(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を透過した放射線により放射線画像情報を記録する放射線画像変換パネルと、
前記放射線画像変換パネルの第一の方向から放射線画像信号を得る光電変換手段と、
前記第一の方向と直交する方向に、前記放射線画像変換パネルと光電変換手段とを相対
移動させる副走査手段と、
を有し、
前記光電変換手段及び副走査手段により、前記放射線画像変換パネル全体に記録された放射線画像情報を取得する放射線画像読取装置であって、
前記放射線画像信号の対象領域を前記第一の方向、又は、第一の方向と直交する方向に投影して該対象領域内の各画素の信号値を集計してプロジェクションを作成する作成手段と、
前記プロジェクションが急激に変化している箇所を抽出し、該抽出された箇所のプロジェクションがなだらかに変化するように前記放射線画像信号を補正する補正手段とを有することを特徴とする放射線画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線画像読取装置および放射線画像読取方法に関する。詳しくは、被写体を透過した放射線を記録した放射線画像情報を読み取る放射線画像読取装置および放射線画像読取方法に関する。さらに詳しくは、読み取った放射線画像信号の補正技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被写体を透過した放射線を記録した放射線画像情報を読み取る放射線画像読取装置として、輝尽性蛍光体を用いた装置がある。
【０００３】
輝尽性蛍光体を有する放射線画像変換パネル（以下、単にパネルともいう）にＸ線・紫外線などの放射線を照射すると、この放射線のエネルギーの一部が蛍光体に吸収され蓄積される。この後に、その蛍光体に励起光を照射すると、蓄積されていたエネルギーに応じてその蛍光体が輝尽発光する。この輝尽発光した輝尽発光光を光電変換装置で光電変換して放射線画像信号を得る。
【０００４】
このように得られた放射線画像信号は、診断目的に応じた階調処理や空間周波数処理などの画像処理を施さられる。ところが、この画像処理は複雑なものであるため、診断目的に応じた画像処理を容易に行えるために、事前の補正が必要である。この事前の補正は、種々のムラを補正するものであり、例えば、特開昭６３−１５８５３６号に記載の放射線画像読取装置では、これらムラを除去するために、被写体を介さずに得られた放射線画像信号から補正データを予め作成し、その後、被写体を介して得られた放射線画像信号を補正データに基づいて補正している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載された補正においては、予め補正データを作成しているので、再現性のあるムラの補正、例えばシェーディング補正やフェーディング補正に対しては非常に有効であるが、再現性のないムラに対して補正できない。例えば、光電変換するときに発生した振動によるムラ、あるいは、励起光を走査するための光学系にゴミが付着するあるいはゴミが移動するなどによるムラ（以下、再現性のないムラともいう）が生じたとき、補正データを作成したときの状態と異なった状態となっているので、十分に補正できない。
【０００６】
これを避けるために、補正データの作成の頻度を多くすると、その作成の度に被写体を介さずに放射線画像信号を得ることが必要となり、時間を要するとともに操作者にとっても煩わしいものとなる。
【０００７】
そこで、本発明においては、余分な時間をかけずに再現性のないムラを補正することができる放射線画像読取装置または放射線画像読取方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、被写体を透過した放射線により放射線画像情報を記録する放射線画像変換パネルと、前記放射線画像変換パネルの第一の方向から放射線画像信号を得る光電変換手段と、前記第一の方向と直交する方向に、前記放射線画像変換パネルと光電変換手段とを相対移動させる副走査手段と、を有し、前記光電変換手段及び副走査手段により、前記放射線画像変換パネル全体に記録された放射線画像情報を取得する放射線画像読取装置であって、前記放射線画像信号の対象領域を前記第一の方向、又は、第一の方向と直交する方向に投影して該対象領域内の各画素の信号値を集計してプロジェクションを作成する作成手段と、前記プロジェクションが急激に変化している箇所を抽出し、該抽出された箇所のプロジェクションがなだらかに変化するように前記放射線画像信号を補正する補正手段とを有することを特徴とする放射線画像読取装置によって解決することができる。
【００１２】
これについて説明すると、本出願人が鋭意検討した結果、再現性のないムラは、放射線画像信号のプロジェクションに顕著に現れることを見いだしたことに基づく。すなわち、再現性のないムラなどがない放射線画像信号のプロジェクションはなだらかな曲線となるが、再現性のないムラなどが生じた場合急激に変化する。従って、放射線画像信号のプロジェクションに基づいて補正データを作成し、または／およびプロジェクションが急激に変化している箇所の放射線画像信号を補正すれば、再現性のないムラなどに対して十分な補正が可能となり、しかも、簡単に補正することができる。
【００１３】
なお、本発明でいう「プロジェクション」とは、放射線画像信号が２次元の画像信号であるので、１枚の画像情報の画素ごとの濃度値を、一方の軸（主走査方向または副走査方向）に投影して集計した値の分布である。例えば、以下の実施の形態で言えば、副走査方向（励起・読取ユニットが移動する方向であり、図２において上下方向）に投影して（主走査方向（励起光走査手段によりレーザー光を走査する方向であり、図２において紙面に対して垂直方向）であってもよい）、各画素（全ての画素である必要はなく、少なくとも、必要とする領域内の各画素であればよい）の濃度値（信号値）を集計（平均でもよいが、好ましくは、加算）したものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、放射線画像読取装置３の全体を示した概略構成図である。図２は、放射線画像読取装置のハードウェア構成を示すブロック図である。本実施の形態では、医療用としての人体の胸部放射線撮影に適用した場合を示す。
【００１５】
胸当て板９は、被写体Ｍが診断部である例えば胸部を放射線画像読取装置３に押し当てるための板である。放射線発生源１は、放射線制御装置２によって制御されて、被写体（人体胸部等）Ｍに向けて放射線（一般にはＸ線）を照射する。放射線画像読取装置３には、被写体Ｍ、胸当て板９を挟んで放射線発生源１と対向する位置に、輝尽性蛍光体を有する放射線画像変換パネル４を備えている。
【００１６】
放射線画像変換パネル４は、放射線発生源１からの照射放射線量に対する被写体Ｍの放射線透過率分布に従ってエネルギーを、内蔵された輝尽性蛍光体に蓄積し、被写体の潜像、即ち放射線画像を形成する（これが、放射線画像情報となる）。放射線画像変換パネル４は、支持体上に輝尽性蛍光体層を、輝尽性蛍光体の気相堆積、或いは、輝尽性蛍光体の塗布によって設けてある。輝尽性蛍光体の材料としては、例えば、特開昭６１−７２０９１号公報、特開昭５９−７５２００号公報などに開示されるような材料が使われる。
【００１７】
レーザビーム発生部（例えば、ガスレーザ、固体レーザ、半導体レーザなど）５は、出射強度が制御されたレーザビーム（励起光）を発生する。レーザビーム発生部５で発生したレーザビームは種々の光学系を経由して走査器（例えば、ポリゴンミラーなどの光偏向器）６に到達し、そこで偏向を受け、更に反射鏡７で光路を変更させて、放射線画像変換パネル４に輝尽励起用の走査光（励起光）として導かれる。
【００１８】
導光体８は、前記のようにして励起光としてのレーザビームで走査された放射線画像変換パネル４に近接してアクリル板の端部が位置され、上記レーザビームで走査された放射線画像変換パネル４からの潜像エネルギーに比例した発光強度の輝尽発光光を導光する。
【００１９】
光電変換手段として電子増倍管（フォトマルチプライヤ、以下フォトマルともいう）１０は、導光体８によって導光された光を、入射光（透過線量）に対応した電流信号に光電変換する。すなわち、このフォトマル１０は、放射線画像情報（被写体を透過した放射線を記録した放射線画像情報であり、本実施の形態では、放射線画像変換パネル４に記録された放射線画像情報である）を光電的に
読み取って（本実施の形態では、レーザビームによって発光した輝尽発光光を、電気信号に変換）放射線画像信号を得る手段である。このフォトマル１０は、主走査方向に伸びる１次元のラインセンサであり、各画素毎に濃度値を得ることができる。
【００２０】
これら、レーザビーム発生部５、走査器６、反射鏡７、導光体８、フォトマル１０は、一体的に励起・読取ユニット２１を構成しており、励起・読取ユニット２１は、ボールねじ２２の回動に応じてガイドシャフト２３によって移動案内されつつ、図において上下（副走査方向）に移動する。前記ボールねじ２２は、モータ２４によって回転駆動される。
【００２１】
また、前記励起・読取ユニット２１には、放射線画像変換パネル４に蓄積或いは残存する放射線エネルギーを放出させて、残像を消去するための消去手段であるハロゲンランプ２７が設けられている。このハロゲンランプ２７は、走査器６による主走査方向に延設される線状の消去用光源であり、本実施の形態では３つのハロゲンランプ２７を平行に並べて配設している。このハロゲンランプ２７の光を放射線画像変換パネル４へ光照射を行う際には、ハロゲンランプ２７を点灯させ、ボールねじ２２の回動に応じてガイドシャフト２３によって励起・読取ユニット２１ごと副走査方向に移動案内させて、放射線画像変換パネル４の全面に光照射を行う。
【００２２】
ここで、放射線画像読取装置３の動作について、説明する。まず、励起・読取ユニット２１は、図１において、破線で示す最下位置に位置している。被写体は、放射線画像読取装置３の前（図１において左側、図２参照）に立ち、胸当て板９に胸を当てる。ここで、放射線発生源１から放射線の照射を行う。照射された放射線は、被写体Ｍ、胸当て板９を介して、放射線画像変換パネル４に入射する。入射した放射線のエネルギーが輝尽性蛍光体に蓄積され、放射線画像変換パネル４に放射線画像情報として記録される。
【００２３】
放射線の照射が終了すると、モータ２４によって、ボールねじ２２を回動させ、ガイドシャフト２３に沿って、図１において上方向である副走査方向に、所定の速度で以て、励起・読取ユニット２１が移動する。このとき、レーザビーム発生部５から発生した起光としてのレーザ光を、図において紙面垂直方向である主走査方向（副走査方向と直交する）に走査器６によって走査する。励起光で走査された放射線画像変換パネル４は、蓄積されたエネルギーに応じて輝尽性蛍光体が輝尽発行する。放射線画像変換パネル４から発行した輝尽発光光は、導光手段３２によって、フォトマル１０へと導かれる。そして、フォトマル１０では、導光体８によって導光された光を、入射光（透過線量）に対応した電流信号に光電変換する。そして、フォトマル１０からの出力電流は、電流／電圧変換器１１で電圧信号に変換され、増幅器１２で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１３でデジタル信号として放射線画像信号に変換される。
【００２４】
このように、主走査方向を励起光の走査、副走査方向を励起・読取ユニット２１の移動によって、放射線画像変換パネル４の全面の放射線画像情報を読み取る。そして、励起・読取ユニット２１は、図１において実線で示す最上位置にまで移動し、放射線画像情報の読み取りを終了する。
【００２５】
放射線画像情報を読み取った後、放射線画像変換パネル４にはエネルギー（潜像）が残っており、この残存する放射線画像情報を消去するために、ハロゲンランプ２７を点灯し、放射線画像変換パネル４に向けて光照射を行う。このとき、モータ２４によってボールねじ２２を回動させ、ガイドシャフト２３に沿って、図１において下方向に、所定の速度で以て、励起・読取ユニット２１を移動させ、放射線画像変換パネル４の全面を光照射する。なお、このハロゲンランプ２７の点灯は、この残存する放射線画像情報を消去するときであり、放射線画像情報を読み取るとき、および、放射線の照射を行うときは消灯し、光照射を行わない。
【００２６】
ところで、フォトマル１０（電流／電圧変換器１１、増幅器１２、Ａ／Ｄ変換器１３を介して）によって読み取られた放射線画像信号は、診断目的に応じた階調処理や空間周波数処理などの画像処理を施す前に、補正手段３０によって、事前の補正が行われる。この補正手段３０による補正については、後段において詳述する。補正手段３０によって補正された放射線画像信号は、画像処理回路１４に順次出力され、ここで診断目的に応じた階調処理や空間周波数処理などの各種画像処理が施された後、画像記憶装置１５にそのまま記憶されたり、又は、ＣＲＴ表示装置１６によって可視化されたり、更には、図示しないプリンタに出力されてハードコピーが得られるようになっている。
【００２７】
なお、図２において感度調整手段１７は、読取手段による放射線画像信号の読取感度を調整する手段である。この読取感度は、レーザビーム発生部５のレーザビーム強度調整、フォトマル用高電圧電源１８の電圧調整によるフォトマル１０のゲイン調整、電流／電圧変換器１１と増幅器１２とのゲイン・オフセット調整、及びＡ／Ｄ変換器１３の調整が行われ、放射線画像信号の読取感度が総合的に調整される。
【００２８】
次に、補正手段３０について説明する。図３は補正手段３０のブロック構成図であり、図４はプロジェクションを説明する図である。
【００２９】
補正手段３０は、フォトマル１０（電流／電圧変換器１１、増幅器１２、Ａ／Ｄ変換器１３を介して）によって読み取られた放射線画像信号から、補正データを作成し、この作成した補正データに基づいて、読み取られた放射線画像信号（補正データを作成する基になった画像信号）を補正する手段である。この補正手段３０の構成を具体的に説明すると、フレームメモリ３１、プロジェクション作成回路３２、補正データ作成回路３３、補正回路３４からなる。
【００３０】
フレームメモリ３１は、フォトマル１０によって読み取られた放射線画像信号を１枚分（１回の読み取りで得られた２次元の放射線画像信号であり、例えば、主走査方向に２０４８画素、副走査方向に２４６４画素のマトリックスで、各画素毎に濃度値が示される放射線画像信号である。図４（ａ）参照）記憶する記憶手段である。
【００３１】
プロジェクション作成回路３２は、フレームメモリ３１に記憶された１枚分の放射線画像信号（放射線画像信号が２次元の画像信号）の画素ごとの濃度値を、一方の軸（本実施の形態では副走査方向）に投影して集計した値の分布図（プロジェクションともいう）を作成する回路である。例えば、図４（ｂ）に示すように、副走査方向（励起・読取ユニットが移動する方向であり、図２において上下方向）の一方に投影して、各画素の濃度値（信号値）を加算して集計したものである。
【００３２】
本実施の形態で、プロジェクションを作成するのは、本出願人が鋭意検討した結果、再現性のないムラは、放射線画像信号のプロジェクションに顕著に現れることを見いだしたことに基づくからである。すなわち、再現性のないムラなどがない放射線画像信号のプロジェクションはなだらかな曲線（人間の構造上、放射線画像のプロジェクションで見た場合、急激な変化は生じない）となるが、再現性のないムラなどが生じた場合急激に変化する。従って、本実施の形態では、放射線画像信号のプロジェクションを作成し、このプロジェクションに基づいて後述する補正データを作成（再現性のないムラの箇所の特定・検出も可能である）する。
【００３３】
ここで、光電変換手段１０で読み取った放射線画像信号のうち、再現性のないムラが図４（ａ）の斜線部に現れた場合、図４（ｂ）に示すように、プロジェクションで見ると、その箇所が大きく振動（急激な変化）が見られる。この急激な変化している部分を拡大したのが図４（ｃ）である。このように、再現性のないムラは、プロジェクションで見ると、顕著に現れる。
【００３４】
補正データ作成回路３３は、プロジェクション作成回路３２で作成されたプロジェクション（図４（ｂ））に基づいて、補正データを作成する手段である。この補正データの作成方法としては、例えば、以下のような手順で行われる。
【００３５】
まず、プロジェクション作成回路３２で作成されたプロジェクションから、再現性のないムラが発生した箇所を抽出する。そして、その発生した箇所を除いて、プロジェクションがなだらかに変化するような曲線を推定する。ムラの発生した箇所において、この推定した曲線と、プロジェクションで得られた集計値との差分を、集計した画素数で割り、１画素当たりの差分を求める。この１画素当たりの差分が、当該画素の補正データとなる。
【００３６】
補正回路３４は、補正データ作成回路３３で作成された補正データに基づいて、補正データ作成の基（プロジェクションを作成した基）となった放射線画像信号であるフレームメモリ３１に記憶された放射線画像信号を補正する。ここで、上述のような１画素当たりの差分を補正データとして作成した場合には、補正回路３４において、１画素当たりの差分を、フレームメモリ３１に記憶された放射線画像信号に加算すればよい。そして、補正された放射線画像信号は、上述したように、画像処理回路１４に順次出力され、ここで診断目的に応じた階調処理や空間周波数処理などの各種画像処理が施された後、画像記憶装置１５にそのまま記憶されたり、又は、ＣＲＴ表示装置１６によって可視化されたり、更には、図示しないプリンタに出力されてハードコピーが得られるようになっている。
【００３７】
このように、本実施の形態では、補正手段３０が、被写体を介して記録した放射線画像情報を光電的に読み取った放射線画像信号を得ると同時に、補正データを作成し、さらに、補正データの基になった放射線画像信号を補正するので、光電変換時に生じた異常や振動など再現性のないムラが生じたとしても、余分な時間をかけずに再現性のないムラを補正することができる。勿論、従来から行われていた、被写体を介さずに得られた放射線画像信号から補正データを予め作成し、この予め作成した補正データに基づいて、再現性のあるムラの補正、例えばシェーディング補正やフェーディング補正などもあわせて行ってもよい。
【００３８】
さらに、本実施の形態では、補正データは、再現性のないムラが顕著に現れるプロジェクションに基づいて作成されるので、確実に補正することができる。特に、プロジェクションが急激に変化している箇所の放射線画像信号を補正することにより、再現性のないムラを確実に捉え、補正することができる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、副走査方向のプロジェクションのみを用いて、補正データの作成を行ったが、主走査方向のプロジェクションのみを用いて補正データの作成を行ってもよい。さらに、副走査方向と主走査方向の２つのプロジェクションを用いて補正データの作成を行うと、より正確な補正が可能となる。
【００４０】
また、本実施の形態では、プロジェクションを作成する際に、全ての画素を集計（加算）したが、全ての画素を集計する必要はなく、少なくとも、必要とする領域内の各画素を集計すればよい。但し、前述したように、再現性のないムラは、放射線画像信号のプロジェクションに顕著に現れ、特に、プロジェクションを行う領域が広ければ（画素が多ければ）構造上の変化がよりなだらかになるため、再現性のないムラがより顕著に現れる。そこで、先ず最初に、全ての画素、あるいは、必要とする領域より広い範囲の画素を集計し補正する。そして、その後、その結果を見て、先に集計した領域より狭めた領域の画素、あるいは、必要とする領域内の各画素を集計して、その集計結果に基づいて再び補正することにより、より正確に再現性のないムラを検出でき、しかも、正確に補正できる。
【００４１】
また、本実施の形態では、集計は加算によって行うことにより、再現性のないムラがより顕著に現れ、最も好ましいが、これに限らず、平均で行ってもよい。
【００４２】
また、本実施の形態においては、放射線画像変換パネル４を固定し、励起・読取ユニット２１が移動することにより読み取りを行う構造であるが、逆に励起・読取ユニット２１（ハロゲンランプ２７を含む）を固定して（複数の）放射線画像変換パネル４を移動することにより読み取りを行う、いわゆるパネル循環搬送タイプの構造であってもよい。さらに、本実施の形態では、輝尽性蛍光体を用いた放射線画像読取装置を用いて説明したが、例えば、放射線画像情報が記録されたＸ線フィルムを、光電変換手段（例えばＣＣＤ）でデジタル変換するような、放射線画像読取装置であっても、同様の補正を行うことにより、再現性のないムラの除去を行うことが可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明においては、被写体を透過した放射線を記録した放射線画像情報を光電変換して読み取られた放射線画像信号を、該放射線画像信号に基づいて作成された補正データに基づいて補正するので、換言すると、被写体を介した放射線画像信号を得ると同時に補正データを作成し、さらに、補正データの基になった放射線画像信号を補正するので、再現性のないムラが生じたとしても補正することができる。しかも、かかるムラを補正するために補正データの作成の度に被写体を介さずに放射線画像信号を得る必要がなく、時間が短縮されるとともに操作性が向上する（請求項１、４）。
【図面の簡単な説明】
【図１】放射線画像読取装置の全体を示した概略構成図である。
【図２】放射線画像読取装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】補正手段のブロック構成図である。
【図４】プロジェクションを説明する図である。
【符号の説明】
３  放射線画像読取装置
４  放射線画像変換パネル
１０  光電変換手段
３０  補正手段
３１  フレームメモリ
３２  プロジェクション作成回路
３３  補正データ作成回路
３４  補正回路
【図１】
0003765155.tif 000002
【図２】
0003765155.tif 000003
【図３】
0003765155.tif 000004
【図４】
0003765155.tif 000005