東 大医学部放射線医学教室
講師 竹 中 栄 一
NHK放送科学基礎研究所物性研究室
主任研究 員 木 下 幸 次 郎 研究 員 佐 藤 英 久
§ 翫 序 言
X線 撮 影 系 に 軸い てX線 像 を伝え う撮 大 情 報量 も参他 の映 像 伝 送 系 と同 じ ぐそ の系 の 周波数 帯域 巾 とiそ の 系の 信号 対雑 音 比(S/聾)で 決 ま る。 前者 は周 知 の通 ウX線 線 源 のA脚r加 畑admitta皿C6
即 ちX線 管 焦 点の 強度 分 布 のFourier変 換又 は空 間 周波数 特姓 と フ イル ム及 び増 感紙 の 空 間 周波数 特性 で主 と して 定 ま る。 又X線 撮 影 系 では 散 乱に よる周 波数 特 性 の低 下 も考 えね ば な らない。X線 撮 影系 に よ
る雑音 や偽 信号 に つい ては 次 の様 な ものが 考 え られ る。
一 膿 鷲霧1欝 鴛 雪 姻
被 写 体 一 に散乱 組 織間 の二F渉,不 規則 な運 動 焦 点 ・被写 体 ・フ イル ム間距 離) 増 感 紙及 び フ ィル ムー 螢光 の時 間的 変動.両 面 螢光 板 の と きの粒 子 の空 聞 的 分布 の空 間の 『二 渉 附 属装 置 一 ごフ ィルタ ー,絞 璽蜜 グ リ,ド 、 カセ,デ)
な どい ろい ろの もの が 考え られ る㊥ 本報 告に 魯 い ては こ の中X縁 管焦 点 の強度 分布 の空 間 周波 数 伝達 特性 (レ スポ ンス闘 数延X線 フ ィル ム及 び増 感紙 の信 号 対雑 音比(S/N)に つ いて写 真法 に よ シ制 定 した膳 X線 撮 影系 の個 々の要素 即 ち焦 点 、 フ ィル ム.増 感 紙 の空 聞 周波 数 の測 定 はい くつ か な・ され て い るが,各 要素 を雑 音 源 と して考 え たS/齋 測定 は未 潔 左い。X線 撮 影系 を1つ の 伝送 系 と して考 え る と 養,個 々 の要 素 の最 大 帯域 巾 と雑 音 とは表裏 一 体 の 関係 にあ る。 即 ち有 用 信号 の 伝達 特性 を うるに は.雑 音 発 生 源 と して の個 々の要 素 の雑 音の姓 状 を搦 む のは 極 めて 大切 で あ る。
§2X縁 管 焦点 の アバ ー チヤ ・ア ドミツタ ンス(周 波 数 特性)
X纏 管 の輻 射平 面(職 一 拶)に お け るX線 輻射 密度 関数 を ∫(離,〃)1(伊)と し幽被 写体 面(書 一 ン)に お け る被 写 体 の密 度 関数 をF(τ,ン)と し婁X線 像 の 強度 分 布 をψ(X,r)と す る と次の た 』 み こみ法 則 が成立 す る。
Ψ α,y)=〃 』 バ 潔 ・ の 圏1(の 加 εが・F(∬ 〜 ノ)4脚 の(a1) バx線 管 焦点 の全 領 域 とナ
τ 』 ぎ+ぐ 飼)瞳 ・ 糞 ン+(飼)ρ ・ 仁 ゐ 転
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蟹(凡r)蕩 ノ ∫(μ ・ のF{姻+(￠‑1)挺 ・ αy+(α 一1)舜 伽4"
今 被写 体 面 に基本 周期 丁 の下 記 の三 角函 数 をラ ス ト函数 として 用 い る と
F(書1め=Σla血 皿c。 日 π野 帯lc。 日禦 ノ(22)故 に
Ψ(瓦r)=2砥 聰 ノノ ノ(砺 の ゆ。臼1野fαx+(d一 め 潔}。。醤孕{"r+ぐ ￠一 一め 叫 幽 ψ 書 き換 え る と
Ψ(忍 め ・=.恥 直瑚/42財+B2露 「/矛 叶B写 ・ ￠o呂(孕 αx+謬 のoo想(聖 塑岬+ρ ウ (25) 但 し ∫(μ,の ・rrI(麗)x∫2(砂)
漁 罐r〃 μ)。 ◎ε 一禦("‑1)μ ・画 ・ 加r〃2(のc⑪ 呂肇(α 一一1)レ 幽 B躍r方1ω 日in禦{α 一1)灘 ・ぱ飾8gr〃2(の 幽 亨 ⑩ 一 唱)砂 吻
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鯉 臼rtu萄 轟面it七 鋤 登 の振 巾 は諾 研 ・V協+廉 で 与 え られ る嶋 θ 鐸,⑳ が 位 相角 を与 え る。 換 言すれ ば 入力 た る被 写体 の強 度分 布(a2)は このX線 撮影 系で(巴5)式 に 示 す様 賑 幅蜘/筋7み2激Vイ 筋+8㌃ の減 衰 を うけ,θ 躍、 θ 曜 け位 枷 げ れ る敦 示 す.ゾ 瀦 V解1ら 舜 ㍉ は夫 々 μ,"方 向 のX線 管 焦 点 の強度 分 布 の ス ベク トル の大 選さ を示 し・所 謂 る焦 点 の レス
琳 ンス関 数 を一 与え て い る㊧
又(25)式 に 示す如 く,撮 影 倍率 が ム】P1㊥rturga山 血it砿n￠1日 に大 きな影 響 を与 え るの で 厚み の あ る と きのAd皿itτanoeの 補 正 は簡 単 で は ない。
Fi落.1
一一44一
§5X線 管 焦 点 の 空 聞 周 波 数 特 性 5一tシ ー メ ン ス タ ー に よ る 測 定
空 間 周 波 数 の 伝 達 特 性 の 測 定 に はFig2bに 示 ナ 様 なSie皿ensε 施rを 照 い る と 次 の 利 点 が あ るg t空 閤 周 波 数 がSio皿e皿8θtarの 半 経 方 向 に 連 続 的 に 変 化 して い る 。
2円 周 方 向 の 強 度 分 布 は完 全 な周 期 函 数 と な っ て い る。
本 実 験 に 使 用 した もの は 厚 さ5徳 徊真 鍮 製 で,直 径5㎝ で あ る。
5‑2X綴 管 焦 点 の 画 角 特 性
X線 は 焦 点 面 か ら発 散 光 と して 放 出 さ れ る の で 画 角 特 盤 は 極 め て 大 き い 。 焦 点 ・7イ ル ム 闘 壇80伽 で 70侃 ×70㎝ 範 囲 でSiemeロ68tarをPig2の 様 に 配 列 し て撮 影 す る とSie皿en86tarの 厚 み の 影 響 でx線 主 線 束 の 中 心 か ら の ズ レ が一 目瞭 然 と な る(Fig2)。 消 化 管 撮 影 は 一 般 に 焦 点 か ら、 透 視 台 迄 の 距 離 が40〜60侃 故,Fig&と 同 一 な 幾 何 学 的 麗 係 で 撮 影 し て い る。 胸 部 撮 影 の と き の 影 響 は
Fig5の 如 くで 画 角 特 性 の影 ・響 は 無 視 で き る 。(21)に て 』1(のCO6ρ ÷1と 見 な した が,X線 線 量 分 布 の 不 均 一や 画 角 特 性 に つ い て は 追 っ て報 告 す る。
Fig.2 費ig,5
一一45一
一306‑
5〜5z5の 拡 大 倍 率 の と きのx線 管 焦 点 の 空 間 周 波 頚 特 性(Fig4)
撮 影 拡 大 倍 率 乳09.t55,221,501焦 点 の 大 き'さ1X伽 ぜ 竃 庄55kVp、(片 面)X線 フ ィ ル ム で 測 定 した 写 真 をFi菖4に 示 す.拡 大 率t55で 偽 解 像 を 生 じて い る。M『 τF=0のOu℃Qfff炉
eqeユcγ ぐ!o)は25本/蹴 で あ る。 撮 影 倍 率221.乙01の と きgX線 管 焦 点 のtwi筑peaked
、
の 強 度 分 布 の 方 向 に 平 行 なMTF=Oの ノ8は221倍 の と きa45太/鵬501倍 の と きa25太 漁 π で あ る。 強 度 分 布 に 岳 直 方 向 と4♂ 方 向 は 平 行 方 向 よ り良 く,221倍 でa6太/臨501倍 で α56本 /鯉 で あ る。 一 般 にX線 管 焦 点 の 弓鍍 分 布 の 方 向 に 直 角 な 方 向 がMτFが 良 く,平 行 の 方 が 悪 い,4!9の 方 向 は 直角 方 向 に 近 い"尚 このSielnen日starは 中央 に卿5窩 紛piロho■oが あ る の でPi亘ho■e 像 が 同 時 に とれ る の で 倍 率xt2が 大 凡 増 感 紙 のMT亜 と 一 敏 し.眼 のMTFのPeakよ り 高 周波 側 と ほ 翼 一 致 す る 。
Fige4
F匹i・9.5】 匪丁=『OfX‑ray'FOCaユSpot
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5‑4種 々な人 体X線 写真 に 論け る撮 影倍 率
人 体の 体 厚201確,撮 影 薄 象 は体衷 よ歩の深 ぎを胸 部 で4伽 〜 儲 餓 ・ 消化 管 で2碗 殉18認 ・ 骨撮 影『
5・ 〜5碗 とす ると別図 ㊧様 に な 動、 胸蔀 撮 影倍 率 は 叢0量 痴 憾 暑倍 ・梢化 管 でZ⑪ 呈〜 覚5で 消化管 『 は焦 点 フ ィル ム間 距離 が 小 さいめ で体厚 に よる倍 率 の影 欝 辮大 嚢い唾f艶 も1⑭1)
(消 化管 の との値 はa5馨 吼 δの焦 点 で 塗倍 拡 大 使用 の もので ある。 普 通は 篇 倍 前 後 に な る)之 ら は1}
噸2翼2㎜ 礁 点 で拡 大 撮影 用 で ない場 合 で あ 観
X線 管 焦 点の 周波 数特 性 は ヒの 煕bユ 自1の 第5欄 め 鯉Brt賦re証 恥 で 毒いて来 る。
以 上 の 臨 床上 の デー ター 譜も 例 え囎 撮 影 で儲 紙 を使 用 す る と も 鯨 のAP飢ureの 影 響 よ1 竜.増 感 紙 の 厳TFの 方ぶ 大 いに 影轡 す る唖 胸 部撮 影 では フ ィル ム側 の 肋骨以 外 では低 感度 増 感紙 を使 用1 てい るの は合 理 的 で 籔 る論 消化 管 で ズポ 翻卜撮影 ナ る と 毒は拡 大 塞に 注 意せ 覇 ぱ な らぬ 軸
F'i露.日IM歴Fi賦 珊 且 ユ趣r濫 θ瓢 自n七R載 直1⑭9霊 乱Phア
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§4、X線 フ ィル ムの粒 状楚ヒ と雑音 4一 翫 フ ィル ム と増 感紙 の組 合 せ
両 面 に感 光乳 剤 を塗 布 した フ ィル ム と両 面 増感 紙 使 用の 魯の と片面 フ ィル ムに 夫 々前後増 感 紙使 用 した5 通 に つ き露 光量 黒 化度 曲線 を時間 ス ケール で 作製 比較 す る と,衆 知 の 如 く後 面増 感紙 が感度 が よ く,両 面使 用 の と きは γが 芝近 くに な うて い る。 片面増 感 紙 の と きはD二 届 近 ぐで γが急 激に 低 す る.増 騰織 使 用 し
ない と 嚢の 片面 フ ィル ムと両 面 フ ィル ムの特 性 曲線 の差は 増 感紙 使 用 の と きほ ど署 し くない。
Fig.9
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