像力を有するものである。したがつて、
この蛍光体シートに蓄積記録された放射線画像情
報を利用して前記デジタルサブトラクシヨンを行
なえば、診断性能の高い放射線画像を得ることが
できる。

以上説明したような時間サブトラクシヨンによ
つて得られた差信号を用いて、例えば写真感材等
にサブトラクシヨン画像を形成した場合、造影剤
を注入した特定構造物以外の部分すなわち背景は
本来常に一定濃度になるはずである。ところが放
射線撮影時に、放射線強度を一定に設定しても実
際に照射される放射線の強度には僅かのバラツキ
が有り、さらに前記蓄積性蛍光体シートの感度に
もバラツキがあるので、上記背景の濃度は各サブ
トラクシヨン画像によつてまちまちとなることが
多い。この背景濃度がまちまちであると、複数の
サブトラクシヨン画像を比較して診断を下す場合
等において適正な診断が妨げられることが指摘さ
れている。

（発明の目的）本発明は上記のような事情に鑑みてなされたも
のであり、常に一定の背景濃度のサブトラクシヨ
ン画像を得ることができる、時間サブトラクシヨ
ン画像の自動濃度補正方法を提供することを目的
とするものである。

（発明の構成）本発明のサブトラクシヨン画像の自動濃度補正
方法は、前述したように蓄積性蛍光体シートを用
いて行なう時間サブトラクシヨン処理において、
時間サブトラクシヨン処理に用いる前記デジタル
画像信号を得る本読みに先立つて、該本読みにお
いて用いられる励起光よりも低レベルの励起光を
用いて前記蛍光体シートの蓄積画像情報を読み取
る先読みを行なうとともに、前記先読みにおいて
得た各デジタル画像の透過放射線量最大値を求
め、その後これら最大値間の差Δχを求め、前記
本読みにおける少なくとも一方の蛍光体シートの
読取条件を、前記差Δχを解消するように設定す
ることを特徴とするものである。

上記「本読み」と「先読み」とは、例えば特開
昭58−89245号公報に開示されているような処理
であり、先読みによつて得た蓄積画像情報に基づ
いて後の本読みの読取条件（例えば読取ゲイン、
信号処理条件等）を設定すれば、撮影条件の変動
による影響を取り除いた放射線画像を得ることが
できる。

また、先読みの際に用いられる励起光が本読み
に用いられる励起光よりも低レベルであるとは、
先読みの際に蓄積性螢光体シートが単位面積当た
りに受ける励起光の有効エネルギーが本読みの際
のそれよりも小さいことを意味する。先読みの励
起光を本読みの励起光よりも低レベルとする方法
として、レーザー光源等の励起光光源の出力を小
とする方法、光源より放射された励起光をその光
路においてNDフイルタ、AOM等によつて減衰
させる方法及び先読み用の光源と本読み用の光源
とを別個に設け、前者の出力を後者の出力よりも
小とする方法が挙げられ、さらには励起光のビー
ム径を大とする方法、励起光の走査速度を大とす
る方法、蓄積性螢光体シートの移送速度を大とす
る方法等が挙げられる。

先読みにより各蓄積性螢光体シートから読み出
されたデジタル画像信号それぞれの透過放射線量
最大値は、例えばそれらデジタル画像信号のヒス
トグラムから求められる。先読みによつて各蓄積
性蛍光体シートから読み出されたデジタル画像信
号のヒストグラムは例えば第１図に示すようなも
のであり、透過放射線量が最小の最小値y_A、y_Bか
ら、背景濃度の最大に対応する透過放射線量が最
大の最大値χ_A、χ_Bの間に分布する。上記最小値
y_A、y_Bは前記造影剤の有無によつて変わりうる
が、背景濃度の最大に対応する最大値χ_A、χ_Bは
本来一定となるはずである。したがつてこの最大
値χ_A、χ_Bが各画像によつて異なれば、それは撮
影時の放射線強度の差や蓄積性蛍光体シートの感
度差によるものと考えられる。そこで各画像間に
おける画像信号最大値のズレを解消するように本
読み条件を設定すれば、両デジタル画像信号を減
算したときに背景部分の濃度信号は常に０（ゼロ）
値となり、サブトラクシヨン画像の背景濃度は常
に一定となる。なお上記のように画像信号最大値
のズレを解消するために具体的には、本読み条件
のうち例えば読取ゲイン、励起光強度、画像処理
条件等を変えればよい。

（実施態様）以下、図面を参照して本発明の実施態様を説明
する。

第２図は２枚の蓄積性蛍光体シート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、
つまり被写体１の特定構造物に造影剤を注入し、
あるいは注入しないでそれぞれ照射する状態を示
す。すなわち例えば血管造影（Digital
angiography）においては、第２図の状態で第１
の蓄積性蛍光体シート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と蛍光体
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。

このようにして、造影剤注入部の画像情報が異
なる２つの放射線画像を２枚の蓄積性蛍光体シー
トＡ，Ｂに蓄積記録する。次にこれら２枚の蓄積
性蛍光体シートＡ，Ｂから、第３図に示すような
画像読取手段によつてＸ線画像を読み取り、画像
を表わすデジタル画像信号を得る。先ず、先読み
部１００において蓄積性蛍光体シートＡを矢印Ｙ
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、蛍光体シート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成形し
て作られた集光板１４の一端面からこの集光板１
４の内部に入射し、中を全反射を繰返しつつフオ
トマル１５に至り、輝尽発光光１３の発光量が先
読み画像信号SPとして出力される。この出力さ
れた先読み画像信号SP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（logSP）の
先読みデジタル画像信号logSP_Aに変換される。
この先読みデジタル画像信号logSP_Aは例えば磁
気テープ等の記憶媒体１７に記憶される。次に全
く同様にして、もう１枚の蓄積性蛍光体シートＢ
の記録画像が読み出され、その先読みデジタル画
像信号logSP_Bが同様に記憶媒体１７に記憶され
る。

次に蓄積性蛍光体シートＡは、上記の先読み部
１００と同様に、レーザー光源４０、走査ミラー
４２、集光板４４、フオトマル４５からなる本読
み部２００に送られる。この本読み部２００にお
いて、レーザー光４１の照射によつて蓄積性蛍光
体シートＡから発せられた輝尽発光光４３は、フ
オトマル４５に入力され、蓄積性蛍光体シートＡ
に蓄積記録されていた画像情報が光電的に読み出
される（本読み）。なお前記先読み用のレーザー
光源１０の出力は、上記本読み用のレーザー光源
４０の出力よりも小さく、（好ましくは10％以下、
さらに好ましくは３％以下程度）に設定され、蓄
積性蛍光体シートＡに蓄積された放射線エネルギ
ーが本読み前に多量に散逸されないようになつて
いる。

上記本読み用フオトマル４５から出力された本
読み画像信号Ｓは増幅器４６で増幅され、Ａ／Ｄ
変換器４７によりデジタル信号に変換されてから
対数変換器４８に入力され、この対数変換器４８
によつて対数値（logS）のデジタル画像信号
logS_Aに変換される。このデジタル画像信号logS_A
は例えば磁気テープ等の記憶媒体４９に記憶され
る。次に、全く同様にして、もう１枚の蓄積性蛍
光体シートＢの記録画像が読み出され、その本読
みのデジタル画像信号logS_Bが同様に記憶媒体４
９に記憶される。次に、上述のようにして得られ
た本読みのデジタル画像信号logS_A，logS_Bを用い
てサブトラクシヨン処理を行なう。第４図は本発
明方法の一施態様による自動濃度補正を実施しな
がら行なわれるサブトラクシヨン処理の流れを示
している。まず前記記憶媒体４９内の画像フアイ
ル４９Ａと、画像フアイル４９Ｂからそれぞれ、
前述のデジタル画像信号logS_A，logS_Bが読み出さ
れ、サブトラクシヨン演算回路５０に入力され
る。このサブトラクシヨン演算回路５０は、上記
２つのデジタル画像信号logS_AとlogS_Bを対応する
画素毎に減算し、デジタルの差信号Ssubを求め
る。この差信号Ssubは一たん画像フアイル５１
に記憶されてから、画像処理回路５２に入力さ
れ、該画像処理回路５２において例えば階調処理
等の画像処理を受ける。

画像処理を受けた差信号Ssub′は、例えばCRT
等のデイスプレイ装置や、走査記録装置等の再生
記録装置５３に入力され、該差信号Ssub′によつ
てサブトラクシヨン画像が再生記録される。第５
図はサブトラクシヨン画像再生記録システムの一
例として、画像走査記録装置を示すものである。
感光フイルム３０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３１をこの感光フイ
ルム３０上にＸ方向に主走査させ、レーザービー
ム３１をＡ／Ｏ変調器３２により画像信号供給器
３３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３０上に可視像を形成する。こ
の変調用画像信号として、前記差信号Ssub′を使
用すれば、デジタルサブトラクシヨン処理による
所望の特定構造物のみの画像を感光フイルム３０
上に再生記録することができる。

第６図は以上説明したようなサブトラクシヨン
により、所望の特定構造物の画像を得る様子を示
すものである。図中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の蓄積性蛍光体シ
ートＡから得られる画像、４Ｂは同じ部分の造影
剤を注入した後のＸ線画像を記録した第２の蓄積
性蛍光体シートＢから得られる画像、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減算して得た、血管
だけが見えるようにしたサブトラクシヨン画像で
ある。

上記サブトラクシヨン画像４Ｃにおいて、抽出
された特定構造物（血管）のまわりの背景BK部
分は、本来前記差信号Ssubが０（ゼロ）となつ
て、再生画像上では常に一定濃度になるはずであ
る。ところが前述したように撮影放射線強度のバ
ラツキや、蓄積性蛍光体シートＡ，Ｂの感度のバ
ラツキにより、この背景BK部分の濃度はまちま
ちになつてしまう。そこで第４図に示されるよう
に、前記記憶媒体１７の画像フアイル１７ａ，１
７ｂに記憶されていた先読みのデジタル画像信号
logS_A，logS_Bをヒストグラム演算回路６０に入力
し、該ヒストグラム演算回路６０においてそれぞ
れの信号logSP_A，logSP_Bのヒストグラムを求め
る。これらヒストグラムは前記第１図に示すよう
に、それぞれ前記背景BKの濃度の最大に対応す
る透過放射線量最大の最大値χ_A、χ_Bと、透過放
射線量最小の最小値y_A、y_Bとの間に分布する。前
述したように上記最大値χ_A、χ_Bは本来双方の画
像において一定となるはずであるが、既述のとお
り撮影時の放射線強度の差や、蓄積性蛍光体シー
トＡ，Ｂの感度差により背景濃度がシート毎に変
化し、各最大値χ_A、χ_Bが異なる。そこで上記最
大値χ_A、χ_Bを表わす信号をゲイン補正回路６１
に送り、両最大値χ_A、χ_Bの差Δχを求めて、この
差Δχが無くなるように蓄積性蛍光体シートＡ，
Ｂのそれぞれの読取りゲインを求める。このよう
にして求められた蓄積性蛍光体シートＡ，Ｂの読
取りゲイン情報は、本読みが行なわれる際にゲイ
ン制御回路６２に送られ、該ゲイン制御回路６２
は本読み時に増幅器４６の読取りゲインを上記読
取りゲイン情報にしたがつて変更する。

上記のようにそれぞれ読取りゲインが変えられ
て得られた本読みのデジタル画像信号logS_A，
logS_Bは、前記背景BK部分の濃度最大に対応す
る透過放射線最大値信号χ_A，χ_Bが同じ値になる
から、次に前述のようにしてサブトラクシヨン処
理が行なわれると、得られた差信号Ssubにおい
て背景BK部分のデジタル画像信号は常に０（ゼ
ロ）値となり、この差信号Ssubに基づいて得ら
れるサブトラクシヨン画像において背景BK部分
の濃度は常に一定となる。

以上本読みにおける読取り条件の一つである読
取りゲインを各蓄積性蛍光体シート毎に変えて、
サブトラクシヨン画像の背景濃度を一定に揃える
実施態様について説明したが、この読取りゲイン
の他の読取条件を変えるようにしてもよく、例え
ば励起光の強度を前記最大値の差Δχに応じて各
シート毎に変えることもできる。またこの読取り
条件は、一方の蓄積性蛍光体シートに関しては前
記読取りゲイン補正を行なわず他方の蓄積性蛍光
体シートのみに関して上記差Δχに応じて変えて
も、あるいは両方のシートに関して変えるように
してもよい。

また上記の実施態様においては先読み用のレー
ザー光源の出力を本読み用のレーザー光源の出力
よりも小とすることによつて先読みの励起光が本
読みの励起光よりも低レベルとされているが、先
読みの励起光と本読みの励起光よりも低いレベル
とする方法はこれに限られるものではなく、先に
述べたような別の方法が採用されてもよい。

さらに、本発明において、先読みによつて得ら
れたデジタル画像信号の透過放射線量最大値を求
める方法は、ヒストグラムから計算する手法に限
られるものではなく、例えば順次画像データを比
較しつつより大きな値を選択していく方法などが
適用できる。従つて、上述の実施態様において、
ヒストグラム演算回路６０は最大値を求めるため
の別の演算手段に置き換えられてもよいことは言
うまでもない。

（発明の効果）以上詳細に説明した通り本発明方法によれば、
２枚の蓄積性蛍光体シートを利用して得られる時
間サブトラクシヨン画像の背景濃度を常に一定に
設定できるので、極めて診断性に優れ医療分野に
おける利用価値が高いサブトラクシヨン画像が得
られるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は時間サブトラクシヨンに用いられるデ
ジタル画像信号のヒストグラムを示すグラフ、第
２図は本発明方法における放射線画像の蓄積記録
ステツプを示す説明図、第３図は上記蓄積記録が
なされた蓄積性蛍光体シートからの放射線画像情
報読取りを説明する概略図、第４図は本発明方法
の一実施態様により自動濃度補正を行なうサブト
ラクシヨン処理の概要を説明する概略図、第５図
はサブトラクシヨン画像の再生記録システムの一
例を示す概略図、第６図は造影剤注入の放射線画
像および造影剤非注入の放射線画像と、これら放
射線画像から得られる時間サブトラクシヨン画像
の例を示す概略図である。１……被写体、２……Ｘ線、３……Ｘ線源、４
Ａ，４Ｂ……Ｘ線画像、４Ｃ……サブトラクシヨ
ン画像、１０，４０……レーザー光線、１１，４
１……レーザー光、１２，４２……走査ミラー、
１３，４３……輝尽発光光、１５，４５……フオ
トマル、１６，４８……対数変換器、４６……増
幅器、４７……Ａ／Ｄ変換器、５０……サブトラ
クシヨン演算回路、６０……ヒストグラム演算回
路、６１……ゲイン補正回路、６２……ゲイン制
御回路、１００……先読み部、２００……本読み
部、Ａ，Ｂ……蓄積性蛍光体シート、logSP_A，
logSP_B……先読みによるデジタル画像信号、
logS_A，logS_B……本読みによるデジタル画像信
号、Ssub……デジタル画像信号の差信号。

Claims

【特許請求の範囲】

１２枚の蓄積性蛍光体シートのそれぞれに、特
定構造物に造影剤が注入された被写体と造影剤が
注入されない前記被写体を透過した放射線を照射
して、これら蛍光体シートに前記特定構造物の画
像情報が互いに異なる放射線画像を蓄積記録し、
これらの蛍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、両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差信号を得、その後この差
信号に、所定の階調変換テーブルに基づいて階調
処理を施すようにした放射線画像の時間サブトラ
クシヨン処理において、該時間サブトラクシヨン
処理に用いる前記デジタル画像信号を得る本読み
に先立つて、該本読みにおいて用いられる励起光
よりも低レベルの励起光を用いて前記蛍光体シー
トの蓄積画像情報を読み取る先読みを行なうとと
もに、前記先読みにおいて得た各デジタル画像信
号の各透過放射線量最大値を求め、その後これら
最大値間の差Δχを求め、前記本読みにおける少
なくとも一方の蛍光体シートの読取条件を、前記
差Δχを解消するように設定することを特徴とす
るサブトラクシヨン画像の自動濃度補正方法。