画質(コントラスト、鮮鋭度、粒状性)について

コントラスト

コントラストは「システムコントラスト」「被写体コントラスト」「X線画像コントラスト」の3つに分類できます。

一般的にコントラストといえば、「X線画像コントラスト」のことを指します。

コントラストを決める要因は「被写体の減弱係数(密度)と厚さ」、「散乱線」です。

散乱線によりカブリが増加するとコントラストや鮮鋭度は低下してしまいます。

散乱線を少なくする撮影条件は 「管電圧を低く、照射野を狭く、被写体を圧迫する」です。

システムコントラスト

システムコントラストはシステム(フィルム/増感紙 , FPD , IP)に入射したX線量が出力としての写真濃度に変換される過程の特性を示します。

システムコントラストはシステムの平均階調度やガンマが関係します。

システムコントラストが高いほど、被写体を透過したX線量の差を大きな写真濃度の差で表現することができます。

被写体コントラスト

被写体コントラストは被写体を通過して検出器に入射したX線のコントラストを示します。

被写体コントラストは被写体の減弱係数(密度、原子番号、管電圧)や厚さが関係します。

X線画像コントラスト

X線画像コントラストとはX線画像上の写真濃度差で表されるコントラストを示します。

散乱線の影響

散乱線が存在する場合は被写体コントラストを次のように修正する必要がある。

すなわち散乱線が多く含まれているほど、被写体コントラストは悪くなります。

結果として、X線画像コントラストも悪くなります。

鮮鋭度(解像力)

鮮鋭度は半影(ボケ)の程度を表す量のことです。

すなわち、半影が大きいほど、鮮鋭度は悪くなります。

半影

半影の大きさをH , 焦点の大きさをF , 焦点-被写体間距離をa , 被写体-検出器間距離をb , とすると次式が成り立ちます。

すなわち、「焦点サイズを小さく」「被写体-検出器間距離(撮影距離)を長く」「検出器-被写体間距離を短くする」ことで、半影を小さくすることができます。

拡大率

拡大率と半影には密接な関係があります。

拡大率を式で表すと、

つまり、半影の式は次のように変換することができます。

すなわち、拡大率を大きくすると、その分だけ半影が大きくなり、結果として鮮鋭度が低下してしまいます。

マンモや歯科で拡大撮影を行う際、鮮鋭度の低下を防ぐため、焦点サイズの小さな焦点を使用して撮影をしています。

粒状性

粒状性はざらつき具合を表す。

粒状性は「X線量を増加させる」「感度の良いシステムを使用する」「ノイズ除去処理を行う」ことで改善することができます。。

一般的に粒状性と鮮鋭度は負の相関があります。

すなわち、粒状性を良くしようとすると、鮮鋭度が悪くなってしまうというトレードオフの関係にあるわけです。

たとえば、システムの感度を高くしようとすると鮮鋭度が低下してしまったり、ノイズを除去する画像処理をした場合、鮮鋭度が低下する。

また、線量を増やすことで、粒状性はよくなりますが、ブルーミング効果により鮮鋭度は低下する。

国家試験

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