JPH0833592B2 - 放射線画像読取方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、被写体の放射線画像が記録された記録シー
トから得られた放射線画像を表わす光を読み取って画像
信号を得る放射線画像読取方法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信号を得、こ
の画像信号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（画像信号）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のできるシステムが開発さ
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
写体の放射線画像を一旦シート状の蓄積性蛍光体に撮影
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56−11395号，同55−163472号，同56−104645
号，同55−116340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Ｘ線フイルムや蓄積性蛍光体シート等の記録シー
トを用いる上記システムにおいて、記録シートに記録さ
れた放射線画像を読み取って画像信号を得るには、通
常、放射線画像読取装置を用い、記録シートに光を照射
してこの光の照射により該記録シートから得られた放射
線画像を表わす光（たとえば、Ｘ線フイルムを透過し又
はＸ線フイルムから反射した光や、蓄積性蛍光体シート
から発せられた輝尽発光光等）を光検出器で受光して、
該光の光量と対応する信号を得、該信号を対数増幅器に
入力して対数圧縮することにより行なわれる。また、通
常、放射線画像読取装置には、光検出器の受光光量に対
する該光検出器の出力信号（対数増幅器の入力信号）の
大きさを調節するゲイン設定手段も備えられている。

（発明が解決しようとする課題） 上記のようにして放射線画像読取装置を用いて画像信
号を得た後、画像処理装置により該画像信号に適切な画
像処理が施され、画像再生装置により、上記放射線画像
が可視画像として再生表示され該可視画像が観察に供さ
れる。

ところが、記録シートから得られた放射線画像を表わ
す光は、微弱な光から強い光まで（たとえば強度比で1:
10⁴⁰程度）の極めて広範囲の光量幅を有している。この
程度の光量幅であっても、上記光検出器としてたとえば
高性能の光電子増倍管等を用いると十分な精度および十
分な速度で各光量に対応する電気信号に変換することが
できる。しかしながら、この電気信号を対数変換するた
めに対数増幅器に入力する場合、通常対数増幅器は微弱
な入力信号に対しては周波数応答性が悪く、したがって
上記のような広範囲の信号を対数変換するためには最も
微弱な信号であっても十分な精度で対数変換できる程度
に、記録シートから放射線画像を読み取る速度を制限す
る必要があった。このため、装置全体の速度が制限さ
れ、単位時間あたりの処理能力が制限されていた。

本発明は上記事情に鑑み、微弱な入力信号に対する対
数増幅器の周波数応答性が悪いという条件を克服して、
単位時間あたりの処理能力を高めた放射線画像読取方法
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読取方法は、被写体の放射線画像
が記録された記録シートから得られた該放射線画像を表
わす光を受光し、該光の光量と対応する信号を出力する
光検出器と、該光検出器の、受光光量に対する出力信号
の大きさを調整するゲイン設定手段と、該出力信号を入
力して対数圧縮する対数増幅器とを備えた放射線画像読
取装置を用い、上記光の読取りを行なって画像信号を得
る放射線画像読取方法に関するものである。

上記目的を達成するために、本発明の放射線画像読取
方法で用いた手段は、上記放射線画像を表わす光の全光
量範囲を段階的に複数に分けた各光量範囲内の光が対数
増幅器の周波数応答性の優れた入力信号範囲内の信号に
それぞれ変換されるように、各光量範囲毎に、順次ゲイ
ン設定手段を制御して読取りを行なうようにしたことで
ある。

（作用） 対数増幅器の一般的性質として、入力信号の大きさが
所定範囲内ならば、所定の高周波数まで精度良く対数変
換され、上記所定の範囲より微弱な入力信号に対して
は、入力信号が微弱になればなるほど、上記所定の高周
波数よりも低い周波数までしか精度良く対数変換されな
いという性質を有する。またもちろん入力信号が大きす
ぎ対数増幅器の規格を超えた場合は対数増幅器は正常に
は作動しない。

本発明は対数増幅器の周波数応答性の良好な範囲が、
対数変換することが必要な信号範囲よりも狭いことを克
服する方法を追求することによりなされたものであり、
一回で必要な全光量範囲の読取りを行なうことを放棄す
ることにより上記目的を達成したものである。

本発明の放射線画像読取方法は、放射線画像を表わす
光の全光量範囲を段階的に複数に分けた各光量範囲内の
光が対数増幅器の周波数応答性の優れた入力信号範囲内
の信号にそれぞれ変換されるように、各光量範囲毎に、
順次ゲイン設定手段を制御して読取りを行なうようにし
たため、対数増幅器の周波数応答性の良好な範囲のみが
使用され、読取の速度をあげても十分な精度で対数変換
される。また、上記のようにして全光量範囲を読取るに
は複数回読取る必要があるが、対数増幅器の周波数応答
性の良好な範囲のみを使用することにより読取速度が格
段に向上するため、複数回の読取りに要する時間を合わ
せても、読取速度が向上され、上記放射線画像読取装置
の単位時間あたりの処理能力が向上する。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明
する。

第２図は、本発明の放射線画像読取装置が適用され
る、放射線画像読取装置の一例を示した斜視図である。

この放射線画像読取装置は前述した蓄積性蛍光体シー
トを用いる装置である。

放射線画像が記録された蓄積性蛍光体シート11は、放
射線画像読取装置100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11は、図示
しない駆動手段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13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14から発せられた光ビーム
15はモータ23により駆動され矢印方向に高速回転する回
転多面鏡16によって反射偏向され、ｆθレンズ等の集束
レンズ17を通過した後、ミラー18により光路を変えて前
記シート11に入射し副走査の方向（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15が照射され
たシート11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19が発散され、この輝
尽発光光19は光ガイド20によって導かれ、フォトマルチ
プライヤ（光電子増倍管）21によって光電的に検出され
る。上記光ガイド20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20aが
蓄積性蛍光体シート11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20bにフォトマ
ルチプライヤ21の受光面が結合されている。入射端面20
aから光ガイド20内に入射した輝尽発光光19は、該光ガ
イド20の内部を全反射を繰り返して進み、出射端面20b
から出射してフォトマルチプライヤ21に発光され、放射
線画像を表わす輝尽発光光19の光量がフォトマルチプラ
イヤ21によって電気信号に変換される。フォトマルチプ
ライヤ21に入力される光量に対する該フォトマルチプラ
イヤ21から出力される信号の大きさは、ゲイン設定手段
22により調整される。

輝尽発光光19は、蓄積性蛍光体シート11の各部分に照
射された放射線の線量と広範囲にわたってほぼ比例して
おり、該シート11に蓄積記録された放射線画像を精度良
く読み取るには、輝尽発光光の光量を約４桁の範囲（読
み取るべき輝尽発光光のうちの最も微弱な光の強度を1.
0としたとき、読み取るべき輝尽発光光のうちの最も光
量の大きい光が約1.0×10⁴の強度を有する範囲）にわた
ってフォトマルチプライヤ21により精度良く読み取る必
要がある。

フォトマルチプライヤ21から出力されたアナログ出力
信号Ｓは対数増幅器26で対数的に増幅され、A/D変換器2
7でディジタル化され、画像信号S_Qが得られる。得られ
た画像信号S_Qは一旦記憶手段28に記憶された後、画像処
理装置200に送信される。

画像処理装置200では、受信した画像信号S_Qに適切な
画像処理が施される。

画像処理の施された画像信号S_Qは画像再生装置300に
送信され、画像再生装置300ではこの画像信号S_Qに基づ
く放射線画像が再生記録される。

ここで対数増幅器26の特性について説明する。

第１図は、対数増幅器の特性の一例を表わしたグラフ
である。

この対数増幅器は入力信号（入力電流）が10^-5アンペ
ア〜10^-3アンペアの２桁の間は、約200KHzの周波数まで
良好に応答する。ところがこの範囲より入力信号が微弱
になるほど、図に示すように良好に応答する最高の周波
数が低下する。

ここで、もし一回の読取りで得られる４桁の信号を対
数変換するには、第２図に示すゲイン設定手段22によ
り、フォトマルチプライヤ21から10^-7アンペア〜10^-3ア
ンペアの範囲の電流が出力されるように調整される。こ
のように調整すると、この10^-7アンペア〜10^-3アンペア
の範囲の信号を精度良く対数変換するには、対数増幅器
26の10^-7アンペアのときの応答は25KHzまでであるた
め、輝尽発光光19が担持する放射線画像を表わす情報が
25KHz以下になるように、シート搬送手段13によるシー
ト11の搬送速度（副走査の速度）、および回転多面鏡16
の回転速度（主走査の速度）定める必要がある。

一方、対数増幅器26に入力される信号の範囲を10^-5ア
ンペア〜10^-3アンペアの２桁の範囲に押えると、対数増
幅器26は200KHzまで応答するため、10^-7アンペア〜10^-3
アンペアの４桁の範囲の信号を対数変換する場合と比べ
読取りの速度（主走査及び副走査の速度）を200KHz/25K
Hz＝８倍にあげることができる。

そこでまずシート11に蓄積記録された放射線画像を表
わす輝尽発光光のうち、光量の弱い側の２桁（以下、下
２桁と呼ぶ。）が10^-5アンペア〜10^-3アンペアの信号に
変換されるように、ゲイン設定手段22が制御される。ま
た読取りの速度（主走査及び副走査の速度）は、該信号
に最高200KHzの信号が含まれる程度に調整される。この
ようにして読取ることにより、下２桁の信号の対数変換
が高速で行なわれる。この対数変換された信号は前述し
たようにA/D変換器27によりディジタルの画像信号S_Qに
変換され、記憶手段28に記憶される。

シート11の全面にわたって下２桁の信号の対数変換が
終了すると、該シート11は、シート搬送手段13により再
読取りのできる位置まで高速でバックされる。また、ゲ
イン設定手段22は、今度はシート11に蓄積記録された放
射線画像を表わす輝尽発光光のうち、光量の強い側の２
桁（以下、上２桁と呼ぶ。）が、10^-5アンペア〜10^-3ア
ンペアの信号に変換されるように制御される。また読取
りの速度は下２桁の信号の読取り時と同様に、上２桁の
信号に最高200KHzの信号が含まれる程度に調整される。

このようにして読取ることにより、今度は上２桁の信
号の対数変換が高速に行なわれる。この対数変換された
信号は下２桁の信号と同様にA/D変換器27によりディジ
タルの画像信号S_Qに変換され、記憶手段28に記憶され
る。

尚、蓄積性蛍光体シート11は、光ビーム15により照射
しても、該シート11に蓄積されたエネルギーの一部しか
放出しないため、２回目の読取りにおける輝尽発光光の
光量は、１回目の読取り時と同一光量の光ビーム15を照
射したときより若干弱まるがそれでもなお十分な光量の
輝尽発光光を得ることができる。若干弱まった分はゲイ
ン設定手段22により調整される。また光ビーム15の光量
を変えること等種々の方法により調整することもでき
る。

このように下２桁の信号と上２桁の信号とを分けて読
取ることにより、２回の読取りを必要とすること、およ
びシート11を一回バックする必要があることを考慮して
も、一度に４桁の信号の読取りを行なうよりも約３倍の
速度で読取りを行なうことができる。また、２回目の読
取りの際はバックしながら読取り、画像処理装置200で
画像処理を行なう際に画像信号を組みかえるようにすれ
ば、さらに高速に読取りを行なうことができる。

上記実施例は２回に分けて読取る放射線画像読取方法
について説明したが、この回数は２回に限られるもので
はなく、対数増幅器の良好な周波数応答性を有する範
囲、および必要とする信号の範囲を考慮して決定され
る。

また、蓄積性蛍光体シートを用いた放射線画像読取装
置には、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信号を得る
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
先読画像信号を分析し、その後上記シートに上記先読み
の際の光ビームよりも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
像信号を得る本読みを行なうように構成された装置もあ
る（特開昭58−67240号，同58−67241号，同58−67242
号等）。このような先読みを行なう装置にも本発明の放
射線画像読取方法を適用することができることはいうま
でもない。

また、本発明は、蓄積性螢光体シートを用いる装置の
ほか、従来のＸ線フィルムを用いる装置等にも用いるこ
とができる。

第３図は、Ｘ線フィルムに記録されたＸ線画像を読み
取るＸ線画像読取装置の一実施例の斜視図である。

所定位置にセットされた、Ｘ線画像が記録されたＸ線
フィルム40がフィルム搬送手段41により図に示す矢印
Ｙ′方向に搬送（副走査）される。

また、一次元的に長く延びた光源42から発せられた読
取光43は、シリンドリカルレンズ44により収束され、Ｘ
線フィルム上を矢印Ｙ′方向と略直角なＸ′方向に直線
状に照射する。読取光43が照射されたＸ線フィルム40の
下方には、Ｘ線フィルム40を透過しＸ線フィルム40を記
録されたＸ線画像により強度変調された読取光43を受光
する位置に、上記Ｘ線画像のＸ′方向の各画素間隔に対
応した多数の固体光電変換素子が直線状に配置されたMO
Sセンサ45が設けられている。このMOSセンサ45は、Ｘ線
フィルムが読取光43により照射されながら矢印Ｙ′方向
に搬送される間、Ｘ線フィルム40を透過した読取光をＸ
線画像のＹ′方向の各画素間隔に対応した所定の時間間
隔で受光する。

第４図は、上記MOSセンサ45の等価回路を示した回路
図である。

多数の固体光電変換素子46に読取光43が当たって発生
するフォトキャリアによる信号は、固体光電変換素子46
内のキャパシタCi（ｉ＝1,2,……ｎ）に蓄積される。蓄
積されたフォトキャリアの信号は、シフトレジスタ47に
よって制御されるスイッチ部48の順次開閉により順次読
み出され（主走査され）、これにより時系列化された画
像信号が得られる。この画像信号は、その後増幅器49で
増幅されてその出力端子50から出力される。出力された
アナログ画像信号は、第１図に示した実施例と同様に対
数増幅器で対数変換される。この対数増幅器の周波数応
答性の良好な範囲のみを使用するために、第１図を用い
て説明した場合と同様にしてＸ線フイルム40が複数回走
査され、読取の速度の向上が図られる。尚、本実施例に
おいて、MOSセンサ44の代わりにCCD、CPD（Charge Prim
ing Device）等を用いることができることはいうまでも
ない。またＸ線フィルムの読取りにおいても、前述した
蓄積性螢光体シートの読取りと同様に光ビームで２次元
的に走査して読取りを行なってもよいことももちろんで
ある。また本実施例ではＸ線フィルム40を透過した光を
受光しているが、Ｘ線フィルム40から反射した光を受光
するように構成することができることももちろんであ
る。

このように、本発明の放射線画像読取方法は、被写体
の放射線画像が記録された記録シートから得られた放射
線画像を表わす光を読み取って画像信号を得る放射線画
像読取装置一般に適用することができる。

（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読取
方法は、放射線画像を表わす光の全光量範囲を段階的に
複数に分けた各光量範囲内の光が対数増幅器の周波数応
答性の優れた入力信号範囲内の信号にそれぞれ変換され
るように、各光量範囲毎に、順次ゲイン設定手段を制御
して読取りを行なうようにしたため、記録シートから放
射線画像を高速で読取ることができ、放射線画像読取装
置の単位時間あたりの処理能力が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、対数増幅器の特性の一例を表わしたグラフ、 第２図は、本発明の放射線画像読取方法が適用される放
射線画像読取装置の一例を示した斜視図、 第３図は、Ｘ線フイルムに記録されたＸ線画像を読み取
るＸ線画像読取装置の一実施例の斜視図、 第４図は、MOSセンサの等価回路を示した回路図であ
る。 11……蓄積性蛍光体シート、19……輝尽発光光 21……フォトマルチプライヤ 22……ゲイン設定手段、26……対数増幅器 27……A/D変換器、28……記憶手段 40……Ｘ線フイルム、45……MOSセンサ 100……放射線画像読取装置 200……画像処理装置、300……画像再生装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体の放射線画像が記録された記録シー
   トから得られた該放射線画像を表わす光を受光して、該
   光の光量と対応する信号を出力する光検出器と、該光検
   出器の、受光光量に対する出力信号の大きさを調整する
   ゲイン設定手段と、該出力信号を入力して対数圧縮する
   対数増幅器とを備えた放射線画像読取装置を用い、前記
   光の読取りを行なって画像信号を得る放射線画像読取方
   法において、 前記放射線画像を表わす光の全光量範囲を段階的に複数
   に分けた各光量範囲内の光が前記対数増幅器の周波数応
   答性の優れた入力信号範囲内の信号にそれぞれ変換され
   るように、前記各光量範囲毎に、順次前記ゲイン設定手
   段を制御して前記読取りを行なうことを特徴とする放射
   線画像読取方法。