CN103974659A - 放射线摄影装置 - Google Patents

Abstract

放射线摄影装置(1)具有：放射线照射部(11)；第一格子(31)，具有多个线状体(31b)排列而成的周期性构造，由通过的放射线形成包括周期性强度分布的放射线图像；检测部(14)，包括放射线图像检测器(30)，检测从上述放射线照射部照射、透过上述第一格子及被摄体且上述周期性强度分布受到了调制的上述放射线图像而取得放射线图像数据；及引导部(70)，与上述第一格子的上述线状体组的排列方向有关地引导被摄体的配置。

Description

放射线摄影装置

技术领域

本发明涉及一种放射线摄影装置。

背景技术

X线具有根据构成物质的元素的原子序数和物质的密度及厚度而衰减的性质，因此作为用于透视被摄体内部的探测仪而使用。利用了X线的摄影在医疗诊断、非破坏性检查等领域中广泛普及。

在普通的X线摄影中，在放射X线的X线源和检测X线图像的X线图像检测器之间配置被摄体，拍摄被摄体的透过图像。在此情况下，从X线源向X线图像检测器放射的各X线在衰减(吸收)了与构成存在于到X线图像检测器为止的路径上的被摄体的物质的性质(原子序数、密度、厚度)的差异对应的量之后，入射到X线图像检测器。其结果是，被摄体的X线透过图像由X线图像检测器检测出并图像化。作为X线图像检测器，除了X线增感纸和胶片的组合、辉尽性荧光体(蓄积性荧光体)外，利用了半导体电路的平板检测器(FPD：Flat PanelDetector)也被广泛使用。

但是，越是由原子序数小的元素构成的物质，则X线吸收能力越低，在活体软组织、软质材料等中，X线吸收能力的差异较小，因此存在无法获得作为X线透过图像的充分的图像深浅(对比度)的问题。例如，构成人体关节的软骨部和其周边的关节液的大部分成分都是水，两者的X线的吸收量的差异较小，因此难以获得图像的对比度。

以这一问题为背景，近年来，替代基于被摄体的X线的强度变化，而获得基于被摄体的X线的相位变化(角度变化)的图像(以下称为相位对比图像)的X线相位成像的研究广泛开展。一般而言，公知当X线入射到物体时，与X线的强度相比，相位具有较强的相互作用。因此，在利用了相位差的X线相位成像中，即使是X线吸收能力差的弱吸收物体，也能够获得对比度高的图像，例如对于手、足的指节间关节、肘关节、膝关节等关节的软骨部的可视化较为有用。

作为这种X线相位成像的一种，近年来，提出了使用X线塔尔波特(Talbot)干扰器的X线摄影装置(例如参照专利文献1、2)，该X线塔尔波特干扰器由两块透过衍射格子(相位型格子及吸收型格子)和X线图像检测器构成。

X线塔尔波特干扰器如下构成：在被摄体的背后配置第一衍射格子(相位型格子或及吸收型格子)，在下游以由第一衍射格子的格子间距和X线波长决定的特定距离(塔尔波特干扰距离)配置第二衍射格子(吸收型格子)，在其背后配置X线图像检测器。上述塔尔波特干扰距离是指，通过了第一衍射格子的X线因塔尔波特干扰效果而形成呈现周期性强度分布的自身图像(以下称为G1图像)的距离，该G1图像通过配置于X线源和第一衍射格子之间的被摄体与X线的相互作用(相位变化)而受到调制。

在X线塔尔波特干扰器中，检测出因G1图像和第二衍射格子的重合而产生的莫尔条纹，对应于莫尔条纹，解析图像中出现的周期图案的基于被摄体的调制，从而取得被摄体的相位信息。作为图像中出现的周期图案的解析方法，例如公知有条纹扫描法。根据该条纹扫描法，相对于第一衍射格子，能够使第二衍射格子在与第一衍射格子的面基本平行、且与第一衍射格子的格子间距方向基本平行的方向上，以将第二衍射格子的格子间距等分的扫描间距并行移动的同时进行多次摄影，根据在获得的多个图像数据之间对应的各像素的信号值的变化，取得由被摄体折射的X线的角度分布(相位移位的微分图像)，基于该角度分布，获得被摄体的相位对比图像。

专利文献1：国际公开第08/102598号

专利文献2：国际公开第08/102685号

发明内容

发明要解决的问题

通过条纹扫描法取得的相位移位的微分与第一衍射格子的格子间距方向相关，在基于该相位移位的微分获得的相位对比图像中，描绘出与格子间距方向交叉的被摄体的缘部，尤其清楚地描绘出与格子间距方向大致正交的被摄体的缘部。即，被摄体的配置受到第一衍射格子的格子间距方向的制约。例如，在指节间关节、肘关节、膝关节等关节的相位对比图像中，为了清楚地描绘出关节的软骨部，需要将指、腕、腿大致沿着格子间距方向配置。

在此，第一及第二衍射格子为了保护及防尘而收容于适当的框体中。并且，第一及第二衍射格子典型地需要以μm级的格子间距构成为高纵横比，这些格子构造是极其细微的。因此，直接确认第一衍射格子的格子间距方向非常困难。

本发明鉴于以上情况而提出，其目的在于提供一种能够适当地配置被摄体、能够获得清楚的相位对比图像的放射线摄影装置。

用于解决问题的方法

一种放射线摄影装置，具有：放射线照射部；第一格子，具有由多个线状体排列而成的周期性构造，由通过的放射线形成包括周期性强度分布的放射线图像；检测部，检测从上述放射线照射部照射、透过上述第一格子及被摄体并在上述周期性强度分布中受到调制的上述放射线图像，取得放射线图像数据；及引导部，与上述第一格子的上述线状体组的排列方向有关地引导被摄体的配置。

发明效果

根据本发明，能够与第一格子的线状体组的排列方向有关地适当配置被摄体，能够获得被摄体的关注区域的清楚的相位对比图像。

附图说明

图1是表示用于说明本发明的实施方式的放射线摄影装置的一例的构成的示意图。

图2是图1的放射线摄影装置的控制框图。

图3是表示图1的放射线摄影装置的摄影部的构成的立体图。

图4是表示图1的放射线摄影装置的摄影部的构成的侧视图。

图5是表示图3的摄影部包含的放射线图像检测器的构成的示意图。

图6是用于说明基于被摄体的放射线的折射的示意图。

图7是用于说明图1的放射线摄影装置中的条纹扫描法下的相位对比图像的生成方法的一例的示意图。

图8是表示伴随着条纹扫描的图像数据的像素的信号波形的坐标图。

图9是用于说明图1的放射线摄影装置中的相位对比图像的生成方法的其他例子的示意图。

图10是用于说明图1的放射线摄影装置中的相位对比图像的生成方法的其他例子的示意图。

图11是表示在图1的放射线摄影装置中标于被摄体台的指标的一例的示意图。

图12是表示指标的其他例子的示意图。

图13是表示指标的其他例子的示意图。

图14是表示用于说明本发明的实施方式的放射线摄影装置的其他例子的构成的示意图。

图15是图14的放射线摄影装置的控制框图。

图16是表示在图14的放射线摄影装置中标于被摄体台的指标的一例的示意图。

图17是表示用于说明本发明的实施方式的放射线摄影装置的其他例子的构成的示意图。

图18是图17的放射线摄影装置的控制框图。

图19是表示图17的放射线摄影装置中的被摄体的配置的一例的示意图。

图20是表示图17的放射线摄影装置中的被摄体的配置的其他例子的示意图。

图21是表示图18的放射线摄影装置的变形例的构成的示意图。

图22是表示用于说明本发明的实施方式的、放射线摄影装置的其他例子的构成的示意图。

图23是表示用于说明本发明的实施方式的、放射线摄影装置的其他例子的构成的示意图。

图24是表示用于说明本发明的实施方式的、放射线摄影装置的其他例子的构成的示意图。

图25是表示用于说明本发明的实施方式的、放射线摄影装置的其他例子的构成的示意图。

图26是表示用于说明本发明的实施方式的、放射线摄影装置的其他例子的构成的示意图。

具体实施方式

图1表示用于说明本发明的实施方式的放射线摄影装置的一例的构成，图2表示图1的放射线摄影装置的控制框图。

X线摄影装置1整体上划分为X线摄影装置主体2及控制台3。X线摄影装置主体2具有：X线照射部11，向被摄体H照射X线；摄影部12，检测从X线照射部11放射并透过了被摄体H的X线，生成图像数据；及支架13，支撑上述X线照射部11及摄影部12。控制台3基于操作者的操作来控制X线照射部11的曝光动作、摄影部12的摄影动作等X线摄影装置主体2的各部分的动作，并且对由摄影部12取得的图像数据进行运算处理，生成相位对比图像。

支架13由以下部件构成：固定于地板的基体60；及从基体60在铅垂方向(在图示的例子中是z方向)上延伸的臂部件61。X线照射部11安装于臂部件61的前端部。在臂部件61的大致中央部，在臂部件61的延伸方向上与X线照射部11相向的状态下，安装有被摄体台15，摄影部12收容于被摄体台15。

X线照射部11具有：作为X线源的X线管18；及准直器单元19。X线管18是阳极旋转型，基于X线源控制部17的控制，根据从高压发生器16施加的高压，从作为电子放射源(阴极)的灯丝(未图示)放射电子线，与以预定速度旋转的旋转阳极18a碰撞，从而产生X线。该旋转阳极18a的电子线的碰撞部分为X线焦点18b。准直器单元19具有以屏蔽从X线管18发出的X线中的、对被摄体H的检查区域没有帮助的部分的方式限制照射范围的可动式的准直器19a。

摄影部12具有：第一吸收型格子31，用于检测基于被摄体H的X线的相位变化(角度变化)；及检测部14，检测由通过了第一吸收型格子31的X线形成的X线图像(以下将该X线图像称为G1图像)。

稍后详述，该X线摄影装置1使用条纹扫描法生成相位对比图像，在检测部14设有：第二吸收型格子32，与G1图像重合；X线图像检测器30，检测与第二吸收型格子32重合的G1图像；及扫描机构33，使第二吸收型格子32以预定间距并行移动。该扫描机构33例如由压电元件等促动器构成。

在控制台3设有由CPU、ROM、RAM等构成的控制装置20。在控制装置20中，经由总线26连接有：输入装置21，操作者输入摄影指示、其指示内容；运算处理部22，对由摄影部12取得的图像数据进行运算处理，生成X线图像；存储部23，存储X线图像；监视器24，显示X线图像等；及接口(I/F)25，与X线摄影装置1的各部连接。

作为输入装置21，例如可以使用开关、触摸面板、鼠标、键盘等，通过输入装置21的操作，输入X线管电压、X线照射时间等X线摄影条件、摄影时序等。监视器24由液晶显示器等构成，通过控制装置20的控制，显示X线摄影条件等文字、X线图像。

图3及图4示意性地表示摄影部12的构成。

第一吸收型格子31由基板31a、配置于该基板31a的多个X线屏蔽部31b(高放射线吸收部)构成。同样地，第二吸收型格子32由基板32a、配置于该基板32a的多个X线屏蔽部32b(高放射线吸收部)构成。基板31a、31b均由使X线透过的硅、玻璃、树脂等X线透过性部件形成。

X线屏蔽部31b由线状部件构成，该线状部件在与从X线照射部11放射的X线的光轴C正交的面内的一个方向上延伸。作为各X线屏蔽部31b的材料，优选X线吸收性良好的材料，例如优选为金、铂等重金属。这些X线屏蔽部31b可以通过金属电镀法、蒸镀法形成。并且，X线屏蔽部31b在与X线的光轴C正交的面内，在与上述一个方向正交的方向(以下称为x方向)上，以一定的格子间距p₁，彼此隔开预定的间隔d₁而排列。

X线屏蔽部32b也由线状部件构成，该线状部件在与从X线照射部11放射的X线的光轴C正交的面内的一个方向上延伸。作为各X线屏蔽部32b的材料，优选金、铂等重金属这样X线吸收性良好的材料，这些X线屏蔽部32b可以通过金属电镀法、蒸镀法形成。并且，X线屏蔽部32b在与X线的光轴C正交的面内，在与上述一个方向正交的方向(x方向)上，以一定的格子间距p₂，彼此隔开预定的间隔d₂而排列。

如上构成的第一及第二吸收型格子31、32并非对入射X线赋予相位差，而是赋予强度差，因此也称为振幅型格子。此外，作为上述间隔d₁、d₂的区域的狭缝部(低放射线吸收部)也可以不是空隙，例如可以用高分子、轻金属等X线低吸收材料来填充该空隙。

第一及第二吸收型格子31、32无论有无塔尔波特干扰效果，均构成为将通过了狭缝部的X线几何投影。具体而言构成为：通过将间隔d₁、d₂设为比从X线照射部11放射的X线的峰值波长足够大的值，使照射X线中含有的大部分X线不在狭缝部发生衍射，而以保持直线前进的方式通过。例如，作为旋转阳极18a而使用钨，当管电压为50kV时，X线的峰值波长约为在这种情况下，如果将间隔d₁、d₂设为1～10μm左右，则在狭缝部，大部分X线不发生衍射，而被几何投影。

从X线照射部11放射的X线不是平行束，而是以X线焦点18b为发光点的锥形束，因此G1图像以与距X线焦点18b的距离成比例的方式扩大。第二吸收型格子32的狭缝部如下决定：与第二吸收型格子32的位置的G1图像的周期性强度分布的图案基本一致。即，在将从X线焦点18b到第一吸收型格子31为止的距离设为L₁、将从第一吸收型格子31到第二吸收型格子32为止的距离设为L₂时，格子间距p₂以满足下式(1)的关系的方式被决定。

(数式1)

$p_2=\frac{L_1+L_2}{L_1}{p}_t\·\·\·\left(1\right)$

从第一吸收型格子31到第二吸收型格子32为止的距离L₂在塔尔波特干扰器中，受到由第一衍射格子的格子距离和X线波长决定的塔尔波特干扰距离的制约，但在该X线摄影装置2中，是第一吸收型格子31不使入射X线发生衍射而进行投影的构成，G1图像在第一吸收型格子31的后方的所有位置可相似地获得，因此能够与塔尔波特干扰距离无关地设定该距离L₂。

摄影部12并非构成塔尔波特干扰器的部件，假设使X线在第一吸收型格子31发生衍射时的塔尔波特干扰距离Z使用第一吸收型格子31的格子间距p₁、第二吸收型格子32的格子间距p₂、X线波长(峰值波长)及正整数m，以下式(2)表示。

(数式2)

$Z=m\frac{p_1{p}_2}{\mathrm{\λ}}\·\·\·\left(2\right)$

公式(2)是表示从X线照射部11放射的X线是锥形束时的塔尔波特干扰距离的公式，通过“Atsushi Momose,et al.,Japanese Journal ofApplied Physics,Vol.47,No.10,2008年10月，8077页”获知。

在该X线摄影装置2中，将距离L₂设定为比m＝1时的最小塔尔波特干扰距离Z短的值，从而实现摄影部12的薄型化。即，将距离L₂设定为满足下式(3)的范围的值。

(数式3)

$L_2<\frac{p_1{p}_2}{\mathrm{\&lambda;}}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(3\right)$

此外，从X线照射部11放射的X线实质上可视为平行束时的塔尔波特干扰距离Z为下式(4)，将距离L₂设定为满足下式(5)的范围的值。

(数式4)

$Z=m\frac{{p_1}^2}{\mathrm{\&lambda;}}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(4\right)$

(数式5)

$L_2<\frac{{p_1}^2}{\mathrm{\&lambda;}}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(5\right)$

但是，距离L₂无需一定满足公式(3)或公式(5)，例如当不存在摄影部12的薄型化要求时，也可采用从公式(3)或公式(5)偏离的范围的值。

图5示意性地表示X线图像检测器30的构成。

X线图像检测器30使用以薄膜晶体管(TFT:Thin Film Transistor)面板为基体的平面型检测器(FPD:Flat Panel Detector)，由以下部件构成：受像部41，由将X线转换为电荷并蓄积的多个像素40在TFT主动矩阵基板上二维排列而成；扫描电路42，控制从受像部41读出电荷的读出时序；读出电路43，读出各像素40中蓄积的电荷，将电荷转换为图像数据并存储；及数据发送电路44，将图像数据经由控制台3的I/F25发送到运算处理部22。此外，扫描电路42和各像素40对应各行由扫描线45连接，读出电路43和各像素40对应各列由信号线46连接。

各像素40能够作为直接转换型的X线检测元件构成，该X线检测元件通过非晶硒等转换层(未图示)而将X线直接转换为电荷，将转换后的电荷蓄积于与下部电极连接的电容器(未图示)。在各像素40上连接TFT开关(未图示)，TFT形状的栅极连接于扫描线45，源极连接于电容器，漏极连接于信号线46。当TFT开关通过来自扫描电路42的驱动脉冲变为接通状态时，电容器中蓄积的电荷被信号线46读出。

此外，各像素40也能够作为间接转换型的X线检测元件构成，该X线检测元件同时使用将X线转换为可视光的闪烁体，将通过闪烁体被转换的可视光转换为电荷并蓄积。作为形成闪烁体的荧光体，例如使用铽活化硫氧化钆(Gd₂O₂S：Tb)、铊活化碘化铯(CsI：Tl)等。并且，作为X线图像检测器，不限于以TFT面板为基体的FPD，也可以使用以CCD传感器、CMOS传感器等固体摄像元件为基体的各种X线图像检测器。

读出电路43由积分放大电路、A/D转换器、校正电路及图像存储器构成。积分放大电路对从各像素40经由信号线46输出的电荷进行积分，转换为电压信号(图像信号)，输入到A/D转换器。A/D转换器将输入的图像信号转换为数字的图像数据，输入到校正电路。校正电路对图像数据进行偏移校正、增益校正及线性化校正，将校正后的图像数据存储于图像存储器。此外，作为校正电路的校正处理，也可以包括X线的曝光量、曝光分布(所谓阴影)的校正、取决于X线图像检测器30的控制条件(驱动频率、读出期间)的图案噪声(例如TFT开关的泄漏信号)的校正等。

X线图像检测器30以其受像面与X线的光轴C正交的方式配置，典型地以该受像部41的像素40的排列中的行方向或列方向与第一吸收型格子31的格子间距方向(x方向)平行的方式配置。

在如上构成的摄影部12中，由通过了第一吸收型格子31的X线形成反映了第一吸收型格子31的格子构造的呈现周期性强度分布的G1图像。并且，该G1图像通过与第二吸收型格子31重合而被进行强度调制，被进行了强度调制后的G1图像由X线图像检测器30拍摄。第二吸收型格子32的位置的G1图像的周期性强度分布的图案周期p₁’与第二吸收型格子32的实质的格子间距p₂’(制造后的实质间距)因制造误差、配置误差而产生若干差异。在此，配置误差是指，第一及第二吸收型格子31、32相向地倾斜、旋转，两者的间隔改变，从而使x方向上的实质的间距发生变化。

由于G1图像的图案周期p₁’与第二吸收型格子32的格子间距p₂’的微小差异，X线图像检测器30上的图像对比包含莫尔条纹。将从X线焦点18b到X线图像检测器30为止的距离设为L，与该莫尔条纹的x方向相关的周期T由下式(6)表示。

(数式6)

$T=\frac{L}{L_1+L_2}\left|\frac{{p_1}^{\&prime;}\&times;{p_2}^{\&prime;}}{{p_1}^{\&prime;}-{p_2}^{\&prime;}}\right|\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(6\right)$

为了以X线图像检测器30检测该莫尔条纹，像素40的与x方向相关的排列间距P需要至少不是莫尔条纹周期T的整数倍，需要满足下式(7)(在此n是正整数)。

(数式7)

P≠nT…(7)

并且，在满足公式(7)的范围内，即使排列间距P大于莫尔条纹周期T，也能够检测出莫尔条纹，但优选排列间距P小于莫尔条纹周期T，优选满足下式(8)。这是因为，为了获得质量良好的相位对比图像，在下述相位对比图像的生成过程中，优选以较高的对比度检测莫尔条纹。

(数式8)

P<T…(8)

像素40的排列间距P是通过设计确定的值(一般是100μm左右)，难以变更，因此当调整像素40的排列间距P和莫尔条纹的周期T的大小关系时优选为：进行第一及第二吸收型格子31、32的位置调整，变更G1图像的图案周期p₁’与第二吸收型格子32的格子间距p₂’中的至少任一个，从而变更莫尔条纹的周期T。莫尔条纹的周期T的变更例如能够通过以下方式来进行：使第一及第二吸收型格子31、32以光轴C为中心相对旋转、或者使第一及第二吸收型格子31、32沿着光轴C相对移动或相对倾斜。

在被摄体台15配置了被摄体H的情况下，G1图像的周期性强度分布通过被摄体H受到调制，G1图像和第二吸收型格子32的重合所形成的莫尔条纹也受到调制。该调制量与因被摄体H的折射效果而偏振的X线角度成比例。在通过X线图像检测器30取得的图像中，包含与莫尔条纹对应的周期图案，通过解析该周期图案，能够生成被摄体H的相位对比图像。

以下，说明图像的周期图案的解析方法。

(解析方法1)

图6表示根据与被摄体H的x方向相关的相位移位分布Ф(x)而折射的一个X线。

附图标记55表示不存在被摄体H时直行的X线的路径，在该路径55中前进的X线通过第一及第二吸收型格子31、32，入射到X线图像检测器30。附图标记56表示存在被摄体H时由被摄体H折射而偏振的X线的路径。在该路径56中前进的X线在通过了第一吸收型格子31后，被第二吸收型格子32屏蔽。

以被摄体H的折射率分布为n(x,z)，以z为X线的前进方向，被摄体H的相位移位分布Ф(x)由下式(9)表示。

(数式9)

$\mathrm{\&Phi;}\left(x\right)=\frac{2\mathrm{\&pi;}}{\mathrm{\&lambda;}}\&Integral;[1-n(x,z)]\mathrm{dz}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(9\right)$

从第一吸收型格子31投射到第二吸收型格子32的位置的G1图像通过在被摄体H的X线折射，以与该折射角对应的量在x方向上发生位移。该位移量△x基于X线的折射角微小而近似地由下式(10)表示。

(数式10)

Δx≈L₂φ…(10)

在此，折射角使用X线波长λ和被摄体H的相位移位分布Ф(x)而由公式(11)表示。

(数式11)

$\mathrm{\&phi;}=\frac{\mathrm{\&lambda;}}{2\mathrm{\&pi;}}\frac{\&PartialD;\mathrm{\&Phi;}\left(x\right)}{\&PartialD;x}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(11\right)$

如此，基于在被摄体H的X线折射的G1图像的位移量△x与被摄体H的相位移位分布Ф(x)相关。并且，该位移量△x与图像数据的各像素的信号的相位偏移量(存在被摄体H和不存在被摄体H时的信号的相位差)如下式(12)那样相关。

(数式12)

$\mathrm{\&phi;}=\frac{2\mathrm{\&pi;}}{p_2}\mathrm{\&Delta;x}=\frac{2\mathrm{\&pi;}}{p_2}{L}_2\mathrm{\&phi;}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(12\right)$

因此，通过求出各像素的信号的相位偏移量由公式(12)求出折射角使用公式(11)求出相位移位分布Ф(x)的微分量，因此针对x对其进行积分，从而能够生成被摄体H的相位移位分布Ф(x)、即被摄体H的相位对比图像。在该X线摄影装置1中，使用以下说明的条纹扫描法来计算上述相位偏移量

在条纹扫描法中，使第一及第二吸收型格子31、32中的一个格子相对于另一个格子在该格子的格子间距方向上步进式地并行移动，改变相对于G1图像的周期性强度分布的第二吸收型格子32的X线屏蔽部32b的周期性排列的相位，并且进行摄影。在该X线摄影装置2中，通过扫描机构33(参照图1)使第二吸收型格子32移动，但也可以使第一吸收型格子31移动。

随着第二吸收型格子32的移动，莫尔条纹移动，当并行距离到达第二吸收型格子32的格子周期的一个周期(格子间距p₂)时(即相位变化达到2π时)，莫尔条纹恢复到原来的位置。通过如下方式进行这种莫尔条纹的变化来获得各像素的信号的相位偏移量使第二吸收型格子32每次移动整数量的格子间距p₂，并且利用X线图像检测器30进行摄像，从获得的多个图像数据中对应各像素取得多个信号值，并利用运算处理部22进行运算处理。

图7示意性地表示使第二吸收型格子32每次移动将格子间距p₂分割为M(2以上的整数)个所得的扫描间距(p₂/M)的情况。

扫描机构33在k＝0、1、2、……、M－1的M个各扫描位置上，使第二吸收型格子32依次并行移动。并且在该图中，第二吸收型格子32的初始位置是，不存在被摄体H时的第二吸收型格子32的位置上的G1图像的暗部，是与X线屏蔽部32b基本一致的位置(k＝0)，但该初始位置也可是k＝0、1、2、……、M－1中的任意一个位置。

首先，在k＝0的位置，主要是未由被摄体H折射的X线通过第二吸收型格子32。接着，当按照k＝1、2、……的顺序使第二吸收型格子32移动时，通过第二吸收型格子32的X线中，未由被摄体H折射的X线的成分减少，而另一方面，由被摄体H折射的X线的成分增加。尤其是在k＝M/2，主要是仅由被摄体H折射的X线通过第二吸收型格子32。当超过K＝M/2时，相反地，通过第二吸收型格子32的X线中，由被摄体H折射的X线的成分减少，而另一方面，未由被摄体H折射的X线的成分增加。当在k＝0、1、2、……、M－1的各位置利用X线图像检测器30进行摄像时，可对应各像素获得M个信号值。以下，说明根据该M个信号值来计算各像素的信号的相位偏移量的方法。

在将第二吸收型格子32位于位置k时的各像素的信号值设为I_k(x)时，I_k(x)由下式(13)表示。

(数式13)

$I_k\left(x\right)=A_0+\underset{n>0}{\mathrm{\&Sigma;}}{A}_n\exp \left[2\mathrm{\&pi;i}\frac{n}{p_2}\right\{L_2\mathrm{\&phi;}\left(x\right)+\frac{{\mathrm{kp}}_2}{M}\left\}\right]\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(13\right)$

在此，x是与各像素的x方向相关的坐标，A₀是入射X线的强度，A_n是与信号的对比度对应的值(在此，n是正整数)。并且，将折射角作为像素的坐标x的函数来表示。

接着，当使用下式(14)的关系式时，折射角如下式(15)所示。

(数式14)

$\underset{k=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\exp (-2\mathrm{\&pi;i}\frac{k}{M})=0\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(14\right)$

(数式15)

$\mathrm{\&phi;}\left(x\right)=\frac{p_2}{2\mathrm{\&pi;}{L}_2}\arg \left[\underset{k=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{I}_k\left(x\right)\exp (-2\mathrm{\&pi;i}\frac{k}{M})\right]\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(15\right)$

在此，arg[]是指偏振角的提取，与各像素的信号的相位偏移量对应。因此，根据对应各像素获得的M个信号值，基于公式(15)算出各像素的信号的相位偏移量从而求出折射角

图8表示随着条纹扫描而变化的一个像素的信号波形。

对应各像素获得的M个信号值相对于第二吸收型格子32的位置k，以格子间距p₂的周期进行周期性变化。图8中的虚线表示不存在被摄体H时的信号波形，图8中的实线表示存在被摄体H时的信号波形。这两个波形的相位差与各像素的信号的相位偏移量对应。

并且，折射角如上式(11)所示，与相位移位分布Ф(x)的微分对应，因此通过沿着x轴对折射角进行积分，可获得相位移位分布Ф(x)。此外，在以上说明中，未考虑与像素的y方向相关的y坐标，但通过对各y坐标进行同样的运算，可获得x方向及y方向上的二维相位移位分布Ф(x，y)。以上运算由运算处理部22进行，运算处理部22将相位移位分布Ф(x，y)作为相位对比图像存储于存储部23中。

(解析方法2)

图9表示X线摄影装置1中的相位对比图像的生成方法的其他例子。

在以下说明的方法中，通过一次摄影取得与通过上述条纹扫描法取得的多个图像数据等价的多个图像数据。

将第一及第二吸收型格子31、32以光轴C为中心相对地旋转角度θ而配置，从而使G1图像及第二吸收型格子32相对地旋转角度θ。X线图像检测器30的受像面的位置的G1图像的周期性强度分布和第二吸收型格子32的投影(X线屏蔽部32b的周期性排列的射影)的重合在与第一吸收型格子31的格子间距方向(x方向)正交的方向(y方向)上周期性变化。

旋转角θ被设定为：以y方向的像素40的排列间距为Py，以取得的图像数据的个数为M，与上述变化的n周期(其中，n是除了0及M的倍数的整数)相当的距离D为D＝Py×M。由此，将在y方向上相邻的M个像素40作为一个单位，在各单位的M个像素之间，形成G1图像的周期性强度分布和第二吸收型格子32的X线屏蔽部32b的周期性排列的相位彼此不同的状态。在图示的例子中，表示M＝5、n＝1的情况。

并且，将隔M行的多个像素行作为一组，对应每组，基于从该组的像素行组的各像素40读出的电荷，形成图像数据，从而取得M个图像数据。如图中例子所示，在作为M＝5、n＝1而设定了旋转角θ时，从(5×k－4)行(k＝1、2、……)的像素行组中取得第一图像数据，从(5×k－3)行的像素行组中取得第二图像数据，从(5×k－2)行的像素行组中取得第三图像数据，从(5×k－1)行的像素行组中取得第四图像数据，从(5×k)行的像素行组中取得第五图像数据。基于如上取得的M个图像数据来生成相位对比图像的方法与上述条纹扫描法相同。

根据上述相位对比图像的生成方法，能够通过一次摄影获得周期图案的解析所需的多个图像，无需多次摄影期间的第一吸收型格子31或第二吸收型格子32的移动及要求高精度的扫描机构33。因此，能够提高摄影工作流程，并使装置简化。并且，能够消除各摄影之间的被摄体的移动所造成的画质下降。

(解析方法3)

图10表示X线摄影装置1中的相位对比图像的生成方法的其他例子。

在以下说明的方法中，替代上述条纹扫描法，使用傅里叶变换及反傅里叶变换来进行图像的周期图案的解析，生成相位对比图像。

通过G1图像和第二吸收型格子32的重合而形成的莫尔条纹所对应的图像的周期图案能够由下式(16)表示，公式(16)能够改写为下式(17)。

(数式16)

f(x，y)＝a(x，y)+b(x，y)cos(2π(f_0xx+f_0yy)+φ(x，y))…(16)

(数式17)

f(x，y)＝a(x，y)+c(x，y)exp(2πi(f_0xx+f_0yy))+c^*(x，y)exp(-2πi(f_0xx+f_0yy))…(17)

在公式(16)中，a(x，y)表示背景，b(x，y)表示与周期图案的基本周期对应的空间频率成分的振幅，(f_0x，f_0y)表示周期图案的基本周期。并且，在公式(17)中，c(x，y)由下式(18)表示。

(数式18)

$c(x,y)=\frac{1}{2}b(x,y)\exp \left[\mathrm{i\&phi;}(x,y)\right]\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(18\right)$

因此，通过取出c(x，y)或c*(x，y)的成分，能够取得折射角的信息。在此，公式(17)通过傅里叶变换而变为下式(19)。

(数式19)

F(f_x，f_y)＝A(f_x，f_y)+C(f_x-f_0x，f_y-f_0y)+C^*(f_x+f_0x，f_y+f_0y)…(19)

在公式(19)中，F(f_x，f_y)、A(f_x，f_y)、C(f_x，f_y)分别是对f(x，y)、a(x，y)、c(x，y)的二维傅里叶变换。

在使用了第一及第二吸收型格子31、32这样的一维格子时，在图像的空间频率频谱中，如图10所示，至少产生以下三个峰值：源自A(f_x，f_y)的峰值；隔着上述峰值的、源自C(f_x，f_y)及C*(f_x，f_y)的周期图案的基本周期所对应的空间频率成分的峰值。源自A(f_x，f_y)的峰值在原点产生，并且，源自C(f_x，f_y)及C*(f_x，f_y)的峰值在(±f_0x，±f_0y)(正号对应正号、负号对应负号(複合同順))的位置产生。

为了根据图像的空间频率频谱获得折射角剪切包括与周期图案的基本周期对应的空间频率成分的峰值频率在内的区域，以峰值频率与频率空间的原点重叠的方式使剪切出的区域移动，进行反傅里叶变换。并且，根据通过反傅里叶变换获得的复数信息，能够获得折射角根据折射角生成相位对比图像的方法与上述条纹扫描法相同。

根据上述相位对比图像的生成方法，能够根据一个周期图案图像生成相位对比图像，从而通过一次摄影即可完成，因此无需多次摄影期间的第一吸收型格子31或第二吸收型格子32的移动及要求高精度的扫描机构33。因此，能够提高摄影工作流程，并使装置简化。并且，能够消除各摄影之间的被摄体的移动所造成的画质下降。

在上述图像的周期图案的解析方法1～3中，可获得与作为第一吸收型格子31的格子间距方向的x方向相关的折射角即相位移位分布Ф的微分，在基于该相位移位分布Ф的微分而获得的相位对比图像中，描绘出与第一吸收型格子31的格子间距方向交叉的被摄体H的缘部，尤其是清楚地描绘出与第一吸收型格子31的格子间距方向大致正交的被摄体H的缘部。即，被摄体H的配置受到第一吸收型格子31的格子间距方向的制约。因此，在该X线摄影装置1中，与第一吸收型格子31的格子间距方向有关地设有引导被摄体台15上的被摄体H的配置的引导部。

图11表示引导部的一例。

在图11所示的例子中，在被摄体台15的配置面，标有在第一吸收型格子31的格子间距方向(x方向)上延伸的箭头70，通过该指标，指示出第一吸收型格子31的格子间距方向。

例如，被摄体H是膝关节，在以软骨部为关注区域时，使构成膝关节的大腿骨及胫骨以在作为指标的箭头70的指示方向上延伸的方式配置膝关节，从而使作为关注区域的软骨部的缘部与第一吸收型格子31的格子间距方向大致正交地配置，在相位对比图像中被清楚地描绘。

图12表示引导部的其他例子。

在图12所示的例子中，在被摄体台15的配置面，标有与第一吸收型格子31的X线屏蔽部31b平行地延伸且在格子间距方向上排列的多条线71，通过该指标，指示出第一吸收型格子31的X线屏蔽部31b的延伸方向。

例如，被摄体H是腿的膝关节，在以软骨部为关注区域时，使构成膝关节的大腿骨及胫骨以与作为指标的多条线大致正交的方式配置膝关节，从而使作为关注区域的软骨部的缘部与第一吸收型格子31的格子间距方向大致正交地配置，在相位对比图像中被清楚地描绘。

图13表示引导部的其他例子。

在图13所示的例子中，在被摄体台15的配置面，对应被摄体的各个种类，标有表示被摄体的大致形状的图形。作为被摄体种类，以手的指节间关节及足部的指节间关节为例，表示包括这些关节的手的大致形状的图形72a及表示足部的大致形状的图形72b标于配置面。并且，以这些图形72a、72b中的指在第一吸收型格子31的格子间距方向上延伸的方式标记这些图形。此外，这些图形也可以与被摄体台15的配置面的大致中央重叠地被标记(图13A)，但在多个图形重叠导致难以识别各个图形时，例如优选对应各图形变更色彩。并且，为了避免多个图形重复，例如也可以将使这些图形72a、72b缩小而成的图形72a’、72b’在配置面的缘部排列并标记(图13B)。

在被摄体台15的配置面的大致中央部重叠地被标记时，被摄体H以与对应于其种类的图形重叠的方式配置，并且，在通过缩小尺寸在配置面的缘部排列而被标记时，模拟与被摄体H的种类对应的图形以配置被摄体H，从而使被摄体H的关注区域的缘部与第一吸收型格子31的格子间距方向大致正交地配置，在相位对比图像中被清楚地描绘。

并且，在该X线摄影装置1中，X线照射部11及收容有摄影部12的被摄体台15由支架13的臂部件61支撑，被摄体台15以沿着第一吸收型格子31的格子间距方向(x方向)的缘追随于臂部件61的方式安装于臂部件61(参照图1、图11)。即，臂部件61从第一吸收型格子31的在其格子间距方向上延长的区域偏离而在铅垂方向(z方向)上延伸。根据上述构成，在第一吸收型格子31的格子间距方向上，臂部件61不位于被摄体台15的前端。因此，尤其在将腿、手臂等较长的被摄体配置于被摄体台15上等情况下，与第一吸收型格子31的格子间距方向有关地引导被摄体的配置，由此能够避免被摄体和臂部件61发生干扰，而将被摄体适当地配置于被摄体台15上。

以上，根据X线摄影装置1，能够与第一吸收型格子31的格子间距方向有关地适当配置被摄体H，能够获得被摄体H的关注区域的清楚的相位对比图像。

并且，在第一吸收型格子31中，使几乎所有X线不发生衍射地几何投影到第二吸收型格子32，因此照射X线不要求较高的空间可干扰性，能够使用在医疗领域中应用的普通的X线源。并且，能够将从第一吸收型格子31到第二吸收型格子32为止的距离L₂设为任意的值，能够将距离L₂设定得比塔尔波特干扰器中的最小塔尔波特干扰距离小，因此能够使摄影部12小型化(薄型化)。而且，来自第一吸收型格子31的投影图像(G1图像)中，照射X线的几乎所有波长成分产生作用，莫尔条纹的对比度提高，因此能够提高被摄体H的相位信息的检测灵敏度。

此外，使第二格子与第一格子的投影图像重合并产生莫尔条纹，因此说明了第一及第二格子均为吸收型格子的情况，但本发明不限于此。如上所述，本发明也适用于使第二格子与塔尔波特干扰图像重合并产生莫尔条纹的情况。因此，第一格子不限于吸收型格子，也可以是相位型格子。

并且，说明了将相位移位分布Ф图像化而成的图像作为相位对比图像存储或显示的情况，但相位移位分布Ф对由折射角求出的相位移位分布Ф的微分量进行积分，折射角及相位移位分布Ф的微分量也与基于被摄体的X线的相位变化相关。因此，将折射角图像化而成的图像、将相位移位的微分量图像化而成的图像也包含于相位对比图像中。

并且，对于在没有被摄体的状态下进行摄影(预摄影)而取得的莫尔条纹，也可以进行上述相位对比图像的生成处理，取得相位对比图像。该相位对比图像例如反映因第一及第二吸收型格子31、32的不平均性等而产生的相位不均(初始相位的偏移)。从在有被摄体的状态下进行摄影(主摄影)而取得的相位对比图像中减去该预摄影中的相位对比图像，从而能够获得校正了摄影部12的相位不均的相位对比图像。

并且，说明了摄影部12收容于被摄体台15的情况，但摄影部12和被摄体台15也可以作为分体而构成。因透过被摄体H而产生的X线的折射仅为几μrad，解析通过该折射产生的图像的周期图案(莫尔条纹)的调制及该周期图案而获得的信号的相位变化也很微小。在计测这种微小的变化时，X线焦点18b、第一及第二吸收型格子31、32、X线图像检测器30的相对位置的偏移会对被摄体H的相位信息的检测精度造成影响。通过将摄影部12收容于被摄体台15，在对检测精度产生影响的振动经由摄影台15作用于摄影部12的情况下，通过将摄影部12和被摄体台15作为分体而构成，能够降低该影响。但是，优选被摄体H和第一吸收型格子31接近，由此在将摄影部12和被摄体台15作为分体而构成的情况下，也优选尽量使二者接近地配置。

图14表示用于说明本发明的实施方式的、放射线摄影装置的其他例子的构成，图15表示图14的放射线摄影装置的控制框。此外，对与上述X线摄影装置1共同的要素，标注同样的附图标记，从而省略或简化说明。

在上述X线摄影装置1中，引导被摄体H的配置的指标预先标于被摄体台15的配置面，但在图14及图15所示的X线摄影装置80中，在控制台3的输入装置21中输入被摄体种类，将与在此输入的被摄体种类对应的指标显示于被摄体台15的配置面，通过该显示的指标，引导被摄体台15的配置面上的被摄体H的配置。

在X线照射部11设有投影光源81、液晶显示装置(LCD：LiquidCrystal Display)82及反光镜83。

反光镜83透过X线管18放射的X放射线，反射投影光源81照射的光。在图示的例子中，X线管18和投影光源81配置于光学上等价的位置。即，X线管18和投影光源81配置于物理空间上不同的位置，但在将反光镜83所形成的折返以直线状延伸时，配置于一致的位置。

LCD82是投影仪等所利用的公知的投影型的液晶显示装置，用于显示与被输入到控制台3的输入装置21中的被摄体种类对应的被摄体的大致形状的图像。显示控制部84取得被输入到输入装置21中的被摄体种类的信息，并以显示与所取得的被摄体种类对应的被摄体的大致形状的图像的方式控制LCD82，并且控制投影光源81的开灯、关灯。

从投影光源81出射并透过了LCD82的、承载LCD82的显示图像的投影光由准直器单元19限制为与从X线管18放射的X线的照射视野基本相同的照射视野，而投影到被摄体台15的配置面。

图16表示在被摄体台15的配置面显示的指标的一例。

作为被摄体种类，以手的指节间关节及足部的指节间关节为例，表示包括这些关节的手的大致形状的图形72a(图16A)及表示足部的大致形状的图形72b(图16B)根据被输入到控制台3中的被摄体种类，选择性地显示于被摄体台15的配置面的大致中央部。并且，这些图形显示为，这些图形72a、72b中的指在第一吸收型格子31的格子间距方向上延伸。被摄体H以与在配置面显示的图形重叠的方式配置，从而使被摄体H的关注区域的缘部与第一吸收型格子31的格子间距方向大致正交地配置，在相位对比图像中被清楚地描绘。

根据以上构成，在被摄体台15的配置面的大致中央，显示与被摄体H的种类对应的一个图形。因此，与在配置面重复地标有各个被摄体种类的多个图形的情况相比，图形的识别变得容易。

图17表示用于说明本发明的实施方式的、放射线摄影装置的其他例子的构成，图18表示图17的放射线摄影装置的控制框。此外，对与上述X线摄影装置1共同的要素，标注同样的附图标记，从而省略或简化说明。

在图17及图18所示的X线摄影装置90中，在被摄体台15设有检测被摄体H的检测单元，基于检测单元对被摄体H的检测结果，引导被摄体台15的配置面上的被摄体H的配置。其他构成与上述X线摄影装置1相同，省略图示。

在被摄体台15中，在沿着各边的缘部，设有作为检测被摄体H的检测单元的传感器91并列设置多个而成的传感器列92a～d。这些传感器列92通过使被摄体H在传感器列92上重叠来检测被摄体H。作为传感器91，例如可以使用压力传感器、反射型光电传感器等。此外，在该例中，在沿着被摄体台15的各边的缘部设有传感器列92，但只要至少在与第一吸收型格子31的格子间距方向(x方向)交叉的一对缘部设置即可。

在控制台3设有：判定部93，取得传感器列92a～d中的检测信息，基于所取得的检测信息，判定被摄体台15的配置面上的被摄体H的配置是否适当；及报知部94，基于判定部93的判定结果，向操作人员报知判定结果。

在沿着被摄体台15的各边的缘部设置的传感器列92a～d中的、与第一吸收型格子31的格子间距方向(x方向)交叉的缘部设置的一对传感器列92a、92b的至少任一个传感器列中检测出被摄体H时，判定部93判定为被摄体H的配置适当，在与第一吸收型格子31的格子间距方向平行的缘部设置的一对传感器列92c、92d的至少一个传感器列中检测出被摄体H时，判定部93判定为被摄体H的配置不适当。

报知部94在该例中如下构成：取得判定部93中的判定结果信息，将所取得的判定结果信息显示于控制台3的监视器24。

图19及图20表示被摄体台15的配置面上的被摄体H的配置的一例。

图19表示被摄体H是手的指节间关节的情况。在构成指节间关节的一对骨骼大致沿着第一吸收型格子31的格子间距方向(x方向)配置时(图19A)，手臂与传感器列92a(或92b)重叠，该传感器列92a(或92b)设于与第一吸收型格子31的格子间距方向交叉的缘部。在此情况下，在判定部93中，判定为被摄体H的配置适当，该判定结果通过报知部94显示于控制台3的监视器24。

在构成指节间关节的一对骨骼与第一吸收型格子31的格子间距方向(x方向)大致正交配置时(图19B)，手臂与传感器列92c(或92d)重叠，该传感器列92c(或92d)设于与第一吸收型格子31的格子间距方向平行的缘部。在此情况下，在判定部93中，判定为被摄体H的配置不适当，该判定结果通过报知部94显示于控制台3的监视器24。因此，操作人员通过参照在监视器24显示的判定结果，能够适当地校正被摄体H的配置。

图20表示被摄体H是手臂的肘关节时的情况。

在构成肘关节的上臂骨及桡骨大致沿着第一吸收型格子31的格子间距方向(x方向)配置时(图20A)，上臂及下臂与传感器列92a及92b重叠，该传感器列92a及92b设于与第一吸收型格子31的格子间距方向交叉的缘部。在判定部93中，判定为被摄体H的配置适当，该判定结果通过报知部94显示于控制台3的监视器24。

在构成肘关节的上臂骨及桡骨与第一吸收型格子31的格子间距方向(x方向)大致正交配置时(图20B)，上臂及下臂与传感器列92c及92d重叠，该传感器列92c及92d设于与第一吸收型格子31的格子间距方向平行的缘部。在此情况下，在判定部93中，判定为被摄体H的配置不适当，该判定结果通过报知部94显示于控制台3的监视器24。因此，操作人员通过参照在监视器24显示的判定结果，能够适当地校正被摄体H的配置。

以上，关节被适当地配置，作为关注区域的这些关节的软骨部的缘部与第一吸收型格子31的格子间距方向大致正交地配置，在相位对比图像中被清楚地描绘。

此外，作为将判定部93的判定结果报知给操作人员的方式，不限于显示在控制台3的监视器24的方式，例如也可以设为通过警告音、声音进行报知的方式。

并且也可以是以下构成：在判定部93中判定为被摄体H的配置不适当的期间内，互锁为无法在X线摄影装置90中进行摄影动作。

并且，也可以设为如下结构：根据被输入到控制台3的输入装置21中的被摄体种类，由判定部93指定应检测被摄体H的传感器列。例如，当被摄体是手的指节间关节时(参照图19)，在输入装置21中，作为被摄体种类，输入手的指节间关节。基于此处的输入信息，判定部93指定在与第一吸收型格子31的格子间距方向交叉的缘部设置的传感器列92a(或92b)，当在此指定的传感器列92a中检测出被摄体时，判定为被摄体的配置适当。并且，当被摄体是肘关节时(参照图20)，在输入装置21中，作为被摄体种类，输入肘关节。基于此处的输入信息，判定部93指定传感器列92a及92b，当在此指定的传感器列92a及92b中检测出被摄体时，判定为被摄体的配置适当。

图21表示上述X线摄影装置90的变形例的构成。

在图21所示的例子中，设有旋转机构95，该旋转机构95使第一及第二吸收型格子31、32和X线图像检测器30保持彼此的相对位置关系而以光轴C为中心旋转。

当被摄体H是手的指节间关节时，在与第一吸收型格子31的格子间距方向平行的缘部设置的传感器列92c(或92d)中检测出被摄体时(图21A)，在判定部93中，判定为被摄体的配置不适当，控制台3的控制装置20驱动旋转机构95，使第一及第二吸收型格子31、32和X线图像检测器30旋转约90度(图21B)。

随着第一吸收型格子31的上述旋转，构成指节间关节的一对骨骼大致沿着第一吸收型格子31的格子间距方向(x方向)配置。并且，配置于与第一吸收型格子31的格子间距方向(x方向)交叉的缘部的一对传感器列为传感器列92c、92d，通过控制装置20变更设定以使在这些传感器列92c、92d的至少一个传感器列中检测出被摄体H时判定为被摄体H的配置适当，从而判定部93判定为被摄体H的配置适当。

通过以上构成，可自动获得与第一吸收型格子31的格子间距方向有关的被摄体的适当的配置。

图22表示用于说明本发明的实施方式的、放射线摄影装置的其他例子的构成。

在图22所示的X线摄影装置中，与图1所示的X线摄影装置1的不同点是，第一吸收型格子31配置于X线照射部11和被摄体台15之间。第一吸收型格子31收容于安装在臂部件61的保持部件34。

作为引导被摄体台15的配置面上的被摄体H的配置的引导部，可以使用在上述X线摄影装置1、80、90中说明的各种引导部。在由X线摄影装置1、80中的指标构成引导部时，如X线摄影装置1、80所示，可以在被摄体台15的配置面标记指标，或者也可以显示指标，还可以构成为在保持部件34的表面标记指标，或者显示指标。此外，如X线摄影装置80所示，在使用投影光在被摄体台15的配置面显示指标时，为了使投影光不被保持部件34及第一吸收型格子31屏蔽，例如，保持部件34由使投影光透过的材料形成，对于第一吸收型格子31，只要构成为在摄影前以从照射视野偏离的方式能够在保持部件34内移动即可。

在上述构成中，被摄体H配置于第一吸收型格子31和第二吸收型格子32之间，在第二吸收型格子32的位置形成的第一吸收型格子31的G1图像通过被摄体H而受到调制。并且，与上述X线摄影系统1一样，通过与第二吸收型格子32的重合，G1图像被进行强度调制，被进行了强度调制后的G1图像由X线图像检测器30进行摄像。因此，在该X线摄影系统中，也能够通过上述原理获得被摄体H的相位对比图像。

并且，在该X线摄影装置中，通过第一吸收型格子31的屏蔽，剂量基本减半的X线照射到被摄体H，因此能够使被摄体H的曝光量降低到上述X线摄影系统1的情况的大约一半。

图23表示用于说明本发明的实施方式的、放射线摄影装置的其他例子的构成。

在图23所示的X线摄影装置中，与上述X线摄影装置1的不同点是，在X线照射部11配置有多缝35。

在上述X线摄影装置1中，在将从X线照射部11到X线图像检测器30为止的距离设为在一般的医院的摄影室中设定的距离(1m～2m)时，X线焦点18b的焦点大小(一般是0.1mm～1mm左右)所形成的G1图像的光晕产生影响，可能导致相位对比图像的画质下降。因此，可考虑在X线焦点18b正后方设置小孔来实际减小焦点大小，但当为了缩小实际的焦点大小而减小小孔的开口面积时，X线强度下降。在该例中，为了解决这一问题，在X线焦点18b的正后方配置多缝35。

多缝35是与第一及第二吸收型格子31、32同样构造的吸收型格子(第三吸收型格子)，在一个方向上延伸的多个X线屏蔽部在与第一及第二吸收型格子31、32的X线屏蔽部31b、32b相同的方向(x方向)上周期性地排列。该多缝35的目的是，通过局部地屏蔽从X线焦点18b放射的放射线，在x方向上形成以预定的间距排列的多个小焦点光源(分散光源)。

将从多缝35到第一吸收型格子31为止的距离设为L₃，该多缝35的格子间距p₃需要为满足下式(20)。

(数式20)

$p_3=\frac{L_3}{L_2}{p}_2\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(20\right)$

公式(20)是用于使从由多缝35分散形成的各点光源出射的X线的第一吸收型格子31所形成的投影图像(G1图像)在第二吸收型格子32的位置处一致(重合)的几何学条件。

并且，实质上，多缝35的位置为X线焦点位置，因此第二吸收型格子32的格子间距p₂被决定为满足下式(21)的关系。

(数式21)

$p_2=\frac{L_3+L_2}{L_3}{p}_1\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(21\right)$

作为引导被摄体台15的配置面上的被摄体H的配置的引导部，可以使用在上述X线摄影装置1、80、90中说明的各种引导部。此外，如X线摄影装置80所示，在使用投影光而在被摄体台15的配置面显示作为引导的指标时，为了使投影光不被多缝35屏蔽，多缝35配置于反光镜83和X线管18之间。并且，如X线摄影装置90的变形例所示，在根据被摄体的配置使第一及第二吸收型格子31、32和X线图像检测器30旋转时，使多缝35也与第一及第二吸收型格子31、32和X线图像检测器30一同旋转。

在以上构成中，基于由多缝35形成的多个点光源的G1图像重合，从而能够不降低X线强度地提高相位对比图像的画质。

图24表示用于说明本发明的实施方式的放射线摄影装置的其他例子的构成。

该X线摄影装置101整体上划分为X线摄影装置主体102及控制台3，在X线摄影装置主体102中，收容于摄影台15的摄影部112具有：第一吸收型格子31；及X线图像检测器130，检测由通过了第一吸收型格子31的X线形成的G1图像。

在X线图像检测器130中，多个像素以能够分辨在X线图像检测器130的受像面上形成的G1图像的周期性强度分布的排列间距排列。在由X线图像检测器130对G1图像进行拍摄而取得的图像中，包括与G1图像的周期性强度分布对应的周期图案，通过解析该周期图案，能够生成被摄体H的相位对比图像。图像中含有的周期图案的解析例如能够使用上述条纹扫描法、傅里叶变换及反傅里叶变换来进行，在通过条纹扫描法解析时，只要使第一吸收型格子31在该格子的格子间距方向(x方向)上相对于X线图像检测器130步进式地并行移动，使相对于G1图像的周期性强度分布的像素的周期性排列的相位相对变化，并且进行摄影即可。

在该X线摄影装置101中，作为引导被摄体台15的配置面上的被摄体H的配置的引导部，可以使用在上述X线摄影装置1、80、90中说明的各种引导部。

如上所述，根据该X线摄影装置101，使用比G1图像的周期性强度分布的周期小的像素间距的检测器，检测G1图像的周期性强度分布，对其进行解析，取得相位信息，因像素间距较小，所以空间分解能力良好。并且，因不借助第二吸收型格子32，所以可提高相位信息的精度。

此外，也可以是，将X线图像检测器130中的像素的排列间距设为，与X线图像检测器130的受像面上形成的G1图像的周期性强度分布的周期有关地产生莫尔条纹的排列间距，通过解析由X线图像检测器130取得的图像中包含的莫尔条纹，生成被摄体H的相位对比图像。一般而言，X线图像检测器中的像素越小，则S/N越有降低的倾向，但也不必为了越能够检测出细微的G1图像的周期性强度分布则越减小X线图像检测器中的像素的排列间距，能够确保S/N并提高相位信息的精度。图像中含有的莫尔条纹的解析例如能够使用上述条纹扫描法、傅里叶变换及反傅里叶变换来进行。

并且，在该X线摄影装置101中，也可以将第一吸收型格子31配置于X线照射部11和被摄体台15之间。

并且，在该X线摄影装置101中，也能够在该X线照射部11设置上述多缝35(参照图23)。在此情况下，将从多缝到第一吸收型格子31为止的距离设为L₃、将从第一吸收型格子31到X线图像检测器130为止的距离设为L₄，多缝的格子间距p₃被设定为满足下式(22)。

(数式22)

$p_3=\frac{L_3+L_4}{L_4}{p}_1\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(22\right)$

公式(22)是用于使从由多缝分散形成的各点光源出射的X线的第一吸收型格子31所形成的投影图像(G1图像)在X线图像检测器30的位置处一致(重合)的几何学条件。

图25表示用于说明本发明的实施方式的放射线摄影装置的其他例子的构成。

图25所示的X线摄影装置201与上述X线摄影装置1的不同点是，分离地设置摄影部12和被摄体台15，上述摄影部12收容有第一吸收型格子31及第二吸收型格子32和X线图像检测器30，由臂部件61支撑X线照射部11及摄影部12，能够使臂部件61以旋转轴62为中心旋转。

根据该X线摄影装置201，通过使臂部件61旋转，能够从各个方向拍摄被摄体H。

作为引导被摄体台15上的被摄体H的配置的引导部，可以使用在上述X线摄影装置1、80、90中说明的各种引导部。此外，被摄体台15根据被摄体H而不是必须的，在不使用被摄体台15时，只要用于引导被摄体H的配置的指标70、71、72、传感器91例如设于摄影部12的框体或者显示即可。

此外，在该X线摄影装置201中，也能够将第一吸收型格子31配置于X线照射部11和被摄体H之间(参照图22)，在此情况下，只要将用于支撑第一吸收型格子31的支撑部设于臂部件61即可。

并且，在该X线摄影装置201中，也可以在该X线照射部11设置多缝35(参照图23)。

并且，在该X线摄影装置201中，与上述X线摄影装置101一样，也可以使用能够分辨G1图像的周期性强度分布的X线图像检测器，对由该X线图像检测器取得的图像中包含的、与G1图像的周期性强度分布对应的周期图案进行解析，从而生成被摄体H的相位对比图像。

图26表示用于说明本发明的实施方式的放射线摄影装置的其他例子的构成。

上述X线摄影装置1将X线向大致铅垂下方照射，基本上通过卧式或坐式进行被摄体H的摄影，但图26所示的X线摄影装置301与上述X线摄影装置1的不同点是，通过立式进行被摄体H的摄影，在大致水平方向上照射X线。

在X线摄影装置301中，X线照射部11和摄影部12在大致水平方向上排列并设置于基体60，上述摄影部12包括第一吸收型格子31及第二吸收型格子32和X线图像检测器30。

作为引导被摄体台15上的被摄体H的配置的引导部，可以使用在上述X线摄影装置1、80、90中说明的各种引导部。

此外，在该X线摄影装置301中，也可以将第一吸收型格子31配置于X线照射部11和被摄体H之间(参照图22)。

并且，在该X线摄影装置301中，也可以在该X线照射部11设置多缝35(参照图23)。

并且，在该X线摄影装置301中，与上述X线摄影装置101一样，也可以使用能够分辨G1图像的周期性强度分布的X线图像检测器，对由该X线图像检测器取得的图像中包含的、与G1图像的周期性强度分布对应的周期图案进行解析，从而生成被摄体H的相位对比图像。

在以上说明中，作为放射线说明了使用一般的X线的情况，但本发明不限于X线，也可以使用α线、γ线等X线以外的放射线。并且，对于上述X线摄影装置1以外的其他X线摄影装置，也与X线摄影装置1一样，第一格子不限于吸收型格子，也可以是相位型格子。

如上所述，本说明书中公开了下述(1)～(22)的放射线摄影装置。

(1)一种放射线摄影装置，具备：放射线照射部；第一格子，具有多个线状体排列而成的周期性构造，由通过的放射线形成包括周期性强度分布的放射线图像；检测部，检测从上述放射线照射部照射、透过上述第一格子及被摄体且上述周期性强度分布受到了调制的上述放射线图像而取得放射线图像数据；及引导部，与上述第一格子的上述线状体组的排列方向有关地引导被摄体的配置。

(2)根据上述(1)所述的放射线摄影装置，在上述放射线照射部与上述检测部之间还具备配置被摄体的被摄体台，上述引导部是标于上述被摄体台的指标。

(3)根据上述(2)所述的放射线摄影装置，上述被摄体台配置于上述放射线照射部与上述第一格子之间、或上述第一格子与上述检测部之间。

(4)根据上述(2)或(3)所述的放射线摄影装置，上述指标表示上述第一格子的上述线状体组的排列方向、或上述第一格子的上述线状体的延伸方向。

(5)根据上述(2)或(3)所述的放射线摄影装置，上述指标按照被摄体的每个种类而设有多个，表示对应的被摄体种类的大致形状。

(6)根据上述(1)所述的放射线摄影装置，在上述放射线照射部与上述检测部之间还具备配置被摄体的被摄体台，上述引导部具有在上述被摄体台显示指标的显示部。

(7)根据上述(6)所述的放射线摄影装置，上述被摄体台配置于上述放射线照射部与上述第一格子之间、或上述第一格子与上述检测部之间。

(8)根据上述(6)或(7)所述的放射线摄影装置，上述指标按照被摄体的每个种类而设有多个，表示对应的被摄体种类的大致形状。

(9)根据上述(8)所述的放射线摄影装置，还具备输入被摄体种类的输入部，上述显示部显示与上述输入部中所输入的被摄体种类相应的上述指标。

(10)根据上述(1)所述的放射线摄影装置，在上述放射线照射部与上述检测部之间还具备配置被摄体的被摄体台，上述引导部具有：被摄体检测部，检测上述被摄体台上的被摄体的配置；及判定部，基于上述被摄体检测部的检测结果而判定被摄体的配置是否适当。

(11)根据上述(10)所述的放射线摄影装置，上述被摄体台配置于上述放射线照射部与上述第一格子之间、或上述第一格子与上述检测部之间。

(12)根据上述(10)或(11)所述的放射线摄影装置，上述被摄体检测部具有沿着上述被摄体台的缘部设置的多个传感器，在由设于与上述第一格子的上述线状体组的排列方向交叉的缘部的传感器检测出被摄体的情况下，上述判定部判定为被摄体的配置适当，在由设于沿着上述第一格子的上述线状体组的排列方向的缘部的传感器检测出被摄体的情况下，上述判定部判定为被摄体的配置不适当。

(13)根据上述(10)至(12)中任一项所述的放射线摄影装置，还具备报知部，在由上述判定部判定为被摄体的配置不适当的情况下，上述报知部报知被摄体的配置不适当。

(14)根据上述(10)至(12)中任一项所述的放射线摄影装置，还具备驱动部，在由上述判定部判定为被摄体的配置不适当的情况下，上述驱动部使上述第一格子及上述检测部绕着通过上述第一格子的放射线的光轴旋转。

(15)根据上述(1)至(14)中任一项所述的放射线摄影装置，还具备臂部件，上述臂部件在上述放射线照射部、上述第一格子及上述检测部的排列方向上延伸，支撑上述放射线照射部、第一格子及检测部。

(16)根据上述(15)所述的放射线摄影装置，上述臂部件从将上述第一格子在其线状体的排列方向上延长而形成的延长区域偏离地配置。

(17)根据上述(1)至(16)中任一项所述的放射线摄影装置，上述检测部还具有与上述放射线图像重合的第二格子，上述放射线图像检测器检测与上述第二格子重合的上述放射线图像。

(18)根据上述(1)至(16)中任一项所述的放射线摄影装置，上述放射线图像检测器具有能够分辨上述放射线图像的上述周期性强度分布的分辨率，检测上述放射线图像。

(19)根据上述(1)至(16)中任一项所述的放射线摄影装置，上述放射线图像检测器具有因与上述放射线图像的上述周期性强度分布的周期的关系而产生莫尔条纹的分辨率，检测上述放射线图像。

(20)根据上述(1)至(19)中任一项所述的放射线摄影装置，还具备运算处理部，基于由上述放射线摄影装置的检测部取得的至少一个放射线图像数据而生成被摄体的相位对比图像。

(21)一种放射线摄影装置，具备：放射线照射部；第一格子，具有多个线状体排列而成的周期性构造，由通过的放射线形成包括周期性强度分布的放射线图像；检测部，包括放射线图像检测器，检测因在与上述放射线照射部之间配置的被摄体而上述周期性强度分布受到了调制的上述放射线图像，取得放射线图像数据；及引导部，与上述第一格子的上述线状体组的排列方向有关地引导被摄体的配置。

(22)根据上述(21)所述的放射线摄影装置，被摄体配置于上述放射线照射部与上述第一格子之间、或上述第一格子与上述检测部之间。

工业实用性

根据本发明，能够提供一种使放射线从适当的方向入射到被摄体、能够获得清楚的相位对比图像的放射线摄影装置。

详细并参照特定的实施方式对本发明进行了说明，但对于本领域技术人员而言，能够在不脱离本发明的精神和范围的情况下施加各种变更、校正，这是不言而喻的。

本申请基于2011年12月5日申请的日本专利申请(日本特愿2011-266164)、2012年10月26日申请的日本专利申请(日本特愿2012-236818)，将其内容作为参照引入到本文中。

附图标记说明

1X线摄影装置

2X线摄影装置主体

3控制台

11X线照射部

12摄影部

14检测部

15被摄体台

18X线管

30X线图像检测器

31第一吸收型格子(第一格子)

31a基板

31b X线屏蔽部(线状体)

32第二吸收型格子(第二格子)

Claims (20)

1.一种放射线摄影装置，具备：

放射线照射部；

第一格子，具有多个线状体排列而成的周期性构造，由通过的放射线形成包括周期性强度分布的放射线图像；

检测部，检测从上述放射线照射部照射、透过上述第一格子及被摄体且上述周期性强度分布受到了调制的上述放射线图像而取得放射线图像数据；及

引导部，与上述第一格子的上述线状体组的排列方向有关地引导被摄体的配置。

2.根据权利要求1所述的放射线摄影装置，其中，

在上述放射线照射部与上述检测部之间还具备配置被摄体的被摄体台，

上述引导部是标于上述被摄体台的指标。

3.根据权利要求2所述的放射线摄影装置，其中，

上述被摄体台配置于上述放射线照射部与上述第一格子之间、或上述第一格子与上述检测部之间。

4.根据权利要求2或3所述的放射线摄影装置，其中，

上述指标表示上述第一格子的上述线状体组的排列方向、或上述第一格子的上述线状体的延伸方向。

5.根据权利要求2或3所述的放射线摄影装置，其中，

上述指标按照被摄体的每个种类而设有多个，表示对应的被摄体种类的大致形状。

6.根据权利要求1所述的放射线摄影装置，其中，

在上述放射线照射部与上述检测部之间还具备配置被摄体的被摄体台，

上述引导部具有在上述被摄体台显示指标的显示部。

7.根据权利要求6所述的放射线摄影装置，其中，

上述被摄体台配置于上述放射线照射部与上述第一格子之间、或上述第一格子与上述检测部之间。

8.根据权利要求6或7所述的放射线摄影装置，其中，

上述指标按照被摄体的每个种类而设有多个，表示对应的被摄体种类的大致形状。

9.根据权利要求8所述的放射线摄影装置，其中，

还具备输入被摄体种类的输入部，

上述显示部显示与上述输入部中所输入的被摄体种类相应的上述指标。

10.根据权利要求1所述的放射线摄影装置，其中，

在上述放射线照射部与上述检测部之间还具备配置被摄体的被摄体台，

上述引导部具有：被摄体检测部，检测上述被摄体台上的被摄体的配置；及判定部，基于上述被摄体检测部的检测结果而判定被摄体的配置是否适当。

11.根据权利要求10所述的放射线摄影装置，其中，

上述被摄体台配置于上述放射线照射部与上述第一格子之间、或上述第一格子与上述检测部之间。

12.根据权利要求10或11所述的放射线摄影装置，其中，

上述被摄体检测部具有沿着上述被摄体台的缘部设置的多个传感器，

在由设于与上述第一格子的上述线状体组的排列方向交叉的缘部的传感器检测出被摄体的情况下，上述判定部判定为被摄体的配置适当，在由设于沿着上述第一格子的上述线状体组的排列方向的缘部的传感器检测出被摄体的情况下，上述判定部判定为被摄体的配置不适当。

13.根据权利要求10～12中任一项所述的放射线摄影装置，其中，

还具备报知部，在由上述判定部判定为被摄体的配置不适当的情况下，上述报知部报知被摄体的配置不适当。

14.根据权利要求10～12中任一项所述的放射线摄影装置，其中，

还具备驱动部，在由上述判定部判定为被摄体的配置不适当的情况下，上述驱动部使上述第一格子及上述检测部绕着通过上述第一格子的放射线的光轴旋转。

15.根据权利要求1～14中任一项所述的放射线摄影装置，其中，

还具备臂部件，上述臂部件在上述放射线照射部、上述第一格子及上述检测部的排列方向上延伸，支撑上述放射线照射部、第一格子及检测部。

16.根据权利要求15所述的放射线摄影装置，其中，

上述臂部件从将上述第一格子在其线状体的排列方向上延长而形成的延长区域偏离地配置。

17.根据权利要求1～16中任一项所述的放射线摄影装置，其中，

上述检测部还具有与上述放射线图像重合的第二格子，

上述放射线图像检测器检测与上述第二格子重合的上述放射线图像。

18.根据权利要求1～16中任一项所述的放射线摄影装置，其中，

上述放射线图像检测器具有能够分辨上述放射线图像的上述周期性强度分布的分辨率，检测上述放射线图像。

19.根据权利要求1～16中任一项所述的放射线摄影装置，其中，

上述放射线图像检测器具有因与上述放射线图像的上述周期性强度分布的周期的关系而产生莫尔条纹的分辨率，检测上述放射线图像。

20.根据权利要求1～19中任一项所述的放射线摄影装置，其中，

还具备运算处理部，基于由上述放射线摄影装置的检测部取得的至少一个放射线图像数据而生成被摄体的相位对比图像。