JPH0471395B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は放射線画像のサブトラクシヨン処理、
詳細には蓄積性螢光体シートを用いて行なう放射
線画像のデジタルサブトラクシヨン処理におい
て、サブトラクシヨン画像の画質を改善する方法
およびその装置に関するものである。

（発明の技術的背景および先行技術） 従来より放射線画像のデジタルサブトラクシヨ
ンが公知となつている。この放射線画像のデジタ
ルサブトラクシヨンとは、異なつた条件で撮影し
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。

このサブトラクシヨン処理には、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、造影剤が注入されていない放射線画像の画像
信号を引き算（サブトラクト）することによつて
特定の構造物を抽出するいわゆる時間サブトラク
シヨン処理と、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
けをした上で引き算（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
サブトラクシヨン処理である。

このサブトラクシヨ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。

さらに最近では例えば特開昭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
有する蓄積性螢光体シートを使用し、これらの螢
光体シートに前述のように異なつた条件で同一の
被写体を透過した放射線を照射して、これらの螢
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
し、これらデジタル信号により前記デジタルサブ
トラクシヨンを行なうことも提案されている。上
記蓄積性螢光体シートとは、例えば特開昭55−
12429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螢光体中
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螢光体が
輝尽発光を示すもので、きわめて広いラチチユー
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。したがつて、この螢光体シート
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ヨンを行なえば、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。

しかしながら、前述のような２枚の蓄積性螢光
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ヨン
を行なつて骨消去画像すなわち軟部組織のみが抽
出されたサブトラクシヨン画像を得た場合、抽出
された軟部組織の画像信号は、サブトラクシヨン
という演算処理で生成された差信号であるため
Ｓ／Ｎが低く、したがつて軟部組織抽出画像の画
質が劣るという問題が有る。

（発明の目的） そこで本発明は、上述のような軟部組織抽出画
像の画質を十分に改善することができるエネルギ
ーサブトラクシヨン画像の画質改善方法、および
その方法を実施する装置を提供することを目的と
するものである。

（発明の構成） 本発明のエネルギーサブトラクシヨン画像の画
質改善方法は、２枚以上の蓄積性螢光体シートを
用い、骨と軟部組織とを含む被写体の放射線画像
から骨が消去された画像を形成する差信号を得る
エネルギーサブトラクシヨンにおいて、骨が存在
している部分の画素にはサブトラクシヨンによつ
て得られた差信号を用い、その他の部分の画素に
は蓄積性螢光体シートから読み出された原画像信
号を用いて、被写体の放射線画像を再生するよう
にしたことを特徴とするものである。

上記原画像信号としては、１枚の蓄積性螢光体
シートから読み出されたデジタル画像信号そのも
の、あるいは複数枚の蓄積性螢光体シートそれぞ
れから読み出されたデジタル画像信号を加算平均
した信号等が用いられうる。

そして、上記方法は、 放射線画像が蓄積記録された蓄積性螢光体シー
トに励起光を走査し、それによつて前記蓄積性螢
光体シートから発せられた輝尽発光光を光電的に
読み出してデジタル画像信号に変換する画像読取
手段と、 骨および軟部組織を含む同一の被写体を透過し
たエネルギーの互いに異なる放射線の照射により
該被写体の少なくとも一部の画像情報が互いに異
なる放射線画像が蓄積記録された２枚以上の前記
蓄積性螢光体シートそれぞれから前記画像読取手
段によつて得た各デジタル画像信号の対応する画
素間で減算を行ない、それによつて前記骨が消去
された画像を形成する差信号および前記軟部組織
が消去された画像を形成する差信号を得るサブト
ラクシヨン演算手段と、 前記軟部組織が消去された画像を形成する差信
号に基づいて前記放射線画像の骨の存在している
部分を識別してその位置信号を出力する識別手段
と、 前記シートから読み出された原画像信号と、前
記骨が消去された画像を形成する差信号とが入力
されるとともに、前記識別手段から前記位置信号
が入力され、この位置信号を参照して前記放射線
画像の骨が存在している部分の画素信号として前
記骨が消去された画像を形成する差信号を出力す
る一方、その他の部分の画素信号として前記原画
像信号を出力する信号選択手段とからなる本発明
のエネルギーサブトラクシヨン画像の画質改善装
置によつて実施されうる。

なお上述のように本発明方法においては、サブ
トラクシヨンにより得られた差信号と、原画像信
号とによつて１枚の放射線画像が形成されるか
ら、骨が存在している部分とその他の部分とが違
和感無く合成されるように、両信号の少なくとも
一方を他方の濃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。

（実施態様） 以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明を
詳細に説明する。

第１図は２枚の蓄積性螢光体シート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
積性螢光体シート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螢光体シート
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線画像を蓄積性螢光体シートＢに蓄
積記録する。このとき蓄積性螢光体シートＡとＢ
とで被写体１の位置関係は同じとする。

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枚の蓄積性螢光体シ
ートＡ，Ｂに蓄積記録する。次にこれら２枚の蓄
積性螢光体シートＡ，Ｂから、第２図に示すよう
な画像読取手段によつて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
性螢光体シート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によつてＸ方向に主
走査させ、螢光体シートＡから蓄積Ｘ線エネルギ
ーを、蓄積記録されたＸ線画像にしたがつて輝尽
発光光１３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オトマル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
（logS）のデジタル画像信号logS_Aに変換される。
このデジタル画像信号logS_Aは例えば磁気デイス
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枚の蓄積性螢光体シートＢの記
録媒体が読み出され、そのデジタル画像信号
logS_B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logS_A，logS_Bを用いてサブトラクシヨン処理
を行なう。第３図は本発明方法の一実施態様によ
るエネルギーサブトラクシヨン画像の画質改善方
法を適用して行なわれるサブトラクシヨン処理の
流れを示している。まず前期記憶媒体１７内の画
像フアイル１７Ａと、画像フアイル１７Ｂからそ
れぞれ、前期デジタル画像信号logS_A，logS_Bが読
み出され、サブトラクシヨン演算回路１８に入力
される。該サブトラクシヨン演算回路１８は、上
記２つのデジタル画像信号logS_AとlogS_B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 Ssub＝ａ・logS_A−ｂ・logS_B＋ｃ （ａ，ｂ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） を求める。この差信号Ssubは一たん画像フアイ
ル１９Ａに記憶されてから、後述する信号選択回
路２０を通して例えばCRT等のデイスプレイ装
置や、走査記録装置等の再生記録装置２１に入力
され、該差信号Ssubによつてサブトラクシヨン
画像が再生記録される。第４図はサブトラクシヨ
ン画像再生記録システムの一例として、画像走査
記録装置を示すものである。感光フイルム３０を
矢印Ｙの副走査方向へ移動させるとともにレーザ
ービーム３１をこの感光フイルム３０上にＸ方向
に主走査させ、レーザービーム３１をＡ／Ｏ変調
器３２により画像信号供給器３３からの画像信号
によつて変調することにより、感光フイルム３０
上に可視像を形成する。この変調用画像信号とし
て、前記差信号Ssubを使用すれば、デジタルサ
ブトラクシヨン処理による所望の特定構造物のみ
の画像を感光フイルム３０上に再生記録すること
ができる。

ここで上記差信号Ssubによる画像は、前記画
像フアイル１７Ａあるいは画像フアイル１７Ｂに
記憶されている被写体１のＸ線画像が例えば第５
図のＡ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、上記重みづ
け係数ａ，ｂを適当に選択することにより、第５
図のＢに示されるように骨６が消去されて軟部組
織５のみが抽出されたものとなる。上記差信号
Ssubと一たん画像フアイル１９Ａに記憶される。

次に上述のサブトラクシヨン演算回路１８によ
り前記と同様の演算 Ssub′＝a′・logS_A−b′・logS_B＋c′ （a′，b′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。ここで上記係数a′，b′，c′が適当に選
択されることにより、該差信号Ssub′を上記のよ
うな再生記録装置２１に入力してＸ線画像を再生
するとその画像は第５図のＣに示されるように、
軟部組織５が消去されて骨６のみが抽出されたも
のとなる。しかしこの差信号Ssub′は再生記録装
置２１には入力されず、画像フアイル１９Ｂに記
憶される。

前述したように、 Ssub＝ａ・logS_A−ｂ・logS_B＋ｃなる演算を行
ない、この差信号SsubによりＸ線画像を再生す
れば、骨６が消去されて軟部組織５のみが抽出さ
れ診断能に優れた画像が得られるのであるが、こ
の骨消去画像の軟部組織５の画質は、原画像信号
すなわち前記デジタル画像信号logS_Aあるいはデ
ジタル画像信号logS_Bから形成された画像におけ
る軟部組織の画質よりも劣る。すなわち上記骨消
去画像を形成する画像信号（つまり差信号Ssub）
は、上記デジタル画像信号logS_Aとデジタル画像
信号logS_Bに対して前述のような演算（サブトラ
クシヨン）を施して得られたものであつて、当然
デジカル画像信号logS_Aあるいはデジタル画像信
号logS_BよりもＳ／Ｎが低下しているためである。

そこで第３図に示されるように、デジタル画像
信号logS_Aとデジタル画像信号logS_Bは加算平均回
路２２に入力され、両信号logS_A，logS_Bは適当な
重みづけがなされた上で加算平均され、その加算
平均信号は次に濃度および／またはコントラスト
補正回路２３において適当な濃度および／または
コントラスト補正がなされた上で一たん画像フア
イル２４に記憶される。この加算平均信号は原画
像を示すもので、原画像信号logS₀として信号選
択回路２０に入力される。またこの信号選択回路
２０には、画像フアイル１９Ｂに記憶された差信
号Ssub′（前述したように骨のみが抽出される画像
を担持するものである）を受けて、Ｘ線画像にお
ける骨６が存在している部分の位置を識別する識
別回路２５が出力する骨６の位置信号Spが入力
されるようになつている。この識別回路２５は例
えば、全画素の画像信号Ssub′を所定の閾値と比
較し、ある画素の画像信号Ssub′が該閾値を超え
たならばその画素は骨６の部分の画素と識別する
ように形成されるものである。信号選択回路２０
は上記位置信号Spを受けて、再生されるＸ線画
像の全画素のうち、骨６が存在する部分の画素に
ついては前記差信号Ssubを、またそれ以外の部
分の画素については画像フアイル２４からの原画
像信号logS₀をそれぞれ選択して出力する。

このように画素に応じて適宜選択された差信号
Ssubあるいは原画像信号logS₀を用いて再生記録
装置２１により再生されたＸ線画像は、前記第５
図のＢに示されるような骨消去画像となる。すな
わち骨６が存在している部分の画素の画像信号と
して上記差信号Ssubが用いられ、一方それ以外
の部分の画素の画像信号としてサブトラクシヨン
を介さない原画像信号logS₀が用いられるので、
再生Ｘ線画像は骨６が消去されて軟部組織５のみ
が抽出されたものとなる。そして、原画像信号
logS₀は２つの原画像信号logS_A，logS_Bを演算処
理して得られた差信号Ssubよりも当然Ｓ／Ｎが
高いから、この再生Ｘ線画像は全画素に上記差信
号Ssubを用いて再生されるＸ線画像よりも全体
として画質が向上している。つまりこの再生Ｘ線
画像においては、サブトラクシヨンという演算処
理に起因して画質劣下が生じる部分が、骨が存在
している部分のみに抑えられることになる。

なお前述のように原画像信号logS₀は濃度およ
び／またはコントラスト補正回路２３により濃度
および／またはコントラストの補正を受けるが、
この補正は該原画像信号logS₀による骨６が存在
している部分以外の部分と、差信号Ssubによる
骨６が存在している部分とが、１つのＸ線画像内
において画像濃度および／またはコントラスト上
自然な感じに合成されるように行なわれるもので
ある。この濃度および／またはコントラストの補
正は経験をもとにマニユアル操作で行なわれても
よいし、また該原画像信号logS₀と差信号Ssubに
よる画像をCRT等に表示しながらマニユアル操
作で行われてもよい。さらにはあらかじめ定めた
軟部組織の特定点の画素の差信号Ssubを濃度お
よび／または補正回路２３に入力し、該差信号
Ssubと上記特定点の画素の原画像信号logS₀とが
同値になるように該原画像信号logS₀を自動補正
してもよい。また上記のような濃度および／また
はコントラストの補正は、原画像信号logS₀に対
して施す代りに、差信号Ssubに対して施しても
よいし、場合によつては原画像信号logS₀および
差信号Ssubの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再生画像が得られる。

また識別回路２５は、前述のように所定の閾値
と画像信号Ssub′とを比較することにより自動的
に骨６の位置を識別する他、画像信号Ssub′によ
る画像をCRT等に表示し、その表示を見ながら
オペレータがマニユアルで骨６の位置情報を入力
しうるように形成されてもよい。

なお上記実施態様においては、原画像信号
logS₀として２枚の蓄積性螢光体シートそれぞれ
から得られたデジタル画像信号logS_AおよびlogS_B
の加算平均信号が用いられるが、logS₀として
logS_AおよびlogS_Bのいずれか一方が用いられても
よいことは言うまでもない。

以上２枚の蓄積性螢光体シートＡ，Ｂを使用す
る実施態様について説明したが、３枚以上の蓄積
性螢光体シートにそれぞれ異なるエネルギーで放
射線撮影し、それらシートから得られるデジタル
画像信号を減算処理して差信号logS₀を得ること
も可能であり（例えば３枚のシートが用いられる
場合logS₀＝alogS_A＋blogS_B−clogS_c+d、ここで
ａ，ｂ，ｃは重み係数であり、ｄは差信号logS₀
を概略一定濃度にするようなバイアス成分であ
る）、従つて本発明はこのような３枚以上の蓄積
性螢光体シートを使用する場合にも適用可能であ
る。

また、上述の実施態様においては、２枚のシー
トＡ，Ｂへの放射線画像の蓄積記録は、それぞれ
のシートにエネルギーの異なる放射線を別個に照
射することによつて行なわれるが、複数枚のシー
トへの放射線画像の蓄積記録の方法はこれに限ら
れるものではなく、特開昭59−83486号に開示さ
れているように、蓄積性螢光体シート積層体ある
いは蓄積性螢光体シート−フイルタ積層体を用い
て一回の放射線照射で行なつてもよい。すなわ
ち、複数の蓄積性螢光体シートそれぞれに、同一
の被写体を透過したエネルギーが互いに異なる放
射線が照射される限りにおいて、特に撮影方法に
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、蓄積性螢光体シー
トを用いたエネルギーサブトラクシヨンは例え
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、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もので
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、
造影剤等も含むものとし、また「軟部組織」とは
上記「骨」と放射線吸収特性が異なつて、エネル
ギーサブトラクシヨンにより放射線画像上で抽出
されうるものすべてを含むものとする。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明によれば、エネ
ルギーサブトラクシヨンにより骨の部分が消去さ
れた骨消去画像において、抽出された軟部組織の
画質を確実に改善することが可能であり、エネル
ギーサブトラクシヨン画像の診断能は今までに無
く十分に高められるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法における放射線画像の蓄積
記録ステツプを示す説明図、第２図は上記蓄積記
録がなされた蓄積性螢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
方法の一実施態様方法を適用して行なわれるエネ
ルギーサブトラクシヨン処理の概要を説明する概
略図、第４図はサブトラクシヨン画像の再生記録
システムの一例を示す概略図、第５図は本発明に
係わるエネルギーサブトラクシヨンを説明する説
明図である。 １……被写体、２……Ｘ線、３……Ｘ線源、５
……軟部組織、６……骨、１０……レーザー光
源、１１……レーザー光、１２……走査ミラー、
１３……輝尽発光光、１５……フオトマル、１８
……サブトラクシヨン演算回路、２０……信号選
択回路、２１……再生記録装置、２５……識別回
路、Ａ，Ｂ……蓄積性螢光体シート、logS_A，
logS_B……デジタル画像信号、Ssub……デジタル
画像信号の差信号、logS₀……原画像信号、Sp…
…位置信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 骨および軟部組織を含む同一の被写体を透過
   したエネルギーの互いに異なる放射線の照射によ
   り、該被写体の少なくとも一部の画像情報が互い
   に異なる放射線画像が蓄積記録された２枚以上の
   前記蓄積性螢光体シートそれぞれに、励起光を走
   査して前記放射線画像を輝尽発光光に変換し、 この輝尽発光光の発光量を光電的に読み出して
   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
   号の減算を行なつて放射線画像の前記骨が消去さ
   れた画像を形成する差信号を得るエネルギーサブ
   トラクシヨンにおいて、 前記放射線画像の骨の存在している部分を識別
   し、 前記骨が存在している部分の画素には前記差信
   号を用い、その他の部分の画素には前記シートか
   ら読み出された原画像信号を用いて前記被写体の
   放射線画像を再生することを特徴とするエネルギ
   ーサブトラクシヨン画像の画質改善方法。 ２ 前記差信号および原画像信号の少なくとも一
   方が他方の濃度範囲および／またはコントラスト
   範囲に合わせて濃度および／またはコントラスト
   補正されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のエネルギーサブトラクシヨン画像の画質
   改善方法。 ３ 前記原画像信号として、前記２枚のシートか
   ら読み出されたそれぞれのデジタル画像信号の加
   算平均信号を用いることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項記載のエネルギーサブト
   ラクシヨン画像の画質改善方法。 ４ 放射線画像が蓄積記録された蓄積性螢光体シ
   ートに励起光を走査し、それによつて前記蓄積性
   螢光体シートから発せられた輝尽発光光を光電的
   に読み出してデジタル画像信号に変換する画像読
   取手段と、 骨および軟部組織を含む同一の被写体を透過し
   たエネルギーの互いに異なる放射線の照射によ
   り、該被写体の少なくとも一部の画像情報が互い
   に異なる放射線画像が蓄積記録された２枚以上の
   前記蓄積性螢光体シートそれぞれから、前記画像
   読取手段によつて得た各デジタル画像信号の対応
   する画素間で減算を行ない、それによつて前記骨
   が消去された画像を形成する差信号および前記軟
   部組織が消去された画像を形成する差信号を得る
   サブトラクシヨン演算手段と、 前記軟部組織が消去された画像を形成する差信
   号に基づいて前記放射線画像の骨の存在している
   部分を識別してその位置信号を出力する識別手段
   と、 前記シートから読み出された原画像信号と、前
   記骨が消去された画像を形成する差信号とが入力
   されるとともに、前記識別手段から前記位置信号
   が入力され、この位置信号を参照して前記放射線
   画像の骨と軟部組織が重なつている部分の画素信
   号として前記骨が消去された画像を形成する差信
   号を出力する一方、その他の部分の画素信号とし
   て前記原画像信号を出力する信号選択手段とから
   なるエネルギーサブトラクシヨン画像の画質改善
   装置。