JPH03212074A - エネルギーサブトラクション画像の表示方法 - 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】 （発明の分野） 本発明は放射線画像のエネルギーサブトラクション処理
において、診断性能の高い画像を表示する表示方法に関
するものである。

（従来の技術） 従来より放射線画像のデジタルサブトラクションが公知
となっている。この放射線画像のデジタルサブトラクシ
ョンとは、異なった条件で撮影した２つの放射線画像を
光電的に読み出してデジタル画像信号を得た後、これら
のデジタル画像信号を両画像の各画素を対応させて減算
処理し、放射線画像中の特定の構造物の画像を形成する
ための差信号を得る方法であり、このようにして得た差
信号を用いて特定構造物のみが抽出された放射線画像を
再生することができる。

このサブトラクション処理には、基本的に次の２つの方
法がある。即ち、造影剤注入により特定の構造物が強調
された放射線画像の画像信号から、造影剤か注入されて
いない放射線画像の画像信号を減算（サブトラクト）す
ることによって特定の構造物を抽出するいわゆる時間サ
ブトラクション処理と、同一の被写体に対して相異なる
エネルギー分布を有する放射線を照射し、それにより特
定の構造物が特有の放射線エネルギー吸収特性を有する
ことを利用して特定構造物が異なる画像を２つの放射線
画像間に存在せしめ、その後この２つの放射線画像の画
像信号間で適当な重みづけをした上で減算（サブトラク
ト）を行ない特定の構造物の画像を抽出するいわゆるエ
ネルギーサブトラクション処理である。

このサブトラクション処理は特に医療用のＸ線写真の画
像処理において診断上きわめて有効な方法であるため、
近年大いに注目され、電子工学技術を駆使してその研究
、開発が盛んに進められている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前述のような２枚の蓄積性蛍光体シート
に骨と軟部組織とを含む被写体の放射線画像を蓄積記録
し、エネルギーサブトラクションを行なって骨消去画像
すなわち軟部組織のみが抽出された軟部画像あるいはそ
の逆の骨部画像を得た場合、それぞれ抽出された軟部組
織あるいは骨の画像は別個にしか観察することができな
い。

診断には、これら軟部画像と骨部画像の両方を見比べな
がら見たい場合が多い。また、従来から、骨および軟部
組織の両方を含む画像（例えば胸部画像）は両方を同時
に観察しているため、診断には両方の画像が重なって見
えていた方が互いの位置関係等も分かり好ましいという
背景がある。したがって、さらにこれに加えて軟部と骨
部の両方の画像が記録された従来のＸ線写真のような通
常画像を合わせて見たい場合も多い。これら軟部画像、
骨部画像および通常画像の３種の画像を同時に観察、読
影できれば、それだけ精度の高いまた多様な診断を行な
うことができるからである。

本発明はこのような要望に応え、エネルギーサブトラク
ションで抽出された骨部画像と軟部画像に通常画像を加
えて、これら３種の画像が同時に観察、読影できるよう
に表示する方法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） 本発明によるエネルギーサブトラクション画像の表示方
法は、骨と軟部組織とを含む被写体を透過したそれぞれ
エネルギーが異なる放射線により得られた少なくとも一
部の画像情報が互いに異なる高圧画像と低圧画像の２種
の放射線画像を検出してデジタル画像信号に変換し、各
画像の対応する画素間でこのデジタル画像信号の減算を
行なって放射線画像の前記骨が消去された軟部画像と前
記軟部組織が消去された骨部画像をそれぞれ形成する差
信号を得るエネルギーサブトラクションにおいて、前記
軟部画像、前記骨部画像および通常画像の３ＦＩの放射
線画像を一つの画面に同時に再生することを特徴とする
ものである。

ここで「通常画像」というのは、軟部と骨部が両方観察
できる、従来のＸ線画像のような放射線画像を意味し、
具体的には、エネルギーサブトラクション処理前の高圧
画像または低圧画像そのものでもよいし、この高圧画像
と低圧画像を重ね合せた画像でもよいし、あるいは軟部
画像と骨部画像を単純に重ね合せたものでもよい。

なお、エネルギーサブトラクションにより骨または軟部
を消去して、軟部のみあるいは骨のみを抽出し、さらに
その抽出した画像にそれに適した画像処理を施して診断
性のさらに高い画像を得たいという要望もある。例えば
骨部画像では、骨の辺縁や骨部のみを強調して見たい、
また逆に軟部画像では間質性陰影のみを強調したいとい
う要望がある。

そこで、骨部と軟部とにそれぞれ適した画像処理を個別
に施した上で、それを重ねて見られるような画像表示が
できれば診断に貢献するところ大である。例えば、骨の
辺縁や骨部のみを強調し、血管影等はそのままにして表
示したり、骨はぼけたままにして肺野等の間質性陰影の
みを強調して表示したりすることができれば、診断性能
を高めることができる。

したがって、上記通常画像としてエネルギーサブトラク
ションで抽出された軟部画像と骨部画像にそれぞれ適し
た画像処理を施した後、両画像を重ねた画像を採用すれ
ば一層診断性能を高めることができる。

なお、上記本発明の方法において、軟部画像と骨部画像
のそれぞれの差信号に異なった画像処理を施すとは、両
方に積極的に互いに異なった画像処理を施す場合のみな
らず、一方にのみ画像処理を施し、他方には施さない場
合も含むものである。

上記画像処理としては、周波数強調処理や階調処理等、
各種の画像処理が考えられるが、軟部画像と骨部画像の
それぞれに全く別の周波数強調を行なうと、両画像の粒
状のバランスが崩れて、視覚的に見づらいノイズの多い
画像となることがある。したがって、両画像に異なった
周波数強調処理を施す場合は、強調度は等しくして、マ
スクサイズのみを変えることが望ましい。こうすること
により、ノイズを増加させることなく、吸収係数別に異
なった周波数強調を施し、マスクサイズが大きい方が浮
いて見えるように、マスクサイズが小さい方が沈んで見
えるようにする画像処理を施すことが可能になる。

特に視覚的に粒状を与えているのは高域を主体としてい
るため、強調度は高域のバランスを等しくすることによ
りノイズを目立たなくすることができる。

上記強調度、およびマスクサイズというのは、それぞれ
、周波数強調処理を Ｓ　−Ｓ　ｏｒｇ＋β（Ｓｏｒｇ　−３ｕｓ）なる式で
表わしたときのβと、非鮮鋭マスクの信号Ｓｕｓを作る
ときのマスクのサイズを意味するものである。ここでＳ
は強調処理を施された画像信号、Ｓｏｒｇは処理前の原
画像信号である。非鮮鋭マスク信号Ｓｕｓは、縦Ｎ個、
ＩＮ個の並んだ画素の集合であるＮ２個の画素の信号の
平均値であり、このときの縦Ｎ個、横Ｎ個の画素の集合
により形成される画像の正方形の部分の大きさがマスク
サイズである。

なお、上記放射線画像の検出とは、例えば放射線画像を
蓄積記録した蓄積性蛍光体シートに励起光を走査して放
射線画像を輝尽発光光に変換してこれを光電的に読み出
す方法や、イメージインテンシファイアを使用する方法
や、フィルムデジタイザを使用する方法等種々の方法を
含むものである。

上記蓄積性蛍光体シートを使用する方法とは、例えば特
開昭５８−１６３３４０号公報に示されるように、きわ
めて広い放射線露出域を有する蓄積性蛍光体シートを使
用し、これらの蛍光体シートに前述のように異なった条
件で同一の被写体を透過した放射線を照射して、これら
の蛍光体シートに特定構造物の画像情報が異なる放射線
画像を蓄積記録し、これらの蓄積画像を励起光による走
査により読み出してデジタル信号に変換する方法である
。上記蓄積性蛍光体シートとは、例えば特開昭５５−１
２４２９号公報に開示されているように放射線（Ｘ線、
α線、β線、γ線、電子線、紫外線等）を照射するとそ
の放射線エネルギーの一部を蛍光体中に蓄積し、その後
可視光等の励起光を照射すると蓄積された放射線エネル
ギー量に応じて蛍光体が輝尽発光を示すもので、きわめ
て広いラチチュード（露出域）を有し、かつ著しく高い
解像力を有するものである。したがって、この蛍光体シ
ートに蓄積記録された放射線画像情報を利用して前記デ
ジタルサブトラクションを行なえば、放射線量が変動し
ても常に十分な画像情報を得ることができ、診断能の高
い放射線画像を得ることができる。

なお上述のようにサブトラクションにより得られた２つ
の差信号を重ね合わせて１つの放射線画像を形成する場
合は、２種の画像が違和感無く合成されるように、両信
号の少なくとも一方を他方のａ度範囲あるいはコントラ
スト範囲あるいは濃度範囲およびコントラスト範囲に合
わせて濃度補正（画像をＣＲＴに表示する場合等におい
ては輝度補正）あるいはコントラスト補正あるいは濃度
およびコントラスト補正するのが好ましい。

（作用および効果） 本発明によれば、軟部画像と骨部画像と通常画像の３種
の放射線画像が一つの画面に同時に表示されるから、診
断精度の高い、また多様な診断を行なうことができる。

このように画像処理の異なる３Ｐ］！の診断用放射線画
像を並べて記録したものを診断に用いると、１つの画像
では診断が困難な症例を、３つの処理の異なる画像を見
較べることによって、適切な診断をすることができるよ
うになる上、１つを画像処理を施さない通常画像とした
ため、特殊な画像処理を施した画像に慣れない医師にと
っても、見慣れた通常画像を横に置いて見較べながら診
断ができるので診断が容易になり実際の診断における有
用性は極めて高い。

（実　施　例） 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。

第１Ａ図は２枚の蓄積性蛍光体シートＡ、Ｂに、肺野や
血管等の軟部組織と骨とを有する同一の被写体１を透過
したＸ線２を、それぞれエネルギーを変えて照射する状
態を示す。すなわち第１の蓄積性蛍光体シートＡに被写
体１のＸ線透過像を蓄積記録し、次いで短時間内で蓄積
性蛍光体シートＡ、Ｂを素早く取り替えると同時に、Ｘ
線源３の管電圧を変えて、透過Ｘ線のエネルギーが異な
る被写体１のＸ線画像を蓄積性蛍光体シー）Ｂに蓄積記
録する。このとき蓄積性蛍光体シートＡとＢとで被写体
１の位置関係は同じとする。

また、第１Ｂ図は２枚の蓄積性蛍光体シートＡ１Ｂを重
ね、この間に放射線エネルギーを一部吸収するフィルタ
Ｆを介在させて被写体１と透過したＸ線２を、照射する
状態を示すもので、これによりエネルギーの大きさの異
なる放射線を蓄積性蛍光体シートＡ、Ｈに同時に照射す
るもの（いわゆるワンショットエネルギーサブトラクシ
ョン）である。ワンショットエネルギーサブトラクンヨ
ンについては特開昭５９−８３４８６号に詳細が開示さ
れている。

このようにして、少なくとも一部の画像情報が異なる２
つの放射線画像を２枚の蓄積性蛍光体シートＡ、Ｂに蓄
積記録する。次にこれら２枚の蓄積性蛍光体シートＡ、
Ｂから、第２図に示すような画像読取手段によってＸ線
画像を読み取り、画像を表わすデジタル画像信号を得る
。先ず、蓄積性蛍光体シートＡを矢印Ｙの方向に副走査
のために移動させながら、レーザー光源１０からのレー
ザー光１１を走査ミラー１２によってＸ方向に主走査さ
せ、蛍光体シートＡから蓄積Ｘ線エネルギーを、蓄積記
録されたＸ線画像にしたがって輝尽発光光Ｉ３として発
散させる。輝尽発光光１３は透明なアクリル板を成形し
て作られた集光板１４の一端面からこの集光板１４の内
部に入射し、中を全反射を繰返しつつフォトマル１５に
至り、輝尽発光光１３の発光量が画像信号Ｓとして出力
される。この出力された画像信号Ｓは増幅器とＡ／Ｄ変
換器を含む対数変換器１６により対数値（ＩｏｇＳ）の
デジタル画像信号１ｏｇＳＡに変換される。このデジタ
ル画像信号１ｏｇＳＡは例えば磁気ディスク等の記憶媒
体１７に記憶される。次に、全く同様にして、もう１枚
の蓄積性蛍光体シートＢの記録画像が読み出され、その
デジタル画像信号ｌｏｇＳＢが同様に記憶媒体１７に記
憶される。

次に、上述のようにして得られたデジタル画像信号ｌｏ
ｇ　ＳＡ　、　ｌｏｇＳＢを用いてサブトラクション処
理を行なう。第３図は本発明方法の一実施例によるエネ
ルギーサブトラクンヨン画像の表示方法における信号の
処理の流れを示している。まず前記２坊媒体１７内の画
像ファイル１７Ａと、画像ファイル１７Ｂからそれぞれ
、前記デジタル画像信号ｏｇ　Ｓ　Ａ　ｓ　ｌｏｇ　Ｓ
　Ｂが読み出され、サブトラクション演算回路１８に入
力される。該サブトラクション演算回路１８は、上記２
つのデジタル画像信号１゜ｇＳＡとｌｏｇｓＢを適当な
重みづけをした上で対応する画素毎に減算し、デジタル
の差信号５ｓｕｂ　−ａ−１ｏｇ　ＳＡ　−ｂ　−ｌｏ
ｇＳ、　十ｃ（ａ、ｂは市みづけ係数、Ｃは概略一定濃
度にするようなバイアス成分である）を求める。

胸部を撮影した例を説明すると、胸部を高エネルギーと
低エネルギーで撮影した画像Ａ、Ｂを画１象ファイル１
７Ａと１７Ｂにそれぞれ記憶する。そしてこれらのファ
イル１７Ａ、１７Ｂからのデジタル画像信号ｌｏｇＳＡ
　−、ｌｏｇ　ＳＢから２種のサブトラクション画像を
得る。すなわち、前記画像ファイル１７Ａあるいは画像
ファイル１７Ｂに記憶されている被写体１のＸ線画像が
例えば第４Ａ図に示されるように、軟部組織５と骨６と
が撮影されてなるものであるとすると、サブトラクショ
ン演算回路１８により前記と同様の演算 ５ｓｕｂ　−ａ　φｌｏｇ　５Ａ−ｂ　＠ｌｏｇ　Ｓ、
　＋ｃ（ａＳｂは重みづけ係数、Ｃは概略一定濃度にす
るようなバイアス成分である）を行なうことによって重
みづけ係数ａ、ｂを適当に選択することにより、第４Ｂ
図に示されるように骨６が消去されて軟部組織５のみが
抽出された軟部画像２ＯＡを形成する画像信号５ｓｕｂ
Ａと、第４Ｃ図に示されるように、軟部組織５が消去さ
れて骨６のみが抽出された骨部画像２０Ｂを形成する画
像信号５ｓｕｂａの２種の画像信号を得ることができる
。

これらの２種の画像信号５ｓｕｂＡと５ｓｕｂｅは、そ
れぞれファイル１９Ａ、１９Ｂに−たん記憶される。

次いで、上記のようにして得た軟部画像２０Ａと、骨部
画像２０Ｂに加えて、通常画像２０Ｃとしてファイル１
７Ａに記憶されている高圧画像あるいはファイル１７Ｂ
に記憶されている低圧画像の、計３つの放射線画像が第
３図に示すように１つの画面２０に同時に表示される。

この画面２０はＣＲＴ等の電気的表示装置の画面でもよ
いし、フィルム等の光学的記録材料の画面でもよい。

通常画像２０Ｃとしては、上記のように高圧画像と低圧
画像のいずれか一方でもよいし、高圧画像と低圧画像（
あるいは軟部画像と骨部画像）を重ね合せたものとして
もよい。重ね合せた場合は、重ね合せによるノイズ低減
の効果がある。

さらに、通常画像として、より診断性能を高めるため、
軟部画像と骨部画像にそれぞれ適した別個の画１象処理
を施した上で、それらを重ね合せた画像を採用すること
もできる。そのような場合の処理のプロセスを第５図に
より説明する。

この場合は、ファイル１９Ａ、１９Ｂに−たん記憶され
た上記２種の画像信号Ｓ　ｓｕｂとＳ　ｓｕｂは、画像
処理回路２１に人力され、ここで軟部画像２ＯＡまたは
骨部画像２０Ｂの一方あるいはその両方にそれぞれ適す
る画像処理を施され、この画像処理が施された画像信号
Ｓがファイル２２に記憶される。このファイル２２に記
憶された画像は、軟部画像２ＯＡと骨部画像２０Ｂがそ
れぞれ適当な画像処理を施された画像で、これにより軟
部画像２０Ａの中の患部等を骨部画像２０Ｂの背景の中
でその位置関係を明らかにしつつ観察することができる
。これにより、軟部画像２ＯＡのみでは位置関係（特に
骨部との位置関係）が分かりにくかったのが、位置関係
が明確になり、さらに診断に好ましい画像処理を施され
た画像を見ることができるので診断性が向上する。

例えば、胸部画像で、肺野につぶつぶがあり、これを強
調して見たい場合には、軟部画像２０Ａに高周波信号成
分を強調する高域強調を行ない、骨部画像２０Ｂには何
も処理をしない。その後これらの画像を重ねて再生すれ
ば骨部が目立たず、それを背景にした高域強調された軟
部画像が観察され、診断性の高い画像の表示を可能にす
ることができる。

また、例えば大腿骨または骨部の骨部をよく見たいとき
には、骨部画像２０Ｂに高域を強調する画像処理を施し
、軟部画像には何もしないで、これらを重ねて表示する
。これにより目立たない軟部画像とともに、骨部を強調
された骨部画像を表示することができる。

上記サブトラクション処理の演算と、サブトラクション
におけるパラメータについて、以下、式を使って説明す
る。

Ｘ線の吸収係数μを、軟部、骨部１匹圧、高圧の場合に
別けて次のように定める。

μ、Ｔ：軟部低圧吸収係数 μＨＴ：軟部高圧吸収係数 μＬＢ：骨部低圧吸収係数 μＨＢ：骨部高圧吸収係数 高圧画像をＩｏｇＳＡ、低圧画像をｌｏｇｓＢとすると
軟部画像２ＯＡの信号５ｓｕｂＡは μＬＢ μ、Ｂ 骨部画像２０Ｂの信号５ｓｕｂＢは μＢ　　Ｔ のようにサブトラクション演算することにより求められ
る。

ここで、本発明ては５ｓｕｂ　Ａ、　　５ｓｕｂ　Ｂに
それぞれ画像処理を施し、５ｓｕｂ　Ａ’　、　　５ｓ
ｕｂ　Ｂ’　としこれらを次式のようにして重ね合せる
。

ＳＡ　＝　（Ｓｓｕｂ　Ａ’　十５ｓｕｂ　Ｂ’　）　
／あるいは 上式（１）の重ね合せ信号ＳＡは、画像処理なしとすれ
ば高圧画Ｒ８５ｕｂＡそのものに該当し、Ｓ８は同じく
画像処理なしとすれば低圧画像５ｓｕｂａそのものに該
当する。

このＳＡまたはＳ、あるいは（ＳＡ　＋ＳＥ　）　／２
を通常画像２０Ｃとして軟部画像２ＯＡと骨部画像２０
Ｂとともに１つの画面２０に表示する。（ＳＡ　＋ＳＢ
）／２を表示すると、重ね合せのノイズ低減の効果があ
る。

上記第３図および第４図の実施例では、通常画像２０Ｃ
は軟部画像２０Ａと骨部画像２０Ｂより大きいサイズで
表示しているが、これは医師あるいは放射線技師は従来
からの通常画像により慣れているので、それを配慮した
ものであるが、この大きさは全て同じでもよいし、逆に
通常画像の方が小さ（でもよい。

なお、エネルギーサブトラクション処理に関して、蓄積
性蛍光体シートの形態や、その搬送方法などは種々の公
知の技術が適宜利用できることは言うまでもないことで
ある。

また前述の濃度および／またはコントラストの補正は、
差信号５ｓｕｂ　Ａ、　　５ｓｕｂ　Ｂの一方に対して
施してもよいし、双方に対して施してもよい。

このような濃度および／またはコントラストの補正は必
ずしも必要なものでは無いが、実施されればそれら信号
による２つの部分が違和感無く組み合わされた自然な感
じの通常画像が得られる。

また、上述の実施例においては、蓄積性蛍光体シートを
検出器として使用する場合について説明したが、放射線
検出器としては、イメージインテンシファイアを使用し
たり、あるいはフィルムに記録された画像をフィルムデ
ジタイザを用いてデジタル画像に変換することも可能で
あり、デジタル画像が得られる限りにおいて、特に放射
線検出方法に制限はない。

なお以上、「骨」と「軟部組織」という用語を使用して
本発明を説明したが、蓄積性蛍光体シートを用いたエネ
ルギーサブトラクションは、例えば治療用金具等が埋め
込まれた人体の放射線画像から上記金具を消去した画像
を得るためや、造影剤が注入された人体の放射線画像か
ら造影剤を消去した画像を得るため等にも適用されうる
ちのであり、本明細書において「骨」とは本発明を実施
する上で通常の骨と同等の要素とみなせる金属、造影剤
″、９も含むものとし、また「軟部組織」とは上記「骨
」と放射線吸収特性が異なって、エネルギーサブトラク
ションにより放射線画像上で抽出されうるちのすべてを
含むものとする。

【図面の簡単な説明】

第１Ａおよび１８図は本発明方法における放射線画像の
蓄積記録ステップを示す説明図、第２図は上記蓄積記録
かなされた蓄積性蛍光体シートからの放射線画像情報読
取りを説明する概略図、 第３図は本発明方法の一実施例による方法を適用して行
なわれるエネルギーサブトラクション処理の概要を説明
するブロック図、 第４Ａ、４Ｂおよび４０図は本発明に係わるエネルギー
サブトラクション処理で得られる各種画像の例を示す図
、 第５図は本発明方法の他の実施例によるプロセスの一部
を示すブロック図である。 １・・・被写体　　　　　２・・・Ｘ線３・・・Ｘ１ｉ
１源　　　　　５・・・軟部組織６・・・骨　　　　　
　　ｌＯ・・・レーザー光源１１・・・レーザー光　　
　１２・・・走査ミラー１３・・・輝尽発光光　　　１
５・・・フォトマル１８・、・・サブトラクション演算
回路２０・・・画面　　　　　　２１・・・画像処理回
路２ＯＡ・・・軟部画像　　　２０Ｂ・・・骨部画像２
０Ｃ・・・通常画像 Ａ、Ｂ・・・蓄積性蛍光体シート ｌｏｇ　ＳＡ、　ｌｏｇ　Ｓ、・・・デジモ信号像信号
第 図 第 ５ 因

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）骨と軟部組織とを含む被写体を透過したそれぞれ
   エネルギーが異なる放射線により得られた少なくとも一
   部の画像情報が互いに異なる高圧画像と低圧画像の２種
   の放射線画像を検出してデジタル画像信号に変換し、各
   画像の対応する画素間でこのデジタル画像信号の減算を
   行なって放射線画像の前記骨が消去された軟部画像と前
   記軟部組織が消去された骨部画像をそれぞれ形成する差
   信号を得るエネルギーサブトラクションにおいて、前記
   軟部画像、前記骨部画像および通常画像の３種の放射線
   画像を一つの画面に同時に再生することを特徴とするエ
   ネルギーサブトラクション画像の表示方法。
2. （２）前記通常画像が前記高圧画像、低圧画像のいずれ
   か一方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の表示方法。
3. （３）前記通常画像が前記高圧画像と低圧画像の重ね合
   せ画像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の表示方法。
4. （４）前記通常画像が、前記軟部画像と前記骨部画像の
   それぞれの前記差信号に異なった画像処理を施した後、
   両画像の差信号を加算して得た画像信号に基づいて再生
   された放射線画像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の表示方法。