(57)【要約】【課題】第１の格子および第２の格子を用いた放射線位相画像撮影装置において、これらの格子の配置ずれを高精度に調整する。【解決手段】第１および第２の格子２，３の予め設定された配置からの配置ずれによって形成されるモアレ像を放射線画像検出器４によって検出し、そのモアレ像を表すモアレ画像信号に対してフーリエ変換処理を施してモアレ像の周波数成分を算出する。【選択図】図１
2012024554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を射出する放射線源と、
該放射線源から射出された放射線を透過する部分と遮蔽する部分とからなる格子構造が周期的に配置され、前記放射線源から射出された放射線を通過させて周期パターン像を形成する第１の格子と、
該第１の格子により形成された周期パターン像を透過する部分と遮蔽する部分とからなる格子構造が周期的に配置され、位相情報パターンを形成することを可能とする第２の格子と、
該第２の格子により形成された位相情報パターンを検出する放射線画像検出器とを備えた放射線位相画像撮影装置であって、
前記放射線画像検出器が、前記第１および第２の格子の少なくとも一方の予め設定された配置からの配置ずれによって形成されるモアレ像を検出するものであり、
前記放射線画像検出器によって検出されたモアレ像を表すモアレ画像信号を取得し、該取得したモアレ画像信号に対してフーリエ変換処理を施して前記モアレ像の周波数成分を算出するモアレ周波数算出部を備えたことを特徴とする放射線位相画像撮影装置。
【請求項２】
前記モアレ周波数算出部によって算出された周波数成分が、前記第１の格子と前記第２の格子との相対的な位置関係に基づいて予め設定された周波数成分に近づくように前記少なくとも一方の格子の配置を調整する調整部を備えたことを特徴とする請求項１記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項３】
前記第１および第２の格子が、前記第１の格子の延伸方向と前記第２の格子の延伸方向とが平行になるように設置されたものであり、
前記調整部が、前記モアレ周波数算出部によって算出された周波数成分が低周波成分になるように前記少なくとも一方の格子の配置を調整するものであることを特徴とする請求項２記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項４】
前記調整部が、前記モアレ周波数算出部によって算出された周波数成分に基づいて、前記格子のピッチに基づいて予め設定された配置情報との配置ずれ量を取得し、該配置ずれ量に基づいて前記少なくとも一方の格子の配置を調整するものであることを特徴とする請求項２または３記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項５】
前記調整部が、前記モアレ周波数算出部によって算出された周波数成分と前記少なくとも一方の格子の配置情報との相関関係を取得し、該相関関係に基づいて、前記モアレ周波数算出部によって算出された周波数成分が前記予め設定された周波数成分に近づくような配置情報を取得し、該配置情報に基づいて前記少なくとも一方の格子の配置を調整するものであることを特徴とする請求項２または３記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項６】
前記調整部が、前記モアレ周波数算出部によって算出された周波数成分に基づいて、前記少なくとも一方の格子の配置ずれ量として回転ずれ量を取得するものであり、該回転ずれ量に基づいて前記少なくとも一方の格子の配置を調整するものであることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項７】
前記格子の中心を原点として、前記格子の面内において直交する軸をＸ軸およびＹ軸とするとともに前記格子の面に対して垂直方向に延びる軸をＺ軸とした場合において、
前記調整部が、前記回転ずれ量として、前記Ｘ軸を回転軸とした回転ずれ量、前記Ｙ軸を回転軸として回転ずれ量および前記Ｚ軸を回転軸として回転ずれ量の少なくとも１つを取得するものであることを特徴とする請求項６記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項８】
前記第１の格子によって形成される周期パターン像の周波数が前記第２の格子の周波数と一致するように前記第１の格子と前記第２の格子のピッチが設定されているとともに、前記予め設定された配置が決定されていることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項９】
前記モアレ周波数成分算出部が、前記第１の格子によって形成される周期パターン像の周波数と前記第２の格子の周波数との差からなるモアレ像の周波数成分を算出するものであることを特徴とする請求項３項記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項１０】
前記調整部が、前記モアレ周波数算出部によって算出された周波数成分がゼロに収束するような前記少なくとも一方の格子の配置ずれ量を取得するものであることを特徴とする請求項３項記載の放射線位相画像撮影装置。
【請求項１１】
前記第１の格子と前記第２の格子とが、タルボ干渉計を構成するように配置されていることを特徴とする請求項１から１０いずれか１項記載の放射線位相画像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、格子を利用した放射線位相画像撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線タルボ干渉計を用いて、被写体に入射するＸ線の透過経路中の媒質の屈折率の違いによる波面の変化を検出し、画像化する方法が提案されている。
【０００３】
この方法は、基本的に単色・平行なＸ線を必要とする結晶分析体を用いるような他の位相イメージング方法に対して、コーンビームなどのＸ線源が利用できる可能性があるという特徴がある。
【０００４】
そして、上述したようなタルボ干渉計を用いた方法として、たとえば、特許文献１には、第１の格子と第２の格子の２つの格子を所定の間隔で平行に配列し、第１の格子によるタルボ効果によって第１の格子の自己像を形成し、この自己像を第２の格子によって強度変調することによって放射線位相コントラスト画像を取得することが提案されている。
【０００５】
ここで、タルボ干渉計を用いて適切な放射線位相コントラスト画像を取得するためには、第１の格子、第２の格子、放射線源および放射線画像検出器が正確に位置決めされている必要がある。もし、これらの位置関係にずれが生じた場合には、取得される放射線位相コントラスト画像の画質の劣化を招いたり、位置ずれの程度によっては放射線位相コントラスト画像が取得できなかったりする恐れもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００４／０５８０７０号公報
【特許文献２】特開２００７−２０３０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、第１の格子や第２の格子などの位置決めを実現する手順の確立が重要となる。研究レベルの装置では高精度の測定器を使用すれば当然これらの位置決めを行うことが可能であるが、製品化して実際に設置などを行う場合を想定すると、高度な測定器の使用を前提にするのは現実的でないという問題がある。
【０００８】
一方、特許文献２においては、２つの格子の相互の位置ずれによって発生するモアレ縞が消えるように位置調整することによって２つの格子の位置決めをすることが提案されている。
【０００９】
しかしながら、たとえばモアレ縞を目視によって観察しながら位置調整したのでは、低周波側の視認限界により位置調整の精度に限界があり、高精度な位置調整を行うことは困難である。
【００１０】
また、モアレ縞の周期が放射線画像検出器の画素サイズ程度の高周波である場合には、放射線位相コントラスト画像に高周波ノイズが表れるような致命的な影響を与えてしまうが、高周波のモアレ縞の目視についても視認限界があり、上述したような画素サイズ程度の高周波のモアレ縞は目視観測することができない。したがって、モアレ縞の目視による位置調整では、目視観測することができない高周波のモアレ縞が存在しているにも関わらず、視認することができないためにモアレ縞が見えなくなったと誤認してしまう可能性があり、適切な位置調整をすることができない。
【００１１】
本発明は、上記の事情に鑑み、第１の格子および第２の格子などの位置調整を高精度に行うことができる放射線位相画像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】
【００１２】
本発明の放射線位相画像撮影装置は、放射線を射出する放射線源と、放射線源から射出された放射線を透過する部分と遮蔽する部分とからなる格子構造が周期的に配置され、放射線源から射出された放射線を通過させて周期パターン像を形成する第１の格子と、第１の格子により形成された周期パターン像を透過する部分と遮蔽する部分とからなる格子構造が周期的に配置され、位相情報パターンを形成することを可能とする第２の格子と、第２の格子により形成された位相情報パターンを検出する放射線画像検出器とを備えた放射線位相画像撮影装置であって、放射線画像検出器が、第１および第２の格子の少なくとも一方の予め設定された配置からの配置ずれによって形成されるモアレ像を検出するものであり、放射線画像検出器によって検出されたモアレ像を表すモアレ画像信号を取得し、その取得したモアレ画像信号に対してフーリエ変換処理を施してモアレ像の周波数成分を算出するモアレ周波数算出部を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、上記本発明の放射線位相画像撮影装置においては、モアレ周波数算出部によって算出された周波数成分が、第１の格子と第２の格子との相対的な位置関係に基づいて予め設定された周波数成分に近づくように少なくとも一方の格子の配置を調整する調整部を設けることができる。
【００１４】
また、第１および第２の格子を、第１の格子の延伸方向と第２の格子の延伸方向とが平行になるように設置するとともに、調整部を、モアレ周波数算出部によって算出された周波数成分周波数成分が低周波成分になるように少なくとも一方の格子の配置を調整するものとできる。
【００１５】
また、調整部を、モアレ周波数算出部によって算出された周波数成分に基づいて、格子のピッチに基づいて予め設定された配置情報との配置ずれ量を取得し、その配置ずれ量に基づいて少なくとも一方の格子の配置を調整するものとできる。
【００１６】
また、調整部を、モアレ周波数算出部によって算出された周波数成分と少なくとも一方の格子の配置情報との相関関係を取得し、その相関関係に基づいて、モアレ周波数算出部によって算出された周波数成分が上記予め設定された周波数成分に近づくような配置情報を取得し、その配置情報に基づいて少なくとも一方の格子の配置を調整するものとできる。
【００１７】
また、調整部を、モアレ周波数算出部によって算出された周波数成分に基づいて、少なくとも一方の格子の配置ずれ量として回転ずれ量を取得するものであり、その回転ずれ量に基づいて少なくとも一方の格子の配置を調整するものとすることができる。
【００１８】
また、格子の中心を原点として、格子の面内において直交する軸をＸ軸およびＹ軸とするとともに格子の面に対して垂直方向に延びる軸をＺ軸とした場合において、調整部を、回転ずれ量として、Ｘ軸を回転軸とした回転ずれ量、Ｙ軸を回転軸として回転ずれ量およびＺ軸を回転軸として回転ずれ量の少なくとも１つを取得するものとできる。
【００１９】
また、第１の格子によって形成される周期パターン像の周波数が第２の格子の周波数と一致するように第１の格子と第２の格子のピッチを設定するとともに、予め設定された配置を決定することができる。
【００２０】
また、モアレ周波数成分算出部を、第１の格子によって形成される周期パターン像の周波数と第２の格子の周波数との差からなるモアレ像の周波数成分を算出するものとできる。
【００２１】
また、調整部を、モアレ周波数算出部によって算出された周波数成分がゼロに収束するような少なくとも一方の格子の配置ずれ量を取得するものとできる。
【００２２】
また、第１の格子と第２の格子とを、タルボ干渉計を構成するように配置することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の放射線位相画像撮影装置によれば、第１および第２の格子の少なくとも一方の予め設定された配置からの配置ずれによって形成されるモアレ像を放射線画像検出器によって検出し、そのモアレ像を表すモアレ画像信号に対してフーリエ変換処理を施してモアレ像の周波数成分を算出するようにしたので、格子の配置ずれをモアレ像の周波数成分によって定量的に扱うことができ、高精度な調整を行うことができる。
【００２４】
また、フーリエ変換処理によって算出されたモアレ像の周波数成分に基づいて、第１および第２の格子の配置を調整するようにしたので、人間の視認限界によって目視観測することができない低周波側や高周波側のモアレ像についても、フーリエ変換処理後の周波数空間上で認識することができ、たとえば、その周波数成分に基づいて配置ずれ量を算出することによって第１および第２の格子を適切な配置に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の放射線位相画像撮影装置の一実施形態の概略構成図
【図２】図１に示す放射線位相画像撮影装置の上面図
【図３】第１の格子の概略構成図
【図４】第２の格子の概略構成図
【図５】第１の格子または第２の格子の回転ずれ量を説明するための図
【図６】第２の格子のＺ方向のみの配置ずれによって生じたモアレ像の一例を示す図
【図７】第２の格子の回転ずれθｚのみによって生じたモアレ像の一例を示す図
【図８】周波数空間上におけるモアレ像の周波数成分の一例を示す図
【図９】第１の格子または第２の格子の調整方法の一例を説明するための図
【図１０】第２の格子の回転ずれθｘ，θｙによって生じたモアレ像の周波数成分の周波数空間上における分布の一例を示す図
【図１１】図１０に示す周波数成分の分布の縦方向と横方向のプロファイルを示す図
【図１２】第２の格子の回転ずれθｙの算出方法を説明するための図
【図１３】第２の格子の回転ずれθｘ，θｙによって生じたモアレ像の一例を示す図
【図１４】１回の撮影により複数種類の画像を取得する場合の第１の格子、第２の格子および放射線画像検出器の画素の配置関係を示す図
【図１５】第２の格子に対する第１の格子の傾き角を設定する方法を説明するための図
【図１６】第２の格子に対する第１の格子の傾き角の調整方法を説明するための図
【図１７】放射線画像検出器から読み取られた画像信号に基づいて、複数種類の画像を取得する作用を説明するための図
【図１８】放射線画像検出器から読み取られた画像信号に基づいて、複数種類の画像を取得する作用を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の放射線位相画像撮影装置の一実施形態について説明する。図１に本実施形態の放射線位相画像撮影装置の概略構成を示す。図２に図１に示す放射線位相画像撮影装置の上面図（Ｘ−Ｚ断面図）を示す。図２の紙面厚さ方向が図１のＹ方向である。
【００２７】
放射線位相画像撮影装置は、図１に示すように、放射線源１、第１の格子２、第２の格子３、放射線画像検出器４、移動機構５、位相画像取得部６、モアレ周波数算出部７、調整部８を備えている。
【００２８】
放射線源１は、被写体１０に向けて放射線を射出するものであり、第１の格子２に被写体１０を透過した放射線を照射したとき、タルボ効果を発生させうるだけの空間的干渉性を有するものである。たとえば、放射線の発光点のサイズ（つまり、放射線源の開口径）を３０ミクロン程度とし、その放射線源から約５メートル以上の位置での空間的干渉性がそれに相当する。放射線源１としては、マイクロフォーカスＸ線管やプラズマＸ線源を利用することができる。また、比較的サイズの大きな通常の放射線源を用いる場合は、放射線が通過するマルチスリットを放射線の射出側に設置して使用することができる。この場合の詳細な構成は、たとえば、“Franz Pfeiffer, Timm Weikamp, Oliver Bunk, Christian David, Nature Physics 2, 258-261(01 Apr 2006)Letters, Phase retrieval and differential phase-contrast imaging with low-brilliance X-ray sources”に記されているが、そのスリットのピッチＰ０は以下の式を満たすような大きさとする必要がある。
【数１】
2012024554.tif 000003
【００２９】
なお、Ｐ２は第２の格子３のピッチ、Ｚ１は放射線源１（マルチスリットを用いる場合はマルチスリットの位置）から第１の格子２までの距離、Ｚ２は第１の格子２から第２の格子３までの距離である（図２参照）。
【００３０】
第１の格子２は、図３に示すように、放射線を透過する基板２１と、基板２１上に設けられた複数の部材２２とを備えている。複数の部材２２は、放射線を遮蔽するものであり、いずれもＸ方向（図３中紙面の厚さ方向）に延びる線状形状で形成されている。複数の部材２２どうしの間隔（つまり、格子の周期）Ｐ１は、本実施形態では一定とされている。部材２２の素材としては、たとえば、金やシリコンを用いることができる。また、部材２２としては、照射される放射線に対して約９０°または約１８０°の位相変調を与える、いわゆる位相変調型格子を構成するものであることが望ましい。たとえば、通常の医療診断用のＸ線エネルギー領域において必要な金の厚さは１μｍ〜数μｍ程度になる。また、振幅変調型格子を用いることもできる。この場合、部材２２は放射線を十分に吸収する厚さが必要である。たとえば、通常の医療診断用のＸ線エネルギー領域において必要な金の厚さは１０μｍ〜数１０μｍ程度になる。
【００３１】
第２の格子３は、図４に示すように、第１の格子２と同様に、放射線を透過する基板３１と、基板３１に設けられた複数の部材３２とを備えている。複数の部材３２は、放射線を遮蔽するものであり、いずれもＸ方向（図４中紙面の厚さ方向）に延びる線状形状で形成されている。複数の部材３２どうしの間隔（つまり、格子の周期）Ｐ２は、この実施形態では一定とされている。複数の部材３２の素材としては、たとえば、金を用いることができる。第２の格子３については、部材３２をより厚くした振幅変調型格子であることが望ましい。このとき、部材３２は放射線を十分に吸収する厚さが必要である。たとえば、通常の医療診断用のＸ線エネルギー領域において必要な金の厚さは１０μｍ〜数１０μｍ程度になる。
【００３２】
ここで、放射線源１から照射される放射線が、平行ビームではなく、コーンビームである場合には、第１の格子２を通過して形成される第１の格子２の自己像は、放射線源１からの距離に比例して拡大される。そして、本実施形態においては、第２の格子３の格子ピッチＰ２と間隔ｄ２は、そのスリット部が、第２の格子３の位置における第１の格子２の自己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る。すなわち、放射線源１の焦点から第１の格子２までの距離をＺ１、第１の格子２から第２の格子３までの距離をＺ２とした場合、第２の格子ピッチＰ２および間隔ｄ２は、次式（２）および次式（３）の関係を満たすように決定される。
【数２】
2012024554.tif 000004
【数３】
2012024554.tif 000005
【００３３】
なお、放射線源１から照射される放射線が平行ビームである場合には、Ｐ２＝Ｐ１，ｄ２＝ｄ１を満たすように決定される。
【００３４】
放射線画像検出器４は、第１の格子２に入射した放射線が形成する第１の格子２の自己像を第２の格子３によって強度変調された画像信号として検出するものである。このような放射線画像検出器４としては、直接変換型および間接変換型のフラットパネル検出器、イメージングプレート、増感スクリーンとフィルムの組合せなど従来の放射線位相画像撮影装置に使われているものを用いることができる。そして、たとえばフラットパネル検出器を用いた場合には、図１に示すＸ−Ｙ方向に２次元状に配列された各検出素子（画素）からそれぞれ画素信号が読み出され、イメージングプレートやフィルムの場合には、所定の読取装置によってＸ−Ｙ方向に沿って走査されて読み出されることによって、イメージングプレートやフィルム上の各画素に対応する画素信号が取得される。
【００３５】
そして、放射線源１、第１の格子２、第２の格子３および放射線画像検出器４によって放射線位相コントラスト画像を取得可能な放射線位相画像撮影装置が構成されるが、本構成をタルボ干渉計として機能させるためには、さらにいくつかの条件をほぼ満たさねばならない。その条件について以下に説明する。
【００３６】
まず、第１の格子２と第２の格子３とのグリッド面が、図１に示すＸ−Ｙ平面に平行であることが必要である。
【００３７】
そして、さらに、第１の格子２と第２の格子３との距離Ｚ２は、第１の格子２が９０°の位相変調を与える位相変調型格子である場合、次の条件をほぼ満たさなければならない。
【数４】
2012024554.tif 000006
【００３８】
ただし、λは放射線の波長（通常はピーク波長）、ｍは０か正の整数、Ｐ１は上述した第１の格子２の格子ピッチ、Ｐ２は上述した第２の格子３の格子ピッチである。
【００３９】
また、第１の格子２が１８０°の位相変調を与える位相変調型格子である場合には、次の条件をほぼ満たさなければならない。
【数５】
2012024554.tif 000007
【００４０】
ただし、λは放射線の波長（通常はピーク波長）、ｍは０か正の整数、Ｐ１は上述した第１の格子２の格子ピッチ、Ｐ２は上述した第２の格子３の格子ピッチである。
【００４１】
さらに、第１の格子２が振幅変調型格子である場合には、次の条件をほぼ満たさなければならない。
【数６】
2012024554.tif 000008
【００４２】
ただし、λは放射線の波長（通常はピーク波長）、ｍは正の整数、Ｐ１は上述した第１の格子２の格子ピッチ、Ｐ２は上述した第２の格子３の格子ピッチである。
【００４３】
なお、上式（４），（５），（６）は、放射線源１により照射される放射線がコーンビームである場合であり、放射線が平行ビームである場合には、上式（４）に代えて下式（７）、上式（５）に代えて下式（８）、上式（６）に代えて下式（９）となる。
【数７】
2012024554.tif 000009
【数８】
2012024554.tif 000010
【数９】
2012024554.tif 000011
【００４４】
移動機構５は、第２の格子３をＹ方向に移動させるものであるが、たとえば、第２の格子３の格子ピッチＰ２の１／ｎ（ｎは２以上の整数）ずつ動かして、それぞれのｎに対する位置で放射線画像の撮影を行なうことにより第２の格子３によって強度変調されたｎ種類ｎ枚の画像信号を取得することができる。移動機構５は、たとえば公知のアクチュエーターを用いて構成することができる。
【００４５】
位相画像取得部６は、放射線画像検出器４により検出されたｎ種類ｎ枚の画像信号に基づいて放射線位相コントラスト画像を取得するものである。具体的には、ｎ枚の画像信号からは、たとえば、“K. A. Stetson and W. R. Brohinsky : Appl. Oct. 24, 3631(1985)”に記載の縞走査法を用いることにより、各画素ごとの位相シフトの微分量、すなわち被写体１０によって生じた放射線の屈折角度に応じた量を復元することができ、様々な画像処理とその表現を介して、いわゆる位相コントラスト画像として取得することができる。
【００４６】
モアレ周波数算出部７は、第１の格子２および第２の格子３の少なくとも一方が、上述した条件を満たすような予め設定された配置からずれることによって放射線画像検出器４により検出されるモアレ像を表すモアレ画像信号を取得し、その取得したモアレ画像信号に対して高速フーリエ変換処理を施してモアレ像の周波数成分を算出するものである。放射線画像検出器４により検出されるモアレ像については、後で詳述する。
【００４７】
調整部８は、モアレ周波数算出部７によって算出されたモアレ像の周波数成分に基づいて、第１の格子２と第２の格子３の位置が、上述した条件を満たすような予め設定された配置となるように第１の格子２と第２の格子３の配置を変更するものである。すなわち調整部８は、第１の格子２または第２の格子３の配置ずれに基づいて放射線画像検出器４上に形成されるモアレ像の周波数成分が、低周波成分となるように第１の格子２または第２の格子３の配置を調整し、望ましくはモアレ像の周波数成分がゼロとなるように調整するものである。調整部８は、第１の格子２と第２の格子３の配置を変更可能なように機械的に構成されたものであり、公知のアクチュエーターを用いて構成することができる。調整部８による調整方法については、後で詳述する。
【００４８】
次に、本実施形態の放射線位相画像撮影装置の作用について説明する。
【００４９】
本実施形態の放射線位相画像撮影装置においては、被写体１０の放射線位相コントラスト画像の撮影の前に、放射線画像検出器４上に形成されるモアレ像の周波数成分に基づいて、第１の格子２と第２の格子３の配置ずれ量を検出し、その配置ずれ量に基づいて調整部８によって第１の格子２と第２の格子３との配置を予め設定された配置となるように調整する。
【００５０】
以下、第１の格子２と第２の格子３の配置ずれを調整する方法について具体的に説明する。
【００５１】
まず、被写体１０を配置していない状態で放射線源１から放射線が射出され、第１の格子２と第２の格子３を透過した放射線が放射線画像検出器４に照射され、放射線画像検出器４によって放射線画像信号が検出される。
【００５２】
ここで、放射線源１から第１の格子２までの距離をＺ１、第１の格子２から第２の格子３までの距離をＺ２、第１の格子２の周波数（周期Ｐ１の逆数）をｆ１、第２の格子３の周波数（周期Ｐ２）をｆ２とする。
【００５３】
上述したような放射線の照射によって第２の格子３上に射影される第１の格子２の自己像の周波数はｆ１’＝ｆ１×Ｚ１/（Ｚ１＋Ｚ２）となる。そして、第１の格子２と第２の格子３の配置が予め設定された正しい配置である場合に、周波数ｆ１’が周波数ｆ２と一致するように第１の格子２の周期Ｐ１と第２の格子の周期Ｐ２とが設定されている。
【００５４】
そして、一般的に、２つの周波数パターンｆと周波数パターンｇとで形成されるモアレ像の周波数は、｜ｆ±ｇ｜であり、第１の格子２と第２の格子３との配置ずれによって放射線画像検出器４上に形成されるモアレ像の周波数もこれと同様に、ｆｍ＝｜ｆ１’±ｆ２｜となる。ここで、ｆ１’とｆ２との和によるモアレ像の周波数は、格子と同程度の周波数になるが、放射線画像検出器の画素サイズは、これよりも十分に大きいため、拡大率を考慮したとしても画像として観測できない上、放射線位相コントラスト像にも影響を与えない。なお、格子の周期と画素サイズとの関係は、たとえば、格子の周期５μｍ程度に対して画素サイズは１００μｍ程度である。したがって、以下、ｆ１’とｆ２との差によるモアレ像のみを取り上げて説明する。
【００５５】
モアレ像の周波数は上述したようにｆｍ＝｜ｆ１’−ｆ２｜となるが、第１の格子２と第２の格子３との配置が完全に正しい配置である場合にはこの周波数はゼロになり、モアレ像は形成されないことになる。したがって、第１の格子２と第２の格子３との配置が調整され、最終的にモアレ像の周波数が十分に低周波数となるか、望ましくはゼロとなれば第１の格子２と第２の格子３とが正しい配置に調整されたことを意味する。
【００５６】
そこで、本実施形態においては、放射線画像検出器４によってモアレ像を検出し、そのモアレ像を表すモアレ画像信号を用いて第１の格子２と第２の格子３の配置を調整する。なお、第１の格子２と第２の格子３のＸ方向またはＹ方向の並進ずれについては、放射線位相コントラスト画像に影響を与えないため、おおよそ配置があっていれば問題ない。したがって、本実施形態においては、第１の格子２と第２の格子３のＺ方向の位置ずれと、図５（Ａ）に示すようなＺ軸を回転軸とする回転ずれθｚと、図５（Ｂ）に示すようなＸ軸を回転軸とする回転ずれθｘと、図５（Ｃ）に示すようなＹ軸を回転軸とする回転ずれθｙとを調整することになる。
【００５７】
次に、放射線画像検出器４上に形成されるモアレ像について説明する。ここでは、説明をわかりやすくするため、第２の格子３を除いた放射線源１、第１の格子２、放射線画像検出器４などの位置決めを要する部材は、正しく配置されているものとする。このとき第２の格子３の配置がずれている場合にはモアレ像が形成されるが、たとえば、Ｚ方向の位置ずれのみが生じていた場合には、図６に示すようなモアレ像が形成されることになる。また、たとえば、回転ずれθｚのみが生じていた場合には、図７に示すようなモアレ像が形成されることになる。
【００５８】
そして、このモアレ像は放射線画像検出器４によって検出され、モアレ像を表すモアレ画像信号が放射線画像検出器４からモアレ周波数算出部７に出力される。
【００５９】
モアレ周波数算出部７は、入力されたモアレ画像信号に対して高速フーリエ変換処理を施し、モアレ画像信号の周波数空間上における周波数成分を算出する。具体的には、たとえば、図６に示すようなＺ方向の位置ずれのみによるモアレ像の場合には、横方向周波数がないため、図８の黒点Ｐ１のように縦軸上に存在するピーク（輝点）が算出される。また、図７に示すような回転ずれθｚのみによるモアレ像の場合には、斜め方向の一定周波数の縞であるので、図８の白点Ｐ２のように横方向の周波数成分と縦方向の周波数成分の両方をもったピークが算出される。
【００６０】
そして、モアレ周波数算出部７で算出されたピークの周波数成分は調整部８に出力され、調整部８において、入力されたモアレ像の周波数成分に基づいて配置ずれ量が算出される。具体的には、たとえば、Ｚ方向の位置ずれのみの場合には、モアレ像の周波数成分ｆｍは、ｆｍ＝ｆ１×Ｚ１/（Ｚ１＋Ｚ２）−ｆ２により算出されるので、モアレ周波数算出部７において算出されたモアレ像の周波数成分を代入することによってＺ２を算出する。そして、予め設定された正しいＺ２の値との差を求めることによってＺ方向の配置ずれ量を算出する。そして、調整部８は、算出した配置ずれ量に基づいて第２の格子３の配置を調整して正しい配置とする。この調整部８による調整によってモアレ像の周波数を十分な低周波、望ましくはゼロにすることができる。
【００６１】
また、回転ずれθｚのみの場合には、調整部８は、入力されたモアレ像の縦方向の周波数成分と横方向の周波数成分との比率から回転ずれ量θｚを算出する。そして、算出した回転ずれ量θｚに基づいて第２の格子３をＺ軸を回転軸として回転させて調整し、正しい配置とする。ただし、ここで算出した回転ずれ量θｚは、第１の格子２のθｚが正しいという前提での推定値である。
【００６２】
なお、調整部８における配置ずれ量の算出方法としては、上記の方法に限らず、要するに、モアレ周波数算出部７で算出されたピークの周波数成分が、周波数空間上でゼロに近づくような算出方法であれば如何なる算出方法を採用してもよい。たとえば、モアレ周波数算出部７において算出されたモアレ像の周波数成分を示すピークの原点からの位置ｒと、第２の格子３のＺ方向の所定の位置Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３とに基づいて、図９に示すようなこれらの相関関係を示す関数ｒ（Ｚ）を求め、この関数ｒ（Ｚ）がゼロに収束するようなＺ方向の位置Ｚ４を求めて配置ずれ量を算出するようにしてもよい。
【００６３】
なお、回転ずれθｘと回転ずれθｙによるモアレ像の周波数成分については図示していないが、面内で連続的にＺ方向の位置ずれが生じていることと同じであるので、θｘやθｙのずれが生じていると、周波数空間上では図８に示すような鋭いピークとならず、広がりを有する輝点の分布となる。したがって、周波数空間上でこの輝点の分布が小さくなるように第２の格子３の配置を調整するようにすればよい。
【００６４】
実際には、輝点の分布の広がりを表現する量を算出し、この量がゼロに収束するようにθｘないしθｙの調整量を決定するようにすればよい。輝点の分布の広がりを表現する量としては、たとえば輝点のピークの半値幅などを用いればよい。なお、θｘまたはθｙの回転ずれによる輝点の幅は、その回転ずれによって生じたＺ方向の位置ずれの最大振れ幅を反映したものとなるので、輝点の幅に基づいて調整量を算出することが可能である。
【００６５】
具体的には、たとえば、輝点の分布が、図１０に示すような分布となっている場合には、まず、その輝点の分布のピークを検出し、そのピーク近辺のプロファイルを縦方向と横方向とについてそれぞれ取得する。図１１（Ａ）に縦方向のプロファイルの一例を、図１１（Ｂ）に横方向のプロファイルの一例を示す。そして、この縦方向のプロファイルの半値幅Ｗと、横方向のプロファイルの半値幅Ｗ’とをそれぞれ取得する。
【００６６】
ここで、たとえば、θyについてΔθの角度ずれがある場合、図１２に示すように、格子の中央領域でΔＺ＝±Ｌ/４・ｔａｎΔθ程度のＺ方向の配置ずれが生じていることになる。
【００６７】
そして、上述したようにモアレ周波数はｆｍ＝ｆ１×Ｚ１/（Ｚ１＋Ｚ２）−ｆ２により算出されるので、Ｚ２をＺ２±ΔＺとしたときのモアレ周波数ｆｍの振れ幅が、上述した半値幅Ｗに相当することになる。すなわち、上式のＺ２をＺ２±Ｌ/４・ｔａｎΔθとしたときのモアレ周波数ｆｍの振れ幅がＷに相当することになる。したがって、下式を演算することによってΔθを求めることができる。
【００６８】
｜｜ｆ１×Ｚ１/｛Ｚ１＋（Ｚ２＋Ｌ/４・ｔａｎΔθ）｝−ｆ２｜−｜ｆ１×Ｚ１/｛Ｚ１＋（Ｚ２−Ｌ/４・ｔａｎΔθ）｝−ｆ２｜｜＝Ｗ
なお、上記説明では、θｙの角度ずれΔθの算出方法について説明したが、θｘの角度ずれΔθ’を算出する場合には、格子の見かけ上の周波数が変わるので、モアレ周波数ｆｍの式のｆ２をｆ２ｔａｎθに置き換え、そのモアレ周波数ｆｍの振れ幅が半値幅Ｗ’に相当するものとして算出するようにすればよい。
【００６９】
また、上記説明では、θｘとθｙのずれ量を算出するようにしたが、必ずしもこのようにθｘとθｙのずれ量を算出しなくてもよく、たとえば、調整部８によってθｙを変化させながら、そのθｙの変化に対する半値幅Ｗの変化量を取得し、その半値幅Ｗがゼロになる、もしくは最小値になるようなθｙを正しい位置として設定するようにしてもよい。また、θｘについても、調整部８によってθｘを変化させながら、そのθｘの変化に対する半値幅Ｗ’の変化量を取得し、その半値幅Ｗ’がゼロになる、もしくは最小値になるようなθｘを正しい位置として設定するようにしてもよい。
【００７０】
また、θｘやθｙの回転ずれがある場合、図１３に示すように、面内で一様でない歪んだモアレ像が発生する。θｘやθｙの回転ずれは、このように実画像上ではモアレ像の歪みとして観測され、周波数空間上では輝点の広がりとして現れるので、このままでは上述したＺ方向の位置ずれやθｚの回転ずれを調整することが困難である。したがって、まず、上述したように輝点の分布の広がりを表現する量を算出し、この量がゼロに収束するようにθｘないしθｙを調整することによって面内で一様なモアレ像となるようにし、その後、Ｚ方向の位置ずれとθｚの回転ずれを調整するようにすればよい。
【００７１】
また、本実施形態の説明においては、モアレ像の周波数成分に基づいて配置ずれ量を算出し、その配置ずれ量に基づいて第１の格子２または第２の格子３の配置を調整部８によって自動的に調整するようにしたが、これに限らず、たとえば、モアレ像の周波数成分をプロットした周波数空間をグラフとして所定の表示部に表示したり、モアレ像の周波数成分の数値を表示部に表示したりし、操作者がその表示されたグラフや数値を観察しながら、モアレ像の周波数成分がゼロに近づくように第１の格子２または第２の格子３を手動で調整するようにしてもよい。
【００７２】
そして、上述したような第１の格子２と第２の格子３との配置の調整の後、実際の放射線位相コントラスト画像の撮影が行われる。
【００７３】
具体的には、まず、図１に示すように、放射線源１と第１の格子２との間に、被写体１０が配置される。次に、放射線源１から放射線が射出され、その放射線は被写体１０を透過した後、第１の格子２に照射される。照射された放射線は、第１の格子２で回折されることにより、第１の格子２から放射線の光軸方向において所定の距離において、タルボ干渉像を形成する。
【００７４】
これをタルボ効果と呼び、光波が格子を通過したとき、格子から所定の距離において、格子の自己像を形成する。たとえば、第１の格子２が、９０°の位相変調を与える位相変調型格子の場合、上式（４）または上式（７）（１８０°の位相変調型格子の場合は上式（５）または上式（８）、強度変調型格子の場合は上式（６）または上式（９））で与えられる距離において第１の格子２の自己像を形成する一方、被写体１０によって、第１の格子２に入射する放射線の波面は歪むため、第１の格子２の自己像はそれに従って変形している。
【００７５】
続いて、放射線は、第２の格子３を通過する。その結果、上記の変形した第１の格子２の自己像は第２の格子３との重ね合わせにより、強度変調を受け、上記波面の歪みを反映した画像信号として放射線画像検出器４により検出される。
【００７６】
続いて順次、移動機構５により第２の格子３がＹ方向について第２の部材のピッチＰ２の１／ｎ（ｎは２以上の整数）ずつ動かされ、放射線画像検出器４により、それぞれのｎに対する波面の歪みを反映した画像信号が検出される。
【００７７】
ｎ種の波面の歪みを反映した画像信号は位相画像取得部６に入力され、位相画像取得部６は、ｎ種の波面の歪みを反映した画像を解析することにより、放射線位相コントラスト画像を生成する。波面の歪みは、被写体１０による屈折効果によって放射線が曲げられた角度に比例している。したがって、放射線画像検出器４により検出されたｎ種類の波面の歪みを反映した画像から各画素での位相変調量を解析することにより、被写体１０の内部の屈折率分布に依存した量を検出することができる。
【００７８】
また、上記実施形態の放射線位相画像撮影装置は、第１の格子２から第２の格子３までの距離Ｚ２がタルボ干渉距離となるようにしたが、これに限らず、第１の格子２が入射放射線を回折せずに投影させる構成とするようにしてもよい。このように構成すれば第１の格子２を通過して射影される投影像が、第１の格子２の後方の全ての位置で相似的に得られるため、第１の格子２から第２の格子３までの距離Ｚ２を、タルボ干渉距離を無関係に設定することができる。
【００７９】
具体的には、第１の格子２と第２の格子３とを、ともに吸収型（振幅変調型）格子として構成するとともに、タルボ干渉効果の有無に関わらず、スリット部を通過した放射線を幾何学的に投影するように構成する。より詳細には、第１の格子２の間隔ｄ１と第２の格子３の間隔ｄ２とを、放射線源１から照射される放射線のピーク波長より十分大きな値とすることで、照射放射線に含まれる大部分をスリット部で回折せずに、直進性を保ったまま通過するように構成することができる。たとえば、放射線源のターゲットとしてタングステンを用い、管電圧を５０ｋＶとした場合には、放射線のピーク波長は約０．４Åである。この場合には、第１の格子２の間隔ｄ１と第２の格子３の間隔ｄ２を、１μｍ〜１０μｍ程度とすればスリット部で大部分の放射線が回折されずに幾何学的に投影される。
【００８０】
なお、第１の格子２の格子ピッチＰ１と第２の格子３の格子ピッチＰ２との関係と、第１の格子２の間隔ｄ１と第２の格子３の間隔ｄ２との関係とについては、上記第１の実施形態と同様である。
【００８１】
そして、上記のような構成の放射線位相画像撮影装置においては、第１の格子２と第２の格子３との距離Ｚ２を、上式（６）においてｍ＝１とした場合の最小のタルボ干渉距離より短い値に設定することができる。すなわち、上記距離Ｚ２が、次式（１０）を満たす範囲の値に設定する。
【数１０】
2012024554.tif 000012
【００８２】
なお、第１の格子２の部材２２と第２の格子３の部材３２とは、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、放射線を完全に遮蔽（吸収）することが好ましいが、上述した放射線吸収に優れる材料（金、白金等）を用いたとしても、吸収されずに透過する放射線が少なからず存在する。このため、放射線の遮蔽性を高めるためには、部材２２，３２のそれぞれの厚みを、可能な限り厚くすることが好ましい。部材２２，３２による遮蔽は、照射放射線の９０％以上であることが好ましく、たとえば、放射線源１の管電圧が５０ｋＶの場合には、厚みは、金（Ａｕ）換算で３０μｍ以上であることが好ましい。
【００８３】
上記のような構成の放射線位相画像撮影装置によれば、第１の格子２と第２の格子３との距離Ｚ２をタルボ干渉距離よりも短くすることができるので、一定のタルボ干渉距離を確保しなければならない上記実施形態の放射線位相画像撮影装置と比較すると、撮影装置をより薄型化することができる。
【００８４】
また、上記実施形態の放射線位相画像撮影装置においては、移動機構５によって第２の格子３を並進移動させるとともに、複数回の撮影を行うことによって、放射線位相コントラスト画像を生成するための複数種類の画像信号を取得するようにしたが、このように第２の格子３を並進移動させることなく、一回の撮影によって複数種類の画像信号を取得する方法もある。
【００８５】
具体的には、図１４に示すように、第１の格子２と第２の格子３とが、第１の格子２の延伸方向と第２の格子３の延伸方向とが相対的に傾くように配置されるようにする。そして、このように配置された第１の格子２と第３の格子３に対して、放射線画像検出器４によって検出される画像信号の各画素の主走査方向（図１４のＸ方向）の主画素サイズＤｘと副走査方向の副画素サイズＤｙとが、図１４に示すような関係となるようにする。
【００８６】
主画素サイズＤｘは、たとえば、放射線画像検出器として、多数の線状電極を有し、その線状電極の延伸方向に直交する方向に延設された線状読取光源によって走査されて画像信号が読み出される、いわゆる光読取方式の放射線画像検出器を用いた場合には、その放射線画像検出器の線状電極の配列ピッチによって決定されるものである。また、副画素サイズＤｙは、線状読取光源によって放射線画像検出器に照射される線状の読取光の幅によって決定されるものである。また、いわゆるＴＦＴ読取方式の放射線画像検出器やＣＭＯＳを用いた放射線画像検出器を用いた場合には、主画素サイズＤｘは、画像信号が読み出されるデータ電極の配列方向の画素回路の配列ピッチによって決定され、副画素サイズＤｙは、ゲート電圧が出力されるゲート電極の配列方向の画素回路の配列ピッチによって決定される。
【００８７】
そして、放射線位相コントラスト画像を生成するための複数種類の画像の数をＭとすると、Ｍ個の副画素サイズＤｙが位相コントラスト画像の副走査方向の１つの画像解像度Ｄとなるように第１の格子２が第２の格子３に対して傾けられる。
【００８８】
具体的には、図１５に示すように、第２の格子３のピッチおよび第１の格子２によって第２の格子３の位置に形成される第１の格子２の自己像Ｇ１のピッチをｐ、第２の格子３に対する第１の格子２の自己像のＸ−Ｙ面内の相対的な回転角をθ、位相コントラスト画像の副走査方向の画像解像度をＤ（＝Ｄｙ×Ｍ）とすると、回転角θを下式（１１）を満たすように設定することによって、副走査方向の画像解像度Ｄの長さに対して、第１の格子２の自己像Ｇ１と第２の格子３の位相がｎ周期分ずれることになる。なお、図１５においては、Ｍ＝５、ｎ＝１の場合を示している。
【数１１】
2012024554.tif 000013
【００８９】
したがって、放射線位相コントラスト画像の副走査方向の画像解像度ＤをＭ分割したＤｘ×Ｄｙの各画素によって、第１の格子２の自己像のｎ周期分の強度変調をＭ分割した画像信号が検出できることになる。図１５に示す例では、ｎ＝１としているので、副走査方向の画像解像度Ｄの長さに対して、第１の格子２の自己像Ｇ１と第２の格子３の位相が１周期分ずれることになる。もっとわかり易く言えば、第１の格子２の自己像Ｇ１の１周期分の第２の格子３を通過する範囲が、副走査方向の画像解像度Ｄの長さにわたって変化する。
【００９０】
そして、Ｍ＝５としているので、Ｄｘ×Ｄｙの各画素によって第１の格子２の自己像の１周期の強度変調を５分割した画像信号が検出できることになり、すなわち、Ｄｘ×Ｄｙの各画素によって互いに異なる５つの画像の画像信号をそれぞれ検出することができることになる。
【００９１】
なお、位相コントラスト画像の主走査方向の画像解像度Ｄｘと副走査方向の画像解像度Ｄ＝Ｄｙ×Ｍとは同じになるようしてもよいし、これに限らず任意の主副比としてもよい。
【００９２】
さらに、本実施形態においては、Ｍ＝５としているが、Ｍは３以上であればよく、５以外であってもよい。また、上記説明ではｎ＝１としたが、ｎは０以外の整数であれば１以外の整数でもよい。すなわち、ｎが負の整数の場合には上述した例に対して反対周りの回転となり、また、ｎを±１以外の整数としてｎ周期分の強度変調としてもよい。ただし、ｎがＭの倍数の場合は、１組のＭ個の副走査方向画素Ｄｙの間で第１の格子２の自己像Ｇ１と第２の格子３の位相が等しくなり、異なるＭ個の縞画像とならないため除外するものとする。
【００９３】
また、第２の格子３に対する第１の格子２の自己像の回転角θの調整については、たとえば、放射線画像検出器４と第２の格子３の相対回転角を固定した後、第１の格子２を回転させることによって行うことができる。
【００９４】
たとえば、上式（１１）でｐ＝５μｍ、Ｄ＝５０μｍ、ｎ＝１とすると、理論上の回転角θは約５．７°である。そして、第２の格子３に対する第１の格子２の自己像の実際の回転角θ’は、たとえば、第１の格子の自己像と第２の格子３によるモアレのピッチによって検出することができる。
【００９５】
具体的には、図１６に示すように、実際の回転角をθ’、回転によって生じたＸ方向への見た目の自己像のピッチＰ’とすると、観測されるモアレのピッチＰｍは、
１／Ｐｍ＝｜１／Ｐ’−１／Ｐ｜
であるので、Ｐ’＝Ｐ／ｃｏｓθ’を上式に代入することによって実際の回転角θ’を求めることができる。なお、モアレのピッチＰｍについては、放射線画像検出器４によって検出された画像信号に基づいて求めるようにすればよい。
【００９６】
そして、理論上の回転角θと実際の回転角θ’とを比較し、その差の分だけで自動または手動で第１の格子２の回転角を調整するようにすればよい。
【００９７】
そして、上記のように構成された放射線位相画像撮影装置においては、放射線画像検出器４から読み出された１フレーム全体の画像信号が位相コントラスト画像生成部６１に記憶された後、その記憶された画像信号に基づいて、互いに異なる５つの画像の画像信号が取得される
具体的には、図１５に示すように、放射線位相コントラスト画像の副走査方向の画像解像度Ｄを５分割し、第１の格子２の自己像の１周期の強度変調を５分割した画像信号が検出できるように第１の格子２を第２の格子３に対して傾けるようにした場合には、図１７に示すように、第１読取ラインから読み出された画像信号が第１の縞画像信号Ｍ１として取得され、第２読取ラインから読み出された画像信号が第２の縞画像信号Ｍ２として取得され、第３読取ラインから読み出された画像信号が第３の縞画像信号Ｍ３として取得され、第４読取ラインから読み出された画像信号が第４の縞画像信号Ｍ４として取得され、第５読取ラインから読み出された画像信号が第５の縞画像信号Ｍ５として取得される。なお、図１７に示す第１〜第５読取ラインは、図１５に示す副画素サイズＤｙに相当する。
【００９８】
また、図１７においては、Ｄｘ×（Ｄｙ×５）の読取範囲しか示していないが、その他の読取範囲についても、上記と同様にして第１〜第５の縞画像信号が取得される。すなわち、図１８に示すように、副走査方向について４画素間隔毎の画素行（読取ライン）からなる画素行群の画像信号が取得されて１フレームの１つの縞画像信号が取得される。より具体的には、第１読取ラインの画素行群の画像信号が取得されて１フレームの第１の縞画像信号が取得され、第２読取ラインの画素行群の画像信号が取得されて１フレームの第２の縞画像信号が取得され、第３読取ラインの画素行群の画像信号が取得されて１フレームの第３の縞画像信号が取得され、第４読取ラインの画素行群の画像信号が取得されて１フレームの第４の縞画像信号が取得され、第５読取ラインの画素行群の画像信号が取得されて１フレームの第５の縞画像信号が取得される。
【００９９】
なお、ここでは、画像解像度Ｄを５分割する場合について説明したが、Ｍ分割する場合には、図１４に示すＤｙ１，Ｄｙ１＋Ｍ，Ｄｙ１＋２Ｍ，Ｄｙ１＋３Ｍ，，，の系列、Ｄｙ２，Ｄｙ２＋Ｍ，Ｄｙ２＋２Ｍ，Ｄｙ２＋３Ｍ，，，の系列、Ｄｙ３，Ｄｙ３＋Ｍ，Ｄｙ３＋２Ｍ，Ｄｙ３＋３Ｍ，，，の系列などがそれぞれ１フレームの縞画像信号として取得されることになる。
【０１００】
そして、上記第１〜第５の縞画像信号に基づいて、位相画像取得部６において放射線位相コントラスト画像が生成される。
【０１０１】
ここで、上述したような１回の撮影によって複数の縞画像信号を取得する実施形態において、第１および第２の格子２,３と放射線画像検出器４との相対的な位置ずれを調整する方法について以下に説明する。
【０１０２】
まず、上記実施形態と同様に、放射線位相コントラスト画像の撮影前に、被写体１０を配置していない状態で放射線源１から放射線が射出されてプレ曝射が行われ、第１の格子２と第２の格子３との相対的な位置ずれによって生じたモアレ像の撮影が行われる。なお、この配置ずれによるモアレ像の周波数成分は、上述したように第１の格子２と第２の格子３とが相対的に傾くように予め設置することによって生じたモアレ像の周波数成分と異なるものである。
【０１０３】
そして、放射線画像検出器４によって検出されたモアレ像の画像は、モアレ周波数算出部７に入力される。モアレ周波数算出部７は、位相画像取得部６において複数の縞画像信号を取得したときと同様に、モアレ像の画像について、副走査方向にＭ画素毎のＤｙの系列をまとめる。たとえば、図１４に示すようなＤｙ１，Ｄｙ１＋Ｍ，Ｄｙ１＋２Ｍ，Ｄｙ１＋３Ｍ，，，の系列や、Ｄｙ２，Ｄｙ２＋Ｍ，Ｄｙ２＋２Ｍ，Ｄｙ２＋３Ｍ，，，の系列である。つまり、画像解像度Ｄを単位として同じ位置のＤｙを１つの系列にまとめる。そして、これらの系列の少なくとも１つの系列に高速フーリエ変換処理を施すことによってモアレ像の周波数成分を算出し、その周波数成分の空間分布を取得する。なお、モアレ像の周波数成分を複数の系列毎に取得し、さらに正確な位置ずれを算出するようにしてもよい。
【０１０４】
そして、上記実施形態においては、第１の格子２の自己像の延伸方向と第２の格子３の延伸方向とが平行になるように設置するようにしたので、モアレ像の周波数成分が最終的に十分に低周波数となるか、望ましくはゼロとなるように第１の格子２または第２の格子３の位置を調整するようにしたが、上述したように第１の格子２と第２の格子３とを相対的に傾くように予め設置するようにした場合には、上述したプレ曝射によって取得されたモアレ像の周波数成分が、予め設定されたモアレ像の周波数成分に近づくか、望ましくはその周波数成分に等しくなるように第１の格子２または第２の格子３の位置が調整されることになる。この予め設定されたモアレ像の周波数成分とは、上述したように第１の格子２と第２の格子３とを相対的に傾くように予め設置することによって生じたモアレ像の周波数成分である。
【０１０５】
なお、第１の格子２または第２の格子３の配置ずれ量の算出方法については、基本的には上記実施形態と同様であり、最終的に調整されるモアレ像の周波数成分を変更することによって算出するようにすればよい。
【０１０６】
また、上記説明では、図１４に示すように、第１の格子２の延伸方向と第２の格子３の延伸方向とが相対的に傾くように配置された状態で撮影された１枚の画像から、互いに異なる画素行群の画像信号を取得することによって複数の縞画像信号を取得し、その複数の縞画像信号を用いて放射線位相コントラスト画像を生成するようにしたが、上記のようにして撮影された１枚の画像に基づいて複数の縞画像信号を生成するのではなく、上記のようにして撮影した１枚の画像に対してフーリエ変換を施すことによっても放射線位相コントラスト画像を生成することができ、このような方法を採用してもよい。
【０１０７】
具体的には、まず、第１の格子２の延伸方向と第２の格子３の延伸方向とが相対的に傾くように配置された状態で撮影された１枚の画像に対してフーリエ変換処理を施すことによって、その画像に含まれる被検体による吸収情報と位相情報とを分離する。
【０１０８】
そして、周波数空間上において被検体による位相情報の部分のみを抽出して周波数空間上の中心（原点）位置に移動した後、その抽出した位相情報に対して逆フーリエ変換処理を施し、各画素に対して、その結果の虚部を実部で除算したものの逆正接関数（arctan（虚部／実部））を演算することによって、被検体による放射線の屈折角を求めることができる。そして、この屈折角に基づいて被検体の位相シフト分布の微分量、すなわち、位相微分像を取得することができる。
【０１０９】
なお、上述のフーリエ変換を用いた位相コントラスト画像の生成方法では、第１の格子２の延伸方向と第２の格子３の延伸方向とが相対的に傾くように配置された状態で撮影された１枚の画像を用いることとしたが、このように第１の格子２と第２の格子３とを相対的に傾けた場合に限らず、第１の格子２の自己像と第２の格子３の重ね合わせによってモアレを生じさせ、該モアレが検出されている少なくとも１枚の画像（縞画像）を用いてもよい。
【符号の説明】
【０１１０】
１     放射線源
２     第１の格子
３     第２の格子
４     放射線画像検出器
５     移動機構
６     位相画像取得部
７     モアレ周波数算出部
８     調整部
【図１】
2012024554.tif 000014
【図２】
2012024554.tif 000015
【図３】
2012024554.tif 000016
【図４】
2012024554.tif 000017
【図５】
2012024554.tif 000018
【図６】
2012024554.tif 000019
【図７】
2012024554.tif 000020
【図８】
2012024554.tif 000021
【図９】
2012024554.tif 000022
【図１０】
2012024554.tif 000023
【図１１】
2012024554.tif 000024
【図１２】
2012024554.tif 000025
【図１３】
2012024554.tif 000026
【図１７】
2012024554.tif 000027
【図１８】
2012024554.tif 000028
【図１４】
2012024554.tif 000029
【図１５】
2012024554.tif 000030
【図１６】
2012024554.tif 000031