JPS5983487A - 放射線画像のサブトラクシヨン処理方法 - 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】 理方法、さらに詳しくは蓄積性螢光体シ−１・を用（・
て、これに放射線画像を記録し、この後励起光を照射す
ることにより放射線画像を蓄積性螢光体シートがら輝尽
発光せしめ、この輝尽発光光を光検出器により光電的に
読み取り、得られた画像信号を可視像として再生する放
射線画像記録再生方法におけるザブトラクション処理の
際に、画像枠を作成する方法に関するものである。

ある種の螢光体に放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、紫
外線等）を照射すると、この放射線エネルキーの一部が
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と呼ばれる。

この蓄積性螢光体を利用して、人体等の放射線画像を一
旦シート上に設けられた蓄積性螢光体に記録し、この螢
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出し
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、ＣＩ’ｔＴ等に可視像として出力させる放
射線画像記録読取方法が本出願人によりすでに提案され
ている。（特開昭５　５−１２４．２９号、同５６−１
１３９５号など。）この方法は、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（ラチチュード）にわたって画像を記録しうるという
極めて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太幅に変動しても前
記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、蓄積性螢光体に蓄積記録さ
れた放射線画像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きわめて大きな効果も得るこ
とができる。

このように蓄積性螢光体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
、或いは被写体によつ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、また輝欣発光光を一旦電気信号に
変換せしめ、この電気信号に適当な信号処理を施すこと
により、胸、心臓などの観察読影者が必要とする任意の
診断部位に適した放射線画像を得ることができ、観察読
影適性を向上させることが可能となる。

ところで、２枚のＸ線写真フィルムにう枚以上でもよい
）を使用して人体の特定の構造物（例えば、臓器、骨、
血管等）の像を抽出し、これによって特定の構造物のよ
り正確な診断を行なわしめるザブトラクション処理方法
が従来から知られていた。ここでサブトラクション処理
方法は大別すると次の２つの方法に分けることができる
。即ち、造影剤注入により特定の構造物が強調されたＸ
線画像から造影剤が注入されていないＸ線画像を引き算
（ザブトラクト）することによって特定の構造物を抽出
する所謂時間ザブトラクション処理方法と、同一の被写
体に対して相異なるエネルギー分布を有するＸ線を照射
せしめ、これによって特定の構造物が特有のＸ線エネル
ギー吸収特性を有することから生じる特定の構造物の画
像を２つのＸ線画像間に存在せしめ、この後この２つの
Ｘ線画像間で適当な重みづけをした上で引き算（ザブト
ラクト）を行ない特定の構造物の画像を抽出する所謂エ
ネルギーザブ！・ラクション処理方法とが知られている
。

しかしながら、前記Ｘ線写真フィルムを使用してザブト
ラクション画像を得ようとするとＸ線写真フィルムが、
一般に非線形階調を有し、また狭ラチチュードであるこ
とがら良質なザブトラクション画像を得ることができな
い欠点を有している。しかも、Ｘ線写真フィルムを用い
てサブトラクション画像を得るためには、一方のＸ線画
像を反転して、２枚のＸ線写真フィルムを手作業にて重
ね合わせて第３の写真フィルムに差の画像を写し込むこ
とによって行なっている。従って、２枚のＸ線写真フィ
ルムに撮影されたＸ線画像を正確に重ね合わせ、診断構
造物以外の画像を取り除くことが難しく、その位置合わ
せに非常に手間がかかるという欠点を有している。従っ
て、常に有効な診断手法とはなり得す、特別な場合にお
いてのみかろうじて利用されていた診断手法であり、従
って、上述のようなＸ線写真フィルムを用いたザブトラ
クション処理方法はあまり一般には使用されていないの
が現状である。

近年になって、画像データがデジタル値であれば、面倒
かつ非線形な写真的サブトラクション手法を用いずとも
線形なコンピュータ処理でサブトラクションが可能であ
るという観点から所謂デジタルサブトラクション処理方
法（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙと呼ばれ
る。以下ＤＲとする）が注目を浴びるようになった。

ところで、」二連した本出願人がすでに提案した蓄積性
螢光体シートを用いた放射線画像システムにおいても、
一旦蓄積性螢光体シートに蓄積記録された放射線画像を
励起光で読み出し、この読み出しによって得られた輝尽
発光光を光検出器によって検出し、この検出によって得
られた電気信号をデジタル信号に変換せしめ、さらに、
各種の信号処理を行なわしめた後、最終画像として各種
の出力装置に出力させることができるので、このような
蓄積性螢光体シートを使用した放射線画像システムも各
種のデジタル処理が可能である。

従って、前述したＤ　Ｒ，の有する利点、即ち、デジタ
ル処理が可能であるという利点を有すると共にさらにこ
の放射線画像システムにおいては蓄積性螢光体シート上
を走査する励起光（レーザ光）のビーム径を小さくし、
単位面積当たりの画素数を増加し、かつサブトラクショ
ン処理及び各種の画像処理を施した後　　゛の画像テー
クの最終出力を銀塩等の感光材ｔ１上に直接に記録でき
るので従来のＤ　Ｔｌに比して著しく高い空間分解能を
有した画像をイ１することかでき、原理的には人間の視
覚の識別分解能以下の空間分解能を有する鮮明なサブト
ラクション画像を得ることができると共に、蓄積性螢光
体シートの面積を大きくすることに何らの技術的支障も
ないので、人体の広範囲の部分をカバーする大面積に対
して一度にザブトラクション画像を得ることかできイ）
という従来のＩ）　Ｒが有さない大きな特徴を有する。

しかしながら、上述のような蓄積性螢光体シートを用い
た放射線システムにおいて、ザフ］・ランフ３フ画像を
得ようとしたととろＩ′Ｊ、下のような問題を有するこ
とが分かった。

即ち、蓄積性螢光体シートを用いた放射線画像システト
においては、２枚（３枚以］−の場合もある）の相異な
る蓄積性螢光体シー！・を順次もしくは同時に撮影台に
挿入してザブトラクションすべき放射線画像を撮影し、
しかる後に蓄積性螢光体シー１・を個別に読取装置に挿
入し、前記ザブトラクションすべき放射線画像を読み出
す過程において、撮影及び読取りに係わる全ての装置の
機械的精度を向」ニさせたとしても、ザブトラクション
されるべき画像間で位置ズレ及び回転ズレが生じ、この
結果ザブトラクションにおいて消去されるべき画像が消
去されなかったり、逆に抽出すべき画像が消去されて偽
画像が生じ正確なザブトラクション像を得ることができ
ず、診断上重大な支障を来たすとい・うことが見出され
た。

このようなズレが蓄積性螢光体シートに蓄積記録された
放射線画像情報間に生じると放射線画像は潜像として蓄
積性螢光体中に蓄積記録されているので、Ｘ線画像を可
視像として取らえることのできるＸ線写真フィルムの場
合と異なって、目視によって２枚のＸ線写真を合わせる
といったことが出来なくズレ補正は極めて困難なものと
なる。

さらに、何らかの手段により２つの放射線画像間に生じ
る位置ズレ及び回転ズレを検出しえたとしても読み取ら
れた放射線画像のテークを補正すべ（従来公知の演算処
理を行なうと、特に回転ズレの補正の際に多大な時間が
費やされ、実用上非常に大きな問題となる。

本出願人はかかる問題を解消するために、特願昭５７−
４５４７３号明細書において、蓄積性螢光体シー］・に
放射線画像を記録する際に基準線あるいは基準点を提供
するマーカーを同時に記録し、蓄積性螢光体シートから
読み出された放射線画像のデジタル画像データから前記
基準点あるいは基準線の位置座標を検出し、この検出さ
れた位置座標からサブトラクションすべき２つの放射線
画像間の位置ズレ及び回転ズレを計算し、この位置ズレ
及び回転ズレに基づいてザブトラクションすべき放射線
画像のいずれか一方をデジタル画像データ」二で回転、
移動し、この後２つの放射線画像の対応する各画素間で
画像データの引き算を行なう放射線画像のザブトラクシ
ョン処理方法を提案した。（位置ズレとは、蓄積性螢光
体シートに対する放射線画像（被写体像）のたて、よこ
のズレを言う。） この方法によると、蓄積性螢光体シートに蓄積記録され
た放射線画像間で発生する位置ズレ及び回転ズレを自動
的に補正することができるので高いコントラスト分解能
及び高い空間分解能を有しかつ偽画像のない観察読影適
性に優れたサブトラクション画像を得ることができる。

また、この方法は前記特願昭５７−４５４．７３号明細
書に記載される近似的な回転操作を併用することにより
、従来公知の演算処理方法に比して著しく短時間でズレ
補正を行なうことができる。

また他のズレ補正法としては、本出願人が提案した特願
昭５７−１１６４．５７号明細書に記載されて（＼る蓄
積性螢光体読取時の機械的な位置補正方法、あるいは特
願昭５７−１４２４９４’１号明細書に記載さＡ１てい
る読取時の同期信号を利用した位置補正方法によっても
達成す乙）ことができる。

しかしながら、これらのズレ補正を行な′）で放射線画
像のザブトラクション処即を行なったとしても、放射線
画像の重なり合わない部分が判読不能の不要部分として
サブトラクション再生画像上の周辺部に再生されるので
、ザブトラクション画像の周囲に不要な画像ｐａｌＸ分
が出現し、画像が見にくくなってサブトラクション画像
の品質を損なうことになる。

本発明は、」−記の問題を解決するために、ザブトラク
ション処理を行なう際にサブトラクション画像の周辺部
に現われる不要部分を消去ぜしめ、良質で見易いサブト
ラクション画像を得ることのできる放射線画像のサブト
ラクション処理方法を提供することを目的とするもので
ある。

本発明の放射線画像のサブトラクション処理方法は、少
なくとも一部の画像情報が異なる２つの放射線画像を別
個の蓄積性螢光体シー）・に記録せしめ、その後前記各
蓄積性螢光体シートに励起光を走査して前記放射線画像
を前記蓄積性螢光体シートから輝尽発光せしめ、この輝
尽発光光を光検出手段により光電的に読み出して得た前
記各放射線画像に対応するデジタルデータ間で引き算を
行なうことにより前記放射線画像の特定の構造物の像を
抽出し、この際前記放射線画像が重なり合わなかったこ
とにより前記サブトラクション画像の周辺部に生じる不
要部分に、該不要部分を覆うように任意の濃度の画像枠
を作成してザブトラクション画像を得ることを特徴とす
るものである。

以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は、蓄積性螢光体シートにマーカーを記録せしめ
る際の一例を示すものである。

放射線画像撮影時に撮影台１上の２つの隅に固設された
放射線遮蔽物質から形成された円形状の２つのマーカー
形成部材２Ａ、２Ｂを被写体３と共に撮影台１−に方に
設置されたＸ線源４により発せられたＸｍにより撮影台
１下方の蓄積性螢光体シート５に蓄積記録せしめる。

このように撮影台１に固設されたマーカー形成部材２Ａ
、、２Ｂを固定された被写体３と共に蓄積性螢光体シー
ト５に蓄積記録せしめるとサブトラクションを行なうべ
く順次蓄積性螢光体シー１−５を入れかえて、撮影を行
なっても、マーカー２λ、２目と被写体像３′との相対
的位置関係は給体変化しない。

従って、サブトラクション画像を得るべ（同一の被写体
に対する異なる放射線画像を蓄積性螢光体シートに記録
すべく順次又は同時に相異なる蓄積性螢光体シートを撮
影台に搬入せしめた場合に機械的精度の関係で生じる被
写体像３′の蓄積性螢光体シート５に対する絶対的位置
関係および読取時において生じる被写体像３′に対する
走査励起光の絶対的位置関係のズレが生じても、マーカ
ー２Ａ’、２Ｂ’に対する被写体像３′に対する相対的
位置関係は変化しない。

つまり、個々の蓄積性螢光体シート５に記録されたマー
カーの位置を検出し、この検出されたマーカーの位置に
基づいて画像間に生じるズレを読み取った画像データ上
で補正し、ザブトラクション処理を行なうことにより良
好なサブトラクション画像を得ることができる。

次に第２図を用いてサブトラクション画像の周辺部に生
じろ不要部分に画像枠を作成する様子を説明する。３Ａ
は腹部の骨と造影剤の注入によりコントラストの強調さ
れた血管と腎臓が見える通常のＸ線写真に相当するＸ線
画像を記録した第１の螢光体シートＡから得られる画像
を示すもの、３Ｂは同じ部分の造影剤が通過していない
タイミングの透過像で骨だけが見える第２の螢光体シー
トＢから得られる画像を示すもの、３Ｃは３Ａの画像を
表わすデジタル画像信号から３１３の画像を表わすデジ
タル画像信号を引き算する際に２つの画像のズレ補正を
行なって血管と腎臓たげが見えるようにサブトラクショ
ン処理をした画像であり、３Ａ、３Ｂの画像が重なり合
わなかったために周辺部に不要部分（５，ｆｉ’が発生
している。３Ｄは画像の周辺部に現われた不要部分６，
６′にサブトラクション画像の平均法色度に一致する灰
色度（デジタル変換された画像の濃淡度）を有する画像
枠７を記録し、不要部分６，６′を消去したザブトラク
ション画像である。

なお、本発明における灰色度とは、デジタル変換（対数
圧縮を含む）された画像の濃淡度であり、主に画像処理
コンピュータ内で扱われる量である。−実濃度とは、最
終フィルム出力上の濃淡で゛あり、画像出力機やフィル
ムの階調特性等の影響を受けた後に検知されたものとす
る。

ところで、ズレ補正を行なう際には３Ａ上のマーカー８
Ａ、８Ｂと３ＢＪ二のマーソノ−８Ｎ。

８　Ｂ’を重ね合わせるように設定する。

すなわち画像３Ａトのマーカー８Ａ、８Ｂと画像３Ｂ上
のマーカー８　Ａ、’、　　８　Ｂ’それぞれから提供
される基準となる位置座標を検出し、対応すべき基準点
を一致させるに必要な画像３Ａ、３Ｂ間の回転量および
移動量を算出し、この値に基づいて画像３Ａおよび３Ｂ
間のズレを補正し対応する各画素間で画像データの引き
算を行なう。

なお、マーカー８Ａ、８Ｂ、８Ａ、’、８Ｂ’自体もサ
ブトラクション処理されるが、画像のサンプリング誤差
（例えば０５画素程度）の範囲内で３Ｃ上にマーカーの
周辺部が残ったマーカーの像８Ａ　　８Ｂ“が再生され
ることがある。このマーカーの像８Ａ、８Ｂも診断適性
を低下させるので、マーカーの像８Ａ；８Ｂ“の位置を
検出した後、サブトラクション画像の平均法色度に一致
した灰色度を有するスポット９Ａ、９Ｂを記録すること
により消去する。なお、画像枠７及びスポット９Ａ、９
Ｂの作成は画像記録機内でＤ／Ａ変換される前のデジタ
ルデーターにで行なわれる。

上述したように、画像枠７及びスポラ１−９Ａ。

９Ｂの灰色度はサブ］・ラクション画像の平均法色度に
一致させるように設定する。この平均法色度を決定する
際に用いる平均灰色度測定方法を以下に説明する。

理想的には、一度サブトラクション画像を作成した後に
、その画面全体をサンプリングして平均法色度を求める
ことが好ましいが、現実には処理時間や、画像記憶メモ
リの容量の制限があり、特に細かい画素のサンプリング
（５〜１０画素／　ｍｍ　）により空間分解能にすぐれ
た鮮明な画像を再生する蓄積性螢光体シートを用いた放
射線画像記録再生のシステムでは、特に問題となって（
る。したがって、短い処理時間で画像の平均法色度を決
定する方法として次のような方法が挙げられる。

■　サブトラクション演算を１バッファメモリ行なった
後に、バッファメモリ内のザブトラクション画像をサン
プリングして平均法色度を求め、バッファメモリ内で画
像枠７及びスポラ）９Ａ、９Ｂを付加する。

■　サブトラクション演算を１走査ライン行なうごとに
、■走査ラインについて平均法色度を求め、１走査ライ
ン単位で画像枠７及びスポラ）９Ａ、９Ｂを付加する。

■　サブトラクション演算を行なう前に、２つの画像３
Ａ、３Ｂを各々サンプリングした後者々の平均値を求め
て記憶しておき、ザブトラクション画像の作成が必要と
なった時には、即座に、上記求めた２つの画像の灰色度
平均値を一回引き算するだけでザブトラクション画像の
平均法色度を求める。

次に、本実施例における画像枠７の厚みを求める方法を
第３図を用いて説明する。第３図において、サブトラク
ションを行なうヘキ２つの画像間のズレ補正量をΔθ（
度）の回転、ΔＸ（ｍｍ、）、ΔＹ　（ｍｍ　）の平行
移動量で表わ１ど、Ｘ方向及びＹ方向における必要最小
限の枠の厚みＦｘ（ｍ＋＋＋）及びＦｙ　（ｍｒｎ　）
は次式で表わされる。

上式に基づいて、各画像ごとに必要な画像枠の厚みを求
め、逐次枠を作成するものである。

以上説明した本発明の実施例においては、画像枠の作成
は画像記録機内でＤ／Ａ変換される前のデジタルデータ
上で行なわれ、その濃度はサブトラクション画像の平均
法色度に一致させるように設定しており、またその画像
枠の寸法はサブトラクションを行なうべき２つの画像間
のズレ補正量に応じて前記（１）。

（２）式により求めるものであるが、本発明の放射線画
像のザブトラクション処理方法はこれに限定されるもの
ではない。

例えば、画像枠は画像記録機でザブトラクション画像を
記録するときに記録媒体（例えば感光材料）」二に一定
の寸法の一定の濃度の枠を設けて記録するようにしても
よい。また画像枠の濃度値としては灰色度のレベルで通
常８〜１０ビツトのデジタルレベルに量子化し、このデ
ジタルレベルの最大値或は最小値（８ビツトでは２５５
或は０）に設定しても良い。好ましくは前述した実施例
のようにサブトラクション画像との平均法色度とを一致
させるのが良い。このように画像枠の灰色度をサブトラ
クション画像の灰色度に近づけるようにすると、サブト
ラクション画像をボケマスク処理する際に画像枠のエツ
ジが強調される度合いが少な（なり視覚的に見易いサブ
トラクション画像が得られる。

以上説明したように、本発明によれば、サブトラクショ
ンを行なう際に画像が重なり合わなかったことによりザ
ブトラクション画像の周辺部に生じる不要部分に、該不
要部分を覆うような画像枠を作成するものであるので、
視覚的に見易いサブトラクション画像を得ることができ
、診断に好影響をもたらすことになる。

また本発明の好ましい実施例によれば、放射線画像を記
録する際にマーカーを用い、デジタルデータ上でサブト
ラクションすべき２つの放射線画像に記録されたマーカ
ーのズレを算出して、サブトラクション画像のズレを補
正し、その補正量に応じた必要最小限の画像枠を作成す
るようにしているので画像枠を記録することにより失な
われる正しい情報の欠落を最小限にとどめることができ
る。また画像枠の濃度をサブトラクション画像の平均法
色度と一致させるようにしているので枠内の画像とのコ
ントラストが小さくなり、視覚的により見易いサブトラ
クション画像を得ることができさらに診断適性が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は蓄積性螢光体シートに被写体の放射線画像を蓄
積記録せしめる方法の一例を示す斜視図、 第２図は本発明における枠を記録せしめたザブトラクシ
ョン画像を得る迄の手順を示す系統図、 第３図は本発明における画像枠の一例を示す図である。 １・・・撮影台　　　　　３・・・被写体５・・・蓄積
性螢光体シート

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）少なくとも一部の画像情報が異なる２つの放射線画
   像を別個の蓄積性螢光体シートに記録せしめ、その後前
   記各蓄積性螢光体シートに励起光を走査して前記放射線
   画像を前記蓄積性螢光体シートから輝尽発光せしめ、こ
   の輝尽発光光を光検出手段により光電的に読み出して得
   た前記各放射線画像に対応するデジタルデータ間で引き
   算を行なうことにより前記２つの放射線画像の対応部分
   を重ね合わせて前記放射線画像の特定の構造物の像が抽
   出されたサブトラクション画像を得、この際前記２つの
   放射線画像が完全に一致して重なり合わなかったことに
   より前記サブトラクション画像の周辺部に生じろ不要部
   分に、該不要部分を覆うように任意の濃度の画像枠を作
   成することを特徴とする放射線画像のサブトラクション
   処狸方法。 ２）前記サブトラク／ヨンすべき２つの放射線画像を前
   記別個の蓄積性螢光体シートに蓄積記録する際に、この
   蓄積性螢光体シートに基準点又は基準線を提供するよう
   な形状をもつマーカーを前記放射線画像に対して固定し
   た位置で同時に記録し、 前記ザブトラクションすべき２つの放射線画像に対応す
   るデジタルデータ間で引き算を行なう際に、前記放射線
   画像のデジタルデータから前記マーカーの前記基準点あ
   る（・は基準線の位置座標を検出し、この検出された位
   置座標から前記２つの放射線画像間の回転ズレ及び位置
   ズレを算出し、こ）値に基ツいて前記ザブトラクション
   すべき２つの放射線画像のズレを補正して、前記ザブト
   ラクションすべき２つの放射線画像の対応する各画素間
   で画像データの引き算を行なうことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の放射線画像のザブトラクション処
   理方法。 ３）　前記画像枠を前記デジタルデータ上で作成するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   放射線画像のツブトラクション処理方法。 ４）前記画像枠の濃度を前記ザブトラクション画像の平
   均濃度に応じて変化させることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項又は第３項記載の放射線画像のザブトラクシ
   ョン処理方法。 ５）前記画像枠の大きさを前記回転ズレお」：び位置ズ
   レの補正量に応じて変化させることを特徴とする特許請
   求の範囲第２項乃至第４項のいづれがの項記載の放射線
   画像のサブトラクション処理方法。