JPS61208976A - エネルギ−サブトラクシヨン画像の濃度補正方法および装置 - 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】 （発明の分野） 本発明は放射線画像のサブトラクション処理、さらに詳
細には蓄積性蛍光体シートを用いて行なう放射線画像の
デジタルサブトラクション処理において、サブトラクシ
ョン画像の背景部分や被写体の軟部組織等が常に適切な
所定濃度で再現されるように、サブトラクション画像濃
度を補正する方法、およびその方法を実施する装置に関
するものである。

（発明の技術的背景および先行技術） 従来より放射線画像のデジタルサブトラクションが公知
となっている。この放射線画像のデジタルサブトラクシ
ョンとは、異なった条件で撮影した２つの放射線画像を
光電的に読み取ってデジタル画像信号を得た後、これら
のデジタル画像信号を両画像の各画素を対応させて減算
処理し、放射線画像中の特定の構造物の画像を形成する
ための差信号を得る方法であり、このようにして得た差
信号を用いて特定構造物のみが抽出された放射線画像を
再生することができる。

このサブトラクション処理には、基本的に次の２つの方
法がある。即ち、造影剤注入により特定の構造物が強調
された放射線画像の画像信号から、造影剤が注入されて
いない放射線画像の画像信号を引き算（サブトラクト）
することによって特定の構造物を抽出するいわゆる時間
サブトラクション処理と、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放射線を照射し、それにより
特定の構造物が特有の放射線エネルギー吸収特性を有す
ることを利用して特定構造物が異なる画像を２つの放射
線画像間に存在せしめ、その後この２つの放射線画像の
画像信号間で必要に応じて適当な重み付けをした上で引
き算（サブトラクト）を行ない特定の構造物の画像を抽
出するいわゆるエネルギーサブトラクション処理である
。

このサブトラクション処理は特に医療用のＸ線写真の画
像処理において診断上きわめて有効な方法であるため、
近年大いに注目され、電子工学技術を駆使してその研究
、開発が盛んに進められている。

さらに最近では例えば特開昭５８−１６３３４０号公報
に示されるように、きわめて広い放射線露出域を有する
蓄積性蛍光体シートを使用し、これらのシートに前述の
ように異なった条件で同一の被写体を透過した放射線を
照射して、これらのシートに特定構造物の画像情報が異
なる放射線画像を蓄積記録し、これらの蓄積画像を励起
光による走査により読み取ってデジタル信号に変換し、
これらデジタル信号により前記デジタルサブトラクショ
ンを行なうことも提案されている。上記蓄積性蛍光体シ
ートとは、例えば特開昭５５−１２４２９号公報に開示
されているように放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、電
子線、紫外線等）を照射するとその放射線エネルギーの
一部を蛍光体中に蓄積し、その模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
光を示すもので、きわめて広いラチチュード（露出域）
を有し、かつ著しく高い解像力を有するものである。し
たがって、この蓄積性蛍光体シートに蓄積記録された放
射線画像情報を利用して前記デジタルサブトラクション
を行なえば、ｔＩｌｌｊｌ線化が変動しても常に十分な
画像情報を得ることができ、診断能の高い放射線画像を
得ることができる。

以上述べたエネルギーサブトラクションにあっては、被
写体を透過した高エネルギーの放射線が照射された蓄積
性蛍光体シートから読み取られた高圧画像信号をＳＨ１
低エネルギーの放射線が照射された蓄積性蛍光体シート
から読み取られた低圧画像信号をＳＬとすると、両画像
信号の対応する画素間で、 Ｓｓｕｂ　−ａ　−Ｓ）（−ｂ　−３Ｌ＋ｃなる減算が
行なわれる。ここでａ、ｂは重みづけ係数であり、Ｃは
上記差信号３　ｓｕｂによって形成されるエネルギーサ
ブトラクション画像の１度を大略一定にするバイアス成
分である。

従来、上記係数ａとｂとの比ｂ／ａは、撮影方法や、被
写体の撮影部位の放射線吸収特性等をもとに経験的に求
めており、またバイアス成分Ｃも経験的に求めていた。

ところが撮影条件の変更や被写体によって、最適なバイ
アス成分Ｃの値が大きく変動するため、サブトラクショ
ン画像の濃度範囲が視覚的に好ましくない濃度範囲にな
ってしまい、適正な診断が妨げられることがあった。

（発明の目的） そこで本発明は、エネルギーサブトラクション画像の所
望部分の濃度を常に大略一定に揃えることができる、エ
ネルギーサブトラクション画像の濃度補正方法およびそ
の方法を実施する装置を提供することを目的とづるもの
である。

（発明の構成） 本発明のエネルギーサブトラクション画像の濃度補正方
法は、前述したように Ｓｓｕｂ＝ａ・ＳＨ　−ａ　−８８−ｂ　−ＳＬ　＋ｃ
なる減算を行なって放射線画像の特定構造物の画像を形
成する差信号Ｓ　ｓｕｂを得るようにした放射線画像の
エネルギーサブトラクション処理において、上記差信号
３　ｓｕｂによって形成されるサブトラクション画像に
おいて所望される最大濃度、最小濃度を各々担持する最
大濃度信号、最小濃度信号をそれぞれ３ｍａｘ　、　Ｓ
ｍ１ｎ　、高圧画像信号ＳＨの最大値および最小値をそ
れぞれＳｌｌｍａｘ、　Ｓｔ（ｍｉｎ、低圧画像信号Ｓ
Ｌの最大値および最小値をそれぞれ３ＬｌｌａＸ、ＳＬ
ａ＋ｉｎとしたとき、前記Ｃの値を、ｃ＝ｍ　　会　Ｓ
ｍａｘ　　＋　ｎ　　−Ｓｍｉｍミロ−（ｍ　Φ５ｈｌ
ａＸ＋　ｎ　−Ｓ　１１１ｎ）＋ｂ　（ｎｎ・ＳＬｍａ
ｘ＋ｎ・ＳＬｎ・ＳＬ　・ｆｌ）［ｍ、ｎＧ、ｔｏを含
む定数１ と設定することを特徴とするものである。

上記方法において、定数ｍをＯと設定する場合には当然
、最小濃度信号５ｍ１ｎ　、　５１ｍ１ｎ、　３Ｌ、ｍ
ｉｎだけを求めればよく、また定数ｎを０と設定する場
合には、最大濃度信号Ｓｍａｘ　、　３Ｈｍａｘ、　３
Ｌｍａｘだけを求めればよい。なお、前記高圧画像信号
ＳＨおよび前記低圧画像信号ＳＬはそれぞれ１枚の蓄積
性蛍光体シートから読み取られた画像信号である必要は
必ずしもなく、例えば２枚の蓄積性蛍光体シートから読
み取られた画像信号を加算平均したものであってもよい
。

また上記方法を実施する本発明のエネルギーサブトラク
ション画像の濃度補正装置は、同一の被写体を透過した
それぞれ高エネルギー、低エネルギーの放射線が照射さ
れて、該被写体の少なくとも一部の画像情報が互いに異
なる放射線画像が蓄積記録された２組の匍記蓄積性蛍光
体シートそれぞれから、画像読取りを行なって得られた
デジタルの高圧画像信号５ｔ−１、低圧画像信号ＳＬの
対応する画素間で Ｓｓｕｂ＝ａ・ＳＨ＝ａ−８１−ｂ ・ＳＬ＋ｃなる減算を行ない、それによって前記被写体
の特定構造物の画像を形成する差信号３　ｓｕｂを得る
サブトラクション演算手段からなるエネルギーサブトラ
クション装置において、上記差信号３　ｓｕｂによって
形成されるサブトラクション画像において所望される最
大濃度および最小濃度をそれぞれ担持する最大濃度信号
Ｓｗａｘ、最小濃度信号３ｍ１ｎの少なくとも一方を生
成する信号生成手段と、 前記高圧画像信号ＳＨの最大値Ｓｔ（ｗａｘと低圧画像
信号ＳＬの最大値５ＶＪｌａｘの組合せと、高圧画像信
号Ｓ■の最小値３１１ｍ１ｎと低圧画像信号ＳＬの最小
値３Ｌｌｉｎの組合せの少なくとも一方を求める特性値
演算手段と、 この特性値演算手段と上記信号生成手段が求めた各最大
、最小濃度信号をもとに、 ｃ　＝ｍ　・Ｓｍａｘ　＋　ｎ　−３ｍ１ｎ−ａ　（ｍ
　−３１ｍａｘ＋　ｎ　−３Ｈｍｉｎ）＋　　ｂ　　（
ｍ　　−ＳＬｍａｘ＋　　ｎ　　−ＳＬｍｉｎ）［ｍ、
ｎＧ、ｔＯを含む定数］ なる演算を行なうバイアス成分演算手段と、このバイア
ス成分演算手段が求めたバイアス成分Ｃの値を前記サブ
トラクション演算手段に転送して前述の減算に使用させ
るバイアス成分設定手段とが設け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の詳細な説
明する。

第１図は２枚の蓄積性蛍光体シートＡ、Ｂに同一の被写
体１を透過したＸ線２を、それぞれエネルギーを変えて
照射する状態を示す。すなわちまず比較的高エネルギー
レベルのＸ１１２を使用し、第１の蓄積性蛍光体シート
Ａに被写体１のＸ線透過像（高圧画像）を蓄積記録し、
次いで短時間内で蓄積性蛍光体シートＡ、Ｂを素早く取
り替えると同時に、ＸＩ！ｉｔ！３の管電圧を変えてＸ
Ｉ２のエネルギーレベルを比較的低く設定し、このＸ線
２を用いて被写体１のＸ線透過像（低圧画像）を蓄積性
蛍光体シート已に蓄積記録する。このとき蓄積性蛍光体
シートＡとＢとで被写体１の位置関係は同じとする。

このようにして、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２枚の蓄積性蛍光体シートＡ、Ｂに蓄
積記録する。次にこれら２枚の蓄積性蛍光体シートＡ、
Ｂから、第２図に示すような画像読取手段によってＸ１
２画像を読み取り、画像を表わすデジタル画像信号を得
る。先ず、蓄積性蛍光体シートＡを矢印Ｙの方向に副走
査のために移動させながら、レーザ光源１０からのレー
ザ光１１を走査ミラー１２によってＸ方向に主走査させ
、シートＡから蓄積Ｘ線エネルギーを、蓄積記録された
Ｘ線画像にしたがって輝尽発光光１３として発散させる
。輝尽発光光１３は透明なアクリル板を成形して作られ
た集光板１４の一端面からこの集光板１４の内部に入射
し、中を全反射を繰返しつつフォトマル１５に至り、輝
尽発光光１３の発光量が画像信号Ｓとして出力される。

この出力された画像信号Ｓは増幅器とＡ／Ｄ変換器を含
む対数変換器１６により対数値（ｌｏｇｓ）のデジタル
高圧画像信号Ｓｔ４に変換される。この高圧画像信号Ｓ
Ｈは例えば磁気ディスク等の記憶媒体１１に記憶される
。次に、全く同様にして、もう１枚の蓄積性蛍光体シー
トＢの記録画像が読み出され、そのデジタル低圧画像信
号ＳＬが同様に記憶媒体１７に記憶される。

次に、上述のようにして得られた高圧画像信号ＳＨ１低
圧画像信号ＳＬを用いてサブトラクション処理を行なう
。第３図は本発明の一実施態様による濃度補正方法を適
用して行なわれるサブトラクション処理の流れを示して
いる。まず前記記憶媒体１７内の画像ファイル１７Ａと
、画像ファイル１１Ｂからそれぞれ、デジタルの高圧画
像信号５ｔ−１と、低圧画像信号ＳＬが読み出され、こ
れらはサブトラクション演算回路１８に入力される。こ
のサブトラクション演算回路１８は、上記２つの画像信
号ＳＨとＳＬを適当な重みづけをした上で対応する画素
毎に減算し、デジタルの差信号 Ｓｓｕｂ＝ａ・ＳＨ　＝ａ　−ＳＨ−ｂ　−ＳＬ　＋ｃ
・１２Ｊ（ａ、ｂは重みづけ係数、Ｃは概略一定濃度に
するようなバイアス成分である）を求める。この差信号
３　ｓｕｂは−たん画像ファイル１９に記憶されてから
、画像処理回路２０に入力され、該画像処理回路２０に
おいて階調処理等の処理を受ける。

階調処理等の処理を受けた差信号Ｓｓｕｂ’は、例えば
ＣＲＴ等のディスプレイ装置や、走査記録装置等の再生
記録装置２１に入力され、該差信号Ｓｓｕｂ＝ａ・ＳＨ
　’によってサブトラクション画像が再生記録される。

第４図はサブトラクション画像再生記録システムの一例
としての画像走査記録装置を示すものである。本装置に
おいては、感光フィルム３０を矢印Ｙ方向に副走査移動
させるとともに、レーザビーム３１をこの感光フィルム
３０上において矢印Ｘ方向に主走査さけ、レーザビーム
３１をＡ１０変調器３２により画像信号供給器３３から
の画像信号によって変調することにより、感光フィルム
３０上に可視像を形成する。この変調用画像信号として
、前記差信号Ｓｓｕｂ＝ａ・ＳＨ’を使用すれば、デジ
タルサブトラクション処理により所望の特定構造物のみ
が抽出された画像を、感光フィルム３０上に再生記録す
ることができる。

このようにして感光フィルム３０上に記録再生されるエ
ネルギーサブトラクション画像は、漫影条件や被写体な
どにより、その濃度範囲が視覚的に好ましくない濃度範
囲になってしまうことがある。

前述したようにサブトラクション画像の濃度は、（２）
式におけるバイアス成分Ｃに応じて変化するので、本発
明の濃度補正方法においては、このバイアス成分Ｃを規
定することによって、サブトラクション画像の濃度が大
よそ適正な濃度になるようにする。以下、この点につい
て詳しく説明する。

第３図に示されるように、前記高圧画像信号ＳＨと、低
圧画像信号ＳＬはヒストグラム演算回路２２に入力され
、該ヒストグラム演算回路２２は上記高圧画像信号３Ｈ
の最大値３ｌ−１１８Ｘと、低圧画像信号ＳＬの最大値
３　ＬｌｌａＸとを求める。そして信号生成回路２３は
、差信号３　ｓｕｂによって形成されるエネルギーサブ
トラクション画像において所望される最大濃度を担持す
る最大濃度信号Ｓ　ｌａＸを生成する。この信号生成回
路２３はあらかじめ経験的に求められている最適な５・
ａｘを出力してもよく、また、例えばサブトラクション
画像が前記第４図の装置等によりハードコピーとして得
られるような場合には、ハードコピーの濃度チャートを
用意しておき、該チャートにおいて選択した濃度がチャ
ート番号等によって指定されるようにし、その指定濃度
に対応した画像信号を生成するように形成されていても
よい。

以上説明のようにして求められた最大値ＳＨ■ａＸ。

Ｓ　Ｌｌａｘおよび最大濃度信号Ｓ　ａ＋ａｘは、バイ
アス成分演算回路２４に入力される。このバイアス成分
演算回路２４はこれら最大値Ｓ　Ｈｓａｘ、　Ｓ　Ｌｓ
ａｘおよび最大１１１信号３　ｗａｘを用いて、 ｃ　　−３ｍａ’ｘ　　−ａ　　−Ｓｌ１ｍａｘ＋　　
ｂ　　−Ｓ　Ｌｍａｘ・　（３）なる演算を行なう。つ
まりこれは前記（１）式において、ｍ−１、ｎ−０と設
定されたものである。なお重みづけ係数ａ、ｂは前述し
たように経験的に求められる。

次に上記バイアス成分Ｃの値はバイアス成分設定回路２
５に入力され、該バイアス成分設定回路２５はこのＣの
値をサブトラクション演算回路１８に転送して、前記（
′２Ｊ式による減算（サブトラクション）において、バ
イアス成分Ｃの値を上記（ａ式で示された値に設定させ
る。

上記のようにバイアス成分Ｃを設定すると、（２Ｊ式の
減算によって得られた差信号３　ｓｕｂから形成された
サブトラクション画像において、その最大濃度は、前記
最大濃度信号３　ｉａｘが担持する濃度となる。このと
き３　ａ＋ａｘをサブトラクション画像の濃度範囲が視
覚的に好ましい濃度範囲になるように選択してやれば、
画像の診断が正確かつ容易に行なわれるようになる。

ここｒ、を記のようにバイアス成分Ｃを設定することに
より、サブトラクション画像の最大ｍ度が規定できる点
について詳しく説明する。第５図に示すように、一般に
エネルギーレベルｉｏの放射線が、軟部組織Ｓと骨部す
とからなる被写体Ｐを通過した後の放射線エネルギーレ
ベルＩは、軟部組織Ｓの放射線減弱係数および厚みをそ
れぞれｕｓ、ｔｓとし、骨部すの放射線減弱係数および
となる。

そして上記放射線のエネルギーレベルＩが（実際にはそ
れに対応した輝尽発光光のレベルが）、第６図に示すよ
うに対数変換を含む増幅率Ｓｋ。

収録スケールファクタＧｐの伝達系により電気信号Ｓに
変換されるとすると、 ５−Ｇｏ　・ＩＯｇ（１・Ｓｋ） ここで上式に（４）式を代入すると、 ５−Ｇｌ）”　ｌｏｇ　（ｒｏ　）−Ｇｐ　”ｕｓ−ｔ
ｓ−Ｇｐ　−ｕｂ　−ｔｂ＋ＧＩ）−１ｏＱ　（Ｓｋ）
＝ＫＯ−ＫＳ　　旬　ｔｓ−Ｋｌ）−ｔｂ・・・（５）
〈ココｒＫｏ　＝Ｇｐ　・ｌ　ＯＱ　（Ｉｏ　）　−Ｇ
ｐ・　１００（Ｓｋ’）　　、 ＫＳ　　−Ｇｐ　　−ｕｓ Ｋｂ　　＝ＧＯ−ｕｂ） となる。

（Ｉ）　　ここでエネルギーサブトラクションに供され
る原画像すなわち高圧画像、低圧画像に、放射線の素抜
は部（被写体がない部分）が有る場合を考える。

〈高圧画像〉 前記（５１式を用いれば、高圧画像信号ＳＨは、５Ｈ−
Ｋｏｔ（−ＫｓＨ−ｔ　５−Ｋｂ１４・ｔｂ・・・（Ｑ
（ただしＫｏｔｌ、Ｋｓ）Ｉ、ＫｂＨはそれぞれ高圧画
像における前記ＫＯ、ＫＳ　、　Ｋｂの値。以下同様。

）このとぎ画像の一部が放射線素抜は部であるとすると
、当然上記（０式の最大値（つまりＫｓＨ−ｔｓおよび
Ｋｂ）Ｉ−ｔｂが０のときの値）ＫｏＨが高圧画像信号
Ｓｔ（の最大値となる。すなわち、最大値Ｓ　Ｈｍａｘ
　−Ｋ　ＯＨ 〈低圧画像〉 上記高圧画像の場合と同様にして低圧画像信号ＳＬは、 ＳＬ　＝　ＫｏＬ−ＫｓＬ−ｔ　５−ＫｂＬ−ｔ　ｂ−
（７）（ただしＫＯＬＳＫＳＬ、　ＫｂＬはそれぞれ低
圧画像における前記Ｋｏ　、ＫＳ　、Ｋｂの値。以下同
様。）そして最大値Ｓ　Ｌｍａｘ＝　Ｋ　ｏＬ〈エネル
ギーサブトラクション画像〉 まず軟部消去画像について考える。前記（２１式に上記
（６）、（７）式を代入すると、 Ｓｓｕｂ＝ａ・ＳＨ　　＝ａ　　−ＫＯ・−ｔ）　　＠
　ＫｏＬ＋ｃ−（ａ　−ＫｓＨ−ｂ−Ｋ ｓいｔｓ−（ａ　　−ＫｂＨ−ｂ　　−ＫｂＬ）　　ｔ
　　ｂ　・＝（８）エネルギーサブトラクション画像の
うち軟部組織が消去された軟部消去画像にあっては、上
記（８）式％式％ 重みづけ係数ａ、ｂの値が選択されるから、Ｓｓｕｂ＝
ａ・ＳＨ　＝　ａ　−ＫＯＨ−ｂ　−ＫＯＬ＋　Ｃ（ａ
−ＫｂＨｂ−ＫｂＬ）　ｔｂ　　トナル。

この差信＠　Ｓ　ｓｕｂの、最大濃度（素抜は部の濃度
ンを担持する最大値はａ　−ＫＯＨ−ｂ　−ＫｏＬ＋　
ｃ　Ｆアリ、該最大値は前述した最大濃度信号３　ｗａ
ｘであるから、 Ｓｍａｘ　−ａ　−ＫｏＨ−ｂ　−ＫｏＬ＋　ｃ−１９
１ここで前述の通り、 Ｋ　ＯＨ−Ｓ　ＨｍａｘｌＫ　ｏＬ　−Ｓ　Ｌｍａｘで
あるから、これらを上記ｐ）式に代入すると５ｌｌａＸ
　　−ａ　　−５Ｈ１ａＸ−ｂ　　−Ｓ　　Ｌｓａｘ＋
　　にこから前述の（３式が得られ、該（３式で示され
るようにバイアス成分Ｃの値を設定すれば、エネルギー
サブトラクション画像における最大濃度は、最大濃度信
号３１ａＸが担持する濃度に設定される。

また骨部が消去された骨消去画像にあっては、（８２式
において（ａ−ＫｂＨ−ｂ−ＫｂＬ）　−０トナルよう
に重みづけ係数ａＳｂの値が選択される他は、上記軟部
消去画像の場合と同様にして（３１式が成立する。

（Ｉｆ）　　次に原画像に前記素抜は部が無い場合につ
いて考える。

〈高圧画像〉 素抜は部が有る場合と同様にして Ｓｔ（＝ＫＯＨ−ＫＳＨ−ｔ　５−ＫｂＨ−ｔ　ｂ・・
・（６）この場合高圧画像信号Ｓｏｌの最大値３　Ｈ＋
＋＋ａｘは、高圧画像に素抜は部が無いから、通常は軟
部組織の最大濃度部つまり軟部組織の厚みが一番薄い部
分を表わすものであると考えられる。上記最大値Ｓ　ｌ
ｌ１ｌｌａＸが示す軟部組織Ｓの厚みをｔＳｏとすると
、ｉ　Ｓｍ　１：　Ｓｏ　＋　ｔ　Ｓ’　−（１０）と
表わされる。

上記（１０）式を（６１式に代入すると、５Ｈ＝ＫｏＨ
’ −ＫＳＨ・ｔｓ’−Ｋｂｌｌ・ｔｂ・・・（１１）（た
だしＫＯＨ’　−Ｋｏｌｌ−Ｋｓｌ−ｔ　Ｓｏ　）した
がって３　Ｉ１ｗ＋ａｘ　−Ｋ　ｏｌｄ’である。

〈低圧画像〉 Ｘ線のエネルギーが多少低くなっても高圧画像の場合と
同様に最大濃度部を与えるのは、軟部組織の厚みが一番
薄い部分と考えられるので、（７）式より上記高圧画像
の場合と同様にして、５Ｌ＝ＫｏＬ’ −ＫｓＬ−ｔ　ｓ　’　　−ＫｂＬ−ｔ　ｂ・・・　（
１２）（ただしＫｏビ　＝ＫｏＬ−ＫｓＬ・ｔ　Ｓｏ　
　）したがッＴ　Ｓ　Ｌｍａｘ＝　Ｋ　ｏＬ’である。

〈エネルギーサブトラクション画像〉 まず軟部消去画像について考える。前記（２）式に上記
（１１）、（１２）式を代入すると、Ｓｓｕｂ＝ａ・Ｓ
Ｈ　＝ａ　−ＫｏＨ’　−ｂ　−ＫｏＬ’　＋ｃ−（ａ
　　−ＫｓＨ−ｂ　　−ＫｓＬ＞　　ｔ　　ｓ’−（ａ
　−ＫｂＨ−ｂ　−ＫｂＬ）　ｔ　ｂここで軟部消去画
像にあっては、（ａ　−ＫｓＨ−ｂ−ＫｓＬ＞　＝Ｏ１
＜ａ　−ＫｂＨ−ｂ−Ｋｂし）≧０ となるように重みづけ係数ａ、ｂの値が選択され、Ｓｓ
ｕｂ＝ａ・ＳＨ　−ａ　−Ｋｏｆ（’　−ｂ−ＫｏＬ’
　＋ｃ−（ａ−ＫｂＨ−ｂ−Ｋｂし）ｔｂ　となる。

この差信号Ｓｓｕｂ＝ａ・ＳＨの最大濃度（骨部の最大
濃度）を担持する最大値はａ−ＫｏＨ’　−ｂ　−Ｋｏ
Ｌ’　＋ｃであり、該最大値は前述した最大濃度信号Ｓ
＋ｎａｘであるから、 Ｓｍａｘ　　−ａ　−Ｋｏｌｌ’　　−ｂ　−ＫｏＬ’
　　＋ｃ・（９）となり、前記（３式が成立する。

なお骨消去画像の場合も同様である。

以上、前述の（１）式においてｍ−ｉ、ｎ−ｏと設定し
て、高圧画像信号ＳＨの最大値３　Ｈｍａｘと、低圧画
像信号ＳＬの最大値Ｓ　Ｌｍａｘとからエネルギーサブ
トラクション画像の最大濃度を所定濃度に設定する実施
態様について説明したが、放射線撮影部位によっては反
対にｍ−０１ｎ＝１と設定して、高圧画像信号ＳＨの最
小値３１ｉｉｎと、低圧画像信号ＳＬの最小値３Ｌｓｉ
ｎとからエネルギーサブトラクション画像の最小濃度を
規定することも可能である。以下、その点について詳し
く説明する。

第７図に示すように、放射線撮影される一般の人体等の
被写体４０は、体厚Ｆの最も大きい部分が、骨部すの最
も厚い部分と一致している（これを［仮定１１とする）
。

〈高圧画像〉 通常の放射線撮影における放射線エネルギー範囲では、
骨部すの放射線減弱係数ｕｂは、軟部組織Ｓの放射線減
弱係数ＵＳより大きいので、上記［仮定１］より、体厚
の最も大きい部分の画像信号が、高圧画像信号Ｓｔ（の
最小値３Ｈ＋ｎｔｎとなる。

体厚が最も大きい部分の骨部すおよび軟部組１１ｓの厚
みをそれぞれＴｓＨ，ＴｂＨとすると、高圧画像信号Ｓ
）Ｉは前記（０式をもとに、 ＳＮ　−Ｋｏ）ｌ−ＫｓＨ−ｔ　５−Ｋｂ）Ｉ−ｔ　ｂ
−Ｋ　　ｏＨ−Ｋ　　ｓｌ　　・　　Ｔｓｌｌ＋ＫｓＨ
（Ｔｓｔ（−ｔ　　ｓ　　）−Ｋ　ｂｌｌ・Ｔｔ＋Ｈ＋
　Ｋｂｌｌ　（Ｔｂ１−１−　ｔ　ｂ　）したがって次
のように書ける ＳＨ−ＫｏＨ’　＋ＫｓＨ−ｔ　ｓ’　＋ＫｂＨ，−ｔ
　ｂ’・・・・・・・・・・・・・・・（１３）ただし
Ｋｏ）Ｉ’　＝Ｋｏ）ｌ−ＫｓＨ−ＴｓＨ−Ｋｂ）ｌ−
Ｔｂ１ｌｔｓ’＝Ｔｓｌ−ｔｓ ｔｂ’＝Ｔｂ１４−ｔｂ ここでＫＳＨ≧０．Ｋｂｌｌ≧Ｑ、ｔｓ’≧ｏ、ｔｂ’
≧Ｏより高圧画像の最小値５１１ｍ１ｎはＫ　ｏｌ’　
となる。

く低圧画像〉 上記高圧画像の場合と同様にして低圧画像信号ＳＬは、 ＳＬ　　＝ＫｏＬ’　　＋ＫＳ・・　ｔｓ’＋）（ｂｌ
・　ｔｂ’・・・・・・・・・・・・　（１４）た だしＫｏＬ’　＝ＫｏＬ−ＫｓＬ−ＴｓＬ−ＫｂＬ−Ｔ
ｂＬｔ　ｓ’　　−ＴｓＨ−ｔ　Ｓ ｔ　ｂ’　　＝４ｂｌ−ｔ　ｂ したがって高圧画像の場合と同様にして、低圧画像信号
ＳＬの最小値５Ｌ１ｎはＫ　ＯＬ’となる。

〈エネルギーサブトラクション画像〉 まず骨消去画像について考える。（１３）、（１４）式
を（２式に代入すると、 Ｓｓｕｂ＝ａ・ＳＨ　　＝　　ａ　　−Ｋｏｌ（’　　
−ｂ　　−ＫｏＬ’　　＋　　ｃ＋　（ａ　−Ｋｓｌ（
−ｂ　−ＫｓＬ）　ｔｓ’＋　（ａ　−Ｋｂ１４−ｂ−
ＫｂＬ）　ｔ　ｂ’重みづけ係数ａ、ｂは （ａ　−Ｋｂ）ｌ−ｂ　−ＫｂＬ）　＝Ｏとなるように
選択されるから、 Ｓｓｕｂ　＝ａ−ＫＯＨ’　−ｂ　−ＫＯＬ’　＋Ｃ＋
　（ａ−ＫＳＨ−ｂ−ＫｓＬ）　　ｔｓ’ここテ（ａ　
−ＫＳＨ　−ｂ　−ＫｓＬ）≧０、ｔｓ’≧０であるか
ら、 上記差信号Ｓ　ｓｕｂの最小濃度を担持する最小値は、
ａ　−ＫＯ＋１’　−ｂ　−ＫｏＬ７　＋ｃテアリ、ｌ
　最小ｔｉ　ハ眞記最小濃度信号５　ｇａｉｎであるか
ら、Ｓｍ１ｎ　＝　ａ　１Ｋｏ＋＋’　−ｂ　−ＫｏＬ
　＋Ｃすなわち ｃ　＝Ｓｍｉｎ　−ａ　−ＫＯＨ’　＋　ｂ　−ＫｏＬ
’　−（１５）となり、所望の最小濃度が得られるバイ
アス成分Ｃが、高圧画像信号ＳＨの最小値Ｋ　Ｏ）ｌ’
　と、低圧画像信号ＳＬの最小値Ｋ　ｏｌ’　とによっ
て規定される。

軟部消去画像の場合も同様にして（１５）式が成立し、
この式で示されるバイアス成分Ｃを用いれば、エネルギ
ーサブトラクション画像において骨部の最小濃度が所望
の濃度に設定される。

前述した［仮定１］が成り立たない場合には、以上説明
のようにしてバイアス成分Ｃを決めてエネルギーサブト
ラクション画像の最小濃度を規定することはできない。

しかし現実の放射線撮影にあっては、上記［仮定１］が
満たされていることが多く、その場合には当然上記最小
濃度が規定されうるし、また上記［仮定１］から多少外
れた条件で放射線撮影がなされている場合にも、以上説
明したようにしてバイアス成分Ｃを決定して、エネルギ
ーサブトラクション画像における最小濃度を大略一定に
規定することができる。

また上記［仮定１］が成り立つ場合には、前記（１）式
におけるｍ、ｎの値を例えばｍ＝ｎ−１と設定してバイ
アス成分Ｃを、＾圧画像信号Ｓ１１の最大値５・Ｉｌｌ
ａｘと最小値５１１ｍ１ｎ、および低圧画像信号ＳＬの
最大値ＳＬｍａｘと最小値ＳＬｍｉｎから決定して、エ
ネルギーサブトラクション画像において最大濃度と最小
濃度との間の所望の濃度を一定濃度に設定することも可
能である。

なお高圧画像信号ＳＨと低圧画像信号ＳＬの各最大値３
　Ｈｍａｘと３１＋＋ａｘ、あるいは最小値５ｈｉｎと
３シｍｉｎを求めるには、第３図に示されるヒストグラ
ム演算回路２２に限らず、その仙例えば入力される最初
の高圧画像信号Ｓ１１　（あるいは低圧画像信号ＳＬ）
を最大値（または最小値）として記憶し、次に入力され
る高圧画像信号８１１（あるいは低圧画像信号ＳＬ）と
上記記憶された最大値（または最小値）とを比較し、大
きい方の信号を最大値（または小さい方の信号を最小値
）として記憶し、この演算処理を最後に入力される信号
まで続けて行なう、いわゆる順次比較法による最大ある
いは最小値演算手段が用いられてもよい。

ざらに、高圧画像、低圧画像の読取りに際して、例えば
特開昭５８−８９２４５号公報に示されるような先読み
が行なわれ、本読み時にその先読みデータに基づいて予
め濃度信号の最大値あるいは最小値を規定してしまうよ
うな場合には、勿論それらを前述の最大値Ｓ　ＨｌａＸ
、３　Ｌａ１ａｘあるいは最小値５）Ｉｌｌｉｎ、　３
Ｌｉ＋ｉｎとすればよいので、前記ヒストグラム演算回
路２２等の特性値演算手段を設けなくても本発明方法を
実施することができる。また上記最大値ＳＨｍａｘ、　
ＳＬ＋＋ａｘあるいは最小値５ｌａｉｎ、　３Ｌａ＋ｉ
ｎはそれぞれ、高圧画像、低圧画像の全域から求める他
、高圧画像と低圧画像で共通の部分的画像領域から求め
るようにしてもよい。

なお、上述の実施態様においては、高圧画像および低圧
画像の蓄積記録にそれぞれ１枚の蓄積性蛍光体シートが
用いられ、従って高圧画像信号Ｓ）Ｉおよび低圧画像信
号ＳＬはいずれも１枚の蓄積性蛍光体シートから読み取
られた画像信号であるが、高圧画像あるいは低圧画像の
蓄積記録に２枚以上の蓄積性蛍光体シートを用い、これ
ら複数の蓄積性蛍光体シートそれぞれから読み取った画
像信号を加算平均したものを高圧画像信号８１１あるい
は低圧画像信号ＳＬとしてもよい。この場合、複数の蓄
積性蛍光体シートそれぞれに高圧画像あるいは低圧画像
を蓄積記録するのに用いられる放射線は、必ずしも同一
エネルギーである必要はない。

また、上述の実施態様においては、２枚のシートＡおよ
びＢそれぞれへの高圧画像および低圧画像の蓄積記録は
、それぞれのシートの高エネルギー放射線および低エネ
ルギー放射線を別個に照射することによって行なわれる
が、２組のシートへの高圧画像および低圧画像の蓄積記
録の方法はこれに限られるものではなく、特開昭５９−
８３４８６号に開示されているように、蓄積性蛍光体シ
ー１〜積層体あるいは蓄積性蛍光体シート−フィルタ積
層体を用いて一回の放射線照射で行なってもよい。すな
わち、２組の蓄積性蛍光体シートそれぞれに、同一の被
写体を透過した高エネルギー放射線および低エネルギー
放射線が照射される限りにおいて、特に撮影方法に制限
はない。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明によれば、エネルギーサ
ブトラクション画像の任意の部分の濃度を所望濃度に設
定できるから、エネルギーサブトラクション画像の濃度
範囲を視覚的に最適な濃度範囲に設定可能となり、エネ
ルギーサブトラクション画像の診断能が大いに高められ
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の蓄積記録ステ
ップを示す説明図、 第２図は上記蓄積記録がなされた蓄積性蛍光体シートか
らの放射線画像情報読取りを説明する概略図、 第３図は本発明の一実施態様方法を適用して濃度補正を
行なうエネルギーサブトラクション処理の概要を説明す
る概略図、 第４図はサブトラクション画像の再生記録システムの一
例を示す概略図、 第５図は本発、明に係る被写体による放射線の減弱特性
を説明するための説明図、 第６図は本発明に係る放射線エネルギーの電気信号への
変換を説明するための説明図、第７図は本発明を適用し
てエネルギーサブトラクション画像が形成される被写体
の一般的形状を示す概略図である。 １．４０、Ｐ・・・被写体　　２・・・Ｘ線３・・・Ｘ
線源　　　　　　１０・・・レーザ光源１１・・・レー
ザ光　　　　　１２・・・走査ミラー１３・・・輝尽発
光光　　　　１５・・・フォトマル１６・・・対数変換
器 １８・・・サブトラクション演算回路 ２２・・・ヒストグラム演算回路 ２３・・・信号生成回路 ２４・・・バイアス成分演算回路 ２５・・・バイアス成分設定回路 Ａ、Ｂ・・・蓄積性蛍光体シート ３１−１・・・高圧画像信号　　ＳＬ・・・低圧画像信
号３　Ｈｍａｘ・・・高圧画像の最大値 ３　Ｌｍａｘ・・・低圧画像の最小値 ３　ｗａｘ・・・エネルギーサブトラクション画像の最
大濃度信号 第１図 第３図 （自発）手続？甫正書 特許庁長官　殿　　　　　　　　　　昭和６０年４月１
５日特願昭６０−４９６６８号 ２、発明の名称 エネルギーサブトラクション画像の濃度補正方法および
装置３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 住　所　　神奈川県南足柄市中沼２１０番地名　称　　
　富士写真フィルム株式会社４、代理人

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）２組の蓄積性蛍光体シートに、同一の被写体を透
   過したそれぞれ高エネルギー、低エネルギーの放射線を
   照射して、これらの蛍光体シートに前記被写体の少なく
   とも一部の画像情報が互いに異なる放射線画像を蓄積記
   録し、これらの蛍光体シートに励起光を走査して前記放
   射線画像を輝尽発光光に変換し、この輝尽発光光の発光
   量を光電的に読み取ってそれぞれデジタルの高圧画像信
   号ＳＨ、低圧画像信号ＳＬに変換し、両画像の対応する
   画素間で Ｓｓｕｂ＝ａ・ＳＨ−ｂ・ＳＬ＋ｃ なる減算を行なって放射線画像の特定構造物の画像を形
   成する差信号Ｓｓｕｂを得るようにした放射線画像のエ
   ネルギーサブトラクション処理において、前記差信号Ｓ
   ｓｕｂによつて形成されるサブトラクション画像におい
   て所望される最大濃度、最小濃度を各々担持する最大濃
   度信号、最小濃度信号をそれぞれＳｍａｘ、Ｓｍｉｎ、
   前記高圧画像信号ＳＨの最大値および最小値をそれぞれ
   ＳＨｍａｘ、ＳＨｍｉｎ、前記低圧画像信号ＳＬの最大
   値および最小値をそれぞれＳＬｍａｘ、ＳＬｍｉｎとし
   たとき、前記ｃの値を、 ｃ＝ｍ・Ｓｍａｘ＋ｎ・Ｓｍｉｎ −ａ（ｍ・ＳＨｍａｘ＋ｎ・ＳＨｍｉｎ） ＋ｂ（ｍ・ＳＬｍａｘ＋ｎ・ＳＬｍｉｎ） ［ｍ、ｎは０を含む定数］ と設定することを特徴とするエネルギーサブトラクショ
   ン画像の濃度補正方法。
2. （２）前記２組の蓄積性蛍光体シートのうち、少なくと
   も１組を２枚以上の蓄積性蛍光体シートから構成し、こ
   れら２枚以上のシートからの前記輝尽発光光を読み取っ
   て得た各デジタル画像信号を加算平均して前記高圧画像
   信号ＳＨまたは低圧画像信号ＳＬとすることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のエネルギーサブトラクシ
   ョン画像の濃度補正方法。
3. （３）同一の被写体を透過したそれぞれ高エネルギー、
   低エネルギーの放射線が照射されて、該被写体の少なく
   とも一部の画像情報が互いに異なる放射線画像が蓄積記
   録された２組の前記蓄積性蛍光体シートそれぞれから、
   画像読取りを行なって得られたデジタルの高圧画像信号
   ＳＨ、低圧画像信号ＳＬの対応する画素間で Ｓｓｕｂ＝ａ・ＳＨ−ｂ・ＳＬ＋ｃ なる減算を行ない、それによって前記被写体の特定構造
   物の画像を形成する差信号Ｓｓｕｂを得るサブトラクシ
   ョン演算手段からなるエネルギーサブトラクション装置
   において、 前記差信号Ｓｓｕｂによつて形成されるサブトラクショ
   ン画像において所望される最大および最小濃度をそれぞ
   れ担持する最大濃度信号Ｓｍａｘ、最小濃度信号Ｓｍｉ
   ｎの少なくとも一方を生成する信号生成手段と、 前記高圧画像信号ＳＨの最大値ＳＨｍａｘと前記低圧画
   像信号ＳＬの最大値ＳＬｍａｘの組合せと、前記高圧画
   像信号ＳＨの最小値ＳＨｍｉｎと前記低圧画像信号ＳＬ
   の最小値ＳＬｍｉｎの組合せの少なくとも一方を求める
   特性値演算手段と、 この特性値演算手段と前記信号生成手段が求めた各最大
   、最小濃度信号をもとに、 ｃ＝ｍ・Ｓｍａｘ＋ｎ・Ｓｍｉｎ −ａ（ｍ・ＳＨｍａｘ＋ｎ・ＳＨｍｉｎ） ＋ｂ（ｍ・ＳＬｍａｘ＋ｎ・ＳＬｍｉｎ） ［ｍ、ｎは０を含む定数］ なる演算を行なうバイアス成分演算手段と、このバイア
   ス成分演算手段が求めたバイアス成分ｃの値を前記サブ
   トラクション演算手段に転送して前記減算に使用させる
   バイアス成分設定手段とが設けられてなるエネルギーサ
   ブトラクション画像の濃度補正装置。