JP2016096831A - Ｘ線撮影システム - Google Patents
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Abstract
【課題】タルボ干渉計又はタルボ・ロー干渉計を用いたＸ線撮影システムにおいて、体動の影響による画像劣化を低減させる。【解決手段】Ｘ線撮影システムによれば、Ｘ線撮影装置１の制御部１８１は、同一格子位置で、Ｘ線検出器１６において１枚の再構成画像を生成するために用いられる再構成用のモアレ縞画像を１枚取得するのに必要とされる電荷蓄積時間より短い蓄積時間で複数回のモアレ縞画像の取得を行わせることにより、複数の元モアレ縞画像を取得させる。コントローラー５の制御部５１は、Ｘ線検出器１６により取得された複数の元モアレ縞画像を加算して再構成用のモアレ縞画像を生成し、生成した再構成用のモアレ縞画像に基づいて被写体の再構成画像を生成する。【選択図】図８
Description
本発明は、Ｘ線撮影システムに関する。
タルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計を用いた一般的なＸ線画像撮影(以下、タルボ撮影)装置では、放射線源と放射線検出器との間に被写体及び２〜３枚の格子を配置した状態でモアレ縞画像が撮影される。そして、このモアレ縞画像を再構成する事により、Ｘ線吸収画像（吸収画像）、微分位相画像、小角散乱画像の３つの再構成画像が得られる。
タルボ撮影は、格子によるＸ線のロスが避けられないため、放射線検出器においてＸ線の吸収によって生成される電荷の蓄積時間を長くして１モアレ縞画像あたりの検出線量を向上させている。このため、体動の影響による画像ボケ(体動ボケ)が生じ易い。しかし、タルボ撮影法の一つである縞走査法では、体動ボケがあると位相情報を正しく計算する事が出来ず正しい再構成画像を作成できないため、体動ボケの抑制に対する要求が一般の撮影よりも厳しい。
そのため、撮影時に保持具による被写体の固定が行われているが、体動の発生は除去しきれず、例えば、膝であれば１００［μｍ／ｓｅｃ］程度の体動が生じているといわれている。
そこで、例えば、特許文献１や特許文献２に記載されているように、縞走査法における体動の影響を低減するための画像補正技術が知られている。特許文献１、２ともに再構成前のモアレ縞画像に対して体動補正を実施した後に、最終的な再構成画像を作成する技術である。
しかしながら、特許文献１、２に記載の技術においては、モアレ縞画像を補正することにより体動の影響を除去しようとするものであり、体動の影響が画像に入り込むのを低減するものではない。そのため、体動の影響による画像劣化の低減に限界がある。
本発明の課題は、タルボ干渉計又はタルボ・ロー干渉計を用いたＸ線撮影システムにおいて、体動の影響による画像劣化を低減させることである。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の発明は、
Ｘ線を照射するＸ線源と、
被写体を配置するための被写体台と、
前記Ｘ線の照射方向と直交する方向に複数のスリットが配列されて構成された複数の格子と、
前記Ｘ線源により照射され前記被写体及び前記複数の格子を透過したＸ線に応じて電荷を蓄積し電気信号を生成する変換素子が２次元状に配置され、当該変換素子により生成された電気信号を画像信号として読み取ってモアレ縞画像を取得するＸ線検出器と、
を備えるＸ線撮影装置と、
前記Ｘ線検出器により取得されたモアレ縞画像に基づいて、前記被写体の再構成画像を生成する再構成手段と、
を備えるＸ線撮影システムであって、
同一格子位置で、前記Ｘ線検出器において前記再構成手段により１枚の再構成画像を生成するために用いられる再構成用のモアレ縞画像を１枚取得するのに必要とされる電荷蓄積時間より短い蓄積時間でのモアレ縞画像の取得を複数回行わせることにより、前記再構成用のモアレ縞画像を生成するための複数の元モアレ縞画像を取得させる撮影制御手段を備え、
前記再構成手段は、前記Ｘ線検出器により取得された複数の元モアレ縞画像に基づいて前記再構成用のモアレ縞画像を生成し、生成した再構成用のモアレ縞画像に基づいて前記被写体の再構成画像を生成する。
Ｘ線を照射するＸ線源と、
被写体を配置するための被写体台と、
前記Ｘ線の照射方向と直交する方向に複数のスリットが配列されて構成された複数の格子と、
前記Ｘ線源により照射され前記被写体及び前記複数の格子を透過したＸ線に応じて電荷を蓄積し電気信号を生成する変換素子が２次元状に配置され、当該変換素子により生成された電気信号を画像信号として読み取ってモアレ縞画像を取得するＸ線検出器と、
を備えるＸ線撮影装置と、
前記Ｘ線検出器により取得されたモアレ縞画像に基づいて、前記被写体の再構成画像を生成する再構成手段と、
を備えるＸ線撮影システムであって、
同一格子位置で、前記Ｘ線検出器において前記再構成手段により１枚の再構成画像を生成するために用いられる再構成用のモアレ縞画像を１枚取得するのに必要とされる電荷蓄積時間より短い蓄積時間でのモアレ縞画像の取得を複数回行わせることにより、前記再構成用のモアレ縞画像を生成するための複数の元モアレ縞画像を取得させる撮影制御手段を備え、
前記再構成手段は、前記Ｘ線検出器により取得された複数の元モアレ縞画像に基づいて前記再構成用のモアレ縞画像を生成し、生成した再構成用のモアレ縞画像に基づいて前記被写体の再構成画像を生成する。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記Ｘ線検出器において前記元モアレ縞画像を取得するための蓄積時間は、当該蓄積時間、部位毎に予め定められた体動速度、及び前記Ｘ線撮影装置における被写体拡大率に基づいて決定される体動量が、前記Ｘ線検出器の画素サイズ、前記Ｘ線検出器のＳ／Ｎ比、及び前記被写体拡大率に基づいて予め定められた体動許容量より小さくなる蓄積時間である。
前記Ｘ線検出器において前記元モアレ縞画像を取得するための蓄積時間は、当該蓄積時間、部位毎に予め定められた体動速度、及び前記Ｘ線撮影装置における被写体拡大率に基づいて決定される体動量が、前記Ｘ線検出器の画素サイズ、前記Ｘ線検出器のＳ／Ｎ比、及び前記被写体拡大率に基づいて予め定められた体動許容量より小さくなる蓄積時間である。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、
前記取得された複数の元モアレ縞画像のうち、体動が発生している元モアレ縞画像を判別する体動判別手段と、
前記体動が発生していると判別された元モアレ縞画像を除去する体動画像除去手段を備え、
前記再構成手段は、前記Ｘ線検出器により取得された複数の元モアレ縞画像のうち、前記体動画像除去手段により除去された元モアレ画像以外の元モアレ画像に基づいて前記再構成用のモアレ縞画像を生成する。
前記取得された複数の元モアレ縞画像のうち、体動が発生している元モアレ縞画像を判別する体動判別手段と、
前記体動が発生していると判別された元モアレ縞画像を除去する体動画像除去手段を備え、
前記再構成手段は、前記Ｘ線検出器により取得された複数の元モアレ縞画像のうち、前記体動画像除去手段により除去された元モアレ画像以外の元モアレ画像に基づいて前記再構成用のモアレ縞画像を生成する。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、
Ｘ線撮影時の前記被写体の体動を検出する体動検出手段を備え、
前記体動判別手段は、前記体動検出手段による検出結果に基づいて、体動が発生している元モアレ画像を判別する。
Ｘ線撮影時の前記被写体の体動を検出する体動検出手段を備え、
前記体動判別手段は、前記体動検出手段による検出結果に基づいて、体動が発生している元モアレ画像を判別する。
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、
前記複数の元モアレ縞画像は、前記被写体とともにマーカーが撮影された画像であり、
前記体動判別手段は、前記複数の元モアレ縞画像間のマーカー位置の差に基づいて、体動が発生している元モアレ画像を判別する。
前記複数の元モアレ縞画像は、前記被写体とともにマーカーが撮影された画像であり、
前記体動判別手段は、前記複数の元モアレ縞画像間のマーカー位置の差に基づいて、体動が発生している元モアレ画像を判別する。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、
前記複数の元モアレ縞画像は、前記被写体とともに前記Ｘ線源の光軸方向と平行方向に前記被写体を挟んで取り付けられた２つのマーカーが撮影された画像であり、
前記体動判別手段は、更に、１枚の前記元モアレ縞画像における前記２つのマーカーの位置関係に基づいて、体動が発生している元モアレ画像を判別する。
前記複数の元モアレ縞画像は、前記被写体とともに前記Ｘ線源の光軸方向と平行方向に前記被写体を挟んで取り付けられた２つのマーカーが撮影された画像であり、
前記体動判別手段は、更に、１枚の前記元モアレ縞画像における前記２つのマーカーの位置関係に基づいて、体動が発生している元モアレ画像を判別する。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の発明において、
前記撮影制御手段は、前記複数の格子の何れかを他の格子に対して一定周期間隔で相対移動させる毎に、前記複数の元モアレ縞画像のセットを取得する処理を繰り返し、
前記モアレ縞画像生成手段は、前記Ｘ線検出器により取得された複数の元モアレ縞画像をセット毎に演算して複数の前記再構成用のモアレ縞画像を生成し、
前記再構成手段は、前記複数の前記再構成用のモアレ縞画像に基づいて、前記被写体の再構成画像を生成する。
前記撮影制御手段は、前記複数の格子の何れかを他の格子に対して一定周期間隔で相対移動させる毎に、前記複数の元モアレ縞画像のセットを取得する処理を繰り返し、
前記モアレ縞画像生成手段は、前記Ｘ線検出器により取得された複数の元モアレ縞画像をセット毎に演算して複数の前記再構成用のモアレ縞画像を生成し、
前記再構成手段は、前記複数の前記再構成用のモアレ縞画像に基づいて、前記被写体の再構成画像を生成する。
請求項８に記載の発明は、
Ｘ線を照射するＸ線源と、
被写体を配置するための被写体台と、
前記Ｘ線の照射方向と直交する方向に複数のスリットが配列されて構成された複数の格子と、
前記Ｘ線源により照射され前記被写体及び前記複数の格子を透過したＸ線に応じて電荷を蓄積し電気信号を生成する変換素子が２次元状に配置され、当該変換素子により生成された電気信号を画像信号として読み取ってモアレ縞画像を取得するＸ線検出器と、
を備え、前記複数の格子の何れかを他の格子に対して一定周期間隔で相対移動させる毎に、前記Ｘ線源により照射されたＸ線に応じて前記Ｘ線検出器が画像信号を読み取る処理を繰り返し、一定周期間隔の複数のモアレ縞画像からなるモアレ縞画像セットを得るＸ線撮影装置と、
前記Ｘ線検出器により取得された前記モアレ縞画像セットに基づいて、被写体の再構成画像を生成する再構成手段と、
を備えるＸ線撮影システムであって、
前記Ｘ線検出器において前記再構成手段により１枚の再構成画像を生成するための前記モアレ縞画像セットを取得するのに必要とされる総電荷蓄積時間より短い蓄積時間での前記モアレ縞画像セットの取得を複数回行わせる撮影制御手段を備え、
前記再構成手段は、前記Ｘ線検出器により取得された複数のモアレ縞画像セット毎に、前記一定周期間隔の複数のモアレ縞画像に基づいて前記再構成画像よりも低線量の複数の元再構成画像を生成し、生成された複数の元再構成画像に基づいて被写体の再構成画像を生成する。
Ｘ線を照射するＸ線源と、
被写体を配置するための被写体台と、
前記Ｘ線の照射方向と直交する方向に複数のスリットが配列されて構成された複数の格子と、
前記Ｘ線源により照射され前記被写体及び前記複数の格子を透過したＸ線に応じて電荷を蓄積し電気信号を生成する変換素子が２次元状に配置され、当該変換素子により生成された電気信号を画像信号として読み取ってモアレ縞画像を取得するＸ線検出器と、
を備え、前記複数の格子の何れかを他の格子に対して一定周期間隔で相対移動させる毎に、前記Ｘ線源により照射されたＸ線に応じて前記Ｘ線検出器が画像信号を読み取る処理を繰り返し、一定周期間隔の複数のモアレ縞画像からなるモアレ縞画像セットを得るＸ線撮影装置と、
前記Ｘ線検出器により取得された前記モアレ縞画像セットに基づいて、被写体の再構成画像を生成する再構成手段と、
を備えるＸ線撮影システムであって、
前記Ｘ線検出器において前記再構成手段により１枚の再構成画像を生成するための前記モアレ縞画像セットを取得するのに必要とされる総電荷蓄積時間より短い蓄積時間での前記モアレ縞画像セットの取得を複数回行わせる撮影制御手段を備え、
前記再構成手段は、前記Ｘ線検出器により取得された複数のモアレ縞画像セット毎に、前記一定周期間隔の複数のモアレ縞画像に基づいて前記再構成画像よりも低線量の複数の元再構成画像を生成し、生成された複数の元再構成画像に基づいて被写体の再構成画像を生成する。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、
前記元再構成画像を生成するためのモアレ縞画像セット中の各モアレ縞画像を取得するための蓄積時間は、当該蓄積時間、部位毎に予め定められた体動速度、及び前記Ｘ線撮影装置における被写体拡大率に基づいて決定される体動量が、前記Ｘ線検出器の画素サイズ、前記Ｘ線検出器のＳ／Ｎ比、及び前記被写体拡大率に基づいて予め定められた体動許容量より小さくなる蓄積時間である。
前記元再構成画像を生成するためのモアレ縞画像セット中の各モアレ縞画像を取得するための蓄積時間は、当該蓄積時間、部位毎に予め定められた体動速度、及び前記Ｘ線撮影装置における被写体拡大率に基づいて決定される体動量が、前記Ｘ線検出器の画素サイズ、前記Ｘ線検出器のＳ／Ｎ比、及び前記被写体拡大率に基づいて予め定められた体動許容量より小さくなる蓄積時間である。
請求項１０に記載の発明は、請求項８又は９に記載の発明において、
前記複数の元再構成画像のうち、体動が発生している元再構成画像を判別する体動判別手段と、
前記体動が発生していると判別された元再構成画像を除去する体動画像除去手段を備え、
前記再構成手段は、前記複数の元再構成画像のうち、前記体動画像除去手段により除去された元再構成画像以外の元再構成画像に基づいて被写体の再構成画像を生成する。
前記複数の元再構成画像のうち、体動が発生している元再構成画像を判別する体動判別手段と、
前記体動が発生していると判別された元再構成画像を除去する体動画像除去手段を備え、
前記再構成手段は、前記複数の元再構成画像のうち、前記体動画像除去手段により除去された元再構成画像以外の元再構成画像に基づいて被写体の再構成画像を生成する。
請求項１１に記載の発明は、請求項８又は９に記載の発明において、
前記複数の元再構成画像のうち、体動が発生している元再構成画像を判別する体動判別手段と、
前記体動が発生していると判別された元再構成画像の体動ボケを補正する補正手段と、を備え、
前記再構成手段は、前記体動ボケが補正された元再構成画像を含む複数の元再構成画像に基づいて被写体の再構成画像を生成する。
前記複数の元再構成画像のうち、体動が発生している元再構成画像を判別する体動判別手段と、
前記体動が発生していると判別された元再構成画像の体動ボケを補正する補正手段と、を備え、
前記再構成手段は、前記体動ボケが補正された元再構成画像を含む複数の元再構成画像に基づいて被写体の再構成画像を生成する。
請求項１２に記載の発明は、請求項１０又は１１に記載の発明において、
Ｘ線撮影時の前記被写体の体動を検出する体動検出手段を備え、
前記体動判別手段は、前記体動検出手段による検出結果に基づいて、体動が発生している元再構成画像を判別する。
Ｘ線撮影時の前記被写体の体動を検出する体動検出手段を備え、
前記体動判別手段は、前記体動検出手段による検出結果に基づいて、体動が発生している元再構成画像を判別する。
請求項１３に記載の発明は、請求項１０又は１１に記載の発明において、
前記複数の元再構成画像は、前記被写体とともにマーカーが撮影された画像であり、
前記体動判別手段は、前記複数の元再構成画像間のマーカー位置の差に基づいて、体動が発生している元再構成画像を判別する。
前記複数の元再構成画像は、前記被写体とともにマーカーが撮影された画像であり、
前記体動判別手段は、前記複数の元再構成画像間のマーカー位置の差に基づいて、体動が発生している元再構成画像を判別する。
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の発明において、
前記複数の元再構成画像は、前記被写体とともに前記Ｘ線源の光軸方向と平行方向に前記被写体を挟んで取り付けられた２つのマーカーが撮影された画像であり、
前記体動判別手段は、更に、１枚の前記元再構成画像における前記２つのマーカーの位置関係に基づいて、体動が発生している元再構成画像を判別する。
前記複数の元再構成画像は、前記被写体とともに前記Ｘ線源の光軸方向と平行方向に前記被写体を挟んで取り付けられた２つのマーカーが撮影された画像であり、
前記体動判別手段は、更に、１枚の前記元再構成画像における前記２つのマーカーの位置関係に基づいて、体動が発生している元再構成画像を判別する。
本発明によれば、タルボ干渉計又はタルボ・ロー干渉計を用いたＸ線撮影システムにおいて、体動の影響による画像劣化を低減させることが可能となる。
＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。
［Ｘ線撮影システムの構成］
図１に、第１の実施形態に係るＸ線撮影システムを示す。Ｘ線撮影システムは、Ｘ線撮影装置１とコントローラー５を備える。Ｘ線撮影装置１はタルボ・ロー干渉計によるＸ線撮影を行い、コントローラー５は当該Ｘ線撮影により得られた複数のモアレ縞画像を用いて被写体の再構成画像を生成する。
図１に、第１の実施形態に係るＸ線撮影システムを示す。Ｘ線撮影システムは、Ｘ線撮影装置１とコントローラー５を備える。Ｘ線撮影装置１はタルボ・ロー干渉計によるＸ線撮影を行い、コントローラー５は当該Ｘ線撮影により得られた複数のモアレ縞画像を用いて被写体の再構成画像を生成する。
Ｘ線撮影装置１は、図１に示すように、Ｘ線源１１、マルチスリット１２、被写体台１３、第１格子１４、第２格子１５、Ｘ線検出器１６、保持部１７、本体部１８、体動検出センサー１９等を備える。
Ｘ線撮影装置１は縦型であり、Ｘ線源１１、マルチスリット１２、被写体台１３、第１格子１４、第２格子１５、Ｘ線検出器１６は、この順序に重力方向であるｚ方向に配置される。Ｘ線源１１の焦点とマルチスリット１２間の距離をｄ１（ｍｍ）、Ｘ線源１１の焦点とＸ線検出器１６間の距離をｄ２（ｍｍ）、マルチスリット１２と第１格子１４間の距離をｄ３（ｍｍ）、第１格子１４と第２格子１５間の距離をｄ４（ｍｍ）で表す。なお、被写体台１３の位置は、第１格子１４と第２格子１５との間に設けられていてもよい。
Ｘ線撮影装置１は縦型であり、Ｘ線源１１、マルチスリット１２、被写体台１３、第１格子１４、第２格子１５、Ｘ線検出器１６は、この順序に重力方向であるｚ方向に配置される。Ｘ線源１１の焦点とマルチスリット１２間の距離をｄ１（ｍｍ）、Ｘ線源１１の焦点とＸ線検出器１６間の距離をｄ２（ｍｍ）、マルチスリット１２と第１格子１４間の距離をｄ３（ｍｍ）、第１格子１４と第２格子１５間の距離をｄ４（ｍｍ）で表す。なお、被写体台１３の位置は、第１格子１４と第２格子１５との間に設けられていてもよい。
距離ｄ１は好ましくは５〜５００（ｍｍ）であり、さらに好ましくは５〜３００（ｍｍ）である。
距離ｄ２は、一般的に撮影室の高さは３（ｍ）程度又はそれ以下であることから、少なくとも３０００（ｍｍ）以下であることが好ましい。なかでも、距離ｄ２は４００〜３０００（ｍｍ）が好ましく、さらに好ましくは５００〜２０００（ｍｍ）である。
Ｘ線源１１の焦点と第１格子１４間の距離（ｄ１＋ｄ３）は、好ましくは３００〜３０００（ｍｍ）であり、さらに好ましくは４００〜１８００（ｍｍ）である。
Ｘ線源１１の焦点と第２格子１５間の距離（ｄ１＋ｄ３＋ｄ４）は、好ましくは４００〜３０００（ｍｍ）であり、さらに好ましくは５００〜２０００（ｍｍ）である。
それぞれの距離は、Ｘ線源１１から照射されるＸ線の波長から、第２格子１５上に第１格子１４による格子像（自己像）が重なる最適な距離を算出し、設定すればよい。
距離ｄ２は、一般的に撮影室の高さは３（ｍ）程度又はそれ以下であることから、少なくとも３０００（ｍｍ）以下であることが好ましい。なかでも、距離ｄ２は４００〜３０００（ｍｍ）が好ましく、さらに好ましくは５００〜２０００（ｍｍ）である。
Ｘ線源１１の焦点と第１格子１４間の距離（ｄ１＋ｄ３）は、好ましくは３００〜３０００（ｍｍ）であり、さらに好ましくは４００〜１８００（ｍｍ）である。
Ｘ線源１１の焦点と第２格子１５間の距離（ｄ１＋ｄ３＋ｄ４）は、好ましくは４００〜３０００（ｍｍ）であり、さらに好ましくは５００〜２０００（ｍｍ）である。
それぞれの距離は、Ｘ線源１１から照射されるＸ線の波長から、第２格子１５上に第１格子１４による格子像（自己像）が重なる最適な距離を算出し、設定すればよい。
Ｘ線源１１、マルチスリット１２、被写体台１３、第１格子１４、第２格子１５、Ｘ線検出器１６は、同一の保持部１７に一体的に保持され、ｚ方向における位置関係が固定されている。保持部１７はアーム状に形成され、本体部１８に設けられた駆動部１８ａによりｚ方向に移動可能に本体部１８に取り付けられている。
Ｘ線源１１は、緩衝部材１７ａを介して保持されている。緩衝部材１７ａは、衝撃や振動を吸収できる材料であれば何れの材料を用いてもよいが、例えばエラストマー等が挙げられる。Ｘ線源１１はＸ線の照射によって発熱するため、Ｘ線源１１側の緩衝部材１７ａは加えて断熱素材であることが好ましい。
Ｘ線源１１は、緩衝部材１７ａを介して保持されている。緩衝部材１７ａは、衝撃や振動を吸収できる材料であれば何れの材料を用いてもよいが、例えばエラストマー等が挙げられる。Ｘ線源１１はＸ線の照射によって発熱するため、Ｘ線源１１側の緩衝部材１７ａは加えて断熱素材であることが好ましい。
Ｘ線源１１はＸ線管を備え、当該Ｘ線管によりＸ線を発生させて重力方向（ｚ方向）にＸ線を照射する。Ｘ線管としては、例えば医療現場で広く一般に用いられているクーリッジＸ線管や回転陽極Ｘ線管を用いることができる。陽極としては、タングステンやモリブデンを用いることができる。
Ｘ線の焦点径は、０．０３〜３（mm）が好ましく、さらに好ましくは０．１〜１（mm）である。
Ｘ線源１１のＸ線照射方向には、Ｘ線の照射範囲を狭めるための図示しない照射野絞りが設けられている。
Ｘ線の焦点径は、０．０３〜３（mm）が好ましく、さらに好ましくは０．１〜１（mm）である。
Ｘ線源１１のＸ線照射方向には、Ｘ線の照射範囲を狭めるための図示しない照射野絞りが設けられている。
マルチスリット１２（第３格子）は回折格子であり、図２に示すようにｘ方向に複数のスリットが所定間隔で設けられている。マルチスリット１２はシリコンやガラスといったＸ線の吸収率が低い材質の基板上に、タングステン、鉛、金といったＸ線の遮蔽力が大きい、つまりＸ線の吸収率が高い材質により形成される。例えば、フォトリソグラフィーによりレジスト層がスリット状にマスクされ、ＵＶが照射されてスリットのパターンがレジスト層に転写される。露光によって当該パターンと同じ形状のスリット構造が得られ、電鋳法によりスリット構造間に金属が埋め込まれて、マルチスリット１２が形成される。
マルチスリット１２のスリット周期は１〜６０（μｍ）である。スリット周期は、図２に示すように隣接するスリット間の距離を１周期とする。スリットの幅（ｘ方向の長さ）はスリット周期の１〜６０（％）の長さであり、さらに好ましくは１０〜４０（％）である。スリットの高さ（ｚ方向の長さ）は１〜５００（μｍ）であり、好ましくは１〜１５０（μｍ）である。
マルチスリット１２のスリット周期をｗ０（μｍ）、第１格子１４のスリット周期をｗ１（μｍ）とすると、スリット周期ｗ０は下記式により求めることができる。
ｗ０＝ｗ１・（ｄ３＋ｄ４）／ｄ４
当該式を満たすように周期ｗ０を決定することにより、マルチスリット１２及び第１格子１４の各スリットを通過したＸ線により形成される自己像が、それぞれ第２格子１５上で重なり合い、いわばピントが合った状態とすることができる。
マルチスリット１２のスリット周期をｗ０（μｍ）、第１格子１４のスリット周期をｗ１（μｍ）とすると、スリット周期ｗ０は下記式により求めることができる。
ｗ０＝ｗ１・（ｄ３＋ｄ４）／ｄ４
当該式を満たすように周期ｗ０を決定することにより、マルチスリット１２及び第１格子１４の各スリットを通過したＸ線により形成される自己像が、それぞれ第２格子１５上で重なり合い、いわばピントが合った状態とすることができる。
図１に示すように、マルチスリット１２に隣接して、マルチスリット１２をｚ方向と直交するｘ方向に移動させる駆動部１２ａが設けられる。駆動部１２ａとしては、例えばウォーム減速機等の比較的大きな減速比系の駆動機構を単体で又は組合せて用いることができる。
被写体台１３は、Ｘ線源１１からのＸ線照射経路上の被写体配置位置に設けられた、被写体を載置するための台である。被写体台１３には、撮影時に被写体が動かないようにするための図示しない保持具が着脱可能である。
第１格子１４は、マルチスリット１２と同様にｘ方向に所定の周期の複数のスリットが設けられた回折格子である（図２参照）。第１格子１４は、マルチスリット１２と同様にＵＶを用いたフォトリソグラフィーによって形成することもできるし、いわゆるＩＣＰ法によりシリコン基板に微細細線で深掘加工を行い、シリコンのみで格子構造を形成することとしてもよい。第１格子１４のスリット周期は１〜２０（μｍ）である。スリットの幅はスリット周期の２０〜７０（％）であり、好ましくは３５〜６０（％）である。スリットの高さは１〜１００（μｍ）である。
第１格子１４として位相型を用いる場合、スリットの高さはスリット周期を形成する２種の素材、つまりＸ線透過部とＸ線遮蔽部の素材による位相差がπ／８〜１５×π／８となる高さとする。好ましくは、π／２又はπとなる高さである。第１格子１４として吸収型を用いる場合、スリットの高さはＸ線遮蔽部によりＸ線が十分吸収される高さとする。
第１格子１４が位相型である場合、第１格子１４と第２格子１５間の距離ｄ４は、次の条件をほぼ満たすことが必要である。
ｄ４＝（ｍ＋１／２）・ｗ１ ２／λ
なお、ｍは整数であり、λはＸ線の波長である。
ｄ４＝（ｍ＋１／２）・ｗ１ ２／λ
なお、ｍは整数であり、λはＸ線の波長である。
第２格子１５は、マルチスリット１２と同様にｘ方向に所定の周期の複数のスリットが設けられた回折格子である（図２参照）。第２格子１５もフォトリソグラフィーにより形成することができる。第２格子１５のスリット周期は１〜２０（μｍ）である。スリットの幅はスリット周期の３０〜７０（％）であり、好ましくは３５〜６０（％）である。スリットの高さは１〜１００（μｍ）である。
本実施形態では第１格子１４及び第２格子１５は、それぞれの格子面がｚ方向に対し垂直（ｘ−ｙ平面内で平行）であり、第１格子１４のスリットの方向と第２格子１５のスリットの方向とは、ｘ−ｙ平面内で所定角度だけ（わずかに）傾けて配置されているが、両者を平行な配置としても良い。
上記マルチスリット１２、第１格子１４、第２格子１５は、例えば下記のように構成することができる。
Ｘ線源１１の焦点径；３００（μｍ）、管電圧：４０（ｋＶｐ）、付加フィルター：アルミ１．６（ｍｍ）
Ｘ線源１１の焦点からマルチスリット１２までの距離ｄ１ ： ２４０（ｍｍ）
マルチスリット１２から第１格子１４までの距離ｄ３ ：１１１０（ｍｍ）
マルチスリット１２から第２格子１５までの距離ｄ３＋ｄ４：１３７０（ｍｍ）
マルチスリット１２のサイズ：１０（ｍｍ四方）、スリット周期：２２．８（μｍ）
第１格子１４のサイズ：５０（ｍｍ四方）、スリット周期：４．３（μｍ）
第２格子１５のサイズ：５０（ｍｍ四方）、スリット周期：５．３（μｍ）
Ｘ線源１１の焦点径；３００（μｍ）、管電圧：４０（ｋＶｐ）、付加フィルター：アルミ１．６（ｍｍ）
Ｘ線源１１の焦点からマルチスリット１２までの距離ｄ１ ： ２４０（ｍｍ）
マルチスリット１２から第１格子１４までの距離ｄ３ ：１１１０（ｍｍ）
マルチスリット１２から第２格子１５までの距離ｄ３＋ｄ４：１３７０（ｍｍ）
マルチスリット１２のサイズ：１０（ｍｍ四方）、スリット周期：２２．８（μｍ）
第１格子１４のサイズ：５０（ｍｍ四方）、スリット周期：４．３（μｍ）
第２格子１５のサイズ：５０（ｍｍ四方）、スリット周期：５．３（μｍ）
Ｘ線検出器１６は、照射されたＸ線に応じて電気信号を生成する変換素子が２次元状に配置され、当該変換素子により生成された電気信号を画像信号として読み取る。
Ｘ線検出器１６の画素サイズは１０〜３００（μｍ）であり、さらに好ましくは５０〜２００（μｍ）である。
Ｘ線検出器１６の画素サイズは１０〜３００（μｍ）であり、さらに好ましくは５０〜２００（μｍ）である。
Ｘ線検出器１６は第２格子１５に当接するように保持部１７に位置を固定することが好ましい。第２格子１５とＸ線検出器１６間の距離が大きくなるほど、Ｘ線検出器１６により得られるモアレ縞画像がボケるからである。
Ｘ線検出器１６としては、ＦＰＤ（Flat Panel Detector）を用いることができる。Ｆ
ＰＤには、検出されたＸ線を光電変換素子を介して電気信号に変換する間接変換型、検出されたＸ線を直接的に電気信号に変換する直接変換型があるが、何れを用いてもよい。
Ｘ線検出器１６としては、ＦＰＤ（Flat Panel Detector）を用いることができる。Ｆ
ＰＤには、検出されたＸ線を光電変換素子を介して電気信号に変換する間接変換型、検出されたＸ線を直接的に電気信号に変換する直接変換型があるが、何れを用いてもよい。
間接変換型は、ＣｓＩやＧｄ２Ｏ２Ｓ等のシンチレータプレートの下に、光電変換素子がＴＦＴ（薄膜トランジスタ）とともに２次元状に配置されて各画素を構成する。Ｘ線検出器１６に入射したＸ線がシンチレータプレートに吸収されると、シンチレータプレートが発光する。この発光した光により、各光電変換素子に電荷が蓄積され、蓄積された電荷は画像信号として読み出される。
直接変換型は、アモルファスセレンの熱蒸着により、１００〜１０００（μm）の膜圧
のアモルファスセレン膜がガラス上に形成され、２次元状に配置されたＴＦＴのアレイ上にアモルファスセレン膜と電極が蒸着される。アモルファスセレン膜がＸ線を吸収するとき、電子正孔対の形で物質内に電圧が遊離され、電極間の電圧信号がＴＦＴにより読み取られる。
なお、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、Ｘ線カメラ等の撮影手段をＸ線検出器１６
として用いてもよい。
のアモルファスセレン膜がガラス上に形成され、２次元状に配置されたＴＦＴのアレイ上にアモルファスセレン膜と電極が蒸着される。アモルファスセレン膜がＸ線を吸収するとき、電子正孔対の形で物質内に電圧が遊離され、電極間の電圧信号がＴＦＴにより読み取られる。
なお、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、Ｘ線カメラ等の撮影手段をＸ線検出器１６
として用いてもよい。
本体部１８は、図３に示すように、制御部１８１、操作部１８２、表示部１８３、通信部１８４、記憶部１８５等を備えて構成されている。
制御部１８１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成され、記憶部１８５に記憶されているプログラムとの協働により、各種処理を実行する。制御部１８１は、Ｘ線源１１、駆動部１２ａ、駆動部１８ａ、Ｘ線検出器１６、体動検出センサー１９等の各部に接続されており、後述する撮影制御処理を実行し、コントローラー５から入力される撮影条件の設定情報に従って、Ｘ線源１１からのＸ線照射のタイミングやＸ線照射条件、Ｘ線検出器１６による画像信号の読取タイミング、マルチスリット１２の移動等を制御する。制御部１８１は、撮影制御手段として機能する。
制御部１８１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成され、記憶部１８５に記憶されているプログラムとの協働により、各種処理を実行する。制御部１８１は、Ｘ線源１１、駆動部１２ａ、駆動部１８ａ、Ｘ線検出器１６、体動検出センサー１９等の各部に接続されており、後述する撮影制御処理を実行し、コントローラー５から入力される撮影条件の設定情報に従って、Ｘ線源１１からのＸ線照射のタイミングやＸ線照射条件、Ｘ線検出器１６による画像信号の読取タイミング、マルチスリット１２の移動等を制御する。制御部１８１は、撮影制御手段として機能する。
操作部１８２は、曝射スイッチ等を備え、これらの操作に応じた操作信号を生成して制御部１８１に出力する。
表示部１８３は制御部１８１の表示制御に従って、ディスプレイに操作画面やＸ線撮影装置１の動作状況等を表示する。
表示部１８３は制御部１８１の表示制御に従って、ディスプレイに操作画面やＸ線撮影装置１の動作状況等を表示する。
通信部１８４は通信インターフェイスを備え、ネットワーク上のコントローラー５と通信する。例えば、通信部１８４はＸ線検出器１６によって読み取られ、記憶部１８５に記憶されたモアレ縞画像をコントローラー５に送信する。
記憶部１８５は、制御部１８１により実行されるプログラム、プログラムの実行に必要なデータを記憶している。また、記憶部１８５はＸ線検出器１６によって得られた元モアレ縞画像を記憶する。
体動検出センサー１９は、例えば、被写体の注目領域（例えば、手指が被写体であれば、関節や軟骨等）を外した箇所または保持具等に装着される加速度センサー等により構成され、体動により変化するセンサー値を制御部１８１に出力する。または、体動検出センサー１９は、赤外線センサーにより構成され、被写体の方向に赤外線を照射して体動により変化するセンサーの値を制御部１８１に出力することとしてもよい。
コントローラー５は、オペレーターによる操作に従ってＸ線撮影装置１の撮影条件の設定等を行う。また、Ｘ線撮影装置１により得られた一連のモアレ縞画像を用いて被写体の再構成画像を生成し、生成した再構成画像に各種後処理を施して表示する。
コントローラー５は、図４に示すように、制御部５１、操作部５２、表示部５３、通信部５４、記憶部５５を備えて構成されている。
制御部５１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＡＭ（Random Access Memory
）等から構成され、記憶部５５に記憶されているプログラムとの協働により、後述する再構成画像生成表示処理をはじめとする各種処理を実行する。制御部５１は、再構成画像生成手段、体動判別手段、体動画像除去手段、補正手段として機能する。
制御部５１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＡＭ（Random Access Memory
）等から構成され、記憶部５５に記憶されているプログラムとの協働により、後述する再構成画像生成表示処理をはじめとする各種処理を実行する。制御部５１は、再構成画像生成手段、体動判別手段、体動画像除去手段、補正手段として機能する。
操作部５２は、カーソルキー、数字入力キー、及び各種機能キー等を備えたキーボードと、マウス等のポインティングデバイスを備えて構成され、キーボードで押下操作されたキーの押下信号とマウスによる操作信号とを、入力信号として制御部５１に出力する。表示部５３のディスプレイと一体に構成されたタッチパネルを備え、これらの操作に応じた操作信号を生成して制御部５１に出力する構成としてもよい。
表示部５３は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等のモニターを備えて構成されており、制御部５１の表示制御に従って、生成された再構成画像等を表示する。
通信部５４は、通信インターフェイスを備え、ネットワーク上のＸ線撮影装置１やＸ線検出器１６と有線又は無線により通信する。例えば、通信部５４は、Ｘ線撮影装置１に撮影条件や制御信号を送信したり、Ｘ線撮影装置１又はＸ線検出器１６からモアレ縞画像を受信したりする。
記憶部５５は、制御部５１により実行されるプログラム、プログラムの実行に必要なデータを記憶している。例えば、記憶部５５は、図示しないＲＩＳ（Radiology Information System）やＨＩＳ（Hospital Information System）等により予約された撮影の情報である撮影オーダー情報を記憶している。撮影オーダー情報は、患者ＩＤ及び患者名等の患者情報、撮影部位（被写体部位）情報等を含む。
また、記憶部５５は、被写体部位と、その被写体部位の撮影に適した撮影条件とを対応付けた撮影条件テーブルを記憶している。
また、記憶部５５は、撮影オーダー情報に基づいてＸ線撮影装置１で取得されたモアレ縞画像に基づき生成された再構成画像等を当該撮影オーダー情報に対応付けて記憶する。
また、記憶部５５は、Ｘ線検出器１６に対応するゲイン補正データ、欠陥画素マップ等を予め記憶する。欠陥画素マップは、Ｘ線検出器１６の欠陥画素（画素がないものも含む）の位置情報（座標）である。
また、記憶部５５は、撮影オーダー情報に基づいてＸ線撮影装置１で取得されたモアレ縞画像に基づき生成された再構成画像等を当該撮影オーダー情報に対応付けて記憶する。
また、記憶部５５は、Ｘ線検出器１６に対応するゲイン補正データ、欠陥画素マップ等を予め記憶する。欠陥画素マップは、Ｘ線検出器１６の欠陥画素（画素がないものも含む）の位置情報（座標）である。
［Ｘ線撮影システムの動作］
ここで、上記Ｘ線撮影装置１のタルボ・ロー干渉計によるＸ線撮影方法を説明する。
図５に示すように、Ｘ線源１１から照射されたＸ線が第１格子１４を透過すると、透過したＸ線がｚ方向に一定の間隔で像を結ぶ。この像を自己像といい、自己像が形成される現象をタルボ効果という。自己像を結ぶ位置に第２格子１５が自己像と概ね平行に配置され、第２格子１５を透過したＸ線によりモアレ縞画像（図５においてＭｏで示す）が得られる。即ち、第１格子１４は、周期パターンを形成し、第２格子１５は周期パターンをモアレ縞に変換する。Ｘ線源１１と第１格子１４間に被写体（図５においてＨで示す）が存在すると、被写体によってＸ線の位相がずれるため、図５に示すようにモアレ縞画像上のモアレ縞は被写体の辺縁を境界に乱れる。このモアレ縞の乱れを、モアレ縞画像を処理することによって検出し、被写体像を画像化することができる。これがタルボ干渉計の原理である。
ここで、上記Ｘ線撮影装置１のタルボ・ロー干渉計によるＸ線撮影方法を説明する。
図５に示すように、Ｘ線源１１から照射されたＸ線が第１格子１４を透過すると、透過したＸ線がｚ方向に一定の間隔で像を結ぶ。この像を自己像といい、自己像が形成される現象をタルボ効果という。自己像を結ぶ位置に第２格子１５が自己像と概ね平行に配置され、第２格子１５を透過したＸ線によりモアレ縞画像（図５においてＭｏで示す）が得られる。即ち、第１格子１４は、周期パターンを形成し、第２格子１５は周期パターンをモアレ縞に変換する。Ｘ線源１１と第１格子１４間に被写体（図５においてＨで示す）が存在すると、被写体によってＸ線の位相がずれるため、図５に示すようにモアレ縞画像上のモアレ縞は被写体の辺縁を境界に乱れる。このモアレ縞の乱れを、モアレ縞画像を処理することによって検出し、被写体像を画像化することができる。これがタルボ干渉計の原理である。
Ｘ線撮影装置１では、Ｘ線源１１と第１格子１４との間のＸ線源１１に近い位置に、マルチスリット１２が配置され、タルボ・ロー干渉計によるＸ線撮影が行われる。タルボ干渉計はＸ線源１１が理想的な点線源であることを前提としているが、実際の撮影にはある程度焦点径が大きい焦点が用いられるため、マルチスリット１２によってあたかも点線源が複数連なってＸ線が照射されているかのように多光源化する。これがタルボ・ロー干渉計によるＸ線撮影法であり、焦点径がある程度大きい場合にも、タルボ干渉計と同様のタルボ効果を得ることができる。
本実施形態におけるＸ線撮影システムでは、コントローラー５において操作部５２の操作により撮影オーダー情報が選択されると、選択された撮影オーダー情報の被写体部位に対応する撮影条件が読み出されてＸ線撮影装置１に設定され、Ｘ線撮影装置１において撮影制御処理が実行されてＸ線撮影が行われる。
図６に、第１の実施形態においてＸ線撮影装置１の制御部１８１により実行される撮影制御処理（撮影制御処理Ａ）のフローチャートを示す。以下、図６を参照して撮影制御処理Ａの流れについて説明する。
まず、オペレーターにより操作部１８２の曝射スイッチが操作されると（ステップＳ１；ＹＥＳ）、制御部１８１は、Ｘ線源１１、Ｘ線検出器１６、駆動部１２ａを制御して縞走査法に基づく撮影を実行し、１枚の再構成画像（１枚の診断用の再構成画像。以下同じ。）を生成するのに必要な一連の元モアレ縞画像を取得する（ステップＳ２）。
縞走査とは、一般的には、格子（マルチスリット１２、第１格子１４、第２格子１５）のうちの何れか１枚（本実施形態では、マルチスリット１２とする）をスリット周期方向（ｘ方向）に相対的に動かしてＭ回（Ｍは正の整数、Ｍ＞２）の撮影（Ｍステップの撮影）を行い、１枚の再構成画像を生成するのに必要なＭ枚の再構成用のモアレ縞画像を取得することをいう。具体的には、移動させる格子のスリット周期をｄ（μｍ）とすると、ｄ／Ｍ（μｍ）ずつ格子をスリット周期方向に動かして撮影を行うことを繰り返し、Ｍ枚の再構成用のモアレ縞画像を取得する。
図７は、従来の縞走査法による画像取得を模式的に示した図である。図７を参照して、従来の縞走査法による撮影について説明する。なお、ここでは、Ｍ＝４とし、４枚の再構成用のモアレ縞画像を取得する場合を例として説明する。
（１）まず、第２格子１５が停止した状態でＸ線源１１によるＸ線の照射が開始される。Ｘ線検出器１６では前回の撮影により残存する不要な電荷を取り除くリセット後、Ｘ線照射のタイミングに合わせて電荷の蓄積が開始される。
（２）予め定められた電荷の蓄積時間（以下、単に蓄積時間という）Ｔ０／Ｍが経過すると、Ｘ線源１１によるＸ線の照射が停止される。Ｘ線検出器１６では、Ｘ線の照射停止のタイミングに合わせて蓄積された電荷が画像信号として読み取られ、再構成用のモアレ縞画像Ｇ１が取得される。また、駆動部１２ａによるマルチスリット１２の移動が開始され、ｄ／Ｍ（μｍ）移動すると停止される。マルチスリット１２が停止すると、Ｘ線源１１によるＸ線照射及びＸ線検出器１６によるリセット及び電荷の蓄積開始が行われ、次の撮影が開始される。
（３）、（４）上記（２）と同様の動作により、再構成用のモアレ縞画像Ｇ２、Ｇ３が取得される。
（５）（４）における電荷の蓄積開始から予め定められた蓄積時間Ｔ０／Ｍが経過すると、Ｘ線源１１によるＸ線の照射が停止される。Ｘ線検出器１６では、Ｘ線の照射停止のタイミングに合わせて蓄積された電荷が画像信号として読み取られ、再構成用のモアレ縞画像Ｇ４が取得される。
なお、Ｘ線照射及び停止は、１回の撮影毎に行うのではなく、一連のモアレ縞画像Ｇ１〜Ｇ４の撮影中に連続して照射することとしてもよい。
（１）まず、第２格子１５が停止した状態でＸ線源１１によるＸ線の照射が開始される。Ｘ線検出器１６では前回の撮影により残存する不要な電荷を取り除くリセット後、Ｘ線照射のタイミングに合わせて電荷の蓄積が開始される。
（２）予め定められた電荷の蓄積時間（以下、単に蓄積時間という）Ｔ０／Ｍが経過すると、Ｘ線源１１によるＸ線の照射が停止される。Ｘ線検出器１６では、Ｘ線の照射停止のタイミングに合わせて蓄積された電荷が画像信号として読み取られ、再構成用のモアレ縞画像Ｇ１が取得される。また、駆動部１２ａによるマルチスリット１２の移動が開始され、ｄ／Ｍ（μｍ）移動すると停止される。マルチスリット１２が停止すると、Ｘ線源１１によるＸ線照射及びＸ線検出器１６によるリセット及び電荷の蓄積開始が行われ、次の撮影が開始される。
（３）、（４）上記（２）と同様の動作により、再構成用のモアレ縞画像Ｇ２、Ｇ３が取得される。
（５）（４）における電荷の蓄積開始から予め定められた蓄積時間Ｔ０／Ｍが経過すると、Ｘ線源１１によるＸ線の照射が停止される。Ｘ線検出器１６では、Ｘ線の照射停止のタイミングに合わせて蓄積された電荷が画像信号として読み取られ、再構成用のモアレ縞画像Ｇ４が取得される。
なお、Ｘ線照射及び停止は、１回の撮影毎に行うのではなく、一連のモアレ縞画像Ｇ１〜Ｇ４の撮影中に連続して照射することとしてもよい。
ここで、１枚の再構成画像を得るために必要なＸ線量は部位毎に予め定められており、このＸ線量に応じた電荷を蓄積するのに必要な総蓄積時間Ｔ０も予め定められている。各モアレ縞画像の撮影時における蓄積時間Ｔ０／Ｍは、総蓄積時間Ｔ０を撮影回数（ステップ数）Ｍで割ったものである。タルボ撮影及びタルボ・ロー撮影では、格子によるＸ線のロスが避けられないため、Ｘ線検出器１６による総蓄積時間Ｔ０及び各モアレ縞画像の撮影時における蓄積時間Ｔ０／Ｍを一般的な単純Ｘ線撮影より長くして１モアレ縞画像当たりの検出線量を向上させている。
しかしながら、従来の縞走査法においては、１回の撮影毎の蓄積時間が長いため、体動が発生しても蓄積時間中のどのタイミングで発生しているのか特定できない。そのため、再構成画像の生成時に体動の影響（体動ボケ）を取り除くことができない。また、モアレ縞画像１枚当たりに含まれる体動量も大きいものとなる。
そこで、本実施形態において、制御部１８１は、図８に示すように、１枚の再構成用のモアレ縞画像を１回の撮影で取得していたものをＮ回（Ｎは正の整数。Ｎ≧２。）に分けて撮影するようにＸ線検出器１６を制御する。即ち、従来の縞走査法による蓄積時間Ｔ０／Ｍを複数の短い蓄積時間Ｔ０／ＭＮに分割して、同一格子位置のままＮ回撮影し、Ｎ枚のモアレ縞画像を取得する。この再構成用のモアレ縞画像１枚を構成するＮ枚のモアレ縞画像のそれぞれを、元モアレ縞画像と呼ぶ。また、再構成用のモアレ縞画像を構成するＮ枚の元モアレ縞画像群を元モアレ縞画像セットと呼ぶ。
具体的に、制御部１８１は、Ｘ線源１１によるＸ線照射及びＸ線検出器１６によるリセット及び電荷蓄積を開始して、蓄積時間Ｔ０／ＭＮが経過した後、Ｘ線照射及び蓄積を停止し、Ｘ線検出器１６により元モアレ縞画像を読み取らせる。これを同一格子位置のままＮ回繰り返して１枚の再構成用のモアレ縞画像を構成するＮ枚の元モアレ縞画像（元モアレ縞画像セット）を撮影する。Ｎ回の元モアレ縞画像の撮影後、マルチスリット１２をｄ／Ｍだけ移動させて、同様の撮影をＭ回繰り返すことにより、Ｍ枚の再構成用のモアレ縞画像を生成するための一連の元モアレ縞画像（Ｍセットの元モアレ縞画像セット）を取得する。
ここで、Ｘ線検出器１６による１回の蓄積及び読み取りにより取得されるモアレ縞画像又は元モアレ縞画像の体動量は、以下の（式１）により求めることができる。
体動量＝体動速度×Ｘ線検出器１６の蓄積時間Ｔｓ×被写体拡大率・・・（式１）
ただし、体動速度は、被写体部位毎（保持具を使う場合は、保持具の性能により体動速度が異なるため、被写体部位及び保持具の種類の組み合わせ毎）に予め実験によりに計測され、記憶部１８５に記憶されている。被写体拡大率（撮影倍率）は、被写体とＸ線検出器１６の距離によって決まるもので、部位毎に予め記憶部１８５に記憶されている。
体動量＝体動速度×Ｘ線検出器１６の蓄積時間Ｔｓ×被写体拡大率・・・（式１）
ただし、体動速度は、被写体部位毎（保持具を使う場合は、保持具の性能により体動速度が異なるため、被写体部位及び保持具の種類の組み合わせ毎）に予め実験によりに計測され、記憶部１８５に記憶されている。被写体拡大率（撮影倍率）は、被写体とＸ線検出器１６の距離によって決まるもので、部位毎に予め記憶部１８５に記憶されている。
（式１）に示すように、同じ被写体部位を撮影する場合、同じ被写体拡大率であればＸ線検出器１６の蓄積時間Ｔｓが短くなるほど画像上での体動量が少なくなり、Ｘ線検出器１６から得られる画像１枚当たりの体動ボケの影響が低減される。即ち、１枚の再構成用のモアレ縞画像を生成するのに必要な蓄積時間Ｔ０／Ｍを短い蓄積時間Ｔ０／ＭＮに分割してＮ枚の元モアレ縞画像を取得することで、体動ボケの影響による画像劣化を低減することができる。また、分割して撮影を行うことで、体動の発生したタイミングの元モアレ縞画像を特定することが可能となるので、特定した画像を取り除くか又は体動ボケを補正して再構成用のモアレ縞画像を生成することにより、体動の影響による画像劣化の低減された再構成画像を得ることが可能となる。
上述の各元モアレ縞画像を生成するための蓄積時間Ｔ０／ＭＮは、Ｔｓ＝Ｔ０／ＭＮとした場合に算出される体動量の値が診断に許容される体動量（体動許容量という）を超えない値となるように設定することが好ましい。体動許容量は、画質に影響しない体動量であり、予め定められている。
体動許容量は、装置の構成や性能によって異なる。例えば、Ｘ線検出器１６の画素サイズが大きいほど、体動を吸収できるので、体動許容量は増大する。また、Ｘ線検出器１６のＳ／Ｎ比が低いほど検出器自体の性能が悪いので、体動による画像劣化への寄与は相対的に小さくなる。つまり、Ｓ／Ｎ比が低いほど体動許容量は増大する。また、被写体拡大率が大きいと体動による体動ボケも拡大されて描写されるため、被写体拡大率が大きいほど体動許容量は小さくなる。なお、Ｘ線撮影装置１の記憶部１８５には、Ｘ線撮影装置１の構成や性能に応じた体動許容量が予め記憶されている。
体動量が体動許容量を超えないように蓄積時間Ｔ０／ＭＮを決定して撮影を行うようにすることで、１枚当たりの画像に含まれる体動の影響を抑制することができる。
体動許容量は、装置の構成や性能によって異なる。例えば、Ｘ線検出器１６の画素サイズが大きいほど、体動を吸収できるので、体動許容量は増大する。また、Ｘ線検出器１６のＳ／Ｎ比が低いほど検出器自体の性能が悪いので、体動による画像劣化への寄与は相対的に小さくなる。つまり、Ｓ／Ｎ比が低いほど体動許容量は増大する。また、被写体拡大率が大きいと体動による体動ボケも拡大されて描写されるため、被写体拡大率が大きいほど体動許容量は小さくなる。なお、Ｘ線撮影装置１の記憶部１８５には、Ｘ線撮影装置１の構成や性能に応じた体動許容量が予め記憶されている。
体動量が体動許容量を超えないように蓄積時間Ｔ０／ＭＮを決定して撮影を行うようにすることで、１枚当たりの画像に含まれる体動の影響を抑制することができる。
一連の撮影開始と同時に、制御部１８１は、体動検出センサー１９による検出を開始させ、体動検出センサー１９により体動が検出された場合に、撮影開始からの経過時間を取得することにより、体動が発生した元モアレ縞画像を特定する。
一連の撮影が終了すると、制御部１８１は、各元モアレ縞画像に対し、その元モアレ縞画像が属する元モアレ縞画像セットが何ステップ目の格子位置の撮影かを識別するためのステップＩＤ、元モアレ縞画像の撮影順を示す番号、被写体有無、患者ＩＤ、体動の有無等を付帯情報として対応付けて、通信部１８４によりコントローラー５に元モアレ縞画像を送信させる（ステップＳ３）。通信部１８４からコントローラー５に対しては１枚の元モアレ縞画像の撮影が終了する毎に１枚ずつ送信することとしてもよいし、１組の元モアレ縞画像セットを構成するＮ枚の元モアレ縞画像の撮影が終了する毎にその分をまとめて送信してもよいし、１枚の再構成画像を生成するための全ての元モアレ縞画像が得られた後、まとめて送信することとしてもよい。
なお、本実施形態においては、被写体台１３に被写体を載置したＸ線撮影（被写体有りでのＸ線撮影）と被写体台１３に被写体を載置しないＸ線撮影（被写体無しでのＸ線撮影）が行われ、被写体有りの一連の元モアレ縞画像及び被写体無しの一連の元モアレ縞画像が取得される。モアレ縞画像のうち、被写体有りの再構成用のモアレ縞画像を被写体モアレ縞画像と呼び、被写体無しの再構成用のモアレ縞画像をＢＧモアレ縞画像と呼ぶ。元モアレ縞画像のうち、被写体有りの元モアレ縞画像を被写体元モアレ縞画像と呼び、被写体無しの元モアレ縞画像をＢＧ元モアレ縞画像と呼ぶ。
コントローラー５においては、通信部５４により本体部１８からの１枚の再構成画像を生成するための一連の被写体元モアレ縞画像及びＢＧ元モアレ縞画像が受信されると、制御部５１は、一連の被写体元モアレ縞画像及びＢＧ元モアレ縞画像をメモリに記憶するとともに、再構成画像生成表示処理（再構成画像生成表示処理Ａ）を実行し、受信した一連の被写体元モアレ縞画像及びＢＧ元モアレ縞画像に基づいて吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像等の再構成画像を生成し、表示する。
図９に、コントローラー５の制御部５１により実行される再構成画像生成表示処理Ａのフローチャートを示す。再構成画像生成表示処理Ａは、操作部５２の操作に応じて制御部５１と記憶部５５に記憶されているプログラムとの協働により実行される。
まず、制御部５１は、通信部５４により受信した一連の元モアレ縞画像のうち、体動の発生した被写体元モアレ縞画像を判別する（ステップＳ１１）。ここでは、各被写体元モアレ縞画像の付帯情報に基づいて体動の発生した被写体元モアレ縞画像を判別する。
次いで、制御部５１は、判別の結果、体動が発生した被写体元モアレ縞画像が存在したか否かを判断する（ステップＳ１２）。
体動が発生した被写体元モアレ縞画像が無いと判断した場合（ステップＳ１２；ＮＯ）、制御部５１は、Ｍセットの各被写体元モアレ縞画像セット毎、及びＭセットの各ＢＧ元モアレ縞画像セット毎に、Ｎ枚の元モアレ縞画像を加算してモアレ縞画像を生成する（ステップＳ１３）。これにより、Ｍ枚の被写体モアレ縞画像及びＭ枚のＢＧモアレ縞画像が生成される。
体動が発生した被写体元モアレ縞画像が無いと判断した場合（ステップＳ１２；ＮＯ）、制御部５１は、Ｍセットの各被写体元モアレ縞画像セット毎、及びＭセットの各ＢＧ元モアレ縞画像セット毎に、Ｎ枚の元モアレ縞画像を加算してモアレ縞画像を生成する（ステップＳ１３）。これにより、Ｍ枚の被写体モアレ縞画像及びＭ枚のＢＧモアレ縞画像が生成される。
次いで、制御部５１は、Ｍ枚の被写体モアレ縞画像及びＭ枚のＢＧモアレ縞画像に基づいて、吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像の３種類の再構成画像を生成し、これを診断用の再構成画像として（ステップＳ１４）、ステップＳ２０に移行する。
上記３種類の再構成画像は、例えば、国際公開第２０１２／０２９３４０号パンフレットに記載のように、公知の手法により生成することができる。
まず、被写体モアレ縞画像とＢＧモアレ縞画像に、オフセット補正処理、ゲイン補正処理、欠陥画素補正処理、Ｘ線強度変動補正等が施される。次いで、補正後の被写体モアレ縞画像に基づいて、被写体有りの３種類の再構成画像（吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像）が生成される。また、補正後のＢＧモアレ縞画像に基づいて、被写体無しの３種類の再構成画像（吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像）が生成される。
具体的には、Ｍ枚のモアレ縞画像のモアレ縞を加算することにより吸収画像が生成される。また、縞走査法の原理を用いてモアレ縞の位相が計算され、微分位相画像が生成される。また、縞走査法の原理を用いてモアレ縞のVisibilityが計算され（Visibility＝振幅÷平均値）、小角散乱画像が生成される。
まず、被写体モアレ縞画像とＢＧモアレ縞画像に、オフセット補正処理、ゲイン補正処理、欠陥画素補正処理、Ｘ線強度変動補正等が施される。次いで、補正後の被写体モアレ縞画像に基づいて、被写体有りの３種類の再構成画像（吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像）が生成される。また、補正後のＢＧモアレ縞画像に基づいて、被写体無しの３種類の再構成画像（吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像）が生成される。
具体的には、Ｍ枚のモアレ縞画像のモアレ縞を加算することにより吸収画像が生成される。また、縞走査法の原理を用いてモアレ縞の位相が計算され、微分位相画像が生成される。また、縞走査法の原理を用いてモアレ縞のVisibilityが計算され（Visibility＝振幅÷平均値）、小角散乱画像が生成される。
次いで、被写体無しの再構成画像を用いて、被写体有りの再構成画像から、モアレ縞の位相の除去と、画像ムラ（アーチファクト）を除去するための補正処理が行われ、最終的な再構成画像が生成される。
例えば、被写体有りの再構成画像が微分位相画像である場合には、被写体有りの微分位相画像の各画素の信号値から被写体無しの微分位相画像の対応する（同じ位置の画素）の信号値を減算する処理が行われる（公知文献(Ａ)；Timm Weitkamp，Ana Diazand，Christian David, franz Pfeiffer and Marco Stampanoni, Peter Cloetens and Eric Ziegler, X-ray Phase Imaging with a grating interferometer,OPTICSEXPRESS，Vol.13, No.16,6296-6004(2005)、公知文献（Ｂ）；Atsushi Momose, Wataru Yashiro, Yoshihiro Takeda, Yoshio Suzuki and Tadashi Hattori, Phase Tomography by X-ray Talbot Interferometry for Biological Imaging, Japanese Journal of Applied Physics, Vol.45, No.6A, 2006, pp.5254-5262（2006）参照)。
被写体有りの再構成画像が吸収画像、小角散乱画像である場合には、公知文献（Ｃ）に記載されているように、被写体有りの再構成画像の各画素の信号値を被写体無しの再構成画像の対応する画素の信号値で除算する割り算処理が行われる（公知文献（Ｃ）;F.Pfeiffer, M.Bech，O.Bunk, P.Kraft, E.F.Eikenberry, CH.Broennimann，C.Grunzweig, and C．David，Hard-X-ray dark-field imaging using a grating interferometer, nature materials Vol.7，134-137（2008））。
例えば、被写体有りの再構成画像が微分位相画像である場合には、被写体有りの微分位相画像の各画素の信号値から被写体無しの微分位相画像の対応する（同じ位置の画素）の信号値を減算する処理が行われる（公知文献(Ａ)；Timm Weitkamp，Ana Diazand，Christian David, franz Pfeiffer and Marco Stampanoni, Peter Cloetens and Eric Ziegler, X-ray Phase Imaging with a grating interferometer,OPTICSEXPRESS，Vol.13, No.16,6296-6004(2005)、公知文献（Ｂ）；Atsushi Momose, Wataru Yashiro, Yoshihiro Takeda, Yoshio Suzuki and Tadashi Hattori, Phase Tomography by X-ray Talbot Interferometry for Biological Imaging, Japanese Journal of Applied Physics, Vol.45, No.6A, 2006, pp.5254-5262（2006）参照)。
被写体有りの再構成画像が吸収画像、小角散乱画像である場合には、公知文献（Ｃ）に記載されているように、被写体有りの再構成画像の各画素の信号値を被写体無しの再構成画像の対応する画素の信号値で除算する割り算処理が行われる（公知文献（Ｃ）;F.Pfeiffer, M.Bech，O.Bunk, P.Kraft, E.F.Eikenberry, CH.Broennimann，C.Grunzweig, and C．David，Hard-X-ray dark-field imaging using a grating interferometer, nature materials Vol.7，134-137（2008））。
一方、ステップＳ１２において、体動が発生した被写体元モアレ縞画像が有ると判断した場合（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、制御部５１は、体動の発生した被写体元モアレ縞画像を一連の被写体元モアレ縞画像から除去（削除）する（ステップＳ１５）。
次いで、制御部５１は、ステップＳ１５〜Ｓ１９により、被写体元モアレ縞画像間の被写体位置のズレを補正しつつ被写体の再構成画像の生成を行う。
まず、制御部５１は、体動による被写体元モアレ縞画像間の被写体位置のズレを補正するために、被写体元モアレ縞画像の平行移動を行う（ステップＳ１６）。
ステップＳ１６においては、例えば、最初に撮影された被写体元モアレ縞画像に対し、体動発生後に撮影された各被写体元モアレ縞画像のそれぞれを設定された方向に設定された画素数分平行移動させた画像を生成する。なお、撮影開始から体動が生じる前までに撮影された被写体元モアレ縞画像（例えば、図８のＧ１−１、Ｇ１−２）については、最初に撮影された被写体元モアレ縞画像から被写体の位置は移動していないと考えられるため、平行移動は行わなくてよい。各被写体元モアレ縞画像について、移動方向や移動画素数の設定を変えて平行移動を行い、複数の平行移動済み被写体元モアレ縞画像（平行移動済み画像と呼ぶ）を生成する。なお、体動が発生した後、次の体動が発生するまでに撮影された被写体元モアレ縞画像（例えば、図８のＧ１−４〜Ｇ４−５）は、互いに被写体の位置は同じであると考えられるので、ひとまとまりとして同じ移動方向及び同じ画素数分平行移動させる設定とすると、処理時間を短縮することができる。
ステップＳ１６においては、例えば、最初に撮影された被写体元モアレ縞画像に対し、体動発生後に撮影された各被写体元モアレ縞画像のそれぞれを設定された方向に設定された画素数分平行移動させた画像を生成する。なお、撮影開始から体動が生じる前までに撮影された被写体元モアレ縞画像（例えば、図８のＧ１−１、Ｇ１−２）については、最初に撮影された被写体元モアレ縞画像から被写体の位置は移動していないと考えられるため、平行移動は行わなくてよい。各被写体元モアレ縞画像について、移動方向や移動画素数の設定を変えて平行移動を行い、複数の平行移動済み被写体元モアレ縞画像（平行移動済み画像と呼ぶ）を生成する。なお、体動が発生した後、次の体動が発生するまでに撮影された被写体元モアレ縞画像（例えば、図８のＧ１−４〜Ｇ４−５）は、互いに被写体の位置は同じであると考えられるので、ひとまとまりとして同じ移動方向及び同じ画素数分平行移動させる設定とすると、処理時間を短縮することができる。
次いで、制御部５１は、Ｍセットの各被写体元モアレ縞画像セット毎に、Ｎ枚の被写体元モアレ縞画像（又は平行移動済み画像）を加算（対応する画素（同じ位置の画素）の信号値を加算）して複数の被写体モアレ縞画像を生成する（ステップＳ１７）。
ステップＳ１６の平行移動済み画像の生成により、例えば、Ｍセットの各被写体元モアレ縞画像セット内のＮ枚（体動が生じて除去した画像がある場合は、その枚数分をＮからマイナスした枚数）の被写体元モアレ縞画像のそれぞれには、平行移動していない画像と平行移動済み画像（体動発生前については平行移動していない画像のみの場合もある）が存在する。これらを、同じ被写体元モアレ縞画像セット内のＮ枚の被写体元モアレ縞画像間で総当り的に組み合わせて加算を行い、各被写体元モアレ縞画像セット毎に複数の被写体モアレ縞画像を生成する。或いは、体動が発生した後、次の体動が発生するまでの間に撮影された被写体元モアレ縞画像間（例えば、図８のＧ１−１〜Ｇ１−５の被写体モアレ縞画像セットの場合は、Ｇ１−４とＧ１−５）では、被写体位置は同じであるため、同じ方向に同じ画素数移動したものをひとまとまりとして扱って他の被写体元モアレ縞画像と組み合わせて加算を行ってもよい。
なお、体動が発生したことにより除去された画像がある被写体元モアレ縞画像セットにおいては、加算後の被写体モアレ縞画像の信号値レベルが低くなり、画質が悪くなる。そこで、このような場合には、被写体元モアレ縞画像を加算した後、信号値レベルを補正することが好ましい。例えば、Ｎ枚の被写体元モアレ縞画像を加算して１枚の被写体モアレ縞画像を生成するところ、Ｉ枚（Ｉは正の整数。Ｉ＜Ｎ）の被写体元モアレ縞画像で１枚のモアレ縞画像を生成した場合、生成されたモアレ縞画像の各画素の信号値をＮ／Ｉ倍にすることが好ましい。
ステップＳ１６の平行移動済み画像の生成により、例えば、Ｍセットの各被写体元モアレ縞画像セット内のＮ枚（体動が生じて除去した画像がある場合は、その枚数分をＮからマイナスした枚数）の被写体元モアレ縞画像のそれぞれには、平行移動していない画像と平行移動済み画像（体動発生前については平行移動していない画像のみの場合もある）が存在する。これらを、同じ被写体元モアレ縞画像セット内のＮ枚の被写体元モアレ縞画像間で総当り的に組み合わせて加算を行い、各被写体元モアレ縞画像セット毎に複数の被写体モアレ縞画像を生成する。或いは、体動が発生した後、次の体動が発生するまでの間に撮影された被写体元モアレ縞画像間（例えば、図８のＧ１−１〜Ｇ１−５の被写体モアレ縞画像セットの場合は、Ｇ１−４とＧ１−５）では、被写体位置は同じであるため、同じ方向に同じ画素数移動したものをひとまとまりとして扱って他の被写体元モアレ縞画像と組み合わせて加算を行ってもよい。
なお、体動が発生したことにより除去された画像がある被写体元モアレ縞画像セットにおいては、加算後の被写体モアレ縞画像の信号値レベルが低くなり、画質が悪くなる。そこで、このような場合には、被写体元モアレ縞画像を加算した後、信号値レベルを補正することが好ましい。例えば、Ｎ枚の被写体元モアレ縞画像を加算して１枚の被写体モアレ縞画像を生成するところ、Ｉ枚（Ｉは正の整数。Ｉ＜Ｎ）の被写体元モアレ縞画像で１枚のモアレ縞画像を生成した場合、生成されたモアレ縞画像の各画素の信号値をＮ／Ｉ倍にすることが好ましい。
次いで、制御部５１は、Ｍセットの各被写体元モアレ縞画像セットのそれぞれから生成された複数の被写体モアレ縞画像と、ＢＧモアレ縞画像とを用いて、複数の再構成画像を生成する（ステップＳ１８）。
具体的には、まず、各ＢＧ元モアレ縞画像セットにおいて、除去された被写体元モアレ縞画像に対応するＢＧ元モアレ縞画像を除去し、残りのＢＧ元モアレ縞画像を加算（対応する画素の信号値を加算）してＢＧモアレ縞画像を生成する。次いで、各被写体元モアレ縞画像セットから生成された被写体モアレ縞画像を１枚ずつ取得することにより、Ｍ枚の被写体モアレ縞画像を取得し、取得した被写体モアレ縞画像とＢＧモアレ縞画像とを用いて、吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像の３種類の再構成画像を生成する。Ｍ枚の被写体モアレ縞画像間の組み合わせは、例えば、総当り的にして複数の再構成画像を生成して行ってもよいし、被写体位置が互いに同じであると推測される被写体モアレ縞画像（例えば、図８のＧ２〜Ｇ４）は、同じ方向に同じ画素数平行移動させた被写体元モアレ縞画像を加算して生成した被写体モアレ縞画像をひとまとまりとして他の被写体モアレ縞画像（例えば、図８のＧ１）と組み合わせることとしてもよい。
Ｍ枚の被写体モアレ縞画像とＭ枚のＢＧモアレ縞画像に基づく上記３種類の再構成画像の生成は、ステップＳ１４で説明したものと同様の手法により生成することができる。
具体的には、まず、各ＢＧ元モアレ縞画像セットにおいて、除去された被写体元モアレ縞画像に対応するＢＧ元モアレ縞画像を除去し、残りのＢＧ元モアレ縞画像を加算（対応する画素の信号値を加算）してＢＧモアレ縞画像を生成する。次いで、各被写体元モアレ縞画像セットから生成された被写体モアレ縞画像を１枚ずつ取得することにより、Ｍ枚の被写体モアレ縞画像を取得し、取得した被写体モアレ縞画像とＢＧモアレ縞画像とを用いて、吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像の３種類の再構成画像を生成する。Ｍ枚の被写体モアレ縞画像間の組み合わせは、例えば、総当り的にして複数の再構成画像を生成して行ってもよいし、被写体位置が互いに同じであると推測される被写体モアレ縞画像（例えば、図８のＧ２〜Ｇ４）は、同じ方向に同じ画素数平行移動させた被写体元モアレ縞画像を加算して生成した被写体モアレ縞画像をひとまとまりとして他の被写体モアレ縞画像（例えば、図８のＧ１）と組み合わせることとしてもよい。
Ｍ枚の被写体モアレ縞画像とＭ枚のＢＧモアレ縞画像に基づく上記３種類の再構成画像の生成は、ステップＳ１４で説明したものと同様の手法により生成することができる。
次いで、制御部５１は、生成された複数の再構成画像のうち、最も輪郭が明瞭な画像を診断に用いる再構成画像として選択し（ステップＳ１９）、ステップＳ２０に移行する。例えば、生成された各再構成画像において、隣接する画素同士で信号値の差分をとり、その差分が最も大きい画像を最も輪郭が明確な画像として選択することができる。
ステップＳ２０において、制御部５１は、診断用の再構成画像を撮影オーダー情報に対応付けて記憶部５５に記憶させるとともに、診断用の再構成画像を表示部５３に表示し（ステップＳ２０）、再構成画像生成表示処理Ａを終了する。
以上のように、第１の実施形態におけるＸ線撮影システムによれば、Ｘ線撮影装置１の制御部１８１は、同一格子位置で、Ｘ線検出器１６において１枚の再構成画像を生成するために用いられる再構成用のモアレ縞画像を１枚取得するのに必要とされる電荷蓄積時間より短い蓄積時間でのモアレ縞画像の取得を複数回行わせることにより、複数の元モアレ縞画像を取得させる。コントローラー５の制御部５１は、Ｘ線検出器１６により取得された複数の元モアレ縞画像を加算して再構成用のモアレ縞画像を生成し、生成した再構成用のモアレ縞画像に基づいて被写体の再構成画像を生成する。
従って、撮影された１枚当たりの画像に入り込む体動ボケの影響を低減することができ、その結果、体動の影響の低減された再構成画像を得ることが可能となる。また、モアレ縞画像を撮影する時間を複数回に分割して撮影することで、体動の発生したタイミングの元モアレ縞画像を特定することが可能となるので、特定した画像を取り除くか又は体動ボケを補正してモアレ縞画像を生成することにより、体動の影響の低減された再構成画像を得ることが可能となる。
従って、撮影された１枚当たりの画像に入り込む体動ボケの影響を低減することができ、その結果、体動の影響の低減された再構成画像を得ることが可能となる。また、モアレ縞画像を撮影する時間を複数回に分割して撮影することで、体動の発生したタイミングの元モアレ縞画像を特定することが可能となるので、特定した画像を取り除くか又は体動ボケを補正してモアレ縞画像を生成することにより、体動の影響の低減された再構成画像を得ることが可能となる。
（体動発生の判別の変形例１）
上記実施形態においては、制御部５１は、体動検出センサー１９を用いて体動が発生した被写体元モアレ縞画像を判別することとしたが、画像処理により判別することとしてもよい。例えば、各被写体元モアレ縞画像について、１つ前に撮影された被写体元モアレ縞画像との間で対応する画素同士の信号値の差分をとって差分画像を生成する。体動が生じた場合、差分画像において、体動した方向に輪郭の差分が現れるので、差分が生じている画素の幅が予め定められた画素数以上である場合に、体動が発生した画像であると判別する。なお、被写体元モアレ縞画像には被写体の注目領域以外の領域も写っているため、注目領域にＲＯＩ（関心領域）指定してＲＯＩ内で体動を判定することが好ましい。ＲＯＩは、例えば、撮影時に被写体が載置される領域に応じて予め定められた領域、例えば、画像の中央から所定範囲の領域等として定めてもよいし、被写体の解剖学的構造に基づいて画像解析により定めることとしてもよい。
上記実施形態においては、制御部５１は、体動検出センサー１９を用いて体動が発生した被写体元モアレ縞画像を判別することとしたが、画像処理により判別することとしてもよい。例えば、各被写体元モアレ縞画像について、１つ前に撮影された被写体元モアレ縞画像との間で対応する画素同士の信号値の差分をとって差分画像を生成する。体動が生じた場合、差分画像において、体動した方向に輪郭の差分が現れるので、差分が生じている画素の幅が予め定められた画素数以上である場合に、体動が発生した画像であると判別する。なお、被写体元モアレ縞画像には被写体の注目領域以外の領域も写っているため、注目領域にＲＯＩ（関心領域）指定してＲＯＩ内で体動を判定することが好ましい。ＲＯＩは、例えば、撮影時に被写体が載置される領域に応じて予め定められた領域、例えば、画像の中央から所定範囲の領域等として定めてもよいし、被写体の解剖学的構造に基づいて画像解析により定めることとしてもよい。
（体動発生の判別の変形例２）
上記変形例１において、体動を判別しやすくするため、被写体元モアレ縞画像の撮影時に被写体とともにマーカーを撮影してもよい。そして、制御部５１は、各被写体元モアレ縞画像について、例えば、１つ前に撮影された被写体元モアレ縞画像との間で対応する画素同士の信号値の差分をとって被写体元モアレ縞画像間のマーカー位置のズレを判別し、マーカー位置のズレ（差分が生じている画素の幅）が所定以上である場合に、体動が発生していると判別することとしてもよい。または、各被写体元モアレ縞画像からエッジ検出によりマーカーの輪郭を抽出した後、１つ前に撮影された被写体元モアレ縞画像からエッジを検出した画像との差分をとって元モアレ縞画像間のマーカー位置のズレを判別し、マーカー位置のズレが所定画素以上である場合に、体動が発生していると判別することとしてもよい。
マーカーの素材は、鉛、金属等のＸ線を透過しにくい材料であることが好ましい。また、造影剤を封入した箱、厚い樹脂等としてもよい。また、マーカーは、被写体上に装着することとしてもよいし、保持具上に装着することとしてもよい。
上記変形例１において、体動を判別しやすくするため、被写体元モアレ縞画像の撮影時に被写体とともにマーカーを撮影してもよい。そして、制御部５１は、各被写体元モアレ縞画像について、例えば、１つ前に撮影された被写体元モアレ縞画像との間で対応する画素同士の信号値の差分をとって被写体元モアレ縞画像間のマーカー位置のズレを判別し、マーカー位置のズレ（差分が生じている画素の幅）が所定以上である場合に、体動が発生していると判別することとしてもよい。または、各被写体元モアレ縞画像からエッジ検出によりマーカーの輪郭を抽出した後、１つ前に撮影された被写体元モアレ縞画像からエッジを検出した画像との差分をとって元モアレ縞画像間のマーカー位置のズレを判別し、マーカー位置のズレが所定画素以上である場合に、体動が発生していると判別することとしてもよい。
マーカーの素材は、鉛、金属等のＸ線を透過しにくい材料であることが好ましい。また、造影剤を封入した箱、厚い樹脂等としてもよい。また、マーカーは、被写体上に装着することとしてもよいし、保持具上に装着することとしてもよい。
（体動発生の判別の変形例３）
上記変形例２においては、マーカーを被写体上又は保持具上に装着することとしたが、１つのマーカーでは、ｘｙ方向の体動しか検出することができない。そこで、図１０（ａ）に示すように、Ｘ線源１１とＸ線検出器１６を結ぶ光軸Ｌと平行方向に、被写体（図１０においてＨで示す）を挟んで相似形の２つのマーカー（マーカー３１、３２）を並べて配置することとしてもよい。このようにすれば、図１０（ｂ）に示すように、ｘｙ方向以外の方向に体動が発生した場合であっても体動を判別することができる。即ち、３次元方向の体動を判別することができる。具体的には、撮影中にｘｙ方向以外で体動が発生した場合、図１０（ｂ）に示すように、マーカー３１、３２の中心を結ぶ軸が光軸Ｌとずれるため、画像Ｇ上で２つのマーカー像の位置関係にずれが生じる。そこで、２つのマーカー像にずれが生じた画像を体動の生じた画像として判別することができる。２つのマーカー像にずれが生じたか否かは、例えば、各被写体元モアレ縞画像からエッジ検出等により２つのマーカー３１、３２の輪郭を抽出し、２つのマーカー３１、３２の輪郭がずれているか否かにより判別することができる。なお、ｘｙ方向の体動は、２つのマーカーのうち何れかを基準マーカーとし、体動発生の判別の変形例２で説明したように、被写体元モアレ縞画像間の基準マーカーの位置の差分に基づいて判別することができる。なお、図１０（ａ）、（ｂ）においては、格子の図示は省略している。
上記変形例２においては、マーカーを被写体上又は保持具上に装着することとしたが、１つのマーカーでは、ｘｙ方向の体動しか検出することができない。そこで、図１０（ａ）に示すように、Ｘ線源１１とＸ線検出器１６を結ぶ光軸Ｌと平行方向に、被写体（図１０においてＨで示す）を挟んで相似形の２つのマーカー（マーカー３１、３２）を並べて配置することとしてもよい。このようにすれば、図１０（ｂ）に示すように、ｘｙ方向以外の方向に体動が発生した場合であっても体動を判別することができる。即ち、３次元方向の体動を判別することができる。具体的には、撮影中にｘｙ方向以外で体動が発生した場合、図１０（ｂ）に示すように、マーカー３１、３２の中心を結ぶ軸が光軸Ｌとずれるため、画像Ｇ上で２つのマーカー像の位置関係にずれが生じる。そこで、２つのマーカー像にずれが生じた画像を体動の生じた画像として判別することができる。２つのマーカー像にずれが生じたか否かは、例えば、各被写体元モアレ縞画像からエッジ検出等により２つのマーカー３１、３２の輪郭を抽出し、２つのマーカー３１、３２の輪郭がずれているか否かにより判別することができる。なお、ｘｙ方向の体動は、２つのマーカーのうち何れかを基準マーカーとし、体動発生の判別の変形例２で説明したように、被写体元モアレ縞画像間の基準マーカーの位置の差分に基づいて判別することができる。なお、図１０（ａ）、（ｂ）においては、格子の図示は省略している。
図１１（ａ）、（ｂ）に、２つのマーカー３１、３２を備えたマーカー部材３の一例を示す。図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、マーカー部材３は、例えば、コの字型のアーム３３の上下に相似形の２つのマーカー３１、３２を備える。アーム３３には、アーム３３を伸縮するための伸縮部３３１が設けられており、アーム３３を伸縮させて被写体Ｈを挟むことができるようになっている。
マーカー３１、３２の素材としては、画像上で被写体像とマーカー像の境界が明瞭となる素材、例えば、鉛、金属等であることが好ましい。また、造影剤を封入した箱、厚い樹脂等としてもよい。また、マーカー３１、３２は、被写体上に装着することとしてもよいし、保持具上に装着することとしてもよい。
マーカー３１、３２の素材としては、画像上で被写体像とマーカー像の境界が明瞭となる素材、例えば、鉛、金属等であることが好ましい。また、造影剤を封入した箱、厚い樹脂等としてもよい。また、マーカー３１、３２は、被写体上に装着することとしてもよいし、保持具上に装着することとしてもよい。
なお、上述のマーカー部材３で被写体を挟むことにより、被写体厚の情報を取得することができるので、この被写体厚の情報を各種画像処理や撮影条件を決める時のパラメーターとして使用することも可能である。
（位置ズレ補正の変形例）
上記実施形態においては、被写体元モアレ縞画像間の位置ズレを補正するために、被写体元モアレ縞画像を平行移動させた平行移動済み画像を用いて複数の被写体の再構成画像の生成を行い、最適な診断用の再構成画像を選択する場合を例にとり説明したが、体動の発生した被写体元モアレ縞画像を除去した後、Ｍセットの各被写体元モアレ縞画像セット毎に、Ｎ枚（体動が生じて除去した画像がある場合は、その枚数分をＮからマイナスした枚数）の被写体元モアレ縞画像間の位置ズレ補正を行い、位置ズレ補正されたＮ枚の被写体元モアレ縞画像を加算して被写体モアレ縞画像を生成してもよい。そして、各被写体元モアレ縞画像セット毎に生成されたＭ枚の被写体モアレ縞画像と、ＢＧ元モアレ縞画像セット毎にＮ枚のＢＧ元モアレ縞画像を加算することにより生成したＭ枚のＢＧモアレ縞画像とを用いて、３種類の被写体の再構成画像を生成することとしてもよい。
被写体元モアレ縞画像間の位置ズレ補正は、例えば、上述のように被写体とともにマーカーが撮影されている被写体元モアレ縞画像の場合、各被写体元モアレ縞画像からエッジ検出等によりマーカーの輪郭を抽出し、基準画像（例えば、最初に撮影された被写体元モアレ縞画像）に対し、他の被写体元モアレ縞画像を平行移動させてマーカーの位置（図１１に示すような２つのマーカーを撮影した場合は、何れか一方のマーカー位置）を合わせることで、元モアレ縞画像間の被写体位置のズレを補正することができる。
上記実施形態においては、被写体元モアレ縞画像間の位置ズレを補正するために、被写体元モアレ縞画像を平行移動させた平行移動済み画像を用いて複数の被写体の再構成画像の生成を行い、最適な診断用の再構成画像を選択する場合を例にとり説明したが、体動の発生した被写体元モアレ縞画像を除去した後、Ｍセットの各被写体元モアレ縞画像セット毎に、Ｎ枚（体動が生じて除去した画像がある場合は、その枚数分をＮからマイナスした枚数）の被写体元モアレ縞画像間の位置ズレ補正を行い、位置ズレ補正されたＮ枚の被写体元モアレ縞画像を加算して被写体モアレ縞画像を生成してもよい。そして、各被写体元モアレ縞画像セット毎に生成されたＭ枚の被写体モアレ縞画像と、ＢＧ元モアレ縞画像セット毎にＮ枚のＢＧ元モアレ縞画像を加算することにより生成したＭ枚のＢＧモアレ縞画像とを用いて、３種類の被写体の再構成画像を生成することとしてもよい。
被写体元モアレ縞画像間の位置ズレ補正は、例えば、上述のように被写体とともにマーカーが撮影されている被写体元モアレ縞画像の場合、各被写体元モアレ縞画像からエッジ検出等によりマーカーの輪郭を抽出し、基準画像（例えば、最初に撮影された被写体元モアレ縞画像）に対し、他の被写体元モアレ縞画像を平行移動させてマーカーの位置（図１１に示すような２つのマーカーを撮影した場合は、何れか一方のマーカー位置）を合わせることで、元モアレ縞画像間の被写体位置のズレを補正することができる。
なお、マーカーの形状としては、図１２に示すように、多面体とすることが好ましい。多面体であれば、図１２に示すように頂点の位置ズレからｘｙ方向に回転する体動による位置ズレを検出することができるので、位置ズレ補正を行う際、基準画像に対し、他の被写体元モアレ縞画像を平行移動及び回転させてマーカーの位置（図１１に示すような２つのマーカーを撮影した場合は、何れか一方のマーカー位置）を合わせることで、元モアレ縞画像間の被写体位置のズレを精度良く補正することができる。また、図１３に示す複数の円の組み合わせのように、多面体でなくとも３点の方向を特定できる形状であれば、回転による位置ズレを検出することができる。なお、図１４に示すように、円や球等は、ｘｙ方向の回転による位置ズレを検出することができないので好ましくない。
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態におけるＸ線撮影システムの構成は、第１の実施形態で説明したものと同様であるので説明を援用する。第２の実施形態においては、撮影制御処理及び再構成画像生成処理が第１の実施形態と異なるので、以下に説明する。
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態におけるＸ線撮影システムの構成は、第１の実施形態で説明したものと同様であるので説明を援用する。第２の実施形態においては、撮影制御処理及び再構成画像生成処理が第１の実施形態と異なるので、以下に説明する。
図１５に、第２の実施形態においてＸ線撮影装置１の制御部１８１により実行される撮影制御処理（撮影制御処理Ｂ）のフローチャートを示す。図１５を参照して撮影制御処理Ｂの流れについて説明する。
まず、オペレーターにより操作部１８２の曝射スイッチが操作されると（ステップＳ２１；ＹＥＳ）、制御部１８１は、Ｘ線源１１、Ｘ線検出器１６、駆動部１２ａを制御して縞走査法による複数ステップの撮影を複数回実行し、１枚の再構成画像を生成するのに必要な一連のモアレ縞画像を取得する（ステップＳ２２）。
ステップＳ２２において、制御部１８１は、図１６に示すように、Ｘ線検出器１６により、１枚の再構成画像を生成するためのモアレ縞画像セット（図７のモアレ縞画像Ｇ１〜Ｇ４）を取得するのに必要とされる総蓄積時間Ｔ０よりも短い蓄積時間Ｔ０／ＪでＭ枚のモアレ縞画像からなるモアレ縞画像セットの撮影をＪ回（Ｊは正の整数。Ｊ≧２。）繰り返して、全体の蓄積時間が総蓄積時間Ｔ０となるように撮影制御を行う。即ち、総蓄積時間Ｔ０をＪ分割（図１６においては、５分割）し、それぞれＴ０／Ｊの蓄積時間で、低線量の再構成画像（元再構成画像と呼ぶ）を生成するためのモアレ縞画像を１セットずつ取得する。
具体的に、制御部１８１は、第２格子１５が停止した状態でＸ線源１１によるＸ線照射、及びＸ線検出器１６によるリセット及び電荷蓄積を開始し、蓄積時間Ｔ０／ＭＪが経過した後、Ｘ線照射及び蓄積を停止し、Ｘ線検出器１６によるモアレ縞画像の読み取りを行わせる。また、駆動部１２ａを制御してマルチスリット１２の移動を開始し、ｄ／Ｍ（μｍ）移動すると停止させる。マルチスリット１２の停止後、Ｘ線源１１によるＸ線照射及びＸ線検出器１６によるリセット及び電荷の蓄積を開始し、次の撮影を行う。同様の撮影をＭ回（Ｍステップ）繰り返すことにより、元再構成画像の生成に必要なＭ枚のモアレ縞画像（モアレ縞画像セット）を生成する。以上のＭ枚のモアレ縞画像の取得をＪ回繰り返し、１枚の再構成画像の生成に必要なＪセットのモアレ縞セットを撮影する。
なお、Ｘ線照射及び停止は、１回の撮影毎に行うのではなく、一連のモアレ縞画像の撮影が終了するまで連続して照射することとしてもよい。
なお、Ｘ線照射及び停止は、１回の撮影毎に行うのではなく、一連のモアレ縞画像の撮影が終了するまで連続して照射することとしてもよい。
第１の実施形態で説明したように、同じ被写体部位を撮影する場合、同じ被写体拡大率であればＸ線検出器１６の蓄積時間Ｔｓが短くなるほど画像上での体動量が少なくなり、１枚当たりのモアレ縞画像の体動ボケの影響が低減される。即ち、１枚当たりのモアレ縞画像を生成するのに必要な蓄積時間を従来のＴ０／Ｍから蓄積時間Ｔ０／ＭＪに短縮することで、体動ボケの影響を低減することができる。
各モアレ縞画像を生成するための蓄積時間Ｔ０／ＭＪは、（式１）のＴｓ＝Ｔ０／ＭＪとした場合に算出される体動量の値が許容される体動量（体動許容量という）を超えない値となるように設定することが好ましい。体動量が体動許容量を超えないように蓄積時間Ｔ０／ＭＪを決定して撮影を行うようにすることで、１枚当たりの画像に含まれる体動の影響を抑制することができる。これにより、再構成画像に含まれる体動の影響も抑制することができる。
ステップＳ２２において得られるＪセットのモアレ縞画像セットのそれぞれからは、図９のステップＳ１４で説明した手法により、吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像の３種類の再構成画像を生成することができる。これらの再構成画像は、総蓄積時間Ｔ０よりも短い蓄積時間Ｔ０／Ｊで得られたものであり、元再構成画像と呼ぶ。総蓄積時間Ｔ０をＪ個に分割して撮影することによりＪセットのモアレ縞画像セットを生成し、それぞれのモアレ縞画像セットから元再構成画像を生成することで、体動の発生したタイミングの元再構成画像を特定することが可能となるので、特定した画像を取り除くか又は体動ボケを補正して体動の影響の低減された再構成画像を生成することが可能となる。
元再構成画像の生成は、Ｘ線撮影装置１で行ってもよいし、コントローラー５において行ってもよいが、本実施形態においては、コントローラー５において行うこととして説明する。また、吸収画像の複数の元再構成画像については、互いに対応する画素の信号値を加算することにより、診断用の最終的な吸収画像を生成することができる。微分位相画像及び小角散乱画像の複数の元再構成画像については、互い対応する画素の信号値を平均することにより、診断用の最終的な微分位相画像、小角散乱画像を生成することができる。
一連の撮影開始と同時に、制御部１８１は、体動検出センサー１９による検出を開始させ、体動検出センサー１９により体動が検出された場合に、撮影開始からの経過時間を取得することにより、体動が発生したモアレ縞画像を特定する。
一連の撮影が終了すると、制御部１８１は、各モアレ縞画像に対し、モアレ縞画像セットを識別するためのセットＩＤ、何ステップ目の格子位置の撮影か識別するためのステップＩＤ、被写体有無、患者ＩＤ、体動の有無等を付帯情報として対応付けて、通信部１８４によりコントローラー５にモアレ縞画像を送信させる（ステップＳ２３）。通信部１８４からコントローラー５に対しては１枚のモアレ縞画像の撮影が終了する毎に１枚ずつ送信することとしてもよいし、１枚の元再構成画像を構成するモアレ縞画像１セット分の撮影が終了する毎にその分をまとめて送信してもよいし、１枚の再構成画像を生成するための全てのモアレ縞画像が得られた後、まとめて送信することとしてもよい。
なお、本実施形態においては、被写体台１３に被写体を載置したＸ線撮影（被写体有りでのＸ線撮影）と被写体台１３に被写体を載置しないＸ線撮影（被写体無しでのＸ線撮影）が行われ、被写体有りの一連のモアレ縞画像及び被写体無しの一連のモアレ縞画像が取得される。本実施形態において、元再構成画像生成用の被写体有りのモアレ縞画像を被写体モアレ縞画像と呼び、元再構成画像生成用の被写体無しのモアレ縞画像をＢＧモアレ縞画像と呼ぶ。
コントローラー５においては、通信部５４により本体部１８からの１枚の再構成画像を生成するための一連の被写体モアレ縞画像及びＢＧモアレ縞画像が受信されると、制御部５１は、再構成画像生成表示処理（再構成画像生成表示処理Ｂ）を実行する。
図１７に、コントローラー５の制御部５１により実行される再構成画像生成表示処理Ｂのフローチャートを示す。再構成画像生成表示処理Ｂは、操作部５２の操作に応じて制御部５１と記憶部５５に記憶されているプログラムとの協働により実行される。
まず、制御部５１は、通信部５４により受信した各モアレ縞画像セット毎に元再構成画像を生成することにより、Ｊ枚の元再構成画像を生成する（ステップＳ３１）。元再構成画像は、図９のステップＳ１４で説明した再構成画像の生成と同様の手法により生成することができる。
次いで、制御部５１は、生成した元再構成画像の中から、体動の発生した元再構成画像を判別する（ステップＳ３２）。ここでは、元再構成画像を構成した各モアレ縞画像の付帯情報に基づいて体動の発生した被写体モアレ縞画像を判別し、その被写体モアレ縞画像を含んで生成された元再構成画像を体動の発生した元再構成画像と判定する。
なお、第１の実施形態で説明した（体動発生の判別の変形例１）〜（体動発生の判別の変形例３）の「被写体元モアレ縞画像」を「元再構成画像」とした手法により体動を判別することとしてもよい。
なお、第１の実施形態で説明した（体動発生の判別の変形例１）〜（体動発生の判別の変形例３）の「被写体元モアレ縞画像」を「元再構成画像」とした手法により体動を判別することとしてもよい。
次いで、制御部５１は、判別の結果、体動が発生した元再構成画像が存在したか否かを判断する（ステップＳ３３）。
体動が発生した元再構成画像が無いと判断した場合（ステップＳ３３；ＮＯ）、制御部５１は、ステップＳ３６に移行する。
体動が発生した元再構成画像が無いと判断した場合（ステップＳ３３；ＮＯ）、制御部５１は、ステップＳ３６に移行する。
体動が発生した元再構成画像が有ると判断した場合（ステップＳ３３；ＹＥＳ）、制御部５１は、体動の発生した元再構成画像の除去（削除）又は体動ボケの補正を行う（ステップＳ３４）。
縞走査法での体動補正処理は、体動が発生した各元再構成画像のそれぞれに含まれるボケ補正と、体動により生じた画像間の被写体位置のズレの補正の２種類がある。
ステップＳ３４における補正は、体動の発生した各元再構成画像のそれぞれに含まれる体動ボケを補正するものである。体動ボケの補正の手法としては、例えば、特許第５１８２３８０号公報に記載の手法を用いることができる。例えば、ＰＳＦ（Point Spread Function）を表す行列コンボルーション演算等により、画像（ここでは、元再構成画像）に第１の方向のボケを加えた第１ボケ画像、第２の方向のボケを加えた第２ボケ画像、第３の方向のボケを加えた第３ボケ画像、を生成し、３つのボケ画像のうち元再構成画像とのボケ差が最も小さい画像に加えられたボケの方向と、最も大きい画像に加えられたボケの方向に直交する方向とを用いて元再構成画像に含まれるボケを推定し、推定結果を用いてディコンボルーション演算を行うことにより元再構成画像に含まれるボケを補正することができる。
縞走査法での体動補正処理は、体動が発生した各元再構成画像のそれぞれに含まれるボケ補正と、体動により生じた画像間の被写体位置のズレの補正の２種類がある。
ステップＳ３４における補正は、体動の発生した各元再構成画像のそれぞれに含まれる体動ボケを補正するものである。体動ボケの補正の手法としては、例えば、特許第５１８２３８０号公報に記載の手法を用いることができる。例えば、ＰＳＦ（Point Spread Function）を表す行列コンボルーション演算等により、画像（ここでは、元再構成画像）に第１の方向のボケを加えた第１ボケ画像、第２の方向のボケを加えた第２ボケ画像、第３の方向のボケを加えた第３ボケ画像、を生成し、３つのボケ画像のうち元再構成画像とのボケ差が最も小さい画像に加えられたボケの方向と、最も大きい画像に加えられたボケの方向に直交する方向とを用いて元再構成画像に含まれるボケを推定し、推定結果を用いてディコンボルーション演算を行うことにより元再構成画像に含まれるボケを補正することができる。
次いで、制御部５１は、体動により生じた元再構成画像間の被写体位置のズレを補正する（ステップＳ３５）。
元再構成画像間の被写体位置のズレは、例えば、特開２００１−１５７６６７号公報等に記載のローカルマッチング処理等を用いて行うことができる。また、第１の実施形態で説明した（位置ズレ補正の変形例）のように、被写体とともにマーカーを撮影しておくこととし、各元再構成画像からエッジ検出等によりマーカーの輪郭を抽出し、基準画像（例えば、最初に撮影されたモアレ縞画像セットに基づいて生成された元再構成画像）に対し、他の元再構成画像を平行移動させてマーカーの位置（図１１に示すような２つのマーカーを撮影した場合は、何れか一方のマーカー位置）を合わせることで、元再構成画像間の被写体位置のズレを補正することとしてもよい。
元再構成画像間の被写体位置のズレは、例えば、特開２００１−１５７６６７号公報等に記載のローカルマッチング処理等を用いて行うことができる。また、第１の実施形態で説明した（位置ズレ補正の変形例）のように、被写体とともにマーカーを撮影しておくこととし、各元再構成画像からエッジ検出等によりマーカーの輪郭を抽出し、基準画像（例えば、最初に撮影されたモアレ縞画像セットに基づいて生成された元再構成画像）に対し、他の元再構成画像を平行移動させてマーカーの位置（図１１に示すような２つのマーカーを撮影した場合は、何れか一方のマーカー位置）を合わせることで、元再構成画像間の被写体位置のズレを補正することとしてもよい。
次いで、制御部５１は、補正後の複数の元再構成画像に基づいて、診断用の再構成画像を生成する（ステップＳ３６）。上述のように、吸収画像の複数の元再構成画像については、互いに対応する画素の信号値を加算することにより、診断用の最終的な吸収画像を生成する。微分位相画像及び小角散乱画像の複数の元再構成画像については、互い対応する画素の信号値を平均することにより、診断用の最終的な微分位相画像、小角散乱画像を生成する。
次いで、制御部５１は、生成された再構成画像を撮影オーダー情報に対応付けて記憶部５５に記憶させるとともに、生成された再構成画像を診断用の再構成画像として表示部５３に表示し（ステップＳ３７）、再構成画像生成表示処理Ｂを終了する。
ここで、図１８に、体動無しのモアレ縞画像とその信号値プロファイル（図１８（ａ））、及び体動有りのモアレ縞画像とその信号値プロファイル（図１８（ｂ））の比較を示す。図１９に、体動無しの元再構成画像とその信号値プロファイル（図１９（ａ））、及び体動有りの元再構成画像とその信号値プロファイル（図１９（ｂ））の比較を示す。なお、図１８、図１９は同一撮影により得られた画像である。
図１８、図１９で画像の見え方と信号プロファイルを比較すると、元再構成画像のほうが体動の影響による差異が明確に現れていることがわかる。従って、本実施形態のように元再構成画像を用いて体動の発生した画像の判別や体動補正を行うことで、従来の技術（例えば、特許文献１、２）に記載のようにモアレ縞画像を用いた場合に比べて判別精度や補正精度を向上させることができる。即ち、体動の影響による画質劣化を大幅に低減した再構成画像を得ることが可能となる。
図１８、図１９で画像の見え方と信号プロファイルを比較すると、元再構成画像のほうが体動の影響による差異が明確に現れていることがわかる。従って、本実施形態のように元再構成画像を用いて体動の発生した画像の判別や体動補正を行うことで、従来の技術（例えば、特許文献１、２）に記載のようにモアレ縞画像を用いた場合に比べて判別精度や補正精度を向上させることができる。即ち、体動の影響による画質劣化を大幅に低減した再構成画像を得ることが可能となる。
以上のように、第２の実施形態におけるＸ線撮影システムによれば、Ｘ線撮影装置１の制御部１８１は、Ｘ線検出器１６において１枚の再構成画像を生成するためのモアレ縞画像セットを取得するのに必要とされる総電荷蓄積時間より短い蓄積時間でのモアレ縞画像セットの取得を複数回行わせる。コントローラー５の制御部５１は、Ｘ線検出器１６により取得された複数のモアレ縞画像セット毎に、一定周期間隔の複数のモアレ縞画像に基づいて再構成画像よりも低線量の複数の元再構成画像を生成し、生成された複数の元再構成画像に基づいて被写体の再構成画像を生成する。
従って、撮影された１枚当たりの画像に入り込む体動ボケの影響を低減することができ、その結果、体動の影響の低減された再構成画像を得ることが可能となる。また、体動の発生したタイミングの元再構成画像を特定することが可能となるので、特定した画像を取り除くか又は体動ボケを補正してモアレ縞画像を生成することにより、体動の影響の低減された再構成画像を得ることが可能となる。
従って、撮影された１枚当たりの画像に入り込む体動ボケの影響を低減することができ、その結果、体動の影響の低減された再構成画像を得ることが可能となる。また、体動の発生したタイミングの元再構成画像を特定することが可能となるので、特定した画像を取り除くか又は体動ボケを補正してモアレ縞画像を生成することにより、体動の影響の低減された再構成画像を得ることが可能となる。
なお、上述した本実施形態における記述は、本発明に係る好適な一例であり、これに限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、撮影時にマルチスリット１２を第１格子１４及び第２格子１５に対して移動させる方式のタルボ・ロー干渉計を用いたＸ線撮影装置を例にとり説明したが、本発明は、マルチスリット１２又は第１格子１４又は第２格子１５の何れか又はそのうちの二つの格子を移動させる方式のタルボ・ロー干渉計を用いたＸ線撮影装置に適用してもよい。また、本発明は、第１格子１４又は第２格子１５の何れかを他の格子に対して移動させる方式のタルボ干渉計を用いたＸ線撮影装置に適用してもよい。
また、上記実施形態においては、３種の再構成画像を生成する場合について説明したが、少なくとも一つの再構成画像を生成するＸ線撮影システムであれば本発明を適用することが可能ある。
また、上記実施形態において説明した縞走査法以外にも再構成画像を生成する方法が複数ある。例えば、一枚の被写体モアレ縞画像とＢＧモアレ縞画像から再構成画像を取得する方法として、公知文献（Ｄ）に記載のフーリエ変換法（公知文献（Ｄ）：M.Takeda, H．Ina, and S．Kobayashi,「Fourier-Transform Methode of Fringe-Pattern Analysis for Computer-Based Topography and Interferometry」J.Opt.Soc.Am.72,156（1982）参照）や特開２０１２−１４３４９１号公報に記載の方法等がある。上述の第１の実施形態は、フーリエ変換法において、被写体モアレ縞画像とＢＧモアレ縞画像を取得し、再構成画像を生成する際にも適用することができる。
また、上記第２の実施形態においては、体動の生じた元再構成画像を体動検出センサー１９又は画像処理により判別することとしたが、ユーザの目視により判別することとしてもよい。例えば、元再構成画像をＸ線撮影装置１において生成する構成とし、生成した元再構成画像を表示部１８３に表示することとすれば、撮影中に体動が発生した場合に途中でＸ線照射を中止して無駄な被曝を防止することが可能となる。
その他、Ｘ線撮影システムを構成する各装置の細部構成及び細部動作に関しても、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
１ Ｘ線撮影装置
１１ Ｘ線源
１２ マルチスリット
１２ａ 駆動部
１３ 被写体台
１４ 第１格子
１５ 第２格子
１６ Ｘ線検出器
１７ 保持部
１７ａ 緩衝部材
１８ 本体部
１８１ 制御部
１８２ 操作部
１８３ 表示部
１８４ 通信部
１８５ 記憶部
１８ａ 駆動部
１９ 体動検出センサー
５ コントローラー
５１ 制御部
５２ 操作部
５３ 表示部
５４ 通信部
５５ 記憶部
１１ Ｘ線源
１２ マルチスリット
１２ａ 駆動部
１３ 被写体台
１４ 第１格子
１５ 第２格子
１６ Ｘ線検出器
１７ 保持部
１７ａ 緩衝部材
１８ 本体部
１８１ 制御部
１８２ 操作部
１８３ 表示部
１８４ 通信部
１８５ 記憶部
１８ａ 駆動部
１９ 体動検出センサー
５ コントローラー
５１ 制御部
５２ 操作部
５３ 表示部
５４ 通信部
５５ 記憶部
Claims (14)
- Ｘ線を照射するＸ線源と、
被写体を配置するための被写体台と、
前記Ｘ線の照射方向と直交する方向に複数のスリットが配列されて構成された複数の格子と、
前記Ｘ線源により照射され前記被写体及び前記複数の格子を透過したＸ線に応じて電荷を蓄積し電気信号を生成する変換素子が２次元状に配置され、当該変換素子により生成された電気信号を画像信号として読み取ってモアレ縞画像を取得するＸ線検出器と、
を備えるＸ線撮影装置と、
前記Ｘ線検出器により取得されたモアレ縞画像に基づいて、前記被写体の再構成画像を生成する再構成手段と、
を備えるＸ線撮影システムであって、
同一格子位置で、前記Ｘ線検出器において前記再構成手段により１枚の再構成画像を生成するために用いられる再構成用のモアレ縞画像を１枚取得するのに必要とされる電荷蓄積時間より短い蓄積時間でのモアレ縞画像の取得を複数回行わせることにより、前記再構成用のモアレ縞画像を生成するための複数の元モアレ縞画像を取得させる撮影制御手段を備え、
前記再構成手段は、前記Ｘ線検出器により取得された複数の元モアレ縞画像に基づいて前記再構成用のモアレ縞画像を生成し、生成した再構成用のモアレ縞画像に基づいて前記被写体の再構成画像を生成するＸ線撮影システム。 - 前記Ｘ線検出器において前記元モアレ縞画像を取得するための蓄積時間は、当該蓄積時間、部位毎に予め定められた体動速度、及び前記Ｘ線撮影装置における被写体拡大率に基づいて決定される体動量が、前記Ｘ線検出器の画素サイズ、前記Ｘ線検出器のＳ／Ｎ比、及び前記被写体拡大率に基づいて予め定められた体動許容量より小さくなる蓄積時間である請求項１に記載のＸ線撮影システム。
- 前記取得された複数の元モアレ縞画像のうち、体動が発生している元モアレ縞画像を判別する体動判別手段と、
前記体動が発生していると判別された元モアレ縞画像を除去する体動画像除去手段を備え、
前記再構成手段は、前記Ｘ線検出器により取得された複数の元モアレ縞画像のうち、前記体動画像除去手段により除去された元モアレ画像以外の元モアレ画像に基づいて前記再構成用のモアレ縞画像を生成する請求項１又は２に記載のＸ線撮影システム。 - Ｘ線撮影時の前記被写体の体動を検出する体動検出手段を備え、
前記体動判別手段は、前記体動検出手段による検出結果に基づいて、体動が発生している元モアレ画像を判別する請求項３に記載のＸ線撮影システム。 - 前記複数の元モアレ縞画像は、前記被写体とともにマーカーが撮影された画像であり、
前記体動判別手段は、前記複数の元モアレ縞画像間のマーカー位置の差に基づいて、体動が発生している元モアレ画像を判別する請求項３に記載のＸ線撮影システム。 - 前記複数の元モアレ縞画像は、前記被写体とともに前記Ｘ線源の光軸方向と平行方向に前記被写体を挟んで取り付けられた２つのマーカーが撮影された画像であり、
前記体動判別手段は、更に、１枚の前記元モアレ縞画像における前記２つのマーカーの位置関係に基づいて、体動が発生している元モアレ画像を判別する請求項５に記載のＸ線撮影システム。 - 前記撮影制御手段は、前記複数の格子の何れかを他の格子に対して一定周期間隔で相対移動させる毎に、前記複数の元モアレ縞画像のセットを取得する処理を繰り返し、
前記モアレ縞画像生成手段は、前記Ｘ線検出器により取得された複数の元モアレ縞画像をセット毎に演算して複数の前記再構成用のモアレ縞画像を生成し、
前記再構成手段は、前記複数の前記再構成用のモアレ縞画像に基づいて、前記被写体の再構成画像を生成する請求項１〜６の何れか一項に記載のＸ線撮影システム。 - Ｘ線を照射するＸ線源と、
被写体を配置するための被写体台と、
前記Ｘ線の照射方向と直交する方向に複数のスリットが配列されて構成された複数の格子と、
前記Ｘ線源により照射され前記被写体及び前記複数の格子を透過したＸ線に応じて電荷を蓄積し電気信号を生成する変換素子が２次元状に配置され、当該変換素子により生成された電気信号を画像信号として読み取ってモアレ縞画像を取得するＸ線検出器と、
を備え、前記複数の格子の何れかを他の格子に対して一定周期間隔で相対移動させる毎に、前記Ｘ線源により照射されたＸ線に応じて前記Ｘ線検出器が画像信号を読み取る処理を繰り返し、一定周期間隔の複数のモアレ縞画像からなるモアレ縞画像セットを得るＸ線撮影装置と、
前記Ｘ線検出器により取得された前記モアレ縞画像セットに基づいて、被写体の再構成画像を生成する再構成手段と、
を備えるＸ線撮影システムであって、
前記Ｘ線検出器において前記再構成手段により１枚の再構成画像を生成するための前記モアレ縞画像セットを取得するのに必要とされる総電荷蓄積時間より短い蓄積時間での前記モアレ縞画像セットの取得を複数回行わせる撮影制御手段を備え、
前記再構成手段は、前記Ｘ線検出器により取得された複数のモアレ縞画像セット毎に、前記一定周期間隔の複数のモアレ縞画像に基づいて前記再構成画像よりも低線量の複数の元再構成画像を生成し、生成された複数の元再構成画像に基づいて被写体の再構成画像を生成するＸ線撮影システム。 - 前記元再構成画像を生成するためのモアレ縞画像セット中の各モアレ縞画像を取得するための蓄積時間は、当該蓄積時間、部位毎に予め定められた体動速度、及び前記Ｘ線撮影装置における被写体拡大率に基づいて決定される体動量が、前記Ｘ線検出器の画素サイズ、前記Ｘ線検出器のＳ／Ｎ比、及び前記被写体拡大率に基づいて予め定められた体動許容量より小さくなる蓄積時間である請求項８に記載のＸ線撮影システム。
- 前記複数の元再構成画像のうち、体動が発生している元再構成画像を判別する体動判別手段と、
前記体動が発生していると判別された元再構成画像を除去する体動画像除去手段を備え、
前記再構成手段は、前記複数の元再構成画像のうち、前記体動画像除去手段により除去された元再構成画像以外の元再構成画像に基づいて被写体の再構成画像を生成する請求項８又は９に記載のＸ線撮影システム。 - 前記複数の元再構成画像のうち、体動が発生している元再構成画像を判別する体動判別手段と、
前記体動が発生していると判別された元再構成画像の体動ボケを補正する補正手段と、を備え、
前記再構成手段は、前記体動ボケが補正された元再構成画像を含む複数の元再構成画像に基づいて被写体の再構成画像を生成する請求項８又は９に記載のＸ線撮影システム。 - Ｘ線撮影時の前記被写体の体動を検出する体動検出手段を備え、
前記体動判別手段は、前記体動検出手段による検出結果に基づいて、体動が発生している元再構成画像を判別する請求項１０又は１１に記載のＸ線撮影システム。 - 前記複数の元再構成画像は、前記被写体とともにマーカーが撮影された画像であり、
前記体動判別手段は、前記複数の元再構成画像間のマーカー位置の差に基づいて、体動が発生している元再構成画像を判別する請求項１０又は１１に記載のＸ線撮影システム。 - 前記複数の元再構成画像は、前記被写体とともに前記Ｘ線源の光軸方向と平行方向に前記被写体を挟んで取り付けられた２つのマーカーが撮影された画像であり、
前記体動判別手段は、更に、１枚の前記元再構成画像における前記２つのマーカーの位置関係に基づいて、体動が発生している元再構成画像を判別する請求項１３に記載のＸ線撮影システム。
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