[go: up one dir, main page]

CN108236473A - X射线相位摄影装置 - Google Patents

X射线相位摄影装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108236473A
CN108236473A CN201710898567.9A CN201710898567A CN108236473A CN 108236473 A CN108236473 A CN 108236473A CN 201710898567 A CN201710898567 A CN 201710898567A CN 108236473 A CN108236473 A CN 108236473A
Authority
CN
China
Prior art keywords
grating
image
ray
relative position
center
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201710898567.9A
Other languages
English (en)
Inventor
佐野哲
白井太郎
土岐贵弘
堀场日明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Publication of CN108236473A publication Critical patent/CN108236473A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G01N23/041—Phase-contrast imaging, e.g. using grating interferometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/10—Safety means specially adapted therefor
    • A61B6/107—Protection against radiation, e.g. shielding
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/40—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/40—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4035—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis the source being combined with a filter or grating
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4208—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/10—Different kinds of radiation or particles
    • G01N2223/101—Different kinds of radiation or particles electromagnetic radiation
    • G01N2223/1016—X-ray
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/40—Imaging
    • G01N2223/401—Imaging image processing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/60—Specific applications or type of materials
    • G01N2223/605—Specific applications or type of materials phases
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/60—Specific applications or type of materials
    • G01N2223/646—Specific applications or type of materials flaws, defects
    • G01N2223/6462—Specific applications or type of materials flaws, defects microdefects
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/06—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diffraction, refraction or reflection, e.g. monochromators
    • G21K1/067—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diffraction, refraction or reflection, e.g. monochromators using surface reflection, e.g. grazing incidence mirrors, gratings
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K2207/00—Particular details of imaging devices or methods using ionizing electromagnetic radiation such as X-rays or gamma rays
    • G21K2207/005—Methods and devices obtaining contrast from non-absorbing interaction of the radiation with matter, e.g. phase contrast

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

本发明提供一种X射线相位摄影装置。该X射线相位摄影装置具备X射线源、检测器、包括相位光栅和吸收光栅的多个光栅以及生成包含暗视场像的图像的图像处理部，其中，图像处理部构成为根据将多个光栅以成为一个或两个规定相对位置关系的方式进行配置并进行拍摄所得到的图像来生成包含暗视场像的图像。

Description

X射线相位摄影装置
技术领域
本发明涉及一种X射线相位摄影装置，特别是涉及一种通过根据以固定周期间隔扫描光栅所得到的多个图像制作重构图像的方法(条纹扫描法)来获得X射线相位对比度图像的X射线相位摄影装置。
背景技术
以往已知一种通过根据以固定周期间隔扫描光栅所得到的多个图像制作重构图像的方法(条纹扫描法)来获得X射线相位对比度图像的X射线相位摄影装置。这种X射线相位摄影装置例如在日本特开2012-16370号公报中被公开。
在日本特开2012-16370号公报中公开了一种根据使光栅沿周期方向每次平移1/9周期所得到的9张图像来获得X射线相位对比度图像的X射线相位摄影装置。在X射线相位对比度图像中包含吸收像、相位微分像以及暗视场像。
然而，在如日本特开2012-16370号公报中记载那样的以往的X射线相位摄影装置中存在以下问题：由于根据扫描9次光栅而拍摄到的9张图像来生成包含暗视场像的X射线相位对比度图像，因此摄影耗费时间。另外，在用于医疗用途的情况下，存在由于多次摄影而导致X射线的辐射剂量增加这样的问题。
本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，本发明的一个目的在于提供一种能够缩短拍摄被摄体时的摄影时间并减少X射线的辐射剂量的X射线相位摄影装置。
发明内容
本申请的发明人在进行了深入研究后能够获得以下见解：为了获得被摄体的暗视场像，只要获知存在被摄体的情况和不存在被摄体的情况下的、被检测到的X射线的强度调制信号(表示用检测器检测到的像素值的变化的波形)的振幅的减少量(损失方式)即可，基于该见解实现了以下发明。即，本发明的一个方面所涉及的X射线相位摄影装置具备：X射线源；检测器，其检测从X射线源照射出的X射线；多个光栅，其被配置在X射线源与检测器之间，包括被照射来自X射线源的X射线的第一光栅和被照射通过了第一光栅的X射线的第二光栅；以及图像处理部，其根据由检测器检测到的X射线的强度分布来生成包含暗视场像的图像，其中，图像处理部构成为根据将多个光栅以成为一个或两个规定相对位置关系的方式进行配置并进行拍摄所得到的图像来生成包含暗视场像的图像。
在此，在被摄体内存在裂纹等细微构造的情况下，由于被摄体内的细微构造而导致X射线多重地散射，透过被摄体的X射线的可视性(Visibility，干涉条纹的清晰度)发生变化。即，当将存在被摄体的情况与不存在被摄体的情况进行比较时，在存在被摄体的情况下获得的X射线的强度调制信号的振幅减少。此处的强度调制信号是对第二光栅扫描了一个周期时的表示用检测器检测到的像素值的变化的信号。强度调制信号的振幅还由于被摄体吸收X射线而减少，因此在根据将多个光栅以成为一个规定相对位置关系的方式进行配置并进行拍摄所得到的图像来求出强度调制信号的振幅的减少量的情况下，能够生成包含吸收成分和暗视场成分的图像。另外，在根据将多个光栅以成为两个规定相对位置关系的方式进行配置并进行拍摄所得到的图像来求出强度调制信号的振幅的减少量的情况下，能够分别提取吸收成分和暗视场成分，因此能够生成吸收像和暗视场像。因而，在本发明的一个方面的X射线相位摄影装置中，能够如上述那样根据将多个光栅以成为一个或两个规定相对位置关系的方式进行配置并进行拍摄所得到的图像来生成包含暗视场像的图像。其结果是能够抑制沿光栅的周期方向移动(扫描)光栅并进行拍摄的次数，能够缩短拍摄被摄体时的摄影时间，并且能够减少X射线的辐射剂量。
在上述一个方面所涉及的X射线相位摄影装置中，优选的是，图像处理部构成为根据在成为第一相对位置关系和第二相对位置关系的情况下拍摄到的图像来生成暗视场像，第二相对位置关系是相对于第一相对位置关系使多个光栅中的某一个光栅沿光栅的周期方向移动而得到的。如果像这样构成，则通过在成为将光栅以成为两个规定相对位置关系的方式进行配置这样的规定相对位置关系的情况下进行拍摄，能够根据在成为两个规定相对位置关系的情况下获得的X射线的强度之和来提取吸收成分，能够根据在成为两个规定相对位置关系的情况下获得的X射线的强度之差来提取暗视场成分，因此能够通过从暗视场成分中去除吸收成分来仅生成暗视场像。另外，在生成暗视场像时，将光栅以成为第一相对位置关系和第二相对位置关系这两个相对位置关系的方式进行配置并进行拍摄即可，因此与使用了以往的条纹扫描法的情况相比，能够使沿光栅的周期方向移动(扫描)光栅并进行拍摄的次数减少。其结果是能够缩短摄影时间，并且能够减少X射线的辐射剂量。
在该情况下，优选的是，图像处理部构成为根据第一图像和第二图像来生成暗视场像，其中，该第一图像是在成为以使第一光栅的自身像的明线的中心位于第二光栅的狭缝部分的方式配置第一光栅和第二光栅的第一相对位置关系的情况下拍摄到的图像，该第二图像是在成为以使第一光栅的自身像的明线的中心位于第二光栅的X射线吸收部分的方式配置第一光栅和第二光栅的第二相对位置关系的情况下拍摄到的图像。如果像这样构成，则在成为第一相对位置关系的情况下检测到的X射线的强度与作为强度调制信号而获得的波形的波峰部分对应，在成为第二相对位置关系的情况下检测到的X射线的强度与波形的波谷部分对应。因此，与利用波形的波峰部分之间或波谷部分之间的两点进行比较的情况相比，所获得的X射线的强度差变大，存在被摄体的情况下的强度调制信号的振幅的减少的方式变得明确。其结果是能够使所生成的暗视场像的精度提高。
更加优选的是，图像处理部构成为根据第一图像和第二图像来生成暗视场像，其中，该第一图像是在成为以使第一光栅的自身像的明线的中心与第二光栅的狭缝部分的中心一致的方式配置第一光栅和第二光栅的第一相对位置关系的情况下拍摄到的图像，该第二图像是在成为以使第一光栅的自身像的明线的中心与第二光栅的X射线吸收部分的中心一致的方式配置第一光栅和第二光栅的第二相对位置关系的情况下拍摄到的图像。如果像这样构成，则能够对与检测X射线而获得的强度调制信号(表示用检测器检测到的像素值的变化的波形)的振幅的顶点对应的部分的X射线进行检测。也就是说，能够对最有助于对比度生成的部分的X射线进行检测，因此所获得的X射线的强度差最大，存在被摄体的情况下的强度调制信号的振幅的减少的方式变得更加明确。其结果是能够使所生成的暗视场像的精度进一步提高。
在根据将上述多个光栅以成为两个规定相对位置关系的方式进行配置并进行拍摄所得到的图像来生成暗视场像的结构中，优选还具备旋转机构，该旋转机构使被摄体与具备X射线源、多个光栅以及检测器的摄影系统进行相对旋转，构成为：在伴随被摄体与摄影系统的相对旋转而产生的多个旋转位置中的各个旋转位置处，将多个光栅以成为第一相对位置关系和第二相对位置关系的方式进行配置并进行拍摄，由此进行断层摄影。如果像这样构成，则能够利用在各个旋转位置处将光栅以成为两个相对位置关系的方式进行配置并进行拍摄所得到的图像来进行CT摄影(断层摄影)。其结果是，与使用通常的条纹扫描法进行CT摄影(断层摄影)的情况相比，能够抑制沿光栅的周期方向移动(扫描)光栅并进行拍摄的次数，因此能够缩短摄影时间。
在根据将上述多个光栅以成为两个规定相对位置关系的方式进行配置并进行拍摄所得到的图像来生成暗视场像的结构中，优选还具备旋转机构，该旋转机构使被摄体与具备X射线源、多个光栅以及检测器的摄影系统进行相对旋转，图像处理部构成为：在伴随被摄体与摄影系统的一圈的相对旋转而产生的多个旋转位置中的各个旋转位置处，在前半个180度的范围内将多个光栅以成为第一相对位置关系和第二相对位置关系中的某一关系的方式进行配置并拍摄图像，在后半个180度的范围内将多个光栅以成为第一相对位置关系和第二相对位置关系中的另一个关系的方式进行配置并拍摄图像，由此进行断层摄影。如果像这样构成，则在各个旋转位置处，在前半个180度的范围内进行拍摄的期间和在后半个180度的范围内进行拍摄的期间，不沿光栅的周期方向移动(扫描)光栅就能够进行CT摄影(断层摄影)。其结果是，与使用通常的条纹扫描法进行CT摄影(断层摄影)的情况相比，能够进一步抑制沿光栅的周期方向移动(扫描)光栅并进行拍摄的次数，因此能够进一步缩短摄影时间。
在上述一个方面的X射线相位摄影装置中，优选的是，图像处理部构成为根据将多个光栅以成为一个规定相对位置关系的方式进行配置并进行拍摄所得到的图像来生成包含吸收像和暗视场像的第三图像。如果像这样构成，则能够根据将光栅以成为预先决定的一个规定相对位置关系的方式进行配置并进行拍摄所得到的图像，来获知在存在被摄体的情况下获得的X射线的强度与在不存在被摄体的情况下获得的X射线的强度之差。也就是说，获知存在被摄体的情况和不存在被摄体的情况下的、X射线强度调制信号(表示用检测器检测到的像素值的变化的波形)的振幅的减少量。由此，能够根据存在被摄体的情况下的X射线的强度与不存在被摄体的情况下的X射线的强度的比来生成包含吸收像和暗视场像的图像，因此不需要在摄影中沿光栅的周期方向移动(扫描)光栅。其结果是能够进一步缩短摄影时间，并且能够进一步减少X射线的辐射剂量。
在该情况下，优选的是，图像处理部构成为根据第一图像或第二图像来生成第三图像，其中，该第一图像是以使第一光栅的自身像的明线的中心位于第二光栅的狭缝部分的方式配置第一光栅和第二光栅并进行拍摄所得到的图像，该第二图像是以使第一光栅的自身像的明线的中心位于第二光栅的X射线吸收部分的方式配置第一光栅和第二光栅并进行拍摄所得到的图像。如果像这样构成，则在成为规定相对位置关系的情况下检测到的X射线的强度与作为强度调制信号而获得的波形的波峰部分或波谷部分对应。因此，在存在被摄体的情况和不存在被摄体的情况下，强度调制信号的振幅的变化量变大，强度调制信号的振幅的减少量变得明确。其结果是能够使所生成的图像的精度提高。
更加优选的是，图像处理部构成为根据第一图像或第二图像来生成第三图像，其中，该第一图像是以使第一光栅的自身像的明线的中心与第二光栅的狭缝部分的中心一致的方式配置第一光栅和第二光栅并进行拍摄所得到的图像，该第二图像是以使第一光栅的自身像的明线的中心与第二光栅的X射线吸收部分的中心一致的方式配置第一光栅和第二光栅并进行拍摄所得到的图像。如果像这样构成，则能够对与检测X射线而获得的强度调制信号的振幅的顶点对应的部分的X射线进行检测。也就是说，能够对最有助于对比度生成的部分的X射线进行检测，因此存在被摄体的情况与不存在被摄体的情况下的强度调制信号的振幅的变化量最大，存在被摄体的情况下的强度调制信号的振幅的减少的方式变得更加明确。其结果是，能够使所生成的图像的精度进一步提高。
在上述一个方面的X射线相位摄影装置中，优选的是，多个光栅还包括被配置在X射线源与第一光栅之间的第三光栅。如果像这样构成，则能够利用第三光栅提高从X射线源照射的X射线的可干涉性。其结果是，能够使用焦距不微小的X射线源来生成包含暗视场像的图像。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的X射线相位摄影装置的整体结构的图。
图2是表示本发明的第一实施方式的X射线相位对比度图像生成处理流程的流程图。
图3是表示本发明的第一实施方式的第一光栅的自身像的明线与第二光栅之间的位置关系的成像图(A)～(D)(带状地图示第一光栅的自身像的明线的例子)。
图4是表示本发明的第一实施方式的第一光栅的自身像的波形与第二光栅之间的位置关系的成像图(A)～(D)(以正弦波图示第一光栅的自身像的例子)。
图5是表示本发明的第一实施方式的存在被摄体的情况和不存在被摄体的情况下获得的X射线的强度的正弦波(X射线强度调制信号)的成像图。
图6是本发明的第一实施方式的在成为第一相对位置关系和第二相对位置关系的情况下获得的图像的成像图(A)～(D)以及用图像处理部生成的吸收像(E)和暗视场像(F)的成像图。
图7是表示本发明的第二实施方式的X射线相位摄影装置的整体结构的图。
图8是本发明的第三实施方式的在成为规定相对位置关系的情况下获得的图像的成像图(A)和(B)以及包含用图像处理部生成的吸收像和暗视场像的图像(C)的成像图。
图9是表示本发明的第四实施方式的X射线相位摄影装置的整体结构的图。
具体实施方式
下面，基于附图来说明将本发明具体化的实施方式。
[第一实施方式]
参照图1～图6对本发明的第一实施方式所涉及的X射线相位摄影装置100的结构进行说明。
(X射线相位摄影装置的结构)
首先，参照图1对第一实施方式所涉及的X射线相位摄影装置100的结构进行说明。
如图1所示，X射线相位摄影装置100具备X射线源1、相位光栅2、吸收光栅4、检测器5、图像处理部6、控制部7以及光栅移动机构8。此外，在本说明书中，将从X射线源1朝向相位光栅2的方向设为Z2方向，将与该Z2方向相反的方向设为Z1方向。另外，将与Z方向正交的面内的左右方向设为X方向，将朝向纸面的内部的方向设为X2方向，将朝向纸面的近前侧的方向设为X1方向。另外，将与Z方向正交的面内的上下方向设为Y方向，将上方设为Y1方向，将下方设为Y2方向。此外，相位光栅2和吸收光栅4分别是权利要求书的“第一光栅”和“第二光栅”的一例。
X射线源1构成为通过被施加高电压来产生X射线，并且照射所产生的X射线。
相位光栅2具有沿Y方向以规定的周期(间距)d1排列的多个狭缝2a和多个X射线相位变化部2b。各狭缝2a和各X射线相位变化部2b分别形成为沿X方向延伸。
相位光栅2被设置在X射线源1与吸收光栅4之间，被照射X射线。相位光栅2是为了通过塔尔波特效应形成自身像而设置的。当具有可干涉性的X射线通过形成有狭缝的光栅时，在与光栅相距规定的距离(塔尔波特距离)的位置处形成光栅的像(自身像)。将该现象称为塔尔波特效应。自身像是通过X射线的干涉而产生的干涉条纹。
吸收光栅4具有沿Y方向以规定的周期(间距)d2排列的多个狭缝4a和多个X射线吸收部4b。各狭缝4a和各X射线吸收部4b分别形成为沿X方向延伸。
吸收光栅4被配置在相位光栅2与检测器5之间，被照射通过了相位光栅2的X射线。另外，吸收光栅4被配置在与相位光栅2相距塔尔波特距离的位置。
在将X射线源1与相位光栅2的距离设为R1、将相位光栅2与吸收光栅4的距离设为R2、将X射线源1与吸收光栅4的距离设为R(R＝R1+R2)的情况下，X射线源1、相位光栅2以及吸收光栅4之间的位置关系通过以下的式(1)表示。
R1/R＝d1/d2…(1)
检测器5构成为检测X射线，并且将检测到的X射线转换为电信号，读取转换得到的电信号来作为图像信号。检测器5例如是FPD(Flat Panel Detector：平板检测器)。检测器5由多个转换元件(未图示)和配置在多个转换元件上的像素电极(未图示)构成。多个转换元件和像素电极以规定的周期(像素间距)沿X方向和Y方向排列配置。
检测器5的检测信号被发送到图像处理部6。图像处理部6构成为根据将相位光栅2和吸收光栅4以成为一个或两个规定相对位置关系的方式进行配置并进行拍摄所得到的图像来生成包含暗视场像的图像。
控制部7构成为使用图像处理部6来生成包含暗视场像的图像。另外，控制部7构成为使用光栅移动机构8使吸收光栅4向规定位置移动。
光栅移动机构8具有用于把持吸收光栅4的光栅把持部(未图示)和用于使所把持的光栅沿Z方向和Y方向移动的光栅移动台(未图示)。光栅移动机构8构成为基于由控制部7发送的信号使由光栅把持部把持的吸收光栅4沿Z方向和Y方向的规定方向进行移动。
(基于以往的条纹扫描法的X射线相位对比度图像生成方法)
在此，说明在以往的条纹扫描法中生成吸收像和暗视场像的方法。在以往的条纹扫描法中，根据使光栅沿光栅的周期方向每次平移1/M周期并进行拍摄所得到的图像来生成X射线相位对比度图像。例如，在进行了M步的条纹扫描的情况下，各步k时的X射线的强度Ik(x，y)通过以下的式(2)表示。
在此，an是干涉条纹的各频率成分的量。另外，Z0是相位光栅2与吸收光栅4的距离。另外，d1是相位光栅2的周期(间距)d1。另外，x、y是检测器5的检测面上的与X射线的照射轴正交的面内的坐标位置。
另外，当将配置有被摄体3的情况下的强度设为Ik(x，y)、将未配置被摄体3的情况下的强度设为I0k(x，y)时，如以下的式(3)和(4)那样定义S(x，y)和S0(x，y)。
另外，吸收像T(x，y)通过以下的式(5)表示。
另外，当将配置有被摄体3的情况下的可视性设为V(x，y)、将未配置被摄体3的情况下的可视性设为V0(x，y)时，V(x，y)和V0(x，y)通过以下的式(6)和(7)表示。
另外，暗视场像D(x，y)通过以下的式(8)表示。
(X射线相位对比度图像生成方法)
接着，参照图2～图6对本发明的第一实施方式所涉及的X射线相位摄影装置100的X射线相位对比度图像生成方法进行说明。
首先，参照图2，基于流程图来说明X射线相位摄影装置100的X射线对比度图像生成处理。在步骤S1中，控制部7借助光栅移动机构8使相位光栅2和吸收光栅4移动来进行相位光栅2与吸收光栅4的位置对准，以使相位光栅2的自身像的明线2c的中心与吸收光栅4的狭缝4a的中心一致。此外，在本说明书中，将相位光栅2和吸收光栅4被配置于在步骤S1中进行了位置对准后的位置的状态定义为“开口照明”。
然后，在步骤S2中，不配置被摄体3就进行拍摄。然后，在步骤S3中，控制部7借助光栅移动机构8使吸收光栅4沿Y方向(光栅的周期方向)移动与吸收光栅4的周期d2的半个周期相当的量。此外，将相位光栅2和吸收光栅4被配置于在步骤S3中进行了位置对准后的位置的状态定义为“闭口照明”。然后，在步骤S4中，不配置被摄体3就进行拍摄。
然后，在步骤S5中，控制部7借助光栅移动机构8使吸收光栅4沿Y方向(光栅的周期方向)移动到在步骤S1中进行了位置对准后的位置(开口照明)。然后，在步骤S6中，以固定地配置有被摄体3的状态进行拍摄。
然后，在步骤S7中，控制部7借助光栅移动机构8使吸收光栅4沿Y方向(光栅的周期方向)移动到在步骤S3中进行了位置对准后的位置(闭口照明)。然后，在步骤S8中，以固定地配置有被摄体3的状态进行拍摄。
然后，在步骤S9中，根据在步骤S2、步骤S4、步骤S6、步骤S8中拍摄到的图像来生成包含暗视场像的图像。此外，在本说明书中，将在步骤S2、步骤S4、步骤S6以及步骤S8中拍摄到的图像分别定义为“Iopen_air”、“Iclose_air”、“Iopen_obj”以及“Iclose_obj”。此外，Iopen_air和Iopen_obj是权利要求书的“第一图像”的一例。另外，Iclose_air和Iclose_obj是权利要求书的“第二图像”的一例。另外，开口照明和闭口照明是权利要求书的“第一相对位置关系”和“第二相对位置关系”的一例。
图3是将相位光栅2的自身像的明线2c用带状示出的成像图。相位光栅2的自身像由明线2c部分和明线2c间的暗线部分形成，能够在吸收光栅4上观测到。图3的(A)和图3的(B)示出了未配置被摄体3的情况下的开口照明的状态和闭口照明的状态下的、相位光栅2的自身像的明线2c与吸收光栅4的X射线吸收部4b之间的位置关系。另外，图3的(C)和图3的(D)示出了配置有被摄体3的情况下的开口照明的状态和闭口照明的状态下的、相位光栅2的自身像的明线2c与吸收光栅4的X射线吸收部4b之间的位置关系。此外，在本说明书中，相位光栅2的自身像的明线是指明线2c，相位光栅2的自身像的明线的中心是指明线2c的中心。
在第一实施方式中，在假设吸收光栅4的X射线吸收部4b是完全不会使X射线透过的理想的物质的情况下，在如图3的(A)那样未配置被摄体3的情况下的开口照明的状态下，X射线(相位光栅2的自身像的明线2c)通过吸收光栅4的狭缝4a，因此在检测器5中检测到明线2c的所有的X射线。另外，在如图3的(B)所示那样未配置被摄体3的情况下的闭口照明的状态下，明线2c的X射线在吸收光栅4的X射线吸收部4b中全部被吸收，因此在检测器5中无法检测到明线2c的X射线。
接着，在配置被摄体3的情况下，从相位光栅2照射的X射线例如由于被摄体3内部的裂纹9(参照图6)而部分散射。其结果是，相位光栅2的自身像的明线2c的宽度从宽度wa扩散到宽度wo。如图3的(C)所示，相位光栅2的自身像的明线2c从宽度wa变为宽度wo，由此出现能被X射线吸收部4b吸收的明线部分2d。因而，与未配置被摄体3的情况相比，用检测器5检测到的明线2c的X射线的强度减少。例如，当将未配置被摄体3的情况下的相位光栅2的自身像的明线2c的宽度wa设为5μm、将吸收光栅4的周期d2设为10μm、将检测器5的一个像素的大小wg设为40μm、且相位光栅2的自身像的明线2c的宽度wo由于被摄体3内部的裂纹9而扩散到7μm时，如果将图3的(A)的状态的强度设为1，则用检测器5检测到的明线2c的X射线的强度减少至5/7。
另外，如图3的(D)所示，在闭口照明中，相位光栅2的自身像的明线2c的宽度也由于被摄体3而从宽度wa扩散到宽度wo，由此出现明线2c的X射线不被X射线吸收部4b吸收而通过了狭缝4a的明线部分2e。因而，与未配置被摄体3的情况相比，用检测器5检测到的明线2c的X射线的强度增加。例如，与开口照明的情况同样地，在相位光栅2的自身像的明线2c的宽度wo由于被摄体3内部的裂纹9而扩散到7μm的情况下，如果将图3的(B)的状态的强度设为1，则用检测器5检测到的相位光栅2的自身像的明线2c的X射线的强度增加至2/7。
图4是将相位光栅2的自身像用波形形状示出的成像图。图4的(A)和图4的(B)示出了未配置被摄体3的情况下的开口照明的状态和闭口照明的状态下的、相位光栅2的自身像的波形2f与吸收光栅4的X射线吸收部4b之间的位置关系。另外，图4的(C)和图4的(D)示出了配置有被摄体3的情况下的开口照明的状态和闭口照明的状态下的、相位光栅2的自身像的波形2g与吸收光栅4的X射线吸收部4b之间的位置关系。此外，在本说明书中，相位光栅2的自身像的明线是指由表示波形2f的整个振幅的平均值的直线2m和波形2f中的比直线2m靠上的部分形成的区域2r，相位光栅2的明线的中心是指上述区域2r的中心。
由于由被摄体3内部的裂纹9导致的X射线的扩散，而未配置被摄体3的情况下的相位光栅2的自身像的波形2f向配置有被摄体3的情况下的相位光栅2的自身像的波形2g变化。即，相位光栅2的自身像的波形2f的振幅减少而变为波形2g，因此在开口照明的状态下，能被吸收光栅4的X射线吸收部4b吸收的X射线的比例增大，在闭口照明的状态下，通过吸收光栅4的狭缝4a的X射线增大。因此，在开口照明的状态下，用检测器5检测到的X射线的强度降低，在闭口照明的状态下，用检测器5检测到的X射线的强度增加。
在此，暗视场像是指通过计算将由于X射线的扩散而获得的X射线的强度(像素值)的变化进行图像化所得到的图像，该X射线的扩散是在X射线透过被摄体时由于被摄体内部存在的瑕疵等细微构造导致X射线发生多重散射而引起的。因而，为了生成暗视场像，获知在配置被摄体3的情况下和未配置该被摄体3的情况下检测到的X射线的强度调制信号(表示用检测器检测到的像素值的变化的波形)的振幅的减少量(损失方式)即可。即，图像处理部6根据图5所示的未配置被摄体3的情况下的X射线的强度调制信号的波形2h的振幅W1和配置有被摄体3的情况下的X射线的强度调制信号的波形2i的振幅W2来求出强度调制信号的振幅的减少量，并生成暗视场像。
具体地说，在求取强度调制信号的振幅的减少量时，能够根据所检测到的X射线的强度不同的两处的X射线强度(像素值)来求取强度调制信号的振幅的减少量。即，根据在未配置被摄体3的情况下在开口照明的状态下检测到的X射线的强度(像素值)30与在闭口照明的状态下检测到的X射线的强度(像素值)31之差来计算波形2h的振幅W1。另外，根据在配置有被摄体3的情况下在开口照明的状态下检测到的X射线的强度(像素值)32与在闭口照明的状态下检测到的X射线的强度(像素值)33之差来计算波形2i的振幅W2。能够根据这两处的X射线强度通过以下的式(9)和(10)来生成吸收像和暗视场像。此外，x、y是检测器5的检测面上的与X射线的照射轴方向正交的面内的坐标位置。
根据上述式(9)来获得图6的(E)所示的吸收像24，根据上述式(10)来获得图6的(F)所示的暗视场像25。
图6的(A)是配置有被摄体3且在开口照明的状态下拍摄到的图像20。另外，图6的(B)是未配置被摄体3且在开口照明的状态下拍摄到的图像21。图6的(C)是配置有被摄体3且在闭口照明的状态下拍摄到的图像22。另外，图6的(D)是未配置被摄体3且在闭口照明的状态下拍摄到的图像23。存在以下情况：即使在吸收像24中无法确认存在于内部的裂纹9的情况下，也能够在暗视场像25中确认存在于内部的裂纹9。
(第一实施方式的效果)
在第一实施方式中，能够获得如下效果。
在第一实施方式中，如上所述，X射线相位摄影装置100具备X射线源1、相位光栅2、吸收光栅4、检测器5、图像处理部6、控制部7以及光栅移动机构8，将相位光栅2和吸收光栅4以成为开口照明的状态和闭口照明的状态这两个规定相对位置关系的方式进行配置。图像处理部6根据在开口照明和闭口照明的状态下配置被摄体3并进行拍摄所得到的图像和在开口照明和闭口照明的状态下未配置被摄体3并进行拍摄所得到的图像，来生成包含暗视场像(参照图6的(F))的图像。由此，能够抑制沿Y方向(光栅的周期方向(与X射线的照射方向正交的方向))移动(扫描)相位光栅2和吸收光栅4并进行拍摄的次数。其结果是，能够缩短摄影时间，并且能够减少X射线的辐射剂量。
另外，在第一实施方式中，如上所述，图像处理部6根据将相位光栅2和吸收光栅4以成为开口照明的状态和闭口照明的状态这两个相对位置关系的方式进行配置并进行拍摄所得到的图像来生成包含暗视场像的图像。由此，通过在成为开口照明的状态和闭口照明的状态这两个规定相对位置关系的情况下进行拍摄，能够根据在成为两个规定相对位置关系的情况下获得的X射线的强度之和来提取吸收成分，能够根据在成为两个规定相对位置关系的情况下获得的X射线的强度之差来提取混合有暗视场成分和吸收成分的像，因此能够通过从暗视场成分中去除吸收成分，来仅生成暗视场像。
另外，在第一实施方式中，如上所述，图像处理部6根据在配置为相位光栅2的自身像的明线2c的中心与吸收光栅4的狭缝4a的中心一致的开口照明的状态和在配置为相位光栅2的自身像的明线2c的中心与吸收光栅4的X射线吸收部4b的中心一致的闭口照明的状态下拍摄到的图像来生成暗视场像。由此，能够对与检测X射线而获得的强度调制信号的振幅的顶点对应的部分的X射线进行检测。也就是说，能够对最有助于对比度生成的位置处的X射线的强度进行检测，因此所获得的X射线的强度差最大，存在被摄体3的情况下的强度调制信号的振幅的减少量(图5的W1与W2之差)变得更加明确。其结果是，能够使所生成的暗视场像(参照图6的(F))的精度提高。
[第二实施方式]
接着，参照图7对本发明的第二实施方式所涉及的X射线相位摄影装置200进行说明。与构成为固定地拍摄被摄体3的第一实施方式不同，在第二实施方式中构成为还具备使被摄体3旋转的旋转机构10来进行被摄体3的CT摄影。此外，对与上述第一实施方式相同的结构附加相同的附图标记并省略说明。
(X射线相位摄影装置的结构)
如图7所示，在第二实施方式所涉及的X射线相位摄影装置200中构成为还具备使被摄体3旋转的旋转机构10来进行被摄体3的CT摄影。具体地说，在X射线相位摄影装置200中，控制部7构成为一边借助旋转机构10使被摄体3进行360度旋转，一边在各个规定旋转角度(例如，9度)的旋转位置处以开口照明和闭口照明的状态拍摄相位光栅2和吸收光栅4，由此进行CT摄影。
此外，第二实施方式的其它结构与上述第一实施方式相同。
(第二实施方式的效果)
在第二实施方式中，能够获得如下效果。
在第二实施方式中，如上所述，以如下方式构成X射线相位摄影装置200：还具备使被摄体3旋转的旋转机构10，在伴随被摄体3的旋转而产生的多个旋转位置中的各个旋转位置处以开口照明和闭口照明的状态拍摄相位光栅2和吸收光栅4，由此进行CT摄影。由此，在进行被摄体3的CT摄影时，能够抑制在被摄体3的各个旋转位置处沿Y方向移动(扫描)光栅并进行拍摄的次数，能够缩短摄影时间。
[第三实施方式]
参照图2和图8对本发明的第三实施方式所涉及的X射线相位摄影装置300进行说明。在第三实施方式中，与构成为将相位光栅2和吸收光栅4以成为开口照明和闭口照明的状态这两个相对位置关系的方式进行配置并进行拍摄所得到的图像来生成暗视场像的第一实施方式不同，构成为根据将相位光栅2和吸收光栅4以成为开口照明的状态这一个相对位置关系的方式进行配置并进行拍摄所得到的图像来生成包含吸收像和暗视场像的图像。此外，对与上述第一实施方式相同的结构附加相同的附图标记并省略说明。
(X射线相位摄影装置的结构)
在第三实施方式中，X射线相位摄影装置300构成为不进行图2所示的流程图的步骤S3～步骤S5、步骤S7以及步骤S8，而是根据在步骤S2中拍摄到的图像和在步骤S6中拍摄到的图像来生成包含吸收像和暗视场像的图像。即，构成为根据在开口照明的情况下在未配置被摄体3的状态下拍摄到的图像(参照图8的(B))和在配置有被摄体3的状态下拍摄到的图像(参照图8的(A))来生成包含吸收像和暗视场像的图像26(参照图8的(C))。具体地说，通过以下所示的式(11)来生成包含吸收像和暗视场像的图像TD(x，y)。
此外，第三实施方式的其它结构与上述第一实施方式相同。
(第三实施方式的效果)
在第三实施方式中，能够获得如下效果。
在第三实施方式中，构成为根据在开口照明的状态下拍摄相位光栅2和吸收光栅4所得到的图像来生成包含吸收像和暗视场像的图像26。由此，能够根据在成为一个规定相对位置关系的情况下拍摄到的图像来生成包含吸收像和暗视场像的图像26，因此能够抑制沿Y方向移动(扫描)光栅的次数。另外，在用于医疗用途的情况下，能够减少X射线的辐射剂量。另外，能够一次性获得包含吸收像和暗视场像的图像26，因此能够省去分别生成吸收像和暗视场像并进行合成的工夫。
另外，在第三实施方式中，如上所述那样构成为根据在开口照明的状态下拍摄相位光栅2和吸收光栅4所得到的图像来生成包含吸收像和暗视场像的图像26。由此，能够对与检测X射线而获得的强度调制信号的振幅的顶点对应的部分的X射线进行检测，因此存在被摄体3的情况和不存在被摄体3的情况下的强度调制信号的振幅的变化量最大，存在被摄体3的情况下的强度调制信号的振幅的减少的方式更加明确。其结果是能够使所生成的图像26(参照图8的(C))的精度提高。
[第四实施方式]
接着，参照图9对本发明的第四实施方式所涉及的X射线相位摄影装置400进行说明。在第四实施方式中构成为除了具备上述第一实施方式的结构以外，还在X射线源1与相位光栅2之间具备多狭缝11。此外，对与上述第一实施方式相同的结构附加相同的附图标记并省略说明。
(X射线相位摄影装置的结构)
在第四实施方式中，如图9所示，X射线相位摄影装置400还包括被配置在X射线源1与相位光栅2之间的多狭缝11。此外，多狭缝11是权利要求书的“第三光栅”的一例。
多狭缝11具有沿Y方向以规定的周期(间距)d0排列的多个狭缝11a和多个X射线吸收部11b。各狭缝11a和各X射线吸收部11b构成为沿X方向延伸。
多狭缝11被设置在X射线源1与相位光栅2之间，被照射来自X射线源1的X射线。多狭缝11构成为使通过了各狭缝11a的X射线形成为与各狭缝11a的位置对应的射线光源。由此，多狭缝11能够提高从X射线源1照射的X射线的可干涉性。
在将多狭缝11与相位光栅2的距离设为R1、将相位光栅2与吸收光栅4的距离设为R2、将X射线源1与吸收光栅4的距离设为R的情况下，多狭缝11、相位光栅2以及吸收光栅4之间的位置关系通过以下的式(12)表示。
此外，第四实施方式的其它结构与上述第一实施方式相同。
(第四实施方式的效果)
在第四实施方式中，能够获得如下效果。
在第四实施方式中，还包括被配置在X射线源1与相位光栅2之间的多狭缝11。由此，能够提高从X射线源1照射的X射线的可干涉性，因此即使在X射线源1的焦距不微小的情况下，也能够生成包含暗视场像的图像。
(变形例)
此外，应该认为本次公开的实施方式的所有方面均为例示而非限制性的内容。本发明的范围并非上述实施方式的说明，而是由权利要求书示出的，并且包括与权利要求书等同意义和范围内的所有的变更(变形例)。
例如，在上述第一实施方式中示出了以下例子：根据在相位光栅2的自身像的明线2c的中心与吸收光栅4的狭缝4a的中心一致的开口照明的状态下拍摄到的图像和在相位光栅2的自身像的明线2c的中心与吸收光栅4的X射线吸收部4b的中心一致的闭口照明的状态下拍摄到的图像来生成包含暗视场像的图像，但本发明并不限于该例子。例如，由于利用在由检测器5获得的X射线的强度相同的地方检测到的X射线无法生成暗视场像，因此也可以构成为根据以使所检测到的X射线的强度不同的方式配置相位光栅2和吸收光栅4并进行拍摄所得到的图像来生成包含暗视场像的图像。
另外，例如还可以构成为根据在成为相位光栅2的自身像的明线2c的中心位于吸收光栅4的狭缝4a的除中心以外的场所的相对位置关系的情况下拍摄到的图像和在成为相位光栅2的自身像的明线2c的中心位于吸收光栅4的X射线吸收部4b的除中心以外的场所的相对位置关系的情况下拍摄到的图像来生成包含暗视场像的图像。
另外，在上述第二实施方式中示出了使被摄体3旋转来进行CT摄影的例子，但本发明并不限于该例子。例如也可以是使具备X射线源1、相位光栅2、吸收光栅4以及检测器5的摄影系统旋转来进行CT摄影的结构。
另外，在上述第二实施方式中示出了通过在被摄体3的各个旋转位置处以开口照明和闭口照明的状态拍摄相位光栅2和吸收光栅4来进行CT摄影的例子，但本发明并不限于该例子。例如图像处理部6也可以构成为，在伴随被摄体3与摄影系统的一圈的相对旋转而产生的多个旋转位置中的各个旋转位置处，在前半个180度的范围内将相位光栅2和吸收光栅4配置为开口照明和闭口照明中的某一方来拍摄图像，在后半个180度的范围内将相位光栅2和吸收光栅4配置为开口照明和闭口照明中的另一方来拍摄图像，由此进行断层摄影。如果像这样构成，则在各个旋转位置处，在前半个180度的范围内进行拍摄的期间和在后半个180度的范围内进行拍摄的期间，不沿光栅的周期方向移动(扫描)光栅就能够进行CT摄影(断层摄影)。也就是说，在前半个180度的范围内进行拍摄的期间，在开口照明和闭口照明中的某一方的状态下进行拍摄，在后半个180度的范围内进行拍摄的期间，在开口照明和闭口照明中的另一方的状态下进行拍摄，因此在除180度以外的各个旋转位置处，能够不用每次切换开口照明和闭口照明地进行CT摄影(断层摄影)。其结果是，与使用通常的条纹扫描法进行CT摄影(断层摄影)的情况相比，能够进一步抑制沿光栅的周期方向移动(扫描)光栅并进行拍摄的次数，因此能够进一步缩短摄影时间。
另外，在上述第三实施方式中示出了根据在相位光栅2的自身像的明线2c的中心与吸收光栅4的狭缝4a的中心一致的开口照明的状态下拍摄到的图像来生成包含吸收像和暗视场像的图像的例子，但本发明并不限于此。例如，也可以构成为根据在成为相位光栅2的自身像的明线2c的中心位于吸收光栅4的狭缝4a的除中心以外的场所的相对位置关系的情况下拍摄到的图像来生成包含吸收像和暗视场像的图像。
另外，在上述第三实施方式中示出了根据在开口照明的状态下拍摄相位光栅2和吸收光栅4所得到的图像来生成包含吸收像和暗视场像的图像26的例子，但本发明并不限于该例子。例如，也可以构成为根据在闭口照明的状态下拍摄相位光栅2和吸收光栅4所得到的图像来生成包含吸收像和暗视场像的图像。
另外，在上述第一实施方式～第四实施方式中示出了利用光栅移动机构8使吸收光栅4沿Y方向移动并进行拍摄的例子，但本发明并不限于该例子。例如，也可以构成为利用光栅移动机构8使相位光栅2沿Y方向移动并进行拍摄。另外，还可以构成为利用光栅移动机构8使多狭缝11沿Y方向移动并进行拍摄。
另外，在上述第一实施方式和第二实施方式中，示出了设置相位光栅2以通过塔尔波特效应形成自身像的例子，但本发明并不限于该例子。相位光栅2的自身像只要是条纹图案即可，因此也可以使用吸收光栅来代替相位光栅2，并将吸收光栅的影子用作自身像的条纹图案。在该情况下，本发明还能够应用于不使用塔尔波特干涉的非干涉计。
另外，在上述第一实施方式中示出了控制部7按步骤S1～S9的顺序使光栅移动并进行拍摄的例子，但本发明并不限于该例子。例如，控制部7也可以构成为按步骤S5～S8、S1～S4、S9的顺序进行拍摄。另外，在将步骤S1和S2、步骤S3和S4、步骤S5和S6、步骤S7和S8分别设为一组的情况下，也可以改换各组的顺序地进行拍摄。

Claims (10)

1.一种X射线相位摄影装置，其特征在于，具备：
X射线源；
检测器，其检测从所述X射线源照射出的X射线；
多个光栅，其被配置在所述X射线源与所述检测器之间，包括被照射来自所述X射线源的所述X射线的第一光栅和被照射通过了所述第一光栅的所述X射线的第二光栅；以及
图像处理部，其根据由所述检测器检测出的X射线的强度分布来生成包含暗视场像的图像，
其中，所述图像处理部构成为根据将所述多个光栅以成为一个或两个规定相对位置关系的方式进行配置并进行拍摄所得到的图像来生成包含暗视场像的图像。
2.根据权利要求1所述的X射线相位摄影装置，其特征在于，
所述图像处理部构成为根据在成为第一相对位置关系和第二相对位置关系的情况下拍摄到的图像来生成暗视场像，所述第二相对位置关系是相对于所述第一相对位置关系使所述多个光栅中的某一个光栅沿光栅的周期方向移动而得到的。
3.根据权利要求2所述的X射线相位摄影装置，其特征在于，
所述图像处理部构成为根据第一图像和第二图像来生成暗视场像，其中，该第一图像是在成为以使所述第一光栅的自身像的明线的中心位于所述第二光栅的狭缝部分的方式配置所述第一光栅和所述第二光栅的所述第一相对位置关系的情况下拍摄到的图像，该第二图像是在成为以使所述第一光栅的自身像的明线的中心位于所述第二光栅的X射线吸收部分的方式配置所述第一光栅和所述第二光栅的所述第二相对位置关系的情况下拍摄到的图像。
4.根据权利要求3所述的X射线相位摄影装置，其特征在于，
所述图像处理部构成为根据所述第一图像和所述第二图像来生成暗视场像，其中，所述第一图像是在成为以使所述第一光栅的自身像的明线的中心与所述第二光栅的狭缝部分的中心一致的方式配置所述第一光栅和所述第二光栅的所述第一相对位置关系的情况下拍摄到的图像，所述第二图像是在成为以使所述第一光栅的自身像的明线的中心与所述第二光栅的X射线吸收部分的中心一致的方式配置所述第一光栅和所述第二光栅的所述第二相对位置关系的情况下拍摄到的图像。
5.根据权利要求2～4中的任一项所述的X射线相位摄影装置，其特征在于，
还具备旋转机构，该旋转机构使被摄体与具备所述X射线源、所述多个光栅以及所述检测器的摄影系统进行相对旋转，
构成为：在伴随被摄体与所述摄影系统的相对旋转而产生的多个旋转位置中的各旋转位置处，将所述多个光栅以成为所述第一相对位置关系和所述第二相对位置关系的方式进行配置并进行拍摄，由此进行断层摄影。
6.根据权利要求2～4中的任一项所述的X射线相位摄影装置，其特征在于，
还具备旋转机构，该旋转机构使被摄体与具备所述X射线源、所述多个光栅以及所述检测器的摄影系统进行相对旋转，
所述图像处理部构成为：在伴随被摄体与所述摄影系统的一圈的相对旋转而产生的多个旋转位置中的各个旋转位置处，在前半个180度的范围内将所述多个光栅以成为所述第一相对位置关系和所述第二相对位置关系中的某一关系的方式进行配置并拍摄图像，在后半个180度的范围内将所述多个光栅以成为所述第一相对位置关系和所述第二相对位置关系中的另一个关系的方式进行配置并拍摄图像，由此进行断层摄影。
7.根据权利要求1所述的X射线相位摄影装置，其特征在于，
所述图像处理部构成为根据将所述多个光栅以成为一个规定相对位置关系的方式进行配置并进行拍摄所得到的图像来生成包含吸收像和暗视场像的第三图像。
8.根据权利要求7所述的X射线相位摄影装置，其特征在于，
所述图像处理部构成为根据第一图像或第二图像来生成所述第三图像，其中，该第一图像是以使所述第一光栅的自身像的明线的中心位于所述第二光栅的狭缝部分的方式配置所述第一光栅和所述第二光栅并进行拍摄所得到的图像，该第二图像是以使所述第一光栅的自身像的明线的中心位于所述第二光栅的X射线吸收部分的方式配置所述第一光栅和所述第二光栅并进行拍摄所得到的图像。
9.根据权利要求8所述的X射线相位摄影装置，其特征在于，
所述图像处理部构成为根据所述第一图像或所述第二图像来生成所述第三图像，其中，所述第一图像是以使所述第一光栅的自身像的明线的中心与所述第二光栅的狭缝部分的中心一致的方式配置所述第一光栅和所述第二光栅并进行拍摄所得到的图像，所述第二图像是以使所述第一光栅的自身像的明线的中心与所述第二光栅的X射线吸收部分的中心一致的方式配置所述第一光栅和所述第二光栅并进行拍摄所得到的图像。
10.根据权利要求1所述的X射线相位摄影装置，其特征在于，
所述多个光栅还包括被配置在所述X射线源与所述第一光栅之间的第三光栅。
CN201710898567.9A 2016-12-26 2017-09-28 X射线相位摄影装置 Withdrawn CN108236473A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-251680 2016-12-26
JP2016251680A JP6673188B2 (ja) 2016-12-26 2016-12-26 Ｘ線位相撮影装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108236473A true CN108236473A (zh) 2018-07-03

Family

ID=62629596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710898567.9A Withdrawn CN108236473A (zh) 2016-12-26 2017-09-28 X射线相位摄影装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20180180558A1 (zh)
JP (1) JP6673188B2 (zh)
CN (1) CN108236473A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108896584A (zh) * 2018-05-18 2018-11-27 合肥工业大学 基于双探测器光栅干涉仪的单次曝光x射线暗场成像方法
CN110133012A (zh) * 2019-07-02 2019-08-16 合肥工业大学 基于三探测器光栅干涉仪的单次曝光多模式x射线成像方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6626578B2 (ja) * 2016-07-28 2019-12-25 株式会社島津製作所 Ｘ線位相差撮像装置
US11313814B2 (en) * 2017-12-20 2022-04-26 Rensselaer Polytechnic Institute Detection scheme for x-ray small angle scattering

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102221565A (zh) * 2010-04-19 2011-10-19 清华大学 X射线源光栅步进成像系统与成像方法
US20110293064A1 (en) * 2009-07-07 2011-12-01 Tsinghua University and Nuctech Company Limited X-ray dark-field imaging system and method
WO2012128335A1 (ja) * 2011-03-23 2012-09-27 コニカミノルタエムジー株式会社 医用画像表示システム
WO2016177875A1 (en) * 2015-05-06 2016-11-10 Koninklijke Philips N.V. X-ray imaging

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112014032082A2 (pt) * 2012-06-27 2017-06-27 Koninklijke Philips Nv método para formação de imagem de campo escuro e sistema de formação de imagem
DE102012224258A1 (de) * 2012-12-21 2014-06-26 Siemens Aktiengesellschaft Röntgenaufnahmesystem zur differentiellen Phasenkontrast-Bildgebung eines Untersuchungsobjekts mit Phase-Stepping sowie angiographisches Untersuchungsverfahren
JP2015024068A (ja) * 2013-07-29 2015-02-05 コニカミノルタ株式会社 医用画像処理装置
US10393890B2 (en) * 2015-04-09 2019-08-27 Shimadzu Corporation X-ray imaging device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110293064A1 (en) * 2009-07-07 2011-12-01 Tsinghua University and Nuctech Company Limited X-ray dark-field imaging system and method
CN102221565A (zh) * 2010-04-19 2011-10-19 清华大学 X射线源光栅步进成像系统与成像方法
WO2012128335A1 (ja) * 2011-03-23 2012-09-27 コニカミノルタエムジー株式会社 医用画像表示システム
WO2016177875A1 (en) * 2015-05-06 2016-11-10 Koninklijke Philips N.V. X-ray imaging

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108896584A (zh) * 2018-05-18 2018-11-27 合肥工业大学 基于双探测器光栅干涉仪的单次曝光x射线暗场成像方法
CN110133012A (zh) * 2019-07-02 2019-08-16 合肥工业大学 基于三探测器光栅干涉仪的单次曝光多模式x射线成像方法
CN110133012B (zh) * 2019-07-02 2022-01-18 合肥工业大学 基于三探测器光栅干涉仪的单次曝光多模式x射线成像方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018102558A (ja) 2018-07-05
US20180180558A1 (en) 2018-06-28
JP6673188B2 (ja) 2020-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7020169B2 (ja) Ｘ線撮影システム
FI123402B (fi) Menetelmä ja laite digitaalisen tomosynteettisen kolmiulotteisen röntgenkuvan tuottamiseksi tutkimuskohteesta
JP5174180B2 (ja) Ｘ線撮像装置およびｘ線撮像方法
JP5777360B2 (ja) Ｘ線撮像装置
CN105264361B (zh) 高分辨率计算机断层扫描
CN110049725B (zh) X射线相位成像装置
US7708462B2 (en) Transmission image capturing system and transmission image capturing method
JP4488885B2 (ja) Ｃｔ装置
CN108236473A (zh) X射线相位摄影装置
JP6897799B2 (ja) Ｘ線位相撮像システム
JP2012200567A (ja) 放射線撮影システム及び放射線撮影方法
CN104487868A (zh) 放射线图像取得装置
CN111343921B (zh) X射线摄影装置
CN109283200B (zh) X射线相位成像装置和含有纤维的材料的缺陷检测方法
JP2003329616A (ja) ユーセントリック型傾斜三次元ｘ線ｃｔ及びそれによる三次元画像の撮影方法
JP6969691B2 (ja) Ｘ線位相撮像システム
WO2012169426A1 (ja) 放射線撮影システム
JP2013164339A (ja) Ｘ線撮像装置
JP7031371B2 (ja) Ｘ線位相差撮像システム
CN109106388B (zh) Ｘ射线成像装置以及ｘ射线成像图像的合成方法
JP6631707B2 (ja) Ｘ線位相差撮像システム
JP5920917B2 (ja) 移動物の可視化方法及び可視化装置
JP2021021600A (ja) Ｘ線イメージング装置およびｘ線イメージング方法
WO2012056992A1 (ja) 放射線画像検出装置、放射線撮影装置、放射線撮影システム
TWI798527B (zh) Ｘ線攝像裝置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20180703

WW01 Invention patent application withdrawn after publication