JPH0348593A - 放射線画像のエネルギーサブトラクション方法 - Google Patents

放射線画像のエネルギーサブトラクション方法

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JPH0348593A
JPH0348593A JP1272222A JP27222289A JPH0348593A JP H0348593 A JPH0348593 A JP H0348593A JP 1272222 A JP1272222 A JP 1272222A JP 27222289 A JP27222289 A JP 27222289A JP H0348593 A JPH0348593 A JP H0348593A
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JP
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stimulable phosphor
image
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energy
excitation light
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JP1272222A
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Yuichi Hosoi
雄一 細井
Satoru Arakawa
哲 荒川
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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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、放射線画像のエネルギーサブトラクション方
法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信号を得、この
画像信号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
線フィルムを用いてX線画像を記録し、このX線画像が
記録されたフィルムからx1画像を読み取って電気信号
に変換し、この電気信号(画像信号)に画像処理を施し
た後コピー写真等に可視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81−5193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部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55−12
429号、同5B−11395号。
同55−11340号、同56−184845号、同5
5−116340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出域にわたって画
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(画像信号)に変換し、この画像信号を用いて写真感
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線フィルム−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画像信号を得た
後、該画像信号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
像を減算(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差
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
けしてその差をも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エネルギ
ーサブトラクシジンについて提案している(特開昭59
−83486号公報、特開昭60−225541号公報
参照)。
(発明が解決しようとする課題) 上記特開昭80−225541号公報に記載された方法
は、互いにエネルギーの異なる放射線を用いた2回の放
射線撮影を行ない、その結果得られた2枚の放射線画像
を読み取って2つのディジタル画像信号を得、これらの
画像信号に基づいてサブトラクションを行なうものであ
る。しかしこの方法では2回の撮影の間に時間差がある
ため、その間に被写体が動いてしまい、サブトラクショ
ン処理後の画像信号に基づいて再生した可視画像に、こ
の動きに起因する、複数の画像の不一致による偽画像(
モーションアーティファクト)が発生し、この可視画像
の画質が著しく低下してしまうという問題がある。
また、被写体の移動がない場合であっても画像信号上で
2つの放射線画像の位置を短時間で精度よく合わせるこ
とが大変であるという問題もある。
また、上記特開昭59−83486号公報には、放射線
エネルギーにより吸収率の異なるフィルタを挾んだ2枚
の蓄積性蛍光体シートに被写体を透過した放射線を照射
すること等により1回の撮影でエネルギーサブトラクシ
ョン処理を行なうことのできる方法が提案されている。
この方法を用いると被写体の動きによる偽画像は生じな
いが、2枚の蓄積性蛍光体シートを取り扱うという点で
は上記2回の放射線撮影を行なう方法と同じであり、し
たがって2つの放射線画像の位置合わせが大変であると
いう問題点は残る。また、この方法を用いると、撮影の
際には、カセツテ内に2枚の蓄積性蛍光体シートとフィ
ルタとを収納しておき、撮影が終了し、放射線画像の読
取りを行なう際には1枚ずつ読取りを行なうことができ
るように暗室内で2枚の蓄積性蛍光体シートを上記カセ
ツテから取り出して1枚ずつに詰めかえる等の作業が必
要となり作業性が悪いという問題点もある。この詰め換
え作業を自動化することも考えられるが複雑な装置ある
いは特別なカセツテが必要となる。
また、励起波長または発光波長の異なる複数の蓄積性蛍
光体層を有する一枚の蓄積性蛍光体シートを使用するエ
ネルギーサブトラクション方法も提案されている(特開
昭61−251799号公報、同61−251800号
公報)。しかし、この蓄積性蛍光体シートを用いると、
該シートの両面の読取りを行なう必要がある等、複雑な
システムとなるという問題点がある。
本発明は、上記問題点に鑑み、従来と同様な基本的に一
層の蓄積性蛍光体層を備えた蓄積性蛍光体シートを用い
かつ従来の装置をほとんどそのまま用いて、−回の撮影
でエネルギーサブトラクションを行なうことのできる放
射線画像のエネルギーサブトラクション方法を提供する
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) 本発明の放射線画像のエネルギーサブトラクション方法
は、 蓄積性蛍光体層を有する蓄積性蛍光体シートに励起光を
照射し前記蓄積性蛍光体層から発せられた輝尽発光光を
受光して前記蓄積性蛍光体層に蓄積記録された放射線画
像を表わす画像信号を得る読取りを、同一の前記蓄積性
蛍光体層に蓄積記録された同一の前記放射線画像につい
て二度行ない、これら二度の読取りにより得られた二つ
の前記画像信号に基づいて、前記放射線画像のサブトラ
クションを行なうことを特徴とするものである。
ここで、上記本発明において、 前記読取りを一度行なった後、 前記蓄積性蛍光体層に蓄積された、前記放射線画像を表
わす放射線エネルギーの一部を放出させる消去光を、前
記蓄積性蛍光体シートに照射し、その後、二度目の前記
読取りを行なうことが好ましい。
また、−度目の読取りは二度目の読取りと比べ低レベル
の励起光を用いて行ない、二度目の読取りは相対的に高
レベルの励起を用いて行なうことが好ましい。
ここで、励起光の高レベル/低レベルとは、それぞれ、
上記シートの単位面積あたりに照射された励起光のエネ
ルギーの大/小、もしくは、上記シートから発せられる
輝尽発光光のエネルギーが上記励起光の波長に依存する
(波長感度分布を有する)場合は、上記シートの単位面
積あたりに照射される励起光のエネルギーを上記波長感
度分布で重み付けした後の重み付はエネルギーの大/小
をいい、励起光のエネルギーを変える方法としては、異
なる波長の励起光を用いる方法、レーザ光源等から励起
光として発せられる光ビームの強度そのものを変える方
法、該光ビームの光路上にNDフィルタ等を挿入、退避
することにより該光ビームの強度を変える方法、該光ビ
ームのビーム径を変えて走査密度を変える方法、走査速
度を変える方法等、公知の種々の方法を用いることがで
きる。
また、本発明の方法に使用する蓄積性蛍光体層は、本発
明の方法をより効率良く実現するために上層の励起光に
対する光学断面積を下層よ、り大きくした2層構造とす
るのが望ましい。こうすることにより、−度目の読取り
画像と二度目の読取りによる画像との分離が良くなり、
本発明の方法の実用性が高まる。
2層の光学断面積を変える方法としては、材料を変える
方法と、一方の層に着色する方法がある。
(作  用) 蓄積性蛍光体層にX線等の放射線を照射すると、該放射
線のうち低エネルギー側の放射線はど蓄積性蛍光体層の
表面付近にそのエネルギーがトラップされ蓄積性蛍光体
層め内部にまで進行する率が小さい。したがって蓄積性
蛍光体層の内部はど高エネルギー側の放射線が担持する
画像情報をより多く含んでいる。
一方、上記蓄積性蛍光体層に励起光を照射した場合、該
励起光は蓄積性蛍光体層の表面はど強く、内部にはいり
込むほど減衰する。したがって励起光の照射を開始する
と先ず蓄積性蛍光体層の表面付近に蓄積された放射線エ
ネルギーが輝尽発光光として放出される割合が高くした
がって蓄積性蛍光体層の表面付近に蓄積された放射線エ
ネルギーは早く減衰する。したがって時間の経過ととも
に、輝尽発光光は、次第に蓄積性蛍光体層の内部に蓄積
された放射線エネルギーがより大きく寄与したものとな
る。
本発明は、上記のように、蓄積性蛍光体シートに放射線
を照射したとき、および該蓄積性蛍光体シートに励起光
を照射したときに生じる現象を詳細に検討した結果なさ
れたものである。
本発明のエネルギーサブトラクション方法は、読取りを
二度行なうものであるため、−度目の読取りでは蓄積性
蛍光体層の表面に蓄積記録された低エネルギーの放射線
の寄与率の高い放射線画像を担持した画像信号を得るこ
とができ、二度目の読取りでは蓄積性蛍光体層の内部に
蓄積記録された高エネルギーの放射線の寄与率の高い放
射線画像を担持した画像信号を得ることができる。そこ
で、これらの画像信号を用いてエネルギーサブトラクシ
ョンを行なうことができる。
ここで二度の読取りの間に消去光を照射すると一度目の
読取りで残った蓄積性蛍光体層の表面付近のエネルギー
が先に消去され、内部に蓄積されたエネルギーがそれに
続く。そこでこのように二度の読取りの間に消去光を照
射し、蓄積されたエネルギーの一部を放出させると、蓄
積性蛍光体層の表面付近のエネルギーは消去され、内部
にはまだエネルギーが蓄積された状態をつくることがで
きる。この状態をつくり出した後二度目の読取りを行な
うことにより、放射線のエネルギーの分離度のよい2つ
の画像信号を得ることができ、SZN比のよりよいエネ
ルギーサブトラクションが可能となる。
また、蓄積性蛍光体シートに照射した励起光の光量と、
該シートから発せられる輝尽発光光の光量とは比例せず
、励起光の光量を変数とした輝尽発光光の光量は上に凸
の単調増加関数となる。すなわち、励起光の光量に対す
る輝尽発光光の光量は徐々に飽和する特性を示す。した
がって蓄積性蛍光体層の表面付近の励起光の強度に対す
る内部に入り込んだ励起光の強度の比率(減衰率)は−
定であっても低レベルの励起光を用いるほど蓄積性蛍光
体層の内部から放出される輝尽発光光の光量と比べ、そ
の表面から放出される輝尽発光光の光量の比率が大きく
なる。そこで、これを利用し、−度目の読取りでは低レ
ベルの励起光を用いることにより、分離度のよい2つの
画像信号を得ることができ、S/N比のよいエネルギー
サブトラクションが可能となる。
さらに、蓄積性蛍光体シートに、励起光に対する光学断
面積を大きくした上層とこれに比較して小さくした下層
とからなる2層の蓄積性蛍光体層を用いると、1度目の
低レベルの励起(読取り)で上層の蓄積性蛍光体から大
量の輝尽発光が発光する一方、このとき下層からの発光
は少なく、2度目の高レベルの励起(読取り)ではすて
に輝尽発光が放出し終っているので上層の蓄積性蛍光体
からは輝尽発光が少なく、下層の蓄積性蛍光体から大量
の輝尽発光が発光するので、2度の励起において上層、
下層互いの輝尽発光成分が、それぞれ混合する割合がよ
り少なくなり、画像のエネルギー分離が向上する。
なお、光学断面積σ(TIt)とは、一定バワーI(p
hotons / rd * see )の励起光を照
射したときに輝尽発光(P S L)強度がl/eにな
るまでの時間をTl/eとして、Tl/e””−σ・l
を満足する値であり、少量の励起光の照射で大量に輝尽
発光を放出し尽す(一定強度の励起光を照射しつづけた
時に短時間で発光強度PSLが小さくなる)蓄積性蛍光
体は光学断面積が大きく、少量の照射では輝尽発光が少
なくても、大量の励起光の照射で、大量の輝尽発光を示
す蓄積性蛍光体は光学断面積が小さい。
(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
第1図は、X線撮影装置の一例の概略図である。
このX線撮影装置10のX線源11から放射線12が人
体等の被写体13に向けて照射され、被写体13を透過
したX線12aが蓄積性蛍光体シート14に照射される
ことにより、被写体■3の透過X線画像がシート14に
蓄積記録される。
第2図は、X線画像読取装置の一例を表わした斜視図で
ある。
所定の初期位置にセットされたX線画像が蓄積記録され
た蓄積性蛍光体シー)14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1Bから発せられた低レベルの、励起光しての
光ビーム17はモータ18により駆動され矢印2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、f
θ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。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22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
23a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、X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2Bで所定のサンプリング間隔でサンプリングさ
れてディジタル化され、ディジタルの画像信号SOが得
られる。この画像信号SOは、記憶部27に一旦記憶さ
れる。この画像信号SOは、後述する二度目の読取りに
より得られた画像信号S1と比べ、撮影の際のX線のう
ちの低エネルギー成分によるX線画像を担持したもので
ある。
上記読取りが終了した後、消去用光源28から発せられ
た消去光29が蓄積性蛍光体シート14上に照射され、
該シート14に残存しているX線エネルギーの一部が放
出される。
この照射の後、シート14は、図に示す矢印Y方向に高
速で搬送されて初期位置に戻される。その後再度矢印Y
方向に搬送(副走査)されながら、今度は上記読取りの
時よりも高レベルの光ビーム17を用いて上記と同様に
して二度目の読取りが行なわれ、ディジタルの画像信号
S1が得られる。
この画像信号S1も上記画像信号SOと同様に、−旦記
憶部27に記憶される。
その後2つの画像信号so、siは、記憶部27から読
み出されて画像処理装置30に送られ、画像処理装置で
はこれら2つの画像信号SO,Slに基づいてこれら2
つの画像信号So、Slの互いに対応するサンプリング
点毎に S2−Wa  ΦSO−Wb  @S 1+Cただし、
Wa、Wbは重み付は係数、 Cはバイアス分を表わす。
に従って重み付は引き算、すなわちサブトラクション処
理が行なわれ、2つの画像信号SO,Slが担持する各
X線画像の差の画像を担持する画像信号S2が生成され
る。この画像信号S2は画像表示装置40に送られ、画
像表示装置ではこの画像信号S2に基づく可視画像(エ
ネルギーサブトラクション画像)が再生表示される。
蓄積性蛍光体シートとしては、前述のように光学断面積
の大きい蓄積性蛍光体を上層に、小さい蓄積性蛍光体を
下層にした2層の蓄積性蛍光体層を持った蓄積性蛍光体
シートを使用するのが好ましい。
光学断面積σは、励起光のパワーをI (photon
s/Tlt−8ec)(ITIt当り1秒間に照射され
る光子の数を単位とする)とし、一定パワーの励起光を
照射したとき輝尽発光の強度が初期の1/eになるまで
の時間をTl/eとしたときに、Tl/e ’ −σ・
Iを満足する値である。すなわち、例えば第3図の曲1
1Aに示すように一定強度L (photons/′r
It)の励起光を照射しつづけた時、初期の発光強度が
大きく急速に強度が低下する蓄積性蛍光体は光学断面積
σが大きく、同じく曲線Bに示すように初期の発光強度
は小さいが、長く発光を続ける蓄積性蛍光体は光学断面
積σが小さい。
この光学断面積が大きい上層と小さい下層の組合せとし
ては、例えば第1表に示すようなものが可能である。
第1表 なお、上の第1表から分かるように、材料は同じでも、
励起光の波長によって光学断面積は異なるから(例2の
上層と例3の下層)、上層と下層の光学断面積の大小を
比較する際には、読取りに使用される励起光の波長を定
めた上で比較しなければならない。
また、光学断面積の大小は、あくまでも上層と下層の相
対的比較における大小であるから、特定の材料を上層ま
たは下層に決められるものではない。(例えば例1およ
び3の下層は例2の上層と同じ材料である。) さらに、下層の蓄積性蛍光体の方に、高エネルギー側の
X線が吸収されるから、下層の蓄積性蛍光体の方が上層
の蓄積性蛍光体よりも、高エネルギーX線の吸収に優れ
ている方がより好ましい。
上の例は、上層と下層とで蓄積性蛍光体の材料を変えた
ものであるが、同じ材料でも、一方の層に着色をして、
見かけ上の光学断面積を変えることができる。例えば、
励起光を減衰させる着色剤を下層の蓄積性蛍光体に混入
すれば、下層の蓄積性蛍光体の光学断面積を上層の蓄積
性蛍光体の光学断面積よりも小さくすることができる。
そのような例を第2表に示す。
第2表 上記の各偶のように、光学断面積を上層の方を、大きく
、下層の方を小さくすると、上層の低エネルギー画像の
読取りが一度目の読取りで効率良く行なえ、この際下層
の高エネルギー画像の情報の混入が少なく、次に二度目
の読取りでは上層の情報は十分に放出し尽されており、
下層の高エネルギー画像の読取りが効率良く行なえる。
このため、単一層の場合よりも高低のエネルギー画像の
分離を高効率で行なうことができる。
(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のエネ
ルギーサブトラクション方法は、同一の蓄積性蛍光体層
に蓄積記録された同一の放射線画像について二度読取り
を行ない、これら二度の読取りにより得られた2つの画
像信号に基づいて放射線画像のサブトラクションを行な
うものであるため、従来と同様な、基本的に一枚の蓄積
性蛍光体シートを用い、かつ従来の装置をほとんどその
まま用いて、−回の撮影でエネルギーサブトラクション
を行なうことができる。
また、二度の読取りの中間で消去光を照射して蓄積性蛍
光体シートに蓄積されている放射線エネルギーの一部を
放出させるようにすると、S/N比のよりよいエネルギ
ーサブトラクションが可能となる。
さらに、−度目の読取りに用いる励起光とじて低レベル
のものを用いると、やはりS/N比を向上させることが
できる。
またさらに、蓄積性蛍光体シートに励起光に対する光学
断面積の大きい上層とこれに比較し小さい下層とからな
る2層の蓄積性蛍光体層を用いると、単一層の場合より
も高低のエネルギー画像の分離を高効率で行なうことが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、X線撮影装置の一例の概略図、第2図は、X
線画像読取装置の一例を表わした斜視図、 第3図は、光学断面積の大きい蓄積性蛍光体シートと小
さい蓄積性蛍光体シートの読取後の輝尽発光強度の変化
を示すグラフである。 lO・・・X線撮影装置  14・・・蓄積性蛍光体シ
ート1B・・・レーザ光源   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 28・・・消去用光源   30・・・画像処理装置4
0・・・画像表示装置 第3図 時間

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)蓄積性蛍光体層を有する蓄積性蛍光体シートに励
    起光を照射し前記蓄積性蛍光体層から発せられた輝尽発
    光光を受光して前記蓄積性蛍光体層に蓄積記録された放
    射線画像を表わす画像信号を得る読取りを、同一の前記
    蓄積性蛍光体層に蓄積記録された同一の前記放射線画像
    について二度行ない、これら二度の読取りにより得られ
    た二つの前記画像信号に基づいて、前記放射線画像のサ
    ブトラクションを行なうことを特徴とする放射線画像の
    エネルギーサブトラクション方法。
  2. (2)前記読取りを一度行なった後、 前記蓄積性蛍光体層に蓄積された、前記放射線画像を表
    わす放射線エネルギーの一部を放出させる消去光を、前
    記蓄積性蛍光体シートに照射し、その後、二度目の前記
    読取りを行なうことを特徴とする請求項1記載の放射線
    画像のエネルギーサブトラクション方法。
  3. (3)一度目の前記読取りに用いる前記励起光が、二度
    目の前記読取りに用いる前記励起光よりも低レベルであ
    ることを特徴とする請求項1または2記載の放射線画像
    のエネルギーサブトラクション方法。
  4. (4)前記蓄積性蛍光体層が上層と下層の2層からなり
    、該上層の前記励起光に対する光学断面積が該下層の前
    記励起光に対する光学断面積より大きいことを特徴とす
    る請求項1記載の放射線画像のエネルギーサブトラクシ
    ョン方法。
JP1272222A 1989-04-20 1989-10-19 放射線画像のエネルギーサブトラクション方法 Pending JPH0348593A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20010094045A (ko) * 2000-04-03 2001-10-31 안수길 염색용 실린더
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