【手続補正書】
【提出日】平成17年3月31日(2005.3.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
位相コントラスト法には、干渉計やゾーンプレートを用いることにより生じた干渉Ｘ線に基づいて位相差を求める手法や、回折Ｘ線に基づいて位相差を求める手法がある。この内、回折Ｘ線に基づいて位相差を求める回折法は、次のような原理に基づいて位相差を求める。例えば、Ｘ線は、光と同様に波が進行することにより物質中を伝搬する。その伝搬する速度は、物質が有する屈折率によって異なる。このため、位相の揃ったＸ線を被写体に向けて照射すると、被写体における組織の違いによりＸ線の伝わり方に相違が生じる。これにより被写体を透過するＸ線の波面が歪むので、透過Ｘ線に基づいて得られたＸ線画像に回折縞が生じる。この回折縞のパターンは、Ｘ線を結像させるスクリーンと被写体との距離やＸ線の波長によって異なっている。従って、回折縞パターンの異なる２枚以上のＸ線画像を解析することにより、スクリーンの各位置において生じたＸ線の位相差を求めることができる。この位相差を明度に換算することにより、被写体における組織の違いが明確に現れたＸ線画像を得ることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
次に、位相復元の原理について、図９を用いて説明する。図９に示すように、波長λを有するＸ線は、図の左側から入射し、物体面１０１を透過し、物体面１０１から距離ｚだけ離れたスクリーン１０２に入射する。ここで、スクリーン１０２上の位置（ｘ，ｙ）におけるＸ線の強度をＩ（ｘ，ｙ）、位相をφ（ｘ，ｙ）とする。このとき、強度Ｉ（ｘ，ｙ）と位相φ（ｘ，ｙ）との間には、次式に示す関係が成り立つ。ここで、強度Iは、波の振幅の２乗である。
【数２】
2004121659.tif 000001
式（２）においてκ＝２π／λとおき、（ｘ，ｙ）成分をベクトルｒに書き換えると、式（１）に示すＴＩＥが導かれる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
しかしながら、スクリーン１０２に入射したＸ線の強度Ｉ（ｘ，ｙ）は、Ｘ線を発生する放射線源が有限の焦点サイズを有することによりボケが生じる。また、物体面１０１とスクリーン１０２との距離を変えると、強度のボケ量が異なるため、単純に２つの強度Ｉ（ｘ，ｙ）の差を計算し、有限要素法等の解法によりφ（ｘ，ｙ）を求めても、異なるボケ量による誤差が生じる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
図２は、撮像部１の構成を示す模式図である。放射線源１２としては、コヒーレント性及び単色性が高いビームを発生することができる放射線源を用いることが望ましい。ここで、単色性が高いビームとは、主に単一波長を有するビームのことをいうが、厳密に単一波長である必要はない。また、放射線源１２から発生したＸ線は、被写体１１を透過し、センサ１３に入射して回折縞を生じる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本実施形態においては、放射線源１２として、Ｘ線管を使用している。図３に、Ｘ線を発生させるＸ線管の構成を示す。図３に示すように、ガラス容器に封入された陽極及び陰極に所定の電位差を与え、集束電極により電流を集束させ、フィラメントから電子流を発生させる。フィラメントから発生した電子流は、陽極及び陰極の電位差により生じる電界により、銅体にセットされたターゲット（タングステン）に衝突し、Ｘ線を発生させる。このため、Ｘ線源は点線源ではなく、Ｘ線はある広がりを持つことになる。この広がりはＸ線源の焦点サイズと呼ばれており、線源の強度分布をガウシアン分布で表したときの標準偏差を用いて表す。ここで、ｘ方向、ｙ方向における強度分布の標準偏差（焦点サイズ）をσＸ、σＹと表すことにする。また、Ｘ線管以外の線源においても、同様に焦点サイズを考えることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
まず、ステップＳ１０において、Ｘ線撮像を行う。即ち、図２に示すように、放射線源１２からの距離がＲとなる位置に被写体を配置し、センサ駆動部１８は、制御部２７の制御に基づいて、撮像距離がｚ１となる位置にセンサ１３を配置し、被写体１１にＸ線を照射することによりＸ線撮像を行う。同様に、撮像距離がｚ２となる位置にセンサ１３を配置し、Ｘ線撮像を行う。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
次に、ステップＳ１１〜Ｓ１６において、画像構成部２が、記憶部２０に記憶されている検出データＩ（ｘ，ｙ，ｚ１）及びＩ（ｘ，ｙ，ｚ２）に基づいて、センサ位置における位相φ（ｘ，ｙ）を復元する。
まず、ステップＳ１１において、拡大率補正部２１が、検出データＩ（ｘ，ｙ，ｚ１）及びＩ（ｘ，ｙ，ｚ２）の拡大率を揃える。例えば、検出データＩ（ｘ，ｙ，ｚ１）が被写体１１のＭ倍の撮影で、検出データＩ（ｘ，ｙ，ｚ２）が被写体１１のＮ倍の撮影である場合には、検出データＩ（ｘ，ｙ，ｚ１）をＮ／Ｍ倍に補間拡大画像処理を行う。ここで、検出データＩ（ｘ，ｙ，ｚ２）をＭ／Ｎ倍に補間拡大画像処理を行っても良い。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
次に、ステップＳ１２において、ボケ補正部２２が、検出データＩ（ｘ，ｙ，ｚ１）及びＩ（ｘ，ｙ，ｚ２）のボケ量を揃える。ここで、図５を用いて、有限の焦点サイズを持つ放射線源から発生したＸ線をセンサ１３で検出する検出信号について説明する。有限の焦点サイズを有する放射線源１２から発生するＸ線により得られる画像にはボケが生じる。その画像のボケを表すボケ関数ｆ（ｕ，ｖ）は、被写体１１と放射線源１２との距離をＲ、被写体１１とセンサ１３との撮像距離をｚとし、放射線源のｘ軸、ｙ軸方向の焦点サイズをそれぞれσＸ、σＹとすると、次式（５）で表される正規分布となる。
【数５】
2004121659.tif 000002
ただし、ｕ、ｖはそれぞれセンサ１３におけるｘ軸、ｙ軸方向の空間周波数成分であり、また、ａＸ＝２πσＸｚ／Ｒ、ａＹ＝２πσＹｚ／Ｒである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
本実施形態においては、被写体を撮像する際にＸ線を用いているが、被写体を透過して回折像を形成することができるビームであればＸ線に限らず用いることができる。例えば、電子線を含む粒子線等が挙げられる。また、本実施形態においては、撮影距離の異なる２つの検出データを用いて位相を復元したが、撮影距離の異なる３つ以上の検出データを用いて位相を復元しても良い。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
また、Ｘ線を発生する放射線源としては、例えば、立命館大学が開発した電子蓄積型高輝度硬Ｘ線発生装置は、卓上型でありながら放射光並みに輝度及び指向性の高いＸ線を発生することができる。この装置が発生するＸ線はコヒーレント性を有しており、また、単一波長ではないが、単色化結晶と組み合わせることにより単色化することが可能である。また、技術研究組合フェムト秒テクノロジー研究機構（ＦＥＳＴＡ）が開発した線源は、逆コンプトン散乱の原理に基づいて極短パルス高輝度Ｘ線を発生する。この線源は、小型で持ち運びが可能であり、干渉性を有すると共に、指向性及び単色性の高いＸ線を発生することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【符号の説明】
１、６  撮像部
２  画像構成部
３  表示部
４  出力部
５  読取り部
１１  被写体
１２  放射線源
１３  センサ
１４  保持部
１５  レール
１６、６０  増幅器
１７、６１  Ａ／Ｄ変換器
１８  センサ駆動部
２０  記憶部
２１  拡大率補正部
２２  ボケ補正部
２３  差分処理部
２４  ラプラシアン処理部
２５  逆ラプラシアン処理部
２６  画像処理部
２７  制御部
２８  記録媒体
５０  輝尽性蛍光体シート（記録シート）
５１  モータ
５２  シート搬送手段
５３  レーザ光源
５４  モータ
５５  回転多面鏡
５６  収束レンズ
５７  ミラー
５８  光ガイド
５９  フォトマルチプライヤ（光電子増倍管）
１０１  物体面
１０２  スクリーン
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004121659.tif 000003
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2004121659.tif 000004
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2004121659.tif 000005