JP6673189B2 - X線位相コントラスト撮影装置 - Google Patents
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Description
このように構成すれば、上記式(1)および(2)を定義することにより、非等間隔に格子を走査させた場合でも、従来の縞走査法において使用する上記式(5)〜(7)を用いて、被写体の特定部位のコントラストを強調した画像を生成することができる。
図1〜図10を参照して、本発明の第1実施形態によるX線位相コントラスト撮影装置100の構成について説明する。
まず、図1を参照して、第1実施形態によるX線位相コントラスト撮影装置100の構成について説明する。
ここで、従来の縞走査法において吸収像および暗視野像を生成する方法を説明する。従来の縞走査法では、格子を格子の周期方向に1/M周期ずつ等間隔に並進させて撮影した画像から、X線位相コントラスト画像を生成する。たとえば、Mステップの縞走査を行った場合、各ステップkにおけるX線の強度Ik(x,y)は、以下の式(10)により表される。
次に、図2および図3を参照して、X線位相コントラスト画像のコントラストが強調される仕組みについて説明する。図2および図3では、強度信号曲線の1周期を16分割させる位相の位置に吸収格子4を走査させて検出した画素値をプロットしたものである。
次に、図4〜図10を参照して、X線位相コントラスト画像の生成方法を説明する。
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
次に、図1を参照して、本発明の第2実施形態によるX線位相コントラスト撮影装置200について説明する。吸収格子4をあらかじめ多数の相対位置に配置して撮影した画像から、被写体3の特定部位3aのコントラストを強調した位相微分像11および暗視野像13を生成するように構成されている第1実施形態とは異なり、第2実施形態では、被写体3の特定部位3aのX線の位相の変化量(角度α)に基づき、基準となる位相(直線40)を算出し、吸収格子4を配置する複数の相対位置をあらかじめ決定するように構成されている。なお、上記第1実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。
第2実施形態では、画像処理部6は、被写体3の特定部位3aのX線の位相の変化量(角度α)に基づき、式(21)により算出した基準となる位相(直線40)を決定する。そして、画像処理部6は、決定された基準となる位相(直線40)そこからbinD(所定位相)離れた位相の位置に吸収格子4を走査して撮影した画像から、位相微分像11および暗視野像13を生成する。
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第3実施形態では、図11に示すように、X線位相コントラスト撮影装置300は、X線源1と位相格子2との間に配置されたマルチスリット9をさらに含んでいる。なお、マルチスリット9は、特許請求の範囲の「第3格子」の一例である。
第3実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更(変形例)が含まれる。
2 位相格子または吸収格子(第1格子)
3 被写体
4 吸収格子(第2格子)
5 検出器
6 画像処理部
8 マルチスリット(第3格子)
40 基準となる位相
42 所定位相
100、200、300 X線位相コントラスト撮影装置
α 被写体の特定部位におけるX線の変化量
Claims (10)
- X線源と、
前記X線源から照射されたX線を検出する検出器と、
前記X線源と前記検出器との間に配置され、前記X線源からX線が照射される第1格子と、前記第1格子を通過した前記X線が照射される第2格子とを含む複数の格子と、
前記検出器により検出されたX線の強度分布から、X線位相コントラスト画像を生成する画像処理部とを備え、
前記画像処理部は、被写体の特定部位におけるX線の位相の変化量に基づいて、コントラスト生成に相対的に強く寄与する格子の周期方向における複数の相対位置を選択して、前記複数の相対位置に前記複数の格子を配置して撮影された画像から、前記特定部位を強調したX線位相コントラスト画像を生成するように構成されている、X線位相コントラスト撮影装置。 - 前記画像処理部は、前記X線の位相の変化量に基づき選択された前記コントラストに相対的に強く寄与する位置に、前記複数の格子の少なくともいずれかを格子の周期方向に非等間隔に走査させて撮影した画像から、前記特定部位を強調したX線位相コントラスト画像を生成するように構成されている、請求項1に記載のX線位相コントラスト撮影装置。
- 前記画像処理部は、前記特定部位のX線の変化量に基づいて定められたコントラスト生成のための基準となる位相から、前記複数の格子の少なくともいずれかを所定位相分非等間隔に走査して撮影された複数の画像から、前記特定部位を強調したX線位相コントラスト画像を生成するように構成されている、請求項2に記載のX線位相コントラスト撮影装置。
- 前記基準となる位相は、前記X線の強度分布から得られる強度信号曲線の周期と、前記特定部位のX線の位相の変化量とによって決定される、請求項3に記載のX線位相コントラスト撮影装置。
- 前記所定位相は、前記基準となる位相の近傍から、前記強度信号曲線の周期の1/8未満の範囲に設定される、請求項4に記載のX線位相コントラスト撮影装置。
- 前記複数の格子は、前記X線の位相の変化量に基づいて前記基準となる位相を決定し、前記基準となる位相から前記所定位相分走査させた複数の相対位置に配置される、請求項3または4に記載のX線位相コントラスト撮影装置。
- 前記画像処理部は、前記複数の格子のいずれかを走査させて撮影した複数の画像の中から、前記基準となる位相から前記所定位相分走査した位置で撮影された複数の画像を選択するように構成されている、請求項3に記載のX線位相コントラスト撮影装置。
- 前記画像処理部は、以下の式(1)〜(4)を定義した場合、以下の式(5)〜(7)を用いて前記特定部位を強調したX線位相コントラスト画像を生成するように構成されている、請求項1〜7のいずれか1項に記載のX線位相コントラスト撮影装置。
an:干渉縞の各周波数成分の量;
k:画素値の変化を表す信号曲線の所定点;
M:所定点の総数;
I(x、y):被写体を配置した場合における所定点の強度信号値;
IOK(x、y):被写体を配置しない場合における所定点の強度信号値;
x、y:前記第2格子におけるX線の照射軸方向に直交する面内の座標位置;
Θk:前記強度信号曲線の所定点の位相;
d1:前記第1格子の周期;
z0:前記第1格子と前記第2格子との距離;
である。 - 前記複数の相対位置は、式(5)のarg[S(x,y)]の符号と、arg[S0(x,y)]の符号とが反対になる位置、または、式(7)のS0(x,y)が極小値となる位置に決定される、請求項8に記載のX線位相コントラスト撮影装置。
- 前記複数の格子は、前記X線源と前記第1格子との間に配置された第3格子をさらに含んでいる、請求項1〜9のいずれか1項に記載のX線位相コントラスト撮影装置。
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