カセッテタイプＸ線ダイレクトディジタイザ
Regius Model 150 の開発
The Development of a Cassette type X-ray Direct Digitizer, the Regius Model 150

石光 義幸＊Ishimitsu，Yoshiyuki

中澤正行＊＊Nakazawa，Masayuki

The Konica Regius Model 150 is a newly developed medical X-ray direct digitizer system for cassette use,which employs following features; 1) Unique "non-contact transfer" method to carry a phosphor plate
inside the equipment in order to prolong the life of the plate, 2) Dynamic range of the system is expanded
more approximately 100 times greater than that of the Model 330/530 to maintain the image quality to beＲ operating
considered for cassette system, 3) The control software was developed under Windows NT○

system for a comfortable man-machine interface. Also software structure are designed so that faster
image processing and handling of huge amount of image data (max.40MB) are accomplished.

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し、低コストでDICOMネットへの直接接続を可能とはじ め にした。

近年、急速に進展している画像情報を含めた医療情報のディジタル化に対して、当社はキーデバイスとして19

高画質：87.5μm画素サイズによる4Kx5K読みとりを標準装備し、高密度な読みとりを実現した。

96年より立位専用タイプのＸ線ダイレクトディジタイザ、容易なカセッテハンドリング：縦投入のカセッテス

Regius Model 330 を 、 ま た 98 年 に は 臥 位 タ イ プ のタッカにより操作性・設置性を損なわずに投入枚数５Model 530をそれぞれ開発し市場投入した。しかしなが枚を実現し、処理能力向上を図った。

ら日常の病院内放射線科の作業の中で大部分を占めるカ

プレート耐久性の向上：プレート面非接触搬送によセッテ撮影がサポートされておらずトータルの放射線画りプレート面の劣化や機械的負荷を低減させ、耐久性像情報のデジタル化についていかに取り組むかが大きな向上を図った。

課題となっていた。この課題を解決するためModel 330

高度な画像処理：Regiusシリーズで培った高精度/530で用いられていたRbBr輝尽性蛍光体に替わる新規な処理アルゴリズムと約１日分の画像蓄積により、万蛍光体を用いたカセッテタイプのＸ線画像ダイレクトディ

一の処理失敗にも確実な再出力を可能とし、再撮影をジタイザ、Regius Model 150の開発を97年からスター減らすことを可能とした。
使いやすさの追求：見やすく操作しやすい15インチトし、99年４月に発売した。
本稿ではRegius Model 150の画質設計の中でもっとカラーCRTとタッチパネルを搭載し、大型の画像表も重要なダイナミックレンジと、新規に採用した技術の示や大きなボタンにより快適な操作を実現した。

中で最大のポイントであるプレート非接触搬送技術を中Table１ Specification of the Regius Model 150

心に解説し、その他装置に搭載されている技術の特徴に項目仕ついて述べて行くことにする。

サイズ(WDH) 740×818×1487[㎜]２

消 費 電 力 1.3kVA

Regius Model 150

様スタッカ枚数 ５枚

２.１

Regius Model 150の特徴

処 理 能 力 78枚／時（14×14サイズ）

Regius Model 150はModel 330/530の高画質、快適な操作性を踏襲し、その上で「撮影室に１台」というこれまでの集中処理に対して柔軟なシステムの構成を可能

カセッテサイズ

14×17, 14×14, 10×12, 8×10,24×30, 18×24

画 素 サ イ ズ 通常：175μｍ、高精度：87.5μｍとするコンパクト性、ネットワーク対応をコンセプトに

画 像 処 理 自動階調処理、イコライゼーション、周波数処理開発された。コンパクトな筐体の中に下記の特徴を盛り

患者情報入力 RIS I/F(DICOM)、磁気カードリーダ、タッチパネル込み、日常もっとも頻繁に使用されるカセッテ撮影でのディジタル化を実現している。
ネットワーク対応：ネットワークＩ／Ｆを標準装備＊MGカンパニー MG画像システム開発センター＊＊MGカンパニー MG材料システム開発センター

プリンタ：DICOM Print Service Class
画 像 出 力 I/F ホスト ：DICOM Storage Service Class(100BaseT Ethernet)
ライフサイズ：原画像のサイズと同じサイズで出力
画像出力サイズ 最大サイズ ：読取画像全体を出力フィルムサイズに合うように縮小して出力
画像一次保存 通常：約400枚、高精度：約100枚

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２．２

主な仕様

Regius Model 150の主な仕様をTable１に示す。読取のサイクルタイムは約46秒（大角サイズ）であるが、カセッテを5枚装填可能なスタッカ部を搭載しており、頸椎など1検査6枚の撮影を行う場合でも約15秒間隔でカセッテの投入が可能である（1枚づつの場合）。出力装置としてはホスト（ストレージデバイス・ディスプレイデバイスなど）、及びプリンタ装置（Li-62p,Drypro722など）があり、それぞれ100BaseTのネットワークにより高速に画像を転送する。
２．３

装置構成

カセッテ
日常の撮影業務において、現場の放射線技師がもっとも多く手に持ち使用するのはカセッテである。このためカセッテは、容易なハンドリングを可能とする軽量さ、そして様々な体格の患者の体重や技師の乱雑な扱いにも耐えられる様な強度、という相矛盾した特性を持たなくFig.２ Structure of the Regius Model 150てはならない。軽量化に関してはアルミ・樹脂部品の多用により、また強度に関してはアルミフレーム及び前面装置構造に使用されるカーボン板により確保しており、プレート

Regius Model 150は通常のPC環境で用いられる100含めた重量は、現在フィルム・スクリーン撮影で使用さBaseT EthernetによるDICOMネットワークを用いてれているKDカーボンカセッテと同等である。

出力機器へ画像データを転送するため、太い専用ケーブ

カセッテのサイズはANSI規格によって国際的に定めルを使用する場合と異なり、比較的自由な設置形態が可られておりその範囲の中でできるだけプレート面、読み能である。この機能を利用して１撮影室に１台という病とり領域を大きく読みとるかが設計上のポイントである。

院での日常の撮影業務上理想的な配置（分散処理）が可

Model 150のプレートはFig.１に示すようにカセッテ内能であり、その実現のためには撮影に必要なすべての機部で金属トレイの上に搭載されている。そして金属トレ能をコンパクトにまとめ、かつ操作性を損なわない装置イに残された端部約4mmを保持して装置内部を搬送す構成にすることが重要なポイントである。

ることにより、ローラなどがプレート表面に触れずに読Regius Model 150ではオペレータの操作として必要みとり位置まで移送され、レーザ走査による読みとりをな①カセッテ投入、②患者登録、③画像確認、④画像処行う。Regius Model 150ではこのような非接触搬送を理の調整、の各操作を快適に行えるような15インチカラー実現することにより、プレート表面に傷を付けることや、CRT＋タッチパネルをスタッカ部の横に配置しカセッ屈曲させて搬送することを無くした。このため蛍光体プテの患者登録の操作や画像確認を容易にした。
（Fig.２）

レートに対して機械的な負荷を与えることが少なく、耐スタッカに装填されたカセッテは、プレート搬送部内久性に富んだシステムを構築する事が可能となった。

でクリンチ部によってプレートを取り出され画像読取部に搬送される。画像読取部では二次元的なレーザ走査によりプレートを励起して発生した輝尽光を集光しフォトマルチプライヤ（PMT）にて光電変換し、制御部に送られる。制御部は同時に装置全体の制御を行い、カセッテ投入、患者登録などのユーザ操作をタッチパネル付きCRTにより行う。
カセッテがスタッカ部に投入されるとカセッテはロックされ、その後プレート搬送部によってプレートはカセッテから引き出され画像読取部に引き渡される。プレート搬送部の構造はFig.３に示す様に搬送移動体の両側上下の4点にて固定され、８の字型に張られたワイヤをモータで駆動する方式をとっており、最大約440×360㎜のプ

Fig.１ Cassette and phosphor plate configration

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レートを高速かつ安定に移動させることが可能である。

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た。（Fig.４参照）

Fig.４ Dynamic range of X-ray intensity in the Regius Model 150

Fig.３ Schematic diagram of the plate transfer unit

この実現のため、PMT出力電流の4.0桁範囲をA/D変換し、PMTを制御する高圧電源の電圧を変えて増幅率３を2桁変化させることによってトータル6.0桁のダイナミッ

画質 設 計クレンジを得ている。なお、12bitで量子化する範囲を3Regius Model 150は新しい輝尽性蛍光体とそれにマッ桁から4桁にすることによって、ディジタル信号値１スチした励起レーザ光走査系・集光系を採用し、画質的にテップ当たりの濃度分解能はやや低下するが、人間の目最適な系を構成した。さらにトレードオフの関係にあるに感知できない濃度差なので問題ない。

鮮鋭性と粒状性のバランスを粒状性重視に設計すること

３．２

によって、Regius Model 330／530と同等以上の高画質を得ることに成功した。

残像消去

Regiusシリーズでは画像読取後に消去光を照射して残像を消去し、プレートを繰り返し使用している。残像

一方、鮮鋭性や粒状性などの基本画質の高さを活かし消去が十分でないと次の撮影時に前の撮影画像の残像が切るために、様々な角度から画質向上の工夫がなされて重畳して診断に支障をきたすので、残像消去も高画質をいる。ここでは、その中で代表的な「量子化出来るＸ線支える重要な技術である。

量のダイナミックレンジ」と「残像消去」について述べる。
３．１

Model 150はModel 330／530よりも量子化Ｘ線量範囲が広いので、消去性能もそれに伴い、広いダイナミッ

量子化可能なＸ線ダイナミックレンジ

Regiusシリーズでは、照射線量の違いや被写体のＸクレンジのＸ線を消去しなくてはならない。ここで、消去性能はＸ線照射時の潜像強度に対する読取消去後の潜線吸収の違いによってプレートに到達するＸ線量がばら像強度の比にて定義され、40mR相当のＸ線照射時に3.7ついても、自動階調処理によって安定した濃度の画像に桁以上の消去性能が確保されている。

仕上げることが出来る。しかし、量子化できるＸ線量のダイナミックレンジが狭ければ、この機能を十分に活か４

ソフ ト ウェ ア

４．１

すことは出来ない。

画像処理

Regius Model 330／530は、到達Ｘ線量3桁の範囲をRegius Model 150ではこれまでRegiusシリーズの開12bit（4096階調）でディジタル化し、この3桁の量子化

発を通して培われた画像処理のノウハウを生かして実績

領域は撮影手法や部位に応じて20倍の範囲で可変とするのある自動階調処理、イコライゼーション処理、周波数設計としたので、トータルで4.3桁（2万倍）のＸ線量の処理を装備した。Model 330/530と比較してカセッテタ範囲がディジタル化の対象となる。

イプではその撮影部位、撮影方法が大幅に増加しており、一方、カセッテタイプでは、立位／臥位専用タイプに対応する処理アルゴリズムも530の62部位164体位から93

比べて撮影手法や撮影部位の種類が多く、プレートに到部位204体位に拡張され、さらに画像方向の判定・回転達するＸ線量の範囲も広くなることが予想されたので、処理、また分割撮影にも対応した。これらの機能を使用

Regius Model 150では、到達Ｘ線量の4桁の範囲を12

す る こ と で 、 線 量 が 多 い ／ 少 な い （Over/Under

bitでディジタル化し、さらにディジタル化の領域は100Exposure）など撮影条件に違いがあっても自動階調処倍の範囲で可変にすることにより、計6.0桁（100万倍）

理により適正な濃度に調整しさらに周波数処理やイコラのＸ線範囲に対してディジタル化が可能なように設計しイゼーション処理により、より多くの診断情報を出力画

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像に表現する事が可能となる。

タへの出力時に自動階調処理、イコライゼーション処理、周波数処理をあらかじめ設定されたパラメータにより適用する。このような大容量の画像を効率良く出力するためシステムでは256MBのシステムメモリを標準で搭載し、そのうち約160MBを画像処理専用領域として割り当て高速化を図っている。

Fig.５ Automatic gradient processing for the Regius Model 150

万一処理が適正で無い場合には、CRT上に表示された画像を見ながらパラメータを調整し出力し直すことができる。これはRegiusシリーズ通した特徴であるが、CRT上での画像確認／処理修正機能により、撮影の失敗による再撮影や無駄なハードコピー出力による患者の身体的、経済的な負担を軽減できるのである。処理前の画像を装置内部に最低100画像以上（高精細読取の場合。

Fig.６ Functional block diagram of software in theRegius Model 150

通常読取の場合は400画像以上）保存し、必要に応じて再処理を施す事が可能である。これは600床程度の大病院でも1日分の画像数を十分保持できるだけの量であり、1日の作業が終了した後でも再処理の上出力し、診断にまと めRegius Model 330/530で培われた蛍光体技術、画質供することができる。
４．２

５

設計技術、画像処理技術、ソフトウェア技術、を結集し、ソフトウェア内部処理

Model 330/530ではSUN-SorarisOSをベースにソフ

さらにカセッテハンドリング・プレート搬送技術を新たトウェアを開発したが、Model 150では低コストなIBMに加えてカセッテタイプのダイレクトディジタイザ

R○

PC/AT 互換機での処理と使い勝手の良いユーザI/FのRegius Model 150 を開発した。これにより医療で一般効率的な開発を可能とするためWindowsNT○をベースに用いられるＸ線撮影画像のほとんどすべてをディジタにした。ソフトウェア構造をFig.6に示す。ソフトウェ

ル化し、画像処理による高診断性能を有する画像の確保

アは①カセッテ管理、画面制御、ファイル管理を司るメが可能となった。21世紀のディジタル放射線画像へのキー

インスレッド、②読取制御ハードウェアと通信し画像をデバイスとして、再撮影による患者負担、無駄なハード表示しながら入力を行う読取制御部、③プリンタやホスコピーの減少を実現し、医療の低コスト化、効率化に大Rトへの出力キュー管理、DICOM制御を行う出力制御部、きく貢献するものと考えている。さらにはPrintlinkやの３つの部分に分かれる。

Drypro 722、CRTディスプレイステーションのRSシリー

ディジタルシステムによる画像読取の場合、画像保存、ズなどのシステム化により各診療科での画像検索、画像検索のため患者名、撮影部位などの患者情報をヘッダと表示などを行うことができ、より効率的な画像診断シスして画像データと共に保存しなくてはならない。そのたテムを構築できる。今後さらに病院内にとどまらずデジめ患者情報の入力として、画面からのタッチパネルによタル化時代の診療システムの理想像（遠隔診断、診断支る入力、磁気カードリーダ入力の他、通常の病院に設置援など）をめざし技術開発を継続してゆく。

されている放射線科情報システム（RIS）と接続することによりオンライン入力が可能であり患者情報入力のための作業を大幅に削減する事が可能である。
Regiusシリーズでは87.5μm画像を読み込んだ場合、最大で約40MBのデータ量となる。一次画像保存には処理前画像が保存されているため装置ではホスト・プリン

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