JP3137192B2 - エネルギーサブトラクション画像表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、同一被写体の二つの放射線画像のそれぞれ
を表わす二つの画像データに基づいてエネルギーサブト
ラクション画像を求め、該エネルギーサブトラクション
画像を可視画像として表示するエネルギーサブトラクシ
ョン画像表示装置に関するものである。

（従来の技術） 記録された放射線画像を読み取って画像データを得、
この画像データに適切な画像処理を施した後、画像を再
生記録することが種々の分野で行われている。たとえ
ば、後の画像処理に適合するように設計されたガンマ値
の低いＸ線フイルムを用いてＸ線画像を記録し、このＸ
線画像が記録されたフイルムからＸ線画像を読み取って
電気信号に変換し、この電気信号（画像データ）に画像
処理を施した後コピー写真等に可視画像として再生する
ことにより、コントラスト，シャープネス，粒状性等の
画質性能の良好な再生画像を得ることの出来るシステム
が開発されている（特公昭61−5193号公報参照）。

また本出願人により、放射線（Ｘ線，α線，β線，γ
線，電子線，紫外線等）を照射するとこの放射線エネル
ギーの一部が蓄積され、その後可視光等の励起光を照射
すると蓄積されたエネルギーに応じた光量の輝尽発光光
を放射する蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、
人体等の被写体の放射線画像を一旦シート状の蓄積性蛍
光体に撮影記録し、蓄積性蛍光体シートをレーザ光等の
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取って画像信号を得、この画像信
号に基づいて被写体の放射線画像を写真感光材料等の記
録材料、CRT等に可視像として出力させる放射線記録再
生システムがすでに提案されている（特開昭55−12429
号，同56−11395号，同55−0163472号，同56−164645
号，同55−116340号等）。

このシステムは、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光域にわたって
画像を記録し得るという実用的な利点を有している。す
なわち、放射線露光量に対する、蓄積後に励起によって
発光する輝尽発光光の光量が極めて広い範囲に渡って比
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大幅に変動しても、蓄積性蛍
光体シートより放射される輝尽発光光を読取りゲインを
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（画像データ）に変換し、この画像データを用いて
写真感光材料、CRT等の表示装置に放射線画像を可視画
像として出力することによって、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。

上記のようにＸ線フイルムや蓄積性蛍光体シート等の
記録シートを用いるシステムにおいて、記録シートに記
録された複数の放射線画像を読み取って複数の画像デー
タを得た後、これらの画像データに基づいて上記放射線
画像のサブトラクション処理を施すことがある。

ここで、放射線画像のサブトラクション処理とは、互
いに異なった条件で撮影された複数の放射線画像の差に
対応する画像を得る処理をいい、具体的にはこれら複数
の放射線画像を所定のサンプリング間隔で読み取って各
放射線画像に対応する複数のディジタルの画像信号を
得、これら複数のディジタルの画像信号の各対応するサ
ンプリング点毎に減算処理を施すことにより、放射線画
像中の特定の被写体部分のみを強調または抽出した放射
線画像を得る処理をいう。

このサブトラクション処理には基本的には次の二つが
ある。すなわち、造影剤の注入により被写体の特定の部
分（たとえば人体を被写体としたときの血管等）が強調
された放射線画像から造影剤が注入されていない放射線
画像を引き算（サブトラクト）することによって被写体
の特定の部分（たとえば血管等）を抽出するいわゆる時
間サブトラクションと、被写体の特定の部分が互いに異
なるエネルギーを有する放射線に対して異なる放射線吸
収率を有することを利用して、同一の被写体に対して互
いに異なるエネルギーを有する放射線を照射してこれら
互いに異なるエネルギーを有する各放射線による複数の
放射線画像を得、これら複数の放射線画像を適当に重み
付けしてその差を演算することによって被写体の特定部
分を抽出するいわゆるエネルギーサブトラクションとが
ある。本出願人も蓄積性蛍光体シートを用いたサブトラ
クションについて提案している（例えば特開昭59−8348
6号公報，特開昭60−225541号公報参照）。

このエネルギーサブトラクションの例としては、例え
ば人体の胸部のように軟部および骨部から構成された被
写体に互いにエネルギーの異なる放射線を照射して複数
の放射線画像を得、これら複数の放射線画像を読み取っ
てこれら複数の放射線画像のそれぞれを表わす複数の画
像データを得、これら複数の画像データに基づいてエネ
ルギーサブトラクション処理を行なって被写体の主とし
て軟部が記録された軟部画像を表わす軟部画像データも
しくは被写体の主として骨部が記録された骨部画像を表
わす骨部画像データを求め、求められた軟部画像もしく
は骨部画像を観察の対象とする場合がある。この軟部画
像，骨部画像はそれぞれ骨部，軟部の陰影が消去された
画像であるため、骨部もしくは軟部に隠れてしまってい
た陰影や骨部もしくは軟部の影響で見にくくなってしま
っていた陰影を浮かび上がらせることができる。

またエネルギーサブトラクションの他の例としては、
例えば人体の乳房を被写体とした場合の、乳腺の陰影が
強調された画像，悪性腫瘍が強調された画像等も観察対
象とされている。

（発明が解決しようとする課題） 上記のようなエネルギーサブトラクション画像を得る
際に、該エネルギーサブトラクション画像のコントラス
トや画像全体の濃度（CRTディスプレイに画像を表示す
る場合の、表示された画像の輝度を含む）が適切なもの
となるようにサブトラクション演算を行なう必要があ
り、これまでは適切なコントラスト，濃度レベルを試行
錯誤的に調節していた。

ところがエネルギーサブトラクション画像を観察する
に際し、サブトラクション処理前の複数の放射線画像の
重みづけを順次変更してサブトラクション処理を行な
い、この結果得られた順次変更されたエネルギーサブト
ラクション画像をCRTディスプレイ等に順次表示して観
察を行なう場合がある。

この場合、各重みづけに対応してその都度コントラス
トや濃度レベルを適切に調節しないと観察しやすい画像
とならず、重みづけ変更する都度試行錯誤的に調整する
こととするときわめて頻雑であり使い勝手の悪い画像表
示装置となってしまうという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、重みづけを順次変更した
エネルギーサブトラクション画像を求める際に適切なコ
ントラスト，濃度が自動的に設定され、したがって観察
しやすい使い勝手のよいエネルギーサブトラクション画
像表示装置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の第一のエネルギーサブトラクション画像表示
装置は、 同一被写体の二つの放射線画像のそれぞれを表わす二
つの画像データをS1,S2、第一および第二の重み係数を
それぞれW1,W2、バイアス分をＣ、サブトラクション画
像データをS3としたとき、次の（１）式 S3＝W1・S1−W2・S2＋Ｃ …（１） に基づき、かつ重み係数比α＝W1/W2を順次変更して、
順次変更されたサブトラクション画像データS3を求める
画像演算部と、該順次変更されたサブトラクション画像
データS3に基づく順次変更されたサブトラクション画像
を表示する表示部とを備えたエネルギーサブトラクショ
ン画像表示装置において、 前記画像演算部が、 次の（２）式 S0＝α・S1−S2 …（２） に基づいて差分画像データS0を求める差分画像演算手段
と、 前記差分画像データS0のばらつきの程度を指標する第
一の特徴量と前記差分画像データS0の平均的な値を指標
する第二の特徴量とを求める特徴量演算手段と、 前記第一の特徴量に基づいて前記第二の重み係数W2を
求める重み係数演算手段と、 前記第二の特徴量に基づいて前記バイアス分Ｃを求め
るバイアス演算手段と、 前記重み係数演算手段で求められた第二の重み係数W2
と前記バイアス演算手段で求められたバイアス分Ｃとを
用いて、上記（１）式に従ってサブトラクション画像デ
ータS3を求めるサブトラクション画像演算手段とを備え
たことを特徴とするものである。

また本発明の第二のエネルギーサブトラクション画像
表示装置は、上記第一のエネルギーサブトラクション画
像表示装置において、 各画像毎の前記差分画像データS0の最大値および最小
値をそれぞれS0max,S0minとし、二つの定数をC1,C2とし
たとき、 前記第一の特徴量および前記第二の特徴量が、それぞ
れS0max−S0min,（S0max＋S0min）/2であり、 前記重み係数演算手段が、前記第二の重み係数W2を次
の（３）式 W2＝C1/（S0max−S0min） …（３） に従って求めるものであり、かつ 前記バイアス演算手段が前記バイアス分Ｃを次の
（４）式 Ｃ＝C2−（S0max＋S0min）/2 …（４） に従って求めるものであることを特徴とするものであ
る。

また本発明の第三のエネルギーサブトラクション画像
表示装置は、上記第一のエネルギーサブトラクション画
像表示装置において、 前記重み係数演算手段が、前記第一の特徴量とともに
前記重み係数比αに基づいて前記第二の重み係数W2を求
めるものであり、 前記バイアス演算手段が、前記第二の特徴量とともに
前記重み係数比αに基づいて前記バイアス分Ｃを求める
ものであることを特徴とするものである。

また、本発明の第四のエネルギーサブトラクション画
像表示装置は、上記第三のエネルギーサブトラクション
画像表示装置において、 各画素毎の前記差分画像データS0の最大値および最小
値をそれぞれS0max,S0min、前記重み係数比αを変数と
した二つの関数をＦ（α）,G（α）としたとき、 前記第一の特徴量および前記第二の特徴量がそれぞれ
S0max−S0min,（S0max＋S0min）/2であり、 前記重み係数演算手段が、前記第二の重み係数W2を次
の（５）式 W2＝Ｆ（α）／（S0max−S0min） …（５） に従って求めるものであり、かつ 前記バイアス演算手段が、前記バイアス分Ｃを次の
（６）式 Ｃ＝Ｇ（α）−（S0max＋S0min）/2 …（６） に従って求めるものであることを特徴とするものであ
る。

また、本発明の第五のエネルギーサブトラクション画
像表示装置は、 同一被写体の二つの放射線画像のそれぞれを表わす二
つの画像データをS1,S2、第一および第二の重み係数を
それぞれW1,W2、バイアス分をＣ、サブトラクション画
像データをS3としたとき、次の（８）式 S3＝W1・S1−W2・S2＋Ｃ …（８） に基づき、かつ重み係数比α＝W1/W2を順次変更して、
順次変更されたサブトラクション画像データS3を求める
画像演算部と、該順次変更されたサブトラクション画像
データS3に基づく順次変更されたサブトラクション画像
を表示する表示部とを備えたエネルギーサブトラクショ
ン画像表示装置において、 前記画像演算部が、 次の（９）式 S0＝α・S1−S2 …（９） に基づいて差分画像データS0を求める差分画像演算手段
と、 前記差分画像データS0のばらつきの程度を指標する第
一の特徴量を求める特徴量演算手段と、 前記第一の特徴量に基づいて前記第二の重み係数W2を
求める重み係数演算手段と、 前記重み係数比αを変数とした前記バイアス分Ｃを表
わす関数Ｃ（α）を記憶しておく記憶手段と、 前記重み係数演算手段で求められた第二の重み係数W2
と前記記憶手段から読み出されたバイアス分Ｃとを用い
て、上記（８）に従ってサブトラクション画像データS3
を求めるサブトラクション画像演算手段とを備えたこと
を特徴とするものである。

さらに、本発明の第六のエネルギーサブトラクション
画像表示装置は、 同一被写体の二つの放射線画像のそれぞれを表わす二
つの画像データをS1,S2、第一および第二の重み係数を
それぞれW1,W2、バイアス分をＣ、サブトラクション画
像データをS3としたとき、次の（10）式 S3＝W1・S1−W2・S2＋Ｃ …（10） に基づき、かつ重み係数比α＝W1/W2を順次変更して、
順次変更されたサブトラクション画像データS3を求める
画像演算部と、該順次変更されたサブトラクション画像
データS3に基づく順次変更されたサブトラクション画像
を表示する表示部とを備えたエネルギーサブトラクショ
ン画像表示装置において、 前記画像演算部が、 次の第（11）式 S0＝α・S1−S2 …（11） に基づいて差分画像データS0を求める差分画像演算手段
と、 前記差分画像データS0の平均的な値を指標する第二の
特徴量を求める特徴量演算手段と、 前記第二の特徴量に基づいて前記バイアス分Ｃを求め
るバイアス演算手段と、 前記重み係数比αを変数とした前記第二の重み係数W2
を表わす関数W2（α）を記憶しておく記憶手段と、 前記記憶手段から読み出された第二の重み係数W2と前
記バイアス演算手段で求められたバイアス分Ｃとを用い
て、上記（10）式に従ってサブトラクション画像データ
S3を求めるサブトラクション画像演算手段とを備えたこ
とを特徴とするものである。

（作用） 本発明の第一のエネルギーサブトラクション画像表示
装置は、上記（２）式に基づいて差分画像データS0を求
めた際に該差分画像データS0のばらつきの程度と平均的
な値とをそれぞれ指標する第一の特徴量と第二の特徴量
とを求め、上記第一の特徴量に基づいて第二の重み係数
W2を求めるとともに上記第二の特徴量に基づいてバイア
ス分Ｃを求めるようにしたものである。

ここで、上記第一の特徴量は差分画像データS0のばら
つきの程度を指標するものであるため、これに基づいて
適切なコントラストを求めることが可能となる。ここで
は上記第一の特徴量に基づいて第二の重み係数W2を求め
ているがこのことがコントラストを求めることに対応し
ている。即ち、重み係数比α＝W1/W2であることから第
一の重み係数W1はW1＝α・W2となる。ここでαの値はこ
れを先ず定めた後に演算を行なうものであるから上記
（１）式に基づく各サブトラクション演算処理を行なう
際はαは既に設定されており、したがって上記第二の重
み係数W2を定めると一義的に上記第一の重み係数W1も定
まることを意味し、上記（１）式においてバイアス分Ｃ
を除く S3′＝W1・S1−W2・S2 …（12） の演算が可能となり、したがってサブトラクション画像
のコントラストが定まることとなる。この第一の特徴量
としては、本発明の第二のエネルギーサブトラクション
画像表示装置における第一の特徴量S0max−S0minであっ
てもよいが、これに限られるものではなく、例えば差分
画像データS0の分散値等該差分画像データS0のばらつき
の程度を指標するものであればよい。

また上記第二の特徴量は差分画像データS0の平均的な
値を指標するものであるため、これに基づいて適切な平
均濃度を求めることができる。ここではバイアス分Ｃを
定めているため、これによりサブトラクション画像全体
の濃度レベルが定まることになる。

この第二の特徴量としては本発明の第二のエネルギー
サブトラクション画像表示装置における第二の特徴量
（S0max＋S0min）/2を採用してもよいが、これに限られ
るものではなく差分画像データS0の平均値、中央値（メ
ジアン値）等差分画像データの平均的な値を指標するも
のであればよい。

本発明の第一のエネルギーサブトラクション画像表示
装置は、重み係数比α＝W1/W2を順次変換して上記のよ
うにして第一および第二の重み係数W1,W2,およびバイア
ス分Ｃを求めて上記（１）式に従ってサブトラクション
画像データS3を求めるようにしたものであるため、順次
求められたサブトラクション画像データS3は、常に適切
なコントラストと適切な濃度レベルを有するサブトラク
ション画像を得ることができる。

また本発明の第二のエネルギーサブトラクション画像
表示装置は、上記第一のエネルギーサブトラクション画
像表示装置の実施態様のひとつであり、上記第一の特徴
量，第二の特徴量としてそれぞれS0max−S0min,（S0max
＋S0min）/2を選択し、上記第二の重み係数W2,バイアス
分Ｃを求めるについてそれぞれ上記（３）式，（４）式
を採用したものであり、これにより適切なコントラスト
と適切な濃度レベルを有するサブトラクション画像を表
示することができる。

次に本発明の第三のエネルギーサブトラクション画像
表示装置の意義について、前述した胸部Ｘ線画像のエネ
ルギーサブトラクション例に説明する。

複数の胸部Ｘ線画像をサブトラクション処理すること
により得られた、被写体の軟部のみが抽出された軟部画
像は、元来ダイナミックレンジの広い画像であるため、
この軟部画像を例えばCRTディスプレイに可視画像とし
て表示する場合、その軟部画像のダイナミックレンジを
CRTディスプレイに表示可能な最大のダイナミックレン
ジ程度にまで広げることが好ましく、一方被写体の骨部
のみが抽出された骨部画像は元来ダイナミックレンジの
狭い画像であるため、この骨部画像をCRTディスプレイ
に可視画像として表示する場合、その骨部画像のダイナ
ミックレンジをCRTディスプレイに表示可能な最大のダ
イナミックレンジ程度まで広げてしまうとコントラスト
が強すぎる画像となってしまい、かえって観察適性の低
下を招くことになる場合がある。また画像を表示する場
合に、例えば観察者の習慣や好み等により、画像全体を
より白っぽく（濃度を低く）表示したりより黒っぽく
（濃度を高く）表示したりすることを望む場合がある。

本発明の第三のエネルギーサブトラクション画像表示
装置は、上記第一のエネルギーサブトラクション画像表
示装置において、第一の特徴量とともに重み係数比αに
基づいて第二の重み係数W2を求め、かつ第二の特徴量と
ともに重み係数比αに基づいてバイアス分Ｃを求めて上
記（１）式に従ってサブトラクション画像データS3を求
めるようにしたため、上記第一のエネルギーサブトラク
ション画像表示装置の作用効果はそのまま保存されると
ともに、重み係数比αに応じてダイナミックレンジおよ
び濃度レベルが適切に変化した画像を表示することがで
きる。

また本発明の第四のエネルギーサブトラクション画像
表示装置は、上記第三のエネルギーサブトラクション画
像表示装置の実施態様のひとつであり、上記第一の特徴
量，第二の特徴量としてそれぞれS0max−S0min,（S0max
＋S0min）/2を選択し、上記第二の重み係数W2,バイアス
分Ｃを求めるについてそれぞれ第一の特徴量と重み係数
比αとの関数である（５）式，第二の特徴量と重み係数
比αとの関数である（６）式を採用したものであり、こ
れにより画像が順次表示されるにつれてダイナミックレ
ンジ，濃度レベルを適切に順次変化させることができ
る。尚、上記（５）式，（６）式に挿入されている関数
Ｆ（α）,G（α）は、特に特定の形状の関数に限定され
るものではなく、順次変化させて表示する際の両極に位
置する２つの画像としてどのような画像を選択するかと
いうことや観察者の好み等により適宜定められるもので
ある。

以上の第一〜第四のエネルギーサブトラクション画像
表示装置は、差分画像データS0を求め、この差分画像デ
ータS0に基づいてその後の処理を行なうように構成され
た装置である。

ところで、例えば人体の胸部Ｘ線画像のみを対象とす
る装置等限定された用途にのみ用いるエネルギーサブト
ラクション画像表示装置においては、重み係数比αに対
する差分画像データS0のばらつきの概略値と概略平均値
の値、したがって第一の特徴量，第二の特徴量の概略値
を経験的，実験的に求めておくことができる。したがっ
て各サブトラクション画像データS3を求める過程で差分
画像データS0を求め、この求めた差分画像データS0に基
づいて第一および第二の特徴量を求めることに代え、経
験的，実験的に求められた第一および第二の特徴量を採
用することが可能である。

そこで、上記第一〜第四のエネルギーサブトラクショ
ン画像表示装置において用いた差分画像データS0に基づ
く第二の重み係数W2もしくはバイアス分Ｃと、重み係数
比αを変数とした第二の重み係数W2を表わす関数W2
（α）もしくは重み係数比αを変数としたバイアス分Ｃ
を表わす関数Ｃ（α）とを組み合わせてサブトラクショ
ン画像データS3を求めるようにすることが可能であり、
そうした場合、上記関数W2（α）もしくは関数Ｃ（α）
を用いた分上記第一のエネルギーサブトラクション画像
表示装置ほど厳密ではないが実用上十分な精度で適切な
コントラスト，濃度レベルを備えたサブトラクション画
像を表示することができる。またこれらの関数W2（α）
もしくはＣ（α）の関数形により上記第三のエネルギー
サブトラクション画像表示装置のように表示される画像
が順次変更されるに従ってコントラストもしくは濃度レ
ベルを順次適切に変化させることも可能となる。

本発明の第五のエネルギーサブトラクション画像表示
装置は、差分画像データS0を求めることにより第二の重
み係数W2を求めるとともにバイアス分Ｃについては重み
係数比αの関数Ｃ（α）として記憶しておくものであ
り、また本発明の第六のエネルギーサブトラクション画
像表示装置は、第二の重み係数W2は重み係数比αの関数
Ｃ（α）として記憶しておきバイアス分Ｃは差分画像デ
ータS0を求めることにより求めるようにしたものであ
り、いずれの場合も上記第一〜第四のエネルギーサブト
ラクション画像表示装置と同様に適切なコントラスト，
濃度レベルを有するサブトラクション画像を表示するこ
とができる。

（実 施 例） 以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明
する。尚ここでは前述した蓄積性蛍光体シートを用いる
例について説明する。

第１図は、Ｘ線撮影装置の概略図である。

このＸ線撮影装置１のＸ線管２から発せられたＸ線３
により被写体（人体の胸部）４が照射される。被写体４
を透過したＸ線3aは第一の蓄積性蛍光体シート５に照射
され、Ｘ線3aのエネルギーのうち比較的低エネルギーの
Ｘ線が該第一の蓄積性蛍光体シート５に蓄積され、これ
により該シート５に被写体４のＸ線画像が蓄積記録され
る。シート５を透過したＸ線3bはさらに低エネルギーの
Ｘ線をカットするフィルタ６を透過し、該フィルタ６を
透過した高エネルギーＸ線3cが第二の蓄積性蛍光体シー
ト７に照射される。これにより該シート７にも被写体４
のＸ線画像が蓄積記録される。被写体４には、サブトラ
クション処理を行なうにあたって２つのＸ線画像の位置
合わせを行なうための基準となる２つのマーク８が付さ
れている。

尚、上記Ｘ線撮影装置は一回の撮影で２つのシート5,
7にＸ線画像を蓄積記録するものであるが、時間的に相
前後した２つのタイミングでそれぞれ１枚ずつ撮影を行
なってもよい。

第２図は、Ｘ線画像読取装置と本発明のエネルギーサ
ブトラクション画像表示装置の一例を内包した画像処理
表示装置の斜視図である。

第１図に示すＸ線撮影装置１で撮影が行なわれた後、
第一および第二の蓄積性蛍光体シート5,7が一枚ずつＸ
線画像読取装置10の所定位置にセットされる。ここで
は、第一の蓄積性蛍光体シート５に蓄積記録された第一
のＸ線画像の読取りの場合について説明する。

所定位置にセットされた、第一のＸ線画像が蓄積記録
された蓄積性蛍光体シート５は、図示しない駆動手段に
より駆動されるエンドレスベルト等のシート搬送手段15
により、矢印Ｙ方向に搬送（副走査）される。一方、レ
ーザ光源16から発せられた光ビーム17はモータ18により
駆動され矢印Ｚ方向に高速回転する回転多面鏡19によっ
て反射偏向され、ｆθレンズ等の集束レンズ20を通過し
た後、ミラー21により光路をかえて蓄積性蛍光体シート
14に入射し、副走査の方向（矢印Ｙ方向）と略直角な矢
印Ｘ方向に主走査する。蓄積性蛍光体シート14の、光ビ
ーム17が照射された箇所からは、蓄積記録されているＸ
線画像情報に応じた光量の輝尽発光光22が発せられ、こ
の輝尽発光光22は光ガイド23によって導かれ、フォトマ
ルチプライヤ（光電子増倍管）24によって光電的に検出
される。光ガイド23はアクリル板等の導光性材料を成形
して作られたものであり、直線状をなす入射端面23aが
蓄積性蛍光体シート14上の主走査線にそって延びるよう
に配され、円環状に形成された射出端面23bにフォトマ
ルチプライヤ24の受光面が結合されている。入射端面23
aから光ガイド23内に入射した輝尽発光光22は、該光ガ
イド23の内部を全反射を繰り返して進み、射出端面23b
から射出してフォトマルチプライヤ24に受光され、放射
線画像を表わす輝尽発光光22がフォトマルチプライヤ24
によって電気信号に変換される。

フォトマルチプライヤ24から出力されたアナログ信号
Ｓは、ログアンプ25で対数的に増幅された後、A/D変換
器26に入力され、サンプリングされて、ディジタルの画
像信号が得られる。この画像信号は第一の蓄積性蛍光体
シート５に蓄積記録された第一のＸ線画像を表わすもの
であり、第一の画像信号S1と呼ぶ。この第一の画像信号
S1は画像処理表示装置30内の内部メモリに一旦記憶され
る。

この画像処理表示装置30は、種々の指示を入力するキ
ーボード31、指示のための補助情報や画像信号に基づく
可視画像を表示するCRTディスプレイ32、補助記憶媒体
としてのフロッピィディスクが装填され駆動されるフロ
ッピィディスク駆動装置33、およびCPUや内部メモリが
内蔵された本体部34が備えられている。

次に上記と同様にして、第二の蓄積性蛍光体シート７
に蓄積記録された第二のＸ線画像を表わす第二の画像信
号S2が得られ、この第二の画像信号S2も画像処理表示装
置20内の内部メモリに一旦記憶される。

第３図は、画像処理表示装置内の内部メモリに記憶さ
れた第一および第二のＸ線画像を表わす２つの画像信号
S1,S2に基づいて、該画像処理表示装置内で行なわれる
処理の流れを表わした図である。

画像処理表示装置内の内部メモリに記憶された、第一
および第二のＸ線画像信号S1,S2は、第３図に示すそれ
ぞれ第一のＸ線画像41,第二のＸ線画像42を担持する信
号である。第一のＸ線画像41は比較的低エネルギーＸ線
による画像であり、第二のＸ線画像42は比較的高エネル
ギーＸ線による画像であるが、互いに軟部および骨部の
濃度は異なるものの両者ともこれら軟部および骨部の双
方が記録された画像である。

これら第一および第二のＸ線画像信号S1,S2は第２図
に示す画像処理表示装置30内の内部メモリから読み出さ
れ、先ずこれら２つの画像信号S1,S2がそれぞれ担持す
る各Ｘ線画像41,42の相対的な位置合わせが画像信号上
で行なわれる（特開昭58−163338号公報参照）。この位
置合わせ、第１図に示す２つのマーク８が重なるように
２つのＸ線画像を相対的に直線的な移動および回転移動
を行なうことにより行なわれる。

次に位置合わせ後の２つのＸ線画像の各画素毎に式 S3＝W1・S1−W2・S2＋Ｃ …（13） ただし、W1,W2は重み係数、 Ｃはバイアス分を表わす に従って演算を行なってサブトラクション画像信号S3が
求められる。

ここで上記（13）式を変形すると、 S3＝W2・（W1/W2・S1−S2）＋Ｃ …（14） となりW1/W2をαと置くと、 S3＝W2・（α・S1−S2）＋Ｃ …（15） と書き表わすことができる。ここでαは２つの重み係数
W1,W2の比W1/W2であり、ここではこのαを重み係数比と
呼ぶこととする。

ここで上記（15）式（上記（13）式と同等）に従って
演算を行なってサブトラクション画像信号S3を求めるに
あたり、上記（15）式のかっこ内、即ち S0＝α・S1−S2 …（16） の演算を各画素毎に行なって差分画像信号S0が求められ
る。尚本実施例では、画像処理装置30における、上記
（16）式に従って演算を行なう機能が本発明にいう差分
画像演算手段の一例と観念される。この差分画像信号S0
は各画素毎に求められたものであり、各画素毎に一つの
信号が対応している。

次に、これら各画素に対応する多数の差分画像信号S0
のうちの最大値S0max,最小値S0minを求める。ここでは
求められた最大値S0max,最小値S0min、さらに重み係数
比αの関数ｆ（α）,g（α）を用いて、（15）式の重み
係数W2と、バイアス分Ｃが求められる。第4A図，第4B図
は、重み係数比αの関数ｆ（α）,g（α）の一例を表わ
したグラフである。

ここではこれら第4A図，第4B図に示した関数ｆ
（α）,g（α）を用いて、式 W2＝1023×ｆ（α）／（S0max−S0min） …（17） Ｃ＝ｇ（α）−（S0max＋S0min）/2 …（18） を用いて重み係数W2,バイアス分Ｃが求められる。ここ
で、（17）式中の1023はCRTディスプレイ32（第２図参
照）に可視画像を表示する際の濃度（輝度）分解能を表
わしており、ｆ（α）＝１の場合、画像上の最大値S0ma
xを有する部分が表示可能な最大濃度（最小輝度）で表
示され、画像上の最小値S0minを有する部分が表示可能
な最小濃度（最大輝度）で表示されることを意味してい
る。

このように上記（17），（18）式で求められた重み係
数W2とバイアス分Ｃを用い上記（15）式に基づいてサブ
トラクション画像信号S3が求められる。求めたサブトラ
クション画像信号S3はCRTディスプレイ32に送られ、CRT
ディスプレイ32にはこのサブトラクション画像信号S3に
基づく可視画像が表示される。

ここで、α≒１は被写体中の主として骨部が記録され
た骨部画像43（第３図参照）を表わしαを１から２に近
づけると骨部と軟部との両者が記録された画像44とな
り、α≒２では被写体の軟部のみが記録された軟部画像
45となる。

骨部画像43、即ちα≒１の場合、第4A図に示すように
ｆ（α）≒0.3である。前述したように骨部画像は元来
ダイナミックレンジの狭い画像であるため、ｆ（α）＝
１、即ち骨部画像のダイナミックレンジCRTディスプレ
イ32に表示可能な最大のダイナミックレンジに調整する
とコントラストが強すぎ、かえって観察適性の低下を招
くため、ｆ（α）＝0.3と比較的小さな値としたもので
ある。また、骨部画像43の場合ｇ（α）≒430と比較的
小さい値を有している。この場合（18）式よりバイアス
分Ｃが小さい値となり、全体として白っぽい画像として
CRTディスプレイ32に表示されることになる。

一方、軟部画像45、即ちα≒２の場合、ｆ（α）＝0.
86,g（α）＝600となる。したがって軟部画像45の場合
は比較的高コントラストかつ全体の濃度（輝度）レベル
が中程度の可視画像としてCRTディスプレイ32に表示さ
れる。

尚、上記実施例では重み係数比α＝W1/W2の値に応じ
て値の変化する関数ｆ（α）,g（α）を用いて重み係数
W2,バイアス分Ｃを求めたが、重み係数W2,バイアス分Ｃ
は必ずしも重み係数比αの関数である必要はなく、骨部
画像から軟部画像に至る一連の画像のコントラストや平
均的な濃度（輝度）を固定しておいてもよい。

また上記実施例では、重み係数W2を求めるに際し、
（16）式に従って差分画像信号S0を求め、その最大値S0
maxと最小値S0minの差S0max−S0minを用い（17）式に従
って重み係数W2を求めたが、この差S0max−S0minに代え
て差分画像信号S0のばらつきの程度を指標する他の特徴
量、例えば差分画像信号S0の分散値等を用いてもよいも
のである。またこれと同様に、バイアス分Ｃを求めるに
際し、差分画像信号S0の最大値S0maxと最小値S0minとの
中央値（S0max＋S0min）/2を用い（18）式に従ってバイ
アス分Ｃを求めたが、この中央値（S0max＋S0min）/2に
代えて差分画像信号S0の平均的な値を指標する他の特徴
量、例えば差分画像信号S0の平均値，メジアン値，出現
頻度が最大となる差分画像信号S0の値等を用いてもよい
ものである。

さらに、上記実施例では重み係数W2,バイアス分Ｃを
求めるに際し、（16）式に従って差分画像信号S0を求め
たが、例えば胸部Ｘ線画像に限定した場合、重み係数比
αの各値に対する差分画像信号S0のばらつきの程度，平
均的な値は統計的に求めることができるため、重み係数
W2およびバイアス分Ｃの一方については差分画像信号S0
に基づいて求め、他方については、あらかじめ重み係数
比αの関数としての重み係数W2（α）もしくはバイアス
分Ｃ（α）を求めて記憶しておき、これを読み出して用
いるようにしてもよい。

第5A図，第5B図は、重み係数比αの関数としての重み
係数W2（α），バイアス分Ｃ（α）の一例を表わしたグ
ラフである。

即ち、上記重み係数W2およびバイアス分Ｃの一方につ
いてはこれらのグラフをあらかじめ記憶しておき、重み
係数比αの各値に従って重み係数W2（α）もしくはバイ
アス分Ｃ（α）を求め、上記重み係数W2およびバイアス
分Ｃの他方については前述の差分画像信号S0に基づいて
求め、これらに基づいて上記（15）式に従ってサブトラ
クション画像信号S3を求め、CRTディスプレイ32にこの
サブトラクション画像信号S3に基づく可視画像を再生表
示するようにしてもよい。

尚、重み係数W2（α）もしくはバイアス分Ｃ（α）を
あらかじめ記憶しておくように構成する場合において、
胸部Ｘ線画像のみでなく、腹部画像等種々の被写体部分
を取扱う場合には、これら各被写体部分毎にそれぞれ適
切な重み係数W2（α）もしくはバイアス分Ｃ（α）をあ
らかじめ記憶しておくようにしてもよい。

また、上記各実施例は人体の胸部を被写体とした二つ
のＸ線画像に基づいて骨部画像から軟部画像に至る一連
の画像を表示する例であるが、本発明は胸部画像に限ら
れるものではなく、同一被写体の二つの放射線画像のサ
ブトラクション処理を行なって該処理後の画像を表示す
る場合に広く適用できるものである。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明のエネルギーサブ
トラクション画像表示装置は、差分画像データS0の、ば
らつきの程度および平均的な値を指標するそれぞれ第一
および第二の特徴量に基づいて重み係数およびバイアス
分を求めるか、もしくはこれらの重み係数およびバイア
ス分を重み係数比αの関数として記憶しておくようにし
たため、重みづけを順次変更したサブトラクション画像
を求める際に適切なコントラスト，濃度（輝度）が自動
的に設定され、観察適性の優れた可視画像が表示され、
しかも使い勝手のよい装置となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｘ線撮影装置の概略図、 第２図は、Ｘ線画像読取装置と本発明のエネルギーサブ
トラクション画像表示装置の一例を内包した画像処理表
示装置の斜視図、 第３図は、画像処理表示装置内の内部メモリに記憶され
た第一および第二のＸ線画像を表わす２つの画像信号S
1,S2に基づいて、該画像処理表示装置内で行なわれる処
理の流れを表わした図、 第4A図，第4B図は、重み係数比αの関数ｆ（α）,g
（α）の一例を表わしたグラフ、 第5A図，第5B図は、重み係数比αの関数としての重み係
数W2（α），バイアス分Ｃ（α）の一例を表わしたグラ
フである。 １……Ｘ線撮影装置、３……Ｘ線 ４……被写体 5,7……蓄積性蛍光体シート ６……フィルタ、10……Ｘ線画像読取装置 17……光ビーム、19……回転多面鏡 22……輝尽発光光、23……光ガイド 24……フォトマルチプライヤ 30……画像処理表示装置 41……第一のＸ線画像、42……第二のＸ線画像 43……骨部画像 44……骨部と軟部の双方が記録された画像 45……軟部画像

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同一被写体の二つの放射線画像のそれぞれ
   を表わす二つの画像データをS1,S2、第一および第二の
   重み係数をそれぞれW1,W2、バイアス分をＣ、サブトラ
   クション画像データをS3としたとき、次の第一式 S3＝W1・S1−W2・S2＋Ｃ に基づき、かつ重み係数比α＝W1/W2を順次変更して、
   順次変更されたサブトラクション画像データS3を求める
   画像演算部と、該順次変更されたサブトラクション画像
   データS3に基づく順次変更されたサブトラクション画像
   を表示する表示部とを備えたエネルギーサブトラクショ
   ン画像表示装置において、 前記画像演算部が、 次の第二式 S0＝α・S1−S2 に基づいて差分画像データS0を求める差分画像演算手段
   と、 前記差分画像データS0のばらつきの程度を指標する第一
   の特徴量と前記差分画像データS0の平均的な値を指標す
   る第二の特徴量とを求める特徴量演算手段と、 前記第一の特徴量に基づいて前記第二の重み係数W2を求
   める重み係数演算手段と、 前記第二の特徴量に基づいて前記バイアス分Ｃを求める
   バイアス演算手段と、 前記重み係数演算手段で求められた第二の重み係数W2と
   前記バイアス演算手段で求められたバイアス分Ｃとを用
   いて、前記第一式に従ってサブトラクション画像データ
   S3を求めるサブトラクション画像演算手段とを備えたこ
   とを特徴とするエネルギーサブトラクション画像表示装
   置。
2. 【請求項２】各画素毎の前記差分画像データS0の最大値
   および最小値をそれぞれS0max,S0minとし、二つの定数
   をC1,C2としたとき、 前記第一の特徴量および前記第二の特徴量が、それぞれ
   S0max、−S0min,（S0max＋S0min）/2であり、 前記重み係数演算手段が、前記第二の重み係数W2を次の
   第三式 W2＝C1/（S0max−S0min） に従って求めるものであり、かつ 前記バイアス演算手段が前記バイアス分Ｃを次の第四式 Ｃ＝C2−（S0max＋S0min）/2 に従って求めるものであることを特徴とする請求項１記
   載のエネルギーサブトラクション画像表示装置。
3. 【請求項３】前記重み係数演算手段が、前記第一の特徴
   量とともに前記重み係数比αに基づいて前記第二の重み
   係数W2を求めるものであり、 前記バイアス演算手段が前記第二の特徴量とともに前記
   重み係数比αに基づいて前記バイアス分Ｃを求めるもの
   であることを特徴とする請求項１記載のエネルギーサブ
   トラクション画像表示装置。
4. 【請求項４】各画素毎の前記差分画像データS0の最大値
   および最小値をそれぞれS0max,S0min、前記重み係数比
   αを変数とした二つの関数をＦ（α）,G（α）としたと
   き、 前記第一の特徴量および前記第二の特徴量がそれぞれS0
   max−S0min,（S0max＋S0min）/2であり、 前記重み係数演算手段が、前記第二の重み係数W2を次の
   第五式 W2＝Ｆ（α）／（S0max−S0min） に従って求めるものであり、かつ 前記バイアス演算手段が、前記バイアス分Ｃを次の第六
   式 Ｃ＝Ｇ（α）−（S0max＋S0min）/2に従って求めるもの
   であることを特徴とする請求項３記載のエネルギーサブ
   トラクション画像表示装置。
5. 【請求項５】同一被写体の二つの放射線画像のそれぞれ
   を表わす二つの画像データをS1,S2、第一および第二の
   重み係数をそれぞれW1,W2、バイアス分をＣ、サブトラ
   クション画像データをS3としたとき、次の第八式 S3＝W1・S1−W2・S2＋Ｃ に基づき、かつ重み係数比α＝W1/W2を順次変更して、
   順次変更されたサブトラクション画像データS3を求める
   画像演算部と、該順次変更されたサブトラクション画像
   データS3に基づく順次変更されたサブトラクション画像
   を表示する表示部とを備えたエネルギーサブトラクショ
   ン画像表示装置において、 前記画像演算部が、 次の第九式 S0＝α・S1−S2 に基づいて差分画像データS0を求める差分画像演算手段
   と、 前記差分画像データS0のばらつきの程度を指標する第一
   の特徴量を求める特徴量演算手段と、 前記第一の特徴量に基づいて前記第二の重み係数W2を求
   める重み係数演算手段と、 前記重み係数比αを変数とした前記バイアス分Ｃを表わ
   す関数Ｃ（α）を記憶しておく記憶手段と、 前記重み係数演算手段で求められた第二の重み係数W2と
   前記記憶手段から読み出されたバイアス分Ｃとを用い
   て、前記第八式に従ってサブトラクション画像データS3
   を求めるサブトラクション画像演算手段とを備えたこと
   を特徴とするエネルギーサブトラクション画像表示装
   置。
6. 【請求項６】同一被写体の二つの放射線画像のそれぞれ
   を表わす二つの画像データをS1,S2、第一および第二の
   重み係数をそれぞれW1,W2、バイアス分をＣ、サブトラ
   クション画像データをS3としたとき、次の第十式 S3＝W1・S1−W2・S2＋Ｃ に基づき、かつ重み係数比α＝W1/W2を順次変更して、
   順次変更されたサブトラクション画像データS3を求める
   画像演算部と、該順次変更されたサブトラクション画像
   データS3に基づく順次変更されたサブトラクション画像
   を表示する表示部とを備えたエネルギーサブトラクショ
   ン画像表示装置において、 前記画像演算部が、 次の第十一式 S0＝α・S1−S2 に基づいて差分画像データS0を求める差分画像演算手段
   と、 前記差分画像データS0の平均的な値を指標する第二の特
   徴量を求める特徴量演算手段と、 前記第二の特徴量に基づいて前記バイアス分Ｃを求める
   バイアス演算手段と、 前記重み係数比αを変数とした前記第二の重み係数W2を
   表わす関数W2（α）を記憶しておく記憶手段と、 前記記憶手段から読み出された第二の重み係数W2と前記
   バイアス演算手段で求められたバイアス分Ｃとを用い
   て、前記第十式に従ってサブトラクション画像データS3
   を求めるサブトラクション画像演算手段とを備えたこと
   を特徴とするエネルギーサブトラクション画像表示装
   置。