JP2002365748A

JP2002365748A - 放射線画像読取方法および装置

Info

Publication number: JP2002365748A
Application number: JP2001170870A
Authority: JP
Inventors: Taizo Akimoto; 泰造秋本; Masashi Hakamata; 正志袴田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-06-06
Filing date: 2001-06-06
Publication date: 2002-12-18
Anticipated expiration: 2021-06-06
Also published as: US20020185620A1; US6759673B2; JP4219576B2

Abstract

(57)【要約】【課題】放射線エネルギーが蓄積された蓄積性蛍光体
シートに励起光を主走査方向および副走査方向に走査し
て照射することにより輝尽発光光を検出する放射線画像
読取方法および装置において、複数種類の蛍光体シート
の高感度かつ高解像度な読取りを行う。【解決手段】群青の色素を含むことにより拡散率の抑
制された蛍光体シートに照射する励起光エネルギーが群
青の色素を含まない白色の蛍光体シートに照射される励
起光エネルギーよりも大きくなるようにしてそれぞれの
蛍光体シートにおける適切な感度が得られる励起光エネ
ルギーをそれぞれ求め、その励起光エネルギーに応じて
励起光エネルギー制御手段６０が励起光源１の強度およ
び走査機構（図示せず）の走査速度、つまり読取速度を
制御して読取りを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄積性蛍光体シー
トに蓄積された放射線エネルギーに基づく放射線画像を
励起光の照射により読み取る放射線画像読取方法および
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】蓄積性蛍光体に放射線を照射すると、こ
の放射線エネルギーの一部が蓄積され、その後、可視光
やレーザ光などの励起光を照射すると、蓄積された放射
線エネルギーに応じて輝尽発光光が発光される。従来よ
り、この蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、例
えば、支持体上にこの蓄積性蛍光体を積層した蓄積性蛍
光体シートに人体などの被写体を透過した放射線を照射
することにより、放射線画像情報を一旦蓄積記録し、こ
の蓄積性蛍光体シートにレーザ光などの励起光を照射し
て輝尽発光光を生じさせ、この輝尽発光光を光電変換し
て画像信号を得る放射線画像読取システムがＣＲ（Comp
uted Radiography）として、広く実用に供されている。
また、上記放射線画像読取システムにおいては、輝尽発
光光の読取時間の短縮や、装置のコンパクト化およびコ
ストの低減の視点から、励起光源として、シートに対し
て線状に励起光を照射するライン光源を使用し、ライン
光源により励起光が照射されたシートの線状の部分の長
さ方向（主走査方向）に沿って多数の光電変換素子が配
列されたラインセンサを使用するとともに、上記ライン
光源およびラインセンサと上記蛍光体シートとの一方を
他方に対して相対的に、上記線状の部分の長さ方向に略
直交する方向（副走査方向）に移動させる走査手段を備
えた構成が提案されている（特開昭６０−１１１５６８
号公報、特開昭６０−２３６３５４号公報、特開平１−
１０１５４０１号公報など）。

【０００３】また、上記蓄積性蛍光体シートを用いるシ
ステムとしては、放射性標識を付与した物質を生体物に
投与した後、その生体物あるいはその生体物の組織の一
部をサンプルとし、このサンプルを上記蓄積性蛍光体シ
ートと一定時間重ね合わせることにより放射線エネルギ
ーを一旦蓄積記録し、この蓄積性蛍光体シートにレーザ
光などの励起光を照射して輝尽発光光を生じさせ、この
輝尽発光光を光電変換して画像信号を得るオートラジオ
グラフィ検出システムも広く知られている（特公平１−
６０７８４号公報、特公平１−６０７８２号公報、特公
平４−３９５２号公報など）。また、このオートラジオ
グラフィ検出システムにおいては、サンプルをセットし
たステージを静止状態に保持し、光学系を主走査方向お
よび副走査方向に移動させて、サンプルの全面を励起光
によって走査するか、あるいは大きな走査速度が要求さ
れる主走査方向に光学系を移動させるとともに、ステー
ジを走査速度の小さい副走査方向に移動させて、サンプ
ルの全面を励起光によって走査する構成となっている。

【０００４】上記各システムにより得られた画像信号に
は、観察読影に適した階調処理や周波数処理などの画像
処理が施され、これらの処理が施された後の画像信号は
診断用可視画像（最終画像）としてフィルムに記録さ
れ、または高精細なCRTに表示されて医師などによる診
断もしくはコンピュータによる定量解析に提供される。

【０００５】さらに、メンブレンフィルタなどの担体表
面上の異なる位置にホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、
抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、
ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなど、生体由来の物質と特
異的に結合可能で、かつ塩基配列や塩基の長さ、組成な
どが既知の特異的結合物質を、スポッター装置を用いて
滴下して多数の独立したスポットを形成し、次いでホル
モン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、アブザイム、その
他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ｍＲＮＡな
ど、抽出、単離などによって生体から採取され、あるい
は、さらに化学的処理、化学修飾などの処理が施された
生体由来の物質であって、放射性標識物質によって標識
された物質をハイブリダイズさせたマイクロアレイを上
記蓄積性蛍光体シートと密着させることにより蓄積性蛍
光体層を露光し、この蓄積性蛍光体シートにレーザ光な
どの励起光を照射して、輝尽発光光を生じさせ、この輝
尽発光光を光電変換して検出し、生体由来の物質を解析
する放射性標識物質を用いたマイクロアレイ検出システ
ムも開発されている。そして、このマイクロアレイ検出
システムにおける励起光の走査機構は、上記オートラジ
オグラフィ検出システムにおける走査機構の構成と同様
に光学系を主走査方向および副走査方向に移動させて、
サンプルの全面を励起光によって走査する構成としても
よいし、あるいは大きな走査速度が要求される主走査方
向に光学系を移動させるとともにステージを走査速度の
小さい副走査方向に移動させてサンプルの全面を励起光
によって走査する構成としてもよいし、さらにサンプル
のサイズが小さいため主走査方向にステージを移動させ
て副走査方向にはステージまたは光学系を移動させて走
査する構成も可能である。

【０００６】ここで、上記のような放射線エネルギーが
蓄積された蓄積性蛍光体シートに励起光を主走査方向お
よび副走査方向に走査して照射することにより輝尽発光
光を検出するシステムにおいては、蓄積性蛍光体シート
に蓄積される放射線画像によっては高解像度な読取りが
必要な場合があり、このような場合には蓄積性蛍光体シ
ート内部における励起光の散乱による解像度の劣化を防
止するため、予め蓄積性蛍光体シートに、励起光を選択
的に吸収するような群青などの色素を加えることにより
励起光の拡散率を抑制して高解像度な読取りを行ってい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように蓄積性蛍光体シートに群青などの色素を含ませた
場合、その色素により励起光および輝尽発光光が吸収さ
れるためその感度は劣化してしまう。

【０００８】本発明は、上記のような問題点に鑑みて、
放射線エネルギーが蓄積された蓄積性蛍光体シートに励
起光を主走査方向および副走査方向に走査して照射する
ことにより輝尽発光光を検出する放射線画像読取方法お
よび装置において、蓄積性蛍光体シートの高解像度かつ
高感度な読取りを行うことができる放射線画像読取方法
および装置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による放射線画像
読取方法は、放射線画像が蓄積された蓄積性蛍光体シー
トの表面に励起光を主走査方向に線状に照射して副走査
方向に走査することにより２次元的に前記励起光を照射
し、蛍光体シートの前記励起光が照射された部分から発
光された輝尽発光光を受光し光電変換して出力信号を得
ることにより読取りを行う放射線画像読取方法におい
て、励起光の拡散率の異なる複数種類の蛍光体シートの
読取りを１つの装置で行う際、励起光の拡散率が小さい
蛍光体シートほど大きい励起光エネルギーを照射して読
取りを行うことを特徴とする。

【００１０】ここで、蛍光体シートから発光される輝尽
発光光の強度は照射される励起光エネルギーに比例する
ため、高感度な検出を行うためには励起光エネルギーを
大きくすればよいと考えられていたが、実際には励起光
エネルギーを大きくしても所定の大きさ以上になるとそ
の感度は向上することなく劣化する。これは、主走査方
向に励起光を照射したとき蓄積性蛍光体層内の励起光の
散乱により隣接走査線（次の走査線、あるいはそれ以後
の走査線）との重なりが生じるため、隣接走査線におい
ても散乱励起光により蓄積性蛍光体が励起され、実際の
読取り時にはいわゆるカラ読み（既に散乱励起光により
放射線エネルギーが消去されている位置を励起光が走査
する）が生じるためであることが発明者の実験にて明ら
かとなった。

【００１１】さらに、蛍光体シートの感度劣化は上記散
乱励起光による放射線エネルギーの消去による影響が大
きいため、図２に示すように（群青の色素を含む蛍光体
シートにおける励起光エネルギーと出力の関係を実線１
で、群青の色素を含まない白色の蛍光体シートにおける
励起光エネルギーと出力の関係は実線２で示してい
る。）群青の色素を含むことにより励起光の散乱を抑制
した蛍光体シートにおいて感度劣化し始める励起光エネ
ルギーＩ_ｂと群青の色素を含まない白色の蛍光体シート
において感度劣化し始める励起光エネルギーＩ_ｗとを比
べると、群青の色素を含む蛍光体シートにおいて感度劣
化し始める励起光エネルギーＩ_ｂの方が大きいことが発
明者の実験により明らかとなった。

【００１２】従って、本発明による放射線画像読取方法
は、１つの装置で群青の色素を含む蛍光体シートおよび
群青の色素を含まない白色の蛍光体シートを読み取る
際、つまり励起光の拡散率の異なる蛍光体シートを読取
る際、励起光の拡散率の小さい蛍光体シートほど大きい
励起光エネルギーを照射するようにしたものである。ま
た、励起光エネルギーは図２に示すＩ_ｂおよびＩ_ｗとな
るように制御することが望ましい。

【００１３】また、上記「励起光を主走査方向に線状に
照射して副走査方向に走査することにより２次元的に励
起光を照射する」とは、具体的に励起光を２次元的に照
射する方法は如何なる方法でもよく、例えば、蛍光体シ
ートは固定したままでビーム状の励起光をスキャンニン
グすることにより２次元的に照射してもよいし、また、
主走査方向または副走査方向のいずれかの一方向に蛍光
体シートを移動させ、もう一方向にはスキャンニングす
ることにより２次元的に照射してもよいし、蛍光体シー
トを主走査方向および副走査方向の移動させることによ
り２次元的に照射するようにしてもよい。また、ライン
光源等を利用して主走査方向に線状の励起光を照射し、
ライン光源または蛍光体シートを副走査方向に移動させ
ることにより照射するようにしてもよい。

【００１４】また、上記「励起光エネルギー」とは、蛍
光体シートに照射される単位面積当たりの励起光のエネ
ルギー量であり、例えば励起光の強度、主走査方向およ
び副走査方向の少なくとも１つの励起光の走査速度を制
御することによりその大きさを制御することができる。

【００１５】本発明による放射線画像読取装置は、放射
線画像が蓄積された蓄積性蛍光体シートの表面に励起光
を主走査方向に線状に照射して副走査方向に走査するこ
とにより２次元的に前記励起光を照射する照射手段と、
蛍光体シートの励起光が照射された部分から発光された
輝尽発光光を受光し光電変換して出力信号を得る光電変
換手段とを備えた放射線画像読取装置において、複数種
類の蛍光体シートの励起光の拡散率に関する情報を認識
する認識手段と、認識手段により認識された蛍光体シー
トの拡散率に関する情報に基づいて拡散率の小さい蛍光
体シートほど大きい励起光エネルギーが照射されるよう
励起光エネルギーを制御する励起光エネルギー制御手段
とを有することを特徴とするものである。

【００１６】ここで、上記「光電変換手段」は、輝尽発
光光を電気信号に変換するものであれば如何なるもので
もよく、例えばフォトマルチプライヤ、ＣＣＤセンサ、
複数の光電変換素子を線状に配列してなるラインセンサ
などがある。

【００１７】また、上記「拡散率に関する情報」とは拡
散率を示す情報であれば如何なる情報でもよく、例え
ば、蛍光体シートに添付されたバーコードに記録された
情報でもよいし、所定の入力手段から入力される情報で
もよく、所定の入力手段から入力される情報は蛍光体シ
ートの拡散率そのものでもよいし、蛍光体シートの種類
でもよい。

【００１８】また、複数種類の蛍光体シートが、拡散率
を抑制する所定の色素を含む蛍光体シートおよび所定の
色素を含まない白色の蛍光体シートであるとき、励起光
エネルギー制御手段が、所定の色素を含む蛍光体シート
に照射される励起光エネルギーを、白色の蛍光体シート
に照射される励起光エネルギーよりも大きくするよう制
御するものとすることができる。

【００１９】ここで、上記「所定の色素」とは、励起光
を選択的に吸収する色素であり、望ましくは蛍光体シー
トに使用される輝尽性蛍光体の励起波長領域における平
均反射率が輝尽性蛍光体の輝尽発光光波長領域における
平均反射率よりも十分に小さい色素である。例えば、群
青、コバルトブルー、セルリアンブルー、酸化クロム、
ＴｉＯ_２−ＺｎＯ−ＣｏＯ−ＮｉＯ系顔料などがある。

【００２０】また、所定の色素を含む蛍光体シートに照
射される励起光エネルギーを、白色の蛍光体シートに照
射される励起光エネルギーの１．５倍以上の大きさとす
ることができる。

【００２１】さらに、所定の色素を含む蛍光体シートに
照射される励起光エネルギーを、白色の蛍光体シートに
照射される励起光エネルギーの３．０倍以上の大きさと
することができる。

【００２２】また、励起光エネルギー制御手段が、さら
に励起光が主走査方向に線状に照射される部分の副走査
方向のピッチに応じて励起光エネルギーを制御するもの
とすることができる。

【００２３】ここで、上記「副走査方向のピッチに応じ
て励起光エネルギーを制御する」とは、例えば、副走査
方向のピッチに対する励起光エネルギーと出力信号は、
散乱励起光による隣接走査線の放射線エネルギーの消去
の影響により図３に示すような関係（それぞれ副走査方
向のピッチが２５μｍ、５０μｍおよび１００μｍのと
きの関係）にあり、上述したようにいずれのピッチにお
いても所定の値の励起光エネルギーの大きさまでは励起
光エネルギーが大きくなるにつれて出力信号も増大して
いくが、その所定の値以上は逆に散乱励起光による放射
線エネルギーの消去の影響により出力信号は減少してい
く。そして、ピッチが小さいほど出力信号が減少し始め
る励起光エネルギーは小さくなる。従って、それぞれの
ピッチにおいて適切な出力信号、例えば最も大きな出力
信号が得られる励起光エネルギーＩ_２５、Ｉ_５０、Ｉ
_１００になるように制御することを意味する。

【００２４】また、励起光が主走査方向に線状に照射さ
れる部分の副走査方向のピッチを、５０μｍ以下、さら
に２５μｍ以下とすることができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明による放射線画像読取方法および
装置によれば、励起光の拡散率の異なる複数種類の蛍光
体シートの読取りを１つの装置で行う際、複数種類の蛍
光体シートの励起光の拡散率が小さい蛍光体シートほど
大きい励起光エネルギーを照射して読取りを行うように
したので、高解像度な読取りが必要な励起光の拡散率の
小さい蛍光体シートも高感度な読取りを行うことができ
る。

【００２６】また、複数種類の蛍光体シートが、所定の
色素を含むことにより拡散率が抑制された蛍光体シート
および所定の色素を含まない白色の蛍光体シートである
とき、所定の色素を含む蛍光体シートに照射される励起
光エネルギーを、白色の蛍光体シートに照射される励起
光エネルギーよりも大きくするよう制御した場合には、
上記の効果と同様に高解像度な読取りが必要な放射線画
像が蓄積された所定の色素を含む蛍光体シートおよび白
色の蛍光体シートについてそれぞれ高感度な読取りを行
うことができる。このとき、所定の色素として群青を用
いた場合には図２に示すような励起光エネルギーＩ_ｂ、
Ｉ_ｗでそれぞれ読取りを行えばさらに感度の向上を図る
ことができる。

【００２７】また、励起光エネルギー制御手段が、さら
に励起光が主走査方向に線状に照射される部分の副走査
方向のピッチに応じて励起光エネルギーを制御するもの
とした場合には、さらに散乱励起光による放射線エネル
ギーの消去による感度劣化を軽減することができ、高感
度かつ高解像度な読取りを行うことができる。

【００２８】また、副走査方向のピッチを５０μｍ以
下、または、さらに２５μｍ以下とした高解像度な読取
りを行う場合には、そのピッチに応じた励起光エネルギ
ーに制御されるので散乱励起光による放射線エネルギー
の消去の影響を減少させることができ、より感度のよい
読取りを行うことが可能となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について図面を用いて説明する。本発明による放射線
画像読取装置の一実施形態の概略斜視図を図１に示す。

【００３０】本発明による放射線画像読取装置は、６４
０ｎｍの波長のレーザ光４を出射する励起光源１、励起
光源１から出射されたレーザ光４を集光して平行光とす
るコリメータレンズ２、コリメータレンズ２により平行
光とされたレーザ光４を後述するミラー１１に向けて反
射するミラー３、ミラー３により反射されたレーザ光４
を後述する穴明きミラー１３に反射するミラー１１、ミ
ラー１１により反射されたレーザ光４が内部に形成され
た穴１２を透過するとともにレーザ光４の照射により放
射線画像の蓄積された蛍光体シート５０から発せられた
輝尽発光光１５を後述する励起光カットフィルタ２０に
向けて反射する穴明きミラー１３、穴明きミラー１３の
穴１２を透過したレーザ光４を集光して蛍光体シート５
０に照射するとともにレーザ光４の照射により蛍光体シ
ート５０から発せられる輝尽発光光１５を平行光にする
レンズ１４、穴明きミラー１３により反射された輝尽発
光光に含まれる励起光をカットする励起光カットフィル
タ２１を有するフィルタユニット２０、励起光カットフ
ィルタ２１を透過した輝尽発光光を後述する集光レンズ
２３に反射するミラー２２、ミラー２２により反射され
た輝尽発光光を集光する集光レンズ２３、集光レンズ２
３により集光された輝尽発光光の光路上に設置され内部
のレンズ２５により輝尽発光光をフォトマルチプライヤ
２６の受光面に結像するアパーチャ２４、アパーチャ２
４により結像された輝尽発光光を受光して光電変換する
フォトマルチプライヤ２６を備えている。

【００３１】フォトマルチプライヤ２６により光電変換
され得られたアナログ信号は後段のＡ／Ｄ変換器３０に
よりデジタル信号に変換され、データ処理装置４０に出
力される。

【００３２】また、蛍光体シート５０は所定の走査機構
（図示省略）によって図１におけるＸ方向（主走査方
向）およびＹ方向（副走査方向）に移動可能な構成とな
っている。

【００３３】ここで、本発明による放射線画像読取装置
は、励起光源１の強度および上記走査機構のＸ方向およ
びＹ方向の走査速度、つまり読取速度を制御することに
より蛍光体シート５０に照射される励起光エネルギーを
制御する励起光エネルギー制御手段６０を備えている。
励起光エネルギー制御手段６０は、認識手段７０から出
力される異なる励起光の拡散率を有する蛍光体シートの
種類に基づいて励起光エネルギーを制御するものであ
り、認識手段７０は入力手段８０から入力される入力信
号に基づいて蛍光体シートの種類を認識してその蛍光体
シートの種類を励起光エネルギー制御手段６０に出力す
るものである。励起光エネルギー制御手段６０は、予め
異なる拡散率を有する蛍光体シートの種類に応じた励起
光源１の強度および読取速度をＬＵＴ（図示せず）とし
て有しており、このＬＵＴを参照して励起光源１および
走査機構を制御することにより蛍光体シート５０に照射
される励起光エネルギーを制御する。本実施の形態で
は、励起光エネルギー制御手段６０は、群青の色素を含
み拡散率の抑制された蛍光体シートと群青の色素を含ま
ない白色の蛍光体シートのそれぞれの種類に応じて励起
光エネルギーを制御するものである。

【００３４】そして、上記蛍光体シートの種類に応じた
励起光エネルギーは以下のようにして求めたものであ
る。まず、所定の放射線画像が蓄積された蛍光体シート
５０にレーザ光を照射することにより発せられる輝尽発
光光に基づく出力信号の大きさをＰ、そのときの励起光
エネルギーをＩとするとその関係は図２に示すようにな
る。図２は群青の色素を含むことにより拡散率が抑制さ
れた蛍光体シートにおける励起光エネルギーＩと出力Ｐ
の関係を実線１で、白色の蛍光体シートにおける励起光
エネルギーＩと出力Ｐの関係を実線２で示したものであ
る。図２に示されるようにいずれの蛍光体シートを読み
取った場合においても所定の値までは励起光エネルギー
Ｉを大きくするに従って出力信号は増大するが、その所
定の値より励起光エネルギーが大きくなると出力信号の
大きさは励起光エネルギーが大きくなるに従って減少し
ていく。これは蛍光体シート５０の蛍光体層内において
散乱する励起光が隣接走査線（次走査線およびそれ以後
に読み取る走査線）に重なることより、隣接走査線にお
ける放射線エネルギーが読み取られる前に励起されて消
去してしまうためだと考えられる。

【００３５】従って、図示されるように白色の蛍光体シ
ートよりも拡散率の抑制された群青の色素を含む蛍光体
シートの方が散乱励起光による放射線エネルギーの消去
の影響が小さいため出力信号が減少し始める励起光エネ
ルギーは大きくなる。さらに、励起光エネルギーＩ_０以
下では群青の色素を含む蛍光体シートは群青の色素によ
る励起光および輝尽発光光の吸収があるため白色の蛍光
体シートよりも感度が低いが、励起光エネルギーＩ_０よ
り大きくなると白色の蛍光体シートにおける散乱励起光
の影響が大きくなるため群青の色素を含む蛍光体シート
の方が感度が高くなる。

【００３６】図２に示される励起光エネルギーＩと出力
信号Ｐとの関係を理論的に数式で表すと（１）式のよう
になる。

【００３７】Ｐ＝Ｎ_０ｅ^{−σ１・Ｉ}（１−ｅ^{−σ２・Ｉ}）・α…（１）（１）式におけるＮ_０は蛍光体シート５０に蓄積された
放射線エネルギー量であり、ｅ^{−σ１・Ｉ}はレーザ光を
蛍光体シート５０に照射したときの隣接走査線における
放射線エネルギーの残存率を示すものであり、また、１
−ｅ^{−σ２・Ｉ}はレーザ光を蛍光体シート５０に照射し
たときに得られる出力信号とそのときの励起光エネルギ
ーの比に基づく読取効率であり、αは蛍光体シートに含
まれる色素による輝尽発光光の吸収に基づく吸収係数を
示している。従って、励起光エネルギーＩが０のとき残
存率ｅ^{−σ１・Ｉ}は１となり、読取効率１−ｅ
^{−σ２・Ｉ}は０となる。なお、もちろん上記蛍光体シー
トの種類によりσ１およびσ２は異なるものとなる。図
２には、群青の色素を含む蛍光体シートに対する（１）
式における残存率ｅ^{−σ１・Ｉ}を破線３、読取効率１−
ｅ^{−σ２・Ｉ}を破線４、また、白色の蛍光体シートに対
する（１）式における残存率ｅ^{−σ１・Ｉ}を一点鎖線
５、読取効率１−ｅ^{−σ２・Ｉ}を一点鎖線６で模式的に
示している。

【００３８】ここで、所定の一様な濃度の放射線画像が
蓄積された蛍光体シート５０にレーザ光をＸ方向に線状
に照射し、このときの最初にレーザ光を線状に照射した
ときのＸ方向の出力信号の平均値をＰ_０、その後、走査
機構によりＹ方向に蛍光体シート５０を走査し、副走査
方向の移動にともなう各主走査方向のおける出力信号の
平均値Ｐ'とすると、出力信号の相対値Ｐ'／Ｐ_０とＹ方
向の移動距離との関係は図４のようになる。図４に示さ
れるように相対値Ｐ'／Ｐ_０はＹ方向への移動にともな
って急激に減少した後ほぼ一定の値になる。そして、こ
の一定の値をＰとしたときＰ／Ｐ_０と励起光エネルギー
Ｉの関係は図５に示されるようになる（ただし、縦軸は
Ｐ／Ｐ_０の自然対数）。なお、図５の直線は所定の２つ
の励起光エネルギーにおける残存率を測定し、その２点
を直線で結んだものである。また、図４および図５にお
ける測定値は群青の色素を含んだ蛍光体シートを副走査
方向の読取ピッチを２５μｍとして読取ったものであ
る。

【００３９】図５に示す関係は上記（１）式からも理論
的に以下のように求めることができる。

【００４０】Ｐ／Ｐ_０＝（Ｎ₀ｅ^{−σ１・Ｉ}（１−ｅ
^{−σ２・Ｉ}）・α）／（Ｎ₀・１・（１−
ｅ^{−σ２・Ｉ}）・α）Ｐ／Ｐ_０＝ｅ^−σ１Ｉよって、ｌｎ（Ｐ／Ｐ_０）＝−σ１・Ｉ従って、σ１は図５における直線の傾きにより表される
ものであり、群青の色素を含む蛍光体シートと白色の蛍
光体シートによってそれぞれ異なるσ１が求められる。

【００４１】さらに、上記で求められた所定の励起光エ
ネルギーＩに対するσ１の値を用いることにより（１）
式からσ２を以下のようにして求めることができる。

【００４２】同一の読取ピッチで励起光エネルギーＩ、
２Ｉで蛍光体シート５０を照射したときの出力信号をそ
れぞれＰ₂、Ｐ₁（測定値）すると、Ｐ₂＝Ｎ₀ｅ^{−σ１・2Ｉ}（１−ｅ^{−σ２・２Ｉ}）・α Ｐ₁＝Ｎ₀ｅ^{−σ１・Ｉ}（１−ｅ^{−σ２・Ｉ}）・α ｅ^{−σ２・Ｉ}＝ＸとおくとＰ₂／Ｐ₁＝ｅ^{−σ１・Ｉ}（１−Ｘ²）／（１−Ｘ）＝ｅ
^{−σ１・Ｉ}（１＋Ｘ）Ｘ＝（Ｐ₂／Ｐ₁）ｅ^σ１・Ｉ−１ｅ^{−σ２・Ｉ}＝（Ｐ₂／Ｐ₁）ｅ^σ１・Ｉ−１ −σ２・Ｉ＝ｌｎ（（Ｐ₂／Ｐ₁）ｅ^σ１・Ｉ−１）よって、σ２＝（−１／Ｉ）ｌｎ（（Ｐ₂／Ｐ₁）ｅ
^σ１・Ｉ−１）が求まる。

【００４３】上記で求めたσ１、σ２を（２）式に代入
すれば励起光エネルギーのＩが求められる。

【００４４】（（２）式は（１）式におけるｄＰ／ｄＩ
＝０から導かれたものである。）Ｉ＝１／σ２・ｌｎ（１＋σ２／σ１）…（２）なお、σ１およびσ２は群青の色素を含む蛍光体シート
と白色の蛍光体シートについてそれぞれ異なる値が求め
られ、それぞれの蛍光体シートの拡散率に応じた励起光
エネルギーＩ_ｂおよびＩ_ｗを求めることができる。

【００４５】また、次のようにして（２）式から理論的
にＩ_ｗ＜Ｉ_ｂとなることが示される。まず、群青の色素
を含む蛍光体シートの方が拡散率が抑制されているの
で、その残存率ｅ^−σ１ｂと白色の蛍光体シートの残存
率ｅ^−σ１ｗの関係は、ｅ^−σ１ｂ≫ｅ^−σ１ｗとな
り、よってσ１ｂ≪σ１ｗである。

【００４６】また、群青の色素を含む蛍光体シートは群
青に色素により励起光および輝尽発光光の吸収があるの
で、その読取効率１−ｅ^−σ２ｂと白色の蛍光体シート
の読取効率１−ｅ^−σ２ｗの関係は、１−ｅ^−σ２ｂ≦
１−ｅ^−σ２ｗとなり、よってσ２ｂ≦σ２ｗである。
従って、１＋σ２ｂ／σ１ｂ≫１＋σ２ｗ／σ１ｗ、１／σ２ｂ
≧１／σ２ｗとなり、Ｉ_ｂ―Ｉ_ｗ＝１／σ２ｂ・ｌｎ（１＋σ２ｂ／σ１ｂ）
―１／σ２ｗ・ｌｎ（１＋σ２ｗ／σ１ｗ）＞０よって、Ｉ_ｗ＜Ｉ_ｂが示される。

【００４７】従って、励起光エネルギー制御手段６０は
白色の蛍光体シートに照射される励起光エネルギーより
も群青の色素を含む蛍光体シートに照射される励起光エ
ネルギーの方が大きくなるように励起光エネルギーを制
御するものである。

【００４８】ここで、上記走査機構は搬送ベルトのよう
なものでもよいし、蛍光体シート５０の端部を固定して
移動させるものでもよく、Ｘ―Ｙ方向に移動できるもの
であれば如何なるものでもよい。

【００４９】また、励起光源は本実施の形態に限らず、
ライン光源を利用、若しくは光学系によりレーザ光を線
状に蛍光体シート５０に主走査方向に線状のレーザ光を
照射して走査機構により副走査方向にのみ走査すること
により２次元的に蛍光体シート５０を照射するようにし
てもよい。また、蛍光体シート５０をＸ−Ｙ方向に走査
機構により移動させることなく、レーザ光のスキャンニ
ングより蛍光体シート５０を２次元的に照射するように
してもよい。

【００５０】また、フィルタ２１はレーザ光の波長であ
る６４０ｎｍの波長である光をカットし、６４０ｎｍよ
りも波長の短い輝尽発光光を透過する性質を有してい
る。

【００５１】また、レンズ１４とレンズ２３は共焦点光
学系を構成している。このように、共焦点系光学系を採
用しているのは、蛍光体シート５０から高解像度でＳ／
Ｎの高い出力信号を読み取るためである。

【００５２】また、レンズ２３の焦点の位置に設置され
るアパーチャ２４のレンズ２５の径は、蛍光体シートに
おける輝尽発光光の発光点は輝尽発光体層の深さ方向に
分布し、発光点は深さ方向に変動することを考慮して設
定することが望ましい。

【００５３】また、本実施の形態ではフォトマルチプラ
イヤにより輝尽発光光を光電変換するようにしたが、光
電変換手段はこれに限らず、ＣＣＤセンサや光電変換素
子を線状に多数配列したラインセンサなどを利用しても
よい。

【００５４】次に、本実施の形態による放射線画読取装
置の作用について説明する。まず、走査機構（図示せ
ず）により、放射線画像が蓄積記録された蛍光体シート
５０が矢印Ｙ方向にレーザ光が照射される位置まで搬送
される。

【００５５】そして、入力手段８０により蛍光体シート
の種類が入力され、認識手段７０は入力手段８０からの
入力信号に基づいて読み取られる蛍光体シートの種類を
認識する。認識手段７０により認識された蛍光体シート
の種類は励起光エネルギー制御手段６０に入力され、励
起光エネルギー制御手段６０はその種類に応じた励起光
の強度と読取速度をＬＵＴを参照することにより求め
（本実施の形態では、群青の色素を含む蛍光体シートを
読み取るときは上記励起光エネルギーＩ_ｂに基づいた励
起光強度と読取速度が求められ、白色の蛍光体シートを
読み取るときは、上記励起光エネルギーＩ_ｗに基づいた
励起光強度と読取速度が求められる）、励起光源１から
その強度のレーザ光が発生するよう制御信号を出力す
る。この制御信号が入力された励起光源１は制御信号に
応じた強度でレーザ光４を発生する。励起光源１から発
生されたレーザ光４は、コリメータレンズ２により平行
光をされた後、ミラー３によって反射される。ミラー３
により反射されたレーザ光４はミラー１１に入射し、ミ
ラー１１に入射したレーザ光４はミラー１１により反射
され、穴明きミラー１３に形成された穴１２を通過し、
レンズ１４により集光されて蛍光体シート５０に照射さ
れる。レーザ光４の照射により蛍光体シート５０から発
せられた輝尽発光光１５は、レンズ１４により平行光と
され、穴明きミラー１２の穴１２以外のミラー部分によ
って反射されて、励起光カットフィルタ２１に入射す
る。励起光カットフィルタ２１と透過して、所定の波長
域の光がカットされた後、輝尽発光光１５はミラー２２
に入射し、反射されて、レンズ２３によって集光され
る。レンズ２３により集光された輝尽発光光１５はアパ
ーチャ２４によりフォトマルチプライヤ２６の受光面に
結像され、結像された輝尽発光光１５はフォトマルチプ
ライヤ２６により光電変換されてアナログ信号として出
力される。

【００５６】次に、走査機構は、励起光エネルギー制御
手段６０から出力された読取速度に基づいて蛍光体シー
ト５０をＸ方向に走査し、上記同様の作用によりフォト
マルチプライヤ２６から順次アナログ信号が出力され
る。この後、Ｘ方向の走査とＹ方向の走査が順次繰り返
されることにより蛍光体シート５０全体が２次元的に走
査される。

【００５７】本発明による放射線画像読取方法および装
置によれば、複数種類の蛍光体シートの読取りを１つの
装置で行う際、複数種類の蛍光体シートの励起光の拡散
率が小さい蛍光体シートほど大きい励起光エネルギーを
照射して読取りを行うようにしたので、高解像度な読取
りが必要な群青の色素を含む蛍光体シートおよび群青の
色素を含まない白色の蛍光体シートについてそれぞれ高
感度な読取りを行うことができる。このとき、図２に示
すような励起光エネルギーＩ_ｂ、Ｉ_ｗでそれぞれ読取り
を行えばさらに感度の向上を図ることができる。

【００５８】また、上記実施の形態では、群青の色素を
含む蛍光体シートと白色の蛍光体シートに照射する励起
光エネルギーを制御するようにしたが、群青の色素を含
む蛍光体シート以外の拡散率の抑制された蛍光体シート
を読み取るようにした場合には、上記実施の形態と同様
にその蛍光体シートの拡散率に応じた励起光エネルギー
を求めて照射するようにすればよく、例えば、白色の蛍
光体シートに照射される励起光エネルギーの１．５倍以
上の励起光エネルギー、さらに３倍以上の励起光エネル
ギーにするようにしてもよい。

【００５９】また、上記実施の形態では、異なる励起光
の拡散率を有する蛍光体シートの種類に応じて励起光エ
ネルギーを制御するようにしたが、さらに、Ｙ方向の読
取ピッチに応じて励起光のパワーを制御するようにして
もよい。

【００６０】ここで、Ｙ方向の読取ピッチに対する励起
光エネルギーと出力信号は、散乱励起光による隣接走査
線の放射線エネルギーの消去の影響により、図３に示す
ような関係（それぞれＹ方向の読取ピッチが２５μｍ、
５０μｍおよび１００μｍのときの関係）にあり、いず
れの読取ピッチにおいても所定の値の励起光エネルギー
の大きさまでは励起光エネルギーが大きくなるにつれて
出力信号も増大していくが、その所定の値以上は逆に散
乱励起光による放射線エネルギーの消去の影響により出
力信号は減少していく。そして、ピッチが小さいほど出
力信号が減少し始める励起光エネルギーは小さくなる。
従って、それぞれの読取ピッチにおいて適切な出力信
号、例えば最も大きな出力信号が得られる励起光エネル
ギーＩ_２５、Ｉ_５０、Ｉ_１００になるように制御するほ
うが望ましい。

【００６１】上記のように異なる励起光の拡散率を有す
る蛍光体シートの種類に加えてさらにＹ方向の読取ピッ
チに応じて励起光エネルギーを制御するときは、蛍光体
シートの種類および読取ピッチに応じたσ１およびσ２
をそれぞれ求めることによりそれぞれの励起光エネルギ
ーの大きさを決定すればよい。

【００６２】上記のような励起光エネルギーの制御を行
うことにより、さらに高解像度かつ高感度な読取りが可
能となる。

【００６３】なお、本発明の放射線画像読取装置は、上
述した実施形態に限るものではなく、光源、光源とシー
トとの間の集光光学系、シートとフォトマルチプライヤ
との間の光学系、フォトマルチプライヤ、公知の種々の
構成を採用することができる。また、読取手段から出力
された信号に対して種々の信号処理を施す画像処理装置
をさらに備えた構成や、励起が完了したシートになお残
存する放射線エネルギーを適切に放出せしめる消去手段
をさらに備えた構成を採用することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放射線画像読取装置の一実施形態
の概略構成図

【図２】群青の色素を含む蛍光体シートおよび白色の蓄
積性蛍光体を読み取ったときの励起光エネルギーＩと出
力Ｐの関係を示す図

【図３】異なる読取ピッチで蛍光体シートを読み取った
ときの励起光エネルギーＩと出力信号Ｐとの関係を示す
図

【図４】所定の一様な濃度の放射線画像が蓄積された蛍
光体シート読み取ったときの最初の主走査方向の出力信
号の平均値Ｐ_０と副走査方向の移動にともなう各主走査
方向における出力信号の平均値Ｐ'との相対値Ｐ'／Ｐ_０
と副走査方向の移動距離との関係を示す図

【図５】残存率と励起光エネルギーの関係を示す図

【符号の説明】

１励起光源２コリメータレンズ３、１１、２２ミラー４レーザ光１２穴１３穴明きミラー１４レンズ１５輝尽発光光２０フィルタユニット２１励起光カットフィルタ２３集光レンズ２４アパーチャ２６フォトマルチプライヤ３０Ａ／Ｄ変換器４０データ処理装置５０蓄積性蛍光体シート６０励起光エネルギー制御手段７０認識手段８０入力手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射線画像が蓄積された蓄積性蛍光体シ
ートの表面に励起光を主走査方向に線状に照射して副走
査方向に走査することにより２次元的に前記励起光を照
射し、前記蛍光体シートの前記励起光が照射された部分
から発光された輝尽発光光を受光し光電変換して出力信
号を得ることにより読取りを行う放射線画像読取方法に
おいて、前記励起光の拡散率が異なる複数種類の前記蛍光体シー
トの前記読取りを１つの装置で行う際、前記励起光の拡
散率が小さい前記蛍光体シートほど大きい励起光エネル
ギーを照射して前記読取りを行うことを特徴とする放射
線画像読取方法。
【請求項２】放射線画像が蓄積された蓄積性蛍光体シ
ートの表面に励起光を主走査方向に線状に照射して副走
査方向に走査することにより２次元的に前記励起光を照
射する照射手段と、前記蛍光体シートの前記励起光が照
射された部分から発光された輝尽発光光を受光し光電変
換して出力信号を得る光電変換手段とを備えた放射線画
像読取装置において、複数種類の前記蛍光体シートの前記励起光の拡散率に関
する情報を認識する認識手段と、前記認識手段により認識された前記蛍光体シートの前記
拡散率に関する情報に基づいて前記拡散率の小さい前記
蛍光体シートほど大きい励起光エネルギーが照射される
よう前記励起光エネルギーを制御する励起光エネルギー
制御手段とを有することを特徴とする放射線画像読取装
置。
【請求項３】前記複数種類の蛍光体シートが、前記拡
散率を抑制する所定の色素を含む蛍光体シートおよび前
記所定の色素を含まない白色の蛍光体シートであると
き、前記励起光エネルギー制御手段が、前記所定の色素を含
む蛍光体シートに照射される前記励起光エネルギーを、
前記白色の蛍光体シートに照射される前記励起光エネル
ギーよりも大きくするよう制御するものであることを特
徴とする請求項２記載の放射線画像読取装置。
【請求項４】前記所定の色素が群青の色素であること
を特徴とする請求項３記載の放射線画像読取装置。
【請求項５】前記所定の色素を含む蛍光体シートに照
射される励起光エネルギーが、前記白色の蛍光体シート
に照射される励起光エネルギーの１．５倍以上であるこ
とを特徴とする請求項３または４記載の放射線画像読取
装置。
【請求項６】前記所定の色素を含む蛍光体シートに照
射される励起光エネルギーが、前記白色の蛍光体シート
に照射される励起光エネルギーの３．０倍以上であるこ
とを特徴とする請求項３または４記載の放射線画像読取
装置。
【請求項７】前記励起光エネルギー制御手段が、さら
に前記励起光が前記主走査方向に線状に照射される部分
の前記副走査方向のピッチに応じて前記励起光エネルギ
ーを制御するものであることを特徴とする請求項２から
６いずれか１項記載の放射線画像読取装置。
【請求項８】前記励起光が前記主走査方向に線状に照
射される部分の前記副走査方向のピッチが、５０μｍ以
下であることを特徴とする請求項２から７いずれか１項
記載の放射線画像読取装置。
【請求項９】前記励起光が前記主走査方向に線状に照
射される部分の前記副走査方向のピッチが、２５μｍ以
下であることを特徴とする請求項２から７いずれか１項
記載の放射線画像読取装置。
【請求項１０】前記励起光エネルギー制御手段が、前
記励起光の強度を制御することにより前記励起光エネル
ギーを制御するものであることを特徴とする請求項２か
ら９いずれか１項記載の放射線画像読取装置。
【請求項１１】前記励起光エネルギー制御手段が、前
記励起光の前記主走査方向および前記副走査方向の少な
くとも一方の走査速度を制御することにより前記励起光
エネルギーを制御するものであることを特徴とする請求
項２から１０いずれか１項記載の放射線画像読取装置。