(57)【要約】【課題】アナライザを利用してＸ線撮影を行うＸ線画像撮影装置において、コントラスト比が高く鮮明なＸ線画像を取得することができるＸ線画像撮影装置およびＸ線画像撮影システムを提供すること。【解決手段】Ｘ線源と、校正用ファントムを透過するＸ線を受光して、それぞれ、吸収像と位相像の成分の比率が異なる第１、第２のＸ線に分離する角度アナライザと、第１のＸ線を検出し、信号を出力する第１の検出器と、第２のＸ線を検出し、信号を出力する第２の検出器と、第２の信号の強度を測定し、強度信号を出力する強度測定器と、角度アナライザの受光面の角度を変更する角度変更手段と、角度変更手段により角度アナライザの受光面の角度を変更し、第２のＸ線の位相像の成分が、第１のＸ線の位相像の成分より多く、かつ、第２のＸ線の強度が最小となるように、角度アナライザの受光面の角度を調整する制御を行う制御手段とを備えることで上記課題を解決する。【選択図】図２
2010187828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源と、
前記Ｘ線源から照射され、校正用ファントムを透過するＸ線を受光して、それぞれ、吸収像の成分と位相像の成分の比率が異なる第１および第２のＸ線に分離する角度アナライザと、
前記第１のＸ線を検出して第１のＸ線画像信号を出力する第１の検出器と、
前記第２のＸ線を検出して第２のＸ線画像信号を出力する第２の検出器と、
前記第２のＸ線画像信号の強度を測定して第２のＸ線強度信号を出力する強度測定器と、
前記Ｘ線源から照射されるＸ線の照射方向に対する、前記角度アナライザの受光面の角度を変更する角度変更手段と、
前記角度変更手段により前記角度アナライザの受光面の角度を変更し、前記第２のＸ線に含まれる位相像の成分が、前記第１のＸ線に含まれる位相像の成分よりも多くなるように、かつ、前記角度アナライザの受光面の角度の変更に応じて変化する前記第２のＸ線強度信号に基づき、前記第２のＸ線の強度が最小となるように、前記角度アナライザの受光面の角度を調整する制御を行う制御手段とを備えていることを特徴とするＸ線画像撮影装置。
【請求項２】
Ｘ線源と、
前記Ｘ線源から照射されるＸ線を受光して、それぞれ、吸収像の成分と位相像の成分の比率が異なる第１および第２のＸ線に分離する角度アナライザと、
前記第１のＸ線を検出して第１のＸ線画像信号を出力する第１の検出器と、
前記第２のＸ線を検出して第２のＸ線画像信号を出力する第２の検出器と、
前記第１のＸ線画像信号の強度を測定して第１のＸ線強度信号を出力する強度測定器と、
前記Ｘ線源から照射されるＸ線の照射方向に対する、前記角度アナライザの受光面の角度を変更する角度変更手段と、
前記角度変更手段により前記角度アナライザの受光面の角度を変更し、前記第２のＸ線に含まれる位相像の成分が、前記第１のＸ線に含まれる位相像の成分よりも多くなるように、かつ、前記角度アナライザの受光面の角度の変更に応じて変化する前記第１のＸ線強度信号に基づき、前記第１のＸ線の強度が最大となるように、前記角度アナライザの受光面の角度を調整する制御を行う制御手段とを備えていることを特徴とするＸ線画像撮影装置。
【請求項３】
Ｘ線源と、
前記Ｘ線源から照射され、校正用ファントムを透過するＸ線を受光して、それぞれ、吸収像の成分と位相像の成分の比率が異なる第１および第２のＸ線に分離する角度アナライザと、
前記第１のＸ線を検出して第１のＸ線画像信号を出力する第１の検出器と、
前記第２のＸ線を検出して第２のＸ線画像信号を出力する第２の検出器と、
前記第１および第２のＸ線画像信号の強度を測定して第１および第２のＸ線強度信号を出力する強度測定器と、
前記Ｘ線源から照射されるＸ線の照射方向に対する、前記角度アナライザの受光面の角度を変更する角度変更手段と、
前記角度変更手段により前記角度アナライザの受光面の角度を変更し、前記第２のＸ線に含まれる位相像の成分が、前記第１のＸ線に含まれる位相像の成分よりも多くなるように、かつ、前記角度アナライザの受光面の角度の変更に応じて変化する前記第１および第２のＸ線強度信号に基づき、前記第１のＸ線の強度から前記第２のＸ線の強度を減算して得られる差分値が最大となるように、前記角度アナライザの受光面の角度を調整する制御を行う制御手段とを備えていることを特徴とするＸ線画像撮影装置。
【請求項４】
Ｘ線源と、
前記Ｘ線源から照射され、校正用ファントムを透過するＸ線を受光して、それぞれ、吸収像の成分と位相像の成分の比率が異なる第１および第２のＸ線に分離する角度アナライザと、
前記第１のＸ線を検出してＸ線強度信号を出力する強度検出器と、
前記第２のＸ線を検出してＸ線画像信号を出力する検出器と、
前記Ｘ線源から照射されるＸ線の照射方向に対する、前記角度アナライザの受光面の角度を変更する角度変更手段と、
前記角度変更手段により前記角度アナライザの受光面の角度を変更し、前記角度アナライザの受光面の角度の変更に応じて変化する前記Ｘ線強度信号に基づき、前記第１のＸ線の強度が最大となるように、前記角度アナライザの受光面の角度を調整する制御を行う制御手段とを備えていることを特徴とするＸ線画像撮影装置。
【請求項５】
前記角度変更手段は、前記角度アナライザの角度を所定の範囲でリニアに変更し、前記Ｘ線源は、前記角度アナライザの受光面の角度を変更する間、Ｘ線を照射し続けることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項６】
前記角度変更手段は、前記角度アナライザの角度を所定の範囲で単位角度ずつ段階的に変更し、前記角度アナライザの受光面の角度を変更する間、Ｘ線を照射し続けるか、もしくは、前記角度アナライザの受光面の角度を単位角度変更する毎にＸ線を照射することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項７】
前記強度測定器は、前記検出器の受光面全面のＸ線画像信号の平均値に基づいて、前記Ｘ線の強度を測定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項８】
前記強度測定器は、前記検出器の受光面周辺部のＸ線画像信号の平均値に基づいて、前記Ｘ線の強度を測定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項９】
前記強度測定器は、前記検出器の受光面全面のＸ線画像信号のヒストグラムを計算し、背景と判断した領域の平均値に基づいて、前記Ｘ線の強度を測定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項１０】
前記強度検出器は、その受光面全面のＸ線受光量の平均値に基づいて、前記Ｘ線の強度を検出することを特徴とする請求項４に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項１１】
前記強度検出器は、その受光面周辺部のＸ線受光量の平均値に基づいて、前記Ｘ線の強度を検出することを特徴とする請求項４に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項１２】
前記強度検出器は、その受光面全面のＸ線受光量のヒストグラムを計算し、背景と判断した領域の平均値に基づいて、前記Ｘ線の強度を検出することを特徴とする請求項４に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項１３】
被写体をＸ線撮影して獲られるＸ線画像信号を出力するＸ線画像撮影装置と、
前記Ｘ線画像撮影装置から供給されるＸ線画像信号に基づいて前記Ｘ線撮影された被写体のＸ線画像を生成するＸ線画像処理装置とを有し、
前記Ｘ線画像撮影装置は、Ｘ線源と、
前記Ｘ線源から照射され、校正用ファントムを透過するＸ線を受光して、それぞれ、吸収像の成分と位相像の成分の比率が異なる第１および第２のＸ線に分離する角度アナライザと、
前記第１のＸ線を検出して第１のＸ線画像信号を出力する第１の検出器と、
前記第２のＸ線を検出して第２のＸ線画像信号を出力する第２の検出器と、
前記Ｘ線源から照射されるＸ線の照射方向に対する、前記角度アナライザの受光面の角度を変更する角度変更手段と、
前記角度変更手段により前記角度アナライザの受光面の角度を変更し、前記第２のＸ線に含まれる位相像の成分が、前記第１のＸ線に含まれる位相像の成分よりも多くなるように、かつ、前記角度アナライザの受光面の角度の変更に応じて、前記Ｘ線画像処理装置により前記第２のＸ線画像信号に基づいて生成されるＸ線画像における位相像のコントラストが最大となるように、前記角度アナライザの受光面の角度を調整する制御を行う制御手段とを備えていることを特徴とするＸ線画像撮影システム。
【請求項１４】
被写体をＸ線撮影して得られるＸ線画像信号を出力するＸ線画像撮影装置と、
前記Ｘ線画像撮影装置から供給されるＸ線画像信号に基づいて前記Ｘ線撮影された被写体のＸ線画像を生成するＸ線画像処理装置とを有し、
前記Ｘ線画像撮影装置は、Ｘ線源と、
前記Ｘ線源から照射されるＸ線を受光して、それぞれ、吸収像の成分と位相像の成分の比率が異なる第１および第２のＸ線に分離する角度アナライザと、
前記第１のＸ線を検出して第１のＸ線画像信号を出力する第１の検出器と、
前記第２のＸ線を検出して第２のＸ線画像信号を出力する第２の検出器と、
前記Ｘ線源から照射されるＸ線の照射方向に対する、前記角度アナライザの受光面の角度を変更する角度変更手段と、
前記角度変更手段により前記角度アナライザの受光面の角度を変更し、前記第２のＸ線に含まれる位相像の成分が、前記第１のＸ線に含まれる位相像の成分よりも多くなるように、かつ、前記角度アナライザの受光面の角度の変更に応じて、前記Ｘ線画像処理装置により前記第１のＸ線画像信号に基づいて生成されるＸ線画像における吸収像のコントラストが最大となるように、前記角度アナライザの受光面の角度を調整する制御を行う制御手段とを備えていることを特徴とするＸ線画像撮影システム。
【請求項１５】
前記角度変更手段は、前記角度アナライザの角度を所定の範囲でリニアに変更し、前記Ｘ線源は、前記角度アナライザの受光面の角度を変更する間、Ｘ線を照射し続けることを特徴とする請求項１３または１４に記載のＸ線画像撮影システム。
【請求項１６】
前記角度変更手段は、前記角度アナライザの角度を所定の範囲で単位角度ずつ段階的に変更し、前記角度アナライザの受光面の角度を変更する間、Ｘ線を照射し続けるか、もしくは、前記角度アナライザの受光面の角度を単位角度変更する毎にＸ線を照射することを特徴とする請求項１３または１４に記載のＸ線画像撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角度アナライザを利用してＸ線撮影を行うＸ線画像撮影装置と、このＸ線画像撮影装置から供給されるＸ線画像信号に基づいてＸ線画像を生成するＸ線画像撮影システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線撮影において、従来は、Ｘ線が人体等の被写体を透過する時、被写体の各組織（各部位）の密度に応じて吸収されるＸ線量が異なることを利用して吸収像（吸収コントラスト画像）を作成すること（吸収イメージング）が主流であった。
【０００３】
これに対し、近年では、Ｘ線が被写体を透過する時、被写体の各組織の輪郭部分（組織間の境界部分）、例えば、軟骨と関節液との境界部分において、Ｘ線がわずかに屈折して位相が変化することを利用して位相像（位相コントラスト画像）を作成すること（位相イメージング）が行われるようになってきた。また、吸収像と位相像を組み合わせてＸ線画像を作成することも行われている。
【０００４】
位相像は、被写体の各組織の輪郭部分が強調された画像であるため、吸収像では描画することが困難であった軟部組織、例えば、軟骨、乳房、筋肉、腱、靱帯、血管等の組織も鮮明に描画することができ、医療画像においては、病変部位の診断等への利用が検討されている。
【０００５】
ところで、Ｘ線源から照射（曝射）されるＸ線を、角度アナライザを用いて吸収像と位相像とに分離し、それぞれ、Ｘ線画像検出器で検出してＸ線画像信号（デジタル画像データ）を取得するＸ線画像撮影装置では、アナライザの角度に応じて、取得したそれぞれのＸ線画像信号に含まれる吸収像の成分と位相像の成分との比率が異なってくる。そのため、コントラスト比の高い鮮明なＸ線画像を得るためには、アナライザを最適な角度に調整する必要がある。
【０００６】
ここで、本発明に関連性のあると思われる先行技術文献として特許文献１がある。
この文献には、アナライザを用いてＸ線画像を取得するＸ線画像撮影装置の応用例として、物体にＸ線を照射し、アナライザを用いて物体内の像を得ることにより、物体の内部構造を非破壊分析する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2003-329617号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、アナライザを利用してＸ線撮影を行うＸ線画像撮影装置において、コントラスト比が高く鮮明なＸ線画像を取得することができるＸ線画像撮影装置およびＸ線画像撮影システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、
Ｘ線源と、
前記Ｘ線源から照射され、校正用ファントムを透過するＸ線を受光して、それぞれ、吸収像の成分と位相像の成分の比率が異なる第１および第２のＸ線に分離する角度アナライザと、
前記第１のＸ線を検出して第１のＸ線画像信号を出力する第１の検出器と、
前記第２のＸ線を検出して第２のＸ線画像信号を出力する第２の検出器と、
前記第２のＸ線画像信号の強度を測定して第２のＸ線強度信号を出力する強度測定器と、
前記Ｘ線源から照射されるＸ線の照射方向に対する、前記角度アナライザの受光面の角度を変更する角度変更手段と、
前記角度変更手段により前記角度アナライザの受光面の角度を変更し、前記第２のＸ線に含まれる位相像の成分が、前記第１のＸ線に含まれる位相像の成分よりも多くなるように、かつ、前記角度アナライザの受光面の角度の変更に応じて変化する前記第２のＸ線強度信号に基づき、前記第２のＸ線の強度が最小となるように、前記角度アナライザの受光面の角度を調整する制御を行う制御手段とを備えていることを特徴とするＸ線画像撮影装置を提供する。
【００１０】
また、本発明は、
前記Ｘ線源から照射されるＸ線を受光して、それぞれ、吸収像の成分と位相像の成分の比率が異なる第１および第２のＸ線に分離する角度アナライザと、
前記第１のＸ線を検出して第１のＸ線画像信号を出力する第１の検出器と、
前記第２のＸ線を検出して第２のＸ線画像信号を出力する第２の検出器と、
前記第１のＸ線画像信号の強度を測定して第１のＸ線強度信号を出力する強度測定器と、
前記Ｘ線源から照射されるＸ線の照射方向に対する、前記角度アナライザの受光面の角度を変更する角度変更手段と、
前記角度変更手段により前記角度アナライザの受光面の角度を変更し、前記第２のＸ線に含まれる位相像の成分が、前記第１のＸ線に含まれる位相像の成分よりも多くなるように、かつ、前記角度アナライザの受光面の角度の変更に応じて変化する前記第１のＸ線強度信号に基づき、前記第１のＸ線の強度が最大となるように、前記角度アナライザの受光面の角度を調整する制御を行う制御手段とを備えていることを特徴とするＸ線画像撮影装置を提供するものである。
【００１１】
また、本発明は、
Ｘ線源と、
前記Ｘ線源から照射され、校正用ファントムを透過するＸ線を受光して、それぞれ、吸収像の成分と位相像の成分の比率が異なる第１および第２のＸ線に分離する角度アナライザと、
前記第１のＸ線を検出して第１のＸ線画像信号を出力する第１の検出器と、
前記第２のＸ線を検出して第２のＸ線画像信号を出力する第２の検出器と、
前記第１および第２のＸ線画像信号の強度を測定して第１および第２のＸ線強度信号を出力する強度測定器と、
前記Ｘ線源から照射されるＸ線の照射方向に対する、前記角度アナライザの受光面の角度を変更する角度変更手段と、
前記角度変更手段により前記角度アナライザの受光面の角度を変更し、前記第２のＸ線に含まれる位相像の成分が、前記第１のＸ線に含まれる位相像の成分よりも多くなるように、かつ、前記角度アナライザの受光面の角度の変更に応じて変化する前記第１および第２のＸ線強度信号に基づき、前記第１のＸ線の強度から前記第２のＸ線の強度を減算して得られる差分値が最大となるように、前記角度アナライザの受光面の角度を調整する制御を行う制御手段とを備えていることを特徴とするＸ線画像撮影装置を提供するものである。
【００１２】
また、本発明は、
Ｘ線源と、
前記Ｘ線源から照射され、校正用ファントムを透過するＸ線を受光して、それぞれ、吸収像の成分と位相像の成分の比率が異なる第１および第２のＸ線に分離する角度アナライザと、
前記第１のＸ線を検出してＸ線強度信号を出力する強度検出器と、
前記第２のＸ線を検出してＸ線画像信号を出力する検出器と、
前記Ｘ線源から照射されるＸ線の照射方向に対する、前記角度アナライザの受光面の角度を変更する角度変更手段と、
前記角度変更手段により前記角度アナライザの受光面の角度を変更し、前記角度アナライザの受光面の角度の変更に応じて変化する前記Ｘ線強度信号に基づき、前記第１のＸ線の強度が最大となるように、前記角度アナライザの受光面の角度を調整する制御を行う制御手段とを備えていることを特徴とするＸ線画像撮影装置を提供するものである。
【００１３】
ここで、前記Ｘ線画像撮影装置のいずれにおいても、前記角度変更手段は、前記角度アナライザの角度を所定の範囲でリニアに変更し、前記Ｘ線源は、前記角度アナライザの受光面の角度を変更する間、Ｘ線を照射し続けることが好ましい。
【００１４】
また、前記Ｘ線画像撮影装置のいずれにおいても、前記角度変更手段は、前記角度アナライザの角度を所定の範囲で単位角度ずつ段階的に変更し、前記角度アナライザの受光面の角度を変更する間、Ｘ線を照射し続けるか、もしくは、前記角度アナライザの受光面の角度を単位角度変更する毎にＸ線を照射することが好ましい。
【００１５】
また、前記強度測定器は、前記検出器の受光面全面のＸ線画像信号の平均値に基づいて、前記Ｘ線の強度を測定することが好ましい。
【００１６】
また、前記強度測定器は、前記検出器の受光面周辺部のＸ線画像信号の平均値に基づいて、前記Ｘ線の測定を検出することが好ましい。
【００１７】
また、前記強度測定器は、前記検出器の受光面全面のＸ線画像信号のヒストグラムを計算し、背景と判断した領域の平均値に基づいて、前記Ｘ線の強度を測定することが好ましい。
【００１８】
また、前記強度検出器は、その受光面全面のＸ線受光量の平均値に基づいて、前記Ｘ線の強度を検出することが好ましい。
【００１９】
また、前記強度検出器は、その受光面周辺部のＸ線画像信号の平均値に基づいて、前記Ｘ線の強度を検出することが好ましい。
【００２０】
また、前記強度検出器は、その受光面全面のＸ線画像信号のヒストグラムを計算し、背景と判断した領域の平均値に基づいて、前記Ｘ線の強度を検出することが好ましい。
【００２１】
また、本発明は、
被写体をＸ線撮影して得られるＸ線画像信号を出力するＸ線画像撮影装置と、
前記Ｘ線画像撮影装置から供給されるＸ線画像信号に基づいて前記Ｘ線撮影された被写体のＸ線画像を生成するＸ線画像処理装置とを有し、
前記Ｘ線画像撮影装置は、Ｘ線源と、
前記Ｘ線源から照射され、校正用ファントムを透過するＸ線を受光して、それぞれ、吸収像の成分と位相像の成分の比率が異なる第１および第２のＸ線に分離する角度アナライザと、
前記第１のＸ線を検出して第１のＸ線画像信号を出力する第１の検出器と、
前記第２のＸ線を検出して第２のＸ線画像信号を出力する第２の検出器と、
前記Ｘ線源から照射されるＸ線の照射方向に対する、前記角度アナライザの受光面の角度を変更する角度変更手段と、
前記角度変更手段により前記角度アナライザの受光面の角度を変更し、前記第２のＸ線に含まれる位相像の成分が、前記第１のＸ線に含まれる位相像の成分よりも多くなるように、かつ、前記角度アナライザの受光面の角度の変更に応じて、前記Ｘ線画像処理装置により前記第２のＸ線画像信号に基づいて生成されるＸ線画像における位相像のコントラストが最大となるように、前記角度アナライザの受光面の角度を調整する制御を行う制御手段とを備えていることを特徴とするＸ線画像撮影システムを提供するものである。
【００２２】
また、本発明は、
被写体をＸ線撮影して得られるＸ線画像信号を出力するＸ線画像撮影装置と、
前記Ｘ線画像撮影装置から供給されるＸ線画像信号に基づいて前記Ｘ線撮影された被写体のＸ線画像を生成するＸ線画像処理装置とを有し、
前記Ｘ線画像撮影装置は、Ｘ線源と、
前記Ｘ線源から照射されるＸ線を受光して、それぞれ、吸収像の成分と位相像の成分の比率が異なる第１および第２のＸ線に分離する角度アナライザと、
前記第１のＸ線を検出して第１のＸ線画像信号を出力する第１の検出器と、
前記第２のＸ線を検出して第２のＸ線画像信号を出力する第２の検出器と、
前記Ｘ線源から照射されるＸ線の照射方向に対する、前記角度アナライザの受光面の角度を変更する角度変更手段と、
前記角度変更手段により前記角度アナライザの受光面の角度を変更し、前記第２のＸ線に含まれる位相像の成分が、前記第１のＸ線に含まれる位相像の成分よりも多くなるように、かつ、前記角度アナライザの受光面の角度の変更に応じて、前記Ｘ線画像処理装置により前記第１のＸ線画像信号に基づいて生成されるＸ線画像における吸収像のコントラストが最大となるように、前記角度アナライザの受光面の角度を調整する制御を行う制御手段とを備えていることを特徴とするＸ線画像撮影システムを提供するものである。
【００２３】
ここで、前記角度変更手段は、前記角度アナライザの角度を所定の範囲でリニアに変更し、前記Ｘ線源は、前記角度アナライザの受光面の角度を変更する間、Ｘ線を照射し続けることが好ましい。
【００２４】
また、前記角度変更手段は、前記角度アナライザの角度を所定の範囲で単位角度ずつ段階的に変更し、前記角度アナライザの受光面の角度を変更する間、Ｘ線を照射し続けるか、もしくは、前記角度アナライザの受光面の角度を単位角度変更する毎にＸ線を照射することが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明では、アナライザの角度を適切に調整することにより、従来よりもコントラスト比の高い鮮明なＸ線画像を得ることができる。特に、医療画像においては、視認性を向上させることで誤診の発生を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に関わるＸ線画像装置の構成を表す一実施形態のブロック図である。
【図２】図１に示すＸ線撮影部の構成を表す一実施形態の概念図である。
【図３】Ｘ線撮影部のＸ線画像検出器によって検出される、吸収像・位相像の信号強度とアナライザ角度の対応関係をグラフに表したものである。
【図４】図１に示すＸ線撮影部の構成を表す一実施形態の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明のＸ線画像撮影システムおよびＸ線画像撮影装置を詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明に関わるＸ線画像撮影システムの構成を表す一実施形態のブロック図である。同図に示すＸ線画像撮影システム１０は、人体等の被写体をＸ線撮影して得られる同一部位の吸収像および位相像を組み合わせてＸ線画像を生成するものである。撮影システム１０は、本発明に関わるＸ線画像撮影装置であるＸ線撮影部１２と、画像処理装置である画像処理部１４と、表示部１６と、出力部１８とによって構成されている。
【００２９】
Ｘ線撮影部１２は、被写体のＸ線画像を撮影するものであり、図２に示すように、Ｘ線源２０と、シリコン単結晶からなる角度アナライザ（角度分析板）２２と、２つのデジタルＸ線画像検出器２４ａ、２４ｂと、強度測定器２５と、制御手段２３と、角度変更手段２７とによって構成されている。Ｘ線源２０から照射（曝射）されるＸ線の照射方向の下流側にアナライザ２２が配置され、アナライザ２２の下流側に検出器２４ａ、２４ｂが配置されている。
【００３０】
図２では省略しているが、Ｘ線源２０からは、所定帯域の波長のＸ線を含むブロードＸ線から、所定領域の単色平行Ｘ線が発生され、アナライザ２２に向かって照射（曝射）される。Ｘ線源２０から照射されたＸ線は、被写体２８が存在しない部分ではアナライザ２２に直接入射され、被写体２８が存在する部分では、被写体２８を透過したＸ線がアナライザ２２に入射される。
【００３１】
アナライザ２２は、例えば、矩形板状のものであり、その板面（Ｘ線の受光面）が、Ｘ線の照射方向に垂直な平面に対して一方向に所定の角度で傾斜されている。アナライザ２２に入射されたＸ線は、アナライザ２２内部を通過する時に、シリコン単結晶中の多数の結晶格子面で繰り返し反射され、第１のＸ線と、第２のＸ線とに分離される。アナライザの詳細は、例えば、特開２００３−３２９６１７号公報等に開示されている。
【００３２】
アナライザ２２によって分離された第１および第２のＸ線には、ともに吸収像の成分と位相像の成分が含まれる。ここで、吸収像は、被写体２８を透過したＸ線の強度情報に基づいて生成される画像である。一方、位相像は、被写体２８を透過したＸ線の位相情報に基づいて生成される画像である。
本実施形態では、制御手段２３により、第２のＸ線に含まれる位相像の成分が、第１のＸ線に含まれる位相像の成分より多くなるようにアナライザ２２の受光面の角度が調整される。
【００３３】
検出器２４ａ、２４ｂは、アナライザ２２によって分離された第１および第２のＸ線を検出して、それぞれ、第１および第２のＸ線画像信号（デジタル画像データ）を出力する。アナライザ２２によって分離された第１および第２のＸ線は、アナライザ２２から所定の角度を成して出力される。検出器２４ａ、２４ｂは、それぞれ、その板面（Ｘ線の受光面）が、第１および第２のＸ線の進行方向に対して垂直な方向に配置されている。検出器２４ａ、２４ｂの一例は、Ｘ線検出用のフラット型パネル（ＦＰＤ）である。
【００３４】
検出器２４ａ、２４ｂから出力された信号は、後述する画像処理部１４に入力されるとともに、強度測定器２５に入力される。強度測定器２５は、第１および第２のＸ線画像信号の信号強度を測定し、それぞれ、第１および第２のＸ線強度信号を出力する。強度測定器２５から出力される信号強度の情報は制御手段２３へ供給される。
【００３５】
強度測定器２５が第１および第２のＸ線画像信号の強度を測定する方法としては、何ら限定されないが、例えば、前記強度測定器２５において、前記検出器の受光面全面のＸ線画像信号の平均値に基づいてＸ線の強度を測定する方法、前記検出器の受光面周辺部のＸ線画像信号の平均値に基づいてＸ線の強度を測定する方法、前記検出器の受光面全面のＸ線画像信号のヒストグラムを計算し、背景と判断した領域の平均値に基づいてＸ線の強度を測定する方法等を挙げることができる。
【００３６】
制御手段２３は、前記強度測定器２５により測定される第２のＸ線画像信号の強度が最小となるように、角度変更手段２７を通じて、前記アナライザ２２の角度を調整する制御を行う。
【００３７】
角度変更手段２７は、アナライザ２２の受光面の角度を、所定の範囲、例えば０〜１°の範囲でリニアに変更する。アナライザ２２の受光面の角度を変えることによって、アナライザ２２を通過して第１および第２の検出器で検出される第１および第２のＸ線に含まれる位相像の成分と吸収像の成分との比率が変化する。
【００３８】
図３に示すように、上記第１および第２のＸ線のそれぞれに含まれる吸収像の成分と位相像の成分の比率は、角度変更手段２７によりアナライザ２２の角度を０〜１°の範囲で変えていくことによって周期的に変化する。第１および第２のそれぞれに含まれる吸収像の成分と位相像の成分の位相は１８０°ずれており、吸収像の成分の信号強度が最大の時に位相像の成分の信号強度が最小となり、吸収像の成分の信号強度が最小の時に位相像の成分の信号強度が最大となる。
【００３９】
Ｘ線撮影部１２は、Ｘ線撮影時に、Ｘ線源２０とアナライザ２２との間の所定位置に位置決めされる被写体２８の方向（すなわち、アナライザ２２の方向）に向かってＸ線を照射することにより、被写体２６のＸ線画像を撮影する。Ｘ線撮影部１２からは、撮影した被写体２８のＸ線画像のデジタル画像データである第１および第２のＸ線画像信号が出力される。
【００４０】
続いて、Ｘ線画像撮影システム１０において、画像処理部１４は、Ｘ線撮影部１２から供給されるＸ線画像信号に所定の画像処理を行い、Ｘ線撮影された被写体２８のＸ線画像を生成するものであり、例えば、コンピュータと画像処理部１４における画像処理をコンピュータに実行させるためのプログラムによって構成される。
【００４１】
また、表示部１６は、例えば、液晶ディスプレイ等のように、撮影されたＸ線画像を表示するものである。
【００４２】
出力部１８は、例えば、撮影されたＸ線画像をプリント出力するサーマルプリンタや、Ｘ線のデジタル画像データを保存する記憶装置等を含む。
【００４３】
画像処理部１４より所定の画像処理を施された画像は、表示部１６によって表示され、必要に応じて出力部１８により記録媒体に出力される。
【００４４】
次に、アナライザ２２の角度を調整する場合の動作を説明する。
【００４５】
アナライザ２２の角度を調整する場合、撮影被写体２８に相当する校正用ファントム（エッジパターン）２６がＸ線撮影部１２のＸ線源２０とアナライザ２２との間の所定位置に配置され、Ｘ線がＸ線源２０からアナライザ２２に向かって照射される。Ｘ線源２０から照射されたＸ線は、ファントム２６を透過し、アナライザ２２によって第１および第２のＸ線に分離される。
【００４６】
アナライザ２２によって分離された第１および第２のＸ線は、それぞれ、第１および第２の検出器２４ａ、２４ｂの受光面に入射される。第１および第２の検出器２４ａ、２４ｂは、それぞれ、第１および第２のＸ線を検出して第１および第２のＸ線画像信号を出力する。第１および第２のＸ線画像信号は、強度測定器２５に入力される。
【００４７】
強度測定器２５は、本実施形態の場合、第２のＸ線画像信号の強度を測定し、第２のＸ線強度信号を出力する。第２のＸ線強度信号は制御手段２３に入力される。
【００４８】
制御手段２３は、角度変更手段２７により、アナライザ２２の受光面の角度を、例えば初期状態の傾斜角度から０〜１°の範囲でリニアに変更するように制御する。この場合、Ｘ線源２０は、アナライザ２２の受光面の角度を変更する間、Ｘ線を常に照射し続ける。
【００４９】
続いて、制御手段２３は、第２のＸ線（または第２のＸ線画像信号）に含まれる位相像の成分が、第１のＸ線（または第１のＸ線画像信号）に含まれる位相像の成分よりも多くなるように、かつ、アナライザ２２の受光面の角度の変更に応じて変化する第２のＸ線強度信号に基づき、第２のＸ線（または第２のＸ線画像信号）の強度が最小（つまり、第２のＸ線（または第２のＸ線画像信号）に含まれる吸収像の成分の強度が最小）となるように、角度変更手段２７によりアナライザ２２の受光面の角度を調整する制御を行う。
【００５０】
アナライザ２２の角度を調整した後、その角度でアナライザ２２を固定し、ファントム２６を取り除く。
【００５１】
上記のようにアナライザ２２の角度を調整することにより、第１のＸ線（または第１のＸ線画像信号）に含まれる吸収像の成分を最大とし、かつ、第２のＸ線（または第２のＸ線画像信号）に含まれる位相像の成分を最大とすることできる。これにより、本実施形態のＸ線画像撮影システム１０であれば、画像処理部１４により、第１および第２のＸ線画像信号に基づいて、コントラスト比が高く、鮮明なＸ線画像を得ることができる。
【００５２】
次に、被写体（例えば人体）をＸ線撮影する時の動作を説明する。
【００５３】
被写体２８をＸ線撮影する場合、Ｘ線撮影しようとする被写体２８の所定部位が、Ｘ線撮影部１２のＸ線源２０とアナライザ２２との間の所定位置に位置決めされる。その後、Ｘ線がＸ線源２０からアナライザ２２に向かって照射されると、Ｘ線源２０から照射されたＸ線は、被写体２８を透過し、アナライザ２２によって第１および第２のＸ線に分離される。
【００５４】
第１のＸ線は検出器２４ａで検出され、検出器２４ａから第１のＸ線画像信号が出力される。一方、第２のＸ線は検出器２４ｂで検出され、検出器２４ｂから第２のＸ線画像信号が出力される。第１および第２の検出器２４ａ、２４ｂから出力される第１および第２のＸ線画像信号は、画像処理部１４に入力される。
【００５５】
画像処理部１４では、第１および第２のＸ線画像信号に基づき、エネルギーサブトラクション処理等を含む各種の画像処理がなされ、被写体２８をＸ線撮影して得られる同一部位の吸収像と位相像を組み合わせたＸ線画像が生成される。画像処理部１４によって生成されたＸ線画像は、表示部１６により表示され、必要に応じて出力部１８から出力される。
【００５６】
なお、本実施形態の態様に限らず、制御手段２３は、角度変更手段２７によるアナライザ２２の受光面の角度の変更に応じて、画像処理部１４により第２のＸ線画像信号に基づいて生成されるＸ線画像における位相像のコントラストが最大となるように、角度変更手段２７によるアナライザ２２の受光面の角度を調整する制御を行うようにしてもよい。
また、本実施形態において強度測定器２５が第１のＸ線画像信号の強度を測定することは必須ではない。
【００５７】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００５８】
本発明の第２の実施形態のＸ線画像撮影システムおよびＸ線撮影部１２の構成とＸ線撮影時の動作は第１の実施形態と同じである。両者の違いは、Ｘ線撮影部１２におけるアナライザ２２の角度を調整する方法である。以下、第２の実施形態について、アナライザ２２の角度の調整方法を説明する。
【００５９】
第２の実施形態において、制御手段２３は、前記強度測定器２５により測定される第１のＸ線画像信号の強度が最大となるように、角度変更手段２７を通じて、前記アナライザ２２の角度を調整する制御を行う。
【００６０】
第１および第２のＸ線画像信号が強度測定器２５に入力されるまでの動作は第１の実施形態と同じである。
【００６１】
強度測定器２５は、本実施形態の場合、検出器２４ａから供給される第１のＸ線画像信号の強度を測定し、第１のＸ線強度信号を出力する。第１のＸ線強度信号は制御手段２３に入力される。
【００６２】
制御手段２３は、角度変更手段２７により、アナライザ２２の受光面の角度を、同様に初期状態の傾斜角度から０〜１°の範囲でリニアに変更するように制御する。また、Ｘ線源２０は、アナライザ２２の受光面の角度を変更する間、Ｘ線を常に照射し続ける。
【００６３】
続いて、制御手段２３は、第２のＸ線（または第２のＸ線画像信号）に含まれる位相像の成分が、第１のＸ線（または第１のＸ線画像信号）に含まれる位相像の成分よりも多くなるように、かつ、アナライザ２２の受光面の角度の変更に応じて変化する第１のＸ線強度信号に基づき、第１のＸ線（または第１のＸ線画像信号）の強度が最大（つまり、第１のＸ線（または第１のＸ線画像信号）に含まれる吸収像の成分の強度が最大）となるように、角度変更手段２７によりアナライザ２２の受光面の角度を調整する制御を行う。
【００６４】
上記の通りアナライザ２２を調節した後、その角度でアナライザ２２を固定し、ファントム２６を取り除く。
【００６５】
本実施形態においても第１の実施形態と同じ効果を得ることができる。
【００６６】
なお、本実施形態の態様に限らず、制御手段２３は、角度変更手段２７によるアナライザ２２の角度の変更に応じて、画像処理部１４により第２のＸ線画像信号に基づいて生成されるＸ線画像における位相像のコントラストが最大となるように、角度変更手段２７によるアナライザ２２の角度を調整する制御を行うようにしてもよい。また、本実施形態において強度測定器２５が第２のＸ線画像信号の強度を測定することは必須ではない。
【００６７】
また、上記第２の実施形態では、アナライザの角度を調整する時に配置する校正用ファントムは必須ではなく、ファントムを配置せず、上記と同様にしてアナライザの角度を調整することもできる。
【００６８】
また、本実施形態において、第１の検出器２４ａ（デジタルＸ線画像検出器）を、Ｘ線強度のみ測ることのできる強度検出器に置き換えることもできる。これを、図４に示す。
【００６９】
図４において、アナライザ４２を通過し分離された第１のＸ線は、強度検出器４９により、直接、Ｘ線強度信号に変えられ、制御器４３に送られる。また、第１のＸ線については、Ｘ線画像信号は作成・送信されない。
【００７０】
そして、図２と同様、制御器４３は、信号強度が最大になるよう、角度変更手段によりアナライザ４２の角度を調節する。
【００７１】
この場合、図２と違い、強度検出器４９より直接、Ｘ線強度信号が出力されるため、強度測定器は必要ではない。また、第１の検出器であるデジタルＸ線画像検出器も必要ないため、第２の実施形態の簡易な形であると言える。
【００７２】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００７３】
本発明の第３の実施形態の画像撮影システムおよびＸ線撮影部１２の構成とＸ線撮影時の動作は第１の実施形態と同じである。両者の違いは、同様にＸ線撮影部１２におけるアナライザ２２の角度を調整する方法である。以下、第３の実施形態について、アナライザ２２の角度の調整方法を説明する。
【００７４】
第３の実施形態において、制御手段２３は、前記強度測定器２５により測定される第１のＸ線画像信号の強度から第２のＸ線画像信号の強度を減算して得られる差分値が最大となるように、角度変更手段２７を通じて、前記アナライザ２２の角度を調整する制御を行う。
【００７５】
第１および第２のＸ線画像信号が強度測定器２５に入力されるまでの動作は第１の実施形態と同じである。
【００７６】
強度測定器２５は、本実施形態の場合、第１および第２の検出器２４ａ、２４ｂから供給される第１および第２のＸ線画像信号の強度を測定し、第１および第２のＸ線強度信号を出力する。第１および第２のＸ線強度信号は制御手段２３に入力される。
【００７７】
制御手段２３は、角度変更手段２７により、アナライザ２２の受光面の角度を、同様に初期状態の傾斜角度から０〜１°の範囲でリニアに変更するように制御する。また、Ｘ線源２０は、アナライザ２２の受光面の角度を変更する間、Ｘ線を常に照射し続ける。
【００７８】
続いて、制御手段２３は、第２のＸ線（または第２のＸ線画像信号）に含まれる位相像の成分が、第１のＸ線（または第１のＸ線画像信号）に含まれる位相像の成分よりも多くなるように、かつ、アナライザ２２の受光面の角度の変更に応じて変化する第１および第２のＸ線強度信号に基づき、第１のＸ線（または第１のＸ線画像信号）の強度から第２のＸ線（または第２のＸ線画像信号）の強度を減算して得られる差分値が最大（つまり、第１のＸ線（または第１のＸ線画像信号）に含まれる吸収像の成分の強度が最大）となるように、角度変更手段２７によりアナライザ２２の受光面の角度を調整する制御を行う。
【００７９】
上記の通りアナライザ２２を調節した後、その角度でアナライザ２２を固定し、ファントム２６を取り除く。
【００８０】
本実施形態においても第１の実施形態と同じ効果を得ることができる。
【００８１】
また、上記実施形態１〜３（簡易な形も含む）において、前記制御手段２３は、前記角度変更手段２７により、前記角度アナライザ２３の受光面の角度を所定の範囲で単位角度ずつ段階的に変更するように制御してもよい。この場合、Ｘ線源２０は、前記角度アナライザ２３の受光面の角度を変更する間、Ｘ線を照射し続けるか、もしくは、前記角度アナライザ２３の受光面の角度を単位角度変更する毎にＸ線を照射してもよい。
【００８２】
本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００８３】
１０  Ｘ線画像撮影システム
１２  Ｘ線撮影部
１４  画像処理部
１６  表示部
１８  出力部
２０、４０  Ｘ線源
２２、４２  角度アナライザ（角度分析板）
２３、４３  制御手段
２４ａ、２４ｂ、４４  デジタルＸ線画像検出器
２５  強度測定器
２６、４６  校正用ファントム
２７、４７  角度変更手段
２８、４８  被写体
４９  強度検出器
【図１】
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【図２】
2010187828.tif 000004
【図３】
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【図４】
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