DE3855053T2 - Bestrahlungsfelderkennungsverfahren - Google Patents

Bestrahlungsfelderkennungsverfahren

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DE3855053T2
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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines Bestrahlungsfeldes auf einer stimulierbaren Phosphorplatte gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Ein derartiges Verfahren ist bereits aus dem Dokument EP-A-0 170 270 bekannt. Dieses Dokument beschreibt auch ein Verfahren zum Einstellen der Auslesebedingungen des Strahlungsbildes durch Begrenzen des Strahlungs-Belichtungsfeldes, wobei digitale Bildsignale auf einer stimulierbaren Phosphorplatte durch ein Vorauslesen erfaßt werden. Die digitalen Bildsignale werden einer Differenzierungsverarbeitung unterworfen. Das Strahlungs-Belichtungsfeld auf der stimulierbaren Phosphorplatte wird unter Verwendung der differenzierten Werte ermittelt. Insbesondere werden Bildslgnale der Differenzierungsverarbeitung unterworfen, und dann werden die differenzierten Werte mit Schwellenwerten verglichen, um voraussichtliche Randpunkte auszuwählen. Diese Punkte werden durch Kennwerte weiter korrigiert.
  • Das Dokument EP-A-0 149 454 lehrt die Vorstellung des Abtastens in einer Mehrzahl von radialen Richtungen von einem Mittelpositions-Anwärterpunkt einer aus Eingangsbildern herausgesuchten, im wesentlichen kreisrunden Konturlinie aus. Dabei muß der Mittelpositions-Anwärterpunkt der im wesentlichen kreisrunden Konturlinie im voraus von Eingangsbildern herausgefunden werden.
  • Wenn bestimmte Phosphorarten einer Strahlung, z.B. Röntgenstrahlen, Alphastrahlen, Betastrahlen, Gammastrahlen, Kathodenstrahlen oder ultravioletten Strahlen, ausgesetzt werden, speichern sie einen Teil der Energie der Strahlung. Wenn dann der Phosphor, der der Strahlung ausgesetzt worden ist, stimulierenden Strahlen, z.B. sichtbarem Licht, ausgesetzt wird, strahlt der Phosphor Licht im Verhältnis zu der gespeicherten Strahlungsenergie ab. Ein Phosphor, der solche Eigenschaften aufweist, wird als stimulierbarer Phosphor bezeichnet.
  • Wie in U.S.-Patent Nr. 4,258,264 und der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 56(1981)-11395 offenbart, wurde vorgeschlagen, einen stimulierbaren Phosphor in einem Strahlungsbild-Aufzeichnungs- und -wiedergabesystem zu verwenden. Das heißt, eine mit einer Schicht des stimulierbaren Phosphors versehene Platte (nachstehend als stimulierbare Phosphorplatte bezeichnet) wird zuerst einer Strahlung ausgesetzt, die ein Objekt, z.B. einen menschlichen Körper, durchläuft, um darauf ein Strahlungsbild des Objekts zu speichern, und wird dann stimulierenden Strahlen, z.B. einem Laserstrahl, ausgesetzt, die die stimulierbare Phosphorplatte veranlassen, Licht im Verhältnis zu der gespeicherten Strahlungsenergie abzustrahlen. Das von der stimulierbaren Phosphorplatte nach ihrer Stimulation abgestrahlte Licht wird photoelektrisch erfaßt und in ein elektrisches Bildsignal umgewandelt, eine Bildverarbeitung wird auf dem elektrischen Bildsignal durchgeführt, und das Strahlungsbild des Objekts wird mit Hilfe des verarbeiteten Bildsignals auf einem Aufzeichnungsmedium, z.B. einem photographischen Film, einer Anzeigevorrichtung, z.B. einer Kathodenstrahlröhre (CRT) oder dergleichen, als sichtbares Bild wiedergegeben.
  • Um in dem System den Einfluß von Schwankungen in den Aufzeichnungsbedingungen zu vermeiden und um ein sichtbares Bild zu erhalten, das zur Betrachtung für diagnostische Zwecke geeignet ist, wird vorgezogen, daß die charakteristischen Eigenschaften der gespeicherten Bildinformation, die abhängig von z.B. dem Zustand der auf der stimulierbaren Phosphorplatte aufgezeichneten Strahlungsbildinformation, dem Bildaufzeichnungsteil des Objekts, z.B. der Kopf, die Brust oder der Bauch, und/oder dem Bildaufnahmeverfahren, z.B. einfache Bildaufzeichnung oder kontrastierte Bildaufzeichnung, bestimmt werden, vor der Ausgabe eines sichtbaren Bildes ermittelt werden und die Ausleseverstärkung auf der ermittelten gespeicherten Bildinformation eingestellt und der Maßstabsfaktor gemäß dem Kontrast der gespeicherten Bildinformation bestimmt wird, so daß eine optimale Auflösung erhalten werden kann.
  • Das Ermitteln der Merkmale der auf der stimulierbaren Phosphorplatte gespeicherten Bildinformation vor dem Ausgeben des sichtbaren Bildes kann unter Verwendung des in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 58(1983)-67240 offenbarten Verfahrens durchgeführt werden. Bei dem offenbarten Verfahren wird der Auslesevorgang zum Bestimmen der Bildinformation eines auf der stimulierbaren Phosphorplatte gespeicherten Strahlungsbildes (nachfolgend als das Vorauslesen bezeichnet) in voraus unter Verwendung von stimulierenden Strahlen mit Stimulationsenergie eines Pegels durchgeführt, der niedriger als der Pegel der Stimulatlonsenergie der stimulierenden Strahlen ist, der in einem Auslesevorgang zum Erhalten eines sichtbaren Bildes benutzt wird (nachfolgend als das Endauslesen bezeichnet), um dadurch einen Umriß der Merkmale der gespeicherten Bildinformation zu erlangen, und der Maßstabsfaktor, die Ausleseverstärkung und/oder die Signalverarbeitungsbedingungen werden auf der Basis der durch das Vorauslesen erhaltenen Information bestimmt.
  • Verschiedene Verfahren sind vorgeschlagen worden, um die Merkmale der gespeicherten Bildinformation auf der Grundlage des durch das Vorauslesen erhaltenen vorausgelesenen Bildsignals oder des durch das Endauslesen erhaltenen endausgelesenen Bildsignals zu bestimmen. Als ein solches Verfahren ist bis jetzt bekannt geworden, ein Histogramm der Bildsignale (Bildsignalpegel) zu benutzen. Mit diesem Verfahren können die Merkmale der gespeicherten Bildinformation auf der Basis von z.B. des maximalen Signalwerts, des minimalen Signalwerts oder eines Signalwerts, bei dem die Frequenz das Maximum in dem Histogramm ist, bestimmt werden. Daher wird es möglich, ein sichtbares Bild mit einer verbesserten Bildqualität, besonders einer hohen diagnostischen Wirksamkeit und Genauigkeit, wiederzugeben, indem die Endauslesebedingungen, z.B. die Ausleseverstärkung und der Maßstabsfaktor, und/oder die Bildverarbeitungsbedingungen, z.B. die Gradationsverarbeitungsbedingungen und die Frequenzgangverarbeitungsbedingungen, auf der Basis des maximalen Signalwerts, des minimalen Signalwerts, eines Signalwerts, bei dem die Frequenz das Maximum in dem Histogramm ist, oder dergleigramm eingestellt wird.
  • Andererseits ist es im Verlauf der Strahlungsbildaufzeichnung oft erwünscht, daß Teile des Objekts, die mit der Diagnose oder dergleichen nicht in Bezug stehen, keiner Strahlung ausgesetzt werden. Wenn die Objektteile, die mit der Diagnose oder dergleichen nicht in Bezug stehen, einer Strahlung ausgesetzt werden, wird außerdem die Strahlung durch solche Teile auf die Teile gestreut, die mit der Diagnose oder dergleichen in Bezug stehen, und der Kontrast und die Auflösung werden durch die gestreute Strahlung nachteilig beeinflußt. Deshalb wird in vielen Fällen das Bestrahlungsfeld beim Aufzeichnen eines Strahlungsbildes auf einen Bereich begrenzt, der kleiner als der Gesamtaufzeichnungsbereich auf der stimulierbaren Phosohorplatte ist.
  • Wenn die Merkmale der auf der stimulierbaren Phosphorplatte gespeicherten Bildinformation auf der Basis des Histogramms der Bildsignale ermittelt werden, tritt jedoch das unten beschriebene Problem auf. Wenn, wie in Fig. 2 gezeigt, ein Bestrahlungsfeld B auf einen Bereich begrenzt wird, der kleiner als ein Bildaufzeichnungsbereich auf einer stimulierbaren Phosphorplatte 103 ist, und das Vorauslesen oder das Endauslesen über einen deutlich größeren Bereich als das Bestrahlungsfeld B, z.B. über den gesamten Bildaufzeichnungsbereich auf der stimulierbaren Phosphorplatte 103, durchgeführt wird, werden die Merkmale der tatsächlich innerhalb des Bestrahlungsfeldes B gespeicherten Bildinformation unrichtig ermittelt. Das heißt, da in dem genannten Fall die Bildsignale in Bereichen außerhalb des Bestrahlungsfeldes ebenfalls in dem Histogramm enthalten sind, verkörpert das Histogramm nicht genau die tatsächliche Bildinformation, die innerhalb des Bestrahlungsfeldes B gespeichert ist.
  • Die Anmelder haben verschiedene Verfahren zur Erkennung des Bestrahlungsfeldes B, wie z.B. in der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. 61(1986)-39039 offenbart, vorgeschlagen. Indem das Bestrahlungsfeld nach Maßgabe solcher Verfahren erkannt und das Vorauslesen nur um das Bestrahlungsfeld herum durchgeführt wird, kann das oben beschriebene Problem überwunden werden. Bei den meisten der vorgeschlagenen Verfahren wird jedoch die Erkennung des Bestrahlungsfeldes unter der Annahme durchgeführt, daß das Bestrahlungsfeld rechtwinklig ist, und es ist nicht immer möglich, das Bestrahlungsfeld in dem Fall genau zu erkennen, wo es die Form eines unregelmäßigen Vielecks oder eine Form aufweist, die durch eine Kurve, wie z.B. ein Kreis, eine Ellipse oder dergleichen, definiert wird.
  • Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zur Erkennung eines Bestrahlungsfeldes zur Verfügung zu stellen, welches das Bestrahlungsfeld genau erkennt, auch wenn es eine unregelmäßige Form aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkamle des Anspruches 1 erfüllt.
  • Um digitale Bilddaten für Positionen auf der stimulierbaren Phosphorplatte zu erhalten, müssen zuerst Positionen auf der stimulierbaren Phosphorplatte definiert werden. Positionen der Platte können mit einem Bildelement, das angesehen wird, eine Position darzustellen, oder mit drei bis fünf Bildelementen definiert werden, die in einer vorbestimmten Richtung angeordnet sind, die angesehen wird, eine Position darzustellen.
  • In dem Fall, daß ein Bildelement angesehen wird, eine Position darzustellen, ist mit dem Begriff "digitale Buddaten für eine gegebene Position" wie hierin verwendet ein digitalisiertes Bildsignal für das Bildelement, das der Position entspricht, gemeint, während in dem Fall, daß drei bis fünf Bildelemente angesehen werden, eine Position darzustellen, mit dem Begriff "digitale Bllddaten für eine gegebene Position" ein digitalisiertes Bildsignal gemeint ist, das auf der Basis der Bildsignale für die in der Position enthaltenen Bildelemente bestimmt wird, z.B. digitale Bildinformation, die durch Mittelung der Bildsignale für in der Position enthaltene Bildelemente erhalten wird. Um Positionen auf der stimulierbaren Phosphorplatte in der letzteren Weise zu definieren, wird das Bildsignal für jedes durch den Auslesevorgang erhaltene Bildelement durch lineare oder nichtlineare Filterung vorverarbeitet, z.B. durch eindimensionales Glätten der Bildsignale für das jeweilige Bildelement alle drei bis fünf Linsen.
  • Die voraussichtlichen Randpunkte können z.B. durch eine Differenzierungsverarbeitung von digitalisierten Blldsignalen ermittelt werden. Die Differenzierungsverarbeitung kann eine eindimensionale Differenzierung erster oder höherer Ordnung oder eine zweidimensionale Differenzierung erster oder höherer Ordnung sein. Für ein diskret abgetastetes Bild ist die Differenzierung der Berechnung von Differenzen zwischen Bildsignalen, die in der Nähe vorhanden sind, gleichwertig.
  • Wie oben beschrieben, ist der Wert der digitalen Bilddaten proportional der Energie der auf die stimulierbare Phosphorplatte auftreffenden Strahlung. Folglich ist der Quantenpegel der Bilddaten für den Bereich außerhalb des Bestrahlungsfeldes im allgemeinen niedrig, während der Quantenpegel der Bilddaten innerhalb des Bestrahlungsfeldes im allgemeinen hoch ist. Folglich wird der Differenzwert zwischen den Bildsignalen bei einem Teil, wo die Kontur des Bestrahlungsfeldes vorhanden ist, wesentlich größer als die Differenzwerte bei den anderen Teilen, und die voraussichtlichen Randpunkte können auf der Basis des Differenzwertes ermittelt werden.
  • Die Differenzierungsverarbeitung wird von einem vorbestimmten Punkt innerhalb des Bestrahlungsfeldes radial nach außen in Richtung auf den äußeren Rand der stimulierbaren Phosphorplatte durchgeführt. Folglich kann ein voraussichtlicher Randpunkt unbedingt mit einer Differenzierungsverarbeitung ungeachtet der Form des Bestrahlungsfeldes erhalten werden, und es wird daher möglich, eine Anzahl von voraussichtlichen Randpunkten mit einer hohen Wirksamkeit zu erlangen. Die Linie (eine gerade Linie oder eine Kurve), die eine Anzahl von so erhaltenen voraussichtlichen Randpunkten verbindet, stellt den Umriß des Bestrahlungsfeldes dar. Eine derartige Linie kann auf der Basis der voraussichtlichen Randpunkte durch ein bekanntes Verfahren erhalten werden. Der Bereich, der von der Linie umgeben wird, kann als das Bestrahlungsfeld anerkannt werden.
  • Um die voraussichtlichen Randpunkte von den Bilddaten der in einer Mehrzahl von Richtungen radial nach außen angeordneten Positionen von einem vorbestimmten Punkt innerhalb des Bestrahlungfeldes an zu ermitteln, kann ein Verfahren, bei dem ein Linienanlegen durchgeführt und der Randteil des Bestrahlungsfeldes auf der Basis der Neigung der Linie bestimmt wird, oder dergleichen neben der Differenzierungsverarbeitung benutzt werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau eines Strahlungsbildaufzeichnungs/Wiedergabesystems zeigt, bei dem eine Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erkennung eines Bestrahlungsfeldes verwendet wird.
  • Fig. 2 ist eine Darstellung, die ein Beispiel des Bestrahlungsfeldes veranschaulicht.
  • Fig. 3 ist eine Darstellung, die die Richtungen zeigt, in denen die Differenzierungsverarbeitungen durchzuführen sind.
  • Fig. 4 zeigt graphische Darstellungen, die die Bildsignalverteilung und die Bildsignal-Differenzverteilung zeigen.
  • Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, das einen Teil des in Fig. 1 gezeigten Strahlungsbildaufzeichnungs/Wiedergabesystems im Detail zeigt.
  • Fig. 6 ist eine Darstellung, die ein Verfahren zum Ermitteln der durch die voraussichtlichen Randpunkte laufenden Linien veranschaulicht.
  • Fig. 7 ist eine Darstellung, die ein Verfahren zum Extrahieren des Bereiches veranschaulicht, der von den durch die voraussichtlichen Randpunkte laufenden Linien umgeben ist.
  • Fig. 8, 9 und 10 sind Darstellungen, die weitere Verfahren zum Festlegen der Richtungen veranschaulichen, in denen die Differenzierungsverarbeitungen durchzuführen sind.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen im einzelnen beschrieben.
  • Gemäß Fig. 1 umfaßt ein Strahlungsbild-Aufzeichnungs- und -wiedergabesystem hauptsächlich einen Strahlungsbild-Aufzeichnungsabschnitt 20, einen Vorausleseabschnitt 30, einen Endausleseabschnitt 40 und einen Bildwiedergabeabschnitt 50. In dem Strahlungsbild-Aufzeichnungsabschnitt 20 wird eine Strahlung 102 durch eine Strahlungsquelle 100, die durch eine Röntgenstrahlröhre oder dergleichen gebildet wird, in Richtung auf ein Objekt 101 abgestrahlt. Eine stimulierbare Phosphorplatte 103, die Strahlungsenergie speichert, ist an der Stelle angeordnet, die der durch das Objekt 101 laufenden Strahlung 102 ausgesetzt ist, und ein Strahlungsbild des Objekts 101 wird auf der stimul ierbaren Phosphorplatte 103 gespeichert. Ein Bestrahlungsfeldbegrenzer 104, der das Strahlungsfeld der Strahlung 102 begrenzt, ist zwischen der Strahlungsquelle 100 und dem Objekt 101 angeordnet, und das Strahlungsfeld wird, wenn erforderlich, begrenzt.
  • Die stimulierbare Phosphorplatte 103, die das Strahlungsbild des darauf gespeicherten Objekts 101 trägt, wird durch eine Plattentransporteinrichtung 110, die durch eine Transportwalze oder dergleichen gebildet wird, an den Vorausleseabschnitt 30 geführt. In dem Vorausleseabschnitt 30 wir ein von einer Laserstrahlquelle 201 ausgehender Laserstrahl 202 zuerst durch ein Filter 203 geführt, das Licht mit einer Wellenlänge innerhalb eines Bereiches absperrt, der mit dem Bereich der Wellenlänge des Lichts identisch ist, das durch die stimulierbare Phosporplatte 103 nach ihrer Stimulierung durch den Laserstrahl 202 abgestrahlt wird. Dann wird der Laserstrahl 202 durch einen Lichtablenker 204, z.B. einen Galvanometerspiegel, eindimensional abgelenkt und durch einen ebenen Reflexionsspiegel 205 auf die stimulierbare Phosphorplatte 103 gerichtet. Die Laserstrahlquelle 201 ist so ausgewählt, daß der von ihr erzeugte Laserstrahl eine Wellenlängenverteilung aufweist, die verschieden und weit abseits von der Wellenlängenverteilung des Lichts ist, das von der stimulierbaren Phosphorplatte 103 nach ihrer Stimulierung abgestrahlt wird. Während der Laserstrahl 202 auf die stimulierbare Phosphorplatte 103 auftrifft, wird diese in der Richtung wie durch den Pfeil 206 angegeben (d.h. in der Unterabtastrichtung) von einer Plattentransporteinrichtung 210, die durch Transportwalzen oder dergleichen gebildet wird, bewegt, und die gesamte Oberfläche der stimulierbaren Phosphorplatte 103 wird somit dem Laserstrahl 202 ausgesetzt und davon abgetastet. Die Leistung der Laserstrahlquelle 201, der Strahldurchmesser des Strahls 202, die Abtastgeschwindigkeit des Laserstrahls 202 und die Bewegungsgeschwindigkeit der stimulierbaren Phosphorplatte 103 sind so gewählt, daß der Pegel der Stimulationsenergie des Laserstrahls 202 für das Vorauslesen niedriger ist als der Pegel der Stimulationsenergie des Laserstrahls für das in dem Endausleseabschnitt 40 durchgeführte Endauslesen.
  • Wenn die stimulierbare Phosphorplatte 103 wie oben beschrieben dem Laserstrahl 202 ausgesetzt wird, emittiert sie Licht in Verhältnis zu der darauf gespeicherten Strahlungsenergie, und das abgestrahlte Licht gelangt in ein Lichtführungselement 207. Das Licht wird innerhalb des Lichtführungselements 207 durch Totalreflexion geführt, von einer Lichtausgangsseite des Lichtführungselements 207 vorwärtsgeworfen und durch einen Photodetektor 208, der durch einen Photovervielfacher oder dergleichen gebildet wird, empfangen. Die lichtempfangende Seite des Photodetektors 208 steht in engem Kontakt mit einem Filter, das nur Licht mit der Wellenlängenverteilung des von der stimulierbaren Phosphorplatte 103 emittierten Lichts überträgt und das Licht mit der Wellenlängenverteilung der stimulierenden Strahlen absperrt, so daß der Photodetektor 208 nur das Licht erfassen kann, das die stimulierbare Phosphorplatte 103 bei ihrer Stimulierung abstrahlt. Das durch den Photodetektor 208 erfaßte Licht wird in elektrische Signale umgewandelt, die die auf der stimulierbaren Phosphorplatte 103 gespeicherte Bildinformation tragen, und durch einen Verstärker 209 verstärkt. Die von dem Verstärker 209 erzeugten Signale werden von einem A/D-Umsetzer 211 digitalisiert und als Vorauslese-Bildsignale Sp an eine Endauslese-Steuerschaltung 314 in dem Endausleseabschnitt 40 gesendet. Auf der Basis der Merkmale der gespeicherten Blldinformation, die von den Vorauslese-Bildsignalen SP ermittelt werden, berechnet die Endauslese-Steuerschaltung 314 einen Ausleseverstärkungs-Elnstellwert (a), einen Maßstabsfaktor-Einstellwert (b) und einen Bildverarbeitungs-Bedingungseinstellwert (c). Die Vorauslese-Bildsignale Sp werden ferner einer Bestrahlungsfeld-Erkennungsschaltung 220 zugeführt, die später im einzelnen beschrieben wird.
  • Nachdem das Vorauslesen beendet ist, wird die stimulierbare Phosphorplatte 103 dem Endausleseabschnitt 40 zugeführt. In diesem Abschnitt wird ein von einer Laserstrahlquelle 301 erzeugter Laserstrahl 302 zuerst durch ein Filter 303 geführt, das Licht mit einer Wellenlänge innerhalb der Bereiches absperrt, der mit dem Bereich der Wellenlänge des Lichts identisch ist, das die stimulierbare Phosphorplatte 103 bei ihrer Stimulierung durch den Laserstrahl 302 abstrahlt. Dann wird der Strahldurchmesser des Laserstrahls 302 durch einen Strahlausweiter 304 sorgfältig justiert. Der Laserstrahl 302 wird dann durch einen auf einem Galvanometerspiegel oder dergleichen gebildeten Lichtablenker 305 abgelenkt und durch einen ebenen Reflexionsspiegel 306 dazu gebracht, auf die stimulierbare Phosphorplatte 103 aufzutreffen. Zwischen dem Lichtablenker 305 und dem ebenen Reflexionsspiegel 306 ist eine fθ Linse 307 angeordnet, die den Strahldurchmesser des Laserstrahls 302 gleichmäßig hält, während er die stimulierbare Phosphorplatte 103 abtastet. Während der Laserstrahl 302 auf die stimulierbare Phosphorplatte 103 auftrifft, wird diese in der durch den Pfeil 308 angegebenen Richtung (d.h. in der Unterabtastrichtung) durch eine Plattentransporteinrichtung 320, die durch Transportrollen oder dergleichen gebildet wird, bewegt, und folglich wird die gesamte Fläche der stimulierbaren Phosphorplatte 103 dem Laserstrahl 302 ausgesetzt und davon abgetastet. Sobald die stimulierbare Phosphorplatte 103 dem Laserstrahl 302 ausgesetzt wird, emittiert sie Licht im Verhältnis der darauf gespeicherten Strahlungsenergie, und das emittierte Licht tritt in ein Lichtführungselement 309 ein. Das durch die stimulierbare Phosphorplatte 103 emitierte Licht wird innerhalb des Lichtführungselements 309 durch Totalreflexion geführt, von der Lichtausgangsseite des Lichtführungselements 309 vorwärtsgeworfen und von einen Photodetektor 310 empfangen, der durch einen Photovervielfacher oder dergleichen gebildet wird. Die lichtempfangende Seite des Photodetektors 310 steht in engem Kontakt mit einem Filter, das nur das Licht mit der Wellenlängenverteilung des von der stimulierbaren Phosphorplatte 103 emittierten Lichts selektiv überträgt, so daß der Photodetektor 310 nur das dadurch abgestrahlte Licht erfassen kann.
  • Der Ausgang des Phodetektors 310, der photoelektrisch die Lichtemission ermittelt, die das auf der stimulierbaren Phosphorplatte 103 gespeicherte Strahlungsbild darstellt, wird durch einen Verstärker 311, dessen Ausleseverstärkung durch den von der Steuerschaltung 314 berechneten Ausleseverstärkungs-Einstellwert (a) eingestellt worden ist, auf einen geeigneten Pegel verstärkt. Die verstärkten elektrischen Signale werden einem A/D-Umsetzer 312 zugeführt, der die elektrischen Signale in Digitalsignale unter Verwendung eines Maßstabsfaktors umsetzt, der durch den Maßstabsfaktor-Einstellwert (b) eingestellt worden ist, um der Breite der Signalschwankung zu entsprechen. Die so erhaltenen Digitalsignale, d.h. die Endauslese-Bildsignale, werden einer Signalverarbeitungsschaltung 313 zugeführt, in der sie der Signalverarbeitung (Bildverarbeitung) auf der Basis des Bildverarbeitungs-Bedingungseinstellwertes (c) unterworfen werfen, um ein sichtbares Strahlungsbild, das zum Betrachten, besonders für diagnostische Zwekke, geeignet ist, zu erhalten, und werden als Bildsignale (Endauslese- Bildsignale) So ausgegeben.
  • Die von der Signalverarbeitungsschaltung 313 erzeugten Endauslese- Bildsignale So werden einem Lichtmodulator 401 im Bildwiedergabeabschnitt 50 zugeführt. In dem Bildwiedergabeabschnitt 50 wird ein von einer Wiedergabe-Laserstrahlquelle 402 erzeugter Laserstrahl 403 durch den Lichtmodulator 401 auf der Basis der von der Signalverarbeitungsschaltung 313 empfangenen Endauslese-Bildsignale So moduliert und von einem Abtastspiegel 404 dazu gebracht, auf ein lichtempfindliches Material 405, z.B. einen photographischen Film, aufzutreffen, um das lichtempfindliche Material 405 mit dem Laserstrahl 403 abzutasten. Zu dieser Zeit wird das lichtempfindliche Material 405 senkrecht zu der genannten Abtastrichtung, d.h., in der durch den Pfeil 406 angegebenen Richtung, bewegt. Das durch die Endauslese-Bildsignale So dargestellte Strahlungsbild wird folglich auf dem lichtempfindlichen Material 405 aufgezeichnet. Um das Strahlungsbild wiederzugeben, ist es möglich, jedes andere geeignete Verfahren, z.B. das vorerwähnte Anzeigen auf einer CRT, zu verwenden.
  • Ein Verfahren zum genauen Einstellen des Ausleseverstärkungs-Einstellwertes (a), des Maßstabsfaktor-Einstellwertes (b) und des Bildverarbeitungebedlngungs-Einstellwertes (c), selbst wenn das Bestrahlungsfeld B auf der stimulierbaren Phosphorplatte 103 wie in Fig. 2 gezeigt begrenzt ist, wird im Folgenden mit Verweis auf Fig. 5 beschrieben. Wie in Fig. 5 gezeigt, umfaßt die Steuerschaltung 314 einen Signalextraktionsabschnitt 350, einen Histogrammanalyseabschnitt 351, einen Leseabschnitt 352 und einen Speicherabschnltt 353. Die erwähnten Vorauslese-Bildsignale Sp werden in den Slgnalextraktlonsabschnitt 350 geführt, der Vorauslese-Bildsignale Sp' nur innerhalb eines bestimmten Bereichs extrahiert, wie später beschrieben wird. Die Vorauslese-Bildsignale Sp' werden von dem Signalextraktionsabschnitt 350 an den Histogrammanalyseabschnitt 351 gesendet. Der Histogrammanalyseabschnitt 351 erzeugt ein Histogramm der Vorauslese-Bildsignale Sp', berechnet den Maximalwert, den Minimalwert, den Signalwert, bei dem die Frequenz das Maximum in dem Histogramm ist, oder dergleichen und sendet ein Signal Sr, das die berechneten Werte darstellt, an den Leseabschnitt 352. Der Speicherabschnitt 353 speichert den Ausleseverstärkungs-Einstellwert (a), den Maßstabsfaktor-Einstellwert (b) und den Bildverarbeitungsbedingungs-Einstellwert (c), die für den genannten Maximalwert, den Minimalwert, der Signalwert, bei dem die Frequenz das Maximum ist, oder dergleichen geeignet sind. Der Leseabschnitt 352 liest die für das Signal Dr geeigneten Einstellwerte (a), (b) und (c) aus dem Speicher 353 und sendet sie jeweils an den Verstärker 311, den A/D-Umsetzer 312 und die Signalverarbeitungsschaltung 313.
  • Die Signalextraktion durch den Signalextraktionsabschnitt 350 wird nun beschrieben. Die Bestrahlungsfeld-Erkennungsschaltung 220 besteht aus einem Differenzierungs-Verarbeitungsabschnitt 221, einem voraussichtlichen Randpunktsignal-Erfassungsabschnitt 222 und einem Funktionsabschnitt 223. In der Bestrahlungsfeld-Erkennungsschaltung 220 werden die Vorauslese-Bildsignale Sp in den Differenzierungs-Verarbeitungsabschnitt 221 und den voraussichtlichen Randpunktsignal-Erfassungsabschnitt 222 geführt. Der Differenzierungs-Verarbeitungsabschnitt 221 differenziert die digitalisierten Vorauslese-Bildsignale Sp zuerst in der in Fig. 3 gezeigten Richtung D1. Dann führt der Differenzierungs- Verarbeitungsabschnitt 221 eine ähnliche Differenzierungsverarbeitung in den Richtungen D2, D3 ... Dn durch. Die Richtungen D1 bis Dn sind radial nach außen in Richtung auf den äußeren Rand der stimulierbaren Phosphorplatte 103 von ihrer Mitte 0 aus gerichtet und sind bei dieser Ausführung in regelmäßigen Winkelabständen festgelegt. Die Anzahl der Richtungen D1 bis Dn kann etwa 64 in dem Fall betragen, daß die Größe der stimulierbaren Phosphorplatte 103 z.B. 256mm x 192mm ist. Durch diese Differenzierungsverarbeitungen werden die vorerwähnten Differenzen erhalten. Die Information Sm über die Differenzen wird an den voraussichtlichen Randpunktsignal-Erfassungsabschnitt 222 gesendet. Der voraussichtliche Randpunktsignal-Erfassungsabschnitt 222 erlangt die voraussichtlichen Randpunkte, die für die Randteile des Bestrahlungsfeldes B auf der stimulierbaren Phosphorplatte 103 gehalten werden, aus der Information Sm über die Differenzen. Das heißt, da der Pegel der Blldsignale für den Bereich innerhalb des Bestrahlungsfeldes B deutlich höher ist als der Pegel der Bildsignale für den Bereich außerhalb des Bestrahlungsfeldes B, verteilen sich die Werte der Vorauslese-Bildsignale Sp in einer gegebenen Richtung Di wie in Fig. 4(a) gezeigt, und folglich ändern sich die Differenzen spezifisch an dem Randteil des Bestrahlungsfeldes wie in Fig. 4(b) gezeigt. Der voraussichtliche Randpunktsignal-Erfassungsabschnitt 222 erlangt dann die voraussichtlichen Randpunkte, indem z.B. die Positionen, bei denen der Absolutwert der Differenz ein Maximum wird, alle Positionen, bei denen die Differenz einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, oder eine Position unter den Positionen, bei denen die Differenz den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, die der Mitte C der Platte 103 am nächsten liegt (oder am weitesten davon weg ist), ermittelt werden. Danach extrahiert der voraussichtliche Randpunktsignal-Erfassungsabschnitt 222 das Vorauslese-Bildsignal Sp für die so erhaltenen voraussichtlichen Randpunkte und erlangt die Bildelementpositionen, die den extrahierten Vorauslese-Bildsignalen Sp entsprechen, und sendet die Information Se über die Bildelementpositionen an den Funktionsabschnitt 223. Fast alle in der oben beschriebenen Weise extrahierten Vorauslese-Bildsignale Sp werden Bildsignale, die die Randteile des Bestrahlungsfeldes B auf der stimulierbaren Phosphorplatte 103 darstellen, wie in Fig. 2 gezeigt, d.h., die voraussichtlichen Randpunktsignale. Bei dieser einzelnen Ausführung werden die Bildelementpositionen mit einem orthogonalen X-Y Koordinatensystem auf der stimulierbaren Phosphorplatte 103, wie in Fig. 2 gezeigt, ausgedrückt.
  • Die Linie, die die so erhaltenen voraussichtlichen Randpunkte verbindet, ist, wie oben beschrieben, der Umriß des Bestrahlungsfeldes. Obwohl die Linie, die die voraussichtlichen Randpunkte verbindet, auf verschiedene Weise erhalten werden kann (z.B. durch Glätten der voraussichtlichen Randpunkte und Verbinden der nach dem Glätten noch bestehenden Punkte oder durch lokales Anwenden der Methode der kleinsten Quadrate, um eine Mehrzahl von geraden Linien zu erhalten, und Verbinden der Linien, oder durch Anlegen von Spline-Kurven), ist bei dieser einzelnen Ausführung der Funktionsabschnitt 223 eingerichtet, um unter Verwendung der Hough-Umwandlung eine Mehrzahl von geraden Linien zu erlangen, die durch die voraussichtlichen Randpunkte laufen. Dies wird im Folgenden im einzelnen beschrieben.
  • Der Funktionsabschnitt 223 erlangt Kurven, die durch die Formel
  • =Xocosθ + Yosinθ
  • für die jeweiligen voraussichtlichen Randpunkte dargestellt werden, wo Xo und Yo die X-Koordinate (Konstante) bzw. die Y-Koordinate (Konstante) eines gegebenen voraussichtlichen Randpunktes (die durch die Information Se dargestellte Bildelementposition) darstellen, wenn die Positionen der voraussichtlichen Randpunkte mit einem orthogonalen X-Y Koordinatensystem ausgedrückt werden. Diese Kurven sind in Fig. 6 dargestellt, und die Zahl der Kurven ist gleich der Zahl der voraussichtlichen Randpunkte.
  • Dann erlangt der Funktionsabschnitt 223 die Punkte ( o, θo) bei denen sich mehr als eine vorbestimmte Zahl Q der Kurven schneiden. In der Praxis können sich viele der Kurven infolge von Fehlern in den erfaßten Koordinaten (Xo, Yo) der voraussichtlichen Randpunkte und dergleichen nicht genau in einem Punkt schneiden. Wenn eine Mehrzahl von Schnittpunkten eines Paares der Kurven existiert, die innerhalb eines vorbestimmten sehr kleinen Abstandes voneinander beabstandet sind, wird folglich die Mitte von solchen Schnittpunkten als die Schnittpunkte ( o, θo) angesehen.
  • Der Funktionsabschnitt 223 erlangt dann gerade Linien definiert durch die Formel
  • o = Xcosθo + Ysinθo
  • in dem orthogonalen Koordinatensystem der so erhaltenen Schnittpunkte der Kurven. Die geraden Linien durchlaufen eine Mehrzahl der voraussichtlichen Randpunkte (Xo, Yo). Punkte, die dem Randteil eines Knochenbildes entsprechen, bei dem sich die Bilddichte abrupt ändern kann, können manchmal als die voraussichtlichen Randpunkte erfaßt werden. In diesem Fall kann eine gerade Linie L (Fig. 2), die echte voraussichtliche Randpunkte und den Punkt auf dem Randteil des Knochenbildes verbindet, der mit dem voraussichtlichen Randpunkt des Bestrahlungsfeldes verwechselt wird, erhalten werden. Dies kann jedoch erhalten werden, indem die vorbestimmte Zahl Q ausreichend groß (z.B. 20) gesetzt wird. Das heißt, nur gerade Linien, die durch eine Anzahl der voraussichtlichen Randpunkte laufen, können erhalten werden.
  • Fig. 7 zeigt die relevanten geraden Linien, wenn die voraussichtlichen Randpunkte wie in Fig. 2 gezeigt verteilt sind. Der Funktionsabschnitt 223 erlangt dann den Bereich, der von den so erhaltenen geraden Linien L1, L2, L3 ... Ln umgeben ist, und erkennt ihn als das Bestrahlungsfeld B. Die Erkennung des von den geraden Linien umgebenen Bereichs wird z.B. in der folgenden Weise durchgeführt. Gerade Linien M1, M2, M3 ... Mn (Fig. 7), die die jeweiligen Ecken der stimulierbaren Phosphorplatte 103 und die Mitte G derselben verbinden (wenn die stimulierbare Phosphorplatte 103 rechteckig ist, gibt es vier gerade Linien), sind in einem Speicher gespeichert worden, und dann wird ermittelt, ob es einen Schnittpunkt der Linien M1 bis Mm und einer gegebenen der Linien L1 bis Ln gibt. Wenn es einen Schnittpunkt gibt, wird der Teil der stimulierbaren Phosphorplatte auf der Seite der gegebenen der Linien L1 bis Ln, der die entsprechende Ecke des kleinen Bereiches 12a umfaßt, abgeschnitten. Wenn diese Operation für alle Linien L1 bis Ln durchgeführt wird, wird der Bereich, der von den Linien L1 bis Ln umgeben wird, übrigbleiben.
  • Der Funktionsabschnitt 223 sendet die Information St über das so erkannte Bestrahlungsfeld B an den Signalextraktionsabschnitt 350 der Steuerschaltung 314. Der Signalextraktionsabschnitt 350 extrahiert nur die Signale innerhalb des durch die Information St dargestellten Bereiches aus den Vorauslese-Bildsignalen Sp und sendet die extrahierten Signale an den Histogrammanalyseabschnitt 351. Die Histogrammanalyse in dem Histogrammanalyseabschnitt 351 wird daher nur für den tatsächlich der Strahlung ausgesetzten Bereich oder ungefähr für diesen Bereich durchgeführt. Als eine Folge werden die vorgenannten Einstellwerte (a), (b) und (c) für die tatsächlich auf der stimulierbaren Phosphorplatte 103 gespeicherte Bildinformation optimal.
  • Wie oben beschrieben, wird die Differenzierungsverarbeitung von der Mitte O der stimulierbaren Phosphorplatte begonnen. Erfindungsgemäß wird jedoch die Differenzierungsverarbeitung wie unten beschrieben begonnen. Wenn z.B. das Bestrahlungsfeld sehr schmal ist, kann die Mitte der Platte außerhalb des Bestrahlungsfeldes liegen. Die Differenzierungsverarbeitung wird von einem anderen Punkt begonnen, der für inhärent innerhalb des Bestrahlungsfeldes gehalten werden kann, z.B. das Zentrum der Dichteschwerkraft, der Punkt größter Dichte, das Zentrum der Dichteschwerkraft auf der höheren Dichteseite, die durch Binärcodieren der Dichte erhalten wird, oder dergleichen.
  • Weiter, obwohl, wie oben beschrieben, die Richtungen D1 bis Dn, in denen die Differenzierungsverarbeitungen durchzuführen sind, gleichwinklig um die Mitte O der stimulierbaren Phosphorplatte herum festgelegt werden, ist es nicht erforderlich. Zum Beispiel können, wie in Fig. 8 gezeigt, die Richtungen D1 bis Dn, in denen die Differenzierungsverarbeitungen auszuführen sind, als gerade Linien festgelegt werden, die einen vorbestimmten Punkt P innerhalb des Bestrahlungsfeldes und eine Mehrzahl von Punkten verbinden, die längs des äußeren Randes der Platte in regelmäßigen Abständen angeordnet sind.
  • Wie in Fig. 9 gezeigt, ist es außerdem möglich, die Richtungen D1 bis Dn in relativ breiten Intervallen einzurichten, wo der Abstand g zwischen dem vorbestimmten Punkt P und dem voraussichtlichen Randpunkt E sich nicht wesentlich verändert (der bei h1 angedeutete Bereich), und sie in relativ schmalen Intervallen einzurichten, wo sich der Abstand g wesentlich verändert (der bei h2 angedeutete Bereich).
  • Im allgemeinen wird das Vorauslesen verglichen mit dem Endauslesen relativ grob durchgeführt. Die Differenzierungsverarbeitung kann auf den durch das relativ grobe Auslesen erhaltenen Bilddaten wie sie sind durchgeführt werden, können aber auf den detaillierteren Bilddaten, die durch Komplementieren der durch das relativ grobe Auslesen erhaltenen Bilddaten erhalten werden, durchgeführt werden. Ferner kann die Differenzierungsverarbeitung auf den Bilddaten durchgeführt werden, die durch Mittelwertbildung der Bildsignale für eine Mehrzahl von Bildelementen, die in der Position enthalten sind, erhalten werden.
  • Wenn die Form des zu erkennenden Bestrahlungsfeldes B wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird nur ein voraussichtlicher Randpunkt für jede Differenzierungsverarbeitung erhalten. Wenn jedoch die Form des zu erkennenden Bestrahlungsfeldes B wie in Fig. 10 oder 11 gezeigt ist, kann gelegentlich eine Mehrzahl voraussichtlicher Randpunkte für eine Differenzierungsverarbeitung erhalten werden. Auch in solchen Fällen können alle voraussichtlichen Randpunkte ermittelt werden, indem als die voraussichtlichen Randpunkte alle Punkte angenommen werden, bei denen die relevante Differenz den vorbestimmten Wert übersteigt. Daher kann selbst das Bestrahlungsfeld mit einer komplizierten Form richtig erkannt werden. Wenn andererseits der Erfassungsabschnit 222 des voraussichtlichen Randpunktsignals eingerichtet ist, nur einen voraussichtlichen Randpunkt für jede Differenzierungsverarbeitung zu ermitteln, kann eine Anzahl von voraussichtlichen Randpunkten genau ermittelt werden, indem ein anderer Punkt Pl in der Nähe eines Punktes festgesetzt wird, bei dem die Differenz den vorbestimmten Wert übersteigt und der trotzdem als der voraussichtliche Randpunkt angenommen worden ist, und die gleichen Differenzierungsverarbeitungen von dem Punkt P1 aus durchgeführt werden.
  • In dem Fall, wo das Bestrahlungsfeld auf der stimulierbaren Phosphorplatte 103 nicht begrenzt ist, stellt die von dem Funktionsabschnitt 223 ausgegebene Infomation St den gesamten Bereich der stimulierbaren Phosphorplatte 103 dar. Auch in diesem Fall können daher die Einstellwerte (a), (b) und (c) auf geeignete Werte eingestellt werden. Um jedoch zu verhindern, daß in diesem Fall die Verarbeitung in der Bestrahlungsfeld-Erkennungsschaltung 222 unnötig durchgeführt wird, sollte vorzugsweise ein Schalter zum Ein- und Ausschalten der Funktion der Bestrahlungsfeld-Erkennungsschaltung 222 angebracht werden, und der Signalextraktionsabschnitt 350 sollte vorzugsweise eingerichtet werden, alle Vorauslese-Bildsignale Sp durchzulassen, wenn die Bestrahlungsfeld-Erkennungsschaltung 222 Aus ist. Mit dieser Anordnung können in dem Fall, wo im voraus bekannt ist, daß das Bildauslesen von der stimulierbaren Phosphorplatte 103 mit einem darauf ohne Begrenzung des Bestrahlungsfeldes gespeicherten Strahlungsbild durchgeführt wird, alle Vorauslese-Bildsignale Sp schnell in den Histogrammanalyseabschnitt 351 geführt werden, z.B. durch manuellen Betrieb.
  • Der Auslesebereich in dem Endausleseabschnitt 40 kann auf der Basis des Signals St gesteuert werden, das das Bestrahlungsfeld B darstellt und von der Bestrahlungsfeld-Erkennungsschaltung 222 erzeugt wird. In diesem Fall wird das Endauslesen nur für das Bestrahlungsfeld B auf der stimulierbaren Phosphorplatte 103 durchgeführt, und die Auslese- Verarbeitungsgeschwindigkeit wird hoch.
  • Bei dem in Fig. 1 gezeigten Strahlungsbild-Aufzeichnungs- und -wiedergabesystem sind der Vorausleseabschnitt und der Endausleseabschnitt unabhängig angeordnet. Jedoch kann, wie z.B. in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 58(1983)-67242 offenbart, ein einziges System für das Vorauslesen und das Endauslesen benutzt werden. In diesem Fall wird, nachdem das Vorauslesen beendet ist, die stimulierbare Phosphorplatte durch eine Plattentransporteinrichtung zu dem Auslesesystem zurückgebracht, und dann wird das Endauslesen durchgeführt. In dem Vorausleseschritt wird die Stimulationsenergie der stimulierenden Strahlen durch eine Stimulationsstrahlen-Energieeinstelleinrichtung so eingestellt, daß sie niedriger als die Stimulationsenergie der bei dem Endauslesen benutzten Stimulationsstrahlen ist. Die vorliegenden Erfindung ist auch auf einen solchen Fall anwendbar.
  • Obwohl in der oben beschriebenen Ausführung das Bestrahlungsfeld auf der Grundlage der Vorauslese-Bildinformation erkannt wird, kann die vorliegende Erfindung auf ein System angewandt werden, bei dem das Bestrahlungsfeld auf der Grundlage der Endauslese-Bildinformation erkannt wird. In dem letzteren Fall kann das erkannte Bestrahlungsfeld benutzt werden, um z.B. den Einstellwert (c) der Bildverarbeitungsbedingung von der Endauslese-Bildinformation zu bestimmen.

Claims (1)

1. Verfahren zur Erkennung eines Bestrahlungsfeldes (B) auf einer stimulierbaren Phosphorplatte (103), die darauf gespeicherte Strahlungsbildinformation trägt, durch Begrenzung des Bestrahlungsfeldes, wenn die stimulierbare Phosphorplatte (103) stimulierenden Strahlen (102) ausgesetzt wird, und Licht, das durch die stimulierbare Phosphorplatte bei Stimulation abgestrahlt wird, photoelektrisch ausgelesen wird, um Bildsignale (Sg) zu erhalten, die die von der stimulierbaren Phosphorplatte getragene Strahlungsbildinformation darstellen,
wobei das Verfahren die Schritte des Erlangens digitaler Bilddaten für eine Mehrzahl von Positionen auf der stimulierbaren Phosphorplatte von den Bildsignalen, des Erfassens voraussichtlicher Randpunkte (Se), die für Randteile des Bestrahlungsfeldes auf der stimulierbaren Phosphorplatte gehalten werden, und des Erkennens des Bestrahlungsfeldes umfaßt,
dadurch gekennzeichnet, daß
die voraussichtlichen Randpunkte durch einen Abtastvorgang erfaßt werden, der beginnend von einem zentralen Punkt (P) und Linien (Dn) folgend, die von diesem Punkt radial nach außen verlaufen, durchgeführt wird, wobei der Punkt (P) der Schwerpunkt der Dichte, der Punkt maximaler Dichte oder der Schwerpunkt der Dichte auf der durch Binärcodieren der Dichte erhaltenen Seite höherer Dichte ist, und
Erkennen als das Bestrahlungsfeld den Bereich, der durch die Linien (Ln) eingeschlossen wird, die durch die voraussichtlichen Randpunkte (Se) laufen.
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