JPH0617984B2

JPH0617984B2 - 放射線画像情報読取方法

Info

Publication number: JPH0617984B2
Application number: JP60158858A
Authority: JP
Inventors: 信文森; 健治高橋
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1985-07-18
Filing date: 1985-07-18
Publication date: 1994-03-09
Anticipated expiration: 2009-03-09
Also published as: JPS6218536A

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ている蓄積性
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示す画像信号を得る放射線画
像情報読取方法に関し、特に詳細には輝尽発光残光の影
響を除いて、上記放射線画像情報を正確に読み取れるよ
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、人体等の被写体の放射線
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き写真感光材
料等の記録材料、ＣＲＴ等の表示装置に被写体の放射線
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、同５
６−１１３９７号など。）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。

上述の放射線画像情報記録再生システムにおいて、蓄積
性螢光体シートから放射線画像情報を読み取る具体的な
方法としては、蓄積性螢光体シートをレーザビーム等の
光ビームで２次元的に走査し、そのとき該シートから発
する輝尽発光光を、主走査線に沿って延びる光入射端面
を有する集光体を介してフォトマルチプライヤー等の光
検出器に伝え、この光検出器によって該輝尽発光光を時
系列的に検出して画素単位の画像信号を得る方法があ
る。

ところで、蓄積性螢光体は前述したように励起光を照射
すると螢光体中に蓄積されている放射線エネルギーを輝
尽発光光として放出する性質を有するが、この輝尽発光
光は励起光照射開始時点から急速に（例えば数ナノ秒
で）ほぼ最高の発光強度に達し、その後発光強度はゆっ
くりと低下し、励起光照射が終ってもいわゆる残光（輝
尽発光残光）としてその螢光体特有の応答時間だけ発光
が続く。したがって蓄積性螢光体シートを励起光で走査
し、輝尽発光光を前述のような集光体を介して光検出器
に送ると、該光検出器は励起光照射中の画素からの発光
成分ばかりでなく、すでに励起光照射が終った画素から
の残光成分も励起光照射中の画素の放射線画像情報成分
として検出するので、画素間の信号の分離が完全になさ
れず、再生される画像の鮮鋭度が低下してしまう。この
ような、複数の画素間の輝尽発光強度の検出の分解能
は、励起光の走査速度と螢光体の応答時間が大きくなる
ほど低下する。したがって、励起に対して応答の遅い
（輝尽発光残光の長い）螢光体を使用した場合あるいは
走査速度を高めた場合は、再生画像の鮮鋭度が低下し、
実用上十分に高画質の放射線画像を得ることができない
という問題が生じることになる。

医療分野等においては多量の蓄積性螢光体シートを短時
間に処理しうる読取装置、即ち励起光走査速度を高めて
高速読取りが可能な読取装置の出現が望まれており、ま
た、螢光体自体を改良してその輝尽発光残光特性を改善
することには実質的に限界が存在する現状にあっては、
上記放射線画像の鮮鋭度低下を解消しうる読取方法の出
現が望まれている。

そこで本出願人は既に、上記蓄積性螢光体シートの応答
特性、すなわち輝尽発光残光特性による画像信号の画素
間の干渉を電気的に補正する方法を提案した（特開昭５
９−１０５７５９号）。この方法は画素単位の画像信号
から、輝尽発光残光による成分を取り除く上で有効なも
のであるが、上記輝尽発光残光は励起終了後急速に強度
が低下する一方、微弱なレベルながら長時間に亘って発
生し続けるという特性を有しており、上記方法は、この
微弱なレベルで発生し続ける輝尽発光残光の影響をも十
分に解消するように対処されてはなかった。

（発明の目的）そこで本発明は、上記微弱なレベルで発生し続ける輝尽
発光残光の影響をも十分に排除して、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極めて正確に
読み取ることができる放射線画像情報読取方法を提供す
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、前述したように被
写体の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し、この励起光照射により該シ
ートから発せられた輝尽発光光を光検出器により光電的
に読み取って、上記放射線画像情報を担持する画素単位
の時系列画像信号を得るようにした放射線画像情報読取
方法において、蓄積性螢光体シートの輝尽発光残光特性
を２つ以上の指数関数の和に近似させ、上記時系列画像
信号にその微分値および重み付け積分値を加算すること
により、該画像信号をこの近似に基づいて電気的に補正
することを特徴とするものである。

上述の画像信号にその微分値および重み付け積分値を加
算する補正は、たとえば後述するような回路を用いてア
ナログ的に、あるいはデジタル的に行うことが可能であ
る。またこの補正の時期は読取画像信号をメモリーに記
憶させる前でも後でもよく、たとえば画像再生装置に入
力する直前でもよい。またその他の画像処理を行なう直
前、あるいはこのような画像処理を行なう回路に補正装
置を複合させて、画像処理の一部として行なってもよ
い。

本発明方法は、輝尽発光残光による画素単位の信号の干
渉を電気的に補正するものであるから、本発明方法を実
施する装置では、蓄積性螢光体の種類によってあるいは
励起光の走査速度によって、電気的な補正の仕方（微分
の時定数等）を変えることが可能である。

また本発明に用いられる蓄積性螢光体シートは、必ずし
もいわゆるシート状である必要はない。さらに励起光の
走査も単なる直線的な一次元走査に限定することなく、
ラスタ走査あるいは曲線的な走査であってもよいし、励
起光は連続して照射するのみならずパルス状に照射して
もよい。

以下、上記のような近似に基づく補正によって、輝尽発
光残光の影響が排除される点について詳しく説明する。
蓄積性螢光体シートである一つの主走査線上に蓄積記録
されている放射線画像をＴ（ｘ）（ｘは主走査開始点か
らの距離）とし、この放射線画像Ｔ（ｘ）を励起光で走
査することにより輝尽発光光として時系列化して取り出
し、この輝尽発光光を光電的に検出して得た放射線画像
情報をＳ（ｘ）とすると、放射線画像Ｔ（ｘ）と放射線
画像情報Ｓ（ｘ）との間には以下のような関係が存在す
ると考えられる。

すなわち前述のように蓄積性螢光体シートを励起光で走
査した時に、該シート上の一点における励起光照射時間
が実質的に輝尽発光残光が存在する時間に比べて十分に
短い場合には、走査励起光が走査点（画素）ｘ_０の位置
にあるとき、それ以前に走査した走査点x_-1,x_-2,x_-3,…
…,x_-nから発せられた輝尽発光残光が走査点ｘ_０の発光
として同時に検出されてしまい、読取画像信号に基づい
て再生される放射線画像Ｔ（ｘ_０）は隣接する複数の画
素の放射線画像情報Ｓ（ｘ_０），Ｓ（x_-1），Ｓ
（x_-2），Ｓ（x_-3），……Ｓ（x_-n）の干渉により、鮮
鋭度の低いボケた画像となる（第３図参照）。

一般に上記輝尽発光残光は指数関数的に時間とともに減
衰するものとなっており、また輝尽発光の立上りはこの
残光の減衰に比べて極めて急速であるから、上述のよう
に走査点ｘ_０よりも前の走査点からの残光が該走査点ｘ
_０からの発光として検出されてしまうということは、例
えば次のような空間分布を有するスリットｆ（ｘ）で放
射線画像Ｔ（ｘ）を観測しているのと同等であると考え
られる。

ここでαは励起光の走査速度、τ，τ′は共に発光寿命
（励起光の照射が終わってから輝尽発光光の強度が１／
ｅになる時間）であって、τは短時間で減衰する発光寿
命、τ′は長時間で減衰する発光寿命、ａは定数であ
る。

すなわち、本発明者らの研究によれば、蓄積性螢光体シ
ートの輝尽発光残光特性は第４図に示すように、２つの
指数関数の和に近似させることがき、放射線画像Ｔ（ｘ）と放射
線画像情報Ｓ（ｘ）とは、次の積分変換式によって関係
づけられていることになる。

Ｓ（ｘ）＝∫ｆ（ｘ_０−ｘ）Ｔ（ｘ_０）ｄｘ_０……(2) Ｔ（ｘ）＝∫ｇ（ｘ′−ｘ）Ｓ（ｘ′）ｄｘ′……(3) ここでｇ（ｘ）は逆変換の核関数であり、放射線画像情
報Ｓ（ｘ）から放射線画像Ｔ（ｘ）を得るための補正関
数である。

上記(2)、(3)式を解くと、前記(1)式において通常はＢ／Ａ≪１であり、したがってここでなる積分演算子δ（ｘ）を考えると、したがってとなり、結局、読取りによって得られた放射線画像情報
Ｓ（ｘ）から放射線画像Ｔ（ｘ）を得るためには、その
点の画像情報にその点における微分値を加算し、それよ
り残光の第２成分の重みをつけた積分値を減算すればよ
いことになる。

（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図および第２図は、本発明方法を実施する放射線画
像情報読取装置を示すものである。第１図に示されるよ
うにレーザ光源10から一定強度のレーザ光11aを射出さ
せ、このレーザ光11aを例えばガルバノメータミラー等
の光偏向器12によって偏向させる。そして被写体を透過
した放射線が照射されて該被写体の放射線画像を蓄積記
録した蓄積性螢光体シート13に、偏向されたレーザ光11
bを励起光として照射させる。この際蓄積性螢光体シー
ト13は、レーザ光11bによってシート幅方向（矢印Ｘ方
向）に主走査されるように配し、また副走査のためにエ
ンドレスベルト装置等のシート搬送手段19により矢印Ｙ
方向に搬送させる。したがって副走査と略直交する角度
で主走査が繰り返され、蓄積性螢光体シート13はその全
面に亘ってレーザ光11bによる２次元的走査を受ける。

レーザ光11bが照射された蓄積性螢光体シート13の個所
は、そこに蓄積記録されている放射線画像に応じた強度
で輝尽発光し、この輝尽発光光20は、シート13近傍に配
された透明な集光体14の入射端面14aから該集光体14内
に入射する。この集光体14は蓄積性螢光体シート13近傍
に位置する前端部14bが平面状に形成されるとともに、
その端面である上記入射端面14aが主走査線と平行にな
るように配されている。そして該集光体14は後端側に向
かって次第に円筒状になるように形成され、その後端部
14cにおいて略円筒状となって、射出端面14d上に配され
たフォトマルチプライヤー等の光検出器15に結合してい
る。したがって前記入射端面14aから集光体14内に入射
した輝尽発光光20は、上記光検出器15によって光電的に
検出される。なお集光体14と光検出器15との間には、輝
尽発光光20の波長領域の光のみを透過するフィルタ（図
示せず）が配され、輝尽発光光20のみが光検出器15によ
って検出されるようになっている。

上記光検出器15から出力される時系列の電気的画像信号
Ｓ（ｘ）は、蓄積性螢光体シート13に蓄積記録されてい
た放射線画像を担持する情報となっている。この放射線
画像情報としての画像信号Ｓ（ｘ）は補正装置30におい
て輝尽発光残光による信号成分を除去する補正を受けた
後（この補正については後に詳述する）読取回路16に送
られ、ここで各画素毎の信号とされた後、例えばＣＲＴ
17に送られて放射線画像を可視像として出力させるため
に用いられたり、放射線画像を写真感光材料等にハード
コピーとして再生するために用いられたり、さらには磁
気テープ、磁気ディスク、光ディスク等の記録媒体18に
一たん記録されたりする。

第２図は上記補正装置30を詳しく示すものである。以下
この第２図を参照して画像信号Ｓ（ｘ）の補正について
説明する。図示されるようにこの補正装置30は、微分部
31と、該微分部31に直列に接続された微分重み付け部32
と、微分部31に並列に接続された積分部33と、この積分
部33と微分重み付け部32の出力を加算する加算部34とか
らなる。

微分部31は、抵抗Ｒ１、Ｒ２およびオペアンプＯＰ１か
ら構成された増幅回路と、容量Ｃ１、抵抗Ｒ２およびオ
ペアンプＯＰ１から構成された微分回路とからなる。こ
こでＣ１・Ｒ１＝τとなるように各要素を選択すれば、
光検出器15から出力された画像信号Ｓ（ｘ）は、前記
(4)式の項に相当するように変換される。

また微分重み付け部32は抵抗Ｒ３、Ｒ４およびオペアン
プＯＰ２から構成されており、ここでＲ４／Ｒ３＝（１
＋ａ）となるように各要素を選択すれば、上記微分部31
からの出力は、前記(4)式のの項に相当するように変換される。

積分部33は抵抗Ｒ５、容量Ｃ２、オペアンプＯＰ３、お
よび上記容量Ｃ２と並列に接続されたアナログスイッチ
ＳＷからなる。上記アナログスイッチＳＷは例えば光偏
向器12の駆動信号と同期がとられたトリガー信号Ｔｒに
よって自動的に開閉され、例えばレーザ光11bによる１
ラインの主走査開始前に閉じられ容量Ｃ２の電荷を０に
する。そして１ラインの主走査が開始されるときにアナ
ログスイッチＳＷが開かれ、この状態は１ライン分の主
走査が終了するまで維持される。なお、本実施態様では
１ライン分の積分で補正を考えているが、これは読取方
式に応じ多数ラインにしてもよい。したがってこの間に
は、光検出器15から出力された画像信号Ｓ（ｘ）が積分
される。ここで１／Ｃ２・Ｒ５がとなるように各要素を選択すると、上記放射線画像情報
Ｓ（ｘ）は、前記(4)式のの項に相当するように変換される。したがってこの積分
部33の出力と、上記微分重み付け部32の出力とを加算部
34において加算すれば、前記(4)式で示される信号Ｔ
（ｘ）が求められる。前述したようにこの信号Ｔ（ｘ）
は、蓄積性螢光体シート13からの輝尽発光光20が示す放
射線画像情報Ｓ（ｘ）から輝尽発光残光による信号成分
を除去したものとなる。したがってこの信号Ｔ（ｘ）を
前記読取回路16に送って一定時間毎にサンプリングし各
画素毎の画像信号とすれば、この画像信号に基づいて例
えばＣＲＴ17等に再生された放射線画像は、輝尽発光残
光の影響が除かれて鮮鋭度が向上したものとなる。

なお以上説明した実施態様においては、光検出器15から
発せられるアナログの画像信号Ｓ（ｘ）の電気回路によ
って補正しているが、上記光検出器15からの画像信号を
Ａ／Ｄ変換し、それによって得られたデジタル画像デー
タに対して上記と同様の補正をかけるようにしてもよ
い。

（発明の効果）以上詳細に説明した通り本発明の放射線画像情報読取方
法によれば、蓄積性螢光体シートの輝尽発光残光による
再生放射線画像の鮮鋭度低下を厳密に防止し、診断性能
が著しく優れた再生放射線画像を得ることが可能とな
る。また本発明方法によれば、上記のように輝尽発光残
光の影響を排除できるから、励起光の走査速度を高め高
速読取りが可能な放射線画像情報読取装置を得ることが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する放射線画像情報読取装置
を示す概略斜視図、第２図は上記放射線画像情報読取装置の信号補正装置を
示す回路図、第３図および第４図は、本発明に係る輝尽発光残光の読
取画像信号に及ぼす影響を説明する説明図である。 10……レーザ光源、11a,11b……レーザ光 12……光偏向器、13……蓄積性螢光体シート 14……集光体、15……光検出器 16……読取回路、20……輝尽発光光 30……補正回路、31……微分部 32……微分重み付け部、33……積分部 34……加算部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体の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
出器により光電的に読み取って、前記放射線画像情報を
担持する画素単位の時系列画像信号を得るようにした放
射線画像情報読取方法において、前記蓄積性螢光体シー
トの輝尽発光残光特性を２つ以上の指数関数の和に近似
させ、前記時系列画像信号にその微分値および重み付け
積分値を加算することにより、該画像信号をこの近似に
基づいて電気的に補正することを特徴とする放射線画像
情報読取方法。