【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】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長を有する放射線を用い、被写体からの距離が異なる複数の面において、被写体を透過した放射線の強度を被写体からの距離が増加又は減少する第１の順序で順次検出し、前記複数の面における放射線画像情報をそれぞれ表す第１群の画像信号を得るステップ（ａ）と、
第１の波長と異なる第２の波長を有する放射線を用い、被写体からの距離が異なる複数の面において、被写体を透過した放射線の強度を第１の順序と逆の第２の順序で順次検出し、前記複数の面における放射線画像情報をそれぞれ表す第２群の画像信号を得るステップ（ｂ）と、
前記第１群の画像信号及び前記第２群の画像信号に基づいて、被写体を透過した放射線の位相情報を復元することにより、複数の位相データを求めるステップ（ｃ）と、
ステップ（ｃ）において求められた複数の位相データに基づいて画像データを生成するステップ（ｄ）と、
を具備する放射線撮像方法。
【請求項２】
第１の波長を有する放射線及び第１の波長と異なる第２の波長を有する放射線を発生することが可能な可変波長放射線源と、
被写体を透過した放射線の強度を検出することにより、放射線画像情報を表す画像信号を得る検出手段と、
被写体と前記検出手段との間の距離を変更するために用いられる駆動手段と、
第１の波長を有する放射線を用い、被写体からの距離が異なる複数の面において、被写体からの距離が増加又は減少する第１の順序で前記検出手段が順次検出を行った後、第２の波長を有する放射線を用い、被写体からの距離が異なる複数の面において、第１の順序と逆の第２の順序で前記検出手段が順次検出を行うように、前記可変波長放射線源及び前記駆動手段を制御する制御手段と、
被写体からの距離が異なる複数の位置に前記検出手段を配置することにより得られた複数の画像信号に基づいて、被写体を透過した放射線の位相情報を復元することにより複数の位相データを求め、それらの位相データに基づいて画像データを生成する画像構成手段と、
を具備する放射線撮像装置。
【請求項３】
第１の波長を有する放射線を用い、被写体からの距離が異なる複数の面において、被写体を透過した放射線の強度を被写体からの距離が増加又は減少する第１の順序で順次検出し、前記複数の面における放射線画像情報をそれぞれ表す第１群の画像信号を得る手順（ａ）と、
第１の波長と異なる第２の波長を有する放射線を用い、被写体からの距離が異なる複数の面において、被写体を透過した放射線の強度を第１の順序と逆の第２の順序で順次検出し、前記複数の面における放射線画像情報をそれぞれ表す第２群の画像信号を得る手順（ｂ）と、
前記第１群の画像信号及び前記第２群の画像信号に基づいて、被写体を透過した放射線の位相情報を復元することにより、複数の位相データを求める手順（ｃ）と、
手順（ｃ）において求められた複数の位相データに基づいて画像データを生成する手順（ｄ）と、
をＣＰＵに実行させる放射線撮像プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この場合に、被写体１００を透過した直後のＸ線の強度Ｉ（ｒ⊥，０，λ０）及び位相φ（ｒ⊥，０，λ０）と、スクリーン１０２において検出されたＸ線回折光の強度Ｉ（ｒ⊥，Ｒ，λｍ）との間には、次のような関係が成り立つ。ただし、次式（１）において、Ｉ（ｒ⊥，０，λ０）＝ｅｘｐ｛−Ｍ（ｒ⊥，０，λ０）｝である。
【数１】
2003325498.tif 000001
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
しかしながら、２〜３枚程度の放射線画像に基づいて位相を復元すると、ノイズ等の影響により画質が劣化している場合に、位相復元の精度が悪くなってしまうという問題が生じる。位相復元の精度を上げるためには、被写体に照射する放射線の波長を様々に変化させて放射線画像の枚数を増やすことが考えられるが、１つの放射線源を用いて波長を様々に変化させる場合には、波長を変更する毎に時間がかかってしまう。また、波長の異なる放射線を発生する複数の放射線源を用いる場合には、装置が大型化してしまう。一方、放射線の波長は変化させずに、物体面１０１とスクリーン１０２との距離を様々に変更して放射線画像の枚数を増やすことも考えられるが、スクリーン１０２の移動距離が大きくなるために装置が大型化してしまうという問題が生じる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、本発明に係る放射線撮像装置は、第１の波長を有する放射線及び第１の波長と異なる第２の波長を有する放射線を発生することが可能な可変波長放射線源と、被写体を透過した放射線の強度を検出することにより、放射線画像情報を表す画像信号を得る検出手段と、被写体と検出手段との間の距離を変更するために用いられる駆動手段と、第１の波長を有する放射線を用い、被写体からの距離が異なる複数の面において、被写体からの距離が増加又は減少する第１の順序で検出手段が順次検出を行った後、第２の波長を有する放射線を用い、被写体からの距離が異なる複数の面において、第１の順序と逆の第２の順序で検出手段が順次検出を行うように可変波長放射線源及び駆動手段を制御する制御手段と、被写体からの距離が異なる複数の位置に検出手段を配置することにより得られた複数の画像信号に基づいて、被写体を透過した放射線の位相情報を復元することにより複数の位相データを求め、それらの位相データに基づいて画像データを生成する画像構成手段とを具備する。
【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】
図２は、撮像部１の構成を示す模式図である。撮像部１は、放射線源１１と、センサ１２とを有している。放射線源１１は、放射線ビームを発生する可変波長放射線源である。放射線源１１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。このため、本実施形態においては、放射線源１１として、Ｘ線を発生する放射光源を用いている。放射光とは、電子を加速したり、電子の進行方向を曲げることによって発生する電磁波のことをいう。このような放射光源においては、電子の加速度等を変更することにより、発生するＸ線の波長を変更することができる。放射線源１１から発生したＸ線は、被写体１０を透過し、センサ１２に入射して回折縞を生じる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
画像構成部２は、ディジタル回路で構成しても良いし、ソフトウェアとＣＰＵで構成しても良い。後者の場合には、画像構成部２の各部２１〜２４に所定の処理を行わせるための画像構成プログラムを記録媒体４に記録し、ＣＰＵを含む制御部３が、記録媒体４に記録された画像構成プログラムに基づいて検出データを処理する。記録媒体４としては、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤＲＯＭ、又は、ＤＶＤＲＯＭ等が該当する。
制御部３は、画像構成部２の各部２１〜２４における動作を制御すると共に、撮像部１に含まれるセンサ駆動部１７や放射線源１１の動作を制御する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
まず、ステップＳ１において、放射線源によって生成されるＸ線の波長をλ０に設定し、被写体からの距離が増加するようにセンサ１２の位置を変更しながら、往路のＸ線撮像を行う。即ち、図４の（ａ）に示すように、まず、センサ１２をｚ＝ｚ１の位置に配置し、被写体１０にＸ線を照射することによりＸ線撮像を行う。次に、センサ１２をｚ＝ｚ２の位置に移動させてＸ線撮像を行う。さらに、ｚ＝ｚ３の位置においても、同様にＸ線撮像を行う。
【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Ｓ２において、図４の（ｂ）に示すように、放射線源によって生成されるＸ線の波長をλ１に変更し、被写体からの距離が減少するようにセンサ１２の位置を変更しながら、復路のＸ線撮像を行う。これにより、撮像距離ｚ＝ｚ３、ｚ２、ｚ１面における回折縞画像情報をそれぞれ表す検出データＩ１，３（ｘ，ｙ）、Ｉ１，２（ｘ，ｙ）、及び、Ｉ１，１（ｘ，ｙ）が、記憶部２１に順次記憶される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
ここで、｜ｕ｜及び｜ｖ｜が所定の値以下となる範囲内で｛−４π２（ｕ２＋ｖ２）｝−１を予め算出しておき、式（９）に示す演算を行う際にこれを利用しても良い。即ち、所定の値ｃｏｎｓｔを設定すると、｜ｕ｜，｜ｖ｜≦ｃｏｎｓｔの場合には、式（９）において次式の値を用いる。
｛−４π２（ｕ２＋ｖ２）｝−１＝（予め算出された値）
また、｜ｕ｜，｜ｖ｜＞ｃｏｎｓｔの場合には、式（９）において、次式の値を用いる。
｛−４π２（ｕ２＋ｖ２）｝−１＝０
これにより、逆ラプラシアン演算を高速に行うことができる。
【手続補正１０】
【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】
さらに、本実施形態においては、被写体を撮像する際に放射光源を用いているが、放射光ではないビームを発生する放射線源を用いても良い。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、コヒーレント性を有すると共に、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】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
放射線源として点放射線源を用いる場合には、画像構成部においてデータ処理を行う前に、Ｘ線撮像によって得られた検出データに対して拡大率を含めて補正することが望ましい。図５は、点放射線源を用いる際に画像構成部において行われる補正について説明するための図である。図５において、Ｘ線の拡がり角度の仮想原点Ｏと被写体１０との距離をαとする。この場合に、ｚ＝ｚＮに配置されているＮ番目のセンサにおける画像の拡大率は、（ｚＮ＋α）／αとなる。従って、検出データＩＮに対して、α／（ｚＮ＋α）を乗算する縮小処理を施せば良い。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施形態に係る放射線撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】
図１に示す撮像部の構成を示す模式図である。
【図３】
本発明の一実施形態に係る放射線撮像方法を示すフローチャートである。
【図４】
本発明の一実施形態に係る放射線撮像方法において行われる撮像動作を説明するための模式図である。
【図５】
点放射線源を用いる場合における検出データの補正について説明するための図である。
【図６】
本発明の一実施形態に係る放射線撮像装置の変形例を示すブロック図である。
【図７】
図６に示す読取り部の構成を示す模式図である。
【図８】
位相復元の原理を説明するための図である。
【符号の説明】
１、７  撮像部
２  画像構成部
３  制御部
４  記録媒体
５  表示部
６  出力部
８  読取り部
１０、１００  被写体
１１  放射線源
１２  センサ
１３  保持台
１４  レール
１５、９０  増幅器
１６、９１  Ａ／Ｄ変換器
１７  センサ駆動部
２１  記憶部
２２  位相復元部
２３  平均値算出部
２４  画像処理部
８０  輝尽性蛍光体シート（記録シート）
８１  モータ
８２  シート搬送手段
８３  レーザ光源
８４  モータ
８５  回転多面鏡
８６  収束レンズ
８７  ミラー
８８  光ガイド
８９  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】
2003325498.tif 000002
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2003325498.tif 000003
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2003325498.tif 000004