JP2014217397A - Radiographic apparatus and unwrapping method - Google Patents

Radiographic apparatus and unwrapping method Download PDF

Info

Publication number
JP2014217397A
JP2014217397A JP2011180533A JP2011180533A JP2014217397A JP 2014217397 A JP2014217397 A JP 2014217397A JP 2011180533 A JP2011180533 A JP 2011180533A JP 2011180533 A JP2011180533 A JP 2011180533A JP 2014217397 A JP2014217397 A JP 2014217397A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
grating
region
phase differential
ray
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.)
Withdrawn
Application number
JP2011180533A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
拓司 多田
Takuji Tada
拓司 多田
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.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm 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 Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2011180533A priority Critical patent/JP2014217397A/en
Priority to PCT/JP2012/068572 priority patent/WO2013027519A1/en
Publication of JP2014217397A publication Critical patent/JP2014217397A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4208Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
    • A61B6/4233Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector using matrix detectors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/48Diagnostic techniques
    • A61B6/484Diagnostic techniques involving phase contrast X-ray imaging
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/48Diagnostic techniques
    • A61B6/488Diagnostic techniques involving pre-scan acquisition
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating 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
    • G01N23/02Investigating 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
    • G01N23/04Investigating 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
    • G01N23/041Phase-contrast imaging, e.g. using grating interferometers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/46Arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B6/467Arrangements for interfacing with the operator or the patient characterised by special input means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/60Specific applications or type of materials
    • G01N2223/612Specific applications or type of materials biological material
    • G01N2223/6126Specific applications or type of materials biological material tissue

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent inhibition of imaging of a soft tissue due to an unwrapping error.SOLUTION: An X-ray image detector generates image data by detecting an X-ray which is emitted from an X-ray source and passes first and second gratings. A phase differential image generation section generates a phase differential image on the basis of the image data. An OK/NG region detection section detects an NG region in which an unwrapping error is easily generated and detects other regions as an OK region in the phase differential image. An unwrapping processing section sets a group of starting points P0-P6 along a penetration line which passes through only the OK region and penetrates the phase differential image in one direction, and performs unwrapping processing along straight line routes R0-R6 orthogonal to the arrangement direction of the group of starting points P0-P6, unwrapping processing between the adjacent starting points of the group of starting points P0-P6, and unwrapping processing along wraparound routes WR0, WR1 covering pixels in the OK region remaining behind the NG region when viewed from the group of starting points P0-P6.

Description

本発明は、被検体による放射線の位相変化に基づく画像を検出する放射線撮影装置及びこれに用いられるアンラップ処理方法に関する。   The present invention relates to a radiation imaging apparatus that detects an image based on a phase change of radiation by a subject and an unwrap processing method used therefor.

放射線、例えばX線は、物質を構成する元素の重さ(原子番号)と物質の密度及び厚さとに依存して吸収され減衰するといった特性を有する。この特性に着目し、医療診断や非破壊検査等の分野において、被検体の内部を透視するためのプローブとしてX線が利用されている。   Radiation, such as X-rays, has a characteristic that it is absorbed and attenuated depending on the weight (atomic number) of the elements constituting the substance and the density and thickness of the substance. Focusing on this characteristic, X-rays are used as a probe for seeing through the inside of a subject in fields such as medical diagnosis and nondestructive inspection.

一般的なX線撮影装置では、X線を放射するX線源と、X線を検出するX線画像検出器との間に被検体を配置して、被検体を透過したX線の撮影を行う。この場合、X線源からX線画像検出器に向けて放射されたX線は、被検体を透過する際に吸収され減衰した後、X線画像検出器に入射する。この結果、被検体によるX線の強度変化に基づく画像がX線画像検出器により検出される。   In a general X-ray imaging apparatus, an object is placed between an X-ray source that emits X-rays and an X-ray image detector that detects X-rays, and X-rays transmitted through the object are imaged. Do. In this case, X-rays emitted from the X-ray source toward the X-ray image detector are absorbed and attenuated when passing through the subject, and then enter the X-ray image detector. As a result, an image based on an X-ray intensity change by the subject is detected by the X-ray image detector.

X線吸収能は、原子番号が小さい元素ほど低くなるため、生体軟部組織やソフトマテリアルなどでは、X線の強度変化が小さく、画像に十分なコントラストが得られないといった問題がある。例えば、人体の関節を構成する軟骨部とその周辺の関節液は、いずれも殆どの成分が水であり、両者のX線吸収能の差が小さいため、コントラストが得られにくい。   Since the X-ray absorptivity becomes lower with an element having a smaller atomic number, there is a problem that a change in X-ray intensity is small and sufficient contrast cannot be obtained in a soft tissue or soft material. For example, most of the components of the cartilage portion constituting the joint of the human body and the joint fluid in the vicinity thereof are water, and the difference in the X-ray absorption capacity between them is small, so that it is difficult to obtain contrast.

このような問題を背景に、被検体によるX線の強度変化に代えて、被検体によるX線の位相変化に基づいた画像を得るX線位相イメージングの研究が近年盛んに行われている。X線位相イメージングは、被検体に入射したX線の位相変化が強度変化より大きいことに基づき、X線の位相変化を画像化する方法であり、X線吸収能が低い被検体に対しても高コントラストの画像を得ることができる。X線位相イメージングの一種として、2枚の回折格子とX線画像検出器とを用いてX線タルボ干渉計を構成することにより、X線の位相変化を検出するX線撮影装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Against this background, research on X-ray phase imaging that obtains an image based on the phase change of the X-ray by the subject instead of the change in the intensity of the X-ray by the subject has been actively conducted in recent years. X-ray phase imaging is a method of imaging the X-ray phase change based on the fact that the phase change of the X-ray incident on the subject is larger than the intensity change. A high-contrast image can be obtained. As one type of X-ray phase imaging, an X-ray imaging apparatus that detects an X-ray phase change by configuring an X-ray Talbot interferometer using two diffraction gratings and an X-ray image detector is known. (For example, refer to Patent Document 1).

このX線撮影装置は、X線源から見て被検体の背後に第1の回折格子を配置し、第1の回折格子からタルボ距離だけ離れた位置に第2の回折格子を配置し、その背後にX線画像検出器を配置したものである。タルボ距離は、第1の回折格子を通過したX線が、タルボ効果によって第1の回折格子の自己像(縞画像)を形成する距離であり、第1の回折格子の格子ピッチとX線波長とに依存する。この自己像は、被検体でのX線の位相変化で屈折が生じることにより変調される。この変調量を検出することにより、X線の位相変化が画像化される。   In this X-ray imaging apparatus, the first diffraction grating is disposed behind the subject as viewed from the X-ray source, and the second diffraction grating is disposed at a position separated from the first diffraction grating by the Talbot distance. An X-ray image detector is arranged behind. The Talbot distance is the distance at which the X-rays that have passed through the first diffraction grating form a self-image (striped image) of the first diffraction grating due to the Talbot effect, and the grating pitch of the first diffraction grating and the X-ray wavelength Depends on and. This self-image is modulated by refraction caused by the phase change of X-rays in the subject. By detecting this modulation amount, the phase change of the X-ray is imaged.

上記変調量の検出方法として縞走査法が知られている。縞走査法とは、第1の回折格子に対して第2の回折格子を、第1の回折格子の面に平行でかつ第1の回折格子の格子線方向に垂直な方向に、所定の走査ピッチで並進移動(走査)させながら、各走査位置において、X線源からX線を放射し、被検体、第1及び第2の回折格子を通過したX線をX線画像検出器により撮影する方法である。このX線画像検出器により得られる各画素の画素値の上記走査に対する変化を表す信号(強度変調信号)について位相ズレ量(被検体が存在しない場合の初期位置からの位相差)を算出することにより、上記変調量に関連する画像が得られる。この画像は、被検体の屈折率を反映した画像であり、X線の位相変化(位相シフト)の微分量に対応するため、位相微分画像と呼ばれる。   A fringe scanning method is known as a method for detecting the modulation amount. In the fringe scanning method, the second diffraction grating is scanned with respect to the first diffraction grating in a direction parallel to the plane of the first diffraction grating and perpendicular to the grating line direction of the first diffraction grating. X-rays are radiated from the X-ray source at each scanning position while being translated (scanned) at a pitch, and the X-ray image passing through the subject and the first and second diffraction gratings is imaged by the X-ray image detector. Is the method. Calculating a phase shift amount (phase difference from an initial position when no subject exists) for a signal (intensity modulation signal) representing a change in the pixel value of each pixel obtained by the X-ray image detector with respect to the scanning. Thus, an image related to the modulation amount is obtained. This image is an image reflecting the refractive index of the subject, and corresponds to the differential amount of the X-ray phase change (phase shift), and is called a phase differential image.

特許文献1に示されているように、上記位相ズレ量は、複素数の偏角を抽出する関数(arg[…])や、逆正接関数(tan−1[…])を用いて算出される。このため、位相微分画像は、上記関数の値域(−πから+π、または、−π/2から+π/2)に畳み込まれた(ラップされた)値により表現される。このようにラップされた位相微分画像には、値域の上限から下限に変化する箇所、または下限から上限に変化する箇所で不連続点が生じることがあるため、この不連続点をなくして連続化するようにアンラップ処理を行うことが知られている(例えば、特許文献2参照)。 As shown in Patent Document 1, the phase shift amount is calculated using a function (arg [...]) for extracting a complex argument and an arctangent function (tan -1 [...]). . For this reason, the phase differential image is expressed by a value convolved (wrapped) in the range of the function (−π to + π or −π / 2 to + π / 2). In the phase differential image wrapped in this way, discontinuous points may occur at locations where the upper limit of the range changes to the lower limit or at locations where the lower limit changes to the upper limit. It is known to perform the unwrapping process (see, for example, Patent Document 2).

このアンラップ処理は、光学的計測の分野等でも行われている(例えば、特許文献3参照)。一般に、アンラップ処理は、画像内の所定位置を起点とし、該起点から所定の経路に沿って順に行われる。この経路中に上記不連続点が検出されると、この不連続点以降のデータに、上記関数の値域に相当する値が一律に加算または減算される。これにより、不連続点がなくなり、データが連続化する。   This unwrapping process is also performed in the field of optical measurement or the like (see, for example, Patent Document 3). In general, unwrap processing is performed in order along a predetermined route from a starting point at a predetermined position in the image. When the discontinuous point is detected in the path, a value corresponding to the range of the function is uniformly added to or subtracted from data after the discontinuous point. Thereby, discontinuous points are eliminated and data is continuous.

WO2004/058070号公報WO2004 / 058070 特開2011−045655号公報JP 2011-045655 A 特開2008−082869号公報JP 2008-082869 A

しかしながら、被検体に骨部等のX線吸収能が高い高吸収体が含まれる場合には、該高吸収体では、X線を大きく減衰させることにより、上記強度変調信号の強度や振幅が低下するため、位相ズレ量の算出精度が低下してしまう。これにより、位相微分画像の高吸収体領域では、アンラップエラーが生じやすくなる。このアンラップエラーには、本来不連続点でない箇所に不連続性が生じて不連続点と見なされることによりアンラップ処理が行われるケースと、本来不連続点である箇所の不連続性が低下して不連続点と見なされないことによりアンラップ処理が行われないケースとがある。   However, when the subject includes a high-absorber having a high X-ray absorption capacity such as a bone part, the high-absorber decreases the intensity and amplitude of the intensity modulation signal by greatly attenuating the X-ray. Therefore, the calculation accuracy of the phase shift amount is lowered. Thereby, an unwrapping error is likely to occur in the high-absorber region of the phase differential image. In this unwrapping error, discontinuity occurs at a place that is not a discontinuous point and is considered as a discontinuous point. There are cases where the unwrapping process is not performed because it is not regarded as a discontinuous point.

図17に示すように、高吸収体である骨部の領域に起点を設定し、起点から一方向に伸びる経路に沿ってアンラップ処理を行う場合には、骨部領域ではアンラップエラーが生じやすいため、一旦アンラップエラーが生じると、アンラップエラーが生じた箇所以降の経路にエラー値(上記関数の値域に相当する値)が積算される。この結果、アンラップ処理後の位相微分画像にはアンラップ処理の経路方向に沿った筋状のノイズが生じ、このノイズが軟部組織である軟骨部の一部に重なるため、X線位相イメージングでの関心領域である肝心の軟部組織の画像化を阻害してしまうという問題がある。   As shown in FIG. 17, when a starting point is set in a bone region that is a high absorbent body and unwrap processing is performed along a path extending in one direction from the starting point, an unwrapping error is likely to occur in the bone region. Once an unwrap error occurs, an error value (a value corresponding to the value range of the function) is accumulated in the path after the location where the unwrap error has occurred. As a result, streaky noise along the path direction of the unwrapping process is generated in the phase differential image after the unwrapping process, and this noise overlaps a part of the cartilage part that is a soft tissue. There is a problem in that imaging of the soft tissue of the heart, which is a region, is hindered.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、アンラップエラーによる軟部組織の画像化の阻害を防止することを可能とする放射線撮影装置及びアンラップ処理方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a radiographic apparatus and an unwrap processing method that can prevent the inhibition of soft tissue imaging due to an unwrap error.

上記目的を達成するために、本発明の放射線撮影装置は、放射線源から射出され、被検体を透過した放射線を検出して画像データを生成する放射線検出器と、前記放射線源と前記放射線検出器との間に配置された格子部と、前記画像データに基づき、所定の範囲にラップされた値で表現された位相微分画像を生成する位相微分画像生成部と、前記位相微分画像においてアンラップエラーが生じやすいNG領域を検出するとともに、それ以外の領域をOK領域として検出するOK/NG領域検出部と、前記OK領域中に起点を設定して、前記OK領域のみをアンラップ処理するアンラップ処理部と、を備えるものである。   In order to achieve the above object, a radiation imaging apparatus of the present invention includes a radiation detector that detects radiation emitted from a radiation source and transmitted through a subject to generate image data, and the radiation source and the radiation detector. A phase differential image generation unit that generates a phase differential image expressed by a value wrapped in a predetermined range based on the image data, and an unwrapping error in the phase differential image. An OK / NG area detection unit that detects an NG area that is likely to occur and detects other areas as an OK area; an unwrap processing unit that sets an origin in the OK area and unwraps only the OK area; , Are provided.

前記被検体を配置しない状態で行われるプレ撮影において、前記位相微分画像生成部により生成された位相微分画像をオフセット画像として記憶するオフセット画像記憶部を備え、前記アンラップ処理部は、前記オフセット画像に対しても前記アンラップ処理を行う。この場合、前記アンラップ処理後の位相微分画像から前記アンラップ処理後のオフセット画像を減算するオフセット処理部を備えることが好ましい。   In pre-imaging performed in a state in which the subject is not arranged, the image processing apparatus includes an offset image storage unit that stores the phase differential image generated by the phase differential image generation unit as an offset image, and the unwrap processing unit adds the offset image to the offset image. The unwrap process is also performed. In this case, it is preferable to include an offset processing unit that subtracts the offset image after the unwrap processing from the phase differential image after the unwrap processing.

前記アンラップ処理部は、前記OK領域のみを通り前記位相微分画像を一方向に貫通する貫通ラインに沿って起点群を設定し、前記起点群の隣接する起点間のアンラップ処理と、前記起点群の各起点から前記貫通ラインに直交する直線経路に沿ったアンラップ処理とを行う。   The unwrap processing unit sets a starting point group along a penetrating line that passes only through the OK region and penetrates the phase differential image in one direction, and unwraps between adjacent starting points of the starting point group; and Unwrap processing is performed from each starting point along a straight path perpendicular to the through line.

前記アンラップ処理部は、前記起点群から見て前記NG領域の背後に残存する前記OK領域内の画素に対するアンラップ処理をさらに行うことが好ましい。この場合、前記アンラップ処理部は、前記NG領域の背後に残存する画素に対するアンラップ処理の回数が少なくなるように前記起点群の方向を決定する起点群方向決定部を備えることも好ましい。   It is preferable that the unwrap processing unit further performs unwrap processing on the pixels in the OK region remaining behind the NG region as viewed from the starting point group. In this case, it is preferable that the unwrap processing unit further includes a start point group direction determining unit that determines the direction of the start point group so that the number of unwrap processes for the pixels remaining behind the NG region is reduced.

また、前記アンラップ処理部は、前記起点群を、前記位相微分画像のいずれかの一辺に沿って設定することが好ましい。   The unwrap processing unit preferably sets the starting point group along one side of the phase differential image.

前記アンラップ処理部は、前記位相微分画像が前記NG領域により複数の前記OK領域に分断される場合に、前記各OK領域中に起点を設定して前記アンラップ処理を行う。   The unwrap processing unit performs the unwrap processing by setting a starting point in each OK region when the phase differential image is divided into a plurality of OK regions by the NG region.

前記格子部は、放射線源からの放射線を通過させて第1の周期パターン像を生成する第1の格子と、前記第1の周期パターン像を部分的に遮蔽して第2の周期パターン像を生成する第2の格子と有し、前記放射線画像検出器は、前記第2の周期パターン像を検出して画像データを生成することが好ましい。   The grating unit partially shields the first periodic pattern image by passing the radiation from the radiation source to generate the first periodic pattern image, and displays the second periodic pattern image. It is preferable that the radiographic image detector generates the image data by detecting the second periodic pattern image.

前記格子部は、前記第1の格子または第2の格子を所定の走査ピッチで移動させ、複数の走査位置に順に設定する走査機構を備え、前記放射線画像検出器は、前記各走査位置で前記第2の周期パターン像を検出して画像データを生成し、前記位相微分画像生成部は、前記放射線画像検出器により生成される複数の画像データに基づいて位相微分画像を生成することが好ましい。この場合、前記走査機構は、前記第1の格子または第2の格子を、格子線に直交する方向に移動させることが好ましい。また、前記走査機構は、前記第1の格子または第2の格子を、格子線に対して傾斜する方向に移動させることも好ましい。   The grating unit includes a scanning mechanism that moves the first grating or the second grating at a predetermined scanning pitch and sequentially sets a plurality of scanning positions, and the radiological image detector includes the scanning mechanism at each scanning position. Preferably, the second periodic pattern image is detected to generate image data, and the phase differential image generation unit generates a phase differential image based on a plurality of image data generated by the radiation image detector. In this case, it is preferable that the scanning mechanism moves the first grating or the second grating in a direction orthogonal to the grating line. The scanning mechanism preferably moves the first grating or the second grating in a direction inclined with respect to the grating line.

前記位相微分画像生成部は、前記放射線検出器により得られる単一の画像データに基づいて前記位相微分画像を生成することも好ましい。   It is also preferable that the phase differential image generation unit generates the phase differential image based on single image data obtained by the radiation detector.

前記OK/NG領域検出部は、画素値の強度変化を表す強度変調信号の平均強度、振幅、ビジビリティのうち1つまたは複数の組み合わせに基づいてNG領域を検出することが好ましい。   It is preferable that the OK / NG area detection unit detects an NG area based on one or a combination of average intensity, amplitude, and visibility of an intensity modulation signal representing intensity change of a pixel value.

吸収画像、吸収画像の微分画像、小角散乱画像のうちいずれかを生成し、前記位相微分画像の前記NG領域を置換するNG領域画像置換部を備えることが好ましい。   It is preferable that an NG region image replacement unit that generates any one of an absorption image, a differential image of the absorption image, and a small angle scattered image and replaces the NG region of the phase differential image is provided.

前記第1の格子は、吸収型格子であり、入射した放射線を幾何光学的に投影することにより前記第1の周期パターン像を生成することが好ましい。前記第1の格子は、吸収型格子または位相型格子であり、入射した放射線にタルボ効果を生じさせて前記第1の周期パターン像を生成するものであってもよい。   Preferably, the first grating is an absorption grating, and the first periodic pattern image is generated by geometrically optically projecting incident radiation. The first grating may be an absorption grating or a phase grating, and may generate the first periodic pattern image by causing a Talbot effect to incident radiation.

前記放射線源から放射された放射線を部分的に遮蔽して焦点を分散化するマルチスリットを備えることが好ましい。   It is preferable to provide a multi slit that partially blocks the radiation emitted from the radiation source and disperses the focal point.

また、本発明のアンラップ処理方法は、所定の範囲にラップされた値で表現された位相微分画像においてアンラップエラーが生じやすいNG領域を検出するとともに、それ以外の領域をOK領域として検出し、前記OK領域中に起点を設定して、前記OK領域のみをアンラップ処理することを特徴とするアンラップ処理方法。   Further, the unwrap processing method of the present invention detects an NG region in which an unwrap error is likely to occur in a phase differential image expressed by a value wrapped in a predetermined range, and detects other regions as OK regions, An unwrap processing method, wherein a starting point is set in an OK region, and only the OK region is unwrapped.

本発明によれば、所定の範囲にラップされた値で表現された位相微分画像においてアンラップエラーが生じやすいNG領域を検出するとともに、それ以外の領域をOK領域とし、OK領域中に起点を設定して、OK領域のみをアンラップ処理するので、アンラップエラーが生じ難く、アンラップエラーによる軟部組織の画像化の阻害を防止することができる。   According to the present invention, an NG region in which an unwrapping error is likely to occur is detected in a phase differential image expressed by a value wrapped in a predetermined range, the other region is set as an OK region, and a starting point is set in the OK region. Since only the OK region is unwrapped, unwrapping errors are unlikely to occur, and the inhibition of soft tissue imaging due to unwrapping errors can be prevented.

X線撮影装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an X-ray imaging apparatus. X線画像検出器の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a X-ray image detector. 第1及び第2の格子の構成を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the structure of the 1st and 2nd grating | lattice. 強度変調信号を示すグラフである。It is a graph which shows an intensity | strength modulation signal. 画像処理部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an image process part. アンラップ処理方法の流れを説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the flow of the unwrap processing method. アンラップ処理の起点及び経路の設定方法を説明する図である。It is a figure explaining the starting method of an unwrap process, and the setting method of a path | route. 複数のOK領域が存在する位相微分画像を示す図である。It is a figure which shows the phase differential image in which several OK area | region exists. アンラップ処理を説明する図である。It is a figure explaining an unwrap process. プレ撮影時のX線撮影装置の作用を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the effect | action of the X-ray imaging apparatus at the time of pre imaging | photography. 本撮影時のX線撮影装置の作用を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the effect | action of the X-ray imaging apparatus at the time of this imaging | photography. アンラップ処理の起点及び経路の別の設定方法を説明する図である。It is a figure explaining another setting method of the starting point of an unwrap process, and a course. 起点群方向決定部が設けられた画像処理部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image process part provided with the starting point group direction determination part. アンラップ処理の起点及び経路の別の設定方法を説明する図である。It is a figure explaining another setting method of the starting point of an unwrap process, and a course. 1つの起点から画素ごとに順にアンラップ処理を行う例を説明する図である。It is a figure explaining the example which performs an unwrap process in order for every pixel from one starting point. NG領域画像置換部を備えた画像処理部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image process part provided with the NG area | region image replacement part. 従来のアンラップ処理を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the conventional unwrap process.

図1において、X線撮影装置10は、X線源11、格子部12、X線画像検出器13、メモリ14、画像処理部15、画像記録部16、撮影制御部17、コンソール18、及びシステム制御部19を備える。X線源11は、例えば、回転陽極型のX線管と、X線の照射野を制限するコリメータとを有し、撮影制御部17の制御に基づき、被検体Hに向けてX線を放射する。   In FIG. 1, an X-ray imaging apparatus 10 includes an X-ray source 11, a grating unit 12, an X-ray image detector 13, a memory 14, an image processing unit 15, an image recording unit 16, an imaging control unit 17, a console 18, and a system. A control unit 19 is provided. The X-ray source 11 includes, for example, a rotary anode type X-ray tube and a collimator that limits the X-ray irradiation field, and emits X-rays toward the subject H based on the control of the imaging control unit 17. To do.

格子部12は、第1の格子21、第2の格子22、及び走査機構23を備える。第1及び第2の格子21,22は、X線照射方向であるz方向に関してX線源11に対向配置されている。X線源11と第1の格子21との間には、被検体Hが配置可能な間隔が設けられている。X線画像検出器13は、例えば、半導体回路を用いたフラットパネル検出器であり、第2の格子22の背後に、検出面13aがz方向に直交するように配置されている。   The grating unit 12 includes a first grating 21, a second grating 22, and a scanning mechanism 23. The first and second gratings 21 and 22 are disposed to face the X-ray source 11 with respect to the z direction that is the X-ray irradiation direction. A space is provided between the X-ray source 11 and the first grating 21 so that the subject H can be arranged. The X-ray image detector 13 is, for example, a flat panel detector using a semiconductor circuit, and is arranged behind the second grating 22 so that the detection surface 13a is orthogonal to the z direction.

第1の格子21は、z方向に直交する格子面内の一方向であるy方向に延伸された複数のX線吸収部21a及びX線透過部21bを備えた吸収型格子である。X線吸収部21a及びX線透過部21bは、z方向及びy方向に直交するx方向に交互に配列されており、縞状のパターンを形成している。第2の格子22は、第1の格子21と同様にy方向に延伸され、かつx方向に交互に配列された複数のX線吸収部22a及びX線透過部22bを備えた吸収型格子である。X線吸収部21a,22aは、金(Au)、白金(Pt)等のX線吸収性を有する材料により形成されている。X線透過部21b,22bは、シリコン(Si)や樹脂等のX線透過性を有する材料や空隙により形成されている。   The 1st grating | lattice 21 is an absorption type grating | lattice provided with the some X-ray absorption part 21a and X-ray transmission part 21b extended | stretched in the y direction which is one direction in the grating plane orthogonal to az direction. The X-ray absorption part 21a and the X-ray transmission part 21b are alternately arranged in the x direction orthogonal to the z direction and the y direction, and form a striped pattern. The second grating 22 is an absorption type grating having a plurality of X-ray absorbing portions 22a and X-ray transmitting portions 22b that are extended in the y direction and arranged alternately in the x direction, like the first grating 21. is there. The X-ray absorbing portions 21a and 22a are formed of a material having X-ray absorption properties such as gold (Au) and platinum (Pt). The X-ray transmissive portions 21b and 22b are formed of a material having X-ray permeability such as silicon (Si) or resin or a gap.

第1の格子21は、X線源11から放射されたX線を部分的に通過させて第1の周期パターン像(以下、G1像という)を生成する。第2の格子22は、第1の格子21により生成されたG1像を部分的に透過させて第2の周期パターン像(以下、G2像という)を生成する。被検体Hが配置されていない場合において、G1像は、第2の格子22の格子パターンとほぼ一致する。   The first grating 21 partially passes X-rays emitted from the X-ray source 11 to generate a first periodic pattern image (hereinafter referred to as G1 image). The second grating 22 partially transmits the G1 image generated by the first grating 21 to generate a second periodic pattern image (hereinafter referred to as G2 image). When the subject H is not arranged, the G1 image substantially matches the lattice pattern of the second lattice 22.

X線画像検出器13は、G2像を検出して画像データを生成する。メモリ14は、X線画像検出器13から読み出された画像データを一時的に記憶する。画像処理部15は、メモリ14に記憶された画像データに基づいて位相微分画像を生成し、この位相微分画像に基づいて位相コントラスト画像を生成する。画像記録部16は、位相微分画像と位相コントラスト画像とを記録する。   The X-ray image detector 13 detects the G2 image and generates image data. The memory 14 temporarily stores the image data read from the X-ray image detector 13. The image processing unit 15 generates a phase differential image based on the image data stored in the memory 14, and generates a phase contrast image based on the phase differential image. The image recording unit 16 records a phase differential image and a phase contrast image.

走査機構23は、第2の格子22をx方向に並進移動させ、第1の格子21に対する第2の格子22の相対位置を順次に変更する。走査機構23は、圧電アクチュエータや静電アクチュエータにより構成され、後述する縞走査を実行するために、撮影制御部17の制御に基づいて駆動される。メモリ14には、縞走査の各走査位置でX線画像検出器13により得られる画像データが一括して記憶される。   The scanning mechanism 23 translates the second grating 22 in the x direction, and sequentially changes the relative position of the second grating 22 with respect to the first grating 21. The scanning mechanism 23 is configured by a piezoelectric actuator or an electrostatic actuator, and is driven based on the control of the imaging control unit 17 in order to execute a fringe scanning described later. The memory 14 collectively stores image data obtained by the X-ray image detector 13 at each scanning position of fringe scanning.

コンソール18は、操作部18a及びモニタ18bを備えている。操作部18aは、キーボードやマウス等により構成され、X線源11の管電圧、管電流、照射時間等の撮影条件の設定や、本撮影またはプレ撮影のモード選択、撮影実行指示等の操作入力を可能とする。本撮影とは、X線源11と第1の格子21との間に被検体Hを配置した状態で行う撮影モードである。プレ撮影とは、X線源11と第1の格子21との間に被検体Hを配置せずに行う撮影モードである。詳しくは後述するが、プレ撮影は、第1及び第2の格子21,22の製造誤差や配置誤差等により生じるバックグランド成分をオフセット画像として取得するために用いられる。   The console 18 includes an operation unit 18a and a monitor 18b. The operation unit 18a includes a keyboard, a mouse, and the like, and sets operation conditions such as setting of imaging conditions such as tube voltage, tube current, and irradiation time of the X-ray source 11, mode selection for main imaging or pre-imaging, and imaging execution instruction. Is possible. The main imaging is an imaging mode performed with the subject H placed between the X-ray source 11 and the first grating 21. Pre-imaging is an imaging mode performed without placing the subject H between the X-ray source 11 and the first grating 21. As will be described in detail later, the pre-photographing is used to acquire a background component caused by a manufacturing error or an arrangement error of the first and second gratings 21 and 22 as an offset image.

モニタ18bは、撮影条件等の撮影情報や、画像記録部16に記録された位相微分画像及び位相コントラスト画像の表示を行う。システム制御部19は、操作部18aから入力される信号に応じて各部を統括的に制御する。   The monitor 18b displays photographing information such as photographing conditions and a phase differential image and a phase contrast image recorded in the image recording unit 16. The system control unit 19 comprehensively controls each unit according to a signal input from the operation unit 18a.

図2において、X線画像検出器13は、入射X線により半導体膜(図示せず)に生じた電荷を収集する画素電極31と、画素電極31によって収集された電荷を読み出すためのTFT(Thin Film Transistor)32とを備えた画素部30が2次元状に多数配列されたものである。半導体膜は、例えば、アモルファスセレンにより形成されている。   In FIG. 2, an X-ray image detector 13 includes a pixel electrode 31 that collects charges generated in a semiconductor film (not shown) by incident X-rays, and a TFT (Thin for reading charges collected by the pixel electrode 31). A plurality of pixel portions 30 having a film transistor (32) are arranged in a two-dimensional manner. The semiconductor film is made of amorphous selenium, for example.

また、X線画像検出器13は、ゲート走査線33、走査回路34、信号線35、及び読み出し回路36を備える。ゲート走査線33は、画素部30の行ごとに設けられている。走査回路34は、TFT32をオン/オフするための走査信号を各ゲート走査線33に付与する。信号線35は、画素部30の列ごとに設けられている。読み出し回路36は、各信号線35を介して画素部30から電荷を読み出し、画像データに変換して出力する。各画素部30の詳細な層構成については、例えば、特開2002−26300号公報に記載されている層構成と同様である。   The X-ray image detector 13 includes a gate scanning line 33, a scanning circuit 34, a signal line 35, and a readout circuit 36. The gate scanning line 33 is provided for each row of the pixel unit 30. The scanning circuit 34 applies a scanning signal for turning on / off the TFT 32 to each gate scanning line 33. The signal line 35 is provided for each column of the pixel unit 30. The readout circuit 36 reads out electric charges from the pixel unit 30 through the signal lines 35, converts them into image data, and outputs them. The detailed layer configuration of each pixel unit 30 is the same as the layer configuration described in JP-A-2002-26300, for example.

読み出し回路36は、積分アンプ、A/D変換器、補正回路(いずれも図示せず)等を備える。積分アンプは、各画素部30から信号線35を介して出力された電荷を積分して画像信号を生成する。A/D変換器は、積分アンプにより生成された画像信号を、デジタル形式の画像データに変換する。補正回路は、画像データに対して、暗電流補正、ゲイン補正、リニアリティ補正等を行う。この補正後の画像データがメモリ14に記憶される。   The readout circuit 36 includes an integration amplifier, an A / D converter, a correction circuit (none of which is shown), and the like. The integrating amplifier integrates the charges output from each pixel unit 30 via the signal line 35 to generate an image signal. The A / D converter converts the image signal generated by the integrating amplifier into digital image data. The correction circuit performs dark current correction, gain correction, linearity correction, and the like on the image data. The corrected image data is stored in the memory 14.

X線画像検出器13は、入射X線を半導体膜で直接電荷に変換する直接変換型に限られず、ヨウ化セシウム(CsI)やガドリウムオキシサルファイド(GOS)等のシンチレータで入射X線を可視光に変換し、可視光をフォトダイオードで電荷に変換する間接変換型であってもよい。さらに、X線画像検出器13を、シンチレータとCMOSセンサを組み合わせて構成してもよい。   The X-ray image detector 13 is not limited to the direct conversion type in which incident X-rays are directly converted into electric charges with a semiconductor film, and the incident X-rays are visible with a scintillator such as cesium iodide (CsI) or gadolinium oxysulfide (GOS). It may be an indirect conversion type that converts light into light and converts visible light into electric charge with a photodiode. Further, the X-ray image detector 13 may be configured by combining a scintillator and a CMOS sensor.

図3において、X線源11から照射されるX線は、X線焦点11aを発光点としたコーンビームである。第1の格子21は、タルボ効果が生じず、X線透過部21bを通過したX線を幾何光学的に投影するように構成される。具体的には、x方向へのX線透過部21bの幅を、X線源11から照射されるX線のピーク波長より十分大きな値とし、X線の大部分がX線透過部21bで回折しないようにすることで実現される。X線源11の回転陽極としてタングステンを用い、管電圧を50kVとした場合には、X線のピーク波長は約0.4Åである。この場合には、X線透過部21bの幅を1〜10μm程度とすればよい。   In FIG. 3, the X-rays emitted from the X-ray source 11 are cone beams having the X-ray focal point 11a as a light emission point. The 1st grating | lattice 21 is comprised so that the Talbot effect may not arise and the X-rays which passed X-ray transmissive part 21b may be projected geometrically. Specifically, the width of the X-ray transmission part 21b in the x direction is set to a value sufficiently larger than the peak wavelength of X-rays irradiated from the X-ray source 11, and most of the X-rays are diffracted by the X-ray transmission part 21b. It is realized by not doing. When tungsten is used as the rotating anode of the X-ray source 11 and the tube voltage is 50 kV, the peak wavelength of the X-ray is about 0.4 mm. In this case, the width of the X-ray transmission part 21b may be about 1 to 10 μm.

これにより、G1像は、第1の格子21からz方向下流への距離に依らず、常に第1の格子21の自己像となる。G1像は、X線焦点11aからz方向下流への距離に比例して拡大される。   Thus, the G1 image is always a self-image of the first grating 21 regardless of the distance from the first grating 21 downstream in the z direction. The G1 image is enlarged in proportion to the distance from the X-ray focal point 11a to the downstream in the z direction.

第2の格子22の格子ピッチpは、前述のように、第2の格子22の格子パターンが第2の格子22の位置におけるG1像に一致するように設定されている。具体的には、第2の格子22の格子ピッチpは、第1の格子21の格子ピッチp、X線焦点11aと第1の格子21との間の距離L、第1の格子21と第2の格子22との間の距離Lと、下式(1)をほぼ満たすように設定されている。 As described above, the grating pitch p 2 of the second grating 22 is set so that the grating pattern of the second grating 22 matches the G1 image at the position of the second grating 22. Specifically, the grating pitch p 2 of the second grating 22, the distance L 1 between the grating pitch p 1, X-ray focal point 11a and the first grating 21 of the first grating 21, the first grating 21 and the distance L 2 between the second grating 22, is set following equation (1) so as to satisfy substantially.

Figure 2014217397
Figure 2014217397

G1像は、被検体HでX線に位相変化が生じて屈折することにより変調される。この変調量には、被検体HでのX線の屈折角φ(x)が反映される。同図には、被検体HでのX線の位相変化を表す位相シフト分布Φ(x)に応じて屈折するX線の経路が例示されている。符号X1は、被検体Hが存在しない場合にX線が直進する経路を示し、符号X2は、被検体Hにより屈折したX線の経路を示している。   The G1 image is modulated by being refracted by a phase change in the X-ray at the subject H. This modulation amount reflects the X-ray refraction angle φ (x) of the subject H. The figure illustrates an X-ray path that is refracted in accordance with a phase shift distribution Φ (x) representing a phase change of the X-ray in the subject H. Reference numeral X1 indicates a path along which the X-ray goes straight when the subject H does not exist, and reference numeral X2 indicates an X-ray path refracted by the subject H.

位相シフト分布Φ(x)は、X線の波長をλ、被検体Hの屈折率分布をn(x,z)として、下式(2)で表される。   The phase shift distribution Φ (x) is expressed by the following equation (2), where X-ray wavelength is λ and the refractive index distribution of the subject H is n (x, z).

Figure 2014217397
Figure 2014217397

上記屈折角φ(x)は、位相シフト分布Φ(x)と、下式(3)の関係にある。   The refraction angle φ (x) is related to the phase shift distribution Φ (x) by the following equation (3).

Figure 2014217397
Figure 2014217397

第2の格子22の位置において、X線は、屈折角φ(x)に応じた量だけx方向に変位する。この変位量Δxは、X線の屈折角φ(x)が微小であることに基づいて、近似的に下式(4)で表される。   At the position of the second grating 22, the X-ray is displaced in the x direction by an amount corresponding to the refraction angle φ (x). This displacement amount Δx is approximately expressed by the following equation (4) based on the fact that the X-ray refraction angle φ (x) is very small.

Figure 2014217397
Figure 2014217397

このように、変位量Δxは、位相シフト分布Φ(x)の微分値に比例する。したがって、変位量Δxを後述する縞走査により検出することにより、位相シフト分布Φ(x)の微分値が得られ、位相微分画像が生成される。   Thus, the displacement amount Δx is proportional to the differential value of the phase shift distribution Φ (x). Therefore, by detecting the displacement amount Δx by fringe scanning, which will be described later, a differential value of the phase shift distribution Φ (x) is obtained, and a phase differential image is generated.

縞走査は、格子ピッチpをM個に分割した値(p/M)を走査ピッチとし、走査機構23により、この走査ピッチで第2の格子22を並進移動させ、第2の格子22を並進移動させるたびに、X線源11からX線を放射してG2像をX線画像検出器13により撮影することにより行われる。Mは3以上の整数であり、例えば、M=5であることが好ましい。 In the fringe scanning, a value obtained by dividing the grating pitch p 2 into M pieces (p 2 / M) is used as a scanning pitch, and the second grating 22 is translated by the scanning mechanism 23 at this scanning pitch. Each time the image is translated, X-rays are emitted from the X-ray source 11 and a G2 image is captured by the X-ray image detector 13. M is an integer greater than or equal to 3, for example, it is preferable that M = 5.

上式(1)を僅かに満たさない場合や、第1の格子21と第2の格子22との間にz方向周りの回転や、xy平面に対する傾斜が僅かに生じている場合には、G2像にはモアレ縞が生じる。このモアレ縞は、第2の格子22の並進移動に伴って移動し、x方向への移動距離が格子ピッチpに達すると元のモアレ縞に一致する。このモアレ縞の移動を確認することで、第2の格子22の並進移動量を検証することができる。 If the above equation (1) is not satisfied slightly, or if rotation around the z direction or slight inclination with respect to the xy plane occurs between the first grating 21 and the second grating 22, G2 Moire fringes appear in the image. The moire fringes are moved along with the translational movement of the second grating 22, the moving distance in the x direction matches the original moiré fringe reaches the grating pitch p 2. By confirming the movement of the moire fringes, the translational movement amount of the second grating 22 can be verified.

上記縞走査により、X線画像検出器13の各画素部30について、M個の画素値が得られる。図4に示すように、M個の画素値Iは、第2の格子22の走査位置kに対して周期的に変化する。走査位置kは、第2の格子22を一周期分並進移動させた場合の走査ピッチ(p/M)ごとの各位置である。走査位置kに対する画素値Iの変化を表す信号を強度変調信号と呼ぶ。 M pixel values are obtained for each pixel unit 30 of the X-ray image detector 13 by the fringe scanning. As shown in FIG. 4, the M pixel values I k periodically change with respect to the scanning position k of the second grating 22. The scanning position k is each position for each scanning pitch (p 2 / M) when the second grating 22 is translated by one period. A signal indicating a change in the pixel value I k with respect to the scanning position k is referred to as an intensity modulation signal.

同図中の破線は、被検体Hを配置しない状態で得られる強度変調信号を示している。これに対して、実線は、被検体Hを配置した状態で、被検体Hにより位相ズレ量ψ(x)が生じた強度変調信号を示している。この位相ズレ量ψ(x)は、上記変位量Δxと下式(5)の関係にある。   A broken line in the figure indicates an intensity modulation signal obtained in a state where the subject H is not arranged. On the other hand, a solid line indicates an intensity modulation signal in which the phase difference amount ψ (x) is generated by the subject H in a state where the subject H is arranged. This phase shift amount ψ (x) is in the relationship of the displacement amount Δx and the following equation (5).

Figure 2014217397
Figure 2014217397

したがって、各画素部30について、縞走査で得られるM個の画素値Iに基づき、強度変調信号の位相ズレ量ψ(x)を求めることにより、位相微分画像が得られる。 Therefore, for each pixel unit 30, a phase differential image is obtained by obtaining the phase shift amount ψ (x) of the intensity modulation signal based on the M pixel values I k obtained by the fringe scanning.

次に、位相ズレ量ψ(x)の算出方法について説明する。強度変調信号は、一般に下式(6)で表される。   Next, a method for calculating the phase shift amount ψ (x) will be described. The intensity modulation signal is generally expressed by the following formula (6).

Figure 2014217397
Figure 2014217397

ここで、Aは入射X線の平均強度を表し、Aは強度変調信号の振幅を表す。nは正の整数、iは虚数単位である。なお、図4に示すように、強度変調信号が正弦波を描く場合には、n=1である。 Here, A 0 represents the average intensity of the incident X-ray, A n represents the amplitude of the intensity-modulated signal. n is a positive integer and i is an imaginary unit. As shown in FIG. 4, when the intensity modulation signal draws a sine wave, n = 1.

本実施形態では、走査ピッチ(p/M)が一定であるため、下式(7)が成立する。 In the present embodiment, since the scanning pitch (p 2 / M) is constant, the following expression (7) is established.

Figure 2014217397
Figure 2014217397

上式(7)を上式(6)に適用すると、位相ズレ量ψ(x)は、下式(8)で表される。   When the above equation (7) is applied to the above equation (6), the phase shift amount ψ (x) is expressed by the following equation (8).

Figure 2014217397
Figure 2014217397

ここで、arg[…]は、複素数の偏角を抽出する関数である。また、位相ズレ量ψ(x)は、逆正接関数を用いて下式(9)のように表すことも可能である。   Here, arg [...] is a function for extracting the argument of a complex number. Further, the phase shift amount ψ (x) can also be expressed by the following equation (9) using an arctangent function.

Figure 2014217397
Figure 2014217397

複素数の偏角は、値域が−πから+πの範囲であるため、上式(8)に基づいて位相ズレ量ψ(x)を算出した場合には、位相ズレ量ψ(x)は、−πから+πの範囲に畳み込まれた(ラップされた)値を取る。これに対して、逆正接関数は、通常、値域が−π/2から+π/2の範囲であるため、上式(9)に基づいて位相ズレ量ψ(x)を算出した場合には、位相ズレ量ψ(x)は、−π/2から+π/2の範囲に畳み込まれた値を取る。なお、上式(9)において、逆正接関数内の分母及び分子の正負を判別することにより、値域を−πから+πとすることができるため、−πから+πの範囲で位相ズレ量ψ(x)を算出することも可能である。   Since the declination angle of the complex number ranges from −π to + π, when the phase shift amount ψ (x) is calculated based on the above equation (8), the phase shift amount ψ (x) is − Take a value that is convolved (wrapped) in the range of π to + π. On the other hand, the arc tangent function usually has a range of −π / 2 to + π / 2. Therefore, when the phase shift amount ψ (x) is calculated based on the above equation (9), The phase shift amount ψ (x) takes a value convoluted in a range of −π / 2 to + π / 2. In the above formula (9), by determining the denominator and the sign of the numerator in the arctangent function, the value range can be changed from −π to + π, and therefore the phase shift amount ψ ( It is also possible to calculate x).

本実施形態では、各画素部30について位相ズレ量ψ(x)を算出することにより得られるデータを位相微分画像という。なお、位相ズレ量ψ(x)に定数を乗じたり加算したりしたデータで表される画像を位相微分画像としてもよい。   In the present embodiment, data obtained by calculating the phase shift amount ψ (x) for each pixel unit 30 is referred to as a phase differential image. Note that an image represented by data obtained by multiplying or adding a phase shift amount ψ (x) by a constant may be a phase differential image.

図5において、画像処理部15は、位相微分画像生成部40、オフセット画像記憶部41、OK/NG領域検出部42、アンラップ処理部43、オフセット処理部44、及び位相コントラスト画像生成部45を備える。位相微分画像生成部40は、本撮影またはプレ撮影において縞走査を行った結果、メモリ14に記憶されたM枚分の画像データを用い、上式(8)または上式(9)に基づいて演算を行うことにより位相微分画像を生成する。   In FIG. 5, the image processing unit 15 includes a phase differential image generation unit 40, an offset image storage unit 41, an OK / NG region detection unit 42, an unwrap processing unit 43, an offset processing unit 44, and a phase contrast image generation unit 45. . The phase differential image generation unit 40 uses the image data for M sheets stored in the memory 14 as a result of performing the fringe scanning in the main photographing or the pre-photographing, and based on the above equation (8) or the above equation (9). A phase differential image is generated by performing an operation.

プレ撮影時に位相微分画像生成部40により生成された位相微分画像は、オフセット画像としてオフセット画像記憶部41により記憶される。本撮影時に位相微分画像生成部40により生成された位相微分画像は、アンラップ処理部43に入力される。なお、オフセット画像記憶部41は、位相微分画像生成部40から再度オフセット画像が入力された場合には、記憶中のオフセット画像を消去した後、入力されたオフセット画像を記憶する。   The phase differential image generated by the phase differential image generation unit 40 during pre-photographing is stored in the offset image storage unit 41 as an offset image. The phase differential image generated by the phase differential image generation unit 40 during the main photographing is input to the unwrap processing unit 43. In addition, when the offset image is input again from the phase differential image generation unit 40, the offset image storage unit 41 deletes the stored offset image and then stores the input offset image.

OK/NG領域検出部42は、メモリ14に記憶されたM枚分の画像データに基づき、位相微分画像中においてアンラップエラーが生じやすい領域(以下、NG領域という)を検出するとともに、NG領域以外の領域をOK領域として検出する。OK/NG領域検出部42は、各画素部30について、強度変調信号の平均強度Aが閾値より低い領域、振幅Aが閾値より低い領域、またはビジビリティA/Aが閾値より低い領域をNG領域とする。 The OK / NG area detection unit 42 detects an area where an unwrapping error is likely to occur in the phase differential image (hereinafter referred to as an NG area) based on the M pieces of image data stored in the memory 14, and other than the NG area. This area is detected as an OK area. OK / NG area detection unit 42, for each pixel unit 30, the average intensity A 0 is lower than the threshold region of the intensity modulated signal, domain amplitude A 1 is lower than the threshold value or visibility A 1 / A 0 is lower than the threshold region, Is an NG region.

このNG領域は、被検体Hに含まれる高吸収体領域(被検体Hが人体である場合には、X線吸収能が高い骨部等)に相当する。これは、X線が高吸収体で吸収されることにより、平均強度A、振幅A、またはビジビリティA/Aが低下することに基づいている。なお、平均強度A、振幅A、ビジビリティA/Aのうち2以上を組み合わせてNG領域を検出してもよい。また、NG領域が散在することにより、ある程度の大きさを有する集合領域として得られない場合には、上記閾値を変化させてNG領域の大きさを調整すればよい。 This NG region corresponds to a high-absorber region included in the subject H (when the subject H is a human body, a bone portion having a high X-ray absorption capability). This is based on the fact that the average intensity A 0 , the amplitude A 1 , or the visibility A 1 / A 0 decreases due to the X-rays being absorbed by the high absorber. The NG region may be detected by combining two or more of the average intensity A 0 , the amplitude A 1 , and the visibility A 1 / A 0 . Further, when the NG area is scattered and cannot be obtained as a gathering area having a certain size, the size of the NG area may be adjusted by changing the threshold value.

アンラップ処理部43は、位相微分画像生成部40から入力された位相微分画像に対して、NG領域以外のOK領域のみを対象としてアンラップ処理を施す。また、アンラップ処理部43は、オフセット画像記憶部41に記憶されたオフセット画像に対して、OK領域のみを対象としてアンラップ処理を施す。   The unwrap processing unit 43 performs unwrap processing on the phase differential image input from the phase differential image generation unit 40 only for the OK region other than the NG region. Further, the unwrap processing unit 43 performs an unwrap process on the offset image stored in the offset image storage unit 41 only for the OK region.

オフセット処理部44は、アンラップ処理後の位相微分画像から、アンラップ処理後のオフセット画像を減算するオフセット補正を行う。位相コントラスト画像生成部45は、オフセット補正後の位相微分画像をx方向に沿って積分処理することにより、位相シフト分布を表す位相コントラスト画像を生成する。オフセット補正後の位相微分画像と、位相コントラスト画像とが画像記録部16に記録される。   The offset processing unit 44 performs offset correction by subtracting the offset image after unwrapping from the phase differential image after unwrapping. The phase contrast image generation unit 45 generates a phase contrast image representing the phase shift distribution by integrating the phase differential image after the offset correction along the x direction. The phase differential image after the offset correction and the phase contrast image are recorded in the image recording unit 16.

次に、図6及び図7を用いて、アンラップ処理部43によるアンラップ処理方法をより詳細に説明する。まず、位相微分画像の各行または各列に、アンラップ処理を開始する起点が設定される(ステップS10)。これらの複数の起点を起点群という。   Next, the unwrap processing method by the unwrap processing unit 43 will be described in more detail with reference to FIGS. First, the starting point for starting the unwrapping process is set in each row or each column of the phase differential image (step S10). These multiple starting points are called starting point groups.

図7は、説明の簡略化のため、位相微分画像を10×7画素の画像として表しており、位相微分画像にはOK/NG領域検出部42により検出されるNG領域が示されており、NG領域以外の領域がOK領域である。ステップS10では、OK領域のみを通り位相微分画像をx方向またはy方向に貫通する貫通ラインが探索され、そのうち1つの貫通ラインに起点群が設定される。本実施形態では、x方向とy方向とのそれぞれに貫通ラインが存在するが、短い方のy方向に沿う貫通ラインに沿って起点群P0〜P6が設定される。ここでは、起点群P0〜P6は、x方向の端部(短辺)に沿って設定される。   FIG. 7 shows the phase differential image as an image of 10 × 7 pixels for simplification of explanation, and the phase differential image shows the NG region detected by the OK / NG region detection unit 42. An area other than the NG area is an OK area. In step S10, a through line that passes only through the OK region and penetrates the phase differential image in the x direction or the y direction is searched, and a starting point group is set for one of the through lines. In the present embodiment, there are penetrating lines in each of the x direction and the y direction, but the starting point groups P0 to P6 are set along the penetrating lines along the shorter y direction. Here, the starting point groups P0 to P6 are set along end portions (short sides) in the x direction.

起点群P0〜P6の設定の後、起点群P0〜P6を設定した貫通ラインと直交する方向(x方向)に、各起点群P0〜P6を起点とした直線状の直線経路R0〜R6が設定され、各直線経路R0〜R6に沿ってアンラップ処理が実行される(ステップS11)。直線経路R0〜R6は、NG領域には設定されない。このため、起点群P0〜P6側から見たNG領域の背後には、起点群P0〜P6と同一のOK領域に属するが、直線経路R0〜R6が設定されない画素が残存する。   After setting the starting point groups P0 to P6, linear straight paths R0 to R6 starting from the starting point groups P0 to P6 are set in the direction (x direction) orthogonal to the through line where the starting point groups P0 to P6 are set. Then, an unwrap process is executed along each straight path R0 to R6 (step S11). The straight paths R0 to R6 are not set in the NG area. For this reason, behind the NG area viewed from the starting point group P0 to P6, pixels that belong to the same OK area as the starting point groups P0 to P6 but do not have the straight paths R0 to R6 set remain.

具体的に、ステップS11では、まず、起点P0から直線経路R0に沿って順にアンラップ処理が行われ、直線経路R0のアンラップ処理が終了すると、起点P0を基準として起点P1のアンラップ処理が行われた後、起点P1から直線経路R1に沿って順にアンラップ処理が行われる。そして、直線経路R1と同一行でNG領域の背後に残存する画素についてはアンラップ処理が行われず、起点P1を基準として起点P2のアンラップ処理が行われる。この後、同様の手順でアンラップ処理が行われ、直線経路R6のアンラップ処理が終了するとステップS11は終了する。   Specifically, in step S11, first, unwrap processing is performed in order along the straight line route R0 from the starting point P0, and when the unwrap processing of the straight line route R0 ends, the unwrapping processing of the starting point P1 is performed with reference to the starting point P0. Thereafter, the unwrapping process is sequentially performed from the starting point P1 along the straight path R1. Then, the unwrapping process is not performed on the pixels remaining behind the NG area in the same row as the straight line R1, and the unwrapping process of the starting point P2 is performed with the starting point P1 as a reference. Thereafter, the unwrapping process is performed in the same procedure, and when the unwrapping process for the straight line route R6 ends, the step S11 ends.

この後、NG領域の背後に残存した画素に回り込み経路が設定され、この回り込み経路に沿ってアンラップ処理を行う回り込み処理が行われる(ステップS12)。具体的に、ステップS12では、直線経路R1と同一行に残存する画素に回り込み経路WR0が設定され、直線経路R5と同一行に残存する画素に回り込み経路WR1が設定される。回り込み経路WR0は、隣接する直線経路R0上の画素P0aを起点としてアンラップ処理が行われる。回り込み経路WR1は、隣接する直線経路R6上の画素P6aを起点としてアンラップ処理が行われる。   Thereafter, a wraparound path is set for the pixels remaining behind the NG area, and a wraparound process is performed for performing an unwrap process along the wraparound path (step S12). Specifically, in step S12, the wraparound path WR0 is set for pixels remaining in the same row as the straight line route R1, and the wraparound path WR1 is set for pixels remaining in the same row as the straight line route R5. The wraparound route WR0 is unwrapped from the pixel P0a on the adjacent straight route R0. The wraparound path WR1 is unwrapped from the pixel P6a on the adjacent straight path R6.

また、図8に示すように、NG領域が位相微分画像を分断し、複数のOK領域が現れることがある。この場合には、各OK領域に対して、上記ステップS10〜S12が個別に実行される。以上のアンラップ処理は、本撮影で得られる位相微分画像と、プレ撮影で行われるオフセット画像とに対して、それぞれ同様に行われる。   Further, as shown in FIG. 8, the NG region may divide the phase differential image, and a plurality of OK regions may appear. In this case, the above steps S10 to S12 are individually executed for each OK area. The above unwrapping process is performed in the same manner for the phase differential image obtained by the main photographing and the offset image performed by the pre photographing.

図9に示すように、上記各経路上のアンラップ処理は、上式(8)または上式(9)の関数の値域の上限から下限、または下限から上限に変化する不連続点DPを検出し、検出した不連続点DP以降のデータに一律に該値域に相当する値を加算または減算することで不連続点DPをなくし、データを連続化する処理である。   As shown in FIG. 9, the unwrapping process on each path detects a discontinuous point DP that changes from the upper limit to the lower limit, or from the lower limit to the upper limit of the function range of the above equation (8) or the above equation (9). In this process, the data after the detected discontinuous point DP is uniformly added or subtracted with a value corresponding to the range to eliminate the discontinuous point DP and to make the data continuous.

次に、図10及び図11に示すフローチャートを参照しながらX線撮影装置10の作用を説明する。操作部18aを用いて撮影モードの選択がなされると(ステップS20)、選択された撮影モードがプレ撮影であるか否かの判定が行われる(ステップS21)。プレ撮影である場合には、撮影指示の待受状態となる(ステップS22)。操作部18aを用いて撮影指示がなされると(ステップS22でYES)、走査機構23により第2の格子22が所定の走査ピッチずつ並進移動されながら、各走査位置kにおいて、X線源11によるX線照射及びX線画像検出器13によるG2像の検出が行われる(ステップS23)。この縞走査の結果、M枚の画像データが生成され、メモリ14に格納される。   Next, the operation of the X-ray imaging apparatus 10 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. When the shooting mode is selected using the operation unit 18a (step S20), it is determined whether or not the selected shooting mode is pre-shooting (step S21). If it is pre-photographing, a standby state for photographing instructions is entered (step S22). When an imaging instruction is given using the operation unit 18a (YES in step S22), the second grating 22 is translated by a predetermined scanning pitch by the scanning mechanism 23, and at each scanning position k by the X-ray source 11. X-ray irradiation and detection of the G2 image by the X-ray image detector 13 are performed (step S23). As a result of the fringe scanning, M pieces of image data are generated and stored in the memory 14.

この後、画像処理部15によりメモリ14に格納されたM枚の画像データが読み出される。画像処理部15内では、位相微分画像生成部40により位相微分画像が生成される(ステップS24)。この位相微分画像は、オフセット画像としてオフセット画像記憶部41に記憶される(ステップS25)。プレ撮影動作は、以上で終了する。なお、このプレ撮影は、X線撮影装置10の立ち上げ時等に被検体Hを配置しない状態で少なくとも一度行われればよく、本撮影の前に毎回行われる必要はない。   Thereafter, the M image data stored in the memory 14 is read by the image processing unit 15. In the image processing unit 15, a phase differential image is generated by the phase differential image generation unit 40 (step S24). This phase differential image is stored in the offset image storage unit 41 as an offset image (step S25). The pre-photographing operation ends here. Note that this pre-imaging may be performed at least once in a state in which the subject H is not disposed when the X-ray imaging apparatus 10 is started up, and need not be performed every time before the main imaging.

次に、被検体Hが配置され、ステップS20の撮影モードの選択により本撮影が選択された場合には(ステップS21でNO)、撮影指示の待受状態となる(ステップS30)。操作部18aを用いて撮影指示がなされると(ステップS30でYES)、ステップS23と同様の縞走査が行われ(ステップS31)、メモリ14にM枚の画像データが格納される。この後、同様に、位相微分画像生成部40によって位相微分画像が生成される(ステップS32)。   Next, when the subject H is arranged and the main imaging is selected by selecting the imaging mode in step S20 (NO in step S21), the imaging instruction standby state is set (step S30). When a photographing instruction is given using the operation unit 18a (YES in step S30), the same stripe scanning as in step S23 is performed (step S31), and M pieces of image data are stored in the memory 14. Thereafter, similarly, the phase differential image is generated by the phase differential image generation unit 40 (step S32).

そして、OK/NG領域検出部42により、メモリ14に格納された画像データに基づき、NG領域及びOK領域の検出が行われる(ステップS33)。この検出結果に基づき、アンラップ処理部43により、ステップS32で生成された位相微分画像と、オフセット画像記憶部41に記憶されたオフセット画像とのそれぞれのOK領域に対して、前述のアンラップ処理が行われる(ステップS34)。この後、オフセット処理部44により、アンラップ処理後の位相微分画像から、アンラップ処理後のオフセット画像を減算するオフセット補正が行われる(ステップS35)。   Then, the OK / NG area detection unit 42 detects the NG area and the OK area based on the image data stored in the memory 14 (step S33). Based on the detection result, the unwrap processing unit 43 performs the above-described unwrap processing on the OK regions of the phase differential image generated in step S32 and the offset image stored in the offset image storage unit 41. (Step S34). Thereafter, the offset processing unit 44 performs offset correction for subtracting the unwrapped offset image from the unwrapped phase differential image (step S35).

このオフセット補正後の位相微分画像を位相コントラスト画像生成部45が積分処理することにより、位相コントラスト画像が生成され(ステップS36)、オフセット補正後の位相微分画像及び位相コントラスト画像が画像記録部16に記録された後、モニタ18bに画像表示される(ステップS37)。   The phase contrast image generation unit 45 integrates the phase differential image after the offset correction to generate a phase contrast image (step S36), and the phase differential image and the phase contrast image after the offset correction are stored in the image recording unit 16. After the recording, the image is displayed on the monitor 18b (step S37).

以上のように、ステップS34のアンラップ処理では、アンラップエラーが生じやすいNG領域を検出し、このNG領域以外のOK領域についてのみアンラップ処理を行っているため、アンラップエラーが生じ難く、ノイズの少ない位相微分画像が得られる。X線位相イメージングでの関心領域である軟部組織(軟骨部等)は、NG領域外に存在するため、アンラップエラーによるノイズで軟部組織の画像化が阻害されることは防止される。   As described above, in the unwrapping process in step S34, an NG region where an unwrapping error is likely to occur is detected, and the unwrapping process is performed only for the OK region other than this NG region. A differential image is obtained. Since soft tissue (cartilage portion or the like), which is a region of interest in X-ray phase imaging, exists outside the NG region, it is prevented that imaging of the soft tissue is inhibited by noise due to unwrapping errors.

なお、上記実施形態では、アンラップ処理において、複数の直線経路R0〜R6のうち1つの直線経路をアンラップ処理するたびに、その直線経路の起点と次の直線経路との起点とのアンラップ処理を行っているが、直線経路R0〜R6のアンラップ処理を行う前に、起点群P0〜P6を先にアンラップ処理し、アンラップ処理後の各起点群P0〜P6から直線経路R0〜R6のそれぞれをアンラップ処理してもよい。   In the above-described embodiment, every time one straight path among the plurality of straight paths R0 to R6 is unwrapped in the unwrap process, the unwrap process between the start point of the straight path and the next straight path is performed. However, before performing the unwrapping process of the straight paths R0 to R6, the starting point groups P0 to P6 are first unwrapped, and the straight line paths R0 to R6 are unwrapped from the starting point groups P0 to P6 after the unwrapping process. May be.

また、逆に、各直線経路R0〜R6をアンラップ処理した後、各起点群P0〜P6をアンラップ処理し、アンラップ処理後の各直線経路R0〜R6のデータを、アンラップ処理後の各起点群P0〜P6のデータに合わせてシフトさせてもよい。   Conversely, after unwrapping each straight line route R0 to R6, each starting point group P0 to P6 is unwrapped, and the data of each straight line route R0 to R6 after the unwrapping process is obtained as each starting point group P0 after the unwrapping process. You may shift according to the data of -P6.

また、上記実施形態では、アンラップ処理において、OK領域のみを通り位相微分画像をx方向またはy方向に貫通する貫通ラインが探索され、x方向とy方向とのそれぞれに貫通ラインが存在する場合に、y方向を優先してy方向に沿うように起点群P0〜P6を設定しているが、図12に示すように、x方向を優先してx方向に沿うように起点群P0〜P9を設定してもよい。この場合、y方向に沿って各直線経路R0〜R6が設定される。回り込み経路WR0は、起点群P0〜P9側から見てNG領域の背後に残存する画素を網羅するように適宜設定される。具体的なアンラップ処理方法は上記実施形態と同様であるため、詳しい説明は省略する。   Further, in the above embodiment, in the unwrap processing, when a through line that passes through only the OK region and penetrates the phase differential image in the x direction or the y direction is searched for and there is a through line in each of the x direction and the y direction, The starting point groups P0 to P6 are set so as to be along the y direction with priority on the y direction, but as shown in FIG. 12, the starting point groups P0 to P9 are set along the x direction with priority on the x direction. It may be set. In this case, each straight path R0 to R6 is set along the y direction. The wraparound path WR0 is appropriately set so as to cover the pixels remaining behind the NG region when viewed from the start point groups P0 to P9. Since the specific unwrap processing method is the same as that of the said embodiment, detailed description is abbreviate | omitted.

また、図13に示すように、NG領域の形状に基づいて起点群をy方向に設定するかx方向に設定するかを決定する起点群方向決定部50を、OK/NG領域検出部42とアンラップ処理部43との間に設けてもよい。起点群方向決定部50は、NG領域の背後に残存する画素に対して行う回り込み処理の回数が少なくなるように起点群の方向を決定する。   Further, as shown in FIG. 13, a starting point group direction determining unit 50 that determines whether to set the starting point group in the y direction or in the x direction based on the shape of the NG region, and an OK / NG region detecting unit 42 You may provide between unwrap processing parts 43. The starting point group direction determination unit 50 determines the direction of the starting point group so that the number of wraparound processes performed on the pixels remaining behind the NG region is reduced.

例えば、図7に示すように起点群をy方向に設定した場合には、x方向に沿った2つのライン(起点P1,P5を含むライン)で回り込み処理が必要となるため、回り込み処理の回数は2である。これに対して、図13に示すように起点群をx方向に設定した場合には、y方向に沿った6つのライン(起点P4〜P9を含むライン)で回り込み処理が必要となるため、回り込み処理の回数は6となる。したがって、NG領域が図7及び図13に示す形状の場合には、起点群方向決定部50は、回り込み処理の必要回数が少なくなるy方向を起点群の方向として決定する。アンラップ処理部43は、起点群方向決定部50により決定された方向に起点群を設定してアンラップ処理を行う。   For example, when the starting point group is set in the y direction as shown in FIG. 7, the wrapping process is required for two lines along the x direction (lines including the starting points P1 and P5). Is 2. On the other hand, when the starting point group is set in the x direction as shown in FIG. 13, the wrapping process is necessary for the six lines along the y direction (lines including the starting points P4 to P9). The number of times of processing is 6. Therefore, when the NG region has the shape shown in FIGS. 7 and 13, the starting point group direction determining unit 50 determines the y direction that reduces the necessary number of wraparound processes as the starting point group direction. The unwrap processing unit 43 sets the start point group in the direction determined by the start point group direction determining unit 50 and performs unwrap processing.

また、上記実施形態では、アンラップ処理において、起点群を位相微分画像のx方向またはy方向の端部に設定しているが、必ずしも起点群を端部に設定する必要はない。例えば、図14に示すように、起点群P0〜P6を設定し、各起点群P0〜P6の配列方向(y方向)に直交する方向(x方向の正方向及び負方向)に直線経路を設定してもよい。   In the above embodiment, in the unwrap processing, the starting point group is set at the end of the phase differential image in the x direction or the y direction, but the starting point group is not necessarily set at the end. For example, as shown in FIG. 14, start point groups P0 to P6 are set, and a straight path is set in a direction (positive direction and negative direction of the x direction) orthogonal to the arrangement direction (y direction) of each start point group P0 to P6. May be.

また、上記実施形態では、アンラップ処理において、位相微分画像の各列または各行ごとにアンラップ処理を行うように、各列または各行に起点を設定しているが、これに代えて、位相微分画像のOK領域に1つの起点(開始点)を設定し、この開始点から隣り合う画素を順にアンラップ処理してもよい。   Further, in the above embodiment, in the unwrap processing, the starting point is set in each column or each row so that the unwrap processing is performed for each column or each row of the phase differential image. One starting point (starting point) may be set in the OK region, and the pixels adjacent to the starting point may be unwrapped in order.

例えば、図15(A)に示すように、OK領域に開始点P0を設定し、この開始点P0からx方向及びy方向に隣接する画素をアンラップ処理する。次いで、図15(B)に示すように、アンラップ処理された各画素からx方向及びy方向に隣接する画素をアンラップ処理する。このとき、隣接画素がNG領域に属する画素である場合には対象とせず、アンラップ処理は行わない。また、隣接画素が、アンラップ処理された他の画素の隣接画素である場合にはいずれかを優先する。ここでは、x方向への隣接画素をy方向への隣接画素より優先している。この後、同様にアンラップ処理を進めて行けばよい。   For example, as shown in FIG. 15A, a start point P0 is set in the OK region, and pixels adjacent in the x direction and the y direction from this start point P0 are unwrapped. Next, as shown in FIG. 15B, the pixels adjacent in the x direction and the y direction are unwrapped from each unwrapped pixel. At this time, if the adjacent pixel is a pixel belonging to the NG area, it is not considered and the unwrapping process is not performed. Further, when the adjacent pixel is an adjacent pixel of another pixel that has been unwrapped, priority is given to one of them. Here, the adjacent pixels in the x direction have priority over the adjacent pixels in the y direction. Thereafter, the unwrapping process may be advanced in the same manner.

また、上記実施形態では、アンラップ処理部43は、オフセット画像記憶部41に記憶されたオフセット画像についてもOK領域のみをアンラップ処理しているが、オフセット画像の全体に対してアンラップ処理を行うようにしてもよい。図8に示すように、複数のOK領域が存在し、本撮影で得られる位相微分画像を各OK領域についてアンラップ処理する場合には、アンラップ処理がOK領域ごとに独立に行われることにより、アンラップ処理後にOK領域間でデータが大きくシフトしてしまうことがあるため、このシフト量を全体にアンラップ処理を施したオフセット画像から見積もり、このシフト量に基づいて、アンラップ処理後の位相微分画像の各OK領域の差を補正してもよい。   Further, in the above embodiment, the unwrap processing unit 43 unwraps only the OK region for the offset image stored in the offset image storage unit 41. However, the unwrap processing is performed on the entire offset image. May be. As shown in FIG. 8, when there are a plurality of OK regions and the phase differential image obtained by the main imaging is unwrapped for each OK region, the unwrapping is performed independently for each OK region. Since the data may be greatly shifted between the OK regions after the processing, the shift amount is estimated from the offset image subjected to the unwrap processing as a whole, and each phase differential image after the unwrap processing is estimated based on the shift amount. You may correct | amend the difference of an OK area | region.

また、上記実施形態では、OK/NG領域検出部42は、強度変調信号の平均強度、振幅、またはビジビリティに基づいて、アンラップエラーが生じやすいNG領域を検出しているが、NG領域の検出基準はこれに限られず、強度変調信号の平均強度の画素間のばらつき(すなわち、吸収画像の画素間のばらつき)や、位相微分画像の画素間のばらつきが所定値より大きい領域をNG領域として検出してもよい。なお、この位相微分画像の画素間のばらつきは、第1及び第2の格子21,22の格子線に直交する方向(x方向)へのばらつきとすることが好ましい。   In the above-described embodiment, the OK / NG region detection unit 42 detects an NG region in which an unwrapping error is likely to occur based on the average intensity, amplitude, or visibility of the intensity modulation signal. Is not limited to this, and an area where variation between pixels of the average intensity of the intensity modulation signal (that is, dispersion between pixels of the absorption image) or dispersion between pixels of the phase differential image is larger than a predetermined value is detected as an NG area. May be. In addition, it is preferable that the dispersion | variation between the pixels of this phase differential image is a dispersion | variation in the direction (x direction) orthogonal to the lattice line of the 1st and 2nd grating | lattices 21 and 22. FIG.

また、位相微分画像の各画素について絶対値を取り、この絶対値が所定値を超える箇所を検出することにより、高吸収体領域のエッジ部分を検出することができるため、このエッジ部で囲われる領域をNG領域として検出してもよい。   In addition, an absolute value is taken for each pixel of the phase differential image, and an edge portion of the superabsorbent region can be detected by detecting a portion where the absolute value exceeds a predetermined value. The region may be detected as an NG region.

また、強度変調信号の平均強度や最大強度が所定値より大きく、強度変調信号に飽和が生じている領域をNG領域として検出してもよい。この強度変調信号の飽和は、被検体Hを透過せずに第1及び第2の格子21,22を介してX線画像検出器13に直接入射した画素領域(素抜け領域)で生じやすい。強度変調信号が飽和すると位相ズレ量ψ(x)が正確に得られなくなるため、この素抜け領域もアンラップエラーが生じやすい領域である。以上の検出基準を適宜組み合わせてもよい。   Alternatively, an area where the average intensity or the maximum intensity of the intensity modulation signal is larger than a predetermined value and the intensity modulation signal is saturated may be detected as an NG area. This saturation of the intensity modulation signal is likely to occur in a pixel region (elementary region) that is directly transmitted to the X-ray image detector 13 through the first and second gratings 21 and 22 without passing through the subject H. When the intensity modulation signal is saturated, the phase shift amount ψ (x) cannot be obtained accurately, and this unaccompanied region is also a region where unwrapping errors are likely to occur. You may combine the above detection criteria suitably.

さらに、X線画像検出器13、第1の格子21、第2の格子22に欠陥が生じたり、ゴミなどが付着したりした場合には、所定の画素部30の画素値が常に高く、または低くなることがある。このような画素欠陥が生じた領域は、強度変調信号の平均強度、振幅、またはビジビリティが異常値を示すため、アンラップエラーが生じやすい領域となる。このような画素欠陥領域についても、上記の検出基準を適宜組み合わせることにより、NG領域として検出可能である。   Furthermore, when a defect occurs in the X-ray image detector 13, the first grating 21, or the second grating 22, or dust or the like adheres, the pixel value of the predetermined pixel unit 30 is always high, or May be lower. The region where such a pixel defect occurs is a region where an unwrapping error is likely to occur because the average intensity, amplitude, or visibility of the intensity modulation signal indicates an abnormal value. Such a pixel defect region can also be detected as an NG region by appropriately combining the above detection criteria.

また、上記実施形態では、NG領域にはアンラップ処理が行われないため、最終的に画像記録部16に記録されモニタ18bに表示される位相微分画像のNG領域は、不連続点が残存したノイズの大きい画像となる可能性があるため、図16に示すように、画像処理部15にNG領域画像置換部51を設けてもよい。   In the above embodiment, since the unwrapping process is not performed in the NG area, the NG area of the phase differential image that is finally recorded in the image recording unit 16 and displayed on the monitor 18b is a noise in which discontinuous points remain. Therefore, an NG region image replacement unit 51 may be provided in the image processing unit 15 as shown in FIG.

NG領域画像置換部51は、本撮影時にメモリ14に記憶されたM枚分の画像データに基づき、吸収画像、吸収画像の微分画像、または小角散乱画像を生成し、該画像のNG領域に対応する部分を、オフセット補正後の位相微分画像のNG領域に挿入して置換する。また、同様に、位相コントラスト画像のNG領域を置換してもよい。吸収画像は、強度変調信号の平均強度を画像化することにより生成される。吸収画像の微分画像は、吸収画像を所定方向(例えば、x方向)に微分処理することにより生成される。小角散乱画像は、強度変調信号の振幅を画像化することにより生成される。   The NG region image replacement unit 51 generates an absorption image, a differential image of the absorption image, or a small-angle scattered image based on the M image data stored in the memory 14 at the time of the actual photographing, and corresponds to the NG region of the image. The portion to be replaced is inserted into the NG area of the phase differential image after offset correction. Similarly, the NG area of the phase contrast image may be replaced. The absorption image is generated by imaging the average intensity of the intensity modulation signal. The differential image of the absorption image is generated by differentiating the absorption image in a predetermined direction (for example, the x direction). The small angle scattered image is generated by imaging the amplitude of the intensity modulation signal.

また、上記実施形態では、被検体HをX線源11と第1の格子21との間に配置しているが、被検体Hを第1の格子21と第2の格子22との間に配置してもよい。   In the above-described embodiment, the subject H is disposed between the X-ray source 11 and the first grating 21, but the subject H is disposed between the first grating 21 and the second grating 22. You may arrange.

また、上記実施形態では、縞走査時に第2の格子22を格子線に直交する方向(x方向)に移動させているが、本出願人により特願2011−097090号として出願されているように、第2の格子22を格子線に対して傾斜する方向(xy平面内でx方向及びy方向に直交しない方向)に移動させてもよい。この移動方向は、xy平面内で、かつy方向以外であれば、いずれの方向であってもよい。この場合には、第2の格子22の移動のx方向成分に基づいて、走査位置kを設定すればよい。第2の格子22を格子線に対して傾斜する方向に移動させることにより、縞走査の一周期分の走査に要するストローク(移動距離)が長くなるため、移動精度が向上するといった利点がある。   Moreover, in the said embodiment, although the 2nd grating | lattice 22 is moved to the direction (x direction) orthogonal to a grating | lattice line at the time of fringe scanning, as filed as Japanese Patent Application No. 2011-097090 by this applicant. The second grating 22 may be moved in a direction inclined with respect to the grid line (a direction not orthogonal to the x direction and the y direction in the xy plane). This moving direction may be any direction as long as it is within the xy plane and other than the y direction. In this case, the scanning position k may be set based on the x-direction component of the movement of the second grating 22. By moving the second grating 22 in a direction inclined with respect to the grating lines, the stroke (movement distance) required for one period of the fringe scanning is increased, and there is an advantage that the movement accuracy is improved.

また、上記実施形態では、縞走査時に第2の格子22を移動させているが、第2の格子22に代えて、第1の格子21を格子線に直交する方向または傾斜する方向に移動させてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the 2nd grating | lattice 22 is moved at the time of fringe scanning, it replaces with the 2nd grating | lattice 22, and the 1st grating | lattice 21 is moved to the direction orthogonal to the grid line, or the direction which inclines. May be.

また、上記第実施形態では、X線源11から射出されるコーンビーム状のX線を射出するX線源11を用いているが、平行ビーム状のX線を射出するX線源を用いることも可能である。この場合には、上式(1)に代えて、p=pをほぼ満たすように第1及び第2の格子21,22を構成すればよい。 In the first embodiment, the X-ray source 11 that emits cone-beam X-rays emitted from the X-ray source 11 is used. However, an X-ray source that emits parallel-beam X-rays is used. Is also possible. In this case, instead of the above equation (1), the first and second gratings 21 and 22 may be configured so as to substantially satisfy p 2 = p 1 .

また、上記実施形態では、X線源11から射出されたX線を第1の格子21に入射させており、X線源11は単一焦点であるが、X線源11の射出側直後に、WO2006/131235号公報等に記されたマルチスリット(線源格子)を設けることにより、X焦点を分散化してもよい。これより、高出力のX線源を用いることが可能となり、X線量が向上するため、位相微分画像の画質が向上する。この場合、マルチスリットのピッチpは、下式(10)を満たす必要がある。この場合、距離Lは、マルチスリットから第1の格子21までの距離を表す。 Moreover, in the said embodiment, the X-rays inject | emitted from the X-ray source 11 are made to inject into the 1st grating | lattice 21, and although the X-ray source 11 is a single focus, immediately after the emission side of the X-ray source 11 The X focus may be dispersed by providing a multi slit (radiation source lattice) described in WO 2006/131235. As a result, it becomes possible to use a high-power X-ray source and the X-ray dose is improved, so that the image quality of the phase differential image is improved. In this case, the pitch p 0 of the multi-slit needs to satisfy the following formula (10). In this case, the distance L 1 represents the distance from the multi slit to the first grating 21.

Figure 2014217397
Figure 2014217397

また、上記実施形態では、第1の格子21が入射X線を幾何光学的に投影するように構成しているが、WO2004/058070号公報等で知られているように、第1の格子21をタルボ効果が生じる構成としてもよい。第1の格子21でタルボ効果を生じさせるためには、X線の空間干渉性を高めるように、小焦点のX線光源を用いるか、上記マルチスリットを用いればよい。   Moreover, in the said embodiment, although the 1st grating | lattice 21 is comprised so that incident X-ray may be projected geometrically optically, as known in WO2004 / 058070 etc., the 1st grating | lattice 21 is comprised. May be configured to generate the Talbot effect. In order to generate the Talbot effect in the first grating 21, a small-focus X-ray light source or the multi-slit may be used so as to enhance the spatial coherence of X-rays.

第1の格子21でタルボ効果が生じる場合には、第1の格子21の自己像(G1像)が、第1の格子21からz方向下流にタルボ距離Zだけ離れた位置に生じるため、第1の格子21から第2の格子22までの距離Lをタルボ距離Zとする必要がある。 When the Talbot effect is generated in the first grating 21, the self-image (G1 image) of the first grating 21 is generated at a position away from the first grating 21 by the Talbot distance Z m downstream in the z direction. the distance L 2 from the first grid 21 to the second grid 22 is required to be Talbot distance Z m.

タルボ距離Zは、第1の格子21の構成とX線のビーム形状とに依存する。第1の格子21が吸収型格子であり、X線源11から射出されるX線がコーンビーム状である場合には、タルボ距離Zは、下式(11)で表される。ここで、mは正の整数である。 Talbot distance Z m is dependent on the beam shape of the structure and the X-ray of the first grating 21. An absorption grating first grating 21, when X-rays emitted from the X-ray source 11 is a cone beam shape, Talbot distance Z m is represented by the following formula (11). Here, m is a positive integer.

Figure 2014217397
Figure 2014217397

また、第1の格子21がX線にπ/2の位相変調を与える位相型格子であり、X線源11から射出されるX線がコーンビーム状である場合には、タルボ距離Zは、下式(12)で表される。ここで、mは0または正の整数である。 Further, when the first grating 21 is a phase-type grating that applies phase modulation of π / 2 to the X-ray, and the X-ray emitted from the X-ray source 11 has a cone beam shape, the Talbot distance Z m is And expressed by the following formula (12). Here, m is 0 or a positive integer.

Figure 2014217397
Figure 2014217397

また、第1の格子21がX線にπの位相変調を与える位相型格子であり、X線源11から射出されるX線がコーンビーム状である場合には、タルボ距離Zは、下式(13)で表される。ここで、mは0または正の整数である。 In addition, when the first grating 21 is a phase-type grating that imparts π phase modulation to X-rays and the X-rays emitted from the X-ray source 11 have a cone beam shape, the Talbot distance Z m is as follows. It is represented by Formula (13). Here, m is 0 or a positive integer.

Figure 2014217397
Figure 2014217397

また、第1の格子21が吸収型格子であり、X線源11から射出されるX線が平行ビーム状である場合には、タルボ距離Zは、下式(14)で表される。ここで、mは正の整数である。 The first grating 21 is absorption grating, if X-rays emitted from the X-ray source 11 is a parallel beam shape, Talbot distance Z m is represented by the following formula (14). Here, m is a positive integer.

Figure 2014217397
Figure 2014217397

また、第1の格子21がX線にπ/2の位相変調を与える位相型格子であり、X線源11から射出されるX線が平行ビーム状である場合には、タルボ距離Zは、下式(15)で表される。ここで、mは0または正の整数である。 Further, when the first grating 21 is a phase-type grating that applies phase modulation of π / 2 to X-rays, and the X-rays emitted from the X-ray source 11 are parallel beams, the Talbot distance Z m is Is represented by the following formula (15). Here, m is 0 or a positive integer.

Figure 2014217397
Figure 2014217397

そして、第1の格子21がX線にπの位相変調を与える位相型格子であり、X線源11から射出されるX線が平行ビーム状である場合には、タルボ距離Zは、下式(16)で表される。ここで、mは0または正の整数である。 When the first grating 21 is a phase type grating that imparts π phase modulation to X-rays, and the X-rays emitted from the X-ray source 11 are parallel beams, the Talbot distance Z m is It is represented by Formula (16). Here, m is 0 or a positive integer.

Figure 2014217397
Figure 2014217397

また、上記実施形態では、格子部12に第1及び第2の格子21,22の2つの格子を設けているが、第2の格子22を省略し、第1の格子21のみとすることも可能である。   In the above embodiment, the grating portion 12 is provided with the two gratings of the first and second gratings 21 and 22. However, the second grating 22 may be omitted and only the first grating 21 may be used. Is possible.

例えば、特開平2009−133823号公報に記されたX線画像検出器を用いることにより、第2の格子22を省略し、第1の格子21のみとすることが可能である。このX線画像検出器は、X線を電荷に変換する変換層と、変換層において変換された電荷を収集する電荷収集電極とを備えた直接変換型のX線画像検出器であり、各画素の電荷収集電極が複数の線状電極群を備える。1つの線状電極群は、一定の周期で配列された線状電極を互いに電気的に接続したものであり、他の線状電極群と互いに位相が異なるように配置されている。この線状電極群が第2の格子22として機能し、線状電極群が複数存在することにより、一度の撮影で位相の異なる複数のG2像の検出が行われる。したがって、この構成では、走査機構23を省略することが可能である。   For example, by using an X-ray image detector described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-133823, the second grating 22 can be omitted and only the first grating 21 can be used. This X-ray image detector is a direct conversion type X-ray image detector including a conversion layer that converts X-rays into electric charges and a charge collection electrode that collects electric charges converted in the conversion layer. The charge collection electrode includes a plurality of linear electrode groups. One linear electrode group is obtained by electrically connecting linear electrodes arranged at a constant period, and is arranged so that the phases thereof are different from those of other linear electrode groups. This linear electrode group functions as the second grating 22, and the presence of a plurality of linear electrode groups allows detection of a plurality of G2 images having different phases in one imaging. Therefore, in this configuration, the scanning mechanism 23 can be omitted.

また、走査機構23を省略し、第1及び第2の格子21,22を介してX線画像検出器13により得られる単一の画像データに基づいて位相微分画像を生成する方法がある。この方法として、本出願人により特願2010−256241号として出願されている画素分割法がある。この画素分割法では、第1の格子21と第2の格子22とを、z方向の回りに僅かに回転させて、y方向に周期を有するモアレ縞をG2像に発生させる。X線画像検出器13により得られる単一の画像データを、該モアレ縞に対して互いに位相が異なる画素行(x方向に並ぶ画素)の群に分割し、分割された複数の画像データを、縞走査により互いに異なる複数のG2像に基づくものと見なして、上記縞走査法と同様な手順で位相微分画像を生成する。この画素分割法において、前述の強度変調信号は、単一の画像データに生じるモアレ縞の1周期分の画素値の強度変化として表される。   Further, there is a method of omitting the scanning mechanism 23 and generating a phase differential image based on single image data obtained by the X-ray image detector 13 via the first and second gratings 21 and 22. As this method, there is a pixel division method filed as Japanese Patent Application No. 2010-256241 by the present applicant. In this pixel division method, the first grating 21 and the second grating 22 are slightly rotated around the z direction, and moire fringes having a period in the y direction are generated in the G2 image. A single image data obtained by the X-ray image detector 13 is divided into groups of pixel rows (pixels arranged in the x direction) having different phases from each other with respect to the moire fringes. A phase differential image is generated in the same procedure as the above-described fringe scanning method, assuming that the images are based on a plurality of different G2 images by fringe scanning. In this pixel division method, the intensity modulation signal described above is expressed as a change in intensity of pixel values for one cycle of moire fringes generated in single image data.

さらに、画素分割法と同様に、走査機構23を省略し、第1及び第2の格子21,22を介してX線画像検出器13により得られる単一の画像データに基づいて位相微分画像を生成する方法として、WO2010/050483号公報に記載されたフーリエ変換法が知られている。このフーリエ変換法は、上記単一の画像データに対してフーリエ変換を行うことによりフーリエスペクトルを取得し、このフーリエスペクトルからキャリア周波数に対応したスペクトル(位相情報を担うスペクトル)を分離した後、逆フーリエ変換を行なうことにより位相微分画像を生成する方法である。なお、このフーリエ変換法において、前述の強度変調信号は、画素分割法の場合と同様に、単一の画像データに生じるモアレ縞の1周期分の画素値の強度変化として表される。   Further, similarly to the pixel division method, the scanning mechanism 23 is omitted, and the phase differential image is obtained based on the single image data obtained by the X-ray image detector 13 via the first and second gratings 21 and 22. As a generation method, a Fourier transform method described in WO2010 / 050484 is known. This Fourier transform method obtains a Fourier spectrum by performing a Fourier transform on the single image data, separates a spectrum corresponding to a carrier frequency (a spectrum carrying phase information) from the Fourier spectrum, and then reverses the spectrum. This is a method of generating a phase differential image by performing Fourier transform. In this Fourier transform method, the intensity modulation signal described above is expressed as a change in intensity of pixel values for one cycle of moire fringes generated in a single image data, as in the case of the pixel division method.

本発明は、医療診断用の放射線撮影装置の他に、工業用の放射線撮影装置等に適用することが可能である。また、放射線は、X線以外に、ガンマ線等を用いることも可能である。   The present invention can be applied to an industrial radiography apparatus and the like in addition to a radiography apparatus for medical diagnosis. In addition to X-rays, gamma rays or the like can be used as radiation.

10 X線撮影装置
12 格子部
20 X線画像検出器
21 第1の格子
21a X線吸収部
21b X線透過部
22 第2の格子
22a X線吸収部
22b X線透過部
30 画素部
31 画素電極
33 ゲート走査線
35 信号線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 X-ray imaging apparatus 12 Lattice part 20 X-ray image detector 21 1st grating | lattice 21a X-ray absorption part 21b X-ray transmission part 22 2nd grating | lattice 22a X-ray absorption part 22b X-ray transmission part 30 Pixel part 31 Pixel electrode 33 Gate scanning line 35 Signal line

Claims (19)

放射線源から射出され、被検体を透過した放射線を検出して画像データを生成する放射線検出器と、
前記放射線源と前記放射線検出器との間に配置された格子部と、
前記画像データに基づき、所定の範囲にラップされた値で表現された位相微分画像を生成する位相微分画像生成部と、
前記位相微分画像においてアンラップエラーが生じやすいNG領域を検出するとともに、それ以外の領域をOK領域として検出するOK/NG領域検出部と、
前記OK領域中に起点を設定して、前記OK領域のみをアンラップ処理するアンラップ処理部と、
を備えることを特徴とする放射線撮影装置。
A radiation detector that detects radiation emitted from the radiation source and transmitted through the subject to generate image data; and
A grating portion disposed between the radiation source and the radiation detector;
Based on the image data, a phase differential image generation unit that generates a phase differential image expressed by a value wrapped in a predetermined range;
An OK / NG region detecting unit that detects an NG region in which an unwrapping error is likely to occur in the phase differential image, and detects other regions as OK regions;
An unwrap processing unit that sets a starting point in the OK region and unwraps only the OK region;
A radiation imaging apparatus comprising:
前記被検体を配置しない状態で行われるプレ撮影において、前記位相微分画像生成部により生成された位相微分画像をオフセット画像として記憶するオフセット画像記憶部を備え、前記アンラップ処理部は、前記オフセット画像に対しても前記アンラップ処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の放射線撮影装置。   In pre-imaging performed in a state in which the subject is not arranged, the image processing apparatus includes an offset image storage unit that stores the phase differential image generated by the phase differential image generation unit as an offset image, and the unwrap processing unit adds the offset image to the offset image. The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the unwrap processing is also performed. 前記アンラップ処理後の位相微分画像から前記アンラップ処理後のオフセット画像を減算するオフセット処理部を備えることを特徴とする請求項2に記載の放射線撮影装置。   The radiation imaging apparatus according to claim 2, further comprising an offset processing unit that subtracts the offset image after the unwrap processing from the phase differential image after the unwrap processing. 前記アンラップ処理部は、前記OK領域のみを通り前記位相微分画像を一方向に貫通する貫通ラインに沿って起点群を設定し、前記起点群の隣接する起点間のアンラップ処理と、前記起点群の各起点から前記貫通ラインに直交する直線経路に沿ったアンラップ処理とを行うことを特徴とする請求項1から3いずれか1項に記載の放射線撮影装置。   The unwrap processing unit sets a starting point group along a penetrating line that passes only through the OK region and penetrates the phase differential image in one direction, and unwraps between adjacent starting points of the starting point group; and The radiation imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein unwrap processing is performed from each starting point along a straight path orthogonal to the penetrating line. 前記アンラップ処理部は、前記起点群から見て前記NG領域の背後に残存する前記OK領域内の画素に対するアンラップ処理をさらに行うことを特徴とする請求項4項に記載の放射線撮影装置。   The radiation imaging apparatus according to claim 4, wherein the unwrap processing unit further performs unwrap processing on pixels in the OK region remaining behind the NG region when viewed from the starting point group. 前記アンラップ処理部は、前記NG領域の背後に残存する画素に対するアンラップ処理の回数が少なくなるように前記起点群の方向を決定する起点群方向決定部を備えることを特徴とする請求項5に記載の放射線撮影装置。   The said unwrap process part is provided with the origin group direction determination part which determines the direction of the said origin group so that the frequency | count of the unwrap process with respect to the pixel which remains behind the said NG area | region may decrease. Radiography equipment. 前記アンラップ処理部は、前記起点群を、前記位相微分画像のいずれかの一辺に沿って設定することを特徴とする請求項4に記載の放射線撮影装置。   The radiation imaging apparatus according to claim 4, wherein the unwrap processing unit sets the starting point group along one side of the phase differential image. 前記アンラップ処理部は、前記位相微分画像が前記NG領域により複数の前記OK領域に分断される場合に、前記各OK領域中に起点を設定して前記アンラップ処理を行うことを特徴とする請求項1から7いずれか1項に記載の放射線撮影装置。   The unwrap processing unit, when the phase differential image is divided into a plurality of OK regions by the NG region, sets an origin in each OK region and performs the unwrap processing. The radiation imaging apparatus according to any one of 1 to 7. 前記格子部は、放射線源からの放射線を通過させて第1の周期パターン像を生成する第1の格子と、前記第1の周期パターン像を部分的に遮蔽して第2の周期パターン像を生成する第2の格子と有し、
前記放射線画像検出器は、前記第2の周期パターン像を検出して画像データを生成することを特徴とする請求項1から8いずれか1項に記載の放射線撮影装置。
The grating unit partially shields the first periodic pattern image by passing the radiation from the radiation source to generate the first periodic pattern image, and displays the second periodic pattern image. A second grid to generate,
The radiographic apparatus according to claim 1, wherein the radiological image detector generates the image data by detecting the second periodic pattern image.
前記格子部は、前記第1の格子または第2の格子を所定の走査ピッチで移動させ、複数の走査位置に順に設定する走査機構を備え、
前記放射線画像検出器は、前記各走査位置で前記第2の周期パターン像を検出して画像データを生成し、
前記位相微分画像生成部は、前記放射線画像検出器により生成される複数の画像データに基づいて位相微分画像を生成することを特徴とする請求項9に記載の放射線撮影装置。
The grating unit includes a scanning mechanism that moves the first grating or the second grating at a predetermined scanning pitch and sequentially sets a plurality of scanning positions.
The radiation image detector detects the second periodic pattern image at each scanning position to generate image data;
The radiographic apparatus according to claim 9, wherein the phase differential image generation unit generates a phase differential image based on a plurality of image data generated by the radiological image detector.
前記走査機構は、前記第1の格子または第2の格子を、格子線に直交する方向に移動させることを特徴とする請求項10に記載の放射線撮影装置。   The radiation imaging apparatus according to claim 10, wherein the scanning mechanism moves the first grating or the second grating in a direction orthogonal to the grating line. 前記走査機構は、前記第1の格子または第2の格子を、格子線に対して傾斜する方向に移動させることを特徴とする請求項10に記載の放射線撮影装置。   The radiographic apparatus according to claim 10, wherein the scanning mechanism moves the first grating or the second grating in a direction inclined with respect to a grating line. 前記位相微分画像生成部は、前記放射線検出器により得られる単一の画像データに基づいて前記位相微分画像を生成することを特徴とする請求項9に記載の放射線撮影装置。   The radiographic apparatus according to claim 9, wherein the phase differential image generation unit generates the phase differential image based on single image data obtained by the radiation detector. 前記OK/NG領域検出部は、画素値の強度変化を表す強度変調信号の平均強度、振幅、ビジビリティのうち1つまたは複数の組み合わせに基づいてNG領域を検出することを特徴とする請求項10から13いずれか1項に記載の放射線撮影装置。   11. The OK / NG area detecting unit detects an NG area based on one or a combination of average intensity, amplitude, and visibility of an intensity modulation signal representing intensity change of a pixel value. The radiation imaging apparatus according to any one of 1 to 13. 吸収画像、吸収画像の微分画像、小角散乱画像のうちいずれかを生成し、前記位相微分画像の前記NG領域を置換するNG領域画像置換部を備えることを特徴とする請求項10から14いずれか1項に記載の放射線撮影装置。   15. An NG region image replacement unit that generates any one of an absorption image, a differential image of an absorption image, and a small-angle scattered image and replaces the NG region of the phase differential image. The radiation imaging apparatus according to item 1. 前記第1の格子は、吸収型格子であり、入射した放射線を幾何光学的に投影することにより前記第1の周期パターン像を生成することを特徴とする請求項9から15いずれか1項に記載の放射線撮影装置。   The said 1st grating | lattice is an absorption-type grating | lattice, and produces | generates a said 1st periodic pattern image by projecting the incident radiation geometrically optically, The any one of Claim 9 to 15 characterized by the above-mentioned. The radiation imaging apparatus described. 前記第1の格子は、吸収型格子または位相型格子であり、入射した放射線にタルボ効果を生じさせて前記第1の周期パターン像を生成することを特徴とする請求項9から15いずれか1項に記載の放射線撮影装置。   The said 1st grating | lattice is an absorption-type grating | lattice or a phase-type grating | lattice, The Talbot effect is produced in the incident radiation, The said 1st periodic pattern image is produced | generated, The any one of Claim 9 to 15 characterized by the above-mentioned. The radiographic apparatus according to the item. 前記放射線源から放射された放射線を部分的に遮蔽して焦点を分散化するマルチスリットを備えることを特徴とする請求項1から17いずれか1項に記載の放射線撮影装置。   The radiographic apparatus according to claim 1, further comprising a multi-slit that partially shields radiation emitted from the radiation source and disperses a focal point. 所定の範囲にラップされた値で表現された位相微分画像においてアンラップエラーが生じやすいNG領域を検出するとともに、それ以外の領域をOK領域として検出し、前記OK領域中に起点を設定して、前記OK領域のみをアンラップ処理することを特徴とするアンラップ処理方法。   In addition to detecting an NG region in which an unwrap error is likely to occur in a phase differential image expressed by a value wrapped in a predetermined range, the other region is detected as an OK region, and a starting point is set in the OK region, An unwrap processing method characterized by unwrapping only the OK region.
JP2011180533A 2011-08-22 2011-08-22 Radiographic apparatus and unwrapping method Withdrawn JP2014217397A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011180533A JP2014217397A (en) 2011-08-22 2011-08-22 Radiographic apparatus and unwrapping method
PCT/JP2012/068572 WO2013027519A1 (en) 2011-08-22 2012-07-23 Radiography device and unwrapping method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011180533A JP2014217397A (en) 2011-08-22 2011-08-22 Radiographic apparatus and unwrapping method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014217397A true JP2014217397A (en) 2014-11-20

Family

ID=47746270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011180533A Withdrawn JP2014217397A (en) 2011-08-22 2011-08-22 Radiographic apparatus and unwrapping method

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2014217397A (en)
WO (1) WO2013027519A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7147346B2 (en) 2018-08-08 2022-10-05 株式会社島津製作所 X-ray phase imaging system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112043974B (en) * 2020-09-08 2021-07-06 苏州雷泰医疗科技有限公司 Dynamic intensity modulation method and device based on orthogonal double-layer grating rotary sweep

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4445397B2 (en) * 2002-12-26 2010-04-07 敦 百生 X-ray imaging apparatus and imaging method
JP5087253B2 (en) * 2006-09-27 2012-12-05 株式会社ミツトヨ Phase connection method in interference fringe analysis
CN103876761B (en) * 2008-10-29 2016-04-27 佳能株式会社 X-ray imaging device and x-ray imaging method
JP2011045655A (en) * 2009-08-28 2011-03-10 Konica Minolta Medical & Graphic Inc X-ray radiographic equipment

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7147346B2 (en) 2018-08-08 2022-10-05 株式会社島津製作所 X-ray phase imaging system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013027519A1 (en) 2013-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5475737B2 (en) Radiation imaging apparatus and image processing method
JP5731214B2 (en) Radiation imaging system and image processing method thereof
JP5378335B2 (en) Radiography system
JP2011218147A (en) Radiographic system
JP2011224329A (en) Radiation imaging system and method
JP2012090944A (en) Radiographic system and radiographic method
JP2012090945A (en) Radiation detection device, radiographic apparatus, and radiographic system
JP5204857B2 (en) Radiation imaging system and control method thereof
JP2011224330A (en) Radiation imaging system and offset correction method therefor
WO2013065502A1 (en) Radiographic imaging method and device
JP2011206490A (en) Radiographic system and radiographic method
WO2012057022A1 (en) Radiography system and radiography method
JP2014138625A (en) Radiographic apparatus and image processing method
JP2013146537A (en) Radiographic apparatus and method for processing image
JP2013042788A (en) Radiographic apparatus and unwrapping processing method
WO2013038881A1 (en) Radiography device and image processing method
WO2013027519A1 (en) Radiography device and unwrapping method
WO2013027536A1 (en) Radiography device and radiography method
JP5635169B2 (en) Radiography system
JP5610480B2 (en) Radiation image processing apparatus and method
JP2013063098A (en) Radiographic apparatus and image processing method
WO2013099467A1 (en) Radiographic method and apparatus
JP2011206162A (en) Radiographic system and method
JP2012228301A (en) Radiographic apparatus
JP2012228361A (en) Radiographic apparatus

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: 20141202