(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線照射部と、
多数の線状体が配列されてなる周期的構造を有し、通過する放射線によって周期的強度分布を含む放射線像を形成する第１の格子と、
前記放射線照射部から照射され前記第１の格子及び被写体を透過し前記周期的強度分布に変調を受けた前記放射線像を検出して放射線画像データを取得する検出部と、
前記第１の格子の前記線状体の群の配列方向との関係において被写体の配置をガイドするガイド部と、
前記放射線照射部と前記検出部との間に設けられ、被写体が配置される被写体台と、
を備え、
前記ガイド部は、前記被写体台に印された指標であり、
前記指標は、被写体の種別毎に複数設けられており、対応する被写体種別の概形を示す放射線撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線撮影装置であって、
前記被写体台は、前記放射線照射部と前記第１の格子との間、又は前記第１の格子と前記検出部との間に配置されている放射線撮影装置。
【請求項３】
放射線照射部と、
多数の線状体が配列されてなる周期的構造を有し、通過する放射線によって周期的強度分布を含む放射線像を形成する第１の格子と、
前記放射線照射部から照射され前記第１の格子及び被写体を透過し前記周期的強度分布に変調を受けた前記放射線像を検出して放射線画像データを取得する検出部と、
前記第１の格子の前記線状体の群の配列方向との関係において被写体の配置をガイドするガイド部と、
前記放射線照射部と前記検出部との間に設けられ、被写体が配置される被写体台と、
を備え、
前記ガイド部は、前記被写体台に指標を表示する表示部を有し、
前記指標は、被写体の種別毎に複数設けられており、対応する被写体種別の概形を示す放射線撮影装置。
【請求項４】
請求項３に記載の放射線撮影装置であって、
前記被写体台は、前記放射線照射部と前記第１の格子との間、又は前記第１の格子と前記検出部との間に配置されている放射線撮影装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の放射線撮影装置であって、
被写体種別を入力する入力部をさらに備え、
前記表示部は、前記入力部において入力された被写体種別に応じた前記指標を表示する放射線撮影装置。
【請求項６】
放射線照射部と、
多数の線状体が配列されてなる周期的構造を有し、通過する放射線によって周期的強度分布を含む放射線像を形成する第１の格子と、
前記放射線照射部から照射され前記第１の格子及び被写体を透過し前記周期的強度分布に変調を受けた前記放射線像を検出して放射線画像データを取得する検出部と、
前記第１の格子の前記線状体の群の配列方向との関係において被写体の配置をガイドするガイド部と、
前記放射線照射部と前記検出部との間に設けられ、被写体が配置される被写体台と、
を備え、
前記ガイド部は、前記被写体台上における被写体の配置を検出する被写体検出部と、前記被写体検出部の検出結果に基づいて被写体の配置の適否を判定する判定部と、を有し、
前記被写体検出部は、前記被写体台の縁部に沿って設けられた複数のセンサを有しており、
前記判定部は、前記第１の格子の前記線状体の群の配列方向に交差する縁部に設けられたセンサによって被写体が検出されている場合に、被写体の配置が適当であると判定し、前記第１の格子の前記線状体の群の配列方向に沿う縁部に設けられたセンサによって被写体が検出されている場合に、被写体の配置が不適であると判定する放射線撮影装置。
【請求項７】
請求項６に記載の放射線撮影装置であって、
前記被写体台は、前記放射線照射部と前記第１の格子との間、又は前記第１の格子と前記検出部との間に配置されている放射線撮影装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の放射線撮影装置であって、
前記判定部によって被写体の配置が不適であると判定された場合に、被写体の配置が不適であることを報知する報知部をさらに備える放射線撮影装置。
【請求項９】
放射線照射部と、
多数の線状体が配列されてなる周期的構造を有し、通過する放射線によって周期的強度分布を含む放射線像を形成する第１の格子と、
前記放射線照射部から照射され前記第１の格子及び被写体を透過し前記周期的強度分布に変調を受けた前記放射線像を検出して放射線画像データを取得する検出部と、
前記第１の格子の前記線状体の群の配列方向との関係において被写体の配置をガイドするガイド部と、
前記放射線照射部と前記検出部との間に設けられ、被写体が配置される被写体台と、
を備え、
前記ガイド部は、前記被写体台上における被写体の配置を検出する被写体検出部と、前記被写体検出部の検出結果に基づいて被写体の配置の適否を判定する判定部と、を有し、
前記判定部によって被写体の配置が不適であると判定された場合に、前記第１の格子を通過する放射線の光軸まわりに前記第１の格子及び前記検出部を回転させる駆動部をさらに備える放射線撮影装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の放射線撮影装置であって、
前記被写体台は、前記放射線照射部と前記第１の格子との間、又は前記第１の格子と前記検出部との間に配置されている放射線撮影装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の放射線撮影装置であって、
前記放射線照射部、前記第１の格子、及び前記検出部の並び方向に延在し、これら放射線照射部、第１の格子、検出部を支持するアーム部材をさらに備える放射線撮影装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の放射線撮影装置であって、
前記アーム部材は、前記第１の格子をその線状体の配列方向に延長した延長領域から外れて配置されている放射線撮影装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の放射線撮影装置であって、
前記検出部は、前記放射線像に重ね合わされる第２の格子をさらに有し、前記第２の格子が重ね合わされた前記放射線像を検出する放射線撮影装置。
【請求項１４】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の放射線撮影装置であって、
前記検出部は、前記放射線像の前記周期的強度分布を解像可能な解像度を有し、前記放射線像を検出する放射線撮影装置。
【請求項１５】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の放射線撮影装置であって、
前記検出部は、前記放射線像の前記周期的強度分布の周期との関係でモアレを生じる解像度を有し、前記放射線像を検出する放射線撮影装置。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一項に記載の放射線撮影装置であって、
前記放射線撮影装置の検出部によって取得された少なくとも一つの放射線画像データに基づいて、被写体の位相コントラスト画像を生成する演算処理部をさらに備えた放射線撮影装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮影装置に関する。
【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、被写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線撮影では、Ｘ線を放射するＸ線源とＸ線画像を検出するＸ線画像検出器との間に被写体を配置して、被写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各Ｘ線は、Ｘ線画像検出器までの経路上に存在する被写体を構成する物質の特性（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線画像検出器に入射する。この結果、被写体のＸ線透過像が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（蓄積性蛍光体）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】
しかし、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り、生体軟部組織やソフトマテリアルなどでは、Ｘ線吸収能の差が小さく、従ってＸ線透過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線の吸収量の差が小さいため、画像のコントラストが得られにくい。
【０００５】
このような問題を背景に、近年、被写体によるＸ線の強度変化に代えて、被写体による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ことが知られている。このため、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、例えば手や足の指節間関節、肘関節、膝関節といった関節の軟骨部の可視化に有用である。
【０００６】
このようなＸ線位相イメージングの一種として、近年、２枚の透過回折格子（位相型格子及び吸収型格子）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線撮影装置が考案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００７】
Ｘ線タルボ干渉計は、被写体の背後に第１の回折格子（位相型格子あるいは吸収型格子）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（吸収型格子）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、周期的強度分布を呈する自己像（以下、Ｇ１像という）を形成する距離であり、このＧ１像は、Ｘ線源と第１の回折格子との間に配置された被写体とＸ線との相互作用（位相変化）により変調を受ける。
【０００８】
Ｘ線タルボ干渉計では、Ｇ１像と第２の回折格子との重ね合わせにより生じるモアレ縞を検出し、モアレ縞に対応して画像に現れる周期パターンの被写体による変調を解析することによって被写体の位相情報を取得する。画像に現れる周期パターンの解析方法としては、たとえば、縞走査法が知られている。この縞走査法によると、第１の回折格子に対して第２の回折格子を、第１の回折格子の面にほぼ平行で、かつ第１の回折格子の格子ピッチ方向にほぼ平行な方向に、第２の回折格子の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複数回の撮影を行い、得られる複数の画像データ間で対応する画素毎の信号値の変化から、被写体で屈折したＸ線の角度分布（位相シフトの微分像）を取得し、この角度分布に基づいて被写体の位相コントラスト画像を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第０８／１０２５９８号
【特許文献２】国際公開第０８／１０２６８５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
縞走査法によって取得される位相シフトの微分は、第１の回折格子の格子ピッチ方向に関するものであり、この位相シフトの微分に基づいて得られる位相コントラスト画像には、格子ピッチ方向に交差する被写体の縁部が描出され、特に格子ピッチ方向に略直交する被写体の縁部が明瞭に描出される。即ち、被写体の配置は、第１の回折格子の格子ピッチ方向の制約を受けることとなる。例えば、指節間関節、肘関節、膝関節といった関節の位相コントラスト画像において関節の軟骨部を明瞭に描出するには、指や腕や脚を格子ピッチ方向に略沿って配置する必要がある。
【００１１】
ここで、第１及び第２の回折格子は、保護及び防塵のため適宜な筐体に収納される。また、第１及び第２の回折格子は、典型的にはμｍオーダーの格子ピッチで高アスペクト比に構成される必要があり、それらの格子構造は極めて微細である。そのため、第１の回折格子の格子ピッチ方向を直接確認することは非常に困難である。
【００１２】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、被写体を適切に配置することができ、明瞭な位相コントラスト画像を得ることのできる放射線撮影装置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】
（１）  放射線照射部と、多数の線状体が配列されてなる周期的構造を有し、通過する放射線によって周期的強度分布を含む放射線像を形成する第１の格子と、前記放射線照射部から照射され前記第１の格子及び被写体を透過し前記周期的強度分布に変調を受けた前記放射線像を検出して放射線画像データを取得する検出部と、前記第１の格子の前記線状体の群の配列方向との関係において被写体の配置をガイドするガイド部と、前記放射線照射部と前記検出部との間に設けられ、被写体が配置される被写体台と、を備え、前記ガイド部は、前記被写体台に印された指標であり、前記指標は、被写体の種別毎に複数設けられており、対応する被写体種別の概形を示す放射線撮影装置。
（２）  放射線照射部と、多数の線状体が配列されてなる周期的構造を有し、通過する放射線によって周期的強度分布を含む放射線像を形成する第１の格子と、前記放射線照射部から照射され前記第１の格子及び被写体を透過し前記周期的強度分布に変調を受けた前記放射線像を検出して放射線画像データを取得する検出部と、前記第１の格子の前記線状体の群の配列方向との関係において被写体の配置をガイドするガイド部と、前記放射線照射部と前記検出部との間に設けられ、被写体が配置される被写体台と、を備え、前記ガイド部は、前記被写体台に指標を表示する表示部を有し、前記指標は、被写体の種別毎に複数設けられており、対応する被写体種別の概形を示す放射線撮影装置。
（３）  放射線照射部と、多数の線状体が配列されてなる周期的構造を有し、通過する放射線によって周期的強度分布を含む放射線像を形成する第１の格子と、前記放射線照射部から照射され前記第１の格子及び被写体を透過し前記周期的強度分布に変調を受けた前記放射線像を検出して放射線画像データを取得する検出部と、前記第１の格子の前記線状体の群の配列方向との関係において被写体の配置をガイドするガイド部と、前記放射線照射部と前記検出部との間に設けられ、被写体が配置される被写体台と、を備え、前記ガイド部は、前記被写体台上における被写体の配置を検出する被写体検出部と、前記被写体検出部の検出結果に基づいて被写体の配置の適否を判定する判定部と、を有し、前記被写体検出部は、前記被写体台の縁部に沿って設けられた複数のセンサを有しており、前記判定部は、前記第１の格子の前記線状体の群の配列方向に交差する縁部に設けられたセンサによって被写体が検出されている場合に、被写体の配置が適当であると判定し、前記第１の格子の前記線状体の群の配列方向に沿う縁部に設けられたセンサによって被写体が検出されている場合に、被写体の配置が不適であると判定する放射線撮影装置。
（４）  放射線照射部と、多数の線状体が配列されてなる周期的構造を有し、通過する放射線によって周期的強度分布を含む放射線像を形成する第１の格子と、前記放射線照射部から照射され前記第１の格子及び被写体を透過し前記周期的強度分布に変調を受けた前記放射線像を検出して放射線画像データを取得する検出部と、前記第１の格子の前記線状体の群の配列方向との関係において被写体の配置をガイドするガイド部と、前記放射線照射部と前記検出部との間に設けられ、被写体が配置される被写体台と、を備え、前記ガイド部は、前記被写体台上における被写体の配置を検出する被写体検出部と、前記被写体検出部の検出結果に基づいて被写体の配置の適否を判定する判定部と、を有し、前記判定部によって被写体の配置が不適であると判定された場合に、前記第１の格子を通過する放射線の光軸まわりに前記第１の格子及び前記検出部を回転させる駆動部をさらに備える放射線撮影装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１の格子の線状体群の配列方向との関係において被写体を適切に配置することができ、被写体の関心領域の明瞭な位相コントラスト画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態を説明するための放射線撮影装置の一例の構成を示す模式図である。
【図２】図１の放射線撮影装置の制御ブロック図である。
【図３】図１の放射線撮影装置の撮影部の構成を示す斜視図である。
【図４】図１の放射線撮影装置の撮影部の構成を示す側面図である。
【図５】図３の撮影部に含まれる放射線画像検出器の構成を示す模式図である。
【図６】被写体による放射線の屈折を説明するための模式図である。
【図７】図１の放射線撮影装置における縞走査法による位相コントラスト画像の生成方法の一例を説明するための模式図である。
【図８】縞走査に伴う画像データの画素の信号波形を示すグラフである。
【図９】図１の放射線撮影装置における位相コントラスト画像の生成方法の他の例を説明するための模式図である。
【図１０】図１の放射線撮影装置における位相コントラスト画像の生成方法の他の例を説明するための模式図である。
【図１１】図１の放射線撮影装置において被写体台に印された指標の一例を示す模式図である。
【図１２】指標の他の例を示す模式図である。
【図１３】指標の他の例を示す模式図である。
【図１４】本発明の実施形態を説明するための放射線撮影装置の他の例の構成を示す模式図である。
【図１５】図１４の放射線撮影装置の制御ブロック図である。
【図１６】図１４の放射線撮影装置において被写体台に表示される指標の一例を示す模式図である。
【図１７】本発明の実施形態を説明するための放射線撮影装置の他の例の構成を示す模式図である。
【図１８】図１７の放射線撮影装置の制御ブロック図である。
【図１９】図１７の放射線撮影装置における被写体の配置の一例を示す模式図である。
【図２０】図１７の放射線撮影装置における被写体の配置の他の例を示す模式図である。
【図２１】図１８の放射線撮影装置の変形例の構成を示す模式図である。
【図２２】本発明の実施形態を説明するための、放射線撮影装置の他の例の構成を示す模式図である。
【図２３】本発明の実施形態を説明するための、放射線撮影装置の他の例の構成を示す模式図である。
【図２４】本発明の実施形態を説明するための、放射線撮影装置の他の例の構成を示す模式図である。
【図２５】本発明の実施形態を説明するための、放射線撮影装置の他の例の構成を示す模式図である。
【図２６】本発明の実施形態を説明するための、放射線撮影装置の他の例の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施形態を説明するための放射線撮影装置の一例の構成を示し、図２は、図１の放射線撮影装置の制御ブロックを示す。
【００１７】
Ｘ線撮影装置１は、Ｘ線撮影装置本体２と、コンソール３とに大別される。Ｘ線撮影装置本体２は、被写体ＨにＸ線を照射するＸ線照射部１１と、Ｘ線照射部１１から放射されて被写体Ｈを透過したＸ線を検出し、画像データを生成する撮影部１２と、これらＸ線照射部１１及び撮影部１２を支持するスタンド１３とを備えている。コンソール３は、操作者の操作に基づいてＸ線照射部１１の曝射動作や撮影部１２の撮影動作などのＸ線撮影装置本体２の各部の動作を制御するとともに、撮影部１２により取得された画像データを演算処理して位相コントラスト画像を生成する。
【００１８】
スタンド１３は、床に固定されるベース６０と、ベース６０から鉛直方向（図示の例では、ｚ方向）に延びるアーム部材６１とで構成されている。Ｘ線照射部１１は、アーム部材６１の先端部に取り付けられている。アーム部材６１の略中央部には、アーム部材６１の延在方向にＸ線照射部１１に対向した状態に被写体台１５が取り付けられており、撮影部１２は被写体台１５に収納されている。
【００１９】
Ｘ線照射部１１は、Ｘ線源としてのＸ線管１８と、コリメータユニット１９とを備えている。Ｘ線管１８は、陽極回転型であり、Ｘ線源制御部１７の制御に基づいて高電圧発生器１６から印加される高電圧に応じて、電子放出源（陰極）としてのフィラメント（図示せず）から電子線を放出し、所定の速度で回転する回転陽極１８ａに衝突させることによりＸ線を発生する。この回転陽極１８ａの電子線の衝突部分がＸ線焦点１８ｂとなる。コリメータユニット１９は、Ｘ線管１８から発せられたＸ線のうち、被写体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可動式のコリメータ１９ａを有している。
【００２０】
撮影部１２は、被写体ＨによるＸ線の位相変化（角度変化）を検出するための第１の吸収型格子３１と、第１の吸収型格子３１を通過したＸ線によって形成されるＸ線像（以下、このＸ線像をＧ１像と称する）を検出する検出部１４とを備えている。
【００２１】
本Ｘ線撮影装置１は、詳細は後述するが、縞走査法を用いて位相コントラスト画像を生成するものであり、検出部１４には、Ｇ１像に重ね合わされる第２の吸収型格子３２と、第２の吸収型格子３２が重ね合わされたＧ１像を検出するＸ線画像検出器３０と、第２の吸収型格子３２を所定のピッチで並進移動させる走査機構３３とが設けられている。この走査機構３３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。
【００２２】
コンソール３には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる制御装置２０が設けられている。制御装置２０には、操作者が撮影指示やその指示内容を入力する入力装置２１と、撮影部１２により取得された画像データを演算処理してＸ線画像を生成する演算処理部２２と、Ｘ線画像を記憶する記憶部２３と、Ｘ線画像等を表示するモニタ２４と、Ｘ線撮影装置１の各部と接続されるインターフェース（Ｉ／Ｆ）２５とがバス２６を介して接続されている。
【００２３】
入力装置２１としては、例えば、スイッチ、タッチパネル、マウス、キーボード等を用いることが可能であり、入力装置２１の操作により、Ｘ線管電圧や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２４は、液晶ディスプレイ等からなり、制御装置２０の制御により、Ｘ線撮影条件等の文字やＸ線画像を表示する。
【００２４】
図３及び図４は、撮影部１２の構成を模式的に示す。
【００２５】
第１の吸収型格子３１は、基板３１ａと、この基板３１ａに配置された複数のＸ線遮蔽部３１ｂ（高放射線吸収部）とから構成されている。同様に、第２の吸収型格子３２は、基板３２ａと、この基板３２ａに配置された複数のＸ線遮蔽部３２ｂ（高放射線吸収部）とから構成されている。基板３１ａ，３１ｂは、いずれもＸ線を透過させるシリコン、ガラス、樹脂、等のＸ線透過性部材により形成されている。
【００２６】
Ｘ線遮蔽部３１ｂは、Ｘ線照射部１１から放射されるＸ線の光軸Ｃに直交する面内の一方向に延伸した線状の部材で構成される。各Ｘ線遮蔽部３１ｂの材料としては、Ｘ線吸収性に優れるものが好ましく、例えば、金、白金等の重金属であることが好ましい。これらのＸ線遮蔽部３１ｂは、金属メッキ法や蒸着法によって形成することが可能である。そして、Ｘ線遮蔽部３１ｂは、Ｘ線の光軸Ｃに直交する面内において、上記一方向と直交する方向（以後、ｘ方向とする）に一定の格子ピッチｐ１で、互いに所定の間隔ｄ１を空けて配列されている。
【００２７】
Ｘ線遮蔽部３２ｂもまた、Ｘ線照射部１１から放射されるＸ線の光軸Ｃに直交する面内の一方向に延伸した線状の部材で構成される。各Ｘ線遮蔽部３２ｂの材料としては、金、白金等の重金属といったＸ線吸収性に優れるものが好ましく、これらのＸ線遮蔽部３２ｂは、金属メッキ法や蒸着法によって形成することが可能である。そして、Ｘ線遮蔽部３２ｂは、Ｘ線の光軸Ｃに直交する面内において、上記一方向と直交する方向（ｘ方向）に一定の格子ピッチｐ２で、互いに所定の間隔ｄ２を空けて配列されている。
【００２８】
以上のように構成される第１及び第２の吸収型格子３１，３２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、上記間隔ｄ１，ｄ２の領域であるスリット部（低放射線吸収部）は空隙でなくてもよく、例えば、高分子や軽金属などのＸ線低吸収材で該空隙を充填してもよい。
【００２９】
第１及び第２の吸収型格子３１，３２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線を幾何学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線照射部１１から放射される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させるように構成する。例えば、回転陽極１８ａ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線が回折されずに幾何学的に投影される。
【００３０】
Ｘ線照射部１１から放射されるＸ線は、平行ビームではなく、Ｘ線焦点１８ｂを発光点としたコーンビームであるため、Ｇ１像は、Ｘ線焦点１８ｂからの距離に比例して拡大される。第２の吸収型格子３２は、そのスリット部が、第２の吸収型格子３２の位置におけるＧ１像の周期的強度分布の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１８ｂから第１の吸収型格子３１までの距離をＬ１、第１の吸収型格子３１から第２の吸収型格子３２までの距離をＬ２とした場合に、格子ピッチｐ２は、次式（１）の関係を満たすように決定される。
【００３１】
【数１】
0005783987.tif 000002
【００３２】
第１の吸収型格子３１から第２の吸収型格子３２までの距離Ｌ２は、タルボ干渉計では、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Ｘ線撮影装置２では、第１の吸収型格子３１が入射Ｘ線を回折させずに投影させる構成であって、Ｇ１像が、第１の吸収型格子３１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。
【００３３】
撮影部１２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３１でＸ線を回折す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３１の格子ピッチｐ１、第２の吸収型格子３２の格子ピッチｐ２、Ｘ線波長（ピーク波長）λ、及び正の整数ｍを用いて、次式（２）で表される。
【００３４】
【数２】
0005783987.tif 000003
【００３５】
式（２）は、Ｘ線照射部１１から放射されるＸ線がコーンビームである場合のタルボ干渉距離を表す式であり、「Atsushi Momose, et al., Japanese Journal of Applied Physics, Vol.47, No.10, 2008年10月, 8077頁」により知られている。
【００３６】
本Ｘ線撮影装置２では、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ことで、撮影部１２の薄型化を図っている。すなわち、距離Ｌ２は、次式（３）を満たす範囲の値に設定される。
【００３７】
【数３】
0005783987.tif 000004
【００３８】
なお、Ｘ線照射部１１から放射されるＸ線が実質的に平行ビームとみなせる場合のタルボ干渉距離Ｚは次式（４）となり、距離Ｌ２を、次式（５）を満たす範囲の値に設定する。
【００３９】
【数４】
0005783987.tif 000005
【００４０】
【数５】
0005783987.tif 000006
【００４１】
ただし、距離Ｌ２は、必ずしも式（３）ないし式（５）を満たす必要はなく、例えば撮影部１２の薄型化の要請がない場合などには、式（３）ないし式（５）から外れる範囲の値も採り得る。
【００４２】
図５は、Ｘ線画像検出器３０の構成を模式的に示す。
【００４３】
Ｘ線画像検出器３０は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ:Thin Film Transistor）パネルをベースとした平面型検出器（ＦＰＤ：Flat Panel Detector）が用いられ、Ｘ線を電荷に変換して蓄積する複数の画素４０がＴＦＴ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４１と、受像部４１からの電荷の読み出しタイミングを制御する走査回路４２と、各画素４０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４３と、画像データをコンソール３のＩ／Ｆ２５を介して演算処理部２２に送信するデータ送信回路４４とから構成されている。なお、走査回路４２と各画素４０とは、行毎に走査線４５によって接続されており、読み出し回路４３と各画素４０とは、列毎に信号線４６によって接続されている。
【００４４】
各画素４０は、アモルファスセレン等の変換層（図示せず）でＸ線を電荷に直接変換し、変換された電荷を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４０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４５、ソース電極がキャパシタ、ドレイン電極が信号線４６に接続される。ＴＦＴスイッチが走査回路４２からの駆動パルスによってＯＮ状態になると、キャパシタに蓄積された電荷が信号線４６に読み出される。
【００４５】
なお、各画素４０は、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータを併用し、シンチレータにて変換された可視光を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。シンチレータを形成する蛍光体としては、例えばテルビウム賦活酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ2Ｓ:Ｔｂ）やタリウム賦活ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）などが用いられる。また、Ｘ線画像検出器としては、ＴＦＴパネルをベースとしたＦＰＤ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Ｘ線画像検出器を用いることも可能である。
【００４６】
読み出し回路４３は、積分アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、補正回路、及び画像メモリにより構成されている。積分アンプ回路は、各画素４０から信号線４６を介して出力された電荷を積分して電圧信号（画像信号）に変換して、Ａ／Ｄ変換器に入力する。Ａ／Ｄ変換器は、入力された画像信号をデジタルの画像データに変換して補正回路に入力する。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を行い、補正後の画像データを画像メモリに記憶させる。なお、補正回路による補正処理として、Ｘ線の露光量や露光分布（いわゆるシェーディング）の補正や、Ｘ線画像検出器３０の制御条件（駆動周波数や読み出し期間）に依存するパターンノイズ（例えば、ＴＦＴスイッチのリーク信号）の補正等を含めてもよい。
【００４７】
Ｘ線画像検出器３０は、その受像面がＸ線の光軸Ｃに直交するように配置されており、典型的には、その受像部４１の画素４０の配列における行方向又は列方向が第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向（ｘ方向）と平行となるように配置される。
【００４８】
以上のように構成された撮影部１２では、第１の吸収型格子３１を通過したＸ線によって、第１の吸収型格子３１の格子構造を反映した周期的強度分布を呈するＧ１像が形成される。そして、このＧ１像は、第２の吸収型格子３２との重ね合わせにより強度変調され、強度変調されたＧ１像がＸ線画像検出器３０によって撮像される。第２の吸収型格子３２の位置におけるＧ１像の周期的強度分布のパターン周期ｐ１’と、第２の吸収型格子３２の実質的な格子ピッチｐ２’（製造後の実質的なピッチ）とは、製造誤差や配置誤差により若干の差異が生じる。このうち、配置誤差とは、第１及び第２の吸収型格子３１，３２が、相対的に傾斜や回転、両者の間隔が変化することによりｘ方向への実質的なピッチが変化することを意味している。
【００４９】
Ｇ１像のパターン周期ｐ１’と第２の吸収型格子３２の格子ピッチｐ２’との微小な差異により、Ｘ線画像検出器３０上における像コントラストはモアレ縞を含む。このモアレ縞のｘ方向に関する周期Ｔは、Ｘ線焦点１８ｂからＸ線画像検出器３０までの距離をＬとして、次式（６）で表される。
【００５０】
【数６】
0005783987.tif 000007
【００５１】
このモアレ縞をＸ線画像検出器３０で検出するため、画素４０のｘ方向に関する配列ピッチＰは、少なくともモアレ周期Ｔの整数倍でないことが必要であり、次式（７）を満たす必要がある（ここで、ｎは正の整数である）。
【００５２】
【数７】
0005783987.tif 000008
【００５３】
また、式（７）を満たす範囲において、配列ピッチＰがモアレ周期Ｔより大きくてもモアレ縞を検出することは可能であるが、配列ピッチＰはモアレ周期Ｔより小さいことが好ましく、次式（８）を満たすことが好ましい。これは、良質な位相コントラスト画像を得るためには、後述する位相コントラスト画像の生成過程において、モアレ縞が高いコントラストで検出されていることが好ましいためである。
【００５４】
【数８】
0005783987.tif 000009
【００５５】
画素４０の配列ピッチＰは、設計的に定められた値（一般的に１００μｍ程度）であり変更することが困難であるため、画素４０の配列ピッチＰとモアレ縞の周期Ｔとの大小関係を調整するには、第１及び第２の吸収型格子３１，３２の位置調整を行い、Ｇ１像のパターン周期ｐ１’と第２の吸収型格子３２の格子ピッチｐ２’との少なくともいずれか一方を変更することによりモアレ縞の周期Ｔを変更することが好ましい。モアレ縞の周期Ｔの変更は、例えば、第１及び第２の吸収型格子３１，３２を、光軸Ｃを中心にして相対的に回転させ、若しくは光軸Ｃに沿って相対的に移動させ、又は相対的に傾斜させることによって行うことができる。
【００５６】
被写体台１５に被写体Ｈを配置した場合に、Ｇ１像の周期的強度分布は、被写体Ｈにより変調を受け、Ｇ１像と第２の吸収型格子３２との重ね合わせによるモアレ縞もまた変調を受ける。この変調量は、被写体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。Ｘ線画像検出器３０によって取得される画像には、モアレ縞に対応する周期パターンが含まれ、この周期パターンを解析することによって、被写体Ｈの位相コントラスト画像を生成することができる。
【００５７】
以下、画像の周期パターンの解析方法について説明する。
【００５８】
〔解析方法１〕
図６は、被写体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線を示す。
【００５９】
符号５５は、被写体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５５を進むＸ線は、第１及び第２の吸収型格子３１，３２を通過してＸ線画像検出器３０に入射する。符号５６は、被写体Ｈが存在する場合に、被写体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５６を進むＸ線は、第１の吸収型格子３１を通過した後、第２の吸収型格子３２より遮蔽される。
【００６０】
被写体Ｈの位相シフト分布Φ（ｘ）は、被写体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（９）で表される。
【００６１】
【数９】
0005783987.tif 000010
【００６２】
第１の吸収型格子３１から第２の吸収型格子３２の位置に投射されたＧ１像は、被写体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（１０）で表される。
【００６３】
【数１０】
0005783987.tif 000011
【００６４】
ここで、屈折角φは、Ｘ線波長λと被写体Ｈの位相シフト分布Φ（ｘ）を用いて、式（１１）で表される。
【００６５】
【数１１】
0005783987.tif 000012
【００６６】
このように、被写体ＨでのＸ線の屈折によるＧ１像の変位量Δｘは、被写体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、画像データの各画素の信号の位相ズレ量ψ（被写体Ｈがある場合とない場合とでの信号の位相差）に、次式（１２）のように関連している。
【００６７】
【数１２】
0005783987.tif 000013
【００６８】
したがって、各画素の信号の位相ズレ量ψを求めることにより、式（１２）から屈折角φが求まり、式（１１）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、被写体Ｈの位相シフト分布Φ（ｘ）、すなわち被写体Ｈの位相コントラスト画像を生成することができる。本Ｘ線撮影装置１では、上記の位相ズレ量ψを、以下に説明する縞走査法を用いて算出する。
【００６９】
縞走査法では、第１及び第２の吸収型格子３１，３２のうちの一方の格子を、その格子の格子ピッチ方向に他方の格子に対してステップ的に並進移動させ、Ｇ１像の周期的強度分布に対する第２の吸収型格子３２のＸ線遮蔽部３２ｂの周期的配列の位相を変化させながら撮影を行う。本Ｘ線撮影装置２では、走査機構３３（図１参照）により第２の吸収型格子３２を移動させているが、第１の吸収型格子３１を移動させてもよい。
【００７０】
第２の吸収型格子３２の移動に伴って、モアレ縞が移動し、並進距離が第２の吸収型格子３２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。このようなモアレ縞の変化を、格子ピッチｐ２を整数分の１ずつ第２の吸収型格子３２を移動させながら、Ｘ線画像検出器３０で撮像し、得られた複数の画像データから画素毎に複数個の信号値を取得し、演算処理部２２で演算処理することによって各画素の信号の位相ズレ量ψを得る。
【００７１】
図７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３２を移動させる様子を模式的に示す。
【００７２】
走査機構３３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３２を順に並進移動させる。なお、同図では、第２の吸収型格子３２の初期位置を、被写体Ｈが存在しない場合における第２の吸収型格子３２の位置でのＧ１像の暗部が、Ｘ線遮蔽部３２ｂ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。
【００７３】
まず、ｋ＝０の位置では、主として、被写体Ｈにより屈折されなかったＸ線が第２の吸収型格子３２を通過する。次に、ｋ＝１，２，・・・と順に第２の吸収型格子３２を移動させていくと、第２の吸収型格子３２を通過するＸ線は、被写体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、被写体Ｈにより屈折されたＸ線の成分が増加する。特に、ｋ＝Ｍ／２では、主として、被写体Ｈにより屈折されたＸ線のみが第２の吸収型格子３２を通過する。ｋ＝Ｍ／２を超えると、逆に、第２の吸収型格子３２を通過するＸ線は、被写体Ｈにより屈折されたＸ線の成分が減少する一方で、被写体Ｈにより屈折されなかったＸ線の成分が増加する。ｋ＝０，１，２，・・・，Ｍ−１の各位置においてＸ線画像検出器３０で撮像すると、画素毎にＭ個の信号値が得られる。以下に、このＭ個の信号値から各画素の信号の位相ズレ量ψを算出する方法を説明する。
【００７４】
第２の吸収型格子３２が位置ｋにあるときの各画素の信号値をＩｋ（ｘ）とすると、Ｉｋ（ｘ）は、次式（１３）で表される。
【００７５】
【数１３】
0005783987.tif 000014
【００７６】
ここで、ｘは、各画素の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、屈折角φを画素の座標ｘの関数として表したものである。
【００７７】
次いで、次式（１４）の関係式を用いると、屈折角φ（ｘ）は、次式（１５）のように表される。
【００７８】
【数１４】
0005783987.tif 000015
【００７９】
【数１５】
0005783987.tif 000016
【００８０】
ここで、ａｒｇ［  ］は、偏角の抽出を意味しており、各画素の信号の位相ズレ量ψに対応する。したがって、画素毎に得られたＭ個の信号値から、式（１５）に基づいて各画素の信号の位相ズレ量ψを算出することにより、屈折角φ（ｘ）が求められる。
【００８１】
図８は、縞走査に伴って変化する一つの画素の信号波形を示す。
【００８２】
画素毎に得られるＭ個の信号値は、第２の吸収型格子３２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。図８中の破線は、被写体Ｈが存在しない場合の信号波形を示しており、図８中の実線は、被写体Ｈが存在する場合の信号波形を示している。この両者の波形の位相差が各画素の信号の位相ズレ量ψに対応する。
【００８３】
そして、屈折角φ（ｘ）は、上記式（１１）で示したように位相シフト分布Φ（ｘ）の微分に対応するため、屈折角φ（ｘ）をｘ軸に沿って積分することにより、位相シフト分布Φ（ｘ）が得られる。なお、上記の説明では、画素の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方向における２次元的な位相シフト分布Φ（ｘ，ｙ）が得られる。以上の演算は、演算処理部２２により行われ、演算処理部２２は、位相シフト分布Φ（ｘ，ｙ）を位相コントラスト画像として記憶部２３に記憶させる。
【００８４】
〔解析方法２〕
図９は、Ｘ線撮影装置１における位相コントラスト画像の生成方法の他の例を示す。
【００８５】
以下に説明する方法においては、上述した縞走査法によって取得される複数の画像データと等価な複数の画像データを、一度の撮影によって取得する。
【００８６】
第１の及び第２の吸収型格子３１，３２を、光軸Ｃを中心として角度θだけ相対的に回転して配置することにより、Ｇ１像及び第２の吸収型格子３２を角度θだけ相対的に回転させる。Ｘ線画像検出器３０の受像面の位置におけるＧ１像の周期的強度分布と第２の吸収型格子３２の射影（Ｘ線遮蔽部３２ｂの周期的配列の射影）との重なり合いは、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向（ｘ方向）と直交する方向（ｙ方向）に周期的に変化する。
【００８７】
回転角θは、ｙ方向の画素４０の配列ピッチをＰｙ、取得する画像データの数をＭとして、上記変化のｎ周期（ただし、ｎは０及びＭの倍数を除く整数）分に相当する距離ＤがＤ＝Ｐｙ×Ｍとなるように設定される。それにより、ｙ方向に隣り合うＭ個の画素４０を一単位として、単位毎のＭ個の画素間で、Ｇ１像の周期的強度分布と第２の吸収型格子３２のＸ線遮蔽部３２ｂの周期的配列との位相が互いに異なる状態が形成される。図示の例は、Ｍ＝５、ｎ＝１の場合を示している。
【００８８】
そして、Ｍ行おきの複数の画素行を一組として、組毎に、その組の画素行群の各画素４０から読み出される電荷に基づいて画像データを形成することにより、Ｍ個の画像データが取得される。図示の例のようにＭ＝５、ｎ＝１として回転角θを設定した場合には、（５×ｋ−４）行（ｋ＝１，２，・・・）の画素行群から第１の画像データが取得され、（５×ｋ−３）行の画素行群から第２の画像データが取得され、（５×ｋ−２）行の画素行群から第３の画像データが取得し、（５×ｋ−１）行の画素行群から第４の画像データが取得され、（５×ｋ）行の画素行群から第５の画像データが取得される。以上により取得されるＭ個の画像データに基づいて位相コントラスト画像を生成する方法については、上述した縞走査法と同様である。
【００８９】
上記の位相コントラスト画像の生成方法によれば、周期パターンの解析に要する複数の画像を一度の撮影で取得することができ、複数回の撮影の間の第１の吸収型格子３１又は第２の吸収型格子３２の移動、及び高精度が要求されるその走査機構３３が不要となる。そのため、撮影ワークフローの向上と装置の簡易化が可能になる。また、各撮影間の被写体の移動に起因する画質低下を解消することができる。
【００９０】
〔解析方法３〕
図１０は、Ｘ線撮影装置１における位相コントラスト画像の生成方法の他の例を示す。
【００９１】
以下に説明する方法においては、上述した縞走査法に替えて、フーリエ変換及び逆フーリエ変換を用いて画像の周期パターンの解析を行い、位相コントラスト画像を生成する。
【００９２】
Ｇ１像と第２の吸収型格子３２との重ね合わせによって形成されるモアレ縞に対応した画像の周期パターンは次式（１６）で表すことができ、式（１６）は次式（１７）に書き換えることができる。
【００９３】
【数１６】
0005783987.tif 000017
【００９４】
【数１７】
0005783987.tif 000018
【００９５】
式（１６）において、ａ（ｘ，ｙ）はバックグラウンドを表し、ｂ（ｘ，ｙ）は周期パターンの基本周期に対応した空間周波数成分の振幅を表し、（ｆ０ｘ、ｆ０ｙ）は周期パターンの基本周期を表す。また式（１７）において、ｃ（ｘ，ｙ）は次式（１８）で表される。
【００９６】
【数１８】
0005783987.tif 000019
【００９７】
従って、ｃ（ｘ，ｙ）又はｃ＊（ｘ，ｙ）の成分を取り出すことによって屈折角φ（ｘ，ｙ）の情報を得ることができる。ここで、式（１７）はフーリエ変換によって次式（１９）となる。
【００９８】
【数１９】
0005783987.tif 000020
【００９９】
式（１９）において、Ｆ（ｆｘ，ｆｙ）、Ａ（ｆｘ，ｆｙ）、Ｃ（ｆｘ，ｆｙ）は、それぞれｆ(ｘ，ｙ)、ａ（ｘ，ｙ）、ｃ（ｘ，ｙ）に対する２次元のフーリエ変換である。
【０１００】
第１及び第２の吸収型格子３１，３２のような１次元格子を使用した場合に、画像の空間周波数スペクトルには、図１０に示すように、少なくとも、Ａ（ｆｘ，ｆｙ）に由来するピークと、これを挟んでＣ（ｆｘ，ｆｙ）及びＣ＊（ｆｘ，ｆｙ）に由来する周期パターンの基本周期に対応した空間周波数成分のピークとの３つのピークが生じる。Ａ（ｆｘ，ｆｙ）に由来するピークは原点に、また、Ｃ（ｆｘ，ｆｙ）及びＣ＊（ｆｘ，ｆｙ）に由来するピークは（±ｆ０ｘ，±ｆ０ｙ）（複合同順）の位置に生じる。
【０１０１】
画像の空間周波数スペクトルから屈折角φ（ｘ、ｙ）を得るには、周期パターンの基本周期に対応する空間周波数成分のピーク周波数を含む領域を切り出し、ピーク周波数が周波数空間の原点に重なるように切り出した領域を移動させ、逆フーリエ変換を行う。そして、逆フーリエ変換によって得られる複素数情報から屈折角φ（ｘ，ｙ）を得ることができる。屈折角φ（ｘ，ｙ）から位相コントラスト画像を生成する方法については、上述した縞走査法と同様である。
【０１０２】
上記の位相コントラスト画像の生成方法によれば、一つの周期パターン画像から位相コントラスト画像を生成することができ、よって一度の撮影で済むため、複数回の撮影の間の第１の吸収型格子３１又は第２の吸収型格子３２の移動、及び高精度が要求されるその走査機構３３が不要となる。そのため、撮影ワークフローの向上と装置の簡易化が可能になる。また、各撮影間の被写体の移動に起因する画質低下を解消することができる。
【０１０３】
上述した画像の周期パターンの解析方法１〜３において、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向であるｘ方向に関する屈折角φ、つまりは位相シフト分布Φの微分が得られ、この位相シフト分布Φの微分に基づいて得られる位相コントラスト画像には、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向に交差する被写体Ｈの縁部が描出され、特に第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向に略直交する被写体Ｈの縁部が明瞭に描出される。即ち、被写体Ｈの配置は、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向の制約を受けることとなる。そこで、本Ｘ線撮影装置１においては、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向との関係において、被写体台１５上における被写体Ｈの配置をガイドするガイド部が設けられている。
【０１０４】
図１１は、ガイド部の一例を示す。
【０１０５】
図１１に示す例において、被写体台１５の配置面には、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向（ｘ方向）に延びる矢印７０が印されており、この指標により、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向が示される。
【０１０６】
例えば、被写体Ｈが膝関節であり、軟骨部を関心領域とする場合において、膝関節を構成する大腿骨及び脛骨が、指標である矢印７０の指示方向に延在するように膝関節が配置されることにより、関心領域とする軟骨部の縁部が、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向に略直交して配置され、位相コントラスト画像において明瞭に描出される。
【０１０７】
図１２は、ガイド部の他の例を示す。
【０１０８】
図１２に示す例においては、被写体台１５の配置面に、第１の吸収型格子３１のＸ線遮蔽部３１ｂと平行に延在し、格子ピッチ方向に配列された複数の線７１が印されており、この指標により、第１の吸収型格子３１のＸ線遮蔽部３１ｂの延在方向が示される。
【０１０９】
例えば、被写体Ｈが脚の膝関節であり、軟骨部を関心領域とする場合において、膝関節を構成する大腿骨及び脛骨が、指標である複数の線と略直交するように膝関節が配置されることにより、関心領域とする軟骨部の縁部が、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向に略直交して配置され、位相コントラスト画像において明瞭に描出される。
【０１１０】
図１３は、ガイド部の他の例を示す。
【０１１１】
図１３に示す例においては、被写体台１５の配置面に、被写体種別毎に、被写体の概形を表す図形が印されている。被写体種別として、手の指節間関節及び足の指節間関節を例に、それらの関節を含む手の概形を示す図形７２ａ、及び足の概形を示す図形７２ｂが配置面に印されている。そして、これらの図形７２ａ，７２ｂにおける指が、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向に延在するように、これらの図形は印されている。なお、これらの図形は、被写体台１５の配置面の略中央に重なって印されていてもよいが（ＦＩＧ.１３Ａ）、複数の図形が重なることによって個々の図形を識別することが困難になる場合には、例えば、図形毎に色彩を変更することが好ましい。また、複数の図形が重複することを回避するために、例えば、これらの図形７２ａ，７２ｂを縮小した図形７２ａ´，７２ｂ´を配置面の縁部に並べて印すようにしてもよい（ＦＩＧ.１３Ｂ）。
【０１１２】
被写体台１５の配置面の略中央に重なって印されている場合には、被写体Ｈが、その種別に対応する図形に重なるように配置され、また、縮小サイズで配置面の縁部に並べて印されている場合には、被写体Ｈの種別に対応する図形に倣って被写体Ｈが配置されることにより、被写体Ｈの関心領域の縁部が、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向に略直交して配置され、位相コントラスト画像において明瞭に描出される。
【０１１３】
そして、本Ｘ線撮影装置１において、Ｘ線照射部１１と、撮影部１２を収納した被写体台１５とは、スタンド１３のアーム部材６１に支持されており、被写体台１５は、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向（ｘ方向）に沿う縁がアーム部材６１に添うようにして、アーム部材６１に取り付けられている（図１、図１１参照）。即ち、アーム部材６１は、第１の吸収型格子３１をその格子ピッチ方向に延長した領域を外れて、鉛直方向（ｚ方向）に延在する。かかる構成によれば、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向に関して、被写体台１５の先にアーム部材６１が位置しない。そこで、特に脚や腕などの比較的長尺な被写体を被写体台１５上に配置する場合などに、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向との関係において被写体の配置をガイドすることにより、被写体とアーム部材６１とが干渉することを回避し、被写体を適切に被写体台１５上に配置することができる。
【０１１４】
以上、Ｘ線撮影装置１によれば、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向との関係において被写体Ｈを適切に配置することができ、被写体Ｈの関心領域の明瞭な位相コントラスト画像を得ることができる。
【０１１５】
また、第１の吸収型格子３１で殆どのＸ線を回折させずに、第２の吸収型格子３２に幾何学的に投影するため、照射Ｘ線には、高い空間的可干渉性は要求されず、医療分野で用いられている一般的なＸ線源を用いることができる。そして、第１の吸収型格子３１から第２の吸収型格子３２までの距離Ｌ２を任意の値とすることができ、距離Ｌ２を、タルボ干渉計での最小のタルボ干渉距離より小さく設定することができるため、撮影部１２を小型化（薄型化）することができる。更に、第１の吸収型格子３１からの投影像（Ｇ１像）には、照射Ｘ線のほぼすべての波長成分が寄与し、モアレ縞のコントラストが向上するため、被写体Ｈの位相情報の検出感度を向上させることができる。
【０１１６】
なお、第１の格子の投影像に対して第２の格子を重ね合わせてモアレ縞を生じさるものであって、そのため、第１及び第２の格子がいずれも吸収型格子であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上述のとおり、タルボ干渉像に対して第２の格子を重ね合わせてモアレ縞を生じさせる場合にも、本発明は有用である。よって、第１の格子は、吸収型格子に限らず位相型格子であってもよい。
【０１１７】
また、位相シフト分布Φを画像化したものを位相コントラスト画像として記憶ないし表示するものとして説明したが、位相シフト分布Φは、屈折角φより求まる位相シフト分布Φの微分量を積分したものであって、屈折角φ及び位相シフト分布Φの微分量もまた被写体によるＸ線の位相変化に関連している。よって、屈折角φを画像化したもの、また、位相シフトの微分量を画像化したものも位相コントラスト画像に含まれる。
【０１１８】
また、被写体がない状態で撮影（プレ撮影）して取得されるモアレ縞に対して、上述の位相コントラスト画像の生成処理を行い、位相コントラスト画像を取得するようにしてもよい。この位相コントラスト画像は、例えば第１及び第２の吸収型格子３１，３２の不均一性等によって生じる位相ムラ（初期位相のズレ）を反映している。このプレ撮影における位相コントラスト画像を、被写体がある状態で撮影（メイン撮影）して取得される位相コントラスト画像から減算することで、撮影部１２の位相ムラを補正した位相コントラスト画像を得ることが出来る。
【０１１９】
また、撮影部１２は被写体台１５に収納されているものとして説明したが、撮影部１２と被写体台１５とを別体に構成してもよい。被写体Ｈを透過することで生じるＸ線の屈折は僅か数μｒａｄであり、この屈折によって生じる画像の周期パターン（モアレ縞）の変調、及びこの周期パターンを解析して得られる信号の位相変化も僅かである。このような僅かな変化を計測する場合に、Ｘ線焦点１８ｂや第１及び第２の吸収型格子３１，３２やＸ線画像検出器３０の相対位置のずれは、被写体Ｈの位相情報の検出精度に影響を及ぼす。撮影部１２は被写体台１５に収納することによって、検出精度に影響を及ぼすような振動が撮影台１５を介して撮影部１２に作用する場合には、撮影部１２と被写体台１５とを別体に構成することによって、その影響を低減することができる。ただし、被写体Ｈと第１の吸収型格子３１とが近接していることが好ましく、よって、撮影部１２と被写体台１５とを別体に構成する場合にも、両者を出来得る限り接近させて配置することが好ましい。
【０１２０】
図１４は、本発明の実施形態を説明するための、放射線撮影装置の他の例の構成を示し、図１５は、図１４の放射線撮影装置の制御ブロックを示す。なお、上述したＸ線撮影装置１と共通する要素には共通の符号を付することにより説明を省略あるいは簡略する。
【０１２１】
上述したＸ線撮影装置１には、被写体Ｈの配置をガイドする指標が、予め被写体台１５の配置面に印されているが、図１４及び図１５に示すＸ線撮影装置８０においては、コンソール３の入力装置２１において被写体種別が入力され、ここで入力された被写体種別に応じた指標を被写体台１５の配置面に表示し、この表示される指標によって被写体台１５の配置面上における被写体Ｈの配置をガイドする。
【０１２２】
Ｘ線照射部１１には、投影光源８１及び液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）８２並びにミラー８３、が設けられている。
【０１２３】
ミラー８３は、Ｘ線管１８が放射するＸ射線は透過して、投影光源８１が照射する光は反射する。図示の例において、Ｘ線管１８と投影光源８１とは、光学的に等価の位置に配置されている。すなわち、Ｘ線管１８と投影光源８１とは、物理空間上は異なる位置に配置されるものの、ミラー８３による折り返しを直線状に延ばした際に、一致する位置に配置される。
【０１２４】
ＬＣＤ８２は、投影機等に利用される公知の投影型の液晶表示装置であって、コンソール３の入力装置２１において入力された被写体種別に応じた被写体の概形画像を表示するものである。表示制御部８４は、入力装置２１において入力された被写体種別の情報を取得し、取得した被写体種別に応じた被写体の概形画像が表示されるように、ＬＣＤ８２を制御し、また、投影光源８１の点灯、消灯を制御する。
【０１２５】
投影光源８１から出射されてＬＣＤ８２を透過した、ＬＣＤ８２の表示画像を担持する投影光は、コリメータユニット１９によって、Ｘ線管１８から放射されるＸ線の照射野と略同一の照射野となるように制限され、被写体台１５の配置面に投影される。
【０１２６】
図１６は、被写体台１５の配置面に表示される指標の一例を示す。
【０１２７】
被写体種別として、手の指節間関節及び足の指節間関節を例に、それらの関節を含む手の概形を示す図形７２ａ（ＦＩＧ．１６Ａ）、及び足の概形を示す図形７２ｂ（ＦＩＧ．１６Ｂ）が、コンソール３において入力された被写体種別に応じて選択的に被写体台１５の配置面の略中央部に表示される。そして、これらの図形７２ａ，７２ｂにおける指が、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向に延在するように、これらの図形は表示される。被写体Ｈが、配置面に表示された図形に重なるように配置されることにより、被写体Ｈの関心領域の縁部が、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向に略直交して配置され、位相コントラスト画像において明瞭に描出される。
【０１２８】
以上の構成によれば、被写体台１５の配置面の略中央には被写体Ｈの種別に応じた一つの図形が表示される。そこで、配置面に被写体種別毎の複数の複数が重複して印されている場合に比べて図形の識別が容易となる。
【０１２９】
図１７は、本発明の実施形態を説明するための、放射線撮影装置の他の例の構成を示し、図１８は、図１７の放射線撮影装置の制御ブロックを示す。なお、上述したＸ線撮影装置１と共通する要素には共通の符号を付することにより説明を省略あるいは簡略する。
【０１３０】
図１７及び図１８に示すＸ線撮影装置９０においては、被写体台１５に被写体Ｈを検出する検出手段が設けられており、検出手段による被写体Ｈの検出結果に基づいて被写体台１５の配置面上における被写体Ｈの配置をガイドする。他の構成は、上述したＸ線撮影装置１と共通しており、図示を省略している。
【０１３１】
被写体台１５において、各辺に沿った縁部には、被写体Ｈを検出する検出手段としてのセンサ９１が複数並設されてなるセンサ列９２ａ〜ｄが設けられている。これらのセンサ列９２は、その上に被写体Ｈが重なることにより、被写体Ｈを検出する。センサ９１としては、例えば、圧力センサや反射型フォトセンサなどを用いることができる。なお、本例においては、被写体台１５の各辺に沿った縁部にセンサ列９２が設けられているが、少なくとも第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向（ｘ方向）と交差する一対の縁部に設けられていればよい。
【０１３２】
コンソール３には、センサ列９２ａ〜ｄにおける検出情報を取得し、取得した検出情報に基づいて被写体台１５の配置面上における被写体Ｈの配置の適否を判定する判定部９３と、判定部９３による判定結果に基づき、操作者に判定結果を報知する報知部９４とが設けられている。
【０１３３】
判定部９３は、被写体台１５の各辺に沿った縁部に設けられたセンサ列９２ａ〜ｄのうち、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向（ｘ方向）と交差する縁部に設けられた一対のセンサ列９２ａ，９２ｂの少なくともいずれか一方のセンサ列において被写体Ｈが検出されている場合に、被写体Ｈの配置が適当と判定し、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向と平行な縁部に設けられた一対のセンサ列９２ｃ，９２ｄの少なくとも一方のセンサ列において被写体Ｈが検出されている場合には、被写体Ｈの配置が適当でないと判定する。
【０１３４】
報知部９４は、本例においては、判定部９３における判定結果情報を取得し、取得した判定結果情報をコンソール３のモニタ２４に表示するように構成されている。
【０１３５】
図１９及び図２０は、被写体台１５の配置面上における被写体Ｈの配置の一例を示す。
【０１３６】
図１９には、被写体Ｈが手の指節間関節である場合が示されている。指節間関節を構成する一対の骨が第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向（ｘ方向）に略沿って配置される場合（ＦＩＧ．１９Ａ）に、腕は、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向に交差する縁部に設けられたセンサ列９２ａ（又は９２ｂ）に重なる。この場合に、判定部９３において、被写体Ｈの配置が適切であると判定され、その判定結果は、報知部９４によって、コンソール３のモニタ２４に表示される。
【０１３７】
指節間関節を構成する一対の骨が第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向（ｘ方向）に略直交して配置される場合（ＦＩＧ．１９Ｂ）に、腕は、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向と平行な縁部に設けられたセンサ列９２ｃ（又は９２ｄ）に重なる。この場合に、判定部９３において、被写体Ｈの配置が適切でないと判定され、その判定結果は、報知部９４によって、コンソール３のモニタ２４に表示される。そこで、モニタ２４に表示される判定結果が操作者によって参照されることにより、被写体Ｈの配置を適切に修正することが可能となる。
【０１３８】
図２０には、被写体Ｈが腕の肘関節である場合が示されている。
【０１３９】
肘関節を構成する上腕骨及び橈骨が第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向（ｘ方向）に略沿って配置される場合（ＦＩＧ．２０Ａ）に、上腕及び下腕は、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向に交差する縁部に設けられたセンサ列９２ａ及び９２ｂに重なる。判定部９３において、被写体Ｈの配置が適切であると判定され、その判定結果は、報知部９４によって、コンソール３のモニタ２４に表示される。
【０１４０】
肘関節を構成する上腕骨及び橈骨が第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向（ｘ方向）に略直交して配置される場合（ＦＩＧ．２０Ｂ）に、上腕及び下腕は、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向と平行な縁部に設けられたセンサ列９２ｃ及び９２ｄに重なる。この場合に、判定部９３において、被写体Ｈの配置が適切でないと判定され、その判定結果は、報知部９４によって、コンソール３のモニタ２４に表示される。そこで、操作者がモニタ２４に表示される判定結果を参照することにより、被写体Ｈの配置を適切に修正することが可能となる。
【０１４１】
以上により、関節が適切に配置され、関心領域とするそれらの関節の軟骨部の縁部は、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向に略直交して配置され、位相コントラスト画像において明瞭に描出される。
【０１４２】
なお、判定部９３の判定結果を操作者に報知する形態としては、コンソール３のモニタ２４に表示する形態に限られず、例えば、警告音や音声により報知する形態とすることもできる。
【０１４３】
また、判定部９３において被写体Ｈの配置が適切でないと判定されている間はＸ線撮影装置９０において撮影動作が不可となるように、インターロックされる構成としてもよい。
【０１４４】
また、コンソール３の入力装置２１において入力される被写体種別に応じて、被写体Ｈを検出すべきセンサ列を判定部９３が指定する構成とすることもできる。例えば、被写体が手の指節間関節である場合（図１９参照）に、入力装置２１において被写体種別として手の指節間関節が入力される。ここでの入力情報に基づいて、判定部９３は、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向に交差する縁部に設けられたセンサ列９２ａ（又は９２ｂ）を指定し、ここで指定されたセンサ列９２ａにおいて被写体が検出された場合に、被写体の配置が適切であると判定する。また、被写体が肘関節である場合（図２０参照）に、入力装置２１において被写体種別として肘関節が入力される。ここでの入力情報に基づいて、判定部９３は、センサ列９２ａ及び９２ｂを指定して、ここで指定されたセンサ列９２ａ及び９２ｂにおいて被写体が検出された場合に被写体の配置が適切であると判定する。
【０１４５】
図２１は、上述したＸ線撮影装置９０の変形例の構成を示す。
【０１４６】
図２１に示す例においては、第１及び第２の吸収型格子３１，３２並びにＸ線画像検出器３０を、互いの相対位置関係を保って光軸Ｃを中心として回転させる回転機構９５が設けられている。
【０１４７】
被写体Ｈが手の指節間関節である場合において、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向と平行な縁部に設けられたセンサ列９２ｃ（又は９２ｄ）において被写体が検出される場合（ＦＩＧ．２１Ａ）に、判定部９３において、被写体の配置が適当でないと判定され、コンソール３の制御装置２０は、回転機構９５を駆動し第１及び第２の吸収型格子３１，３２並びにＸ線画像検出器３０を略９０度回転させる（ＦＩＧ．２１Ｂ）。
【０１４８】
第１の吸収型格子３１の上記の回転に伴い、指節間関節を構成する一対の骨は第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向（ｘ方向）に略沿って配置される。そして、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向（ｘ方向）と交差する縁部に置かれる一対のセンサ例は、センサ列９２ｃ，９２ｄとなり、判定部９３は、これらのセンサ列９２ｃ、９２ｄの少なくとも一方のセンサ列において被写体Ｈが検出されている場合に被写体Ｈの配置が適当と判定するように制御装置２０によって設定を変更され、被写体の配置が適当と判定する。
【０１４９】
以上の構成により、第１の吸収型格子３１の格子ピッチ方向との関係における被写体の適切な配置が自動的に得られる。
【０１５０】
図２２は、本発明の実施形態を説明するための、放射線撮影装置の他の例の構成を示す。
【０１５１】
図２２に示すＸ線撮影装置においては、第１の吸収型格子３１が、Ｘ線照射部１１と被写体台１５との間に配置されている点で図１に示すＸ線撮影装置１と異なっている。第１の吸収型格子３１は、アーム部材６１に取り付けられた保持部材３４に収納されている。
【０１５２】
被写体台１５の配置面上における被写体Ｈの配置をガイドするガイド部としては、上述のＸ線撮影装置１，８０，９０において説明した種々のガイド部を用いることができる。Ｘ線撮影装置１，８０における指標によってガイド部を構成する場合に、Ｘ線撮影装置１，８０のように被写体台１５の配置面に指標を印し、あるいは指標を表示するようにしてもよいが、保持部材３４の表面に指標を印し、あるいは指標を表示するように構成することもできる。なお、Ｘ線撮影装置８０のように投影光を用いて被写体台１５の配置面に指標を表示する場合には、保持部材３４及び第１の吸収型格子３１によって投影光が遮蔽されることがないよう、例えば、保持部材３４は投影光を透過させる材料によって形成し、第１の吸収型格子３１については、撮影前において、照射野から外れるように保持部材３４内において移動可能に構成すればよい。
【０１５３】
以上の構成において、被写体Ｈは第１の吸収型格子３１と第２の吸収型格子３２との間に配置されることになるが、第２の吸収型格子３２の位置に形成される第１の吸収型格子３１のＧ１像は被写体Ｈにより変調を受ける。そして、上述したＸ線撮影システム１と同様に、第２の吸収型格子３２との重ね合わせにより、Ｇ１像は強度変調され、強度変調されたＧ１像がＸ線画像検出器３０によって撮像される。従って、本Ｘ線撮影システムにおいても、上述した原理で被写体Ｈの位相コントラスト画像を得ることができる。
【０１５４】
そして、本Ｘ線撮影装置では、第１の吸収型格子３１による遮蔽により、線量がほぼ半減したＸ線が被写体Ｈに照射されることになるため、被写体Ｈの被曝量を、上述したＸ線撮影システム１の場合の約半分に低減することができる。
【０１５５】
図２３は、本発明の実施形態を説明するための、放射線撮影装置の他の例の構成を示す。
【０１５６】
図２３に示すＸ線撮影装置においては、Ｘ線照射部１１に、マルチスリット３５を配設した点が、上述のＸ線撮影装置１と異なる。
【０１５７】
上述したＸ線撮影装置１において、Ｘ線照射部１１からＸ線画像検出器３０までの距離を、一般的な病院の撮影室で設定されるような距離（１ｍ〜２ｍ）とした場合に、Ｘ線焦点１８ｂ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。そこで、Ｘ線焦点１８ｂの直後にピンホールを設置して実効的に焦点サイズを小さくすることが考えられるが、実効的な焦点サイズを縮小するためにピンホールの開口面積を小さくすると、Ｘ線強度が低下してしまう。本例においては、この課題を解決するために、Ｘ線焦点１８ｂの直後にマルチスリット３５を配置する。
【０１５８】
マルチスリット３５は、第１及び第２の吸収型格子３１，３２と同様な構成の吸収型格子（第３の吸収型格子）であり、一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３１，３２のＸ線遮蔽部３１ｂ，３２ｂと同一方向（ｘ方向）に周期的に配列されている。このマルチスリット３５は、Ｘ線焦点１８ｂから放射される放射線を部分的に遮蔽することにより、ｘ方向に所定のピッチで配列した多数の小焦点光源（分散光源）を形成することを目的としている。
【０１５９】
このマルチスリット３５の格子ピッチｐ３は、マルチスリット３５から第１の吸収型格子３１までの距離をＬ３として、次式（２０）を満たすように設定する必要がある。
【０１６０】
【数２０】
0005783987.tif 000021
【０１６１】
式（２０）は、マルチスリット３５により分散形成された各点光源から射出されたＸ線の第１の吸収型格子３１による投影像（Ｇ１像）が、第２の吸収型格子３２の位置で一致する（重なり合う）ための幾何学的な条件である。
【０１６２】
また、実質的にマルチスリット３５の位置がＸ線焦点位置となるため、第２の吸収型格子３２の格子ピッチｐ２は、次式（２１）の関係を満たすように決定される。
【０１６３】
【数２１】
0005783987.tif 000022
【０１６４】
被写体台１５の配置面上における被写体Ｈの配置をガイドするガイド部としては、上述のＸ線撮影装置１，８０，９０において説明した種々のガイド部を用いることができる。なお、Ｘ線撮影装置８０のように投影光を用いて被写体台１５の配置面にガイドとなる指標を表示する場合には、マルチスリット３５によって投影光が遮蔽されることがないよう、マルチスリット３５は、ミラー８３とＸ線管１８との間に配置される。また、Ｘ線撮影装置９０の変形例のように、被写体の配置に応じて第１及び第２の吸収型格子３１，３２並びにＸ線画像検出器３０を回転させる場合には、第１及び第２の吸収型格子３１，３２並びにＸ線画像検出器３０と共に、マルチスリット３５もまた回転させる。
【０１６５】
以上の構成において、マルチスリット３５により形成される複数の点光源に基づくＧ１像が重ね合わせられることにより、Ｘ線強度を低下させずに、位相コントラスト画像の画質を向上させることができる。
【０１６６】
図２４は、本発明の実施形態を説明するための放射線撮影装置の他の例の構成を示す。
【０１６７】
本Ｘ線撮影装置１０１は、Ｘ線撮影装置本体１０２と、コンソール３とに大別され、Ｘ線撮影装置本体１０２において、撮影台１５に収納されている撮影部１１２は、第１の吸収型格子３１、及び第１の吸収型格子３１を通過したＸ線によって形成されるＧ１像を検出するＸ線画像検出器１３０を備えている。
【０１６８】
Ｘ線画像検出器１３０において、複数の画素は、Ｘ線画像検出器１３０の受像面上に形成されるＧ１像の周期的強度分布を解像可能な配列ピッチで配列されている。Ｇ１像をＸ線画像検出器１３０によって撮像して取得される画像には、Ｇ１像の周期的強度分布に対応する周期パターンが含まれ、この周期パターンを解析することによって、被写体Ｈの位相コントラスト画像を生成することができる。画像に含まれる周期パターンの解析は、例えば、上述した縞走査法や、フーリエ変換及び逆フーリエ変換を用いて行うことができ、縞走査法によって解析する場合には、第１の吸収型格子３１を、その格子の格子ピッチ方向（ｘ方向）にＸ線画像検出器１３０に対してステップ的に並進移動させ、Ｇ１像の周期的強度分布に対する画素の周期的配列の位相を相対的に変化させながら撮影を行えばよい。
【０１６９】
本Ｘ線撮影装置１０１において、被写体台１５の配置面上における被写体Ｈの配置をガイドするガイド部としては、上述したＸ線撮影装置１，８０，９０において説明した種々のガイド部を用いることができる。
【０１７０】
以上、本Ｘ線撮影装置１０１によれば、Ｇ１像の周期的強度分布の周期よりも小さい画素ピッチの検出器を用いてＧ１像の周期的強度分布を検出し、これを解析して位相情報を取得しており、画素ピッチが小さいことから空間分解能に優れる。そして、第２の吸収型格子３２を介さないことから位相情報の精度の向上が図られる。
【０１７１】
なお、Ｘ線画像検出器１３０における画素の配列ピッチを、Ｘ線画像検出器１３０の受像面上に形成されるＧ１像の周期的強度分布の周期との関係においてモアレを生じる配列ピッチとし、Ｘ線画像検出器１３０によって取得される画像に含まれるモアレを解析することによって、被写体Ｈの位相コントラスト画像を生成するようにしてもよい。一般に、Ｘ線画像検出器における画素が小さくなるほどにＳ／Ｎが低下する傾向にあるところ、微細なＧ１像の周期的強度分布を検出可能なほどにＸ線画像検出器における画素の配列ピッチを小さくする必要がなく、Ｓ／Ｎを確保して位相情報の精度を高めることができる。画像に含まれるモアレの解析は、例えば、上述した縞走査法や、フーリエ変換及び逆フーリエ変換を用いて行うことができる。
【０１７２】
また、本Ｘ線撮影装置１０１においても、第１の吸収型格子３１を、Ｘ線照射部１１と被写体台１５との間に配置することができる。
【０１７３】
また、本Ｘ線撮影装置１０１においても、そのＸ線照射部１１に、上述したマルチスリット３５（図２３参照）を設けることができる。この場合に、マルチスリットの格子ピッチｐ３は、マルチスリットから第１の吸収型格子３１までの距離をＬ３とし、第１の吸収型格子３１からＸ線画像検出器１３０までの距離をＬ４として、次式（２２）を満たすように設定される。
【０１７４】
【数２２】
0005783987.tif 000023
【０１７５】
式（２２）は、マルチスリットにより分散形成された各点光源から射出されたＸ線の第１の吸収型格子３１による投影像（Ｇ１像）が、Ｘ線画像検出器３０の位置で一致する（重なり合う）ための幾何学的な条件である。
【０１７６】
図２５は、本発明の実施形態を説明するための放射線撮影装置の他の例の構成を示す。
【０１７７】
図２５に示すＸ線撮影装置２０１は、第１の吸収型格子３１及び第２の吸収型格子３２並びにＸ線画像検出器３０を収納した撮影部１２と被写体台１５とを分離して設け、Ｘ線照射部１１及び撮影部１２をアーム部材６１によって支持し、旋回軸６２を中心にアーム部材６１を旋回可能に構成した点で、上述したＸ線撮影装置１と異なる。
【０１７８】
本Ｘ線撮影装置２０１によれば、アーム部材６１を旋回させることによって被写体Ｈを種々の方向から撮影することができる。
【０１７９】
被写体台１５上における被写体Ｈの配置をガイドするガイド部としては、上述したＸ線撮影装置１，８０，９０において説明した種々のガイド部を用いることができる。なお、被写体台１５は被写体Ｈによっては必須ではなく、被写体台１５を使用しない場合に、被写体Ｈの配置をガイドするための指標７０，７１，７２やセンサ９１は、例えば撮影部１２の筐体に設け、あるいは表示させればよい。
【０１８０】
なお、本Ｘ線撮影装置２０１においても、第１の吸収型格子３１を、Ｘ線照射部１１と被写体Ｈとの間に配置することができ（図２２参照）、その場合には、第１の吸収型格子３１を支持するための支持部をアーム部材６１に設ければよい。
【０１８１】
また、本Ｘ線撮影装置２０１においても、そのＸ線照射部１１にマルチスリット３５を設けることができる（図２３参照）。
【０１８２】
また、本Ｘ線撮影装置２０１においても、上述したＸ線撮影装置１０１と同様に、Ｇ１像の周期的強度分布を解像可能なＸ線画像検出器を用いて、このＸ線画像検出器によって取得される画像に含まれる、Ｇ１像の周期的強度分布に対応した周期パターンを解析することによって、被写体Ｈの位相コントラスト画像を生成することもできる。
【０１８３】
図２６は、本発明の実施形態を説明するための放射線撮影装置の他の例の構成を示す。
【０１８４】
上述したＸ線撮影装置１は、Ｘ線を略鉛直下方に向けて照射しており、基本的に臥位又は座位にて被写体Ｈの撮影を行うものであるが、図２６に示すＸ線撮影装置３０１は、立位にて被写体Ｈの撮影を行うものであって、Ｘ線を略水平方向に照射する点で上述したＸ線撮影装置１と異なる。
【０１８５】
Ｘ線撮影装置３０１では、Ｘ線照射部１１と、第１の吸収型格子３１及び第２の吸収型格子３２並びにＸ線画像検出器３０を含む撮影部１２とが、略水平方向に並んでベース６０に設置されている。
【０１８６】
被写体台１５上における被写体Ｈの配置をガイドするガイド部としては、上述したＸ線撮影装置１，８０，９０において説明した種々のガイド部を用いることができる。
【０１８７】
なお、本Ｘ線撮影装置３０１においても、第１の吸収型格子３１を、Ｘ線照射部１１と被写体Ｈとの間に配置することができる（図２２参照）。
【０１８８】
また、本Ｘ線撮影装置３０１においても、そのＸ線照射部１１にマルチスリット３５（図２３参照）を設けることができる。
【０１８９】
また、本Ｘ線撮影装置３０１においても、上述したＸ線撮影装置１０１と同様に、Ｇ１像の周期的強度分布を解像可能なＸ線画像検出器を用いて、このＸ線画像検出器によって取得される画像に含まれる、Ｇ１像の周期的強度分布に対応した周期パターンを解析することによって、被写体Ｈの位相コントラスト画像を生成することもできる。
【０１９０】
以上の説明においては、放射線として一般的なＸ線を用いる場合について説明したが、本発明はＸ線に限られるものではなく、α線、γ線等のＸ線以外の放射線を用いることも可能である。また、上述したＸ線撮影装置１以外の他のＸ線撮影装置についても、Ｘ線撮影装置１と同様に、第１の格子は吸収型格子に限らず位相型格子とすることもできる。
【０１９１】
以上、説明したように、本明細書には、下記（１）〜（２２）の放射線撮影装置が開示されている。
【０１９２】
（１）  放射線照射部と、多数の線状体が配列されてなる周期的構造を有し、通過する放射線によって周期的強度分布を含む放射線像を形成する第１の格子と、上記放射線照射部から照射され上記第１の格子及び被写体を透過し上記周期的強度分布に変調を受けた上記放射線像を検出して放射線画像データを取得する検出部と、上記第１の格子の上記線状体の群の配列方向との関係において被写体の配置をガイドするガイド部と、を備える放射線撮影装置。
（２）  上記（１）の放射線撮影装置であって、上記放射線照射部と上記検出部との間に、被写体が配置される被写体台をさらに備え、上記ガイド部は、上記被写体台に印された指標である放射線撮影装置。
（３）  上記（２）の放射線撮影装置であって、上記被写体台は、上記放射線照射部と上記第１の格子との間、又は上記第１の格子と上記検出部との間に配置されている放射線撮影装置。
（４）  上記（２）又は（３）の放射線撮影装置であって、上記指標は、上記第１の格子の上記線状体の群の配列方向、又は上記第１の格子の上記線状体の延在方向を示す放射線撮影装置。
（５）  上記（２）又は（３）の放射線撮影装置であって、上記指標は、被写体の種別毎に複数設けられており、対応する被写体種別の概形を示す放射線撮影装置。
（６）  上記（１）の放射線撮影装置であって、上記放射線照射部と上記検出部との間に、被写体が配置される被写体台をさらに備え、上記ガイド部は、上記被写体台に指標を表示する表示部を有する放射線撮影装置。
（７）  上記（６）の放射線撮影装置であって、上記被写体台は、上記放射線照射部と上記第１の格子との間、又は上記第１の格子と上記検出部との間に配置されている放射線撮影装置。
（８）  上記（６）又は（７）に記載の放射線撮影装置であって、上記指標は、被写体の種別毎に複数設けられており、対応する被写体種別の概形を示す放射線撮影装置。
（９）  上記（８）の放射線撮影装置であって、被写体種別を入力する入力部をさらに備え、上記表示部は、上記入力部において入力された被写体種別に応じた上記指標を表示する放射線撮影装置。
（１０）  上記（１）の放射線撮影装置であって、上記放射線照射部と上記検出部との間に、被写体が配置される被写体台をさらに備え、上記ガイド部は、上記被写体台上における被写体の配置を検出する被写体検出部と、上記被写体検出部の検出結果に基づいて被写体の配置の適否を判定する判定部と、を有する放射線撮影装置。
（１１）  上記（１０）の放射線撮影装置であって、上記被写体台は、上記放射線照射部と上記第１の格子との間、又は上記第１の格子と上記検出部との間に配置されている放射線撮影装置。
（１２）  上記（１０）又は（１１）の放射線撮影装置であって、上記被写体検出部は、上記被写体台の縁部に沿って設けられた複数のセンサを有しており、上記判定部は、上記第１の格子の上記線状体の群の配列方向に交差する縁部に設けられたセンサによって被写体が検出されている場合に、被写体の配置が適当であると判定し、上記第１の格子の上記線状体の群の配列方向に沿う縁部に設けられたセンサによって被写体が検出されている場合に、被写体の配置が不適であると判定する放射線撮影装置。
（１３）  上記（１０）から（１２）のいずれか一つの放射線撮影装置であって、上記判定部によって被写体の配置が不適であると判定された場合に、被写体の配置が不適であることを報知する報知部をさらに備える放射線撮影装置。
（１４）  上記（１０）から（１２）のいずれか一つの放射線撮影装置であって、上記判定部によって被写体の配置が不適であると判定された場合に、上記第１の格子を通過する放射線の光軸まわりに上記第１の格子及び上記検出部を回転させる駆動部をさらに備える放射線撮影装置。
（１５）  上記（１）から（１４）のいずれか一つの放射線撮影装置であって、上記放射線照射部、上記第１の格子、及び上記検出部の並び方向に延在し、これら放射線照射部、第１の格子、検出部を支持するアーム部材をさらに備える放射線撮影装置。
（１６）  上記（１５）の放射線撮影装置であって、上記アーム部材は、上記第１の格子をその線状体の配列方向に延長した延長領域から外れて配置されている放射線撮影装置。
（１７）  上記（１）から（１６）のいずれか一つの放射線撮影装置であって、上記検出部は、上記放射線像に重ね合わされる第２の格子をさらに有し、上記放射線画像検出器は、上記第２の格子が重ね合わされた上記放射線像を検出する放射線撮影装置。
（１８）  上記（１）から（１６）のいずれか一つの放射線撮影装置であって、上記放射線画像検出器は、上記放射線像の上記周期的強度分布を解像可能な解像度を有し、上記放射線像を検出する放射線撮影装置。
（１９）  上記（１）から（１６）のいずれか一つの放射線撮影装置であって、上記放射線画像検出器は、上記放射線像の上記周期的強度分布の周期との関係でモアレを生じる解像度を有し、上記放射線像を検出する放射線撮影装置。
（２０）  上記（１）から（１９）のいずれか一つの放射線撮影装置であって、上記放射線撮影装置の検出部によって取得された少なくとも一つの放射線画像データに基づいて、被写体の位相コントラスト画像を生成する演算処理部をさらに備えた放射線撮影装置。
（２１）  放射線照射部と、多数の線状体が配列されてなる周期的構造を有し、通過する放射線によって周期的強度分布を含む放射線像を形成する第１の格子と、放射線画像検出器を含み、上記放射線照射部との間に配置される被写体によって上記周期的強度分布に変調を受けた上記放射線像を検出して放射線画像データを取得する検出部と、上記第１の格子の上記線状体の群の配列方向との関係において被写体の配置をガイドするガイド部と、を備える放射線撮影装置。
（２２）  上記（２１）の放射線撮影装置であって、被写体は、上記放射線照射部と上記第１の格子との間、又は上記第１の格子と上記検出部との間に配置される放射線撮影装置。
【符号の説明】
【０１９３】
１      Ｘ線撮影装置
２      Ｘ線撮影装置本体
３      コンソール
１１    Ｘ線照射部
１２    撮影部
１４    検出部
１５    被写体台
１８    Ｘ線管
３０    Ｘ線画像検出器
３１    第１の吸収型格子（第１の格子）
３１ａ  基板
３１ｂ  Ｘ線遮蔽部（線状体）
３２    第２の吸収型格子（第２の格子）
【図１】
0005783987.tif 000024
【図２】
0005783987.tif 000025
【図３】
0005783987.tif 000026
【図４】
0005783987.tif 000027
【図５】
0005783987.tif 000028
【図６】
0005783987.tif 000029
【図７】
0005783987.tif 000030
【図８】
0005783987.tif 000031
【図１１】
0005783987.tif 000032
【図１２】
0005783987.tif 000033
【図１３】
0005783987.tif 000034
【図１４】
0005783987.tif 000035
【図１５】
0005783987.tif 000036
【図１６】
0005783987.tif 000037
【図１７】
0005783987.tif 000038
【図１８】
0005783987.tif 000039
【図１９】
0005783987.tif 000040
【図２０】
0005783987.tif 000041
【図２１】
0005783987.tif 000042
【図２２】
0005783987.tif 000043
【図２３】
0005783987.tif 000044
【図２４】
0005783987.tif 000045
【図２５】
0005783987.tif 000046
【図２６】
0005783987.tif 000047
【図９】
0005783987.tif 000048
【図１０】
0005783987.tif 000049