JPS6379468A - 放射線画像再生方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は放射線画像の再生方法、さらに詳しくは蓄積性
蛍光体に記録した放射線画像を読み出して可視像を再生
する際、その可視再生像が目的に応じて見やすい画像に
再生されるように信号処理を施す方法に関するものであ
る。本発明のこの方法は、特に医療用診断に用いるＸ線
写真の診断性能を向上させるのに有効である。

（従来の技術） 蓄積性蛍光体（以下単に「蛍光体」という）に放射線画
像を記録し、この放射線画像を読み出し、これを写真フ
ィルム等の記録材料に可視像として再生記録する放射線
写真システムが開発された。

このシステムは本出願人が特開昭５５−１２４２９号に
提案したもので、被写体を透過した放射線を蛍光体に吸
収せしめ、その後この蛍光体をある種のエネルギーで励
起してこの蛍光体が蓄積している放射線エネルギーを蛍
光として放射せしめ、この蛍光を検出して画像化するも
のである。

この蛍光体を用いる放射線写真システムは、従来の銀塩
写真による放射線写真システムと比較して極めて広い放
射線露出域に亘って画像を記録することができるという
利点があり、これは実用上非常に価値の高いものである
。すなわち、この蛍光体では放射線露光量に対して蓄積
後に励起によって発光する発光量が極めて広い範囲に亘
って比例するため、この発光量を光電変換手段によって
電気信号に変換し、この電気信号を使用して写真フィル
ム等の記録材料に可視像を再生記録すればいかなる露光
量で撮影しても適正な濃度の画像が得られる。なお、こ
の再生記録時には広い範囲に亘って得られた電気信号の
レベルを光学濃度で識別可能な範囲に変換するよう信号
処理の際の増巾率を調整して適正な画像が得られるよう
にする。

実用上は、これに使用する電気信号系のダイナミックレ
ンジによって放射線露光量の範囲が制限される。実験で
は約３ケタの範囲に亘って露光量を変化させても、すな
わち放射線の露光量を１：１０００に変化させても適正
な濃度の写真を得ることができた。

上記のような蛍光体を使用する放射線写真システムでは
露光量を大幅に変化させても最終的に適正濃度の画像が
得られるから、実用上数々の利点がある。例えば撮影時
の露光に撮影ショット間でムラがあった場合、あるいは
露光ミスがあった場合、これを最終的には同一レベルの
濃度に仕上げることができるから全く間届がなく、露光
条件における失敗を実質的になくすることができる。ま
た、被写体によっては露光量を大きくしなければならな
いもの、あるいは露光量を小さくしなければならないも
の等、従来の放射線写真システムでは出来上がる画像の
濃度が見やすい濃度に仕上がるように露光量を調整しな
ければならない場合があったが、このシステムでは同一
条件で撮影しておいても後の再生時に適宜見やすい濃度
に再生することができるから露光条件の設定に注意を払
う必要がない。さらに、従来のシステムでは感度の異な
るスクリーンに対しては感度の異なるフィルムを個別に
用いる必要があったが、このシステムでは一種のフィル
ムを使って種々のスクリーン、種々の撮影条件に対処す
ることができるから多種のフィルムを用意する必要がな
い。

このように上記のような蛍光体を使用する放射線写真シ
ステムでは、極めて広い範囲に亘る露光量を画像情報と
して一旦蛍光体に蓄積し、最終的な可視像を記録材料上
に再生記録する際にはその画像情報を電気信号に変換し
て記録するから、その電気信号のレベルを適宜調整する
ことによって最終的に得られる再生像の濃度を常に目的
に合った見やすい濃度範囲に仕上げることができのであ
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この放射線写真システムを実用化するた
めには上記のような信号処理を定量的に標準化しなけれ
ばならない。そして、これは実用上いかなる放射線画像
に対しても好ましい信号処理を施すものであるよう、種
々の放射線画像について多数の実験を繰返して決めなけ
ればならない。

本発明は上記のような背景のもとに、蛍光体を使用する
放射線写真システムにおいて種々の放射線写真画像に対
して適正な濃度の最終的再生像を得ることができるよう
な放射線画像再生方法を提供することを目的とするもの
である。

すなわち、本発明の目的は蛍光体を使用する放射線写真
システムにおいて、実用１殆どあらゆる種類の放射線画
像に対しても常に適正な濃度の再生像を記録材料上に得
ることができるような電気信号の処理を含む放射線画像
再生方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の放射線画像再生方法は、上記のような蛍光体を
使用する放射線画像を再生する際に、少なくとも一画面
分の画像信号を入力し得るメモリー内に、再生画像の最
大値、最小値濃度に対応する最大値、Ｈｋ小値画像信号
レしル間の領域の信号を含む画像信号を収録せしめ、こ
の後、この収録された最大値、最小値画像信号レベル間
の領域の画像信号をメモリーから取り出して画像を再生
することを特徴とするものである。

なお、最大値、最小値画像信号レベルを得るには例えば
ヒストグラムを利用する方法等が採用される。すなわち
、メモリー中に入力されたデータを演算装置で計算して
ヒストグラムを作成する。

これは横軸に信号レベルを、縦軸に頻度をとったグラフ
にしたときにいくつかの山状の信号の頻度分布を示すグ
ラフであって、例えばこのヒストグラムの頻度が上下端
でＯに落ち込む点あるいは最大頻度の５％程度に落ち込
む点が求める最大、最小レベルであるとすることができ
る。このヒストグラムを使用する場合は、経済的に放射
線画像の種類に応じて表われるヒストグラム上のパター
ンから、所望の最大値、最小値のレベルの位置を求める
こともできる。すなわち、例えば胸部Ｘ線写真において
はヒストグラムに３つの山が表われ、この中で一番信号
レベルの高い側の山が最も頻度も大きいが、この山が肺
野部を示すもので、この山の信号レベルの高い側の裾す
なわち頻度がＯまたは最大頻度の５％になるところを最
大値とすればよい。一番信号レベルの低い側に高さの低
い山が表われるが、これが背骨を示すもので、この山の
信号レベルの低い側の裾を最小値とするとよい。

また、もう一つの方法として、蛍光体からの発光を走査
によって読み取る際、画像の中央（あるいは画像の種類
によって適宜選択された場所）を走査したときの信号レ
ベルの変化から対象画像部分およびその最大最小を知る
こともできる。例えば乳房Ｘ線写真を蛍光体に蓄積した
画像情報から再生する際、画面の中央を走査すると、信
号は非被写体部分、表皮、脂肪組織、乳腺組織の順でそ
の再生像における濃度に対応する発光量のレベルを表わ
す。このとき、非被写体部分（すなわち対象外の最も発
光量の大きい部分）から表皮に変わったところでレベル
は大きく変化する。表皮は対象画像の中では最も再生像
における濃度が高いところであるから、このレベル変化
直後のレベルを最大値として採用することができる。ま
た、乳腺組織は最も濃度が低ところであるから、表皮、
脂肪組織、乳腺組織と順にレベルが低下して、低下しき
ったところを最小値として採用することができる。ある
いは、この最小値が出てくる近辺のレベルをメモリーで
記憶して、その中の最小値を採用することもできる。

このようにして求めた最大レベル値と最小レベル値の信
号を、再生像でそれぞれ１，５〜２．８、カブリ濃度〜
カブリ濃度＋０．３の濃度に再生記録されるような信号
に変換する。１．５〜２．８は実用的に読影しやすい光
学濃度の最大値で、これは望ましくは１．８〜２．６の
範囲とするのがよい。カブリ濃度〜カブリ濃度＋０．３
は実用的に読影できる最小値であり、これは望ましくは
カブリ濃度〜カブリ濃度＋０．２の範囲とするのがよい
。

最大値と最小値の間の信号のレベル変換は、単純に両極
値を直線で結ぶ（縦軸に光学濃度を、横軸に発光量すな
わち信号レベルの対数値を表わした座標系で直線となる
ような）変換でよいが、さらに好ましくはその間で濃度
を所定のレベルを中心にして多少下げた方がよい結果が
得られる。これは特に医療用Ｘ線写真の場合に診断性能
を上げるのに効果がある。

本発明において蛍光体とは、最初の光もしくは高エネル
ギー放射線が照射された後に、先約、熱的、機械的、化
学的または電気的等の刺激（励起）により、最初の光も
しくは高エネルギー放射線の照射量に対応した光を再発
光せしめる、いわゆる輝尽性を示す蛍光体をいう。ここ
で光とは電磁放射線のうち可視光、紫外光、赤外光を含
み、高エネルギー放射線とはＸ線、ガンマ線、ベータ線
、アルファ線、中性子線等を含む。

励起は６００〜７００ｎｍの波長域の光によって行なう
ことが望ましく、この波長域の励起光は、この波長域の
光を放出する励起光源を選択することにより、あるいは
上記波長域にピークを有する励起光源と、６００〜７０
０ｎｍの波長域以外の光をカットするフィルターとを組
合せて使用することにより得ることができる。

上記波長域の光を放出することができる励起光源として
に「レーザ、各種の発光ダイオード、Ｈｅ−Ｎｅレーザ
、ローダミンＢダイレーザ等がある。またタングステン
ヨーソランブは、波長域が近紫外、可視から赤外まで及
ぶため、６００〜７０００ｍの波長域の光を透過するフ
ィルターと組合わせれば使用することができる。

励起エネルギーと発光エネルギーの比は１０４：１〜１
０’：１程度であることが普通であるため、光検出器に
励起光が入ると、Ｓ／Ｎ比が極度に低下する。発光を短
波長側にとり、励起光を長波長側にとってできるだけ両
者を離し、光検出器に励起光が入らないようにすると、
上述のＳ／Ｎ比の低下を防止することができる。

このためには、発光光が３００〜５００ｎＩ１１の波長
域にある蛍光体を使用することが望ましい。

上記３００〜５００ｎｍの波長域の光を発光する蛍光体
としては、 Ｌａ　ＯＢｒ　：　Ｃｅ　、Ｔｂ ５ｒＳ：Ｃｅ、Ｓｍ ５ｒＳ：Ｃｅ、Ｂｉ Ｂａ（ＩｓＩ　０２　　：Ｃｅ Ｂａ　Ｏψ６Ａ、Ｑ、２０３　　：　Ｅｕ（０，９Ｚｎ
　、　０．１ｃｄ）Ｓ　：　ＡｇＢａ　　ＦＢｒ　　：
　　Ｅｕ ＢａＦＣｌ：Ｅｕ 等がある。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

図面は、本発明の一実施例方法を実施するためのシステ
ムの一例を示すものである。このシステムでは撮影済の
蛍光体シート１２上に走査ミラー１１によってレーザ光
源１０からのレーザ光を走査させて蛍光体シート１２を
発光させ、この発光量を光電子増倍管１３で受光して記
録されている画像情報を読み取る際、この読み取った情
報から直接画像信号最大値レベルＳ　ｍａｘ　＋最小値
レベルＳ　ｎ＋１ｎを決めるようにしており、この光電
子増倍管１３の出力を増幅用アンプ１４によって増幅し
、これを対数変換回路１５によって対数変換した後Ａ−
Ｄ変換回路１６によってデジタル量に変換する。この後
、デジタル量に変換された少なくとも一画面分の画像情
報は全て磁気ディスク等のメモリー１７に一旦記憶され
る一方、最大最小弁別デジタル回路１８に入力されて各
画面に対応する上記５ＩＩｌａｘとＳｍ１ｎが計算によ
って求められる。この計算の方式としては各画像信号の
レベルＳ１〜Ｓｎを直接比較して最大、最小を求める計
算の他に、例えばＳｌ　−８ｎの平均値Ｓと分散δを求
め、 Ｓｍａｘ−５＋２δ Ｓｍ１ｎ−Ｓ−２δ とする計算も可能である。このＳ　ＩＩａｘと５ｌｌｌ
１１ｎは別のメモリー１９に記憶される。

次にメモリー１７からの１画面分の全画像情報とメモリ
ー１９からのＳ　ｍａｘとＳ　ｌ１ｌｉｎがデジタル演
算回路２０に入力される。このデジタル演算回路２０で
は、Ｓｍ１ｎをＤｍｌｎに、ＳｍａｘをＤｍａｘに対応
させ、その間のレベルの信号を所望の変換関数にしたが
って変換する。ここで、上記ＤｌｉｌｎおよびＤ＋ｗａ
ｘは、各々再生画像の最小濃度値（カブリ濃度〜カブリ
濃度＋０．３）および最大濃度値（光学濃度１．５〜２
．８　）であって、上記Ｓ　ｗｉｎがＤｍｉｎにＳ　ｍ
ａｘがＤ　ｍａｘに対応するように設定されるため、Ｓ
ｍ１ｎ、　　５ｒＡａｘ両信号レベルの間隔は画像再生
に必要ないわゆるダイナミックレンジを示すことになる
。この後、デジタル演算回路２０の出力がＤ−Ａ変換回
路２１によって濃度を表わすアナログ信号りに変換され
、このアナログ信号りによって光変調器２２が変調され
る。光変調器２２の出力によって記録用光源２３が変調
され、変調された光を集光レンズ２４によって写真フィ
ルム等の感光材料２５上に集光し、感光材料２５をり次
元に移動してこの上に画像を再生記録する。前記蛍光体
シート１２はレーザ光で走査されながら走査方向と直角
な方向へ移動され、この感光材料２５は光軸の静止した
光に露光されながら２次元に走査される。勿論、Ｄ−Ａ
変換回路２１の出力をレーザ走査型記録装置の光変調器
に入力してもよい。

なお、本発明を実施するためのシステムとしては必ずし
も上述したものに限られるものではなく、の他種々の変
更例により本発明の実施が可能であり、例えば、上記増
幅用アンプ１４および対数変換回路１５を用いる代わり
にＬｏｇアンプを用いたシステムによっても実施可能で
ある。

（発明の効果） 本発明は以上詳細に説明したように、蛍光体に記録され
た放射線画像情報を読み出して画像再生する際、少なく
とも１画面分の画像信号を収録し得るメモリーに画像信
号を一旦人力せしめ、この収録された画像信号のうち、
記録材料上の光学濃度の最大値、最小値に対応する画像
信号レベルの最大値、最小値の間の画像信号を取り出し
て画像を再生するようにしており、放射線画像の種類に
応じて、再生に用いる画像信号のレベルを適宜調整する
ようにしているので、結果として見やすい、特に医療用
Ｘ線写真においては診断性能の高い再生像を得ることが
できる。

なお、本発明を用いれば光源からの放射線照射量の変動
等により画像信号レベルに変動が生じたような場合にも
適確な精度で読取りができることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例による方法を実施するだめのシ
ステムの一例を示す系統図である。 １０・・・読取り用レーザ光源 １１・・・走査ミラー　　　１２・・・蛍光体シート１
３・・・光電子増倍管　　１４・・・アンプ１５・・・
対数変換回路　　１７．１９・・・メモリー１８・・・
最大最小弁別デジタル回路 ２０・・・デジタル演算回路 ２３・・・記録用光源　　　２４・・・集光レンズ２５
・・・感光材料

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 放射線画像情報を記録した蓄積性蛍光体材料を励起光に
   より走査し、この走査により該材料から発せられる発光
   を検出して前記画像情報に対応する画像信号を取り出し
   、この画像信号を用いて画像を再生する放射線画像再生
   方法において、少なくとも一画面分の画像信号を入力し
   得るメモリー内に、再生画像の最大値、最小値濃度に対
   応する最大値、最小値画像信号レベル間の領域の信号を
   含む画像信号を収録せしめ、 この収録された画像信号のうち、前記最大値、最小値画
   像信号レベル間の領域の画像信号を前記メモリーから取
   り出して画像を再生することを特徴とする放射線画像再
   生方法。