JPH0464222B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は、医療用診断等に用いる蓄積性螢光体
利用の放射線画像情報記録再生システムにおいて
使用する放射線画像情報の読取条件決定方法に関
する。

（発明の技術的背景及び従来技術） ある種の螢光体に放射線（Ｘ線、α線、β線、
γ線、電子線、紫外線等）を照射すると、この放
射線エネルギーの一部が螢光体中に蓄積され、こ
の螢光体に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螢光体が輝尽発光を示
すことが知られており、このような性質を示す螢
光体は蓄積性螢光体と呼ばれる。

この蓄積性螢光体を利用して、人体等の被写体
の放射線画像情報を一旦シート状の蓄積性螢光体
に記録し、その後、蓄積性螢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、この輝尽発光光を光電的に読み取つて画像信
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等の表示
装置に可視像として出力させる放射線画像情報記
録再生システムが本出願人によりすでに提案され
ている。（特開昭55−12429号、同56−11395号な
ど。） 上記放射線画像情報記録再生システムの一態様
として、被写体の放射線画像情報が放射線エネル
ギーレベルを媒体として蓄積記録されている蓄積
性螢光体シートを励起光により走査し、この走査
により前記シートから発せられた輝尽発光光を光
電読取手段により読み取つて診断用可視像を再生
するための電気的画像信号を得る「本読み」に先
立つて、予めこの本読みに用いられる励起光より
も低レベルの励起光により前記シートを走査して
このシートに蓄積記録された画像情報の概略を読
み取る「先読み」を行い、この先読みにより得ら
れた画像情報に基づいて前記本読みを行う際の読
取条件を決定し、この読取条件に従つて前記本読
みを行い、この本読みにより得られた画像信号を
画像処理手段に入力し、この画像処理手段で撮影
部位および撮影方法等に応じて診断目的に適した
出力画像が得られる様に画像信号を処理し、この
画像信号を写真感光材料等に可視出力画像として
再生するシステムが知られており、たとえば本出
願人が先に出願し、既に出願公開された特開昭58
−67240号公報に開示されている。

ここで読取条件とは、読取りにおける輝尽発光
光の光量と読取装置の出力との関係に影響を与え
る各種の条件を総称するものであり、例えば入出
力の関係を定める読取ゲイン（感度）、スケール
フアクタ（ラチチユード）あるいは、読取りにお
ける励起光のパワー等を意味するものである。

また、先読みに用いられる励起光が本読みに用
いられる励起光よりも低レベルであるとは、先読
みの際に蓄積性螢光体シートが単位面積当りに受
ける励起光の有効エネルギーが本読みの際のそれ
よりも小さいことを意味する。先読みの励起光を
本読みの励起光よりも低レベルとする方法とし
て、レーザ光源等の励起光光源の出力を小とする
方法、光源より放射された励起光をその光路にお
いてNDフイルタ、AOM等によつて減衰させる
方法、および先読み用の光源と本読み用の光源と
を別個に設け、前者の出力を後者の出力よりも小
とする方法が挙げられ、さらには励起光のビーム
径を大とする方法、励起光の走査速度を大とする
方法、蓄積性螢光体シートの移送速度を大とする
方法等が挙げられる。

この様に、本読みに先立つて予め前記シートに
蓄積記録された画像情報の概略を把握し、この画
像情報の概略に基づいて決定した読取条件に従つ
て本読みを行うことにより、被写体や撮影部位の
変動あるいは放射線被ばく量の変動等に基づく前
記シートに蓄積記録された放射線エネルギーレベ
ルの範囲の変動による不都合を排除し、常に望ま
しい読取条件で本読みを行なうことができる。

この様な先読みにより得られた画像情報に基づ
いて本読みの際の読取条件を決定する具体的方法
としては、例えば、先読みにおける輝尽発光光量
のヒストグラフを求めると共にこのヒストグラム
からこのヒストグラムにおける所望画像情報範囲
の最大輝尽発光光量Smaxおよび最小輝尽発光光
量Sminを求め、このSmaxおよびSminがそれぞ
れ、可視出力画像における適正濃度範囲の最大濃
度Dmaxおよび最小濃度Dminによつて決定され
る画像処理手段における所望入力信号範囲の最大
信号レベルQmaxおよび最小信号レベルQminに
対応する様に本読みの読取条件を決定する方法
が、本出願人により出願されている（特願昭59−
12658号）。

一方、人道上診断に必要ない部分に放射線を照
射しないようにするため、あるいは診断に不要な
部分に放射線をあてるとその部分から診断に必要
な部分に散乱線が入り、コントラスト分解能を低
下するのでこれを防ぐために、放射線画像情報記
録時には放射線の照射野を絞ることが好ましい場
合が多い。ところが、この様に放射線の照射野を
絞つた場合には、通常、蓄積性螢光体シート上の
照射野外に照射野内の被写体から発生した散乱線
が入射し、高感度の蓄積性螢光体シートはこの散
乱線をも蓄積記録してしまうので、先読みによつ
て求める輝尽発光光量のヒストグラム中にはこの
散乱線に基づく輝尽発光光量も含まれることとな
る。そして、この散乱線に基づくシート上におけ
る照射野外の輝尽発光光量の大部分は照射野内の
輝尽発光光量よりも小さいが一部分が照射野内の
輝尽発光光量と同程度かあるいはそれより大きい
場合もあるので、求められたヒストグラムから上
記照射野内外の輝尽発光光量の区別を行なうこと
は困難である。従つて、前述のようにヒストグラ
ムからSmax、Sminを求め、これから読取条件
を決定する場合に、本来照射野内の輝尽発光光量
の最小値がSminとされるべきところ照射野外の
散乱線による輝尽発光光量の最小値がSminとさ
れる場合が生じ得る。そして、この様に照射野外
の輝尽発光光量の最小値がSminとされた場合、
一般にその値は照射野内の輝尽発光光量の最小値
よりも低いので、本読みにおいて診断に不要な散
乱線を低濃度域に収録することにより、従つて診
断に必要な部分の画像の濃度が高くなり過ぎ、そ
の結果コントラストが低下して、満足な診断が困
難となる。

即ち、照射野を絞つて撮影を行なつた場合、シ
ート上における照射野外に被写体から発生した散
乱線が入射し、先読みにより得られた画像情報中
には、この散乱線に基づくものも含まれることと
なるので、この様な先読み画像情報に基づいて読
取条件を決定しても最適な読取条件を決定するこ
とは困難であり、その結果観察読影適性に優れた
可視像を得ることが困難となる。

（発明の目的） 本発明の目的は、上記事情に鑑み、先読みによ
つて得られた画像情報に基づいて本読みの際の読
取条件を決定する方法であつて、照射野を絞つて
撮影した場合であつても上述した照射野絞りによ
る不都合を排除し、最適な読取条件を決定するこ
とができる方法を提供することにある。

（発明も構成） 本発明に係る読取条件決定方法は、上記目的を
達成するため、先読みにより得られた画像情報を
しきい値処理して照射野中の背景部（被写体外領
域）を検出し、この背景部とこの背景部により囲
まれた被写体部とから成る照射野内における先読
み画像情報に基づいて本読みの際の読取条件を決
定することを特徴とする。

本発明に係る方法は、照射野絞りを行なう撮影
の中で必ず背景部（蓄積性螢光体シート上におけ
る照射野中の被写体外領域であつていわゆる素抜
け部）が存在する撮影を対象としている。この背
景部においては放射線が被写体を透過することな
く直接入射しているので他の部分に比べて高いレ
ベルの放射線エネルギーが蓄積されており、従つ
てこの背景部における先読み画像情報である輝尽
発光光量も他の部分の輝尽発光光量に比べて大き
いという事実に着目して本発明はなされたもので
ある。

背景部の輝尽発光光量が他の部分のそれに比べ
て常に大きいという事実が存在するならば、先読
み画像情報における輝尽発光光量をしきい値処
理、例えば所定のしきい値で２値化することによ
つて背景部とそれ以外の部分とに区別することが
でき、換言すれば背景部の位置、形状等を検出す
ることができ、背景部が検出できれば、該背景部
は被写体の周囲に位置するものであることから該
背景部に囲まれた範囲を被写体部分であると認識
することができ、その結果背景部と被写体部とか
ら成る照射野をほぼ正確に知ることができる。

本発明に係る方法は、上記の様に先読み画像情
報をしきい値処理することによつて背景部を検出
し、この背景部を手がかりとして適宜方法により
照射野を認識し、その照射野内のみの先読み画像
情報に基づいて本読みの際の読取条件を決定する
ことにより、該読取条件決定にあたつて照射野外
における散乱線成分の悪影響を排除するようにし
たこと特徴とする。

上記しきい値処理とは、画像情報を当該しきい
値を境にして区別して処理することをいい、例え
ば１つのしきい値を境にして一方の画像情報は全
て「１」とし、他方の画像情報は全て「０」とす
ることによつて２値化するような処理をいう。も
ちろん、しきい値は１つである必要はなく、例え
ば２つのしきい値を用いて３値化処理を行なつて
も良い。

上記背景部によつて囲まれたとは、背景部の内
側に存在するという程度の意味であり、必ずしも
背景部によつて全周を囲まれている場合に限ら
ず、背景部と蓄積性螢光体シートの外縁部とで挾
まれている場合や背景部と背景部とで挾まれてい
る場合等も含む意味である。

上記照射野内の先読み画像情報とは、照射野全
域の画像情報に限らず、照射野の一部の画像情報
であつても良い。ただし、照射野の一部の画像情
報の場合は、その画像情報中に少なくとも被写体
部の主要部の画像情報が含まれていることが好ま
しい。

（実施態様） 以下、図面を参照しながら本発明の実施態様に
ついて詳細に説明する。

まず、半円形の照射野絞りをかけて乳房を撮影
した場合の一実施態様について説明する。

かかる乳房撮影においては、第８図に示すよう
に、撮影台１の上に蓄積性螢光体シートを収納し
たカセツテ２を載置し、このカセツテ２とアクリ
ル板等から成る押え板３とで被写体である乳房４
を挾持圧迫し、押え板３の上方に配設された放射
線源５から断面半円形状のコーン筒６を介して放
射線を被写体４に向けて照射する。

第９図は、この様にして撮影された蓄積性螢光
体シート７上における画像情報記録状態を示す平
面図であり、該シート７上には半円形の照射野８
が存在し、該照射野の外周部分には背景部（斜線
を施した部分）９が存在し、背景部９の内側には
背景部９によつて囲まれた被写体部（被写体の画
像情報が蓄積記録されている部分）１０が存在す
る。また、上記背景部９と被写体部１０とから成
る半円形照射野８の外側には散乱線が入射してい
る散乱線部（図中点々を付した部分）１１が存在
する。

第１０図は、上記の如く画像情報が記録された
シート７に対して前述の先読みを行ない、その結
果得られた先読み画像情報（シート７における各
読取画像毎の輝尽発光光量）のヒストグラムであ
り、Ｘ部は背景部、Ｙ部は被写体部、Ｚ部は散乱
線部である。背景部Ｘは放射線が被写体４を透過
することなく直接シート７上に入射するので最大
発光量域に位置し、散乱線部Ｚは散乱線の有する
放射線エネルギーが微小であることから小発光量
域に位置している。

即ち、背景部Ｘにおける先読み画像情報は、放
射線照射むらのシートの感度むら等によりある程
度の幅（分布）SWを有すると共に全先読み画像
情報中において最大発光量域に位置する。

本実施態様は、かかる事実の下に、先読み画像
情報を所定のしきい値thで２値化することによつ
て背景部の検出を行なうものである。

即ち、第１０図に示す如き先読み画像情報のヒ
ストグラムにおいて、最大発光光量S₁から前記あ
る程度の幅SWをもたせたしきい値th（th＝S₁−
SW）を用いて先読み画像情報を２値化すると、
該先読み画像情報を背景部とそれ以外の部分とに
分離し、区別することができるので、たとえば先
読み画像情報ｆ（ｘ、ｙ）を下式の如く２値化し
て２値化画像情報ｄ（ｘ、ｙ）を求めると、該２
値化画像情報ｄ（ｘ、ｙ）は第１図に示すように
なり、ｄ（ｘ、ｙ）＝１の範囲（斜線を施した範
囲）を背景部９として検出することができる。

ｄ（ｘ、ｙ）＝０ if ｆ（ｘ、ｙ）＜th １ if ｆ（ｘ、ｙ）≧th ただし、（ｘ、ｙ）はシート７上における読取
画素位置を示す。

上記各読取画素における輝尽発光光量の中の最
大輝尽発光光量S₁から所定幅SWを引いて所定し
きい値thで求めるにあたつては、本実施態様では
まず第１０図に示す様な先読み画像情報のヒスト
グラムを作成し、該ヒストグラムに基づいて求め
たS₁とSWとから計算により、あるいは該ヒスト
グラムの形から直接的にthを求めても良いし、そ
の様なヒストグラムを作成することなく先読み画
像情報から求めたS₁と実験データや計算等で予め
求めておいたSWとから計算によりthを求めても
良い。

次に、全先読み画像情報の中から、上記の如く
して検出した背景部と該背景部によつて囲まれた
被写体部とから成る照射野内の先読み画像情報を
選出する。即ち、背景部は照射野の外周部分に位
置し、被写体部は背景部の内側に背景部に囲まれ
て位置するので、背景部を検出することができれ
ばその背景部から直接的に背景部に囲まれた被写
体部を知ることができ、あるいはその背景部と容
易に入手し得る照射野の形状や被写体撮影部位の
形状等の情報とを組み合わせることにより背景部
に囲まれた被写体部を知ることができる。このよ
うにして背景部を検出し、該背景部に基づいて被
写体部を知ることができれば、それら両者によつ
て構成される照射野も当然に認識することがで
き、前記先読み画像情報の中からその様にして認
識された照射野内の画像情報のみを選出すること
ができる。

本実施態様では、乳房撮影であり、照射野が半
円形であり、かつ第８図に示す様な撮影装置によ
つて撮影されているという既知の情報から、被写
体部１０は第１図に示すようにシート７のいずれ
か一辺の中央部分に位置していると共に円弧状の
背景部９と該シートの一辺とによつて囲まれてい
ることを知ることできるので、まず第２図に示す
ように、各シート辺７ａ〜７ｄの中点（各中点は
いずれも０値である）Ca〜Cdから他の辺に向け
て、即ち各辺の中点から45°、90°、135°の方向に
向けて１値が存在するか否かを探索し、３方向と
も１値が存在する辺７ａに被写体部１０が位置す
るものと判断する。

この様にして被写体部１０が撮影されているシ
ートの辺７ａを見い出したら、通常は該辺７ａと
背景部９とで囲まれた０値領域を被写体部１０と
して認識することができるが、例えば第３図に示
す様に半円形照射野の直線部分８ａが上記シート
辺７ａよりも内側に位置する場合があるので、上
記辺７ａの中点Caから該辺７ａに対して0°、180°
の方向を探索し、両方向に１値が存在するまで中
点を90°方向に一画素づつずらし、両方向に１値
が存在したときの探索直線と背景部９とによつて
囲まれた領域（破線で斜線を施した領域）を被写
体部１０として認識するようにする。

この様にして被写体部１０を認識したら、この
被写体部１０における２値化画像情報ｄ（ｘ、ｙ）
＝０を全てｄ（ｘ、ｙ）＝１に変換する。この変換
は、例えば第４図に示す様に被写体部１０をスキ
ヤンしながら各０値を全て１値に変換する。

この様にして得られた新たな修正２値化画像情
報（背景部９と被写体部１０のみが１値をとり、
他の部分は０値となつている）d′（ｘ、ｙ）と元
の先読み画像情報ｆ（ｘ、ｙ）との論理積
（AND）をとる、即ち各画素毎の先読み画像情報
と修正２値化画像情報とを掛け算とすると、修正
２値化画像情報において０値である範囲は０（零）
であり、１値である背景部と被写体部の範囲は元
の先読み画像情報のままである新たな修正先読み
画像情報f′（ｘ、ｙ）が得られる。

即ち、上記の如き手順を経ることによつて、先
読み画像情報の中から、背景部９と被写体部１０
とから成る照射野８範囲のみの先読み画像情報を
選出することができる。

照射野範囲のみの先読み画像情報を選出する方
法は、上記の如くして検出した背景部を利用する
ものである限り、どの様な方法であつても良い。

例えば、第５図に示すように、被写体が撮影さ
れたシート上の辺７ａの中点Caから90°方向に２
値化画像情報ｄ（ｘ、ｙ）を探索し、１値を発見
した点ｄでこの点ｄを通り上記辺７ａに平行な線
分ｕ、ｖの両端から１値を探索する。そして、１
値を発見した点をｐ、ｑとし、該点ｐ、ｑから上
記辺７ａに向かつて同時に垂線をおろす方向（線
分ｕ、ｖに垂直な方向）に探索を始め、双方とも
に０値になつた点をｒ、ｓとし、これらの各点
ｐ、ｑ、ｒ、ｓで囲まれた部分（斜線を施した部
分）の先読み画像情報を選出するようにしても良
い。

次に、この様にして選出された照射野領域内の
みの先読み画像情報に基づいて、本読みの際の読
取条件を決定する。この読取条件は、選出された
照射野領域内の先読み画像情報に基づいて種々の
方法で決定することができるが、例えば前述の様
にその先読み画像情報のヒストグラムを作成し、
このヒストグラムからSmax、Sminを求め、こ
のSmax、Sminに基づいて読取条件を決定する
ことができる。

なお、読取条件の決定は、上記選出された先読
み画像情報のみに基づいて決定する場合の外、さ
らに頭部、胸部、腹部等の撮影の対象となる被写
体の撮影部位や単純、造影、断層、拡大撮影等の
撮影方法を加味して決定しても良い。

次に、長方形照射野絞りを行なつて四肢や頚部
の撮影を行なつた場合の一実施態様について説明
する。

この様な撮影におけるシート上の画像情報記録
状態は、通常第６図ａ，ｂ，ｃに示す如く２本の
帯状背景部（斜線を施した部分）９が存在し、被
写体部１０がこの両背景部に挾まれて存在してい
る。第６図ａは被写体撮影部位である腕をシート
７の一辺に平行に置き、長方形照射野もその各辺
がシートの各辺と平行になるように位置させて撮
影したものであり、第６図ｂは腕をシート７に対
して斜めに置き、長方形照射野もシートに対して
斜めに位置させて撮影したものであり、第６図ｃ
はいわゆる分割撮影であつて１つのシート７の右
半分と左半分とにそれぞれ別個の撮影を行なつた
ものである。

本実施態様においては、前述の実施態様と同様
に、まず先読み画像情報を所定のしきい値thで２
値化する（この所定のしきい値thで２値化するこ
とは、とりもなおさず背景部９を検出するという
ことである）。

そして、２値化された先読み画像情報を、第７
図ａに示す如く、前記先読みの際の主走査方向に
スキヤンして１値と１値との間に存在する０値を
全て１値に変換し、この変換操作を副走査全ライ
ンについて実施する。さらに、同様の変換操作
を、第７図ｂ〜ｄに示す如く、主走査方向に対し
て90°、45°、135°の各方向について行なう。

この様な４つの方向について０値→１値変換操
作を行なうことによつて、第６図ａの場合でも第
６図ｂの場合でも、両背景部９の間に挾まれた被
写体部１０の全域もあるいはその殆んどの領域が
０値から１値に変換され、この様にして変換され
た後の修正２値化画像情報d′（ｘ、ｙ）において
は照射野領域のみが１値となり、他の領域は０値
となつている。

この様にして作成した修正２値化画像情報
d′（ｘ、ｙ）を作成したら、該情報d′（ｘ、ｙ）と
元の先読み画像情報ｆ（ｘ、ｙ）との論理積
（AND）をとることによつて照射野領域内のみの
先読み画像情報を選出し、この選出先読み画像情
報に基づいて本読みの際の読取条件を決定する。

なお、上記０値→１値変換にあたつては、１値
が連続する背景部の奇数番目と偶数番目との間の
みであつて、偶数番目の背景部から奇数番目の背
景部への間は変換を行なわないようにする。この
様な約束をおこなうと、例えば第６図ｃに示す様
な分割撮影の場合でも、実際の被写体部１０のみ
変換され、背景部と背景部との間ではあるが被写
体部ではないＷ部の変換は行なわれないので好都
合である。また、分割撮影の場合は通常被写体や
照射野をシートに対して斜めにすることはないの
で、第７図ａ，ｂの２方向にのみスキヤンして変
換を行なえば十分である。さらに、被写体や照射
野の一辺がシートの一辺に対して平行であり、か
つどの辺に対して平行であるかまでの情報がわか
つているときは、第７図ａ，ｂのいずれか一方、
例えば第６図ａの場合は第７図ａの一方向のみの
スキヤン変換操作を行なえば十分である。

（発明の効果） 本発明に係る読取条件決定方法は、前述のよう
に先読み画像情報をしきい値処理することによつ
て背景部を検出し、この背景部と該背景部とによ
つて囲まれた被写体部とから成る照射野範囲内の
先読み画像情報のみを用いて読取条件を決定する
ものである。

よつて、読取条件決定のベースとなる先読み画
像情報中からノイズ成分である散乱線成分、即ち
照射野外領域における先読み画像情報を確実に排
除することができ、従つて読取条件を決定する際
の散乱線成分の存在に起因する種々の不都合、例
えば前述の如く被写体部分の可視像が高濃度域に
圧縮されてコントラストの低い画像になつてしま
う様に読取条件が決定されるという不都合を解消
することができ、常に最適な読取条件を決定する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は蓄積性螢光体シートに記録された画像
情報を２値化した状態を示す図、第２図は被写体
部が存在するシート辺の探索方法を示す図、第３
図は被写体部を認識する方法を示す図、第４図は
被写体部を０値→１値変換する方法を示す図、第
５図は照射野内の選出すべき先読み画像情報範囲
を設定する方法を示す図、第６図ａ，ｂ，ｃはそ
れぞれ腕を長方形照射野絞りをかけて撮影した場
合の画像情報記録状態を示す図、第７図ａ，ｂ，
ｃ，ｄはそれぞれ第６図に示す撮影の場合の０値
→１値変換スキヤン方向を示す図、第８図は乳房
を半円形照射野絞りをかけて撮影する状態を示す
側面図、第９図は第８図に示す撮影の場合の画像
情報記録状態を示す図、第１０図は第８図に示す
撮影が行なわれたシートの先読み画像情報のヒス
トグラムを示す図である。 ７……蓄積性螢光体シート、８……照射野、９
……背景部、１０……被写体部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放射線画像情報が照射野絞りをかけて蓄積記
   録されている蓄積性螢光体シートに励起光を照射
   することにより、該蓄積性螢光体シートに蓄積記
   録されている放射線画像情報を輝尽発光光として
   放出せしめ、この輝尽発光光を光電的に読み取つ
   て可視像を出力するための電気的画像信号を得る
   本読みに先立ち、該本読みにおいて用いられる励
   起光のエネルギーよりも低いエネルギーの励起光
   を用いて前記蓄積性螢光体シートに蓄積記録され
   ている前記放射線画像情報を読み取る先読みを行
   ない、この先読みにより得られた画像情報に基づ
   いて前記本読みにおける読取条件を決定する放射
   線画像情報の読取条件決定方法において、 前記先読みにより得られた画像情報をしきい値
   処理して照射野中の背景部を検出し、 上記先読みにより得られた画像情報から、上記
   背景部とこの背景部によつて囲まれた被写体部と
   から成る照射野内の画像情報を選出し、 該選出された画像情報に基づいて上記本読みに
   おける読取条件を決定することを特徴とする放射
   線画像情報の読取条件決定方法。