JP2016209017A - Ｘ線タルボ撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被写体を保持具で保持する等した状態でも被写体と第１格子とを接近させることが可能なＸ線タルボ撮影装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線タルボ撮影装置１^＊は、位相格子１４、１５を含む複数の格子と、放射線を照射する放射線発生装置と、モアレ画像を撮影する放射線検出器１６とを備え、位相格子１４と被写体Ｈとの間に位置し、位相格子１４を保護する位相格子保護部材１４Ａと、被写体Ｈを放射線の照射方向における位相格子１４の上流側または下流側の位置に保持する被写体保持部材２０とを有し、位相格子１４または位相格子保護部材１４Ａが、被写体Ｈに対して、被写体保持部材２０の装置本体との接点βよりも近い位置に配置されている。
【選択図】図７

Description

本発明は、タルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計を用いたＸ線タルボ撮影装置に関する。

Ｘ線が物体を透過するときに生じるＸ線の位相シフトを捉えて画像化する、タルボ（Talbot）干渉計やタルボ・ロー（Talbot-Lau）干渉計と放射線検出器（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）とを用いたＸ線画像撮影装置が知られている（例えば特許文献１、非特許文献１等参照）。なお、以下では、このようなタルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計等を用いたＸ線画像撮影装置を、Ｘ線タルボ撮影装置という。

Ｘ線タルボ撮影装置は、一定の周期でスリットが設けられた第１格子（Ｇ１格子等ともいう。）と第２格子（Ｇ２格子等ともいう。）を備え（タルボ・ロー干渉計を用いる場合にはさらに線源格子を備え）、Ｘ線源から第１格子にＸ線を照射することにより第１格子のＸ線照射方向下流側で第１格子の自己像が一定周期で結ばれる位置に第２格子を配置し、この第２格子におけるスリットの延在方向を第１格子におけるスリットの延在方向に対してわずかに傾けるように第２格子を配置することで、第２格子上にモアレ縞を形成させる。そして、このモアレ縞が重畳された画像（以下、これをモアレ画像という。）を第２格子の下流側に配置したＸ線検出器で検出して撮影するように構成される。

そして、Ｘ線源（或いは線源格子）と第１格子との間や第１格子と第２格子との間に被写体を配置すると、被写体によりモアレ縞に歪みが生じる。そのため、Ｘ線タルボ撮影装置で、第１格子と第２格子とを相対的に移動させながら複数枚のモアレ画像を撮影し（縞走査法）、画像処理において、それらのモアレ画像を画像解析することで微分位相画像や吸収画像、小角散乱画像等の画像を再構成して生成することができる。また、被写体が存在する状態で、Ｘ線タルボ撮影装置でモアレ画像を１枚撮影し、画像処理において、そのモアレ画像をフーリエ変換する等して微分位相画像等の画像を再構成して生成することも可能である（フーリエ変換法）。

そして、本発明者らの研究では、このようにしてＸ線タルボ撮影装置で撮影したモアレ画像を再構成して生成した微分位相画像では、従来、吸収画像（図８参照）等では撮影することができなかった関節の軟骨の端部（正確には関節の軟骨とのその周囲の関節液との界面。以下同じ。）を、図９に矢印で示すように画像中に撮影することが可能となるという知見が得られている。また、微分位相画像中には、関節の軟骨だけでなく、例えばアキレス腱等の腱や、腫瘤等の人体の軟部組織を撮影することが可能であるという知見も得られている。

ところで、Ｘ線タルボ撮影装置で被写体のモアレ画像を撮影する際に、被写体が動いてしまうと（すなわち被写体の体動があると）、モアレ画像を再構成して微分位相画像等を生成する際に微分位相画像等を再構成できなかったり、再構成した微分位相画像等が異常な画像になる等して、微分位相画像等を的確に再構成して生成することができない。

そのため、例えば特許文献２〜６に記載されているように、Ｘ線タルボ撮影装置のＸ線源（或いは線源格子）と第１格子との間や第１格子と第２格子との間に被写体を配置する際に、被写体の関節部分を保持具で保持したり、或いは関節部分を牽引する等して位置調整する部材等を用いて、被写体の体動が生じないように姿勢を維持した状態でモアレ画像の撮影が行われる場合が少なくない。

米国特許第５８１２６２９号明細書 米国特許第５０９９１３５号明細書 米国特許第５４８５８５６号明細書 特開２０１３−１８００４０号公報 特開２０１３−２５５５３６号公報 特開２０１４−１３２９７７号公報

Junji Tanaka, et al. "Cadaveric and in vivo human joint imaging based on differential phase contrast by X-ray Talbot-Lau interferometry", Z. Med. Phys. 23(2013)222-227

ところで、Ｘ線タルボ撮影装置では、被写体と第１格子とを近づけるほど、撮影されたモアレ画像に基づいて再構成された微分位相画像等の信号レベルが強くなることが知られている。すなわち、被写体と第１格子とが離れるほど、微分位相画像等の信号レベルが低下する。そして、微分位相画像等の信号レベルは小さくなるが、ノイズは同じ大きさで生じるため、結局、微分位相画像等のＳ／Ｎ比が悪くなってしまう。そのため、被写体（例えば患者の関節部分）を第１格子やそれを保護するカバーにできるだけ近づけてモアレ画像を撮影することが望ましい。

しかしながら、上記のように被写体を保持具等で保持する等して撮影するように構成すると、体動を防止して姿勢を維持することは可能となるが、被写体を保持具等で保持したりしない場合に比べて、通常、被写体が第１格子から離れてしまう。そのため、再構成されて生成される微分位相画像等の信号レベルが低下し、Ｓ／Ｎ比が悪化するという問題が生じる。

本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、被写体を保持具で保持する等した状態でも被写体と第１格子とを接近させることが可能なＸ線タルボ撮影装置を提供することを目的とする。

前記の問題を解決するために、本発明のＸ線タルボ撮影装置は、
位相格子を含む複数の格子と、
放射線を照射する放射線発生装置と、
モアレ画像を撮影する放射線検出器と、
を備え、
前記位相格子と前記被写体との間に位置し、前記位相格子を保護する位相格子保護部材と、
前記被写体を、放射線の照射方向において、前記位相格子の上流側または下流側の位置に保持する被写体保持部材と、
を有し、
前記位相格子または前記位相格子保護部材が、前記被写体に対して、前記被写体保持部材の装置本体との接点よりも近い位置に配置されていることを特徴とする。

本発明のような方式のＸ線タルボ撮影装置によれば、被写体を保持具すなわち被写体保持部材で保持する等した状態でも、被写体と第１格子（位相格子）とを的確に接近させることが可能となる。そのため、Ｘ線タルボ撮影装置で撮影されたモアレ画像を再構成して生成された微分位相画像等の信号レベルを向上させることが可能となり、微分位相画像等のＳ／Ｎ比を向上させることが可能となるなど、微分位相画像等の画質を向上させることが可能となる。

タルボ干渉計の原理を説明する図である。 （Ａ）、（Ｂ）タルボ干渉計において被写体を配置する位置を説明する図である。 線源格子や第１格子、第２格子の概略平面図である。 第１の実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置の全体像を表す概略図である。 第１の実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置における被写体台や被写体保持部材等を表す図である。 図５のＸ線タルボ撮影装置における被写体台や被写体保持部材、第１格子、位相格子保護部材等を表す断面図である。 第２の実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置の被写体保持部材や第１格子を含む部分を上から見た状態を表す概略図である。 吸収画像の例を表す写真である。 微分位相画像の例および関節の軟骨の端部を表す写真である。

以下、本発明に係るＸ線タルボ撮影装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。

［Ｘ線タルボ撮影装置の原理について］
まず、Ｘ線タルボ撮影装置の原理、すなわちＸ線タルボ撮影装置に用いられるタルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計に共通する原理について、図１を用いて簡単に説明する。なお、図１では、タルボ干渉計の場合が示されているが、タルボ・ロー干渉計の場合も基本的に同様に説明される。

タルボ干渉計では、放射線発生装置１１と、第１格子１４と、第２格子１５と、放射線検出器１６が、図１に示すように放射線の照射方向（すなわちｚ方向）に順番に配置される。なお、タルボ・ロー干渉計の場合には、図１では図示を省略するが、放射線発生装置１１の近傍に線源格子１２（後述する図３や図４等参照）が配置される。

タルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計では、被写体Ｈを、図２（Ａ）に示すように放射線の照射方向（すなわちｚ方向）において第１格子１４（本発明における位相格子に相当する。）の上流側の位置に配置してもよく、また、図２（Ｂ）に示すように放射線の照射方向において第１格子１４の下流側の位置に配置してもよい。

図３に示すように、第１格子１４や第２格子１５には（タルボ・ロー干渉計の場合は線源格子１２にも）、放射線の照射方向であるｚ方向と直交するｘ方向に、所定の周期ｄで複数のスリットＳが配列されて形成されている。なお、所定の周期ｄは、第１格子１４や第２格子１５、線源格子１２でそれぞれ異なる。

そして、放射線発生装置１１から照射された放射線（タルボ・ロー干渉計の場合は放射線発生装置１１から照射された放射線が線源格子１２で多光源化された放射線）が第１格子１４を透過すると、透過した放射線がｚ方向に一定の間隔で像を結ぶ。この像を自己像（格子像等ともいう。）といい、このように自己像がｚ方向に一定の間隔をおいて形成される現象をタルボ効果という。

そして、図１等に示すように、第１格子１４の自己像が像を結ぶ位置に、第１格子１４と同様にスリットＳが設けられた第２格子１５を配置するが、その際、第２格子１５のスリットＳの延在方向（すなわち図１等ではｙ軸方向）が、第１格子１４のスリットＳの延在方向に対して僅かに角度を持つように配置する。そして、このように配置することで、第２格子１５上にモアレ縞のみからなるモアレ画像Ｍｏが現れる。

なお、図１では、モアレ画像Ｍｏを第２格子１５上に記載するとモアレ縞とスリットＳとが混在する状態になって分かりにくくなるため、モアレ画像Ｍｏを第２格子１５から離して記載しているが、実際には第２格子１５上やその下流側でモアレ画像Ｍｏが形成される。

一方、被写体Ｈが、放射線発生装置１１からの放射線の照射方向（すなわちｚ方向）において、図１や図２（Ａ）に示したように第１格子１４の上流側の位置、或いは図２（Ｂ）に示したように第１格子１４の下流側の位置に存在すると、被写体Ｈによって放射線の位相がずれる。そのため、モアレ画像Ｍｏのモアレ縞に被写体の辺縁を境界とした乱れが生じ、第２格子１５上やその下流側に、図１に示すように被写体Ｈにより乱れが生じたモアレ画像Ｍｏが現れる。

以上が、タルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計の原理である。そして、第２格子１５の下流側に配置された放射線検出器１６で上記のモアレ画像Ｍｏを撮影するように構成される。そして、上記の原理に従ってＸ線タルボ撮影装置が構成される。

なお、前述したように、被写体Ｈと第１格子１４（位相格子）とが離れるほど、撮影されたモアレ画像Ｍｏに基づいて再構成されて生成された微分位相画像等の信号レベルが低下するが、その際、被写体Ｈと第１格子１４とが離れるという場合、例えば図２（Ａ）に示したように被写体Ｈが配置される場合には第１格子１４に対して被写体Ｈが相対的に図における左側に移動することをいい、例えば図２（Ｂ）に示したように被写体Ｈが配置される場合には第１格子１４に対して被写体Ｈが相対的に図における右側に移動することを意味する。また、被写体Ｈと第１格子１４とが近づく或いは接近するという場合は、逆方向に移動することを意味する。

［Ｘ線タルボ撮影装置の構成］
［第１の実施の形態］
以下、上記の原理に基づいて構成される本発明の第１の実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１について説明する。図４は、第１の実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置の全体像を表す概略図である。

なお、本実施形態では、Ｘ線タルボ撮影装置１が、線源格子（Ｇ０格子やマルチ格子、マルチスリット等ともいう。）１２を備えるタルボ・ロー干渉計を用いたＸ線タルボ撮影装置である場合について説明するが、線源格子１２を備えず、第１格子（Ｇ１格子ともいう。）１４と第２格子（Ｇ２格子ともいう。）１５のみを備えるタルボ干渉計を用いたＸ線タルボ撮影装置であっても同様に説明される。

また、以下では、図４に示すように、Ｘ線タルボ撮影装置１が、上側に設けられた放射線発生装置１１から下方の被写体に向けて放射線を照射するように構成されている場合について説明するが、本発明はこの場合に限定されず、図１や図２に示したように、放射線発生装置１１から放射線を水平方向や任意の方向に照射するように構成することも可能である。

本実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１は、図４に示すように、放射線発生装置１１と、線源格子１２と、被写体台１３と、第１格子１４と、第２格子１５と、放射線検出器１６と、支柱１７と、基台部１８と、コントローラー１９とを備えている。なお、本実施形態では、少なくとも第１格子１４が本発明における位相格子に相当する。

放射線発生装置１１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線源や回転陽極Ｘ線源等を備えている。また、それ以外の放射線源（管球）を備えるように構成することも可能である。

そして、本実施形態では、放射線発生装置１１の、放射線の照射方向（すなわちｚ方向）下流側に線源格子１２が設けられている。そして、放射線発生装置１１の振動が線源格子１２等に伝わらないようにするために、本実施形態では、線源格子１２は、放射線発生装置１１には取り付けられておらず、支柱１７に設けられた基台部１８に取り付けられた固定部材１２ａに取り付けられるようになっている。

そして、上記の固定部材１２ａには、線源格子１２のほか、線源格子１２を透過した放射線の線質を変えるためのろ過フィルター（付加フィルター等ともいう。）１１２や、照射される放射線の照射野を絞るための照射野絞り１１３、放射線を照射する前に放射線の代わりに可視光を被写体に照射して位置合わせを行うための照射野ランプ１１４等が取り付けられている。そして、線源格子１２等の周囲には、それらを保護するための第１のカバーユニット１２０が配置されている。

また、線源格子１２の、放射線の照射方向（すなわちｚ方向）下流側には、被写体を載置可能な被写体台１３や、第１格子１４、第２格子１５、放射線検出器１６等が設けられている。その際、前述したように、放射線発生装置１１から照射され第１格子１４を透過した放射線が第１格子１４からｚ方向に一定の間隔で自己像を結ぶ位置に第２格子１５が配置されるように、第１格子１４と第２格子１５との間隔が調整される。

そして、第２格子１５の直下に放射線検出器１６が配置され、上記のように第２格子１５上に生じたモアレ画像Ｍｏが放射線検出器１６で撮影されるように構成される。そして、本実施形態では、図４に示すように、患者の脚等が第１格子１４や第２格子１５、放射線検出器１６等にぶつかったり触れたりしないようにして放射線検出器１６等を防護するために、第２のカバーユニット１３０が設けられている。

なお、図示を省略するが、放射線検出器（ＦＰＤ）１６は、照射された放射線に応じて電気信号を生成する変換素子が二次元状（マトリクス状）に配置されて構成されており、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ように構成されている。そして、本実施形態では、放射線検出器１６は、第２格子１５上に形成される放射線の像である上記のモアレ画像Ｍｏを変換素子ごとの画像信号として撮影するようになっている。

また、Ｘ線タルボ撮影装置１がいわゆる縞走査法を用いてモアレ画像Ｍｏを複数枚撮影するように構成されている場合には、第１格子１４と第２格子１５との相対位置を図１〜図３におけるｘ軸方向（すなわちスリットＳの延在方向（ｙ軸方向）に直交する方向）にずらしながらモアレ画像Ｍｏを複数枚撮影する。そして、図示を省略するが、第１格子１４と第２格子１５との相対位置をｘ軸方向ずらすための移動装置等が設けられる。なお、Ｘ線タルボ撮影装置１でモアレ画像Ｍｏを１枚撮影し、それをフーリエ変換する等して微分位相画像等を再構成して生成するように構成されている場合には移動装置等を設ける必要はない。

コントローラー１９（図４参照）は、本実施形態では、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピューターで構成されている。なお、コントローラー１９を、本実施形態のような汎用のコンピューターではなく、専用の制御装置として構成することも可能である。また、図示を省略するが、コントローラー１９には、入力手段や表示手段等の適宜の手段や装置が設けられている。

そして、コントローラー１９は、放射線発生装置１１に管電圧や管電流、照射時間等を設定するなどＸ線タルボ撮影装置１に対する全般的な制御を行うようになっている。また、Ｘ線タルボ撮影装置１が縞走査法によりモアレ画像Ｍｏを複数枚撮影するように構成されている場合には、コントローラー１９は、上記の移動装置を制御して、第１格子１４（或いは第２格子１５或いはその両方）を所定量ずつ移動させるように制御する。

また、コントローラー１９は、放射線検出器１６から送信されてきた１枚或いは複数枚のモアレ画像Ｍｏに基づいて自ら吸収画像（図８参照）や微分位相画像（図９参照）等を再構成して生成したり、或いは図示しない外部の画像処理装置に、放射線検出器１６から送信されてきた１枚或いは複数枚のモアレ画像Ｍｏを転送して吸収画像や微分位相画像等を再構成して生成させるように構成される。

［被写体保持部材について］
本実施形態では、図５や図６に示すように、Ｘ線タルボ撮影装置１の被写体台１３に、例えば患者の膝等の被写体Ｈを、被写体台１３の上側の位置に保持する被写体保持部材２０が設けられている。なお、この場合、Ｘ線タルボ撮影装置１の放射線発生装置１１は、図の上側に設けられており、図における下向きに放射線を照射する。そのため、本実施形態では、被写体保持部材２０は、被写体Ｈを、放射線の照射方向において、第１格子（位相格子）１４の上流側の位置に保持するようになっている。

本実施形態では、被写体保持部材２０は、第１保持部２０Ａと第２保持部２０Ｂとで構成されており、第１保持部２０Ａが被写体Ｈである関節部分（この場合は膝の関節部分）の体幹側を保持し、第２保持部２０Ｂが関節部分の末梢側を保持することで被写体Ｈを保持するようになっている。

そして、第１保持部２０Ａと第２保持部２０Ｂは、それぞれ、略柱状の基部２０Ａ１、２０Ｂ１を有しており、各基部２０Ａ１、２０Ｂ１が被写体台１３の表面１３ｓを下側から上側に貫通するようにして上向きに突設されている。そして、各基部２０Ａ１、２０Ｂ１の上方にそれぞれ患者の大腿部や脛部を外側から包み込み締め付けて固定するための固定具２０Ａ２、２０Ｂ２が、基部２０Ａ１、２０Ｂ１と一体的に設けられており、或いは基部２０Ａ１、２０Ｂ１に取り付けられている。

なお、図５や図６に示した被写体保持部材２０では、固定具２０Ａ２、２０Ｂ２内に患者の大腿部や脛部を入れ、その状態で、バックル状の締結具２０Ａ３、２０Ｂ３で固定具２０Ａ２、２０Ｂ２をそれぞれ締結することで、固定具２０Ａ２、２０Ｂ２により大腿部や脛部を外側から包み込んで固定するようになっている。

また、各基部２０Ａ１、２０Ｂ１を、被写体台１３に固定することも可能であり、被写体台１３に対して着脱可能とすることも可能である。その際、患者の大腿部と脛部とをそれぞれ保持する被写体保持部材２０の第１保持部２０Ａと第２保持部２０Ｂをそれぞれ被写体台１３に着脱可能に構成すれば、被写体Ｈを被写体保持部材２０で保持して被写体台１３上に位置固定する際の操作性や操作の自由度を向上させることが可能となる。また、被写体保持部材２０を第１保持部２０Ａと第２保持部２０Ｂとに分離することで、成人と子供のように被写体Ｈの大きさが異なるような場合であっても、患者の大腿部と脛部とを第１保持部２０Ａと第２保持部２０Ｂとでそれぞれ保持することで、被写体Ｈを的確に保持することが可能となる。

さらに、被写体保持部材２０の第１保持部２０Ａと第２保持部２０Ｂにおいて、基部２０Ａ１、２０Ｂ１に対して固定具２０Ａ２、２０Ｂ２の取り付け角度を変えることができるように構成したり、各基部２０Ａ１、２０Ｂ１を伸縮可能としたり、或いは各基部２０Ａ１、２０Ｂ１を軸として各固定具２０Ａ２、２０Ｂ２を回動可能とする等して、放射線の照射方向（すなわち図の上下方向）に対する膝の角度等を調整することができるように構成することも可能である。

［第１格子の配置等について］
一方、第１格子１４の被写体Ｈ側、すなわち第１格子１４と被写体Ｈの間には、第１格子１４に被写体Ｈが接触しないようにして第１格子１４を保護するための位相格子保護部材１４Ａが配置されている。本実施形態では、位相格子保護部材１４Ａは、ガラス板やアルミニウム板等の、放射線の透過率が高い材質で形成されており、例えば被写体台１３に嵌め込まれる等して取り付けられている。

そして、本実施形態では、第１格子１４や位相格子保護部材１４Ａが、被写体Ｈに対して、被写体保持部材２０の装置本体との接点よりも近い位置に配置されるようになっている。この場合、被写体保持部材２０の装置本体との接点とは、図５や図６中にαで示される点であり、被写体保持部材２０を構成する第１保持部２０Ａと第２保持部２０Ｂの各基部２０Ａ１、２０Ｂ１が、装置本体としての被写体台１３に取り付けられている部分を表す。

そして、本実施形態では、図５や図６に示すように、位相格子保護部材１４Ａが取り付けられた部分を含む被写体台１３の部分が、他の部分よりも上方に凸状になるように構成されている。すなわち、本実施形態では、位相格子保護部材１４Ａは、被写体台１３の所定の位置（すなわち例えば膝の下方の位置）に設けられており、被写体台１３の表面１３ｓから、被写体保持部材２０により保持された被写体Ｈの側に突出された状態に設けられるようになっている。

そして、本実施形態では、この位相格子保護部材１４Ａが取り付けられた被写体台１３の凸状の部分の内側、すなわち被写体台１３の表面１３ｓから被写体Ｈの側に突出された状態に設けられた位相格子保護部材１４Ａの内部に、第１格子１４が配置されるようになっている。

本実施形態では、このように構成することで、第１格子１４や位相格子保護部材１４Ａが、被写体Ｈに対して、被写体保持部材２０の装置本体との接点αよりも近い位置に配置されるようになっている。

［作用］
本実施形態では、上記のように、第１格子１４や位相格子保護部材１４Ａが、被写体Ｈに対して、被写体保持部材２０の装置本体との接点αよりも近い位置に配置されている。そのため、図示を省略するが、従来のＸ線タルボ撮影装置の被写体台のように、第１格子１４（位相格子）を保護する位相格子保護部材１４Ａが被写体台の表面１３ｓと面一の構成とされていたり、或いは位相格子保護部材１４Ａが被写体台の表面１３ｓよりも下方に設けられているような場合に比べて、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１の方が被写体Ｈ（例えば患者の膝等）と第１格子１４との距離が近くなる。

すなわち、従来のＸ線タルボ撮影装置に比べて、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１では、被写体Ｈを保持具（すなわち被写体保持部材２０）で保持する等した状態で被写体Ｈと第１格子１４とがより接近した状態になる。そのため、放射線検出器１６で撮影されるモアレ画像Ｍｏに基づいて再構成された微分位相画像（図９参照）等の信号レベルが従来のＸ線タルボ撮影装置の場合よりも強くなり、再構成されて生成された微分位相画像等のＳ／Ｎ比が、従来のＸ線タルボ撮影装置で撮影されたモアレ画像に基づいて生成された微分位相画像等のＳ／Ｎ比に比べて向上する。

そして、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１では、被写体Ｈを保持具（すなわち被写体保持部材２０）で的確に保持した状態でモアレ画像Ｍｏが撮影されるため、例えば縞走査法により、放射線発生装置１１から放射線を複数回照射してモアレ画像Ｍｏを複数枚撮影する間に被写体Ｈである患者の体動が生じることが的確に防止される。そのため、体動がない状態でモアレ画像が的確に撮影され、それに基づいて微分位相画像等が的確に再構成されて生成される。

［第２の実施の形態］
上記の第１の実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１では、図１や図２（Ａ）に示したように、被写体Ｈが、放射線発生装置１１からの放射線の照射方向（すなわちｚ方向）において第１格子１４（位相格子）の上流側の位置に配置される場合について説明した。しかし、図２（Ｂ）に示したように、被写体Ｈが、放射線発生装置１１からの放射線の照射方向（すなわちｚ方向）において第１格子１４の下流側の位置に配置される場合にも本発明が適用される。

以下では、第２の実施形態として、このように構成されたＸ線タルボ撮影装置１^＊について説明する。なお、第１の実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１における部材等と同じ部材等については同じ符号を付して説明する。また、第２の実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１^＊の構成は、第１の実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１の構成と基本的には同じであるから、以下では、主に、第１の実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１の構成とは異なる構成について、特に被写体保持部材２０や第１格子１４を含む部分について説明する。

図７は、第２の実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置の被写体保持部材２０や第１格子１４を含む部分を上から見た状態を表す概略図である。なお、本実施形態においても、Ｘ線タルボ撮影装置１^＊は、線源格子１２を備えていてもよく、備えていなくてもよい。また、図７では、放射線発生装置１１（図示省略。図の左側にある。）から図における右向き（図中の矢印参照）に放射線が照射されるように構成されている場合について説明するが、例えば上記の第１の実施形態のように（図４参照）、放射線発生装置１１から放射線を上下方向に照射するように構成することも可能である。

本実施形態では、図７に示すように、Ｘ線タルボ撮影装置１^＊の支持台２１（第１の実施形態における被写体台１３（装置本体）に相当する。）に、例えば患者の肘等の被写体Ｈを、支持台２１の側方の位置（すなわち放射線の照射方向（ｚ方向）における第１格子１４の下流側の位置）に保持する被写体保持部材２０が設けられている。そして、本実施形態においても、被写体保持部材２０は第１保持部２０Ａと第２保持部２０Ｂとで構成されており、第１保持部２０Ａや第２保持部２０Ｂの各基部２０Ａ１、２０Ｂ１が支持台２１に取り付けられている。そして、第１保持部２０Ａの固定具２０Ａ２で被写体Ｈである関節部分（この場合は肘の関節部分）の体幹側を保持し、第２保持部２０Ｂの固定具２０Ｂ２で関節部分の末梢側を保持するようになっている。

なお、各基部２０Ａ１、２０Ｂ１を支持台２１に固定することも可能であり、また、着脱可能に構成することも可能である。また、基部２０Ａ１、２０Ｂ１に対する固定具２０Ａ２、２０Ｂ２の取り付け角度を変更したり、各基部２０Ａ１、２０Ｂ１を伸縮可能としたり、或いは各基部２０Ａ１、２０Ｂ１を軸として各固定具２０Ａ２、２０Ｂ２を回動可能とする等して、放射線の照射方向に対する肘の角度等を調整することができるように構成するなど、第１の実施形態の場合と同様に構成することも可能である。

また、第１格子１４の被写体Ｈ側、すなわち第１格子１４と被写体Ｈの間には、第１格子１４に位相格子保護部材１４Ａが、支持台２１に嵌め込まれる等して取り付けられている。そして、本実施形態では、位相格子保護部材１４Ａが取り付けられた部分を含む支持台２１の部分が、他の部分よりも被写体Ｈ側に凸状になるように、被写体Ｈの側に突出された状態に設けられるようになっている。

そして、位相格子保護部材１４Ａが取り付けられた支持台２１の凸状の部分の内側、すなわち支持台２１の表面２１ｓから被写体Ｈの側に突出された状態に設けられた位相格子保護部材１４Ａの内部に、第１格子１４が配置されるようになっている。そのため、本実施形態においても、第１格子１４や位相格子保護部材１４Ａが、被写体Ｈに対して、被写体保持部材２０の装置本体（この場合は支持台２１）との接点β（図７参照）よりも近い位置に配置されるようになっている。

［作用］
本実施形態においても、上記の第１の実施形態の場合と同様に、第１格子１４や位相格子保護部材１４Ａが、被写体Ｈに対して、被写体保持部材２０の装置本体（この場合は支持台２１）との接点βよりも近い位置に配置されている。そのため、図示を省略するが、従来のＸ線タルボ撮影装置の被写体台のように、第１格子１４（位相格子）を保護する位相格子保護部材１４Ａが支持台２１の表面２１ｓと面一の構成とされていたり、或いは位相格子保護部材１４Ａが支持台２１の表面２１ｓよりも被写体から離れる方向の位置に設けられているような場合に比べて、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１^＊の方が被写体Ｈ（例えば患者の肘等）と第１格子１４との距離が近くなる。

すなわち、従来のＸ線タルボ撮影装置に比べて、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１^＊では、被写体Ｈを保持具（すなわち被写体保持部材２０）で保持する等した状態で被写体Ｈと第１格子１４とがより接近した状態になる。そのため、放射線検出器１６で撮影されるモアレ画像Ｍｏに基づいて再構成された微分位相画像（図９参照）等の信号レベルが従来のＸ線タルボ撮影装置の場合よりも強くなり、再構成されて生成された微分位相画像等のＳ／Ｎ比が、従来のＸ線タルボ撮影装置で撮影されたモアレ画像に基づいて生成された微分位相画像等のＳ／Ｎ比に比べて向上する。

そして、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１^＊においても、被写体Ｈを保持具（すなわち被写体保持部材２０）で的確に保持した状態でモアレ画像Ｍｏが撮影されるため、例えば縞走査法により、放射線発生装置１１から放射線を複数回照射してモアレ画像Ｍｏを複数枚撮影する間に被写体Ｈである患者の体動が生じることが的確に防止される。そのため、体動がない状態でモアレ画像が的確に撮影され、それに基づいて微分位相画像等が的確に再構成されて生成される。

［効果］
以上のように、上記の各実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１、１^＊によれば、被写体保持部材２０により、被写体Ｈを、放射線の照射方向（ｚ方向）において、第１格子１４（位相格子）の上流側（第１の実施形態や図２（Ａ）参照）或いは下流側（第２の実施形態や図２（Ｂ）参照）の位置に保持する。そして、第１格子１４（位相格子）やそれを保護する位相格子保護部材１４Ａを、被写体Ｈに対して、被写体保持部材２０の装置本体との接点α、βよりも近い位置に配置するため、被写体Ｈを保持具（すなわち被写体保持部材２０）で保持する等した状態でも、被写体Ｈと第１格子１４（位相格子）とを的確に接近させることが可能となる。

そのため、従来のＸ線タルボ撮影装置に比べて、上記の各実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１、１^＊で撮影されたモアレ画像Ｍｏに基づいて再構成されて生成された微分位相画像（図９参照）等のＳ／Ｎ比に比べて向上させることが可能となる。また、被写体Ｈを保持具（すなわち被写体保持部材２０）で的確に保持した状態でモアレ画像Ｍｏが撮影されるため、例えば縞走査法により放射線発生装置１１から放射線を複数回照射してモアレ画像Ｍｏを複数枚撮影する間に被写体Ｈである患者の体動が生じることを的確に防止することが可能となり、体動がないモアレ画像に基づいて微分位相画像等を的確に再構成して生成することが可能となる。

なお、上記の各実施形態では、保持具すなわち被写体保持部材２０が、被写体Ｈである患者の関節部分の体幹側や末梢側を外側から包み込み締め付けて固定するタイプの保持具である場合について説明したが、被写体保持部材２０はこのような形態である場合に限定されない。

図示を省略するが、例えば乳房を撮影する場合、乳房を２枚の圧迫板で挟み付けて圧迫した状態で放射線を照射する場合がある。そして、乳房の微分位相画像等を生成するために、Ｘ線タルボ撮影装置を用いてモアレ画像Ｍｏを撮影する場合、圧迫板が、被写体Ｈである乳房を保持する被写体保持部材２０として機能することになる。

そして、その際、放射線発生装置１１に近い側の圧迫板に第１格子１４（位相格子）や位相格子保護部材１４Ａを配置するように構成すれば、図２（Ｂ）に示したように、被写体保持部材２０により、被写体Ｈを、放射線の照射方向（ｚ方向）において、第１格子１４（位相格子）の下流側の位置に保持する状態になる。また、放射線発生装置１１から遠い側の圧迫板に第１格子１４（位相格子）や位相格子保護部材１４Ａを配置するように構成すれば、図２（Ａ）に示したように、被写体保持部材２０により、被写体Ｈを、放射線の照射方向（ｚ方向）において、第１格子１４（位相格子）の上流側の位置に保持する状態になる。

そして、上記のいずれの場合も、被写体Ｈである乳房と位相格子保護部材１４Ａとが接触する状態になるため、第１格子１４（位相格子）や位相格子保護部材１４Ａと被写体Ｈ（乳房）とを非常に接近した位置（或いは接触する位置）に配置することが可能となる。そのため、このような場合にも、本発明を適用することができる。

なお、本発明が上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能であることは言うまでもない。

１、１^＊ Ｘ線タルボ撮影装置
１１ 放射線発生装置
１２ 線源格子（複数の格子）
１３ 被写体台（装置本体）
１３ｓ 被写体台の表面
１４ 第１格子（位相格子）
１４Ａ 位相格子保護部材
１５ 第２格子（複数の格子）
１６ 放射線検出器
２０ 被写体保持部材
２０Ａ 第１保持部
２０Ｂ 第２保持部
２１ 支持台（装置本体）
２１ｓ 支持台の表面
Ｈ 被写体
Ｍｏ モアレ画像
Ｓ スリット
α、β 接点

Claims (5)

1. 位相格子を含む複数の格子と、
   放射線を照射する放射線発生装置と、
   モアレ画像を撮影する放射線検出器と、
   を備え、
   前記位相格子と前記被写体との間に位置し、前記位相格子を保護する位相格子保護部材と、
   前記被写体を、放射線の照射方向において、前記位相格子の上流側または下流側の位置に保持する被写体保持部材と、
   を有し、
   前記位相格子または前記位相格子保護部材が、前記被写体に対して、前記被写体保持部材の装置本体との接点よりも近い位置に配置されていることを特徴とするＸ線タルボ撮影装置。
2. 前記被写体保持部材は、前記装置本体としての被写体台または支持台に取り付けられており、
   前記位相格子保護部材は、前記被写体台の表面または前記支持台の表面から、前記被写体保持部材により保持された前記被写体の側に突出された状態に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線タルボ撮影装置。
3. 前記位相格子は、前記被写体台の表面または前記支持台の表面から前記被写体の側に突出された状態に設けられた前記位相格子保護部材の内部に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のＸ線タルボ撮影装置。
4. 前記被写体保持部材は、第１保持部と第２保持部とで構成されており、前記第１保持部が前記被写体である関節部分の体幹側を保持し、前記第２保持部が当該関節部分の末梢側を保持することで前記被写体を保持することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＸ線タルボ撮影装置。
5. 前記被写体保持部材の前記第１保持部と前記第２保持部はそれぞれ前記装置本体としての被写体台または支持台に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載のＸ線タルボ撮影装置。