JPH0584501B2 - - 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蛍光体
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） ある種の蛍光体に放射線（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蛍光体中に蓄積され、こ
の蛍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蛍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蛍
光体は蓄積性蛍光体と呼ばれる。

この蓄積性蛍光体を利用して、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蛍光体
に記録し、その後、その蓄積性蛍光体シートをレ
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
示装置に可視光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
性蛍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を行なう際
の読取条件を決定し、この読取条件に従つて前記
本読みを行ない、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
で撮影部位及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、例えば本
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
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
みの際に蓄積性蛍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、レーザー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、及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、蓄積性蛍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
て本読みを行なうことにより、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
いて本読みの際の条件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
のヒストグラム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及び最小輝尽発光光量
Sminを求め、このSmax及び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及び最小濃度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及び最小信号レベル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が低
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、蓄積性蛍光体シート上の
照射野外に照射野の被写体から発生した散乱線が
入射し、高感度の蓄積性蛍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は照射野内の輝尽発光
光量よりも大きい場合もあるので、求められたヒ
ストグラムからは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
こととなり、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。

（発明の構成） 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から前記蓄積性
蛍光体シート上の各位置におけるデジタル画像デ
ータを求め、このデジタル画像データを微分処理
して上記各位置における微分値から成る微分画像
を作成し、 一方、照射野輪郭対応部分を有すると共に該照
射野輪郭対応部分中の各位置と他の部分中の各位
置とが異なる値をもつ多値画像テンプレートであ
つて、該照射野輪郭対応部分の形状及びサイズが
実際の撮影に使用され得る各種照射野絞りにおけ
る照射野輪郭の形状及びサイズに応じて種種異な
るテンプレートを多数用意し、 上記微分画像上の微分値あるいはこの微分値を
処理した値と上記各テンプレート上の値との相関
をとり、その相関が最も大きいテンプレートにお
ける照射野輪郭対応部分の内側が照射野であると
認識し、この照射野内における前記先読みにより
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ことを特徴とする。

（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。

以下に説明する実施態様は、第１図に示す様
に、蓄積性蛍光体シート１０に対して一点鎖線で
示す如き矩形の照射野絞りを行なつた場合の読取
条件決定方法である。

本方法においては、まず、前述の如き先読みに
より得られた画像情報から前記蓄積性蛍光体シー
ト上の各位置におけるデジタル画像データを求め
る。

上記先読みにより得られた画像情報とは、先読
み励起光走査により発せられた輝尽発光光を光電
変換手段により読み取つて得られた、蓄積性蛍光
体シート上の各走査点すなわち各画素）毎の輝尽
発光光量に対応する電気信号から成る情報をい
う。この情報は、勿論、上記シートに蓄積記録さ
れている放射線画像情報に対応する。

第２図は第１図における蓄積性蛍光体シートの
Ａ部を拡大して示す図であり、図中の１つ１つの
ます目はそれぞれ１つの画素を示し、各画素内の
ｆ（１，１），ｆ（１，２）……は各画素（１，
１），（１，２），……における上記画像情報のデ
ジタル化されたものを示す。また、第１図及び第
２図中のＸ方向は主走査方向、ｙ方向は副走査方
向である。

この画像情報からシート上の各位置におけるデ
ジタル画像データを求めるためには、まずシート
上に位置を設定する必要がある。この位置の設定
は画素単位で行なつてもよいし、一定の関係にあ
る複数画素、例えば上下左右に隣接する４個の画
素〔（１，１），（１，２），（２，１），（２，２）
〕，
〔（１，３），（１，４），（２，３），（２，４）〕
，…
…をまとめて１つの位置としてもよい。前者の場
合の各位置おけるデジタル画像データとはその位
置に対応する画素の前記画像情報をデジタル化し
たものを意味し、後者の場合の各位置におけるデ
ジタル画像データとはその位置に含まれる複数画
素の前記画像情報に基づいて決定されたもの、例
えば複数画素の画像情報を平均したデジタル画像
データを意味する。

本実施態様では、この位置設定は画素単位で行
なわれる。

上記の如くして各位置におけるデジタル画像デ
ータを求めたら、この画像データを微分処理す
る。微分の方法は、一次元の一次微分でも高次の
微分でもよいし、また二次元の一次微分や高次の
微分でもよい。また、離散的に標本化された画像
の場合、微分するとは近傍に存在する画像データ
同志の差分を求めることと等価である。近傍に存
在するとは隣接して存在する場合に限らず、例え
ば１つ置きに存在する場合も含む意味である。

本実施態様においては、二次元一次微分による
微分処理を行なう。即ち、まず上記デジタル画像
データをｘ方向に一次元一次微分し、各位置にお
ける微分値δ′を求める。このδ′はｘ方向に隣接す
る位置間の画像データ差分と等価であり、下式の
如く表わされる。

δ′（１，１）＝ｆ（１，１）−ｆ（１，２） δ′（１，２）＝ｆ（１，２）−ｆ（１，３） ： ： δ′（２，１）＝ｆ（２，１）−ｆ（２，２） δ′（２，２）＝ｆ（２，２）−ｆ（２，３） ： ： 次に、同様にｙ方向に一次元一次微分し、各位
置における微分値δ″を求める。このδ″は下式の如
く表わされる。

δ″（１，１）＝ｆ（１，１）−ｆ（２，１） δ″（１，２）＝ｆ（１，２）−ｆ（２，２） ： ： δ″（２，１）＝ｆ（２，１）−ｆ（３，１） δ″（２，２）＝ｆ（２，２）−ｆ（３，２） ： ： そして、上記両方向の一次元一次微分における
各位置の微分値δ′とδ″とに基づいて、例えば両微
分値δ′とδ″との絶対値を加算することによつて各
位置における二次元一次微分値δを求める。この
δは下式によつて表わされる。

δ（１，１）＝｜δ′（１，１）｜＋｜δ″（１，１
）｜ δ（１，２）＝｜δ′（１，２）｜＋｜δ″（１，２
）｜ ： ： δ（２，１）＝｜δ′（２，１）｜＋｜δ″（２，１
）｜ δ（２，２）＝｜δ′（２，２）｜＋｜δ″（２，２
）｜ ： ： 上記の如き微分処理をすることによつて蓄積性
蛍光体シート上の各位置における微分値δを求
め、この各位置における微分値δから成る微分画
像を作成する。なお、上記実施態様においては微
分値δは常に正になるが、例えば一次元一次微分
処理により微分画像を作成する場合、シート上の
位置によつては微分計算値が負になる場合があ
り、その場合はその計算値の絶対値を微分画像上
の微分値として取扱う。また、上記実施態様では
得られた微分値δそのもので微分画像を作成する
が、本発明における微分画像としては、その微分
値δを所定のしきい値により２値化したもので作
成したものであつても良い。

微分画像が作成できたら、その微分画像と予め
用意された多数の多値画像テンプレートとの相関
をとり、その結果を比較して照射野を検出する。

第４図ａ〜ｇは予め用意された多数の多値画像
テンプレートの例を示すものであり、各テンプレ
ート１２は照射野輪郭対応部分（図中斜線を施こ
した部分）１４を有し、該輪郭対応部分１４中の
各位置には例えば１以上の値が、他の部分１６中
の各位置には例えば０値が付与され、かつ各テン
プレート１２の照射野輪郭対応部分１４の形状及
びサイズは実際の撮影に使用され得る各種照射野
絞りにおける照射野輪郭の形状及びサイズに応じ
てそれぞれ異なつている。

テンプレート１２自体の大きさは、蓄積性蛍光
体シート１０（微分画像）の大きさと同じである
のが好ましいが、異なつていても構わない。照射
野輪郭対応部分１４は所定の幅ｔを有する。この
幅ｔは、以下に説明する第５，６図に示す様に、
２位置分や３位置分の他、１位置分であつても良
いしさらには４位置分以上であつても良い。照射
野輪郭対応部分の形状とは、第４図ａ，ｂの矩形
や第４図ｃ，ｄの丸等をいい、サイズとはその矩
形の一辺の長さや丸の直径等をいう。第４図ｅ，
ｆは斜め絞り撮影の場合、第４図ｇは丸絞りであ
つてかつ分割撮影（１つの蓄積性蛍光体シートを
複数区分に分割して各区分にそれぞれ撮影を行な
うもの）の場合の照射野輪郭に対応する照射野輪
郭対応部分１４を有するテンプレートである。テ
ンプレート１２上における各位置は微分画像上の
各位置に対応するものであるが、必ずしも一対一
で対応する必要はなく、例えばテンプレート上の
１つの位置が微分画像上の上下左右に隣接する４
つの位置に対応するようなものであつても良い。
照射野輪郭対応部分１４中の各位置には１以上の
値が付与されており、その態様としては例えば第
５図に示す様に１種類の値、即ち１のみを付与し
ても良いし、第６図の様に２種類の値、即ち中央
に２を、両側に１を付与するようにしても良い。
勿論３種類以上の値を付与しても良いし、かつ複
数種類の値をどの様な態様で付与するかも適宜に
決めれば良い。

次に微分画像とテンプレート画像との相関をと
る。ここで相関をとるとは例えば以下に述べるよ
うな演算によつて画像間の類似度を数値化するこ
とを言う。そして最大値を与えるテンプレート画
像の照射野輪郭対応部分の内側を照射野であると
認識する。

すなわち本実施態様においては、上記微分画像
上の微分値（微分値そのものの場合と２値化した
場合の双方を含む。）と上記用意された各テンプ
レート上の値とを同一位置毎に掛算してその積の
総和を求める。微分画像上の位置とテンプレート
上の位置とが一対一で対応しているときは、その
対応する同一位置上の値同志を掛算し、例えば前
述の如く微分画像上の４つの位置がテンプレート
上の１つの位置に対応するときは該４つの位置上
の各微分値に該テンプレート上の１つの位置上の
値を掛算する。同一位置毎の掛算が上記テンプレ
ート全体について行なわれたらその各積を総和す
る。

そして、この様な積の総和を各テンプレートに
ついて行ない、その結果を比較し、積の総和が最
大になるテンプレートの照射野輪郭対応部分の内
側を照射野であると認識する。

即ち、前記蓄積性蛍光体シート上の各位置にお
けるデジタル画像データは、シートに入射した放
射線のエネルギーの大きさに対応するので、照射
野外の画像データは一般に低い量子レベルとな
り、照射野内の画像データは一般に高い量子レベ
ルとなる。従つて、照射野輪郭が位置する部分の
画像データ同志の差分は他の部分の画像データ同
志の差分よりも一般に大きい量子レベルとなるの
で、微分画像上の照射野輪郭が存在する各位置の
微分値は他の位置の微分値よりも大きくなり、そ
の結果テンプレートの照射野輪郭対応部分１４中
に丁度照射野輪郭が位置するテンプレートの場合
の上記積の総和はそうでないテンプレートの場合
の積の総和よりも当然に大きなる。従つて、予想
される照射野輪郭の各種の形状及びサイズに応じ
た照射野輪郭対応部分を有するテンプレートを多
数用意しておき、微分画像とそれらの各テンプレ
ートとの間で上記の如き掛算を行なつてその積の
総和を比較し、該総和が最大になるテンプレート
を見い出したら、そのテンプレートの照射野輪郭
対応部分１４中に実際の照射野輪郭が存在してい
ることとなり、その輪郭対応部分１４の内側（当
該部分１４がある程度の幅を有するときはその部
分１４中のいずれの位置、例えばその幅部分の内
側縁、外側縁あるいは中央等のいずれの位置から
の内側であつても良い）が照射野であると認識す
ることができる。

上記の如くして照射野を判定したら、先読みに
より得られた画像情報のうちこの照射野内の画像
情報のみに基づいて、本読みにおける読取条件を
決定する。この読取条件は照射野内の画像情報に
基づいて種々の方法で決定することができるが、
例えば前述の様に照射野内の輝尽発光光量のヒス
トグラムを作成し、このヒストグラムから所定の
最大輝尽発光光量Smax及び最小輝尽発光光量
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、上記照射野内の先読
み画像情報のみに基づいて決定する場合に限ら
ず、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
影等の撮影方法等を加味して決定することもでき
る。

上述のようにして照射野を判定し、この照射野
内の画像情報に基づいて本読みの読取条件を決定
した後に読取条件に従つて本読みを行なうが、こ
の本読みは、本出願人が先に出願した特開昭60−
120346号に開示されているように、その読取領域
を判定した照射野内に限るのが好ましい。このよ
うに本読みの読取領域を照射野内に限ることによ
つて、蓄積性蛍光体シートの照射野外に記録され
た散乱線によるノイズ成分は読み取られることが
なく、優れた最終画像を得ることができる。ま
た、読取領域が絞られることによつて、読取時間
の短縮もしくは読取密度の最大が可能となる。

（発明の効果） 本発明に係る方法は、上記の如く先読み画像デ
ータに微分処理を施して各位置における微分値か
ら成る画像を作成すると共に上記の如きテンプレ
ートを多数用意し、該微分画像上の微分値あるい
はこの微分値を処理した値と各テンプレート上の
値との相関をとり、その相関が最も大きいテンプ
レートにおける照射野輪郭対応部分の内側が照射
野であると認識し、この照射野内における先読み
画像情報に基づいて本読みにおける読取条件を決
定するものである。

前述の如く、微分画像上の照射野輪郭の存在す
る各位置の微分値あるいはそれを処理した値は他
の位置の微分値あるいはそれを処理した値よりも
大きくなるので、テンプレートの照射野輪郭対応
部分（例えば上述のようにこの部分中の各位置に
は１以上の値が付与され、他の部分には０値が付
与されている）中に照射野輪郭が位置するテンプ
レートの場合の微分画像とテンプレートとの間の
類似度（例えば上記微分画像とテンプレートとの
間の積の総和）はそうでないテンプレートの場合
よりもはるかに大きくなるので、その類似度が最
大であるテンプレートの照射野輪郭対応部分の内
側が実際の照射野であると認識することができ
る。

従つて、上記の如き本発明に係る方法によれ
ば、照射野が絞られている場合であつても、シー
ト上の照射野外に入射た散乱線による悪影響を排
除し、シート上の照射野内の有効画像情報のみに
基づいて読取条件を決定するので、常に最適な読
取条件を決定することができる。

特に、本発明に係る方法は、先読み画像データ
を微分処理して得られた微分値に基づいて、つま
りシート上に蓄積記録されている画像情報に基づ
いて直接的に照射野を検出するので、正確に照射
野を検出することができ、従つてより高い精度で
最適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図は蓄積性蛍光体シートと該シートにおけ
る照射野輪郭の一例を示す図、第２図は第１図中
のＡ部拡大図であり、各位置におけるデジタル画
像データを示す図、第３図は微分画像の一部を示
す図であり、第３図ａはｘ方向に一次元一次微分
した微分画像、第３図ｂはｙ方向に一次元一次微
分した微分画像、第３図ｃはｘ，ｙ方向に二次元
一次微分した微分画像を示す図、第４図ａ〜ｇは
それぞれ多値画像テンプレートの例を示す図、第
５図及び第６図はそれぞれ多値画像テンプレート
の部分拡大図である。 １０…蓄積性蛍光体シート、１２…多値画像テ
ンプレート、１４…照射野輪郭対応部分、１６…
その他の部分。

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蛍光体シートに励起光を照射
   することにより、該蓄積性蛍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蛍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から前記蓄
   積性蛍光体シート上の各位置におけるデジタル画
   像データを求め、このデジタル画像データを微分
   処理して上記各位置における微分値から成る微分
   画像を作成し、 一方、照射野輪郭対応部分を有すると共に該照
   射野輪郭対応部分中の各位置と他の部分中の各位
   置とが異なる値をもつ多値画像テンプレーであつ
   て、照射野輪郭対応部分の形状及びサイズが実際
   の撮影に使用され得る各種照射野絞りにおける照
   射野輪郭の形状及びサイズに応じて種々異なるテ
   ンプレートを多数用意し、 上記微分画像上の微分値あるいはこの微分値を
   処理した値と上記各テンプレート上の値との相関
   をとり、その相関が最も大きいテンプレートにお
   ける照射野輪郭対応部分の内側から照射野である
   と認識し、この照射野内おける前記先読みにより
   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ことを特徴とする放射線画像
   情報の読取条件決定方法。