JPH0731368B2 - 蓄積性螢光体シ−トの残光測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性螢光
体シートに励起光を照射し、それによって該シートから
発せられた輝尽発光光を検出して上記放射線画像情報を
読み取る放射線画像情報読取方法において、上記シート
から発せられる瞬時発光残光のレベルを測定する方法に
関するものである。

（従来の技術） ある種の螢光体に放射線（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
の一部が螢光体中に蓄積され、この螢光体に可視光等の
励起光を照射すると、蓄積されたエネルギーに応じて螢
光体が輝尽発光を示すことが知られており、このような
性質を示す螢光体は蓄積性螢光体（輝尽性螢光体）と呼
ばれる。

この蓄積性螢光体を利用して、人体等の被写体の放射線
画像情報を一旦蓄積性螢光体のシートに記録し、この蓄
積性螢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
取って画像信号を得、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、蓄積性螢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。

またこのシステムによれば、蓄積性螢光体シートに蓄積
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って、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効
果も得ることができる。

このように蓄積性螢光体シート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
尽発光光を光電変換し、可視像として出力することがで
きるので、放射線源の管電圧又はMAS値の変動による放
射線露光量の変動、蓄積性螢光体シートの感度のバラツ
キ、光検出器の感度のバラツキ、被写体の条件による露
光量の変化、あるは被写体によって放射線透過率が異な
る等の原因により蓄積性螢光体に蓄積される蓄積エネル
ギーが異なっても、更には放射線の被ばく量を低減させ
ても、これらの因子の変動により影響を受けない放射線
画像を得ることが可能となる。

しかしながら、このように撮影条件の変動による影響を
なくし、あるいは観察読影適性の優れた放射線画像を得
るためには、蓄積性螢光体シートに蓄積記録された放射
線画像情報の記録状態、あるいは胸部、腹部などの被写
体の部位、単純撮影、造影撮影などの撮影方法等によっ
て決定される記録パターン（以下、これらを総称する場
合には、「蓄積記録情報」という。）を観察読影のため
の可視像の出力に先立って把握し、この把握した蓄積記
録情報に基づいて読取ゲインを適当な値に調節し、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
化されるように収録スケールファクターを決定し、さら
に読取画像信号に対して階調処理等の画像処理が行なわ
れる場合には、画像処理条件を最適に設定することが必
要である。

このように可視像の出力に先立って放射線画像の蓄積記
録情報を把握する方法として、特開昭58-67240号に開示
された方法が知られている。この方法は、観察読影のた
めの可視像を得る読取り操作（以下、「本読み」とい
う。）の際に照射すべき励起光よりも低いレベルの励起
光を用いて、前記本読みに先立って予め蓄積性螢光体シ
ートに蓄積記録されている放射線画像の蓄積記録情報を
把握するための読取り操作（以下、「本読み」とい
う。）を行ない、放射線画像の蓄積記録の概要を把握
し、本読みを行なうに際して、この先読み情報に基づい
て読取ゲインを適当に調節し、収録スケールファクター
を決定し、あるいは画像処理条件を決定するものであ
る。

なお、ここで先読みに用いられる励起光が本読みに用い
られる励起光によりも低レベルであるとは、先読みの際
に蓄積性螢光体シートが単位面積当りに受ける励起光の
有効エネルギーが本読みの際のそれよりも小さいことを
意味する。

上述の先読みによって得た先読み画像信号から蓄積性螢
光体シートの蓄積記録情報を把握する方法は種々考えら
れているが、そのような方法の一つとして、先読み画像
信号のヒストグラムを利用する方法が知られている。つ
まりこのヒストグラムの例えば信号最大値、最小値や、
頻度最大点となる信号値等から蓄積記録情報を把握する
ことができるから、これらの特性値に基づいて読取ゲイ
ン、収録スケールファクター（ラチチュード）等の読取
条件や、画像処理条件を決定すれば、診断適性に優れた
放射線画像を再生可能となる。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、以上述べたようにして決定される読取条件お
よび／または画像処理条件は、蓄積性螢光体シートから
の瞬時発光残光の影響を受けて、実際の蓄積記録情報に
対して不適正なものとなってしまうことがある。上記瞬
時発光残光とは、蓄積性螢光体シートが放射線照射を受
けたときに発する瞬時発光光の残光であり、蓄積性螢光
体シートへの放射線照射後、相当な時間（例えば数秒か
ら数十秒）発光し続ける。したがって先読み画像信号に
も当然この瞬時発光残光による信号成分が含まれること
になるので、該先読み画像信号は実際の画像情報を担う
信号成分よりもいわば全体的にかさ上げされる。その結
果前記ヒストグラムが信号値大側（高発光量側）にシフ
トし、実際の蓄積記録情報を正しく反映しないものとな
ってしまうのである。つまりこのヒストグラムは、真の
記録画像よりも全体的に高濃度の画像について作成され
たようなものとなってしまう。

したがって、このようなヒストグラムに基づいて決定さ
れた読取条件等により放射線画像情報を読み取り、画像
再生すると、再生画像の低濃度部が飛んでしまうことが
ある。

また上記の瞬時発光残光は、以上述べたように本読みの
読取条件や画像処理条件を不適正にするのみならず、本
読みの際にも検出されて本読み画像信号にノイズ部分の
形で含まれることになるので、この点でも再生放射線画
像の画質に悪影響を及ぼすものとなる。

上述の問題を解消するため、例えば特願昭58-108238号
明細書に示されるように、画像信号から瞬時発光残光に
よる信号成分を減じ、この減算後の画像信号を真の放射
線画像情報を担う信号として取り扱うことが考えられて
いる。このような減算処理を行なうためには、まず瞬時
発光残光のレベルを正確に測定することが必要となる。
そのため従来は、上記特願昭58-108238号明細書にも示
されるように、蓄積性螢光体シート上を走査する励起光
が１ラインの主走査を終えて該シートを照射していない
状態になったときに、光検出手段の出力をサンプリング
して瞬時発光残光レベルを測定するようにしていた。

しかしこのような方法においては、被写体の放射線画像
情報を担う信号と瞬時発光残光レベルを示す信号とが、
光検出手段から時間的に交互に出力されるので、各信号
を分離させる等の複雑な処理が必要になるという不具合
がある。

そこで本発明は、蓄積性螢光体シートからの瞬時発光残
光のレベルを簡単に測定することができる方法を提供す
ることを目的とする。

（問題点を解決するための手段及び作用） 本発明の蓄積性螢光体シートの残光測定方法は、先に述
べたような先読みと本読みとを行なう放射線画像情報読
取方法において、先読みと本読みとを共通の読取系によ
って行ない、先読み終了後蓄積性螢光体シートをこの共
通の読取系における読取開始位置に戻す際に、このシー
トからの瞬時発光残光を該読取系の輝尽発光光を検出す
るための光検出手段によって検出するようにしたことを
特徴とするものである。

（実施例） 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説明
する。

第１図は、本発明方法により蓄積性螢光体シートの瞬時
発光残光を測定する放射線画像情報読取装置の一例を示
すものである。Ｘ線等の放射線が被写体を介して照射さ
れる等により、この被写体に関する放射線画像情報を蓄
積記録した蓄積性螢光体シート１は、この第１図の読取
装置に移送される。この読取装置においては、移送され
て来た蓄積性螢光体シート１に対してまず先読みが行な
われる。レーザ光源２から発せられたレーザ光３は、ビ
ームエクスパンダー４を通過させてそのビーム径が厳密
に調整される。次いでこのレーザ光３はNDフィルター
５、プリズム６、凹レンズ７に通され、その強度の減
小、ビーム径の拡大がなされる。そして該レーザ光３は
ガルバノメータミラー等の光偏向器８によって偏向さ
れ、平面反射鏡９を介して蓄積性螢光体シート１上に入
射し、該シート上を直線的に走査する。光偏向器８と平
面反射鏡９との間にはｆθレンズ10が配され、螢光体シ
ート１上を走査するレーザ光３のビーム径が均一化され
る。ここでレーザ光源２は、レーザ光３の波長域が蓄積
性螢光体シート１からの輝尽発光光の波長域と重複しな
いように選択される。他方、蓄積性螢光体シート１はエ
ンドレスベルト等のシート移送手段11によって矢印Ａの
方向に移送されて副走査がなされ、その結果、螢光体シ
ート１の全面にわたってレーザ光３が照射される。蓄積
性螢光体シート１のレーザ光３が照射された箇所は、蓄
積記録されている放射線エネルギーに対応した光量の輝
尽発光光14を発し、この発光光14は集光体12に入射す
る。この集光体12は、その入射面12aが直線状をなし、
蓄積性螢光体シート１上の走査線に対向するように配置
され、射出面12bは円環状をなし、フォトマルチプライ
ヤー等の光検出器13の受光面に密着されている。この集
光体12は、アクリル系樹脂等の透明熱可塑性樹脂シート
を加工して形成されもので、入射面12aより入射した光
がその内部を全反射しつつ射出面12bへ達するよう構成
されており、蓄積性螢光体シート１から発せられた輝尽
発光光14はこの集光体12内を導かれ、射出面12bから射
出して光検出器13によって受光される。なお集光体12の
好ましい形状、材質等は特開昭55-87970号、同56-11397
号等に開示されている。

光検出器13の受光面には、輝尽発光光14の波長域の光の
みを透過し、励起光としてのレーザ光３の波長域の光を
カットするフィルター（図示せず）が貼着されており、
輝尽発光光14のみを検出しうるようになっている。光検
出器13の出力はスイッチ20を介して先読み用増幅器21に
入力され、該先読み用増幅器21で増幅され、A/D変換器2
2によりディジタル化され、スイッチ23を介して先読み
画像信号Spとして本読み制御回路24に入力される。この
本読み制御回路24は、先読み画像信号Spが示す蓄積記録
情報に基づいてヒストグラム解析により、読取ゲイン設
定値ａ、収録スケールファクター設定値ｂ、再生画像処
理条件設定値ｃを決定する（これらの条件決定について
は、後に詳述する）。なお上記先読み用増幅器21の読取
ゲインは一定の値ａ′に固定され、またA/D変換器22の
収録スケールファクターも一定の値ｂ′に固定されてい
る。

以上説明のようにして先読みが終了するとシート移送手
段11が逆転され、蓄積性螢光体シート１は読取開始位置
17へ戻され、その後本読みが開始される。このように蓄
積性螢光体シート１が戻されるときレーザ光源２は作動
停止されるが、光検出器12は作動状態に維持される。し
たがってこの際は、輝尽発光光14は検出されないが、前
述したように放射線を蓄積性螢光体シート１に照射した
後ずっと発光し続けている瞬間発光残光が光検出器12に
よって検出される。この瞬時発光残光のレベルを示す光
検出器12の出力は、前記増幅器21で増幅され、A/D変換
器22でディジタル信号Sx′に変換され、スイッチ23を介
して演算回路25に入力される。演算回路25は、このディ
ジタル信号Sx′の平均値を求め、１枚の蓄積性螢光体シ
ート１における平均的な残光レベルを示す残光レベル信
号Sxを出力する。

次に本読みについて説明する。本読みにおいても、前記
先読みと同様にレーザ光源２からレーザ光３が射出され
るが、本読みの場合にはNDフィルター５、プリズム６お
よび凹レンズ７は光路からはずれるように矢印18方向に
移動されるため、該レーザ光３（励起光）のエネルギー
レベルは、前記先読み時の励起光のエネルギーレベルよ
りも高くなる。ここで励起光のエネルギーとは、蓄積性
螢光体シート１が単位面積当りに受ける励起光の有効エ
ネルギーを言う。なお先読みの励起光エネルギーと本読
みのそれとの比が１に近ければ近いほど、本読みの際に
螢光体シート１に残存蓄積している放射線エネルギー量
は少なくなるが、この比が１未満であれば、読取ゲイン
の値を適当に調節することにより、観察読影適性を備え
た放射線画像が得られることが判明している。しかし、
観察読影適性の優れた放射線画像を得るためには、先読
みと本読みの励起光のエネルギーの比は小である程望ま
しく、50％以下、好ましくは10％以下、更に好ましくは
30％以下が望ましい。この比の下限値は、先読みの輝尽
発光光の検出系の精度によって決定される。

このレーザ光３は先読みの場合と同様にして、蓄積性螢
光体シート１の全面に照射される。レーザ光３の照射を
受けた蓄積性螢光体シート１の箇所は、蓄積記録されて
いる放射線画像情報に応じたレベルの輝尽発光光14を発
する。この輝尽発光光14は集光体12に入射し、その内部
を伝達して光検出器13によって検出される。光検出器13
の出力は、切り換えられたスイッチ20を介して本読み用
増幅器27に入力され、前記読取ゲイン設定値ａに基づい
て感度設定されたこの本読み用増幅器27により、適正レ
ベルの電気信号に増幅される。増幅された電気信号はA/
D変換器28に入力され、前記収録スケールファクター設
定値ｂに基づいて、信号変動幅に適したスケールファク
ター（ラチチュード）でディジタル信号Sdに変換されて
信号処理回路29に入力される。この信号処理回路29は前
記再生画像処理条件設定値ｃに基づいて、観察読影適性
の優れた放射線画像が得られるように上記ディジタル信
号Sdに対して信号処理（画像処理）を施し、この信号処
理されたディジタル信号Soは、放射線画像を可視像とし
て出力する画像再生装置30へ伝送される。なお、上記信
号処理回路29において行なわれる信号処理としては、特
開昭55-87970号、同56-11038号、同56-75137号、同56-7
5139号、同56-75141号、同56-104645号等に開示されて
いる周波数処理、特開昭55-116339号、同55-116340号、
同55-88740号等に開示されている階調処理などがあげら
れる。

画像再生装置30は、信号処理回路29から送られた画像信
号Soに基づいて放射線画像の再生を行なう。再生方法と
しては、レーザ光を感光材料上を走査させて記録する方
法、CRT等に電子的に表示する方法、CRT等に表示された
放射線画像をビデオプリンタ等に記録する方法、熱線を
用いて感熱記録材料上に記録する方法など種々の記録方
法を用いることができる。

本装置においては、前述したように先読みによって予め
蓄積性螢光体シート１の蓄積記録情報を把握し、それに
基づいて決定した最適な読取ゲイン設定値ａ、収録スケ
ールファクター設定値ｂによって画像読取りを行ない、
また最適な再生画像処理条件設定値ｃに基づいて画像処
理を行なうようにしているので、画像再生装置30におい
て再生される放射線画像は、観察読影適性（診断性能）
に優れたものとなる。

次に、前述の瞬時発光残光の影響を排除して、上記読取
ゲイン設定値ａ、収録スケールファクター設定値ｂ、再
生画像処理条件設定値ｃを適正に設定する点について説
明する。第２図に詳しく示すように本読み制御回路24
は、ヒストグラム作成部40、ヒストグラム解析部41、補
正部42、読出部43および記憶部44からなる。前述の先読
み画像信号Spは上記ヒストグラム作成部40に入力され
る。該ヒストグラム作成部40はこの先読み画像信号Spす
べてについてのヒストグラムを作成する。このヒストグ
ラムは例えば第３図に実線で示すようなものとなる。し
かし先読み画像信号Spには前述の瞬時発光残光による信
号成分も含まれているので、真の蓄積記録情報について
のヒストグラムは、第３図中破線で示すようなものにな
るはずである。つまりヒストグラムは瞬時発光残光によ
り、第３図中斜線を付した部分だけ、信号値大（高発光
量側）にシフトしている。ヒストグラム解析部41には、
このヒストグラムを示す情報Shが入力される。ヒストグ
ラム解析部41はこのヒストグラム情報Shが示すフストグ
ラムの解析を行ない、例えばその最大値Smax、最小値Sm
in、最大頻度値Sy等の特性値を求める。記憶部44にはこ
れらの特性値Smax、Smin、Sy等に対応する最適の読取ゲ
イン設定値ａ、収録スケールファクター設定値ｂおよび
画像処理条件設定値ｃが記憶されており、読出部43は上
記特性値に対応する設定値ａ、ｂ、ｃを記憶部44から読
み出して、前述のようにそれぞれ増幅器27、A/D変換器2
8および信号処理回路29に送る。しかしここで、ヒスト
グラム解析部41が求めた特性値Smax、Smin、Sy等はその
まま読出部43には送られず、補正部42の記憶手段（図示
せず）に一旦記憶され、前述の残光レベル信号Sxが入力
されてから、それぞれ該信号Sxの値を減算した上で読出
部43に送られる。この残光レベル信号Sxは先に述べたよ
うに、蓄積性螢光体シート１からの瞬時発光残光の平均
的なレベルを担持するものであるから、この減算がなさ
れた後の補正特性値Smax′、Smin′、Sy′は瞬時発光残
光の影響を排除した真の蓄積記録情報を表わすものとな
る。したがってこれらの補正特性値Smax′、Smin′、S
y′に基づいて決定された読取ゲイン設定値ａ、収録ス
ケールファクター設定値ｂおよび画像処理条件設定値ｃ
は、真の蓄積記録情報に対して最適なものとなるから、
画像再生装置30において再生される再生画像は前述した
ように低濃度部が飛ぶようなことがなく、高画質のもの
となる。

なお先読み画像信号Spの最小値Sminと最大値Smaxとは、
通常２桁程度以上差があるので、上記減算による特性値
補正の効果は、信号最小値Sminにおいて最も顕著となる
（第３図においては、信号値を示す横軸を対数でとって
ある）。

以上説明した実施例においては、先読み終了後蓄積性螢
光体シート１を読取開始位置に戻すときに、該シート１
が発光光検出系を通過するのを利用して、瞬時発光残光
測定のために輝尽発光光検出用の光検出手段を兼用して
いるので、装置コスト低減、装置構成の簡素化の上で好
ましい。

また上記実施例においては、１枚の蓄積性螢光体シート
１における平均的な残光レベルに基づいてヒストグラム
の特性値を補正するようにしているが、瞬時発光残光の
レベルを各主走査ライン毎に測定し、その測定結果に応
じて先読み画像信号Spを各主走査ライン毎に補正し、こ
の補正された先読み画像信号のヒストグラムに基づいて
読取条件や画像処理条件を決定するようにしてもよい。
そのようにすれば、１枚の蓄積性螢光体シートにおいて
特に放射線照射量が低い箇所、高い箇所が存在して、瞬
時発光残光レベルがシート位置により大きく変わるよう
な場合でも、読取条件や画像処理条件を適正に決定する
ことができる。

また本発明方法は、読取条件や画像処理条件を適正に決
定するために適用する他、本読み画像信号Soから瞬時発
光残光による成分を減じて、該画像信号Soをより正確な
ものに補正するために適用することも勿論可能である。
このような場合は、上記のように各主走査ライン毎に本
読み画像信号Soを補正するのが好ましい。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明の残光測定方法によれ
ば、瞬時発光残光のレベルを正確に測定できるので、該
残光の影響を排除して、真の蓄積記録情報に対して最適
な読取条件や画像処理条件を決定することができ、また
放射線画像の可視像再生に供する本読み画像信号をより
正確のものに補正することができるので、診断性能に優
れた再生放射線画像を得ることが可能になる。しかも本
発明方法は、先読みと本読みの間に瞬時発光残光レベル
を測定するようにしているので、放射線画像情報を担う
信号と上記残光を担う信号とを分離させる等の処理が不
要であり、簡単な装置によって実施可能である。

さらに本発明の残光測定方法においては、先読みと本読
みとを共通の読取系によって行ない、先読み終了後蓄積
性螢光体シートを本読み開始位置に戻すときに該シート
が発光光検出系を再度通過するのを利用して、この際に
輝尽発光光検出用の光検出手段により瞬時発光残光を測
定するようにしているので、瞬時発光残光測定のための
専用の光検出手段が不要となり、それにより装置コスト
低減、装置構成の簡素化の効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する放射線画像情報読取装置
の一例を示す概略図、 第２図は第１図の装置の一部を詳しく示すブロック図、 第３図は本発明に係る先読み画像信号のヒストグラムと
特性値の補正を説明する説明図である。 １……蓄積性螢光体シート、２……レーザ光源 ３……レーザ光、４……ビームエクスパンダー ５……NDフィルター、６……プリズム ７……凹レンズ、８……光偏向器 11……シート移送手段、13……光検出器 21、27……増幅器、22、28……A/D変換器 24……本読み制御回路、25……演算回路 29……信号処理回路、30……画像再生装置 Sp……先読み画像信号、So……本読み画像信号 Sx……残光レベル信号 Smax……先読み画像信号の最大値 Smin……先読み画像信号の最小値 Sy……先読み画像信号の頻度最大値

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性螢
   光体シートに励起光を照射し、この励起光照射により前
   記シートから発せられた輝尽発光光を光検出手段により
   光電的に読み取って可視像再生のための画像信号を得る
   本読みを行なうとともに、この本読みに先行して、前記
   蓄積性螢光体シートに記録された蓄積記録情報の概略を
   読み取るための先読みを行なう放射線画像情報読取方法
   において、 前記先読みと本読みとを共通の読取系によって行ない、 先読み終了後前記蓄積性螢光体シートをこの共通の読取
   系における読取開始位置に戻す際に、このシートからの
   瞬時発光残光を該読取系の輝尽発光光を検出するための
   光検出手段によって検出して、該残光のレベルを測定す
   ることを特徴とする蓄積性螢光体シートの残光測定方
   法。