JPH0617983B2 - 放射線画像情報読取方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は、放射線画像情報が蓄積記録され蓄積性螢光体
シートに励起光を照射し、それによって該蓄積性螢光体
シートから発せられた輝尽発光光を光電的に検出して上
記放射線画像情報を読み取る放射線画像情報読取方法に
関し、特に詳細には可視像再生のための本読みに先行し
て、予め蓄積記録情報の概要を把握するための先読みを
行なうようにした放射線画像情報読取方法に関するもの
である。

（発明の技術的背景および先行技術） 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、人体等の放射線画像情報
を一旦蓄積性螢光体のシートに記録し、この蓄積性螢光
体シートをレーザ光等の励起光で走査して輝尽発光を生
ぜしめ、得られた輝尽発光光を光電的に読み出して画像
信号を得、この画像信号に基づき写真感光材料等の記録
材料、ＣＲＴ等の表示装置に放射線画像を可視像として
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。） この方法は、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
記録しうるという実用的な利点を有している。すなわ
ち、蓄積性螢光体においては、放射線露光量に対して蓄
積後に励起によって輝尽発光する発光光の光量が極めて
広い範囲にわた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、蓄積性螢光体シートより放射される輝尽発
光光の光量を読取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に変換し、この電気信号
を用いて写真感光材料等の記録材料、ＣＲＴ等の表示装
置に放射線画像を可視像として出力させることによっ
て、放射線露光量の変動に撮影されない放射線画像を得
ることができる。

またこのシステムによれば、蓄積性螢光体シートに蓄積
記録された放射線画像情報を電気信号に変換した後に適
当な信号処理を施し、この電気信号を用いて写真感光材
料等の記録材料、ＣＲＴ等の表示装置に放射線画像を可
視像として出力させることによって、観察読影適性（診
断適性）の優れた放射線画像を得ることができるという
きわめて大きな効果も得ることができる。

このように蓄積性螢光体シートを使用する放射線画像シ
ステムにおいては、読取ゲインを適当な値に設定して輝
尽発光光を光電変換し、可視像として出力することがで
きるので、放射線源の管電圧又はＭＡＳ値の変動による
放射線露光量の変動、蓄積性螢光体シートの感度のバラ
ツキ、光検出器の感度のバラツキ、被写体の条件による
露光量の変化、あるいは被写体によって放射線透過率が
異なる等の原因により蓄積性螢光体に蓄積される蓄積エ
ネルギーが異なっても、更には放射線の被ばく量を低減
させても、これらの因子の変動により影響を受けない放
射線画像を得ることが可能となる。

しかしながら、このように撮影条件の変動による影響を
なくし、あるいは観察読影適性の優れた放射線画像を得
るためには、蓄積性螢光体シートに蓄積記録された放射
線画像情報の記録状態、あるいは胸部、腹部などの被写
体の部位、単純撮影、造影撮影などの撮影方法等によっ
て決定される記録パターン（以下、これらを総称する場
合には、「蓄積記録情報」という。）を観察読影のため
の可視像の出力に先立って把握し、この把握した蓄積記
録情報に基づいて読取ゲインを適当な値に調節し、ま
た、記録パターンのコントラストに応じて分解能が最適
化されるように収録スケールファクターを決定すること
が必要である。

このように可視像の出力に先立って放射線画像の蓄積記
録情報を把握する方法として、特開昭58-67240号に開示
された方法が知られている。この方法は、観察読影のた
めの可視像を得る読取り操作（以下、「本読み」とい
う。）の際に照射すべき励起光よりも低いレベルの励起
光を用いて、前記本読みに先立って予め蓄積性螢光体シ
ートに蓄積記録されている放射線画像の蓄積記録情報を
把握するための読取り操作（以下、「先読み」とい
う。）を行ない、放射線画像の蓄積記録の概要を把握
し、本読みを行なうに際して、この先読み情報に基づい
て読取ゲインを適当に調節し、収録スケールファクター
を決定し、あるいは信号処理条件を決定するものであ
る。

なお、ここで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フィルタ、ＡＯＭ等によって減衰させる
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。

上記の方法によれば、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の記録状態および記録パターン
を本読みの前に予め把握することができるので、格別に
広いダイナミックレンジを有する読取系を使用しなくと
も、この記録情報に基づいて読取ゲインを適当に調節
し、収録スケールファクターを決定し、またこの記録パ
ターンに応じた信号処理を読取り後の電気信号に対して
施することにより、観察読影適性に優れた放射線画像を
得ることが可能になる。

上記のような先読みを行なう場合には、あらゆる発光強
度域の輝尽発光光を高精度に検出することが必要である
ので、先読み用読取系の光検出手段（例えばフォトマ
ル）としては、特に光検出レンジの広いものが求められ
る。一般に人体等の被写体の放射線画像情報を本読みす
る場合には、光検出手段の読取レンジは相対感度で２桁
程度有れば十分であり、先読み用光検出手段は上記読取
レンジに対して上下にさらに１桁ずつ、すなわち相対感
度４桁程度の光検出レンジを備えれば十分である。そし
て実際に先読み用光検出手段として、そのような光検出
レンジを備えるフォトマル等が使用されている。

ところが、例えば乳房の放射線画像（マンモグラフィ
ー）等にあっては輝尽発光光のレベルが一般的な部位の
放射線画像に比べて特に高くなる、というように放射線
画像情報の撮影条件（撮影部位や、通常撮影あるいは拡
大撮影といった撮影方法等の条件）によって蓄積性螢光
体シートからの輝尽発光光の発光強度域が大きく変化す
ることがある。このように撮影条件が異なるあらゆる放
射線画像情報をすべて正しく読み取るためには、相対感
度３桁程度の本読み用読取レンジが必要である。前述し
たようにこの程度の読取レンジを備えた光検出手段は実
際に提供されているが、しかしこのような広い読取レン
ジを設定する場合には、先読みによって適正な本読み条
件を設定するために、先読み用光検出手段としては上記
相対感度３桁からさらに上下に１桁ずつ、すなわち相対
感度５桁程度の光検出レンジを備えるものが必要となる
が、現実にはｌｏｇアンプの制約等により、それほど広
い光検出レンジを得ることは不可能となっている。

（発明の目的） 本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであ
り、前述したような放射線画像情報の撮影条件が異なる
あらゆる蓄積性螢光体シートに対して、その輝尽発光光
を全発光強度域に亘って精度に検出して効果的な先読み
をなしうる放射線画像情報読取方法、およびその方法を
実施する放射線画像情報読取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） 本発明の放射線画像情報読取方法は、前述のように本読
みにおける読取条件および／または画像処理条件を決定
するための先読みを行なう放射線画像情報読取方法にお
いて、先読みにおける光検出手段の輝尽発光光検出レン
ジを、放射線画像情報の撮影条件に応じて、すなわち該
撮影条件から決定される輝尽発光光強度域を全域に亘っ
てカバーできるように変更させることを特徴とするもの
である。

また上記方法を実施する本発明の放射線画像情報読取装
置は、放射線画像情報が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励起光照射手段、前記蓄積
性螢光体シートの移送手段、励起光照射により前記蓄積
性螢光体シートから発せられる放射線画像情報を担った
輝尽発光光を光電的に読み取る光検出手段を含む本読み
用読取り系と、基本的にこの本読み用読取り系と同様に
構成され、励起光のエネルギーが上記本読み用読取り系
のそれよりも小さく設定された先読み用読取り系とから
なる放射線画像情報読取装置において、上記先読み用読
取り系の光検出手段の輝尽発光光励磁レベルを、放射線
画像情報の撮影条件に応じて変更させる光検出レベル変
更手段が設けられたことを特徴とするものである。

（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図は本発明の一実施態様による放射線画像情報読取
装置を備えたＸ線画像情報記録再生システムを示すもの
である。本システムは基本的に、撮影部１、本発明が適
用された先読み用読取部２と本読み用読取部３、および
画像再生部４から構成されている。撮影部１のＸ線源10
0から被写体101に向けて照射されたＸ線102は、該被写
体101を透過し、蓄積螢光体シート103を露出する。

こうして被写体101の放射線画像情報が記録された蓄積
性螢光体シート103は、先読み用読取部２に送られる。
なおこの蓄積性螢光体シート103に好適に用いられる蓄
積性螢光体の例は、特開昭55-12142号、同55-12144号、
同56-2385号、同56-2386号等に詳しく示されている。

先読み用読取部２において先読み用レーザ光源201から
発せられたレーザ光202は、このレーザ光202の励起によ
って蓄積性螢光体シート103から発せられる輝尽発光光
の波長領域をカットするフィルター203を通過した後、
ガルバノメータミラー等の光偏向器204により一次元的
に偏向され、平面反射鏡205を介して蓄積性螢光体シー
ト103上に入射する。ここでレーザ光源201は、励起光と
してのレーザ光202の波長域が、蓄積性螢光体シート103
が発する輝尽発光光の波長域と重複しないように選択さ
れている。他方、螢光体シート103は移送ローラ等のシ
ート移送手段210により矢印206の方向に移送されて副走
査がなされ、その結果、螢光体シート103の全面にわた
ってレーザ光202が照射される。ここで、レーザ光源201
の発光強度、レーザ光202のビーム径、レーザ光202の走
査速度、蓄積性螢光体シート103の移送速度は、先読み
の励起光（レーザ光202）のエネルギーが、後述する本
読み用読取部３で行なわれる本読みのそれよりも小さく
なるように選択されている。励起光のエネルギーとは、
蓄積性螢光体シート103が単位面積当りに受ける励起光
の有効エネルギーを言う。なお先読みの励起光エネルギ
ーと本読みのそれとの比が１に近ければ近いほど、本読
みの際に螢光体シート103に残存蓄積している放射線エ
ネルギー量は少なくなるが、この比が１未満であれば、
読取ゲインの値を適当に調節することにより、観察読影
適性を備えた放射線画像が得られることが判明してい
る。しかし、観察読影適性の優れた放射線画像を得るた
めには、先読みと本読みの励起光のエネルギーの比は小
である程望ましく、50％以下、好ましくは10％以下、更
に好ましくは３％以下が望ましい。この比の下限値は、
先読みの輝尽発光光の検出系の精度によって決定され
る。

前述のようにレーザ光202が照射されると、蓄積性螢光
体シート103は、それに蓄積記録されているＸ線エネル
ギーに比例する光量の輝尽発光光を発し、この発光光は
先読み用導光性シート207に入射する。輝尽発光光はこ
の導光性シート207内を導かれ、射出面から射出して、
光検出手段としてのフォトマル208によって受光され
る。該フォトマル208の受光面には、輝尽発光光の波長
域の光のみを透過し、励起光の波長域の光をカットする
フィルターが貼着されており、輝尽発光光のみを検出し
得るようになっている。なおフォトマル208の高圧電圧
は、光検出レベル変更手段としての高圧電圧制御回路21
1によって変えられるようになっている（この点につい
ては後に詳述する）。フォトマル208によって検出され
た輝尽発光光は蓄積記録情報を担持する電気信号に変換
され、増幅器209により増幅される。増幅器209から出力
された信号は本読み用読取部３の制御回路314に入力さ
れ、この制御回路314は、得られた蓄積記録情報に基づ
いて、増幅率設定値ａ、収録スケールファクター設定値
ｂ、再生画像処理条件設定値ｃを決定する。

以上のようにして先読みを完了した蓄積性螢光体シート
103は本読み用読取部３へ移送される。本読み用読取部
３において本読み用レーザ光源301から発せられたレー
ザ光302は、このレーザ光302の励起によって蓄積性螢光
体シート103から発せられる輝尽発光光の波長領域にカ
ットするフィルター303を通過した後、ビームエクスパ
ンダー304によりビーム径の大きさが厳密に調整され、
ガルバノメータミラー等の光偏向器305によって一次元
的に偏向され、平面反射鏡306を介して蓄積性螢光体シ
ート103上に入射する。光偏向器305と平面反射鏡306と
の間にはｆθレンズ307が配され、蓄積性螢光体シート1
03上を走査するレーザ光302のビーム径が均一となるよ
うにされている。他方、蓄積性螢光体シート103は移送
ローラなどのシート移送手段320により矢印308の方向に
移送されて副走査がなされ、その結果、蓄積性螢光体シ
ート103の全面にわたってレーザ光が照射される。この
ようにレーザ光302が照射されると、蓄積性螢光体シー
ト103はそれに蓄積記録されているＸ線エネルギーに比
例する光量の輝尽発光光を発し、この発光光は本読み用
導光性シート309に入射する。本読み用導光性シート309
の中を全反射を繰返しつつ導かれた輝尽発光光はその射
出面から射出され、フォトマル等の光検出器310によっ
て受光される。光検出器310の受光面には、輝尽発光光
の波長域のみを選択的に透過するフィルターが貼着さ
れ、光検出器310が輝尽発光光のみを検出するようにな
っている。

蓄積性螢光体シート103に記録されているＸ線画像を示
す輝尽発光光を光電的に検出した光検出器310の出力
は、増幅率設定値ａに基づいて増幅率が設定された増幅
器311により適性レベルの電気信号に増幅される。増幅
された電気信号はＡ／Ｄ変換器312に入力され、収録ス
ケールファクター設定値ｂに基づいて、信号変動幅に適
した収録スケールファクターでディジタル信号に変換さ
れて信号処理回路313に入力される。このディジタル信
号は、信号処理回路313において、再生画像処理条件設
定値ｃに基づいて観察読影適性の優れた放射線画像が得
られるように信号処理され、画像再生部４の光変調器40
1に入力される。

なお上記信号処理回路313において行なわれる信号処理
としては、特開昭55-87970号、同56-11038号、同56-751
37号、同56-75139号、同56-75141号、同56-104645号等
に開示されている周波数処理、特開昭55-116339号、同5
5-116340号、同55-88740号等に開示されている階調処理
などがあげられる。

画像再生部４においては、記録用レーザ光源402からの
レーザ光403が光変調器401により、上記信号処理回路31
3から入力される画像信号に基づいて変調され、走査ミ
ラー404によって偏向されて写真フィルム等の感光材料4
05上を走査する。そして感光材料405は上記走査の方向
と直角な方向（矢印406）に走査と同期して移送され、
感光材料405上に、上記画像信号に基づく放射線画像が
出力される。放射線画像を記録する方法としては、この
ような方法の他、ＣＲＴ等に電子的に表示する方法、Ｃ
ＲＴに表示された画像をビデオプリンタ等に記録する方
法、熱線を用いて感熱記録材料上に記録する方法など種
々の記録方法を用いることができる。

次に前記フォトマル208の光検出レベルの変更について
詳しく説明する。

第１図に示されたシステムにおいては、乳房の放射線画
像（マンモグラフィー）や骨盤の放射線画像等、あらゆ
る放射線画像情報が記録、再生されるようになってい
る。第２図は蓄積性螢光体シート103からの輝尽発光光
強度のヒストグラムを示すものであるが、この第２図の
（Ａ）に示されるように、一般の放射線画像にあって
は、蓄積性螢光体シート103からの輝尽発光光は、本読
みにおける読取レンジが相対感度で２桁程度あれば、す
べて高精度で検出されうる。しかしその輝尽発光光の発
光強度域は、図中実線および破線で示すように画像情報
によって異なるので、先読みにおける光検出レンジは、
上記相対感度２桁にさらに上下１桁ずつ加えて計４桁程
度が必要である。先読み用フォトマル208としては、実
際にそのような光検出レンジを備えたものが使用されて
いる。

ところが前述のマンモグラフィーにあっては、第２図の
（Ｂ）に示されるように、その他の放射線画像に比べて
発光強度域が全体的に強度大側に偏っている。したがっ
てこのようなマンモグラフィーおよびその他の部位のあ
らゆる放射線画像情報に対して、蓄積性螢光体シート10
3からの輝尽発光光を高精度で検出して先読みを行なう
ためには、相対感度５桁程度の光検出レンジが必要とな
るが、前述したように現状では、そのような広い光検出
レンジを確保することは不可能となっている。

そこで先読み用読取部２には撮影条件検出器212が設け
られ、該撮影条件検出器212はマンモグラフィー記録の
蓄積性螢光体シート103が送られて来たならばそれを検
出し、マンモグラフィー検出信号を前記高圧電圧制御回
路211に送出する。なお本例においては、上記撮影条件
検出器212は、シート103のバーコードを読み取ることに
より、その蓄積性螢光体シート103がマンモグラフィー
を記録したものである旨を検出するようになっている。
高圧電圧制御回路211は上記のようにしてマンモグラフ
ィー検出信号が入力されると、先読み用フォトマル208
の高圧電圧を変えることにより該フォトマル208の光検
出レンジを、第２図（Ｂ）に示すように、相対感度で１
桁程度高感度側にシフトさせる。こうすることにより、
マンモグラフィーの読取りに際しても、先読みにおける
蓄積性螢光体シート103からの輝尽発光光を発光強度域
全域に亘って高精度で検出することが可能となり、適正
な本読み条件（読取条件および／または画像処理条件）
が求められるようになる。なおマンモグラフィーの本読
みに際して、本読み用光検出器310の読取レンジは、第
２図（Ｂ）に示すように、先読み画像信号に基づいて高
感度側にシフトさせる。

なお、先読みにかける蓄積性螢光体シート103がマンモ
グラフィー記録のものである旨を検出するには、上記実
施態様におけるように、蓄積性螢光体シート103のバー
コードを利用する他、蓄積性螢光体シートに撮影部位に
示すマークを記入し、このマーク読取りによってマンモ
グラフィーを検出するようにしてもよいし、あるいはシ
ステム操作者がこのマークを視認し、マニュアル操作に
よって先読み用フォトマル208の高圧電圧を変えるよう
にしてもよい。

以上、蓄積性螢光体シート103に記録された放射線画像
情報がマンモグラフィーであるか否かに応じて先読み用
光検出手段の光検出レンジを変更する例について説明し
たが、蓄積性螢光体シートからの輝尽発光光の発光強度
域は撮影部位の他、通常撮影あるいは拡大撮影といった
撮影方法の相違によっても変化する。例えば上述のマン
モグラフィーの読取においても、拡大撮影マンモグラフ
ィーにあっては、輝尽発光光の発光強度域はその他の部
位の放射線画像情報読取りにおけるもの、すなわち第２
図の（Ａ）に示すようなものとなる。このように撮影方
法によって輝尽発光光の発光強度域が変わる場合には、
この撮影方法も考慮して先読み用光検出手段の光検出レ
ンジを変更すればよい。すなわち本発明は、撮影部位や
撮影方法等の放射線画像情報撮影条件に対応して、輝尽
発光光の発光強度域が大きく異なる場合すべてに対して
有効に適用されうるものである。なおこのような各放射
線画像情報撮影条件に対して、輝尽発光光の発光強度域
がどのように変化するかは、Ｘ線撮影装置に大きく依存
するが、実験的、経験的に求められるので、それに基づ
いて先読み時の光検出レンジを変更すればよい。

なお第１図に示される装置は、本読み用読取系と先読み
用読取系とを個別に有しているが、例えば特開昭58-672
42号に示されるように本読み用読取系と先読み用読取系
とを兼用し、先読みが終了したならばシート移送手段に
より蓄積性螢光体シートを読取系に戻して本読みを行な
い、先読み時には励起光エネルギー調整手段により、励
起光エネルギーが本読み時のそれよりも小さくなるよう
に調整してもよく、本発明はそのような装置によって放
射線画像情報読取りを行なう場合においても適用可能で
ある。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明によれば、どのような撮
影条件で放射線画像情報が記録された蓄積性螢光体シー
トであっても、その先読みにおける輝尽発光光を発光強
度域全域に亘って精度良く検出可能であるから、適正な
本読み条件が求められ、再生放射線画像の観察読影適性
（診断適性）が大いに高められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様装置を示す概略図、 第２図は本発明に関わる輝尽発光光の発光強度ヒストグ
ラムと、先読み時の光検出レンジ、本読み時の読取レン
ジを説明する説明図である。 ２……先読み用読取部、３……本読み用読取部 ４……画像再生部、100……Ｘ線源 101……被写体、102……Ｘ線 103……蓄積性螢光体シート 201……先読み用レーザ光源 202……先読み用レーザ光 204……先読み用光偏向器 208……先読み用フォトマル 210……先読み用シート移送手段 211……高圧電圧制御回路 212……撮影条件検出器 301……本読み用レーザ光源 302……本読み用レーザ光 305……本読み用光偏向器 310……先読み用光検出器、311……増幅器 312……Ａ／Ｄ変換器、313……信号処理回路 314……制御回路 320……本読み用シート移送手段 ａ……増幅率設定値 ｂ……収録スケールファクター設定値 ｃ……再生画像処理条件設定値

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体の放射線画像情報が蓄積記録された
   蓄積性螢光体シートに励起光を照射し、この励起光照射
   により前記シートから発せられた輝尽発光光を光検出手
   段により光電的に読み取って可視像再生のための画像信
   号を得る本読みに先立って、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を前記シートに照射し
   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情報に基
   づいて前記本読みを行なう際の読取条件および／または
   画像処理条件を決定し、これらの条件にしたがって前記
   本読みを行なうようにした放射線画像情報読取方法にお
   いて、前記先読みにおける光検出手段の輝尽発光光検出
   レンジを、前記放射線画像情報の撮影条件に応じて変化
   させることを特徴とする放射線画像情報読取方法。
2. 【請求項２】放射線画像情報が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励起光照射手段、前
   記蓄積性螢光体シートの移送手段、励起光照射により前
   記蓄積性螢光体シートから発せられる放射線画像情報を
   担った輝尽発光光を光電的に読み取る光検出手段を含む
   本読み用読取り系と、 励起光照射手段、前記蓄積性螢光体シートの移送手段お
   よび励起光照射により前記蓄積性螢光体シートから発せ
   られる放射線画像情報を担った輝尽発光光を光電的に読
   み取る光検出手段を包含し、かつ前記励起光のエネルギ
   ーが本読みにおける励起光のエネルギーより小である先
   読み用読取り系とからなる放射線画像情報読取装置にお
   いて、 前記先読み用読取り系の光検出手段の輝尽発光光検出レ
   ベルを、前記放射線画像情報の撮影条件に応じて変更さ
   せる光検出レベル変更手段が設けられたことを特徴とす
   る放射線画像情報読取装置。