(57)【要約】【課題】縞走査法を用いて位相コントラスト画像を撮影する際に、被検体の位置を表すマーカーを正確に検出する。【解決手段】第１の吸収型格子２２と第２の吸収型格子２３のＸ線遮蔽部２２ａ，２３ａが設けられた格子領域２２ｂ、２３ｂの外周に、Ｘ線透過部２２ｃ、２３ｃが設けられている。Ｘ線源１２と第１の吸収型格子２２との間に配された被検体Ｈに取り付けられているマーカー１１は、高いＸ線吸収性を有する材質で形成されており、マーカー１１に照射されたＸ線は、第１の吸収型格子２２及び第２の吸収型格子２３の格子領域２２ｂ、２３ｂを通らずに、Ｘ線透過部２２ｃ、２３ｃを通ってＦＰＤ２１に検出される。ＦＰＤ２１に検出されたマーカー像は、第１の吸収型格子２２及び第２の吸収型格子２３による強度変調を受けていないので、正確に検出することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を放射する放射線源と、
前記放射線を通過させて縞画像を生成する第１の格子と、
前記縞画像の周期パターンに対して位相が異なる複数の相対位置で前記縞画像に強度変調を与える強度変調手段と、
前記第１の格子と前記強度変調手段との少なくとも一方の外周に設けられた放射線透過部であって、前記放射線源と前記第１の格子との間、若しくは前記第１の格子と前記強度変調手段との間に配置された被検体に取り付けられているマーカーに照射された前記放射線を透過させる前記放射線透過部と、
前記各相対位置で、前記強度変調手段により強度変調された前記被検体の縞画像と、前記放射線透過部を透過した前記マーカーの像とを含む被検体像を検出する放射線画像検出器と、
を備えたことを特徴とする放射線撮影システム。
【請求項２】
前記放射線透過部は、少なくとも前記第１の格子に設けられていることを特徴とする請求項１記載の放射線撮影システム。
【請求項３】
前記放射線透過部は、前記マーカーよりも高い放射線透過性を有することを特徴とする請求項１または２記載の放射線撮影システム。
【請求項４】
前記放射線画像検出器で取得された複数の前記被検体像のそれぞれから前記マーカー像を検出し、前記各マーカー像が一致するように前記各被検体像の位置を補正する補正処理手段と、補正後の複数の前記縞画像から位相コントラスト画像を生成する画像処理手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の放射線撮影システム。
【請求項５】
前記補正処理手段は、前記第１の格子と前記強度変調手段との最初の相対位置で検出された前記被検体像を基準画像として、その他の相対位置で検出された前記被検体像を補正することを特徴とする請求項４記載の放射線撮影システム。
【請求項６】
前記第１の格子と前記強度変調手段とのいずれか一方を他方に対して相対的に回転させる回転手段と、前記第１の格子と前記強度変調手段とのいずれか一方が他方に対して相対的に回転している状態で前記放射線源と前記放射線画像検出器とに予備的な撮影を行なわせ、前記第１の格子と前記強度変調手段とが重なり合っている部分に生じるモアレ縞と前記マーカー像とを含む撮影画像を得る予備撮影手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の放射線撮影システム。
【請求項７】
前記被検体に向けて照明光を照射する光源と、前記照明光を前記第１の格子に対応する大きさまで絞り、前記第１の格子に対応する位置に照射させる絞り手段とをからなる照明装置を備えたことを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の放射線撮影システム。
【請求項８】
前記強度変調手段は、前記縞画像と同一方向の周期パターンを有する第２の格子と、前記第１及び第２の格子のいずれか一方を所定のピッチで移動させる走査手段とからなることを特徴とする請求項１〜７いずれか記載の放射線撮影システム。
【請求項９】
前記第１及び第２の格子は、吸収型格子であり、前記第１の格子は、前記放射線源からの放射線を縞画像として前記第２の格子に投影することを特徴とする請求項８記載の放射線撮影システム。
【請求項１０】
前記第１の格子は位相型格子であり、前記第１の格子は、タルボ干渉効果により、前記放射線源からの放射線を縞画像として前記第２の格子に射影することを特徴とする請求項８記載の放射線撮影システム。
【請求項１１】
前記放射線画像検出器は、放射線を電荷に変換する変換層と、変換層において変換された電荷を収集する電荷収集電極とを画素ごとに備えた放射線画像検出器であって、
前記電荷収集電極は、前記縞画像と同一方向の周期パターンを有する複数の線状電極群が、互いに位相が異なるように配列されてなり、
前記強度変調手段は、前記電荷収集電極により構成されていることを特徴とする請求項１〜７いずれか記載の放射線撮影システム。
【請求項１２】
第１の格子に放射線を通過させて縞画像を生成し、
前記縞画像の周期パターンに対して位相が異なる複数の相対位置で強度変調手段により前記縞画像に強度変調を与え、
前記放射線源と前記第１の格子との間若しくは前記第１の格子と前記強度変調手段との間に配置された被検体に取り付けられているマーカーに照射された前記放射線を前記第１の格子と前記強度変調手段との少なくとも一方の外周に設けられた放射線透過部から透過させ、
前記各相対位置で前記強度変調手段により強度変調された前記被検体の縞画像と前記放射線透過部を透過した前記マーカーの像とを含む被検体像を放射線画像検出器により検出することを特徴とする放射線撮影方法。
【請求項１３】
前記放射線画像検出器で取得された複数の前記被検体像のそれぞれから前記マーカー像を検出するステップと、各前記マーカー像が一致するように各前記被検体像の位置を補正するステップと、補正後の複数の前記縞画像から位相コントラスト画像を生成するステップとを有することを特徴とする請求項１１記載の放射線撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線等の放射線により被検体の撮影を行う放射線撮影システム及び方法に関し、特に、被検体の位置を検出するために被検体にマーカーを取り付けて撮影を行なう放射線撮影システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線は、物質を構成する元素の原子番号と、物質の密度及び厚さとに依存して減衰するといった特性を有することから、被検体の内部を透視するためのプローブとして用いられている。Ｘ線を用いた撮影は、医療診断や非破壊検査等の分野において広く普及している。
【０００３】
一般的なＸ線撮影システムでは、Ｘ線を放射するＸ線源とＸ線を検出するＸ線画像検出器との間に被検体を配置して、被検体の透過像を撮影する。この場合、Ｘ線源からＸ線画像検出器に向けて放射されたＸ線は、Ｘ線画像検出器までの経路上に存在する物質の特性（原子番号、密度、厚さ）の差異に応じた量の減衰（吸収）を受けた後、Ｘ線画像検出器の各画素に入射する。この結果、被検体のＸ線吸収像がＸ線画像検出器により検出され画像化される。Ｘ線画像検出器としては、Ｘ線増感紙とフイルムとの組み合わせや輝尽性蛍光体のほか、半導体回路を用いたフラットパネル検出器（ＦＰＤ：Flat Panel Detector）が広く用いられている。
【０００４】
ただし、Ｘ線吸収能は、原子番号が小さい元素からなる物質ほど低くなるため、生体軟部組織やソフトマテリアルなどでは、Ｘ線吸収像としての十分な画像の濃淡（コントラスト）が得られないといった問題がある。例えば、人体の関節を構成する軟骨部とその周辺の関節液は、いずれも殆どの成分が水であり、両者のＸ線の吸収量の差が少ないため、濃淡差が得られにくい。
【０００５】
このような問題を背景に、近年、被検体によるＸ線の強度変化に代えて、被検体によるＸ線の位相変化（角度変化）に基づいた画像（以下、位相コントラスト画像と称する）を得るＸ線位相イメージングの研究が盛んに行われている。一般に、Ｘ線が物体に入射したとき、Ｘ線の強度よりも位相のほうが高い相互作用を示すため、位相差を利用したＸ線位相イメージングでは、Ｘ線吸収能が低い弱吸収物体であっても高コントラストの画像を得ることができる。このようなＸ線位相イメージングの一種として、２枚の透過型回折格子とＸ線画像検出器とからなるＸ線タルボ干渉計を用いたＸ線撮影システムが考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
Ｘ線タルボ干渉計は、被検体の背後に第１の回折格子を配置し、第１の回折格子の格子ピッチとＸ線波長で決まる特定距離（タルボ干渉距離）だけ下流に第２の回折格子を配置し、その背後にＸ線画像検出器を配置することにより構成される。上記タルボ干渉距離とは、第１の回折格子を通過したＸ線が、タルボ干渉効果によって自己像（縞画像）を形成する距離であり、この自己像は、Ｘ線源と第１の回折格子との間に配置された被検体とＸ線との相互作用（位相変化）により変調を受ける。
【０００７】
Ｘ線タルボ干渉計では、第１の回折格子の自己像と第２の回折格子との重ね合わせにより強度変調された縞画像を縞走査法により検出し、被検体による縞画像の変化（位相ズレ）から被検体の位相コントラスト画像を取得する。この縞走査法とは、図１６（Ａ）に示すＸ線撮影システム９０のように、第１の回折格子９１に対して第２の回折格子９２を、第１の回折格子９１の面にほぼ平行で、かつ第１の回折格子９１の格子方向（条帯方向）にほぼ垂直な方向に、格子ピッチを等分割した走査ピッチで並進移動させながらＸ線源９３から被検体ＨにＸ線を照射して複数回の撮影を行なってＦＰＤ９４により検出し、各画素９５の画素データの位相のズレ量（被検体Ｈがある場合とない場合とでの位相のズレ量）から位相微分像（被検体で屈折したＸ線の角度分布に対応）を取得する方法であり、この位相微分像を上記の縞走査方向に沿って積分することにより被検体の位相コントラスト画像が得られる。なお、画素データは、走査ピッチに対して周期的に強度が変調された信号であるため、以下、「強度変調信号」と称することもある。
【０００８】
縞走査法は、第２の回折格子９２を移動させながら複数回の撮影を行うため、撮影中に被検体Ｈが動いてしまうと位相情報を正しく計算することができなくなる。例えば、図１６（Ａ）に示すＸ線撮影システム９０のように、被検体Ｈの被撮影部位９７を透過したＸ線はＦＰＤ９４の画素９５ａにより検出されるが、同図（Ｂ）に示すように、撮影中に被検体Ｈが上方に動くと、画素９５ａでは被検体Ｈの異なる被撮影部位９８が撮影されてしまうので、同じ画素９５ａから求めた位相微分像が異なる被撮影部位のものとなってしまう。人体の体動について、例えば膝を固定して体動を測定したところ、１秒間に１００μｍ程度の体動が生じていることが分った。ＦＰＤの現実的な画素サイズは１５０〜３００μｍであるため、撮影に数秒の時間がかかる縞走査法では、数画素分の体動が生じてしまう。
【０００９】
従来、放射線検出器を光軸方向に移動させながら複数回の測定を行って位相コントラスト画像を撮影する装置では、各測定画像から被写体位置を割り出すため、被写体にマーカーを取り付けて撮影を行っている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−２００３５９号公報
【特許文献２】特開２００２−３３６２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
被写体にマーカーを取り付けて被写体位置を割り出す手法は、Ｘ線タルボ干渉計を用いた位相コントラスト画像の撮影にも適用可能である。図１７は、球形のマーカー１００を上述したＸ線撮影システム９０で撮影している状態を示し、図１８は、ＦＰＤ９４により検出されたマーカー１００の中央部の強度変化（実線）とエッジ部分の強度変化（破線）とを示している。図１８のグラフに示すように、縞走査法を用いてマーカー１００を撮影すると、マーカー１００の中央とエッジ部分との強度が同じ値となる部分が発生することがある。これは、マーカー１００の中央部ではマーカー１００による放射線吸収によって強度が全体的に減少し、エッジ部では屈折により位相がシフトするためであり、このような状態が発生するとマーカー１００の位置を正確に求めることができなくなる。なお、このような問題が発生すること、この問題に対する対処は、上記特許文献２に記載されていない。
【００１２】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、縞走査法を用いて位相コントラスト画像を撮影する際に、被検体の位置を表すマーカーを正確に検出することができる放射線撮影システム及び放射線撮影方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の放射線撮影システムは、放射線を照射する放射線源、第１の格子、強度変調手段、放射線透過部、放射線画像検出器を備えている。放射線源は、放射線を放射する。第１の格子は、放射線源から照射された放射線を通過させて縞画像を生成する。強度変調手段は、縞画像の周期パターンに対して位相が異なる複数の相対位置で縞画像に強度変調を与える。放射線透過部は、第１の格子と強度変調手段との少なくとも一方の外周に設けられており、放射線源と第１の格子との間、若しくは第１の格子と強度変調手段との間に配置された被検体に取り付けられているマーカーに照射された放射線を透過させる。放射線画像検出器は、各相対位置で強度変調手段により強度変調された被検体の縞画像と、放射線透過部を透過したマーカーの像とを含む被検体像を検出する。
【００１４】
強度変調手段の格子パターンを散乱線除去グリッドとして機能させる場合、放射線透過部は、第１の格子に設けられていることが好ましい。また、マーカーを検出しやすくするため、放射線透過部は、マーカーよりも高い放射線透過性を有することが好ましい。
【００１５】
放射線画像検出器で取得された複数の被検体像のそれぞれからマーカー像を検出し、各マーカー像が一致するように各被検体像の位置を補正する補正処理手段と、補正後の複数の縞画像から位相コントラスト画像を生成する画像処理手段とを備えてもよい。補正処理手段は、第１の格子と強度変調手段との最初の相対位置で検出された被検体像を基準画像とし、その他の相対位置で検出された被検体像の位置を基準画像に合わせて補正する。
【００１６】
第１の格子と前記強度変調手段とのいずれか一方を他方に対して相対的に回転させる回転手段と、第１の格子と強度変調手段とのいずれか一方が他方に対して相対的に回転している状態で放射線源と前記放射線画像検出器とに予備的な撮影を行なわせる予備撮影手段とを備えてもよい。これにより、第１の格子と強度変調手段とが重なり合っている部分に生じるモアレ縞とマーカー像とを含む撮影画像を得ることができるので、撮影前にマーカーの位置を容易に確認することができる。
【００１７】
被検体に向けて照明光を照射する光源と、照明光を第１の格子に対応する大きさまで絞り、第１の格子に対応する位置に照射させる絞り手段とをからなる照明装置を備えてもよい。照明光の照射範囲により、撮影前にマーカーの位置を容易に確認することができる。
【００１８】
強度変調手段は、縞画像と同一方向の周期パターンを有する第２の格子と、第１及び第２の格子のいずれか一方を所定のピッチで移動させる走査手段とから構成されていてもよい。
【００１９】
また、第１及び第２の格子を吸収型格子とし、第１の格子は、放射線源からの放射線を縞画像として第２の格子に投影するようにしてもよい。
【００２０】
また、第１の格子を位相型格子とし、第１の格子のタルボ干渉効果により、放射線源からの放射線を縞画像として第２の格子に射影してもよい。
【００２１】
また、放射線画像検出器は、放射線を電荷に変換する変換層と、変換層において変換された電荷を収集する電荷収集電極とを画素ごとに備えた放射線画像検出器であって、電荷収集電極は、縞画像と同一方向の周期パターンを有する複数の線状電極群が、互いに位相が異なるように配列されてなり、強度変調手段が、電荷収集電極により構成されていることが好ましい。
【００２２】
本発明の放射線撮影方法は、第１の格子に放射線を通過させて縞画像を生成し、縞画像の周期パターンに対して位相が異なる複数の相対位置で強度変調手段により縞画像に強度変調を与え、放射線源と第１の格子との間若しくは第１の格子と強度変調手段との間に配置された被検体に取り付けられているマーカーに照射された放射線を第１の格子と強度変調手段との少なくとも一方の外周に設けられた放射線透過部から透過させ、各相対位置で強度変調手段により強度変調された被検体の縞画像と放射線透過部を透過したマーカーの像とを含む被検体像を放射線画像検出器により検出する。
【００２３】
また、本発明の放射線撮影方法には、放射線画像検出器で取得された複数の被検体像のそれぞれからマーカー像を検出するステップと、各マーカー像が一致するように各被検体像の位置を補正するステップと、補正後の複数の縞画像から位相コントラスト画像を生成するステップとを加えてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、マーカーに照射された放射線は、第１の格子及び強度変調手段を通らずに、放射線透過部を通って放射線画像検出器に検出される。放射線画像検出器に検出されたマーカー像は、第１の格子及び強度変調手段の格子パターンによる強度変調を受けていないので、正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＸ線撮影システムの構成を示す模式図である。
【図２】Ｘ線照射方向から見たマーカー及び取付部材を示す説明図である。
【図３】フラットパネル検出器の構成を示す模式図である。
【図４】第１及び第２の吸収型格子の構成を示す概略側面図である。
【図５】縞走査法を説明するための説明図である。
【図６】縞走査に伴って変化する画素データ（強度変調信号）を例示するグラフである。
【図７】放射線撮影の手順を示すフローチャートである。
【図８】縞走査撮影により得られる複数の画像データを示す説明図である。
【図９】第１の吸収型格子にのみＸ線透過部を設けた第２実施形態に係るＸ線撮影システムの構成を示す模式図である。
【図１０】モアレ縞によりマーカーの位置を確認する第３実施形態に係るＸ線撮影システムの構成を示す模式図である。
【図１１】第３実施形態のプレショットにより撮影されたプレショット画像を示す画像図である。
【図１２】照明光によりマーカーの位置を確認する第４実施形態に係るＸ線撮影システムの構成を示す模式図である。
【図１３】マーカー及び取付部材の別の例を示す説明図である。
【図１４】被検体に対しマーカーを離して取り付けられるようにした取付部材を示す説明図である。
【図１５】被検体を固定する固定具にマーカーを取り付けた状態を示す説明図である。
【図１６】従来の縞走査撮影を用いたＸ線撮影システムの構成を示す模式図である。
【図１７】従来の縞走査撮影を用いたＸ線撮影システムにより球形のマーカーを撮影している状態を示す模式図である。
【図１８】縞走査撮影されたマーカーの中心部とエッジ部分の検出強度を示すグラフである。
【図１９】本発明の第５実施形態で用いられるＸ線検出器の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第１実施形態）
図１において、本発明の第１実施形態に係るＸ線撮影システム１０は、被検体Ｈに取り付けられたマーカー１１と、被検体ＨにＸ線を照射するＸ線源１２と、Ｘ線源１２に対向配置され、Ｘ線源１２から被検体Ｈを透過したＸ線を検出して画像データを生成する撮影部１３と、撮影部１３から読み出された画像データを記憶するメモリ１４と、メモリ１４に記憶される複数の画像データを画像処理して位相コントラスト画像を生成する画像処理部１５と、画像処理部１５により生成された位相コントラスト画像が記録される画像記録部１６と、Ｘ線源１２及び撮影部１３の制御を行う撮影制御部１７と、操作部やモニタからなるコンソール１８と、コンソール１８から入力される操作信号に基づいてＸ線撮影システム１０の全体を統括的に制御するシステム制御部１９とから構成されている。
【００２７】
マーカー１１は、撮影部１３から読み出された画像データから被検体１１の位置を検出するために用いられる。マーカー１１は、例えば、直径が数ｍｍ〜数十ｍｍの球径状であり、高いＸ線吸収性を有する材料、例えば鉛等を用いて形成されている。図２（Ａ）に示すように、Ｘ線照射方向から見たマーカー１１は、円弧状の取付部材１１ａによって保持されており、取付部材１１ａが被検体Ｈの膝、肘、指等の関節部分の撮影部位に接着または粘着、あるいは貼付されることにより、マーカー１１は被検体Ｈに固定されている。取付部材１１ａは、例えば透明なプラスチック等からなる高いＸ線透過性を備えた材質で形成されているので、被検体Ｈとマーカー１１との撮影を阻害しない。取付部材１１ａは、被検体Ｈの表面形状に合わせて変形可能な柔軟性を有していることが好ましい。また、同図（Ｂ）に示すように、円環状の取付部材１１ｂを用いてもよい。
【００２８】
Ｘ線源１２は、高電圧発生器、Ｘ線管、コリメータ（いずれも図示せず）等から構成されており、撮影制御部１７の制御に基づいて、被検体ＨにＸ線を照射する。例えば、Ｘ線管は、回転陽極型であり、高電圧発生器からの電圧に応じて、フィラメントから電子線を放出し、所定の速度で回転する回転陽極に電子線を衝突させることによりＸ線を発生する。回転陽極は、電子線が固定位置に当り続けることによる劣化を軽減するために回転しており、電子線の衝突部分が、Ｘ線を放射するＸ線焦点となっている。また、コリメータは、Ｘ線管から発せられたＸ線のうち、被検体Ｈの検査領域に寄与しない部分を遮蔽するように照射野を制限するものである。
【００２９】
撮影部１３には、半導体回路からなるフラットパネル検出器（ＦＰＤ）２１、被検体ＨによるＸ線の位相変化（角度変化）を検出し位相イメージングを行うための第１の吸収型格子２２及び第２の吸収型格子２３が設けられている。ＦＰＤ２１は、Ｘ線源１２から照射されるＸ線の光軸Ａに沿う方向（以下、ｚ方向という）に検出面が直交するように配置されている。
【００３０】
第１の吸収型格子２２は、ｚ方向に直交する面内の一方向（以下、ｙ方向という）に延伸した複数のＸ線遮蔽部２２ａが、ｚ方向及びｙ方向に直交する方向（以下、ｘ方向という）に所定のピッチｐ１で配列された格子領域２２ｂと、格子領域２２ｂの外周に配置されたＸ線透過部２２ｃとから構成されている。Ｘ線透過部２２ｃは、マーカー１１よりもＸ線透過性の高い材質、例えばガラス基板等によって構成されたＸ線透過性基板からなる。複数のＸ線遮蔽部２２ａは、外周にＸ線透過部２２ｃが形成されるようにＸ線透過性基板の一方の面上に設けられている。Ｘ線遮蔽部２２ａの材料としては、Ｘ線吸収性に優れる金属が好ましく、例えば、金、白金、鉛、タングステン等が好ましい。
【００３１】
第２の吸収型格子２３は、第１の吸収型格子２２と同様の構成を有しており、ｙ方向に延伸した複数のＸ線遮蔽部２３ａがｘ方向に所定のピッチｐ２で配列された格子領域２３ｂと、格子領域２３ｂの外周に配置されたＸ線透過部２３ｃとを備えている。
【００３２】
Ｘ線透過部２２ｃ及び２３ｃは、被検体Ｈに取り付けられたマーカー１１の像を格子領域２２ｂ及び２３ｂを介さずにＦＰＤ２１によって検出するために設けられている。これにより、マーカー１１の像を強度変調させずに撮影することができるので、明確な輪郭を有したマーカー像を得ることができ、マーカー像を高精度に検出することができる。
【００３３】
撮影部１３には、第２の吸収型格子２３を格子方向に直交する方向（ｘ方向）に並進移動させることにより、第１の吸収型格子２２に対する第２の吸収型格子２３との相対位置を変化させる走査機構２５が設けられている。走査機構２５は、例えば、圧電素子等のアクチュエータにより構成される。走査機構２５は、後述する縞走査の際に、撮影制御部１７の制御に基づいて駆動されるものである。詳しくは後述するが、メモリ１４には、縞走査の各走査ステップで撮影部１３により得られる画像データがそれぞれ記憶される。なお、第２の吸収型格子２３と走査機構２５とが特許請求の範囲に記載の強度変調手段を構成している。
【００３４】
画像処理部１５は、縞走査の各走査ステップで撮影部１３により撮影されてメモリ１４に記憶された複数の画像データ（被検体像）からマーカー像を検出し、検出したマーカー像の位置が一致するように複数の画像データを補正することにより、各画像データの縞画像の位置を一致させる補正処理部２７を備える。
【００３５】
また、画像処理部１５は、補正処理部２７により補正された複数の画像データに基づき、位相微分像を生成する位相微分像生成部２９と、位相微分像をｘ方向に沿って積分することにより、位相コントラスト画像を生成する位相コントラスト画像生成部３０とをさらに備える。位相コントラスト画像生成部３０により生成された位相コントラスト画像は、画像記録部１６に記録された後、コンソール１８に出力されてモニタ（図示せず）に表示される。
【００３６】
コンソール１８は、モニタの他、操作者が撮影指示やその指示内容を入力する入力装置（図示せず）を備えている。この入力装置としては、例えば、スイッチ、タッチパネル、マウス、キーボード等が用いられ、入力装置の操作により、Ｘ線管の管電圧やＸ線照射時間等のＸ線撮影条件、撮影タイミング等が入力される。モニタは、液晶ディスプレイやＣＲＴディスプレイからなり、Ｘ線撮影条件等の文字や、上記位相コントラスト画像を表示する。
【００３７】
図３において、ＦＰＤ２１は、Ｘ線を電荷に変換して蓄積する複数の画素３５が、ｘ方向及びｙ方向に沿ってアクティブマトリクス基板上に２次元配列されてなる受像部３６と、受像部３６からの電荷の読み出しタイミングを制御する走査回路３７と、各画素３５に蓄積された電荷を読み出し、電荷を画像データに変換して記憶する読み出し回路３８とから構成されている。なお、走査回路３７と各画素３５とは、行毎に走査線３９によって接続されており、読み出し回路３８と各画素３５とは、列毎に信号線４０によって接続されている。画素３５の配列ピッチは、ｘ方向及びｙ方向にそれぞれ１００μｍ程度である。
【００３８】
画素３５は、アモルファスセレン等の変換層（図示せず）によりＸ線を電荷に直接変換し、変換された電荷を変換層の下部の電極に接続されたキャパシタ（図示せず）に蓄積する直接変換型のＸ線検出素子として構成することができる。各画素３５には、ＴＦＴスイッチ（図示せず）が接続され、ＴＦＴスイッチのゲート電極が走査線３９、ソース電極がキャパシタ、ドレイン電極が信号線４０に接続される。走査回路３７からの駆動パルスによってＴＦＴスイッチがＯＮ状態になると、キャパシタに蓄積された電荷が信号線４０に読み出される。
【００３９】
なお、画素３５は、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）やヨウ化セシウム（ＣｓＩ）等からなるシンチレータ（図示せず）でＸ線を一旦可視光に変換し、変換された可視光をフォトダイオード（図示せず）で電荷に変換して蓄積する間接変換型のＸ線検出素子として構成することも可能である。また、本実施形態では、放射線画像検出器としてＴＦＴパネルをベースとしたＦＰＤを用いているが、これに限られず、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子をベースとした各種の放射線画像検出器を用いることも可能である。
【００４０】
読み出し回路３８は、積分アンプ、補正回路、Ａ／Ｄ変換器（いずれも図示せず）等により構成されている。積分アンプは、各画素３５から信号線４０を介して出力された電荷を積分して電圧信号（画像信号）に変換する。Ａ／Ｄ変換器は、積分アンプにより変換された画像信号を、デジタルの画像データに変換する。補正回路は、画像データに対して、オフセット補正、ゲイン補正、及びリニアリティ補正等を行い、補正後の画像データをメモリ１４に入力する。
【００４１】
図４において、第１の吸収型格子２２のＸ線遮蔽部２２ａは、ｘ方向に所定のピッチｐ１で、互いに所定の間隔ｄ１を空けて配列されている。同様に、第２の吸収型格子２３のＸ線遮蔽部２３ａは、ｘ方向に所定のピッチｐ２で、互いに所定の間隔ｄ２を空けて配列されている。Ｘ線遮蔽部２２ａ，２３ａは、それぞれＸ線透過性基板２２ｄ、２３ｄ上に配置されたものである。第１及び第２の吸収型格子２２，２３は、入射Ｘ線に位相差を与えるものでなく、強度差を与えるものであるため、振幅型格子とも称される。なお、スリット部（上記間隔ｄ１，ｄ２の領域）は空隙でなくてもよく、高分子や軽金属等のＸ線低吸収材が充填されていてもよい。
【００４２】
第１及び第２の吸収型格子２２，２３は、タルボ干渉効果の有無に係らず、スリット部を通過したＸ線を線形的に投影するように構成されている。具体的には、間隔ｄ１，ｄ２を、Ｘ線源１２から照射されるＸ線のピーク波長より十分大きな値とすることで、照射Ｘ線に含まれる大部分のＸ線をスリット部で回折させずに、直進性を保ったまま通過するように構成する。例えば、前述のＸ線管の回転陽極としてタングステンを用い、管電圧を５０ｋＶとした場合には、Ｘ線のピーク波長は、約０．４Åである。この場合には、間隔ｄ１，ｄ２を、１〜１０μｍ程度とすれば、スリット部で大部分のＸ線が回折されずに線形的に投影される。この場合、格子ピッチｐ１，ｐ２は、２〜２０μｍ程度の大きさである。
【００４３】
Ｘ線源１２から照射されるＸ線は、平行ビームではなく、Ｘ線焦点を発光点としたコーンビームであるため、第１の吸収型格子２２を通過して射影される投影像（以下、この投影像をＧ１像または縞画像と称する）は、Ｘ線焦点１２ａからの距離に比例して拡大される。第２の吸収型格子２３の格子ピッチｐ２及び間隔ｄ２は、そのスリット部が、第２の吸収型格子２３の位置におけるＧ１像の明部の周期パターンとほぼ一致するように決定されている。すなわち、Ｘ線焦点１２ａから第１の吸収型格子２２までの距離をＬ１、第１の吸収型格子２２から第２の吸収型格子２３までの距離をＬ２とした場合に、格子ピッチｐ２及び間隔ｄ２は、次式（１）及び（２）の関係を満たすように決定される。
【００４４】
【数１】
2011206160.tif 000003
【００４５】
【数２】
2011206160.tif 000004
【００４６】
第１の吸収型格子２２から第２の吸収型格子２３までの距離Ｌ２は、タルボ干渉計の場合には、第１の回折格子の格子ピッチとＸ線波長とで決まるタルボ干渉距離に制約されるが、本実施形態の撮影部１３では、第１の吸収型格子２２が入射Ｘ線を回折させずに投影させる構成であって、第１の吸収型格子２２のＧ１像が、第１の吸収型格子２２の後方のすべての位置で相似的に得られるため、該距離Ｌ２を、タルボ干渉距離と無関係に設定することができる。
【００４７】
上記のように本実施形態の撮影部１３は、タルボ干渉計を構成するものではないが、第１の吸収型格子２２でＸ線の回折が生じ、タルボ干渉効果が生じていると仮定した場合のタルボ干渉距離Ｚは、第１の吸収型格子２２の格子ピッチｐ１、Ｘ線波長（ピーク波長）λ、及び正の整数ｍを用いて、次式（３）で表される。
【００４８】
【数３】
2011206160.tif 000005
【００４９】
本実施形態では、前述のように距離Ｌ２をタルボ干渉距離と無関係に設定することができるため、撮影部１３の薄型化を目的とし、距離Ｌ２を、ｍ＝１の場合の最小のタルボ干渉距離Ｚより短い値に設定する。すなわち、距離Ｌ２は、次式（４）を満たす範囲の値に設定される。
【００５０】
【数４】
2011206160.tif 000006
【００５１】
Ｘ線遮蔽部２２ａ，２３ａは、コントラストの高い周期パターン像を生成するためには、Ｘ線を完全に遮蔽（吸収）することが好ましいが、上記したＸ線吸収性に優れる材料（金、銀、白金、鉛、タングステン等）を用いたとしても、吸収されずに透過するＸ線が少なからず存在する。このため、Ｘ線の遮蔽性を高めるためには、Ｘ線遮蔽部２２ａ，２３ａのそれぞれの厚み（ｚ方向の厚さ）をできるだけ厚くすること（すなわち、アスペクト比を高めること）が好ましい。例えば、Ｘ線管の管電圧が５０ｋＶの場合に、照射Ｘ線の９０％以上を遮蔽することが好ましく、この場合には、Ｘ線遮蔽部２２ａ，２３ａの厚みは、金（Ａｕ）換算で３０μｍ以上であることが好ましい。
【００５２】
以上のように構成された第１及び第２の吸収型格子２２，２３では、第１の吸収型格子２２のＧ１像（縞画像）と第２の吸収型格子２３との重ね合わせにより強度変調された縞画像がＦＰＤ２１によって撮像される。第２の吸収型格子２３の位置におけるＧ１像のパターン周期と、第２の吸収型格子２３の格子ピッチｐ２とは、製造誤差や配置誤差により若干の差異が生じており、この微小な差異により、強度変調された縞画像にはモアレ縞が生じる。また、第１及び第２の吸収型格子２１、２２の格子配列方向に誤差が生じ、配列方向が同一でない場合には、いわゆる回転モアレが発生する。しかし、縞画像にこのようなモアレ縞が発生した場合でも、モアレ縞のｘ方向またはｙ方向の周期が画素４０の配列ピッチよりも大きい範囲であれば特に問題が生じることはない。理想的にはモアレ縞を発生させないことが好ましいが、モアレ縞は、後述するように、縞走査の走査量（第２の吸収型格子２２の並進距離）を確認するために利用することができる。
【００５３】
Ｘ線源１２と第１の吸収型格子２２との間に被検体Ｈを配置すると、ＦＰＤ２１により検出される縞画像は、被検体Ｈにより変調を受ける。この変調量は、被検体Ｈによる屈折効果によって偏向したＸ線の角度に比例する。したがって、ＦＰＤ２１で検出された縞画像を解析することによって、被検体Ｈの位相コントラスト画像を生成することができる。
【００５４】
次に、縞画像の解析方法について説明する。図４には、被検体Ｈのｘ方向に関する位相シフト分布Φ（ｘ）に応じて屈折される１つのＸ線が例示されている。符号４５は、被検体Ｈが存在しない場合に直進するＸ線の経路を示しており、この経路４５を進むＸ線は、第１及び第２の吸収型格子２２，２３を通過してＦＰＤ２１に入射する。符号４６は、被検体Ｈが存在する場合に、被検体Ｈにより屈折されて偏向したＸ線の経路を示している。この経路４６を進むＸ線は、第１の吸収型格子２２を通過した後、第２の吸収型格子２３のＸ線遮蔽部２３ａにより遮蔽される。
【００５５】
被検体Ｈの位相シフト分布Φ（ｘ）は、被検体Ｈの屈折率分布をｎ（ｘ、ｚ）、ｚをＸ線の進む方向として、次式（５）で表される。
【００５６】
【数５】
2011206160.tif 000007
【００５７】
第１の吸収型格子２２から第２の吸収型格子２３の位置に投射されたＧ１像は、被検体ＨでのＸ線の屈折により、その屈折角φに応じた量だけｘ方向に変位することになる。この変位量Δｘは、Ｘ線の屈折角φが微小であることに基づいて、近似的に次式（６）で表される。
【００５８】
【数６】
2011206160.tif 000008
【００５９】
ここで、屈折角φは、Ｘ線波長λと被検体Ｈの位相シフト分布Φ（ｘ）を用いて、次式（７）で表される。
【００６０】
【数７】
2011206160.tif 000009
【００６１】
このように、被検体ＨでのＸ線の屈折によるＧ１像の変位量Δｘは、被検体Ｈの位相シフト分布Φ（ｘ）に関連している。そして、この変位量Δｘは、ＦＰＤ２１で検出される各画素３５の強度変調信号の位相ズレ量ψ（被検体Ｈがある場合とない場合とでの各画素３５の強度変調信号の位相のズレ量）に、次式（８）のように関連している。
【００６２】
【数８】
2011206160.tif 000010
【００６３】
したがって、各画素３５の強度変調信号の位相ズレ量ψを求めることにより、式（８）から屈折角φが求まり、式（７）を用いて位相シフト分布Φ（ｘ）の微分量が求まるから、これをｘについて積分することにより、被検体Ｈの位相シフト分布Φ（ｘ）、すなわち被検体Ｈの位相コントラスト画像を生成することができる。本実施形態では、上記位相ズレ量ψを、下記に示す縞走査法を用いて算出する。
【００６４】
縞走査法では、第１及び第２の吸収型格子２２，２３の一方を他方に対して相対的にｘ方向に並進移動させながら撮影を行う（すなわち、両者の格子周期の位相を変化させながら撮影を行う）。本実施形態では、前述の走査機構２５により第２の吸収型格子２３を移動させる。第２の吸収型格子２３の移動に伴って、モアレ縞が移動し、並進距離（ｘ方向への移動量）が、第２の吸収型格子２３の格子周期の１周期（格子ピッチｐ２）に達すると（すなわち、位相変化が２πに達すると）、モアレ縞は元の位置に戻る。このように、格子ピッチｐ２を整数分の１ずつ第２の吸収型格子２３を移動させながら、ＦＰＤ２１で縞画像を撮影し、撮影した複数の縞画像から各画素の強度変調信号を取得し、前述の画像処理部１５内の位相微分像生成部２９で演算処理することにより、各画素の強度変調信号の位相ズレ量ψを得る。この位相ズレ量ψの２次元分布が位相微分像に相当する。
【００６５】
図５は、格子ピッチｐ２をＭ（２以上の整数）個に分割した走査ピッチ（ｐ２／Ｍ）ずつ第２の吸収型格子２３を移動させる様子を模式的に示している。走査機構２５は、ｋ＝０，１，２，・・・，Ｍ−１のＭ個の各走査位置に、第２の吸収型格子２３を順に並進移動させる。なお、同図では、第２の吸収型格子２３の初期位置を、被検体Ｈが存在しない場合における第２の吸収型格子２３の位置でのＧ１像の暗部が、Ｘ線遮蔽部２３ａにほぼ一致する位置（ｋ＝０）としているが、この初期位置は、ｋ＝０，１，２，・・・，Ｍ−１のうちいずれの位置としてもよい。
【００６６】
まず、ｋ＝０の位置では、主として、被検体Ｈにより屈折されなかったＸ線が第２の吸収型格子２３を通過する。次に、ｋ＝１，２，・・・と順に第２の吸収型格子２３を移動させていくと、第２の吸収型格子２３を通過するＸ線は、被検体Ｈにより屈折されなかったＸ線の成分が減少する一方で、被検体Ｈにより屈折されたＸ線の成分が増加する。特に、ｋ＝Ｍ／２の位置では、主として、被検体Ｈにより屈折されたＸ線のみが第２の吸収型格子２３を通過する。ｋ＝Ｍ／２の位置を超えると、逆に、第２の吸収型格子２３を通過するＸ線は、被検体Ｈにより屈折されたＸ線の成分が減少する一方で、被検体Ｈにより屈折されなかったＸ線の成分が増加する。
【００６７】
ｋ＝０，１，２，・・・，Ｍ−１の各位置で、ＦＰＤ２１により撮影を行うと、Ｍ個の画像データが得られる。各画像データは、各画素３５の画素データを含むので、各画素３５についてＭ個の画素データを得ることができる。Ｍ個の画像データは、メモリ１４に記憶される。
【００６８】
また、ｋ＝０，１，２，・・・，Ｍ−１の各位置で、ＦＰＤ２１により被検体Ｈの撮影を行うことにより、マーカー１１も一緒に撮影される。マーカー１１に照射されたＸ線は、Ｘ線遮蔽部２２ａ、２３ａを通らずにＸ線透過部２２ｃ、２３ｃを透過してＦＰＤ２１により検出されるので、強度変調されていないマーカーの吸収画像を得ることができる。
【００６９】
補正処理部２７は、メモリ１４からＭ個の画像データを読み出し、例えば、最初に撮影された画像データ、すなわちｋ＝０の位置で撮影された画像データを基準画像データとし、この基準画像データからマーカー像とその位置を検出する。マーカー像は、輪郭がはっきりとしているため、正確にその位置を検出することができる。
【００７０】
次いで、補正処理部２７は、ｋ＝１，２，・・・，Ｍ−１の各位置で撮影された画像データからもマーカー像の位置を検出し、これらのマーカー像の位置が、基準画像データのマーカー像の位置と一致するように、ｋ＝１，２，・・・，Ｍ−１の各位置で撮影された画像データを補正する。縞走査撮影中に被検体Ｈが動き、各画像データにおける被検体Ｈの位置が異なっていても、マーカー像の位置に基づいて各画像データを補正することにより、各画像データにおける被検体Ｈの像の位置を一致させることができる。これにより、Ｍ個の画素データから上記各画素３５の強度変調信号の位相ズレ量ψを適切に算出することができる。
【００７１】
以下に、Ｍ個の画素データから上記各画素３５の強度変調信号の位相ズレ量ψを算出する方法を説明する。第２の吸収型格子２３の位置ｋにおける各画素３５の画素データをＩｋ（ｘ）と標記すると、Ｉｋ（ｘ）は、次式（９）で表される。
【００７２】
【数９】
2011206160.tif 000011
【００７３】
ここで、ｘは、画素のｘ方向に関する座標であり、Ａ０は入射Ｘ線の強度であり、Ａｎは強度変調信号のコントラストに対応する値である（ここで、ｎは正の整数である）。また、φ（ｘ）は、上記屈折角φを画素３５の座標ｘの関数として表したものである。
【００７４】
次いで、次式（１０）の関係式を用いると、上記屈折角φ（ｘ）は、式（１１）のように表される。
【００７５】
【数１０】
2011206160.tif 000012
【００７６】
【数１１】
2011206160.tif 000013
【００７７】
ここで、ａｒｇ［  ］は、偏角の抽出を意味しており、上記位相ズレ量ψに対応する。したがって、各画素３５で得られたＭ個の画素データ（強度変調信号）から、式（１１）に基づいて位相ズレ量ψを算出することにより、屈折角φ（ｘ）が求まり、位相シフト分布Φ（ｘ）の微分量が求まる。
【００７８】
具体的には、各画素３５で得られたＭ個の画素データは、図６に示すように、第２の吸収型格子２３の位置ｋに対して、格子ピッチｐ２の周期で周期的に変化する。同図中の破線は、被検体Ｈが存在しない場合の画素データの変化を示しており、同図中の実線は、被検体Ｈが存在する場合の画素データの変化を示している。この両者の波形の位相差が上記位相ズレ量ψに対応する。
【００７９】
以上の説明では、画素３５のｙ方向に関するｙ座標を考慮していないが、各ｙ座標について同様の演算を行うことにより、ｘ方向及びｙ方向に関する２次元的な位相ズレの分布ψ（ｘ，ｙ）が得られる。この位相ズレの分布ψ（ｘ，ｙ）が位相微分像に対応する。なお、屈折角φと位相ズレ量ψとは、上記式（７）で示されるように比例関係にあるため、共に位相シフト分布Φ（ｘ）の微分量に対応する物理量である。
【００８０】
位相微分像は、位相コントラスト画像生成部３０に入力される。位相コントラスト画像生成部３０は、入力された位相微分像をｘ軸に沿って積分することにより、被検体Ｈの位相シフト分布Φ（ｘ，ｙ）を生成し、これを位相コントラスト画像として出力する。
【００８１】
次に、以上のように構成されたＸ線撮影システム１０の作用について、図７のフローチャートを参照しながら説明する。Ｘ線源１２とＦＰＤ２１との間に、マーカー１１が取り付けられた被検体Ｈが配される。操作者によりコンソール１８から撮影操作が行なわれると、Ｘ線撮影システム１０の各部が連携動作して、上述した縞走査撮影が実行され、縞画像とマーカー像とが同時に撮影される（Ｓ１）。縞走査撮影により作成された複数の画像データは、メモリ１４に記憶される。
【００８２】
補正処理部２７は、メモリ１４からＭ個の画像データを読み出す。図８（Ａ）〜（Ｄ）は、例えば、ｋ＝０，１，２，Ｍ−１の各位置で撮影された画像データ５０〜５０Ｍ−１である。補正処理部２７は、例えば、最初に撮影された画像データ、すなわちｋ＝０の位置で撮影された画像データ５０を基準画像データとし、この基準画像データ５０からｘｙ座標上におけるマーカー像５０ａの位置を検出する。次いで、補正処理部２７は、ｋ＝１，２，・・・，Ｍ−１の各位置で撮影された画像データ５１〜５０Ｍ−１からもマーカー像５１ａ，５２ａ〜５０Ｍ−１ａの位置を検出する（Ｓ２）。
【００８３】
補正処理部２７は、これらのマーカー像５１ａ，５２ａ〜５０Ｍ−１ａの位置が、基準画像データ５０のマーカー像５０ａの位置と一致するように、画像データ５０〜５０Ｍ−１を補正する（Ｓ３）。これにより、画像データ５１〜５０Ｍ−１の縞画像の位置も、画像データ５０の縞画像の位置と一致する。
【００８４】
補正処理された複数の画像データの縞画像から、位相微分像生成部２９により位相微分像が生成される。各画像データ５０〜５０Ｍ−１の縞画像の位置は一致しているので、位相微分像を適切に算出することができる。次いで、位相コントラスト画像生成部３０により、位相微分像から位相コントラスト画像が生成される（Ｓ４）。位相コントラスト画像は、コンソール１８に出力され、モニタに表示される。
【００８５】
なお、上記実施形態では、Ｘ線透過性基板２２ｄ、２３ｄとしてガラス基板を用いたが、その他の高いＸ線透過性を有する材質を用いてもよい。また、Ｘ線透過部２２ｃ、２３ｃは、例えば開口部によって構成してもよい。
【００８６】
上記実施形態では、Ｘ線源１２からＦＰＤ２１までの距離を長くした場合に、Ｘ線焦点１２ａの焦点サイズ（一般的に０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度）によるＧ１像のボケが影響し、位相コントラスト画像の画質の低下をもたらす恐れがあるため、Ｘ線焦点１２ａの直後にマルチスリット（線源格子）を配置してもよい。
【００８７】
このマルチスリットは、第１及び第２の吸収型格子２２，２３と同様な構成の吸収型格子であり、一方向（本実施形態では、ｙ方向）に延伸した複数のＸ線遮蔽部が、第１及び第２の吸収型格子２２，２３のＸ線遮蔽部２２ａ，２３ａと同一方向（本実施形態では、ｘ方向）に周期的に配列されたものである。このマルチスリットは、Ｘ線源１２からのＸ線を部分的に遮蔽してｘ方向に関する実効的な焦点サイズを縮小するとともに、ｘ方向に多数の点光源（分散光源）を形成することにより、Ｇ１像のボケを抑制する。
【００８８】
また、上記実施形態では、第１及び第２の吸収型格子２２，２３を、そのスリット部を通過したＸ線を線形的に投影するように構成しているが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、スリット部でＸ線を回折することにより、いわゆるタルボ干渉効果が生じる構成（国際公開ＷＯ２００４／０５８０７０号公報等に記載の構成）としてもよい。ただし、この場合には、第１及び第２の吸収型格子２２，２３の間の距離Ｌ２をタルボ干渉距離に設定する必要がある。また、この場合には、第１の吸収型格子２２に代えて、位相型格子（位相型回折格子）を用いることが可能であり、第１の吸収型格子２２に代えて用いた位相型格子は、タルボ干渉効果により生じる縞画像（自己像）を、第２の吸収型格子２３に射影する。
【００８９】
さらに、上記実施形態では、被検体ＨをＸ線源１２と第１の吸収型格子２２との間に配置しているが、被検体Ｈを第１の吸収型格子２２と第２の吸収型格子２３との間に配置した場合にも同様に位相コントラスト画像の生成が可能である。
【００９０】
（第２実施形態）
第１の実施形態では、第１の吸収型格子２２及び第２の吸収型格子２３のそれぞれにＸ線透過部２２ｃ、２３ｃを設けたが、第１の吸収型格子２２と第２の吸収型格子２３とのいずれか一方にのみＸ線透過部を設けてもよい。マーカー１１を強度変調させずに撮影するには、Ｘ線が２つの吸収型格子を通過しないように構成すれば足りるからである。なお、図９に示すＸ線撮影システム６０のように、Ｘ線透過部２２ｃは、第１の吸収型格子２２にのみ設けるのが好ましい。第２の吸収型格子２３は、散乱防止用グリッドとしても機能するため、Ｘ線遮蔽部２３ａは広い面積を有することが好ましいためである。
【００９１】
（第３実施形態）
マーカー１１をＸ線透過部２２ｃ、２３ｃを通して確実に撮影するため、マーカー１１が第１の吸収型格子２２及び第２の吸収型格子２３の格子領域の外側に配置されていることを確認できるようにすることが好ましい。以下、被検体Ｈの撮影前に、マーカー１１の位置を確認するためのプレショットを行なう例について説明する。図１０に示すＸ線撮影システム６５は、第１の吸収型格子２２及び第２の吸収型格子２３をＸ線源１２側から見た状態を示しており、例えば撮影制御部１７の制御によって、第１の吸収型格子２２を光軸Ａの回りで僅かに回転させる回転機構６６を備えている。予備撮影手段に相当する撮影制御部１７は、第１の吸収型格子２２を第２の吸収型格子２３に対して僅かに回転させた状態でプレショットを実行する。
【００９２】
図１１は、プレショットにより得た撮影画像６７であり、第１の吸収型格子２２が第２の吸収型格子２３に対して回転しているため、第１の吸収型格子２２と第２の吸収型格子２３とが重なった領域６８にはモアレ縞が発生している。マーカー１１が第１の吸収型格子２２及び第２の吸収型格子２３の格子領域内にあるときには、マーカー像６９にもモアレ縞が発生する。しかし、マーカー１１が第１の吸収型格子２２及び第２の吸収型格子２３の格子領域外にあるときには、マーカー像６９にモアレ縞が発生しないので、マーカー１１の位置を簡単に確認することができる。
【００９３】
また、マーカー１１が第１の吸収型格子２２及び第２の吸収型格子２３の格子領域の外側に配置されていることを確認できるようにするための別案として、被検体Ｈを保持するベッドや撮影台に、第１の吸収型格子２２の格子領域を表す指標を設けておき、撮影者が撮影領域を確認できるようにしてもよい。
【００９４】
（第４実施形態）
また、図１２に示すＸ線撮影システム７５のように、Ｘ線源１２の側に、光源７６と絞り板７７とからなる撮影範囲確認用の照明装置７８を設け、光源７６から照射された光を絞り板７７によって第１の吸収型格子２２の格子領域に対応する大きさまで絞り、第１の吸収型格子２２の格子領域に対応する位置に照射してもよい。これによれば、照明装置７８からの光がマーカー１１に当たっているか否かによって、マーカー１１が第１の吸収型格子２２及び第２の吸収型格子２３の格子領域の外側に配置されているか否かを簡単に確認することができる。
【００９５】
なお、Ｘ線源１２と第１の吸収型格子２２または第２の吸収型格子２３との距離が変更可能なＸ線撮影システムや、第１の吸収型格子２２または第２の吸収型格子２３のサイズが変更可能なＸ線撮影システムに上記照明装置７８を用いる場合は、絞り板７７の開口サイズを切り換え可能にし、照明光の照射範囲を調整できるようにしてもよい。
【００９６】
（第５実施形態）
また、上記各実施形態では、第２の吸収型格子２３がＦＰＤ２１とは独立して設けられているが、特開平２００９−１３３８２３号公報に開示された構成のＸ線画像検出器を用いることにより、第２の吸収型格子２３を排することができる。このＸ線画像検出器は、Ｘ線を電荷に変換する変換層と、変換層において変換された電荷を収集する電荷収集電極とを備えた直接変換型のＸ線画像検出器において、各画素の電荷収集電極が、一定の周期で配列された線状電極を互いに電気的に接続してなる複数の線状電極群を、互いに位相が異なるように配置することにより構成されており、電荷収集電極が特許請求の範囲に記載の強度変調手段を構成している。
【００９７】
図１９は、本実施形態のＸ線画像検出器（ＦＰＤ）の構成を例示する。画素１００が、ｘ方向及びｙ方向に沿って一定のピッチで２次元配列されており、各画素１００には、Ｘ線を電荷に変換する変換層によって変換された電荷を収集するための電荷収集電極１０１が形成されている。電荷収集電極１０１は、第１〜第６の線状電極群１０２〜１０７から構成されており、各線状電極群の線状電極の配列周期の位相がπ／３ずつずれている。具体的には、第１の線状電極群１０２の位相を０とすると、第２の線状電極群１０３の位相はπ／３、第３の線状電極群１０４の位相は２π／３、第４の線状電極群１０５の位相はπ、第５の線状電極群１０６の位相は４π／３、第６の線状電極群１０７の位相は５π／３である。画素１００のｙ方向への電荷がそれぞれの線状電極群を通して蓄えられる。
【００９８】
さらに、各画素１００には、電荷収集電極１０１により収集された電荷を読み出すためのスイッチ群１０８が設けられている。スイッチ群１０８は、第１〜第６の線状電極群１０２〜１０７のそれぞれに設けられたＴＦＴスイッチからなる。第１〜第６の線状電極群１０２〜１０７により収集された電荷を、スイッチ群１０８を制御してそれぞれ個別に読み出すことによって、一度の撮影により、互いに位相の異なる６種類の縞画像を取得することができ、この６種類の縞画像に基づいて位相コントラスト画像を生成することができる。また、マーカー検出部分では、6種類の縞画像の強度の平均値を計算すれば、透過画像と同等の絵が得られるため、マーカー像の位置を検出することができる。
【００９９】
ＦＰＤ２１に代えて、上記構成のＸ線画像検出器を用いることにより、撮像部１３から第２の吸収型格子２３が不要となるため、コスト削減とともに、さらなる薄型化が可能となる。また、本実施形態では、一度の撮影により、異なる位相で強度変調が行われた複数の縞画像を取得することが可能であるため、縞走査のための物理的な走査が不要となり、上記走査機構２５を排することができる。なお、電荷収集電極１０１に代えて、特開平２００９−１３３８２３号公報に記載のその他の構成の電荷収集電極を用いることも可能である。
【０１００】
さらに、第２の吸収型格子２３を配置しない場合の別の実施形態として、Ｘ線画像検出器により得られた縞画像（Ｇ１像）を、信号処理によって位相を変えながら周期的にサンプリングすることで、該縞画像に強度変調を与えることも可能である。
【０１０１】
（その他の実施形態）
上記各実施形態では、被検体Ｈに１個のマーカー１１を取り付けたが、図１３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、２個以上のマーカー１１を用いてもよい。この場合、２個以上のマーカー１１を保持する取付部材には、円弧状の取付部材１１ａまたは円環状の取付部材１１ｂのいずれを用いてもよい。
【０１０２】
図１４に示すように、アーチ状のマーカー保持部８０の両端に被検体Ｈへの取付部８０ａを設け、マーカー保持部８０の内側にマーカー１１を保持させてもよい。これによれば、被検体Ｈの撮影部位である膝、肘、指等の関節部分と、マーカー１１との間に他の物体を介在させることなく被検体Ｈにマーカー１１を取り付けることができる。
【０１０３】
図１５に示すように、Ｘ線撮影システムが被検体Ｈを固定するベルト等の固定具８５を備えている場合には、この固定具８５にマーカー１１を取り付けてもよい。これによれば、マーカー１１を被検体Ｈに取り付ける手間が省けるとともに、マーカー１１をほぼ同じ位置に配置することができる。
【０１０４】
以上説明した各実施形態は、医療診断用の放射線撮影システムのほか、工業用等のその他の放射線撮影システムに適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１０５】
１０  Ｘ線撮影システム
１１  マーカー
１２  Ｘ線源（放射線源）
１３  撮影部
１５  画像処理部
１７  撮影制御部
２１  フラットパネル検出器（ＦＰＤ）
２２  第１の吸収型格子
２２ｃ，２３ｃ  Ｘ線透過部
２３  第２の吸収型格子
２５  走査機構
２７  補正処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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