CN109106387B - Ｘ射线相位差成像装置 - Google Patents

Ｘ射线相位差成像装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109106387B
CN109106387B CN201810653082.8A CN201810653082A CN109106387B CN 109106387 B CN109106387 B CN 109106387B CN 201810653082 A CN201810653082 A CN 201810653082A CN 109106387 B CN109106387 B CN 109106387B
Authority
CN
China
Prior art keywords
grating
ray
gratings
phase difference
holding portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810653082.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109106387A (zh
Inventor
堀场日明
白井太郎
土岐贵弘
佐野哲
森本直树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Publication of CN109106387A publication Critical patent/CN109106387A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109106387B publication Critical patent/CN109106387B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5211—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/48—Diagnostic techniques
    • A61B6/484—Diagnostic techniques involving phase contrast X-ray imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/40—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4035—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis the source being combined with a filter or grating
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4291—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis the detector being combined with a grid or grating
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G01N23/041—Phase-contrast imaging, e.g. using grating interferometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G01N23/20008—Constructional details of analysers, e.g. characterised by X-ray source, detector or optical system; Accessories therefor; Preparing specimens therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G01N23/20075—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials by measuring interferences of X-rays, e.g. Borrmann effect

Abstract

本发明提供一种X射线相位差成像装置。该X射线相位差成像装置具备多个光栅和用于保持多个光栅中的各个光栅的光栅保持部。多个光栅被配置成在与X射线的光轴正交的面内多个光栅的光栅构成部分延伸的方向沿着因光栅保持部引起的位置偏移最大的方向。

Description

Ｘ射线相位差成像装置
技术领域
本发明涉及一种X射线相位差成像装置，特别是涉及一种利用塔尔博特干涉仪生成吸收像、相位微分像以及暗视场像的X射线相位差成像装置。
背景技术
以往，已知一种利用塔尔博特干涉仪生成吸收像、相位微分像以及暗视场像的X射线相位差成像装置。这种X射线相位差成像装置例如在国际公开第2014/030115号中被公开。
国际公开第2014/030115号中公开的X射线相位差成像装置具备X射线源、多狭缝、相位光栅、吸收光栅、检测器以及使相位光栅进行步进移动的步进装置。国际公开第2014/030115号中公开的X射线相位差成像装置使相位光栅进行步进移动并进行拍摄，由此除了能够生成吸收像以外，还能够生成相位微分像和暗视场像。此外，“相位微分像”是指根据在X射线通过了被摄体时产生的X射线的相位的偏移来进行图像化所得到的像。另外，“暗视场像”是指根据基于物体的小角度散射的Visibility的变化而得到的Visibility像。另外，暗视场像也被称为小角度散射像。“Visibility”是指清晰度。
在此，塔尔博特干涉仪被设计成，吸收光栅的周期与在离相位光栅规定距离(塔尔博特距离)的位置处形成的相位光栅的自身像的周期相同。另外，塔尔博特干涉仪利用包括用于在光栅的初始位置的调整、拍摄时使光栅平移的移动机构的光栅保持部来保持各光栅。而且，塔尔博特干涉仪一边使吸收光栅沿着与光栅构成部分延伸的方向正交的方向每次平移规定距离一边进行拍摄，由此能够生成相位微分像和暗视场像。此外，“光栅构成部分”是指光栅的X射线透过部和X射线遮蔽部(X射线相位变化部)。
塔尔博特干涉仪一边使相位光栅或吸收光栅进行步进移动一边进行拍摄，由此在检测器的各像素中获取所检测到的X射线的检测信号曲线(以下，称为“步进曲线”)。而且，塔尔博特干涉仪能够基于通过不配置被摄体就进行拍摄而获取到的步进曲线和通过配置被摄体后进行拍摄而获取到的步进曲线，来生成相位微分像和暗视场像。
然而，关于国际公开第2014/030115号中公开的X射线相位差成像装置，在拍摄中由于保持光栅的光栅保持部引起各光栅在与X射线的光轴方向正交的面内发生位置偏移的情况下，相位光栅的自身像与吸收光栅的相对位置发生偏移。在相位光栅的自身像与吸收光栅的相对位置发生了在与光栅的光栅构成部分延伸的方向正交的方向上的位置偏移的情况下，存在以下问题：所获取的步进曲线的形状变化，因此所生成的相位微分像和暗视场像的图像质量劣化。
本发明是为了解决上述问题而完成的，本发明的一个目的在于提供如下一种X射线相位差成像装置：即使在与X射线的光轴方向正交的面内由于光栅保持部引起光栅发生位置偏移的情况下，也能够抑制所获取的图像的图像质量劣化。
发明内容
为了实现上述目的，本发明的一个方面的X射线相位差成像装置具备： X射线源；检测器，其检测从X射线源照射的X射线；多个光栅，所述多个光栅被配置在X射线源与检测器之间；控制部，其基于由检测器检测到的通过了多个光栅的X射线的检测信号，来生成图像；以及光栅保持部，其用于保持多个光栅中的各个光栅，其中，多个光栅被配置成在与X射线的光轴正交的面内多个光栅的光栅构成部分延伸的方向沿着因光栅保持部引起的位置偏移最大的方向。
在此，在塔尔博特干涉仪中由于光栅保持部引起光栅发生了位置偏移的情况下，光栅的自身像也发生位置偏移。在与光栅的光栅构成部分延伸的方向垂直的方向上发生了因光栅保持部引起的位置偏移的情况下，光栅的自身像相对于光栅的扫描方向发生位置偏移。因而，当在步进曲线的获取中发生光栅的位置偏移时，步进曲线的形状变化。另一方面，在沿着光栅的构成部分延伸的方向的方向发生了因光栅保持部引起的位置偏移的情况下，不会对与光栅的光栅构成部分延伸的方向正交的方向造成影响，因此所获得的步进曲线的形状不变。因此，在本发明中，如上所述，配置为使光栅的光栅构成部分延伸的方向沿着因光栅保持部引起的位置偏移的方向，由此即使在与X 射线的光轴方向正交的面内发生了因光栅保持部引起的位置偏移，也能够抑制相位光栅的自身像与吸收光栅的光栅构成部分延伸的方向正交的方向上的光栅的位置关系变化。其结果，能够抑制所获取的步进曲线的形状变化，因此即使在与X射线的光轴方向正交的面内由于光栅保持部引起光栅发生了位置偏移的情况下，也能够抑制所获取的图像的图像质量劣化。
在上述一个方面的X射线相位差成像装置中，优选的是，光栅保持部还具备调整多个光栅的相对位置的光栅位置调整机构，控制部构成为利用光栅位置调整机构调整多个光栅的相对位置，光栅位置调整机构构成为在拍摄时使多个光栅沿着与光栅保持部的位置偏移最大的方向正交的方向进行相对移动。如果以这种方式构成，则能够使多个光栅进行相对移动的方向与因光栅保持部引起的位置偏移的方向正交，因此即使在发生了因光栅保持部引起的位置偏移的情况下，也能够抑制使多个光栅进行相对移动的方向的位置偏移。其结果，能够抑制所获取的步进曲线的形状的变化，能够抑制所生成的图像的图像质量劣化。
在该情况下，优选的是，通过分别在不同的方向上层叠使多个光栅移动的多个定位机构来构成光栅位置调整机构，多个光栅被配置成多个光栅的光栅构成部分延伸的方向沿着光栅位置调整机构的总厚度最大的方向。在此，在光栅位置调整机构由同一构件构成的情况下，例如认为由于光栅位置调整机构的热变形引起光栅发生位置偏移时的光栅的位置偏移依赖于光栅位置调整机构的厚度。因而，如果以配置为使多个光栅的光栅构成部分延伸的方向沿着光栅位置调整机构的厚度最大的方向的方式构成，则即使不测定由光栅位置调整机构引起的位置偏移，也能够通过分析决定位置偏移的方向。
在一边使多个光栅沿着与上述光栅保持部的位置偏移最大的方向正交的方向进行相对移动一边进行拍摄的结构中，优选的是，多个光栅包括第一光栅和第二光栅，其中，该第一光栅改变从X射线源照射的X射线的相位来产生塔尔博特干涉，该第二光栅对构成通过由第一光栅引起的塔尔博特干涉而生成的像的X射线的一部分进行遮蔽，第一光栅和第二光栅被配置成在与 X射线的光轴正交的面内第一光栅和第二光栅这双方的光栅构成部分延伸的方向沿着因光栅保持部引起的位置偏移最大的方向。如果以这种方式构成，则能够在需要严格地设定第一光栅与第二光栅的位置关系的塔尔博特干涉仪中抑制因光栅保持部引起的第一光栅和/或第二光栅的位置偏移所导致的图像的图像质量劣化。因而，在塔尔博特干涉仪中，为了抑制因光栅保持部引起的第一光栅和/或第二光栅的位置偏移所导致的图像的图像质量的劣化，优选利用本申请。
在一边使多个光栅沿着与上述光栅保持部的位置偏移最大的方向正交的方向进行相对移动一边进行拍摄的结构中，优选的是，多个光栅包括第三光栅和第四光栅，其中，该第三光栅对从X射线源照射的X射线的一部分进行遮蔽，该第四光栅对构成通过利用第三光栅遮蔽X射线的一部分而生成的像的X射线的一部分进行遮蔽，第三光栅和第四光栅被配置成在与X射线的光轴正交的面内第三光栅和第四光栅这双方的光栅构成部分延伸的方向沿着因光栅保持部引起的位置偏移最大的方向。如果以这种方式构成，则能够在非干涉仪中抑制由光栅保持部的位置偏移引起的图像的图像质量劣化。因而，能够在非干涉仪中抑制因光栅保持部引起的第三光栅和/或第四光栅的位置偏移所导致的图像的图像质量劣化。因而，在非干涉仪中，为了抑制因光栅保持部引起的第三光栅和/或第四光栅的位置偏移所导致的图像的图像质量的劣化，优选利用本申请。
在上述一个方面的X射线相位差成像装置中，优选的是，因光栅保持部引起的位置偏移至少包括因光栅保持部的热变形引起的位置偏移。如果以这种方式构成，则即使在拍摄X射线相位差成像图像时由于在光栅保持部周边发生热变动而导致光栅保持部发生热变形的情况下，也能够抑制由于因光栅保持部引起的光栅的位置偏移导致所获取的图像的图像质量劣化。
在上述一个方面的X射线相位差成像装置中，优选的是，因光栅保持部引起的位置偏移的方向是在与从X射线源照射的X射线的光轴正交的面内将光栅保持部的位置偏移量分解为各不相同的两个方向后的位置偏移量中的位置偏移量大的方向。如果以这种方式构成，则能够将对光栅的位置偏移影响最甚的光栅保持部的位置偏移量大的一个方向视为光栅保持部的位置偏移的方向。其结果，能够容易地决定光栅的配置方向。
在该情况下，优选的是，X射线源、多个光栅以及检测器沿水平方向或铅垂方向排列地配置，因光栅保持部引起的位置偏移的方向是在与从X射线源照射的X射线的光轴正交的面内检测器的纵向或横向这两个方向中的光栅保持部的位置偏移量大的方向。如果以这种方式构成，则不论在沿水平方向和铅垂方向中的哪个方向配置了X射线相位差成像装置的情况下，均在与 X射线的光轴正交的面内使光栅沿检测器的纵向和横向中的任一方移动即可，因此能够容易地利用光栅位置调整机构进行光栅的移动。
在上述一个方面的X射线相位差成像装置中，优选的是，多个光栅还包括第五光栅，该第五光栅用于通过对从X射线源照射的X射线的一部分进行遮蔽来提高X射线的空间上的相干性。如果以这种方式构成，则能够利用第五光栅提高X射线源的相干性。其结果，能够利用焦距不微小的X射线源进行X射线相位差摄像，因此能够提高X射线源的选择的自由度。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的X射线相位差成像装置的整体构造的图。
图2是用于说明本发明的第一实施方式的X射线相位差成像装置的X射线源、多个光栅以及检测器的配置的示意图。
图3是将本发明的第一实施方式的X射线相位差成像装置的光栅和光栅保持部放大后的示意图。
图4是用于说明本发明的第一实施方式的X射线相位差成像装置的光栅位置调整机构要调整的光栅的位置偏移方向的示意图。
图5是用于说明本发明的第一实施方式的X射线相位差成像装置的光栅位置调整机构的结构的示意图。
图6的(A)和(B)是用于说明本发明的第一实施方式的X射线相位差成像装置的光栅保持机构保持光栅的例子的示意图。
图7是用于说明第一实施方式的塔尔博特干涉仪的生成吸收像、相位微分像以及暗视场像的方法的示意图。
图8是用于说明第一实施方式的塔尔博特干涉仪的获取步进曲线的方法的示意图。
图9的(A)和(B)是用于说明第一实施方式的第一光栅和第二光栅的光栅构成部分配置为沿X方向延伸时的位置偏移的示意图。
图10的(A)和(B)是用于说明第一实施方式的第一光栅和第二光栅的光栅构成部分配置为沿Y方向延伸时的位置偏移的示意图。
图11是表示本发明的第二实施方式的X射线相位差成像装置的整体构造的图。
图12是表示本发明的第三实施方式的X射线相位差成像装置的整体构造的图。
图13是表示本发明的第一实施方式的第一变形例的X射线相位差成像装置的整体构造的图。
图14是表示本发明的第一实施方式的第二变形例的X射线相位差成像装置的整体构造的图。
具体实施方式
以下，基于附图来说明将本发明具体化的实施方式。
[第一实施方式]
参照图1～图10对本发明的第一实施方式的X射线相位差成像装置100的结构进行说明。
(X射线相位差成像装置的结构)
首先，参照图1～图6对第一实施方式的X射线相位差成像装置100的结构进行说明。
如图1所示，X射线相位差成像装置100是利用通过了被摄体T的X射线的扩散来将被摄体T的内部进行图像化的装置。另外，X射线相位差成像装置100是利用塔尔博特(Talbot)效应将被摄体T的内部进行图像化的装置。X 射线相位差成像装置100例如能够在无损检查用途中用于作为物体的被摄体 T的内部的图像化。另外，X射线相位差成像装置100例如能够在医疗用途中用于作为生物体的被摄体T的内部的图像化。
图1是X射线相位差成像装置100的立体图。另外，图2是从上(Y1方向) 观察X射线相位差成像装置100的图。如图1所示，X射线相位差成像装置100 具备X射线源1、第三光栅2、第一光栅3、第二光栅4、检测器5、控制部6以及光栅保持部7。此外，在本说明书中，将铅垂方向设为Y方向，将铅垂向上方向设为Y1方向，将铅垂向下方向设为Y2方向。另外，将与Y方向正交的水平面内的正交的两个方向分别设为X方向和Z方向。将X方向中的一方设为X1 方向，将另一方设为X2方向。另外，将Z方向中的一方设为Z1方向，将另一方设为Z2方向。在图1所示的例子中，沿Z1方向排列地配置有X射线源1、多个光栅以及检测器5。此外，Z方向是专利权利要求书的“X射线的光轴方向”的一例。
X射线源1构成为通过被施加高电压来产生X射线，并且朝向Z1方向照射所产生的X射线。
如图2所示，第三光栅2具有多个X射线透过部2a和X射线遮蔽部2b。各 X射线透过部2a和X射线遮蔽部2b形成为直线状地延伸。另外，X射线透过部2a和X射线遮蔽部2b在与X射线透过部2a及X射线遮蔽部2b延伸的方向正交的方向上以规定的周期(间距)d3排列。此外，X射线透过部2a和X射线遮蔽部2b是专利权利要求书的“光栅构成部分”的一例。
第三光栅2被配置在X射线源1与第一光栅3之间，通过对从X射线源1照射的X射线的一部分进行遮蔽来提高X射线的空间上的相干性。第三光栅2 是所谓的多狭缝。此外，第三光栅2是专利权利要求书的“第五光栅”的一例。
第一光栅3具有多个狭缝3a和X射线相位变化部3b。各狭缝3a和X射线相位变化部3b分别形成为直线状地延伸。另外，狭缝3a和X射线相位变化部 3b在与狭缝3a及X射线相位变化部3b延伸的方向正交的方向上以规定的周期(间距)d1排列。第一光栅3是所谓的相位光栅。此外，狭缝3a和X射线相位变化部3b是专利权利要求书的“光栅构成部分”的一例。
第一光栅3被配置在X射线源1与第二光栅4之间。第一光栅3改变从X射线源1照射的X射线的相位来产生塔尔博特干涉。塔尔博特干涉是指如下情况：当具有相干性的X射线通过形成有狭缝的光栅时，在与光栅相距规定的距离(塔尔博特距离Zp)的位置处形成光栅的像(自身像30(参照图7))。
第二光栅4具有多个X射线透过部4a和X射线遮蔽部4b。各X射线透过部4a和X射线遮蔽部4b分别形成为直线状地延伸。另外，X射线透过部4a和 X射线遮蔽部4b在与X射线透过部4a及X射线遮蔽部4b延伸的方向正交的方向上以规定的周期(间距)d2排列。第二光栅4是所谓的吸收光栅。第一光栅 3、第二光栅4、第三光栅2是分别具有不同的作用的光栅，但狭缝3a、X射线透过部4a以及X射线透过部2a分别使X射线透过。另外，X射线遮蔽部4b 和X射线遮蔽部2b分别起到遮蔽X射线的作用，X射线相位变化部3b由于与狭缝3a之间的折射率不同而使X射线的相位变化。此外，X射线透过部4a和 X射线遮蔽部4b是专利权利要求书的“光栅构成部分”的一例。
第二光栅4被配置在第一光栅3与检测器5之间，被照射通过了第一光栅3 的X射线。另外，第二光栅4被配置在与第一光栅3相距塔尔博特距离Zp的位置。第二光栅4与第一光栅3的自身像30(参照图7)发生干涉，从而在检测器5 的检测表面上形成莫尔条纹(未图示)。
另外，塔尔博特距离Zp通过以下的式(1)来表示。
Figure BDA0001704647870000091
在此，d1是第一光栅3的周期。另外，λ是从X射线源1照射的X射线的波长。另外，R1是从第一光栅3到第二光栅4的距离。另外，p是任意的整数。
另外，第二光栅4的周期d2被设计为与第一光栅3的自身像30(参照图7) 相同的周期，通过以下的式(2)表示。
Figure BDA0001704647870000092
检测器5构成为，检测X射线并且将检测到的X射线转换为电信号，读出转换得到的电信号来作为图像信号。检测器5例如是FPD(Flat Panel Detector：平板检测器)。检测器5由多个转换元件(未图示)和配置在多个转换元件上的像素电极(未图示)构成。检测器5将多个转换元件和像素电极以规定的周期(像素间距)配置，使得像素的排列方向与X方向及Y方向一致。另外，检测器5构成为将获取到的图像信号输出到控制部6。
控制部6构成为基于从检测器5输出的图像信号来生成吸收像、相位微分像以及暗视场像。控制部6例如包括CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)和GPU(GraphicsProcessing Unit：图形处理单元)。
此外，在第一实施方式中，X射线相位差成像装置100构成为通过条纹扫描法获取被摄体T。条纹扫描法是指以下方法：一边使第一光栅3或第二光栅4沿X方向以规定的间距平移一边进行拍摄，基于按每个像素检测到的X射线强度来制作强度调制信号，基于制作出的强度调制信号来进行图像化。
接着，参照图3～图5对第一实施方式的X射线相位差成像装置100的光栅保持部7保持光栅的结构以及光栅位置调整机构9调整光栅的位置的结构进行说明。图3是被光栅保持部7保持的光栅的放大图。如图3所示，各光栅是矩形形状，被配置为光栅构成部分沿u方向延伸。另外，各光栅的光栅构成部分沿r方向以规定的周期(间距)排列。另外，各光栅被收容在金属制的光栅框架8中，光栅保持部7通过保持光栅框架8来保持各光栅。光栅框架8是矩形的框形状，例如由铝构成。另外，光栅保持部7由金属性的构件构成，包括调整多个光栅的位置的光栅位置调整机构9。与光栅保持部7同样地，光栅位置调整机构9也由金属制的构件构成。光栅位置调整机构9构成为调整各光栅的相对位置。另外，光栅位置调整机构9构成为在拍摄时基于来自控制部6的信号来扫描第二光栅4。光栅保持部7和光栅位置调整机构9例如由铝构成。在第一实施方式中，光栅保持部7(光栅位置调整机构9)被设置在各光栅的配置场所，以保持第三光栅2、第一光栅3以及第二光栅4各光栅。另外，在图3 所示的例子中，光栅保持部7被设置于光栅位置调整机构9中的Y1方向的端面，构成为从Y1方向保持光栅框架8。
(光栅位置调整机构调整光栅的位置偏移的结构)
接着，参照图4和图5对光栅位置调整机构9调整第一光栅3和/或第二光栅4的位置偏移的结构进行说明。在此，在如X射线相位差成像装置100那样的塔尔博特劳厄干涉仪中，在与第一光栅3相距塔尔博特距离Zp的位置处配置第二光栅4。另外，在第一光栅3和第二光栅4的相对位置偏移的情况下，产生不期望的莫尔条纹，因此产生所生成的图像的图像质量劣化等问题。因而，在第一实施方式中，X射线相位差成像装置100构成为利用光栅位置调整机构9预先调整第一光栅3、第二光栅4以及第三光栅2的相对位置。如图4 所示，在第一光栅3、第二光栅4以及第三光栅2的位置偏移中主要存在X方向的位置偏移、Y方向的位置偏移、Z方向的位置偏移、绕Z方向轴的旋转方向 Rz上的位置偏移、绕X方向的中心轴线的旋转方向Rx上的位置偏移以及绕Y 方向的中心轴线的旋转方向Ry上的位置偏移。
如图5所示，通过分别在不同的方向上层叠使多个光栅移动的多个定位机构来构成光栅位置调整机构9。具体地说，光栅位置调整机构9构成为在Y 方向上层叠多个定位机构，光栅位置调整机构9的总厚度最大的方向为Y方向。更为具体地说，光栅位置调整机构9包括基台部90、台支承部91、载置光栅的台92、第一驱动部93、第二驱动部94、第三驱动部95、第四驱动部96 以及第五驱动部97。第一驱动部～第五驱动部例如分别包括电动机等。另外，台92由连结部92a、绕Z方向轴转动部92b以及绕X轴方向转动部92c构成。另外，台92构成为用于保持各光栅的光栅保持部7。
第一驱动部93、第二驱动部94以及第三驱动部95分别设置在基台部90的上表面。第一驱动部93构成为使台支承部91在Z方向上进行往复移动。另外，第二驱动部94构成为使台支承部91绕Y轴方向进行转动。另外，第三驱动部 95构成为使台支承部91在X方向上进行往复移动。台支承部91与台92的连结部92a连接，随着台支承部91的移动，台92也移动。
另外，第四驱动部96构成为使绕Z方向轴转动部92b在X方向上进行往复移动。绕Z方向轴转动部92b构成为，底面朝向连结部92a形成为凸曲面状，通过在X方向上进行往复移动来使台92绕Z方向的中心轴线进行转动。另外，第五驱动部97构成为使绕X轴方向转动部92c在Z方向上进行往复移动。绕X 轴方向转动部92c构成为，底面朝向绕Z方向轴转动部92b形成为凸曲面状，通过在Z方向上进行往复移动来使台92绕X方向的中心轴线进行转动。
因而，光栅位置调整机构9构成为能够利用第一驱动部93在Z方向上对光栅进行位置调整。另外，光栅位置调整机构9构成为能够利用第二驱动部94 在绕Y轴方向的旋转方向(Ry方向)上对光栅进行位置调整。另外，光栅位置调整机构9构成为能够利用第三驱动部95在X方向上对光栅进行位置调整。另外，光栅位置调整机构9构成为能够利用第四驱动部96在绕Z方向轴的旋转方向(Rz方向)上对光栅进行位置调整。另外，光栅位置调整机构9构成为能够利用第五驱动部97在绕X轴方向的旋转方向(Rx方向)上对光栅进行位置调整。各轴方向的可移动范围例如分别是几mm。另外，绕X轴方向的旋转方向Rx、绕Y轴方向的旋转方向Ry以及绕Z方向轴的旋转方向Rz的可转动角度例如分别是几度。
在第一实施方式中，如图5所示，光栅位置调整机构9构成为通过使光栅载置于台92来进行光栅的六轴方向的位置调整，但只要能够进行光栅的位置调整，就可以以任意方式构成。例如，也可以如图6的(A)和图6的(B)所示那样构成为从三个方向保持光栅。在图6的(A)所示的例子中，光栅位置调整机构9包括第一调整机构9a、第二调整机构9b以及第三调整机构9c。此外，图6 的(A)和图6的(B)是以下例子：为了方便，用矩形形状表示构成第一调整机构～第三调整机构的定位机构，设为各个定位机构具有相同的厚度。
第一调整机构9a是在Y方向上层叠三层定位机构而得到的构造，构成为在X方向、Y方向以及Z方向上对光栅进行位置调整。另外，第二调整机构9b 是在X方向上层叠两层定位机构而得到的构造，构成为在Rx方向和Ry方向上对光栅进行位置调整。另外，第三调整机构9c是利用一个定位机构从X方向保持光栅的结构，构成为在Rz方向上对光栅进行位置调整。此外，在第一实施方式中，也可以如图6的(B)所示那样构成为第一调整机构9a和第二调整机构9b为相同的总厚度。
(吸收像、相位微分像以及暗视场像的生成)
接着，参照图7和图8对控制部6生成吸收像、相位微分像以及暗视场像的结构进行说明。
图7是表示使第二光栅4相对于第一光栅3的自身像30沿与光栅构成部分正交的方向平移并获取步进曲线的例子的图。在图7的(A)的状态下，第一光栅3的自身像30与第二光栅4的X射线遮蔽部4b重叠，因此由检测器5检测到的X射线的强度变小。但是，当通过扫描第一光栅3而成为图7的(B)的状态时，第一光栅3的自身像30与第二光栅4的X射线透过部4a重叠的区域增加，因此由检测器5检测到的X射线的强度变大。而且，当对第一光栅3扫描到图7的(C)的状态时，第一光栅3的自身像30与第二光栅4的X射线透过部4a重叠，因此由检测器5检测到的X射线的强度最大。通过这样在检测器5的各像素中获取步进曲线。此外，在图7中示出不配置被摄体T就获取到的步进曲线11 的例子以及配置被摄体T后获取到的步进曲线12的例子。
接着，参照图8对利用获取到的步进曲线生成吸收像、相位微分像以及暗视场像的结构进行说明。如图8所示，能够根据配置被摄体T后进行了拍摄时的X射线的平均强度Cs与不配置被摄体T就进行了拍摄时的X射线的平均强度Cr的比来生成吸收像。另外，能够通过将不配置被摄体T就进行拍摄而获取到的步进曲线11与配置被摄体T后进行拍摄而获取到的步进曲线12的相位差
Figure BDA0001704647870000131
乘以通过规定的计算求出的数来生成相位微分像。另外，能够根据不配置被摄体T就进行了拍摄时的Visibility(Vr)与配置被摄体T后进行了拍摄时的Visibility(Vs)的比来生成暗视场像。能够根据步进曲线11的振幅Ar与平均强度Cr的比来求出Vr。另外，能够根据步进曲线12的振幅As与平均强度Cs 的比来求出Vs。
(光栅的位置偏移)
在此，在条纹扫描法中，通过一边扫描光栅一边进行拍摄来获取表示各像素的X射线的强度变化的步进曲线，基于获取到的步进曲线来生成图像。因而，在步进曲线的获取中由于光栅保持部7引起第一光栅3和/或第二光栅4 发生了位置偏移的情况下，第一光栅3的自身像30与第二光栅4的相对位置发生变化，由检测器5检测到的X射线的强度有可能变化。当检测到的X射线的强度变化时产生以下等影响：所获取的步进曲线的形状变化，所生成的图像的图像质量劣化。
在此，参照图9和图10说明因光栅的位置偏移的方向与光栅的扫描方向的关系而在检测到的X射线的强度上发生变化从而对步进曲线造成影响的例子以及对步进曲线不造成影响的例子。此外，在第一实施方式中，光栅的位置偏移是指在与X射线的光轴正交的面内(XY面内)发生的光栅的位置偏移。
图9是表示在沿着光栅的扫描方向的方向发生了光栅的位置偏移的情况下的例子的图。在图9所示的例子中，以使第一光栅3和第二光栅4的光栅构成部分朝向X方向的方式配置了第一光栅3和第二光栅4。在条纹扫描法中，光栅的扫描方向是与光栅构成部分正交的方向，因此光栅的扫描方向是Y方向。
图9的(A)是表示第一光栅3和第二光栅4处于假定的适当的位置关系的情况下的第一光栅3的自身像30与第二光栅4的位置关系的图。如图9的(A)所示，在没有发生光栅的位置偏移的情况下，第一光栅3的自身像30与第二光栅4的X射线遮蔽部4b的在光栅的扫描方向(Y方向)上的位置一致。因而，从该状态起一边沿Y方向扫描第一光栅3一边进行拍摄而获取到的步进曲线为反映了被摄体T的形状的形状。
图9的(B)是表示第一光栅3向Y1方向发生了位置偏移的情况下的第一光栅3的自身像30与第二光栅4的位置关系的图。如图9的(B)所示，在光栅的扫描方向发生了位置偏移的情况下，第一光栅3的自身像30与第二光栅4的X射线遮蔽部4b的在Y方向上的位置发生偏移，因此与光栅被配置为适当的位置关系的情况相比，由检测器5检测到的X射线的强度变化。因而，在步进曲线的获取中，在第一光栅3发生了如图9的(B)所示的位置偏移的情况下，由检测器5检测到的X射线的强度变化，步进曲线的形状变化。即，成为包含除由被摄体T的形状引起的X射线强度变化以外的X射线强度变化的步进曲线。
图10是表示在与光栅的扫描方向正交的方向上发生了光栅的位置偏移的情况下的例子的图。在图10所示的例子中，以使光栅的光栅构成部分朝向 Y方向的方式配置了第一光栅3和第二光栅4。因而，在图10所示的例子中，光栅的扫描方向为X方向。
图10的(A)是表示第一光栅3和第二光栅4处于假定的适当的位置关系的情况下的第一光栅3的自身像30与第二光栅4的位置关系的图。如图10的(A) 所示，在没有发生光栅的位置偏移的情况下，第一光栅3的自身像30与第二光栅4的X射线遮蔽部4b的在光栅的扫描方向(Y方向)上的位置一致。因而，从该状态起一边沿X方向扫描第一光栅3一边进行拍摄而获取到的步进曲线的形状为反映了被摄体T的形状的形状。图10的(B)是表示第一光栅3向Y1方向发生了位置偏移的情况下的第一光栅3的自身像30与第二光栅4的位置关系的图。如图10的(B)所示，即使在与光栅的扫描方向正交的方向上发生了位置偏移的情况下，也不会沿X方向进行位置偏移，因此与光栅被配置为适当的位置关系的情况相比，在光栅面内的区域检测到的X射线的强度不变。因而，步进曲线的形状不变。
由此，光栅的构成部分延伸的方向配置为沿着因光栅保持部7引起的位置偏移的方向的方向，由此即使在光栅发生了位置偏移的情况下，也能够抑制对所获取的步进曲线的形状造成影响。因此，在第一实施方式中，关于多个光栅，在与X射线的光轴正交的面内，多个光栅的光栅构成部分延伸的方向配置为因光栅保持部7引起的位置偏移最大的方向。其结果，最大的位置偏移方向与扫描方向为图10的(B)的关系。
在此，考虑因光栅保持部7引起的位置偏移。作为拍摄中的位置偏移因素，能够考虑各种因素，但至少包括因热引起的位置偏移。光栅保持部7和光栅位置调整机构9由铝等金属制的构件构成。另外，光栅位置调整机构9包括电动机等以进行光栅的位置调整，因此认为会产生热。在产生了热的情况下，由铝等金属制的构件构成的光栅保持部7和光栅位置调整机构9有时发生热变形。
例如，在铝的情况下，每1m的热膨胀系数是23×10-6[/℃]，因此光栅保持部7的厚度是10cm，在假定整体上同样地发生温度变化的情况下，每1℃发生2.3μm的热变形。由于各光栅的周期是几μm至几十μm，因此当光栅的位置偏移0.几μm至几μm时，对步进曲线的形状造成影响。因而，即使光栅保持部7和光栅位置调整机构9的温度仅变化了几℃，也对步进曲线造成影响。为了抑制这种光栅保持部7和光栅位置调整机构9的热变形，需要将温度变化抑制在0.几℃以下的范围。但是，除了周围的温度变化以外，由于光栅位置调整机构9包括电动机等，还从内部发热，因此认为难以将温度变化抑制为0. 几℃以下的范围。
当认为由于热变形而同样地发生位置偏移时，在第一实施方式的结构中，由于光栅位置调整机构9的总厚度最大的方向是Y方向，因此认为光栅位置调整机构9在Y方向的位置偏移最大。另外，如图6所示，在光栅的多处被光栅位置调整机构9保持的情况下，认为各光栅位置调整机构9的厚度大的方向上的位置偏移最大。因而，在图6的(A)所示的例子中，在Y方向上发生位置偏移。另外，在图6的(B)所示的例子中，第一调整机构9a的厚度与第二调整机构9b的厚度相同，因此在箭头10的方向(各位置偏移的合成方向)上发生因光栅保持部7引起的位置偏移。
因此，在第一实施方式中，即使在X射线相位差成像装置100中发生了因热变形引起的位置偏移等因光栅保持部7和光栅位置调整机构9引起的光栅的位置偏移的情况下，也将多个光栅配置成多个光栅的光栅构成部分延伸的方向为沿着因光栅保持部7引起的位置偏移的方向的方向，使得所获取的步进曲线的形状不变。具体地说，多个光栅被配置成多个光栅的光栅构成部分延伸的方向沿着光栅位置调整机构9的总厚度最大的方向(Y方向)。
另外，关于因光栅保持部7和光栅位置调整机构9引起的位置偏移的方向，如图6的(B)所示，各位置偏移的合成方向有时为倾斜方向。在该情况下，必须使光栅倾斜地平移，因此光栅位置调整机构9的结构变得复杂。另外，还考虑以下结构：通过倾斜地配置光栅位置调整机构9来使光栅倾斜地平移。但是，成为为了使光栅位置调整机构9以细微的角度准确地倾斜而另外设置使光栅位置调整机构9倾斜的机构等装置结构变得更加复杂的装置。在此，光栅保持部7和光栅位置调整机构9的位置偏移是细微的。因而，能够将位置偏移的合成方向分解为两个方向，将两个方向中的位置偏移量大的方向视为光栅保持部7和光栅位置调整机构9的位置偏移的方向。
因此，在第一实施方式中构成为，将各位置偏移的合成方向分解为两个方向，将两个方向中的一方视为位置偏移方向来配置光栅。具体地说，因光栅保持部7引起的位置偏移的方向是在与从X射线源1照射的X射线的光轴正交的面内将光栅保持部7的位置偏移量分解为各不相同的两个方向后的位置偏移量中的位置偏移量大的方向。更为具体地说，在第一实施方式中，光栅位置调整机构9构成为使多个光栅沿着与光栅保持部7的位置偏移最大的方向正交的方向进行相对移动。另外，在第一实施方式中，多个光栅被配置成多个光栅的光栅构成部分延伸的方向沿着光栅位置调整机构9的总厚度最大的方向。
(第一实施方式的效果)
在第一实施方式中，能够获得如下效果。
在第一实施方式中，如上所述，X射线相位差成像装置100具备：X射线源1；检测器5，其检测从X射线源1照射的X射线；多个光栅，该多个光栅被配置在X射线源1与检测器5之间；控制部6，其基于由检测器5检测到的通过了多个光栅的X射线的检测信号来生成图像(包括吸收像、相位微分像以及暗视场像中的至少一个)；以及光栅保持部7，其用于保持多个光栅中的各个光栅，其中，多个光栅被配置成在与X射线的光轴正交的面内多个光栅的光栅构成部分延伸的方向沿着因光栅保持部7引起的位置偏移最大的方向。由此，配置为使第一光栅3和第二光栅4的光栅构成部分延伸的方向沿着因光栅保持部7引起的位置偏移的方向，由此即使在与X射线的光轴方向正交的面内发生了因光栅保持部7引起的位置偏移，也能够抑制光栅的在与第一光栅3的自身像30和第二光栅4的光栅构成部分延伸的方向正交的方向上的位置关系变化。其结果，能够抑制所获取的步进曲线的形状变化，因此即使在与X射线的光轴方向正交的面内由于光栅保持部7引起光栅发生了位置偏移的情况下，也能够抑制所获取的图像的图像质量劣化。
另外，在第一实施方式中，如上所述，光栅保持部7还具备调整多个光栅的相对位置的光栅位置调整机构9，控制部6构成为利用光栅位置调整机构 9调整多个光栅的相对位置，光栅位置调整机构9构成为在拍摄时使多个光栅沿着与光栅保持部7的位置偏移最大的方向正交的方向进行相对移动。由此，能够使多个光栅进行相对移动的方向与因光栅保持部7引起的位置偏移的方向正交，因此即使在发生了因光栅保持部7引起的位置偏移的情况下，也能够抑制使多个光栅进行相对移动的方向上的位置偏移。其结果，能够抑制所获取的步进曲线的形状的变化，能够抑制所生成的图像的图像质量劣化。
另外，在第一实施方式中，如上所述那样，通过分别在不同的方向上层叠使多个光栅移动的多个定位机构来构成光栅位置调整机构9，多个光栅被配置成多个光栅的光栅构成部分延伸的方向沿着光栅位置调整机构9的总厚度最大的方向。在此，在光栅位置调整机构9由同一构件构成的情况下，例如认为由于光栅位置调整机构9的热变形引起光栅发生了位置偏移时的光栅的位置偏移依赖于光栅位置调整机构9的厚度。因而，如果以配置为使多个光栅的光栅构成部分延伸的方向沿着光栅位置调整机构9的厚度最大的方向的方式构成，则即使不测定由光栅位置调整机构9引起的位置偏移，也能够通过分析来决定位置偏移的方向。
另外，在第一实施方式中，如上所述，多个光栅包括第一光栅3和第二光栅4，其中，第一光栅3改变从X射线源1照射的X射线的相位来产生塔尔博特干涉，第二光栅4对构成由于由第一光栅3引起的塔尔博特干涉而生成的像(自身像30)的X射线的一部分进行遮蔽，第一光栅3和第二光栅4被配置成在与X射线的光轴正交的面内第一光栅3和第二光栅4这双方的光栅构成部分延伸的方向沿着因光栅保持部7引起的位置偏移最大的方向。由此，能够在需要严格地设定第一光栅3与第二光栅4的位置关系的塔尔博特干涉仪中抑制因光栅保持部7引起的第一光栅3的位置偏移所导致的图像的图像质量劣化。因而，在塔尔博特干涉仪中，为了抑制因光栅保持部7引起的第一光栅3的位置偏移所导致的图像的图像质量的劣化，优选使用X射线相位差成像装置100。
另外，在第一实施方式中，如上所述，因光栅保持部7引起的位置偏移至少包括因光栅保持部7的热变形引起的位置偏移。由此，即使在拍摄X射线相位差成像图像时由于在光栅保持部7周边发生热变动而导致光栅保持部 7发生热变形的情况下，也能够抑制由于因光栅保持部7引起的光栅的位置偏移导致所获取的图像的图像质量劣化。
另外，在第一实施方式中，如上所述，因光栅保持部7引起的位置偏移的方向是在与从X射线源1照射的X射线的光轴正交的面内将光栅保持部7 的位置偏移量分解为各不相同的两个方向后的位置偏移量中的位置偏移量大的方向。由此，能够将对光栅的位置偏移影响最甚的光栅保持部7的位置偏移量大的一个方向视为光栅保持部7的位置偏移的方向。其结果，能够容易地决定光栅的配置方向。
另外，在第一实施方式中，如上所述，X射线源1、多个光栅以及检测器5沿水平方向排列地配置，因光栅保持部7引起的位置偏移的方向是在与从 X射线源1照射的X射线的光轴正交的面内检测器5的纵向和横向这两个方向中的光栅保持部7的位置偏移量大的方向。由此，在沿水平方向配置了X 射线相位差成像装置100的情况下，在与X射线的光轴正交的面内使光栅沿检测器5的纵向和横向中的一方移动即可，因此能够容易地利用光栅位置调整机构9进行光栅的移动。
[第二实施方式]
接着，参照图11对本发明的第二实施方式的X射线相位差成像装置200 进行说明。与包括改变从X射线源1照射的X射线的相位来产生塔尔博特干涉的第一光栅3和对构成由于由第一光栅3引起的塔尔博特干涉而生成的像 (自身像30)的X射线的一部分进行遮蔽的第二光栅4的第一实施方式不同，在第二实施方式中，包括对从X射线源1照射的X射线的一部分进行遮蔽的第三光栅2和对构成通过利用第三光栅2遮蔽X射线的一部分而生成的像的X 射线的一部分进行遮蔽的第四光栅13。此外，对与上述第一实施方式相同的结构附加相同的附图标记，并省略说明。
如图11所示，在第二实施方式的X射线相位差成像装置200中，多个光栅包括：第四光栅13，其对从X射线源1照射的X射线的一部分进行遮蔽；以及第五光栅14，其对构成通过利用第四光栅13遮蔽X射线的一部分而生成的像的X射线的一部分进行遮蔽，第四光栅13和第五光栅14被配置成在与X 射线的光轴正交的面内第四光栅13和第五光栅14这双方的光栅构成部分延伸的方向沿着因光栅保持部7引起的位置偏移最大的方向。此外，第四光栅13和第五光栅14分别是专利权利要求书的“第三光栅”和“第四光栅”的一例。
第四光栅13和第五光栅14是与第二光栅4相同的结构，是所谓的吸收光栅。
在第二实施方式中，控制部6构成为，将透过了第四光栅13的X射线的透过像视为自身像30，生成吸收像、相位微分像以及暗视场像。
此外，第二实施方式的其它结构与上述第一实施方式相同。
(第二实施方式的效果)
在第二实施方式中，能够获得如下效果。
在第二实施方式中，如上所述，多个光栅包括：第四光栅13，其对从X 射线源1照射的X射线的一部分进行遮蔽；以及第五光栅14，其对构成通过利用第四光栅13遮蔽X射线的一部分而生成的像的X射线的一部分进行遮蔽，第四光栅13和第五光栅14被配置成在与X射线的光轴正交的面内第四光栅13和第五光栅14这双方的光栅构成部分延伸的方向沿着因光栅保持部7引起的位置偏移最大的方向。由此，能够在非干涉仪中抑制由光栅保持部7的位置偏移引起的图像的图像质量劣化。因而，能够在非干涉仪中抑制因光栅保持部7引起的第四光栅13和/或第五光栅14的位置偏移所导致的图像的图像质量劣化。因而，在非干涉仪中，为了抑制因光栅保持部7引起的第四光栅 13和/或第五光栅14的位置偏移所导致的图像的图像质量的劣化，优选利用本申请。
此外，第二实施方式的其它效果与上述第一实施方式的效果相同。
[第三实施方式]
接着，参照图12对本发明的第三实施方式的X射线相位差成像装置300 进行说明。与X射线源1、多个光栅以及检测器5沿水平方向(Z方向)排列地配置的第一实施方式不同，X射线源1、多个光栅以及检测器5沿铅垂方向(Y方向)排列地配置。此外，对与上述第一实施方式相同的结构附加相同的附图标记，并省略说明。
如图11所示，关于第三实施方式的X射线相位差成像装置300，X射线源1、多个光栅以及检测器5沿铅垂方向(Y方向)排列地配置，因光栅保持部7 引起的位置偏移的方向是在与从X射线源1照射的X射线的光轴正交的面内 (水平面内)检测器5的纵向和横向这两个方向中的光栅保持部7的位置偏移量大的方向。
此外，第三实施方式的其它结构与上述第一实施方式的结构相同。
(第三实施方式的效果)
在第三实施方式中，能够获得如下效果。
在第三实施方式中，如上所述，X射线源1、多个光栅以及检测器5沿铅垂方向(Y方向)排列地配置，因光栅保持部7引起的位置偏移的方向是在与从 X射线源1照射的X射线的光轴正交的面内(水平面内)检测器5的纵向和横向这两个方向中的光栅保持部7的位置偏移量大的方向。由此，在沿铅垂方向 (Y方向)配置了X射线相位差成像装置300的情况下，也是在与X射线的光轴正交的面内使光栅沿检测器5的纵向和横向中的任一方移动即可，因此能够容易地利用光栅位置调整机构9进行光栅的移动。
此外，第三实施方式其它结构与上述第一实施方式的结构相同。
(变形例)
此外，应该认为此次公开的实施方式在所有方面均为例示性的而非限制性的。本发明的范围由专利权利要求书示出，并非由上述实施方式的说明示出，还包含与专利权利要求书同等的含义和范围内的所有变更(变形例)。
例如，在上述第一实施方式和第二实施方式中，示出了将多个光栅的光栅构成部分延伸的方向配置为朝向Y方向的例子，但本发明并不限于此。例如，如果因光栅保持部7引起的位置偏移的方向是X方向，则也可以构成为将多个光栅的光栅构成部分延伸的方向配置为朝向X方向。
另外，在上述实施方式中，示出了包括第三光栅2的例子，但本发明并不限于此。例如，在从X射线源1照射的X射线的相干性高的情况下，也可以如图13所示那样不设置第三光栅2。
另外，在上述实施方式中，示出了光栅保持部7和光栅位置调整机构9的位置偏移因热变形引起的例子，但本发明并不限于此。即使设为由于热变形以外的因素导致光栅保持部7和光栅位置调整机构9发生了位置偏移，将光栅配置成位置偏移的方向与多个光栅的光栅构成部分延伸的方向沿着同一方向即可。
另外，在上述第一实施方式和第二实施方式中，示出了光栅保持部7从下方(Y1方向)保持各光栅的例子，但本发明并不限于此。例如，也可以构成为悬挂光栅保持部7来从上方(Y2方向)保持各光栅。
另外，在上述实施方式中，示出了在沿着光栅位置调整机构9的厚度最大的方向的方向上配置光栅的光栅构成部分的例子，但本发明并不限于此。例如，也可以改变X射线相位差成像装置的设置环境温度，来测定光栅的位置偏移，决定光栅的位置偏移最大的方向，将光栅配置成光栅的光栅构成部分沿着所决定的方向。
另外，在上述实施方式中，示出了在第一光栅3(第四光栅13)与第二光栅 4(第五光栅14)之间配置被摄体T的例子，但本发明并不限于此。例如，也可以如图14所示，在第三光栅2与第一光栅3(第四光栅13)之间配置被摄体T。但是，在第一光栅3(第四光栅13)与第二光栅4(第五光栅14)之间配置被摄体T并进行了拍摄的情况下能够生成图像质量更高的图像，因此优选将被摄体T配置在第一光栅3(第四光栅13)与第二光栅4(第五光栅14)之间。
另外，在上述实施方式中，示出了包括第二光栅4(第五光栅14)的例子，但本发明并不限于此。例如，在检测器5的像素尺寸细微的情况下，能够直接检测第一光栅3的自身像30，因此也可以是不包括第二光栅4(第五光栅14) 的结构。

Claims (9)

1.一种X射线相位差成像装置，具备：
X射线源；
检测器，其检测从所述X射线源照射的X射线；
多个光栅，所述多个光栅被配置在所述X射线源与所述检测器之间；
控制部，其基于由所述检测器检测到的通过了所述多个光栅的X射线的检测信号，来生成图像；以及
光栅保持部，其用于保持所述多个光栅中的各个光栅，
其中，所述多个光栅被配置成在与X射线的光轴正交的面内所述多个光栅的光栅构成部分延伸的方向沿着因所述光栅保持部引起的位置偏移最大的方向。
2.根据权利要求1所述的X射线相位差成像装置，其特征在于，
所述光栅保持部还具备调整所述多个光栅的相对位置的光栅位置调整机构，
所述控制部构成为利用所述光栅位置调整机构调整所述多个光栅的相对位置，
所述光栅位置调整机构构成为在拍摄时使所述多个光栅沿着与所述光栅保持部的位置偏移最大的方向正交的方向进行相对移动。
3.根据权利要求2所述的X射线相位差成像装置，其特征在于，
通过分别在不同的方向上层叠使所述多个光栅移动的多个定位机构来构成所述光栅位置调整机构，
所述多个光栅被配置成所述多个光栅的光栅构成部分延伸的方向沿着所述光栅位置调整机构的总厚度最大的方向。
4.根据权利要求2所述的X射线相位差成像装置，其特征在于，
所述多个光栅包括第一光栅和第二光栅，其中，该第一光栅改变从所述X射线源照射的X射线的相位来产生塔尔博特干涉，该第二光栅对构成通过由所述第一光栅引起的塔尔博特干涉而生成的像的X射线的一部分进行遮蔽，
所述第一光栅和所述第二光栅被配置成在与X射线的光轴正交的面内所述第一光栅和所述第二光栅这双方的光栅构成部分延伸的方向沿着因所述光栅保持部引起的位置偏移最大的方向。
5.根据权利要求2所述的X射线相位差成像装置，其特征在于，
所述多个光栅包括第三光栅和第四光栅，其中，该第三光栅对从所述X射线源照射的X射线的一部分进行遮蔽，该第四光栅对构成通过利用所述第三光栅遮蔽X射线的一部分而生成的像的X射线的一部分进行遮蔽，
所述第三光栅和所述第四光栅被配置成在与X射线的光轴正交的面内所述第三光栅和所述第四光栅这双方的光栅构成部分延伸的方向沿着因所述光栅保持部引起的位置偏移最大的方向。
6.根据权利要求1所述的X射线相位差成像装置，其特征在于，
因所述光栅保持部引起的位置偏移至少包括因所述光栅保持部的热变形引起的位置偏移。
7.根据权利要求1所述的X射线相位差成像装置，其特征在于，
因所述光栅保持部引起的位置偏移的方向是在与从所述X射线源照射的X射线的光轴正交的面内将所述光栅保持部的位置偏移量分解为各不相同的两个方向后的位置偏移量中的位置偏移量大的方向。
8.根据权利要求7所述的X射线相位差成像装置，其特征在于，
所述X射线源、所述多个光栅以及所述检测器沿水平方向或铅垂方向排列地配置，
因所述光栅保持部引起的位置偏移的方向是在与从所述X射线源照射的X射线的光轴正交的面内所述检测器的纵向和横向这两个方向中的所述光栅保持部的位置偏移量大的方向。
9.根据权利要求1所述的X射线相位差成像装置，其特征在于，
所述多个光栅还包括第五光栅，该第五光栅用于通过对从所述X射线源照射的X射线的一部分进行遮蔽来提高X射线的空间上的相干性。
CN201810653082.8A 2017-06-22 2018-06-22 Ｘ射线相位差成像装置 Active CN109106387B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017122276A JP6780592B2 (ja) 2017-06-22 2017-06-22 Ｘ線位相差イメージング装置
JP2017-122276 2017-06-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109106387A CN109106387A (zh) 2019-01-01
CN109106387B true CN109106387B (zh) 2022-03-15

Family

ID=62631000

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810653082.8A Active CN109106387B (zh) 2017-06-22 2018-06-22 Ｘ射线相位差成像装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10786217B2 (zh)
EP (1) EP3417783B1 (zh)
JP (1) JP6780592B2 (zh)
CN (1) CN109106387B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020054151A1 (ja) * 2018-09-11 2020-03-19 株式会社島津製作所 Ｘ線位相イメージング装置
JP7188261B2 (ja) * 2019-04-24 2022-12-13 株式会社島津製作所 Ｘ線位相イメージング装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012110606A (ja) * 2010-11-26 2012-06-14 Fujifilm Corp 放射線撮影装置及び放射線撮影システム
WO2015176023A1 (en) * 2014-05-15 2015-11-19 Sigray, Inc. X-ray method for measurement, characterization, and analysis of periodic structures
CN205958155U (zh) * 2016-08-03 2017-02-15 深圳市畅格光电有限公司 一种温度不敏感压力传感器
WO2017032864A1 (en) * 2015-08-26 2017-03-02 Koninklijke Philips N.V. Dual energy differential phase contrast imaging

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5548085B2 (ja) * 2010-03-30 2014-07-16 富士フイルム株式会社 回折格子の調整方法
JP5731214B2 (ja) * 2010-08-19 2015-06-10 富士フイルム株式会社 放射線撮影システム及びその画像処理方法
JP2012095865A (ja) * 2010-11-02 2012-05-24 Fujifilm Corp 放射線撮影装置、放射線撮影システム
JP2012143550A (ja) * 2010-12-20 2012-08-02 Fujifilm Corp 放射線画像撮影装置および放射線画像取得方法
JP5804843B2 (ja) * 2011-08-22 2015-11-04 キヤノン株式会社 Ｘ線撮像装置
WO2014030115A1 (en) 2012-08-20 2014-02-27 Koninklijke Philips N.V. Aligning source-grating-to-phase-grating distance for multiple order phase tuning in differential phase contrast imaging
JP2016050891A (ja) * 2014-09-01 2016-04-11 キヤノン株式会社 Ｘ線撮像装置
JP6515682B2 (ja) * 2015-05-28 2019-05-22 コニカミノルタ株式会社 Ｘ線タルボ撮影装置及び格子保持具
JPWO2017094294A1 (ja) * 2015-12-02 2018-09-27 コニカミノルタ株式会社 Ｘ線タルボ撮影装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012110606A (ja) * 2010-11-26 2012-06-14 Fujifilm Corp 放射線撮影装置及び放射線撮影システム
WO2015176023A1 (en) * 2014-05-15 2015-11-19 Sigray, Inc. X-ray method for measurement, characterization, and analysis of periodic structures
WO2017032864A1 (en) * 2015-08-26 2017-03-02 Koninklijke Philips N.V. Dual energy differential phase contrast imaging
CN205958155U (zh) * 2016-08-03 2017-02-15 深圳市畅格光电有限公司 一种温度不敏感压力传感器

Also Published As

Publication number Publication date
EP3417783B1 (en) 2020-04-15
EP3417783A1 (en) 2018-12-26
US10786217B2 (en) 2020-09-29
JP6780592B2 (ja) 2020-11-04
CN109106387A (zh) 2019-01-01
JP2019005048A (ja) 2019-01-17
US20180368795A1 (en) 2018-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10801971B2 (en) X-ray phase contrast imaging with fourier transform determination of grating displacement
US11311260B2 (en) X-ray phase imaging apparatus
CN109106387B (zh) Ｘ射线相位差成像装置
US11268916B2 (en) X-ray phase imaging system
WO2019220689A1 (ja) Ｘ線イメージング装置
CN111465841B (zh) X射线相位摄像系统
CN109425625B (zh) X射线成像装置
EP3462166A2 (en) Radiation phase contrast imaging apparatus
JP7031371B2 (ja) Ｘ線位相差撮像システム
JP4894359B2 (ja) Ｘ線断層撮像装置及びｘ線断層撮像方法
JP6813107B2 (ja) Ｘ線位相差撮像システム
JP7040625B2 (ja) Ｘ線位相撮像システム
JP7021676B2 (ja) Ｘ線位相差撮像システム
JP5787597B2 (ja) 撮像装置
JP7131625B2 (ja) Ｘ線位相イメージング装置
JP7060090B2 (ja) 光イメージング装置および画像処理方法
JP6958716B2 (ja) Ｘ線位相差撮像システム
JP2021085829A (ja) Ｘ線位相イメージング装置
CN117761088A (zh) X射线相位成像装置及显示方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant