JPH0466429B2 - - 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情報の記録再生方法、特に
詳細には、放射線エネルギーを蓄積する蓄積性蛍
光体シートに放射線画像情報を蓄積記録し、次い
でこのシートに励起光を照射し、それによつて該
シートから発せられた輝尽発光光を光電的に検出
して上記画像情報を示す画像信号を得、この画像
信号に基づいて放射線画像を再生する放射線画像
情報記録再生方法に関し、さらにはこの記録再生
方法において好適に使用される放射線画像情報記
録カセツテに関するものである。

（発明の技術的背景および先行技術） 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）と呼ばれ
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つて画像信号を
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、同56
−11397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、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等の表示装置に放射線画像を可
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、蓄積性蛍光体シー
ト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
の表示装置に放射線画像を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。

ところが上記システムにおいて、被写体の放射
線画像情報を記録するために該被写体に放射線を
照射した際、放射線と被写体物質との弾性衝突や
電磁相互作用により放射線の錯乱（Compton散
乱やThomoson散乱）が生じる。この散乱によつ
て生じる散乱放射線は、３次元的にランダムな方
向に進み、蓄積性蛍光体シートにも照射されてし
まう。このように蓄積性蛍光体シートに、本来照
射されるべき主透過放射線（被写体の透過放射線
画像を担うものである）に加えて、上記散乱放射
線が照射されると、主透過放射線によつて記録さ
れる放射線画像のコントラスト、鮮鋭度が劣化し
てしまう。

そこで従来より、上記散乱放射線の影響を排除
する試みが種々なされている。そのような試みの
１つとして、散乱放射線を吸収するグリツドを被
写体と蓄積性蛍光体シートとの間に配置する方法
が知られている。このグリツドは例えば第３図、
第４図に示されるように、厚さ１mm以下程度の鉛
板１５ａが格子状あるいは列状に組み合わされて
なるものであり、このようなグリツドが上記のよ
うに配置されることにより、ランダムな方向に進
む散乱放射線は鉛板１５ａに吸収されるようにな
る。しかし一般的な人体の放射線画像情報記録
（撮影）等においては、このグリツドを用いて散
乱放射線を減少させたとしても、散乱放射線量は
主透過放射線量とほぼ同量程度と、相当なレベル
になるので、上記のグリツドで完全に散乱放射線
を除去するのは不可能である。

またＸ線管球等の放射線源と被写体との間、お
よび被写体と蓄積性蛍光体シートとの間にそれぞ
れ第１、第２のスリツト板を配して放射線をフア
ンビーム状とし、放射線源とこれらスリツト板を
同期移動させ、フアンビーム状の放射線で被写体
を走査記録する試みもなされている。このように
すれば、被写体から生じた散乱放射線は上記第２
のスリツト板で遮断されて、蓄積性蛍光体シート
には到達しなくなる。しかしこのような方法で
は、放射線画像情報の記録に例えば２〜５秒程度
の時間がかかり、その間に被写体が体動等によつ
て動きやすいので、記録画像にモーシヨン・アー
テイフアクト（動きによる偽画像）が生じやす
い。

（発明の目的） そこで本発明は、上述のような不具合を生じる
ことなく散乱放射線の影響を排除して、コントラ
スト、鮮鋭度の優れた放射線画像を再生すること
ができる放射線画像情報記録再生方法、およびこ
の方法に好適に利用される放射線画像情報記録カ
セツテを提供することを目的とするものである。

（発明の構成） 本発明の放射線画像情報記録再生方法は、前述
したような蓄積性蛍光体シートに被写体の透過放
射線画像情報を蓄積記録し、その後該シートに励
起光を照射し、それによつて該シートから発せら
れた輝尽発光光を光検出器により光電的に検出し
て読取画像信号を得、この画像信号に基づいて放
射線画像情報を可視像として再生する放射線画像
情報記録再生方法において、前述のグリツドを間
に置いて第１および第２の蓄積性蛍光体シートに
放射線画像情報を蓄積記録し、そして被写体に近
い第１の蓄積性蛍光体シートから得られた読取画
像信号S₁と、第２の蓄積性蛍光体シートから得ら
れた読取画像信号S₂の、相対応する画素について
の信号間で Sp＝αS₁−βS₂［α、βは重み付け係数］なる加
重減算を行ない、この信号Spに基づいて放射線
画像情報を再生するようにしたことを特徴とする
ものである。

また上記方法に好適に利用される本発明の放射
線画像情報記録カセツテは、第１および第２の蓄
積性蛍光体シートと、これらのシートの間に配さ
れた散乱放射線吸収用グリツドとが、収納体内に
収められてなるものである。

（実施態様） 以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明を
詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施態様方法により被写体
の放射線画像情報を記録する様子を示すものであ
る。この場合、一例として本発明による記録カセ
ツテ１０が使用される。このカセツテ１０はＸ線
管球等の放射線源１１に対向するように配され、
そしてこのカセツテ１０と放射線源１１との間に
は、被写体としての被検者（人体）１２が配置さ
れる。カセツテ１０は第２図に詳しく示すよう
に、先に説明したような第１の蓄積性蛍光体シー
ト１３と、同様の第２の蓄積性蛍光体シート１４
と、これらのシート１３，１４の間に配された散
乱放射線吸収用グリツド１５とが、底板１６と蓋
板１７とからなる収納体１８内に収められてなる
ものである。なお上記グリツド１５は第３図に示
すように、前述した鉛板１５ａが格子状に組み合
わされてなるものである。またこのグリツド１５
としては、第４図に示すように、鉛板１５ａが列
状に組み合わされてなるものが用いられてもよ
い。なおカセツテ１０は上記第１の蓄積性蛍光体
シート１３が被検者１２側を向くように配置され
る。

第１図図示のように被検者１２およびカセツテ
１０が配置された後、放射線源１１が駆動され、
Ｘ線等の放射線２０が被検者１２に照射される。
すると被検者１２を透過した放射線（主透過放射
線）２０ａが、カセツテ１０内の第１および第２
の蓄積性蛍光体シート１３，１４に照射され、両
シート１３，１４はこの主透過放射線２０ａのエ
ネルギーの一部を蓄積する。すなわちこれらのシ
ート１３，１４には、この主透過放射線２０ａが
担う被検者１２の透過放射線画像情報が蓄積記録
される。またこのように被検者１２に放射線２０
が照射されたとき、該放射線２０の一部は前述の
ようにして散乱する。この散乱放射線２０ｂは３
次元的にランダムな方向に進み、その一部は上記
蓄積性蛍光体シート１３，１４にも到達する。こ
うして蓄積性蛍光体シート１３，１４が、上記主
透過放射線２０ａに加えて全体的に散乱放射線２
０ｂの照射を受けると、主透過放射線２０ａによ
つて蓄積性蛍光体シート１３，１４の状に記録さ
れる放射線画像のコントラストおよび鮮鋭度が劣
化することになる。

次に、上記散乱放射線２０ｂの影響を排除し
て、コントラストおよび鮮鋭度の優れた放射線画
像を再生する仕組みについて説明する。第１およ
び第２の蓄積性蛍光体シート１３，１４は、第５
図に示す装置において、まず、画像情報読取りに
かけられる。蓄積性蛍光体シート１３あるいは１
４は、エンドレスベルト等のシート搬送手段２１
により、副走査のために矢印Ｙ方向に搬送され
る。またレーザ光源２２から射出された励起光と
してのレーザビーム２３は、ガルバノメータミラ
ー等の光偏向器２４によつて偏向され、蓄積性蛍
光体シート１３あるいは１４を上記副走査方向Ｙ
と略直角な矢印Ｘ方向に主走査する。こうしてレ
ーザビーム２３が照射されたシート１３あるいは
１４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２５が発散さ
れ、この輝尽発光光２５は集光体２６によつて集
光され、光検出器としてのフオトマルチプライヤ
ー（光電子増倍管）２７によつて光電的に検出さ
れる。

上記集光体２６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、直線状をなす入射
端面２６ａが蓄積性蛍光体シート１３あるいは１
４上のビーム走査線に沿つて延びるように配さ
れ、円環状に形成された出射端面２６ｂに上記フ
オトマルチプライヤー２７の受光面が結合されて
いる。上記入射端面２６ａから集光体２６内に入
射した輝尽発光光２５は、該集光体２６の内部を
全反射を繰り返して進み、出射端面２６ｂから出
射してフオトマルチプライヤー２７に受光され、
前記放射線画像情報を担持する輝尽発光光２５の
光量がこのフオトマルチプライヤー２７によつて
検出される。なお上記集光体２６の好ましい形
状、材質、製造法については、例えば米国特許第
4346295号に詳しく記載されている。

フオトマルチプライヤー２７の出力信号（読取
画像信号）S₀はＡ／Ｄ変換器２９によつてデジタ
ル化される。こうして第１の蓄積性蛍光体シート
１３からはデジタルの読取画像信号S₁が、また第
２の蓄積性蛍光体シート１４からはデジタルの読
取画像信号S₂が得られる。これらの読取画像信号
S₁，S₂はそれぞれ、例えば磁気デイスク、光デイ
スク、磁気テープ等からなる画像フアイル３０
Ａ，３０Ｂに一たん記憶される。その後これらの
読取画像信号S₁，S₂は各々画像フアイル３０Ａ，
３０Ｂから読み出され、デジタル減算器３１に入
力される。減算器３１はこれらの画像信号S₁，S₂
の、共通の画素についての信号間で、 Sp＝αS₁−βS₂［α、βは重み付け係数］なる加
重減算を行なう。この加重減算によつて得られた
信号Spは画像処理回路３２に送られ、ここで対
数変換処理、階調処理、周波数処理等の処理を受
けた後、例えばCRT、光走査記録装置等の画像
再生装置３３に入力される。上記信号Spは、第
１の蓄積性蛍光体シート１３および第２の蓄積性
蛍光体シート１４から発せられた輝尽発光光２５
の光量を担持する読取画像信号S₁，S₂に基づくも
のであるから、この信号Spを用いれば、被検者
１２の透過放射線画像が画像再生装置３３により
可視像として再生される。そし上記加重減算を行
なつたことによりこの信号Spは、主透過放射線
２０ａのみによる被検者１２の放射線画像情報を
担持するものとなつている。したがつて画像再生
装置３３には、前記散乱放射線２０ｂの影響を排
除して、コントラストおよび鮮鋭度の高い放射線
画像が再生されるようになる。

ここで、上記加重減算により、散乱放射線２０
ｂの影響が排除できる仕組み、および重み付け係
数α、βの求め方について詳しく説明する。

第１の蓄積性蛍光体シート１３からの読取画像
信号S₁と第２の蓄積性蛍光体シート１４からの読
取画像信号S₂はそれぞれ下記のような信号成分か
らなると考えられる。

S₁＝Sp＋Ss ………(1) S₂＝Sp＋Ss′＝Sp＋kSs ………(2) ここでSpは主透過放射線による信号成分、Ss、
Ss′は散乱放射線による信号成分である。またｋ
は定数であり、この場合第２の蓄積性蛍光体シー
ト１４に照射される散乱放射線は第１の蓄積性蛍
光体シート１３に照射される散乱放射線と比べる
とグリツド１５によつて減少しているので、ｋ＜
１である。よつて上記(1)、(2)式より Sp＝ｋ／ｋ−１S₁−１／ｋ−１S₂ となり、この場合は前述の重み付け係数α、βを
それぞれｋ／（ｋ−１）、１／（ｋ−１）として
加重減算を行なえば、主透過放射線のみによる信
号成分Spが得られる（つまり散乱放射線成分が
除去される）ことになる。

また上記重み付け係数α、βを求める最も簡便
な方法として、第７図図示のように、あらかじめ
被写体１２の上に放射線吸収体５０を貼つて放射
線撮影を行なう方法がある。上記放射線吸収体５
０は、厚さが数mm程度の鉛等の板（円柱状が好ま
しい）であり、これを被写体１２の上に貼つて撮
影を行なうことにより、第７図に示すように放射
線吸収体５０の影の部分には主透過放射線２０ａ
が届かず、散乱放射線２０ｂのみが到達すること
になる。このようにして放射線撮影を行なつた第
１の蓄積性蛍光体シート１３および第２の蓄積性
蛍光体シート１４には、第８図に示すような画像
情報が記録される。そしてこの第１および第２の
蓄積性蛍光体シート１３，１４を、第８図図示の
ように励起光で走査したとき得られる読取画像信
号S₁、S₂はそれぞれ、第９図に示すようなものと
なる。この第９図に示すように、散乱放射線２０
ｂが全く生じない理想的状態における読取画像信
号S₀に比べると、読取画像信号S₁，S₂はそれぞ
れ、散乱放射線２０ｂによる輝尽発光光量の分だ
け光量大側にオフセツトする。このオフセツト量
はそれぞれ、cf、bfと表わせる。ここでｂ、ｃは
それぞれ第２の蓄積性蛍光体シート１４、第１の
蓄積性蛍光体シート１３に照射される放射線中の
散乱放射線含有量に対応する係数、ｆは任意に規
格化された散乱放射線の分布関数、Spは主透過
放射線２０ａによる成分である。また各画像の全
体の平均発光量をＡ、Ｂ、Ｃとすると、まず S₁−S₂＝（ｃ−ｂ）ｆ ………(3) となり、散乱放射線の分布関数ｆが、係数（ｃ−
ｂ）を乗じた形で求められる。次に上記(3)式は、
第９図におけるＣ−Ｂに概ね対応するから、S₂か
ら以下の式で主透過放射線２０ａによる成分Sp
が求められる。

Sp＝S₂−Ｂ−Ａ／Ｃ−Ｂ（S₁−S₂） ＝−Ｂ−Ａ／Ｃ−ＢS₁＋（１＋Ｂ−Ａ／Ｃ−Ｂ）S₂ つまりこの場合は、前述の重み付け係数α、β
をそれぞれ α＝−（Ｂ−Ａ）／（Ｃ−Ｂ）、 β＝１＋（Ｂ−Ａ）／（Ｃ−Ｂ） として加重減算を行なうことにより、散乱放射線
成分が除去された画像信号Spが得られる。上述
の平均発光量Ａ、Ｂ、Ｃは、CRT等からなるデ
イスプレイ端末を用いて対話的に求めることもで
きるし、またあらかじめ第１および第２の蓄積性
蛍光体シート１３，１４上で放射線吸収体５０の
位置が識別できている場合は、自動的に求めるこ
ともできる。

なお加重減算で得た信号Spは、上述のように
直ちに画像再生装置３３に入力する他、例えば磁
気デイスクや磁気テープ等の記録媒体に一時記録
しておくようにしてもよい。

また上記の実施態様においては、デジタル化さ
れた読取画像信号S₁，S₂を加重減算するようにし
ているが、第６図に示すようにアナログの読取画
像信号S₁，S₂をアナログ減算回路４０に入力して
加重減算を行ない、その結果得られたアナログ信
号Sp（＝αS₁−βS₂）をＡ／Ｄ変換器２９において
デジタル化するようにしてもよい。またこの際
に、ログアンプ２８によつて対数変換してから
Ａ／Ｄ変換器２９に入力すれば、Spのダイナミ
ツクレンジが狭くなり、帯域圧縮できるととも
に、該Spが被写体の放射線減衰定数分布と対応
するようになるので、好ましい。

また、記録条件の変動による影響をなくし、あ
るいは観察性の優れた再生放射線画像を得るため
には、蓄積性蛍光体シート１３あるいは１４に蓄
積記録した透過放射線画像の記録状態、被写体の
性状、あるいは記録方法等によつて決定される記
録パターンを被写体観察のための可視像の出力に
先立つて把握し、この把握した蓄積記録情報に基
づいてフオトマルチプライヤー２７の読取感度を
適当な値に調節し、あるいは画像処理回路３２に
おいて適当な信号処理を施すことが好ましい。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、Ａ／Ｄ変換の際の収録ス
ケールフアクターを決定することが、観察性のす
ぐれた再生画像を得るために要求される。

このように可視像の出力に先立つて蓄積性蛍光
体シート１３あるいは１４の蓄積記録情報を把握
する方法として、例えば特開昭58−89245号に示
されているような方法が使用可能である。すなわ
ち被写体の観察のための可視像を得る読取り操作
（本読み）の際に照射すべき励起光のエネルギー
よりも低いエネルギーの励起光を用いて、上記本
読みに先立つて予め蓄積性蛍光体シート１３ある
いは１４に蓄積記録されている蓄積記録情報を把
握するための読取り操作（先読み）を行ない、シ
ート１２あるいは１４の蓄積記録情報を把握し、
しかる後に本読みを行なうようにして、上記先読
みで得た情報に基づいて読取ゲインを適当に調節
し、収録スケールフアクターを決定し、あるいは
適当な信号処理を施すことができる。さらにはこ
の先読みによる画像を利用して、前述した減算の
重み付け係数α、βを求めることもできる。

さらに本発明方法においては、特に第２図に示
したようなカセツテ１０を使用せず、それぞれ単
体の第１および第２の蓄積性蛍光体シートを、間
にグリツドを置いて放射線源に対向配置して、こ
れら両シートに被写体の透過放射線画像情報を記
録するようにしてもよい。しかし上記カセツテ１
０を用いれば、第１の蓄積性蛍光体シート１３と
第２の蓄積性蛍光体シート１４とグリツド１５と
を、一定の位置関係に容易にセツテイングするこ
とが可能となり、放射線画像情報記録（撮影）作
業が能率良く行なわれるようになる。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明の放射線画像情
報記録再生方法によれば、２枚の蓄積性蛍光体シ
ートに被写体の放射線画像情報を蓄積記録し、そ
れらのシートからの読取画像信号を加重減算して
得た信号を用いて被写体の放射線画像を再生する
ことにより、散乱放射線の影響を排除して放射線
画像を再生することが可能になり、コントラスト
および鮮鋭度の高い放射線画像が得られるように
なる。しかも本発明方法においては、被写体の放
射線画像情報を、放射線操作によらず、一般的な
全面投影法で蓄積性蛍光体シートに記録するよう
にしているので、放射線画像情報記録が高速で行
なわれ、したがつて被写体の体動等によるモーシ
ヨン・アーテイフアクトの発生を防止することが
できる。また本発明の放射線画像情報記録カセツ
テを使用すれば、上記方法を容易に実施すること
ができる。

【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情報記
録の様子を示す概略図、第２図は上記方法におい
て使用される、本発明の放射線画像情報記録カセ
ツテの一例を示す斜視図、第３図および第４図は
上記方法において使用されるグリツドの例を示す
斜視図、第５図は本発明方法を実施する放射線画
像情報読取再生装置の一例を示す概略図、第６図
は本発明方法を実施する放射線画像情報読取再生
装置の別の例を示す概略図、第７，８および９図
は本発明方法を説明するための説明図である。 １０……カセツテ、１１……放射線源、１２…
…被検者（被写体）、１３……第１の蓄積性蛍光
体シート、１４……第２の蓄積性蛍光体シート、
１５……グリツド、１８……収納体、２０……放
射線、２０ａ……主透過放射線、２０ｂ……散乱
放射線、２１……シート搬送手段、２２……レー
ザ光源、２３……レーザビーム、２４……光偏向
器、２５……輝尽発光光、２７……フオトマルチ
プライヤー、３１……減算器、３３……画像再生
装置、４０……減算回路、S₁，S₂……読取画像信
号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放射線エネルギーを蓄積する第１の蓄積性蛍
   光体シートと、散乱放射線を吸収するグリツド
   と、放射線エネルギーを蓄積する第２の蓄積性蛍
   光体シートとを、放射線源側からこの順に並べ該
   放射線源に対向させて配置するとともに、 前記放射線源と第１の蓄積性蛍光体シートとの
   間に被写体を配置し、 前記放射線源から発せられ被写体を透過した放
   射線を両蓄積性蛍光体シートに照射して、該被写
   体の放射線画像情報をこれらの蓄積性蛍光体シー
   トに蓄積記録し、 次いで両蓄積性蛍光体シートに励起光を照射
   し、それによりこれら第１および第２の蓄積性蛍
   光体シートから発せられた輝尽発光光を各々光検
   出器により光電的に読み取つて、それぞれ読取画
   像信号S₁，S₂を得、 次いで共通の画素についての画像信号間で Sp＝αS₁−βS₂［α、βは重み付け係数］ なる加重減算を行ない、 この信号Spに基づいて前記放射線画像情報を
   再生することを特徴とする放射線画像情報記録再
   生方法。 ２ 放射線エネルギーを蓄積する第１および第２
   の蓄積性蛍光体シートと、これらのシートの間に
   配された散乱放射線吸収用グリツドとが、収納体
   内に収められてなる放射線画像情報記録カセツ
   テ。