JP2879138B2 - 放射線画像情報の読取方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明は放射線画像変換パ
ネルに記録した放射線画像情報を読取るときに、低空間
周波数領域の信号を利用して電気信号を補正することに
より、被写体の全ての部分を鮮明に描写できるようにし
た放射線画像情報の読取方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】Ｘ線画像のような放射線画像は医療用と
して多く用いられている。この放射線画像を得る一方法
として、被写体を通した放射線を蛍光体層（蛍光スクリ
ーン）に照射し、この可視光を銀塩感光材料を塗布した
フィルムに照射して現像する、いわゆる放射線写真方式
がある。 【０００３】近年、放射線画像診断技術の進歩に伴い、
上記放射線写真を走査し、そこに記録された放射線画像
情報を読取り、デジタル信号化した後にＣＲＴや感光材
料上に再生する方法が工夫されるようになってきた。そ
れにより一回の放射線撮影からより多くの診断情報が得
られるようになり、診断性能の向上と被曝線量の低減が
もたらされる。この方法は放射線画像情報の保存や検索
の効率化という点でも期待がもたれている。 【０００４】前記写真フィルムを用いた放射線画像情報
読取装置においては、放射線画像を記録した写真フィル
ムを読取光で露光走査し、その反射光又は透過光を光検
出器で検出して電気信号に変換することが行われてい
る。 【０００５】また、一方では銀塩感光材料からなる放射
線写真フィルムを使用しないで放射線画像情報を得る方
法が工夫されるようになった。この方法としては被写体
を通した放射線をある種の蛍光体に吸収せしめ、しかる
後、この蛍光体を例えば、光又は熱エネルギーで励起す
ることにより、この蛍光体が前記吸収により蓄積してい
る放射線エネルギーを蛍光として放射せしめ、この蛍光
を検出して画像化するものがある。 【０００６】具体的には、例えば、米国特許第３，８５
９，５２７号又は特開昭５５−１２１４４号に開示され
ている。これらは輝尽性蛍光体を用い、可視光線又は赤
外線を輝尽励起光とした放射線画像変換方法を示したも
ので、支持体上に輝尽性蛍光体層を形成した放射線画像
変換パネルを使用し、この放射線画像変換パネルの輝尽
性蛍光体層に被写体を透過した放射線を当てて被写体各
部の放射線透過度に対応する放射線エネルギーを蓄積さ
せて潜像を形成し、しかる後、この輝尽性蛍光体層を前
記輝尽励起光で走査することによって該放射線画像変換
パネルの各部に蓄積された放射線エネルギーを放射させ
て、これを光に変換し、この光の強弱による光信号を光
電子増倍管、フォトダイオード等の光電変換素子で検出
して放射線画像情報を得るものである。 【０００７】また、他の方法としては、被写体を透過し
た放射線を、いちように帯電させたセレン、シリコン等
の光導電体層を有する半導体パネルに吸収せしめて静電
潜像を形成した後、この半導体パネルを光で走査するこ
とにより該パネル上の静電潜像を電気的に検出して画像
化するものがある（例えば、特開昭５４−３１２１９
号）。 【０００８】斯くして得た放射線画像情報はそのままの
状態で、或いはリアルタイムで空間周波数処理や階調処
理等の画像処理が施されて銀塩フィルム、ＣＲＴ等に出
力されて可視化されるか、又は半導体記憶装置、磁気記
憶装置、光ディスク記憶装置等の画像記憶装置に格納さ
れ、その後、必要に応じてこれら画像記憶装置から取り
出されて銀塩フィルム、ＣＲＴ等に出力されて可視化さ
れている。 【０００９】前記各種の放射線画像変換パネルは、一般
に放射線に対するダイナミックレンジが広く（１０³ 〜
１０⁶ ）、被写体の低信号領域部分から高信号領域部分
までの画像情報を記録することが可能になっているが、
被写体を通して得られる画像情報のダイナミックレン
ジ、即ち、被写体の最小放射線透過量（最小信号値に相
当）と、最大放射線透過量（最大信号値に相当）との比
は約１０² 程度であるためにコントラストにおいて充分
でない。 【００１０】従って、このようにして得られた放射線画
像情報を可視化する場合には、そのコントラストを強調
して濃度分解能を上げる階調処理が施されることが行わ
れている。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】ところが、階調処理は
一般には図４の右側の線Ｒの傾き（図の傾きは１）を２
〜３位になるように立てて処理するため、被写体を通し
て得られる画像情報のダイナミックレンジは可視画像上
では２〜３倍に広げられ１０⁴ 〜１０⁶ となってしま
い、その結果、光学濃度で４以上となり、真黒で何も見
えなくなって仕舞った。即ち、被写体を通して得られる
画像情報のダイナミックレンジは、１０² 〜１０³ （光
学濃度で約０〜２．５）であるが、最も濃度分解能の高
い領域は光学濃度で０．８〜１．５の如く狭く、被写体
の低信号領域部分から高信号領域部分まで一枚の可視画
像上で観察することは不可能となる。 【００１２】例えば、胸部Ｘ線画像の場合は肺野部分を
最適光学濃度（０．８〜１．５）で観察しようとする
と、縦隔部分でのＸ線の透過量が少なくなり、この部分
で光学濃度が低くなり過ぎて白抜けとなって観察不能と
なり、逆に縦隔部分を最適光学濃度とすると、肺野部分
でのＸ線の透過量が多くなり、光学濃度が高くなり過ぎ
て黒くなってしまう結果、観察不能となる。 【００１３】この発明は、上記の点に鑑み、一枚の画像
上で被写体のすべての部分を鮮明に描写することの可能
な放射線画像情報の読取方法を提供することを目的とし
ている。 【００１４】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、被写体を透過した放射線が照射されて
放射線画像変換パネル上に記録される放射線画像情報を
電気信号として読み取る放射線画像情報の読取方法にお
いて、前記放射線画像変換パネルに励起光を当てること
により得られる輝尽発光光を読み取って電気信号を得、
該電気信号をＡ／Ｄ変換してデジタル信号を得、該デジ
タル信号にフィルタリング処理を施すことにより、低空
間周波数領域の信号を検出し、前記検出された低空間周
波数領域の信号に基づいて、前記デジタル信号に対して
前記放射線画像情報のダイナミックレンジを圧縮する補
正を行うことを特徴とするものである。 【００１５】この発明の一例として先ず本読みに先立ち
前記画像情報が蓄積記録された変換パネルに弱い励起光
を当てて被写体を通した放射線の記録時の場所的変化を
検出した後、本読みに際し、その検出情報によりダイナ
ミックレンジを圧縮する。 【００１６】この発明において、放射線画像変換パネル
としては輝尽性蛍光体が好ましく用いられる。この輝尽
性蛍光体とは，最初の光若しくは高エネルギー放射線が
照射された後に光的、熱的、機械的、化学的又は電気的
等の刺激（輝尽励起）により最初の光若しくは高エネル
ギー放射線の照射量に対応した輝尽発光を示す蛍光体で
あるが、実用的な面から好ましくは５００ｎｍ以上の励
起光によって輝尽発光を示す蛍光体であり、特に、励起
光に対する輝尽発光の応答速度の大きい蛍光体である。
半導体レーザの発振波長領域の光に対して効率良く輝尽
発光を示す蛍光体であればさらに好ましい。 【００１７】このような輝尽性蛍光体として、例えば米
国特許第３，８５９，５２７号に記載されているＳｒＳ
:Ｃｅ，Ｓｍ、ＳｒＳ：Ｅｕ，Ｓｍ、Ｌａ₂ Ｏ₂ Ｓ :Ｅ
ｕ，Ｓｍ及び（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｍｎ、Ｘ（但し，Ｘは
ハロゲン) で表わされる蛍光体が挙げられる。 【００１８】また、特開昭５５−１２１４３号に記載さ
れている一般式が （Ｂａ₁ −ｘ−ｙＭｇ×Ｃａｙ）ＦＸ :ｅＥｕ^{2 +} （但し、ＸはＢｒ及びＣｌの中の少なくとも一つであ
り、ｘ，ｙ及びｅはそれぞれ０＜ｘ＋ｙ≦０．６，ｘｙ
≠０及び１０^-6≦ｅ≦５×１０^-2なる条件を満たす数で
ある。）で表わされるアルカリ土類弗化ハロゲン化物蛍
光体、 【００１９】特開昭５５−１２１４４号に記載されてい
る一般式が ＬｎＯＸ：ｘＡ （但し、ＬｎはＬａ，Ｙ，Ｇｄ及びＬｕの少なくとも一
つを、ＸはＣｌ及び／又はＢｒを、ＡはＣｅ及び／又は
Ｔｂを、ｘは０＜ｘ＜０．１を満足する数を表わす。)
で表わされる蛍光体、 【００２０】特開昭５５−１２１４５号に記載されてい
る一般式が （Ｂａ₁ −ｘＭ^{I I} ｘ）ＦＸ：ｙＡ （但し、Ｍ^{I I} はＭｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｚｎ及びＣｄのう
ちの少なくとも一つを、Ｘは Cｌ, Ｂｒ及びＩのうち少
なくとも一つを、ＡはＥｕ，Ｔｂ，Ｃｅ，Ｔｍ，Ｄｙ，
Ｐｒ，Ｈｏ，Ｎｄ，Ｙｂ及びＥｒのうちの少なくとも一
つを、ｘ及びｙは０≦ｘ≦０．６及び０≦ｙ≦０．２な
る条件を満たす数を表わす。）で表わされる蛍光体、 【００２１】特開昭５５−８４３８９号に記載されてい
る一般式が ＢａＦＸ：ｘＣｅ，ｙＡ ( 但し、Ｘは Cｌ, Ｂｒ及びＩのうち少なくとも一つ、
ＡはＩｎ，Ｔｌ，Ｇｄ，Ｓｍ及びＺｒのうちの少なくと
も一つであり、ｘ及びｙはそれぞれ０＜ｘ≦２×１０^-1
及び０＜ｙ≦５×１０^-2である。) で表わされる蛍光
体、 【００２２】特開昭５５−１６００７８号に記載されて
いる一般式が Ｍ^{I I} ＦＸ・ｘＡ：ｙＬｎ （但し、Ｍ^{I I} はＭｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒ，Ｚｎ及びＣ
ｄのうちの少なくとも一種、ＡはＢｅＯ，ＭｇＯ，Ｃａ
Ｏ，ＳｒＯ，ＢａＯ，ＺｎＯ，Ａｌ₂ Ｏ₃ ，Ｙ₂Ｏ₃ ，
Ｌａ₂ Ｏ₃ ，Ｉｎ₂ Ｏ₃ ，ＳｉＯ₂ ，ＴｉＯ₂ ，ＺｒＯ
₂ ，ＧｅＯ₂ ，ＳｎＯ₂ ，Ｎｂ₂ Ｏ_{5 ,} Ｔａ₂ Ｏ₅ 及び
Ｔｈ０₂ のうちの少なくとも一種、ＬｎはＥｕ，Ｔｂ，
Ｃｅ，Ｔｍ，Ｄｙ，Ｐｒ，Ｈｏ，Ｎｄ，Ｙｂ，Ｅｒ，Ｓ
ｍ及びＧｄのうちの少なくとも一種であり、ＸはＣｌ，
Ｂｒ及びＩのうちの少なくとも一種であり、ｘ及びｙは
それぞれ５×１０^-5≦ｘ≦０．５及び０＜ｙ≦０．２な
る条件を満たす数である。）で表される希土類元素付活
２価金属フルオロハライド蛍光体、 【００２３】特開昭５７−１４８２８５号に記載されて
いる下記いずれかの一般式 ｘＭ₃ （ＰＯ₄ ）₂ ・ＮＸ₂ ：ｙＡ Ｍ₃ (PO₄)₂：ｙＡ （式中、Ｍ及びＮはそれぞれＭｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，
Ｚｎ及びＣｄのうちの少なくとも一種、ＸはＦ，Ｃｌ，
Ｂｒ及びＩのうち少なくとも一種、ＡはＥｕ，Ｔｂ，Ｃ
ｅ，Ｔｍ，Ｄｙ，Ｐｒ，Ｈｏ，Ｎｄ，Ｙｂ，Ｅｒ，Ｓ
ｂ，Ｔｌ，Ｍｎ及びＳｎのうちの少なくとも一種を表わ
す。また、ｘ及びｙは０＜ｘ≦６、０≦ｙ≦１なる条件
を満たす数である。）で表わされる蛍光体、 【００２４】下記いずれかの一般式 ｎＲｅＸ₃ ・ｍＡＸ′₃ ：ｘＥｕ ｎＲｅＸ₃ ・ｍＡＸ′₃ ：ｘＥｕ，ｙＳｍ （式中、ＲｅはＬａ，Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕのうちの少なくと
も一種、Ａはアルカリ土類金属，Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａのう
ちの少なくとも一種、ＸおよびＸ′はＦ，Ｃｌ，Ｂｒの
うちの少なくとも一種を表わす。また、ｘおよびｙは１
×１０^-4＜ｘ＜３×１０^-1、１×１０^-4＜ｙ＜１×１０
^-1なる条件を満たす数であり、ｎ／ｍは１×１０^-3＜ｎ
／ｍ＜７×１０^-1なる条件を満たす。）で表わされる蛍
光体、 【００２５】及び下記一般式 Ｍ^I Ｘ・ａＭ^{I I} Ｘ′₂ ・ｂＭ^{I I I} Ｘ″₃ ：ｃＡ （但し、Ｍ^I はＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ及びＣｓから選ば
れる少なくとも一種のアルカリ金属であり、Ｍ^{I I} はＢ
ｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｃｕ及びＮ
ｉから選ばれる少なくとも一種の二価金属である。Ｍ
^{I I I} はＳｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓ
ｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙ
ｄ，Ｌｕ，Ａｌ，ＧａおよびＩｎから選ばれる少なくと
も一種の三価金属である。Ｘ，Ｘ′及びＸ″はＦ，Ｃ
ｌ，Ｂｒ及びＩから選ばれる少なくとも一種のハロゲン
である。ＡはＥｕ，Ｔｂ，Ｃｅ，Ｔｍ，Ｄｙ，Ｐｒ，Ｈ
ｏ，Ｎｄ，Ｙｂ，Ｅｒ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｓｍ，Ｙ，Ｔｌ，
Ｎａ，Ａｇ，ＣｕおよびＭｇから選ばれる少なくとも一
種の金属である。 【００２６】また、ａは０≦ａ＜０．５の範囲の数値で
あり、ｂは０≦ｂ＜０．５の範囲の数値であり、ｃは０
＜ｃ＜０．２の範囲の数値である。）で表わされるアル
カリハライド蛍光体等が挙げられる。特に、前記輝尽性
蛍光体のうち、アルカリ土類弗化ハロゲン化物系の蛍光
体、及びアルカリハライド系の蛍光体が励起光に対する
輝尽発光の応答速度が大きく、また半導体レーザの発振
波長領域とのマッチングがよく、好ましい。 【００２７】しかし、前記放射線画像変換パネルに用い
られる輝尽性蛍光体は、前述の蛍光体に限られるもので
はなく、放射線を照射した後、輝尽励起光を照射した場
合に輝尽発光を示す蛍光体であればいかなる蛍光体であ
ってもよい。 【００２８】 【発明の実施の形態】次に、この発明の方法をより詳細
に説明する。放射線画像情報の記録装置は第１図示の如
く放射線源１０１から発し、被写体１０２を通した放射
線を放射線画像情報変換パネル（以下変換パネルとい
う）１０３に照射することにより、その放射線画像情報
が変換パネル１０３に蓄積記録される。 【００２９】前記変換パネル１０３に蓄積記録された放
射線画像情報は、放射線画像読取装置により読取られ
る。該放射線画像読取装置は、図２の如く、励起光発生
用の光源２０１を備え、該光源２０１はドライバ回路２
０２によってドライブされる。光源２０１より発生した
ビームはフィルタ２０３、スプリットミラー２０４、ビ
ーム光学系２０５及びミラー２０６を経て偏向器２０７
に達する。 【００３０】前記偏向器２０７は、偏向器ドライバ２０
８によってドライブされるガルバノミラーを備え、前記
ビームを走査領域内に一定角度で偏向する。偏向された
ビームはｆθレンズ２０９によって走査線上で一定速度
となるよう調整され、ミラー２１０を経て被写体１０２
を通した画像情報を蓄積記録した変換パネル１０３上を
矢印ａの方向に走査する。該変換パネル１０３は同時に
副走査方向（矢印ｂ方向）に適当な移動手段により移動
し、全面が走査される。前記ビームにて走査され、画像
変換パネル１０３から発生する輝尽発光は集光器２１２
で集光され、フィルタ２１３を通って光電子増倍管等の
光電変換器２１４に至り、ここでアナログ電気信号 (画
像信号) に変換される。 【００３１】２１５は光電子増倍管に高圧を供給する電
源である。光電子増倍管から電流として出力された画像
信号は電流−電圧変換増幅器２１６を通って電圧増幅さ
れ、さらに発光強度信号を画像濃度信号に変換するＬｏ
ｇ変換器２１７，サンプルホールド回路２１８を通った
後、Ａ／Ｄ変換器２１９によってデジタル信号に変換さ
れ、メモリ２２０に格納される。 【００３２】前記メモリ２２０は、デジタル演算を行う
ＣＰＵ２２１に接続され、該ＣＰＵ２２１はインターフ
ェース２２２を介して外部の機器、例えばデータを保存
加工するための大型コンピュータ、ミニコンピュータ、
画像を出力するＣＲＴ表示装置、各種ハードコピー作成
装置等に連結することができ、かつメモリ２２０に蓄え
られたデータの演算・転送を行うようになっている。 【００３３】なお、前記励起光発生用の光源２０１とし
ては変換パネル１０３に蓄積された放射線エネルギーを
放射させて光に変換するものであれば、特に問わない
が、半導体レーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、Ｈｅ−Ｃｄレー
ザ、Ａｒイオンレーザ、Ｋｒイオンレーザ、Ｎレーザ、
ＹＡＧレーザ及びその第２高調波、ルビーレーザ等の各
種のレーザが使用できる。 【００３４】しかして、前記した如く、光電子増倍管等
の光電変換器２１４によりアナログ電気信号 (画像信
号) に変換される過程で前記被写体１０２を通して得ら
れる画像情報のダイナミックレンジを圧縮するように電
気信号を補正する。 【００３５】ここで、ダイナミックレンジの圧縮につい
て説明すると、例えば、図３（Ｉ）のａ−ａ′線の如
く、変換パネル１０３に弱い励起光を当てて画像を読み
取る際のデータが、同図（ＩＩ）の如き曲線ｂを描いた
場合に、光電変換器２１４（または電流−電圧変換増幅
器２１６）の場合、その増幅率又はアンプゲインを同図
（ＩＩＩ）の曲線ｂ′のように変化させることにより、
同図（ＩＶ）の曲線ｂ″の如き画像情報を得る処理であ
る。この例に基づき以下説明する。 【００３６】前記補正には、先ず、本読みに先立ち前
記画像情報が蓄積記録された変換パネル１０３に弱い励
起光を当てて被写体１０２を通した放射線の記録時の場
所的変化即ち透過し易い部位と透過し難い部位を検出
し、演算記憶部１０５に記憶する。しかる後、演算記
憶部１０５からの情報により放射線画像情報の本読みを
行い、補正を行う。 【００３７】本願発明におけるダイナミックレンジ圧縮
のための補正は、光電子増倍管から電流として出力され
た画像信号を電流−電圧変換増幅器２１６を通って電圧
増幅し、さらに発光強度信号を画像濃度信号に変換する
Ｌｏｇ変換器２１７，サンプルホールド回路２１８を通
った後、Ａ／Ｄ変換器２１９によってデジタル信号に変
換した後に行うか、いったん信号をデジタル信号に変換
し、メモリ２２０に格納後に行う。 【００３８】即ち、本発明は、デジタル化された画像信
号に対して補正を行う構成である。前記において、被
写体１０２の放射線の透過率の低い部分を補正する場
合、その総ての空間周波数領域で補正すると、必要な画
像情報も失われてしまうので、０．２ ｌｐ／ｍｍ以
下、好ましくは０．１ ｌｐ／ｍｍ以下の低空間周波数
領域のみで補償することが必要である。即ち、放射線画
像は被写体１０２のうち、放射線の通り易い部位と通り
難い部位との透過量の微妙な差で形成されるため、全て
の空間周波数領域で補償し、透過量の差を無くしてしま
ったのでは画像が作れなくなるから、例えば、心臓と
肺、背骨と肺の如く大きな構造物間での補償が行われる
ようにすることが必要となる。 【００３９】このような低空間周波数領域の信号のみを
検出する方法として、ディテクタを細かく配して置き、
一旦、検出した信号に平均化処理（フィルタリング）を
施す方法をとる。つまり、本発明においては、画像情報
を一度デジタル化した後、デジタル化された画像情報に
基づいて放射線の透過し難い部位、即ち、低空間周波数
領域の情報を検出しており、この情報に基づいて画像情
報データを補正する構成とした。この際に一度デジタル
化した画像情報をメモリに記憶した後に検出する処理を
行ってよい。 【００４０】また、この発明は（ａ）被写体１０２に放
射線を照射し、該放射線の場所的変化を検出した後、
（ｂ）変換パネル１０３に本撮影する。しかる後、
（ｃ）変換パネルに蓄積記録された画像情報の読取りの
際に前記（ａ）の情報に基づいて補正するようにしても
よい。 【００４１】また、上記例では、変換パネル１０３とし
て輝尽性蛍光体を用いた例を示したが、これに限定しな
い。例えば、光導電体を用い、これに静電潜像を記録す
るときにも応用できることは勿論である。 【００４２】 【発明の効果】本願発明の構成によれば、一枚の画像内
で放射線の透過し易い部位と、透過し難い部位が混在し
ても、各部位によってダイナミックレンジの圧縮を行っ
ているため、総ての部分を鮮明に描写することが可能と
なった。従って、部位によって光学濃度が低すぎて起こ
る白抜け、光学濃度が高すぎて黒くなる等の不具合を解
消できる。この結果、全面にわたって観察可能な放射線
画像を得ることができるようになった。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明の方法を実施する記録装置の一例を示
す略示的斜視図である。 【図２】読取装置の略示的斜視図である。 【図３】（Ｉ）〜（ＩＶ）は読み取りとダイナミックレ
ンジの圧縮過程を示す説明図である。 【図４】パネル及び被写体のダイナミックレンジと信号
強度及び画像濃度との関係を示す図である。 【符号の説明】 １０１ 放射線源 １０２ 被写体 １０３ 蓄積型放射線画像変換パネル １０５ 演算記録部 ２０１ 励起光発生用の光源 ２１２ 集光器 ２１４ 光電子増倍管等の光電変換器 ２１６ 電流−電圧変換増幅器 ２１９ Ａ／Ｄ変換器 ２２０ メモリ ２２１ ＣＰＵ ２２２ インターフェース

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．被写体を透過した放射線が照射されて放射線画像変
   換パネル上に記録される放射線画像情報を電気信号とし
   て読み取る放射線画像情報の読取方法において、 前記放射線画像変換パネルに励起光を当てることにより
   得られる輝尽発光光を読み取って電気信号を得、 該電気信号をＡ／Ｄ変換してデジタル信号を得、 該デジタル信号にフィルタリング処理を施すことによ
   り、低空間周波数領域の信号を検出し、 前記検出された低空間周波数領域の信号に基づいて、前
   記デジタル信号に対して前記放射線画像情報のダイナミ
   ックレンジを圧縮する補正を行うことを特徴とする放射
   線画像情報の読取方法。