(57)【要約】【課題】適切な費用で製造でき、種々の放射エネルギーに問題なく整合することのできる格子を提供する。【解決手段】投影または断層撮影による検査対象の位相コントラスト画像を作成するために、ビーム束を作成するための焦点を有し検査対象の第１側に配置されるＸ線ビーム線源と、検査対象の反対側の第２側でビーム路中に配置されＸ線の予め定められたエネルギー範囲内でＸ線の干渉パターンを作成する位相格子と、位相格子によって作成された干渉パターンの少なくともその位置強度分布を検出する分析−検出器システムとから構成されるＸ線装置の焦点−検出器装置において、焦点−検出器装置の少なくとも１つの格子が、少なくとも一部では、巨視的に均質な媒体からなり、この媒体が超音波によって励起されて周期的な構造変化を有し、この構造変化がＸ線ビーム束の通過時に干渉現象を生じる。【選択図】図４
2007203060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影または断層撮影による検査対象の位相コントラスト画像を作成するために、
ビーム束（Ｓi）を作成するための焦点（Ｆ1）を有し検査対象（７、Ｐ）の第１側に配置されるＸ線ビーム線源（２）と、
検査対象（７、Ｐ）の反対側の第２側でビーム路中に配置されＸ線の予め定められたエネルギー範囲内でＸ線の干渉パターンを作成する位相格子（Ｇ1）と、
位相格子（Ｇ1）によって作成された干渉パターンの少なくとも位置強度分布を検出する分析−検出器システム（Ｇ2、Ｄ1）と
から少なくとも構成されるＸ線装置（１）の焦点−検出器装置（Ｆ1、Ｄ1）において、
焦点−検出器装置（Ｆ1、Ｄ1）の少なくとも１つの格子（Ｇ）が、少なくとも一部では、巨視的に均質な媒体（１３）（＝格子媒体）からなり、この媒体が超音波によって励起されて周期的な構造変化を有し、この構造変化がＸ線ビーム束の通過時に干渉現象を生じる
ことを特徴とするＸ線装置の焦点−検出器装置。
【請求項２】
少なくとも１つの格子（Ｇ）の格子媒体がガス（１３）を有することを特徴とする請求項１記載の焦点−検出器装置。
【請求項３】
少なくとも１つの格子（Ｇ）の格子媒体が液体を有することを特徴とする請求項１又は２記載の焦点−検出器装置。
【請求項４】
液体が懸濁液であることを特徴とする請求項３記載の焦点−検出器装置。
【請求項５】
少なくとも１つの格子（Ｇ）の格子媒体がゲルであることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の焦点−検出器装置。
【請求項６】
少なくとも１つの格子（Ｇ）の格子媒体が固体であることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の焦点−検出器装置。
【請求項７】
少なくとも１つの格子（Ｇ）の格子媒体が密閉空間（１２）内に配置され、この空間が少なくとも１つの側に第１超音波発生装置（１４）を有することを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の焦点−検出器装置。
【請求項８】
少なくとも１つの格子（Ｇ）の格子媒体の空間（１２）が第１超音波発生装置（１４）とは反対側に超音波反射体（１６）を有することを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の焦点−検出器装置。
【請求項９】
少なくとも１つの格子の格子媒体の空間（１２）が第１超音波発生装置（１４）とは反対側に第２超音波発生装置を有することを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の焦点−検出器装置。
【請求項１０】
少なくとも１つの格子（Ｇ）の格子媒体が１つの側で超音波発生装置（１４）と機械的に連結されていることを特徴とする請求項７乃至９の１つに記載の焦点−検出器装置。
【請求項１１】
格子媒体の固体が圧電材料からなり、自身で超音波を発生することを特徴とする請求項６記載の焦点−検出器装置。
【請求項１２】
超音波で励起される格子媒体によって形成される少なくとも１つの格子（Ｇ）が位相格子（Ｇ1）であることを特徴とする請求項１乃至１１の１つに記載の焦点−検出器装置。
【請求項１３】
位相格子（Ｇ1）が少なくとも１つの切断面に、焦点（Ｆ）を中心とする少なくとも１つの曲率半径（ｒ1）を有することを特徴とする請求項１２記載の焦点−検出器装置。
【請求項１４】
分析格子（Ｇ2）の周期について次の幾何学的関係
ｇ2＝（１／２）・（ｒ2／ｒ1）・ｇ1
（但し、
ｒ1＝焦点と位相格子との半径方向距離；
ｒ2＝焦点と分析−検出器システムとの半径方向距離；
ｇ1＝位相格子（Ｇ1）の周期；
ｇ2＝位相検出のための分析−検出器システムの周期）
が満たされることを特徴とする請求項１３記載の焦点−検出器装置。
【請求項１５】
次の幾何学的関係
ｒ1＞ｇ12／（２λ）
（但し、
ｒ1＝焦点と位相格子との半径方向距離；
ｇ1＝位相格子（Ｇ1）の周期；
λ＝検討したＸ線の波長）
が守られることを特徴とする請求項１３又は１４記載の焦点−検出器装置。
【請求項１６】
位相格子と分析格子との間の距離ｄとして次の幾何学的関係
ｒ2−ｒ1＝ｄm＝（ｍ−１／２）・｛ｇ12／（４λ）｝
（但し、
ｒ1＝焦点と位相格子との半径方向距離；
ｒ2＝焦点と分析−検出器システムとの半径方向距離；
ｇ1＝位相格子（Ｇ1）の周期；
ｄm＝位相格子と分析−検出器システムとの距離＝ｍ次タルボ距離；
λ＝検討したＸ線の波長）
が守られることを特徴とする請求項１３乃至１５の１つに記載の焦点−検出器装置。
【請求項１７】
焦点（Ｆ1）が十分に点状に構成され、次のコヒーレンス条件
Ｌ＝λ（ｒ1／ｓ）＞ｇ1
（但し、
ｒ1＝焦点と位相格子との半径方向距離；
ｓ＝横方向線源寸法；
ｇ1＝位相格子（Ｇ1）の周期；
λ＝検討したＸ線の波長）
が満たされていることを特徴とする請求項１乃至１６の１つに記載の焦点−検出器装置。
【請求項１８】
焦点（Ｆ1）と検査対象（７、Ｐ）との間に、コヒーレントビーム束を作成するための線源格子（Ｇ0）が配置されていることを特徴とする請求項１乃至１６の１つに記載の焦点−検出器装置。
【請求項１９】
超音波で励起された格子媒体によって形成される少なくとも１つの格子（Ｇ）が線源格子（Ｇ0）であることを特徴とする請求項１８記載の焦点−検出器装置。
【請求項２０】
分析−検出器システムが、システムの位置分解能を決定する多数の検出素子（ＥX）を有する位置分解検出器（Ｄ1）と、放射方向において前置され検出素子（ＥX）当りに定められたエネルギーのＸ線の平均位相シフトを決定する分析格子（Ｇ2）との組合せとして構成されていることを特徴とする請求項１乃至１９の１つに記載の焦点−検出器装置。
【請求項２１】
分析−検出器システムの検出器（Ｄ1）が焦点（Ｆ1）を中心に湾曲していることを特徴とする請求項２０記載の焦点−検出器装置。
【請求項２２】
分析−検出器システムの分析格子（Ｇ2）が焦点を中心に曲率（ｒ2）を有することを特徴とする請求項２０又は２１記載の焦点−検出器装置。
【請求項２３】
超音波を誘導する格子として構成される少なくとも１つの格子（Ｇ）が分析格子（Ｇ2）を形成することを特徴とする請求項２０乃至２２の１つに記載の焦点−検出器装置。
【請求項２４】
分析−検出器システムが、システムの分解能を決定する多数の検出素子（ＥX）を有する位置分解検出器（Ｄ1）として構成され、検出素子（ＥX）の少なくとも一部が、検出素子（ＥX）当り特定エネルギーのＸ線の平均位相シフトを決定するのに適した内部構造／分解能を有することを特徴とする請求項１乃至２３の１つに記載の焦点−検出器装置。
【請求項２５】
投影による位相コントラスト画像を作成するためのＸ線システムにおいて、システムが請求項１乃至２４の１つに記載の焦点−検出器装置を有することを特徴とするＸ線システム。
【請求項２６】
投影または断層撮影による位相コントラスト画像を作成するためのＸ線Ｃアームシステムにおいて、システムが請求項１乃至２４の１つに記載の焦点−検出器装置を有することを特徴とするＸ線Ｃアームシステム。
【請求項２７】
断層撮影による位相コントラスト画像を作成するためのＸ線ＣＴシステムにおいて、システムが請求項１乃至２４の１つに記載の焦点−検出器装置を有することを特徴とするＸ線ＣＴシステム。
【請求項２８】
投影および／または断層撮影による位相コントラスト画像を作成するために、請求項１乃至２４の１つに記載の焦点−検出器装置が使用され、この焦点−検出器装置が、分析−検出器システム内でＸ線の位相シフトを測定するために、格子（Ｇ0、Ｇ1、Ｇ2）の間または格子（Ｇ0、Ｇ1、Ｇ2）と検出器システム（Ｄ1）との間または格子（Ｇ0、Ｇ1、Ｇ2）と焦点（Ｆ1）との間で位相シフトを測定するのに不可欠な相対的ずれを有し、超音波を誘導する格子（Ｇ）の位相位置が制御されることを特徴とするＸ線システムの作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影または断層撮影による検査対象の位相コントラスト画像を作成するために、
主にファンまたはコーンビーム束を作成するための焦点を有し検査対象の第１側に配置されるビーム線源と、
検査対象の反対側の第２側でビーム路中に配置されてＸ線の予め定められたエネルギー範囲内でＸ線の干渉パターンを作成する位相格子と、
位相格子によって作成された干渉パターンの少なくとも強度分布を位置分解して検出し、それから位置分解して位相シフト（位相のずれ）を決定する分析−検出器システムと
から少なくとも構成されるＸ線装置の焦点−検出器装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
投影または断層撮影による検査対象の位相コントラスト画像を作成するためのこのような焦点−検出器装置は一般に知られている。例えば特許文献１とまだ公開されていないドイツ特許出願番号１０２００６０１７２９０．６、１０２００６０１５３５８．８、１０２００６０１７２９１．４、１０２００６０１５３５６．１および１０２００６０１５３５５．３とを参照するように指示する。
【０００３】
イオン化ビーム、特にＸ線ビームによる画像化に関して検討することができるのは基本的に、材料をＸ線が通過するときに現れる２つの作用、つまり検査対象を通過したＸ線の吸収と位相シフトである。多くの場合検査対象をビームが通過するとき、位相シフトは、透過させる材料の厚さおよび組成に関する僅かな違いに、吸収よりもはるかに強く依存することも知られている。これにより、検査対象の構造、特に患者の軟部組織を一層良好に認識することが可能になる。
【０００４】
このような位相コントラストラジオグラフィーまたは位相コントラスト断層撮影法では、対象に起因した位相シフトが評価されねばならない。その際、従来の吸収コントラストＸ線ラジオグラフィーもしくは吸収コントラストＸ線断層撮影法と同様に、位相シフトの投影画像を作成することができ、また位相シフトの断層撮影画像を多数の投影画像から計算することもできる。
【０００５】
このような位相コントラストは干渉格子を用いて決定することができ、投影画像および断層撮影画像を作成するのに利用することができる。この干渉測定法に関しては先に引用した特許文献を参照するように指示する。これらの方法では検査対象がコヒーレントＸ線もしくは準コヒーレントＸ線で透過され、引き続きＸ線の波長に整合した周期を有する格子に通され、これによりまずビーム分割が行われ、分割されたビームの重なりから干渉パターンが得られ、この干渉パターンは対象によって引き起こされる位相シフトによって変調される。この干渉パターンは引き続く分析−検出器装置によって測定され、位相シフトを決定することができる。ビームスプリッタとして主に位相格子が使用される。このような位相格子は、そして分析格子の基本構造も、例えばシリコンウェハから長方形構造体をエッチングすることによって製造することが知られている。ビームスプリッタ格子としての位相格子、分析格子または線源格子としての振幅格子／吸収体格子等の、シリコンウェハからなるこのような剛性格子の問題は、例えば、適切な費用で製造することのできる構造体の精度が一部で不十分であることにある。さらに、このようなシリコンウェハの広がりは基本材料の寸法によって限定されている。複数の個別部材の複合体は測定時にアーチファクトを生じることがある。さらに、種々の放射エネルギーへの整合や干渉パターンの周期およびタルボ（Ｔａｌｂｏｔ）距離の整合が相応する格子の交換によってのみ事実上可能であるとの問題もある。
【特許文献１】欧州特許出願公開第１４４７０４６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の課題は、一方で適切な費用で製造でき、他方で種々の放射エネルギーに問題なく整合することのできる格子を有し、格子の交換を行う必要もなしに位相格子および干渉パターンの周期の変更とタルボ距離の変更とを可能とし、最後にその面広がりに関して制約を受けることが極力少ない焦点−検出器装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、本発明によれば、投影または断層撮影による検査対象の位相コントラスト画像を作成するために、
ビーム束を作成するための焦点を有し検査対象の第１側に配置されるＸ線ビーム線源と、
検査対象の反対側の第２側でビーム路中に配置されＸ線の予め定められたエネルギー範囲内でＸ線の干渉パターンを作成する位相格子と、
位相格子によって作成された干渉パターンの少なくともその位置強度分布を検出する分析−検出器システムと
から少なくとも構成されるＸ線装置の焦点−検出器装置において、
焦点−検出器装置の少なくとも１つの格子が、少なくとも一部では、巨視的に均質な媒体（＝格子媒体）からなり、この媒体が超音波によって励起されて周期的な構造変化を有し、この構造変化がＸ線ビーム束の通過時に干渉現象を生じる
によって解決される。
本発明の有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
【０００８】
本発明者達は、放射光学格子もしくはＸ線光学格子を作成するには、格子材料として使用される材料中に周期的な構造差異を引き起こして所望の格子効果を達成すれば十分であることを認識した。これに利用できるのは例えば、周期的に異なる単位面積質量、種々の構造または種々の密度である。このような周期的な構造差異は、例えば、材料もしくは媒体中またはその表面に作成される定常超音波が材料のコンシステンシーに応じて材料の構造および／または単位面積質量もしくは密度に周期的に繰り返される差異をもたらし、こうしてこの材料の所望する格子特性を引き起こすことによって発生される。このために、例えば、ガスセル内の音響定在波、液体中の表面音響定在波、固体材料中の表面音響定在波が利用できる。
【０００９】
このように変更可能な格子において周期と振幅とを整合させる次の変形例が基本的に存在する。
（ｉ）  位相格子として機能する超音波格子の格子周期を変更することによるＸ線干渉パターンの周期／空間周波数の変更、または電気制御信号の周波数を変更することによる励起超音波の周波数の変更
（ｉｉ）  位相格子として機能する超音波格子の格子振幅を変更することによる位相格子およびＸ線干渉パターンの共鳴エネルギーの変更、または電気制御信号の電圧を変更することによる励起超音波の振幅／強度の変更
（ｉｉｉ）  電気制御信号の電圧を変更して励起超音波の振幅／強度を変更することによる、分析格子／振幅格子として機能する超音波格子の吸収／変調の変更。
【００１０】
この基本的考えに基づいて本発明者達は、投影または断層撮影による検査対象の位相コントラスト画像を作成するために、主にファンまたはコーンビーム束を作成するための焦点を有し検査対象の第１側に配置されるビーム線源と、検査対象の反対側の第２側でビーム路中に配置されＸ線の予め定められたエネルギー範囲内でＸ線の干渉パターンを作成する位相格子と、位相格子によって作成された干渉パターンの少なくとも位置強度分布を位置分解して検出しかつそれから位相シフトを位置分解して決定する分析−検出器システムとを有する、Ｘ線装置の公知の焦点−検出器装置を改良して、焦点−検出器装置の少なくとも１つの格子が、少なくとも一部では、巨視的に均質な媒体（＝格子媒体）からなり、この媒体が超音波によって励起されて周期的な構造変化を有し、これらの構造変化がＸ線ビーム束の通過時にＸ線ビーム束中に干渉現象を生じるようにすることである。
【００１１】
本発明によれば、少なくとも１つの格子の格子媒体はガスまたは液体であってもよく、液体は例えば懸濁液（液体と固体との混合物）で構成することもできる。ガス、液体および固体では同じ材料の密度差が実質的に定在超音波によって作成されるのに対して、懸濁液では固体物質の不均一分布が作成され、それより最終的に密度差が作成される。同様に、木粉または類似物からなる公知のサウンドフィギアにおいて波節領域に粒子が集まるのに対して、波腹は十分に粒子のないままである。
【００１２】
本発明に係る別の変形例において、格子媒体はゲルで構成することもできる。この格子媒体は液体またはガスと同様に、予め定められた空間形状に問題なく整合する。付加的にゲルは、周期的な構造差異を高めることのできるチキソトロピー性を有することができる。
【００１３】
別の変形例は、少なくとも１つの格子の格子媒体が固体であることにある。特別好ましくはその格子媒体が圧電材料であり、この圧電材料はそれ自体超音波を作成するのに使用することもできる。
【００１４】
さらに、少なくとも１つの格子の格子媒体が密閉空間内に配置され、この空間が少なくとも１つの側に、格子媒体中に定在超音波を作成するための第１超音波発生装置を有することが提案される。このため、反対側に例えば超音波反射体を配置することができる。第２超音波発生装置を反対側に配置することも可能であり、ここでも両超音波発生装置を相互に相応に調整すると格子媒体中に定在波場を作成することができる。少なくとも１つの超音波発生装置は好ましくは格子媒体と機械的に直接連結しておいた方がよい。
【００１５】
超音波発生装置は伝搬性超音波を発生する。この超音波は同じ波長の第２超音波での干渉によって定在波となる。第２波は最も単純には第１波が壁で反射することによって作成される。代替的に第２波は反対側の第２超音波発生装置で作成することもできる。
【００１６】
本発明に係る焦点−検出器装置の内部で本発明に係るこのような格子は位相格子（＝ビームスプリッタ）として、または振幅格子（線源格子、分析格子）としても、使用することができる。このような位相格子は少なくとも１つの切断面において焦点を中心とする少なくとも１つの曲率半径を有することもできる。最も単純には、格子媒体は透過方向においてガスセルの平らな平行壁によって限定されている。コーンビームジオメトリまたはファンビームジオメトリの場合、壁は円筒体または球欠体の形状を有することができる。
【００１７】
この格子の使用に相応してさらに、この格子が次の幾何学的関係の少なくとも１つを満たすことが要求される。
ｇ2＝（１／２）・（ｒ2／ｒ1）・ｇ1    （１）
ｒ1＞ｇ12／（２λ）    （２）
ｒ2−ｒ1＝ｄm＝（ｍ−１／２）・｛ｇ12／（４λ）｝  （３）
但し、
ｒ1＝焦点と位相格子との半径方向距離；
ｒ2＝焦点と分析−検出器システムとの半径方向距離；
ｇ1＝位相格子（Ｇ1）の周期；
ｇ2＝分析−検出器システムの周期；
λ＝検討したＸ線の波長；
ｄm＝位相格子と分析−検出器システムとの距離＝ｍ次タルボ距離。
【００１８】
本発明に係る焦点−検出器装置の他の実施態様において、本発明者達は、焦点が十分に点状に構成されていることを提案するが、しかし他方で焦点を平面的に構成し、焦点から出射するコヒーレントＸ線ビームにより場を達成するために、コヒーレントビーム束を作成する線源格子を焦点と検査対象との間に配置することが可能である。このような線源格子も、本発明によれば超音波で励起される格子媒体によって形成することができ、これは特別な特徴のそれぞれを有することができる。
【００１９】
本発明者達はさらに、分析−検出器システムが、システムの位置分解能を決定する寸法を有する多数の検出素子を備えた位置分解検出器と、放射方向において前置され検出素子当りＸ線の平均位相シフトを決定する分析格子との組合せとして構成されていることを提案する。
【００２０】
このような分析−検出器システムにおいても、分析−検出器システムの検出器および／または分析格子は焦点を中心に湾曲していてよい。
【００２１】
このような分析−検出器システムを使用する場合、超音波で励起される格子媒体によって形成される本発明に係る焦点−検出器装置の少なくとも１つの格子は分析格子自体であるとよい。
【００２２】
分析格子と後段の検出器との組合せを有するこの特別な実施態様に関しては特にドイツ特許出願番号１０２００６０１５３５８．８、１０２００６０１５３５６．１および１０２００６０１５３５５．３を参照するように指示する。特に指摘しておくなら、Ｘ線光学格子の交換は、本発明によれば異なる波長を有する異なる定在波が作成されることによって行うことができる。これは、例えば、超音波によって作成される波長が変更されることによって行うことができる。但し、超音波発生装置と、対向する反射体との間の距離は波長の整数倍に留まり、すなわち波長は特定ジャンプで変更される。
【００２３】
波長もしくは格子周期とを一層細かく調整することは、その都度希望する周期について相応する整合が実行されるように、超音波発生装置と、対向する反射体もしくは第２超音波発生装置との間の距離を僅かに変更することによっても可能である。格子媒体中での超音波共鳴器長のこのような変更は例えば少なくとも１つの圧電素子を取付けることによって行うことができる。
【００２４】
焦点−検出器装置の別の変更実施態様において、分析−検出器システムが、システムの位置分解能を決定する多数の検出素子を有する位置分解検出器として構成され、検出素子の少なくとも一部が、検出素子当りに定められたエネルギーのＸ線の平均位相シフトを決定するのに適した内部構造を有することが提案される。
【００２５】
分析−検出器システムのこの実施態様に関しては特に先に引用したまだ公開されていないドイツ特許出願番号１０２００６０１７２９０．６および１０２００６０１７２９１．４を参照するように指示する。
【００２６】
本発明において、このような焦点−検出器装置は例えば、投影による位相コントラスト画像を作成するためのＸ線システム用に、または投影および断層撮影による位相コントラスト画像を作成することのできるＸ線Ｃアームシステム用に、または断層撮影による位相コントラスト画像を作成するための純Ｘ線ＣＴシステム用にも、使用することができる。
【００２７】
本発明に係る考えに相応して、本発明者達は、前記特徴を有する焦点−検出器装置が使用され投影および／または断層撮影による位相コントラスト画像を作成するためのＸ線システムの作動方法も提案し、分析−検出器システム内でＸ線の位相シフトを測定するために、位相シフトを測定するのに必要な格子線の相対的位置変化が「定在」超音波場を変更することによって作成される。
【００２８】
超音波定在波場の変化またはずれは、
励起する超音波周波数を変更することによって、
２つの対向する超音波発生装置の間または超音波発生装置と超音波反射体との間の距離を変更することによって、
定在波を励起する２つの対向する超音波発生装置の間の位相シフトによって、
格子全体の機械的移動によって
発生させることができる。
【００２９】
本発明に関連して、本発明における「コヒーレントＸ線」、「コヒーレントＸ線源」、「準コヒーレントＸ線源」の問題性について次の事情をなお基本的に指摘することができる。
【００３０】
実験室Ｘ線源（例えばＸ線管、二次ターゲット、プラズマ源、放射線源）からのＸ線光子の放出、および第一〜第三世代の従来のシンクロトロン放射線源からのＸ線光子の放出は、確率的プロセスに基づいている。それゆえ、放出されたＸ線はそれ自体としては空間的コヒーレンスを持たない。しかし、線源が観察者もしくは対象、格子または検出器に対して現れる観察角が十分に小さい場合、Ｘ線源のＸ線は位相コントラストラジオグラフィー、位相コントラスト断層撮影法もしくは任意の干渉実験において空間的コヒーレントＸ線として挙動する。拡張されたＸ線源の空間的コヒーレンスの尺度としてはいわゆる横方向コヒーレンス長Ｌである。
Ｌ＝λ（ａ／ｓ）    （４）
但し、λは波長、ｓは横方向線源寸法、ａは線源‐観察点間の距離である。幾人かの専門家は上で定義した値の半分も空間的コヒーレンス長と称している。厳密な値は二次的なことである。重要なのは、ビームが互いに干渉する空間領域の（横方向）寸法に比較してコヒーレンス長Ｌが大きいことである。
【００３１】
本件明細書において、コヒーレントＸ線とは、Ｘ線光学格子の定められたジオメトリおよび所望する距離において干渉パターンを形成するＸ線である。自明のことであるが空間的コヒーレンス、従って空間的コヒーレンス長は、波長と線源寸法と観察距離との３つのパラメータによって常に決まる。表現を簡潔にする意味においてこの事情は「コヒーレントＸ線」、「コヒーレントＸ線源」または「コヒーレントＸ線を作成するための点状線源」等の用語に短縮された。これらの短縮は、ここで検討した応用においてＸ線の波長またはエネルギーＥが一方では検査対象の所望の透過能力によって、他方では実験室Ｘ線源で利用可能なスペクトルによって限定されていることに基づいている。線源と観察者との間の距離ａも、非破壊材料試験または医療診断のための実験室施設では一定の制約を受けている。ここでは線源寸法と管出力との間の関連に狭い限界があるとしても、大抵の場合最終的自由度として残るのは線源寸法ｓである。
【００３２】
線源格子は、一層大きな、従って一層出力の強いＸ線源の使用を可能とする。線源格子の狭い条溝は、同一の条溝から出射する全ビームの所要の空間的コヒーレンスを守るようにする。１つの条溝からの光子のみが互いに干渉することができ、すなわち同相で重なることができる。線源格子の条溝ごとの光子間では確かに同相重なりが可能ではないが、しかしながら線源格子周期ｇ0、干渉パターン周期ｇ2、線源格子Ｇ0と位相格子Ｇ1との間の距離ｌ、位相格子Ｇ1と干渉パターンＧ2との間の距離ｄをｇ0／ｇ2＝ｌ／ｄに従って適切に調整すると、定在波場の波腹と波節との強度的に正しい少なくとも１つの重なりが可能である。本件明細書の短縮した表現ではこれに関連して用語「準コヒーレントＸ線」または「準コヒーレントＸ線線源」が使用される。
【００３３】
Ｘ線の時間的コヒーレンスまたは縦コヒーレンスは、Ｘ線またはＸ線源の単色性を伴って現れる。強い特性線のＸ線は、ここで検討した応用にとって大抵の場合十分な単色性もしくは時間的コヒーレンス長を有する。前置されたモノクロメータ、または位相格子の条溝間に形成された突条部の高さによる共鳴エネルギーの選択は、制動放射スペクトルまたはシンクロトロンスペクトルからでも十分に狭いスペクトル範囲を取り出すことができ、それによって本装置において時間的コヒーレンス長に対する要求を満たすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
理解を助けるために以下では図１〜図３に基づいて位相コントラスト測定の基本原理を説明する。
【００３５】
以下で本発明は図を頼りに好ましい実施例に基づいて詳しく説明されるが、本発明を理解するのに不可欠な特徴のみが示してある。その際、明確には挙げられていないとしても次の符号が使用される。１：ＣＴシステム、２：第１Ｘ線管、３：第１検出器、４：第２Ｘ線管、５：第２検出器、６：ガントリハウジング、７：患者、８：患者寝台、９：システム軸線、１０：制御および計算ユニット、１１：記憶装置、１２：ガスセル、１３：ガス、１４：超音波発生装置、１５：定在波、１６：超音波反射、１７：液体、ａ：１ボクセルの寸法、Ｄ1：検出器、ｄ：タルボ距離＝位相格子と干渉極大もしくは分析−検出器システムとの距離、Ｅi：検出素子、Ｆ1：焦点、Ｇ：格子、Ｇ0：線源格子、Ｇ1：位相格子、Ｇ2：分析格子、ｇ1：位相格子Ｇ1の周期、ｇ2：位相検出に関する分析−検出器システムの周期、ｈ：１つのガスセルのガス体積の厚み、Ｉ（Ｅi（ｘG））：格子ずれｘGにおいて検出素子Ｅiで測定した強度、Ｉph：Ｘ線強度、ＬC：コヒーレンス長、ｌ：格子Ｇ0、Ｇ1間の距離、ｎ：屈折率、Ｐ：試料、Ｐｒｇx：プログラム、ｗ：焦点の広がり、ＸG：ｘ方向における格子のずれ、ｘ、ｙ、ｚ：直角座標、Ｐｒｇn：プログラム、Ｓi：Ｘ線ビーム、φ：位相シフト、φEx：検出素子Ｅxでの正弦波状強度分布の位相、φij：検出素子Ｅi、Ｅj間の相対的な位相シフト、λ：検討したＸ線のエネルギーの波長、δ：ここでは格子媒体の屈折率の実際の減少分、Λ：超音波長。
【００３６】
図１は、焦点から到来し試料Ｐを透過する準コヒーレントＸ線または線源格子から到来し試料Ｐを透過する個々のコヒーレントＸ線を示しており、試料Ｐの透過後に位相シフト現象が生じる。これにより、格子Ｇ1の通過時、灰色陰影によって表した干渉パターンが作成され、この干渉パターンは格子Ｇ2によって、後続の検出器Ｄ1とその検出素子とに、検出素子当り異なるＸ線強度をもたらし、そこに干渉パターンもしくはＸ線定在波場が生じる。例えば検出素子Ｅiを分析格子Ｇ2の移動ｘGに依存して検討し、強度Ｉ（Ｅi（ｘG））、Ｉ（Ｅj（ｘG））を強度Ｉphにわたる横方向移動ｘGの関数として作図すると、各検出素子Ｅi；Ｅjでの強度Ｉ（Ｅi（ｘG））、Ｉ（Ｅj（ｘG））は図２に示す正弦波状推移となる。これらの関数から各検出素子Ｅi；Ｅjについて位相位置φEi、φEjを決定することができる。隣接するピクセルの位相位置φEi、φEjの比較から相互の相対的な位相シフトφijが得られる。
【００３７】
これらの関数から各検出素子について相互の相対的な位相シフトφを決定することができる。次式が成り立つ。
φ＝２πｎ（α／λ）    （５）
但し、αは検査対象内の１つのボクセルもしくはピクセルの寸法に一致し、ｎはその屈折率、λはＸ線の波長である。
【００３８】
こうして２π未満の相対的な位相シフトは決定することができる。対象の位相シフトが２πより大きくなると、位相シフトが存在しない領域から、追及する領域内に、追及する対象位置まで差分位相シフトを積分することが必要である。こうして決定された位相シフトから投影ピクセル画像を作成することができ、または相応する再構成法によってボリューム画像も作成することができる。
【００３９】
指摘するなら、超音波を調整可能である可変格子において、格子の位置とはここでは必ずしも外壁の位置を意味するのでなく、光軸を横切って波腹つまり圧力極大と波節つまり圧力極小との位置を意味する。
【００４０】
それゆえ、空間内の各ビームについて、それぞれずらされた分析格子で少なくとも３回測定することによってビームごとの位相シフトを決定することができ、それから投影によるＸ線撮影の場合には投影撮影のピクセル値を直接計算することができ、またはＣＴ検査の場合にはピクセル値が位相シフトまたは吸収値に一致した投影図を作成することができる。それから、公知の再構成法によって、検査対象内のどのボリューム要素に、測定された位相シフトのどの成分を属させるべきであるのかを計算することができる。従って、それから、Ｘ線の位相シフトおよびＸ線の吸収に関して検査対象の局部作用を表すスライス画像またはボリュームデータが計算される。厚さおよび組成の僅かな差が既に位相シフトに強い作用を及ぼすので、本来比較的類似した材料、特に軟部組織の非常に詳細でかつコントラストの強いボリュームデータを再現することができる。
【００４１】
多重にずらされた分析格子によって検査対象を透過したＸ線ビームの位相シフトを検出し、分析格子の背後にある検出素子でのＸ線強度を測定するこの変形例においては、分析格子をそれぞれ干渉パターン周期の微小部分だけずらして各検出器ピクセル素子によって少なくとも３回の測定を実行しなければならなくなる。
【００４２】
基本的には、このような分析格子を省き、それに代えて、十分に細かく構造化された検出器を使用することも可能であり、その場合、分析格子の条溝間に形成された突条部内での吸収による線量損失は起きず、検討したビーム中での位相シフトは１回の測定で決定することができる。
【００４３】
位相コントラストを測定するためには、コヒーレントＸ線または少なくとも準コヒーレントＸ線を使用することが必要である。コヒーレントＸ線または少なくとも準コヒーレントＸ線の作成は例えば点状焦点によって、または個々のコヒーレントビーム線源の場として平面的に構成される焦点の背後の線源格子によって、またはアノード上に焦点を格子状に形成することによって行うことができる。
【００４４】
最後に指摘した「マルチストリップ線源」つまり線源格子の場合、個々のストリップつまり線源格子の個別スリットの線源寸法はコヒーレンス長の計算用に使用されねばならない。ストリップ線源の場合、個々のストリップから到来する光子のみが十分なコヒーレンス長を持たねばならない。ストリップごとの光子はこのコヒーレンス要求を持つ必要がない。ここでは、周期的格子の場合、各ストリップが１つの干渉パターンを作成すれば十分である。種々のストリップの干渉パターンは強度の点で重なるにすぎない。従って、種々のストリップからの光子の間にコヒーレンスが存在する必要はない。
【００４５】
平面的に構成された焦点の背後にある線源格子によって個々のコヒーレントＸ線の場が作成される変形例が図３に、格子セットＧ0〜Ｇ2を有する焦点−検出器システムとして略示してある。図３に示されたすべての格子は、基本的に、本発明に係る格子により取り替えることができる。
【００４６】
第１格子Ｇ0の前に、横方向広がりを有する焦点Ｆ1がある。この第１格子Ｇ0は格子線の周期ｇ0と格子突条部の高さｈ0とを備えている。同様に、格子Ｇ1、Ｇ2も高さｈ1もしくはｈ2と周期ｇ1もしくはｇ2とを備えている。位相測定の関数には、格子Ｇ0と格子Ｇ1との間の距離ｌと、格子Ｇ1と格子Ｇ2との間の距離ｄとが特定の相互関係にあることが必要である。その場合次式が成り立つ。
ｇ0＝ｇ2（ｌ／ｄ）    （６）
【００４７】
検出器Ｄ1の検出素子Ｅ1〜Ｅnと最後の格子Ｇ2との距離は重要でないが、しかし強度損失と散乱ビーム作用（クロスオーバ）を防止するために極力短く選択されるべきであろう。位相格子Ｇ1の突条部高さｈ1は、検討した波長に相応して、つまり検討したＸ線エネルギーに相応して、またその都度の格子材料に関連して次式が成り立つように選択すべきであろう。
ｈ1＝λ／｛２（ｎ−ｌ）｝    （７）
但し、ｎは格子材料の屈折率、λは位相シフトの測定が行われるＸ線ビームの波長である。この格子は有利には、使用するアノードのＸ線スペクトル内の特徴線に一致したエネルギーに調整することができ、少なくともこのエネルギー範囲内では十分な光子流が利用可能でなければならないであろう。現在一般的に用いられるタングステンアノードの場合、例えばＫα線を使用することができる。しかし、隣接するＫβ線を使用することも可能である。別のアノード材料（例：Ｃｕ、Ｍｏ、Ａｇ、…）を選択する場合、相応に別のエネルギー、従って位相格子の別の寸法設計が必要である。基本的にＬ線またはＭ線も使用することができる。特徴線の他に、或る範囲の制動放射スペクトルも使用することができる。
【００４８】
分析格子Ｇ2の高さｈ2は、Ｘ線が透過した突条部と格子の十分な欠落個所（溝）との間に効果的な吸収差を作成するために、そして裏側に相応の干渉パターンもしくはＸ線定在波場を提供するために、十分でなければならない。
【００４９】
格子Ｇ0〜Ｇ2の線配列は一般に、設けられた格子の格子線と検出素子の、場合によって設けられているストリップ構造とが互いに平行に延びるように選択される。さらに、格子線がシステム軸線Ｓに対して平行またはそれに対して垂直に向いていると、必ずしも必要ではないが有利である。
【００５０】
ところで本発明によれば、焦点−検出器装置の少なくとも１つの格子が少なくとも一部では巨視的に均質な媒体（＝格子媒体）からなり、この媒体が超音波で励起されて周期的に繰り返す構造差異を有し、これらの構造差異が、通過するＸ線に対してＸ線光学格子として働き、相応に干渉パターンをもたらすことが提案される。
【００５１】
このため例えば３つの異なる変更実施形態が提案され、これらはすべて、格子周期を変更することができる。
【００５２】
Ａ）  回折格子としてのガスセル内の音響定在波場：
図４が示す本発明に係る変形例では、高い圧力振幅を有する音響定在波もしくは超音波がガスセル内にＸ線ビーム用回折格子を作成する。ここでは格子Ｇがセル１２によって形成され、このセル内に格子媒体としてガス１３がある。セル１２の１つの側に超音波発生装置１４が配置され、反対側で超音波反射体１６が対向している。それにより超音波発生装置１４と超音波反射体１６との間に超音波定在波場１５を作成することができ、この超音波定在波場は超音波の波長の半分の周期を有する格子として働く。こうして位相格子も振幅格子および吸収格子も音響超音波によってガスセル内に構成することができる。セルは気密でなければならないであろう。平らなセルに関連してセルは十分に長方形に構成しておくべきであろう。ビーム方向に垂直な壁は互いに平行かつ極力同じ厚さでなければならないであろう。焦点を中心に湾曲しているセルの場合、ビーム方向に垂直な壁は同心で等距離に実施され、一定した厚さでなければならないであろう。
【００５３】
セルの両方の変形例において超音波発生装置と超音波反射体とは相対向しなければならない。湾曲セルの場合これらの両要素は必ずしも互いに平行に整列している必要がなく、互いに角度を成すことができ、この角度は使用するファンビームのファン角にほぼ一致させることができよう。これらの要素をファン平面に配置することも可能である。超音波反射体では、平均的ガス圧に比較して高い圧力振幅を有する不減衰音響定在波場、すなわち強い定在波場を得るために高い反射率が望ましい。超音波発生装置は音響的に励起されたガスセルの反射波によって音強度を伝搬させる。選択的に、超音波反射体の代わりに他の超音波発生装置を利用することもでき、その場合、両方の超音波発生装置は所望する定在波場が生じるように位相および周波数を互いに調整しなければならない。
【００５４】
音響的に励起されたガスセルでＸ線ビーム用位相格子を作成すべき場合、音響定在波用ガスセルのレイアウトに対する主要求は、十分な位相シフトまたは正しい位相シフトを達成することである。理想的には、音響定在波の波節と波腹との間でπの位相跳躍を達成すべきであろう。
【００５５】
πの位相シフトが得られるのは、音響定在波場に曝されるガス体積の厚さｈが次の条件を満たすときである。
ｈ＝（λ／２δ）    （８）
但し、δは圧力振幅に基づくガス屈折率の実際の減少分、λはＸ線ビームの波長である。光子エネルギーがＥ≫ＥKと高く、または波長がλ≪λKと短い場合、すなわちガスのＫ殻電子形成エネルギーにわたる光子エネルギーには、実際の減少分δの近似により次式が成り立つ。
δ＝（ｒ0ＮAρＺλ2）／（２πＡr）    （９）
但し、ｒ0は代表的電子半径、ＮAはアボガドロ定数、Ｚはガス原子の原子番号、Ａrはガス原子の相対原子質量である。理想的ガスにおいてこの式は次のようになる。
δ＝（ｒ0ＮAρＺλ2）／（２πＲ0Ｔ0）    （１０）
但し、ρはガス圧、Ｒ0はガス定数、Ｔ0はガスの絶対温度である。三重点近傍の非理想的ガスの場合、実際のガス用の方程式または表値が使用されねばならない。
【００５６】
ガスセルの音響定在波場において波節と波腹との間の位相シフト差は、ガスセル内で超音波発生装置によって作成される圧力差にも依存している。音響定在波内の圧力振幅Δｐは次式によって与えられている。
Δｐ＝（８Ｊρｃ）1/2    （１１）
但し、Ｊは音強度［Ｗ／ｍ2］、ρはガス密度、ｃは音速である。有効位相シフトは波節と波腹との間の差δ、すなわち圧力振幅Δｐに一致する。
【００５７】
これらすべての方程式を用いて、ガス体積の厚さは位相シフトπの与えられた条件のもとで得ることができ、また可変パラメータを用いて所望の値に調整することができる。
【００５８】
ガス体積の厚さを小さく抑えて不規則な圧力変動とエッジ効果を無視し得るようにするために、高密度のガスを選択すべきであろう。高いガス密度は発生装置の波抵抗をガスの波抵抗に一層良好に整合することも可能にする。好適なガスは例えばＸｅ、ＳＦ6、ＷＦ6である。しかし別のガスも加圧下で使用することができよう。
【００５９】
いずれにしても音響定在波場の周期は超音波発生装置によって作成される周波数とガス体積内の音速とから得られる。ガス中の音速ｃはガス圧ｐ、ガス密度ρおよびガス種類に依存し、しかも次式により依存する。
ｃ＝（ｐκ／ρ）1/2    （１２）
但し、κはガスの断熱指数である。音響周波数νに関してガス中の音波の波長Λ、すなわち音響定在波の周期性は次式によって与えられている。
Λ＝ｃ／ν    （１３）
【００６０】
ＭＨｚおよびＧＨｚ周波数範囲の超音波を使用することによって数μｍ範囲内の周期を有する音響定在波場を作成することができ、これは冒頭で論議した応用に適している。音響波長Λは格子の周期ｇをそれぞれｇ＝Λと定義し、しかもビームスプリッタ格子つまり位相格子Ｇ1の場合にも分析格子つまり吸収体格子Ｇ2および線源格子Ｇ0の場合にもそうであり、明細書のなかで周期に関して区別化は必要でない。
【００６１】
しかし、音響的に励起されたガスセルをＸ線ビーム用分析格子つまり吸収体格子として使用する場合、正しい吸収を保証しなければならない。理想的には波腹での吸収は極力高くなければならず、波節では吸収が消失し、すなわちゼロに向かわねばならないであろう。
【００６２】
Ｂ）  回折格子としての液体中の表面音響定在波
代替的に、開放表面を有する液体セル内の音響定在波もしくは超音波定在波がＸ線ビーム用回折格子として提案される。１つの実施例が図５に示してある。
【００６３】
図５において格子Ｇはセル１２によって形成され、このセル１２内に格子媒体として液体１７がある。ここでもセル１２の１つの側に超音波発生装置１４があり、別の側で超音波反射体１６が対向している。それにより超音波発生装置１４と超音波反射体１６との間に定在波１５を作成することができ、この定在波は超音波の波長の半分の周期を有する格子として働く。
【００６４】
このようなセル１２は液密にしなければならない。セルは平行ビームジオメトリの場合極力直方体状形状を有すべきであろう。２つの対向する側に超音波発生装置と超音波反射体もしくは他の超音波発生装置とが対向位置する。超音波発生装置と液体との間に詳しくは図示しない音響抵抗アダプタを位置決めしておくことができるが、しかし液体中に超音波を入射させるのにこのような音響抵抗アダプタは必ずしも必要でない。
【００６５】
表面の波は通過するＸ線ビームに対して位相シフトを引き起こす。＋１次および−１次のビーム中に最大強度が得られるように、波の高さは位相シフトπを誘導すべきであろう。液体の代表的密度１ｇ／ｃｍ3の場合、これには数μｍ高の波で十分である。詳細には、好適な波高は上記方程式（８）、（９）に基づいて計算することができる。
【００６６】
周期性もしくは空間周波数は、超音波発生装置の周波数と、方程式（１３）により選択された周波数について選択された液体中での比音速とから得られる。μｍ範囲の波周期はｋＨｚ範囲、ＭＨｚ範囲の超音波周波数で達成することができる。
【００６７】
Ｃ）  回折格子としての固体材料中の表面音響定在波
他の代替案によれば、固体媒体も格子媒体として提案される。このような実施例が図６に詳しく示してある。ここでは、格子媒体を既に形状安定的に実施しておくことができるので、特殊なセルは必ずしも必要ない。図示例において、固体として構成された格子媒体Ｇは対向配置された超音波発生装置１４と超音波反射体１６とによって励起されて定在波１５を作成する。しかしながら代替的に、それ自体振動を作成する圧電式格子媒体も使用することができる。
【００６８】
圧電材料、例えば石英（ＳｉＯ2）、ジルコン酸チタン酸鉛（略号ＰＺＴ）、Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3、ＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ3、ＺｎＯは、電気信号をｋＨｚ範囲、ＭＨｚ範囲またはＧＨｚ範囲の音振動／超音波振動に変換するのに十分適している。それゆえに励起電場の向きと結晶の断面は、音振動／超音波振動を最適化するために圧電テンソル特性が考慮されるように互いに調整されねばならない。
【００６９】
代替的に、このような格子媒体は従来のＸ線光学格子を製造するのに利用することができ、圧電材料の長さが変化する特性によって微細範囲内で格子周期の無段階変更を達成することができる。
【００７０】
別のＸ線システム、特に投影による位相コントラスト画像を作成するためのＸ線システム、Ｃアーム機器用にも例示的に、またそれに代わるものとして、本発明に係る焦点−検出器システムを備えかつ本発明に係る方法を実施するための完全コンピュータＣＴシステムが図７に示されている。この図が示すＣＴシステム１はＸ線管２と対向する検出器３とを有する第１焦点−検出器システムを備えており、これらは詳しくは図示しないガントリのガントリハウジング６内に配置されている。第１焦点−検出器システム２、３のビーム路中に図１〜図３による格子システムが配置されており、システム軸線９に沿って移動可能な患者寝台８上にいる患者７は第１焦点−検出器システムのビーム路内に移動することができ、そこで走査される。ＣＴシステムの制御は制御および計算ユニット１０によって実行され、このユニット１０の記憶装置１１に記憶されたプログラムＰｒｇ1〜Ｐｒｇnは上で説明した本発明に係る方法を実行し、測定されビームに依存する位相シフトから相応する断層撮影画像を再構成する。
【００７１】
選択的に、単一の焦点−検出器システムの代わりに、第１焦点−検出器システムに追加して第２焦点−検出器システムをガントリハウジング内に配置することができる。そのことが図７に破線で示すＸ線管４と破線で示す検出器５とによって示唆されている。
【００７２】
少なくとも焦点−検出器システム内に本発明に係る格子があり、この格子において定在超音波によって、位相コントラスト画像を検出するのに必要な格子構造が格子媒体内に作成される。
【００７３】
補足的になお指摘しておくなら、図示された焦点−検出器システムでもってＸ線の、試料または患者に起因した位相シフトを測定できるだけでなく、位相シフトはさらにＸ線吸収を従来どおり測定しかつ相応する吸収画像を再構成するのにも適している。吸収画像と位相コントラスト画像との複合画像を作成することもできる。明確に指摘しておくなら、図示した医療応用は単なる例示的応用にすぎず、本発明に係る焦点−検出器装置は一般性を制約することなく非破壊材料試験分野でも利用することができる。
【００７４】
要約して確認できるように、図示した本発明に相応してＸ線位相コントラストを測定するための焦点−検出器装置が示されたが、これは超音波によって調整可能な少なくとも１つの格子を有する。このような格子は１つの側に超音波発生装置、対抗する側に反射体または他の超音波発生装置を有することができ、超音波周波数および／または距離を変更することによって、または２つの超音波発生装置の場合励起周波数間の位相変化によって、密度変化または単位面積当たりの質量変化による格子構造が得られ、これらの格子構造は柔軟に制御可能である。
【００７５】
自明のことであるが、本発明の特徴はその都度記載した組合せにおいてだけでなく、本発明の範囲から逸脱することなく別の組合せや単独でも応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】ビームスプリッタとしての位相格子と分析格子と干渉現象を表示するための検出器とを有する焦点−検出器装置の原理的縦断面図
【図２】分析格子と干渉パターンとの横方向相対位置に依存して、選択された検出素子の強度分布を示す図
【図３】線源格子と位相格子と分析格子とを有する焦点−検出器システムの縦断面図
【図４】超音波で励起される格子媒体としてガスを用いるＸ線光学格子の三次元原理図
【図５】超音波で励起される格子媒体として液体を用いるＸ線光学格子の三次元原理図
【図６】超音波で励起される格子媒体として固体を用いるＸ線光学格子の三次元原理図
【図７】本発明に係る焦点−検出器システムを有するＸ線ＣＴシステムの三次元図
【符号の説明】
【００７７】
１  ＣＴシステム
２  第１Ｘ線管
３  第１検出器
４  第２Ｘ線管
５  第２検出器
６  ガントリハウジング
７  患者
８  患者寝台
９  システム軸線
１０  制御および計算ユニット
１１  記憶装置
１２  ガスセル
１３  ガス
１４  超音波発生装置
１５  定在波
１６  超音波反射体
１７  液体
ａ  １ボクセルの寸法
Ｄ1  検出器
ｄ  タルボ距離＝位相格子と干渉極大もしくは分析−検出器システムとの距離
Ｅi  検出素子
Ｆ1  焦点
Ｇ  格子
Ｇ0  線源格子
Ｇ1  位相格子
Ｇ2  分析格子
ｇ1  位相格子Ｇ1の周期
ｇ2  位相検出に関する分析−検出器システムの周期
ｈ  １ガスセルのガス体積
Ｉ（Ｅi（ｘG））  格子ずれｘGにおいて検出素子Ｅiで測定した強度
Ｉph  Ｘ線強度
ＬC  コヒーレンス長
ｌ  格子Ｇ0、Ｇ1間の距離
ｎ  屈折率
Ｐ  試料
Ｐｒｇx  プログラム
ｗ  焦点の広がり
ＸG  ｘ方向における格子のずれ
ｘ、ｙ、ｚ  直角座標
Ｐｒｇn  プログラム
Ｓi  Ｘ線ビーム
φ  位相シフト
φEx  検出素子Ｅxでの正弦波状強度分布の位相
φij  検出素子Ｅi、Ｅj間の相対的な位相シフト
λ  検討したＸ線のエネルギーの波長
δ  ここでは格子媒体の屈折率の実際の減少分
Λ  超音波長
【図１】
2007203060.tif 000003
【図２】
2007203060.tif 000004
【図３】
2007203060.tif 000005
【図４】
2007203060.tif 000006
【図５】
2007203060.tif 000007
【図６】
2007203060.tif 000008
【図７】
2007203060.tif 000009