【手続補正書】
【提出日】平成24年10月9日(2012.10.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に放射線を照射する放射線源と、
前記被検体を透過した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、
前記強度変調手段により前記各相対位置で強度変調された複数の縞画像を検出する放射線画像検出器と、
前記被検体の位置情報を検出する被検体位置情報検出手段と、
前記放射線画像検出器により検出された複数の縞画像の各画素の画素データの信号強度及びコントラストを規格化する信号強度規格化手段と、
前記被検体の位置情報に基づいて、前記規格化された複数の縞画像から位相コントラスト画像の生成に用いる画素の組み合わせである画素セットを設定する画素セット設定手段と、
前記画素セット設定手段により設定された組み合わせの画素の画素データに対して、位相シフト量オフセットを補正する位相シフト量オフセット補正手段と、
前記位相シフト量オフセット補正手段により補正された画素データに基づいて、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手段と、
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】
前記被検体位置検出手段は、前記被検体に取り付けられて一緒に撮影されるマーカーを含み、前記放射線画像検出器で検出された複数の縞画像のマーカー位置に基づいて前記位置情報を検出す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】
前記信号強度規格化手段及び前記位相シフト量オフセット補正手段は、前記被検体が無い状態で撮影された複数の縞画像から得られた補正データを用いて、前記信号強度及びコントラストの規格化と、前記位相シフト量オフセットの補正とを行うことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影システム。
【請求項４】
前記位相シフト量オフセットの補正は、前記位相シフト量オフセットを、前記縞画像の周期パターンと前記強度変調手段との相対位置のずれ量として補正する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】
前記被検体が無い状態で撮影された複数の縞画像から補正データを生成する補正データ生成手段を更に備えたことを特徴とする請求項３に記載の放射線撮影システム。
【請求項６】
前記補正データ生成手段が、更に、
前記被検体が無い状態にて、前記放射線源に放射線照射を行わせ、前記第１の格子により生成された縞画像の周期パターンに対して同一の位相を有する相対位置で前記強度変調手段により前記縞画像に強度変調を与え、前記放射線画像検出器により強度変調された縞画像を検出し、前記放射線画像検出器で検出された縞画像に基づいてリニアリティー補正データを生成し、
前記被検体が無い状態にて、前記放射線源に同一の放射線光量で放射線照射を行わせ、前記第１の格子により生成された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、前記放射線画像検出器により強度変調された複数の縞画像を検出し、前記放射線画像検出器で検出された複数の縞画像に基づいて、前記コントラストの規格化に用いるコントラスト補正データ及び透過率補正データと、前記位相シフト量オフセット補正に用いる位相シフト量オフセット補正データとを生成する、
ことを特徴とする請求項５記載の放射線撮影システム。
【請求項７】
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１〜６いずれか記載の放射線撮影システム。
【請求項８】
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７記載の放射線撮影システム。
【請求項９】
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７記載の放射線撮影システム。
【請求項１０】
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記載の放射線撮影システム。
【請求項１１】
放射線源から被検体に放射線を照射させ、前記被検体を透過した放射線を第１の格子に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、前記強度変調手段により前記各相対位置で強度変調された複数の縞画像を放射線画像検出器により検出するステップと、
前記被検体の位置情報を検出するステップと、
前記放射線画像検出器により検出された複数の縞画像の各画素の画素データの信号強度及びコントラストを規格化するステップと、
前記被検体の位置情報に基づいて、前記規格化された複数の縞画像から位相コントラスト画像の生成に用いる画素の組み合わせである画素セットを設定するステップと、
前記画素セットとして設定された組み合わせの画素の画素データに対して、位相シフト量オフセットを補正するステップと、
前記位相シフト量オフセットが補正された画素データに基づいて、位相コントラスト画像を生成するステップと、
を備えたことを特徴とする放射線撮影方法。
【手続補正２】
【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】
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、被検体に放射線を照射する放射線源と、被検体を透過した放射線を通過させて縞画像を生成する第１の格子と、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強度変調手段と、強度変調手段により各相対位置で強度変調された複数の縞画像を検出する放射線画像検出器と、被検体の位置情報を検出する被検体位置情報検出手段と、放射線画像検出器により検出された複数の縞画像の各画素の画素データの信号強度とコントラストとを規格化する信号強度規格化手段と、被検体の位置情報に基づいて、規格化された複数の縞画像から位相コントラスト画像の生成に用いる画素の組み合わせである画素セットを設定する画素セット設定手段と、画素セット設定手段により設定された組み合わせの画素の画素データに対して、位相シフト量オフセットを補正する位相シフト量オフセット補正正段と、位相シフト量オフセット補正手段により補正された画素データに基づいて、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手段とを備えている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
被検体位置検出手段は、被検体に取り付けられて一緒に撮影されるマーカーを含んでおり、放射線画像検出器で検出された複数の縞画像のマーカー位置に基づいて、位置情報が検出される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
信号強度規格化手段及び位相シフト量オフセット補正手段は、被検体が無い状態で撮影された複数の縞画像から得られた補正データを用いて、信号強度及びコントラストの規格化と、位相シフト量オフセットの補正とを行うことが好ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
被検体が無い状態で撮影された複数の縞画像から補正データを生成する補正データ生成手段を更に備えることが好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
補正データ生成手段は、被検体が無い状態にて放射線源に放射線照射を行わせ、第１の格子により生成された縞画像の周期パターンに対して同一の位相を有する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、放射線画像検出器により強度変調された縞画像を検出し、放射線画像検出器で検出された縞画像に基づいてリニアリティー補正データを生成するのが好ましい。また、補正データ生成手段は、被検体が無い状態にて、放射線源に同一の放射線光量で放射線照射を行わせ、第１の格子により生成された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、放射線画像検出器により強度変調された複数の縞画像を検出し、放射線画像検出器で検出された複数の縞画像に基づいて、コントラストの規格化に用いるコントラスト補正データ及び透過率補正データと、位相シフト量オフセット補正に用いる位相シフト量オフセット補正データとを生成するのが好ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本発明の放射線撮影方法は、放射線源から被検体に放射線を照射させ、被検体を透過した放射線を第１の格子に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、強度変調手段により各相対位置で強度変調された複数の縞画像を放射線画像検出器により検出するステップと、被検体の位置情報を検出するステップと、放射線画像検出器により検出された複数の縞画像の各画素の画素データの信号強度とコントラストとを規格化するステップと、被検体の位置情報に基づいて、規格化された複数の縞画像から位相コントラスト画像の生成に用いる画素の組み合わせである画素セットを設定するステップと、画素セットとして設定された組み合わせの画素の画素データに対して、位相シフト量オフセットを補正するステップと、位相シフト量オフセットが補正された画素データに基づいて、位相コントラスト画像を生成するステップとを備えている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
図８は、縞走査撮影により得られた第２の吸収型格子２３の移動量ｋｓと、画素データの信号強度Ｉｓとの関係を示している。補正データ生成部３６は、次式（１３）に示すように、信号強度Ｉｓから式（１２）で得た係数ｂを引き、Ｘ線光量Ａｓ×係数ａで割ることにより、Ｘ線光量ばらつきが補正された信号強度Ｉ’ｓを算出する。図９に、信号強度Ｉ’ｓと第２の吸収型格子２３の移動量ｋｓとの関係を示す。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
【数１３】
2011206188.tif 000001
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
正弦的に変化する信号強度は、参照文献の式（８．３）により表すことができ、これを本実施形態の信号強度Ｉ’ｓに適用すると、信号強度を規格化するための次式（１４）を得ることができる（参照文献：「応用光学−光計測入門（谷田貝豊彦  著）第２版」丸善、２００５年２月、ｐ１３６−１３８）。式（１４）において、ｃは平均強度、ｅは信号振幅、θは位相シフト量オフセットであり、それぞれ上記参照文献の式（８．１６）、（８．１８）、（８．１７）から求められる。平均強度ｃは、第１の吸収型格子２２及び第２の吸収型格子２３の透過率分布の差を表しているので、この値を利用して透過率分布の補正を行なうことができる。また、画素間のコントラスト差は、信号振幅ｅをもとにして補正することができる。各補正データは、補正データ記憶部３７に記憶される（Ｓ４）。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
次に、画素データ補正部３８は、各画素データに対し、透過率補正を施す（Ｓ１２）。この補正は、次式（１６）に示すように、信号強度Ｉ’ｓを平均強度ｃで割ることにより、各画素データ間で平均強度が同じになるように補正された信号強度Ｉ’’ｓを算出する。図１１に示すように、信号強度Ｉ’’ｓは、平均強度が略１に規格化される。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
画素データ補正部３８は、各画素データの信号強度Ｉ’’ｓを規格化して、コントラスト補正を施す（Ｓ１３）。このコントラスト補正は、次式（１７）に示すように、信号強度Ｉ’’ｓに補正を掛けることによって、各画素データの振幅が同じになるように補正された信号強度Ｉ’’’ｓを算出する。図１２に示すように、信号強度Ｉ’’’ｓは、振幅が略１に規格化されている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
なお、上記実施形態では、画素データの平均強度、振幅が略１になるように補正しているが、適当な係数を掛けて画像処理しやすい数値に規格化してもよい。また、上記実施形態では、補正後の縞画像に基づいて画素セットを設定しているが、補正前の縞画像に基づいて画素セットを設定してもよい。更に、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。