(57)【要約】【課題】膝の関節部分の放射線の照射方向に対する角度を的確に調整することが可能な保持ユニットを備えるＸ線タルボ撮影装置を提供する。【解決手段】Ｘ線タルボ撮影装置１は、被写体Ｈを保持する被写体台１３と、被写体Ｈに放射線を照射する放射線発生装置１１と、被写体台１３上で被写体Ｈの膝の関節部分を保持する保持ユニット２０を備え、保持ユニット２０は、関節部分の体幹側を保持する第１保持部２２と、関節部分の末梢側を保持する第２保持部２３と、位相格子１４の格子面に直交する面内で第１保持部２２と第２保持部２３とを相対的に回動可能とするとともに第１保持部２２と第２保持部２３との相対的な回動角θ１を固定することが可能な回動固定機構Ｂ、２６と、第１保持部２２と第２保持部２３で保持された被写体Ｈの膝の関節部分の放射線の照射方向に対する角度Θを変化させるための角度調整機構Ａ、２５とを備える。【選択図】図４
2017006398.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相格子を含む複数の格子と、
被写体を保持する被写体台と、
前記被写体に放射線を照射する放射線発生装置と、
モアレ画像を撮影する放射線検出器と、
を備え、
前記被写体台上で、被写体の膝の関節部分を保持する保持ユニットを備え、
前記保持ユニットは、
前記関節部分の体幹側を保持する第１保持部と、
前記関節部分の末梢側を保持する第２保持部と、
前記位相格子の格子面に直交する面内で前記第１保持部と前記第２保持部とを相対的に回動可能とするとともに、前記第１保持部と前記第２保持部との相対的な回動角を固定することが可能な回動固定機構と、
前記第１保持部および前記第２保持部で保持された被写体の膝の関節部分の、前記放射線発生装置から照射される放射線の照射方向に対する角度を変化させるための角度調整機構と、
を備えることを特徴とするＸ線タルボ撮影装置。
【請求項２】
前記角度調整機構は、被写体の膝の関節部分を保持する前記第１保持部および前記第２保持部のうち、前記第１保持部側の前記被写体台の表面からの高さ、前記第２保持部側の前記被写体台の表面からの高さ、または、前記第１保持部側および前記第２保持部側の前記被写体台の表面からの高さを変化させることで、前記角度を変化させることができるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線タルボ撮影装置。
【請求項３】
前記保持ユニットは、さらに、前記第２保持部により保持された前記関節部分の末梢側よりもさらに末梢側の部分を保持する第３保持部を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線タルボ撮影装置。
【請求項４】
前記保持ユニットは、前記第３保持部の、前記被写体台の表面からの高さを変化させるための第３保持部高さ調整機構を備えることを特徴とする請求項３に記載のＸ線タルボ撮影装置。
【請求項５】
前記第１保持部により保持された前記関節部分の体幹側よりもさらに体幹側の部分の高さを調整するための体幹側高さ調整機構を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＸ線タルボ撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計を用いたＸ線タルボ撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線が物体を透過するときに生じるＸ線の位相シフトを捉えて画像化する、タルボ（Talbot）干渉計やタルボ・ロー（Talbot-Lau）干渉計と放射線検出器（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）とを用いたＸ線画像撮影装置が知られている（例えば特許文献１、非特許文献１等参照）。なお、以下では、このようなタルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計等を用いたＸ線画像撮影装置を、Ｘ線タルボ撮影装置という。
【０００３】
Ｘ線タルボ撮影装置は、一定の周期でスリットが設けられた位相格子（第１格子、Ｇ１格子等ともいう。）と第２格子（Ｇ２格子等ともいう。）を備え（タルボ・ロー干渉計を用いる場合にはさらに線源格子を備え）、Ｘ線源から位相格子にＸ線を照射することにより位相格子のＸ線照射方向下流側で位相格子の自己像が一定周期で結ばれる位置に第２格子を配置し、この第２格子におけるスリットの延在方向を位相格子におけるスリットの延在方向に対してわずかに傾けるように第２格子を配置することで、第２格子上にモアレ縞を形成させる。そして、このモアレ縞が重畳された画像（以下、これをモアレ画像という。）を第２格子の下流側に配置したＸ線検出器で検出して撮影するように構成される。
【０００４】
そして、Ｘ線源（或いは線源格子）と位相格子との間や位相格子と第２格子との間に被写体を配置すると、被写体によりモアレ縞に歪みが生じる。そのため、Ｘ線タルボ撮影装置で、位相格子と第２格子とを相対的に移動させながら複数枚のモアレ画像を撮影し（縞走査法）、画像処理において、それらのモアレ画像を画像解析することで微分位相画像や吸収画像、小角散乱画像等の画像を再構成して生成することができる。また、被写体が存在する状態で、Ｘ線タルボ撮影装置でモアレ画像を１枚撮影し、画像処理において、そのモアレ画像をフーリエ変換する等して微分位相画像等の画像を再構成して生成することも可能である（フーリエ変換法）。
【０００５】
そして、本発明者らの研究では、このようにしてＸ線タルボ撮影装置で撮影したモアレ画像を再構成して生成した微分位相画像では、従来、吸収画像（図１０参照）等では撮影することができなかった関節の軟骨の端部（正確には関節の軟骨とのその周囲の関節液との界面。以下同じ。）を、図１１に矢印で示すように画像中に撮影することが可能となるという知見が得られている。
【０００６】
このように、Ｘ線タルボ撮影装置で撮影したモアレ画像を再構成して生成した微分位相画像で軟骨を撮影することができるため、例えば、微分位相画像を用いてリウマチや軟骨の損傷等の診断を行うことができる。また、例えば図１２に示すように、膝の関節部分の大腿骨ＴＢと脛骨ＴＩの間にある軟骨状の半月板ＭＥ（この場合は正確には半月板と大腿骨や脛骨の軟骨との界面）も、微分位相画像中に撮影することができることが分かっている。
【０００７】
そのため、例えば、医師が、微分位相画像中に撮影された半月板や、大腿骨や脛骨の軟骨を見て、半月板の損傷やすり減り具合、或いは大腿骨や脛骨の軟骨の損傷やすり減り具体等を診断することが可能となり、リウマチや軟骨の損傷、半月板の損傷等を的確に診断することが可能となる。
【０００８】
ところで、Ｘ線タルボ撮影装置で被写体のモアレ画像を撮影する際に、被写体が動くと（すなわち被写体の体動があると）、撮影されたモアレ画像を再構成して微分位相画像等を生成しようとしても微分位相画像等を再構成できなかったり、再構成した微分位相画像等が異常な画像になる等して、微分位相画像等を的確に再構成して生成することができない。
【０００９】
そのため、例えば特許文献２〜６に記載されているように、Ｘ線タルボ撮影装置のＸ線源（或いは線源格子）と位相格子との間や位相格子と第２格子との間に被写体を配置する際に、被写体の関節部分を保持ユニットで保持したり、或いは関節部分を牽引する等して位置調整する部材等を用いて、被写体の体動が生じないように姿勢を維持した状態でモアレ画像の撮影が行われる場合が少なくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５８１２６２９号明細書
【特許文献２】米国特許第５０９９１３５号明細書
【特許文献３】米国特許第５４８５８５６号明細書
【特許文献４】特開２０１３−１８００４０号公報
【特許文献５】特開２０１３−２５５５３６号公報
【特許文献６】特開２０１４−１３２９７７号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Junji Tanaka, et al. “Cadaveric and in vivo human joint imaging based on differential phase contrast by X-ray Talbot-Lau interferometry”, Z. Med. Phys. 23(2013)222-227
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、例えば特許文献６に記載された被写体保持部材（すなわち保持ユニット）で膝の関節部分を保持しても、被写体保持部材で保持された膝の関節部分をさらに固定具で固定しないと、膝の関節部分が動いてしまう虞れがある。
【００１３】
また、特に微分位相画像中に半月板ＭＥ（図１２参照）を撮影する場合、半月板ＭＥと大腿骨ＴＢの軟骨等との界面が、放射線の照射方向に平行にならないと、半月板ＭＥを撮影することができない。そのため、膝の関節部分の放射線の照射方向に対する角度を的確に調整しないと、微分位相画像中に半月板ＭＥを撮影することができないが、膝の関節部分の放射線の照射方向に対する角度を的確に調整し得る機構は開示されていない。
【００１４】
本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、膝の関節部分の放射線の照射方向に対する角度を的確に調整することが可能な保持ユニットを備えるＸ線タルボ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】
【００１５】
前記の問題を解決するために、本発明のＸ線タルボ撮影装置は、
位相格子を含む複数の格子と、
被写体を保持する被写体台と、
前記被写体に放射線を照射する放射線発生装置と、
モアレ画像を撮影する放射線検出器と、
を備え、
前記被写体台上で、被写体の膝の関節部分を保持する保持ユニットを備え、
前記保持ユニットは、
前記関節部分の体幹側を保持する第１保持部と、
前記関節部分の末梢側を保持する第２保持部と、
前記位相格子の格子面に直交する面内で前記第１保持部と前記第２保持部とを相対的に回動可能とするとともに、前記第１保持部と前記第２保持部との相対的な回動角を固定することが可能な回動固定機構と、
前記第１保持部および前記第２保持部で保持された被写体の膝の関節部分の、前記放射線発生装置から照射される放射線の照射方向に対する角度を変化させるための角度調整機構と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のような方式のＸ線タルボ撮影装置によれば、膝の関節部分を第１保持部と第２保持部で的確に保持することが可能となるとともに、膝の関節部分の放射線の照射方向に対する角度を的確に調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】タルボ干渉計の原理を説明する図である。
【図２】線源格子や位相格子、第２格子の概略平面図である。
【図３】本実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置の全体像を表す概略図である。
【図４】本実施形態に係る保持ユニットの外観を表す斜視図である。
【図５】バキュームクッションを表す図である。
【図６】椅子に着座した患者が大腿部と脛部を保持ユニットの第１保持部と第２保持部に入れた状態を表す図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）保持ユニットの第１保持部と第２保持部の相対的な回動角を変化させた状態を表す図である。
【図８】保持ユニットの第１保持部と第２保持部の相対的な回動角θ１と膝の角度θ２とが等しいことを説明する図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｃ）２本のレールを持ち上げることで膝の関節部分の放射線の照射方向に対する角度が変わることを表す図である。
【図１０】吸収画像の例を表す写真である。
【図１１】微分位相画像の例および関節の軟骨の端部を表す写真である。
【図１２】半月板が撮影された膝の関節部分の微分位相画像を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るＸ線タルボ撮影装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
［Ｘ線タルボ撮影装置の原理について］
まず、Ｘ線タルボ撮影装置の原理、すなわちＸ線タルボ撮影装置に用いられるタルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計に共通する原理について、図１を用いて簡単に説明する。なお、図１では、タルボ干渉計の場合が示されているが、タルボ・ロー干渉計の場合も基本的に同様に説明される。
【００２０】
タルボ干渉計では、放射線発生装置１１と、位相格子１４と、第２格子１５と、放射線検出器１６が、図１に示すように放射線の照射方向（すなわちｚ方向）に順番に配置される。なお、タルボ・ロー干渉計の場合には、図１では図示を省略するが、放射線発生装置１１の近傍に線源格子１２（後述する図２や図３等参照）が配置される。
【００２１】
図２に示すように、位相格子１４や第２格子１５には（タルボ・ロー干渉計の場合は線源格子１２にも）、放射線の照射方向であるｚ方向と直交するｘ方向に、所定の周期ｄで複数のスリットＳが配列されて形成されている。なお、所定の周期ｄは、位相格子１４や第２格子１５、線源格子１２でそれぞれ異なる。
【００２２】
そして、放射線発生装置１１から照射された放射線（タルボ・ロー干渉計の場合は放射線発生装置１１から照射された放射線が線源格子１２で多光源化された放射線）が位相格子１４を透過すると、透過した放射線がｚ方向に一定の間隔で像を結ぶ。この像を自己像（格子像等ともいう。）といい、このように自己像がｚ方向に一定の間隔をおいて形成される現象をタルボ効果という。
【００２３】
そして、図１等に示すように、位相格子１４の自己像が像を結ぶ位置に、位相格子１４と同様にスリットＳが設けられた第２格子１５を配置するが、その際、第２格子１５のスリットＳの延在方向（すなわち図１等ではｙ軸方向）が、位相格子１４のスリットＳの延在方向に対して僅かに角度を持つように配置する。そして、このように配置することで、第２格子１５上にモアレ縞のみからなるモアレ画像Ｍｏが現れる。
【００２４】
なお、図１では、モアレ画像Ｍｏを第２格子１５上に記載するとモアレ縞とスリットＳとが混在する状態になって分かりにくくなるため、モアレ画像Ｍｏを第２格子１５から離して記載しているが、実際には第２格子１５上やその下流側でモアレ画像Ｍｏが形成される。
【００２５】
一方、被写体Ｈが存在すると、被写体Ｈによって放射線の位相がずれる。そのため、モアレ画像Ｍｏのモアレ縞に被写体の辺縁を境界とした乱れが生じ、第２格子１５上やその下流側に、図１に示すように被写体Ｈにより乱れが生じたモアレ画像Ｍｏが現れる。
【００２６】
以上が、タルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計の原理である。そして、第２格子１５の下流側に配置された放射線検出器１６（後述する図３参照）で上記のモアレ画像Ｍｏを撮影するように構成される。そして、上記の原理に従ってＸ線タルボ撮影装置が構成される。
【００２７】
［Ｘ線タルボ撮影装置の構成］
以下、上記の原理に基づいて構成される本実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１について説明する。図３は、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置の全体像を表す概略図である。
【００２８】
なお、本実施形態では、Ｘ線タルボ撮影装置１が、線源格子（Ｇ０格子やマルチ格子、マルチスリット等ともいう。）１２を備えるタルボ・ロー干渉計を用いたＸ線タルボ撮影装置である場合について説明するが、線源格子１２を備えず、位相格子１４と第２格子１５のみを備えるタルボ干渉計を用いたＸ線タルボ撮影装置であっても同様に説明される。
【００２９】
また、以下では、図３に示すように、Ｘ線タルボ撮影装置１が、上側に設けられた放射線発生装置１１から下方の被写体Ｈに向けて放射線を照射するように構成されている場合について説明するが、本発明はこの場合に限定されず、放射線発生装置１１から放射線を水平方向や任意の方向に照射するように構成することも可能である。
【００３０】
本実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１は、図３に示すように、放射線発生装置１１と、線源格子１２と、被写体台１３と、位相格子１４と、第２格子１５と、放射線検出器１６と、支柱１７と、基台部１８と、コントローラー１９とを備えている。
【００３１】
放射線発生装置１１は、例えば医療現場で広く一般に用いられているクーリッジＸ線源や回転陽極Ｘ線源等を備えている。また、それ以外の放射線源（管球）を備えるように構成することも可能である。
【００３２】
そして、本実施形態では、放射線発生装置１１の、放射線の照射方向（すなわちｚ方向）下流側に線源格子１２が設けられている。そして、放射線発生装置１１の振動が線源格子１２等に伝わらないようにするために、本実施形態では、線源格子１２は、放射線発生装置１１には取り付けられておらず、支柱１７に設けられた基台部１８に取り付けられた固定部材１２ａに取り付けられるようになっている。
【００３３】
そして、上記の固定部材１２ａには、線源格子１２のほか、線源格子１２を透過した放射線の線質を変えるためのろ過フィルター（付加フィルター等ともいう。）１１２や、照射される放射線の照射野を絞るための照射野絞り１１３、放射線を照射する前に放射線の代わりに可視光を被写体Ｈに照射して位置合わせを行うための照射野ランプ１１４等が取り付けられている。そして、線源格子１２等の周囲には、それらを保護するための第１のカバーユニット１２０が配置されている。
【００３４】
また、線源格子１２の、放射線の照射方向（すなわちｚ方向）下流側には、被写体Ｈを保持する被写体台１３や、位相格子１４、第２格子１５、放射線検出器１６等が設けられている。その際、前述したように、放射線発生装置１１から照射され位相格子１４を透過した放射線が位相格子１４からｚ方向に一定の間隔で自己像を結ぶ位置に第２格子１５が配置されるように、位相格子１４と第２格子１５との間隔が調整される。
【００３５】
そして、第２格子１５の直下に放射線検出器１６が配置され、上記のように第２格子１５上に生じたモアレ画像Ｍｏが放射線検出器１６で撮影されるように構成される。そして、本実施形態では、図３に示すように、患者の脚等が位相格子１４や第２格子１５、放射線検出器１６等にぶつかったり触れたりしないようにして放射線検出器１６等を防護するために、第２のカバーユニット１３０が設けられている。
【００３６】
なお、図示を省略するが、放射線検出器（ＦＰＤ）１６は、照射された放射線に応じて電気信号を生成する変換素子が二次元状（マトリクス状）に配置されて構成されており、変換素子により生成された電気信号を画像信号として読み取るように構成されている。そして、本実施形態では、放射線検出器１６は、第２格子１５上に形成される放射線の像である上記のモアレ画像Ｍｏを変換素子ごとの画像信号として撮影するようになっている。
【００３７】
また、Ｘ線タルボ撮影装置１がいわゆる縞走査法を用いてモアレ画像Ｍｏを複数枚撮影するように構成されている場合には、位相格子１４と第２格子１５との相対位置を図１〜図２におけるｘ軸方向（すなわちスリットＳの延在方向（ｙ軸方向）に直交する方向）にずらしながらモアレ画像Ｍｏを複数枚撮影する。そして、図示を省略するが、位相格子１４と第２格子１５との相対位置をｘ軸方向ずらすための移動装置等が設けられる。なお、Ｘ線タルボ撮影装置１でモアレ画像Ｍｏを１枚撮影し、それをフーリエ変換する等して微分位相画像等を再構成して生成するように構成されている場合には移動装置等を設ける必要はない。
【００３８】
コントローラー１９（図３参照）は、本実施形態では、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピューターで構成されている。なお、コントローラー１９を、本実施形態のような汎用のコンピューターではなく、専用の制御装置として構成することも可能である。また、図示を省略するが、コントローラー１９には、入力手段や表示手段等の適宜の手段や装置が設けられている。
【００３９】
そして、コントローラー１９は、放射線発生装置１１に管電圧や管電流、照射時間等を設定するなどＸ線タルボ撮影装置１に対する全般的な制御を行うようになっている。また、Ｘ線タルボ撮影装置１が縞走査法によりモアレ画像Ｍｏを複数枚撮影するように構成されている場合には、コントローラー１９は、上記の移動装置を制御して、位相格子１４（或いは第２格子１５或いはその両方）を所定量ずつ移動させるように制御する。
【００４０】
また、コントローラー１９は、放射線検出器１６から送信されてきた１枚或いは複数枚のモアレ画像Ｍｏに基づいて自ら吸収画像（図１０参照）や微分位相画像（図１１参照）等を再構成して生成したり、或いは図示しない外部の画像処理装置に、放射線検出器１６から送信されてきた１枚或いは複数枚のモアレ画像Ｍｏを転送して吸収画像や微分位相画像等を再構成して生成させるように構成される。
【００４１】
［保持ユニットについて］
次に、本実施形態に係る保持ユニットについて説明する。保持ユニットは、Ｘ線タルボ撮影装置１の被写体台１３上に載置されたり固定されたりして使用されるものである。保持ユニットを被写体台１３と一体的に形成することも可能である。
【００４２】
図４は、本実施形態に係る保持ユニットの外観を示す斜視図である。なお、以下では、保持ユニット２０に関する上下や左右等の方向については、保持ユニット２０を図４に示すように配置した場合における上下や左右等として説明するが、例えば、保持ユニット２０を左右逆向きに配置したような場合には、以下の説明における左右が逆になることは言うまでもない。
【００４３】
保持ユニット２０は、被写体台１３上で被写体Ｈの膝の関節部分を保持するための装置である。なお、本実施形態では、後述する図６に示すように、患者が、Ｘ線タルボ撮影装置１の被写体台１３の側方に配置された椅子Ｃに着座した状態で、被写体台１３上に両脚を載せ、撮影対象の脚（右脚或いは左脚）の大腿部を保持ユニット２０の第１保持部２２で保持し、脛部を第２保持部２３で保持するようにして、被写体台１３上で被写体Ｈの膝の関節部分を保持するようになっている。
【００４４】
具体的には、図４に示すように、保持ユニット２０は、関節部分の体幹側（この場合は大腿部）を保持する第１保持部２２と、関節部分の末梢側（この場合は脛部）を保持する第２保持部２３とを備えている。図４の状態では、保持ユニット２０の第１保持部２２は向かって右側に、第２保持部２３は向かって左側に配置されている。
【００４５】
本実施形態では、保持ユニット２０は、第１保持部２２や第２保持部２３を支持する略平板状の支持部２１を有している。保持ユニット２０の支持部２１の中央部分には開口部２１ａが設けられており、放射線発生装置１１（図３参照）から被写体Ｈに照射された放射線が開口部２１ａを通過して、開口部２１ａの下方に設けられている位相格子１４（図４中の破線参照）に入射するようになっている。
【００４６】
また、保持ユニット２０の支持部２１の上方には、棒状の２本のレール２５が、支持部２１の開口部２１ａの手前側と奥側に、互いに平行に、略水平方向（ｘ方向）に延在するように配置されている。そして、２本のレール２５の各右端側が、それぞれ蝶番構造Ａを介して保持ユニット２０の支持部２１に接続されている。また、２本のレール２５の各左端部分の間にゴム等が架け渡されて第３保持部２４が形成されている。
【００４７】
そのため、本実施形態では、２本のレール２５は、それらの左端側すなわち第３保持部２４側を上下動させることで、右端側の蝶番構造Ａを支点として上下方向に揺動させることができるようになっている。なお、この点については後で詳しく説明する。
【００４８】
本実施形態では、第１保持部２２の台座部２２ａの右端側が、２本のレール２５と同様に、蝶番構造Ａを介して保持ユニット２０の支持部２１に接続されている。そのため、第１保持部２２の台座部２２ａは、上記の２本のレール２５と同様に（しかし２本のレール２５とは独立に）、蝶番構造Ａを支点として上下方向に揺動させることができるようになっている。
【００４９】
そして、第１保持部２２の台座部２２ａ上には、患者の大腿部を締め付けて固定するための固定具２２ｂが設けられている。そして、固定具２２ｂには、患者の大腿部を外側から包み込んだ固定具２２ｂを締結して患者の大腿部を固定させるための締結具２２ｃが取り付けられている。
【００５０】
また、第１保持部２２の台座部２２ａの左端側は、蝶番構造Ｂを介して第２保持部２３の台座部２３ａの右端側に接続されている。また、第２保持部２３の台座部２３ａの左端側は、２本のレール２５に取り付けられており、２本のレール２５から離れずに２本のレール２５に沿って移動することができるようになっている。
【００５１】
そして、第２保持部２３の台座部２３ａ上には、患者の脛部を締め付けて固定するための固定具２３ｂが設けられている。そして、固定具２３ｂには、患者の脛部を外側から包み込んだ固定具２３ｂを締結して患者の脛部を固定させるための締結具２３ｃが取り付けられている。
【００５２】
また、本実施形態では、蝶番構造Ｂの部分にネジ２６が設けられている。そして、ネジ２６によって蝶番構造Ｂをネジ止めすると、蝶番構造Ｂを介した第１保持部２２の台座部２２ａと第２保持部２３の台座部２３ａとの相対的な回動動作ができなくなり、また、ネジ２６による蝶番構造Ｂのネジ止めを解除すれば、蝶番構造Ｂを介して第１保持部２２の台座部２２ａと第２保持部２３の台座部２３ａとを相対的に回動動作させることができるようになっている。なお、この点については、後で詳しく説明する。
【００５３】
本実施形態では、第１保持部２２と第２保持部２３の各固定具２２ｂ、２３ｂの内側には、バキュームクッション２２ｄ、２３ｄがそれぞれ配置されている。なお、必ずしもバキュームクッション２２ｄ、２３ｄを設ける必要はない。本実施形態では、バキュームクッション２２ｄ、２３ｄは、第１保持部２２と第２保持部２３の各固定具２２ｂ、２３ｂの、患者の大腿部や脛部を固定する機能を補強する役割を有している。
【００５４】
バキュームクッション２２ｄ、２３ｄは、拡げると、例えば図５に示すような構造をしている。具体的には、バキュームクッション２２ｄ、２３ｄは、略矩形状でそれぞれ中空の複数の袋状部材αが連結されて形成されている。そして、各袋状部材αは、内部空間が、隣接する袋状部材αと一部で連通されており、袋状部材αの内部の空気が隣接する袋状部材α内に移動できるようになっている。
【００５５】
また、図示を省略するが、バキュームクッション２２ｄ、２３ｄの各袋状部材αの内部には、球形状の発泡ウレタン等の樹脂等で形成された小球がそれぞれ多数内包されているが、袋状部材α内の各小球は隣接する袋状部材αには移動できないようになっている。そして、袋状部材αの内部に空気がある状態では各小球は袋状部材αの内部を自由に移動できるが、袋状部材αの空気を抜くと、袋状部材α内で小球が移動できるスペースがなくなり小球が袋状部材α内で移動できなくなるため、各袋状部材αが容易には変形できない状態になる。
【００５６】
そのため、第１保持部２２と第２保持部２３の各固定具２２ｂ、２３ｂの内側のバキュームクッション２２ｄ、２３ｄ内に患者の大腿部や脛部を入れ、患者の大腿部や脛部をバキュームクッション２２ｄ、２３ｄで包み込むようにした状態で、吸引ポンプ等で吸出口βからバキュームクッション２２ｄ、２３ｄ内の空気を吸引して各袋状部材内の空気を抜くと、バキュームクッション２２ｄ、２３ｄが患者の大腿部や脛部を包み込んだ状態で容易には変形しない状態になる。
【００５７】
バキュームクッション２２ｄ、２３ｄを用いれば、このようにしてバキュームクッション２２ｄ、２３ｄにより患者の大腿部や脛部が固定されるため、バキュームクッション２２ｄ、２３ｄで、第１保持部２２と第２保持部２３の各固定具２２ｂ、２３ｂによる患者の大腿部や脛部を固定する機能を補強することが可能となる。
【００５８】
一方、前述したように、本実施形態では、２本のレール２５の左端部同士の間にゴム等が架け渡されて、第３保持部２４が形成されており、第３保持部２４に載せられた患者の踵を的確に保持することができるようになっている。すなわち、本実施形態に係る保持ユニット２０では、第２保持部２３に保持された膝の関節部分の末梢側（すなわち脛部）よりもさらに末梢側の部分である患者の踵の部分を保持する第３保持部２４を備えている。
【００５９】
そして、上記のように、第１保持部２２や第２保持部２３で患者の大腿部や脛部を保持するだけでなく、第３保持部２４で患者の踵の部分を保持するように構成することで、患者の足先が動かないように保持することが可能となり、体動が生じることをより的確に防止することが可能となる。
【００６０】
［作用］
次に、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１の作用、特に保持ユニット２０の作用について説明する。
【００６１】
被写体Ｈである患者の膝の関節部分を撮影する際、撮影に先立って、患者は、Ｘ線タルボ撮影装置１に側方に配置された椅子Ｃに着座し、その状態で椅子Ｃを上昇させ、椅子Ｃの向きをＸ線タルボ撮影装置１の被写体台１３に向かう向きに変える。そして、図６に示すように、患者の撮影対象の脚（右脚或いは左脚）の膝の関節部分（すなわち被写体Ｈ）が保持ユニット２０の支持部２１の開口部２１ａ（図４参照）の上方に位置するように、大腿部を第１保持部２２に入れ、脛部を第２保持部２３に入れ、踵を第３保持部２４上に載せる。
【００６２】
この状態で、患者の膝の角度を調整する。すなわち、上記のように患者の大腿部を第１保持部２２に入れ脛部を第２保持部２３に入れた状態で、保持ユニット２０の蝶番部分Ｂを介して第１保持部２２と第２保持部２３とを相対的に回動動作させて、患者の膝の角度を調整する。
【００６３】
具体的には、前述したように、蝶番構造Ａを支点として保持ユニット２０の第１保持部２２を上下方向に揺動させることができる。すなわち、第１保持部２２を、位相格子１４（図４や図６参照）の格子面に直交する面（すなわちｘｚ面）内で回動させることができる。
【００６４】
また、保持ユニット２０の第２保持部２３は、その台座部２３ａの右端側が第１保持部２２の台座部２２ａの左端側と蝶番構造Ｂを介して接続されており、第２保持部２３の台座部２３ａの左端側は２本のレール２５から離れずに２本のレール２５に沿って移動する。すなわち、保持ユニット２０の第２保持部２３も、位相格子１４の格子面に直交する面（すなわちｘｚ面）内で回動させることができる。
【００６５】
そして、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、蝶番構造Ａを支点として、保持ユニット２０の第１保持部２２を、台座部２２ａが上方向に移動するように揺動させると、第２保持部２３は、蝶番構造Ｂを介して台座部２３ａの右端側が持ち上げられて揺動する。すなわち、第１保持部２２をｘｚ面内で時計回りに回動させると、第２保持部２３はｘｚ面内で反時計回りに回動して、ｘｚ面内（すなわち位相格子１４の格子面に直交する面内）で第１保持部２２と第２保持部２３とが相対的に回動する。
【００６６】
なお、この場合は、第１保持部２２と第２保持部２３との相対的な回動角θ１が大きくなる。また、第２保持部２３の台座部２３ａの左端側（レール２５に沿って移動する側）は、回動角θ１が大きくなるに従って右向き（第１保持部２２に接近する方向）に移動する。
【００６７】
また、逆に、図７（Ｃ）の状態から、保持ユニット２０の第１保持部２２をｘｚ面内で反時計回りに回動させると、第２保持部２３はｘｚ面内で時計回りに回動して、図７（Ｂ）や図７（Ａ）の状態になる。そして、この場合は、第１保持部２２と第２保持部２３との相対的な回動角θ１が小さくなっていき、第２保持部２３の台座部２３ａの左端側（レール２５に沿って移動する側）は、回動角θ１が小さくなるに従って左向き（第１保持部２２から離れる方向）に移動する。
【００６８】
そして、図８に示すように、保持ユニット２０の第１保持部２２と第２保持部２３の相対的な回動角θ１は、患者の膝の角度θ２に等しい。そのため、本実施形態に係る保持ユニット２０では、上記のようにして蝶番構造Ａを支点として第１保持部２２を上下方向に揺動させて（実際には蝶番構造Ｂの部分を上下させて）、第１保持部２２と第２保持部２３をｘｚ面（位相格子１４の格子面に直交する面）内で相対的に回動させることで、患者の膝の角度θ２を調整することができるようになっている。
【００６９】
そして、第１保持部２２と第２保持部２３を相対的に回動させて患者の膝の角度θ２を適切な角度に調整した状態で、蝶番構造Ｂの部分のネジ２６を締めて蝶番構造Ｂをネジ止めすることで、上記のようにして調整した膝の角度θ２（すなわち第１保持部２２と第２保持部２３の相対的な回動角θ１）を固定する。
【００７０】
このように、本実施形態では、主に蝶番構造Ｂやネジ２６が、保持ユニット２０の第１保持部２２と第２保持部２３をｘｚ面（位相格子１４の格子面に直交する面）内で相対的に回動可能とするとともに、第１保持部２２と第２保持部２３の相対的な回動角θ１を固定することが可能な回動固定機構として機能するようになっている。
【００７１】
なお、ネジ２６によって蝶番構造Ｂをネジ止めする代わりに、或いはそれとともに、例えば、第１保持部２２と第２保持部２３の相対的な回動に伴ってレール２５に沿って移動する第２保持部２３の台座部２３ａの左端側をストッパー２７（図４や図６、図７（Ａ）〜（Ｃ）参照）でレール２５に固定し、第２保持部２３の台座部２３ａの左端側がレール２５に沿って移動しないようにすることで、第１保持部２２と第２保持部２３の相対的な回動角θ１を固定するように構成することも可能である。
【００７２】
そして、上記のようにして膝の角度θ２を調整して固定した後、バキュームクッション２２ｄ、２３ｄで患者の大腿部と脛部をそれぞれ包み込んだ状態で、バキュームクッション２２ｄ、２３ｄ内の空気を抜いて、バキュームクッション２２ｄ、２３ｄで患者の大腿部や脛部を固定する。
【００７３】
そして、バキュームクッション２２ｄ、２３ｄの上から患者の大腿部や脛部を固定具２２ｂ、２３ｂで包み込み、固定具２２ｂ、２３ｂをそれぞれ締結具２２ｃ、２３ｃで締結し、患者の大腿部や脛部を締め付けて固定する。
【００７４】
しかし、この状態では、患者の膝の角度θ２は調整されて固定されるが、膝の関節部分の放射線の照射方向（ｚ方向）に対する角度が調整されていない。そのため、本実施形態では、蝶番構造Ａを支点として２本のレール２５を上下方向に揺動させることで、膝の関節部分の放射線の照射方向（ｚ方向）に対する角度を調整するようになっている。
【００７５】
すなわち、本実施形態では、保持ユニット２０は、前述したように、２本のレール２５は、それらの左端側すなわち第３保持部２４側を上下動させることで、図９（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、上記のようにして回動角θ１が固定された第１保持部２２や第２保持部２３やそれらにより保持された図示しない膝の関節部分の放射線の照射方向（ｚ方向）に対する角度を変えることができる。
【００７６】
その際、仮に図９（Ａ）に示したように２本のレール２５を持ち上げていない状態（すなわち２本のレール２５が水平方向に延在する状態）における膝の関節部分の放射線の照射方向（ｚ方向）に対する角度Θを９０°とすると、図９（Ｂ）に示すように、２本のレール２５を水平方向から角度θ３だけ持ち上げた場合には、膝の関節部分の放射線の照射方向（ｚ方向）に対する角度Θは、
Θ＝９０°−θ３    …（１）
ということになる。
【００７７】
そして、本実施形態では、このようにして膝の関節部分の放射線の照射方向（ｚ方向）に対する角度Θを的確に調整することが可能となる。そして、このように、膝の関節部分の放射線の照射方向（ｚ方向）に対する角度Θが的確に調整されるため、例えば膝の半月板を撮影する場合には、半月板と大腿骨の軟骨等との界面が放射線の照射方向に平行になるように膝の関節部分の角度Θを的確に調整することが可能となり、図１２に示したように、撮影されたモアレ画像Ｍｏから再構成された微分位相画像中に半月板ＭＥ（正確には半月板ＭＥと大腿骨ＴＢの軟骨等との界面）を的確に撮影することが可能となる。
【００７８】
そして、本実施形態では、上記のように、主に蝶番構造Ａと２本のレール２５が、保持ユニット２０の第１保持部２２と第２保持部２３で保持された被写体の膝の関節部分の、放射線発生装置１１（図３等参照）から照射される放射線の照射方向（ｚ方向）に対する角度Θを変化させるための角度調整機構として機能するようになっている。
【００７９】
また、本実施形態では、上記のように、レール２５の右端側の蝶番構造Ａを支点として、レール２５の左側（すなわち第２保持部２３側）を例えばアクチュエーター２８で持ち上げるようにして被写体台１３の表面１３ａからの高さを変化させることで、第１保持部２２と第２保持部２３の水平方向からの角度θ３を変えて、膝の関節部分の放射線の照射方向（ｚ方向）に対する角度Θを変化させるようになっている。
【００８０】
このように構成することで、膝の関節部分の放射線の照射方向（ｚ方向）に対する角度Θを的確かつ容易に変化させることが可能となるとともに、簡易な構成で角度Θを的確に変化させることが可能となる。
【００８１】
なお、本実施形態では、上記のように、レール２５の右端側（すなわち第１保持部２２側）を支点とし、レール２５の左側（すなわち第２保持部２３側）の被写体台１３の表面１３ａからの高さを変化させるように構成したが、これとは反対に、レール２５の左端側（すなわち第２保持部２３側）を支点とし、レール２５の右側（すなわち第１保持部２２側）の被写体台１３の表面１３ａからの高さを変化させるように構成したり、或いは、レール２５の両端（すなわち第１保持部２２側も第２保持部２３側も）の被写体台１３の表面１３ａからの高さをそれぞれ変化させるように構成することも可能である。
【００８２】
また、本実施形態のように、被写体の膝の関節部分を保持する保持ユニット２０の第１保持部２２や第２保持部２３の被写体台１３の表面１３ａからの高さを変化させる際、同時に、患者の踵を保持する第３保持部２４の被写体台１３の表面１３ａからの高さを変化させるように構成すれば、上記のように、第１保持部２２や第２保持部２３の高さを変化させても第３保持部２４で患者の踵を保持する状態が維持される。そのため、第３保持部２４で患者の踵の部分を保持するように構成することで、患者の足先が動かないように保持することが可能となり、体動が生じることが的確に防止されるという第３保持部２４の機能が的確に維持されるようになり好ましい。
【００８３】
そのため、保持ユニット２０は、第３保持部２４の被写体台１３の表面１３ａからの高さを変化させるための第３保持部高さ調整機構を備えることが好ましいが、本実施形態では、上記のように第３保持部２４は２本のレール２５の左端部分に設けられており、２本のレール２５とともに蝶番構造Ａを支点として揺動して、被写体台１３の表面１３ａからの高さが的確に変えられる。
【００８４】
そのため、本実施形態では、主に蝶番構造Ａや２本のレール２５が、保持ユニット２０の第３保持部２４の被写体台１３の表面１３ａからの高さを変化させるための第３保持部高さ調整機構として機能するようになっている。
【００８５】
さらに、上記のように、保持ユニット２０の第１保持部２２と第２保持部２３をｘｚ面（すなわち位相格子１３の格子面に直交する面）内で相対的に回動させたり、或いは蝶番構造Ａを支点として２本のレール２５を上下方向に揺動させて、被写体Ｈの膝の関節部分の放射線の照射方向（ｚ方向）に対する角度Θを変化させたりすると、椅子Ｃ（図６参照）に着座した患者の姿勢が不安定になったり、患者が窮屈さを感じたりする場合がある。
【００８６】
そこで、椅子Ｃの床面からの高さを調整することができるように構成することが好ましい。すなわち、保持ユニット２０の第１保持部２２により保持された膝の関節部分の体幹側（すなわち大腿部）よりもさらに体幹側の部分（すなわち患者の臀部）の高さを調整するための体幹側高さ調整機構（この場合は高さ調整可能な椅子Ｃ）を備えることが好ましい。
【００８７】
［効果］
以上のように、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１によれば、保持ユニット２０の回動固定機構（すなわち蝶番構造Ｂやネジ２６）により、第１保持部２２と第２保持部２３をｘｚ面（すなわち位相格子１４の格子面に直交する面）内で相対的に回動させて適切な回動角θ１で（すなわち膝の関節部分を回動角θ１に等しい角度θ２で）的確に固定することが可能となる。そして、角度調整機構（すなわち蝶番構造Ａや２本のレール２５）により、第１保持部２２と第２保持部２３で保持された被写体の膝の関節部分の放射線の照射方向（ｚ方向）に対する角度Θを変化させることが可能となる。
【００８８】
そのため、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１によれば、被写体Ｈの膝の関節部分を第１保持部２２と第２保持部２３とで的確に保持することが可能となるとともに、膝の関節部分の放射線の照射方向（ｚ方向）に対する角度Θを的確に調整することが可能となる。
【００８９】
そのため、例えば膝の半月板を撮影する場合には、半月板と大腿骨の軟骨等との界面が放射線の照射方向に平行になるように膝の関節部分の角度Θを的確に調整することが可能となり、図１２に示したように、撮影されたモアレ画像Ｍｏから再構成された微分位相画像中に半月板ＭＥ（正確には半月板ＭＥと大腿骨ＴＢの軟骨等との界面）を的確に撮影することが可能となる。
【００９０】
なお、本発明が上記の実施形態等に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９１】
１  Ｘ線タルボ撮影装置
１１  放射線発生装置
１２  線源格子（複数の格子）
１３  被写体台
１３ａ  表面
１４  位相格子
１５  第２格子（複数の格子）
１６  放射線検出器
２０  保持ユニット
２２  第１保持部
２３  第２保持部
２４  第３保持部
２５  レール（角度調整機構、第３保持部高さ調整機構）
２６  ネジ（回動固定機構）
Ａ  蝶番構造（角度調整機構、第３保持部高さ調整機構）
Ｂ  蝶番構造（回動固定機構）
Ｃ  椅子（体幹側高さ調整機構）
Ｈ  被写体
Ｍｏ  モアレ画像
Θ  角度
θ１  回動角
【図１】
2017006398.tif 000003
【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１２】
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【図１０】
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【図１１】
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