JPH0453541A - 放射線画像再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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を再生出力する放射線画像再生装置
に関し、特に人体の肺の放射線画像を可視像として再生
出力する放射線画像再生装置に関するものである。

（従来の技術） 記録された放射線画像を読み取って画像データを得、こ
の画像データに適切な画像処理を施した後、画像を再生
記録することは種々の分野で行なわれている。たとえば
、後の画像処理に適合するように設計されたガンマ値の
低いＸ線フィルムを用いてＸ線画像を記録し、このＸ線
画像が記録されたフィルムからＸ線画像を読み取って電
気信号に変換し、この電気信号（画像データ）に画像処
理を施した後コピー写真等に可視像として再生すること
により、コントラスト、シャープネス、粒状性等の画質
性能の良好な再生画像を得ることが行なわれている（特
公昭６１−５１９３号公報参照）。

また本願出願人により、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蓄積され、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輝尽発光
を示す蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、人体
等の被写体の放射線画像情報を一部シート状の蓄積性蛍
光体に記録し、この蓄積性蛍光体シートをレーザー光等
の励起光で走査して輝尽発光光を生せしめ、得られた輝
尽発光光を光電的に読み取って画像データを得、この画
像データに基づき被写体の放射線画像を写真感光材料等
の記録材料、ＣＲＴ等に可視像として出力させる放射線
画像記録再生システムがすでに提案されている（特開昭
５５−１２４２９号、同５Ｂ−１１３９５号、同５５−
１６３４７２号、同５Ｂ−１０４６４５号、同５５−１
１６３４０号等）。

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
蓄積後に励起にょ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（画像データ）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。

上記システムにおいて、蓄積性蛍光体シートに照射され
た放射線の線量等に応じて最適な読取条件で読み取って
画像データを得る前に、予め低レベルの光ビームにより
蓄積性蛍光体シートを走査してこのシートに記録された
放射線画像の概略を読み取る先読みを行ない、この先読
みにより得られた先読画像データを分析し、その後上記
シートに高レベルの光ビームを照射して走査し、この放
射線画像に最適な読取条件で読み取って画像データを得
る本読みを行なうように構成されたシステムもある。

ここで読取条件とは、読取りにおける輝尽発光光の光量
と読取装置の出力との関係に影響を与える各種の条件を
総称するものであり、例えば入出力の関係を定める読取
ゲイン、スケールファクタあるいは、読取りにおける励
起光のパワー等を意味するものである。

また、光ビームの高レベル／低レベルとは、それぞれ、
上記シートの単位面積当りに照射される光ビームのエネ
ルギーの大／小、もしくは上記シートから発せられる輝
尽発光光のエネルギーが上記光ビームの波長に依存する
（波長感度分布を有する）場合は、上記シートの単位面
積当りに照射される光ビームのエネルギーを上記波長感
度で重みづけした後の重みづけエネルギーの大／小をい
い、光ビームのレベルを変える方法としては、異なる波
長の光ビームを用いる方法、レーザ光源等から発せられ
る光ビームの強度そのものを変える方法、先ビームの光
路上にＮＤフィルター等を挿入、除去することにより光
ビームの強度を変える方法、先ビームのビーム径を変え
て走査密度を変える方法、走査速度を変える方法等、公
知の種々の方法を用いることができる。

また、この先読みを行なうシステムか先読みを行なわな
いシステムかによらず、得られた画像データ（先読画像
データを含む）を分析し、画像データに画像処理を施す
際の最適な画像処理条件を決定するようにしたシステム
もある。この画像信号に基づいて最適な画像処理条件を
決定する方法は、蓄積性蛍光体シートを用いるシステム
に限られず、たとえば従来のＸ線フィルム等の記録シー
トに記録された放射線画像から画像信号を得るシステム
にも適用されている。

上記読取条件及び／又は画像処理条件を決定する際に考
慮すべき条件のひとつは、撮影の際に記録シートに記録
された不要の部分、たとえば散乱放射線のみの部分や被
写体を経由（透過又は反射）せずに放射線が直接記録シ
ートに照射された部分等を取り除き、最終的に写真感光
材料等に可視出力画像を再生記録する際に、観察したい
部分のみが適正な画像濃度で再生記録されるように、読
取条件及び／又は画像処理条件を決定することである。

第４図は、先読画像信号Ｓｐのヒストグラムの一例を表
わした図である。この図を参照して上記読取条件等の快
定方法の一例について説明する。

この方法は前述した蓄積性蛍光体シートを用い、先読み
を行なうシステムにおいて用いられる方法の一例である
。

先読みにおいて蓄積性蛍光体シートから発せられた輝尽
発光光を読み取ることにより得られた輝尽発光光の光量
と比例する先読画像信号Ｓｐを横軸（対数軸）にとり、
その値の先読画像信号Ｓｐの出現頻度を縦軸（上方）に
とり、さらに縦軸の下方（対数軸）に本読みにおける画
像信号Ｓ０をとる。このとき求められたヒストグラムが
図に示すように２つの山Ａ、　Ｂからなり、最終的に可
視出力画像として必要な部分は山Ａの部分であるとする
。このとき、山Ａを見つけるためにたとえば、しきい値
Ｔｈで先読画像信号Ｓｐの最小値ＳＬの位置から先読画
像信号Ｓｐの値が増加する方向にサーチしく図の一点鎖
線に対応）、最初の交叉点ａとその次の交叉点すとをみ
つける。この２点ａ。

ｂに挟まれた範囲を可視出力画像として再生記録する必
要のある画像情報範囲とする。上記読取条件決定方法は
、たとえば上記のような方法で見つけた画像情報範囲の
、先読みにおける最小値および最大値をそれぞれＳａ　
　（点ａに対応）、Ｓｂ（点すに対応）としたとき、こ
のＳａおよびｓｂが、本読みにおいて、可視出力画像を
再生記録する写真感光材料等もしくは可視出力画像を再
生表示するＣＲＴデイスプレィ装置等（以下、再生記録
シートで代表させる。）における適正画像濃度範囲の最
小濃度ＤＩｉｎおよび最大濃度Ｄ■ａＸ　　（以下、そ
れぞれ再生記録シートの最小濃度Ｄｓｉｎ。

最大濃度Ｄｍａｘと呼ぶ。）にそれぞれ対応する、最小
の画像信号Ｓ■ｉｎおよび最大の画像信号５ＩａＸとな
るように、すなわち第４図の直線Ｇに沿うように本読み
の読取条件を定めるものである。尚、二二では「濃度」
とはＣＲＴデイスプレィ装置等に表示された可視画像の
輝度を含むものとする。

ここで読取条件とは、読取りにおける輝尽発光光の光量
と読取装置の出力との関係に影響を与える各種の条件を
総称するものであり、例えば入出力の関係を定める読取
ゲイン、スケールファクタあるいは、読取りにおける励
起光のパワー等を意味するものである。

上記のようにして本読みの読取条件を決定する、ことに
より、必要な画像情報のみを最大の分解能で読み取るこ
とができる。

また、先読みを行なわないシステム等においては、画像
処理の際に上記と同様のことが行なわれている。なすわ
ち、第４図に示す先読画像信号Ｓｐを、読取り（先読み
を行なうシステムにおける本読みに対応する）で得られ
た画像信号に置き替えて考えたときに、読取りでは第４
図に示すＳ。

とＳＭに挟まれた全範囲の画像信号を得、画像処理を施
す際に、可視出力画像として再生記録する必要のある、
第４図のＳａとｓｂに挟まれた範囲が再生記録シートの
最小濃度Ｉ）＋ｉｎと最大濃度ＤＩａＸに挟まれた範囲
に対応するように画像処理が施される。

上記のように、可視出力画像として必要な画像信号の最
小値（第４図の先読みにおけるＳａ、本読みにおけるＳ
ｍ１ｎ）と最大値（Ｓｂ　、　　Ｓａ＋ａｘ　）に挟ま
れた範囲が、再生記録シートの最小濃度Ｄｇａｉｎと最
大濃度Ｄ　ｗａｘとに挟まれた範囲を最大限に利用する
ように読取条件及び／又は画像処理条件を決定すると、
再生記録シートの性能を最大限に生かし、最大の濃度分
解能を有する可視再生画像を得ることができる。

ここで、人体の肺の放射線画像において、肺炎等により
肺野内の細胞浸潤・細胞増殖・液浸出。

製出等が生じると肺野内の空気の量（含気量）が低下す
る。この含気量が低下すると肺野全体として放射線の透
過が低下し、第４図の山Ａ′に示すように正常な肺に対
応する山Ａと比べ画像信号Ｓｐの値の大きな部分が欠け
たような山Ａ′となる。

この場合例えば従来から用いられているＸ線感光フィル
ム上では肺野全体が白っぽい画像として現われ、この白
っぽさの程度により含気量の低下のおよその程度を知る
ことができる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、ヒストグラムを用いる上記方法により読取条
件等を求めると、含気量の低下した画像については２点
Ｓａ、Ｓｃが求められ直線Ｇ′に沿って読取条件等が求
められる結果、最終的な可視出力画像は含気量の変化も
補正されて常にほぼ一定の濃度となり、常に観察に適し
た可視出力画像が再生出力される反面可視出力画像を観
察しただけでは含気量の変化が不明となってしまうとい
う問題が生じる結果となる。

本発明は、上記事情に鑑み、常に適性濃度の可視画像を
再生出力することができるとともに、肺野内の含気量の
変化をも知ることができるようにした放射線画像再生装
置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の放射線画像再生装置は、 人体の肺の放射線画像を表わす画像データに基づいて該
肺内の含気量を指標する特徴量を求める特徴量演算手段
と、 前記特徴量を前記放射線画像の可視像とともにもしくは
該可視像と相前後して再生する再生手段とを備えたこと
を特徴とするものである。

ここで上記「特徴量」を求める方法、および該特徴量と
しては特定のものに限定されるものではないが、例えば
前述したヒストグラム解析により求めた画像信号ｓｂあ
るいはＳｃと画像信号Ｓｐの最大値ＳＭとの差分、もし
くは肺野に対応する画像信号（第４図に示す山Ａあるい
は山Ａ’　）の平均値等を求め、これら差分あるいは平
均値等を特徴量とすることができる。

また上記「再生手段」は放射線画像の可視像等を表示す
るＣＲＴデイスプレィ表示装置等であってもよく、放射
線画像のハードコピーを得る、例えばレーザプリンタ等
であってもよい。

（作　　用） 本発明の放射線画像再生装置は、画像データに基づいて
肺内の含気量を指標する特徴量を求め、該特徴量を放射
線画像の可視像とともにもしくはこの可視像と相前後し
て再生するようにしたため、例えば前述したように最適
な濃度の可視像を得るために含気量による変化をも補正
してしまい可視像自身からは含気量の低下の程度を知る
ことができなくなったような場合であっても、この特徴
量により含気量を知ることができる。

（実　施　例） 以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明す
る。尚ここでは前述した蓄積性蛍光体シートを用い先読
みを行なうシステムについて説明する。

第１図は、Ｘ線撮影装置の一例の概略図である。

このＸ線撮影装置１０のＸ線源１１からＸ線１２が人体
１３の胸部１３ａに向けて照射され、人体１３を透過し
たＸ線１２ａが蓄積性蛍光体シート１に照射されること
により、人体の胸部１３ａのＸ線画像が蓄積性蛍光体シ
ートｌに蓄積記録される。

第２図は、上記のようにして蓄積性蛍光体シート１に蓄
積記録された胸部Ｘ線画像の一例を表わした図である。

このＸ線画像には肋骨等の骨部の陰影と肺野等の軟部の
陰影とが重畳されている。

第３図は、Ｘ線画像読取装置と本発明の放射線画像再生
装置の一実施例であるコンピュータシステムを示した概
略斜視図である。

第２図に示すようなＸ線画像が記録された蓄積性蛍光体
シート１は、まず弱い光ビームで走査してこのシート１
に蓄積されたＸＩＩＡエネルギーの一部のみを放出させ
て先読みを行なう先読読取部３゜の所定位置にセットさ
れる。この所定位置にセットされた蓄積性蛍光体シート
１は、モータ２により駆動されるエンドレスベルト等の
シート搬送手段３により、矢印Ｙ方向に搬送（副走査）
される。

一方、レーザー光源４から発せられた弱い光ビーム５は
モータ１３により駆動され矢印方向に高速回転する回転
多面鏡６によって反射偏向され、ｆθレンズ等の集束レ
ンズ７を通過した後、ミラー８により光路を変えて前記
シート１に入射し前記副走査の方向（矢印Ｙ方向）と略
垂直な矢印Ｘ方向に主走査する。この励起光５が照射さ
れたシート１の箇所からは、蓄積記録されている放射線
画像情報に応じた光量の輝尽発光光９が発散され、この
輝尽発光光９は光ガイド１０によって集光され、光検出
器としてのフォトマルチプライヤ（光電子増倍管）１１
によって光電的に検出される。上記光ガイド１０はアク
リル板等の導光性材料を成形して作られたものであり、
直線状をなす入力端面１０ａが蓄積性蛍光体シート１上
の主走査線に沿って延びるように配され、円環状に形成
された出射端面１０ｂに上記フォトマルチプライヤ１１
の受光面が結合されている。上記入射端面１０ａから光
ガイドｌＯ内に入射した輝尽発光光９は、該光ガイド１
０の内部を全反射を繰り返して進み、出射端面１０ｂか
ら出射してフォトマルチプライヤ１１に受光され、前記
放射線画像情報を担持する輝尽発光光９の光量がフォト
マルチプライヤ１１によって電気信号に変換される。

フォトマルチプライヤ１１から出力されたアナログ出力
信号ＳＡは増幅器１Ｂで増幅され、Ａ／Ｄ変換器１７で
ディジタル化され、先読画像信号Ｓｐが得られる 上記先読みにおいては、蓄積性蛍光体シート１に蓄積さ
れた放射線エネルギーの広い領域にわたって読み取るこ
とができるように、フォトマルチプライヤ１１に印加す
る電圧値や増幅器１６の増幅率等の読取条件が固定的に
定められている。

得られた先読画像信号Ｓｐはコンピュータシステム４０
に入力される。

このコンピュータシステム４０は、本発明の放射線画像
再生装置の一例を内包するものであり、ＣＰＵ、内部メ
モリ等の内蔵された本体部４１、補助記憶媒体としての
フロッピィディスクが挿填されドライブされるドライブ
部４２、このシステムに必要な情報、命令等を入力する
ためのキーボード４３、および画像信号に基づく可視像
やその他の必要な情報を表示するＣＲＴデイスプレィ４
４から構成されている。

ここでこのコンピュータシステム４０内では入力された
先読画像信号Ｓｐに基づいて、本読みの際の読取条件が
決定され、この読取条件に基づいて本読みの際にフォト
マルチプライヤ１１′に印加する電圧や増幅器ｌＢ′の
増幅率等が制御される。尚、この読取条件の求め方の例
については、第４図を参照して前述したためここでは説
明は省略する。

また、コンピュータシステム４０内では入力された先読
画像信号Ｓｐに基づいて被写体である肺の内部の含気量
を指標する特徴量が求められる。

この含気量を指標する特徴量およびその求め方の一例に
ついて第４図を参照して説明する。

まずこの先読画像信号Ｓｐの最大値ＳＭが求められ、ま
た前述したようにしきい値Ｔｈを用いてサーチすること
により点すもしくは点Ｃに対応する画像信号ｓｂもしく
はＳｃが求められる。前述したように含気量が低下する
と正常な肺に対応する山Ａ内の先読画像信号Ｓｐの値の
大きな側が欠けたような形状の山Ａ′となるため、最大
値ＳＭと画像信号ｓｂもしくはＳｃとの差分Δ工を求め
ることにより、この差分Δ１が大きな値を有するほど含
気量が低下したこととなり、したがってこの差分Δ１を
本発明にいう特徴量の一例として用いることができる。

尚、異なる人間についてはその人間が太っているか痩せ
ているか等により正常な肺であっても例えば第４図に一
点鎖線で示す山Ａ′のように肺に対応する先読画像信号
Ｓｐの山が図の左右方向の異なる位置に現われることが
ある。したがって人間が異なると上記差分Δ１は必ずし
も含気量を正しく担持する特徴量とはならない場合もあ
る。したがってより好ましくは、同一人について経過観
察を行なう場合に、正常な状態もしくは症状の軽い状態
で撮影したときの上記差分Δ１と今回撮影したときの上
記差分Δ１とのさらに差分Δ２　（第４図では、Δ２−
８ｂ−８ｃとなる）を求め、この差分Δ２を特徴量とし
て用いることが好ましい。

尚、特徴量は含気量を指標するものであればよく上記差
分ΔｌもしくはΔ２に限られるものではなく、例えばヒ
ストグラム解析もしくはＸ線画像上の信号の変化等から
Ｘ線画像上の肺野の領域を抽出し、この領域内に対応す
る先読画像信号Ｓｐの平均値を求め、この平均値を含気
量を指標する特徴量として採用してもよい。

先読みの終了した蓄積性蛍光体シート１′は、本読読取
部３０′の所定位置にセットされ、上記先読みに使用し
た光ビームより強い光ビーム５′により蓄積性蛍光体シ
ート１′が走査され、先読画像信号Ｓｐに基づいて定め
られた読取条件により画像信号が得られるが、本読読取
部３０′の構成は上記先読読取部３０の構成と路間−で
あるため、先読読取部３０の各構成要素と対応する構成
要素には先読読取部３０で用いた番号にダッシュを付し
て示し、詳細な説明は省略する。

Ａ／Ｄ変換器１７′でディジタル化されることにより得
られた画像信号Ｓ０は、コンピュータシステム４０に入
力され、コンピュータシステム４０内では画像信号ＳＱ
に適切な画像処理が施される。この画像処理の施された
画像信号はＣＲＴデイスプレィ４４に送られ、この画像
信号に基づく放射線画像が可視像として再生表示される
。また前述したようにして求めた特徴量も、この特徴量
を表わす数値もしくは記号で上記可視像とともにＣＲＴ
デイスプレィ４４に表示される。この可視像は第４図を
用いて説明したような読取条件Ｇ、Ｇ’　に基づいて本
読みが行なわれた結果得られた画像信号ＳＱに基づくも
のであるため、この可視像上では含気量の変化の分も吸
収されて単に観察に適した濃度の画像として再生され、
このためこの可視像を例えば前回同様にして得られた同
一人の肺部Ｘ線画像の可視像と比較しても含気量の変化
を捉えることはできない。しかし、ここでは可視像と特
徴量を表示するようにしたためこの表示された特徴量に
より含気量がどのように変化したかを知ることができる
。尚、上記可視像と特徴量との表示は必ずしも同時であ
る必要はなく、例えば先ず可視像を観察した後、含気量
の変化を知る必要がある場合に該可視像に代えて特徴量
を表示してもよい。

尚、上記実施例では可視像および特徴量はＣＲＴデイス
プレィ４４に表示されたが、例えばレーザプリンタ等を
用いてこれら可視像および特徴量のハードコピーを得る
ようにしてもよい。

また上記実施例では、先読読取部３０と本読読取部３０
′　とが別々に構成されているが、前述したように先読
読取部３０と本読読取部３０′の構成は路間−であるた
め、先読読取部３０と本読読取部３０′　とを一体にし
て兼用してもよい。この場合、弱い光ビームで走査して
先読みを行なった後、蓄積性蛍光体シート１を一部バツ
クさせ、再度、今度は強い光ビームで走査して本読みを
行なうようにすればよい。

先読読取部と本読読取部とを兼用した場合、先読みの場
合と本読みの場合とで光ビームの強度を切替える必要が
あるが、この切替えの方法としては、レーザー光源から
の光強度そのものを切替える方法、光ビームの光路上に
ＮＤフィルター等を挿入、除去することにより光強度を
切替える方法、光ビームのビーム径を変える方法、上記
主走査の速度や上記副走査の速度を切替える方法等、公
知の種々の方法を使用することができる。

また、上記実施例では、コンピュータシステム４０で本
読みの際の読取条件が決定されたが、本読みの読取条件
は先読画像信号Ｄｐのヒストグラムの形状にかかわらず
所定の読取条件とし、本読みで得た画像信号ＳＱにコン
ピュータシステム４０で画像処理を施す際の画像処理条
件を決定してもよく、また、上記読取条件と画像処理条
件の双方を決定するようにしてもよい。この場合、含気
量を指標する特徴量は先読画像信号Ｓｐに基づいて求め
てもよく、また本読みで得られた画像信号Ｓ０に基づい
て求めてもよい。

また、上記実施例は、先読みを行なうシステムについて
説明したが、本発明は先読みを行なわずにいきなり上記
システムにおける本読みに相当する読取りを行なうシス
テムにも適用することができる。この場合、読取りの際
の読取条件は所定の読取条件で読み取られて画像信号が
得られ、この画像信号に基づいて画像信号に画像処理を
施す際の画像処理条件および含気量を指標する特徴量が
求められる。

また、本発明は、蓄積性蛍光体シートを用いるシステム
のほか、従来のＸ線フィルムを用いるシステム等にも用
いることができることはいうまでもない。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の放射線画像再生装
置は、肺内の含気量を指標する特徴量を求め、この特徴
量を放射線画像の可視像とともにもしくは該可視像と相
前後して再生するようにしたため、可視像を観察に適し
た最適な濃度で再生することができるとともに含気量も
知ることができることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｘ線撮影装置の一例の概略図、第２図は、胸
部Ｘ線画像の一例を表わした図、第３図は、Ｘ線画像読
取装置と本発明の放射線画像再生装置の一実施例である
コンピュータシステムを示した概略斜視図、 第４図は、先読画像信号のヒストグラムの一例を表わし
た図である。 １．１′・・・蓄積性蛍光体シート ２、　２’　、　１３．１３’　・・・モータ３．３′
・・・シート搬送手段 ４．４′　・・・レーザー ６．６′・・・回転多面鏡 ９．９′・・・輝尽発光光 １０、１０’・・・光ガイド １ｉ、　ｉｉ’・・・フォトマルチプライヤｔｅ、　ｉ
ｅ’　・・・増幅器 １７、１７’・・・Ａ／Ｄ変換器 ３０・・・先読読取部 ３０′・・・本読読取部 ４０・・・コンピュータシステム 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 人体の肺の放射線画像を表わす画像データに基づいて該
   肺内の含気量を指標する特徴量を求める特徴量演算手段
   と、 前記特徴量を前記放射線画像の可視像とともにもしくは
   該可視像と相前後して再生する再生手段とを備えたこと
   を特徴とする放射線画像再生装置。