JPH07209213A - Ｘ線ホログラフィックｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｘ線計算機トモグラフィー(ＣＴ)において、
試料による回折や屈折効果による投影像のぼけを除去し
てＣＴ像の解像度を向上させること。 【構成】 コヒーレントなＸ線を試料に照射して、透過
Ｘ線像を二次元画像検出器で計測し、得られた像を一度
ガボア型ホログラムとして計算機で像再生することによ
って、ぼけを除去した投影像を生成させる。この再生像
をＣＴとしての投影像として取扱い、ＣＴ像再生演算を
行うことによって、試料内部の断層像を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシンクロトロン放射Ｘ線
を単色化して用いるＸ線ＣＴ装置において試料による回
折や屈折効果による投影像のぼけを除去して空間分解能
を向上させるための方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シンクロトロン放射を光源として
利用するＸ線ＣＴ装置おいては、例えばエックスレイ・
マイクロスコピィー・イン・バイオロジー・アンド・メ
ヂシン(1990年)179頁から190頁(X-ray Microscopy in B
iology and Medicine (1990) p179-p190)にある様に、
シンクロトロン放射光を分光器で単色化して、ここから
得られる単色かつほぼ平行なＸ線束を試料に入射して一
次元或は二次元検出器で透過Ｘ線像を測定し、通常の計
算機トモグラフィーの手法を用いて像再生する方法が使
われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、既に上記文献中でも指摘されている様に、ＣＴ像の
分解能を向上させようとした場合に、入射Ｘ線束の平行
度と透過Ｘ線画像検出器の解像度を向上させることによ
って幾何学的な分解能を高くしても、試料による回折や
屈折によって分解能が制限され、実際の解像度は装置の
幾何学的な解像度よりも劣るという問題点があった。本
発明の目的はＸ線ＣＴ装置において試料を透過したＸ線
の回折や屈折による画像のぼけを除去してＣＴ像の分解
能を向上させる為の手法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では試料にコヒーレントなＸ線を入射させ、
計測した透過Ｘ線像をガボア型のインラインホログラム
と見なして、計算機上で一度ホログラフィーとしての像
再生を行い、ここで再生された画像をＣＴとしての投影
像とみなして像再構成演算を行うものである。。

【０００５】

【作用】以下本発明の原理を図１にしたがって説明す
る。Ｘ線源１からの平行な単色Ｘ線束２が試料３に入射
される。試料３は計算機４で制御される回転台５によっ
て回転され試料に入射するＸ線の方向を変えることが出
来る。試料を透過したＸ線の投影像はＸ線画像検出器6
で検出され計算機４に取り込まれる。Ｘ線が十分に平行
でありかつ単色であれば試料に照射されるＸ線は部分的
に可干渉であり、この可干渉領域よりも試料が小さけれ
ば、画像検出器6で観測される像は試料によって散乱さ
れたり回折されたりした光と直進した光との干渉によっ
て生成されるガボア型のホログラムになる。

【０００６】このホログラムを例えばフーリエ変換等の
数学的手法を用いて計算機４で物面上へのホログフィー
としての像再生を行う。再生された画像は試料上でのＸ
線の強度分布に相当しているため、この再生像は試料透
過Ｘ線による幾何学的な投影像と見なすことが出来て、
回折や屈折によるぼけが除去されている。

【０００７】試料３を回転台５で回転させて多数の方向
から投影像を観測して、各々の投影像にホログラフィー
としての像再生演算を行うことによって、多数の方向か
らの(回折によるぼけを除去した)Ｘ線投影像が得られ
る。これらの像を通常のＣＴ演算によって逆投影するこ
とによって試料のＣＴ像が得られる。

【０００８】本手法によれば試料透過後の回折や屈折に
よる解像度の劣化を修正出来る。試料が有限の厚さを持
っているために、試料内部でのＸ線の回折等による拡散
は完全には修正出来ないが、ホログラフィーの再生像面
を試料中の関心領域にあわせることによって低減するこ
とが出来る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１にしたがって
説明する。本実施例では、Ｘ線源１としては、シンクロ
トロン放射光をSi(１１１)二結晶分光器によって波長１
オングストローム、バンド幅０.０００２オングストロ
ーム程度に単色化している。本実施例では近似的に平行
なＸ線束２を実現するために、微小な点光源１からのＸ
線束２を用いて、ここから十分に離れた位置に試料３を
置く構成とした。

【００１０】Ｘ線源１の直径１０ミクロンのピンホール
を通過した分光器出射光はピンホールから２０ｍ離れた
試料３を照射する。試料透過Ｘ線像は試料後方１０ｍｍ
の距離に置いた二次元画像検出器６で検出される。試料
を回転台５で１８０度回転させながら０.５度おきに画
像検出器６からの透過Ｘ線像のデータを計算機４に転送
する。全画像を収集後に、各々の角度での画像に対して
ホロクラフィーとしての像再生演算を計算機４で行い、
試料位置でのＸ線の強度分布に変換する。

【００１１】本実施例では二次元フーリエ変換を用いて
この像再生を行った。

【００１２】次に、この強度分布を投影像としてフィル
ター補正逆投影法を用いてＣＴ像を再構成した。

【００１３】本実施例ではホログラムの再生を単純なフ
ーリエ変換で行っているが、共約像を消すために既に知
られている様な位相回復手法を用いても良い。

【００１４】次に、本発明の他の実施例を図２に従って
説明する。本実施例では第１の実施例と同様に、Ｘ線源
１としては、シンクロトロン放射光をSi(１１１)二結晶
分光器によって波長１オングストローム、バンド幅０.
０００２オングストローム程度に単色化している。

【００１５】本実施例では平行なＸ線束の替りに微小な
点光源からの発散Ｘ線束を用いた。分光器出射光は直径
０.１ミクロンのピンホールを有する遮蔽板７のピンホ
ールを通過する。このピンホールが仮想的な点光源とな
り、ここからの発散Ｘ線２がピンホールから１ｍ後方の
回転台５上にある試料３に入射する。試料透過Ｘ線像は
ピンホールから４ｍの距離に置いた二次元画像検出器６
で検出される。

【００１６】本実施例では試料位置での可干渉領域は１
ｍｍ、検出器６の位置での可干渉領域は４ｍｍであり、
十分に大きい可干渉領域が得られている。また時間コヒ
ーレンス長は０.５ミクロンであり、検出器６上での４
ｍｍの領域で時間コヒーレンスが成立する条件となって
いる。

【００１７】ＣＴ像を得る為には第１の実施例と同様に
試料を回転台５で１８０度回転させながら０.５度おき
に画像検出器６からの透過Ｘ線像のデータを計算機４に
転送する。

【００１８】全画像を収集後に、各々の角度での画像に
対してホログラムとしての像再構成演算を計算機４で行
い、試料位置でのＸ線の強度分布に変換する。次に、こ
の強度分布を投影像としてフィルター補正逆投影法を用
いてＣＴ像を再構成した。

【００１９】本実施例では点光源からの発散光を用いて
おり、光源と試料の距離に比べて試料から検出器までの
距離が比較的長く取っているので、透過Ｘ線像が拡大さ
れてから(本実施例では４倍の拡大率)検出されるため、
検出器の分解能が悪くても高分解能が得られるという利
点がある。また、遠距離場の干渉縞を用いているので共
約像と物体像との距離が大きくなり、インラインホログ
ラフィーの再生における共約像によるバックグラウンド
の影響が少なくなると言う利点がある。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、Ｘ線ＣＴ装置において
試料を透過したＸ線の回折や屈折による画像のぼけを除
去されるので、再構成されたＣＴ像の分解能が向上する
という利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理及び第１の実施例を示す図。

【図２】本発明の第２の実施例を示す図。

【符号の説明】

１：Ｘ線源、２：Ｘ線束、３：試料、４：計算機、５：
回転台、６：画像検出器、７：ピンホールを有する遮蔽
板。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平行な単色Ｘ線束を試料に照射して透過Ｘ
   線像から計算機トモグラフィー(ＣＴ)の手法を用いて試
   料の断層像を再構成する形式のＣＴ装置において、透過
   Ｘ線像をガボア型のホログラムとして一度計算機上で再
   生し、この再生した透過Ｘ線像をＣＴ演算における投影
   像として用いることを特徴としたＸ線ホログラフィック
   ＣＴ装置。
2. 【請求項２】平行な単色Ｘ線束に代えて、Ｘ線点光源か
   らの発散Ｘ線を試料に照射することを特徴とした請求項
   １記載のＸ線ホログラフィックＣＴ装置。