JPS59105759A - 放射線画像読取方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、放射線画像が蓄積記録されている蓄積性螢光
体から高速かつ正確に放射線画像を読み取る方法に関す
るものである。

ある種の螢光体に放射線（Ｘ線、α線。

β線、γ線、紫外線等）を照射１−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元全示すことが仰られており、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からなる層？有するシート（以下、
「蓄積性螢光体シート」と言う。）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全光電的に検出し
て画像信号金得、この画像信号に基づき写真感光材料等
の記録材料、ＣＩ（、ｉ”等に可視像として出力する放
射線画像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５６−１
１３９５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極めて実用的な利点を有してい
る。すなわち、蓄積性螢光体は放射線露を量に対して蓄
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１こって比例することか認められており、
従って種々の撮影条件により放射線露出域がかなり大幅
に変動しても前記発光光の光量を読取ゲインを適当な値
に設定し足元電変換手段により電気信号に変換し、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
線露光量の変動に影響されない放射線画像を得ることが
できる。

ま定このシステムによれば、蓄積性螢光体に蓄積記録さ
れた放射線画像全電気信号に変換した後に追歯な信号処
理を施し、この電気信号を用いて写真感光材料等の記録
拐料、ＣＲＴ等の衆示装置に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極めて大きな効果も得るこ
とができる。

上述の放射線画像記録再生システムにおいて、放射線画
像が蓄積記録された蓄積性螢光体シートから放射線画像
音読み取る具体的な方法としては、蓄積性螢光体シート
上をレーザ・ビーム等の光ビームで２次元的に走査し、
そのとき発する輝尽発光°光をフォトマル等の光検出°
器で時系列的に検出して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定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全輝
尽発光光として放出する性質を有するが、輝尽発光光は
励起光照射開始時点から急速Ｋ（例えば数ｎｓ　）はぼ
最高の発光強要に達し、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としてその螢
光体特有の応答時間だけ発光が続（。従って蓄積性螢光
体シーＩｆ励起光で走査し、時系列的に発する輝尽発光
光全光電的に検出すると、励起光照射中の画素からの発
光成分ばかりでな（、すでに照射が終った画素からの残
光成分も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されず得られる
画像の鮮鋭度が低下してしまう。このような、複数の画
素間の放射線画像の輝尽発光強度の検出における分解能
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。

従って、励起に対して応答の遅い（残光の長い）螢光体
を使用した場合あるいは走査速度全高め１こ場合は、画
像の鮮鋭度が低下し、実用上十分に満足のいく高い鮮鋭
度を有する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。

多量の蓄積性螢光体シートを短時間に処理しつる読取装
置、即ち速い読取速度（走査速度）を有する読取装置の
出現が望まれており、また、螢光体自体を改良して螢光
体の応答時間全短縮することには実質的に限度が存在す
る現状にあっては、上記のような螢光体の応答に本質的
に基づく放射線画像の鮮鋭度の低下全解消しつる方法の
出現が望まれている。

本発明の目的は、上記のような螢光体の励起に対する応
答に本質的に基づ（放射線画像の鮮鋭度の低下を解消し
つる放射線画像読取方法を提供することにある。

本発明は、放射線画像が蓄積記録されている蓄積性螢光
体シートヲ励起光で走査して輝尽発光させ、輝尽発光し
た元金光電的に検出し画素単位の時系列信号とする放射
線画像読取方法において、前記蓄積性螢光体の輝尽発光
の応答特性による画素単位の信号間の干渉全電気的に補
正すること全特徴とする放射線画ｒ象読取方法である。

すなわち本発明は、輝尽発光光の発生位置の画素信号の
大きさを正確にするものであり光電的に検出し時系列信
号のうちある画素信号に対して、それ以前に走査した画
素の残光成分をその画素信号から除去することを実質的
に電気的に行うものである。

輝尽発光の応答特性とは、ここでは蓄積性螢光体が励起
光全照射されてからの輝尽発光の強さの時間的な変化の
ことを意味し、発光の立上りはきわめて短時間であるの
で主に残光の減衰の仕方（強度変化の形と時間）が重要
である。

一般に励起光の走査は、あるサイズのビーム径の光で螢
光体上を連続的に走らせるので、螢光体上の一点におけ
る励起光の照射時間は、その点を励起光が照射しはじめ
た時から照射が終った時までの時間であり、励起光の走
査速度とビー１１径とによって定まる。この照射時間が
実質的に残光の存在する時間に比べて充分に長くない場
合には、残光の影響による画素信号間の干渉が問題とな
る。

また、時系列の画素信号は連続的に輝尽発光している光
を一定時間（画素のサイズを励起光が移動する時間：サ
ンプリング間隔）毎に積分した量に対応した電気信号と
して得られるので、一画素分の積分に要する時間が実質
的に残光の存在する時間に比べて充分に長くない場合に
は、残光の影響による画素信号間の干渉が問題となる。

上記のような画素信号間の干渉がある場合に本発明は有
効に利用されるが、実質的に残光の存在する時間の決定
、およびこの時間と前記の照射時間あるいは一画素分の
積分に要する時間との長さの比較による本発明の適用の
判断は、最終的な画像に対する影響の大きさによってき
めることができる３ また電気的な補正とは、たとえば後述するような各種の
回路を用いて、アナログ的にあるいはデジタル的に行う
ことが可能であり、電気的な補正の時期は光電変換した
後であれは、メモリーに記憶させる前でも後でもよく、
たとえば、１血像として出力する前でもよい。

またその他の画像処理の直前あるいは、画像処理の一部
として複合した回路で行ってもよい。

本発明は、輝尽発光の応答特性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、本発明全実施
した装置では、蓄積性螢光体の種類によっであるいは励
起光の走査速度によって電気的な補正の仕方を変えるこ
とかり能である。

また本発明に用いられる蓄積性螢光体ソートとは、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
、ラスク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ばかりでなくパルス的に照射
してもよい。

さらに本発明の詳細な説明する。

蓄積性螢光体シートの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（ｉ−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）　ｋ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、との輝尽発光元金光電的に検出し得た放射線
画像情報ｋｓｃｘ）とすると、放射線画像１’（ｘ）と
放射線画像情報５（ｘ）との間には以下の様な関係が存
在すると考えられる。

前述のように蓄積性螢光体ノートを励起光で走査した時
に、励起に対して応答の遅い螢光体及び又は高速走査が
利用される場合にあっては、走査励起光が走査点（画素
）Ｘｏの位置にあるとき、それ以前に走査した走査点Ｘ
−，＋Ｘ２＋Ｘ３＋　”・−１Ｘ−１から発せられた発
光が走査点Ｘ。の発光として同時に検出されてしまい、
読取りを行うことにより得られる放射線画像情報Ｔ（ｘ
ｏ）は隣接する複数の画素の放射線画像５（ｘｏ）　、
　Ｓ（ｘ　１）＋　Ｓ（ｘ　２）＋５（ｘ−３）　、・
・・・・５（ｘ−ｎ）が干渉し、鮮鋭度の低ドしたボケ
た画像となる−５そこで５（ｘｏ）。

Ｓ（父　）、・・・・・、５（ｘ−ｎ）　を用いてｌ１
ｌ（Ｘ、　）　、−、求１ めるためには、残光の減衰の仕方にもよるが、いロイろ
の式が適用できる。たとえば残光が指数関数的に時間と
ともに減衰するものであるときに、かつ輝尽発光の立上
りが残光の減衰に比べてイタめて急速な場合には、たと
えば次のような空間分布を有するスリン）　ｆ（ｘ）で
放射線画像Ｔ　（ｘ　）を観測しているのと同等である
・ ここで、αは励起光の走査速度、τは発光寿命（励起光
の照射が終ってから、その発光強度が］／ｅになる時間
）である。

即ち、放射線画像Ｔ　（ｘ　）と放射線画像情報５（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。

５（ｘ）＝　ｆ　ｆ（ｘ・−ｘ）’ｌ’（ｘ・）ｄ・。

−９１１，−（２）Ｔ（ｘ）−＝ｆｇ（ｘ′−ｘ）Ｓ（
ｘ“）ｄＸ・　・・・・・・・・・（：））ここでｇ（
ｘ）は逆変換の核関数であり、放射線画１象情報５（ｘ
）から放射線画像’Ｉｆ、”　（ｘ　）を得るための補
正関数である。

補正関数ｇ（ｘ）は（す、（２）および（３）式からｇ
（ｘ）−森δ（Ｘ）−すδ（Ｘ）　　・・・　・・・・
・（４）ｉ となる。

（４）式を（３）式に導入すると、 となり、結局、読取りによってイ（Ｉられた放射線画像
情報５（ｘ）から放射線画像Ｔ（ｘ）え合わせればよい
。

なお、（５）式はスリンｈｆ（ｘ）が（１）式であると
仮定した場合に得られた式であるが、不発明におけるよ
うな蓄積性螢光体シートを励起光で走査するような場合
にあっては、放射線画像情報５（ｘ）に走査点Ｘでの微
分値を加え合わせることにより放射線画像Ｔ（ｘ）　ｉ
得ることができた、 また、上述のように光電的に読みとった画素信号に、そ
の信号の微分（差分）値を重みをつけて加算する方法以
外にも同様な効果を出す方法はある、たとえば一般に知
られている高鮮鋭度化のための処理方法として、アンン
ヤープマスクを用いる方法、ラグラジアンのＩＪ：、数
倍を引く方法、さらには各種のフィルター（Ｉｎｖｅｒ
ｓｅ　ｆｉｌｔｅｒ、　Ｃｏｎ５ｔｒａｉｎｅｄ　Ｉｅ
ａｓｔ−ｓｑｕａｒｅｓ　ｆｉｌｔｅｒ、　Ｐａｒａｍ
ｅｔｒｉｃ　Ｗｉｅｎｅｒ　ｆｉｌｔｅｒ。

Ｍａｘｉｍｕｍ　ｅｎｔｒｏｐｙ　ｆｉｌｔｅｒ、　Ｐ
ｓｅｕｄｏ−ｉｎｖｅｒｖｅ（ｉ　Ｉ　ｔｅｒなど）を
用いるものを用いることが可能である・ 次に本発明全図面を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の方法に基づく放射線画像情報の補正手
段を有する放射線画像の読取再生ンステｌ、の−例を示
す概略図である。

レーザ光源１（例えばＨｅ−Ｎｅレーザ）から発せられ
たレーザ光２（例えば６３３ｎ＋ｎのＨｅ　−Ｎｅレー
ザ光）はガルバノメーター等の光偏向器３により蓄積性
螢光体シート４上に一次元的に偏向せしめられて入射す
る。ここで励起光としてのレーザ光２の波長は蓄積性螢
光体からの輝尽発光の励起帯に含まれるように選択され
ている。このようにレーザ光２が照射せしめられると、
螢光体ノート４は蓄積記録されている放射線エネルギー
に比例する光量の輝尽発光光５を発し、この発光光５は
集光手段６に入射する。この集光手段６は、例えば輝尽
発光光め入射面を細１１］で直線状になし、射出面を円
環状に形成した透明シートから作られる導光性ソートで
あってもよく、その入射面は螢光体シートの走査線に対
向するように隣接して配置され、一方、その射出面はフ
ォトマル等の光検出器７の受光部に密着せしめられてい
る。

」−記の導光性ノートはアクリル系樹脂等の透明熱可塑
性樹脂ンー　トを加工してつくられたもので、入射面よ
り入射した光がその内部を全反射しつつ射出面へ伝達さ
れるように構成されており、螢光体／−１・４からの輝
尽発光光は導光性ンー（・６内全導かれ、射出面から射
出して光検出器７によって受光される。

導光性ノートの好ましい形状、材質等は特開昭５５−８
７９７０号、同５６−１１３９７号公報等に開示されて
いる。光検出器７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うる
ようになっている。

さて光検出器７から出力される時系列的に検出される放
射線画像情報を有する電気信号Ｓ（ｘ）は補正手段８に
入力され、ここで螢光体の輝尽発光の応答特性による画
素信号の干渉が補正される。補正手段８の具体例として
は、たとえば第２Ａ図に示されるようなオペアンプＯＰ
から構成される増幅回路と微分回路を並列して有する回
路が好ましい。ここで、増幅回路は抵抗Ｒ＋　、　Ｒ２
およびオペアンプＯＪ、）から構成されており、その増
幅率０１１　ｆｔｚ　／］Ｌ＋に比例する。また微分回
路は容ＨＢＨ，，抵抗１？１２およびオペアンプＯＩ）
から構成されている。

なお、第２Ａ図に示された補正手段は回路的に不安定で
あるので、第２Ｂ図に示されるような容量ＣＩに直列に
抵抗Ｒ３、抵抗Ｉ（２２に、］ｒ列に容量Ｃ３ｆ設けた
回路を利用するのがさらに好ましい。これらの回路にお
い−（、ｒ＝ｃ＋ＪＬ２λＩ／Ｃ１＝Ｃ＋１（、＋にな
るように、Ｃ＋　、　１１．＋を選ふと、螢光体の応答
特性による残光成分を含む信号から残光成分が除去され
た信号となる３従ってこれらの回路から出力した信号は
、励起光の走査速度に関係なく一定時間毎にサンプリン
グして画素信号とすればよい、τの異なる蓄積性螢光体
音読み取る場合には適宜Ｃ］あるいはＲ，１ｆ変えてや
ればよい。ここで前述の（５）式との関係を説明する。

（５）式目、空間微分の式であるが、時間微分の式に変
換するために、Ｘ−αｔとおけばｄｘ　−α旧であるか
ら Ｔ（αｔ）＝Ｓ（α［）＋τ−ｓ（α【）・・・・・・
・・・・（６）１ と変形できる。

すなわち、（６）代金利用する回路では走査速度αは問
題にならず、上述のような増幅回路と微分回路を並列し
た回路とすればよい。補正手段８から出力された電気信
号ｒｌｌ　（Ｘ）は画像形成のために利用されるが、第
１図においでは光変調器１１に入力し、光変調器１１を
１駆動する。即ち、レーザ・ビーム１０は光変調器１１
により変調せしめられ、走査ミラー１２によって写真フ
ィルム等の感光材料９上全矢印Ｘ方向に走査する。この
際、感光材料９はこの走査方向と垂直の方向（矢印Ｙ方
向）に走査と同期］〜で移送せしめられ、感光材料９上
に鮮鋭度の高い放射線画像が出力記録される、 なお、上記実施例においてｄ、光検出器から時系列的に
電気信号として発せられるアナログ放射線画像情報を電
気回路により補正せしめ、隣接する複数の各画素間の放
射線画像の干渉を解消せしめるという手段が用いられて
いるが、本発明においては、別の手段を用いることもで
きる。即ち、第１図において、光検出器７から出力され
る放射線画像情報’ｔ　一旦Ａ、　／　Ｄ変換し、これ
により得られた各画素のデジタル画像データに各画素に
おけるデジタル画像データの微分値（実際は差分値）を
加算せしめるという手段を用いることもできる。

以上、詳細に説明したように本発明によれば、螢光体の
輝尽発光の応答特性に本質的に基づく放射線画像の鮮鋭
度の低下を解消しうろことができ、診断適性の高い放射
線画像を得ることができるとともに、高い読取速度を有
する読取装置を実現することも可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法に基つく放射線画像情報の補正
手段を有する放射線ｌＮ７ｉ＋鐵の読取再生システムの
一例を示す概略図である。 第２Ａ図及び第２Ｂ図は補正手段の一例を示す回路図で
ある。 ■・・・・・・・・・レーザ光源　　　２・・・・・・
・・・し　−　ザ　光３・・・・・・・光　偏　向　器
　　４・・・・・・・蓄積性螢光体シート５・・　輝尽
発光光　６・・・・・・・・・集光手段７・・・・・・
・・光検出器　８・・・・・・・・・補正手段９・・・
・・・・感　光　材　料　　１０・・・・・・レーザ・
ビーム１１・・・・光変調器　１２・・・・・走査ミラ
ー（自　発）手わ督ネｔｌｉ−正」 １．事ｆｌの表示 特願昭５７−２１５３１８号 ２、発明の名称 放射線画像読取方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願人 ４、代理人 東京都港区六本木５丁目２番１号 ５、補正命令の日イｑ なし ６、補正により増加する発明の数　　　な　　　し７、
補正の対象 「露出域」を［露光域、Ｊと補正する。 ２）同第１２頁第８行　（４）式 ％式％ ｒｇ　（Ｘ）　＝δ（Ｘ）−τα玉δ（Ｘ）」と補正す
る。 ３）同頁第９行 ［τ（Ｘ）−Ｊを「Ｔ（Ｘ）−Ｊと補正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）放射線画像が蓄積記録されている蓄積性螢光体シ
   ー１４−励起光で走査して輝尽発光させ、輝尽発光した
   光を光電的に検出し画素単位の時系列信号とする放射線
   画像読取方法において、ｍＤ記蓄積性螢光体の輝尽発光
   の応答特性による画素単位の信号間の干渉全電気的に補
   正すること全特徴とする放射線画像読取方法。
2. （２）　　前記画素単位の時系列信号にその信号の微分
   値を加算して信号間の干渉を電気的に補正することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の放射線画像読取方
   法。