JPH03107136A

JPH03107136A - 放射線画像情報読取装置

Info

Publication number: JPH03107136A
Application number: JP1243636A
Authority: JP
Inventors: Fumihiro Namiki; 並木　文博; Shiro Takeda; 武田　志郎; Isamu Yamada; 勇山田; Nobushiro Shimura; 孚城志村
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-09-20
Filing date: 1989-09-20
Publication date: 1991-05-07

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】（概　要〕Ｘ線撮影における放射線画像情報読取装置に関し、医師又は放射線技師が自由に信号読取強度範囲を指定し
、常に最適な条件で画像を読み取ることが可能な放射線
画像情報読取装置を提供することを目的とし、放射線画像情報を蓄積した蓄積性蛍光体板又はシートに
励起光ビームを走査することにより、前記放射線画像情
報に対応した輝尽発光光を発生させ、前記輝尽発光光を
光電変換して電気信号として読み出し放射線画像情報を
得る放射線画像情報読取装置であって、放射線照射前に
、予め放射線画像情報読取装置に記憶させておいた放射
線画像信号強度の標準ヒストグラムを表示し、前記標準
ヒストグラム上で指示された信号強度範囲のみを本読取
時に画像信号として読み取るように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、放射線画像情報を蓄積した蓄積性蛍光体板若
しくはシートに励起光ビームを走査することにより、前
記放射線画像情報に対応した輝尽発光光を発生させ、前
記輝尽発光光を光電変換して電気信号として読み出し放
射線画像情報を得る放射線画像情報読取装置に関し、特
に、蓄積性蛍光体板若しくはシートに蓄積記録された放
射線画像情報の中から、実際に読み出す信号の強度範囲
を決定することが可能な放射線画像情報読取装置に関す
る。

〔従来の技術〕

従来からＸ線画像のような放射線画像は病気診断様等に
広く用いられている。Ｘ線画像を得るための手段として
は、被写体を透過したＸ線を蛍光体層（蛍光スクリーン
）に照射しこれにより可視光を生じさせこの可視光を銀
塩フィルムに照射し現像した放射線写真が従来より利用
されている。

一方、高感度、高解像度のＸ線逼影システムとして、従
来の銀塩感光剤をシート状に塗布したフィルムに間接或
いは直接放射線の二次元像を記録する方法に代わり、蓄
積性蛍光体を使用する方法が利用され始めている。この
方法に関しては基本的な方式として、米国特許第３，８
５９，５２７号に開示されている。

このシステムに使用される蛍光体は、Ｘ線等の放射線エ
ネルギを受けるとその蛍光体結晶中にエネルギを蓄積す
る所謂蓄積性蛍光体と呼ばれるもので、この蓄積状態は
比較的安定であり長時間にわたり保持される。この状態
にある蛍光体に励起光として作用する第１の光を照射す
ると蓄積されているエネルギに対応した強度の輝尽発光
光が第２の光として放出される。この場合、第１の光は
可視光に限らず赤外線から紫外線の範囲の広い範囲の波
長の光が使用される。但し、その選択は使用される蛍光
体材料により相違する。第２の光も赤外線のものから紫
外線のものまで各種存在し、その違いも使用する蛍光体
材料に依存する。

この蓄積性蛍光体の特性を利用し人体等の被写体を透過
して放射線を蓄積性蛍光体に照射記録し、放射線画像情
報を得るＸ線撮像システムが実用化されている。具体的
には被写体のＸ線情報を蓄積記録した蓄積性蛍光体板又
はシートにレーザ光等の励起光を走査することにより輝
尽発光光を発光させ、この光を集光し受光して光電変換
器により電気信号に変換することにより、蓄積された放
射線の強度に比例した電気信号を得る。その後、この電
気信号に画像処理を施し銀塩フィルム上にプリントした
り、ＣＲ，Ｔ上に表示することにより可視化された放射
線画像が得られる。

この場合、放射線画像情報を得るための読出し条件を決
定するために、蓄積記録されている画像情報の概略を読
出しを行う前に予め知ることは、得られる放射線画像の
階調性等を向上させるために重要である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のように、放射線画像情報を得るための読出しく以
下、本読取）に先立って、画像情報の概略を読出す（以
下、先読取）の方法としては、例えば、特開昭６０−１
８５９４４号、特開昭６０−２８０１６３号に開示され
ている。これらでは、本読取に先立って本読取に用いら
れた励起光よりも低レベルの励起光により蓄積性蛍光体
シートを走査し、シートより発光した輝尽発光の光量を
測定し先読取情報を得る方法である。

さらに、特開昭５５−５０１８０号、特開昭５６−１１
３４８号に他の方法が開示されている。これらの方法で
はＸ線が蓄積性蛍光体シートに照射された時に発生する
瞬時発光光を、蓄積性蛍光体シートの裏側に配列した多
数個のフォトダイオード等の光電変換素子で受光し先読
取情報を得る方法がある。この方法は、瞬時発光光の強
度が本読取時の輝尽発光光の強度に比例するという性質
を利用したものである。

このような方法で得た先読取情報により、蓄積記録した
画像情報の出現強度範囲やそのヒストグラムを知ること
ができ、本読取する際の光電子増倍管の増倍率や初段の
増幅率等を決定することができる。

しかし、このような先読取情報には被写体を通らず直接
蓄積性蛍光体シートに到達した強いＸ線領域や、照射野
しぼり又はＸ線防護服等で遮蔽された弱いＸ線領域等の
診断には不必要な情報を含んでいる。さらに、診断目的
や撮影方法等により必要とされる情報の強度領域が異な
る。例えば、胸部の単純撮影の場合、診断目的が肺野部
であるのか骨部であるのかで読み込む信号強度領域が異
なる。

このような本読取の条件を決定する条件として、前述の
特開昭６０−１８５９４４、特開昭６０−２８０１６３
に開示されているように、先読取で得られた情報のヒス
トグラムの最大値から下０桁まで、又は最小値から上０
桁まで読み込む手法が知られている。しかし、この方法
では撮影する部位毎に、又は目的毎に桁数ｎを設定しな
ければならず制御及び操作が煩雑となる。又、診断目的
によって最小値も最大値も含まない強度領域の信号が必
要な場合もありこのような場合には対応できない。

さらに、特開昭５６−１１３４８号、特開昭６２−７７
７５８号に他の方法が開示されている。この方法は先読
取で得られた情報のヒストグラムの最大値と最小値を求
め、その平均値を中心にして所定範囲の強度領域の信号
を読み込むものである。

しかし、この方法ではＸ線照射の視野内に金属片や造影
剤等のＸ線透過率の低い物質が存在すると最小値は必要
以上に小さい値となり、得られる画像は全体的に濃度が
高く階調性の悪いものとなってしまうという問題がある
。

この問題点を解決するためには、例えば、放射線を照射
した後、先読取情報のヒストグラムを本読取実行前記表
示し、そのヒストグラムの中から医師又は放射線技師が
信号読取強度範囲を指定し、その強度範囲のみを読み込
むように本読取条件を設定する方法が考えられる。しか
し、この方法では放射線を照射した後に強度範囲の指定
等の操作を行うための時間がかかるという問題が新たに
生じる。一般に蓄積性蛍光体板又はシートに記録された
信号強度は時間と共に減衰してしまうので放射線を照射
した後は出来るだけ短時間内に本読取を行うことが望ま
しい。

本発明の目的は、医師又は放射線技師が自由に信号読取
強度範囲を指定し、かつ読取条件を決定する機構に学習
機能を付加することにより、常に最適な読取条件で画像
を読み取ることが可能な放射線画像情報読取装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、放射線画像情報を蓄積した蓄積性蛍光体板又
はシートに励起光ビームを走査することにより、前記放
射線画像情報に対応した輝尽発光光を発生させ、前記輝
尽発光光を光電変換して電気信号として読み出し放射線
画像情報を得る放射線画像情報読取装置であって、放射
線照射前に、予め放射線画像情報読取装置に記憶させて
おいた放射線画像信号強度の標準ヒストグラムを表示し
、前記標準ヒストグラム上で指示された信号強度範囲の
みを本読取時に画像信号として読み取ることを特徴とす
る。

〔作　用〕

本発明による放射線画像情報読取装置は、学習機能を付
加したことにより、本読取時に得られる画像信号のヒス
トグラムＨ３を放射線を照射する前に予測して標準ヒス
トグラム旧として表示し、このヒストグラムの中から医
師又は放射線技師が信号読取強度範囲を指定できるよう
にしたものである。

第１図は本発明の詳細な説明図である。

■先ず、医師又は放射線技師が放射線照射条件、撮影部
位、被写体の幾何学的形状等（これらを以下、撮影条件
と称する）及び診断目的を制御コンソールから入力する
。

■放射線画像情報読取装置に記憶された標準的なヒスト
グラムの中から、同じ撮影条件のものを標準ヒストグラ
ム）ＩＩとしてＣＩ？Ｔ上に表示する。このとき、併せ
て過去に記憶した同じ診断目的の信号読取範囲及びその
位置（Ｘ線強度位置）も表示する。医師又は放射線技師
は表示された信号読取範囲及びその位置が不都合であれ
ば、新たにその標準ヒストグラムＨ１の中から、診断目
的に応じた信号範囲Ｌ（ラティチュード）及びその位置
を指定し撮影を行う。装置に記憶された標準的なヒスト
グラム中に同じ撮影条件のものが無い場合の処理は後述
する（第４図参照）処理を行う。

■実際の盪影後、例えば上述したような瞬時発光光等に
よる手法で先読取した情報のヒストグラムＨ２を求める
。この場合、被写体のＸ線透過率の相違やＸ線管球の経
時変化等により、実際に得られたヒストグラムＨ２は、
形状や出現強度位置等が標準ヒストグラムＨ１と相違す
ることがある。

■実際に得られたヒストグラムＨ２と標準ヒストグラム
Ｈ１の相関を求め、相関が最大になるように標準ヒスト
グラム旧をＸ線強度方向に平行移動する。相関を計算す
る手法については第５図にて詳述する。

０以上のようにすると、標準ヒストグラムＨ１上で指定
されたラティチュードし及びその位置が実際に得られた
ヒストグラムＨ２上にＬｏとして投影される。このＬｏ
の情報は本読取部に転送されこれから本読取の条件を決
定する。

■次に標準ヒストグラム８１と実際に得られたヒストグ
ラムＨ２の差分を計算する。

■そして、撮影条件、診断目的と同時に標準ヒストグラ
ム記憶部に転送し、標準ヒストグラムの形状を補正し、
これらの情報に対応した新たな標準ヒストグラムとして
格納する。この時に、選択された新たな信号範囲Ｌ“の
情報も格納する。

上述の過程を繰り返すことにより、撮影条件を入力した
時に出力される標準ヒストグラム■１は、次第に後の先
読取で得られる実際のヒストグラムＨ２に近いものとな
る。さらに、診断目的によって最適な信号範囲り及びそ
の位置を自動的に設定することも可能になり、段階■の
操作は充分学習した後は必要無くなる。

このように、本発明による放射線画像情報読取装置は、
撮影条件を入力することにより最適な読取信号強度範囲
を精度良く設定することができる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面に沿って説明する。

第２図は本発明の一実施例構成図である。図中、１．１
は制御コンソールであり、医師又は放射線技師はこのコ
ンソールから、Ｘ線管管電圧、管電流、照射時間、撮影
部位、被写体の幾何学的情報（体の厚さ）（以下これら
をまとめて撮影条件）及び診断目的を入力する。これら
の撮影条件及び診断目的は内蔵のインターフェースを介
して学習機能２に送られる。このときＸ線管１．２に取
りつけた超音波距離計１．３により測定されたＸ線管か
ら被写体３．０又は読取装置３までの距離も同時に学習
機能部２の送られる。

学習機能部２ではこれらの情報がら被写体に入射するＸ
線線量や蓄積性蛍光体シート３．１に到達するＸ線線量
等を予測し、その他の撮影条件を考慮して標準ヒストグ
ラム記憶部２．１に格納し、過去に学習記憶した標準ヒ
ストグラムの中から同じ撮影条件のものを選択しＣＲ７
画面１．６に表示する。

ここで、学習記憶した標準ヒストグラムの数が少なくて
同じ撮影条件のものが無い場合には、最も近い標準ヒス
トグラムより推定する。例えば、記憶された標準ヒスト
グラムの一次モーメントと被写体に入射するＸ線線量の
関係が第４図に示した関係にある場合に、点ｌ及び点２
の標準ヒストグラムが記憶されていれば、その中間の未
知の点３の一次モーメント値を推定することができる。

この−次モーメントはヒストグラムの重心の位置を表し
ているので、点ｌ又は点２の標準ヒストグラムを一次モ
ーメントの差分だけＸ線強度方向（信号強度方向）に平
行移動すれば未知の点３のヒストグラムが求まる。

このようなヒストグラムのＸ線強度方向の平行移動は被
写体に入射するＸ線線量の違いにより生じるが、Ｘ線管
管電圧や被写体の厚さや性質が変化した場合にはヒスト
グラムの形状も変化する。

しかし、このような形状の変化もより高次のモーメント
を求めることにより推定することが可能である。また、
このような撮影条件に対応したヒストグラムの特徴量と
して、上述したモーメントの他にヒストグラムの最小信
号強度、最大信号強度、ピーク位置、ピーク数等を利用
して推定することも可能である。

このようにして求めた標準ヒストグラムＨ１は、実際に
Ｘ線が照射されたときに蓄積性蛍光体シート３．１に蓄
積記録される信号のヒストグラムＨ３を予測したもので
あり、例えば、胸部の単純撮影等では、信号強度の強い
肺野部から弱い骨部また場合によっては人体の近傍を素
通りしてきた非常に強い信号、及び照射野しぼりや防護
服等で遮蔽された非常に弱い信号等も含まれることがあ
る。この場合、ヒストグラムにおける最大値と最小値の
差は非常に大きくなる可能性があり、このような広い範
囲の信号を読み取って可視像として再生した場合には階
調性が非常に悪いものになってしまう。

そこで、本発明では診断目的から必要とされる信号の強
度範囲を医師又は放射線技師が指定する。

画面１．６の例では肺野部の診断を目的とした場合の信
号幅Ｌ（ラティチュード）がその指定であり、縦隔部ま
で描出したい場合には信号幅りの最小値を骨部まで拡大
するか、又は皮膚部まで描出したい場合には信号幅りの
最大値を皮膚部まで拡大する。このように、本発明の方
法では医師又は放射線技師が自由に描出したい画像の信
号幅を指定することができる。さらに、この信号幅は先
に入力した診断目的と対応するものなので、標準ヒスト
グラム旧を表示するときに同じ診断目的の過去のデータ
から信号幅りを自動的に表示する。この表示された信号
幅して不都合な場合には医師又は放射線技師は適当な値
に変更し、その情報は新たな標準ヒストグラム記憶部２
．１に記憶される。このような過程で充分学習した後は
特殊な場合を除いて医師又は放射線技師は信号幅りを毎
回指定する必要がなくなる。

以上の過程が完了すると制御コンソール１．１に入力さ
れたＸ線照射条件によりＸ線管１．２が制御されＸ線が
被写体３．０に照射される。被写体を透過し蓄積性蛍光
体シート３．１に蓄積記録された信号は先読取部３．２
において、先読取を行い実際のヒストグラムＨ２を求め
、相関解析部２．２に送られる。このとき、Ｘ線線量の
変動や被写体（人体）の特性の相違により実際に得られ
るヒストグラムＨ２は形状や出現強度位置等が標準ヒス
トグラムＨ１とは異なることがある。

相関解析部２．２ではヒストグラムＨ１とＨ２の相関を
求め、相関が最大に成るように標準ヒストグラムＨ１を
Ｘ線強度方向に平行移動させる。相関の最大値を求める
方法の以下に説明する。

第５図は相関の最大値を求める方法の説明図である。標
準ヒストグラムＨ１の確立密度関数をＰｏ（ｘ）実際に
得られたヒストグラムＨ２の確立密度関数をＰ＋（ｘ）
とし、それぞれのヒストグラムの一次モーメントｌ１ｌ
（ｌＩ＋　１１１１及び二次モーメント（分散）ｌｏｗ
Ｉｌｌ□を求める０次にモーメントの比、Ｉｌｌ□／１
ｓｏｚだけ一次モーメントｌｌｌ！からヒストグラムＨ
２の幅を変化させることによってヒストグラムの幅を概
略同一とした後、以下の式が最大となるようなτを計算
により求める。

ここで、相関が最大になるτ、はヒストグラムＨ１とＨ
２の一次モーメントのずれ量、即ち、＋１１０１１、を
表す。

次に相関が最大になるτ、を用いて標準ヒストグラム旧
上で指定された信号幅りを補正してヒストグラムＨ２上
に信号幅Ｌ°　として投影する。

具体的にはまず信号幅りの中心値を求めその値をτ、だ
けずらしたものを信号幅Ｌ″の中心値とする。次にヒス
トグラム旧とＨ２の二次モーメント１１１０２＋　ｍＨ
ｚから次式の如く決定する。

Ｌ′　・　（Ｌｘ／ｍａｚ　　）　　Ｘ　　Ｌ読取条件
決定部２．３では、このＬ′の情報に基づき本読取部の
光電子増倍管の増倍率や増幅器の増幅条件を決定し、こ
の条件を本読取部３．３に転送する。

次に上記標準ヒストグラムＨ１と実際のヒストグラムＨ
２の差分を差分計算部２．４にて計算し、標準ヒストグ
ラム記憶部２．１に転送し、標準ヒストグラム形状を補
正する。補正されたヒストグラムは、↑液形条件、診断
目的、撮影部位、被写体の幾何学的情報等と同時にこれ
らの情報に対応した標準ヒストグラムとして記憶する。

また、このときに選択されたＬ′の情報も記憶する。

先読取部３．２から本読取部３．３に搬送された蓄積性
蛍光体板又はシート３．１は読取条件決定部２．３から
の読み取り条件に従って本読取される。

第３図は第１図の本読取部３．３の詳細図である。

励起光光源３．４として波長７８０　ｎ＋ａの半導体レ
ーザを使用し、ガルバノメータ３．５により主走査方向
にレーザビームを走査する。また精密微動台３．７によ
って主走査方向と直交する方向に蓄積性蛍光体板又はシ
ート３．１を移動させるこにより励起光を蓄積性蛍光体
板又はシートの全面に走査することができる。レーザビ
ームの１走査により発生した輝尽発光光は、オプティカ
ルファイバ３．８を多数本束ねた導光路で集光されフォ
トマルティプライヤ３．９に導かれる。

このとき導光路３．８とフォトマルティプライヤ３．９
の間には、励起光レーザの波長の光は透過せず、かつ輝
尽発光光の波長の光を透過させるフィルタ（図示せず）
を配置する。このフィルタにより選択的に取り出された
輝尽発光光はフォトマルティプライヤ３．９にて電気信
号に変換され、初段増幅器３．ｌＯによりＡ／Ｄ変換器
３．１１に最適な信号レベルに増幅される。Ａ／Ｄ変換
器３．１１によりディジタル信号化された画像データは
画像メモリ３．１２に格納され、その後に画像処理を施
し画面１．６やハードコピーに出力される。

このような過程を繰り返すことにより、標準ヒストグラ
ム記憶部２．１には学習機能により次第に実際に得られ
る信号のヒストグラムに近い標準ヒストグラムが記憶さ
れることになり、医師又は放射線技師は通常のＸ線撮影
時には必ず入力する必要のあるＸ線管管電圧、管電流、
照射時間等のＸ線照射条件の他に描影部位、診断目的、
被写体の幾何学的情報を入力するだけで、最適な読み取
り条件による最適な階調特性を持った画像が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば本読取時に読み込
む信号強度範囲を、放射線照射前に精度良くかつ自由に
指定することが可能となり、得られる画像の階調性の改
善及び読取ミスの低減に寄与する効果が大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図、第２図は本発明の一実施例構成図、第３図は本発明の本読取部の構成図、第４図は本発明の標準ヒストグラムの推定法の一例のグ
ラフ、及び第５図は本発明のヒストグラムの相関を求める方法の一
例の説明図である。（符号の説明）１、１・・・制御コンソール、１．２・・・Ｘ線管、１．３・・・超音波距離計、１．６・・・ＣＲＴ　：、２・・・学習機能部、２．１・・・塩標準ヒストグラム記憶部、２．２・・・
相関解析部、２．３・・・読取条件決定部、２．４・・・差分計算部、３・・・読取装置、３．１・・・蓄積性蛍光体板又はシート、３．２・・・
先読取部、３．３・・・本読取部、３．４・・・励起光光源、３．５・・・ガルバノメータ、３．６・・・「θレンズ、３．７・・・精密微動台、３．８・・・導光路、３．９・・・光電変換器、３．１０・・・初段増幅器、３．１１・・・Ａ／Ｄ変換器、３．１２・・・画像メモリ。

Claims

【特許請求の範囲】１、放射線画像情報を蓄積した蓄積性蛍光体板又はシー
トに励起光ビームを走査することにより、前記放射線画
像情報に対応した輝尽発光光を発生させ、前記輝尽発光
光を光電変換して電気信号として読み出し放射線画像情
報を得る放射線画像情報読取装置において、放射線照射
前に、予め放射線画像情報読取装置に記憶させておいた
放射線画像信号強度の標準ヒストグラムを表示し、前記
標準ヒストグラム上で指示された信号強度範囲のみを本
読取時に画像信号として読み取ることを特徴とする放射
線画像情報読取装置。２、前記標準ヒストグラムと、実際に放射線を照射した
後、先読取手段により得られた実際のヒストグラムとの
差から、放射線照射前に指示された読取信号強度範囲を
補正し、前記補正された信号強度範囲のみを本読取時に
画像信号として読み取る請求項１に記載の放射線画像情
報読取装置。３、前記標準ヒストグラムと、実際に放射線を照射した
後、先読取により得られた実際のヒストグラムとの差を
、放射線照射条件、撮影部位、診断目的、被写体の幾何
学的情報と共に記憶し、以降、表示する標準ヒストグラ
ムの形状をこれらの記憶情報に基づき修正する請求項１
に記載の放射線画像情報読取装置。