JPS60207642A - サブトラクシヨン画像の自動濃度補正方法および装置 - 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】 （発明の分野） 本発明は放射線画像のサブトラクション処理、詳細には
蓄積性蛍光体シートを用いて行なう放射線画像のデジタ
ルサブトラクション処理において、常に一定の適切な背
景濃度が得られるようにサブトラクション画像の濃度を
自動的に補正】−る方法および装置に関するものである
。

（発明の技術的背景および先行技術） 従来より放射線画像のデジタルサブトラクションが公知
となっている。この放射線画像のデジタルサブトラクシ
ョンとは、異なった条件で撮影した２つの放射線画像を
光電的に読み出してデジタル画像信号を得た後、これら
のデジタル画像信号を両画像の各画素を対応させて減算
処理し、放射線画像中の特定の構造物の画像を形成する
ための差信号を得る方法であり、このようにして得１〔
差信号を用いて特定構造物のみが抽出された放射線画像
を再生することができる。

このサブトラクション処理には、基本的に次の２つの方
法がある。即ち、造影剤注入により特定の構造物が強調
された放射線画像の画像信号から、造影剤が注入されて
いない放射線画像の画像信号を引き算（サブトラクト）
することによって特定の構造物を抽出するいわゆる時間
サブトラクション処理と、同一の被写体に対して相異な
るエネルギー分布を有りる放射線を照射し、その後この
２つの放射線画像の画像信号間で適当な重みづけをした
上で引き綽（サブトラクト）を行ない特定の構造物の画
像を抽出するいわゆるエネルギーサブトラクション処理
である。

このサブトラクション処理は特に医療用のＸｗＡ写輿の
画像処理において診断上きわめて有効な方法であるため
、近年大いに注目され、電子工学技術を駆使してその研
究、開発が盛んに進められている。この技術は、特にデ
ジタルサブトラクション処理（通常Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｒ
ａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）と呼ばれ、ＤＲと略称されてい
る。

さらに最近では例えば特開１１！７５８−１６３３４０
号公報に示されるように、きわめて広い放射線露出域を
有する蓄積性蛍光体シートを２枚使用し、これらの蛍光
体シートに前述のように造影剤有り、無しの異なった条
件で同一の被写体を透過した放射線を照射して、これら
の蛍光体シートに造影剤が注入された部分の画像情報が
異なる放射線画像を蓄積記録し、これらの蓄積画像を励
起光による走査により読み出してデジタルイｇ＠に変換
し、これらデジタル信号により前記デジタルサブ１〜ラ
クシヨンを行なうことも提案されている。上記蓄積性蛍
光体シー１〜とは、例えば特開昭５５−１２４２９号公
報に開示されているＪ」うに放射線（Ｘ線、α線、β線
、γ線、紫外線等）を照射（るとその放射線エネルギー
の一部を蛍光体中に蓄積し、その後可視光等の励起光を
照射りると蓄積されたエネルギーに応じて蛍光体が輝尽
発光を示づもので、きわめて広いラチチュード（露出域
）を有し、かつ著しく高い解像力を有づるものである。

したがって、この蛍光体シートに蓄積記録された放射線
画像情報を利用して前記デジタルサブ１〜ラクシヨンを
行なえば、診断性能の高い放射線画像を得ることができ
る。

以上説明したような時間サブトラクションによって得ら
れた差信号を用いて、例えば写真感材等にサブトラクシ
ョン画像を形成した。場合、造影剤を注入した特定構造
物以外の部分り−なわら背景は本来常に一定濃度になる
はずである。ところが放射線撮影時に、放射線強度を一
定に設定しても実際に照射される放射線の強度には僅か
のバラツキが有り、さらに前記蓄積性蛍光体シートの感
度にもバラツキがあるので、上記背景の１１度は各サブ
１〜９９９３２画像によってまちまちとなることが多い
。この背景濃度がまちまちであると、複数のサブトラク
ション画像を比較して診断を下す場合等において適正な
診断が妨げられることが指摘されている。

（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
、常に一定の背景濃度のサブトラクション画像を得るこ
とができる、時間サブトラクション画像の自動濃度補正
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。

（発明の構成） 本発明のサブトラクション画像の自動濃度補正方法は、
前述したように蓄積性蛍光体シー１〜を用いて行なう時
間サブ１〜ラクシヨン処理において、サブトラクション
によって得た差信号に対して階調処理を施１に際して、
各蛍光体シートから読み出されたデジタル画像信号それ
ぞれの透過放射線量最大値をめ、その後これら最大値間
の差Δχをめ、次いで ｉ）階調処理を施す−前の前記差信号に上記差△χを加
える補正、 ｉｔ）階調変換テーブルを前記差Δχだけ入力信号軸の
濃度大側にシフトさせる補正 のいずれか一方の補正を行なうようにしたものである。

上記方法を実施する本発明のサブトラクション画像の自
動濃度補正装置は、前記１）の補正を行なう場合には、
前述したような励起光走査と輝尽発光光の光電的読み出
しにより、蓄積性蛍光体シートの放射線画像のデジタル
信号を得る画像読取手段と、この画像読取手段が読み取
った、特定構造物に造影剤が注入された被写体のデジタ
ル画像信号と、造影剤が注入されない被写体のデジタル
画像信号とを、対応４る画素間で減算して特定構造物の
画像を形成する差信号を得るサブトラクション演算手段
と、この差信号に階調変換テーブルに基づいて階調処理
を施す画像処理手段と、上記各デジタル画像信号の透過
放射線量最大値をめる演算手段と、上記最大値間の差Δ
χをめ、この差Δχを階調処理を受ける前の前記差信号
に加える信号補正回路とから構成される。

また上記信号補正回路に代えて、前記階調変換テーブル
を、前記差Δχだけ入力信号軸の１１度大側にシフトさ
せる階調変換テーブル補正回路を設ければ、前述した１
１）の補正を行なうことができる。

各蓄積性螢光体シートから読み出されたデジタル画像信
号それぞれの透過放射線量最大値は、例えばそれらデジ
タル画像信号のヒストグラムからめられる。

各蓄積性蛍光体シートから読み出されたデジタル画像信
号のヒストグラムは例えば第１図に示すようなものであ
り、透過放射線１が最小の最小値ｙＡ　、　ｙＥ！、か
ら、背景濃度の最大に対応する透過放射線口が最大の最
大値χ　、χ８の間に分布する。上記最小値ｙ、ｙＢは
前記造影剤の有無によって変わりうるが、背景濃度の最
大に対応づる最大値χ□、χ８は本来一定となるはずで
ある。

したがってこの最大値χ７、χ、が各画像によって異な
れば、それは撮影時の放射線強度の差や蓄積性蛍光体シ
ー１への感度差によるものと考えられる。そこで各画像
間における画像信号最大値のズレを解消する前記のよう
な補正を行なえば、両デジタル画像信号を減算したとき
に背景部分の濃度信号は常にＯ（ゼロ）値となり、サブ
トラクション画像の背景濃度は常に一定となる。

（実施態様） 以下、図面を参照して本発明の実施態様を説明する。

第２図は２枚の蓄積性蛍光体シートＡ、Ｂに同−の被写
体１を透過したＸ線２を異なった条件、つまり被写体１
の特定構造物に造影剤を注入し、あるいは注入しないで
それぞれ照射づる状態を示り。すなわら例えば血管造影
（Ｄｉｇｉｔａｌａｎｇ　ｉ　ｏｇｒａｐｈｙ）におい
て−は、第２図の状態で第１の蓄積性蛍光体シー）−Ａ
に、血管の造影剤を注入する前の被写体１のＸ線透過像
を蓄積記録し、次いで同一の被写体１の静脈に造影剤を
注入し、例えば腹部の場合は１０秒程度過した後に同様
にこの被写体１のＸ線透過像を蓄積記録覆る。このとき
Ｘ線源３の管電圧は同じとし、被写体１と蛍光体シート
Ａ、Ｂとの位置関係も同じとし、造影剤の有無以外には
全く差がないような２つのＸ線画像をＡ、Ｂに蓄積記録
するようにする。

このようにして、造影剤注入部の画像情報が異なる２つ
の放射線画像を２枚の蓄積性蛍光体シートＡ、Ｂに蓄積
記録ケる。次にこれら２枚の蓄積性蛍光体シートＡ、Ｂ
から、第３図に示すような画像読取手段によってＸ線画
像を読み取り、画像を表わすデジタル画像信号を得る。

先ず、蓄積性蛍光体シー１−　Ａを矢印Ｙの方向に副走
査のために移動させながら、レーザー光源１０からのレ
ーザー光１１を走査ミラー１２によってＸ方向に主走査
さゼ、蛍光体シートＡから蓄積Ｘ線エネルギーを、蓄積
記録されたＸ線画像にしたがって輝尽発光光１３としＣ
発散さμる。輝尽発光光１３は透明なアクリル板を成形
して作られた集光板１４の一端面からこの集光板１４の
内部に入射し、中を全反射を繰返しつつフォトマル１５
に至り、輝尽発光光１３の発光量が画像信号Ｓとして出
力される。この出ツノされた画像信号Ｓは増幅器とＡ／
Ｄ変換器を含む対数変換器１６により対数１１１ｉ（ｌ
　。

ＱＳ）のデジタル画像信号１０　ｇＳ　Ａに変換される
。このデジタル画像信号１ｏｇＳＡは例えば磁気テープ
等の記憶媒体１７に記憶される。次に、全く同様にして
、もう１枚の蓄積性蛍光体シートＢの記録画像が読み出
され、そのデジタル画像信号１０（１８Ｂが同様に記憶
媒体１７に記憶される。

次に、上述のようにして得られたデジタル画像信＠　Ｉ
　ＯｑＳＡ　、ｌ　Ｏ（Ｊ　Ｓ　Ｂを用いて１ナブトラ
クシヨン処理を行なう。第４図は本発明方法の第１実施
態様による自動ｍ度補正を実施しつつ行なわれるサブト
ラクション処理の流れを示している。

まず前記記憶媒体１７内の画像ファイル１７Ａと、画像
ファイル１７Ｂからそれぞれ、前記デジタル画像信号１
０（ＪＳＡ、Ｉ　ｏ　ｇ　Ｓ　Ｂが読み出され、Ｖブト
ラクション演算回路１８に入力される。このサブトラク
ション演算回路１８は、上記２つのデジタル画像信号１
０ＱｓＡとＩ　ＯＱ　Ｓ　Ｂを対応づる画素毎に減算し
、デジタルの差信号３ＳＵｂをめる。この差信号、５ｓ
ｕｂは−たん画像ファイル１９に記憶されてから、画像
処理回路２０に入力され、該画像処理回路２０において
階調変換テーブル２０ａに基づいて階調処理される。

階調処理を受けた差信号５Ｓｕｂ’は、例えばＣＲＴ等
のディスプレイ装置や、走査記録装置等の再生記録装置
２１に入力され、該差信号３ｓｕｂ′によってサブトラ
クション画像が再生記録される。第５図はサブトラクシ
ョン画像再生記録システムの一例として、画像走査記録
装置を示すものである。感光フィルム３０を矢印Ｙの副
走査り向へ移動さけるとともにレープ−ビーム３１をこ
の感光フィルム３０上にＸ方向に主走査させ、レーザー
ビーム３１をＡ１０変調器３２により画像信号供給器３
３からの画像信号によって変調りることにより、感光フ
ィルム３０」ニに可視像を形成する。この変調用画像信
号として、前記差信号５ｓｕｂ’を使用づれば、デジタ
ルリ゛ブ１〜ラクション処理による所望の特定構造物の
みの画像を感光フィルム３０上に再生記録づることがで
きる。

第６図は以上説明したような１］−ブトラクションによ
り、所望の特定構造物の画像を得る様子を示すものであ
る。図中４Ａは腹部に造影剤を注入づる前のＸ線画像を
記録した第１の蓄積性蛍光体シートＡから得られる画像
、４Ｂは同じ部分の造影剤を注入した後のＸ線画像を記
録した第２の蓄積性蛍光体シートＢから得られる画像、
４Ｃは４Ｂの画像を表わづデジタル画像信号から４Ａの
画像を表わすデジタル画像信号を減算して得た、血管だ
１ノが見えるようにしたサブトラクション画像である。

上記サブトラクション画像４Ｃにおいて、抽出された特
定構造物（血管）のまわりの背景ＢＫ部分は、本来前記
差信＠３ｓｕｂがＯ（ゼロ）となって、再生画像上では
常に一定濃度になるはずである。ところが前述したよう
に撮影放射線強度のバラツキや、蓄積性蛍光体シートＡ
、Ｂの感度のバラツキにより、この背景ＢＫ部分の濃度
はまちまちになってしまう。そこで第４図に示されるよ
うに、前記デジタル画像信号ｌ　Ｏｇ、ＳＡ、ｌ　０ｇ
５Ｂをヒストグラム演算回路２２に入力し、該ヒストグ
ラム演算回路２２においてそれぞれの信号ｌ　００ＳＡ
　、ｌ　ｏｇｓＢのヒスミーグラムをめる。

これらヒストグラムは前記第１図に示すように、それぞ
れ前記背景ＢＫの濃度の最大に対応する透過放射線最大
の最大値χ７、χ３と、透過放射線量最小の最小値Ｖ、
ｙ９との間に分布する。前ハ 述したように上記最大値χ　、χ８は本来双方の八 画像において一定となるはずであるが、既述のとおり撮
影時の放射線強度の差や、蓄積性蛍光体シートＡ、Ｂの
感度差により背■濃度がシート毎に変化し、各最大値χ
。、χ８が異なる。そこで上記最大値χ７、χ８を表わ
づ信号を信号補正回路２４に送り、両最大値χ　、χ８
の差Δχをめて、この差Δχを前記差信号３ｓｕｂに一
律に加える。差信号５ｓｕｂに対してこのように差Δχ
を加えることにより、撮影放射線強度の差、蓄積性蛍光
体シートＡ、Ｂの感度差に起因して差信号３ｓｕｂに含
まれていた信号成分（′ＸＡ　−χ８、づなわら△χで
ある）が補正され、背景部分の信号は常にＯ（ゼロ）値
となる。しＩＣがって再生記録されたサブ１−ラクショ
ン画像において背景ＢＫの濃度は常に一定となる。

第７図は本発明方法の第２実施態様による自動濃度補正
を行なうサブトラクション処理の流れを示すものである
。この場合ヒストグラム演算回路２２から、前記最大値
χ　、χ、を示す信号が階、　ハ 調変換テーブル補正回路１２４に入ノＪされる。前記画
像処理回路２０において用いられる階調変換テーブル２
０ａは第８図に示されるようなものであるが、上記階調
変換テーブル補正回路１２４は前記信号補正回路２４と
同様に最大値χ４、χＢとの差Δχをめ、画像処理回路
２０の本来の階調変換テーブル２０ａ（第８図の実線）
を、上記差６１分だけ入力信号軸方向の濃度大側にシフ
トさせる（第８図の破線）。このように階調変換テーブ
ル２０ａがシフ１−されると、階調処理後の差信号５ｓ
ｕｂ’はいかなる場合でも常に、撮影放射線強度のバラ
ツキ、蓄積性蛍光体シートＡ、Ｂの感度バラツキによる
信号成分Δχを含まない差信号３ｓｕｂが上記本来の階
調変換テーブル２０ａによって階調処理された場合と同
じ値をとる。

したがって上記差信号３Ｓｕｂ’によって得られたサブ
トラクション画像において、背景ＢＫの濃度は富に一定
となる。

なお、本発明において、デジタル画像信号の透過放射線
量最大値をめる方法は、ヒストグラムから計算する手法
に限られるものではなく、例えば順次画像データを比較
しつつより大きな値を選択していく方法などが適用でき
る。従って、上述の第１および第２実ｍｓ様において、
ヒストグラム演算回路２２は最大値をめるための別の演
篩手段に置き換えられＣもＪ：いことは言うまでもない
。

（発明の、′効果） 以上詳細に説明した通り本発明によれば、２枚のシート
を利用して得られる時間サブトラクション画像の背景濃
度を常に一定に設定できるので、極めて診断性に優れ医
療分野における利用価値が高いサブトラクション画像が
得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は時間サブトラクションに用いられるデジタル画
像信号のヒストグラムの例を示づグラフ、第２図は本発
明方法における放射線画像の蓄積記録ステップを示す説
明図、 第３図は上記蓄積記録がなされ７ｊ蓄積性蛍光体シート
からの放射線画像情報読取りを説明する概略図、 第４図は本発明方法の第１実施態様により自動濃度補正
を行なうサブトラクション処理の概要を説明づる概略図
、 第５図はり１１〜ラクション画像の再生記録システムの
一例を示づ概略図、 第６図は造影剤注入の放射線画像および造影剤非注入の
放射線画像と、これら放射線画像から得られる時間１ノ
ブトラクション画像の例を示す概略図、 第７図は本発明方法の第２実施態様により自動ｍ度修正
を行なうザブトラクション処理の概要を説明りる概略図
、 第８図は上記第２実施態様方法にお１ノる階調変換テー
ブルの補正を説明するグラフである。 １・・・被写体　２・・・Ｘ線 ３・・・Ｘ線源　４Ａ、４Ｂ・・・Ｘ線画像４Ｃ・・・
ザブ１ヘラクション画像 １０・・・レーザー光源　１１・・・レーザー光１２・
・・走査ミラー　１３・・・輝尽発光光１５・・・フォ
トマル　１６・・・対数変換器１８・・・サブトラクシ
ョン演算回路 ２０・・・画像処理回路　２０ａ・・・階調変換チーノ
ル２２・・・ヒストグラム演算回路 ２４・・・信号補正回路 １２４・・・階調変換テーブル補正回路Ａ、Ｂ・・・蓄
積性蛍光体シート １０ｇ５Ａ、ｌｏｇｓ８・・・デジタル画像信号５ｓｕ
ｂ・・・デジタル画像信号の差信号５ｓｕｂ’・・・階
調処理された差信号笛　１　図 ＠３図 １に４図 ＠　６　図 第８図 ：ｂｓｕ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）２枚の蓄積性蛍光体シートのそれぞれに、特定構造
   物に造影剤が注入された被写体と造影剤が注入されない
   前記被写体を透過した放射線を照射して、これら蛍光体
   シートに前記特定構造物の画像情報が互いに異なる放射
   線画像を蓄積記録し、これらの蛍光体シートに励起光を
   走査して前記放射線画像を輝尽発光光に変換し、この輝
   尽発光光の発光間を光電的に読み出してデジタル画像信
   号に変換し、両画像の対応する画素間でこのデジタル画
   像信号の減算を行なって放射線画像の特定構造物の画像
   を形成する差信号を得、その後この差信号に、所定の階
   調変換テーブルに基づいて階調処理を施づようにした放
   射線画像の時間サブ１〜ラクシヨン処理において、前記
   各デジタル画像信号の透過放射線量最大値をめ、その後
   これら最大値間の差Δχをめ、次いで １）前記階調処理を施づ前の前記差信号に前記差Δχを
   加える補正、 １１）前記階調変換テーブルを前記差Δχだけ入力信号
   軸の瀾度犬側にシフトさける補正 のいずれか一方の補正を行なうことを特徴とするサブト
   ラクション画像の自動濃度補正方法。 ２）放射線画像が蓄積記録された蓄積性蛍光体シートに
   励起光を走査し、それによって前記蓄積性蛍光体シート
   から発せられた輝尽発光光を光電的に読み出してデジタ
   ル画像信号に変換する画像読取手段と、この画像読取手
   段が読み取った、特定構造物に造影剤が注入された被写
   体のデジタル画像信号と、造影剤が注入されない前記被
   写体のデジタル画像信号とを、対応する画素間で減算し
   て前記特定構造物の画像を形成する差信号を得るリブト
   ラクション演算手段と、この差信号に階調変換テーブル
   に基づいて階調処理を施す画像処理手段と、前記各デジ
   タル画像信号の透過放射線量最大値をめる演算手段と、
   前記各最大値間の差Δχをめ、該差Δχを前記階調処理
   を受ける前の前記差信号に加える信号補正回路とからな
   るサブトラクション画像の自動濃度補正装置。 ３）放射線画像が蓄積記録された蓄積性蛍光体シートに
   励起光を走査し、それによって前記蓄積性蛍光体シート
   から発せられた輝尽発光光を光電的に読み出してデジタ
   ル画像信号に変換する画４ＩＡ読取手段と、この画像読
   取手段が読み取った、特定構造物に造影剤が注入された
   被写体のデジタル画像信号と、造影剤が注入されない前
   記被写体のデジタル画像信号とを、対応する画素間で減
   算して前記特定構造物の画像を形成する差信号を得るサ
   ブトラクション演算手段と、この差信号に階調変換テー
   ブルに基づいて階調処理を施す画像処理手段と、前記各
   デジタル画像信号の透過放射線ω最大値をめる演算手段
   と、前記各最大値間の差Δχをめ、前記階調変換テーブ
   ルを前記差Δχだけ入力信号軸の濃度大側にシフトさせ
   る階調変換テーブル補正回路とからなるサブトラクショ
   ン画像の自動濃度補正装置。