CN101103925A - X线摄影装置 - Google Patents

Abstract

一种X线摄影装置，包括：(1)摄影部，其具备焦点尺寸D为1μm≤D≤30μm的X线源，照射X线能量为10keV至20keV范围内的X线；(2)支撑标本的标本支撑部；(3)收纳X线检出器的图像记录部；其中，以从所述X线源焦点到由所述标本支撑部所支撑的标本之间的距离为R1(m)，从所述X线源焦点到由所述图像记录部所支撑的所述X线检出器之间的距离为R3，此时，放大率M(M＝R3/R1)在10≤M≤40范围内，且配置所述X线源和所述标本支撑部以及所述图像记录部，构成使得从所述X线源照射的X线，到达X线检出器的X线到达率在45％以上之结构，进行相位衬摄影。

Description

X线摄影装置

技术领域

本发明涉及进行X线图像摄影的X线摄影装置。

背景技术

近年来，发生石棉进入人体，诱发尘肺和腹膜间皮瘤等严重疾病之问题。为此，对患者进行胸部X线图像摄影，根据该X线图像进行检查，检出人体内有无石棉。对通过检出石棉，有利于迅速采取措施(治疗、预防措施)，抑制发症寄予期待。

但是，用来摄影胸部或手足等一般的医用X线摄影装置，难于将像石棉那样直径约10μm以下微细构造物进行图像可视化。即使是实现了图像可视化，其可视性也较低，大多不能用来观察(判别)。这是因为摄影对象的构造物尺寸小于X线摄影装置图像记录部的空间解析度。

为了得到能够精细观察如石棉那样微小对象物的X线图像，放大摄影较为有效。放大摄影是一种摄影方法，其中，通过使得X线管的焦点尺寸和、从X线管到被摄体的距离、以及从被摄体到图像记录部的距离满足一定关系，来得到比实际被摄体尺寸放大的X线图像。

为了进一步提高放大摄影中的可视性，可以考虑提高放大摄影时的放大率，或加大X线管的焦点尺寸以增加所照射的X线量。以往也有因为摄影对象为小动物而进行放大率为10倍的放大摄影，然后将所得的X线图像用25μm的读取抽样间隔(sampling pitch)进行读取，得到数字图像数据，该方法以为公开(例如参照专利文献1)。

另外，还有一种方法，是将从被摄体到图像记录部的距离设在0.3m以上，以提高放大率，该方法也有所公开(例如参照专利文献2)。

【专利文献1】特开平10-268450号公报

【专利文献2】特表平11-502620号公报

对人体、尤其是胸部中的石棉进行摄影时，必须考虑石棉与人体组织的对比度等因素来调整摄影条件。但是，从人体中采集标本，以其中的石棉为摄影对象时，人体组织对石棉的影响较小。而采用以人体为被摄体时的摄影条件和图像处理条件的话，并非一定能够提高X线图像中的石棉可视性。另外，以标本为被摄体时不同于以人体为被摄体的情况，没有必要考虑放射污染。而且即使摄影所花费的时间稍微长一点，也不会出现由于拍摄时被摄体移动而引起的所谓运动伪差(抖动)。因此，能够调整摄影条件，使得X线图像中的石棉可视性为最佳。

发明内容

本发明的课题是提供一种X线图像摄影装置，其用于在以标本中所含的石棉为摄影对象时，拍摄能够提高该当石棉可视性的X线图像摄影。

上述课题通过以下项目中记载的X线图像摄影装置构成来达成。

1项，一种X线摄影装置，包括以下(1)、(2)、(3)：

(1)摄影部，其具备焦点尺寸D为1μm≤D≤30μm的X线源，照射X线能量为10keV至20keV范围内的X线；

(2)支撑标本的标本支撑部；

(3)收纳X线检出器的图像记录部；

其中，以从所述X线源焦点到所述标本支撑部所支撑的标本之间的距离为R1(m)，从所述X线源焦点到所述图像记录部所支撑的所述X线检出器之间的距离为R3(m)，此时，放大率M(M＝R3/R1)在10≤M≤40范围内，并且，配置所述X线源和所述标本支撑部以及所述图像记录部，构成从所述X线源照射的X线到达X线检出器的X线到达率在45％以上之结构，进行相位衬摄影。

2项，1项的X线摄影装置中，所述X线到达率在50％及其以上。

3项，1项的X线摄影装置中，X线能量在10keV至15keV范围内。

4项，1项的X线摄影装置中，所述图像记录部配置在0.5m＜R3＜4m范围。

5项，3项的X线摄影装置中，所述图像记录部配置在2m＜R3＜3m范围。

6项，1项的X线摄影装置中，所述放大率M在15≤M≤35的范围内。

7项，6项的X线摄影装置中，所述放大率M在18≤M≤28的范围内。

8项，1项的X线摄影装置中，在所述摄影部的下方配置所述标本支撑部以及图像记录部，其中，使得所述距离R1以及R3能够调整。

9项，1项的X线摄影装置中，所述图像记录部有一个收纳X线检出器的筐体，该筐体有一块覆盖X线检出器之X线照射面的前板，该前板在相位衬摄影时能够拿掉。

10项，1项的X线摄影装置中，所述标本支撑部有一个不遮蔽标本X线照射区域的开口部。

11项，1项的X线摄影装置中，X线检出器为荧光板。

12项，1项的X线摄影装置中，X线检出器为半导体元件板。

13项，1项的X线摄影装置中，标本尺寸为0.05μm≤s≤50μm。

附图说明

图1：(a)本实施方式中的X线摄影装置结构示意图。(b)桌子8的开口9的示意图。

图2：换片器结构的立体示意图。(b)是(a)中所示换片器的截面图。

图3：相位衬摄影以及相位衬效果的说明图。

图4：相位衬摄影中，边缘强度和模糊关系的示意图。

图5：相位衬摄影中，产生模糊情况的说明图。

图6：X线能量与折射差δ之间关系的特性示意图。

图7：X线能量与X线到达率(到达荧光体板的X线到达率、到达前板的X线到达率)之间关系的特性示意图。

图8：摄影距离与到达荧光体板的X线到达率之间关系的特性示意图。

具体实施方式

本实施方式中，对标本照射低能量X线，进行相位衬摄影；并且，对图像记录部的结构以及/或从X线源到X线检出器之间的摄影配置进行说明，其中，使得所照射的X线在图像记录部的X线检出器中的到达率(X线到达率)为45％以上。

(X线摄影装置的结构)

图1(a)出示了本实施方式中的X线摄影装置1的结构。

X线摄影装置1是以从患者采集的组织标本等标本W中所含的石棉为摄影对象，进行相位衬摄影的装置。X线摄影装置1满足能够得到石棉阴影可视性较高的X线图像摄影条件。

如图1(a)所示，X线摄影装置1具备进行摄影的摄影部3和进行摄影控制的本体4。

摄影部3呈支架状，其以本体4为支柱能够升降。摄影部3的支架部分，面对设有X线源2和支撑部5。支撑部5用来支撑图像记录部6，且使之在该位置固定。支撑部5能够沿着摄影部3的支柱部分作升降。通过升降该摄影部3、支撑部5，可以调整摄影位置(X线源2、标本W、图像记录部6内的荧光体板7的各距离)。

进行相位衬摄影之际，本体4控制摄影部3以及支撑部5的高度位置，使得从X线源2到荧光体板7之间的距离(以此距离为R3)在0.5m＜R3＜4m范围内。优选该距离R3为2m＜R3＜3m。

X线源2备有X线管球，其照射X线能量为10keV至20keV的X射线。若以该X线管球照射X线的焦点尺寸为D，则优选采用满足1μm≤D≤30μm的管球。

摄影对象标本W是从人体采集的组织标本，将其置于培养皿等，以用于拍摄。标本W放在X线源2和图像记录部6之间的桌子8等标本支撑部上。为了提高到达图像记录部6的X线到达率，桌子8采用X线吸收率较小的碳等构成，优选其厚度为较薄。也可以用舌状部件等取代桌子，支撑标本W。另外，如图1(b)所示，桌子8上设有开口部9，将标本W载置于该开口部9，通过仅在周边支撑标本W，这样不遮蔽标本W的照射区域，能够防止标本支撑部吸收X线。

另一方面，本体4内部备有由CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、操作部等构成的电脑。本体4根据操作指示，控制摄影部3和支撑部5的升降，同时控制X线源2的X线照射动作。

图像记录部6是在被称为换片器61(cassette changer)的筐体内放置荧光体板7而构成。荧光体板7是吸收且蓄积X线能量的X线检出器，图像记录部6是用荧光体板7来检出从X线源2照射的、介过标本W到达荧光体板7的X线。之后，将荧光体板7在收放于换片器61中的状态下，装填到读取装置中，进行图像可视化。在读取装置中，对荧光体板7照射激光等激励光，通过将从荧光体板7射出的辉尽光光电变换成图像信号，生成其图像信号。

优选换片器61的荧光体板7的X线照射面侧的前板能够取下。这样，方便了荧光体板7的交换，同时，在摄影时能够简单地取下X线照射面侧的前板，使其不影响X线透过。

图2(a)出示了其一个例子。图2(a)所示的换片器61由分离可能的前筐体62和后筐体63之2个筐体构成，该前筐62和后筐63夹住荧光体板7，由此收容荧光体板7。

荧光体板7周围由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等形成的保护膜覆盖。

X线照射面侧的前筐体62由覆盖荧光体板7的X线照射面的前板62a和、围住其外周围的铝或硬质塑料等形成的框62b构成。前板62a起到遮蔽外光入射到光体板7的作用，还起到防止外来冲击的保护等作用。采用X线吸收率比较低的碳或铝，作为前板62a的材料。

后筐体63由收容荧光体板7的筐体63a和固定收容位置的支承板63b构成。

图2(b)出示了图2(a)的换片器61的截面图。

前筐体62和后筐体63上设有搭扣机构。如图2(b)所示，后筐体63的侧面外侧设有结合爪63c，其在操作搭扣时向筐体63a的外侧突出，解除扣操作时向筐体63a内侧收起。另一方面，前筐体62的框62b，其先端呈钩状。即，通过搭扣操作，向着前板62a的侧面内侧突出的结合爪63c，与前板62a的钩状部分结合。

上述换片器结构可以采用特开2002-156717号公报中公开的结构。另外，也可以采用特开2005-106783号公报中公开的、能够收放柱状结晶板的结构。

相位摄影时，因为拿掉换片器61的前板62a进行摄影，所以，采用前筐体62能够拿掉的结构。或采用材料和厚度等作过调整的前板，使得装着前板62a进行摄影的情况时，来自于X线源2到达荧光体板7的X线到达率在45％以上。

本实施方式中，对换片器61中收放荧光体板7，以其作为图像记录部6的例子进行说明，但是，也可以应用FPD(Flat Panel Detector)等作为图像记录部6。

FPD是一种板(半导体元件板)，其中，变换元件排列成矩阵状，根据入射的X线量生成电信号，FPD内是直接生成电信号，这一点与上述荧光体板7有所不同。应用FPD时，FPD内生成的电信号被A/D变换，得到的数字图像数据被输出到本体4。FPD也收放在筐体内用于摄影。筐体与换片器61相同，优选X线照射面的筐体前面部分能够拿下。

(相位衬摄影与摄影条件)

接下去，对上述X线摄影装置1的相位衬摄影进行说明。

相位衬摄影与通常的放大摄影不同，为了得到边缘增强作用，对摄影配置和X线的照射条件等摄影条件进行了调整。

图3是相位衬摄影概略的说明图。

通常摄影方法的情况时，图像记录部6设置在接近被摄体的位置，透过被摄体的X线直接由荧光体板7检出。因此，其X线图像的尺寸与实体尺寸(与被摄体同一尺寸)几乎相等。

而相位衬摄影则如图3所示，在被摄体的标本W与荧光体板7之间设一距离地配置图像记录部6。这样，由于X线源2照射的圆锥束状X线，能够得到实体尺寸的放大X线图像。

上述放大X线图像相对实体尺寸的放大率M可以通过下述公式(1)求得。公式(1)中，R1表示从X线源2到标本W的距离(m)，R2表示从标本W到图像记录部6的距离(m)，R3(R3＝R1+R2)表示从X线源2到图像记录部6内的荧光体板7的距离。

M＝R3/R1...(1)

相位衬摄影拍摄的X线图像中，如图3所示，穿过标本W边缘产生折射的X线与不穿过标本W的X线在荧光体板7上重合，重合部分的X线强度增强。相反，标本W边缘内则出现与产生折射之X线量相应的X线强度减弱现象。因此，以标本W的边缘为境界，X线的强度差扩大，产生边缘增强作用，边缘部分被明显描出，能够得到可视性较高的X线图像。

视X线源2为点线源时，边缘部分的X线强度如图4中的实线所示。图4所示的E表示边缘增强的半值宽，可以通过下述公式(2)求得。半值宽E表示边缘部分的峰与谷之间的距离。

$E=2.3{(1+\frac{R2}{R1})}^{\frac{1}{3}}\·{\{R2\·\mathrm{\δ}\·{\left(2r\right)}^{\frac{1}{2}}\}}^{\frac{2}{3}}...\left(2\right)$

其中，δ为X线产生折射部分的折射差，r为物体(被摄体)的半径。

但是，在医疗现场和非残毁检查设施广泛使用库利基X线管(又称热阴极电子X线管)。该库利基X线管如图5所示，焦点尺寸D相对来说较大，不能视作理想的点线源。此时，如图5所示，边缘增强的半值宽E扩大，且出现强度降低，所以，产生几何学性不锐利(Geometric unsharpness)。该几何学性不锐利称为模糊。

产生模糊时边缘部分的X线强度如图4中的虚线所示。产生模糊之际，因为几何学性不锐利，所以边缘增强的半值宽比设想理想点线源时的边缘增强宽E来得宽。若以产生该模糊时的边缘增强的半值宽为EB，则EB能够从下述公式(3)求得。

$\mathrm{EB}=2.3{(1+\frac{R2}{R1})}^{\frac{1}{3}}\·{\{R2\·\mathrm{\δ}\·{\left(2r\right)}^{\frac{1}{2}}\}}^{\frac{2}{3}}+D\·\frac{R2}{R1}...\left(3\right)$

式中δ以及r的定义与式(2)相同。

另外，EB为没有模糊时的边缘增强半值宽E加上表示模糊大小的B，表示为EB＝E+B。

(X线能量的条件)

以从X线源2照射的X线能量为10keV至20keV范围的低X线能量，这是因为能够提高相位衬效果。

图6是所照射的X线的X线能量与标本W的边缘产生的X线折射差δ之间关系的示意曲线。δ是影响相位变化大小的值，δ越大表示相位衬效果越大。

如图6所示，X线能量低δ大。也就是说，可以得出X线能量越低相位衬效果越大。

因此，为了加强相位衬效果以提高X线图像的鲜明性，优选照射低能量的X线。使用低能量X线时，为了在X图像中得到充分的对比度，必须长时间照射X线。在摄影对象为人体时，从放射线污染问题出发，必须避开长时间的X线照射，可是，本实施方式中因为摄影对象为标本W，所以不存在放射线污染问题。

原本低能量时，X线在从X线源2到达荧光体板7过程中，X线源2与荧光体7之间的介在物质，如空气层、图像记录部6的前板62a、荧光体板7的保护层等吸收X线，致使到达荧光体板7的X线量减少。若到达X线量小于45％的话，则X线图像上的噪点变大，而难于分清噪点与石棉阴影的图像信号。

图7中，用实线表示从X线源2照射的X线的能量与所照射的X线到达荧光体板7的到达率之间的关系，其中，在照射途中不设标本W，即X线从X线源2直接照射荧光体板7，并且，用虚线表示X线能量与前板62a中的X线到达率之间的关系。如图7所示，当X线能量为10kev时，到前板62a为止的X线到达率约为30％之低，到荧光体板7为止的X线到达率约为6％，而最终检出的X线量值很小。小于该X线量值的话，为了得到能够观察的X线图像的图像浓度，必须长时间照射，所以，优选X线能量在10kev以上。

而当X线能量为15kev时，X线到达率在前板62a中约为70％，荧光体板7中约为45％。

例如，采用备有放大率M＝20、焦点尺寸D＝10μm、前板62a的X线吸收率为5％的图像记录部6，在该摄影条件下，若想通过照射10keV的X线能量而得到与照射15keV的X线能量时相同的图像质量，那么，则必须花费15keV时的约9.2倍的摄影时间。

从这一点出发，若考虑摄影时间的话则X线能量越大越好，但是，如图6相关说明的那样，因为X线能量越大，相位衬效果降低，所以，若考虑相位衬效果的话，则X线能量在20kev以下为佳。

因此，从提高相位衬效果与X线到达率以及摄影时间等均衡出发，优选X线能量在10kev至20kev的范围，较优选在10kev至15kev的范围。

本发明中，X线能量意味“X线平均能量”，“X线平均能量”是可以通过“全照射X线能量/全照射光子数”求得的值。

(摄影配置条件、图像记录部的结构)

为了提高到达荧光体板7的X线到达率，必须尽量除去X线源2与荧光体板7之间的X线吸收要素。

在此，在X线源2、标本W、荧光体板7之间，有可能成为X线吸收要素的对象是前板62a、荧光体板7的保护膜、空气层。虽然用来载置标本W的桌子8等标本支撑部也可能成为吸收要素，但如上所述，优选在桌子8上设开口部9，防止标本支撑部的X线吸收。

如图7曲线所示，照射15kevX线能量时，到达前板62a的X线到达率约为70％、到达荧光体板7的X线到达率约为45％。由此可知，从X线源2到前板62a为止，空气层吸收约3％的X线能量，荧光体板7的前板62a以及荧光体板7的保护层吸收约25％的X线能量。也就是说，可以说空气层、前板62a以及荧光体板7的保护层是妨碍X线到达荧光体板7到达率的主要因素。

因此，为了使得到达荧光体板7的X线到达率在45％以上而较优选在50％以上，在X线摄影装置中，采用一种换片器61，其中，将摄影时作为吸收要素的前板62a的厚度调整为较小，以实现减少前板62a的吸收率，另外，干脆把前板62a拿掉进行摄影。另外，设摄影距离R3为短距离，以减少空气层的X线吸收率。

以人体为摄影对象时，大多是使人体部分直接接触图像检出器6进行摄影，所以，要求前板62a对重压具有耐重性和强度，一般是通过增加其厚度。但是，以标本W为对象进行相位衬摄影时，不大可能发生患者直接接触图像检出器6的情况，因此只要使其具备遮光功能便足够。这样，减小前板62a的厚度虽然引起强度降低等结果，但也不影响拍摄。拿掉前板62a时的情况也相同。

而就摄影距离R3(从X线源2到图像记录部6内荧光体板7的距离)来说，则有必要从照射区域、X线到达率等均衡出发，进行设定。

图8表示距离R3与荧光体板7中的X线到达率之间的关系。

图8出示了在X线源2和荧光体板7之间只存在空气层时、只存在空气层和荧光体板7的保护膜时、存在空气层和前板62a以及荧光体板7的保护层时的X线到达率。另外，因仅空气层与仅空气层和保护膜的情况显出略一致的特性，所以重叠。

并且，在测定该距离R3与X线到达率时，前板62a采用碳，对该当碳的厚度作了调整，使其X线吸收率相当于厚度0.5mm时的铝的X线吸收率。

荧光体板7的保护膜采用厚度50μm的PET薄膜。另外，相位衬摄影时的放大率M为M＝20，所照射的X线能量为15keV。

从图8可知，存在空气层和保护膜时，通过使得R3＜4m，实现到达荧光体板7的X线到达率在45％以上。这与仅存在空气层时的结果相同。因此可以知道，荧光体板7的保护膜不是妨碍到达荧光体板7的X线到达率的要素

存在空气层和保护膜加上前板62a时，通过使得R3＜1.2m，其X线到达率在45％以上。

虽然R3越小X线到达率越高，但R3过小的话，则必然导致不得不缩短从X线源2到标本W的距离R1。若R3小于0.5m的话，则照射区域变得极其狭小，以致使想观察的部位不包含在照射区域而X线图像产生缺损。

因此，在拿掉前板62a进行摄影的情况时，将R3设定在0.5m＜R3＜4m的范围内。而装着前板62a进行摄影的情况时，将R3设定在0.5m＜R3＜1.2m的范围内。通过将R3设定在该当范围内，能够得到45％以上的X线达到率，且确保用于观察所必须的照射区域。

装着前板62a的情况时，即使R3≥1.2m，通过调整前板62a的材料或厚度，也可以达成45％以上的X线到达率。也就是说，荧光体板7中的X线到达率，因R3≥1.2m而低于45％的分，只要将前板62a的材料改为X线吸收率较低的材料或减小前板62a的厚度等，即相应减小前板62a的X线吸收率即可。

前板62a的厚度从与摄影距离R3的关系出发，可以根据图8所示特性来决定。例如，以R3＝3m、存在空气层和前板62a以及保护膜时，到达荧光体板7的X线到达率约为35％。因此，为了使得到达荧光体板7的X线到达率在45％以上，可以调整前板62a的材料或厚度，使其X线吸收率减少15％。

(放大率、焦点尺寸条件)

为了提高像石棉那样直径在50μm以下之所谓微小摄影对象物的可视性，有必要加大放大率M。为了加大放大率M，从公式(1)导出只要增加距离R2(从标本W到图像记录部6的距离)即可，但是，加大距离R2招致模糊的半值宽EB增大。以下，摄影对象物的直径用s表示。当对象物为略球形或立方体等非异形体时，直径s为其外接圆的直径，当对象物为线状细长物等异形体时，直径s为垂直于异形体伸展方向(细长方向)之截面的直径。

另外，从公式(3)可以知道，模糊B的程度有较多点依存于焦点尺寸D。在X线图像上观察像石棉那样0.05μm≤s≤50μm的微小对象物时，只要加大焦点尺寸D以增加X线的到达量，便可以提高X线图像的可视性，但是，与此相应，模糊的程度也变大，其结果不能得到边缘增强作用的图像。

有关这一点，为了摄影0.05μm≤s≤50μm的微小对象物，以X线源2的焦点尺寸D为1μm≤D≤30μm，且放大率M为10≤M≤40，这样能够在X线图像中得到良好的可视性。

以下表1、表2是实验的评介结果，通过该实验进行相位衬摄影，对得到的X线图像的进行视觉评价。

实验中，使得玻璃绒纤维的直径s从0.05μm到50μm作阶段性变化，以模拟模型作为被摄体进行相位衬摄影，将得到的X线图像输出到胶片，进行视觉评价。

实验用以下摄影条件进行。

X线源：采用コニカミノルタ公司试作的焦点尺寸D＝10μm、D＝30μm。X线摄影装置也用该公司制作的试作机。

图像记录部：采用同上公司制作的为荧光体板的レジウスプレ一トRP-5PM以及レジウスカセツテRC-110M(换片器构造同上述特开2002-156717号公报中所公开的构造)。

从图像记录部的X线图像的读取用コニカミノルタ公司制造的regius model 190，读取像素为43.75μm。

图像处理：读取后，在レジウスコンソ一ル(同上公司制造)进行调整X线图像对比度的图像处理。以涉及对比度调整的参数G值为20(通常人体摄影时G值为3～5)。其中进行了调整，使得G值越大对比度也增大。

向胶片输出读取图像：用上述同样公司制造的drypro model793，以刻写像素间隔25μm进行输出。此时，使得读取图像的各像素与输出图像的各像素为1∶1对应，不施加补间处理地进行输出。

评价基准如下。

B：能够鲜明确认各根纤维

C：能够确认纤维的存在。

D：不能确认纤维的存在。

7位评价者对胶片上的玻璃绒纤维的图像进行观察和评价。

【表1】

No.	放大率M	R1[m]	R2[m]	焦点径D[μm]	模糊B[μm]	边缘增强宽EB[μm]	判定
								11	1	2	0	10	0	0	D
12	1.75	2	1.5	10	7.5	28.6	D
								13	5	0.7	2.8	10	40	68.9	D
14	10	0.35	3.15	10	90	129.5	C
								15	15	0.23	3.27	10	140	198.8	C
16	20	0.175	3.33	10	190	241.7	B
								17	35	0.1	3.4	10	340	403.2	B
18	40	0.0875	3.413	10	390	456.2	C
								19	50	0.07	3.43	10	490	561.2	D

【表2 】

No.	放大率M	R1[m]	R2[m]	焦点径D[μm]	模糊B[μm]	边缘增强宽EB[μm]	判定
								21	1	2	0	30	0	0	D
22	1.75	2	1.5	30	22.5	43.6	D
								23	5	0.7	2.8	30	120	148.9	D
24	10	0.35	3.15	30	270	309.5	C
								25	15	0.23	3.27	30	420	478.8	B
26	20	0.175	3.33	30	570	621.7	B
								27	35	0.1	3.4	30	1020	1083.2	C
28	40	0.0875	3.413	30	1170	1236.2	C
								29	50	0.07	3.43	30	1470	1541.5	D

表1、2中的No.11是为了与相位衬摄影作比较而进行的放大率M＝1的通常摄影。

另外，表1、2中的模糊B、边缘增强宽EB从公式(2)、(3)算出。

虽然在0.05μm～50μm的范围改变玻璃绒纤维的直径s，但是，任何一种直径s的图像质量都没有特殊区别，可以得到同样的评价结果，所以，表1、2中的评价项目表示对所有直径s玻璃绒的评价结果。

从表1、2可知，焦点尺寸D在1μm≤D≤30μm的范围内，且放大率M为1≤M≤40时，是玻璃绒纤维可视性较高的图像质量(评价为△或○)。优选放大率M为15≤M≤35，更优选8≤M≤28。

(摄影方法)

接下去，对上述X线摄影装置1的摄影方法进行说明。

首先，对拿掉前板62a进行摄影的情况进行说明。

拍摄者固定标本W的摄影位置。然后，将用于摄影的收纳了荧光体板7的图像记录部6装到支撑部5。将图像记录部6装到支撑部5之后，摄影室进入暗室状况，接下去拿掉前板62a。

以上摄影准备结束，便在摄影装置1上进行摄影开始的指示操作。

X线摄影装置1在摄影距离R3为0.5m＜R3＜4m的范围内，演算放大率M为10≤M≤40的距离R1、R2，将摄影部3以及支撑部5移动至该当距离R1、R2之高度的位置。该移动可以根据拍摄者手动操作来进行。然后，从X线源2用1μm≤D≤30μm的焦点尺寸D照射15kev以下的X线能量。照射时间可以事先依据X线能量与其照射所得的X线图像浓度之间的关系，从中采用最佳浓度时的照射时间。

摄影时为了防止光线进入荧光体板7，必须保持摄影室内为暗室。待摄影结束，拍摄者在荧光体板7上装好前板62a，之后从支撑部5取出图像记录部6。装上前板62a之后，摄影室可以以明室操作。之后，将拍摄好的图像记录部6装入读取装置，从图像记录部6内的荧光体板7进行X线图像的读取处理。

接下去，对装着前板62a进行摄影的情况进行说明。

此时，为了使得荧光体板7中的X线到达率在45％以上，事先依据摄影距离R3与该摄影距离R3之间的关系，从中决定前板62a的材料和厚度。在1m＜R3＜4m的范围内定出摄影距离R3，为了在所定出的摄影距离R3进行拍摄时，荧光体板7中的X线到达率在45％以上，在准备换片器61时调整前板62a的材料以及厚度。

摄影者在上述换片器61内放置荧光体板7之后，将换片器61装入支撑部5。此时，与拿掉前板62a的情况不同，因为荧光体板7由前板62a遮光，所以，摄影室内可以是明室。

在X线摄影装置1中，用从换片器61前板62a的关系而事先定出的摄影距离R3，演算放大率M为10≤M≤40的距离R1、R2，将摄影部3以及支撑部5移动至该当距离R1、R2之高度的位置。该移动可以根据摄影者手动操作进行。然后，从X线源2用1μm≤D≤30μm的焦点尺寸D照射15kev的X线能量。拍摄后摄影者的操作与上述拿掉前板62a的情况相同。

用FPD作为X线检出器时也可以与上述同样进行拍摄。此时在拿掉X线照射面侧筐体部分时，摄影室内也必须为暗室。

【实施例】

在X线摄影装置中，按照以下实验条件进行相位衬摄影，将得到的X线图像输出到胶片，对输出的图像进行视觉评价。

(实验条件)

标本：直径在0.05μm～10μm间阶段性可变的玻璃绒贴在厚度5cm的丙烯板上，将其用作为石棉的模拟模型。

X线摄影装置和X线源：X线摄影装置采用コニカミノルタ公司试作的装置。X线源是照射焦点尺寸D＝10μm的X线的W(钨)微焦点X线源，也采用同上公司试作品。

图像记录部：荧光体板采用同上公司制的レジウスプレ一トRP-5PM。收纳荧光体板的换片器也是采用同上公司的试作品。

读取装置：采用同上公司制的Regius model 190。

图像处理：读取后，在レジウスコンソ一ル(同上公司制造)进行调整X线图像对比度的图像处理。以涉及对比度调整的参数G值为20(通常人体摄影时G值为3～5)。其中进行了调整，使得G值越大对比度也增大。

输出装置：采用同上公司制造的DRYPRO model 793。

(摄影条件1)

用以下摄影条件，改变摄影距离R3，进行此时的图像质量评价。

管电压：30keV(平均X线能量14.89keV)

管电流：1mA

放大率：M＝20

摄影配置：R3在0.5m～5m范围可变，与R3相应，在0.025m～0.25m的范围改变R1，使得M＝20。

图像记录部：换片器前板材料为碳，前板厚度形成为其X线吸收率为5％。

(摄影条件2)

将摄影条件1中的放大率M改为M＝40进行图像质量评价。其中，摄影距离R3在1m～4m的范围可变，与R3相应，改变R1、R2，使得M＝40。

(摄影条件3)

将摄影条件1中的放大率M改为M＝10进行图像质量评价。其中，摄影距离R3在0.5m～4m的范围可变，与R3相应，改变R1、R2，使得M＝10。

(摄影条件4)

用以下摄影条件，改变前板材料以及X线吸收率，进行此时的图像质量评价。

管电压：30keV(平均X线能量14.89keV)

管电流：1mA

放大率和摄影配置：以M＝20，固定R1＝0.1m、R2＝1.9m、R3＝2.0m。

图像记录部：换片器的前板材料为碳、铝。调整前板的厚度，在5～70％的范围改变X线吸收率用于拍摄。荧光体板的保护膜采用20μm厚的PET薄膜(15keV时的X线吸收率为0.3％)

(X线吸收率的测定)

在设置图像记录部荧光体板跟前的位置上设置X线测定器，用该当X线测定器测定X线能量。根据测得的X线能量算出从X线源到荧光体板之间的X线吸收率(将测得的X线能量(keV)除15kev，所得的商为X线吸收率。)。也就是说，到达荧光体板的X线到达率为：100％减去该X线吸收率而得的差。因此，当算出的X线吸收率小于50％时，则荧光体板中的X线到达率为45％以上。

(评价基准)

输出到胶片上形成的X线图像的评价基准如下。

A：能够鲜明的识别到各根纤维

B：能够识别归在一起的几根纤维

C：可以看到成块的纤维

D：看不出纤维

按照上述评价基准，7位图像评价者对胶片上的图像进行观察，对为被摄体的玻璃绒纤维的图像进行了评价。

(评价结果)

表3是摄影条件1拍摄的X线图像的评价结果。表4是摄影条件2、表5是摄影条件3、表6是摄影条件4拍摄的X线图像的评价结果。

【表3】

No.	摄影距离R3(m)	放大率M	R1[m]	R2[m]	焦点径D(μm)	前板		X线吸收率(％)	照射野评价	评价
											材料	X线吸收率
						31	0.5						20	0.025	0.475	10	碳	5％	12.9948	一部分缺损	B
32	1	20	0.05	0.95	10			碳	5％	20.05107	良好	B
						33	2						20	0.1	1.9	10	碳	5％	32.51556	良好	A
34	3	20	0.15	2.85	10			碳	5％	43.0384	良好	A
						35	4						20	0.2	3.8	10	碳	5％	51.91319	良好	C
36	5	20	0.25	4.75	10			碳	5％	59.41462	良好	D

【表4】

No.	摄影距离R3(m)	放大率M	R1[m]	R2[m]	焦点径D(μm)	前板		X线吸收率(％)	照射野评价	评价
											材料	X线吸收率
						52	1						40	0.025	0.975	10	碳	5％	20.05107	良好	C
53	2	40	0.05	1.95	10			碳	5％	32.51556	良好	B
						54	3						40	0.1	2.9	10	碳	5％	43.0384	良好	B
55	4	40	0.15	3.85	10			碳	5％	51.91319	良好	C
						56	5						40	0.2	4.8	10	碳	5％	59.41462	良好	D

【表5】

No.	摄影距离R3(m)	放大率M	R1[m]	R2[m]	焦点径D(μm)	前板		X线吸收率(％)	照射野评价	评价
											材料	X线吸收率
						61	0.5						10	0.05	0.45	10	碳	5％	12.9948	一部分缺损	C
62	1	10	0.1	0.9	10			碳	5％	20.05107	良好	C
						63	2						10	0.2	1.8	10	碳	5％	32.51556	良好	B
64	3	10	0.3	2.7	10			碳	5％	43.0384	良好	B
						65	4						10	0.4	3.6	10	碳	5％	51.91319	良好	C
66	5	20	0.5	4.5	10			碳	5％	59.41462	良好	D

【表6】

No.	摄影距离R3(m)	放大率M	R1[m]	R2[m]	焦点径D(μm)	前板		X线吸收率(％)	评价
										材料	X线吸收率
						41	2					20	0.1	1.9	10	铝	5％	32.51556	A
42	2	20	0.1	1.9	10			铝	10％	36.06738	A
						43	2					20	0.1	1.9	10	铝	30％	50.27463	B
44	2	20	0.1	1.9	10			铝	50％	64.48188	D
						45	2					20	0.1	1.9	10	铝	70％	78.68913	D
46	2	20	0.1	1.9	10			碳	10％	36.06738	A
						47	2					20	0.1	1.9	10	碳	50％	64.48188	D

并且，在0.05μm～10μm范围改变玻璃绒纤维的直径s，但可视性也没有多大区别。表3、4中出示了直径s改变时，对所有直径范围的玻璃绒纤维进行评价的评价结果。

从表3可知，摄影距离R3在0.5m～4m范围时能够从图像上识别玻璃绒纤维。其中，鲜明性较高的为R3在2m～3m范围。这是因为由于相位衬效果提高了边缘部的鲜锐性，通过使得X线能量为15keV之低能量，进一步提高了其相位衬效果。虽然摄影距离R3越短X线吸收率变小，但若距离R1小于0.05m的话，图像质量虽好但照射区域变小，造成图像的一部分缺损。另外，从No.36的结果可知，若距离R3超过4m的话，则X线吸收率约达60％，不能在画面上识别玻璃绒纤维。

从表4、表5可知，通过使得放大率M在10≤M≤40的范围内，能够得到良好的图像。

并且，从表6中的No.41～43的结果可知，通过调整由铝形成的前板的厚度使前板的X线吸收率为5～30％，可以调整到X线吸收率为约50％以下，则能够得到良好的图像。相反，No.44、45中的前板，其X线吸收率超过60％，结果不能识别玻璃绒纤维。对于这一点，从No.47的结果可以说，将材料该为碳时也同样。

另一方面，从表3的No.3和表6的No.6的结果可知，以碳为前板材料，使得前板的X线吸收率为5～10％的话，能够得到鲜明性较高的图像。

如上所述，根据本实施方式，因为以直径s为0.05μm≤s≤50μm的石棉为摄影对象，所以，用焦点尺寸D为1μm≤D≤30μm，且照射15keV以下的X线，进行放大率M为10≤M≤40的相位衬摄影，并且调整换片器61的前板62a的构成以及/或摄影距离R3，以便使得到达荧光体板7的X线到达率在45％以上。也就是说，为了使得到达荧光体板7的X线到达率在45％以上，在0.5m＜R3＜4m的范围内，采取拿掉前板62a的换片器61，进行摄影。或调整前板62a的材料和厚度，降低前板62a的X线吸收率。

用上述焦点尺寸D、X线能量、放大率M、以及摄影距离R3的条件，进行相位衬摄影，并且通过如上所述调整前板62a的构成，能够提高相位衬摄影所得的相位衬效果，同时，能够实现尽量提高到达荧光体板7的X线到达率，因此，即使像石棉那样微小对象物，也能够在X线图像上鲜明的识别，且能够得到足够对比度的图像。

并且，通过使得摄影距离为2m＜R3＜3m，能够提高到达荧光体板7的X线到达率，能够得到X线图像中石棉可视性较高的图像。

Claims (13)

1.一种X线摄影装置，其特征在于，

包括：(1)摄影部，其具备焦点尺寸D为1μm≤D≤30μm的X线源，照射X线能量为10keV至20keV范围内的X线；(2)支撑标本的标本支撑部；(3)收纳X线检出器的图像记录部；

其中，以从所述X线源焦点到所述标本支撑部所支撑的标本之间的距离为R1(m)，从所述X线源焦点到所述图像记录部所支撑的所述X线检出器之间的距离为R3，此时，放大率M(M＝R3/R1)在10≤M≤40范围内，并且，配置所述X线源和所述标本支撑部以及所述图像记录部，构成从所述X线源照射的X线到达X线检出器的X线到达率在45％以上之结构，进行相位衬摄影。

2.权利要求1的X线摄影装置，其中，所述X线到达率为大于等于50％。

3.权利要求1的X线摄影装置，其中，X线能量在10keV至15keV范围内。

4.权利要求1的X线摄影装置，其中，所述图像记录部配置在0.5m＜R3＜4m范围。

5.权利要求3的X线摄影装置，其中，所述图像记录部配置在2m＜R3＜3m范围。

6.权利要求1的X线摄影装置，其中，所述放大率M在15≤M≤35的范围内。

7.权利要求6的X线摄影装置，其中，所述放大率M在18≤M≤28的范围内。

8.权利要求1的X线摄影装置，其中，在所述摄影部的下方配置所述标本支承部以及图像记录部，其中，使得所述距离R1以及R3能够调整。

9.权利要求1的X线摄影装置，其中，所述图像记录部有一个收纳X线检出器的筐体，该筐体有一块覆盖X线检出器之X线照射面的前板，该前板在相位衬摄影时能够拿掉。

10.权利要求1的X线摄影装置，其中，所述标本支撑部有一个不遮挡标本X线照射区域的开口部。

11.权利要求1的X线摄影装置，其中，X线检出器为荧光板。

12.权利要求1的X线摄影装置，其中，X线检出器为半导体元件板。

13.权利要求1的X线摄影装置，其中，标本尺寸为0.05μm≤s≤50μm。

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