JPH0644796B2 - 放射線画像再生方法 - Google Patents

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の再生方法、さらに詳しくは蓄積性
蛍光体に記録した放射線画像を読み出して可視像を再生
する際、その可視再生像が目的に応じて見やすい画像に
再生されるように信号処理を施す方法に関するものであ
る。本発明のこの方法は、特に医療用診断に用いるＸ線
写真の診断性能を向上させるのに有効である。

（従来の技術） 蓄積性蛍光体（以下単に「蛍光体」という）に放射線画
像を記録し、この放射線画像を読み出し、これを写真フ
イルム等の記録材料に可視像として再生記録する放射線
写真システムが開発された。このシステムは本出願人が
特開昭55-12429号に提案したもので、被写体を透過した
放射線を蛍光体に吸収せしめ、その後この蛍光体をある
種のエネルギーで励起してこの蛍光体が蓄積している放
射線エネルギーを蛍光として放射せしめ、この蛍光を検
出して画像化するものである。

この蛍光体を用いる放射線写真システムは、従来の銀塩
写真による放射線写真システムと比較して極めて広い放
射線露出域に亘って画像を記録することができるという
利点があり、これは実用上非常に価値の高いものであ
る。すなわち、この蛍光体では放射線露光量に対して蓄
積後に励起によって発光する発光量が極めて広い範囲に
亘って比例するため、この発光量を光電変換手段によっ
て電気信号に変換し、この電気信号を使用して写真フィ
ルム等の記録材料に可視像を再生記録すればいかなる露
光量で売撮影しても適正な濃度の画像が得られる。な
お、この再生記録時には広い範囲に亘って得られた電気
信号のレベルを光学濃度で識別可能な範囲に変換するよ
う信号処理の際の増巾率を調整して適正な画像が得られ
るようにする。

実用上は、これに使用する電気信号系のダイナミックレ
ンジによって放射線露光量の範囲が制限される。実験で
は約３ケタの範囲に亘って露光量を変化させても、すな
わち放射線の露光量を１：1000に変化させても適正な濃
度の写真を得ることができた。

上記のような蛍光体を使用する放射線写真システムでは
露光量を大幅に変化させても最終的に適正濃度の画像が
得られるから、実用上数々の利点がある。例えば撮影時
の露光に撮影ショット間でムラがあった場合、あるいは
露光ミスがあった場合、これを最終的には同一レベルの
濃度に仕上げることができるから全く問題がなく、露光
条件における失敗を実質的になくすることができる。ま
た、被写体によっては露光量を大きくしなければならな
いもの、あるいは露光量を小さくしなければならないも
の等、従来の放射線写真システムでは出来上がる画像の
濃度が見やすい濃度に仕上がるように露光量を調整しな
ければならない場合があったが、このシステムでは同一
条件で撮影しておいても後の再生時に適宜見やすい濃度
に再生することができるから露光条件の設定に注意を払
う必要がない。さらに、従来のシステムでは感度の異な
るスクリーンに対しては感度の異なるフィルムを個別に
用いる必要があったが、このシステムでは一種のフィル
ムを使って種々のスクリーン、種々の撮影条件に対処す
ることができるから多種のフィルムを用意する必要がな
い。

このように上記のような蛍光体を使用する放射線写真シ
ステムでは、極めて広い範囲に亘る露光量を画像情報と
して一旦蛍光体に蓄積し、最終的な可視像を記録材料上
に再生記録する際にはその画像情報を電気信号に変換し
て記録するから、その電気信号のレベルを適宜調整する
ことによって最終的に得られる再生像の濃度を常に目的
に合った見やすい濃度範囲に仕上げることができのであ
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この放射線写真システムを実用化するた
めには上記のような信号処理を定量的に標準化しなけれ
ばならない。そして、これは実用上いかなる放射線画像
に対しても好ましい信号処理を施すものであるよう、種
々の放射線画像について多数の実験を繰返して決めなけ
ればならない。

本発明は上記のような背景のもとに、蛍光体を使用する
放射線写真システムにおいて種々の放射線写真画像に対
して適正な濃度の最終的再生像を得ることができるよう
な放射線画像再生方法を提供することを目的とするもの
である。

すなわち、本発明の目的は蛍光体を使用する放射線写真
システムにおいて、実用上殆どあらゆる種類の放射線画
像に対しても常に適正な濃度の再生像を記録材料上に得
ることができるような電気信号の処理を含む放射線画像
再生方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の放射線画像再生方法は、放射線画像情報を記録
した蓄積性蛍光体材料を励起光により走査し、この走査
により該材料から発せられる発光を検出して前記画像情
報に対応する画像信号を取り出し、この画像信号を用い
て画像を再生する放射線画像再生方法において、前記画
像信号を少なくとも一画面分の画像信号を入力し得るメ
モリー内に収録せしめるとともに、前記画像信号の中か
ら画像信号の最大値Ｓmax と最小値Ｓmin を決定し、前
記メモリーから前記一画面分の画像信号を取り出し、該
取り出された画像信号の最大値Ｓmax と最小値Ｓmin が
再生画像の最大濃度Ｄmax と最小濃度Ｄmin に対応する
ように該画像信号のレベルを変換し、該レベル変換され
た画像信により画像を再生することを特徴とするもので
ある。

なお、最大画像信号レベル，最小画像信号レベルを得る
には例えばヒストグラムを利用する方法等が採用され
る。すなわち、メモリー中に入力されたデータを演算装
置で計算してヒストグラムを作成する。これは横軸に信
号レベルを、縦軸に頻度をとったグラフにしたときにい
くつかの山状の信号の頻度分布を示すグラフであって、
例えばこのヒストグラムの頻度が上下端で０に落ち込む
点あるいは最大頻度の５％程度に落ち込む点が求める最
大，最小レベルであるとすることができる。このヒスト
グラムを使用する場合は、経験的に放射線画像の種類に
応じて表われるヒストグラム上のパターンから、所望の
最大値，最小値のレベルの位置を求めることもできる。
すなわち、例えば胸部Ｘ線写真においてはヒストグラム
に３つの山が表われ、この中で一番信号レベルの高い側
の山が最も頻度も大きいが、この山が肺野部を示すもの
で、この山の信号レベルの高い側の裾すなわち頻度が０
または最大頻度の５％になるところを最大値とすればよ
い。一番信号レベルの低い側に高さの低い山が表われる
が、これが背骨を示すもので、この山の信号レベルの低
い側の裾を最小値とするとよい。

また、もう一つの方法として、蛍光体からの発光を走査
によって読み取る際、画像の中央（あるいは画像の種類
によって適宜選択された場所）を走査したときの信号レ
ベルの変化から対象画像部分およびその最大最小を知る
こともできる。例えば乳房Ｘ線写真を蛍光体に蓄積した
画像情報から再生する際、画面の中央を走査すると、信
号は非被写体部分、表皮、脂肪組織、乳腺組織の順でそ
の再生像における濃度に対応する発光量のレベルを表わ
す。このとき、非被写体部分（すなわち対象外の最も発
光量の大きい部分）から表皮に変わったところでレベル
は大きく変化する。表皮は対象画像の中では最も再生像
における濃度が高いところであるから、このレベル変化
直後のレベルを最大値として採用することができる。ま
た、乳腺組織は最も濃度が低ところであるから、表皮、
脂肪組織、乳腺組織と順にレベルが低下して、低下しき
ったところを最小値として採用することができる。ある
いは、この最小値が出てくる近辺のレベルをメモリーで
記憶して、その中の最小値を採用することもできる。

このようにして求めた最大レベル値と最小レベル値の信
号を、再生像でそれぞれ1.5 〜2.8 、カブリ濃度〜カブ
リ濃度＋0.3 の濃度に再生記録されるような信号のレベ
ルに変化する。1.5 〜2.8 は実用的に読影しやすい光学
濃度の最大値で、これは望ましくは1.8 〜2.6 の範囲と
するのがよい。カブリ濃度〜カブリ濃度＋0.3 は実用的
に読影できる最小値であり、これは望ましくはカブリ濃
度〜カブリ濃度＋0.2 の範囲とするのがよい。

最大値と最小値の間の信号のレベル変換は、単純に両極
値を直線で結ぶ（縦軸に光学濃度を、横軸に発光量すな
わち信号レベルの対数値を表わした座標系で直線となる
ような）変換でよいが、さらに好ましくはその間で濃度
を所定のレベルを中心にして多少下げた方がよい結果が
得られる。これは特に医療用Ｘ線写真の場合に診断性能
を上げるのに効果がある。

本発明において蛍光体とは、最初の光もしくは高エネル
ギー放射線が照射された後に、光的、熱的、機械的、化
学的または電気的等の刺激（励起）により、最初の光も
しくは高エネルギー放射線の照射量に対応した光を再発
光せしめる、いわゆる輝尽性を示す蛍光体をいう。ここ
で光とは電磁放射線のうち可視光、紫外光、赤外光を含
み、高エネルギー放射線とはＸ線、ガンマ線、ベータ
線、アルファ線、中性子線等を含む。

励起は600 〜700 ｎｍの波長域の光によって行なうこと
が望ましく、この波長域の励起光は、この波長域の光を
放出する励起光源を選択することにより、あるいは上記
波長域にピークを有する励起光源と、600 〜700 ｎｍの
波長域以外の光をカットするフィルターとを組合せて使
用することにより得ることができる。

上記波長域の光を放出することができる励起光源として
Ｋr レーザ、各種の発光ダイオード、Ｈe −Ｎe −レー
ザ、ローダミンＢダイレーザ等がある。またタングステ
ンヨーソランプは、波長域が近紫外、可視から赤外まで
及ぶため、600 〜700 ｎｍの波長域の光を透過するフィ
ルターと組合わせれば使用することができる。

励起エネルギーと発光エネルギーの比は10^４：１〜1
0^６：１程度であることが普通であるため、光検出器に
励起光が入ると、Ｓ／Ｎ比が極度に低下する。発光を短
波長側にとり、励起光を長波長側にとってできるだけ両
者を離し、光検出器に励起光が入らないようにすると、
上述のＳ／Ｎ比の低下を防止することができる。

このためには、発光光が300 〜500 ｎｍの波長域にある
蛍光体を使用することが望ましい。

上記300 〜500 ｎｍの波長域の光を発光する蛍光体とし
ては、 Ｌa ＯＢr ：Ｃe ，Ｔb Ｓr Ｓ：Ｃe ，Ｓm Ｓr Ｓ：Ｃe ，Ｂi Ｂa Ｏ・Ｓi Ｏ_２：Ｃe Ｂa Ｏ・６Ａｌ_２Ｏ_３：Ｅu （0.9 Ｚn ，0.1cd)Ｓ：Ａg Ｂa ＦＢr ：Ｅu Ｂa ＦＣｌ：Ｅu 等がある。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

図面は、本発明の一実施例方法を実施するためのシステ
ムの一例を示すものである。このシステムでは撮影済の
蛍光体シート12上に走査ミラー11によってレーザ光源10
からのレーザ光を走査させて蛍光体シート12を発光さ
せ、この発光量を光電子増倍管13で受光して記録されて
いる画像情報を読み取る際、この読み取った情報から直
接画像信号最大値レベルＳmax ，最小値レベルＳmin を
決めるもので、この光電子増倍管13の出力を増幅用アン
プ14によって増幅し、これを対数変換回路15によって対
数変換した後Ａ−Ｄ変換回路16によってデジタル量に変
換する。この後、デジタル量に変換された少なくとも一
画面分の画像情報は全て磁気ディスク等のメモリー17に
一旦記憶される一方、最大最小弁別デジタル回路18に入
力されて各画面に対応する上記Ｓmax とＳmin が計算に
よって求められる。この計算の方式としては各画像信号
のレベルＳ_１〜Ｓn を直接比較して最大，最小を求める
計算の他に、例えばＳ_１〜Ｓn の平均値Ｓと分散δを求
め、 Ｓmax ＝Ｓ＋２δ Ｓmin ＝Ｓ−２δ とする計算も可能である。このＳmax とＳmin は別のメ
モリー19に記憶される。

次にメモリー17からの１画面分の全画像情報とメモリー
19からのＳmax とＳmin がデジタル演算回路20に入力さ
れる。このデジタル演算回路20では、Ｓmin をＤmin
に、Ｓmax をＤmax に対応させ、その間のレベルの信号
を所望の変換関数にしたがって変換する。ここで、上記
Ｄmin およびＤmax は、各々再生画像の最小濃度値（カ
ブリ濃度〜カブリ濃度＋0.3 ）および最大濃度値（光学
濃度1.5 〜2.8 ）であって、上記Ｓmin がＤmin にＳma
x がＤmax に対応するように設定されるため、Ｓmin ，
Ｓmax 両信号レベルの間隔は画像再生に必要ないわゆる
ダイナミックレンジを示すことになる。この後、デジタ
ル演算回路20の出力がＤ−Ａ変換回路21によって濃度を
表わすアナログ信号Ｄに変換され、このアナログ信号Ｄ
によって光変調器22が変調される。光変調器22の出力に
よって記録用光源23が変調され、変調された光を集光レ
ンズ24によって写真フィルム等の感光材料25上に集光
し、感光材料25を２次元に移動してこの上に画像を再生
記録する。前記蛍光体シート12はレーザ光で走査されな
がら走査方向と直角な方向へ移動され、この感光材料25
は光軸の静止した光に露光されながら２次元に走査され
る。勿論、Ｄ−Ａ変換回路21の出力をレーザ走査型記録
装置の光変調器に入力してもよい。

なお、本発明を実施するためのシステムとしては必ずし
も上述したものに限られるものではなく、他の種々の変
更例により本発明の実施が可能であり、例えば、上記増
幅用アンプ14および対数変換回路15を用いる代わりにＬ
ogアンプを用いたシステムによっても実施可能である。

（発明の効果） 本発明は以上詳細に説明したように、蛍光体に記録され
た放射線画像情報を読み出して画像再生画像信号を少な
くとも一画面分の画像信号を入力し得るメモリー内に収
録せしめるとともに、この画像信号の中から画像信号の
最大値Ｓmax と最小値Ｓmin を決定し、前記メモリーか
ら前記一画面分の画像信号を取り出し、該取り出された
画像信号の最大値Ｓmax と最小値Ｓmin が再生画像の最
大濃度Ｄmax と最小濃度Ｄmin に対応するように画像信
号のレベルを変換し、このレベル変換された画像信号に
より画像を再生するようにしたもので放射線画像の種類
に応じて、再生に用いる画像信号のレベルを適宜調整す
るようにしているので、結果として見やすい、特に医療
用Ｘ線写真においては診断性能の高い再生像を得ること
ができる。

なお、本発明を用いれば光源からの放射線照射量の変動
等により画像信号レベルに変動が生じたような場合にも
適確な精度で読取りができることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例による方法を実施するためのシ
ステムの一例を示す系統図である。 10……読取り用レーザ光源 11……走査ミラー、12……蛍光体シート 13……光電子増倍管、14……アンプ 15……対数変換回路、17,19 ……メモリー 18……最大最小弁別デジタル回路 20……デジタル演算回路 23……記録用光源、24……集光レンズ 25……感光材料

フロントページの続き (72)発明者 松本 誠二 神奈川県南足柄市中沼210番地 富士写真 フイルム株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−99723（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−14612（ＪＰ，Ａ) 米国特許3859527（ＵＳ，Ａ) 「日本醫学放射線學会雑誌」（第23巻 第５号）社団法人日本医学放射線学会 昭 和38年８月25日発行 Ｐ．15〜26

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放射線画像情報を記録した蓄積性蛍光体材
   料を励起光により走査し、この走査により該材料から発
   せられる発光を検出して前記画像情報に対応する画像信
   号を取り出し、この画像信号を用いて画像を再生する放
   射線画像再生方法において、 前記画像信号を少なくとも一画面分の画像信号を入力し
   得るメモリー内に収録せしめるとともに、 前記画像信号の中から画像信号の最大値Ｓmax と最小値
   Ｓmin を決定し、 前記メモリーから前記一画面分の画像信号を取り出し、 該取り出された画像信号の最大値Ｓmax と最小値Ｓmin
   が再生画像の最大濃度Ｄmax と最小濃度Ｄmin に対応す
   るように該画像信号のレベルを変換し、 該レベル変換された画像信号により画像を再生すること
   を特徴とする放射線画再生方法。