KR100846008B1 - Ｘ선 검사방법과 ｘ선 검사장치 - Google Patents

Ｘ선 검사방법과 ｘ선 검사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 X선 검사방법과 X선 검사장치에 관한 것으로서, X선 검사방법은 X선관의 관전압을 피사체중의 제 1 X선 전파 매질의 X선 흡수율과, 이 제 1 X선 전파 매질과 X선 흡수능이 다른 제 2 X선 전파 매질의 X선 흡수율의 차가 10% 이하가 되는 관 전압으로 설정하고, 상기 관전압이 설정된 상태에서 상기 피사체에 상기 X선관으로부터 X선 빔을 조사하고, 상기 제 1 X선 전파 매질과 제 2 X선 전파 매질의 X선 흡수능의 차를 반영한 X선 흡수상에 겹치고 상기 제 1 X선 전파 매질과 제 2 X선 전파 매질의 경계면에서의 상기 X선 빔의 굴절에 의해 형성되는 X선 굴절상을 갖는 투과 X선상을 검출하는 것을 특징으로 한다.

Description

Ｘ선 검사방법과 Ｘ선 검사장치{X-RAY INSPECTING METHOD AND X-RAY INSPECTING DEVICE}
본 발명은 의료 진단 분야나 비파괴 검사 분야에 이용되는 X선 검사방법과 X선 검사장치에 관한 것이다.
종래, X선 진단장치나 X선 CT 장치 등의 X선 검사장치에서는 예를 들면, 일본 특허공보 평1-161645호(제 2 페이지-제 3 페이지)에 개시되어 있는 바와 같이 X선관으로부터 방사된 X선 빔을 피사체에 조사하고, 피사체를 투과하는 투과 X선상을 검출기 등으로 검출함으로써 피사체중에 포함되는 다른 X선 전파 매질간의 X선 흡수능의 차를 반영한 X선 흡수상을 투과 X선상으로서 화상화하고 있다.
최근에는 X선관의 초점을 미소화하는 것, 및 예를 들면 일본 공개특허공보 2001-194738호(제 2 페이지-제 3 페이지, 도 1-도 2)에 개시되어 있는 바와 같이 피사체와 검출기와의 거리를 떨어지게 하여 확대 촬영하는 것의 병용에 의해 통상의 X선 흡수능의 차이에 의해 X선 흡수상에 겹치고, 다른 X선 전파 매질간의 경계 부분을 윤곽 강조하는 X선 굴절상의 화상 성분을 촬영하는 새로운 촬영 원리가 주목받고 있다. 이 촬영 원리에서는 피사체중의 다른 X선 전파 매질간의 굴절률의 차이에 의해 다른 X선 전파 매질의 경계면에서의 X선 빔의 굴절에 의해 경계면의 윤곽을 따르는 영역에 형성되는 X선 굴절상이 생기는 것이다. 이 촬영 원리에 의하면 종래에 비해 화상이 더 선명해지고, 더 미세한 것을 식별하는 것이 가능해지는 개선 효과가 나타나고 있다.
그런데, 유방 조영술(mammography) 등의 연조직의 의료 진단 분야에서는 검출기에 스크린필름계, 축적 형광체, 또는 고체 촬상 디바이스를 사용하는 것이 일반적이며, X선관의 관전압을 20~35kVp로 낮추고, 저에너지의 X선 빔을 이용하고 있다. 특히, 몰리브덴(MO) 또는 로듐(RH)을 양극 타겟으로 하는 X선관을 사용함으로써 몰리브덴(MO) 또는 로듐(RH)을 양극 타겟으로 하는 X선관을 사용함으로써 몰리브덴(MO) 또는 로듐(RH)의 특성 X선을 주 성분으로 하는 저에너지의 X선 빔을 이용하는 것이 일반적이다. 저에너지의 X선 빔을 사용함으로써 유방 중의 병소(病巢)와 같이, 주변의 정상 조직과의 X선 흡수능의 차이가 비교적 작은 이물질에 대해서도 식별 가능한 흡수 콘트라스트를 얻을 수 있다.
또한, 비파괴 검사 분야에서는 두꺼운 피사체의 내부의 이물질이나 보이드(공기로 채워진 공동(空洞)) 등을 X선 검사하는 경우, 충분한 강도의 투과 X선량을 확보할 필요가 있기 때문에, 얇은 피사체의 경우에 비해 X선관의 관전압을 높게 하고, 입사 X선의 실효 에너지를 높게 하고 있다.
상기한 바와 같이, 유방 조영술 등의 연조직의 의료 진단 분야에서는 X선관의 관전압을 20~39kVp로 낮추고, 저에너지의 X선 빔을 이용함으로써 유방 중의 혈소와 같이, 주변의 정상 조직과의 X선 흡수능의 차이가 비교적 작은 이물질에 대해서도 식별 가능한 화상 콘트라스트를 얻을 수 있다. 그러나, X선관의 관전압을 39kVp 이상의 값으로 증대시키고, X선의 에너지를 높게 할수록 인체의 X선 흡수능이 낮아지고, X선 흡수능의 차이에 의한 흡수 콘트라스트가 얻어지지 않게 되고, 식별 곤란해진다. 이와 같은 식별 곤란해지는 화상은 이용 가치가 없는 것이라고 간주되고 있다.
일반적으로 X선 진단에서의 X선의 에너지가 낮을수록 환자의 피폭선량은 증대하는 것이 알려져 있다. 이는 X선의 에너지가 낮을수록 인체에 의한 X선 흡수능이 높아지므로 투과 X선량이 저하하는 물리 현상에 기인하고 있다. 즉, 투과 X선을 검출하여 화상을 형성하지만, 투과 X선량이 높을수록 노이즈가 작은 화상이 얻어지므로 동등한 노이즈 레벨의 화질을 얻기 위해서는 어느 일정한 투과 X선량이 필요해지고, 이 때문에 입사 X선량은 X선의 에너지가 낮을수록 증대시킨다.
이와 같은 이유에 의해 유방 조영술 등의 연조직의 의료 진단 분야에서는 X선관의 저관전압에서의 촬영이 원칙이므로 관전압을 더 높게 하여 피폭선량을 저하시키는 것이 곤란했다.
또한, 유방 조영술 등의 연조직의 의료 진단 분야에서는 통상보다도 두꺼운 피사체의 경우에는 얇은 피사체의 경우에 비해 더 높은 관전압으로 촬영하지 않을 수 없고, 그 결과 석탄화와 같은 미소한 이상의 식별능이 저하하는 문제도 있었다.
또한, 의료 진단 분야에서는 혈관, 신우계, 담낭, 담관, 난관, 림프계, 소화관, 기관지 등을 X선 검사하는 경우, 요드 화합물 등의 조영제를 주입하여 주변 조직과의 X선 흡수능의 차이를 크게 할 필요가 있지만, 조영제의 주입이 부담이 되는 문제가 있다.
또한, 비파괴 검사 분야에서는 두꺼운 피사체의 내부의 이물질이나 보이드(공기로 채워진 공동) 등을 X선 검사하는 경우, 충분한 강도의 투과 X선량을 확보할 필요가 있기 때문에, 얇은 피사체의 경우에 비해 X선관의 관전압을 높게 하고, 입사 X선의 실효 에너지를 높게 할 필요가 있다. 그러나, 입사 X선의 실효 에너지를 높게 하면 이물질이나 보이드 등의 크기가 작거나, 이물질이나 보이드 등과 이것들을 둘러싼 정상 부위의 X선 흡수능과의 차가 작은 경우에는 투과 X선 강도차가 작고, 식별능이 저하하는 경우가 있었다. 이는 두께가 클수록 식별능이 저하하므로 어느 두께의 임계값을 초과하면 완전히 식별 곤란해졌다.
본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로, 의료 진단 분야에서는 피폭을 저감할 수 있고, 또한 작은 이물질 등도 확실히 검출할 수 있고, 비파괴 검사 분야에서는 두꺼운 피사체라도 내부 구조를 확실히 검출할 수 있는 X선 검사 방법 및 X선 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 태양에 따른 X선 검사 방법은,
X선관의 관전압을 피사체중의 제 1 선 전파 매질의 X선 흡수율과, 이 제 1 X선 전파 매질과 X선 흡수능이 다른 제 2 X선 전파 매질의 X선 흡수율의 차가 10% 이하가 되는 관전압으로 설정하고,
상기 관전압이 설정된 상태에서 상기 피사체에 상기 X선관으로부터 X선 빔을 조사하고,
상기 제 1 X선 전파 매질과 제 2 X선 전파 매질의 X선 흡수능의 차를 반영한 X선 흡수상에 겹치고, 상기 제 1 X선 전파 매질과 제 2 X선 전파 매질간의 경계면에서의 상기 X선 빔의 굴절에 의해 형성되는 X선 굴절상을 갖는 투과 X선상을 검출한다.
또한, 본 발명의 다른 태양에 따른 X선 검사 장치는,
피사체에 X선 빔을 조사하고, 또한 상기 피사체 중의 제 1 X선 전파 매질의 X선 흡수율과, 이 제 1 X선 전파 매질과 X선 흡수능이 다른 제 2 X선 전파 매질의 X선 흡수율의 차가 10% 이하가 되는 관전압으로 설정된 X선관과,
상기 피사체를 투과하는 투과 X선상을 검출하는 검출기와,
상기 제 1 X선 전파 매질과 제 2 X선 전파 매질의 X선 흡수능의 차를 반영한 X선 흡수상에 겹치고, 상기 제 1 X선 전파 매질과 제 2 X선 전파 매질의 경계면에서의 상기 X선 빔의 굴절에 의해 형성되는 X선 굴절상을 갖는 상기 투과 X선상이 얻어지도록 상기 X선상과 피사체의 거리 및 상기 피사체와 검출기의 거리를 설정하는 배치 조정부를 구비하고 있다.
또한, 본 발명의 다른 태양에 따른 X선 검사 장치는,
피사체에 X선 빔을 조사하는 X선관과,
상기 피사체를 투과하는 투과 X선상을 검출하는 검출기를 구비하고,
상기 X선 빔의 조사 범위를 바꿔 상기 피사체를 복수회로 나눠 촬영 가능해지도록 상기 X선관의 초점 위치를 중심으로 하여 상기 X선관을 회전시킴으로써 상기 X선 빔의 조사 방향을 변화시키는 것이 가능한 구성을 구비하고 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 X선 검사 장치의 촬영예의 설명도,
도 2는 도 1에 도시한 피사체의 X-Z 평면도 및 X-Y 평면도에 있어서, 임의의 방향에서 본 X선 초점의 실효 사이즈를 설명하는 도면,
도 3은 상기 X선 검사장치의 구성도,
도 4는 다른 X선 전파 매질간의 경계면에서의 X선의 굴절을 나타내는 설명도,
도 5는 다른 X선 전파 매질간의 경계면에서의 X선의 전반사를 나타내는 설명도,
도 6은 상기 X선 검사 장치의 검출기에서 검출되는 투과 X선상의 설명도,
도 7은 상기 X선 검사 장치의 X선관의 관전압의 차이, 즉 X선 에너지의 차이에 대한 아크릴 및 석영유리구의 특성을 나타내는 표,
도 8은 도 1 내지 도 3에 도시한 피사체와 X선과의 관계를 정의하기 위한 설명도,
도 9는 상기 X선관의 관전압의 차이, 즉 X선 에너지의 차이와 석영유리구의 크기에 대한 X선 흡수율의 차, 즉 흡수 콘트라스트를 나타내는 표,
도 10은 상기 검출기에서 검출된 투과 X선상의 설명도,
도 11은 상기 투과 X선상으로 형성된 원 화상을 부분적으로 확대한 설명도,
도 12는 상기 원 화상의 화상 보정 처리 후의 설명도,
도 13은 상기 X선관의 관전압의 차이, 즉 X선 에너지의 차이와 석영유리구의 크기와의 관계에서 X선 투과율 및 입사선량을 나타내는 표,
도 14는 상기 실시형태의 종래 기술에 대한 장점을 나타내는 개념도,
도 15는 상기 X선 검사장치를 유방 조영술에 적용한 실시예의 평면도,
도 16은 X선 전파 매질 중에 있는 다른 X선 전파 매질이 보이드인 경우의 투과 X선상의 설명도,
도 17은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 X선 검사 장치를 유방 조영술에 적용한 실시예를 나타내는 평면도,
도 18은 도 17에 도시한 유방 조영술을 이용하여 피사체의 제 1 영역을 촬영했을 때의 제 1 투과 X선상을 검출한 상태를 나타내는 도면,
도 19는 도 18에 계속해서 피사체의 제 2 영역을 촬영했을 때의 제 2 투과 X선상을 검출한 상태를 나타내는 도면,
도 20은 도 19에 계속해서 피사체의 제 3 영역을 촬영했을 때의 제 3 투과 X선상을 검출한 상태를 나타내는 도면,
도 21은 도 20에 계속해서 피사체의 제 4 영역을 촬영했을 때의 제 4 투과 X선상을 검출한 상태를 나타내는 도면, 및
도 22는 도 17에 도시한 유방 조영술의 변형예를 나타내는 평면도이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 X선 검사방법과 X선 검사장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1에 X선 검사 장치(11)에 의한 촬영예를 나타낸다. X선 검사장치(11)는 피사체(12)에 X선 빔을 조사하는 X선관(13)과, 피사체(12)를 투과하는 투과 X선상을 검출하는 검출기(14)와, 확대 촬영을 가능하게 위해 X선관(13) 및 피사체(12) 사이의 거리(L1), 피사체(12) 및 검출기(14) 사이의 거리(L2)를 설정하는 배치 조정부(15)를 구비하고 있다.
X선관(13)은 예를 들면 진공 용기 내에 초점 형성면이 설치된 회전축을 가진 회전체와, 상기 회전체에 대해 동축상으로 끼워 배치되어 상기 회전체를 회전 가능하게 유지하는 회전체와, 회전체 및 고정체의 감합부에 설치된 베어링 기구와, 회전체에 회전력을 부여하기 위한 회전 자계를 발생하는 코일을 구비하고 있다. X선관(13)에는 회전체의 초점 형성면의 마무리 가공과 이 회전체의 고정체와 동축상으로 끼워 맞추는 면의 마무리 가공을 동축 가공한 회전 양극형 X선관 등이 이용된다.
이 회전 양극형 X선관의 경우에는 X선을 방출하여 촬영하는 기간의 적어도 일부 기간에 코일의 회전 자계의 발생을 정지시키는 제어부를 설치한다. 또한, 회전 양극형 X선관의 실효 초점의 종방향 및 횡방향의 크기가 100㎛ 이하이고, 또한 회전 양극을 회전시키기 위한 베어링의 직경 틈이 50㎛ 이하이다. 또한, 회전 양극형 X선관의 베어링에 액체 금속을 윤활재로 하는 윤활 베어링이 사용되고, 고정체를 직접 냉각하는 냉각 매체의 통로가 고정체의 내부에 설치되어 있다.
X선관(13)의 양극 타겟의 재질은, 예를 들면 텅스텐 또는 텅스텐을 50원자% 이상 함유하는 재료이다.
또한, 검출기(14)에는 X선 축적 형광면이나 X선 이미지관 및 X선 이미지관의 출력 형광상을 촬영하는 촬영부나 X선상을 촬영하는 고체 촬상 디바이스 등이 이용된다.
X선 이미지관의 경우, 예를 들면 그 입력 형광막은 요오드화 세슘을 모재로 하는 형광막이고, 또한 그 X선의 투과 방향의 두께가 100㎛ 내지 500㎛의 범위이다.
고체 촬상 디바이스의 경우, X선을 직접 전기 신호로 변환하는 직접형 고체 촬상 디바이스나 X선을 형광막으로 광으로 변환하여 그 광을 전기 신호로 변환하는 간접형 고체 촬상 디바이스 등이 이용된다. 간접형 고체 촬상 디바이스의 형광막은 예를 들면 요오드화 세슘을 모재로 하는 형광막이고, 또한 그 X선의 투과 방향의 두께는 100㎛ 내지 500㎛의 범위가 좋다.
또한, 배치 조정부(15)는 피사체(12) 중에 포함되는 다른 X선 전파 매질간의 X선 흡수능의 차를 반영한 X선 흡수상에 겹치고, 다른 X선 전파 매질간의 경계면에서의 X선 빔의 굴절에 의해 경계면의 윤곽을 따르는 영역에 형성되는 X선 굴절상을 가진 투과 X선상이 얻어지도록 거리(L1) 및 거리(L2)를 조정한다.
이 경우, 도 2에 도시한 바와 같이 피사체(12)를 투과하는 어느 조사 방향으로의 X선 초점의 투영상(조사 방향(J)에서 본 실효 초점)의 최대 지름 크기를 "p(J)", 피사체(12)를 투과하는 전체 조사 방향에 걸친 p(J)의 집합을 "P"로 할 때, 모든 J에 대해, p(J)〈 100㎛이고, 또한 최대(P)/최소(P)〈 2인 것이 바람직하다.
여기서, 도 2에 도시한 부호는 이하와 같다.
L: 초점 길이
l: 실효 초점 길이
I': J방향에서 본 실효 초점 길이
W: 초점 폭
w: 실효 초점 폭
w': J방향에서 본 실효 초점 폭
JXZ: J의 X-Y 평면으로의 촬영 벡터
JXY: J의 X-Y 평면으로의 촬영 벡터
α: 타켓 각도
피사체(12)는 모재부와 모재부에 포함되고, 또한 모재부 보다도 X선에 대한 굴절률이 작은 물질 등의 이재부(異材部)로 구성되어 있는 경우나, 모재부와 모재부에 포함되고, 또한 모재부보다도 X선에 대한 굴절률이 큰 물질, 가스 또는 진공 등의 이재부로 구성되어 있는 경우 등이 있다.
계속해서, 도 3은 X선 검사 장치(11)의 구성도를 도시하고 있다. X선 검사 장치(11)는 검출기(14)에서 검출된 투과 X선 상으로부터 원 화상을 형성하는 원 화상 형성부(16), 원 화상 형성부(16)로 형성된 투과 X선상의 원 화상중의 X선 굴절상 성분을 추출하는 화상 처리부(17), 상기 화상 처리부(17)에서 추출된 X선 굴절상 성분을 표시하는 표시부(18) 및 기록하는 기록부(19) 등을 구비하고 있다.
화상 처리부(17)는 예를 들면 투과 X선상의 원 화상의 고주파 성분을 강조하 는 주파수 강도 처리나 X선 굴절상을 제외한 백그라운드 상을 원 화상에서 적어도 부분적으로 빼는 감산 처리를 포함하고 있다.
상기 감산 처리에서 사용하는 백그라운드상의 적어도 일부는 주파수 강조 처리에 의해 원화상의 저주파 성분을 강조한 화상으로 하거나, 원화상보다도 거친 화소로 샘플링한 화상으로 하거나, 원화상보다도 거친 화소로 샘플링한 디지털 화상을 근사 곡면(예를 들면 최소 2승법을 사용하여 근사한 2차원 다항식)으로 스무즈닝(smoothing)하여 얻어지는 화상으로 한다.
계속해서, 도 4 및 도 5에는 X선이 다른 X선 전파 매질간의 경계면에서 굴절되거나 전반사하는 경우의 각도의 변화를 정량적으로 나타낸다.
X선 전파 매질 중의 X선의 굴절률(n)은 X선 전파 매질에 의한 X선 흡수를 무시한 근사에서는 하기 식으로 표시된다.
n=1-δ
δ=2.7·1010·Z·ρ·λ2/A
Z: 원자 번호
A: 원자량
λ: X선의 파장(㎝)
ρ: 밀도(g/㎤), 일반적으로 δ는 10-7 내지 10-6 정도의 작은 값이 된다.
Z 원소(원자량 A) 1g 중의 전자의 수는 아보가드로수를 N으로 하여 NZ/A이다. Z/A는 수소에서는 1, 그외의 원소에서는 약 0.5이다. 화합물이나 혼합물에 대해 Z/A를 평균화할 경우에는 이를 고려한다. 예를 들면 아크릴(C5H8O)에서는 Z/A=(8/14)+0.5×(6/14)=11/14가 되고, 석영유리(SiO2)에서는 Z/A=1이 된다.
X선 전파 매질(1, 2)의 굴절률을 각각 'n1, n2'로 할 때, δ를 각각 δ1, δ2로 해두고,δ=δ2-δ1로 한다. X선이 X선 전파 매질(1)측으로부터 X선 전파 매질(2)을 향해 입사하는 경우의 상대 굴절률은,
n2/n1=(1-δ2)/(1-δ1)~1-(δ2-δ1)=1-Δδ
로 표시된다.
또한, δ2 〉δ1의 경우에는 X선은 경계면에서 전반사할 수 있지만, 이 경우의 전반사(α)의 최대값(임계각)을 αc로하는 αc는,
αc={2(δ2-δ1)}1/2=(5.4/1010·λ2)1/2{(Z2ρ2/A2}-(Z1ρ1/A1)}1/2
로 표시된다.
계속해서, 피사체(12)로서 제 1 X선 전파매질인 아크릴(12a) 중에 0.1mm 내지 1.0mm의 직경의 제 2 X선 전파매질인 석영 유리구(12b)가 매립된 모델의 X선 검사에 대해 설명한다. 여기서, 아크릴(12a) 및 석영유리구(12b)의 X선 흡수능은 서로 다르다. 이 모델은 미소한 석탁화를 포함하는 유방에 대응하는 것이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 피사체(12)에 X선관(13)으로부터 X선 빔을 조사함으로써 피사체(12) 중의 아크릴(12a)과 석영유리구(12b)의 X선 흡수능의 차를 반영한 X선 흡수상과, 아크릴(12a)과 석영유리구(12b)와의 사이의 경계면에서의 X선 빔의 굴절에 의해 경계면의 윤곽을 따르는 영역으로 형성되는 X선 굴절상이 겹친 투 과 X선상이 검출기(14)에서 검출된다.
아크릴(12a)과 석영유리구(12b)와의 경계면 부근에 입사된 X선 빔은 굴절 효과 때문에 외측이 되는 아크릴(12a) 부분에 X선 궤도가 어긋난다. 이 때문에 검출기(14)에서 검출되는 석영유리구(12b)의 투과 X선상에는 아크릴(12a)측에 X선 강도가 높은 윤곽이 형성되고, 또한 석영유리구(12b)측에 X선 강도가 낮은 윤곽이 형성된다. 이 윤곽의 최대 강도 또는 최대 강도와 최저 강도와의 차가 X선 굴절상 성분으로서 나타난다. 이 현상은 도 6에 모식적으로 도시되어 있다. 이 현상은 굴절률 차가 있는 계면에서의 광선 추적 시뮬레이션을 실시함으로써 나타낼 수도 있다.
가장 X선 강도가 높은 윤곽 부분과 가장 X선 강도가 낮은 윤곽 부분과의 거리를 E로 한다.
일본 특허공개공보 2001-194738호에 의하면 거리(E)는 하기 수학식 1로 표시된다.
Figure 112006071407133-pct00001
상기 수학식 1에서, "d"는 석영유리구(12b)의 직경(m)이고, "Δδ"는 아크릴(12a)과 석영유리구(12b)와의 굴절률 차이다. L2의 값의 측정 단위도 m이다.
또한, 상기 특허문헌에 의하면 X선관(13)의 초점 사이즈(거리(E)의 선분에 평행한 길이)를 "S"로 하고, 검출기(14)의 해상도(최소 식별 크기)를 "ε"로 한 경 우, 하기 수학식 2, 수학식 3이 성립되는 경우에 X선 굴절상 성분을 식별할 수 있다.
Figure 112006071407133-pct00002
Figure 112006071407133-pct00003
임의의 S, ε, L1, L2의 값의 조합에 대해, 수학식 1 내지 수학식 3을 이용하여 X선 굴절상 성분을 식별하는 것의 가부를 추정할 수 있다.
도 7에는 X선의 에너지의 차이에 대한 아크릴(12a) 및 석영유리구(12b)의 특성을 나타낸다. 아크릴(12a) 및 석영 유리구(12b) 모두 X선의 에너지가 낮을수록 선흡수 계수가 크고, 또한 X선의 에너지가 높을수록 선흡수 계수가 작다.
아크릴(12a)과 석영유리구(12b)와의 선흡수율차(Δμ)에 대해서도 X선의 에너지가 낮을수록 선흡수율차(Δμ)가 크고, 또한 X선의 에너지가 높을수록 선흡수율차(Δμ)가 작다.
도 8에 도시한 바와 같이, 입사 X선량을 "I0", 아크릴(12a)의 투과 X선량을 "Ia", 석영유리구(12b)의 투과 X선량을 "Ib", 석영유리구(12b)의 두께를 "Δt", 아크릴(12a)과 석영유리구(12b)와의 선흡수율차를 "Δμ"라고 하고, 산란선의 X선량을 "Is"로 하면 흡수 콘트라스트(Ia/Ib)는 하기 수학식으로 표시된다.
또한, 산란선(Is)의 기여는 예를 들면 2 배 이상으로 확대율이 높은 경우에는 이 영향을 무시할 수 있다.
도 9에는 X선 에너지의 차이와 석영유리구(12b)의 크기와의 관계에서의 X선 흡수율의 차, 즉 흡수 콘트라스트를 나타낸다. 여기서는 석영유리구(12b)를 X선의 투과 방향으로 두께가 일정(=구의 직경(d))한 원기둥이라고 간주하는 간단화를 실시하고 있다.
작은 석영유리구(12b)를 식별할 수 있는 정도는 흡수 콘트라스트의 크기만으로 결정되는 것이 아니라, 피사체를 투과하여 검출기에 입사해오는 X선량, 바꿔 말하면 단위면적당 입사해오는 X선의 폰트수에 크게 좌우된다. 또한, 동일한 폰트수 및 동일한 흡수 콘트라스트라도 석영유리구(12b)의 사이즈가 더 작아지면 더 식별이 곤란해진다.
유방 조영술로 허용되어 있는 X선량의 범위에서는 직경 약 0.02㎝의 석탄화를 식별하는 것이 한계이다. 그런데, 종래의 유방 조영술용 X선관의 X선 스펙트럼은 약 17keV로 특성 X선에 의한 피크값을 갖고, 또한 관전압값을 20kV 내지 39kV의 범위로 설정하므로, X선의 평균 에너지는 15keV 내지20keV 정도이다. 이에 의해 도 9에도 도시한 바와 같이, 유방 조영술로 식별하고 있는 직경 0.02㎝의 석탄화의 흡수 콘트라스트는 가장 작은 경우라도 개략 8.7% 정도라고 추정된다. 또한, 상기한 것은 20keV의 X선 에너지에 대한 Δt=0.02㎝의 석영유리구(12b)의 흡수 콘트라 스트이다. 도 9는 여러 가지 단순화를 가정한 계산식을 나타낸 도면이지만, 이 도면으로부터는 개략의 추정값을 얻을 수 있다.
유방 조영술의 적용 분야에서 이 X선 흡수상에 미소 석탄화와 주변 조직과의 사이의 경계면에서의 X선 빔의 굴절에 의해 경계면의 윤곽을 따르는 영역에 형성되는 X선 굴절상이 겹치는 경우에는 경계면 부분의 윤곽이 강조되고, 보다 선명한 화상이 얻어지는 것이 일본 공개특허공보 2001-194738호에 개시되어 있다.
그러나, X선의 평균 에너지를 15keV 내지 20keV 이상으로 올려 촬영하는 장점에 대해서는 상기 특허문헌에는 개시되어 있지 않다. 상기한 것은 예를 들면 도 9에 도시한 바와 같이, X선의 평균 에너지를 20keV 이상으로 올려 Δt=0.01㎝의 석영유리구(12b)를 촬영하는 경우 및 X선의 평균 에너지를 30keV 이상으로 올려 Δt=0.02㎝ 내지 0.1㎝의 석영유리구(12b)를 촬영하는 경우의 장점이다.
계속해서, X선의 평균 에너지를 15keV 내지 20keV 이상으로 올려 촬영하는 경우에 대해, 그 효과와 함께 설명한다. 본 실시형태의 X선 검사장치(11)에서는 X선 흡수율의 차가 5% 이하의 범위가 되도록 X선관(13)의 관전압을 설정한다. 실질적으로는 종래 보다도 X선관(13)의 관전압을 높게 하고, X선 에너지를 높게 한다.
도 1에서, X선 흡수율의 차가 5% 이하의 범위가 되도록 관전압이 설정된 X선관(13)으로부터 피사체(12)에 X선 빔을 조사한 경우에 검출기(14)에서 검출하는 피사체(12)의 투과 X선상을 도 10에 모식적으로 나타낸다. 이 투과 X선상으로부터 원화상 형성부(16)에 의해 도 11에 도시한 원 화상을 형성하지만, 이 원 화상으로부터는 X선 굴절상 성분과 백그라운드와의 식별이 곤란하다.
따라서, 화상 처리부(17)에 의해 도 12에 도시한 바와 같이, 원 화상중의 X선 굴절상 성분을 추출하는 디지털 화상 보정 처리를 한다. 이 디지털 화상 보정 처리로서 예를 들면, 원화상의 고주파 성분을 강조하는 주파수 강조 처리를 사용할 수 있다. 또한 이 디지털 화상 보정 처리를 실시하기 전에 X선 굴절상을 제외한 백그라운드상을 원화상에서 적어도 부분적으로 빼는 감산 처리를 실시함으로써 보다 정확히 원화상 중의 X선 굴절 성분을 추출하는 효과가 얻어진다. 원화상에서 빼는 백그라운드상의 적어도 일부는 주파수 강조 처리에 의해 원화상의 저주파 성분을 강조한 화상이나 원화상 보다도 거친 화소로 샘플링한 화상이나, 원화상 보다도 거친 화소로 샘플링한 디지털 화상을 근사 곡면(예를 들면, 최소 2승법을 사용하여 근사한 2차원 다항식)으로 스무즈닝하여 얻어지는 화상을 채용하는 것이 유효하다. 또한, 디지털 화상 보정 처리는 라플라시안(laplacian) 연산 등을 이용한 화상 선예화(鮮銳化)(sharpening)) 처리라도 좋다.
이와 같이, 디지털 화상 보정 처리에 의해 굴절상 성분만을 추출하고, 이를 표시부(18) 등에서 화상 표시함으로써, 석영유리구(12b)를 명확히 식별할 수 있다. 또한, X선 굴절상 성분에 기여하는 X선 폰트수는 종래의 X선 굴절상 성분에 기여하는 X선 폰트수보다도 크고, 따라서 X선 양자 노이즈가 저감하므로 석영 유리구(12b)를 선명히 식별할 수 있다.
도 13에는 X선관(13)으로부터 방사되는 X선을 단일 에너지라고 단순화한 가정하에 X선 에너지의 차이와 석영유리구(12b)의 크기와의 관계에 있어서 X선 투과율(exp(-μ·t)) 및 입사선량을 나타낸다. 입사선량은 투과선량이 X선의 에너지가 20keV인 경우의 투과선량과 동일해지는 상대값이다.
도 14에 도시한 바와 같이, X선의 에너지가 낮을수록 X선 투과율이 낮아지므로 촬영에 다량의 입사선량이 필요해진다. 또한, X선량의 에너지가 높을수록 X선 투과율이 높아지므로, 촬영에 필요한 입사선량을 소량으로 저감할 수 있고, 즉 피폭선량을 저감할 수 있다.
본 실시형태의 X선 검사 장치(11)에서는 피사체(12) 중의 적어도 검사에 의해 식별해야 하는 다른 X선 전파 매질간의 X선 흡수율의 차가 5% 이하의 범위가 되도록 X선관(13)의 관전압을 설정하고, 실질적으로는 종래 보다도 X선관(13)의 관전압을 높게 하고, X선 에너지를 높게 하고 있으므로, X선 에너지를 낮게 하는 경우에 비해 피폭선량을 저감할 수 있다.
따라서, X선관(13)의 관전압을 X선 흡수율의 차가 5% 이하가 되도록 설정하기 위해, X선 흡수상에 의한 식별능은 저하하지만, X선 굴절상을 추출하는 것에 의한 식별능은 향상되므로, Δt=0.02 정도의 미소한 석영유리구(12b)의 식별이 가능해지고, 의료 진단 분야에서는 피폭을 저감할 수 있고, 또한 작은 이상 등도 확실히 검출할 수 있다. 또한, 비파괴 검사 분야에서는 두꺼운 피사체라도 내부 구조를 확실히 검출할 수 있다.
또한, X선관(13)의 관전압은 X선 흡수율의 차가 10% 이하의 범위가 되도록 설정하는 것으로, 예를 들면 피폭을 저감할 수 있지만, 보다 피폭을 저감하는데에는 8% 이하의 범위가 바람직하고, 또는 더 바람직하게는 4% 이하의 범위가 되도록 설정한다. X선 흡수율의 차가 4% 이하의 범위가 되도록 설정함으로써 X선관(13)의 관전압을 보다 높게 하고, X선 에너지를 더 높게 하기 위해, 피폭선량을 충분히 저감할 수 있다.
계속해서, X선 검사 장치(11)를 피사체(12)로서 유방을 촬영하는 유방 조영술에 적용한 예에 대해 설명한다.
도 15에 도시한 바와 같이, X선관(13)은 회전 양극형 X선관이다. 초점 사이즈는 60㎛이고, 조사야내의 모든 위치에서 균일한 초점 사이즈로 하기 위해 종래와 같이 직사각형 형상의 실초점이 아니라, 원형 초점에 가능한한 가까운 형상으로 되어 있다. 축과 타겟 궤도면이 동축 가공되고, 또한 회전에 따른 축 흔들림이 작아지도록 구성되어 있다. 양극 표면 재질은 텅스텐(W)-레늄(Re) 합금, 양극 경사 각도는 12°, 양극 초점면 직경은 120mm, 양극 회전수는 180rpm이다. X선관(13)의 관전압은 40kVp 내지 150kVp의 범위 내로 설정된다.
검출기(14)는 축적 형광체, 고체 촬상 디바이스 및 X선 이미지관 등을 사용할 수 있다. 이것들은 종래보다도 높은 에너지 성분에 대한 충분히 높은 양자 검출 효율을 가진 것이 필요하다. 예를 들면, X선 이미지관의 경우, 입사창이나 입력 형광막 기판은 알루미늄을 사용할 수 있지만, 입력 형광막으로서 요오드화 세슘 형광체를 사용하는 경우, 형광막 두께는 고 에너지 X선 성분의 양자 검출 효율을 높게 하기 위해 100㎛ 이상, 또한 해상도를 입사면 위치 환산으로 0.1mm 이하를 확보하기 위해 500㎛ 이하로 하는 것이 좋다. 또한, 입사창이나 입력 형광막 기판은 X선의 에너지를 높게 하기 위해, 유방 조영술 용도에도 고가의 베릴륨을 사용할 필요는 없고, 알루미늄을 사용할 수 있다.
X선관(13)과 피사체(12)와의 사이의 거리(L1)=65㎝, 피사체(12)와 검출기(14)와의 사이의 거리(L2)=75㎝이다. 배치 조정부(15)는 유방을 끼우는 삽입부(2)를 구비하고 있다. X선관(13)으로부터 검출기(14)까지의 X선의 조사역의 주위에는 납 콘(21)이 설치되어 있다.
종래의 유방 조영술에서는 X선관(13)의 관전압이 20kVp 내지 39kVp에서 저에너지의 X선을 사용하고 있으므로 피폭선량이 증대하고 있다. 그러나, 이 실시형태에서 유방 조영술에서는 X선 흡수율의 차가 10% 이하의 범위가 되도록 X선관(13)의 관전압을 설정하기 위해, X선관(13)의 관전압을 40kVp 내지 100kVp, 최적으로는 60kVp 내지 100kVp로 높게 하고, 고에너지의 X선을 이용함으로써 피폭선량을 저감할 수 있다.
이와 같이, 피사체(12)의 정상 조직을 투과하는 높은 관전압으로 촬영해도 미소한 석탄화의 윤곽을 추출할 수 있으므로 종래보다도 적은 피폭으로 또 보다 작은 미세 석탄화를 검출할 수 있다. 이 때문에, 종래는 적용할 수 없던 약년층을 포함한 집단 암 검진을 실시하여 조기에 유방암을 발견할 수 있다.
또한, 유방 조영술 등의 연조직의 진단 분야에서 두꺼운 피사체(12)의 경우에도 얇은 피사체(12)의 경우와 동일 정도의 미소한 석탄화의 검출이 가능해진다.
또한, 유방 조영술에 있어서, 정밀 검사가 필요한 피사체(12)에 대해 종래의 저관전압으로 병변의 상세를 촬영하는 경우에도 설정을 바꾸는 것에 의해 동일한 X선 검사장치를 이용하는 것도 가능하다.
또한, 유방 조영술에 한정되지 않고, 어떤 암 대책을 목적으로 한 집단 X선 검사는 X선 검사에 의해 암 혈소가 조기에 발견된 결과, 암 사망을 피하는 인수(이익)를 X선 검사를 받는 것에 의해 암으로 사망하는 인수(손실)로 제한 값(장점 지표)가 1 이상이고, 또한 가능한 큰 것이 요구되고 있다. X선 검사장치(11)에 의하면 분모를 저감시키고, 분자를 증가시키는 효과에 의해 장점 지표를 확실히 개선하는 것이 가능해진다.
또한, 유방 조영술 뿐만 아니라 목부, 사지 등의 연부 조직의 검사에도 동일한 효과를 얻는 것이 가능하다.
또한, 흉부 진단에도 관심 영역이 혈관, 기관지 등의 연조직이나 세포와 같이 X선이 투과하기 쉬운 기관인 경우에도 동일한 효과를 얻는 것이 가능하다.
또한, 혈관, 신우계, 담낭, 담관, 난관, 림프계, 소화관 및 기관지 등의 X선 검사하는 경우, 종래보다도 피폭선량을 저감할 수 있고, 또한 종래 실시되어 있는 고농도의 조영제의 주입량을 저감하는 것이 가능해지고, 인체로의 부하를 더 경감하여 조사하는 것이 가능해진다.
또한, X선 검사 장치(11)는 비파괴 검사 분야에도 적용 가능하고, 플라스틱이나 고무 등의 수지 중의 유리필러 등의 첨가물이나 보이드 등의 결함 검사에 유효하다. 종래보다도 두꺼운 피사체 내부의 미세한 첨가물, 이물질 및 보이드를 검출하는 것이 가능해진다.
예를 들면, 도 16에 도시한 바와 같이, 수지(22a) 중의 보이드(22b)의 경우, 수지와 보이드와의 경계면 부근에 입사한 X선 빔은 굴절 효과 때문에 내측이 되는 보이드측으로 궤도가 어긋난다. 이 때문에 검출기(14)에서 검출된 보이드(22b)의 투과 X선상에는 보이드측에 X선 강도가 높은 윤곽이 형성되고, 또한 수지측에 X선 강도가 낮은 윤곽이 형성된다. 이 윤곽의 최대 강도 또는 최대 강도와 최저 강도와의 차가 X선 굴절상 성분으로서 나타난다.
또한, X선 검사 장치(11)는 X선관(13)의 관전압을 피사체(12) 중의 다른 X선 전파 매질간에서의 X선 흡수율의 차가 10% 보다 큰 관전압이라도 설정 가능하게 하고, 배치 조정부(15)에 의해 피사체(12)와 검출기(14)가 밀착하도록 조정하고, 종래의 검사 조건으로의 검사가 가능하도록 하는 것도 가능하다.
계속해서, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 X선 검사 방법 및 X선 검사장치에 대해 상세히 설명한다. 이 실시형태에서 다른 구성은 상기 실시형태와 동일하고, 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다.
도 17에 도시한 바와 같이, X선 검사 장치(11)로서의 유방 조영술에 있어서, X선관(13)은 도 15에 도시한 X선 검사 장치에 비교하여 피사체(12)에 접근시키는 것이 가능하다(또한, 도 17에는 설명을 보다 명확히 하기 위해, 실제보다도 과장하여 접근시킨 도면으로 하고 있다). 이 실시형태에서 거리(L1)=40㎝, 거리(L2)=75㎝이다.
X선관(13)은 회전 양극형 X선관을 사용하고 있고, 그 초점 사이즈는 50㎛이지만, 제 1 실시형태와는 달리 초점 형상을 폭 크기에 비례하여 길이 크기를 길게 한 직사각형 형상으로 하고 있다.
또한, 유방 조영술은 X선관(13)의 관전압을 피사체(12)중의 다른 X선 전파 매질간에서의 X선 흡수율의 차가 10% 보다 큰 관전압으로 설정 가능하게 하고, 배 치 조정부(15)에 의해 피사체(12)와 X선관(13)이 접근하도록 조정하여 검사하는 것도 가능하다.
또한, X선관(13)을 피사체(12)에 접근시킨 경우, 조사 범위를 확대하여 피사체(12)에 X선 빔을 조사하면 검출기(14)의 각 점에서 본 실효 초점 사이즈의 편차가 커진다. 특히 주변 위치에서의 실효 초점 크기가 원하지 않게 커져 버린다. 이 때문에 상기의 경우, 피사체(12)의 X선 조사 범위를 복수 영역으로 분할하고, 각 영역마다 압축된 X선 빔을 조사함과 동시에 실효 초점 사이즈가 원하지 않게 커지지 않도록 X선관의 자세를 변경한다. X선관의 자세 변경은 거의 X선관의 초점 위치를 중심으로 한 미소한 회전 운동에 의해 실시된다. 피사체(12)를 복수회로 나눠 촬영할 때, X선관(13) 자체를 제 1 방향(d1) 및 제 2 방향(d2)으로 회전시켜 피사체(12)의 복수 부분에 X선 빔을 조사함으로써 촬영된다.
예를 들면, 피사체(12)를 4회로 나눠 촬영하는 경우, 우선 도 17 및 도 18에 도시한 바와 같이, 피사체(12)의 제 1 영역에 X선 빔을 조사하고, 검출기(14)의 제 1 유효 영역(R1)에 제 1 투과 X선상을 형성한다. 계속해서 도 19에 도시한 바와 같이, X선관(13)을 제 2 방향(d2)으로 회전시키고, 피사체(12)의 제 2 영역에 X선 빔을 조사하고, 검출기(14)의 제 2 유효 영역(R2)에 제 2 투과 X선상을 형성한다. 이 때, 피사체(12)의 제 1 영역에 일부 겹쳐 X선 빔을 조사하고, 검출기(14)의 제 1 유효 영역(R1)에 일부 겹쳐 제 2 투과 X선상을 형성한다.
계속해서, 도 20에 도시한 바와 같이 X선관(13)을 제 1 방향(d1)으로 회전시키고, 피사체(12)의 제 3 영역에 X선 빔을 조사하고, 검출기(14)의 제 3 유효 영역 (R3)에 제 3 투과 X선상을 형성한다. 이 때, 피사체(12)의 제 1 영역 및 제 2 영역에 일부 겹쳐 X선 빔을 조사하고, 검출기(14)의 제 1 유효 영역(R1) 및 제 2 유효 영역(R2)에 일부 겹쳐 제 3 투과 X선상을 형성한다. 계속해서, 도 21에 도시한 바와 같이 X선관(13)을 제 2 방향(d2)으로 회전시키고, 피사체(12)의 제 4 영역에 X선 빔을 조사하고, 검출기(14)의 제 4 유효 영역(R4)에 제 4 투과 X선상을 형성한다. 이 때, 피사체(12)의 제 1 영역, 제 2 영역 및 제 3 영역에 일부 겹쳐 X선 빔을 조사하고, 검출기(14)의 제 1 유효 영역(R1), 제 2 유효 영역(R2) 및 제 3 유효 영역(R3)에 일부 겹쳐 제 4 투과 X선상을 형성한다.
상기한 바와 같이, X선관(13)은 X선 빔의 조사 범위를 바꿔 피사체(12)를 복수회로 나눠 촬영 가능해지도록 X선 빔의 조사 방향을 변화시키고, 또한 동시에 X선관의 자세를 변경하고 있다. 또한, 유방 조영술의 상기 화상 처리부(17)는 X선 빔의 조사 범위를 바꿔 복수회 피사체를 촬영한 복수의 화상을 합성하여 투과 X선상을 형성하는 화상 합성부를 구비하고 있다. 이에 의해 X선 빔의 조사 범위를 바꿔 촬영된 복수의 화상이 합성된 투과 X선상을 얻을 수 있다.
상기와 같이 구성된 X선 검사 장치 및 X선 검사 방법에 의하면 X선관(13)이 피사체(12)에 의해 접근한 상태로 피사체(12)가 촬영되고, 또한 초점 형상을 폭 크기에 비교하여 길이 크기를 길게 한 직사각형 형상으로 하고 있으므로 X선관의 열부하를 경감할 수 있다. 이 경우에도 상기 제 1 실시형태에 따른 X선 검사 장치 및 X선 검사 방법과 동등한 효과를 얻을 수 있다. 이 때문에 의료 진단 분야에서는 피폭이 저감되고, 또한 작은 이상 등도 확실히 검출할 수 있고, 비파괴 검사 분 야에서는 두꺼운 피사체라도 내부 구조를 확실히 검출할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 범위 내에서 여러 가지 변형 가능하다. 예를 들면 도 17에서 X선관(13)을 피사체(12)에 접근시키지 않고, 거리를 도 15와 동일 정도로 하여 실시해도 좋다. 또는 예를 들면 도 17에서 X선관(13)의 초점 크기를 원형 초점이 가능한 가까운 형상으로 하고, X선 빔의 조사 범위는 X선 차폐 부재를 움직이는 것에 의해 변화시키지만, X선관의 자세는 변경하지 않도록 해도 좋다. 또한 예를 들면 도 22에 도시한 바와 같이 X선 검사 장치(11)로서의 유방 조영술에 있어서, 유방 조영술은 X-Y 구동부(30)를 구비하고 있어도 좋다. X-Y 구동부(30)는 검출기(14)를 서로 직교하는 X 방향 및 Y 방향으로 이동시킬 수 있다. 이 때문에 ,X-Y 구동부(30)에 의해 검출기(14)를 X선 빔의 조사 영역으로 이동시킴으로써 검출기(14)는 투과 X선상을 새지 않게 검출할 수 있다. 이 때문에 유방 조영술은 도 17에 도시한 큰 사이즈의 검출기(14)를 이용하지 않고 작은 사이즈의 검출기(14)를 이용해도 피사체를 양호하게 촬영할 수 있다. 이 때문에 보다 저렴한 X선 검사장치를 실현하는 것이 가능해진다.
또한, 상기한 모든 실시예의 X선관(13)은 회전 양극형 X선관을 사용하고 있지만, 고정 양극형 X선관이나 투과형 X선관, 또는 X선관 이외의 X선원을 사용하는 것도 가능하다.
본 발명에 의하면 X선관의 관전압을 피사체중의 다른 X선 전파 매질간의 X선 흡수율의 차가 10% 이하가 되는 관전압으로 설정하기 위해, 피사체중의 다른 X선 전파 매질간의 X선 흡수능의 차를 반영한 X선 흡수상에 의한 식별능은 저하하지만, 다른 X선 전파 매질간의 경계면에서의 X선 빔의 굴절에 의해 경계면의 윤곽을 따르는 영역에 형성되는 X선 굴절상에 의한 식별이 가능하고, 따라서, 의료 진당 분야에서는 피폭을 저감할 수 있고, 또한 이상 등도 확실히 검출할 수 있고, 비파괴 검사 분야에서는 두꺼운 피사체라도 내부 구조를 확실히 검출할 수 있다.

Claims (23)

  1. X선관의 관전압을 피사체 중의 제 1 X선 전파 매질의 X선 흡수율과, 상기 제 1 X선 전파 매질과 X선 흡수능이 다른 제 2 X선 전파 매질의 X선 흡수율의 차가 10% 이하가 되는 관전압으로 설정하는 단계,
    상기 관전압이 설정된 상태에서 상기 피사체에 상기 X선관으로부터 X선 빔을 조사하는 단계,
    상기 제 1 X선 전파 매질과 상기 제 2 X선 전파 매질의 X선 흡수능의 차를 반영한 X선 흡수상에 겹치고, 상기 제 1 X선 전파 매질과 상기 제 2 X선 전파 매질의 경계면에서의 상기 X선 빔의 굴절에 의해 형성되는 X선 굴절상을 갖는 투과 X선상을 검출하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 X선 검사 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 투과 X선상으로부터 상기 X선 굴절상의 성분을 추출하는 화상 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 X선 검사 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 화상 처리는 상기 투과 X선상의 고주파 성분을 강조하는 주파수 강조 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 X선 검사 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 화상 처리는 화상 선예화 처리인 것을 특징으로 하는 X선 검사 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 화상 처리는 상기 X선 굴절상을 제외한 백그라운드상을 상기 투과 X선상으로부터 적어도 부분적으로 빼는 감산 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 X선 검사 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 백그라운드상의 적어도 일부는 주파수 강조 처리에 의해 상기 투과 X선상의 저주파 성분이 강조되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 검사 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 백그라운드상의 적어도 일부는 상기 투과 X선상 보다도 거친 화소로 샘플링되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 검사 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 X선관의 관전압을 설정할 때, 상기 피사체를 유방으로 하는 경우에 상기 X선관의 관전압을 40kVp 내지 150kVp로 설정하는 것을 특징으로 하는 X선 검사 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 투과 X선상은 상기 X선 빔의 조사 범위를 바꿔 복수회 촬영되는 복수의 화상을 합성하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 X선 검사 방법.
  10. 피사체에 X선 빔을 조사하고, 또 상기 피사체 중의 제 1 X선 전파 매질의 X선 흡수율과, 상기 제 1 X선 전파 매질과 X선 흡수능이 다른 제 2 X선 전파 매질의 X선 흡수율의 차가 10% 이하가 되는 관전압으로 설정된 X선관,
    상기 피사체를 투과하는 투과 X선상을 검출하는 검출기, 및
    상기 제 1 X선 전파 매질과 상기 제 2 X선 전파 매질의 X선 흡수능의 차를 반영한 X선 흡수상에 겹치고, 상기 제 1 X선 전파 매질과 상기 제 2 X선 전파 매질의 경계면에서의 상기 X선 빔의 굴절에 의해 형성되는 X선 굴절상을 갖는 상기 투과 X선상이 얻어지도록 상기 X선관과 피사체의 거리 및 상기 피사체와 검출기의 거리를 설정하는 배치 조정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 X선 검사 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 검출기에서 검출된 상기 투과 X선상으로부터 상기 X선 굴절상의 성분을 추출하는 화상 처리부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 X선 검사 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 X선관의 관전압은 상기 피사체를 유방으로 하는 경우에 40kVp 내지 150kVp로 설정되는 것을 특징으로 하는 X선 검사 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 X선관은 상기 X선 빔의 조사 범위를 바꿔 상기 피사체를 복수회로 나눠 촬영 가능해지도록 상기 X선 빔의 조사 방향을 변화시키는 것을 특징으로 하는 X선 검사 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 X선관이 초점 위치를 중심으로 하여 회전함으로써 상기 X선 빔의 조사 방향을 변화시키는 것을 특징으로 하는 X선 검사 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 검출기는 상기 X선 빔의 조사 방향의 변화에 연동하고, 또한 상기 X선 빔의 조사 범위 내의 X선 빔을 모두 받도록 이동 가능한 것을 특징으로 하는 X선 검사 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 X선 빔의 조사 범위를 바꿔 복수회 피사체를 촬영한 복수의 화상을 합성하여 상기 투과 X선상을 형성하는 화상 합성부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 X선 검사 장치.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 피사체를 투과하는 어떤 조사 방향(J)으로의 X선 초점의 투영상(실효 초점)의 최대 지름 크기를 "p(J)", 상기 피사체를 투과하는 전체 조사 방향으로 걸치는 p(J)의 집합을 "P"로 할 때, 모든 J에 대해, p(J) 〈 100㎛, 또한 최대(P)/최소(P)〈 2인 것을 특징으로 하는 X선 검사 장치.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 X선관은 상기 제 1 X선 전파 매질의 X선 흡수율과, 제 2 X선 전파 매질의 X선 흡수율의 차가 10% 보다 크게 되도록 관전압으로 설정 가능하고,
    배치 조정부는 상기 피사체와 상기 검출기가 밀착하도록 조정 가능한 것을 특징으로 하는 X선 검사 장치.
  19. 제 10 항에 있어서,
    상기 X선관은 상기 제 1 X선 전파 매질의 X선 흡수율과, 제 2 X선 전파 매질의 X선 흡수율의 차가 10% 보다 크게 되도록 관 전압으로 설정 가능하고,
    배치 조정부는 상기 피사체와 상기 X선관이 접근하도록 조정 가능한 것을 특징으로 하는 X선 검사 장치.
  20. 피사체에 X선 빔을 조사하는 X선관, 및
    상기 피사체를 투과하는 투과 X선상을 검출하는 검출기를 구비하고,
    상기 X선 빔의 조사 범위를 바꿔 상기 피사체를 복수회로 나눠 촬영 가능해지도록, 상기 X선관의 초점 위치를 중심으로 하여 상기 X선관을 회전시킴으로써 상기 X선 빔의 조사 방향을 변화시키는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 X선 검사 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 검출기는 상기 X선 빔의 조사 방향의 변화에 연동하고, 또한 상기 X선 빔의 조사 범위 내의 X선 빔을 모두 받도록 이동 가능한 것을 특징으로 하는 X선 검사 장치.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 X선 빔의 조사 범위를 바꿔 복수회 피사체를 촬영한 복수의 화상을 합성하여 상기 투과 X선상을 형성하는 화상 합성부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 X선 검사 장치.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 피사체를 투과하는 어떤 조사 방향(J)으로의 X선 초점의 투영상(실효 초점)의 최대 지름 크기를 "p(J)", 상기 피사체를 투과하는 전체 조사 방향으로 걸치는 p(J)의 집합을 "P"로 할 때, 모든 J에 대해, p(J)〈 100㎛, 또한 최대(P)/최소(P)〈 2인 것을 특징으로 하는 X선 검사 장치.
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JP2003010162A (ja) * 2001-07-04 2003-01-14 Nagata Seiki Co Ltd 位相コントラストｘ線撮像装置
JP2004147917A (ja) * 2002-10-31 2004-05-27 Konica Minolta Holdings Inc 放射線画像撮影装置

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