JPH0363877B2 - - Google Patents

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
方法および装置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、これらの蓄積信号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（あるいは輝度）に出力できる
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。サブトラクシヨン画
像の自動濃度補正方法およびその方法を実施する
装置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
いて行なうサブトラクシヨン処理において、サブ
トラクシヨンによつて得た差信号に対して階調処
理を施すに際して、前記差信号のヒストグラムを
求めてその最大頻度点信号を求め、差信号による
サブトラクシヨン画像の標準的な背景濃度を担持
する標準背景濃度信号から前記最大頻度点信号を
減じた差Δχを求め、次いで (i) その階調処理を施す前の差信号に前記差Δχ
を加える補正、 (ii) その階調処理に用いる階調変換テーブルを、
前記差Δχと絶対値が等しく符号が逆の値−Δχ
だけ入力信号軸方向にシフトさせる補正 のいずれか一方の補正を行なうようにしたもので
ある。

上記方法を実施する本発明のサブトラクシヨン
画像の自動濃度補正装置は、前記(i)の補正を行な
う場合には、前述したような励起光走査と輝尽発
光光の光電的読み出しにより、蓄積性蛍光体シー
トの放射線画像のデジタル信号を得る画像読取手
段と、この画像読取手段が読み取つた、特定構造
物に造影剤が注入された被写体のデジタル画像信
号と、造影剤が注入されない被写体のデジタル画
像信号とを、対応する画像間で減算して特定構造
物の画像を形成する差信号を得るサブトラクシヨ
ン演算手段と、この差信号に階調変換テーブルに
基づいて階調処理を施す画像処理手段と、前記差
信号のヒストグラムを求めてその最大頻度点信号
を求めるヒストグラム演算手段と、前記差信号に
よるサブトラクシヨン画像の標準的な背景濃度を
記憶する記憶手段と、該記憶手段から読み出され
た前記標準背景濃度を担持する標準背景濃度信号
から前記最大頻度点信号を減算し、その差Δχを
階調処理を受ける前の前記差信号に加える信号補
正回路とから構成される。

また上記信号補正回路に代えて、前記階調変換
テーブルを、前記差Δχと絶対値が等きくて符号
が逆の−Δχだけ入力信号軸方向にシフトさせる
階調変換テーブル補正回路を設ければ、前述した
(ii)の補正を行なうことができる。

前記差信号のヒストグラムにおける最大頻度点
濃度は、通常サブトラクシヨン画像の背景濃度で
あるから、前述したような(i)あるいは(ii)の補正を
行なえば、サブトラクシヨン画像において背景濃
度は常に一定の標準的な背景濃度に設定されるよ
うになる。

（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１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１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線透過後を蓄積記録する。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２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、蓄積性
蛍光体シート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、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１４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。
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、そのデジタル画像信号logS_B
が同様に記憶媒体１７に記憶される。

次に、上述のようにして得られたデジタル画像
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３図は本発明方法の第１実施態様に
よる自動濃度補正を実施しつつ行なわれるサブト
ラクシヨン処理の流れを示している。まず前記記
憶媒体１７内の画像フアイル１７Ａと、画像フア
イル１７Ｂからそれぞれ、前記デジタル画像信号
logS_A，logS_Bが読み出され、サブトラクシヨン演
算回路１８に入力される。このサブトラクシヨン
演算回路１８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１９に記憶されてから、画像処
理回路２０に入力され、該画像処理回路２０にお
いて階調変換テーブル２０ａに基づいて階調処理
される。

階調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２１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４
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５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（輝度５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３図に示さ
れるように、前記差信号Ssubをヒストグラム演
算回路２２に入力し、該差信号Ssubのヒストグ
ラムを求める。このヒストグラムは第６図に示す
ように、通常、前記背景BKの領域を表わす大き
な山Ｍと、造影剤が注入された特定構造物部分を
表わす小さな山ｍとを有する。したがつて上記大
きな山Ｍの位置が常に同じであれば、上記背景
BKは常に一定の濃度となる。ところが前記のよ
うな理由で、上記ヒストグラムは第６図に破線で
示すように変動してしまう。そこでこの第６図の
実線のヒストグラムを、再生画像の背景BKの濃
度が好ましい標準的な濃度（標準背景濃度）とな
る差信号のものであるとすると、まずその最大頻
度点信号χ₀（標準背景濃度信号である）から、実
際のヒストグラムの最大頻度点信号χを減じ、そ
の差Δχ（＝χ₀−χ）を求める。この演算は第３図
に示すように、上記ヒストグラム演算回路２２が
求めた実際のヒストグラムの最大頻度点信号χ
と、上記標準背景濃度を記憶させた記憶手段２３
から読み出された標準背景濃度信号χ₀とを信号補
正回路２４に入力し、該信号補正回路２４におい
て行なう。そしてこの信号補正回路２４は、画像
フアイル１９から引き出された前記差信号Ssub
に上記差Δχを一律に加算する。したがつて差信
号Ssubは常に、そのヒストグラムの最大頻度点
信号が前記X₀となるように補正され、この補正
後の差信号Ssubを基に得られるサブトラクシヨ
ン画像において、背景濃度はいかなる場合も上記
標準背景濃度となる。

第７図は本発明方法の第２実施態様による自動
濃度補正を行なうサブトラクシヨン処理の流れを
示すものである。この場合ヒストグラム演算回路
２２からの最大頻度点信号χと、記憶手段２３か
らの標準背景濃度信号χ₀は階調変換テーブル補正
回路１２４に入力される。前記画像処理回路２０
において用いられる階調変換テーブル２０ａは第
８図に示されるようにものであるが、上記階調変
換テーブル補正回路１２４は前記信号補正回路２
４と同様にΔχ＝χ₀−χを求めてから、補正項−
ΔXを画像処理回路２０に送り、本来の階調変換
テーブル２０ａ（第８図の実線）を、−ΔXだけ入
力信号軸方向にシフトさせる（第８図の破線）。
このように階調変換テーブル２０ａがシフトされ
ると、階調処理後の差信号Ssub′はいかなる場合
でも常に、ヒストグラムの最大頻度点信号が前記
標準背景濃度信号χ₀となつている差信号Ssubが
上記本来の階調変換テーブル２０ａによつて階調
処理された場合と同じ値をとる。したがつて上記
差信号Ssub′によつて得られたサブトラクシヨン
画像において、背景BKの濃度は常に標準背景濃
度となる。

なお標準背景濃度信号χ₀は前述のように、好ま
しい標準背景濃度のサブトラクシヨン画像を形成
する差信号Ssubのヒストグラムの最大頻度点信
号を求めて得る他、特に差信号Ssubのヒストグ
ラムを求めなくても、標準的な背景濃度のサブト
ラクシヨン画像を形成する差信号Ssubから、画
像座標点を指示して背景濃度信号を抽出したり、
あるいは好ましい標準背景濃度を表わす信号を発
生させて、その信号を使用するようにしてもよ
い。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明によれば、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２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３図は本発明
方法の第１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４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５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、第６図はサブトラクシ
ヨン画像を形成する差信号のヒストグラムの例を
示すグラフ、第７図は本発明方法の第２実施態様
により自動濃度修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８図は上記第２実
施態様方法における階調変換テーブルの補正を説
明するグラフである。 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……レーザー光源、１１……レーザ
ー光、１２……走査ミラー、１３……輝尽発光
光、１５……フオトマル、１６……対数変換器、
１８……サブトラクシヨン演算回路、２０……画
像処理回路、２０ａ……階調変換テーブル、２２
……ヒストグラム演算回路、２３……記憶手段、
２４……信号補正回路、１２４……階調変換テー
ブル補正回路、Ａ，Ｂ……蓄積性蛍光体シート、
logS_A，logS_B……デジタル画像信号、Ssub……
デジタル画像信号の差信号、Ssub′……階調処理
された差信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２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、前記差信号のヒストグラ
   ムを求めて次にその最大頻度点信号を求め、前記
   差信号によるサブトラクシヨン画像の標準背景濃
   度を担持する標準背景濃度信号から前記最大頻度
   点信号を減じた差Δχを求め、次いで (i) 前記階調処理を施す前の前記差信号に前記差
   Δχを加える補正、 (ii) 前記階調処理に用いる階調変換テーブルを、
   前記差Δχと絶対値が等しく符号逆の値−Δχだ
   け入力信号軸方向にシフトさせる補正 のいずれか一方の補正を行なうことを特徴とする
   サブトラクシヨン画像の自動濃度補正方法。 ２ 放射線画像が蓄積記録された蓄積性蛍光体シ
   ートに励起光を走査し、それによつて前記蓄積性
   蛍光体シートから発せられた輝尽発光光を光電的
   に読み出してデジタル画像信号に変換する画像読
   取手段と、この画像読取手段が読み取つた、特定
   構造物に造影剤が注入された被写体のデジタル画
   像信号と、造影剤が注入されない前記被写体のデ
   ジタル画像信号とを、対応する画素間で減算して
   前記特定構造物の画像を形成する差信号を得るサ
   ブトラクシヨン演算手段と、この差信号に階調変
   換テーブルに基づいて階調処理を施す画像処理手
   段と、前記差信号のヒストグラムを求めてその最
   大頻度点信号を求めるヒストグラム演算手段と、
   前記差信号によるサブトラクシヨン画像の標準背
   景濃度を記憶する記憶手段と、該記憶手段から読
   み出された前記標準背景濃度を担持する標準背景
   濃度信号から前記最大頻度点信号を減算し、その
   差Δχを前記階調処理を受ける前の前記差信号に
   加える信号補正回路とからなるサブトラクシヨン
   画像の自動濃度補正装置。 ３ 放射線画像が蓄積記録された蓄積性蛍光体シ
   ートに励起光を走査し、それによつて前記蓄積性
   蛍光体シートから発せられた輝尽発光光を光電的
   に読み出してデジタル画像信号に変換する画像読
   取手段と、この画像読取手段が読み取つた、特定
   構造物に造影剤が注入された被写体のデジタル画
   像信号と、造影剤が注入されない前記被写体のデ
   ジタル画像信号とを、対応する画素間で減算して
   前記特定構造物の画像を形成する差信号を得るサ
   ブトラクシヨン演算手段と、この差信号に階調変
   換テーブルに基づいて階調処理を施す画像処理手
   段と、前記差信号のヒストグラムを求めてその最
   大頻度点信号を求めるヒストグラム演算手段と、
   前記差信号によるサブトラクシヨン画像の標準背
   景濃度を記憶する記憶手段と、該記憶手段から読
   み出された前記標準背景濃度を担持する標準背景
   濃度信号から前記最大頻度点信号を減算し、前記
   階調変換テーブルを、前記差Δχと絶対値が等し
   くて符号が逆の−Δχだけ入力信号軸方向にシフ
   トさせる階調変換テーブル補正回路とからなるサ
   ブトラクシヨン画像の自動濃度補正装置。