JP2002336230A - 位相コントラスト画像生成方法および装置並びにプログラム - Google Patents
位相コントラスト画像生成方法および装置並びにプログラムInfo
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- JP2002336230A JP2002336230A JP2001146130A JP2001146130A JP2002336230A JP 2002336230 A JP2002336230 A JP 2002336230A JP 2001146130 A JP2001146130 A JP 2001146130A JP 2001146130 A JP2001146130 A JP 2001146130A JP 2002336230 A JP2002336230 A JP 2002336230A
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Classifications
-
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- A61B6/484—Diagnostic techniques involving phase contrast X-ray imaging
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 位相コントラスト撮影方法により得られた複
数の放射線画像について、位相差が２πを越えても正確
な位相差を反映させた位相コントラスト画像を得る。 【解決手段】 検出パネル３１を移動させつつ、被写体
２１を透過した長波長のＸ線１２Ｌを検出パネル３１に
照射し、複数の撮影位置において被写体のＸ線画像を表
す画像データＳＬｎを得る。同様に短波長のＸ線１２Ｓ
を用いて画像データＳＳｎを得る。各画像データＳＬ
ｎ，ＳＳｎに基づいて、長短両波長のＸ線１２Ｌ、１２
Ｓにおける被写体２１を透過することにより生じる位相
差を位相差算出手段４１において算出し、各位相差に基
づいて長波長Ｘ線１２Ｌの位相差を補正して真の位相差
を取得し、これに基づいて、位相コントラスト画像を表
す画像データＳ１を得る。
数の放射線画像について、位相差が２πを越えても正確
な位相差を反映させた位相コントラスト画像を得る。 【解決手段】 検出パネル３１を移動させつつ、被写体
２１を透過した長波長のＸ線１２Ｌを検出パネル３１に
照射し、複数の撮影位置において被写体のＸ線画像を表
す画像データＳＬｎを得る。同様に短波長のＸ線１２Ｓ
を用いて画像データＳＳｎを得る。各画像データＳＬ
ｎ，ＳＳｎに基づいて、長短両波長のＸ線１２Ｌ、１２
Ｓにおける被写体２１を透過することにより生じる位相
差を位相差算出手段４１において算出し、各位相差に基
づいて長波長Ｘ線１２Ｌの位相差を補正して真の位相差
を取得し、これに基づいて、位相コントラスト画像を表
す画像データＳ１を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被写体に照射され
た放射線を、被写体からの距離が異なる複数位置におい
て検出して複数の放射線画像を得、これら複数の放射線
画像を用いて位相コントラスト画像を生成する位相コン
トラスト画像生成方法および装置並びに位相コントラス
ト画像生成方法をコンピュータに実行させるためのプロ
グラムに関するものである。
た放射線を、被写体からの距離が異なる複数位置におい
て検出して複数の放射線画像を得、これら複数の放射線
画像を用いて位相コントラスト画像を生成する位相コン
トラスト画像生成方法および装置並びに位相コントラス
ト画像生成方法をコンピュータに実行させるためのプロ
グラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、被写体に放射線（Ｘ線，α
線，β線，γ線，電子線，紫外線等）を照射して、被写
体を透過した放射線を蓄積性蛍光体シートや複数の検出
素子を２次元状に配列させた放射線検出パネル等の検出
器により検出して、被写体の放射線画像を表す画像デー
タを得、この画像データに種々の画像処理を施した後に
再生に供することが行われている。
線，β線，γ線，電子線，紫外線等）を照射して、被写
体を透過した放射線を蓄積性蛍光体シートや複数の検出
素子を２次元状に配列させた放射線検出パネル等の検出
器により検出して、被写体の放射線画像を表す画像デー
タを得、この画像データに種々の画像処理を施した後に
再生に供することが行われている。
【０００３】ここで、蓄積性蛍光体シートを用いる方法
は、被写体を透過した放射線エネルギーの一部が蓄積さ
れ、その後励起光を照射すると蓄積されたエネルギーに
応じた光量の輝尽発光光を発する蓄積性蛍光体（輝尽性
蛍光体）を利用して、被写体の放射線画像情報をシート
状の蓄積性蛍光体（すなわち蓄積性蛍光体シート）に記
録し、この蓄積性蛍光体シートをレーザ光等の励起光で
走査して輝尽発光光を発生させ、発生した輝尽発光光を
光電的に読み取って被写体の放射線画像を表す画像デー
タを得る方法である。また、放射線検出パネルを用いる
方法は、複数の検出素子が２次元状に配設された放射線
検出パネルを利用し、これに照射された放射線量に応じ
た電気信号を各検出素子において生成し、この電気信号
に基づいて被写体の放射線画像を表す画像データを得る
方法である。
は、被写体を透過した放射線エネルギーの一部が蓄積さ
れ、その後励起光を照射すると蓄積されたエネルギーに
応じた光量の輝尽発光光を発する蓄積性蛍光体（輝尽性
蛍光体）を利用して、被写体の放射線画像情報をシート
状の蓄積性蛍光体（すなわち蓄積性蛍光体シート）に記
録し、この蓄積性蛍光体シートをレーザ光等の励起光で
走査して輝尽発光光を発生させ、発生した輝尽発光光を
光電的に読み取って被写体の放射線画像を表す画像デー
タを得る方法である。また、放射線検出パネルを用いる
方法は、複数の検出素子が２次元状に配設された放射線
検出パネルを利用し、これに照射された放射線量に応じ
た電気信号を各検出素子において生成し、この電気信号
に基づいて被写体の放射線画像を表す画像データを得る
方法である。
【０００４】ところで、このようにして得られる放射線
画像は、被写体における透過放射線の強度差を画像とし
て表したものである。例えば、骨部と軟部とを含む被写
体を撮影した場合、骨部を透過した放射線は大きく減衰
するため、検出器に達する放射線量は少なくなるが、軟
部を透過した放射線はそれほど減衰しないため、検出器
に達する放射線量は比較的多くなる。したがって、この
ような被写体の場合、骨部が白く軟部が黒く表現された
コントラスト差が大きい、すなわち情報量の多い放射線
画像が得られる。
画像は、被写体における透過放射線の強度差を画像とし
て表したものである。例えば、骨部と軟部とを含む被写
体を撮影した場合、骨部を透過した放射線は大きく減衰
するため、検出器に達する放射線量は少なくなるが、軟
部を透過した放射線はそれほど減衰しないため、検出器
に達する放射線量は比較的多くなる。したがって、この
ような被写体の場合、骨部が白く軟部が黒く表現された
コントラスト差が大きい、すなわち情報量の多い放射線
画像が得られる。
【０００５】しかしながら、例えば乳癌診断のように、
被写体が主として軟部のみから構成されるものである場
合、組織による放射線減衰量の差がそれほど大きくない
ため、コントラスト差が小さい、すなわち情報量が少な
い放射線画像しか得られない。
被写体が主として軟部のみから構成されるものである場
合、組織による放射線減衰量の差がそれほど大きくない
ため、コントラスト差が小さい、すなわち情報量が少な
い放射線画像しか得られない。
【０００６】このため、被写体を透過することにより生
じる放射線の位相差を可視化する位相コントラスト撮影
方法が提案されている。この位相コントラスト撮影方法
は、放射線は光と同様に電磁波であって波が進行して伝
搬することから、２つの異なる物質に放射線を照射した
場合、物質中での放射線の伝わり方の相違により、物質
の透過の前後で放射線の波の位相が異なって位相差が生
じる、という事実に基づいて被写体の撮影を行うもので
ある。ここで、被写体が軟部の場合には、放射線の減衰
量の差よりも放射線の位相差の方が大きくなるため、位
相コントラスト撮影方法により撮影を行って放射線の位
相差を位相コントラスト画像として表すことにより、軟
部に含まれる組織の微妙な相違を可視化することかでき
る。なお、位相コントラスト撮影方法については、「Pe
ter Cloetens, et al., "Quantitative aspects of coh
erent hard X-ray imaging: Talbot image and hologra
phic reconstruction", Proc, SPIE, Vol.3154(1977),
72-82（文献１）」および「Peter Cloetens, et al., "
Hard x-ray phase imaging using simple propagation
of a coherent synchrotron radiation beam", J.Phys.
D:Appl. Phys.32(1999), A145-A151（文献２）」にそ
の詳細が記載されている。これらの文献によると、被写
体からの距離が異なる複数の撮影位置において２次元検
出器を用いて撮影を行うことにより複数の放射線画像を
表す画像データを得、複数の画像データを用いて予め定
められたアルゴリズムに基づく演算を行うことにより、
位相コントラスト画像を生成することができる。
じる放射線の位相差を可視化する位相コントラスト撮影
方法が提案されている。この位相コントラスト撮影方法
は、放射線は光と同様に電磁波であって波が進行して伝
搬することから、２つの異なる物質に放射線を照射した
場合、物質中での放射線の伝わり方の相違により、物質
の透過の前後で放射線の波の位相が異なって位相差が生
じる、という事実に基づいて被写体の撮影を行うもので
ある。ここで、被写体が軟部の場合には、放射線の減衰
量の差よりも放射線の位相差の方が大きくなるため、位
相コントラスト撮影方法により撮影を行って放射線の位
相差を位相コントラスト画像として表すことにより、軟
部に含まれる組織の微妙な相違を可視化することかでき
る。なお、位相コントラスト撮影方法については、「Pe
ter Cloetens, et al., "Quantitative aspects of coh
erent hard X-ray imaging: Talbot image and hologra
phic reconstruction", Proc, SPIE, Vol.3154(1977),
72-82（文献１）」および「Peter Cloetens, et al., "
Hard x-ray phase imaging using simple propagation
of a coherent synchrotron radiation beam", J.Phys.
D:Appl. Phys.32(1999), A145-A151（文献２）」にそ
の詳細が記載されている。これらの文献によると、被写
体からの距離が異なる複数の撮影位置において２次元検
出器を用いて撮影を行うことにより複数の放射線画像を
表す画像データを得、複数の画像データを用いて予め定
められたアルゴリズムに基づく演算を行うことにより、
位相コントラスト画像を生成することができる。
【０００７】ここで、図７に示すように、真空中を進む
放射線が物体１００を透過する際の物体１００上の位置
（ｘ，ｙ）における位相変化量φ（ｘ，ｙ）は、下記の
式（１）により算出することができる。
放射線が物体１００を透過する際の物体１００上の位置
（ｘ，ｙ）における位相変化量φ（ｘ，ｙ）は、下記の
式（１）により算出することができる。
【数１】 但し、λ：放射線の波長 ｎ（ｘ，ｙ，ｚ）：物体１００の屈折率
【０００８】したがって、真空中（ｎ＝１）を進む放射
線と物体１００を透過した放射線との位相差Δφは、下
記の式（２）により算出される。
線と物体１００を透過した放射線との位相差Δφは、下
記の式（２）により算出される。
【数２】
【０００９】ここで、物体１００の屈折率が位置によら
ず一定であるとすると、ｎ（ｘ，ｙ，ｚ）＝ｎであるた
め、式（２）は下記の式（３）に示すものとなる。
ず一定であるとすると、ｎ（ｘ，ｙ，ｚ）＝ｎであるた
め、式（２）は下記の式（３）に示すものとなる。
【数３】
【００１０】一般に、真空中の屈折率と物体１００の屈
折率との差（１−ｎ）は、物体１００の原子数Ｎおよび
放射線の波長λの２乗に比例する。したがって、１−ｎ
＝ａＮλ2とすると（ａは原子数や波長に依存しない定
数）、式（３）は下記の式（４）に示すものとなる。
折率との差（１−ｎ）は、物体１００の原子数Ｎおよび
放射線の波長λの２乗に比例する。したがって、１−ｎ
＝ａＮλ2とすると（ａは原子数や波長に依存しない定
数）、式（３）は下記の式（４）に示すものとなる。
【数４】
【００１１】式（４）に示すように、同じ物体に放射線
を照射する場合、より長波長の放射線を使用することに
より、位相差Δφを大きくすることができる。したがっ
て、位相コントラスト撮影方法においては、長波長の放
射線を使用することにより、得られる位相コントラスト
画像において微小な組織の相違を視認しやすくすること
ができる。
を照射する場合、より長波長の放射線を使用することに
より、位相差Δφを大きくすることができる。したがっ
て、位相コントラスト撮影方法においては、長波長の放
射線を使用することにより、得られる位相コントラスト
画像において微小な組織の相違を視認しやすくすること
ができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、位相差
Δφが大きくなり、それが２πを越える場合には、位相
コントラスト画像撮影方法により得られる位相差は正確
でなくなる。すなわち、図８に示すように、物体を透過
することにより生じる放射線の位相変化量が２πよりも
小さい０，π／２，π，３π／２である場合には、物体
の透過前後の放射線の波形が異なるものとなるため、上
記位相コントラスト撮影方法により正確な位相差を反映
した位相コントラスト画像を得ることができるが、位相
シフト量が２πおよび４πの場合には、物体の透過前後
で放射線の波形が同一となってしまうため、位相コント
ラスト画像に正確な位相差を反映させることができな
い。したがって、放射線の波長を長波長化しても、物体
の透過により生じる位相差が２ｋπ（ｋ：０以外の整
数）を越えてしまうと、２ｋπ分の位相差については検
出することができないため、得られる位相コントラスト
画像において２ｋπ分の位相差を反映できなくなってし
まう。
Δφが大きくなり、それが２πを越える場合には、位相
コントラスト画像撮影方法により得られる位相差は正確
でなくなる。すなわち、図８に示すように、物体を透過
することにより生じる放射線の位相変化量が２πよりも
小さい０，π／２，π，３π／２である場合には、物体
の透過前後の放射線の波形が異なるものとなるため、上
記位相コントラスト撮影方法により正確な位相差を反映
した位相コントラスト画像を得ることができるが、位相
シフト量が２πおよび４πの場合には、物体の透過前後
で放射線の波形が同一となってしまうため、位相コント
ラスト画像に正確な位相差を反映させることができな
い。したがって、放射線の波長を長波長化しても、物体
の透過により生じる位相差が２ｋπ（ｋ：０以外の整
数）を越えてしまうと、２ｋπ分の位相差については検
出することができないため、得られる位相コントラスト
画像において２ｋπ分の位相差を反映できなくなってし
まう。
【００１３】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、位相差が２ｋπを越えても正確な位相差を反映した
位相コントラスト画像を得ることを目的とする。
り、位相差が２ｋπを越えても正確な位相差を反映した
位相コントラスト画像を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明による位相コント
ラスト画像生成方法は、被写体に長波長放射線および短
波長放射線を照射し、前記被写体を透過した長波長放射
線および短波長放射線を、前記被写体からの距離が異な
る複数位置において検出して、該各位置における長波長
放射線による複数の長波長放射線画像および短波長放射
線による複数の短波長放射線画像を取得し、前記複数の
長波長放射線画像および前記複数の短波長放射線画像に
基づいて、前記被写体を透過することにより生じる前記
長波長放射線および前記短波長放射線の位相差をそれぞ
れ算出し、前記長波長位相差および前記短波長位相差に
基づいて、前記長波長位相差を補正して補正長波長位相
差を取得し、該補正長波長位相差に基づいて位相コント
ラスト画像を生成することを特徴とするものである。
ラスト画像生成方法は、被写体に長波長放射線および短
波長放射線を照射し、前記被写体を透過した長波長放射
線および短波長放射線を、前記被写体からの距離が異な
る複数位置において検出して、該各位置における長波長
放射線による複数の長波長放射線画像および短波長放射
線による複数の短波長放射線画像を取得し、前記複数の
長波長放射線画像および前記複数の短波長放射線画像に
基づいて、前記被写体を透過することにより生じる前記
長波長放射線および前記短波長放射線の位相差をそれぞ
れ算出し、前記長波長位相差および前記短波長位相差に
基づいて、前記長波長位相差を補正して補正長波長位相
差を取得し、該補正長波長位相差に基づいて位相コント
ラスト画像を生成することを特徴とするものである。
【００１５】ここで、本発明においては被写体に複数の
放射線を照射するが、より波長が長い放射線を長波長放
射線、より波長が短い放射線を短波長放射線とする。
放射線を照射するが、より波長が長い放射線を長波長放
射線、より波長が短い放射線を短波長放射線とする。
【００１６】なお、本発明による位相コントラスト画像
生成方法においては、前記長波長放射線画像および前記
短波長放射線画像を、前記複数位置において同時に取得
するようにしてもよい。
生成方法においては、前記長波長放射線画像および前記
短波長放射線画像を、前記複数位置において同時に取得
するようにしてもよい。
【００１７】複数の画像データの取得は、被写体を透過
した放射線の進行方向における予め定められた撮影位置
に複数の検出器を配設し、各検出器により放射線を検出
することにより取得してもよく、被写体を透過した放射
線の進行方向に１つの検出器を移動させ、予め定められ
た撮影位置において、被写体を透過した放射線を検出器
に照射することにより取得してもよい。
した放射線の進行方向における予め定められた撮影位置
に複数の検出器を配設し、各検出器により放射線を検出
することにより取得してもよく、被写体を透過した放射
線の進行方向に１つの検出器を移動させ、予め定められ
た撮影位置において、被写体を透過した放射線を検出器
に照射することにより取得してもよい。
【００１８】長波長放射線および短波長放射線の波長の
差は大きいほど好ましいが、わずかな差であってもよ
い。好ましくは、短波長放射線の波長が長波長放射線の
波長の半分以下である。なお、短波長放射線の波長は被
写体を透過することにより生じる位相差が２π未満とな
るものとする必要がある。
差は大きいほど好ましいが、わずかな差であってもよ
い。好ましくは、短波長放射線の波長が長波長放射線の
波長の半分以下である。なお、短波長放射線の波長は被
写体を透過することにより生じる位相差が２π未満とな
るものとする必要がある。
【００１９】本発明による位相コントラスト画像生成装
置は、被写体に長波長放射線および短波長放射線を照射
する放射線源と、前記被写体を透過した長波長放射線お
よび短波長放射線を、前記被写体からの距離が異なる複
数位置において検出して、該各位置における長波長放射
線による複数の長波長放射線画像および短波長放射線に
よる複数の短波長放射線画像を取得する検出手段と、前
記複数の長波長放射線画像および前記複数の短波長放射
線画像に基づいて、前記被写体を透過することにより生
じる前記長波長放射線および前記短波長放射線の位相差
をそれぞれ算出する位相差算出手段と、前記長波長位相
差および前記短波長位相差に基づいて、前記長波長位相
差を補正して補正長波長位相差を取得し、該補正長波長
位相差に基づいて位相コントラスト画像を生成する補正
手段とを備えたことを特徴とするものである。
置は、被写体に長波長放射線および短波長放射線を照射
する放射線源と、前記被写体を透過した長波長放射線お
よび短波長放射線を、前記被写体からの距離が異なる複
数位置において検出して、該各位置における長波長放射
線による複数の長波長放射線画像および短波長放射線に
よる複数の短波長放射線画像を取得する検出手段と、前
記複数の長波長放射線画像および前記複数の短波長放射
線画像に基づいて、前記被写体を透過することにより生
じる前記長波長放射線および前記短波長放射線の位相差
をそれぞれ算出する位相差算出手段と、前記長波長位相
差および前記短波長位相差に基づいて、前記長波長位相
差を補正して補正長波長位相差を取得し、該補正長波長
位相差に基づいて位相コントラスト画像を生成する補正
手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２０】なお、本発明による位相コントラスト画像
生成装置においては、前記検出手段を、前記長波長放射
線画像および前記短波長放射線画像を、前記複数位置に
おいて同時に取得する手段としてもよい。
生成装置においては、前記検出手段を、前記長波長放射
線画像および前記短波長放射線画像を、前記複数位置に
おいて同時に取得する手段としてもよい。
【００２１】なお、本発明による位相コントラスト画像
生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラム
として提供してもよい。
生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラム
として提供してもよい。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、長波長放射線および短
波長放射線により、複数の長波長放射線画像および複数
の短波長放射線画像が取得され、これら長波長放射線画
像および短波長放射線画像に基づいて、被写体を透過す
ることにより生じる長波長放射線および短波長放射線の
位相差がそれぞれ算出される。そして、長波長位相差お
よび短波長位相差に基づいて長波長位相差が補正され、
補正された長波長位相差に基づいて位相コントラスト画
像が算出される。ここで、短波長放射線は被写体の透過
の前後で位相差が２π未満となるようにその波長が定め
られているため、短波長位相差を用いることにより、長
波長放射線が被写体を透過することにより生じる位相差
が２ｋπを越えている場合であっても、正確な位相差を
反映した補正長波長位相差を取得することができる。し
たがって、正確な位相差を反映させた位相コントラスト
画像を生成することができる。
波長放射線により、複数の長波長放射線画像および複数
の短波長放射線画像が取得され、これら長波長放射線画
像および短波長放射線画像に基づいて、被写体を透過す
ることにより生じる長波長放射線および短波長放射線の
位相差がそれぞれ算出される。そして、長波長位相差お
よび短波長位相差に基づいて長波長位相差が補正され、
補正された長波長位相差に基づいて位相コントラスト画
像が算出される。ここで、短波長放射線は被写体の透過
の前後で位相差が２π未満となるようにその波長が定め
られているため、短波長位相差を用いることにより、長
波長放射線が被写体を透過することにより生じる位相差
が２ｋπを越えている場合であっても、正確な位相差を
反映した補正長波長位相差を取得することができる。し
たがって、正確な位相差を反映させた位相コントラスト
画像を生成することができる。
【００２３】また、複数位置において長波長放射線画像
および短波長放射線画像を同時に取得することにより、
長波長放射線画像および短波長放射線画像を別個に取得
する場合と比較して、位相コントラスト画像を生成する
までの処理時間を短縮することができる。
および短波長放射線画像を同時に取得することにより、
長波長放射線画像および短波長放射線画像を別個に取得
する場合と比較して、位相コントラスト画像を生成する
までの処理時間を短縮することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態
による位相コントラスト画像生成装置を適用した位相コ
ントラスト撮影装置の構成を示す概略ブロック図であ
る。図１に示すように、この位相コントラスト撮影装置
は、被写体に長波長および短波長のＸ線を照射するＸ線
源１０と、被写体２１を支持する被写体支持部２０と、
被写体２１を透過した長波長および短波長のＸ線を検出
して被写体の複数の長波長Ｘ線画像を表す画像データＳ
Ｌｎ（ｎ＝１〜Ｎ）および複数の短波長Ｘ線画像を表す
画像データＳＳｎ（ｎ＝１〜Ｎ）を得る記録部３０と、
画像データＳＬｎおよび画像データＳＳｎを用いて位相
コントラスト画像データＳ１を得る演算部４０とを備え
る。
形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態
による位相コントラスト画像生成装置を適用した位相コ
ントラスト撮影装置の構成を示す概略ブロック図であ
る。図１に示すように、この位相コントラスト撮影装置
は、被写体に長波長および短波長のＸ線を照射するＸ線
源１０と、被写体２１を支持する被写体支持部２０と、
被写体２１を透過した長波長および短波長のＸ線を検出
して被写体の複数の長波長Ｘ線画像を表す画像データＳ
Ｌｎ（ｎ＝１〜Ｎ）および複数の短波長Ｘ線画像を表す
画像データＳＳｎ（ｎ＝１〜Ｎ）を得る記録部３０と、
画像データＳＬｎおよび画像データＳＳｎを用いて位相
コントラスト画像データＳ１を得る演算部４０とを備え
る。
【００２５】Ｘ線源１０は、シンクロトロン放射光を発
する線源１１と、シンクロトロン放射光を単色Ｘ線（以
下単にＸ線とする）１２に単色化する結晶１３と、結晶
１３におけるＸ線１２の反射角度を変更する角度変更部
１４とを備える。そして、線源１１から発せられたシン
クロトロン放射光を結晶１３において反射させることに
より単色のＸ線１２が得られる、この際、角度変更部１
４により結晶１３の反射角度を変更することにより、結
晶１３において反射された後のＸ線１２の波長が異なる
ものとなって、長波長のＸ線１２Ｌおよび短波長のＸ線
１２Ｓが得られる。なお、Ｘ線１２Ｌの波長をλＬ、Ｘ
線１２Ｓの波長をλＳとする。
する線源１１と、シンクロトロン放射光を単色Ｘ線（以
下単にＸ線とする）１２に単色化する結晶１３と、結晶
１３におけるＸ線１２の反射角度を変更する角度変更部
１４とを備える。そして、線源１１から発せられたシン
クロトロン放射光を結晶１３において反射させることに
より単色のＸ線１２が得られる、この際、角度変更部１
４により結晶１３の反射角度を変更することにより、結
晶１３において反射された後のＸ線１２の波長が異なる
ものとなって、長波長のＸ線１２Ｌおよび短波長のＸ線
１２Ｓが得られる。なお、Ｘ線１２Ｌの波長をλＬ、Ｘ
線１２Ｓの波長をλＳとする。
【００２６】被写体支持部２０は被写体２１を支持する
支持台２４を備える。
支持台２４を備える。
【００２７】記録部３０は、２次元状に配列された複数
の検出素子からなる検出パネル３１と、被写体２１を透
過したＸ線１２Ｌ，１２Ｓの進行方向に対して平行な方
向に検出パネル３１を移動させる移動手段３２と、検出
パネル３１の移動経路上において予め設定された複数の
撮影位置において、検出パネル３１を構成する複数の検
出素子から電気信号を読み出して各撮影位置における画
像データＳＬｎ，ＳＳｎを得る読出手段３３とを備え
る。
の検出素子からなる検出パネル３１と、被写体２１を透
過したＸ線１２Ｌ，１２Ｓの進行方向に対して平行な方
向に検出パネル３１を移動させる移動手段３２と、検出
パネル３１の移動経路上において予め設定された複数の
撮影位置において、検出パネル３１を構成する複数の検
出素子から電気信号を読み出して各撮影位置における画
像データＳＬｎ，ＳＳｎを得る読出手段３３とを備え
る。
【００２８】なお、移動手段３２は、検出パネル３１を
支持する、雌ネジ部が形成された支持部３５と、Ｘ線１
２の進行方向と平行な方向に延在するとともに支持部３
５の雌ネジ部に螺合する雄ネジ部３６と、雄ネジ部３６
をＸ線１２の進行方向に伸びる回転軸を中心として回転
させるモータ３７と、モータ３７の駆動および停止を制
御する制御部３８とを備える。そして、制御部３８によ
りモータ３７を駆動することにより雄ネジ部３６が回転
され、その回転方向に応じて支持部３５すなわち検出パ
ネル３１が被写体２１に近づく方向および被写体２１か
ら離れる方向に移動する。
支持する、雌ネジ部が形成された支持部３５と、Ｘ線１
２の進行方向と平行な方向に延在するとともに支持部３
５の雌ネジ部に螺合する雄ネジ部３６と、雄ネジ部３６
をＸ線１２の進行方向に伸びる回転軸を中心として回転
させるモータ３７と、モータ３７の駆動および停止を制
御する制御部３８とを備える。そして、制御部３８によ
りモータ３７を駆動することにより雄ネジ部３６が回転
され、その回転方向に応じて支持部３５すなわち検出パ
ネル３１が被写体２１に近づく方向および被写体２１か
ら離れる方向に移動する。
【００２９】演算部４０は、画像データＳＬｎおよびＳ
Ｓｎに基づいて、長波長Ｘ線１２Ｌが被写体２１を透過
することにより生じる位相差を算出するとともに、短波
長Ｘ線１２Ｓが被写体２１を透過することにより生じる
位相差を算出する位相差算出手段４１と、各位相差に基
づいて長波長位相差を補正して、位相コントラスト画像
を表す画像データＳ１を得る補正手段４２とを備える。
Ｓｎに基づいて、長波長Ｘ線１２Ｌが被写体２１を透過
することにより生じる位相差を算出するとともに、短波
長Ｘ線１２Ｓが被写体２１を透過することにより生じる
位相差を算出する位相差算出手段４１と、各位相差に基
づいて長波長位相差を補正して、位相コントラスト画像
を表す画像データＳ１を得る補正手段４２とを備える。
【００３０】位相差算出手段４１は、上記文献１に記載
された方法により、複数の画像データＳＬｎ，ＳＳｎに
基づいて、長波長および短波長位相差を得る。以下、文
献１に記載された方法について説明する。被写体の透過
率が下記の式（５）により表されるとする。
された方法により、複数の画像データＳＬｎ，ＳＳｎに
基づいて、長波長および短波長位相差を得る。以下、文
献１に記載された方法について説明する。被写体の透過
率が下記の式（５）により表されるとする。
【数５】 但し、Ｔ（ｘ，ｙ）：透過率関数 Ａ（ｘ，ｙ）：透過率強度関数 ψ（ｘ，ｙ）：位相シフト量関数 （ｘ，ｙ）：検出パネル３１上の位置を表す座標値
【００３１】ここで、透過率強度が無視できるような薄
い物体（すなわちＡ（ｘ，ｙ）が１に近い）である場
合、下記の式（６）に示すように、被写体２１と検出パ
ネル３１との距離ｄｎ（ｎ＝１〜Ｎ）において撮影され
た画像Ｉdn（ｘ，ｙ）をフーリエ変換することにより得
られた空間周波数成分Ｉdn（ｆｘ，ｆｙ）用いて、位相
シフト量の空間周波数成分が算出される。ここで、画像
Ｉdn（ｘ，ｙ）は、距離ｄｎにおいて取得された画像デ
ータＳＬｎ，ＳＳｎにより表される画像の位置（ｘ，
ｙ）における画素値を用いればよい。また、式（６）に
おいてはＸ線１２Ｌ，１２Ｓ双方の波長をλとして示し
ている。
い物体（すなわちＡ（ｘ，ｙ）が１に近い）である場
合、下記の式（６）に示すように、被写体２１と検出パ
ネル３１との距離ｄｎ（ｎ＝１〜Ｎ）において撮影され
た画像Ｉdn（ｘ，ｙ）をフーリエ変換することにより得
られた空間周波数成分Ｉdn（ｆｘ，ｆｙ）用いて、位相
シフト量の空間周波数成分が算出される。ここで、画像
Ｉdn（ｘ，ｙ）は、距離ｄｎにおいて取得された画像デ
ータＳＬｎ，ＳＳｎにより表される画像の位置（ｘ，
ｙ）における画素値を用いればよい。また、式（６）に
おいてはＸ線１２Ｌ，１２Ｓ双方の波長をλとして示し
ている。
【数６】 但し、Ｎ：画像データＳＬｎ，ＳＳｎの数 ｆ：空間周波数 ψＬ（ｆｘ，ｆｙ≠０），ψＳ（ｆｘ，ｆｙ≠０）：周
波数が０でないときの位相シフト量の空間周波数成分 Ｉdn（ｆｘ，ｆｙ）：Ｉdn（ｘ，ｙ）の空間周波数成分
波数が０でないときの位相シフト量の空間周波数成分 Ｉdn（ｆｘ，ｆｙ）：Ｉdn（ｘ，ｙ）の空間周波数成分
【００３２】そして、位相シフト量の空間周波数成分を
逆フーリエ変換することにより、位相シフト量ψＬ
（ｘ，ｙ），ψＳ（ｘ，ｙ）を算出することができる。
このように算出された位相シフト量ψＬ（ｘ，ｙ），ψ
Ｓ（ｘ，ｙ）が、長波長および短波長の位相差となる。
逆フーリエ変換することにより、位相シフト量ψＬ
（ｘ，ｙ），ψＳ（ｘ，ｙ）を算出することができる。
このように算出された位相シフト量ψＬ（ｘ，ｙ），ψ
Ｓ（ｘ，ｙ）が、長波長および短波長の位相差となる。
【００３３】
【００３４】なお、ここでは透過率強度が無視できるＡ
（ｘ，ｙ）が１に近い場合を想定しているが、厚い物体
についても同様のアルゴリズムを用いて位相シフト量を
算出することができるものである。
（ｘ，ｙ）が１に近い場合を想定しているが、厚い物体
についても同様のアルゴリズムを用いて位相シフト量を
算出することができるものである。
【００３５】ここで、長波長のＸ線１２Ｌが被写体２１
を透過する際に生じる位相シフト量すなわち長波長位相
差ΔφＬ（＝ψＬ（ｆ≠０））が２πであるとすると、
図２の■に示すようにその波形からは位相は被写体を透
過したものと真空中を通過するものとで同一であると判
断される。一方、短波長のＸ線１２Ｓが被写体２１を透
過する際に生じる位相シフト量すなわち短波長位相差Δ
φＳ（＝ψＳ（ｆ≠０））については、図２の●に示す
ように被写体を透過したものと真空中を通過するものと
で異なるものとなる。
を透過する際に生じる位相シフト量すなわち長波長位相
差ΔφＬ（＝ψＬ（ｆ≠０））が２πであるとすると、
図２の■に示すようにその波形からは位相は被写体を透
過したものと真空中を通過するものとで同一であると判
断される。一方、短波長のＸ線１２Ｓが被写体２１を透
過する際に生じる位相シフト量すなわち短波長位相差Δ
φＳ（＝ψＳ（ｆ≠０））については、図２の●に示す
ように被写体を透過したものと真空中を通過するものと
で異なるものとなる。
【００３６】補正手段４２においては、長波長位相差Δ
φＬおよび短波長位相差ΔφＳの関係を用いることによ
り、長波長Ｘ線１２の位相差を補正して真の位相差を得
るようにしたものである。以下この補正について詳細に
説明する。
φＬおよび短波長位相差ΔφＳの関係を用いることによ
り、長波長Ｘ線１２の位相差を補正して真の位相差を得
るようにしたものである。以下この補正について詳細に
説明する。
【００３７】上記図２に示すように、上記式（６）を用
いて位相シフト量を求めて位相差を得ることができるの
は、位相差が０〜２πの範囲にある場合のみである。ま
た、上記式（４）から、 ΔφＬ／λＬ＝ΔφＳ／λＳ （７） の関係が成立する。式（７）を変形すると、 ΔφＬ＝（λＬ／λＳ）・ΔφＳ （８） となるが、位相差ΔφＳは０〜２πの範囲の値を採るた
め、位相差ΔφＬは０〜（λＬ／λＳ）・２πの範囲で
求めることができることとなる。補正手段４２において
は、上記式（８）の関係を用いた下記の式（９）によ
り、短波長位相差ΔφＳからΔφＬ′を算出する。 ΔφＬ′＝（λＬ／λＳ）・ΔφＳ （９）
いて位相シフト量を求めて位相差を得ることができるの
は、位相差が０〜２πの範囲にある場合のみである。ま
た、上記式（４）から、 ΔφＬ／λＬ＝ΔφＳ／λＳ （７） の関係が成立する。式（７）を変形すると、 ΔφＬ＝（λＬ／λＳ）・ΔφＳ （８） となるが、位相差ΔφＳは０〜２πの範囲の値を採るた
め、位相差ΔφＬは０〜（λＬ／λＳ）・２πの範囲で
求めることができることとなる。補正手段４２において
は、上記式（８）の関係を用いた下記の式（９）によ
り、短波長位相差ΔφＳからΔφＬ′を算出する。 ΔφＬ′＝（λＬ／λＳ）・ΔφＳ （９）
【００３８】ここで真の位相差Δφ１は下記の式（１
０）により表すことができる。 Δφ１＝ΔφＬ＋２ｍπ（ｍ：整数） （１０） 図３に示すように、真の位相差Δφ１が（ΔφＬ′−π
〜ΔφＬ′＋π）の範囲内にあるものとして、整数ｍを
求める。すなわち、 ΔφＬ′−π≦Δφ１＝ΔφＬ＋２ｍπ＜ΔφＬ′＋π （１１） であるため、式（１１）を変形すると、 （ΔφL′-ΔφL）/2π-1/2≦m＜（ΔφL′-ΔφL）/2π-1/2 （１２） となり、整数ｍを求めることができる。そして、式（１
２）により算出した整数ｍおよび式（１０）に基づいて
真の位相差Δφ１を算出する。ここで、真の位相差Δφ
１を例えば８ビットの値に割り当てることにより、位相
コントラスト画像を表す画像データＳ１が得られる。
０）により表すことができる。 Δφ１＝ΔφＬ＋２ｍπ（ｍ：整数） （１０） 図３に示すように、真の位相差Δφ１が（ΔφＬ′−π
〜ΔφＬ′＋π）の範囲内にあるものとして、整数ｍを
求める。すなわち、 ΔφＬ′−π≦Δφ１＝ΔφＬ＋２ｍπ＜ΔφＬ′＋π （１１） であるため、式（１１）を変形すると、 （ΔφL′-ΔφL）/2π-1/2≦m＜（ΔφL′-ΔφL）/2π-1/2 （１２） となり、整数ｍを求めることができる。そして、式（１
２）により算出した整数ｍおよび式（１０）に基づいて
真の位相差Δφ１を算出する。ここで、真の位相差Δφ
１を例えば８ビットの値に割り当てることにより、位相
コントラスト画像を表す画像データＳ１が得られる。
【００３９】次いで、第１の実施形態の動作について説
明する。図４は第１の実施形態の動作を示すフローチャ
ートである。まず、角度変更部１４により結晶１３を長
波長のＸ線１２Ｌを反射可能な角度に設定し、線源１１
を駆動してシンクロトロン放射光を結晶１３において反
射させることにより、Ｘ線源１０から単色の長波長Ｘ線
１２Ｌを出射して、被写体２１に長波長Ｘ線１２Ｌを照
射する（ステップＳ１）。これと同時に、制御部３８に
よりモータ３７を駆動して、検出パネル３１を被写体２
１に最も近い初期位置から離れる方向に移動させる（ス
テップＳ２）。そして、移動に応じて複数の撮影位置に
おいて読出手段３３により検出パネル３１を構成する複
数の検出素子の電気信号を読み出して、各撮影位置にお
ける画像データＳＬｎを取得する（ステップＳ３）。
明する。図４は第１の実施形態の動作を示すフローチャ
ートである。まず、角度変更部１４により結晶１３を長
波長のＸ線１２Ｌを反射可能な角度に設定し、線源１１
を駆動してシンクロトロン放射光を結晶１３において反
射させることにより、Ｘ線源１０から単色の長波長Ｘ線
１２Ｌを出射して、被写体２１に長波長Ｘ線１２Ｌを照
射する（ステップＳ１）。これと同時に、制御部３８に
よりモータ３７を駆動して、検出パネル３１を被写体２
１に最も近い初期位置から離れる方向に移動させる（ス
テップＳ２）。そして、移動に応じて複数の撮影位置に
おいて読出手段３３により検出パネル３１を構成する複
数の検出素子の電気信号を読み出して、各撮影位置にお
ける画像データＳＬｎを取得する（ステップＳ３）。
【００４０】次いで、角度変更部１４により結晶１３を
短波長のＸ線１２Ｓを反射可能な角度に設定し、線源１
１を駆動してシンクロトロン放射光を結晶１３において
反射させることにより、Ｘ線源１０から単色の短波長Ｘ
線１２ｓを出射して、被写体２１にＸ線１２Ｓを照射す
る（ステップＳ４）。これと同時に、制御部３８により
モータ３７を駆動して、検出パネル３１を被写体２１に
最も近い初期位置から離れる方向に移動させる（ステッ
プＳ５）。そして、移動に応じて複数の撮影位置におい
て読出手段３３により検出パネル３１を構成する複数の
検出素子の電気信号を読み出して、各撮影位置における
画像データＳＳｎを取得する（ステップＳ６）。なお、
ここでは長波長Ｘ線１２Ｌによる画像データＳＬｎの取
得を先に行っているが、短波長Ｘ線１２Ｓによる画像デ
ータＳＳｎの取得を先に行ってもよい。
短波長のＸ線１２Ｓを反射可能な角度に設定し、線源１
１を駆動してシンクロトロン放射光を結晶１３において
反射させることにより、Ｘ線源１０から単色の短波長Ｘ
線１２ｓを出射して、被写体２１にＸ線１２Ｓを照射す
る（ステップＳ４）。これと同時に、制御部３８により
モータ３７を駆動して、検出パネル３１を被写体２１に
最も近い初期位置から離れる方向に移動させる（ステッ
プＳ５）。そして、移動に応じて複数の撮影位置におい
て読出手段３３により検出パネル３１を構成する複数の
検出素子の電気信号を読み出して、各撮影位置における
画像データＳＳｎを取得する（ステップＳ６）。なお、
ここでは長波長Ｘ線１２Ｌによる画像データＳＬｎの取
得を先に行っているが、短波長Ｘ線１２Ｓによる画像デ
ータＳＳｎの取得を先に行ってもよい。
【００４１】このようにして、画像データＳＬｎおよび
画像データＳＳｎが取得されると、演算部４０の位相差
算出手段４１において、上記式（６）により長波長Ｘ線
１２Ｌが被写体２１を透過することにより生じる長波長
位相差ΔφＬおよび短波長Ｘ線１２Ｓが被写体２１を透
過することにより生じる短波長位相差ΔφＳがそれぞれ
算出される（ステップＳ６）。そして、補正手段４２に
おいて長波長位相差ΔφＬが補正されて真の位相差Δφ
１が算出され、これに基づいて位相コントラスト画像を
表す画像データＳ１が取得され（ステップＳ７）、処理
を終了する。なお、画像データＳ１はモニタによる再
生、あるいはプリンタによるプリント出力に供される。
画像データＳＳｎが取得されると、演算部４０の位相差
算出手段４１において、上記式（６）により長波長Ｘ線
１２Ｌが被写体２１を透過することにより生じる長波長
位相差ΔφＬおよび短波長Ｘ線１２Ｓが被写体２１を透
過することにより生じる短波長位相差ΔφＳがそれぞれ
算出される（ステップＳ６）。そして、補正手段４２に
おいて長波長位相差ΔφＬが補正されて真の位相差Δφ
１が算出され、これに基づいて位相コントラスト画像を
表す画像データＳ１が取得され（ステップＳ７）、処理
を終了する。なお、画像データＳ１はモニタによる再
生、あるいはプリンタによるプリント出力に供される。
【００４２】ここで、長波長Ｘ線１２Ｌを用いた場合、
被写体２１を透過することにより生じる長波長位相差Δ
φＬは比較的大きな値として得られるため、この長波長
位相差ΔφＬを用いて位相コントラスト画像を生成する
ことにより、微小な組織の相違を認識しやすくすること
ができる。しかしながら、位相差は０〜２πの範囲の値
しか採ることができないため、２πを越える位相差が生
じた場合には、２π分の位相差を位相コントラスト画像
に繁栄させることはできない。一方、短波長Ｘ線１２Ｓ
を用いた場合、短波長位相差ΔφＳは比較的小さな値と
なるため、微小な組織の相違を検出することは困難とな
るが、０〜２πの範囲内において大きな組織の相違を検
出することができる。したがって、本実施形態のよう
に、長波長および短波長のＸ線１２Ｌ，１２Ｓを用いて
長波長および短波長の位相差ΔφＬ，ΔφＳを取得し、
これらに基づいて、長波長位相差ΔφＬを補正して真の
位相差Δφ１を得、この真の位相差Δφ１に基づいて位
相コントラスト画像を取得することにより、長波長放射
線１２Ｌが被写体２１を透過することにより生じる位相
差が２πを越えている場合であっても、正確な位相差を
反映した位相コントラスト画像を取得することができ
る。
被写体２１を透過することにより生じる長波長位相差Δ
φＬは比較的大きな値として得られるため、この長波長
位相差ΔφＬを用いて位相コントラスト画像を生成する
ことにより、微小な組織の相違を認識しやすくすること
ができる。しかしながら、位相差は０〜２πの範囲の値
しか採ることができないため、２πを越える位相差が生
じた場合には、２π分の位相差を位相コントラスト画像
に繁栄させることはできない。一方、短波長Ｘ線１２Ｓ
を用いた場合、短波長位相差ΔφＳは比較的小さな値と
なるため、微小な組織の相違を検出することは困難とな
るが、０〜２πの範囲内において大きな組織の相違を検
出することができる。したがって、本実施形態のよう
に、長波長および短波長のＸ線１２Ｌ，１２Ｓを用いて
長波長および短波長の位相差ΔφＬ，ΔφＳを取得し、
これらに基づいて、長波長位相差ΔφＬを補正して真の
位相差Δφ１を得、この真の位相差Δφ１に基づいて位
相コントラスト画像を取得することにより、長波長放射
線１２Ｌが被写体２１を透過することにより生じる位相
差が２πを越えている場合であっても、正確な位相差を
反映した位相コントラスト画像を取得することができ
る。
【００４３】次いで、本発明の第２の実施形態について
説明する。図５は本発明の第２の実施形態による位相コ
ントラスト画像生成装置を適用した位相コントラスト撮
影装置の構成を示す概略ブロック図である。なお、第２
の実施形態において第１の実施形態と同一の構成につい
ては同一の参照番号を付し、詳細な説明は省略する。第
２の実施形態においては、長波長Ｘ線１２Ｌおよび短波
長Ｘ線１２Ｓを同時に被写体２１に照射し、各撮影位置
において画像データＳＬｎおよび画像データＳＳｎを同
時に取得するようにした点が第１の実施形態と異なる。
このため、第２の実施形態においては、Ｘ線源（１０′
とする）が、線源１１から発せられたシンクロトロン放
射光を反射させて長波長のＸ線１２Ｌを得るための結晶
１３Ａおよびシンクロトロン放射光を反射させて短波長
のＸ線１２Ｓを得るための結晶１３Ｂを備え、記録部
（３０′とする）において、間に銅板のようなフィルタ
５０を挟んだ２つの検出パネル３１Ａ，３１Ｂを支持部
３５により支持し、２つの検出パネル３１Ａ，３１Ｂに
同時に被写体２１を透過した長波長および短波長のＸ線
１２Ｌ，１２Ｓを照射するようにし、演算部（４０′と
する）の位相差算出手段４１の前段に設けられた画像算
出手段４３において、各撮影位置における検出パネル３
１Ａ，３１Ｂから得られる画像データＳＡ，ＳＢに基づ
いて、画像データＳＬｎ，ＳＳｎを得るようにしたもの
である。
説明する。図５は本発明の第２の実施形態による位相コ
ントラスト画像生成装置を適用した位相コントラスト撮
影装置の構成を示す概略ブロック図である。なお、第２
の実施形態において第１の実施形態と同一の構成につい
ては同一の参照番号を付し、詳細な説明は省略する。第
２の実施形態においては、長波長Ｘ線１２Ｌおよび短波
長Ｘ線１２Ｓを同時に被写体２１に照射し、各撮影位置
において画像データＳＬｎおよび画像データＳＳｎを同
時に取得するようにした点が第１の実施形態と異なる。
このため、第２の実施形態においては、Ｘ線源（１０′
とする）が、線源１１から発せられたシンクロトロン放
射光を反射させて長波長のＸ線１２Ｌを得るための結晶
１３Ａおよびシンクロトロン放射光を反射させて短波長
のＸ線１２Ｓを得るための結晶１３Ｂを備え、記録部
（３０′とする）において、間に銅板のようなフィルタ
５０を挟んだ２つの検出パネル３１Ａ，３１Ｂを支持部
３５により支持し、２つの検出パネル３１Ａ，３１Ｂに
同時に被写体２１を透過した長波長および短波長のＸ線
１２Ｌ，１２Ｓを照射するようにし、演算部（４０′と
する）の位相差算出手段４１の前段に設けられた画像算
出手段４３において、各撮影位置における検出パネル３
１Ａ，３１Ｂから得られる画像データＳＡ，ＳＢに基づ
いて、画像データＳＬｎ，ＳＳｎを得るようにしたもの
である。
【００４４】ここで、被写体２１を透過した長波長およ
び短波長のＸ線１２Ｌ，１２Ｓは、検出パネル３１Ａ，
３１Ｂに到達する直前は、Ｘ線１２Ｌの波長λＬによる
回折縞およびＸ線１２Ｓの波長λＳによる回折縞とが重
なった状態となっている。この際、被写体２１に近い側
の検出パネル３１Ａに照射されるＸ線１２Ｌ、１２Ｓの
強度をそれぞれＩ1，Ｉ2とすると、被写体２１から離れ
た側の検出パネル３１Ｂに照射されるＸ線１２Ｌ、１２
Ｓの強度は、それぞれα1Ｉ1，α2Ｉ2と表すことができ
る。ここで、α1，α2はフィルタ５０を構成する物質の
波長λＬ，λＳにおける減弱係数の値から求められる既
知の値である。
び短波長のＸ線１２Ｌ，１２Ｓは、検出パネル３１Ａ，
３１Ｂに到達する直前は、Ｘ線１２Ｌの波長λＬによる
回折縞およびＸ線１２Ｓの波長λＳによる回折縞とが重
なった状態となっている。この際、被写体２１に近い側
の検出パネル３１Ａに照射されるＸ線１２Ｌ、１２Ｓの
強度をそれぞれＩ1，Ｉ2とすると、被写体２１から離れ
た側の検出パネル３１Ｂに照射されるＸ線１２Ｌ、１２
Ｓの強度は、それぞれα1Ｉ1，α2Ｉ2と表すことができ
る。ここで、α1，α2はフィルタ５０を構成する物質の
波長λＬ，λＳにおける減弱係数の値から求められる既
知の値である。
【００４５】そして、検出パネル３１Ａ，３１Ｂにそれ
ぞれ照射されるＸ線（Ｘ線１２ＬとＸ線１２Ｓとを合わ
せたもの）の強度をそれぞれＸ1，Ｘ2とすると、Ｘ1＝
Ｉ1＋Ｉ2、Ｘ2＝α1Ｉ1＋α2Ｉ2である。したがって、
下記の式（１３）に示す演算を行うことにより、各波長
λＬ，λｓに対応するＸ線の強度Ｉ1，Ｉ2を求めること
ができる。ここで、検出パネル３１Ａ，３１Ｂにそれぞ
れ照射されるＸ線の強度は、検出パネル３１Ａ，３１Ｂ
からそれぞれ得られる画像データＳＡ，ＳＢに対応し、
Ｘ線の強度Ｉ１，Ｉ２は各撮影位置において得られる画
像データＳＬｎ，ＳＳｎに対応することから、式（１
３）から求められる下記の式（１４）により、１回の撮
影で画像データＳＬｎ，ＳＳｎを得ることができる。な
お、画像算出手段４３においては、式（１４）の演算を
行うことにより、画像データＳＬｎ，ＳＳｎが得られ
る。
ぞれ照射されるＸ線（Ｘ線１２ＬとＸ線１２Ｓとを合わ
せたもの）の強度をそれぞれＸ1，Ｘ2とすると、Ｘ1＝
Ｉ1＋Ｉ2、Ｘ2＝α1Ｉ1＋α2Ｉ2である。したがって、
下記の式（１３）に示す演算を行うことにより、各波長
λＬ，λｓに対応するＸ線の強度Ｉ1，Ｉ2を求めること
ができる。ここで、検出パネル３１Ａ，３１Ｂにそれぞ
れ照射されるＸ線の強度は、検出パネル３１Ａ，３１Ｂ
からそれぞれ得られる画像データＳＡ，ＳＢに対応し、
Ｘ線の強度Ｉ１，Ｉ２は各撮影位置において得られる画
像データＳＬｎ，ＳＳｎに対応することから、式（１
３）から求められる下記の式（１４）により、１回の撮
影で画像データＳＬｎ，ＳＳｎを得ることができる。な
お、画像算出手段４３においては、式（１４）の演算を
行うことにより、画像データＳＬｎ，ＳＳｎが得られ
る。
【数７】
【００４６】なお、上記第２の実施形態においては、フ
ィルタ５０を挟んで配設された２つの検出パネル３１
Ａ，３１Ｂを移動させて複数の画像データＳＬｎ，ＳＳ
ｎを取得しているが、図６に示す第３の実施形態のよう
に、フィルタ５０を挟んで配設された２枚の蓄積性蛍光
体シート６１，６２からなる複数組（ここでは３組）の
シートペア６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃを使用し、予め定め
られた撮影位置に複数組のシートペア６０Ａ，６０Ｂ，
６０Ｃをそれぞれ配設して、各撮影位置における撮影を
同時に行うようにしてもよい。
ィルタ５０を挟んで配設された２つの検出パネル３１
Ａ，３１Ｂを移動させて複数の画像データＳＬｎ，ＳＳ
ｎを取得しているが、図６に示す第３の実施形態のよう
に、フィルタ５０を挟んで配設された２枚の蓄積性蛍光
体シート６１，６２からなる複数組（ここでは３組）の
シートペア６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃを使用し、予め定め
られた撮影位置に複数組のシートペア６０Ａ，６０Ｂ，
６０Ｃをそれぞれ配設して、各撮影位置における撮影を
同時に行うようにしてもよい。
【００４７】このようにしてシートペア６０Ａ，６０
Ｂ，６０Ｃを用いた場合には、各シートペア６０Ａ，６
０Ｂ，６０Ｃを構成する蓄積性蛍光体シート６１，６２
に励起光を照射して輝尽発光光を発生させ、この輝尽発
光光を光電的に読み取る読取手段７０において、第２の
実施形態における画像データＳＡ，ＳＢをそれぞれ取得
し、式（８）の演算を行うことにより、画像データＳＬ
ｎ，ＳＳｎが得られる。
Ｂ，６０Ｃを用いた場合には、各シートペア６０Ａ，６
０Ｂ，６０Ｃを構成する蓄積性蛍光体シート６１，６２
に励起光を照射して輝尽発光光を発生させ、この輝尽発
光光を光電的に読み取る読取手段７０において、第２の
実施形態における画像データＳＡ，ＳＢをそれぞれ取得
し、式（８）の演算を行うことにより、画像データＳＬ
ｎ，ＳＳｎが得られる。
【００４８】なお、上記第１および第２の実施形態にお
いては、線源１１としてシンクロトロン放射光を発する
ものを用いているが、これに限定されるものではない。
また、被写体２１に照射するＸ線１２として単色Ｘ線を
用いているが、単色Ｘ線に限定されるものではない。
いては、線源１１としてシンクロトロン放射光を発する
ものを用いているが、これに限定されるものではない。
また、被写体２１に照射するＸ線１２として単色Ｘ線を
用いているが、単色Ｘ線に限定されるものではない。
【００４９】また、上記第１から第３の実施形態におい
ては、被写体２１にＸ線を照射しているが、Ｘ線以外の
他の放射線（α線，β線，γ線，電子線，紫外線等）を
用いてもよい。
ては、被写体２１にＸ線を照射しているが、Ｘ線以外の
他の放射線（α線，β線，γ線，電子線，紫外線等）を
用いてもよい。
【図１】本発明の第１の実施形態による位相コントラス
ト画像生成装置を適用した位相コントラスト撮影装置の
構成を示す概略ブロック図
ト画像生成装置を適用した位相コントラスト撮影装置の
構成を示す概略ブロック図
【図２】位相差を説明するための図
【図３】位相差の補正を説明するための図
【図４】第１の実施形態の動作を示すフローチャート
【図５】本発明の第２の実施形態による位置合わせ装置
を適用した位相コントラスト撮影装置の構成を示す概略
ブロック図
を適用した位相コントラスト撮影装置の構成を示す概略
ブロック図
【図６】本発明の第３の実施形態による位置合わせ装置
を適用した位相コントラスト撮影装置の構成を示す概略
ブロック図
を適用した位相コントラスト撮影装置の構成を示す概略
ブロック図
【図７】位相シフト量の算出を説明するための図
【図８】位相差を説明するための図
【符号の説明】 １０，１０′ Ｘ線源 １１ 線源 １２Ｌ，１２Ｓ Ｘ線 １３，１３Ａ，１３Ｂ 結晶 ２０ 被写体支持部 ２１ 被写体 ３０，３０′ 記録部 ３１，３１Ａ，３１Ｂ 検出パネル ３２ 移動手段 ３３ 読出手段 ４０，４０′ 演算部 ４１ 位相差算出手段 ４２ 補正手段 ４３ 画像算出手段 ５０ フィルタ ６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ シートペア ６１，６２ 蓄積性蛍光体シート ７０ 読取手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G001 AA01 AA20 BA11 CA01 GA01 GA06 GA19 HA07 HA09 HA13 HA20 KA01 4C093 AA30 CA04 DA06 EA04 EA07 EB17 EC29 FD20 FF50 5B057 AA07 BA03 CA02 CA08 CA12 CA16 CB02 CB08 CB12 CB16 CC01 CD14 CE11 CH08
Claims (6)
- 【請求項１】 被写体に長波長放射線および短波長放
射線を照射し、 前記被写体を透過した長波長放射線および短波長放射線
を、前記被写体からの距離が異なる複数位置において検
出して、該各位置における長波長放射線による複数の長
波長放射線画像および短波長放射線による複数の短波長
放射線画像を取得し、 前記複数の長波長放射線画像および前記複数の短波長放
射線画像に基づいて、前記被写体を透過することにより
生じる前記長波長放射線および前記短波長放射線の位相
差をそれぞれ算出し、 前記長波長位相差および前記短波長位相差に基づいて、
前記長波長位相差を補正して補正長波長位相差を取得
し、該補正長波長位相差に基づいて位相コントラスト画
像を生成することを特徴とする位相コントラスト画像生
成方法。 - 【請求項２】 前記長波長放射線画像および前記短波
長放射線画像を、前記複数位置において同時に取得する
ことを特徴とする請求項１記載の位相コントラスト画像
生成方法。 - 【請求項３】 被写体に長波長放射線および短波長放
射線を照射する放射線源と、 前記被写体を透過した長波長放射線および短波長放射線
を、前記被写体からの距離が異なる複数位置において検
出して、該各位置における長波長放射線による複数の長
波長放射線画像および短波長放射線による複数の短波長
放射線画像を取得する検出手段と、 前記複数の長波長放射線画像および前記複数の短波長放
射線画像に基づいて、前記被写体を透過することにより
生じる前記長波長放射線および前記短波長放射線の位相
差をそれぞれ算出する位相差算出手段と、 前記長波長位相差および前記短波長位相差に基づいて、
前記長波長位相差を補正して補正長波長位相差を取得
し、該補正長波長位相差に基づいて位相コントラスト画
像を生成する補正手段とを備えたことを特徴とする位相
コントラスト画像生成装置。 - 【請求項４】 前記検出手段は、前記長波長放射線画
像および前記短波長放射線画像を、前記複数位置におい
て同時に取得する手段であることを特徴とする請求項３
記載の位相コントラスト画像生成装置。 - 【請求項５】 被写体に長波長放射線および短波長放
射線を照射する手順と、 前記被写体を透過した長波長放射線および短波長放射線
を、前記被写体からの距離が異なる複数位置において検
出して、該各位置における長波長放射線による複数の長
波長放射線画像および短波長放射線による複数の短波長
放射線画像を取得する手順と、 前記複数の長波長放射線画像および前記複数の短波長放
射線画像に基づいて、前記被写体を透過することにより
生じる前記長波長放射線および前記短波長放射線の位相
差をそれぞれ算出する手順と、 前記長波長位相差および前記短波長位相差に基づいて、
前記長波長位相差を補正して補正長波長位相差を取得
し、該補正長波長位相差に基づいて位相コントラスト画
像を生成する手順とをコンピュータに実行させるための
プログラム。 - 【請求項６】 前記長波長放射線画像および前記短波
長放射線画像を取得する手順は、前記長波長放射線画像
および前記短波長放射線画像を、前記複数位置において
同時に取得する手順であることを特徴とする請求項５記
載のプログラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001146130A JP2002336230A (ja) | 2001-05-16 | 2001-05-16 | 位相コントラスト画像生成方法および装置並びにプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001146130A JP2002336230A (ja) | 2001-05-16 | 2001-05-16 | 位相コントラスト画像生成方法および装置並びにプログラム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002336230A true JP2002336230A (ja) | 2002-11-26 |
Family
ID=18991825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001146130A Withdrawn JP2002336230A (ja) | 2001-05-16 | 2001-05-16 | 位相コントラスト画像生成方法および装置並びにプログラム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002336230A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007082663A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Natl Inst Of Radiological Sciences | 多色ｘ線測定装置及び方法 |
| JP2007203074A (ja) * | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Siemens Ag | 投影または断層撮影による位相コントラスト画像の作成方法 |
| JP2011153969A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Canon Inc | Ｘ線撮像装置、波面計測装置 |
| WO2012023356A1 (ja) * | 2010-08-19 | 2012-02-23 | 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 |
| KR20140111818A (ko) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | 삼성전자주식회사 | 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법 |
| JP2014525304A (ja) * | 2011-08-31 | 2014-09-29 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | エネルギー高感度検出の微分位相コントラストイメージング |
-
2001
- 2001-05-16 JP JP2001146130A patent/JP2002336230A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007082663A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Natl Inst Of Radiological Sciences | 多色ｘ線測定装置及び方法 |
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| JP2012061300A (ja) * | 2010-08-19 | 2012-03-29 | Fujifilm Corp | 放射線撮影システム及びその画像処理方法 |
| CN103068311A (zh) * | 2010-08-19 | 2013-04-24 | 富士胶片株式会社 | 放射线摄影系统及其图像处理方法 |
| US8824629B2 (en) | 2010-08-19 | 2014-09-02 | Fujifilm Corporation | Radiation imaging system and image processing method |
| JP2014525304A (ja) * | 2011-08-31 | 2014-09-29 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | エネルギー高感度検出の微分位相コントラストイメージング |
| KR20140111818A (ko) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | 삼성전자주식회사 | 엑스선 영상 장치 및 그 제어 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080805 |