JPS6329621A - 放射線画像情報の画像処理条件決定方法 - 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】 （発明の分野） 本発明は、医療用診断等に用いる蓄積性螢光体利用の放
射線画像情報記録再生システムにおいて使用する放射線
画像情報の画像処理条件決定方法に関する。

（発明の技術的背景及び従来技術） ある種の螢光体に放射線（Ｘ線、α線、β線。

γ線９Ｍ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〜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Ｔｔ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
画像情報を一部シート状の蓄積性螢光体に記録し、その
後、蓄積性螢光体シートをレーザー光等の励起光で走査
して輝尽発光光を生ぎしめ、この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被写体
の放射録画像を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ｔＪ！ｉ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５６−１１３９
５号など。）上記放射線画像情報記録再生システムの一
態様として、被写体の放射線画像情報がｔｌｉ射線エネ
ルギーレベルを媒体として蓄積記録されている蓄積性螢
光体シートを励起光により走査し、この走査により前記
シートから発せられた輝尽発光光を光１！！読取手段に
より読み取って診断用可視像を再生するための電気的画
像信号を得た後、この画像信号を画像処理手段に入力し
、この画像処理手段で撮影部位および撮影方法等に応じ
て診断目的に適した出力画像が得られる様に画像信号を
処理し、この画像信号を写真感光材料等に可視出力画像
として再生するシステムが知られており、たとえば本出
願人が先に出願し、既に出願公開された特開昭５８−６
７２４０号公報に開示されている。

ここで画像処理条件とは、周波数処理における強調係数
や、階調処理における種々の特性値等各種の条件を総称
するものである。

この様に、前記シートに蓄積記録された画像情報に基づ
いて決定した画像処理条件に従って画像処理を行うこと
により、被写体や撮影部位に応じて適切な画像処理を施
すことができ、常に望ましい画像を得ることができる。

この様な読取りにより得られた画像情報に基づいて画像
処理の際の画像処理条件を決定する具体的方法としては
、例えば、読取りにおける輝尽発光光量のヒストグラム
を求めると共にこのヒストグラムからこのヒストグラム
における所望画像情報範囲の最小輝尽発光光恐５Ｉｌｌ
ａ×および最小輝尽発光光ｆｆｉ　Ｓ　１ａｉｎを求め
、この３　ｗａｘおよび３１ｎがそれぞれ、可視出力画
像における適正′ｆｉＡ度範囲の最大濃度［）　ＷａＸ
および最小濃度［）　ｌ１ｉｎに対応する様に階調処理
のための画像処理条件を決定する方法が、本出願人によ
り出願されている（特開昭５５−１１６３４０号）。

一方、人道上診断に必要ない部分に放射線を照射しない
ようにするため、あるいは診断に不要な部分に放射線を
あてるとその部分から診断に必要な部分に散乱線が入り
、コントラスト分解能を低下するのでこれを防ぐために
、放射線画像情報記録時には放射線の照射野を絞ること
が好ましい場合が多い。ところが、この様に放射線の照
射野を絞った場合には、通常、蓄積性螢光体シート上の
照射野外に照射野内の被写体から発生した散乱線が入射
し、高感度の蓄積性螢光体シートはこの散乱線をも蓄積
記録してしまうので、読取りによって求める輝尽発光光
量のヒストグラム中にはこの散乱線に基づく輝尽発光光
量も含まれることとなる。そして、この散乱線に基づく
シート上における照射野外の輝尽発光光Ｍの大部分は照
射野内の輝尽発光光量よりも小さいが一部分が照射野内
の輝尽発光光量と同程度かあるいはそれより大きい場合
もあるので、求められたヒストグラムから上記照射野内
外の輝尽発光光ｍの区別を行なうことは困難である。従
って、前述のようにヒストグラムからＳｍａｘ　、　Ｓ
ｍ１ｎを求め、これから画像処理を決定する場合に、本
来照射野内の輝尽発光光量の最小値が３　ｓｉｎとされ
るべきところ照射野外の散乱線による輝尽発光光量の最
小値が５Ｉｌｌｉｎとされる場合が生じ得る。そして、
この様に照射野外の輝尽発光光量の最小値が５Ｉｌｌｉ
ｎとされた場合、一般にその餡は照射野内の輝尽発光光
量の最小値よ・りも低いので、画像処理において、診断
に不要な散乱線を低濃度域に収録したものを考ＩＪ！す
ることとなり、従って診断に必要な部分の画像の濃度が
高くなり過ぎたり、その結果コントラストが低下したり
して、満足な診断が困難となる。

即ち、照射野を絞って踊影を行なった場合、シーｉ−上
にＪ３ける照射野外に被写体から発生した散乱線が入射
し、読取りにより得られた画象情？ＩＪ　１１１には、
この散乱線に基づくものも含まれることとなるのて゛、
この様な画像情報に囚づいて画像処理手段を決定しても
最適な画像処理を行なうことは困難であり、その結果観
察読影適性に浸れた可視像を得ることが困難となる。

（発明の目的） 本発明の目的は、上記事情に鑑み、読取りによって得ら
れた画像情報に基づいて画像処理条件を決定する方法で
あって、照射野を絞って撮影した場合であっても上述し
た照射野絞りによる不都合を排除し、最適な画像処理条
件を決定することができる方法を提供することにある。

（発明の構成）　　　　　　　　４に 本発明に係る画像処理条件決定方法は、上記目的を達成
するため、読取りにより得られた画像情報をしきい値処
理して照射野中の背景部〈被写体外領域）を検出し、こ
の背景部とこの背景部により囲まれた被写体部とから成
る照射野内におレプる画像情報に基づいて画像処理条件
を決定することを特徴とする。

本発明に係る方法は、照射野絞りを行なう撮影の中で必
ず背景部（蓄積性螢光体シート上における照射野中の被
写体外領域であっていわゆる素抜は部）が存在する撮影
を対象としている。この背景部においては放射線が被写
体を透過することなく直接入射しているので他の部分に
比べて高いレベルの放射線エネルギーが蓄積されており
、従ってこの背景部における画像情報である輝尽発光光
量も他の部分の輝尽発光光量に比べて大きいという事実
に着目して本発明はなされたものである。

背景部の輝尽発光光量が他の部分のそれに比べて常に大
きいという事実が存在するならば、画像情報における輝
尽発光光量をしきい値処理、例えば所定のしきい値で２
値化することによって背景部とそれ以外の部分とに区別
することができ、換言すれば背景部の位置、形状等を検
出することができ、背景部が検出できれば、該背景部は
被写体の周囲に位置するものであることから該背景部に
囲まれた範囲を被写体部分であると認識することができ
、その結果背景部と被写体部とから成る照射野をほぼ正
確に知ることができる。

本発明に係る方法は、上記の様に画像情報をしきい値処
理することによって背景部を検出し、この背景部を手が
かりとして適宜方法により照射野をｙｌ＆識し、その照
射野内のみの画像情報に基づいて画像処理条件を決定す
ることにより、該画像処理条件決定にあたって照射野外
における散乱線成分の悪影響を排除するようにしたこと
を特徴とする。

上記しきい値処理とは、画像情報を当該しきい値を境に
して区別して処理することをいい、例えば１つのしきい
値を境にして一方の画像情報は全て「１」とし、他方の
画像情報は全てｒＯＪとすることによって２値化するよ
うな処理をいう。もちろん、しきい値は１つである必要
はなく、例えば２つのしきい値を用いて３値化処理を行
なっても良い。

上記背景部によって囲まれたとは、背景部の内側に存在
するという程度の意味であり、必ずしも背景部によって
全周を囲まれている場合に限らず、背景部と蓄積性螢光
体シートの外縁部とで挾まれている場合や背景部と背景
部とで挾まれている場合等も含む意味である。

上記照射野内の画像情報とは、照射野全域の画像情報に
限らず、照射野の一部の画像情報であっても良い。ただ
し、照射野の一部の画像情報の場合は、その画像情報中
に少なくとも被写体部の主要部の画像情報が含まれてい
ることが好ましい。

（実施態様） 以下、図面を参照しながら本発明の実施態様について詳
細に説明する。

まず、半円形の照射野絞りをかけて乳房を撮影した場合
の一実施態様について説明する。

かかる乳房撮影においては、第８図に示すように、撮影
台１の上に蓄積性螢光体シートを収納したカセツテ２を
載置し、このカセツテ２とアクリル板等から成る押え板
３とで被写体である乳房４を挟持圧迫し、押え板３の上
方に配設された放射線源５から断面半円状のコーン筒６
を介して放射線を被写体４に向けて照射する。

第９図は、この様にして撮影された蓄積性螢光体シート
７上における画像情報記録状態を示す平面図であり、該
シート７上には゛半円形の照射野８が存在し、該照射野
の外周部分には背景部（斜線を施した部分）９が存在し
、背景部９の内側には背景部９によって囲まれた被写体
部（被写体の画像情報が蓄積記録されている部分）１０
が存在する。

また、上記背景部９と被写体部１０とから成る半円形照
射野８の外側には散乱線が入射している散乱線部（図中
°点々を付した部分）１１が存在する。

第１０図は、上記の如く画像情報が記録されたシート７
に対して読取りを行ない、その結果１ｑられた画像情報
（シート７における各読取画像毎の輝尽発光光量）のヒ
ストグラムであり、Ｘ部は背景部、Ｙ部は被写体部、２
部は散乱線部である。背景部ＸはＭ！８線が被写体４を
透過することなく直接シート７上に入射するので最大発
光ｍ域に位置し、散乱線部Ｚは散乱線の有する放射線エ
ネルギーが微小であることから小発光量域に位置してい
る。

即ち、背景Ｐ［ｌＸにおける画像情報は、故ＤＩ　！！
１１照射むらやシートの感度むら等によりある程度の幅
（分布）ＳＷを有すると共に全画像情報中において最大
発光ｍ域に位置する。

本実１１１１ｊ態様は、かかる事実の下に、画像情報を
所定のしきい値ｔｈで２値化することによって背景部の
検出を行なうものである。

即ち、第１０図に示す如き画像情報のヒストグラムにお
いて、最大発光光量Ｓ１から前記ある程度の幅ＳＷをも
たせたしきい（直ｔｈ（ｔｈ＝ｓ＋　−３Ｗ）を用いて
画像情報を２値化すると、該画像情報を背景部とそれ以
外の部分とに分離し、区別することができるので、たと
えば画像情報ｆ（ｘ、ｙ）を下式の如く２埴化して２埴
化画像情報（１（Ｘ。

ｙ）を求めると、該２１ｆｌ化画像情報ｄ（ｘ、ｙ）は
第１図に示すようになり、ｄ（ｘ、ｙ）−１の範囲（斜
線を施した節回）を背景部つとして検出することができ
る。

ただし、（ｘ　、　ｙ　）はシート７上における読取画
素位置を示す。

上記各読取画素における輝尽発光光量の中の最大輝尽発
光光１１ｉ　Ｓ　１から所定幅ＳＷを引いて所定しきい
値ｔｈを求めるにあたっては、本実１ＭＢ様ではまず第
１０図に示す様な画像情報のヒストグラムを作成し、該
ヒストグラムに基づいて求めたＳ！とＳＷとから計算に
より、あるいは該ヒストグラムの形から直接的にｔｈを
求めても良いし、その様なヒストグラムを作成すること
なく画像情報から求めたＳＬと実験データや計算等で予
め求めておいたＳＷとから計算により【ｈを求めても良
い。

次に、全画像情報の中から、上記の如くして検出した背
景部と該背景部によって囲まれた被写体部とから成る照
射野内の画像情報を選出する。即ち、背景部は照射野の
外周部分に位置し、被写体部は背景部の内側に背景部に
囲まれて位置するので、背景部を検出１ｙることができ
ればその背景部から直接的に背日部に囲まれた被写体部
を知ることができ、あるいはその背景部と容易に入手し
得る照）１野の形状や被写体撮影部位の形状等の情報と
を組み合わせることにより前頭部に囲まれた被写体部を
知ることができる。このようにして背景部を検出し、該
背景部に暴づいて被写体部を知ることができれば、それ
ら両者によって構成される照射野も当然に認識すること
ができ、前記画像情報の中からその様にして認識された
照射野内の画像情報のみを選出することができる。

本実施態様では、乳房撮影であり、照射野が半円形であ
り、かつ第８図に示す様な日影装置によって車影されて
いるという既知の情報から、被写体部１０は第１図に示
すようにシート７のいずれか一辺の中央部分に位置して
いると共に円弧状の背景部９と該シートの一辺とによっ
て囲まれていることを知ることができるので、まず第２
図に示ずように、各シート辺７ａ〜７ｄの中点（各中点
はいずれもＯ値である）　Ｃａ−ｃｄから他の辺に向け
て、即ら各辺の中点から４５°、９０°、１３５°の方
向に向けて１ｆｔ１が存在するか否かを探索し、３方向
とも１値が存在する辺７ａに被写体部１０が位置するも
のと判断する。

この様にして被写体部１０が＠彰されているシートの辺
７ａを見い出したら、通常は該辺７ａと背景部９とで囲
まれたＯ値領域を被写体部１０として認識することがで
きるが、例えば第３図に示す様に半円形照射野の直線部
分８ａが上記シート辺７ａよりも内側に位置する場合が
あるので、上記辺７ａの中点Ｃａから該辺７ａに対して
Ｑ’、４８０°の方向を探索し、両方向に得ｌが存在す
るまで中点を９０°方向に一画素づつずらし、両方向に
１値が存在したときの探索直線と背景部９とによって囲
まれた領域（破線で斜線を施した領域）を被写体部１０
として認識するようにする。

この様にして被写体部１０を認識したら、この被写体部
１０における２値化画像情報ｄ（ｘ、ｙ）−〇を全てｄ
（ｘ、ｙ）−１に変換する。この変換は、例えば第４図
に示す様に被写体部１０をスキャンしながら各Ｏ値を全
て１値に変換する。

この様にして得られた新たな修正２値化画像情報（背景
部９と被写体部１０のみが１！＋１１をとり、他の部分
はＯ＠となっている）ｄ’　　（ｘ、ｙ）と元の画像情
報ｆ（ｘ、ｙ）との論理積（ＡＮＤ）をとる、即ち各画
素毎の画像情報と修正２値化画像情報とを掛は算すると
、修正２値化画像情報においてＯ値である範囲はＯ（ｉ
＞であり、１１１１！である背景部と被写体部の範囲は
元の画像情報のままである新たな修正画像情報ｆ’（ｘ
、ｙ）が得られる。

即ら、上記の如き手順を経ることによって、画像情報の
中から、背景部９と被写体部１０とから成る照射野８徒
囲のみの画像情報を選出することができる。

照射野範囲のみの画像情報を選出する方法は、上記の如
くして検出した背景部を利用するものである限り、どの
様な方法であっても良い。

例えば、第５図に示すように、被写体が撮影されたシー
ト上の辺７ａの中点Ｃａから９０’方向に２（１α化画
像情報ｄ（ｘ、ｙ）を探索し、１値を発見した点ｄでこ
の点ｄを通り上記辺７ａに平行な線分Ｌｌ、Ｖの両端か
ら１値を探索する。そして、１値を発見した点をり、Ｑ
とし、該点ｐ、ｑから上記辺７ａに向かって同時に垂線
をおろす方向（線分Ｕ。

■に垂直４Ｔ方向）に探索を始め、双方ともに０値にな
った点をｒ、ｓとし、これらの各点１）、Ｑ。

ｒ、ｓで囲まれた部分（斜線を施した部分）の画像情報
を選出するようにしても良い。

次に・この様にして選出された照射野領域内のみの画像
情報に基づいて、画像処理の際の条件を決定する。この
画像処理条件は、選出された照射野領域内の画像情報に
基づいて種々の方法で決定することができるが、例えば
前述の様にその画像情報のヒストグラムを作成し、この
ヒストグラムから３ｍａｘ　、　３ｍ１ｎを求め、この
Ｓｍａｘ　、　Ｓｍ１ｎに基づいて画像処理条件を決定
することができる。

なお、画像処理条件の決定は、上記選出された画像情報
のみに基づいて決定づる場合の外、さらに頭部、胸部、
腹部等のｌｆｄ影の対象となる被写体の撮影部位や単純
、造影、断層、拡大日影等の娼影方法を加味して決定し
ても良い。

次に、長方形照射野絞りを行なって四肢や頚部の撮影を
行なった場合の一実／Ａ　ｆぶ様について説明する。

この様な撮影におけるシート上の画像情報記録状態は、
通常第６図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す如く２本の帯
状背景部く斜線を施した部分）９が存在し、被写体部１
０がこの両背景部に挾まれて存在している。第６図（ａ
　）は被写体撮影部位である腕をシート７の一辺に平行
に置き、長方形照射野もその各辺がシートの各辺と平行
になるように位置させて日影したものであり、第６図（
ｂ）は腕をシート７に対して斜めに置き、長方形照射野
もシートに対して斜めに位置させて娼影したものであり
、第６図（Ｃ）はいわゆる分割撮影であって１つのシー
ト７の右半分と左半分とにそれぞれ別個の撮影を行なっ
たものである。

本実施態様においては、前述の実施態様と同様に、まず
画像情報を所定のしきい値ｔｈで２値化する（この所定
のしきい値ｔｈで２値化することは、とりもなおさず背
景部９を検出するということである）。

そして、２１ｉｒｆ化された画像情報を、第７図（ａ　
）に示す如く、前記主走査方向にスキャンして１値と１
値との間に存在するＯ値を全て１値に変換し、この変換
操作を副走査全ラインについて実施する。

さらに、同様の変換操作を、第７図（ｂ）〜（ｄ　）に
示す如く、主走査方向に対して９０’　、　４５°、　
１３５゛の各方向について行なう。

この様に４つの方向について０１ｉｆＩ→１値変換操作
を行なうことによって、第６図（ａ　）の場合でも第６
図（ｂ）の場合でも、両背景部９の間に挾まれた被写体
部１０の全域あるいはその殆んどの領域がｏｍから１１
ａに変換され、この様にして変換された後の修正２１ｉ
ｆｉ化画像情報ｄ’（ｘ、ｙ）においては照射野領域の
みが１１ｉｔ！となり、他の領域は０値となっている。

この様にして作成した修正２　＋ａ化画像情報ｄ′（ｘ
　、　ｙ　）を作成したら、該情報ｄ’（ｘ、ｙ）と元
の画像情報ｆ（ｘ、ｙ）との論理ｖ４（ＡＮＤ）をとる
ことによって照射野領域内のみの画像情報を選出し、こ
の選出画像情報に基づいて画像処理の際の条件を決定す
る。

なお、上記Ｏ１ａ→１値変換にあたっては、１値が連続
する背景部の奇数番目と偶数番目との間のみであって、
偶数番目の背景部から奇数番目の背内部への間は変換を
行なわないようにする。この様な約束をおこなうと、例
えば第６図（Ｃ）に示す様な分ｖ１踊影の場合でも、実
際の被写体部１ｏのみ変換され、背景部と背景部との間
ではあるが被写体部ではないＷ部の変換は行なわれない
ので好都合である。また、分割撮影の場合は通常被写体
や照射野をシートに対して斜めにすることはないので、
第７図（ａ）、（ｂ）の２方向にのみスキャンして変換
を行なえば十分である。さらに、被写体や照射野の一辺
がシートの一辺に対して平行であり、かつどの辺に対し
て平行であるがまでの情報がわかっているときは、第７
図（ａ）、（ｂ）のいずれか一方、例えば第６図（ａ　
）の場合は第７図（ａ）の一方向のみのスキャン変換操
作を行なえば十分である。

（発明の効果） 本発明に係る画像処理条件決定方法は、前述のように画
像情報をしきい値処理することによって背景部を検出し
、この背景部と該背景部とにょって囲まれた被写体部と
から成る照射野範囲内の画像情報のみを用いて画像処理
条件を決定するものである。

よって、画像処理条件決定のベースとなる画像情報中か
らノイズ成分である散乱線成分、即ち照射野外領域にお
ける画像情報を確実に排除することができ、従って画像
処理条件を決定する際の散乱線成分の存在に起因する種
々の不都合、例えば前述の如く被写体部分の可視像が高
濃度域に圧縮されてコントラストの低い画像になってし
まう様に画像処理条件が決定されるという不都合を解消
することができ、常に最適な画像処理条件を決定するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は蓄積性螢光体シートに記録された画像情報を２
１化した状態を示す図、 第２図は被写体部が存在するシート辺の探索方法を示す
図、 第３図は被写体部を認識する方法を示す図、第４図は被
写体部をＯ値→１Ｗ１変換する方法を示す図、 第５図は照射野内の選出すべき画像情報節回を設定する
方法を示す図、 第６図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ腕を長方形照
射野絞りをかけて撮影した場合の画像情報記録状態を示
す図、 第７図（ａ　）、　　（ｂ　）、　　（ｃ　＞、　　（
ｄ　）はそれぞれ第６図に示す撮影の場合の０値→１値
変換スキヤン方向を示す図、 第８図は乳房を半円形照射野絞りをかけて穎影する状態
を示す側面図、 第９図は第８図に示す撮影の場合の画像情報記録状態を
示す図、 第１０図は第８図に示ず撮影が行なわれたシートの画像
情報のヒストグラムを示す図である。 ７・・・蓄積性螢光体シート

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 放射線画像情報が照射野絞りをかけて蓄積記録されてい
   る蓄積性螢光体シートに励起光を照射することにより、
   該蓄積性螢光体シートに蓄積記録されている放射線画像
   情報を輝尽発光光として放出せしめ、この輝尽発光光を
   光電的に読み取つて可視像を出力するための電気的画像
   信号を得、この画像信号に施す画像処理の条件を決定す
   る放射線画像情報の画像処理条件決定方法において、前
   記得られた画像情報をしきい値処理して照射野中の背景
   部を検出し、 上記得られた画像情報から、上記背景部とこの背景部に
   よつて囲まれた被写体部とから成る照射野内の画像情報
   を選出し、 該選出された画像情報に基づいて上記画像処理条件を決
   定することを特徴とする放射線画像情報の画像処理条件
   決定方法。