JPH04154387A - 放射線画像のエネルギーサブトラクション方法および装置 - Google Patents

放射線画像のエネルギーサブトラクション方法および装置

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JPH04154387A
JPH04154387A JP2280466A JP28046690A JPH04154387A JP H04154387 A JPH04154387 A JP H04154387A JP 2280466 A JP2280466 A JP 2280466A JP 28046690 A JP28046690 A JP 28046690A JP H04154387 A JPH04154387 A JP H04154387A
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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
法および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!I(X線、α線、β線27
線、電子線、紫外線等)を照射するとこの放射線エネル
ギーの一部か蓄積され、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55−1
2429号、同56〜11395号。
同55−11340号、同5B−164845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複数の画像信号を
得た後、これらの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
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
ーサブトラクションについて提案している(特開昭59
−83486号公報、特開昭Go−225541号公報
参照)。
(発明が解決しようとする課題) 上記特開昭60−225541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、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
の記録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。
しかしこの方法を用いると、放射線画像が記録される2
枚の記録シートはフィルタを挾んで空間的に互いに異な
る位置に配置されることとなり、したがってこれら2枚
の記録シートの放射線源および被写体からの距離が異な
り、このためこれら2枚の記録シートに記録される放射
線画像の寸法が異なり、これが偽画像の原因となる。
この偽画像を防止するため、被写体とともに2つのマー
クを各記録シートに写し込み、これら各記録シートに記
録された放射線画像を読取って画像信号を得た後、この
画像信号上で各放射線画像に記録された2つのマークの
間の距離を互いに同一とするように放射線画像の一方の
寸法を補正し、これにより互いに同一寸法の放射線画像
を生成した後サブトラクション処理を行なうことが提案
されている(特開平2−104174号公報参照)。
この特開平2−104174号公報に記載された方法で
は、寸法等の補正を行なった後の画像信号を画像−枚方
記憶しておき、この記憶された補正後の画像信号ともう
一枚の放射線画像に対応する画像信号との間でサブトラ
クション処理が行なわれる。
しかしこの方法では補正後の画像信号を画像−枚方記憶
しておくメモリが必要であり、その分コストアップとな
るという問題がある。
本発明は、上記事情に鑑み、上記従来の方法と比べ補正
後の画像信号を画像−枚方記憶しておく必要がなく、従
ってその分メモリの節約となりコストダウンを図ること
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
、および該方法を採用した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) 上記目的を達成するための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、互いに異なるエネルギー
分布を有する放射線による互いに同一の被写体の複数の
放射線画像を記録シートに記録し、 該記録シートから前記複数の放射線画像を読み取って該
複数の放射線画像のそれぞれを表わす複数の画像信号を
得、 該複数の画像信号に基づいて該複数の画像信号がそれぞ
れ担持する前記放射線画像を互いに重畳させるための補
正を前記放射線画像の各画素毎に行なう補正式を求め、 該補正式を用いて前記各画素毎に前記補正を行ないなが
ら該各画素毎にサブトラクション処理を行なうことを特
徴とするものである。
また本発明の放射線画像のエネルギーサブトラクション
装置は、 放射線を発する放射線源と、被写体が配置される被写体
配置部と、互いに異なるエネルギー分布を有する放射線
による複数の放射線画像を記録するための記録シートが
配置される、前記被写体配置部を挾んで前記放射線源と
対向する位置に設けられたシート保持部とからなる記録
ユニット、前記記録ユニットにおいて前記被写体の放射
線画像の記録の行なわれた前記記録シートから、前記被
写体の複数の放射線画像のそれぞれを表わす複数の画像
信号を得る読取りユニット、前記読取りユニットで得ら
れた前記複数の画像信号に基づいて該複数の画像信号が
それぞれ担持する前記放射線画像を互いに重畳させるた
めの補正を前記放射線画像の各画素毎に行なう補正式を
求める補正ユニット、および 前記補正ユニットで求められた前記補正式を用いて前記
各画素毎に前記補正を行ないながら該各画素毎にサブト
ラクション処理を行なう演算ユニットを備えたことを特
徴とするものである。
(作  用) 本発明の放射線画像のエネルギーサブトラフシラン方法
および装置では、複数の放射線画像を互いに重畳させる
ための補正を、放射線画像の各画素毎に行なう補正式を
求めて、放射線画像を重畳させるための補正を行ないな
がら各画素毎にサブトラクション処理を行なうようにし
たため、補正後の画像信号を画像−枚分記憶しておくた
めのメモリは不要となり、その分メモリ容量の節約とな
り、コストダウンを図ることができる。
(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。
第1図は、本発明のエネルギーサブトラクション装置の
記録ユニットの実施例である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4が照射される。被写体4を透過したX線3
aは第一の蓄積性蛍光体シート5に照射され、X線3a
のエネルギーの一部が該第−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はさらにフィルタ6を透過
し、該フィルタ6を透過した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。尚、被写体4に
は、各蓄積性蛍光体シート5.7に蓄積記録されたX線
画像の寸法の補正等を行なうための2つのマーカ8,9
が付されている。
第2図は各蓄積性蛍光体シート5,7に蓄積記録された
X線画像を模式的に表わした図である。
各蓄積性蛍光体シート5.7のほぼ全面に被写体4の各
X線画像4a、 4a’が蓄積記録され、またこれらの
X線画像4a、 4a’ とともにマーカ8,9゜像8
a、9a ;8a’ 、 9a’  (以後この像をマ
ークと称する。)が形成されている。このマーク8a、
9a  ;11a’ 、 9a’ は蓄積性蛍光体シー
ト5.7の互いに対応する位置に記録されており、画像
信号を得た後このマーク8a、9a ; 8a’ 、 
9a’に基づいて2つのX線画像の相対的な位置合わせ
が行なわれる。
ここで、第1図に示すように各蓄積性蛍光体シート5.
7はX線管2および被写体4からの距離が互いに異なっ
ているため、各蓄積性蛍光体シート5,7に蓄積記録さ
れたX線画像4a、 4a’の倍率およびマーク8a、
9a ; 8a’ 、 9a’の位置が互いに異なって
いる。この倍率の相違が偽画像の原因の一つとなる。
第3図は、本発明のエネルギーサブトラクション装置の
読取ユニットの一実施例であるX線画像読取装置、およ
び補正ユニットと演算ユニットの一実施例である画像処
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2方向に高速回転する回転多面鏡I
9によって反射偏向され、fθレンズ等の集束レンズ2
0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X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5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、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2Bに入力され、サンプリングされて、ディジタ
ルの画像信号SOが得られる。この画像信号SO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SO□と呼ぶ。
この第一の画像信号SO4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デイスプレィ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
SO3が得られ、この第二の画像信号SO3も画像処理
表示装置30内の内部メモリに一旦記憶される。
このようにしてサブトラクション演算を行なうべき2つ
の画像信号SO、S02が内部メモリに記憶されると、
これら2つの画像信号SO0゜SO3が読み出されて、
これら2つの画像信号SO、SO7が担持する各X線画
像の寸法が同一■ となるように寸法の補正演算が行なわれる。尚、この寸
法の補正演算はCPU等の内蔵された本体部34で実行
されるが、この寸法の補正演算を行なう機能を担うハー
ドウェアとソフトウェアとの組合せが、本発明の補正ユ
ニットの一例と観念される。
ここで、本実施例における、画像信号SO1゜S02.
が表わす2つのX線画像の寸法補正演算、回転演算およ
び位置合わせ演算について説明する。
第一の画像信号SO4が担持する第一のX線画像上の各
サンプ1ルグ点の座標を(Xl、Yl)、第二の画像信
号SO3が担持する第二のX線画像上の各サンプリング
点の座標を(X2.Y2)とし、a、b、c、dを係数
としたとき、ヘルマート変換 に従って第一のX線画像の座標を変換することにより、
第一のX線画像と第二のX線画像とを重ね合わせること
がきる。ここで(1)式に基づく座標変換では、第一の
X線画像全体を均等に拡大もしくは縮小すること、該第
−のX線画像全体を回転すること、および該第−のX線
画像をX方向、X方向に平行移動すること、の全てが同
時に行なわれる。
次に(1)式に含まれる係数a、b、c、dの求め方に
ついて説明する。
(1)式は、 X  =aX  +bY  +c     −(2)Y
2−−bX1+aY1+d  ・・・・・・(3)に分
けられる。ここで第一のX線画像上のマーク8a、9a
の各座標をそれぞれ(X10. Yl、) 、  (X
12’ Yl2)とし、第二のX線画像上のマーク8a
’9a’の各座標をそれぞれ(X   Y  )、  
(X22゜21’    21 Y2゜)とする。このとき、(2)式、(3)式より、
X 2 t ” a X t 1+ b Y t t 
十C”’ ”’ (2a)X 22 ” a X 12
 +b Y 12 + C”・”’ (2b)Y −−
bX11+aY11+d ・・・・・・(3a)Y  
−−bX12+aY12+d  ・・・−(3b)とな
る。ここで求めるべき係数はa、b、c、dの4つであ
るため、これら(2a)、 (2b) ; (3a)。
(3b)の4つの式を用いて係数a、b、c、dを求め
ることができる。尚、ここでは、第一のX線画像の座標
を変換することにより該第−のX線画像を第二のX線画
像に重ね合わせるようにしたが、第二のX線画像の座標
を変換して該第二のX線画像を第一のX線画像に重ね合
わせるようにしてもよく、第一のX線画像と第二のX線
画像の双方の座標を変換してこれら2つのX線画像を重
ね合わせるようにしてもよいことはもちろんである。
以上のようにして上記係数a、b、c、dを求めた後、
第一のX線画像と第二のX線画像との互いに対応する画
素の間で 5l−Ka−802−Kb命S01+Kc但し、Ka、
Kbは重み付は係数、 Kcはバイアス分を表わす。
・・・・・・(4) に従って重み付は引き算、即ちサブトラクション処理が
行なわれ、これにより2つのX線画像の差の画像に対応
する画像信号S1が生成される。
ここで第一のX線画像と第二のX線画像との間の互いに
対応する画素の見出し方について説明する。
第4図は、第一のX線画像(第4図(a))と第二のX
線画像(第4図(b))の各画素点を模式的に示した図
である。・印が各画素点を表わしており、これら各画素
点に対応する第一および第二の画像信号が読み取られて
いる。
ここで第4図(b)に示す第二のX線画像上の、座標(
X2.Y2)に存在する画素について上記(4)式に従
って演算を行なう場合について説明する。この場合、ま
す゛上記(1)式の逆演算、即ち、式 %式%) に従って、第二のX線画像上の座標(X2.Y2)に対
応する第一のX線画像上の座標(Xl、Yl)が求めら
れる(第4図(a))。このとき、通常は第一の画像信
号の存在しない位置の座標(Xl。
Yl)が求められるため、この求められた座標(X、、
、Y、)の周囲の、第一の画像信号の存在している座標
点、例えばCx−、y、)、  (xillコ 、、yj)、(x、、yj+1)に対応する第一の画像
信号から補間演算により、座標点(Xl、Yl)に対応
する画像信号が求められる。この補間演算方法としては
、公知の種々の方法を採用することが可能であるが、例
えば補間演算の簡単な例を挙げると、各座標点(X1+
  Yj)+  (xill 1y、)、(x、、yj
+、)に対応する第一の画像コ 信号をそれぞれso、1.so□2””13としたとき
、座標点(Xl、Yl)に対応する第一の画像信号SO
1は、 5oI−so、。
+((x −x ) (SO125011)/ (xi
ll−xl) + (Y  −y−)  (SO13−SOll)1コ / (yj+1−yj) I /2 ・・・・・・(7) として求められる。このようにして、第一のX線画像上
の座標点(X、、Y、)に対応する第一の画像信号S0
1が求められた後、この第一の画像信号SOと、第二の
X線画像上の座標点(X2゜Y )に対応する第二の画
像信号S02とを用いて上記(4)式に従って該画素点
についてのサブトラクション処理が行なわれる。
このようにして(5)、(6)式に基づく座標変換処理
演算、(7)式に基づく補間演算、および(4)式に基
づくサブトラクション処理演算を各画素毎に順次行なう
ことにより、第一のX線画像の補正を行なった後の画像
信号を画像−枚分記憶しておくメモリは不要となる。
尚、上記実施例は、2枚の蓄積性蛍光体シートを用いた
例であるが、蓄積性蛍光体層が複数層に形成された一枚
のシートを用いてもよいことはもちろんである。また前
述したように蓄積性蛍光体層は一層のみであってその一
層の表面付近、裏面付近に記録されたX線画像を読み取
るようにしてもよい。
また上記実施例は、蓄積性蛍光体シートを用いた例であ
るが、本発明の記録シートは蓄積性蛍光体シートに限ら
れるものではなくX線フィルム(撮影に際して一般に増
感スクリーンと組合わされる)等であってもよい。
(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および装置は、複数の放射
線画像を互いに重畳させるための補正を放射線画像の各
画素毎に行なう演算式を求め、該演算式を用いて各画素
毎にサブトラクション処理を行なうようにしたため、上
記補正後の画像信号を画像−枚分記憶しておく必要がな
く、その分メモリが節約され、コストダウンを図ること
ができることとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のエネルギーサブトラクション装置の
記録ユニットの一実施例であるX線撮影装置の概略図、 第2図は、各蓄積性蛍光体シートに蓄積記録されたX線
画像を模式的に表わした図、 第3図は、本発明のエネルギーサブトラクション装置の
読取ユニットおよび演算ユニットの一実施例であるX線
画像読取装置および画像処理表示装置の斜視図、 第4図は、第一および第二のX線画像上の各画素点を模
式的に表わした図である。 1・・・X線撮影装置    2・・・X線管3 、3
a、 3b、 3cmX線  4・・・被写体5・・・
第一の蓄積性蛍光体シート 6・・・フィルタ 7・・・第二の蓄積性蛍光体シー 8.9・・・マーカ 8a、9a・・・マーク 16・・・レーザ光源 22・・・輝尽発光光 24・・・フォトマルチプライヤ 25・・・ログアンプ 30・・・画像処理表示装置 19・・・回転多面鏡 23・・・光ガイド 2B・・・A/D変換器 ト 第 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)互いに異なるエネルギー分布を有する放射線によ
    る互いに同一の被写体の複数の放射線画像を記録シート
    に記録し、 該記録シートから前記複数の放射線画像を読み取って該
    複数の放射線画像のそれぞれを表わす複数の画像信号を
    得、 該複数の画像信号に基づいて該複数の画像信号がそれぞ
    れ担持する前記放射線画像を互いに重畳させるための補
    正を前記放射線画像の各画素毎に行なう補正式を求め、 該補正式を用いて前記各画素毎に前記補正を行ないなが
    ら該各画素毎にサブトラクション処理を行なうことを特
    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)放射線を発する放射線源と、被写体が配置される
    被写体配置部と、互いに異なるエネルギー分布を有する
    放射線による複数の放射線画像を記録するための記録シ
    ートが配置される、前記被写体配置部を挾んで前記放射
    線源と対向する位置に設けられたシート保持部とからな
    る記録ユニット、前記記録ユニットにおいて前記被写体
    の放射線画像の記録の行なわれた前記記録シートから、
    前記被写体の複数の放射線画像のそれぞれを表わす複数
    の画像信号を得る読取りユニット、 前記読取りユニットで得られた前記複数の画像信号に基
    づいて該複数の画像信号がそれぞれ担持する前記放射線
    画像を互いに重畳させるための補正を前記放射線画像の
    各画素毎に行なう補正式を求める補正ユニット、および 前記補正ユニットで求められた前記補正式を用いて前記
    各画素毎に前記補正を行ないながら該各画素毎にサブト
    ラクション処理を行なう演算ユニットを備えたことを特
    徴とする放射線画像のエネルギーサブトラクション装置
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