WO2020170494A1 - Ｘ線位相イメージング装置およびｘ線位相イメージング方法 - Google Patents

Ｘ線位相イメージング装置およびｘ線位相イメージング方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2020170494A1
WO2020170494A1 PCT/JP2019/039788 JP2019039788W WO2020170494A1 WO 2020170494 A1 WO2020170494 A1 WO 2020170494A1 JP 2019039788 W JP2019039788 W JP 2019039788W WO 2020170494 A1 WO2020170494 A1 WO 2020170494A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
grating
ray
moving
substrate
phase
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/039788
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
貴弘 土岐
木村　健士
和田　幸久
敏 徳田
Original Assignee
株式会社島津製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社島津製作所 filed Critical 株式会社島津製作所
Priority to JP2021501548A priority Critical patent/JP6984783B2/ja
Publication of WO2020170494A1 publication Critical patent/WO2020170494A1/ja

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/06—Diaphragms
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G01N23/041—Phase-contrast imaging, e.g. using grating interferometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T7/00—Details of radiation-measuring instruments

Definitions

  • the present invention relates to an X-ray phase imaging apparatus and an X-ray phase imaging method.
  • the Japanese Patent Laid-Open No. 2014-79518 described above includes an X-ray source for irradiating X-rays, a multi-slit, a phase grating, and an absorption grating, an object stage on which an object is placed, and an X-ray detector.
  • a radiographic device is disclosed.
  • the subject table is provided in the X-ray irradiation axis direction.
  • a plurality of slits are arranged in a direction orthogonal to the X-ray irradiation axis direction.
  • the X-ray detector has two-dimensionally arranged conversion elements that generate electric signals according to the X-rays that are irradiated by the X-ray source and that have passed through the multi-slit, the phase grating, the subject, and the absorption grating.
  • the generated electric signal is read as an image signal.
  • the phase grating and the absorption grating are orthogonal to the X-ray irradiation axis direction and different from the slit extending direction of the multi-slit with respect to the multi-slit. It is provided with a drive unit for relative movement.
  • the multi-slit is formed by forming a slit structure on a substrate made of a material having a low X-ray absorptivity such as silicon or glass, and embedding metal in the slit structure to form the multi-slit. ing. Also, the absorption grating is formed similarly to the multi-slit.
  • the thickness of the substrate can be reduced only up to the thickness of the substrate that can maintain the mechanical strength, so that there is a problem that the attenuation of X-rays cannot be effectively suppressed.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to prevent a decrease in mechanical strength and to effectively reduce X-ray attenuation. It is an object of the present invention to provide an X-ray phase imaging apparatus capable of suppressing.
  • an X-ray phase imaging apparatus includes an X-ray source, an X-ray detector that detects irradiated X-rays, an X-ray source and an X-ray detector. And a plurality of diffraction gratings including a grating region in which a grating is formed on a part of the substrate, at least one of the plurality of diffraction gratings having a large thickness of the substrate in the grating region. It includes a first portion and a second portion having a substrate thickness smaller than that of the first portion.
  • a plurality of diffraction gratings including a grating region provided between the X-ray source and the X-ray detector and having a grating formed on a part of the substrate are provided, and At least one of the diffraction gratings includes, in the grating region, a first portion having a large substrate thickness and a second portion having a substrate thickness smaller than that of the first portion.
  • the first portion having a large thickness of the substrate and the second portion having a smaller thickness of the substrate than the first portion it is possible to suppress deterioration of mechanical strength and to attenuate X-rays It is possible to provide an X-ray phase imaging apparatus capable of effectively suppressing the above.
  • FIG. 3 is a diagram showing a source grating according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 500-500 showing a source grating according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a phase grating according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view taken along line 510-510, illustrating a phase grating according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing an absorption grating according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 520-520 showing an absorption grating according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing pixels of an X-ray detector according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows an example of the moving mechanism by one Embodiment of this invention. 3 is a flowchart showing an X-ray phase imaging imaging method according to an embodiment of the present invention.
  • the X-ray phase imaging apparatus 100 is an apparatus that images the inside of the subject 10 using the phase difference of X-rays that have passed through the subject 10.
  • the X-ray phase imaging apparatus 100 is an apparatus that uses the Talbot effect to image the inside of the subject 10.
  • FIG. 1 is a view of the X-ray phase imaging apparatus 100 viewed from above.
  • the X-ray phase imaging apparatus 100 includes an X-ray source 1, an X-ray detector 2, and a diffraction grating 3.
  • the direction from the X-ray source 1 to the diffraction grating 3 is the Z direction.
  • the up-down direction of the paper surface orthogonal to the Z direction is defined as the X direction.
  • the front direction to the rear direction of the paper surface orthogonal to the Z direction is defined as the Y direction.
  • the X-ray source 1 is configured to generate X-rays by applying a high voltage and irradiate the generated X-rays in the Z direction.
  • the X-ray detector 2 is configured to detect X-rays, convert the detected X-rays into an electric signal, and read the converted electric signal as an image signal.
  • the X-ray detector 2 is, for example, an FPD (Flat Panel Detector).
  • the X-ray detector 2 is composed of a plurality of conversion elements (not shown) and pixel electrodes (not shown) arranged on the plurality of conversion elements. The plurality of conversion elements and the pixel electrodes are arranged in an array in the X direction and the Y direction at a predetermined cycle (pixel pitch).
  • the diffraction grating 3 includes a phase grating 31, an absorption grating 32, and a source grating (multi-slit) 33.
  • One of the phase grating 31, the absorption grating 32, and the source grating 33 is moved by the moving mechanism 4 in the direction (X direction or Y direction) orthogonal to the X-ray irradiation direction.
  • the X-ray phase imaging apparatus 100 forms a moire by moving the diffraction grating 3 and captures an X-ray image of the subject 10.
  • the subject 10 is arranged between the source grating 33 and the phase grating 31.
  • a dark field image, a phase differential image, and an absorption image are generated from the air image taken without placing the subject 10 and the sample image taken with the subject 10 placed.
  • the diffraction grating 3 moved by the moving mechanism 4 is a moving grating
  • the fixed diffraction grating 3 is a fixed grating.
  • the radiation source grating 33 is arranged between the X-ray source 1 and the phase grating 31, and the X-ray source 1 emits X-rays.
  • the source grating 33 is configured to use the X-rays that have passed through the respective X-ray transmissive portions 331 as the linear light sources corresponding to the positions of the respective X-ray transmissive portions 331. Thereby, the radiation source grating 33 can improve the coherence of the X-rays emitted from the X-ray source 1.
  • the source grating 33 has a plurality of X-ray transmitting portions 331 and X-ray absorbing portions 332 arranged in the X direction at a predetermined period (pitch) 330. Each X-ray transmitting portion 331 and X-ray absorbing portion 332 is configured to extend in the Y direction.
  • the phase grating 31 is arranged between the source grating 33 and the absorption grating 32, and the X-ray that has passed through the source grating 33 is irradiated.
  • the phase grating 31 is provided to form a self-image by the Talbot effect.
  • an image (self-image) of the grating is formed at a position separated from the grating by a predetermined distance (Talbot distance). This is called the Talbot effect.
  • the phase grating 31 has a plurality of slits 311 arranged in the X direction at a predetermined period (pitch) 310, and an X-ray phase changing unit 312. Each of the slits 311 and the X-ray phase changing portion 312 is formed so as to extend in the Y direction.
  • the absorption grating 32 is arranged between the phase grating 31 and the X-ray detector 2, and the X-ray that has passed through the phase grating 31 is irradiated. Further, the absorption grating 32 is arranged at a position away from the phase grating 31 by the Talbot distance. The absorption grating 32 interferes with the self-image of the phase grating 31 to form moire fringes on the detection surface of the X-ray detector 2.
  • the absorption grating 32 has a plurality of X-ray transmission parts 321 and X-ray absorption parts 322 arranged in the X direction at a predetermined cycle (pitch) 320.
  • the source grating 33, the phase grating 31, and the absorption grating 32 have different roles, the X-ray transmission part 331, the slit 311, and the X-ray transmission part 321 respectively transmit X-rays.
  • the X-ray absorbing section 332 and the X-ray absorbing section 322 each have a role of blocking X-rays, and the X-ray phase changing section 312 changes the phase of X-rays depending on the difference in the refractive index with the slit 311.
  • the detailed structure of the source grating 33, the phase grating 31, and the absorption grating 32 will be described by taking the case where the source grating 33 and the phase grating 31 are fixed gratings and the absorption grating 32 is a moving grating as an example. This will be described below.
  • the source grid 33 is a rectangular parallelepiped extending in the X direction, the Y direction, and the Z direction. As shown in FIGS. 2 and 3, in the radiation source grid 33, the X-ray transmitting portion 331 and the X-ray absorbing portion 332 are formed in the lattice region 36a on one surface (front surface 340a) of the substrate 34a on the Z axis direction side. ing.
  • the lattice area 36a is, for example, a quadrangle.
  • the substrate 34a is Si (silica).
  • a groove is formed in a part of the surface 340a of the substrate 34a, and a plurality of X-ray absorbing portions 332 are formed by filling the formed groove with a metal such as gold by plating or the like.
  • the X-ray absorbing portions 332 are formed so as to extend in the Y direction, and a plurality of X-ray absorbing portions 332 are arranged at equal intervals in the X direction.
  • the source grating 33 is located closer to the X-ray source 1 than the phase grating 31 and the absorption grating 32 (see FIG. 1). Therefore, in the source grating 33 close to the X-ray source 1, the X-ray transmission region 334 becomes smaller than the phase grating 31 and the absorption grating 32. Therefore, as shown in FIGS. 2 and 3, when the source grating 33 is provided with the first portion 37a and the second portion 38a, the X-ray transmitting portion 331 and the X-ray absorbing portion 332 are provided.
  • the second portion 38a is formed in the X-ray transmitting portion on the surface (rear surface 341a) opposite to the surface (front surface 340a).
  • the second portion 38a is a portion whose thickness is reduced by providing the concave portions 39 formed in the lattice region 36a by mechanical processing or chemical processing.
  • the first portion 37a is formed so as to surround the recess 39 in the lattice region 36a.
  • the transmissive portion of the radiation source grating 33 becomes circular by being irradiated with the cone beam from the X-ray source 1. Therefore, the recess 39 is formed in a circular shape in accordance with the circumference of the transparent portion.
  • the thickness t2 of the second portion 38a is smaller than the thickness t1 of the first portion 37a. In the radiation source grid 33, since the area of the first portion 37a is large, the thickness t2 of the second portion 38a can be made smaller than before.
  • the phase grating 31 is a rectangular parallelepiped extending in the X direction, the Y direction and the Z direction. As shown in FIGS. 4 and 5, the phase grating 31 has a slit 311 and an X-ray phase changing portion 312 formed on one surface (front surface 340b) on the Z axis direction side of the substrate 34b.
  • the lattice area 36b is, for example, a quadrangle.
  • the substrate 34b is Si (silica).
  • a groove is formed in a part of the surface 340b of the substrate 34b, and a plurality of X-ray phase change parts 312 are formed by filling the formed groove with a metal such as gold by plating or the like.
  • the X-ray phase changing sections 312 are formed so as to extend in the Y direction, and a plurality of X-ray phase changing sections 312 are arranged at equal intervals in the X direction.
  • the first portion 37b and the second portion 38b are provided on the surface (rear surface 341b) opposite to the surface (front surface 340b) on which the plurality of slits 311 and the X-ray phase changing portion 312 are provided.
  • a part of the back surface 341b of the phase grating 31 is provided with a substrate 34b and a substrate removal region 40a which is removed by mechanical processing or chemical processing.
  • the substrate removal region 40a By providing the substrate removal region 40a, the protrusion 50a having a thickness larger than that of the first portion 37b is formed so as to surround the substrate removal region 40a, so that the mechanical strength of the substrate 34b can be maintained.
  • the area of the substrate removal region 40a is larger than that of the lattice region 36b.
  • the substrate removal area 40a is, for example, a quadrangle.
  • the first portion 37b is formed to extend from one end to the other end of the lattice region 36b like a beam.
  • the first portion 37b formed to extend in the Y direction is the first thick portion 371
  • the first portion 37b formed to extend in the X direction orthogonal to the Y direction is the second portion.
  • the thick portion 372 is used. By providing both the first thick portion 371 and the second thick portion 372, the mechanical strength of the phase grating 31 is improved.
  • the first thick portion 371 and the second thick portion 372 are formed in the lattice region 36b at equal intervals so as to extend in a lattice shape in directions substantially orthogonal to each other.
  • the second portion 38b is formed in a quadrangle in a region surrounded by the first thick portion 371 and the second thick portion 372.
  • a plurality of second portions 38b are formed by removing a part of the substrate 34b by mechanical processing or chemical processing. If it is possible to obtain sufficient mechanical strength, the first portion 37b preferably has a smaller area than the second portion 38b in order to suppress X-ray attenuation.
  • the thickness t5 of the second portion 38b is smaller than the thickness t4 of the first portion 37b. Furthermore, the thickness t4 of the first portion 37b is smaller than the thickness t3 of the convex portion 50a.
  • the absorption grating 32 is a rectangular parallelepiped extending in the X direction, the Y direction, and the Z direction. As shown in FIGS. 6 and 7, in the absorption grating 32, an X-ray transmission part 321 and an X-ray absorption part 322 are formed on one surface (front surface 340c) of the substrate 34c on the Z-axis direction side.
  • the substrate 34c is Si (silica). Then, a plurality of X-ray absorbing parts 322 are formed by forming a groove in a part of the surface 340c of the substrate 34c and filling the formed groove with a metal such as gold by plating or the like.
  • the X-ray absorbing portions 322 are formed so as to extend in the Y direction, and a plurality of X-ray absorbing portions 322 are formed at equal intervals in the X direction.
  • a region of a part of the substrate 34c that surrounds the X-ray absorbing portion 322 from the front surface 340c to the back surface 341c of the absorption grating 32 is defined as a grating region 36c.
  • the first portion 37c and the second portion 38c are provided on the surface (rear surface 341c) opposite to the surface (the front surface 340c) on which the X-ray transmitting portion 321 and the X-ray absorbing portion 322 are provided.
  • the back surface 341c of the absorption grating 32 is provided with a substrate removal region 40b where a part of the substrate 34c is removed by mechanical processing or chemical processing.
  • the substrate removal region 40b and the lattice region 36c are, for example, quadrangles. If it is possible to obtain sufficient strength, the first portion 37c preferably has a smaller area than the second portion 38c in order to suppress the attenuation of X-rays.
  • the thickness t8 of the second portion 38c is smaller than the thickness t7 of the first portion 37c. Further, the thickness t7 of the first portion 37c is smaller than the thickness t6 of the convex portion 50b.
  • the absorption grating 32 which is a moving grating, is configured so that the first portion 37c extends in one of the X direction and the Y direction in order to reduce the influence of the intensity change due to the shadow 9 of the first portion 37c. Is formed in.
  • the first portion 37c is formed on the absorption grating 32 so as to extend in the direction parallel to the moving direction. Since the first portion 37c is parallel to the step movement direction, the position of the shadow 9 of the first portion 37c appearing in the sample image to be acquired is the same in the sample image even if the absorption grating 32 is moved by the moving mechanism 4. Appear in position. Therefore, the shadow 9 disappears in the extraction calculation between the air image and the sample image.
  • first portion 37c is formed on the absorption grating 32 so as to extend in the direction orthogonal to the moving direction. Unlike the case where the first portion 37c is parallel to the direction of step movement, the position of the shadow 9 in the X-ray image moves due to the movement mechanism 4 moving the absorption grating 32 in steps.
  • FIG. 8 schematically shows the X-ray detector 2.
  • the large quadrangle in FIG. 8 shows the entire X-ray detector 2, and the small quadrangle represents each pixel constituting the X-ray detector 2.
  • the hatched quadrangle represents the shadow 9 of the first portion 37c.
  • the control unit 5 controls the moving mechanism 4 so that the width Sx of the width of the shadow 9 of the first portion 37c of the absorption grating 32 corresponds to one pixel of the X-ray detector 2.
  • the position of the absorption grating 32 is adjusted so as to be an integral multiple of the pixel pitch Pd that is the width (length in the X direction).
  • the relationship between the position of the absorption grating 32 and the length Sx of the width of the shadow 9 is given by the following equation.
  • the adjustment of the position of the absorption grating 32 is determined based on the following formula.
  • Sx is the length of the first portion 37c in the width direction (length of the shadow 9)
  • L is the distance between the X-ray source 1 and the X-ray detector 2
  • L1 is the X-ray source 1 and the absorption grating.
  • Pd is the pixel pitch of the detector
  • n is n times the pixel pitch Pd.
  • the control unit 5 calculates the distance L1 between the X-ray source 1 and the absorption grating 32.
  • the moving mechanism 4 can move the absorption grating 32 in the X direction, the Y direction, the Z direction, the rotation direction around the X direction axis, the rotation direction around the Y direction axis, and the rotation direction around the Z direction axis. Is configured.
  • the moving mechanism 4 includes an X-direction translation mechanism 4a, a Y-direction translation mechanism 4b, a Z-direction translation mechanism 4c, a translation mechanism connection portion 4d, a stage support portion drive portion 4e, and a stage support portion 4f. , A stage drive unit 4g and a stage 4h.
  • the X-direction translation mechanism 4a, the Y-direction translation mechanism 4b, and the Z-direction translation mechanism 4c are configured to be movable in the X-direction, the Y-direction, and the Z-direction, respectively.
  • the X-direction translation mechanism 4a, the Y-direction translation mechanism 4b, and the Z-direction translation mechanism 4c include, for example, a stepping motor.
  • the moving mechanism 4 is configured to move the absorption grid 32 in the X direction, the Y direction, and the Z direction by the operations of the X-direction linear motion mechanism 4a, the Y-direction linear motion mechanism 4b, and the Z-direction linear motion mechanism 4c, respectively. Has been done.
  • the stage support 4f supports the stage 4h for mounting (or holding) the absorption grating 32 from the Z direction.
  • the stage drive unit 4g is configured to reciprocate the stage 4h in the X direction.
  • the stage 4h has a bottom portion formed in a convex curved surface shape toward the stage support portion 4f, and is configured to rotate about the Y direction axis (Ry direction) by reciprocating in the X direction.
  • the stage supporting unit driving unit 4e is configured to reciprocate the stage supporting unit 4f in the Y direction.
  • the linear motion mechanism connecting portion 4d is provided in the X-direction linear motion mechanism 4a so as to be rotatable around the axis line in the Z direction (Rz direction).
  • the bottom of the stage support portion 4f is formed in a convex curved surface shape toward the linear motion mechanism connection portion 4d, and reciprocates in the Y direction to rotate around the X direction axis (Rx direction). Is configured.
  • the control unit 5 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit).
  • the control unit 5 controls the moving mechanism 4 so as to move the moving grating stepwise during X-ray imaging. Further, the control unit 5 controls the X-ray source 1 to emit X-rays.
  • a CPU Central Processing Unit
  • the control unit 5 controls the X-rays in which the length of the shadow 9 of the first portion 37c of the absorption grating 32 formed by the irradiation of X-rays based on the calculated L1 is an integral multiple of the pixel pitch Pd of the X-ray detector 2.
  • the moving mechanism 4 is controlled so as to move the absorption grating 32 to a position in the irradiation direction of.
  • control unit 5 controls the start position of movement of the absorption grating 32.
  • the shadow 9 of the first portion 37c covers the pixels 21 and 22, but the shadow 9 does not cover the pixel 23.
  • the shadow 9 of the first portion 37c moves during the movement of the absorption grating 32.
  • the shadow 9 extends over the pixels 22 and 23, and the shadow 9 extends over the pixel 21. It is possible that it will disappear.
  • the pixel value changes depending on the presence or absence of the shadow 9.
  • the control unit 5 controls the moving mechanism 4 so as to adjust the position of the absorption grating 32 so that the boundary of the shadow 9 of the first portion 37c does not cross the pixels of the X-ray detector 2 during the movement. Control. Specifically, the movement start position of the absorption grating 32 is adjusted so that the boundary between the shadow 9 and the portion other than the shadow 9 is located at a position separated by the distance moved by the step movement. For example, when moving by 9 ⁇ m by step movement, the start position is set at a position 9 ⁇ m away from the boundary of pixels.
  • the control unit 5 controls the moving mechanism 4 so as to rotate one of the plurality of diffraction gratings 3 by 90 degrees to obtain the position of the shadow 9 of the first portion 37c. This makes it possible to capture the shadow 9 of the diffraction grating 3 and the first portion 37c without causing moire in the X-ray image. Then, a change in pixel value is acquired from the acquired X-ray image, and the sample image and the air image are corrected based on the acquired change.
  • n 2
  • the width Sx of the width of the first portion 37c and the pixel pitch Pd are determined by the diffraction grating 3 and the X-ray detector 2 used. Then, by keeping the distance L1 between the X-ray source 1 and the absorption grating 32 constant, the distance L between the X-ray source 1 and the X-ray detector 2 is calculated, and the position of the X-ray detector 2 is adjusted.
  • the position adjustment of the X-ray detector 2 may be performed by providing the X-ray detector 2 with a moving grid different from the moving mechanism 4 provided in the moving grid, or by the user.
  • step 201 the user prepares a moving grating including a fixed grating, a first portion having a large substrate thickness and a second portion having a small substrate thickness in the grating region.
  • the user arranges a fixed grid and a moving grid.
  • the fixed grating includes the source grating 33 and the phase grating 31
  • the source grating 33 is arranged near the X-ray source 1 and the phase grating 31 is arranged apart from the X-ray source 1.
  • the user places the absorption grating 32 at the Talbot distance of the phase grating 31. Then, in step 204, after the absorption grating 32, the phase grating 31 and the source grating 33 are arranged, the length of the shadow 9 of the first portion 37c of the absorption grating 32 is determined by the pixel pitch Pd of the X-ray detector 2.
  • the user arranges the X-ray detector 2 so as to be an integral multiple of.
  • the boundary between the shadow 9 of the first portion 37c and the portion other than the shadow 9 is the X-ray while the movement start position of the absorption grating 32 is moving in the direction orthogonal to the X-ray irradiation direction.
  • the detector 2 is adjusted so as not to cross the pixel boundaries.
  • the arrangement position of the detector is calculated using the above formula.
  • the user positions the subject 10 and operates the X-ray phase imaging apparatus 100.
  • the X-ray phase imaging apparatus 100 performs X-ray phase imaging photography while moving the moving grating in steps.
  • the X-ray phase imaging apparatus 100 is provided between the X-ray detector 2 that detects the irradiated X-rays, the X-ray source 1 and the X-ray detector 2,
  • the mechanical strength of the diffraction grating 3 can be ensured by the first portions 37a, 37b, 37c having a large thickness, so that the second portions 38a, 38b, 38c can be made thinner than before. it can.
  • X-ray attenuation can be effectively suppressed.
  • the diffraction grating 3 is formed so that the first portions 37a, 37b, 37c continuously extend from one end to the other end of the grating regions 36a, 36b, 36c.
  • the first portions 37a, 37b, and 37c function like a beam, and have higher strength than in the case where they are provided intermittently.
  • the intensity of the diffraction grating 3 can be further improved.
  • the moving mechanism 4 that can move at least one of the plurality of diffraction gratings 3 in the direction orthogonal to the X-ray irradiation direction. It includes a moving grating (absorption grating 32) moved by the moving mechanism 4 and a fixed grating (phase grating 31, source grating 33) that is fixed, and the fixed grating includes the first portions 37a and 37b and the second portion 38a. , 38b.
  • the fixed grating phase grating 31, source grating 33
  • the fixed grating does not move, and therefore the position of the shadow 9 formed by irradiating the first portions 37a and 37b with X-rays does not change. Therefore, the shadow 9 appears at the same position as the sample image taken with the subject 10 and the air image taken without the subject 10. Therefore, the shadow 9 can be easily erased by extracting and calculating the air image from the sample image. be able to.
  • the fixed grating includes the source grating 33 having a small X-ray transmission region 334 arranged on the X-ray source 1 side and the phase grating 31, and the fixed source grating 33.
  • the second portion 38a is formed in the X-ray transmitting portion of the substrate 34a in the lattice area 36a. Since the area of the second portion 38a can be reduced by providing the second portion 38a only in the portion through which the X-rays pass, the area of the first portion 37a must be larger than that of the second portion 38a. You can As a result, since the area of the second portion 38a is large, it is possible to suppress the decrease in the strength of the source grating 33.
  • the second portion 38a is formed in the portion corresponding to the recess 39, and the recess 39 is formed.
  • the first portion 37a is formed so as to surround it.
  • the first portion 37a and the second portion 38a can be formed by providing the recess 39 in the substrate 34a of the radiation source grating 33, so that the first portion 37a and the second portion 38a can be easily formed. be able to.
  • the fixed grating includes the source grating 33 arranged on the X-ray source 1 side and the phase grating 31, and one end to the other end of the grating region 36b of the phase grating 31.
  • the first portion 37b and the second portion 38b are provided in the range extending over. Thereby, since the first portion 37b can be formed over the entire grating region 36b of the phase grating 31, it is possible to suppress the decrease in the strength of the phase grating 31.
  • the phase grating 31 includes the plurality of first portions 37b and the second portions 38b, and the first portions 37b extend in a lattice shape in the directions orthogonal to each other and the plurality of portions are formed.
  • the second portion 38b is provided in a region surrounded by the first portions 37b extending in a grid pattern.
  • the first portions 37b are formed so as to extend in a grid shape in the directions substantially orthogonal to each other, so that the strength of the phase grating 31 can be further improved.
  • the first portion 37b can be formed by providing the plurality of second portions 38b, the first portion 37b and the second portion 38b can be easily formed.
  • the moving grating is the absorbing grating 32 including the first portion 37c and the second portion 38c, and the first portion 37c of the absorbing grating 32 is in the moving direction of the absorbing grating 32. It is formed so as to extend in a direction parallel to.
  • the moving grating is the absorption grating 32 including the first portion 37c and the second portion 38c, and the first portion 37c of the absorption grating 32 is in the moving direction of the absorption grating 32.
  • the length Sx of the shadow 9 of the first portion 37c of the absorption grating 32 formed by the irradiation of X-rays is formed so as to extend in the direction orthogonal to the integer pitch of the pixel pitch Pd of the X-ray detector 2.
  • a control unit 5 that controls the moving mechanism 4 to move the diffraction grating 3 is further provided at a position in the X-ray irradiation direction.
  • the length Sx of the shadow 9 of the first portion 37c of the absorption grating 32 formed by the irradiation of X-rays is an integral multiple of the pixel pitch Pd of the X-ray detector 2, so that there are a plurality of first portions 37c.
  • the position of another first portion 37c can be aligned.
  • the control unit 5 controls the shadow 9 and the shadow 9 of the first portion 37c while the absorption grating 32 is moving in the direction orthogonal to the X-ray irradiation direction by the moving mechanism 4.
  • the moving mechanism 4 is controlled so as to adjust the start position of the movement of the moving grid so that the boundary with other portions does not cross the boundary of the pixels of the X-ray detector 2. As a result, it is possible to prevent the shadow 9 from moving to a pixel in which the pixel value has not changed due to the shadow 9 at the start of shooting.
  • control unit 5 performs control for correcting a change in the pixel value of the first portion 37c of the absorption grating 32 in the X-ray image acquired by the X-ray detector 2. As a result, the control unit 5 corrects the X-ray image, and thus a clear X-ray image with no change in pixel value can be obtained.
  • the X-ray source 1, the X-ray detector 2 that detects the irradiated X-rays, and the X-ray source 1 and the X-ray detector 2 are provided.
  • the substrate 34c is formed in the grating region 36c.
  • the step of preparing the absorption grating 32 to be moved including the first portion 37c having a large thickness and the second portion 38c having a small thickness of the substrate 34c, and the length of the shadow 9 of the first portion 37c of the absorption grating 32, Arranging the X-ray detector 2 so as to be an integral multiple of the pixel pitch Pd of the X-ray detector 2.
  • the length of the shadow 9 of the first portion 37c of the absorption grating 32 which is easily formed by the irradiation of X-rays, becomes an integral multiple of the pixel pitch Pd of the X-ray detector 2. can do.
  • the length Sx of the shadow 9 of the first portion 37c of the absorption grating 32 formed by the irradiation of X-rays is an integral multiple of the pixel pitch Pd of the X-ray detector 2, there are a plurality of first portions 37c. Even in this case, the positions of the other first portions 37c can be adjusted by adjusting the positions of the one first portion 37c.
  • the step of arranging the X-ray detector 2 is such that the movement start position of the absorption grating 32 is the movement of the absorption grating 32 in the direction orthogonal to the X-ray irradiation direction. Then, the boundary between the shadow 9 of the first portion 37c and the part other than the shadow 9 is adjusted so as not to cross the boundary of the pixels of the X-ray detector 2. As a result, it is possible to prevent the shadow 9 from moving to a pixel in which the pixel value of the shadow 9 has not changed at the time of start of image capturing.
  • the radiation source grid is provided, but the present invention is not limited to this.
  • the source grating may not be provided.
  • the present invention is not limited to this.
  • it may be tapered toward the center of the lattice region.
  • the first portion when the first portion is provided in the phase grating, the first portion is formed so as to extend in a lattice shape in the directions substantially orthogonal to each other, but the present invention is not limited to this. Not limited.
  • the first portion may be configured like a brace by connecting one end to the other end of the lattice area.
  • the first portions may not be provided at equal intervals.
  • the fixed grating includes the source grating and the phase grating and the absorption grating is the moving grating
  • the present invention is not limited to this.
  • the source grating or the phase grating may be a moving grating
  • the remaining diffraction gratings may be moving gratings.
  • the absorption grating is formed with the first portion and the second portion as in the case where the phase grating is a fixed grating.
  • the first portion and the second portion may be provided in any one of the source grating, the phase grating, and the absorption grating. Further, the first part and the second part may be provided in two of the three diffraction gratings by a combination of the source grating and the phase grating, the source grating and the absorption grating, or the phase grating and the absorption grating.
  • the first portion and the second portion are preferably provided on the fixed grid. Further, when the absorption grating is provided with the first portion and the second portion, the area of the first portion and the second portion becomes large, so that the phase grating or the source grating has the first portion and the second portion. It is preferably provided.
  • (Item 1) X-ray source, An X-ray detector for detecting the irradiated X-rays, A plurality of diffraction gratings provided between the X-ray source and the X-ray detector and including a grating region in which a grating is formed on a part of the substrate; At least one of the plurality of diffraction gratings includes, in the grating region, a first portion in which the thickness of the substrate is large and a second portion in which the thickness of the substrate is smaller than that of the first portion. Imaging equipment.
  • (Item 2) The X-ray phase imaging apparatus according to Item 1, wherein the diffraction grating is formed so that the first portion continuously extends from one end to the other end of the grating region.
  • the plurality of diffraction gratings include a moving grating moved by the moving mechanism and a fixed grating.
  • Item 3 The X-ray phase imaging apparatus according to Item 1 or 2, wherein the fixed grating includes the first portion and the second portion.
  • the fixed grating includes a source grating having a small X-ray transmission region arranged on the X-ray source side, and a phase grating, Item 4.
  • the fixed grating includes a source grating arranged on the X-ray source side and a phase grating, Item 4.
  • the phase grating includes a plurality of the first portions and the second portions, the first portions extending in a grid shape in directions orthogonal to each other, and the plurality of second portions extending in the grid shape.
  • Item 7 The X-ray phase imaging apparatus according to item 6, which is provided in a region surrounded by the first portion.
  • the moving grating is a diffraction grating including the first portion and the second portion,
  • the X-ray phase imaging apparatus according to any one of Items 3 to 7, wherein the first portion of the moving grating is formed so as to extend in a direction parallel to the moving direction of the moving grating.
  • the moving grating is a diffraction grating including the first portion and the second portion,
  • the first portion of the moving grid is formed to extend in a direction orthogonal to the moving direction of the moving grid,
  • the diffraction grating is moved to a position in the X-ray irradiation direction where the length of the shadow of the first portion of the moving grating formed by X-ray irradiation is an integral multiple of the pixel pitch of the X-ray detector.
  • the X-ray phase imaging apparatus according to any one of Items 3 to 8, further comprising a control unit that controls the moving mechanism so as to control the movement mechanism.
  • the controller is configured such that a boundary between a shadow of the first portion and a portion other than the shadow is a pixel of the X-ray detector while the moving grating is moving in a direction orthogonal to an X-ray irradiation direction by the moving mechanism.
  • Item 10 The X-ray phase imaging apparatus according to Item 9, wherein the moving mechanism is controlled so as to adjust the starting position of the movement of the moving grating so as not to straddle the boundary.
  • An X-ray source an X-ray detector that detects emitted X-rays, and a grating region that is provided between the X-ray source and the X-ray detector and has a grating formed on a part of the substrate
  • a X-ray phase imaging apparatus including a plurality of diffraction gratings, Providing the moved diffraction grating including a first portion having a large thickness of the substrate and a second portion having a small thickness of the substrate in the grating region; Arranging the X-ray detector so that the length of the shadow of the first portion of the diffraction grating is an integral multiple of the pixel pitch of the X-ray detector.
  • the start position of the movement of the diffraction grating may be a shadow of the first portion and a portion other than a shadow of the first portion during movement of the diffraction grating in a direction orthogonal to the X-ray irradiation direction.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

このＸ線位相イメージング装置（１００）は、照射されたＸ線を検出するＸ線検出器（２）と、基板（３４）の一部に格子が形成された格子領域（３６）を含む複数の回折格子（３）とを備え、複数の回折格子（３）のうち少なくとも１つは、格子領域（３６）内において、基板（３４）の厚みが大きい第１部分（３７）と第１部分（３７）よりも基板（３４）の厚みが小さい第２部分（３８）とを含む。

Description

Ｘ線位相イメージング装置およびＸ線位相イメージング方法
　本発明は、Ｘ線位相イメージング装置およびＸ線位相イメージング方法に関する。
　従来、Ｘ線撮影装置が知られている。このような、Ｘ線撮影装置は、たとえば、特開２０１４－７９５１８号公報に開示されている。
　上記特開２０１４－７９５１８号公報には、Ｘ線を照射するＸ線源と、マルチスリット、位相格子、および吸収格子と、被写体を載置する被写体台と、Ｘ線検出器と、を備えるＸ線撮影装置が開示されている。被写体台は、Ｘ線の照射軸方向に設けられている。マルチスリット、位相格子、および吸収格子は、Ｘ線の照射軸方向と直交する方向に複数のスリットが配列されている。Ｘ線検出器は、Ｘ線源により照射され、マルチスリット、位相格子、被写体および吸収格子を透過した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、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。また、上記特開２０１４－７９５１８号公報のＸ線撮影装置は、位相格子および吸収格子をＸ線の照射軸方向と直交し、かつマルチスリットのスリット延伸方向とは異なる方向にマルチスリットに対して相対移動させる駆動部を備えている。そして、位相格子および吸収格子が駆動部により一定周期間隔で移動する毎に、Ｘ線源によりＸ線を照射し、到達したＸ線に応じてＸ線検出器が画像信号を読み取る処理を繰り返す。これにより、一定周期間隔のモアレ画像を複数得ている。
　上記特開２０１４－７９５１８号公報では、マルチスリットは、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スリット構造を形成し、スリット構造に金属が埋め込まれて、マルチスリットが形成されている。また、吸収格子もマルチスリットと同様に形成される。
特開２０１４－７９５１８号公報
　ここで、上記特開２０１４－７９５１８号公報には記載されていないが、Ｘ線撮影装置では、Ｘ線が基板を通過するときにＸ線が減衰することが知られている。そこで、Ｘ線の減衰を抑制するために、基板の厚みを小さくすることが考えられる。
　しかしながら、吸収格子、マルチスリット（線源格子）および位相格子の基板の厚みを小さくすると、機械的強度が低下するため、破損しやすくなる。このため、取り扱いにくくなる（ハンドリングしにくくなる）。そのため、機械的強度を維持できる基板の厚みまでしか、基板の厚みを小さくできないため、Ｘ線の減衰を効果的に抑制することができないという問題点がある。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、機械的強度の低下を抑制することが可能であるとともにＸ線の減衰を効果的に抑制することが可能なＸ線位相イメージング装置を提供することである。
　上記目的を達成するために、この発明の一の局面におけるＸ線位相イメージング装置は、Ｘ線源と、照射されたＸ線を検出するＸ線検出器と、Ｘ線源とＸ線検出器との間に設けられ、基板の一部に格子が形成された格子領域を含む複数の回折格子とを備え、複数の回折格子のうち少なくとも１つは、格子領域内において、基板の厚みが大きい第１部分と第１部分よりも基板の厚みが小さい第２部分とを含む。
　本発明によれば、上記のように、Ｘ線源とＸ線検出器との間に設けられ、基板の一部に格子が形成された格子領域を含む複数の回折格子とを備え、複数の回折格子のうち少なくとも１つは、格子領域内において、基板の厚みが大きい第１部分と第１部分よりも基板の厚みが小さい第２部分とを含む。これにより、厚みの大きい第１部分により回折格子の機械的強度を確保することができるため、第２部分は、従来よりもさらに厚みを小さくすることができる。その結果、Ｘ線の減衰を効果的に抑制することができる。このように、基板の厚みが大きい第１部分と第１部分よりも基板の厚みが小さい第２部分とを含むことにより、機械的強度の低下を抑制することが可能であるとともにＸ線の減衰を効果的に抑制することが可能なＸ線位相イメージング装置を提供することができる。
本発明の一実施形態によるＸ線位相イメージング装置の全体構造を示す図である。 本発明の一実施形態による線源格子を示す図である。 本発明の一実施形態による線源格子を示す５００－５００線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態による位相格子を示す図である。 本発明の一実施形態による位相格子を示す５１０－５１０線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態による吸収格子を示す図である。 本発明の一実施形態による吸収格子を示す５２０－５２０線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態によるＸ線検出器の画素を示す図である。 本発明の一実施形態による移動機構の一例を示す図である。 本発明の一実施形態によるＸ線位相イメージング撮影方法を示すフローチャートである。
　以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
　図１～図１０を参照して、本発明の実施形態によるＸ線位相イメージング装置１００の構成について説明する。
　（Ｘ線位相イメージング装置の構成）
　図１に示すように、Ｘ線位相イメージング装置１００は、被写体１０を通過したＸ線の位相差を利用して、被写体１０の内部を画像化する装置である。また、Ｘ線位相イメージング装置１００は、タルボ（Ｔａｌｂｏｔ）効果を利用して、被写体１０の内部を画像化する装置である。
　図１は、Ｘ線位相イメージング装置１００を上から見た図である。Ｘ線位相イメージング装置１００は、Ｘ線源１と、Ｘ線検出器２と、回折格子３とを備えている。なお、本明細書において、Ｘ線源１から回折格子３に向かう方向をＺ方向とする。また、Ｚ方向と直交する紙面の上下方向をＸ方向とする。また、Ｚ方向と直交する紙面の手前から奥方向をＹ方向とする。
　Ｘ線源１は、高電圧が印加されることにより、Ｘ線を発生させるとともに、発生されたＸ線をＺ方向に向けて照射するように構成されている。
　Ｘ線検出器２は、Ｘ線を検出するとともに、検出されたＸ線を電気信号に変換し、変換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。Ｘ線検出器２は、たとえば、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ　Ｐａｎｅｌ　Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）である。Ｘ線検出器２は、複数の変換素子（図示せず）と複数の変換素子上に配置された画素電極（図示せず）とにより構成されている。複数の変換素子および画素電極は、所定の周期（画素ピッチ）で、Ｘ方向およびＹ方向にアレイ状に配列されている。
　回折格子３は、位相格子３１と、吸収格子３２と、線源格子（マルチスリット）３３とを含む。位相格子３１、吸収格子３２および線源格子３３のうち、１枚の回折格子３は移動機構４によって、Ｘ線の照射方向と直交する方向（Ｘ方向またはＹ方向）に移動する。Ｘ線位相イメージング装置１００は、回折格子３を移動させることにより、モアレを形成し、被写体１０のＸ線画像を撮影する。被写体１０は、線源格子３３と位相格子３１との間に配置される。そして、被写体１０を配置せずに撮影したエア画像と、被写体１０を配置して撮影したサンプル画像とから、暗視野像、位相微分像、および吸収像を生成する。このとき、移動機構４により移動される回折格子３を移動格子とし、固定されている回折格子３を固定格子とする。
　図１に示すように、線源格子３３は、Ｘ線源１と位相格子３１との間に配置されており、Ｘ線源１からＸ線が照射される。線源格子３３は、各Ｘ線透過部３３１を通過したＸ線を、各Ｘ線透過部３３１の位置に対応する線光源とするように構成されている。これにより、線源格子３３は、Ｘ線源１から照射されるＸ線の可干渉性を高めることが可能である。
　線源格子３３は、Ｘ方向に所定の周期（ピッチ）３３０で配列される複数のＸ線透過部３３１およびＸ線吸収部３３２を有している。各Ｘ線透過部３３１およびＸ線吸収部３３２はＹ方向に延びるように構成されている。
　図１に示すように、位相格子３１は、線源格子３３と、吸収格子３２との間に配置されており、線源格子３３を通過したＸ線が照射される。位相格子３１は、タルボ効果により、自己像を形成するために設けられている。可干渉性を有するＸ線が、スリットが形成された格子を通過すると、格子から所定の距離（タルボ距離）離れた位置に、格子の像（自己像）が形成される。これをタルボ効果という。
　位相格子３１は、Ｘ方向に所定の周期（ピッチ）３１０で配列される複数のスリット３１１および、Ｘ線位相変化部３１２を有している。各スリット３１１およびＸ線位相変化部３１２はそれぞれ、Ｙ方向に延びるように形成されている。
　図１に示すように、吸収格子３２は、位相格子３１とＸ線検出器２との間に配置されており、位相格子３１を通過したＸ線が照射される。また、吸収格子３２は、位相格子３１からタルボ距離離れた位置に配置される。吸収格子３２は、位相格子３１の自己像と干渉して、Ｘ線検出器２の検出表面上にモアレ縞を形成する。
　吸収格子３２は、Ｘ方向に所定の周期（ピッチ）３２０で配列される複数のＸ線透過部３２１およびＸ線吸収部３２２を有する。線源格子３３、位相格子３１、吸収格子３２はそれぞれ異なる役割を持つ格子であるが、Ｘ線透過部３３１、スリット３１１およびＸ線透過部３２１はそれぞれＸ線を透過させる。また、Ｘ線吸収部３３２およびＸ線吸収部３２２はそれぞれＸ線を遮蔽する役割を担っており、Ｘ線位相変化部３１２はスリット３１１との屈折率の違いによってＸ線の位相を変化させる。
　本実施形態では、線源格子３３および位相格子３１が固定格子であり、吸収格子３２が移動格子である場合を例にして、線源格子３３、位相格子３１および吸収格子３２の詳細な構造を以下に説明する。
（線源格子）
　線源格子３３は、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に延びる直方体である。図２および図３に示すように、線源格子３３は、基板３４ａのＺ軸方向側の一方の面（表面３４０ａ）の格子領域３６ａにＸ線透過部３３１およびＸ線吸収部３３２が形成されている。格子領域３６ａは、たとえば、四角形である。基板３４ａは、Ｓｉ（シリカ）である。そして、基板３４ａの表面３４０ａの一部に溝を形成し、形成した溝にめっきなどにより金などの金属を埋めることにより複数のＸ線吸収部３３２が形成されている。Ｘ線吸収部３３２は、Ｙ方向に延びるように形成されているとともに、Ｘ方向に等間隔に並べて複数形成されている。
　線源格子３３は、位相格子３１および吸収格子３２と比べて、Ｘ線源１に近い位置に配置されている（図１参照）。そのため、Ｘ線源１に近い線源格子３３ではＸ線の透過領域３３４が、位相格子３１および吸収格子３２と比べて小さくなる。そこで、図２および図３に示すように、線源格子３３に、第１部分３７ａおよび第２部分３８ａが設けられている場合、Ｘ線透過部３３１およびＸ線吸収部３３２が設けられている面（表面３４０ａ）の反対側の面（裏面３４１ａ）おけるＸ線の透過部分に、第２部分３８ａが形成される。第２部分３８ａは、機械加工または化学加工によって格子領域３６ａに形成された凹部３９を設けることにより、厚みが小さくされた部分である。第１部分３７ａは、格子領域３６ａ内において凹部３９を取り囲むように形成されている。線源格子３３の透過部分は、Ｘ線源１からコーンビームが照射されることにより、円形となる。そのため、凹部３９は、透過部分の円周に合わせて円形に形成されている。第２部分３８ａの厚みｔ２は、第１部分３７ａの厚みｔ１よりも小さい。線源格子３３では、第１部分３７ａの面積が大きいため、第２部分３８ａの厚みｔ２を従来よりも小さくすることができる。
（位相格子）
　位相格子３１は、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に延びる直方体である。図４および図５に示すように、位相格子３１は、基板３４ｂのＺ軸方向側の一方の面（表面３４０ｂ）にスリット３１１、および、Ｘ線位相変化部３１２が形成されている。格子領域３６ｂは、たとえば、四角形である。基板３４ｂは、Ｓｉ（シリカ）である。そして、基板３４ｂの表面３４０ｂの一部に溝を形成し、形成した溝にめっきなどにより金などの金属を埋めることにより複数のＸ線位相変化部３１２が形成されている。Ｘ線位相変化部３１２は、Ｙ方向に延びるように形成されているとともに、Ｘ方向に等間隔に並べて複数形成されている。
　第１部分３７ｂおよび第２部分３８ｂは、複数のスリット３１１およびＸ線位相変化部３１２が設けられている面（表面３４０ｂ）と反対の面（裏面３４１ｂ）に設けられている。位相格子３１の裏面３４１ｂの一部分には基板３４ｂが、機械加工または化学加工によって除去される基板除去領域４０ａが、設けられている。基板除去領域４０ａを設けることにより、基板除去領域４０ａを囲むように、第１部分３７ｂよりも厚みの凸部５０ａが形成されるため、基板３４ｂの機械的強度を維持することができる。基板除去領域４０ａの面積は、格子領域３６ｂよりも面積が大きい。基板除去領域４０ａは、たとえば四角形である。
　第１部分３７ｂは、梁のように格子領域３６ｂの一端から他端まで延びるように形成されている。第１部分３７ｂのうち、Ｙ方向に延びるように形成された第１部分３７ｂを第１厚肉部３７１とし、Ｙ方向と直交するＸ方向に延びるように形成された第１部分３７ｂを第２厚肉部３７２とする。第１厚肉部３７１と第２厚肉部３７２とが両方設けられることにより、位相格子３１の機械的強度が向上する。第１厚肉部３７１と第２厚肉部３７２とは、格子領域３６ｂ内において、互いに略直交する方向に格子状に延びるように等間隔で形成されている。第２部分３８ｂは、第１厚肉部３７１と第２厚肉部３７２とによって囲まれた領域において四角形に形成されている。機械加工または化学加工によって基板３４ｂの一部が除去されることにより、第２部分３８ｂが複数形成されている。第１部分３７ｂは、十分な機械的強度を得ることが可能であれば、Ｘ線の減衰を抑えるために第２部分３８ｂよりも設けられる面積が小さいほうが好ましい。また、第２部分３８ｂの厚みｔ５は、第１部分３７ｂの厚みｔ４よりも小さい。さらに、第１部分３７ｂの厚みｔ４は、凸部５０ａの厚みｔ３よりも小さい。
（吸収格子）
　吸収格子３２は、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に延びる直方体である。図６および図７に示すように、吸収格子３２は、基板３４ｃのＺ軸方向側の一方の面（表面３４０ｃ）にＸ線透過部３２１およびＸ線吸収部３２２が形成されている。基板３４ｃは、Ｓｉ（シリカ）である。そして、基板３４ｃの表面３４０ｃの一部に溝を形成し、形成した溝にめっきなどにより金などの金属を埋めることにより複数のＸ線吸収部３２２が形成されている。Ｘ線吸収部３２２は、Ｙ方向に延びるように形成されているとともに、Ｘ方向に等間隔に並べて複数形成されている。吸収格子３２の表面３４０ｃから裏面３４１ｃまでのＸ線吸収部３２２を囲む基板３４ｃの一部分の領域を格子領域３６ｃとする。
　第１部分３７ｃおよび第２部分３８ｃは、Ｘ線透過部３２１およびＸ線吸収部３２２が設けられている面（表面３４０ｃ）と反対の面（裏面３４１ｃ）に設けられている。吸収格子３２の裏面３４１ｃには基板３４ｃの一部が、機械加工または化学加工によって除去される基板除去領域４０ｂが、設けられている。基板除去領域４０ｂを設けることにより、基板除去領域４０ｂを囲むように、第１部分３７ｃよりも厚みの凸部５０ｂができるため、基板３４ｃの機械的強度を維持することができる。基板除去領域４０ｂの面積は、格子領域３６ｃよりも面積が大きい。基板除去領域４０ｂおよび、格子領域３６ｃは、たとえば四角形である。第１部分３７ｃは、十分な強度を得ることが可能であれば、Ｘ線の減衰を抑えるために第２部分３８ｃよりも設けられる面積が小さいほうが好ましい。また、第２部分３８ｃの厚みｔ８は、第１部分３７ｃの厚みｔ７よりも小さい。さらに、第１部分３７ｃの厚みｔ７は、凸部５０ｂの厚みｔ６よりも小さい。移動格子である吸収格子３２では、固定格子と異なり、第１部分３７ｃの影９による強度変化の影響を少なくするため、第１部分３７ｃは、Ｘ方向またはＹ方向のいずれか一方向に延びるように形成されている。
　第１部分３７ｃが、移動方向と平行な方向に延びるように吸収格子３２に形成されている場合について説明する。第１部分３７ｃがステップ移動の方向と平行であるため、取得するサンプル画像中に現れる第１部分３７ｃの影９の位置は、移動機構４によって吸収格子３２が移動したとしてもサンプル画像中の同じ位置に現れる。そのため、影９は、エア画像とサンプル画像との間の抽出計算において消える。
　第１部分３７ｃが、移動方向と直交する方向に延びるように吸収格子３２に形成されている場合について説明する。第１部分３７ｃがステップ移動の方向と平行である場合と異なり、移動機構４によって吸収格子３２がステップ移動することによりＸ線画像中の影９の位置が移動する。
　図８は、Ｘ線検出器２を模式的に表している。図８の大きい四角形は、Ｘ線検出器２の全体を示すとともに、小さい四角形はＸ線検出器２を構成する１つ１つの画素を表している。そして、ハッチングを施した四角形は、第１部分３７ｃの影９を表す。図１および図７に示すように、制御部５は移動機構４を制御し、吸収格子３２の第１部分３７ｃの影９の幅の長さＳｘが、Ｘ線検出器２の１つの画素の幅（Ｘ方向の長さ）である画素ピッチＰｄの整数倍となるように、吸収格子３２の位置を調整する。吸収格子３２の位置と影９の幅の長さＳｘとの関係は以下の式のとおりである。吸収格子３２の位置の調整は以下の式に基づいて決定する。以下の式で、Ｓｘは第１部分３７ｃの幅方向の長さ（影９の長さ）、ＬはＸ線源１とＸ線検出器２との距離、Ｌ１はＸ線源１と吸収格子３２との距離、Ｐｄは検出器の画素ピッチ、ｎは、画素ピッチＰｄのｎ倍をそれぞれ指す。
ＳｘＬ／Ｌ１＝ｎＰｄ（ｎ＝１、２、３・・・）
　たとえば、影９の幅の長さＳｘを画素ピッチＰｄの２倍にする場合は、ｎ＝２とする。第１部分３７ｃの幅の長さＳｘと画素ピッチＰｄとは、用いる回折格子３とＸ線検出器２により決まっている。そのためＸ線源１とＸ線検出器２との距離Ｌを一定にすることにより、制御部５は、Ｘ線源１と吸収格子３２との距離Ｌ１を算出する。
　図１および図９に示すように、移動機構４は、制御部５からの信号に基づいて、移動格子を格子面内（ＸＹ面内）において格子方向と直交する方向にステップ移動させるように構成されている。具体的には、移動機構４は、移動格子を等間隔でｎ回ステップ移動させる。なお、ｎは正の整数であり、たとえば、ｎ＝４である。
　移動機構４は、吸収格子３２を、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、Ｘ方向の軸線周りの回転方向、Ｙ方向の軸線周りの回転方向、および、Ｚ方向の軸線周りの回転方向に移動可能に構成されている。移動機構４は、Ｘ方向直動機構４ａと、Ｙ方向直動機構４ｂと、Ｚ方向直動機構４ｃと、直動機構接続部４ｄと、ステージ支持部駆動部４ｅと、ステージ支持部４ｆと、ステージ駆動部４ｇと、ステージ４ｈと、を含む。
　Ｘ方向直動機構４ａ、Ｙ方向直動機構４ｂおよびＺ方向直動機構４ｃは、それぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動可能に構成されている。Ｘ方向直動機構４ａ、Ｙ方向直動機構４ｂおよびＺ方向直動機構４ｃは、たとえば、ステッピングモータなどを含む。移動機構４は、Ｘ方向直動機構４ａ、Ｙ方向直動機構４ｂおよびＺ方向直動機構４ｃの動作により、それぞれ、吸収格子３２を、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動させるように構成されている。
　ステージ支持部４ｆは、吸収格子３２を載置（または保持）させるためのステージ４ｈをＺ方向から支持している。ステージ駆動部４ｇは、ステージ４ｈをＸ方向に往復移動させるように構成されている。ステージ４ｈは、底部がステージ支持部４ｆに向けて凸曲面状に形成されており、Ｘ方向に往復移動されることにより、Ｙ方向の軸線周り（Ｒｙ方向）に回動するように構成されている。また、ステージ支持部駆動部４ｅは、ステージ支持部４ｆをＹ方向に往復移動させるように構成されている。また、直動機構接続部４ｄは、Ｚ方向の軸線周り（Ｒｚ方向）に回動可能にＸ方向直動機構４ａに設けられている。また、ステージ支持部４ｆは底部が直動機構接続部４ｄに向けて凸曲面状に形成されており、Ｙ方向に往復移動されることにより、Ｘ方向の軸線周り（Ｒｘ方向）に回動するように構成されている。
　制御部５は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）を含む。制御部５は、Ｘ線撮影時に移動格子をステップ移動させるように移動機構４の制御を行う。また、制御部５は、Ｘ線源１を制御し、Ｘ線を照射させる。
　制御部５は、算出したＬ１に基づきＸ線の照射によって形成される吸収格子３２の第１部分３７ｃの影９の長さが、Ｘ線検出器２の画素ピッチＰｄの整数倍となるＸ線の照射方向における位置に、吸収格子３２を移動させるように移動機構４の制御を行う。
　さらに、制御部５は、吸収格子３２の移動の開始位置を調整する制御を行う。移動格子の移動の開始位置においては、第１部分３７ｃの影９が画素２１と画素２２とに跨って掛かっているが、影９が画素２３に掛かっていない場合を例に説明する。移動格子の移動の開始位置によっては、吸収格子３２の移動中に第１部分３７ｃの影９が移動した結果、画素２２と画素２３に影９が跨って掛かり、画素２１には影９が掛からなくなることが考えられる。そうすると、画素２１および画素２３においては、影９の有無による画素値の変化が起きる。そうすると、位相格子３１のＸ線位相変化部３１２と吸収格子３２のＸ線透過部３３１との相対位置の変化による画素値の変化を表したステップカーブの形状が変わるため、好ましくない。そこで、制御部５は、移動中に第１部分３７ｃの影９の境界がＸ線検出器２の画素を跨がない位置になるように吸収格子３２の位置を調整するように移動機構４を制御する。具体的には、ステップ移動によって移動する距離分だけ離れた位置に、影９と影９以外の部分との境界が来るように吸収格子３２の移動の開始位置を調整する。たとえば、ステップ移動によって９μｍ移動する場合に画素の境界から９μｍ離れた位置に開始位置を設定する。
　制御部５は、第１部分３７ｃの影９の位置を取得するために複数の回折格子３のうち１枚を９０度回転させるように移動機構４を制御する。これにより、Ｘ線画像中にはモアレを生じさせずに回折格子３および第１部分３７ｃの影９を撮影することができる。そして取得したＸ線画像から画素値の変化を取得し、取得した変化をもとにサンプル画像およびエア画像を補正する。
　移動格子である吸収格子３２の位置を調整する場合は、位相格子３１のタルボ距離との関係で、位相格子３１、吸収格子３２、および、線源格子３３の位置をすべて調整する必要がある。そこで、移動格子ではなく、Ｘ線検出器２の位置を調整する場合について説明する。
　上記式において、第１部分３７ｃの影９の長さを画素ピッチＰｄの２倍にする場合は、ｎ＝２となる。第１部分３７ｃの幅の長さＳｘと画素ピッチＰｄとは、用いる回折格子３とＸ線検出器２により決まる。そして、Ｘ線源１と吸収格子３２との距離Ｌ１を一定にすることにより、Ｘ線源１とＸ線検出器２との距離Ｌを算出し、Ｘ線検出器２の位置を調整する。Ｘ線検出器２の位置調整は、Ｘ線検出器２に移動格子に設けられている移動機構４とは別の移動格子を設けて行ってもよく、ユーザが行ってもよい。
（Ｘ線位相イメージング方法）
　図９を用いて、Ｘ線位相イメージング方法について説明する。まず、ステップ２０１として、ユーザは、固定格子と、格子領域内において基板の厚みが大きい第１部分と基板の厚みが小さい第２部分とを含む移動格子を準備する。
　ステップ２０２としては、ユーザは、固定格子と移動格子とを配置する。固定格子が、線源格子３３と位相格子３１とを含む場合は、Ｘ線源１の近くに線源格子３３を配置し、Ｘ線源１から離して位相格子３１を配置する。
　ステップ２０３としては、ユーザは、位相格子３１のタルボ距離に吸収格子３２を配置する。そして、ステップ２０４としては、吸収格子３２と位相格子３１および線源格子３３とを配置したのち、吸収格子３２の第１部分３７ｃの影９の長さが、Ｘ線検出器２の画素ピッチＰｄの整数倍となるようにユーザはＸ線検出器２を配置する。このとき、吸収格子３２の移動の開始位置を、Ｘ線の照射方向と直交する方向への吸収格子３２の移動中に第１部分３７ｃの影９と影９以外の部分との境界がＸ線検出器２の画素の境界をまたがないように調整する。Ｘ線検出器２の配置の際に、上記式を用いて検出器の配置位置を算出する。
　ステップ２０５では、ユーザは、被写体１０を配置し、Ｘ線位相イメージング装置１００を操作する。Ｘ線位相イメージング装置１００は、移動格子をステップ移動させながらＸ線位相イメージング撮影を行う。
　（本実施形態の効果）
　本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　本実施形態では、上記のように、Ｘ線位相イメージング装置１００は、照射されたＸ線を検出するＸ線検出器２と、Ｘ線源１とＸ線検出器２との間に設けられ、基板３４ａ、３４ｂ、３４ｃの一部に格子が形成された格子領域３６ａ、３６ｂ、３６ｃを含む複数の回折格子３とを備え、複数の回折格子３のうち少なくとも１つは、格子領域３６ａ、３６ｂ、３６ｃ内において、基板３４ａ、基板３４ｂ、基板３４ｃの厚みが大きい第１部分３７ａ、３７ｂ、３７ｃと第１部分３７ａ、３７ｂ、３７ｃよりも基板３４ａ、３４ｂ、３４ｃの厚みが小さい第２部分３８ａ、３８ｂ、３８ｃとを含む。これにより、厚みの大きい第１部分３７ａ、３７ｂ、３７ｃにより回折格子３の機械的強度を確保することができるため、第２部分３８ａ、３８ｂ、３８ｃは、従来よりもさらに厚みを小さくすることができる。その結果、Ｘ線の減衰を効果的に抑制することができる。このように、基板３４ａ、３４ｂ、３４ｃの厚みが大きい第１部分３７ａ、３７ｂ、３７ｃと第１部分３７ａ、３７ｂ、３７ｃよりも基板３４ａ、３４ｂ、３４ｃの厚みが小さい第２部分３８ａ、３８ｂ、３８ｃとを含むことにより、機械的強度の低下を抑制することが可能であるとともにＸ線の減衰を効果的に抑制することが可能なＸ線位相イメージング装置１００を提供することができる。
　また、本実施形態では、上記のように、回折格子３は、第１部分３７ａ、３７ｂ、３７ｃが格子領域３６ａ、３６ｂ、３６ｃの一端から他端まで連続して延びるように形成されている。これにより、第１部分３７ａ、３７ｂ、３７ｃを連続して設けることにより、梁のような役割を果たし、断続的に設ける場合よりも強度が大きくなる。その結果、回折格子３の強度をより向上させることができる。
　また、本実施形態では、上記のように、Ｘ線の照射方向と直交する方向に複数の回折格子３のうち少なくとも１つを移動可能な移動機構４をさらに備え、複数の回折格子３は、移動機構４により移動される移動格子（吸収格子３２）と、固定された固定格子（位相格子３１、線源格子３３）とを含み、固定格子が、第１部分３７ａ、３７ｂと第２部分３８ａ、３８ｂと含む。これにより、固定格子（位相格子３１、線源格子３３）は移動しないため、第１部分３７ａ、３７ｂにＸ線が照射されることによりできる影９の位置が変化しない。そのため、被写体１０を配置して撮影したサンプル画像と、被写体１０なしで撮影したエア画像との同じ位置に影９が映るため、サンプル画像からエア画像を抽出計算することにより容易に影９を消すことができる。
　また、本実施形態では、上記のように、固定格子は、Ｘ線源１側に配置されるＸ線の透過領域３３４が小さい線源格子３３と、位相格子３１とを含み、線源格子３３の格子領域３６ａのうち基板３４ａのＸ線の透過部分に第２部分３８ａが形成されている。これにより、Ｘ線が透過する部分だけに第２部分３８ａを設けることにより、第２部分３８ａの面積を小さくすることができるため、第１部分３７ａの面積を第２部分３８ａよりも大きくすることができる。その結果、第２部分３８ａの面積が大きいため、線源格子３３の強度の低下を抑制することができる。
　また、本実施形態では、上記のように、基板３４ａの格子領域３６ａに凹部３９が形成されていることにより、凹部３９に対応する部分に第２部分３８ａが形成されているとともに、凹部３９を取り囲むように第１部分３７ａが形成されている。これにより、線源格子３３の基板３４ａに凹部３９を設けることにより第１部分３７ａと第２部分３８ａとを形成することができるため、第１部分３７ａと第２部分３８ａとを容易に形成することができる。
　また、本実施形態では、上記のように、固定格子は、Ｘ線源１側に配置される線源格子３３と、位相格子３１とを含み、位相格子３１の格子領域３６ｂの一端から他端にわたる範囲に、第１部分３７ｂと第２部分３８ｂとが設けられている。これにより、位相格子３１の格子領域３６ｂの全体にわたって第１部分３７ｂを形成することができるため、位相格子３１の強度の低下を抑制することができる。
　また、本実施形態では、上記のように、位相格子３１は、複数の第１部分３７ｂと第２部分３８ｂとを含み、第１部分３７ｂは互いに直交する方向に格子状に延びるとともに、複数の第２部分３８ｂは、格子状に延びる第１部分３７ｂに囲まれた領域に設けられている。これにより、第１部分３７ｂを互いに略直交する方向に格子状に延びるように形成するため、位相格子３１の強度をより向上させることができる。また、複数の第２部分３８ｂを設けることにより、第１部分３７ｂを形成することができるため、第１部分３７ｂと第２部分３８ｂとを容易に形成することができる。
　また、本実施形態では、上記のように、移動格子は、第１部分３７ｃと第２部分３８ｃとを含む吸収格子３２であり、吸収格子３２の第１部分３７ｃは、吸収格子３２の移動方向と平行な方向に延びるように形成されている。これにより、吸収格子３２に第１部分３７ｃを設けた場合でも、第１部分３７ｃにＸ線が当たることにより生じる影９は、吸収格子３２が移動したとしてもＸ線画像中の同じ位置に現れる。そのため、サンプル画像からエア画像を抽出計算することにより、容易に影９を消すことができる。
　また、本実施形態では、上記のように、移動格子は、第１部分３７ｃと第２部分３８ｃとを含む吸収格子３２であり、吸収格子３２の第１部分３７ｃが、吸収格子３２の移動方向と直交する方向に延びるように形成されており、Ｘ線の照射によって形成される吸収格子３２の第１部分３７ｃの影９の長さＳｘが、Ｘ線検出器２の画素ピッチＰｄの整数倍となるＸ線の照射方向における位置に、回折格子３を移動させるように移動機構４の制御を行う制御部５をさらに備える。これにより、Ｘ線の照射によって形成される吸収格子３２の第１部分３７ｃの影９の長さＳｘが、Ｘ線検出器２の画素ピッチＰｄの整数倍であるため、第１部分３７ｃが複数ある場合に、１つの第１部分３７ｃの位置を合わせることにより他の第１部分３７ｃの位置を合わせることができる。
　また、本実施形態では、上記のように、制御部５は、移動機構４によるＸ線の照射方向と直交する方向への吸収格子３２の移動中に、第１部分３７ｃの影９と影９以外の部分との境界がＸ線検出器２の画素の境界をまたがないように、移動格子の移動の開始位置を調整するように移動機構４の制御を行う。これにより、撮影開始の時点では、影９による画素値の変化が起きていない画素に、影９が移動することを抑制することができる。その結果、Ｘ線撮影を通して、影９による画素値の変化が生じる画素と変化が生じない画素とを分けることができるため、取得したＸ線画像から影９を消す補正を容易に行うことができる。
　また、本実施形態では、制御部５は、Ｘ線検出器２により取得されたＸ線画像において、吸収格子３２の第１部分３７ｃの画素値の変化を補正する制御を行う。これにより、制御部５が、Ｘ線画像を補正するため、画素値の変化がない鮮明なＸ線画像を取得することができる。
　また、本実施形態では、上記のように、Ｘ線源１と、照射されたＸ線を検出するＸ線検出器２と、Ｘ線源１とＸ線検出器２との間に設けられ、基板３４ａ、３４ｂ、３４ｃの一部に格子が形成された格子領域３６ａ、３６ｂ、３６ｃが形成された複数の回折格子３とを備えるＸ線位相イメージング装置１００において、格子領域３６ｃ内において基板３４ｃの厚みが大きい第１部分３７ｃと基板３４ｃの厚みが小さい第２部分３８ｃとを含む、移動される吸収格子３２を準備するステップと、吸収格子３２の第１部分３７ｃの影９の長さが、Ｘ線検出器２の画素ピッチＰｄの整数倍となるようにＸ線検出器２を配置するステップとを備える。これにより、吸収格子３２を移動させなくとも、容易にＸ線の照射によって形成される吸収格子３２の第１部分３７ｃの影９の長さをＸ線検出器２の画素ピッチＰｄの整数倍にすることができる。また、Ｘ線の照射によって形成される吸収格子３２の第１部分３７ｃの影９の長さＳｘが、Ｘ線検出器２の画素ピッチＰｄの整数倍であるため、第１部分３７ｃが複数ある場合でも１つの第１部分３７ｃの位置を合わせることにより他の第１部分３７ｃの位置を合わせることができる。
　また、本実施形態では、上記のように、Ｘ線検出器２を配置するステップは、吸収格子３２の移動の開始位置を、Ｘ線の照射方向と直交する方向への吸収格子３２の移動中に第１部分３７ｃの影９と影９以外の部分との境界がＸ線検出器２の画素の境界をまたがないように調整する。これにより、撮影開始の時点では影９による画素値の変化が起きていない画素に、影９が移動することを抑制することができる。その結果、Ｘ線撮影を通して、影９による画素値の変化が生じる画素と変化が生じない画素とを分けることができるため、取得したＸ線画像から影９を消す補正を容易に行うことができる。
　（変形例）
　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でのすべての変更（変形例）が含まれる。
　たとえば、上記一実施形態では、線源格子を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、Ｘ線源の可干渉性が十分に高い場合、線源格子を設けなくてもよい。
　また、上記一実施形態では、第１部分が格子領域の一端から他端まで連続して延びるように形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、格子領域の中心に向かってテーパー形状であってもよい。
　また、上記一実施形態では、位相格子に第１部分を設ける場合に、第１部分は互いに略直交する方向に格子状に延びるように形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第１部分は、格子領域の一端から他端を結ぶようにして筋交いのように構成されていてもよい。また、第１部分は、等間隔に設けなくてもよい。
　また、上記一実施形態では、固定格子が線源格子と位相格子を含み、吸収格子が移動格子である例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、線源格子または位相格子を、移動格子にし、残りの回折格子を移動格子としてもよい。その場合、吸収格子は、位相格子が固定格子である場合と同様に第１部分および第２部分が形成されている。
　また、上記一実施形態では、すべての回折格子に形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。第１部分および第２部分は、線源格子、位相格子および吸収格子のいずれか１つに設けられていてもよい。また、線源格子および位相格子、線源格子および吸収格子、または、位相格子および吸収格子の組み合わせで第１部分と第２部分とが３つの回折格子のうち２つに設けられてもよい。なお、第１部分と第２部分とは、固定格子に設けられていることが好ましい。また、吸収格子に第１部分と第２部分とが設けられている場合、第１部分と第２部分との面積が大きくなるため、位相格子または線源格子に第１部分および第２部分が設けられているのが好ましい。
［態様］
　上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
（項目１）
　Ｘ線源と、
　照射されたＸ線を検出するＸ線検出器と、
　前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に設けられ、基板の一部に格子が形成された格子領域を含む複数の回折格子とを備え、
　前記複数の回折格子のうち少なくとも１つは、前記格子領域内において、前記基板の厚みが大きい第１部分と前記第１部分よりも前記基板の厚みが小さい第２部分とを含む、Ｘ線位相イメージング装置。
（項目２）
　前記回折格子は、前記第１部分が前記格子領域の一端から他端まで連続して延びるように形成されている、項目１に記載のＸ線位相イメージング装置。
（項目３）
　Ｘ線の照射方向と直交する方向に前記複数の回折格子のうち少なくとも１つを移動可能な移動機構をさらに備え、
　前記複数の回折格子は、前記移動機構により移動される移動格子と、固定された固定格子とを含み、
　前記固定格子が、前記第１部分と前記第２部分と含む、項目１または２に記載のＸ線位相イメージング装置。
（項目４）
　前記固定格子は、前記Ｘ線源側に配置されるＸ線の透過領域が小さい線源格子と、位相格子とを含み、
　前記線源格子の前記格子領域のうち前記基板のＸ線の透過部分に前記第２部分が形成されている、項目３に記載のＸ線位相イメージング装置。
（項目５）
前記基板の前記格子領域に凹部が形成されていることにより、前記凹部に対応する部分に前記第２部分が形成されているとともに、前記凹部を取り囲むように前記第１部分が形成されている、項目４に記載のＸ線位相イメージング装置。
（項目６）
　前記固定格子は、前記Ｘ線源側に配置される線源格子と、位相格子とを含み、
　前記位相格子の前記格子領域の一端から他端にわたる範囲に、前記第１部分と前記第２部分とが設けられている、項目３に記載のＸ線位相イメージング装置。
（項目７）
　前記位相格子は、複数の前記第１部分と前記第２部分とを含み、前記第１部分は互いに直交する方向に格子状に延びるとともに、前記複数の第２部分は、前記格子状に延びる前記第１部分に囲まれた領域に設けられている、項目６に記載のＸ線位相イメージング装置。
（項目８）
　前記移動格子は、前記第１部分と前記第２部分とを含む回折格子であり、
　前記移動格子の前記第１部分は、前記移動格子の移動方向と平行な方向に延びるように形成されている、項目３～７のいずれか１項に記載のＸ線位相イメージング装置。
（項目９）
　前記移動格子は、前記第１部分と前記第２部分とを含む回折格子であり、
　前記移動格子の前記第１部分が、前記移動格子の移動方向と直交する方向に延びるように形成されており、
　Ｘ線の照射によって形成される前記移動格子の前記第１部分の影の長さが、前記Ｘ線検出器の画素ピッチの整数倍となるＸ線の照射方向における位置に、前記回折格子を移動させるように前記移動機構の制御を行う制御部をさらに備える、項目３～８のいずれか１項に記載のＸ線位相イメージング装置。
（項目１０）
　前記制御部は、前記移動機構によるＸ線の照射方向と直交する方向への前記移動格子の移動中に、前記第１部分の影と影以外の部分との境界が前記Ｘ線検出器の画素の境界をまたがないように、前記移動格子の移動の開始位置を調整するように前記移動機構の制御を行う、項目９に記載のＸ線位相イメージング装置。
（項目１１）
　前記制御部は、前記Ｘ線検出器により取得されたＸ線画像において、前記移動格子の前記第１部分の画素値の変化を補正する制御を行う、項目９または１０に記載のＸ線位相イメージング装置。
（項目１２）
　Ｘ線源と、照射されたＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に設けられ、基板の一部に格子が形成された格子領域が形成された複数の回折格子とを備えるＸ線位相イメージング装置において、
　前記格子領域内において前記基板の厚みが大きい第１部分と前記基板の厚みが小さい第２部分とを含む、移動される前記回折格子を準備するステップと、
　前記回折格子の前記第１部分の影の長さが、前記Ｘ線検出器の画素ピッチの整数倍となるように前記Ｘ線検出器を配置するステップとを備える、Ｘ線位相イメージング方法。
（項目１３）
　前記Ｘ線検出器を配置するステップは、前記回折格子の移動の開始位置を、Ｘ線の照射方向と直交する方向への前記回折格子の移動中に前記第１部分の影と影以外の部分との境界が前記Ｘ線検出器の画素の境界をまたがないように調整する、項目１２に記載のＸ線位相イメージング方法。
　１　Ｘ線源
　２　Ｘ線検出器
　３　回折格子
　４　移動機構
　５　制御部
　３１　位相格子
　３２　吸収格子
　３３　線源格子
　３４　基板
　３６　格子領域
　３７　第１部分
　３８　第２部分
　１００　Ｘ線位相イメージング装置
 

Claims (13)

  1. 　Ｘ線源と、
    　照射されたＸ線を検出するＸ線検出器と、
    　前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に設けられ、基板の一部に格子が形成された格子領域を含む複数の回折格子とを備え、
    　前記複数の回折格子のうち少なくとも１つは、前記格子領域内において、前記基板の厚みが大きい第１部分と前記第１部分よりも前記基板の厚みが小さい第２部分とを含む、Ｘ線位相イメージング装置。
  2. 　前記回折格子は、前記第１部分が前記格子領域の一端から他端まで連続して延びるように形成されている、請求項１に記載のＸ線位相イメージング装置。
  3. 　Ｘ線の照射方向と直交する方向に前記複数の回折格子のうち少なくとも１つを移動可能な移動機構をさらに備え、
    　前記複数の回折格子は、前記移動機構により移動される移動格子と、固定された固定格子とを含み、
    　前記固定格子が、前記第１部分と前記第２部分と含む、請求項１に記載のＸ線位相イメージング装置。
  4. 　前記固定格子は、前記Ｘ線源側に配置されるＸ線の透過領域が小さい線源格子と、位相格子とを含み、
    　前記線源格子の前記格子領域のうち前記基板のＸ線の透過部分に前記第２部分が形成されている、請求項３に記載のＸ線位相イメージング装置。
  5. 　前記基板の前記格子領域に凹部が形成されていることにより、前記凹部に対応する部分に前記第２部分が形成されているとともに、前記凹部を取り囲むように前記第１部分が形成されている、請求項４に記載のＸ線位相イメージング装置。
  6. 　前記固定格子は、前記Ｘ線源側に配置される線源格子と、位相格子とを含み、
    　前記位相格子の前記格子領域の一端から他端にわたる範囲に、前記第１部分と前記第２部分とが設けられている、請求項３に記載のＸ線位相イメージング装置。
  7. 　前記位相格子は、複数の前記第１部分と前記第２部分とを含み、前記第１部分は互いに直交する方向に格子状に延びるとともに、前記複数の第２部分は、前記格子状に延びる前記第１部分に囲まれた領域に設けられている、請求項６に記載のＸ線位相イメージング装置。
  8. 　前記移動格子は、前記第１部分と前記第２部分とを含む回折格子であり、
    　前記移動格子の前記第１部分は、前記移動格子の移動方向と平行な方向に延びるように形成されている、請求項３に記載のＸ線位相イメージング装置。
  9. 　前記移動格子は、前記第１部分と前記第２部分とを含む回折格子であり、
    　前記移動格子の前記第１部分が、前記移動格子の移動方向と直交する方向に延びるように形成されており、
    　Ｘ線の照射によって形成される前記移動格子の前記第１部分の影の長さが、前記Ｘ線検出器の画素ピッチの整数倍となるＸ線の照射方向における位置に、前記回折格子を移動させるように前記移動機構の制御を行う制御部をさらに備える、請求項３に記載のＸ線位相イメージング装置。
  10. 　前記制御部は、前記移動機構によるＸ線の照射方向と直交する方向への前記移動格子の移動中に、前記第１部分の影と影以外の部分との境界が前記Ｘ線検出器の画素の境界をまたがないように、前記移動格子の移動の開始位置を調整するように前記移動機構の制御を行う、請求項９に記載のＸ線位相イメージング装置。
  11. 　前記制御部は、前記Ｘ線検出器により取得されたＸ線画像において、前記移動格子の前記第１部分の画素値の変化を補正する制御を行う、請求項９に記載のＸ線位相イメージング装置。
  12. 　Ｘ線源と、照射されたＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に設けられ、基板の一部に格子が形成された格子領域が形成された複数の回折格子とを備えるＸ線位相イメージング装置において、
    　前記格子領域内において前記基板の厚みが大きい第１部分と前記基板の厚みが小さい第２部分とを含む、移動される前記回折格子を準備するステップと、
    　前記回折格子の前記第１部分の影の長さが、前記Ｘ線検出器の画素ピッチの整数倍となるように前記Ｘ線検出器を配置するステップとを備える、Ｘ線位相イメージング方法。
  13. 　前記Ｘ線検出器を配置するステップは、前記回折格子の移動の開始位置を、Ｘ線の照射方向と直交する方向への前記回折格子の移動中に前記第１部分の影と影以外の部分との境界が前記Ｘ線検出器の画素の境界をまたがないように調整する、請求項１２に記載のＸ線位相イメージング方法。
PCT/JP2019/039788 2019-02-21 2019-10-09 Ｘ線位相イメージング装置およびｘ線位相イメージング方法 WO2020170494A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021501548A JP6984783B2 (ja) 2019-02-21 2019-10-09 Ｘ線位相イメージング装置およびｘ線位相イメージング方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-029249 2019-02-21
JP2019029249 2019-02-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020170494A1 true WO2020170494A1 (ja) 2020-08-27

Family

ID=72143421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/039788 WO2020170494A1 (ja) 2019-02-21 2019-10-09 Ｘ線位相イメージング装置およびｘ線位相イメージング方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6984783B2 (ja)
WO (1) WO2020170494A1 (ja)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009244260A (ja) * 2008-03-13 2009-10-22 Canon Inc Ｘ線位相イメージングに用いられる位相格子、該位相格子を用いたｘ線位相コントラスト像の撮像装置、ｘ線コンピューター断層撮影システム
JP2010099287A (ja) * 2008-10-24 2010-05-06 Canon Inc Ｘ線位相イメージングに用いられる位相格子及びその製造方法、該位相格子を用いたｘ線位相コントラスト像の撮像装置、ｘ線コンピューター断層撮影システム
JP2013053979A (ja) * 2011-09-06 2013-03-21 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 位相型回折格子の製造方法および位相型回折格子ならびにｘ線撮像装置
JP2016017815A (ja) * 2014-07-07 2016-02-01 キヤノン株式会社 Ｘ線遮蔽格子、トールボット干渉計、およびｘ線遮蔽格子の製造方法
JP2016148544A (ja) * 2015-02-10 2016-08-18 コニカミノルタ株式会社 Ｘ線用金属格子の製造方法、ｘ線撮像装置およびｘ線用金属格子の中間製品
JP2016209401A (ja) * 2015-05-12 2016-12-15 株式会社島津製作所 Ｘ線撮影装置
WO2017212000A1 (en) * 2016-06-08 2017-12-14 Koninklijke Philips N.V. Analyzing grid for phase contrast imaging and/or dark-field imaging
WO2018066198A1 (ja) * 2016-10-06 2018-04-12 株式会社島津製作所 回折格子ユニット、格子ユニットの製造方法およびｘ線位相イメージ撮影装置
JP2018070956A (ja) * 2016-10-31 2018-05-10 コニカミノルタ株式会社 高アスペクト比構造物の製造方法、超音波プローブの製造方法、高アスペクト比構造物、および、ｘ線撮像装置
WO2018096759A1 (ja) * 2016-11-22 2018-05-31 株式会社島津製作所 Ｘ線位相イメージング装置
JP2018179969A (ja) * 2017-04-20 2018-11-15 株式会社島津製作所 Ｘ線位相差撮像システム

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009244260A (ja) * 2008-03-13 2009-10-22 Canon Inc Ｘ線位相イメージングに用いられる位相格子、該位相格子を用いたｘ線位相コントラスト像の撮像装置、ｘ線コンピューター断層撮影システム
JP2010099287A (ja) * 2008-10-24 2010-05-06 Canon Inc Ｘ線位相イメージングに用いられる位相格子及びその製造方法、該位相格子を用いたｘ線位相コントラスト像の撮像装置、ｘ線コンピューター断層撮影システム
JP2013053979A (ja) * 2011-09-06 2013-03-21 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 位相型回折格子の製造方法および位相型回折格子ならびにｘ線撮像装置
JP2016017815A (ja) * 2014-07-07 2016-02-01 キヤノン株式会社 Ｘ線遮蔽格子、トールボット干渉計、およびｘ線遮蔽格子の製造方法
JP2016148544A (ja) * 2015-02-10 2016-08-18 コニカミノルタ株式会社 Ｘ線用金属格子の製造方法、ｘ線撮像装置およびｘ線用金属格子の中間製品
JP2016209401A (ja) * 2015-05-12 2016-12-15 株式会社島津製作所 Ｘ線撮影装置
WO2017212000A1 (en) * 2016-06-08 2017-12-14 Koninklijke Philips N.V. Analyzing grid for phase contrast imaging and/or dark-field imaging
WO2018066198A1 (ja) * 2016-10-06 2018-04-12 株式会社島津製作所 回折格子ユニット、格子ユニットの製造方法およびｘ線位相イメージ撮影装置
JP2018070956A (ja) * 2016-10-31 2018-05-10 コニカミノルタ株式会社 高アスペクト比構造物の製造方法、超音波プローブの製造方法、高アスペクト比構造物、および、ｘ線撮像装置
WO2018096759A1 (ja) * 2016-11-22 2018-05-31 株式会社島津製作所 Ｘ線位相イメージング装置
JP2018179969A (ja) * 2017-04-20 2018-11-15 株式会社島津製作所 Ｘ線位相差撮像システム

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2020170494A1 (ja) 2021-10-28
JP6984783B2 (ja) 2021-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3391821B1 (en) X-ray phase contrast imaging system
WO2011033798A1 (ja) Ｘ線撮影装置、ｘ線画像システム及びｘ線画像生成方法
JP7200816B2 (ja) Ｘ線位相イメージング装置およびｘ線位相コントラスト画像生成方法
JP2011045655A (ja) Ｘ線撮影装置
JP6881682B2 (ja) Ｘ線イメージング装置
JP7031371B2 (ja) Ｘ線位相差撮像システム
WO2020170494A1 (ja) Ｘ線位相イメージング装置およびｘ線位相イメージング方法
EP3462166A2 (en) Radiation phase contrast imaging apparatus
JP2015071051A (ja) Ｘ線撮影システム
EP3417783B1 (en) X-ray phase-contrast imaging apparatus
JP2014079518A (ja) Ｘ線撮影装置及びモアレ画像生成方法
JP6813107B2 (ja) Ｘ線位相差撮像システム
JP7040625B2 (ja) Ｘ線位相撮像システム
JP7021676B2 (ja) Ｘ線位相差撮像システム
JP5787597B2 (ja) 撮像装置
JP7226212B2 (ja) Ｘ線位相イメージング装置および位相コントラスト画像生成方法
JP7131625B2 (ja) Ｘ線位相イメージング装置
JP7111166B2 (ja) Ｘ線位相イメージング装置
US11179124B2 (en) X-ray phase imaging method
JP7060090B2 (ja) 光イメージング装置および画像処理方法
CN117761088A (zh) X射线相位成像装置及显示方法
JP2022006401A (ja) Ｘ線画像撮影装置およびｘ線画像の生成方法
JP2020024170A (ja) Ｘ線位相イメージング装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19916518

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021501548

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19916518

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1