JPH0782538B2 - 放射線画像のエネルギーサブトラクション方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、放射線画像のエネルギーサブトラクション方
法および装置に関するものである。

（従来の技術） 記録された放射線画像を読み取って画像信号を得、この
画像信号に適切な画像処理を施した後、画像を再生記録
することが種々の分野で行われている。たとえば、後の
画像処理に適合するように設計されたガンマ値の低いＸ
線フイルムを用いてＸ線画像を記録し、このＸ線画像が
記録されたフイルムからＸ線画像を読み取って電気信号
に変換し、この電気信号（画像信号）に画像処理を施し
た後コピー写真等に可視像として再生することにより、
コントラスト，シャープネス，粒状性等の画質性能の良
好な再生画像を得ることの出来るシステムが開発されて
いる（特公昭61−5193号公報参照）。

また本出願人により、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
ギーの一部が蓄積され、その後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た光量の輝尽発光光
を放射する蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、
人体等の被写体の放射線画像を一旦シート状の蓄積性蛍
光体に撮影記録し、蓄積性蛍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
号に基づいて被写体の放射線画像を写真感光材料等の記
録材料、CRT等の可視像として出力させる放射線記録再
生システムがすでに提案されている（特開昭55−12429
号，同56−11395号，同55−0163472号，同56−164645
号，同55−116340号等）。

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
像を記録し得るという実用的な利点を有している。すな
わち、放射線露光量に対する、蓄積後に励起によって発
光する輝尽発光光の光量が極めて広い範囲に渡って比例
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、蓄積性蛍光
体シートより放射される輝尽発光光を読取りゲインを適
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（画像信号）に変換し、この画像信号を用いて写真感
光材料、CRT等の表示装置に放射線画像を可視像として
出力することによって、放射線露光量の変動に影響され
ない放射線画像を得ることができる。

上記のようにＸ線フイルムや蓄積性蛍光体シート等の記
録シートを用いるシステムにおいて、記録シートに記録
された複数の放射線画像を読み取って画像信号を得た
後、該画像信号に基づいて上記放射線画像のサブトラク
ション処理を施すことがある。

ここで、放射線画像のサブトラクション処理とは、互い
に異なった条件で撮影された複数の放射線画像の差に対
応する画像を得る処理をいい、具体的にはこれら複数の
放射線画像を所定のサンプリング間隔で読み取って各放
射線画像に対応する複数のディジタルの画像信号を得、
これら複数のディジタルの画像信号の各対応するサンプ
リング点毎に減算処理を施すことにより、放射線画像中
の特定の被写体部分のみを強調または抽出した放射線画
像を得る処理をいう。

このサブトラクション処理には基本的には次の二つがあ
る。すなわち、造影剤の注入により被写体の特定の部分
（たとえば人体を被写体としたときの血管等）が強調さ
れた放射線画像から造影剤が注入されていない放射線画
像を引き算（サブトラクト）することによって被写体の
特定の部分（たとえば血管等）を抽出するいわゆる時間
差サブトラクションと、被写体の特定の部分が互いに異
なるエネルギーを有する放射線に対して異なる放射線吸
収率を有することを利用して、同一の被写体に対して互
いに異なるエネルギーを有する放射線を照射してこれら
互いに異なるエネルギーを有する各放射線による複数の
放射線画像を得、これら複数の放射線画像を適当に重み
付けしてその差を演算することによって被写体の特定部
分を抽出するいわゆるエネルギーサブトラクションとが
ある。本出願人も蓄積性蛍光体シートを用いたエネルギ
ーサブトラクションについて提案している（特開昭59−
83486号公報，特開昭60−225541号公報参照）。

（発明が解決しようとする課題） 上記特開昭60−225541号公報に記載された方法は、互い
にエネルギーの異なる放射線を用いた２回の放射線撮影
を行ない、その結果得られた２板の放射線画像を読み取
って２つのディジタル画像信号を得、これらの画像信号
に基づいてサブトラクションを行なうものである。しか
しこの方法では２回の撮影の間に時間差があるため、そ
の間に被写体が動いてしまい、サブトラクション処理後
の画像信号に基づいて再生した可視画像に、この動きに
起因する、複数の画像の不一致による偽画像（モーショ
ンアーティファクト）が発生し、この可視画像の画質が
著しく低下してしまうという問題がある。

また、上記特開昭59−83486号公報には、放射線エネル
ギーにより吸収率の異なるフイルタを挾んだ２枚の記録
シートに被写体を透過した放射線を照射すること等によ
り１回の撮影でエネルギーサブトラクションを行なうこ
とのできる方法が提案されているが、２枚の記録シート
に照射される放射線エネルギーの差が小さく、したがっ
てS/N比の低い低画質の可視画像しか得られないという
問題点がある。またこの方法では、撮影は一回で済むが
２枚の記録シートに記録された２つの放射線画像を読み
取る必要があり読取処理時間は上記方法と比べて短縮さ
れるものではない。

本発明は、上記問題に鑑み、画像の不一致による偽画像
の発生が少なく、放射線エネルギーの分離度が高くした
がってS/N比が高く、しかも読取処理時間が短縮された
エネルギーサブトラクション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。

（課題を解決するための手段） 本発明の放射線画像のエネルギーサブトラクション方法
は、 放射線源から交互に発せられた互いに異なるエネルギー
を有する複数の放射線を、所定の方向に延びて開口した
スリットを通して被写体に照射し、該被写体を透過した
放射線を記録シート上に照射するとともに、前記放射線
源および前記スリットと、前記被写体および前記記録シ
ートとを、前記所定の方向と略直角な走査方向に相対的
に移動させることにより、前記複数の放射線のそれぞれ
による前記被写体の各部分の放射線画像を交互に短冊状
に前記記録シートに記録し、 該記録後の記録シートから前記互いに異なるエネルギー
を有する複数の放射線による前記被写体の複数の放射線
画像を表わす複数の画像信号を得、 該複数の画像信号に基づいて前記被写体の放射線画像の
サブトラクションを行なうことを特徴とするものであ
る。

ここで、上記エネルギーサブトラクション方法におい
て、前記記録シートに、互いに異なるエネルギーを有す
る複数の放射線による前記被写体の同一の部分の複数の
放射線画像の組を多数得るように、上記相対移動を間欠
移動となし、かつ放射線の照射と同期して前記記録シー
トを前記走査方向に往復移動させるようにしてもよい。

また、本発明のエネルギーサブトラクション装置は、 互いに異なるエネルギーを有する複数の放射線を交互に
発する放射線源と、 被写体が配置される被写体配置部と、 該被写体配置部と前記放射線源との間に配置された、前
記放射線源と前記被写体配置部とを結ぶ照射方向と略直
角な所定方向に延びて開口したスリットと、 前記放射線による前記被写体の放射線画像を記録し得る
記録シートが保持される、前記被写体配置部を挾んだ前
記放射線源と対向する位置に設けられたシート保持部
と、 前記放射線源および前記スリットと、前記被写体配置部
および前記シート保持部とを、前記照射方向と前記所定
方向との両者に略直角な走査方向に相対的に移動させる
走査手段とからなり、 前記シート保持部に保持された前記記録シートに、前記
複数の放射線のそれぞれによる前記被写体の各部分の放
射線画像を交互に短冊状に記録する記録ユニット、 前記記録ユニットにおいて前記記録シートに記録され
た、前記互いに異なるエネルギーを有する複数の放射線
による前記被写体の複数の放射線画像を読み取って画像
信号を得る読取ユニット、および 前記画像信号に基づいて、前記被写体の放射線画像のサ
ブトラクションを行なう処理ユニットから構成されるこ
とを特徴とするものである。

ここで、上記エネルギーサブトラクション装置は、前記
シート保持部に保持された前記記録シートに、前記互い
に異なるエネルギーを有する複数の放射線による前記被
写体の互いに同一の部分の複数の放射線画像の組を多数
得るように、前記走査手段が間欠走査を行なうように構
成されたものであって、さらに前記放射線の照射と同期
して前記記録シート保持部を前記走査方向に往復移動さ
せるシート移動手段を備えてもよい。

（作用） 本発明のエネルギーサブトラクション方法は、放射線源
から交互に発せられた互いに異なるエネルギーを有する
複数の放射線を用いて、放射線源およびスリットと被写
体および記録シートとを相対的に移動させながら上記複
数の放射線による被写体の各部分の放射線画像を交互に
短冊状に記録シートに記録するようにしたため、上記短
冊状の互いに隣接した部分の撮影は極く短時間に連続し
て行なわれ、したがって画像の不一致による偽画像はほ
とんど生じない。また、時分割的に互いに異なるエネル
ギーの放射線を用いているため、放射線エネルギーの分
離度は全く独立して２回撮影を行なった場合と同等であ
り、S/N比のよいエネルギーサブトラクションを行なう
ことができる。さらに互いに異なるエネルギーの放射線
を用いて得られた放射線画像が短冊状に交互に配置され
ており、したがって読取りは１回で済み、読取処理時間
が短縮される。

尚、放射線源等の上記相対移動が連続移動であってかつ
撮影の間記録シートが固定されている場合は、互いに隣
接した短冊状の放射線画像は被写体の互いに同一の部分
の放射線画像ではなく、互いに隣接した部分の放射線画
像となる。この場合であっても補間演算等により被写体
の互いに同一の部分の画像信号を求めてサブトラクショ
ン処理を行なうことができるが、上記エネルギーサブト
ラクション方法において、撮影時に放射線の照射と同期
して被写体の同一の部分の放射線画像の組を多数得るよ
うにすると、さらに正確なサブトラクション処理を行な
うことができる。

本発明の放射線画像のエネルギーサブトラクション装置
は、上記本発明の放射線画像のエネルギーサブトラクシ
ョン方法の実施に用いる装置であって、上記構成を有し
ているため、偽画像の発生が少なくしかもS/N比が高い
エネルギーサブトラクションを行なうことができ、さら
に読取処理も短時間で行なうことができる。

（実 施 例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。以下では前述した蓄積性蛍光体シートを用いる例に
ついて説明する。

第１図は、本発明のサブトラクション装置の記録ユニッ
トの一実施例である、Ｘ線画像撮影装置の一例の概略構
成図である。

このＸ線画像撮影装置10には互いに異なる電圧を交互に
印加することのできるＸ線源11が備えられている。この
Ｘ線源11から互いにエネルギーの異なる２種類のＸ線が
交互に発せられ、これらＸ線はスリット12によりファン
ビーム11aとされ、さらに被写体13を透過した後、蓄積
性蛍光体シート14に照射される。シート14の前面にはス
リット15が配置され、隣接した両側の領域に散乱Ｘ線が
照射されないように構成されている。この撮影の際、Ｘ
線源11,スリット12,およびスリット15が、被写体13およ
びシート14に対し相対的に図に示す矢印Ａ方向に移動さ
れる。

第２図は、上記Ｘ線画像撮影装置10により撮影記録され
たＸ線画像のパターンを表わした図である。

この図に示すように、互いにエネルギーの異なる２種類
のＸ線によるＸ線画像1,2が交互に短冊状に記録され
る。ここで互いに隣接したＸ線画像1a,2a;1b,2b;……
は、被写体13の互いに隣接した部分のＸ線画像である。

第３図は、本発明のサブトラクション装置の読取ユニッ
トの一実施例であるＸ線画像読取装置の一例の概略図で
ある。

第１図に示すＸ線撮影装置10で撮影の行なわれた蓄積性
蛍光体シート14が、このＸ線画像読取装置の所定位置に
セットされる。

所定位置にセットされた蓄積性蛍光体シート14は、図示
しない駆動手段により駆動されるエンドレスベルト等の
シート搬送手段15により、矢印Ｙ方向に搬送（副走査）
される。一方、レーザ光源18から発せられた光ビーム17
はモータ18により駆動され矢印Ｚ方向に高速回転する回
転多面鏡19によって反射偏向され、ｆθレンズ等の集束
レンズ20を通過した後、ミラー21により光路をかえてシ
ート14に入射し、副走査の方向（矢印Ｙ方向）と略直角
な矢印Ｘ方向に主走査する。シート14の、光ビーム17が
照射された箇所からは、蓄積記録されている放射線画像
情報に応じた光量の輝尽発光光22が発せられ、この輝尽
発光光22は光ガイド23によって導かれ、フォトマルチプ
ライヤ（光電子増倍管）24によって光電的に検出され
る。光ガイド23はアクリル板等の発光性材料を成形して
作られたものであり、直線状をなす入射端面23aが蓄積
性蛍光体シート14上の主走査線によって延びるように配
され、円環状に形成された射出端面23bにフォトマルチ
プライヤ24の受光面が結合されている。入射端面23aか
ら光ガイド23内に入射した輝尽発光光22は、該光ガイド
23の内部を全反射を繰り返して進み、射出端面23bから
射出してフォトマルチプライヤ24に受光され、放射線画
像を表わす輝尽発光光22がフォトマルチプライヤ24によ
って電気信号に変換される。

フォトマルチプライヤ24から出力されたアナログ信号Ｓ
は、ログアンプ25で対数的に増幅された後、A/D変換器2
6で所定のサンプリング間隔でサンプリングされてディ
ジタル化され、ディジタルの画像信号S0が得られる。こ
の画像信号S0は一旦記憶部27に記憶された後画像処理装
置30に送られる。尚、上記シート14には短冊状に２つの
放射線画像1,2が記録されているため上記読取りは一回
で済む。

次に、画像処理装置30で行われる画像処理について説明
する。この画像処理装置30は、本発明のサブトラクショ
ン装置の処理ユニットを構成している。

画像信号S0が担持する２つのＸ線画像1,2（第２図参
照）は、被写体の互いに隣接した部分の画像であり、こ
のままではサブトラクション処理を施すことができな
い。そこでまず画像信号S0に基づいて、被写体全体のＸ
線画像を得るように補間演算が施される。この補間演算
には公知の種々の方法を用いることができる。

このようにして、画像信号S0に基づいて、２つのＸ線画
像1,2の補間演算が行なわれた後、該２つのＸ線画像の
各対応するサンプリング点どおしで下記（１）式に従っ
て画像信号の重み付け引き算、すなわちサブトラクショ
ン処理が行なわれ、これにより２つのＸ線画像の差の画
像に対応する画像信号S1が生成される。

S₁＝Wa・S0a−Wb・S0b＋Ｃ …（１） ただし、S0a,S0bは補間演算後の対応する２つの画像信
号、Wa,Wbは重み付け係数、Ｃはバイアス成分である。

この画像信号S1は画像処理装置30内の記憶部（図示せ
ず）に記憶され、必要に応じて画像表示装置40に送られ
る。画像表示装置40では画像信号S1に基づく可視画像
（サブトラクション画像）が再生表示される。

上記２つのＸ線画像1,2の互いに隣接した短冊状の領域
（第２図参照）は多少の時間差はあるがほぼ同時に撮影
記録された画像であり、したがって、画像信号S1に基づ
くサブトラクション画像には２つのＸ線画像の相違に起
因する偽画像はほとんど発生しない。しかも上記２つの
Ｘ線画像は、時分割的に互いに異なるＸ線を用いてシー
ト14上の互いに異なる位置に短冊状に撮影記録されたも
のであるため、S/N比の良いサブトラクション画像を得
ることができる。

尚、上記実施例では、互いに隣接したＸ線画像1a,2a;1
b,2b;……（第２図参照）は、前述したように被写体13
の互いに隣接した部分のＸ線画像であるが、Ｘ線源11か
らＸ線が照射されるタイミングと同期して、シート14を
第１図に示す矢印Ｂ方向にファンビーム11aの幅だけ往
復移動させ、かつＸ線源11,スリット12等をこの各一往
復毎に間欠移動させることにより、第２図に示す互いに
隣接したＸ線像1a,2a;1b,2b;……を被写体13の同一の部
分のＸ線画像とすることができる。このようにして、被
写体13の同一の部分のＸ線画像を得るようにすると、前
述した実施例における補間演算が不要となり、より正確
にサブトラクション処理を行なうことができる。

また、上記実施例では、蓄積性蛍光体シートを用いてい
るが、本発明の放射線画像のエネルギーサブトラクショ
ン方法および装置は蓄積性蛍光体シートを用いるシステ
ム以外に、Ｘ線フイルム等他の記録シートを用いるシス
テムにも適用できるものである。また上記実施例ではＸ
線が用いられているが、その他電子線を用いるシステム
等に広く適用できるものである。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の放射線画像のエネ
ルギーサブトラクション方法および装置は、互いに異な
るエネルギーを有する複数の放射線をファンビームとし
て交互に被写体に照射し、該被写体を透過した放射線を
記録シート上に照射するとともに、放射線源等を相対的
に所定方向に移動させ、上記複数の放射線のそれぞれに
よる被写体の各部分の画像を交互に短冊状に記録シート
に記録するようにしたため、画像の不一致による偽画像
の発生が少なくしかもS/N比の高いエネルギーサブトラ
クション画像を得ることができる。

本発明は上記複数の放射線による放射線画像が交互に短
冊状に記録された記録シートから画像信号を得るもので
あるため、画像信号を得る読取りは記録シート１枚分で
あり、したがって従来２枚読取る必要があったものと比
べ読取りに要する時間が短時間で済む。

また、本発明において、前述したようにして互いに隣接
した短冊状の放射線画像が、被写体の同一の部分の放射
線画像となるように構成すると、補間演算処理が不要と
なり、より正確なサブトラクション処理を行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｘ線画像撮影装置の一例の概略構成図、 第２図は、蓄積性蛍光体シート上に蓄積記録されたＸ線
画像のパターンの一例を表わした図、 第３図は、Ｘ線画像読取装置の一例の概略構成図であ
る。 1,2……放射線画像、10……Ｘ線撮影装置 11……Ｘ線源、11a……ファンビーム 12,15……スリット 14……蓄積性蛍光体シート、16……レーザ光源 22……輝尽発光光、23……光ガイド 24……フォトマルチプライヤ 30……画像処理装置、40……画像表示装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放射線源から交互に発せられた互いに異な
   るエネルギーを有する複数の放射線を、所定の方向に延
   びて開口したスリットを通して被写体に照射し、該被写
   体を透過した放射線を記録シート上に照射するととも
   に、前記放射線源および前記スリットと、前記被写体お
   よび前記記録シートとを、前記所定の方向と略直角な走
   査方向に相対的に移動させることにより、前記複数の放
   射線のそれぞれによる前記被写体の各部分の放射線画像
   を交互に短冊状に前記記録シートに記録し、 該記録後の記録シートから前記互いに異なるエネルギー
   を有する複数の放射線による前記被写体の複数の放射線
   画像を表わす複数の画像信号を得、 該複数の画像信号に基づいて前記被写体の放射線画像の
   サブトラクションを行なうことを特徴とする放射線画像
   のエネルギーサブトラクション方法。
2. 【請求項２】互いに異なるエネルギーを有する複数の放
   射線を交互に発する放射線源と、 被写体が配置される被写体配置部と、 該被写体配置部と前記放射線源との間に配置された、前
   記放射線源と前記被写体配置部とを結ぶ照射方向と略直
   角な所定方向に延びて開口したスリットと、 前記放射線による前記被写体の放射線画像を記録し得る
   記録シートが保持される、前記被写体配置部を挾んだ前
   記放射線源と対向する位置に設けられたシート保持部
   と、 前記放射線源および前記スリットと、前記被写体配置部
   および前記シート保持部とを、前記照射方向と前記所定
   方向との両者に略直角な走査方向に相対的に移動させる
   走査手段とからなり、 前記シート保持部に保持された前記記録シートに、前記
   複数の放射線のそれぞれによる前記被写体の各部分の放
   射線画像を交互に短冊状に記録する記録ユニット。 前記記録ユニットにおいて前記記録シートに記録され
   た、前記互いに異なるエネルギーを有する複数の放射線
   による前記被写体の複数の放射線画像を読み取って画像
   信号を得る読取ユニット、および 前記画像信号に基づいて、前記被写体の放射線画像のサ
   ブトラクションを行なう処理ユニットから構成されるこ
   とを特徴とする放射線画像のエネルギーサブトラクショ
   ン装置。