メディカル分野におけるコニカのデジタルイメージング技術
Konica Digital Medical Imaging Technologies

島

田

文

生＊

Shimada, Fumio
Remarkable progress is being made in digital radiographic imaging systems, accelerating the spread of
network technology. Presented here are current and future technologies integral to the Konica Regius
computed radiography system, with a focus on photostimulable phosphor plates, flat panel
detectors, digital image processing, and photothermographic printers.

１

この様なコンピュータ技術・通信技術等の情報技術の急

はじ め に

速な進歩及び高速・大容量通信網の整備そしてこれらの21世紀を迎え、メディカル分野には、二つの大きなう

標準化の動きに伴い、20世紀最後の10年で、デジタル化・ねりが押し寄せている。20世紀後半より急速に進展した

ネットワーク化が進展した高度情報化社会の礎が完成し

少子高齢化社会の到来がその一つである。平成10年版のたと判断できる。特にインターネットの発展がネットワー

厚生白書によれば、1996年の出生率は、1.43であり、21

ク社会へと変貌させ、メディカル分野にも大きな影響を

世紀初頭、我が国の人口が減少に転じ、以後、21世紀をもたらしつつある。

通じて減少し、2100年には、約6,700万人、老年人口割

メディカル分野でのネットワーク利用の詳細について合は21世紀半ばまで上昇を続け、2050年には32.3%まで

は、後説に譲るが、画像診断機器のデジタル化の進展と上昇すると予測されている。

相まって、1980年代に提案された夢のPACS（Picture

その結果、経済的には、労働人口の減少・経済成長のArchiving and Co㎜unication System）が実現されつ抑制が考えられるが、医療分野では、疾病動向の変化・つある。この実現には、Ｘ線CT,MRI等のモダリティと医療費の増大等が生ずると推測され、医療費の伸びと経同様に従来のスクリーン／フィルム（S/F）系で得られ済成長の不均衡が拡大し、医療保険制度の抜本的改革をるX線写真のデジタル化が必須であり、この代表的方法

余儀なくされるものと思われる。この様な少子高齢化社

としてＸ線写真のレーザスキャナによるデジタル化及び会・低成長経済の基で、質の高い医療の提供が求められ、

輝尽性蛍光体を用いたCR（Computed Radiography）

これが二番目のうねりである高度情報化社会の到来と深がある。例えば、Fig.２に示すように愛知県の岡崎市民

く関わるものと考えられる。

病院では、Ｘ線画像入力系として、コニカのREGIUS
シリーズを使用し１）、 DICOM （Digital Imaging andCo㎜unications in Medicine）規格に準拠したネットワー
クへの接続を可能としている。
近年、Ｘ線画像入力系としてCR以外に、FPD（Flat
Panel Detector）が開発されつつある。また、この画像の出力系としては、従来の湿式レーザイメージャからドライイメージャが導入されつつある。本稿では、まず、メディカル分野のネットワーク化について述べ、次にこれらに接続される各種入出力系についても記す。
この分野での当社の基本姿勢は、高画質化であり、アナログからデジタル化への転換が進んでも、その姿勢はFig.１ 半導体技術の進歩（DRAMの容量増大）

不変であり、高画質化による社会への貢献を第一と考えて各種入出力系の開発に取り組んでいる。

半 導 体 技 術 の 進 歩 を DRAM の 容 量 で 見 て み る と
Fig.１に示すように３年間で４倍の成長を示している。
＊MGカンパニー MG材料システム開発センター

4

KONICA TECHNICAL REPORT VOL. 13（2000）

Fig.２ 医用画像がネットワーク化された病院例

KONICA TECHNICAL REPORT VOL. 13（2000）

5

２

メデ ィ カル 分 野の ネ ット ワ ーク 化

前述のPACSと称される医用画像のネットワークシス
テムは、この数年、次々と実用的なシステムが構築され成され、 保健医療情報の標準化を検討しているが、Biomedical Imagingの分野に関しては、 ISOでの検討は行わずにDICOMをそのまま採用することになっており、事実上の世界標準と言える。

ている。コニカにおいても、既に紹介した岡崎市民病院

当然のことながら、国内外の放射線画像機器のメーカー

等の大規模な放射線画像管理システムの構築を手がけてのほとんどがDICOM規格を採用しており、このことにいる。このような大病院での先駆的なシステム構築の試

よって、マルチベンダーのシステムを容易に構築するこみばかりでなく、公立病院や私立病院においても実用的とが可能になっている。すなわち、各医療機関は、A社

なシステムとして導入されつつある。

のMRI装置とB社のＸ線CT装置、C社のCR装置といっ

これは、コンピュータをはじめとする情報処理のハードた撮影装置をネットワークで接続し、D社の観察装置でウェアの進歩が大きかったことが挙げられるが、もう一つ読影を行い、E社のファイリング装置でデータの保存を重大な要因として、DICOM規格の普及が挙げられる。

行うといったシステムを容易に構築できるようになって

２．１ DICOM規格

きている。

DICOM規格は、米国のACR（American College of

２．２

コニカのネットワークシステム

Radiology）とNEMA（National Electrical Manufacturers

コニカでは、Fig.３に示すようなオープンなネットワー

Association）とが制定した、放射線画像データのネット

クシステムを提供しており、現在ではREGIUSシリー

ワーク通信に関する規格である。DICOM規格では、扱

ズを始め、ほとんどの機器でこのDICOM規格を全面的うデータや装置をオブジェクト指向の考え方でモデル化に採用している。また、コニカは、旧型のレーザイメー

し、そのモデルに基づいた通信の仕様を策定しているた

ジャや、DICOM規格に準拠していない他社のモダリティ

め、非常に人間にとって理解しやすいものとなっている。

に対してDICOM接続を可能とするPRINTLINKなる製

また、通信の仕様については、細かく決められているた品を提供しており、前述の大規模システムの構築を請けめ、適合性宣言とよぶ通信仕様書を交換しオプション機負うことが可能となっている。

能の差異の調整を行えば、他メーカの製品とも、簡単に接続することができる。

このネットワークは、Fig.３から分かるようにデジタ
ルＸ線画像入力系のREGIUSシリーズ、PRINTLINK、

この規格は、数年前から業界標準と認知されており、画像の表示用のVISICUL RSシリーズ、そしてドライ

昨今の機器の入札仕様では、指定されるのが当然の様にイメージャDRYPRO722等で構成される。これらの機なってきている。1998年より、ISOにおいてTC215が結器を結ぶのが、それぞれの機器のDICOMプロトコルでFig.３ コニカのネットワークシステム

6

KONICA TECHNICAL REPORT VOL. 13（2000）

ある。コニカが今後提供するデジタル画像機器は、標準ドにより撮影された画像を一枚毎に確認出来ること、及的にDICOM規格を採用しており、他社の機器を含めて

び画像処理に失敗した画像は修正する事ができることが様々な機器をネットワークで接続し、システム構築する

挙げられる。

ことが可能である。

３．２．
１

REGIUS MODEL 330/530

DICOM規格の様な高度なプロトコルでは、伝送のオー

REGIUSシリーズとしては、 立位タイプのREGIUS

バーヘッドが問題と考えられるが、実際に伝送速度を測MODEL 330を1996年に発売し、翌年には臥位タイプの定してみると、10MBの画像の転送に10BASEの場合で

REGIUS MODEL 530を発売した。

15秒程度と、他の単純な伝送プロトコルと同等のスピードであり、実用上問題は無いと考えられる。
また、最近の病院情報システムでは、放射線検査のオーダーが入力され、ネットワークを通じて、検査依頼が行われるようになってきた。コニカのＸ線撮影システムにおいても、そのような病院情報システムあるいは放射線
情報システムとの接続を考慮しており、VISICUL IDS
シリーズを用いて、検査オーダーを受信し、REGIUS
シリーズへの患者情報の入力を行うことができる。これ
らの手順についても、DICOMにおいて標準化が行われてきており、今後積極的に対応する予定である。
次にこのネットワークに接続する各種入出力機器について述べる。

３

Ｘ線 画 像入 力 機

３．１

Fig.４ RbBr:Tl + 輝尽性蛍光体結晶断面

フィルムデジタイザ

ここで用いられた輝尽性蛍光体は、Fig.４に示すよう

まず、従来のS/F系で得られたＸ線写真をデジタル化な蒸着法で作製された世界初の柱状結晶構造を有するプ

するためのデジタイザとしては、Ｘ線写真を透過したレー

レートである。この柱状結晶の光ガイド効果により、蛍ザ光をオプティカルファイバーで集光し、フォトマルチ

光体層中で、読み取り用励起光レーザの散乱が抑制されプライアで検知する方式のレーザデジタイザが挙げられるため、画像の高鮮鋭性が達成される。また、水分を吸る。コニカは、この方式のデジタイザ（KFDR-S）を収しやすいRbBr:Tl＋の実用化のために、ガラス封止構

1987年に開発し、1991年に同じ原理のLD4500、1994年

造を新たに開発採用し、７年間使用可能とした。更に、にLD5500を開発した。フィルムデジタイザ LD-5500

RbBr:Tl＋蛍光体の高速応答性・消去特性を利用して、は、Ｘ線写真を最小サンプリングピッチ50μｍで、 12プレート内蔵型のコンパクトな読み取り装置を可能とし

bit のデジタイズが可能である。 VISICUL FIシリーている。２）、３）

ズが、これを制御し、ネットワークと接続して、デジタ
ルＸ線画像データをDICOM プロトコルで出力する。

このタイプの読み取り機構をREGIUS MODEL 330
を例にとってFig.５に示す。

このレーザデジタイザでは、高精度なレーザ走査技術

Fig.５から分かるように、プレートが固定され、読みと検出した透過光を精度よく、また広いダイナミックレ

取り系が移動して、画像を読み取る。そこで、この系でンジで検出する技術を開発し、高精度・高速対数アンプ

は、多くの場合、使用されるＸ線源も常に同一の線源が技術、グリッドによるモアレを除去するデジタルフィル

使用されるため、Ｘ線源を含めた撮影系で発生する画像

タリング技術等、次に述べる当社のCR技術（REGIUS）の不均一性（画像ムラ）の補正が可能で、高画質化を達に繋がる技術開発が培われた。

成している。

３．２

これらのREGIUS MODEL 330/530は、その鮮鋭性、Ｘ線画像の直接入力

Ｘ線画像を直接入力するCR技術として、コニカ独自

粒状性など画質の良さとともにサイクルタイムの速さがの輝尽性蛍光体技術を用いたREGIUS がある。これは、強みであり、撮影枚数の多い施設や集団検診など大量の輝尽性蛍光体を使用し、被写体を透過してきたＸ線エネ

データ入力に適している。また、その小設置スペースを

ルギーをいったん蛍光体内に蓄積し、レーザ光の走査に生かして車載専用としたREGIUS MODEL 330Mは検より生じる輝尽発光を光電変換することにより、標準モー

診時、また災害時などのＸ線画像撮影環境に非常に有効

ドで 2k×2.5k画素、高精細モードでは 4k×5k画素の、である。４）

12 bit のデジタルＸ線画像信号を得る入力機である。
REGIUSシリーズの共通の特徴として、画像確認モー

臥位タイプREGIUS MODEL 530は、原理的には立位タイプと同様な機構である。しかし、カセッテタイプ

KONICA TECHNICAL REPORT VOL. 13（2000）

7徴である光量子ノイズを低減する上で重要な輝尽発光の強度を高めることができた。
Table１ 各種輝尽性蛍光体の比較
Regius330/530用

Regius150用

従来の輝尽性
蛍光体

蛍光体の種類RbBr:Tl +BaFI:Eu２+

BaF(Br,I):Eu２+

応答速度
（μs）

0.35

0.60

0.70

光子減弱係数（ / （）60KeV）

2.8

7.5

6.2

輝尽励起ピーク
波長
（nm）

690

660

630

３．２．
３

MODEL 150

REGIUS

前述の様にREGIUS MODEL 330/530では蒸着型のプレートを装置内部に固定し、走査光学系が移動するプ
レート非接触方式よりコンパクトな装置サイズと半永久的なプレート耐久性を実現している。
カセッテタイプのREGIUS MODEL150でも同様に、前述のBFIプレートを変形しにくいトレイに搭載したまFig.５ REGIUS MODEL 330の構成

ま搬送する、非接触搬送をコンパクトな筐体内に実現し用プレートには、前述の蒸着型柱状結晶構造プレートのた。詳細な説明は、後述のREGIUS

物理的耐久性が低いため、使用不可能であり、次に述べを参照されたい。

る新規な輝尽性蛍光体を開発して採用した。
３．２．
２

MODEL 150の項

ここでは、高画質を達成する為のプレート構造についREGIUSで使用されている輝尽性蛍光体て述べる。330/530用・150用プレートの構造の差異に

当社では、REGIUSの用途に応じて、特徴ある２種

ついてTable２に示す。REGIUS MODEL 150用BaFI：
Eu２＋ を用いたプレートは、Fig.６に示すようにガラス類の輝尽性蛍光体を開発している。
RbBr:Tl＋輝尽性蛍光体

封止構造でなく、高分子材料を用いて封止構造を形成し前 述 の 立 位 ・ 臥 位 の シ ス テ ム （REGIUS MODEL

た。５） 封止材料はプレート蛍光体層への外界の水分の侵330/530）ではタリウム付活臭化ルビジウム（RbBr:Tl＋）

入を防止する新複合材料を導入し、さらに読み取り用励をＸ線検出材料に用いている。RbBr:Tl＋は1986年に当起光レーザーの散乱を抑える光学機能層、励起光吸収層社が世界で初めて実用に供した輝尽性蛍光体である。そを備えることにより高鮮鋭性を達成している。

の輝尽発光の応答速度は0.3μsであり、従来のBaFBr:
Eu２＋に比べ２倍以上速い特徴が有り、システムの高速

Table２ REGIUS MODEL330/530用及び150用プレートの構成

読み取りを可能としている。

Regius330/530用
プレート

Regius150用
プレート

プレート形成方法

真空蒸着

溶剤塗布

活ヨウ化フッ化バリウムBaFI:Eu２＋を結着剤に分散した鮮鋭性の向上

柱状結晶

散乱防止層

系を使用している。これまで、CR用のプレートとして耐湿性の向上透明ガラス封止複合材料フィルム封止

BaFI:Eu

２＋

輝尽性蛍光体一方、カセッテタイプのシステムではユーロピウム付

BaFBr:Eu２＋やI（ヨウ素）を微量添加したBaF（Br,I）:Eu２＋を用いたプレートが市場で利用されていたが、ヨウ素を100%結晶構造に組込んだBaFI:Eu２＋を実用化し、この原子量の大きいI原子の導入により、プレートのＸ
線吸収を大きくすることができた。
Ｘ線吸収率の上昇は、Ｘ線画像入力装置において量子ノイズを低減させ、画質を向上できる重要な因子である。
Table１にＸ線吸収の尺度になる光子減弱係数（

/g）

２＋

を示した。さらに、BaFI:Euの輝尽励起のピーク波長は660nmの比較的長波長領域にあり、使用している半導体レーザの励起効率が高く、これにより、CR画像の特8

Fig.６ REGIUS MODEL 150プレートの封止構造

KONICA TECHNICAL REPORT VOL. 13（2000）

３．２．
４

REGIUSの画質

３．３．
１

FPDの種類と構造

最終的なREGIUSシリーズの画質をDQE（Detective

FPDは、Fig.７に示すように一般に間接方式と直接方Quantum Efficency）表示により示す。DQEは、Ｘ線式に分類される。間接方式では入射するX線を蛍光体での量子数が入力に対してどれだけ利用されたかを示す割

一旦可視光に変換し、その可視光を画素ごとにa-Si:H光合である。撮影条件は80kV,0.134mRである。0.5cycles

ダイオードで受けて電荷を発生させてアクティブマトリ

/㎜でのDQEをTable３に示す。

クスアレイで読み取る。直接方式では入射するX線を光REGIUSのDQEは、 いずれも20〜23%であり、今後こ

導電体に照射して電荷を発生させ、画素単位でその発生の値を更に高める努力を継続する所存である。

した電荷を蓄積してアクティブマトリクスアレイで読み取る。アクティブマトリクスアレイはダイオードあるい

Table３ REGIUSの画質（撮影条件：80kV,0.134mR）
Regius330/530用
RbBr:Tl +DQE(%)(0.5cycles/mm)

はTFT等のスイッチング素子で構成される。
上記のように照射X線エネルギーを電気信号に変換しRegius150用
BaFI:Eu２+

BaF(Br,I):Eu２+

23

21

たあと、間接及び直接方式ともに、FPD中でさらにプリアンプで信号を増幅し、アナログ信号をデジタル信号20に変換する。そしてこの信号がFPDからコンピュータ
へ送られて画像補正及び画像処理を経て、モニターやイメージャでＸ線画像が出力される。

この輝尽性蛍光体を用いたCRタイプ以外のＸ線画像

３．３．
２

間接方式

入力装置として、近年、薄膜トランジスタ（TFT）技

間接方式で照射X線を可視光に変換する蛍光体は、従術を基盤としたFPD（Flat Panel Detector）が開発さ

来のS/Fシステムで用いられているテルビウム賦活ガド

れ、実用に供されようとしている。そこで、ここでは一リウムオキシサルファイド（Gd２O２S:Tb）やX線イメー

般的なFPD技術について概観する。

ジ・インテンシファイアで使用されてきたヨウ化セシウ

３．３

ム（CsI）などが用いられる。前者の場合、Ｘ線画像検FPD（Flat Panel Detector）

FPDは、Ｘ線検出面の外形が例えば60㎝×50㎝のと出器としては、S/FシステムのＸ線フィルムを光半導体

きに奥行きが10㎝足らずというコンパクトな形態である/アクティブマトリクスアレイに置き換えたものとも言こと、撮影後すぐにモニタ上でX線画像が観察できるこえよう。後者においては、光半導体/アクティブマトリ

となどの特徴があり、最近では単純X線写真撮影と透視

クスアレイの上に、直径10μｍ以下の柱状のCsIを形成とを同一FPDで行う方向へと技術開発が進んでいる。

させたものである。

FPDで得られるＸ線像の検出器としての画質について

S/Fシステムでは、例えばマンモグラフィなど一枚のは、その方式によってそれぞれの特徴があり、従来のS増感紙のみを使用するとき、感度と鮮鋭性の観点から、/Fシステムを越える可能性があると言われている。６）

増感紙をＸ線源から見て後方配置とする。しかしながら
FPDの場合、 例えばアクティブマトリクスアレイはFig.７ S/Fシステムと間接及び直接方式FPD

KONICA TECHNICAL REPORT VOL. 13（2000）9７㎜程度の厚さのガラス基板を使用していることから、陥部周りの正常画素信号の平均値で置き換えることで、蛍光体は、前方（フロント）の増感紙配置にせざるを得

容易に補間することができる。この画像欠陥が患部画像

６）ない 。Gd２O２S:Tb 粒子からなる蛍光体層の厚さは0.1に集中的に重なる場合、画像補間の診断への影響は、慎〜0.2㎜程度であり、この蛍光体層を厚くすると鮮鋭性重な判断が必要である。

の劣化を招くこととなる。

FPDはコンパクトな形態ではあるものの、REGIUS

上記の欠点は、蛍光体を柱状構造にしたCsIで解消さ

MODEL 150のような簡便な取り扱いのできるカセッテ

れる。前述のRbBr:Tl＋輝尽性蛍光体と同様に、柱状結方式は未だ実現されてない。しかし、FPDが優れた特晶 内 で 発 光 し た 可 視 光 は 、 CsI と 空 気 と の 屈 折 率 差長を有するのも事実であり、今後、両者の利点を生かし（CsI:1.79, 空気:1）から、柱状結晶が導波管として働き、た利用が期待される。

横方向の伝播が抑えらる。このようにして蛍光体層を厚くしても鮮鋭性の劣化は抑えられる。７）
３．３．
３

４

画像 処 理４．１

直接方式

REGIUSの画像処理

直接方式は光導電体層と、そこで発生する電荷を捕捉

Ｘ線画像は、知識と経験を有する診断医が正しく解釈

して画素毎にスイッチングして読み取るアクティブマト

することにより、初めて医学的に有用なものとなる。

リックスアレイにより構成される。光導電体とは電磁波

REGIUSやFPDをはじめとするデジタルＸ線画像入力の照射を受けて、電気伝導度が大幅に増加する物質であ

系によって得られた画像を真に診断に役立てるためには、る。FPDに用いられる光導電体層はa-Seが実用化され画像データを医師が見やすく診断しやすい形に加工するている。これは1970年代に現れたゼロラジオグラフィで画像処理の技術が不可欠である。

用いられ、そして1994年に発表された静電読み取り型の

ここでは、REGIUSシリーズに搭載されている画像

胸部撮影デジタルX線像検出器でも使用された。FPDの処理機能９）10）に関して説明する。

これらとの違いは、発生電荷の読み取り部分がアクティ

４．１．
１

Table４ FPDのMTFとDQE
項

目

MTF
シンク関数
DQE

条

件

間接方式

直接方式

0.35

0.85

自動階調処理自動階調処理は、画像毎に最適な階調処理条件を自動

ブマトリックスアレイを用いることにある。

的に決定し、その条件に従って階調を変換することによ
空間周波数

り、診断に適した濃度（輝度）とコントラストを安定し２cycles/mmて与える画像処理である。自動階調処理の流れをFig.８

0.75

0.88

２cycles/mmに示す。まず、Ｘ線の照射野を自動認識し、11） 照射野内

0.75(10μGy)

0.30(1.42mR)

０cycles/mmの画像データを解析することにより、診断上の注目領域

CsI:Tl 450μm厚a-Si:H/TFD
画素：196μm
フィルファクタ：0.8770kVp

a-Se 300μm厚 参 考 ： マ ン モ
E:5V/μｍ
片 面 S/F(MD
CdSe TFT
100/CMH) 系
画素：160μmの 2cycles/ ㎜
フィルファクタ： でのMTFは0.770kVp
0.90。

に対応したROI（Region of Interest、関心領域）を自動的に設定する。

直接方式では、例えば0.5㎜厚のa-Seの両面に5kV程度の高圧をかけて、X線照射により発生する電荷を垂直６）
Ｘ線方向にアクティブマトリクスアレイへ誘導する。

照射によって発生した電子及び正孔は光導電層内の横方向の移動が制限されることから、層厚が0.5㎜˜
1㎜でも高い鮮鋭性が得られる。Table４に示すように、画素サ

Fig.８ 自動階調処理の流れ

イズに起因するMTFの理論的上限とみなされるシンク関数とほぼ同等のMTF値が実現されている。８）
３．３．
４

画像欠陥

新製品のREGIUS MODEL 150においては、カセッ
テタイプ特有の撮影技法に対応するために、画像がカセッ

FPDで用いるアクティブマトリクスアレイは、そのテに対してFig.９のいずれの向きで撮影されている面積が大きく且つ微細な画素サイズが要求されるため、かを自動判定する画像方向判定処理、および、Fig.10にその画素数はかなり大きい。例えば40㎝平方の面積で画示すように一画像内に複数の照射野を有する分割撮影画

素サイズが150μｍであるとすると約700万個の画素で構像を自動認識する分割パターン認識処理を新たに搭載し、成される。画素欠陥発生率を0.1%とすると7000個程度の常に適切なROIを設定できるようにした。次に、ROI内点状の画像欠陥が存在する。また結線故障があれば線状の画像データを代表する基準信号値が定められ、基準信の画像欠陥となる。その点状及び線状の画像欠陥は、画号値が所定の基準出力濃度で出力されるように、階調処

像信号の閾値を設定することで場所を特定し、そして欠理条件が決定される。

10

KONICA TECHNICAL REPORT VOL. 13（2000）

以下、胸部Ｘ線画像およびマンモグラフィのCADについて、概要を述べる。
４．２．
１

経時差分処理による胸部CAD

胸部Ｘ線画像は、その撮影の簡便さと、一枚の画像に含まれる豊富な情報量から、肺癌などの胸部疾患の早期発見を目的とした集団検診において活用されている。しかし、淡い肺癌陰影や、骨や血管などの正常構造と重なり合う肺癌陰影は、その検出が困難であり、見落とされる場合がある。このような問題点を解決するための一つのアプローチとして、胸部経時差分処理13）の開発を行っ

Fig.９ 画像方向判定処理ている。

Fig.11 胸部経時差分処理

Fig.10 分割パターン認識処理ある被検者の胸部正面Ｘ線画像
同一被検者の過去に撮影された胸部正面Ｘ線画像と を用いて得られた経時差分画像

この自動階調処理では、撮影時に選択された撮影条件

経時差分処理は、Fig.11に示すように、異なる時期にキーに連動して、撮影部位と診断目的に応じた最適な処撮影された同一被検者の２枚のＸ線画像間の差分をとる

理アルゴリズム、階調変換曲線の形状、および基準出力ことにより、変化のない正常構造や慢性疾患の陰影を打濃度が自動的に適用される。

ち消し、経時変化のあった部分のみを選択的に強調する

４．１．
２

画像処理である。２枚の胸部Ｘ線画像の間には、撮影時

周波数処理

周波数処理は、画像の空間周波数特性をコントロールの姿勢などの変動に起因する複雑な位置ずれが存在する。

することによって、骨の構造や臓器の輪郭などをより鮮

そのため経時差分処理においては、差分を求める前に、鋭に表現するための画像処理であり、いわゆるエッジ強２次元非線形画像変形（ワーピング）に基づく自動重ね

調処理と類似のものである。また、イコライゼーション

合わせ処理を適用し、位置ずれの補正を行っている。

処理は、非鮮鋭画像信号に基づいて画像のダイナミック

臨床胸部画像を用いたテストの結果、経時差分画像は、レンジを圧縮する処理であり、診断上の注目部分が低濃新たに発生した肺癌陰影などの病理的な経時変化を効果度領域と高濃度領域の両方にまたがって存在する場合で的に強調することが確かめられ、現在も評価を継続中でも、全体を見やすく表現することができる。10）ある。

以上のようにREGIUSは、自動階調処理によって、

４．２．
２

マンモグラフィ用CAD

従来のS/F系で培われた診断論理に適した階調を安定し最近のわが国における乳癌罹患率の増大に伴い、マンて提供するとともに、周波数処理およびイコライゼーショ

モグラフィ（乳房Ｘ線撮影）を用いた乳癌検診の導入がン処理の利点を生かして、より豊かな画像表現を可能に

乳癌検診学会により奨励されており、マンモグラフィ撮している。

影数の急増が予想される。

４．２

コニカではマンモグラフィの読影を支援するためのコンピュータ支援診断（CAD）「見やすい画像処理」から更に一歩踏み込んだ「医師CADワークステーション14）の開発を行っている。Fig.12の診断を積極的に支援する画像処理」が、コンピュータにその構成を示す。本システムは、乳癌の重要所見であ支援診断（CAD, Computer-Aided Diagnosis）である。

る微小石灰化および腫瘤陰影の候補を自動的に検出する

CADは、コンピュータ画像解析を用いて診断に役立つ

CADサーバと、高解像度・高輝度のディスプレイを有

情報を自動的に生成し、医師の読影の際に提示することするビューイングステーションから構成される。ビュー

により、診断精度の向上を支援するシステムである。コイングステーションにおいては、サンプリングピッチ50

ニカは、早くからCADの可能性に注目し、国内外の研μｍという高精細なデジタル画像を読影に適したフォー

究グループとの協力関係のもとに研究を進めてきた。12）

マットで表示することが可能であり、さらにCADサーKONICA TECHNICAL REPORT VOL. 13（2000）

11

バから出力された異常陰影候補の位置を画像に重ねて表画質として十分満足できるものではなかった。また、処示することにより、医師の診断を援助する。

理速度が遅い、廃材がでるなど利便性においても課題の残るものであった。
そこで、コニカでは、これらのニーズに応え、ドライ
銀塩熱現像方式を採用したイメージャDRYPRO722とその専用フィルムを開発した。ドライ銀塩熱現像方式の原理は、Fig.13に示す様な原理である。レーザ露光されたハロゲン化銀粒子（AgX）が核となり、周囲に存在する有機銀塩がAgイオンの供給源として作用して、還元剤の存在下で現像が促進され、黒化画像が得られるものである。以下にこのドライイメージャについて述べる。

Fig.12 マンモグラフィ用CADシステム

これらのCADの応用は、デジタルＸ線画像の大きな
利点のひとつであり、近未来の画像診断において極めて重要な役割を果たすことが期待される。

５

デジ タ ルＸ 線 画像 出 力機

この様な画像処理が施されたデジタルＸ線画像は、通Fig.13 ドライ銀塩熱現像方式の原理

常レーザイメージャによりフィルムに出力され、ハードコピーとして診断に供されるが、近年、ネットワークを介して高精細モニタに表示されて診断されるようになっ
てきた。
５．１

５．２．
１ ドライイメージャ

高精細モニタDRYPRO722

Fig.14の写真に示すDRYPRO722は、放射線分野の全コニカでは、画像の表示（観察）には、VISICUL RSての画像出力を担うイメージャーとして、処理能力150シリーズを提供している。これは、REGIUSで撮影し枚／時の世界最高能力を露光時間の短縮・マルチタスク

た高精細画像をその情報を欠くことなく表示できるよう、の最適化で実現している。この装置の機構をFig.15に示

医用画像専用の高精細モノクロCRTモニタを採用したす。

画像観察端末である。モニタの解像度は2k×2.5k画素あるため、標準モードのREGIUS画像が１：１で表示することが可能である等の特徴を有する。DICOMプロ
トコルによりREGIUSなどの撮影装置から直接画像を受け取るほか、画像ファイリング装置（VISICUL ISシ
リーズ）に対してDICOMプロトコルによる検索を行い、該当する画像の送信を依頼することも可能となっている。
５．２

ドライイメージャ

また、一方で1992年の環境サミットでの地球温暖化問
題、1996年の現像廃液の海洋投棄禁止以降、環境意識が高まり、なお一層の環境保全／環境保護を考慮した商品作りが企業に強く求めらてきている。
メディカル分野においても現像処理の湿式から乾式への要望が高まり、サーマル記録や電子写真方式の様な種々の乾式システムが各社から提案され、市場投入されてきFig.14 コニカドライイメージャDRYPRO722た。しかし、それらの多くのシステムは医用画像の診断

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バリヤ袋で明室包装された未露光フィルムをマガジン

その銀画像形成過程がハロゲン化銀粒子からではなく、に装填し本体にセットすると、マガジン内でバリヤ袋の熱によって周囲の有機銀塩から放出されるAgイオンに自動巻き取りが行われフィルムのサイズ情報、タイプ情よる、いわゆる物理現像であるところが大きく異なる

報等を自動認識する。更に、自動キャリブレーションを（Fig.16のドライ銀塩フィルムの断層写真参照）。
銀の色調が湿式感材とは異なり褐色とな

行い、フィルムロットの特性のばらつきを安定化するた

その為に、めのLUTを作成する。マガジンよりピックアップされること、また、

たフィルムは本体前面の搬送系より、本体下部の直交部等が欠点として挙げられる。

現像過程でのカブリ発生率が高いことで露光部への姿勢を制御し、露光部に搬送される。

Fig.16 ドライ銀塩フィルムの断層写真
Fig.15 コニカドライイメージャDRYPRO722の構造図

そこで、コニカでは、物理現像時のAgイオンの拡散
Ｘ線CTやMRI等の診断装置より送信された画像デー

過程をシミューレションし、物理現像を制御する技術のタは、ユーザの所望する画像補間処理と前述のLUTで開発、或いは新規のカブリ抑制剤技術、色調改良剤技術の変換を経て、レーザ光を変調し、高精度に搬送されて等の技術開発により高画質で熱現像安定性の良い新規レー

いるフィルム上で記録される。露光されたフィルムは、

ザ露光熱現像ドライイメージングフィルムを開発した。

上昇搬送部を介し熱現像部のドラムにて後述する熱現像

これらの詳細は、高画質ドライイメージャ開発の項を参プロセスによって現像され、本体の上部右側よりフィル照されたい。

ムバスケットに排出される機構となっている。

以上の様に、従来の湿式処理によるレーザイメージャ

ここで用いられるレーザ走査系では、高画質化を達成で得られた画質に匹敵する高画質をドライイメージャするため、画素サイズを最小40μｍとして、超高鮮鋭画

DRYPRO722とその専用フィルムにより達成し、 ドラ像を実現している。また、常に安定な画像を出力するたイの特徴である環境適性付与と操作性の簡便化を実現しめ、自動濃度管理機構を搭載し、フィルム先端の一部にている。

書き込まれた濃度パッチをイメージャ本体に組み込んだ濃度計で読みとり、露光部にフィードバック制御してい６

デジ タ ル画 像 の今 後 の展 開 に向 け てる。この際、現像は熱で行われるため、フィルムの感光

メディカル分野の画像データの種類としては、Ｘ線画層内の温度分布をいかに早く均一に保つか、及び現像時像の他に Ｘ線CT、MRI、超音波（US）等数多くのモの温度をいかに高精度に管理するかが、高画質で安定なダリティからの画像が存在する。
これらの画像データの保存機能は、VISICUL ISシリー

画像を提供する上での重要な点である。
DRYPRO722では熱伝達モデルのシミュレーションズが担当している。これは、データベースマネジメント

より最適な熱供給構成を見出し、これを新規に開発したシステムと大規模画像ファイリングシステムとを融合さ

熱現像ドラム機構によって実現している。

せたもので、大病院での画像データを法律で定められた

５．２．
２ ドライイメージングフィルム

5年間以上管理出来るよう100万件以上の画像データの管

前述のようにドライ銀塩熱現像方式の画像形成機構は、理を可能としている。ファイリングのメディアとしては、ハロゲン化銀粒子が光センサーとなって銀画像を形成す

ライブラリタイプの光磁気ディスクやCD-Rのドライブ

る点で従来の湿式フィルムと何ら変わりがない。しかし、をユーザの希望に応じて選択できる。また、厚生省が定

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めた医用画像情報の電子保存のための技術的基準を満たした専用の光磁気ディスクによるシステムを構築することも可能である。
医療情報を扱うシステムにおいては、その情報についてプライバシーの保護、訴訟の際の証拠能力の担保といっ

第２章及び第６章：メディカル＆グラフィックカンパニー
MIシステムG 吉村 仁
第３章：MG材料システム開発センター
中野 寧、本田 凡
MG画像システム開発センター
石光 義幸
第４章：MG材料システム開発センター
加野 亜紀子
第５章：MG材料システム開発センター
西脇 州
MG画像システム開発センター
樫野 昭雄

た要件が、要求されている。平成11年４月に厚生省から出された診療録の電子保存に関する通達には、診療録を電子的に保存する場合の要件として、真正性、見読性、保存性の３つを確保することが記されている。
これらは、前述の電子保存のための技術的基準をみた
した光磁気ディスクの使用や、他のネットワークとは切り離したネットワーク構成をとることで、技術的に対応をとることが可能である。
しかしながら、閉鎖されたネットワークでは、せっか
くのデジタル情報の有効利用は限られてしまい、将来の発展は望めない。このため、ある程度開かれたネットワー
クにおいても、医療情報のプライバシーや証拠能力を保護するための技術的手段やその標準化が提案されてきている。
一つは、DICOIM でのセキュリティ拡張のワーキン
ググループの活動であり、また他の一つは、昨年から開始されたISO / TC215 での医療情報のセキュリティ技術の検討である。これらに対しコニカでは、日本画像医療システム工業会を通じて積極的に参加している。更に、ネットワークセキュリティシステムについて、情報処理振興事業協会のプロジェクト事業による開発を通じて、技術の蓄積につとめている。

７

結び

現在、メディカルイメージングの画像診断分野では、ネットワークが情報化の変革をもたらしつつある。一方、来るべき21世紀には、遺伝子工学の進展により、遺伝子チップを使用した診断も大変革をもたらすと予測され、今後、これらの複合した診断も開発されよう。

●参考文献
１）新医療, Vol.8, No.296,1999
２）島田 文生, 映像情報（M）, Vol.19, No.8, 1987
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Computerized scheme for detection of pulmonary nodules : nonlinear filtering technique. Invest Radiol, 27, 124 （1992）
13）A. Kano, K. Doi, H. MacMahon, DD. Hassell, and ML. Giger, Med
Phys, 21, 3 （1994）
14）吉村 仁、Innervision, Vol14, No.10, 1999

当社では、イメージングの領域を機軸として、この事
業領域に各種入出力機器のみならず、ソフトウエア及びサービスの拡充を図っていく所存である。本稿が、その意志表示の一端を担えれば幸いである。
各章の分担、執筆は、次の各位にお願いし、原文を尊重しながら、これを基に加筆修正させて頂いた。感謝の意をこめて紹介すると同時に各位の意にそぐわない点は、御容赦いただきたい。

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