JPH0412970B2

JPH0412970B2 -

Info

Publication number: JPH0412970B2
Application number: JP56165116A
Authority: JP
Inventors: Takao Komaki; Hiroshi Tanaka; Nobuyoshi Nakajima
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1981-10-16
Filing date: 1981-10-16
Publication date: 1992-03-06
Also published as: JPS5867245A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、改良された同時多層断層撮影装置に
関するものである。

従来Ｘ線被写体の所望の断層面のみのＸ線断層
像を得る方法として断層撮影法が知られている。

これはＸ線管とＸ線写真フイルムとをＸ線被写
体を介して配置し、Ｘ線照射時にＸ線管とＸ線写
真フイルムをＸ線被写体のある断層面を中心とし
て直線定則（Ｘ線管の焦点、断層面の１点および
Ｘ線フイルム上の１点が直線をなすこと）と等比
定則（焦点と断層面間の距離ａと断層面とフイル
ム間の距離ｂとの比が一定であること）を満足す
るように相対移動させることにより、Ｘ線写真フ
イルム上に所望の断層面のみを結像し、その他の
被写体の断層面をぼかすものであり、この結果Ｘ
線被写体の所望の断層面のみのＸ線画像が得られ
る。

さらにＸ線写真フイルムを複数枚積層して上述
と同様の撮影をおこないＸ線被写体の複数の断層
面の像が一度に（同時に）得られる方法として同
時多層断層撮影法というものが知られている。

断層撮影方法においては、前述の直線定則と等
比定則が成立すれば足り、Ｘ線管とＸ線写真フイ
ルムの移動方式は、直線、円、楕円、渦状などい
ずれの方式も使用しうる。

かかる断層撮影技術に関しては、東京都放射線
技師会発行「放射線技術の手引」に詳細に記載さ
れている。

以下、添付図面に基づいて同時多層断層撮影方
法について説明を加える。第１図は、Ｘ線管とＸ
線写真フイルムの移動方式として水平直線運動方
式を採用した場合の例を示すものである。

Ｘ線管１とＸ線写真フイルム２ａ，２ｂ，２ｃ
を３枚積層してなるフイルム積層体を収納したカ
セツテ３がＸ線被写体４を介して配置されてい
る。Ｘ線写真フイルム２ａ，２ｂ，２ｃは通常Ｘ
線増感紙をともなつており、下層ほどＸ線に対す
る感度が大となるよう配慮がなされている。

撮影の際は、Ｘ線管１およびカセツテ３をそれ
ぞれ矢印５，６方向に移送しつつＸ線管１からＸ
線をＸ線被写体４に照射する。こうすると例えば
Ｘ線写真フイルム２ａに結像されるＸ線被写体の
断層面はＸ線管１から照射されたＸ線７ａ，７
a′がＸ線管１の移送に伴なつて形成する交差部分
８ａであり、Ｘ線写真フイルム２ｃに結像される
Ｘ線被写体の断層面はＸ線管１から照射されたＸ
線７ｃ，７c′がＸ線管１の移送に伴なつて形成す
る交差部分８ｃである。

この同時多層断層撮影法は一度の撮影でＸ線被
写体の複数の断層面の像を得ることができるの
で、たとえば心臓肺などの運動臓器に対しては運
動位相が全く同一の断層像が得られ、その他の部
位でも、通常各断層像の間で避けられなかつた被
検者の動きによる画像のずれが全くない複数の断
層面の像が得られ、さらに被ばく量の低減、被検
者の肉体的、精神的負担も軽減されるため診断上
好都合なものである。

しかしながら、従来の同時多層断層撮影法にあ
つては、Ｘ線被写体を透過したＸ線は複数枚のＸ
線写真フイルムを順次透過してゆくうちに、減衰
し、上層のＸ線写真フイルムほど濃度が高く、下
層にゆくほど濃度が低くなるため、Ｘ線写真フイ
ルム及び増感紙の感度を調整することによつて各
層の濃度のバラツキを補正することが必要となる
が、Ｘ線被写体に応じて、このようなＸ線写真フ
イルム、増感紙の感度バランスをとることは一般
にきわめて困難であるし、最下層のＸ線写真フイ
ルムの感度を上昇させることにも限界があり、増
感紙を組み合わせてもない十分な感度は得られな
かつた。更には、低エネルギーのＸ線ほど上層の
Ｘ線写真フイルムで吸収され、高エネルギーのＸ
線ほど下層のＸ線写真フイルムまで到達するの
で、上層のＸ線写真フイルムほどコントラストが
高く、下層ほど低くなつてしまい、Ｘ線写真フイ
ルムのγ値を各層について調整をすることが必要
不可欠であるが、Ｘ線被写体に応じてγ値を調整
したＸ線写真フイルムを用意することはきわめて
困難であつた。このような事情から、従来の同時
多層断層撮影法にあつては、診断性能の高いＸ線
画像を得ることは一般にすこぶる困難であり、ま
たＸ線写真フイルム−増感紙の積層枚数もせいぜ
い４〜５層が限度であり、多数の断層像を得るた
めには、複数回の撮影をおこなわなければならな
いという欠点があつた。

本発明はかかる従来の多層断層撮影方法の欠点
を解消し、容易に診断性能の高いＸ線断層像を得
ることのできる同時多層断層撮影装置を提供する
ことを目的とする。

また本発明の他の目的は、一回の撮影におい
て、すなわち被ばく量を増大させることなく、従
来に比し多数のＸ線断層像を得る多層断層撮影装
置を提供することにある。

本発明者は、かかる目的を達成するため鋭意研
究を重ねた結果、複数枚の蓄積性螢光体シートか
ら成る積層体をＸ線被写体を介してＸ線管の反対
側に配置し、Ｘ線照射時に前記積層体とＸ線管と
をＸ線被写体のある断層面を中心として、直線定
則と等比定則を満足するように相対移動させるこ
とにより、前記目的に達成されることを見出し
た。

本発明において、蓄積性螢光体とは、放射線
（Ｘ線、α線、β線、γ線、紫外線等）が照射さ
れると、この放射線エネルギーの一部を内部に蓄
積し、その後可視光等の励起光を照射すると、蓄
積エネルギーに応じた光量の輝尽発光光を発する
性質を有するものをいう。

かような蓄積性螢光体の層を設けられたシート
に被写体を透過した放射線を照射して、蓄積性螢
光体中に被写体に関する情報を放射線画像情報と
して蓄積記録し、しかる後にレーザ光等の励起光
で蓄積性螢光体シートを走査して放射線画像情報
を輝尽発光光として放出せしめ、この輝尽発光光
を光電的に読み取つて画像信号とし、この画像信
号に所望の信号処理を施して写真感光材料等の記
録媒体或いはCRT等の表示装置上に可視像とし
て出力せしめる放射線画像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
においては、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て光量変換手段により読み
取つ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情報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的に読取ることにより、
蓄積性螢光体中に蓄積されている放射線エネルギ
ーのレベルの所望のレベルよりの偏倚を補正する
ことが容易になしうるから、従来の同時多層断層
撮影方法において要求された各層に応じてのＸ線
写真フイルム−増感紙の感度のバランスをとるよ
うなことは必ずしも必要ではなく、同一感度の蓄
積性螢光体を各層に用いることができるし、また
各層の蓄積性螢光体の感度を変える場合にも、厳
密な感度バランスをとることは必ずしも要求され
ない。また従来は、Ｘ線写真フイルム−増感紙の
感度の制限からも積層体の層数にも制限があつた
が、このシステムにおいては、読取ゲインの値を
適当に設定することにより蓄積性螢光体の感度の
補正がなしうるから、積層体の層数を大幅に増大
させる。換言すれば、１回の撮影で従来に比しは
るかに層数の多い断層像を得ることが可能とな
る。更には、光電的に読取つた画像信号について
階調処理を施すことにより、出力した放射線画像
のコントラストを容易に所望のように補正するこ
とができるから、従来の同時多層断層撮影方法の
ように各層のＸ線写真フイルムのγ値を厳密に調
整するというようなことを要せずして、コントラ
ストの同一な多数の断層像を得ることが可能とな
る。

本発明において用いられる蓄積性螢光体は、励
起光照射によつて発する輝尽発光光の波長領域が
励起光の波長領域と重なり合わないものであるこ
とがＳ／Ｎ比を向上させる上で望ましい。具体的
には特開昭55−12492号公報に開示されているよ
うに、励起光波長が600〜700nmに、輝尽発光光
の波長が300〜500nmとなるようなものが好まし
い。

このように、300〜500nmの輝尽発光光を発し、
本発明において好ましく使用しうる蓄積性螢光体
としては、例えば、希土類元素付活アルカリ土類
金属フルオロハライド螢光体〔具体的には、特開
昭55−12143号公報に記載されている（Ba_1x-y，
Mg_x，Ca_y）FX：aEu²⁺（但しＸはClおよびBrの
うちの少なくとも１つであり、ｘおよびｙは０＜
ｘ＋ｙ≦0.6かつxy≠０であり、ａは10^-6≦ａ≦
５×10^-2である）、―特開昭55−12145号公報に記
載されている（Ba_1-x，M〓_x）FX：yA（但しM〓
はMg、Ca、Sr、ZnおよびCdのうちの少なくと
も１つ、ＸはCl、BrおよびＩのうちの少なくと
も１つ、ＡはEu、Tb、Ce、Tm、Dy、Pr、Ho、
Nd、YbおよびErのうちの小なくとも１つ、ｘは
０≦ｘ≦0.6、ｙは０≦ｙ≦0.2である）等〕；特
開昭55−12142号公報に記載されているZnS：
Cu，Pb、BaO.xAl₂O₃：Eu（但し0.8≦ｘ≦10）
およびM〓Ｏ・xSiO₂：Ａ（但しＭはM〓ｇ、Ca、
Sr、Zn、CdまたはBaであり、ＡはCe、Tb、
Eu、Tm、Pb、Tl、BiまたはMnであり、ｘは
0.5≦ｘ≦2.5である）；および特開昭55−12144号
公報に記載されたLnOX：xA（但しLnはLa、Ｙ、
GdおよびLuのうちの少なくとも１つ、ＸはClお
よびBrのうちの小なくとも１つ、ＡはCeおよび
Tbのうちの少なくとも１つ、ｘは０＜ｘ＜0.1で
ある）；などが挙げられる。これらの内でも好ま
しいのは希土類元素付活アルカリ土類金属フルオ
ロハライド螢光体であるが、その中でも具体例と
して示したバリウムフルオロハライド類が特に輝
尽性の発光が優れているので好ましい。

更には、バリウムフルオロハライド螢光体に特
開昭56−2385号公報、同56−2386号公報に開示さ
れる如く金属弗化物を添加したもの、或いは特開
昭56−74175号明細書に開示される如く金属塩化
物、金属臭化物、金属沃化物の少なくとも一種を
添加したものは、輝尽発光が更に改善され、好ま
しい。

また、特開昭55−163500号公報に開示される如
く前述の如き蓄積性螢光体を用いて作成される蓄
積性螢光体板の螢光体層を顔料又は染料を用いて
着色すると、最終的に得られる画像の鮮鋭度が向
上し、好ましい。

本発明において、用いられる階調処理として
は、特開昭55−116339号、同55−116340号、同55
−88740号公報等に開示されたものが挙げられる。

本発明において、階調処理の他に、放射線画像
の画質を向上させ診断性能を向上させるために、
特開昭55−87970号、同56−11038号、特開昭56−
75141号、同56−104645号等に開示された周波数
処理を併用することができる。

本発明においては、積層体を構成する各層の蓄
積性螢光体に蓄積されている放射線エネルギーに
応じて、読取り時における読取りゲインの調節、
光電変換後の画像信号に対する階調処理をするこ
とを要するから、予め蓄積性螢光体に蓄積記録さ
れている放射線エネルギーについての蓄積記録情
報を把握することが必要である。このためには、
特開昭58−67240号、同58−67241号、同58−
67242号、同58−67243号、同58−67244号に開示
されているような方法、装置により、予め励起光
のエネルギーの小なる励起光によつて放射線エネ
ルギーについての蓄積記録情報を得るための読取
り操作をおこなつた後に、この蓄積記録情報に基
いて読取りゲインの設定、階調処理条件の設定を
おこなつた上で再び励起光を蓄積性螢光体シート
に照射し、得られた輝尽発光光に基づいて放射線
画像を出力することが望ましい。しかしながら、
蓄積性螢光体に蓄積記録されている放射線エネル
ギーについての蓄積記録情報を得るための方法と
しては、かかる方法に限定されるものではなく、
特開昭55−50180号に開示されるようないわゆる
「瞬時発光光」を用いる方法、その他種々の方法
を用いることができるのはもとよりである。

以下、添付図面に基づき、本発明の実施態様に
ついて詳細に説明を加える。第２図は本発明の実
施態様を示す同時多層断層撮影装置の概略図であ
る。第２図において、Ｘ線管１１と蓄積性螢光体
シート１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…１２ｎから成る
積層体を収容したカセツテ１３とがＸ線被写体１
４を介して配置されている。

撮影の際は、Ｘ線管１１およびカセツテ１３を
それぞれ矢印１５，１６の向きに移送しつつ、Ｘ
線管１１からＸ線をＸ線被写体１４に照射する。
その結果、第１図の場合と同様にＸ線被写体１４
の断層面１８ａの断層像は蓄積性螢光体シート１
２ａにＸ線エネルギーとして蓄積記録され、断層
面１８ｎの断層像は蓄積性螢光体シート１２ｎに
蓄積記録される。

このように蓄積性螢光体１２ａ，１２ｂ、…１
２ｎ中にＸ線エネルギーとして蓄積記録されたＸ
線被写体１４の多断層面１８ａ，１８ｂ、…１８
ｎの断層像に対応するＸ線エネルギーは上層の蓄
積性螢光体シートほど可視像としたときの濃度及
びコントラストが高い状態となつている。

こうして、同時多層断層撮影のなされた蓄積性
螢光体シート１２ａ，１２ｂ、…１２ｎは読取装
置に送られる。

第３図は、蓄積性螢光体シート１２ａ，１２
ｂ、…、１２ｎに蓄積記録されている蓄積記録情
報を読取るために先読み用読取り部２１と診断に
用いる放射線画像を出力するために蓄積性螢光体
シート１２ａ，１２ｂ、…、１２ｎに蓄積記録さ
れている放射線画像情報を読取る本読み用読取り
部３２より構成される読取装置の概略図を示すも
のである。

先読み読取部２１においては、レーザ光源２２
から発せられたレーザ光２３はこのレーザ光２３
の励起によつて蓄積性螢光体シート２０から発す
る輝尽発光光の波長領域をカツトするフイルター
２４を通過した後、ガルバノミラー等の光偏向器
２５により平面反射鏡２６を介して蓄積性螢光体
シート２０上に一次元的に偏向せしめられて入射
する。ここにレーザ光源２２は、レーザ光２３の
波長域が蓄積性螢光体２０からの輝尽発光光の波
長域と重複しないように選択されている。他方、
螢光体シート２０は矢印２７の方向に移送せしめ
られて副走査がなされ、その結果、螢光体シート
２０の全面にわたつてレーザ光が照射せしめられ
る。ここに、レーザ光源２２のパワー、レーザ光
２３のビーム径、レーザ光２３の走査速度、螢光
体シート２０の移送速度は、先読みのレーザ光２
３のエネルギーが本読みのそれより小さくなるよ
うに選択されている。かようにレーザ光２３が照
射せしめられると、蓄積性螢光体シート２０は蓄
積記録されているＸ線エネルギーに比例する光量
の輝尽発光光を発し、この発光光は先読み用導光
性シート２８に入射する。この導光性シート２８
はその入射面に直線状をなく、蓄積性螢光体シー
ト２０上の走査線に対向する如く隣接して配置さ
れ、射出面は円環状をなし、フオトマル等の光検
出器２９の受光面に密着せしめられている。この
導光性シート２８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構成されており、蓄積性
螢光体シート２０からの輝尽発光光はこの導光性
シート２８内を導かれ、射出面から射出して光検
出器２９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２９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。光検出器２
９により検出された輝尽発光光は電気信号に変換
され、更に増幅器３０により増幅される。増幅器
３０から出力されたＸ線画像情報の蓄積記録情報
は本読み用読取部３２の制御回路３１に入力され
る。制御回路３１は、得られた蓄積記録情報に応
じて、各断層面における断層像の濃度及びコント
ラストが同一でかつ診断性能のよい断層像が得ら
れるように増幅率設定値ａ、収録スケールフアク
タ設定値ｂ、再生画像処理条件設定値ｃを出力す
る。先読みを終了した蓄積性螢光体シート２０は
本読み用読取部３２へ移送される。

本読み用読取部３２において、本読み用レーザ
光源３３から発せられたレーザ光３４はこのレー
ザ光３４の励起によつて蓄積性螢光体シート２０
から発する輝尽発光光の波長領域をカツトするフ
イルター３５を通過した後ビーム・エクスパンダ
ー３６によりビーム径の大きさが厳密に調整さ
れ、ガルバノミラー等の光偏向器３７によつて平
面反射鏡３８を介して蓄積性螢光体シート２０上
に偏向せしめられて入射する。光偏向器３７と平
面反射鏡３８との間にはfθレンズ３９が配され、
螢光体シート２０上をレーザ光３４が走査されて
もつねに均一なビーム径を有するようにされてい
る。他方、螢光体シート２０は矢印４０の方向に
移送せしめられて副走査がなされ、その結果、螢
光体シート２０の全面にわたつてレーザ光が照射
せしめられる。かようにレーザ光３４が照射せし
められると、蓄積性螢光体シート２０は蓄積記録
されているＸ線エネルギーに比例する光量の輝尽
発光光を発し、この発光光は本読み用導光性シー
ト４１に入射する。本読み用導光性シート４１は
先読み用導光性シート２８と同様の材質、構造を
有している。本読み用導光性シート４１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
から射出せしめられて、光検出器４２によつて受
光される。光検出器４２の受光面には輝尽発光光
の波光域のみを選択的に透過するフイルターが貼
着せしめられ、光検出器４２が輝尽発光光のみを
検出するように工夫されている。光検出器４２に
より検出された輝尽発光光は電気信号に変換さ
れ、増幅率設定値ａによつて感度設定された増幅
器４３により適正レベルの電気信号に増幅された
後、Ａ／Ｄ変換器４４に入力される。Ａ／Ｄ変換
器４４では収録スケールフアクタ設定直ｂにより
信号変動幅に適したスケールフアクタでデイジタ
ル信号に変換され、信号処理回路４５に入力され
る。信号処理回路では、再生画像処理条件設定値
ｃに基づき各断層面の断層像の濃度及びコントラ
ストが同一でかつ観察読影適正の優れたＸ線画像
が得られるよう信号処理がなされ、記録装置へ伝
送される。記録装置としては、感光材料上をレー
ザ光等で走査して光学的に記録せしめるもの、
CRT等に電子的に表示するもの、CRT等に表示
されたＸ線画像をビデオ・プリンタ等を記録する
もの、熱線を用いて感熱記録材料上に記録するも
のなど種々のものを用いることができる。

本発明は以上の実施態様に限定されることな
く、種々の変更が可能であることは言うまでもな
い。

たとえば、各断層面の断層像のコントラストと
濃度を同一にするための方法としては、光検出器
４２の出力を増幅器４３により適正なレベルの信
号に増幅する代わりに、光検出器４２として光電
子増倍管を用いるときは、その印加電圧を増幅率
設定値ａに応じて変化させてもよいし、またＡ／
Ｄ変換器４４で信号変動幅に適したスケール・フ
アクタでデイジタル信号に変換する代わりに収録
スケール・フアクタ設定値ｂに応じて、アナログ
増幅器で信号変動幅を最適なものとした後Ａ／Ｄ
変換器４４でデイジタル信号に変換してもよい。

また、前述の如く、Ｘ線管１１とカセツテ１３
との相対的移動方式は、直線運動に限らず、円、
楕円、渦状などでもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の同時多層断層撮影方法を説明
する概略図、第２図は、本発明の同時多層断層撮
影装置を説明する概略図、第３図は、本発明にお
いて用いられる好ましい読取装置の概略図であ
る。１，１１……Ｘ線管、２ａ，２ｂ，２ｃ，１２
ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｎ，２０……蓄積性螢
光体シート、３，１３……カセツテ、４，１４…
…Ｘ線被写体、７ａ，７a′，７ｃ，７c′，１７
ａ，１７a′，１７ｎ，１７n′……Ｘ線、８ａ，８
ｃ，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｎ……断層
面、２１……先読み用読取部、２２……先読み用
レーザ光源、２３……レーザ光、２４……フイル
タ、２５……光偏光器、２６……平面反射鏡、２
８……先読み用導光性シート、２ａ……光検出
器、３０……増幅器、３１……制御回路、３２…
…本読み用読取部、３３……本読み用レーザ光
源、３４……レーザ光、３５……フイルタ、３６
……ビーム・エクスパンダ、３７……光偏向器、
３８……平面反射鏡、３９……fθレンズ、４１…
…本読み用導光性シート、４２……光検出器、４
３…増幅器、４４……Ａ／Ｄ変換器、２５……信
号処理回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１Ｘ線被写体を介して反対側に配置された、複
数枚の蓄積性螢光体シートからなる積層体とＸ線
管、前記積層体と前記Ｘ線管を前記Ｘ線被写体の
ある断層面を中心として、直線定則と等比定則を
満足するように相対移動させる手段、および前記
蓄積性螢光体シートに蓄積記録された放射線エネ
ルギーについての蓄積記録情報を得る手段とから
なることを特徴とする同時多層断層撮影装置。