JPH03132643A - 放射線画像読取装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、放射線画像が蓄積記録された蓄積性蛍光体シ
ートに励起光を照射し、これにより発光された輝尽発光
光を読み取って画像信号を得る放射線画像読取装置に関
するものである。

（従来の技術） 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
ギーに応じて輝尽発光を示す蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光
体）が知られており、この蓄積性蛍光体を利用して人体
等の被写体の放射線画像を一部シート状の蓄積性蛍光体
に撮影記録し、この蓄積性蛍光体シートをレーザー光等
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
信号に基づき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画像
記録再生システムが本出願人により提案されている（特
開昭５５−１２４２９号、同５Ｂ−１１３９５号、同５
５−１８３４７２号、同５Ｂ−１０４６４５号。

同５５−１１１３３４０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出域にわたって画
像を記録しうるという実用的な利点を有している。すな
わち、蓄積性蛍光体においては、放射線露光量に対して
蓄積後に励起によって輝尽発光する発光光の光量が極め
て広い範囲にわた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
発光光の光量を読取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に変換し、この電気信
号を用いて写真感光材料等の記録材料、ＣＲＴ等の表示
装置に放射線画像を可視像として出力させることによっ
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。

ところで、蓄積性蛍光体は前述したように励起光を照射
すると蛍光体中に蓄積された放射線エネルギーを輝尽発
光光として放出する性質を有するが、輝尽発光は励起光
照射開始時点から急速に（例えば数百ｎ５ｅｃ、　）は
ぼ最高の発光強度に達し、その後発光強度はゆっくりと
低下し、励起光照射が終ってもいわゆる残光として、そ
の蛍光体特有の応答時間（例えば、時定数０．８μＳｅ
ｅ、程度）に対応した発光が続く。従って蓄積性蛍光体
シートを励起光で走査しながら時系列的に発せられた輝
尽発光光を光電的に検出すると、励起光照射中の画素か
らの発光成分ばかりでなく、すでに照射が終った画素か
らの残光成分も照射中の画素の放射線画像情報成分とし
て検出するので、画素間の信号の分離が完全にされず得
られる画像の鮮鋭度が低下してしまうという現象が生じ
る。このため輝尽発光光を受光器で受光して得た信号に
該信号の微分値を加算する補正（以下、「微分補正」と
呼ぶ。）を行なう微分補正器を備え、上記応答遅れを微
分補正した後対数増幅器により対数圧縮を行なっている
。

第５図は、輝尽発光光を読み取って画像信号を得る従来
の受光回路の一例を表わした概略図である。

輝尽発光光１は光電子増倍管（フォトマルチプライヤ）
２で受光さる。フォトマルチプライヤ２で得られた電気
信号（電流信号）は、演算増幅器（オペアンプ）ＯＰｌ
および抵抗Ｒ１からなるＩ／Ｖ変換器３に入力されて電
圧信号に変換される。

この電圧信号は次に図示のように接続されたオペアンプ
ＯＰ２および抵抗Ｒ２〜Ｒ４、コンデンサＣ１からなる
微分補正器４に入力される。この微分補正器４は前述し
た輝尽発光光の応答遅れを微分補正するものである。輝
尽発光光の光量と比例する信号を微分補正すると、輝尽
発光光の応答遅れをほぼ完全に補正することができる（
特開昭５９−１０５７５９号公報参照）。この微分補正
器４の出力信号は対数変換器５に入力されて対数変換さ
れ、その後、通常、図示しないＡ／Ｄ変換器によりディ
ジタルの画像信号に変換される。

（発明が解決しようとする課題） ところで、放射線画像が蓄積記録された蓄積性蛍光体シ
ートから発せられた輝尽発光光は、微弱な光から強い光
までの極めて広範囲の光量幅（たとえば４桁（１：１０
’）程度）を有している。この程度の光量幅であっても
受光器としてたとえば高性能のフォトマルチプライヤ等
を用いると十分な精度および十分な速度で各光量に比例
する電気信号を得ることができる。

しかし、輝尽発光光の応答遅れを微分補正するためにフ
ォトマルチプライヤ２で得られた電流信号をＩ／Ｖ変換
器３で電圧信号に変換する必要があり、このＩ／Ｖ変換
器３は３桁程度のダイナミックレンジしかないため、受
光回路全体としてのダイナミックレンジがこの３桁程度
に制限されてしまい、これが最終的に得られる再生画像
の画質をさらに向上させる際の妨げとなっていた。

本発明は、上記事情に鑑み、ダイナミックレンジが広く
かつ実用上十分な輝尽発光光の応答遅れ補正を行なうこ
とのできる受光回路を備えた放射線画像読取装置を提供
することを特徴とする特許である。

（課題を解決するための手段） 放射線画像が蓄積記録された蓄積性蛍光体シートに励起
光を照射して該蓄積性蛍光体シート上を二次元的に走査
する走査手段と、前記蓄積性蛍光体シートから発せられ
た輝尽発光光を受光して前記放射線画像を表わすアナロ
グ画像信号を出力する受光器と、前記アナログ画像信号
を入力し対数変換して対数画像信号を出力する対数変換
器と、前記対数画像信号を入力し該対数画像信号に該対
数画像信号の微分値を加算することにより前記励起光の
照射に対する前記輝尽発光光の応答遅れを補正する微分
補正器とを備えたことを特徴とするものである。

（作　　用） 本発明は、上記のように、輝尽発光光を受光器で受光し
て得られたアナログ画像信号を先ず対数変換器に入力し
て対数画像信号を得た後、微分補正器に入力することを
特徴とする。

対数画像信号は輝尽発光光の光量そのものと比例する信
号ではないため、この対数画像信号について前述した特
開昭５９−１０５７５９号公報に記載された方法を適用
して微分補正しても厳密には輝尽発光光の応答遅れを補
正することはできない。しかし蓄積性蛍光体シート全体
から得られる輝尽発光光の光量が４桁（１：１０４）等
の広範囲の光量幅を有していても互いに隣接した画素の
間でたとえば２桁等に急激に変化することは極めて少な
く、通常はたとえば０．１桁以下等の微小な変化を繰り
返すことかほとんどである。

また、微分補正は入力する信号変化幅が小さい場合は、
対数圧縮した後の信号を微分補正してもその誤差は小さ
く、幅が大きい場合に誤差が大きくなるという性質を有
する。

本発明は上記の点に着目してなされたものであり、受光
器で得られたアナログ画像信号を直接対数圧縮すること
としたものである。対数圧縮された信号はダイナミック
レンジが小さく、したがって微分補正を行なうことが受
光回路全体のダイナミックレンジを制限することはなら
ず、また上記のようにこの微分補正により実用上十分に
輝尽発光光の応答遅れを補正することができる。

（実　施　例） 以下本発明の実施例について説明する。

第１図は、本発明の放射線画像読取装置の一実施例の概
略構成図である。

放射線画像が記録された蓄積性蛍光体シート１１がこの
画像読取装置１０の所定位置にセットされる。

この所定位置にセットされた蓄積性蛍光体シート１１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１３により、矢印Ｙ方向に搬送（
副走査）される。一方、レーザー光源１４から発せられ
た光ビーム１５はモータ２３により駆動され矢印方向に
高速回転する回転多面鏡１６によって反射偏向され、ｆ
θレンズ等の集束レンズ１７を通過した後、ミラー１８
により光路を変えて前記シート１１に入射し副走査の方
向（矢印Ｙ方向）と略垂直な矢印Ｘ方向に繰り返し主走
査する。これにより、シート１１の光ビーム１５が照射
された箇所から蓄積記録されている放射線画像情報に応
じた光量の輝尽発光光１９が発散され、この輝尽発光光
１９は光ガイド２０によって導かれ、フォトマルチプラ
イヤ（光電子増倍管）２１によって光電的に検出される
。

輝尽発光光１９は蓄積性蛍光体シート１１の各部分に照
射された放射線の線量と広範囲にわたってほぼ比例して
おり、該シート１１に蓄積記録された放射線画像を表わ
す輝尽発光光の光量は約４桁の範囲（読み取るべき輝尽
発光光のうちの最も微弱な光の強度を１，０としたとき
、読み取るべき輝尽発光光のうちの最も光量の大きい光
が約１．０　Ｘ１０４の強度を有する範囲）にわたって
いる。

上記光ガイド２０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２０ａが
蓄積性蛍光体シート１１上の主走査線に沿って延びるよ
うに配され、円環状に形成された射出端面２０ｂにフォ
トマルチプライヤ２１の受光面が結合されている。入射
端面２０ａから光ガイド２゜内に入射した輝尽発光光１
９は、該光ガイド２ｏの内部を全反射を繰り返して進み
、射出端面２０ｂがら射出してフォトマルチプライヤ２
１に受光され、放射線画像を表わす輝尽発光光１９の光
量がフォトマルチプライヤ２１によって電気信号（電流
信号）に変換される。

フォトマルチプライヤ２１から出力されたアナログ画像
信号Ｓ＾は該フォトマルチプライヤ２１に入射した輝尽
発光光１９の光量と比例した電流信号であり、したがっ
てこの画像信号ｓＡも約４桁のダイナミックレンジを有
している。

このアナログ画像信号ｓＡは対数変換器２４に入力され
て対数画像信号ｓＬに変換される。この対数画像信号ｓ
Ｌは微分補正器２５に入力され、輝尽発光光１９の応答
遅れの補正が行なわれる。この補正の行なわれた信号は
Ａ／Ｄ変換器２６に入力されディジタルの画像信号Ｓｏ
に変換される。

ここで従来のように輝尽発光光１９の光量に比例した画
像信号について微分補正を行なうことに代えて、対数画
像信号について微分補正を行なうことの効果および誤差
を確認する実験結果について説明する。蓄積性蛍光体シ
ート１■に正確なサイン波や矩形波等を表わす放射線画
像を蓄積記録することは困難であるため、以下にはこれ
をシミュレートシた実験結果を示す。

第２図は、輝尽発光光の受光回路をシミュレートした実
験回路の回路図である。この実験回路では実際の受光回
路よりも低周波数領域でシミュレートすることができる
よう、輝尽発光光の応答遅れの時定数を約３２μｓｅｃ
、に設定している。

図の入力端子３１にはサイン波や矩形波の信号を出力す
る発振器が接続される。入力端子３Ｉから入力された信
号はオペアンプＯＰ３に入力抵抗Ｒ５（３３にΩ）、帰
趨抵抗Ｒ６（３３にΩ）、帰環コンデンサＣ２（１０ｐ
Ｆ）が図示のように接続されてなる入力バッファ回路３
２を経由した後、輝尽発光光の応答遅れを模擬する応答
遅れ回路３３に入力される。この応答遅れ回路３３はオ
ペアンプＯＰ４に入力抵抗Ｒ７（１８にΩ）、帰環抵抗
Ｒ８（１８にΩ）、帰環コンデンサＣ３（１７９０ｐ　
Ｆ）　、出力抵抗Ｒ９（３３にΩ）が図示のように接続
されてなる。

この応答遅れ回路３３による応答遅れの時定数ＣＲは、
ＣＲ−１７９０ＸｌＯ”　Ｘ１８ｘｌＯ３＋３２．２　
（ｃｚｓｅＣ，）であり、したがってカットオフ周波数
ｆｃは、となる。

この応答遅れを有する信号が対数変換器３４に入力され
対数変換されて対数信号が得られ、この対数信号が微分
補正回路３５に入力される。この微分補正回路３５は、
入力抵抗Ｒｓを介して対数変換器３４の出力端子がオペ
アンプＯＰ５のマイナス入力端子に接続されるとともに
、互いに直列に接続された可変抵抗器ＲＶ、コンデンサ
Ｃｏを介しても対数変換器３４の出力端子とオペアンプ
ＯＰ５のマイナス入力端子とが接続されている。またこ
のオペアンプＯＰ５は帰還抵抗Ｒｆ’を備えている。こ
のオペアンプＯＰ５の出力端子は実験回路３０の出力端
子３Ｂに接続されている。また、対数変換器３４の出力
端子３７の信号（対数信号）も中間端子３７により観察
できるよう構成されている。ここで微分補正回路３５の
可変抵抗Ｒｖの抵抗値を変化させることにより、対数変
換器３４の出力信号（対数信号）に加算される該対数信
号の微分値の割合が変化し、これにより微分補正のレベ
ルを定めることができる。

第３図は、第２図に示す実験回路３０の入力端子３１に
、蓄積性蛍光体シートに蓄積記録された放射線画像が口
、３桁ステップ的に変化したことに対応する矩形波を入
力したときの応答波形を表わした図である。同図（ａ）
は、出力端子３６で観察された波形であり、同図（ｂ）
は、中間端子３７で観察された波形である。微分補正回
路３６は可変抵抗器Ｒｖを調整することにより、最も適
正に補正されている。

同図（ａ）に示すように、０．３桁ステップ的に立ち上
がると多少応答遅れが残り、０．３桁ステップ的に立ち
下がると多少のアンダーシュートが発生するが、微分補
正を行なわない場合（同図（ｂ））と比べ波形が格段に
改善されている。尚、蓄積性蛍光体シートに蓄積記録さ
れた画像において０．３桁急激に変化することは少なく
もっと小さな変化を繰り返す場合がほとんどであり、０
．３桁変化した場合にこの程度波形の改善が図れれば実
用上十分である。

第４図は、第２図に示す実験回路３ｏの入力端子３１に
サイン波を人力して該サイン波の周波数を変化させた場
合に、出力端子３６．中間端子３７で観察される応答波
形のゲインを表わした図である。

グラフ４Ｉは中間端子３７で観察される、補正を行なわ
なかった場合のグラフである。また、グラフ４２、４３
．４４は、出力端子３６で観察される、それぞれ過剰に
補正を行なった場合、補正が不足している場合、および
適正に補正された場合のクラブである。

輝尽発光光の応答遅れは、典型的には０．８μｓｅｃ、
程度であり、補正を行なわない場合のカットオフ周波数
ｆｃは となるが、適正に補正を行なうことにより、５・ｆｅ　
−１（ＭＨｚ　）以上まで十分に応答し、したがって高
速で走査して高速で読み取ることが可能となる。

尚、第２図は実験回路の一例であり、実際の受光回路は
この実験回路の応答速度を輝尽発光光の応答遅れに適合
するように変更した回路に限られるものではなく、公知
の回路技術を種々適用して種々に構成することができる
ものである。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の放射線画像読取装
置は、その受光回路が、受光器から出力されたアナログ
画像信号を先ず対数増幅器に入力して対数画像信号を得
、その対数画像信号を微分補正器に入力して微分補正す
るように構成されているため、ダイナミックレンジを制
限することなく輝尽発光光の応答遅れに対し実用上十分
な補正を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の放射線画像読取装置の一実施例の概
略構成図、 第２図は、輝尽発光光の受光回路をシミュレートした実
験回路の回路図、 第３図は、第２図に示す実験回路の入力端子に蓄積性蛍
光体シートに蓄積記録された放射線画像が０．３桁ステ
ップ的に変化したことに対応する矩形波を入力したとき
の応答矩形を表わした図、第４図は、第２図に示す実験
回路の入力端子にサイン波を入力して該サイン波の周波
数を変化させた場合の応答波形のゲインを表わした図、
第５図は、輝尽発光光を読み取って画像信号を得る従来
の受光回路の一例を表わした概略回路図である。 １・・・輝尽発光光　　２・・・フォトマルチプライヤ
３・・・Ｉ／Ｖ変換器　４・・・微分補正器５・・・対
数変換器　　１ｏ・・・放射線画像読取装置１１・・・
蓄積性蛍光体シート １５・・・光ビーム　　　１６・・・回転多面鏡１９・
・・輝尽発光光　　２Ｉ・・・フォトマルチプライヤ２
４・・・対数変換器　　２５・・・微分補正器２６・・
・Ａ／Ｄ変換器　３２・・・入力バッファ３３・・・応
答遅れ回路　３４・・・対数変換器３５・・・微分補正
回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 放射線画像が蓄積記録された蓄積性蛍光体シートに励起
   光を照射して該蓄積性蛍光体シート上を二次元的に走査
   する走査手段と、前記蓄積性蛍光体シートから発せられ
   た輝尽発光光を受光して前記放射線画像を表わすアナロ
   グ画像信号を出力する受光器と、前記アナログ画像信号
   を入力し対数変換して対数画像信号を出力する対数変換
   器と、前記対数画像信号を入力し該対数画像信号に該対
   数画像信号の微分値を加算することにより前記励起光の
   照射に対する前記輝尽発光光の応答遅れを補正する微分
   補正器とを備えたことを特徴とする放射線画像読取装置
   。