Ｘ線撮影装置及びＸ線画像システム
【課題】高精度を要求される精密部品への衝撃や振動の影響を防止しつつ、輸送性、保管性に優れたＸ線撮影装置、及びこれを用いたＸ線画像システムを提供する。
【解決手段】マルチ格子１２、第１格子１４及び第２格子１５のうちの少なくとも１つをＸ線の照射方向と直交する方向に、マルチ格子１２または第１格子１４若しくは第２格子１５に対して相対移動させながら撮影を行い、一定周期間隔のモアレ画像を複数得るＸ線撮影装置１であって、マルチ格子ユニット１２０、第１格子ユニット１４０及び第２格子ユニット１５０は、それぞれが共通の基台部１９に着脱自在に構成されており、マルチ格子ユニット１２０、第１格子ユニット１４０及び第２格子ユニット１５０のうち少なくともいずれか１つには、当該ユニットに設けられている格子と他の格子との間における平行度を調整可能とするθｘ回転用モータ１２５ｂが設けられている。
【解決手段】マルチ格子１２、第１格子１４及び第２格子１５のうちの少なくとも１つをＸ線の照射方向と直交する方向に、マルチ格子１２または第１格子１４若しくは第２格子１５に対して相対移動させながら撮影を行い、一定周期間隔のモアレ画像を複数得るＸ線撮影装置１であって、マルチ格子ユニット１２０、第１格子ユニット１４０及び第２格子ユニット１５０は、それぞれが共通の基台部１９に着脱自在に構成されており、マルチ格子ユニット１２０、第１格子ユニット１４０及び第２格子ユニット１５０のうち少なくともいずれか１つには、当該ユニットに設けられている格子と他の格子との間における平行度を調整可能とするθｘ回転用モータ１２５ｂが設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線撮影装置及びＸ線画像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
診断に用いられる医療用のＸ線画像のほとんどは、吸収コントラスト法による画像である。吸収コントラスト法は、Ｘ線が被写体を透過したときのＸ線強度の減衰の差によりコントラストを形成する。一方、Ｘ線の吸収ではなく、Ｘ線の位相変化によってコントラストを得る位相コントラスト法が提案されている。例えば、拡大撮影時のＸ線の屈折を利用したエッジ強調によって視認性の高いＸ線画像を得る位相コントラスト撮影が行われている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
吸収コントラスト法は骨等のＸ線吸収が大きい被写体の撮影に有効である。これに対し、位相コントラスト法はＸ線吸収差が小さく、吸収コントラスト法によっては画像として現れにくい乳房の組織や関節軟骨、関節周辺の軟部組織をも画像化することが可能であり、Ｘ線画像診断への適用が期待されている。
【０００４】
位相コントラスト撮影の１つとして、タルボ効果を利用するタルボ干渉計も検討されている（例えば、特許文献３〜５）。タルボ効果とは、一定の周期でスリットが設けられた第１格子を干渉性の光が透過すると、光の進行方向に一定周期でその格子像を結ぶ現象をいう。この格子像は自己像と呼ばれ、タルボ干渉計は自己像を結ぶ位置に第２格子を配置し、この第２格子をわずかにずらすことで生じる干渉縞（モアレ）を測定する。第２格子の前に物体を配置するとモアレが乱れることから、タルボ干渉計によりＸ線撮影を行うのであれば、第１格子の前に被写体を配置して干渉性Ｘ線を照射し、得られたモアレの画像を演算することによって被写体の再構成画像を得ることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６８０３３号公報
【特許文献２】特開２００８−１８０６０号公報
【特許文献３】特開昭５８−１６２１６号公報
【特許文献４】国際公開第２００４／０５８０７０号パンフレット
【特許文献５】特開２００７−２０３０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
実用化を考慮すると、Ｘ線源と第１格子との間にマルチ格子（マルチスリット）を設置し、Ｘ線の照射線量を増大させるタルボ・ロー干渉計が期待される。
タルボ・ロー干渉計を、例えばリウマチ診断のためのＸ線撮影に用いる場合、Ｘ線撮影装置を天井から床への重力方向にＸ線を照射する縦型とすることが好ましい。縦型であれば、リウマチが発症しやすい手等を撮影しやすく、またＸ線撮影装置の省設置面積化をはかることができる。
【０００７】
しかし、このようなタルボ干渉計、タルボ・ロー干渉計を用いたＸ線撮影装置では、縞走査法により再構成画像を作成する場合、従来のタルボ・ロー干渉計であれば、第１格子又は第２格子を移動しながら（両格子を相対移動させながら）、両格子の相対位置に応じた縞の位相の異なるモアレ画像（以後、一定周期間隔のモアレ画像と呼ぶ）が複数撮影される。この撮影における各格子の移動量は極僅かであり、適切にモアレ画像を撮影するためには、各格子を高精度に微調整することが必要となる。
【０００８】
特にこのマルチ格子、第１格子及び第２格子は極めて高精度の精密部品であり、装置の輸送中や保管中の外部からの衝撃・振動や温度変化をできる限り避ける必要がある。
このため、装置を組み立てた状態で輸送又は保管しようとすると、特に精密部品であるマルチ格子、第１格子及び第２格子を頑丈に梱包するために、全体がかなり大きくなり、場所をとるため、輸送や保管にかかる費用が増大するという問題がある。
【０００９】
また、装置を病院等の施設内に設置した後も、被写体台の上に患者が手等を載せたときの振動や、患者の身体が被写体台に当たった際の衝撃がマルチ格子、第１格子及び第２格子といった精密部品に伝わると、高精度な移動制御ができないことが懸念されるため、振動の影響が無くなるまで撮影を待機しなければならず、円滑・迅速な撮影処理を行うことができない。
また、撮影の途中で被写体台から衝撃や振動がマルチ格子、第１格子及び第２格子といった精密部品に伝わることにより、各格子の位置等がずれてしまった場合には、適切なモアレ画像を得ることができなくなり、再撮影が必要となって、患者に無駄な被曝をさせることとなってしまう。
【００１０】
本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、高精度を要求される精密部品への衝撃や振動の影響を防止しつつ、輸送性、保管性に優れたＸ線撮影装置、及びこれを用いたＸ線画像システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明によれば、
Ｘ線を照射するＸ線源と、
複数のスリットを有するマルチ格子、第１格子及び第２格子と、
前記マルチ格子、前記第１格子、及び前記第２格子のうちの少なくとも１つを移動させる移動部と、
被写体台と、
照射された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、当該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Ｘ線検出器と、
を備え、
前記移動部により、前記マルチ格子、前記第１格子及び前記第２格子のうちの少なくとも１つを前記Ｘ線の照射方向と直交する方向に、前記マルチ格子または前記第１格子若しくは前記第２格子に対して相対移動し、前記少なくとも１つがが一定周期間隔で移動する毎に、前記Ｘ線源により照射されたＸ線に応じて前記Ｘ線検出器が画像信号を読み取る処理を繰り返し、一定周期間隔のモアレ画像を複数得るＸ線撮影装置であって、
前記マルチ格子を含むマルチ格子ユニット、前記第１格子を含む第１格子ユニット及び前記第２格子を含む第２格子ユニットは、それぞれが共通の基台部に着脱自在に構成されており、
前記マルチ格子ユニット、前記第１格子ユニット及び前記第２格子ユニットのうち少なくともいずれか１つには、当該ユニットに設けられている格子と他の格子との間における平行度（相対的な平行度）を調整可能とする煽り調整機構が設けられているＸ線撮影装置が提供される。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、
前記マルチ格子ユニット、前記第１格子ユニット及び前記第２格子ユニットのうち少なくともいずれか１つには、当該ユニットに設けられている格子と他の格子との間における相対距離を調整可能とする相対距離調整機構が設けられている請求項１に記載のＸ線撮影装置が提供される。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、
前記マルチ格子ユニット、前記第１格子ユニット及び前記第２格子ユニットのそれぞれに、前記煽り調整機構及び前記相対距離調整機構が設けられている請求項２に記載のＸ線撮影装置が提供される。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、
前記Ｘ線源は、平行度及び相対距離を調整された前記マルチ格子、前記第１格子及び前記第２格子のスリット方向に対する取付方向が変更可能に構成されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＸ線撮影装置が提供される。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＸ線撮影装置と、
前記Ｘ線撮影装置によって得られたモアレ画像を処理し、被写体の再構成画像を作成する画像処理装置と、
を備えるＸ線画像システムが提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の撮影装置によれば、タルボ・ロー干渉計を用いたＸ線撮影装置において、マルチ格子を含むマルチ格子ユニット、第１格子を含む第１格子ユニット及び第２の格子を含む第２格子ユニットがそれぞれ共通の基台部に着脱自在に構成されているため、装置の輸送時や倉庫等における保管時には、このマルチ格子ユニット、第１格子ユニット及び第２格子ユニットを基台部から取り外した状態とすることができる。
これにより、基台部については厳重な梱包をする必要がなく、マルチ格子ユニット、第１格子ユニット及び第２格子ユニットのみ梱包を厳重にすれば足りる。このため、輸送時や保管時に車両や倉庫内に装置をコンパクトに収容することができ、輸送・保管に要するコストを抑えることができる。
また、マルチ格子ユニット、第１格子ユニット及び第２の格子ユニットのうち少なくともいずれか１つには、マルチ格子、第１格子及び第２の格子相互間における平行度を調整可能とする煽り調整機構が設けられているため、各格子間の平行度（相対的な平行度）を適切に調整して、高精度のモアレ画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態に係るＸ線撮影装置を含むＸ線画像システムの模式的な側面図である。
【図２】図１に示すＸ線撮影装置の上面図である。
【図３】図１に示すＸ線撮影装置の具体的構成を示す斜視図である。
【図４】図３に示すＸ線撮影装置の各構成部を分離した状態を示す斜視図である。
【図５】図１に示すＸ線撮影装置のＸ線源の向きを変更した状態を示す斜視図である。
【図６】図５に示すＸ線撮影装置の各構成部を分離した状態を示す斜視図である。
【図７】マルチ格子ユニットの斜視図である。
【図８】マルチ格子ユニットがＸ線源の下方に配置された状態を示す斜視図である。
【図９】励磁電流とマルチ格子の変位量との関係を示すグラフ図である。
【図１０】マルチ格子の平面図である。
【図１１】第１格子ユニット及び第２格子ユニットを基台部に取り付けた状態を示す斜視図である。
【図１２】第１格子ユニットの斜視図である。
【図１３】第１格子ユニットの斜視図である。
【図１４】第１格子ユニットの斜視図である。
【図１５】本体部の機能的構成を示すブロック図である。
【図１６】タルボ干渉計の原理を説明する図である。
【図１７】Ｘ線撮影装置によるＸ線撮影時の処理を示すフローチャートである。
【図１８】コントローラによる処理を示すフローチャートである。
【図１９】５ステップの撮影により得られるモアレ画像を示す図である。
【図２０】各ステップのモアレ画像の注目画素のＸ線相対強度を示すグラフである。
【図２１】横型のＸ線撮影装置の側面図である。
【図２２】（ａ）被写体を配置し、マルチ格子を移動して撮影された各ステップのモアレ画像である。（ｂ）被写体を配置せずに、マルチ格子を移動して撮影された各ステップのモアレ画像である。（ｃ）（ａ）のモアレ画像を用いて作成された再構成画像である。
【図２３】（ａ）被写体を配置し、第２格子を移動して撮影された各ステップのモアレ画像である。（ｂ）被写体を配置せずに、第２格子を移動して撮影された各ステップのモアレ画像である。（ｃ）（ａ）のモアレ画像を用いて作成された再構成画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明者等は鋭意検討を行った結果、第１格子の第２格子に対する相対移動、又は第２格子の第１格子に対する相対移動により複数枚のモアレ画像を生成する機能と、マルチ格子（マルチスリット）によりＸ線の照射線量を増大させる機能という、従来のタルボ・ロー干渉計の概念にとらわれず、第１の格子及び第２の格子の位置は固定（相対移動無し）とし、マルチ格子を当該第１及び第２の格子に対し、相対移動させる構成によっても、従来のタルボ・ロー干渉計と同様のモアレ画像が得られることを見出した。これにより、従来のタルボ・ロー干渉計に於ける課題、特に縦型に配置した際に想定される課題を解消することができ、タルボ・ロー干渉計を用いた縦型のＸ線撮影装置を実用化することが可能となる。
【００１９】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係るＸ線撮影装置及びこれを用いたＸ線画像システムの一実施形態について説明する。
【００２０】
図１は本実施形態に係るＸ線画像システムを模式的に示したものであり、図２は、図１に示すＸ線撮影装置１を上方から見た平面図である。
Ｘ線画像システムは、Ｘ線撮影装置１とコントローラ５を備えている。Ｘ線撮影装置１はタルボ・ロー干渉計によるＸ線撮影を行い、コントローラ５は当該Ｘ線撮影により得られたモアレ画像を用いて被写体の再構成画像を作成する。
【００２１】
Ｘ線撮影装置１は、図１に示すように、Ｘ線源１１、マルチ格子１２、被写体台１３、第１格子１４、第２格子１５、Ｘ線検出器１６、支柱１７、本体部１８、基台部１９を備えている。
本実施形態におけるＸ線撮影装置１は縦型であり、Ｘ線源１１、マルチ格子１２、被写体台１３、第１格子１４、第２格子１５、Ｘ線検出器１６は、この順序に重力方向であるｚ方向に沿って配置されている。
なお、図１中、Ｘ線源１１の焦点とマルチ格子１２間の距離をｄ１（ｍｍ）、Ｘ線源１１の焦点とＸ線検出器１６間の距離をｄ２（ｍｍ）、マルチ格子１２と第１格子１４間の距離をｄ３（ｍｍ）、第１格子１４と第２格子１５間の距離をｄ４（ｍｍ）で表す。
【００２２】
距離ｄ１は好ましくは３〜５００（ｍｍ）であり、さらに好ましくは４〜３００（ｍｍ）である。
距離ｄ２は、一般的に放射線科の撮影室の高さは３（ｍ）程度又はそれ以下であることから、少なくとも３０００（ｍｍ）以下であることが好ましい。なかでも、距離ｄ２は４００〜２５００（ｍｍ）が好ましく、さらに好ましくは５００〜２０００（ｍｍ）である。
Ｘ線源１１の焦点と第１格子１４間の距離（ｄ１＋ｄ３）は、好ましくは３００〜５０００（ｍｍ）であり、さらに好ましくは４００〜１８００（ｍｍ）である。
Ｘ線源１１の焦点と第２格子１５間の距離（ｄ１＋ｄ３＋ｄ４）は、好ましくは４００〜５０００（ｍｍ）であり、さらに好ましくは５００〜２０００（ｍｍ）である。
それぞれの距離は、Ｘ線源１１から照射されるＸ線の波長から、第２格子１５上に第１格子１４による格子像（自己像）が重なる最適な距離を算出し、設定すればよい。
【００２３】
図３は、図１及び図２に示すＸ線撮影装置１の構成を具体的に示した斜視図であり、図４は、Ｘ線撮影装置１の各構成部を分離した状態を示す斜視図である。
図３及び図４に示すように、本実施形態におけるＸ線撮影装置１は、Ｘ線源１１を支持する支柱１７と、マルチ格子１２を含むマルチ格子ユニット１２０、第１格子１４を含む第１格子ユニット１４０、第２格子１５を含む第２格子ユニット１５０及びＸ線検出器１６が取り付けられている基台部１９と、被写体台１３とに大きく分離することができる。
【００２４】
Ｘ線源１１には、ほぼコ字状に形成された固定用部材１１１が取付用アーム１１２を介して取り付けられている。本実施形態において、支柱１７は、四角柱形状となっており、固定用部材１１１は、支柱１７を側面から挟み込むようにして支柱１７に取り付けられ、固定されている。
取付用アーム１１２の一部には緩衝部材１７ａ（図１参照）が設けられており、Ｘ線源１１は、この緩衝部材１７ａを介して保持されている。緩衝部材１７ａは、衝撃や振動を吸収できる材料であれば何れの材料を用いてもよいが、例えばエラストマー等が挙げられる。Ｘ線源１１はＸ線の照射によって発熱するため、Ｘ線源１１側の緩衝部材１７ａは衝撃や振動を吸収できる材料であることに加えて断熱材料であることが好ましい。
【００２５】
Ｘ線源１１はＸ線管を備え、当該Ｘ線管によりＸ線を発生させて重力方向（ｚ方向）にＸ線を照射する。Ｘ線管としては、例えば医療現場で広く一般に用いられているクーリッジＸ線管や回転陽極Ｘ線管を用いることができる。陽極としては、タングステンやモリブデンを用いることができる。
Ｘ線の焦点径は、０．０３〜３（ｍｍ）が好ましく、さらに好ましくは０．１〜１（ｍｍ）である。
【００２６】
また、本実施形態では、Ｘ線源１１は、図５及び図６に示すように、取付用アーム１１２の一部がほぼ９０度屈曲することにより、平行度及び相対距離を調整されたマルチ格子１２、第１格子１４、第２格子１５のスリットの方向に対してＸ線源１１の取付方向がほぼ９０度回転可能に構成されている。
本実施形態において、Ｘ線源１１のＸ線管の焦点形状は完全な円形ではなく、僅かに楕円形状となっており、後述するモアレ画像を取得する際の撮影では、Ｘ線管の向きを変えることによって適切なモアレ画像を得ることができる場合がある。このため、Ｘ線源１１をほぼ９０度回転させることにより、Ｘ線管の焦点形状に由来する不具合を解消することができる。
なお、Ｘ線源１１を、マルチ格子１２、第１格子１４及び第２の格子１５のスリット方向に対する取付方向を変更可能とする構成はここに例示したものに限定されない。例えば、固定用部材１１１の取付位置を変えることによりＸ線源１１の取付方向を変更可能としてもよい。また、Ｘ線源１１の取付方向の変更は９０度だけでなく、さらに細かく角度設定が可能となるように構成してもよい。
【００２７】
マルチ格子ユニット１２０、第１格子ユニット１４０、第２格子ユニット１５０及びＸ線検出器１６は、同一の基台部１９の上に保持され、ｚ方向における位置関係が固定されている。マルチ格子ユニット１２０、第１格子ユニット１４０、第２格子ユニット１５０は、重力方向（ｚ方向）と直交する方向に延展せしめられており、ねじ等により、それぞれ基台部１９に対して着脱自在に取り付けられている。
また、Ｘ線検出器１６は、基台部１９に設けられている検出器支持台１９１の上に、緩衝部材１９２を介して載置されている。
なお、基台部１９は支柱１７に対してｚ方向に移動可能に構成されていてもよい。
【００２８】
図７は、マルチ格子ユニット１２０の斜視図である。
図７に示すように、マルチ格子ユニット１２０は、基台部１９に取り付けられるほぼＬ字状の基台取付部１２１とこの基台取付部１２１の上に載置されるマルチ格子ユニット本体１２２を備えている。
この基台取付部１２１における床面に対してほぼ水平に配置されている面には、マルチ格子ユニット本体１２２をｘ方向に移動させるためのリニアガイド１２３が設けられている。
基台取付部１２１は、基台部１９への取り付け位置を調整することにより、マルチ格子１２と、第１格子１４や第２の格子１５との間における相対距離を調整可能とするものである。また、マルチ格子ユニット本体１２２には、相対距離微調整機構部１２７が設けられている。相対距離微調整機構部１２７は、その重力方向（上下方向）の長さを変えることでマルチ格子１２の重力方向（上下方向）の位置を調整するものである。本実施形態では、基台取付部１２１と相対距離微調整機構部１２７とにより、マルチ格子１２と、第１格子１４や第２の格子１５との間における相対距離を調整する相対距離調整機構が構成される。
なお、比較的重量物であるマルチ格子ユニットを扱う際の作業性や安全性、及び、位置調整のやり易さの両観点からは、前者と後者の機能を分離する方が好ましく、取付位置は位置決めピン等により仮固定し（調整不可）、ネジ等で基台部１９に螺合（固定）する構造とし、固定終了後、作業者が両手を自由に使って、マルチ格子ユニット本体１２２内に設けた相対距離微調整機構部１２７により相対距離を微調整する構造とすることが好ましい。
【００２９】
マルチ格子ユニット本体１２２には、マルチ格子１２が支持されている他、マルチ格子１２を移動させるためのマルチ格子駆動部１２５として、ｘ方向移動用モータ１２５ａ、マルチ格子１２をｘ方向に回転させるためのθｘ回転用モータ１２５ｂ、マルチ格子１２をｙ方向に回転させるためのθｙ回転用モータ１２５ｃ、マルチ格子１２をｚ方向に回転させるためのθｚ回転用モータ１２５ｄが設けられている。
本実施形態では、マルチ格子１２は、図８に示すように、Ｘ線源１１の下方からＸ線源１１の内部に挿入されており、Ｘ線管の焦点位置のすぐ近くに配置されるようになっている。
【００３０】
ｘ方向移動用モータ１２５ａは、通電駆動される駆動源であり、例えばパルス信号に正確に同期して動作するステッピングモータ（パルスモータ）等、高精度の動作制御を行うことのできるモータにより構成されている。ｘ方向移動用モータ１２５ａに適用されるステッピングモータとしては、例えば、オリエンタルモーター株式会社製の５相ステッピングモータ（型式：PX533MH-B）等の５相ステッピングモータが望ましく、５相でも高分解能タイプが好ましい。すなわち、一般的には基本ステップ角：0.72°であるが、高分解能タイプでは基本ステップ角：0.36°であり、このようなモータが好適に用いられる。更に、ステップ数を細分化できるマイクロステップによる制御を行うことが好ましい。
本実施形態では、駆動源であるｘ方向移動用モータ１２５ａが駆動すると、当該駆動源の出力を被駆動部であるマルチ格子１２を含むマルチ格子ユニット１２０の本体まで伝達する伝達系を構成する図示しないボールねじが回転し、マルチ格子１２を含むマルチ格子ユニット１２０の本体がリニアガイド１２３にガイドされてｘ方向に移動するようになっている。
駆動源であるｘ方向移動用モータ１２５ａと伝達系であるボールねじ及びリニアガイドによってマルチ格子ユニット１２０の移動部が構成されており、この移動部は重力方向（ｚ方向）と直交する方向に移動する移動要素のみにより構成されている。
【００３１】
また、本実施形態では、マルチ格子１２を移動させる際には、ｘ方向移動用モータ１２５ａの出力を最大とするが、Ｘ線照射時には、マルチ格子駆動部１２５は、ｘ方向移動用モータ１２５ａへの通電電流が、当該モータの出力を最大としたときにマルチ格子１２に生じる変位量の５０％以下となるような電流値となるようにｘ方向移動用モータ１２５ａへの通電電流値を調整するようになっている。
【００３２】
マルチ格子１２を移動させながら複数回の撮影を行う場合、マルチ格子１２の位置を高精度に維持するために、ｘ方向移動用モータ１２５ａに電流をかけて励磁することによりその自己保持力で位置を固定しておく必要がある。また、マルチ格子１２を移動させながら複数回の撮影を行う場合には、現時点でのマルチ格子１２の位置を次の移動の際の基点としてマルチ格子１２を順次移動させていくが、電源を停止させてしまうと、現時点でのマルチ格子１２の位置を次の移動の際にフィードバックさせることができなくなってしまう。このため、マルチ格子１２を移動させていないとき（すなわち、Ｘ線照射時）でも、所定の複数回の撮影が終了するまでは、ｘ方向移動用モータ１２５ａに電流をかけ続けておく必要がある。
他方で、励磁する際にｘ方向移動用モータ１２５ａにかける電流の電流値が高いと、ｘ方向移動用モータ１２５ａが発熱するとともに、微振動を生じ、これがボールねじに伝わる等により、マルチ格子１２の位置に微細な変位を生じさせてしまう。
【００３３】
図９は、横軸に時間（ｍｉｎ）をとり、縦軸にマルチ格子１２の変位量（μｍ）と温度変化（℃）をとって、励磁電流値と、温度変化及びマルチ格子１２の変位量との関係を示したグラフである。
図９において、マルチ格子１２の変位量は、初期状態のマルチ格子１２の位置をゼロとしたときに励磁電流値及び温度変化によってどれだけマルチ格子１２が移動方向（ｘ方向）に変位するかを測定したものである。また、温度上昇値は、各電流値の励磁電流をかけた際のｘ方向移動用モータ１２５ａの温度変化を測定したものである。
図９に示すように、励磁電流値を当該モータの出力を最大としたときの９０％程度とすると、時間の経過に伴ってｘ方向移動用モータ１２５ａの温度が上昇するとともに、マルチ格子１２の変位量も大きくなっていき、１．４μｍを超える変位量となる。これに対して、励磁電流値を当該モータの出力を最大としたときの２７％程度とすると、時間が経過してもｘ方向移動用モータ１２５ａの温度はそれほど上昇せず、マルチ格子１２の変位量も０．３μｍ程度に止まる。また、励磁電流値を当該モータの出力を最大としたときの５０％程度とした場合でも、時間経過に伴うｘ方向移動用モータ１２５ａの温度上昇はそれほど大きくなく、マルチ格子１２の変位量も０．４５μｍ程度に止まる。
【００３４】
ここで、適切なモアレ画像を得るためには、ｘ方向移動用モータ１２５ａによるマルチ格子１２の格子送り精度は、格子送り量の１／１０以下である必要がある。例えば、マルチ格子１２を５回移動させて５回撮影することによりモアレ画像を得る場合には、格子ピッチの１／５ずつマルチ格子１２を移動させる。また、マルチ格子１２を３回移動させて３回撮影することによりモアレ画像を得る場合には、格子ピッチの１／３ずつマルチ格子１２を移動させることとなる。したがって、例えば、格子ピッチが２２．８μｍであり、その格子送り量が５．７μｍである場合、要求される精度（格子相対位置）は、±０．２３μｍ（P-P：０．４６μｍ）となる。
本実施形態においては、励磁電流値を当該モータの出力を最大としたときの５０％程度以下であれば、要求される精度（格子相対位置）を満たしており、ｘ方向移動用モータ１２５ａに電流をかけてもモアレ画像の生成に影響を与えないといえる。
【００３５】
なお、ｘ方向移動用モータ１２５ａにかける励磁電流値がどの程度のときにモアレ画像の生成に影響を与えるか、すなわち、「ｘ方向移動用モータ１２５ａへの通電電流が、当該モータの出力を最大としたときにマルチ格子１２に生じる変位量の５０％以下となるような電流値」がどの程度であるかは、モータの種類によって異なる。このため、Ｘ線照射時の励磁電流値は、適用するモータに応じて適宜設定することが好ましい。
【００３６】
θｘ回転用モータ１２５ｂ、θｙ回転用モータ１２５ｃ、θｚ回転用モータ１２５ｄは、例えば駆動源となるアクチュエータ等を内蔵したゴニオステージであり、マルチ格子１２、第１格子１４及び第２の格子１５相互間における平行度を調整可能とする煽り調整機構として機能するものである。
【００３７】
マルチ格子ユニット１２０に設けられているマルチ格子１２は回折格子であり、図１０に示すようにｘ方向に複数のスリットが所定間隔で設けられている。マルチ格子１２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、タングステン、鉛、金といったＸ線の遮蔽力が大きい、つまりＸ線の吸収率が高い材質により形成される。例えば、フォトリソグラフィーによりレジスト層がスリット状にマスクされ、ＵＶが照射されてスリットのパターンがレジスト層に転写される。露光によって当該パターンと同じ形状のスリット構造が得られ、電鋳法によりスリット構造間に金属が埋め込まれて、マルチ格子１２が形成される。
【００３８】
マルチ格子１２のスリット周期は１〜６０（μｍ）である。スリット周期は、図１０に示すように隣接するスリット間の距離を１周期とする。スリットの幅（ｘ方向の長さ）はスリット周期の１〜６０（％）の長さであり、さらに好ましくは１０〜４０（％）である。スリットの高さ（ｚ方向の長さ）は１〜５００（μｍ）であり、好ましくは１〜１５０（μｍ）である。
マルチ格子１２のスリット周期をｗ０（μｍ）、第１格子１４のスリット周期をｗ１（μｍ）とすると、スリット周期ｗ０は下記式により求めることができる。
ｗ０＝ｗ１・（ｄ３＋ｄ４）／ｄ４
当該式を満たすように周期ｗ０を決定することにより、マルチ格子１２及び第１格子１４の各スリットを通過したＸ線により形成される自己像が、それぞれ第２格子１５上で重なり合い、いわばピントが合った状態とすることができる。
【００３９】
第１格子１４は、マルチ格子１２と同様にｘ方向に複数のスリットが設けられた回折格子である。第１格子１４は、マルチ格子１２と同様にＵＶを用いたフォトリソグラフィーによって形成することもできるし、いわゆるＩＣＰ法によりシリコン基板に微細細線で深掘加工を行い、シリコンのみで格子構造を形成することとしてもよい。第１格子１４のスリット周期は１〜２０（μｍ）である。スリットの幅はスリット周期の２０〜７０（％）であり、好ましくは３５〜６０（％）である。スリットの高さは１〜１００（μｍ）である。
【００４０】
第１格子１４として位相型を用いる場合、スリットの高さ（ｚ方向の長さ）はスリット周期を形成する２種の素材、つまりＸ線透過部とＸ線遮蔽部の素材による位相差（Ｘ線の位相差）がπ／８〜１５×π／８となる高さとする。好ましくは、π／４〜３×π／４となる高さである。第１格子１４として吸収型を用いる場合、スリットの高さはＸ線遮蔽部によりＸ線が十分吸収される高さとする。
【００４１】
第１格子１４が位相型である場合、第１格子１４と第２格子１５間の距離ｄ４は、次の条件をほぼ満たすことが必要である。
ｄ４＝（ｍ＋（１／２））・ｗ１２／λ
なお、ｍは整数であり、λはＸ線の波長である。
【００４２】
第２格子１５は、マルチ格子１２及び第１格子１４と同様にｘ方向に複数のスリットが設けられた回折格子である。第２格子１５もフォトリソグラフィーにより形成することができる。第２格子１５のスリット周期は１〜２０（μｍ）である。スリットの幅はスリット周期の３０〜７０（％）であり、好ましくは３５〜６０（％）である。スリットの高さは１〜１００（μｍ）である。
【００４３】
本実施例では第１格子１４及び第２格子１５は、それぞれの格子面がｚ方向に対し垂直（ｘ−ｙ平面内で平行）であり、第１格子のスリット配列方向と第２格子のスリット配列方向とは、ｘ−ｙ平面内で所定角度だけ傾けて配置されているが、両者を平行な配置としてもよい。
【００４４】
第１格子１４及び第２格子１５は、それぞれ、ほぼ同様の構成を有する第１格子ユニット１４０及び第２格子ユニット１５０に設けられている。
図１１は、基台部１９における第１格子ユニット１４０の取り付け部分を拡大した斜視図である。図１１に示すように、第２格子ユニット１５０は、第２格子１５がＸ線検出器１６のすぐ上に位置するように配置される。また、第１格子ユニット１４０は、第１格子１５が第２格子１５の上方に位置するように配置される。
【００４５】
また、図１２及び図１３は、第１格子ユニット１４０を上側から見た斜視図であり、図１４は斜め上方向から見た斜視図である。なお、第２格子ユニット１５０は、第１格子ユニット１４０と同一の構成となっているため、図示及び説明を省略する。
【００４６】
第１格子ユニット１４０は、図１２から図１４に示すように、基台部１９に取り付けられるほぼＬ字状の基台取付部１４１と第１格子ユニット本体１４２とを備えている。この第１格子ユニット本体１４２は、基台取付部１４１における床面に対してほぼ水平に配置されている面に載置されている。
基台取付部１４１は、基台部１９への取り付け位置を調整することにより、第１格子１４と、第２の格子１５やマルチ格子１２との間における相対距離を調整可能とする相対距離調整機構として機能する。
また、第１格子ユニット本体１４２の上側面には、第１格子１４をｘ方向に移動させるためのリニアガイド１４３が設けられている。
【００４７】
第１格子ユニット本体１４２には、支持部１４ａに支持された第１格子１４が設けられている他、第１格子１４を移動させるための第１格子駆動部１４５として、ｘ方向移動用モータ１４５ａ、第１格子１４をｘ方向に回転させるためのθｘ回転用モータ１４５ｂが設けられている。
【００４８】
ｘ方向移動用モータ１４５ａは、通電駆動される駆動源であり、マルチ格子ユニット１２０のｘ方向移動用モータ１２５ａと同様に、例えばパルス信号に正確に同期して動作するステッピングモータ（パルスモータ）等、高精度の動作制御を行うことのできるモータにより構成されている。
本実施形態では、駆動源であるｘ方向移動用モータ１４５ａが駆動すると、当該駆動源の出力を被駆動部である第１格子１４を支持する支持部１４ａまで伝達する伝達系を構成するボールねじ１４４が回転し、支持部１４ａに支持された第１格子１４がリニアガイド１４３にガイドされてｘ方向に移動するようになっている。
駆動源であるｘ方向移動用モータ１４５ａと伝達系であるボールねじ及びリニアガイドによって第１格子ユニット１４０の移動部が構成されており、この移動部は重力方向（ｚ方向）と直交する方向に移動する移動要素のみにより構成されている。
【００４９】
ここで、適切なモアレ画像を得るためには、ｘ方向移動用モータ１４５ａによる第１格子１４の格子送り精度は、マルチ格子１２の場合と同様に、格子送り量の１／１０以下である必要がある。例えば、第１格子１４を５回移動させて５回撮影することによりモアレ画像を得る場合には、格子ピッチの１／５ずつ第１格子１４を移動させ、第１格子１４を３回移動させて３回撮影することによりモアレ画像を得る場合には、格子ピッチの１／３ずつ第１格子１４を移動させることとなる。したがって、例えば、格子ピッチが５．３μｍであり、その格子送り量が１．３３μｍである場合、要求される精度（格子相対位置）は、±０．０５μｍ（P-P：０．１０μｍ）となる。
そして、ｘ方向移動用モータ１４５ａに電流をかけるとｘ方向移動用モータ１２５ａの場合と同様、モータの温度が上昇し、周辺部品の熱膨張を誘発し、結果として最終的な第１格子１４の精密送りが達成できず、静的な格子間のアライメント不良を生じたり、モータが微振動し、この振動が周辺部品に伝搬し、結果として第１格子１４が精密送りされた位置に保持できず、動的な格子間のアライメント不良（不定）を生じてしまう。
【００５０】
このため、ｘ方向移動用モータ１４５ａについても、ｘ方向移動用モータ１２５ａの場合と同様、第１格子１４を移動させる際には、ｘ方向移動用モータ１４５ａの出力を最大とするが、Ｘ線照射時には、第１格子駆動部１４５は、ｘ方向移動用モータ１４５ａへの通電電流が、当該モータの出力を最大としたときに第１格子１４に生じる変位量の５０％以下となるような電流値となるようにｘ方向移動用モータ１４５ａへの通電電流値を調整するようになっている。
なお、Ｘ線照射時におけるｘ方向移動用モータ１４５ａへの通電電流値（励磁電流値）は、ｘ方向移動用モータ１２５ａの場合と同様、適用するモータに応じて適宜設定することが好ましい。
【００５１】
θｘ回転用モータ１４５ｂは、例えば駆動源となるアクチュエータ等を内蔵したゴニオステージであり、マルチ格子１２、第１格子１４及び第２の格子１５相互間における平行度を調整可能とする煽り調整機構として機能するものである。なお、マルチ格子ユニット１２０の場合と同様に、煽り調整機構としてθｙ回転用モータ、θｚ回転用モータを設けてもよい。
【００５２】
第２格子ユニット本体１５２には、支持部に支持された第２格子１５が設けられている他、第２格子１５を移動させるための第２格子駆動部１５５として、ｘ方向移動用モータ、第２格子１５をｘ方向に回転させるためのθｘ回転用モータ（いずれも図示せず）が設けられている。
なお、前記のように、Ｘ線照射時における通電電流値（励磁電流値）を調整する点等については、第２格子１５の第２格子駆動部１５５のｘ方向移動用モータについても、マルチ格子ユニット１２０のｘ方向移動用モータ１２５ａ、第１格子ユニット１４０のｘ方向移動用モータ１４５ａ同様である。
【００５３】
上記マルチ格子１２、第１格子１４、第２格子１５は、例えば下記のように構成することができる。
Ｘ線源１１のＸ線管の焦点径；３００（μｍ）、管電圧：４０（ｋＶｐ）、付加フィルタ：アルミ１．６（ｍｍ）
Ｘ線源１１の焦点からマルチ格子１２までの距離ｄ１：４０（ｍｍ）
マルチ格子１２から第１格子１４までの距離ｄ３：１１１０（ｍｍ）
マルチ格子１２から第２格子１５までの距離ｄ３＋ｄ４：１３７０（ｍｍ）
マルチ格子１２のサイズ：１０（ｍｍ四方）、スリット周期：２２．８（μｍ）
第１格子１４のサイズ：５０（ｍｍ四方）、スリット周期：４．３（μｍ）
第２格子１５のサイズ：５０（ｍｍ四方）、スリット周期：５．３（μｍ）
【００５４】
Ｘ線検出器１６は、照射された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、当該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。
Ｘ線検出器１６の画素サイズは１０〜３００（μｍ）であり、さらに好ましくは５０〜２００（μｍ）である。
【００５５】
Ｘ線検出器１６は第２格子１５に当接するように基台部１９に位置を固定することが好ましい。第２格子１５とＸ線検出器１６間の距離が大きくなるほど、Ｘ線検出器１６により得られるモアレ画像がボケるからである。
Ｘ線検出器１６としては、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を用いることができる。ＦＰＤには、Ｘ線をシンチレータを介して光電変換素子により電気信号に変換する間接変換型、Ｘ線を直接的に電気信号に変換する直接変換型があるが、何れを用いてもよい。
【００５６】
間接変換型は、ＣｓＩやＧｄ２Ｏ３あるいはＧｄ２Ｏ２Ｓ等のシンチレータプレートの下に、光電変換素子がＴＦＴ（薄膜トランジスタ）とともに２次元状に配置されて各画素を構成する。Ｘ線検出器１６に入射したＸ線がシンチレータプレートに吸収されると、シンチレータプレートが発光する。この発光した光により、各光電変換素子に電荷が蓄積され、蓄積された電荷は画像信号として読み出される。
【００５７】
直接変換型は、アモルファスセレンの熱蒸着により、１００〜１０００（μｍ）の膜厚のアモルファスセレン膜がガラス上に形成され、２次元状に配置されたＴＦＴのアレイ上にアモルファスセレン膜と電極が蒸着される。アモルファスセレン膜がＸ線を吸収するとき、電子正孔対の形で物質内にキャリアが遊離され、電極間の電圧信号がＴＦＴにより読み取られる。
なお、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、Ｘ線カメラ等の撮影手段をＸ線検出器１６として用いてもよい。
【００５８】
Ｘ線撮影時のＦＰＤによる一連の処理を説明する。
まずＦＰＤはリセットを行い、前回の撮影（読取）以降に残存する不要な電荷を取り除く。その後、Ｘ線の照射が開始するタイミングで電荷の蓄積が行われ、Ｘ線の照射が終了するタイミングで蓄積された電荷が画像信号として読み取られる。なお、リセットの直後や画像信号の読み取り後に、蓄積されている電荷の電圧値を検出するダーク読み取りを行い、当該電圧値を補正値としてＸ線照射後に蓄積された電荷の電圧値から補正値を差し引いた電圧値を画像信号として出力してもよい。これにより、画像信号に対しいわゆるオフセット補正を行うことができる。
【００５９】
本体部１８は、図１５に示すように、制御部１８１、操作部１８２、表示部１８３、通信部１８４、記憶部１８５、マルチ格子駆動部１２５、第１格子駆動部１４５、第２格子駆動部１５５を備えて構成されている。
制御部１８１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成され、記憶部１８５に記憶されているプログラムとの協働により、各種処理を実行する。例えば、制御部１８１はコントローラ５から入力される撮影条件の設定情報に従って、Ｘ線源１１からのＸ線照射のタイミングやＸ線検出器１６による画像信号の読取タイミング等を制御する。
【００６０】
操作部１８２は曝射スイッチや撮影条件等の入力操作に用いるキー群の他、表示部１８３のディスプレイと一体に構成されたタッチパネルを備え、これらの操作に応じた操作信号を生成して制御部１８１に出力する。
表示部１８３は制御部１８１の表示制御に従って、ディスプレイに操作画面やＸ線撮影装置１の動作状況等を表示する。
【００６１】
通信部１８４は通信インターフェイスを備え、ネットワーク上のコントローラ５と通信する。例えば、通信部１８４はＸ線検出器１６によって読み取られ、記憶部１８５に記憶されたモアレ画像をコントローラ５に送信する。
記憶部１８５は、制御部１８１により実行されるプログラム、プログラムの実行に必要なデータを記憶している。また、記憶部１８５はＸ線検出器１６によって得られたモアレ画像を記憶する。
【００６２】
マルチ格子駆動部１２５、第１格子駆動部１４５、第２格子駆動部１５５は、マルチ格子ユニット１２０、第１格子ユニット１４０、第２格子ユニット１５０の各駆動源（モータ）を動作させるものである。
【００６３】
被写体台１３は、撮影時に被写体となる患者の手指等を載置するものである。
図３から図６に示すように、本実施形態では、被写体台１３は、キャスタ１３１を備える脚部１３２を有し、支柱１７や基台部１９から独立している。脚部１３２は、支柱１７と基台部１９との間に配置されるようになっており、基台部１９側の脚部１３２には、キャスタ１３１をロックするロック機構１３３が設けられている。
なお、被写体台１３の構成はここに例示したものに限定されない。例えば全ての脚部１３２にロック機構１３３を設けてもよいし、ロック機構１３３を設けず、支柱１７又は基台部１９の一端に被写体台１３が固定されるようにしてもよい。なお、被写体台１３は、支柱１７又は基台部１９に接触した際に衝撃を吸収することのできる衝撃吸収部材（図示せず）を備えていることが好ましい。
【００６４】
コントローラ５は、オペレータによる操作に従ってＸ線撮影装置１の撮影動作を制御し、Ｘ線撮影装置１により得られたモアレ画像を用いて被写体の再構成画像を作成する。本実施形態では被写体の再構成画像を作成する画像処理装置としてコントローラ５を用いた例を説明するが、Ｘ線画像に様々な画像処理を施す専用の画像処理装置をＸ線撮影装置１と接続し、当該画像処理装置により再構成画像の作成を行うこととしてもよい。
【００６５】
上記Ｘ線撮影装置１のタルボ・ロー干渉計によるＸ線撮影方法を説明する。
図１６に示すように、Ｘ線源１１から照射されたＸ線が第１格子１４を透過すると、透過したＸ線がｚ方向に一定の間隔で像を結ぶ。この像を自己像といい、自己像が形成される現象をタルボ効果という。自己像を結ぶ位置に第２格子１５が平行に配置され、当該第２格子１５はその格子方向が第１格子１４の格子方向と平行な位置からわずかに傾けられているので、第２格子１５を透過したＸ線によりモアレ画像Ｍが得られる。Ｘ線源１１と第１格子１４間に被写体Ｈが存在すると、被写体ＨによってＸ線の位相がずれるため、図１６に示すようにモアレ画像Ｍ上の干渉縞は被写体Ｈの辺縁を境界に乱れる（歪む）。この干渉縞の乱れ（歪み）を、モアレ画像Ｍを処理することによって検出し、被写体像を画像化することができる。これがタルボ干渉計の原理である。
【００６６】
Ｘ線撮影装置１では、Ｘ線源１１と第１格子１４との間のＸ線源１１に近い位置に、マルチ格子１２が配置され、タルボ・ロー干渉計によるＸ線撮影が行われる。タルボ干渉計はＸ線源１１が理想的な点線源であることを前提としているが、実際の撮影にはある程度焦点径が大きい焦点が用いられるため、マルチ格子１２によってあたかも点線源が複数連なってＸ線が照射されているかのように多光源化する。これがタルボ・ロー干渉計によるＸ線撮影法であり、焦点径がある程度大きい場合にも、タルボ干渉計と同様のタルボ効果を得ることができる。
【００６７】
従来のタルボ・ロー干渉計では、マルチ格子１２は上述のように多光源化と照射線量の増大を目的に用いられ、縞走査法によりモアレ画像を得るため、第１格子１４又は第２格子１５を相対移動させていた。しかし、本実施形態では、第１格子１４又は第２格子１５を相対移動させるのではなく、第１格子１４及び第２格子１５の位置は固定したまま、第１格子１４及び第２格子１５に対してマルチ格子を移動させることで一定周期間隔のモアレ画像を複数得る。
【００６８】
図１７は、Ｘ線撮影装置１によるＸ線撮影の流れを示すフローチャートである。
Ｘ線撮影には上述のタルボ・ロー干渉計によるＸ線撮影方法が用いられ、被写体像の再構成には縞走査法が用いられる。Ｘ線撮影装置１ではマルチ格子１２が等間隔毎に複数ステップ移動され、ステップ毎に撮影が行われて、各ステップのモアレ画像が得られる。
【００６９】
ステップ数は２〜２０、さらに好ましくは３〜１０である。視認性の高い再構成画像を短時間で得るという観点からすれば、５ステップが好ましい（参照文献（１）Ｋ．Ｈｉｂｉｎｏ， Ｂ．Ｆ．Ｏｒｅｂ ａｎｄ Ｄ．Ｉ．Ｆａｒｒａｎｔ， Ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔｉｎｇ ｆｏｒ ｎｏｎｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ ｗａｖｅ ｆｏｒｍｓ ｗｉｔｈ ｐｈａｓｅ−ｓｈｉｆｔ ｅｒｒｏｒｓ， Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ａ， Ｖｏｌ．１２， ７６１−７６８（１９９５）、参照文献（２）Ａ．Ｍｏｍｏｓｅ， Ｗ．Ｙａｓｈｉｒｏ， Ｙ． Ｔａｋｅｄａ， Ｙ．Ｓｕｚｕｋｉ ａｎｄ Ｔ．Ｈａｔｔｏｒｉ， Ｐｈａｓｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ ｂｙ Ｘ−ｒａｙ Ｔａｌｂｏｔ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｔｒｙ ｆｏｒ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｍａｇｉｎｇ， Ｊｐｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．， Ｖｏｌ．４５， ５２５４−５２６２（２００６））。
【００７０】
図１７に示すように、オペレータにより曝射スイッチがＯＮ操作されると（ステップＳ１；Ｙ）、ｘ方向移動用モータ１２５ａによりマルチ格子１２が移動され、複数ステップの撮影が実行され、モアレ画像が生成される（ステップＳ２）。
まず、マルチ格子１２が停止した状態でＸ線源１１によるＸ線の照射が開始される。Ｘ線検出器１６ではリセット後、Ｘ線照射のタイミングに合わせて電荷が蓄積され、Ｘ線の照射停止のタイミングに合わせて蓄積された電荷が画像信号として読み取られる。これが１ステップ分の撮影である。１ステップ分の撮影が終了するタイミングでマルチ格子１２の移動が開始され、所定量移動すると停止され、次のステップの撮影が行われる。このようにして、マルチ格子１２の移動と停止が所定のステップ数分だけ繰り返され、マルチ格子１２が停止したときにＸ線の照射と画像信号の読み取りが行われる。読み取られた画像信号はモアレ画像として本体部１８に出力される。
【００７１】
例えば、マルチ格子１２のスリット周期を２２．８（μｍ）とし、５ステップの撮影を１０秒で行うとする。マルチ格子１２がそのスリット周期の１／５に該当する４．５６（μｍ）移動し停止する毎に撮影が行われる。撮影時間でいえば爆射スイッチＯＮ後、２、４、６、８、１０秒後にそれぞれ撮影が行われる。
【００７２】
従来のように第２格子１５（又は第１格子１４）を第１格子１４（又は第２格子１５）に対して移動させる場合、第２格子１５のスリット周期は比較的小さく、各ステップの移動量も小さくなるが、マルチ格子１２のスリット周期は第２格子１５よりも比較的大きく、各ステップの移動量も大きい。例えば、スリット周期５．３（μｍ）の第２格子１５のステップ毎の移動量は１．０６（μｍ）であるのに対し、スリット周期２２．８（μｍ）のマルチ格子１２の移動量は４．５６（μｍ）と約４倍の大きさである。同一の駆動伝達系（駆動源、減速伝達系を含む）を使用し、各ステップの撮影に際し、ｘ方向移動用モータ１２５ａの起動と停止を繰り返して撮影を行った場合、移動用のパルスモータ（駆動源）の制御量（駆動パルス数）に対応した実際の移動量に占める、起動時及び停止時のｘ方向移動用モータ１２５ａのバックラッシュ等の影響による移動量誤差の割合は、本実施形態のようにマルチ格子１２を移動させる方式の方が小さくなる。これは、後述するサインカーブに沿ったモアレ画像を得やすく、起動及び停止を繰り返しても高精細な再構成画像が得られることを示している。或いは、従来方式による画像でも充分診断に適合する場合には、モータ（駆動源）を含む駆動伝達系全体の精度（特に、起動特性及び停止特性）を緩和し、駆動伝達系を構成する部品のコストダウンが可能であることを示している。
【００７３】
各ステップの撮影が終了すると、本体部１８からコントローラ５に、各ステップのモアレ画像が送信される（ステップＳ３）。本体部１８からコントローラ５に対しては各ステップの撮影が終了する毎に１枚ずつ送信することとしてもよいし、各ステップの撮影が終了し、全てのモアレ画像が得られた後、まとめて送信することとしてもよい。
【００７４】
図１８は、モアレ画像を受信した後のコントローラ５の処理の流れを示すフローチャートである。
図１８に示すように、まずモアレ画像の解析が行われ（ステップＳ１１）、再構成画像の作成に使用できるか否かが判断される（ステップＳ１２）。理想的な送り精度によりマルチ格子１２を一定の送り量で移動できた場合、図１９に示すように、５ステップの撮影でマルチ格子１２のスリット周期１周期分のモアレ画像５枚が得られる。各ステップのモアレ画像は０．２周期という一定周期間隔毎に縞走査をした結果であるので、各モアレ画像の任意の１画素に注目すると、その信号値を正規化して得られるＸ線相対強度は、図２０に示すようにサインカーブを描く。よって、コントローラ５は得られた各ステップのモアレ画像のある画素に注目してＸ線相対強度を求める。各モアレ画像から求められたＸ線相対強度が、図２０に示すようなサインカーブを形成すれば、一定周期間隔のモアレ画像が得られているので、再構成画像の作成に使用できると判断することができる。
なお、上記サインカーブ形状は、マルチ格子開口幅、位相格子の周期、及び位相格子の格子間距離に依存し、また、放射光のようなコヒーレント光の場合には三角波形状となるが、マルチ格子効果によりＸ線が準コヒーレント光として作用する為、サインカーブを描くものとなる。
【００７５】
各ステップのモアレ画像の中にサインカーブを形成できないモアレ画像がある場合、再構成画像の作成に使用できないと判断され（ステップＳ１２；Ｎ）、撮影のタイミングを変更して再撮影するよう指示する制御情報がコントローラ５からＸ線撮影装置１に送信される（ステップＳ１３）。例えば、図２０に示すように、３ステップ目は本来０．４周期のところ、周期がずれて０．３５周期のモアレ画像が得られた場合であれば、ｘ方向移動用モータ１２５ａの送り精度の低下が原因（例えば、パルスモータの駆動パルスへのノイズ重畳等）と考えられる。よって、０．０５周期分だけ撮影のタイミングを早めて３ステップ目のみ再撮影を行うよう指示すればよい。或いは、５ステップ全てについて再撮影し、３ステップ目のみ０．０５周期分の撮影時間を早めるように指示してもよい。５ステップ全てのモアレ画像が所定量ずつサインカーブからずれている場合、ｘ方向移動用モータ１２５ａの起動から停止までの駆動パルス数を増やすか、或いは減らすように指示してもよい。
Ｘ線撮影装置１では、当該制御情報に従って撮影のタイミングが調整され、図１７に示すＸ線撮影の処理が再度実行される。
【００７６】
一方、再構成画像の作成にモアレ画像を使用できると判断された場合（ステップＳ１２；Ｙ）、コントローラ５によってモアレ画像が処理され、被写体の再構成画像が作成される（ステップＳ１４）。具体的には、５枚のモアレ画像の各画素についてステップ毎の強度変化（信号値の変化）が算出され、当該強度変化より微分位相が算出される。必要であれば、位相接続（位相アンラップ）が行われ、ステップ全体の位相が求められる。当該位相からｚ方向における光路差（屈折率差に起因する光路差）が算出され、被写体の形状を表す再構成画像が作成される（上記参照文献（１）、（２））。作成された再構成画像はコントローラ５に表示されるので、オペレータは当該再構成画像を確認することができる。
【００７７】
〈撮影実験〉
撮影実験により、第１格子１４又は第２格子１５ではなく、マルチ格子１２を移動させた場合にも同様なモアレ画像及び再構成画像が得られることを検証した。
【００７８】
図２１に、撮影実験に用いた横型のＸ線撮影装置を示す。
Ｘ線源２１、マルチ格子１２、被写体台１３、第１格子１４、第２格子１５及びＸ線検出器１６を、横方向（ｙ方向）に配置した横型のＸ線撮影装置３の試作機を作製し、当該試作機を撮影実験に用いた。Ｘ線源２１には、市販品のＸ線管のモリブデンをタングステンに改造したＸ線管を使用した。
この試作機においてマルチ格子１２をｘ方向に移動させて撮影を行い、モアレ画像を得て被写体の再構成画像を作成した。次に、同じ試作機において第２格子１５をｘ方向移動させて撮影を行い、同様に再構成画像を作成した。
【００７９】
撮影条件は以下の通りである。マルチ格子１２、第２格子１５の何れを移動させた場合も同じ撮影条件を用いた。
Ｘ線管の焦点径；３００（μｍ）、管電圧；４０ｋＶ、付加フィルタ；アルミ１．６（ｍｍ）、中心エネルギー２８（ｋｅＶ）
Ｘ線検出器；Ｃｏｎｄｏｒ４８６（Ｆａｉｒｃｈｉｌｄ Ｉｍａｇｉｎｇ社製）、画素サイズ；１５（μｍ）
Ｘ線源１１の焦点からマルチ格子までの距離ｄ１： ４０（ｍｍ）
マルチ格子から第１格子までの距離ｄ３ ：１１１０（ｍｍ）
マルチ格子から第２格子までの距離ｄ３＋ｄ４ ：１３７０（ｍｍ）
マルチ格子のサイズ：５（ｍｍ四方）、スリット周期：２２．８（μｍ）
第１格子のサイズ：５０（ｍｍ四方）、スリット周期：４．３（μｍ）
第２格子のサイズ：５０（ｍｍ四方）、スリット周期：５．３（μｍ）
【００８０】
図２２（ａ）〜図２２（ｃ）は、マルチ格子を移動させて得られた画像を示している。図２２（ａ）は被写体（サンプル）を配置して撮影された１〜５ステップのモアレ画像、図２２（ｂ）は被写体を配置せずに撮影された１〜５ステップのモアレ画像である。図２２（ｃ）は、図２２（ａ）の各ステップのモアレ画像から作成された再構成画像を示す。
一方、図２３（ａ）〜図２３（ｃ）は第２格子を移動させて得られた画像を示している。
図２３（ａ）は被写体を配置して撮影された１〜５ステップのモアレ画像、図２３（ｂ）は被写体を配置せずに撮影された１〜５ステップのモアレ画像、図２３（ｃ）は図２３（ａ）の各ステップのモアレ画像から作成された再構成画像である。
【００８１】
図２２（ａ）と図２３（ａ）、図２２（ｂ）と図２３（ｂ）、図２２（ｃ）と図２３（ｃ）をそれぞれ比較して分かるように、マルチ格子を移動させた場合も、第２格子を移動させた場合と比べて個々の画像自体の画質が劣化することもなく、更に、各画像の位相（周期）関係が維持され易いので、同等以上の再構成画像を得ることができる。
【００８２】
撮影実験は横型のＸ線撮影装置３で行ったが、第１格子又は第２格子ではなくマルチ格子を移動させても同じ画像が得られること自体は、Ｘ線撮影装置が縦型でも横型でも変わらない。従来は複数枚のモアレ画像を得るためにマルチ格子を移動させる概念が無く、第１格子又は第２格子を移動させる構成に拘束されていた。本発明者等はマルチ格子を移動させる構成でも同様のモアレ画像及び再構成画像が得られることを見出し、患者が接近する被写体台近傍周辺部から精密移動部を取り除くことで撮影への悪影響を排除し、これを縦型に配置したＸ線撮影装置に適用することでタルボ・ロー干渉計を実用化することが可能となった。
【００８３】
以上のように、本実施形態によれば、Ｘ線撮影装置１は、Ｘ線源１１、マルチ格子１２、被写体台１３、第１格子１４、第２格子１５、Ｘ線検出器１６がこの順に重力方向に配置された縦型であり、マルチ格子１２をｘ方向に移動させる駆動部を備える。マルチ格子１２が一定周期間隔で移動する毎に、Ｘ線源１１により照射されたＸ線に応じてＸ線検出器１６が画像信号の読み取る処理を繰り返し、一定周期間隔のモアレ画像を複数得る。
【００８４】
縦型のＸ線撮影装置１において、第２格子１５（又は第１格子１４）ではなくマルチ格子１２を移動する構成とすることにより、被写体より床側に配置される第２格子１５付近に第２格子１５を移動させるための駆動部を設けるスペースが不要となる。一方、ｘ方向移動用モータ１２５ａが配置されるマルチ格子１２はＸ線源１１近くに配置されるので、患者の足下付近を、駆動系を設けることなく第１格子１４、第２格子１５、Ｘ線検出器１６のみの配置とすることができ、患者が接触し難い構成とすることができる。駆動系が無い被写体より下部を堅牢に構成することができるので、仮に患者の接触によりＸ線撮影装置１に振動が伝わるような場合があっても、共振等の発生を防ぎ、振動自体の伝搬を阻止することができる。よって、振動が収束するまで撮影を待機したり、マルチ格子１２、第１格子１４及び第２格子１５の位置関係が変動したりすることを防止することができる。さらに、患者の被写体台への接近方向を制限しないので、撮影の自由度を向上させることができる。従って、高画質な位相コントラスト撮影が可能であり、実際の使用に耐久できる実用的な縦型Ｘ線撮影装置１を提供することができる。
【００８５】
また、マルチ格子１２は、基台部１９に第１格子１４及び第２格子１５と一体的に保持され、第１格子１４及び第２格子１５とのＸ線の照射方向における位置関係が固定されている。これにより、Ｘ線撮影装置１の輸送時や設置時に生じた衝撃や振動によるＸ線の照射方向における関連部品の相対位置関係を維持することができる。相対位置関係を維持することにより、タルボ・ロー干渉計によるＸ線撮影によって高画質なモアレ画像を得ることができ、モアレ画像から作成される被写体の再構成画像の再現性を向上させることができる。
【００８６】
また、Ｘ線検出器１６は、基台部１９に第１格子１４及び第２格子１５と一体的に保持され、第１格子１４及び第２格子１５とのＸ線の照射方向における位置関係が固定されている。これにより、Ｘ線検出器１６と第１格子１４及び第２格子１５との位置関係を維持することができる。一般的に、Ｘ線撮影装置１の出荷時には第２格子１５により形成されるモアレ画像がボケない位置にＸ線検出器１６が調整配置されるため、この位置関係を維持することにより、位置関係の変動によるモアレ画像のボケを防止することができる。
【００８７】
また、本実施形態では、Ｘ線撮影装置１は、支柱１７、基台部１９、被写体台１３に大きく分離することができるため、輸送や保管の際にコンパクトになり、輸送・保管に要するコストを削減することができる。
また、高精度の調整が必要となる精密部品であるマルチ格子ユニット１２０、第１格子ユニット１４０、第２格子ユニット１５０を基台部１９から取り外すことができる。このため、精密部品を取り外した状態で輸送・保管することができ、梱包の簡易化が可能となるとともに、精密部品のみ温度管理等の可能な場所で保管等することができるため、長期の保管等による精密部品の劣化を防止することができる。
また、輸送や保管の際に取り外したマルチ格子ユニット１２０、第１格子ユニット１４０、第２格子ユニット１５０は、組み立て時には、ねじにより容易に基台部１９に固定することができる。このため、安全な輸送と施設内での取り扱いのし易さを両立させることができる。
【００８８】
、
また、被写体台１３は患者との接触により振動を伝えやすく、患者の手がぶつかる等により周囲の部材に衝撃を加えることがありうるが、本実施形態では被写体台１３をマルチ格子１２、第１格子１４、第２格子１５等が取り付けられる基台部１９と切り離して、別体構成としている。このため、被写体台１３に衝撃が加わっても、この衝撃が高精度な位置関係が求められるマルチ格子１２、第１格子１４、第２格子１５等に対して影響を与えるのを防止して、高精度な位置関係の維持を図ることができる。
【００８９】
、
また、本実施形態では、複数枚のモアレ画像を得る際、Ｘ線照射時には、パルスモータで構成されているｘ方向移動用モータにかける電流の電流値を、マルチ格子、第１格子及び第２格子に生じる変位量が当該モータの出力を最大としたときにマルチ格子、第１格子及び第２格子に生じる変位量の５０％以下となるような電流値となるように調整するようになっている。このため、マルチ格子、第１格子及び第２格子の位置がｘ方向移動用モータの発熱や微振動の発生により変位することを防止することができる。
【００９０】
また、本実施形態では、マルチ格子１２、第１格子１４、第２格子１５を移動させる移動部を重力方向（ｚ方向）と直交する方向に移動する移動要素のみにより構成している。これにより、重力方向への負荷が少なくなり、格子を移動させていないとき（すなわち、Ｘ線照射時）には、弱い励磁電流をかけるのみで格子の位置を維持することができ、ｘ方向移動用モータの発熱や微振動の発生を防止することができる。
【００９１】
なお、上記実施形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。
例えば、上記実施形態では、Ｘ線源１１、マルチ格子１２、被写体台１３、第１格子１４、第２格子１５、Ｘ線検出器１６をこの順に配置（以下、第１の配置と呼ぶ）したが、Ｘ線源１１、マルチ格子１２、第１格子１４、被写体台１３、第２格子１５、Ｘ線検出器１６の配置（以下、第２の配置と呼ぶ）としても、第１格子１４及び第２格子１５は固定のまま、マルチ格子１２の移動により、再構成画像を得ることが可能である。
第２の配置においては、被写体の厚み分だけ、被写体中心と第１格子１４は離れることになり、上記の実施形態に比べ感度の点でやや劣ることになるが、一方で、被写体への被曝線量低減を考慮すると、当該配置の方が第１格子１４でのＸ線吸収分だけＸ線を有効に活用していることになる。
また、被写体位置での実効的な空間分解能は、Ｘ線の焦点径、検出器の空間分解能、被写体の拡大率、被写体の厚さ等に依存するが、上記実施例に於ける検出器の空間分解能が１２０μm（ガウスの半値幅）以下の場合には、第１の配置よりも第２の配置の方が実効的な空間分解能は小さくなる。
感度、空間分解能、及び、第１格子１４でのＸ線吸収量等を考慮して、第１格子１４、被写体台１３の配置順をきめることが好ましい。
【００９２】
また、本実施形態では、マルチ格子ユニット１２０、第１格子ユニット１４０、第２格子ユニット１５０にそれぞれ煽り調整機構及び相対距離調整機構が設けられている場合を例として説明したが、煽り調整機構及び相対距離調整機構は、マルチ格子ユニット１２０、第１格子ユニット１４０、第２格子ユニット１５０全てに設けられている必要はなく、このうちの少なくともいずれか１つに設けられていてもよい。
【００９３】
また、本実施形態では、マルチ格子１２を移動させてモアレ画像を生成する場合を例として説明したが、モアレ画像を生成するために移動させる格子はマルチ格子１２に限定されず、第１格子１４、第２格子１５であってもよい。
【００９４】
また、本実施形態では、縞走査方式として、マルチ格子、第１格子及び第２格子を備えるタルボ・ロー干渉計を用いたＸ線撮影装置を例として説明したが、Ｘ線撮影装置に用いられるのはタルボ・ロー干渉計に限定されず、縞走査方式として、第１格子及び第２格子を備えるタルボ干渉計を用いたＸ線撮影装置についても本発明を適用することができる。
おいて、
【００９５】
また、本実施形態では、被写体台１３を完全に別体構成としたものを例として説明したが、被写体台１３を基台部１９等に固定してもよい。この場合には、被写体台１３と基台部１９との間に緩衝部材等を設けて、被写体台１３に加えられた衝撃や振動ができる限り基台部１９に伝達されないように構成する。
また、被写体台１３は、その高さを患者の体型等に応じて調整できるようにしてもよい。
【００９６】
また、本実施形態では、Ｘ線照射時にｘ方向移動用モータにかける電流の電流値を低くする場合を例としたが、モータによる励磁を行わなくても各格子の位置を維持できる場合には、移動部（マルチ格子駆動部１２５、第１格子駆動部１４５、第１格子駆動部１５５）は、Ｘ線照射時に駆動源であるｘ方向移動用モータに対する通電を停止させるように制御してもよい。ｘ方向移動用モータに対する通電を停止させることにより、モータの発熱や微振動の発生を回避することができる。
【００９７】
また、Ｘ線検出器１６として、バッテリを内蔵し、無線により画像信号を本体部１８に出力するケーブルレスのカセッテタイプＦＰＤを用いてもよい。カセッテタイプＦＰＤによれば、本体部１８に接続するケーブル類を排除することができ、Ｘ線検出器１６周辺の更なる小スペース化を図ることができる。小スペース化によって被写体の足下を広く構成し、より患者が接触し難い構成とすることができる。
【００９８】
また、上記実施形態では、各ステップの撮影毎にマルチ格子１２の移動と停止を繰り返す例を説明した。しかし、ｘ方向移動用モータ１２５ａの構成によっては、移動と停止を繰り返すことにより制御量と実際の移動量との誤差が累積拡大し、一定間隔毎のモアレ画像が得難いことが想定される場合には、連続的にマルチ格子１２を移動させながら複数回の撮影を行う連続撮影方式が好ましい。曝射スイッチがＯＮされると、マルチ格子１２の移動を開始し、起動時の不安定移動領域を越え、安定移動領域に達した後、更に、マルチ格子を連続的に移動させて、所定量（例えば４．５６（μｍ））移動する毎にＸ線のパルス照射と画像信号の読み取りを繰り返す。
【００９９】
連続撮影方式におけるＸ線源１１にはパルス照射可能なＸ線管を用いることが好ましい。
また、Ｘ線検出器１６としては、対応できるフレームレート（単位時間あたり撮影可能な回数）が大きく、動画撮影が可能なＦＰＤが好ましい。数百ｍ秒〜数秒の間に５回以上の撮影を行うことを想定すると、少なくとも１０フレーム／秒のフレームレートが必要であり、好ましくは２０フレーム／秒以上のフレームレートである。
【０１００】
なお、撮影においてＸ線検出器１６は各ステップの撮影毎にオフセット補正を行うことが可能である。各ステップの撮影間隔が短く、オフセット補正を行う余裕が無い場合は、最初のステップの撮影時のみダーク読み取りを行い、オフセット補正値を得て、当該補正値を後のステップの撮影にも適用してもよい。或いは、一連の撮影終了後にダーク読み取りを行ってオフセット補正値を得て、当該補正値を各撮影に共通に使用することとしてもよい。
【０１０１】
連続撮影方式の場合、各ステップの前後でさらに予備撮影を行うこととしてもよい。
ｘ方向移動用モータ１２５ａが理想的な送り精度によりマルチ格子１２を一定の送り量、つまり一定の移動速度で移動できた場合、図２０に示すように各ステップのモアレ画像によりサインカーブを形成することができる。しかし、経年変化やｘ方向移動用モータ１２５ａのバックラッシュ、起動時の慣性影響等によって送り量にずれが生じると、一定周期間隔のモアレ画像が得られない。例えば、図２０に示すように、３ステップのモアレ画像は本来０．４周期に該当するが、３ステップのときのｘ方向移動用モータ１２５ａの送り量がずれると、０．４周期前後のモアレ画像が得られる。
【０１０２】
このように各ステップのモアレ画像の周期がばらつくと、正確な位相が計算できず、再構成画像において被写体像を正確に再現できない。そこで、例えば撮影時間が２、４、６、８、１０秒の各ステップの撮影に、各撮影時間±０．１秒の撮影時間で撮影を行う予備撮影を加えて合計１５回の撮影を行う。これにより、１ステップでは１．９秒、２．０秒、２．１秒の各撮影時間のモアレ画像が得られる等、各ステップにつきそれぞれ３枚のモアレ画像が得られるので、そのうちＸ線相対強度のサインカーブに最も近いモアレ画像を選択して用いる。これにより、ｘ方向移動用モータ１２５ａによる送り量に誤差が生じたとしても、再構成画像の再現性の向上を図ることができる。
【０１０３】
予備撮影する調整時間として上記に挙げた±０．１秒は例示であり、調整時間はテスト撮影によって適宜決定すればよい。例えば、Ｘ線撮影装置１の設置時に、各ステップの撮影の前後で、±０．１秒、±０．２秒等、予備撮影時の調整時間を変えてテスト撮影を行い、最もサインカーブに一致しやすい調整時間を求めることとしてもよい。これにより、ｘ方向移動用モータ１２５ａの機器特性によって必要な調整時間が異なる場合にも対応することができる。
【０１０４】
なお、連続撮影方式におけるＸ線源１１のＸ線管がパルス照射に対応していない場合には、Ｘ線源１１のＸ線照射口の付近にシャッターを設けてもよい。この場合、シャッターとして、カメラ等に一般的に用いられるシャッター機構を用いてもよいが、照射野絞りの機能も備えることとしてもよい。
【０１０５】
また、コントローラ５の制御部が縞走査法による再構成画像作成処理の他、フーリエ変換法による再構成画像作成処理等を行うようにしてもよい（この場合、Ｘ線撮影装置の第１格子と第２格子との相対角のみ、縞走査法の場合に対し増大させるような装置設定変更が必要である。）。
例えば、フーリエ変換法による再構成画像作成処理は、以下のように行われる。
まず、被写体有りのモアレ画像と被写体無しのモアレ画像とを取得し、それぞれについてオフセット補正処理、ゲイン補正処理等の補正を行う。その後、補正後の被写体有りのモアレ画像と被写体無しのモアレ画像のそれぞれをフーリエ変換（二次元フーリエ変換）する。１枚のモアレ画像をフーリエ変換すると、低周波成分（０次成分と呼ぶ）と干渉縞周波数付近の成分（１次成分と呼ぶ）、又は、０次成分と１次成分に加えさらに高周波成分（Ｘ線撮影装置１の干渉性に依存）が並んで得られる。
次いで、フーリエ変換により得られた画像（被写体有り、被写体無しのそれぞれ）において、０次成分をＨａｎｎｉｎｇ窓により切り出される。Ｈａｎｎｉｎｇ窓で切り出すことによりＨａｎｎｉｎｇ窓の周辺部が０に落とされ、Ｈａｎｎｉｎｇ窓の中心部はそのまま通される。
次いで、フーリエ変換により得られた画像において、１次成分がキャリア周波数（＝モアレ周波数）分シフトされ、Ｈａｎｎｉｎｇ窓で切り出される。切り出しの窓関数はＨａｎｎｉｎｇ窓に限定されず、用途に応じてＨａｍｍｉｎｇ窓、ガウス窓等を使用してもよい。
次いで、切り出された０次成分、１次成分のそれぞれが逆フーリエ変換される。
逆フーリエ変換が終了すると、逆フーリエ変換された０次成分、１次成分を用いて被写体有りと被写体無しのそれぞれの再構成画像の作成が行われる。具体的には、０次成分の振幅から吸収画像が作成される。また、１次成分の位相から位相画像が作成される。また、０次成分と１次成分の振幅の比（＝Visibility）から小角散乱画像が作成される。
次いで、被写体無しの再構成画像を用いて被写体有りの再構成画像から干渉縞の位相の除去と、画像ムラ（アーチファクト）を除去するための補正処理が行われ、この画像ムラの補正が終了すると、フーリエ変換法による再構成画像作成処理は終了する。
【０１０６】
その他、本発明が本実施形態に限定されず、適宜変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１０７】
１ Ｘ線撮影装置
５ コントローラ
１１ Ｘ線源
１２ マルチ格子
１３ 被写体台
１４ 第１格子
１５ 第２格子
１６ Ｘ線検出器
１７ 支柱
１７ａ 緩衝部材
１８ 本体部
１９ 基台部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線撮影装置及びＸ線画像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
診断に用いられる医療用のＸ線画像のほとんどは、吸収コントラスト法による画像である。吸収コントラスト法は、Ｘ線が被写体を透過したときのＸ線強度の減衰の差によりコントラストを形成する。一方、Ｘ線の吸収ではなく、Ｘ線の位相変化によってコントラストを得る位相コントラスト法が提案されている。例えば、拡大撮影時のＸ線の屈折を利用したエッジ強調によって視認性の高いＸ線画像を得る位相コントラスト撮影が行われている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
吸収コントラスト法は骨等のＸ線吸収が大きい被写体の撮影に有効である。これに対し、位相コントラスト法はＸ線吸収差が小さく、吸収コントラスト法によっては画像として現れにくい乳房の組織や関節軟骨、関節周辺の軟部組織をも画像化することが可能であり、Ｘ線画像診断への適用が期待されている。
【０００４】
位相コントラスト撮影の１つとして、タルボ効果を利用するタルボ干渉計も検討されている（例えば、特許文献３〜５）。タルボ効果とは、一定の周期でスリットが設けられた第１格子を干渉性の光が透過すると、光の進行方向に一定周期でその格子像を結ぶ現象をいう。この格子像は自己像と呼ばれ、タルボ干渉計は自己像を結ぶ位置に第２格子を配置し、この第２格子をわずかにずらすことで生じる干渉縞（モアレ）を測定する。第２格子の前に物体を配置するとモアレが乱れることから、タルボ干渉計によりＸ線撮影を行うのであれば、第１格子の前に被写体を配置して干渉性Ｘ線を照射し、得られたモアレの画像を演算することによって被写体の再構成画像を得ることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６８０３３号公報
【特許文献２】特開２００８−１８０６０号公報
【特許文献３】特開昭５８−１６２１６号公報
【特許文献４】国際公開第２００４／０５８０７０号パンフレット
【特許文献５】特開２００７−２０３０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
実用化を考慮すると、Ｘ線源と第１格子との間にマルチ格子（マルチスリット）を設置し、Ｘ線の照射線量を増大させるタルボ・ロー干渉計が期待される。
タルボ・ロー干渉計を、例えばリウマチ診断のためのＸ線撮影に用いる場合、Ｘ線撮影装置を天井から床への重力方向にＸ線を照射する縦型とすることが好ましい。縦型であれば、リウマチが発症しやすい手等を撮影しやすく、またＸ線撮影装置の省設置面積化をはかることができる。
【０００７】
しかし、このようなタルボ干渉計、タルボ・ロー干渉計を用いたＸ線撮影装置では、縞走査法により再構成画像を作成する場合、従来のタルボ・ロー干渉計であれば、第１格子又は第２格子を移動しながら（両格子を相対移動させながら）、両格子の相対位置に応じた縞の位相の異なるモアレ画像（以後、一定周期間隔のモアレ画像と呼ぶ）が複数撮影される。この撮影における各格子の移動量は極僅かであり、適切にモアレ画像を撮影するためには、各格子を高精度に微調整することが必要となる。
【０００８】
特にこのマルチ格子、第１格子及び第２格子は極めて高精度の精密部品であり、装置の輸送中や保管中の外部からの衝撃・振動や温度変化をできる限り避ける必要がある。
このため、装置を組み立てた状態で輸送又は保管しようとすると、特に精密部品であるマルチ格子、第１格子及び第２格子を頑丈に梱包するために、全体がかなり大きくなり、場所をとるため、輸送や保管にかかる費用が増大するという問題がある。
【０００９】
また、装置を病院等の施設内に設置した後も、被写体台の上に患者が手等を載せたときの振動や、患者の身体が被写体台に当たった際の衝撃がマルチ格子、第１格子及び第２格子といった精密部品に伝わると、高精度な移動制御ができないことが懸念されるため、振動の影響が無くなるまで撮影を待機しなければならず、円滑・迅速な撮影処理を行うことができない。
また、撮影の途中で被写体台から衝撃や振動がマルチ格子、第１格子及び第２格子といった精密部品に伝わることにより、各格子の位置等がずれてしまった場合には、適切なモアレ画像を得ることができなくなり、再撮影が必要となって、患者に無駄な被曝をさせることとなってしまう。
【００１０】
本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、高精度を要求される精密部品への衝撃や振動の影響を防止しつつ、輸送性、保管性に優れたＸ線撮影装置、及びこれを用いたＸ線画像システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明によれば、
Ｘ線を照射するＸ線源と、
複数のスリットを有するマルチ格子、第１格子及び第２格子と、
前記マルチ格子、前記第１格子、及び前記第２格子のうちの少なくとも１つを移動させる移動部と、
被写体台と、
照射された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、当該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Ｘ線検出器と、
を備え、
前記移動部により、前記マルチ格子、前記第１格子及び前記第２格子のうちの少なくとも１つを前記Ｘ線の照射方向と直交する方向に、前記マルチ格子または前記第１格子若しくは前記第２格子に対して相対移動し、前記少なくとも１つがが一定周期間隔で移動する毎に、前記Ｘ線源により照射されたＸ線に応じて前記Ｘ線検出器が画像信号を読み取る処理を繰り返し、一定周期間隔のモアレ画像を複数得るＸ線撮影装置であって、
前記マルチ格子を含むマルチ格子ユニット、前記第１格子を含む第１格子ユニット及び前記第２格子を含む第２格子ユニットは、それぞれが共通の基台部に着脱自在に構成されており、
前記マルチ格子ユニット、前記第１格子ユニット及び前記第２格子ユニットのうち少なくともいずれか１つには、当該ユニットに設けられている格子と他の格子との間における平行度（相対的な平行度）を調整可能とする煽り調整機構が設けられているＸ線撮影装置が提供される。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、
前記マルチ格子ユニット、前記第１格子ユニット及び前記第２格子ユニットのうち少なくともいずれか１つには、当該ユニットに設けられている格子と他の格子との間における相対距離を調整可能とする相対距離調整機構が設けられている請求項１に記載のＸ線撮影装置が提供される。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、
前記マルチ格子ユニット、前記第１格子ユニット及び前記第２格子ユニットのそれぞれに、前記煽り調整機構及び前記相対距離調整機構が設けられている請求項２に記載のＸ線撮影装置が提供される。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、
前記Ｘ線源は、平行度及び相対距離を調整された前記マルチ格子、前記第１格子及び前記第２格子のスリット方向に対する取付方向が変更可能に構成されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＸ線撮影装置が提供される。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＸ線撮影装置と、
前記Ｘ線撮影装置によって得られたモアレ画像を処理し、被写体の再構成画像を作成する画像処理装置と、
を備えるＸ線画像システムが提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の撮影装置によれば、タルボ・ロー干渉計を用いたＸ線撮影装置において、マルチ格子を含むマルチ格子ユニット、第１格子を含む第１格子ユニット及び第２の格子を含む第２格子ユニットがそれぞれ共通の基台部に着脱自在に構成されているため、装置の輸送時や倉庫等における保管時には、このマルチ格子ユニット、第１格子ユニット及び第２格子ユニットを基台部から取り外した状態とすることができる。
これにより、基台部については厳重な梱包をする必要がなく、マルチ格子ユニット、第１格子ユニット及び第２格子ユニットのみ梱包を厳重にすれば足りる。このため、輸送時や保管時に車両や倉庫内に装置をコンパクトに収容することができ、輸送・保管に要するコストを抑えることができる。
また、マルチ格子ユニット、第１格子ユニット及び第２の格子ユニットのうち少なくともいずれか１つには、マルチ格子、第１格子及び第２の格子相互間における平行度を調整可能とする煽り調整機構が設けられているため、各格子間の平行度（相対的な平行度）を適切に調整して、高精度のモアレ画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態に係るＸ線撮影装置を含むＸ線画像システムの模式的な側面図である。
【図２】図１に示すＸ線撮影装置の上面図である。
【図３】図１に示すＸ線撮影装置の具体的構成を示す斜視図である。
【図４】図３に示すＸ線撮影装置の各構成部を分離した状態を示す斜視図である。
【図５】図１に示すＸ線撮影装置のＸ線源の向きを変更した状態を示す斜視図である。
【図６】図５に示すＸ線撮影装置の各構成部を分離した状態を示す斜視図である。
【図７】マルチ格子ユニットの斜視図である。
【図８】マルチ格子ユニットがＸ線源の下方に配置された状態を示す斜視図である。
【図９】励磁電流とマルチ格子の変位量との関係を示すグラフ図である。
【図１０】マルチ格子の平面図である。
【図１１】第１格子ユニット及び第２格子ユニットを基台部に取り付けた状態を示す斜視図である。
【図１２】第１格子ユニットの斜視図である。
【図１３】第１格子ユニットの斜視図である。
【図１４】第１格子ユニットの斜視図である。
【図１５】本体部の機能的構成を示すブロック図である。
【図１６】タルボ干渉計の原理を説明する図である。
【図１７】Ｘ線撮影装置によるＸ線撮影時の処理を示すフローチャートである。
【図１８】コントローラによる処理を示すフローチャートである。
【図１９】５ステップの撮影により得られるモアレ画像を示す図である。
【図２０】各ステップのモアレ画像の注目画素のＸ線相対強度を示すグラフである。
【図２１】横型のＸ線撮影装置の側面図である。
【図２２】（ａ）被写体を配置し、マルチ格子を移動して撮影された各ステップのモアレ画像である。（ｂ）被写体を配置せずに、マルチ格子を移動して撮影された各ステップのモアレ画像である。（ｃ）（ａ）のモアレ画像を用いて作成された再構成画像である。
【図２３】（ａ）被写体を配置し、第２格子を移動して撮影された各ステップのモアレ画像である。（ｂ）被写体を配置せずに、第２格子を移動して撮影された各ステップのモアレ画像である。（ｃ）（ａ）のモアレ画像を用いて作成された再構成画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明者等は鋭意検討を行った結果、第１格子の第２格子に対する相対移動、又は第２格子の第１格子に対する相対移動により複数枚のモアレ画像を生成する機能と、マルチ格子（マルチスリット）によりＸ線の照射線量を増大させる機能という、従来のタルボ・ロー干渉計の概念にとらわれず、第１の格子及び第２の格子の位置は固定（相対移動無し）とし、マルチ格子を当該第１及び第２の格子に対し、相対移動させる構成によっても、従来のタルボ・ロー干渉計と同様のモアレ画像が得られることを見出した。これにより、従来のタルボ・ロー干渉計に於ける課題、特に縦型に配置した際に想定される課題を解消することができ、タルボ・ロー干渉計を用いた縦型のＸ線撮影装置を実用化することが可能となる。
【００１９】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係るＸ線撮影装置及びこれを用いたＸ線画像システムの一実施形態について説明する。
【００２０】
図１は本実施形態に係るＸ線画像システムを模式的に示したものであり、図２は、図１に示すＸ線撮影装置１を上方から見た平面図である。
Ｘ線画像システムは、Ｘ線撮影装置１とコントローラ５を備えている。Ｘ線撮影装置１はタルボ・ロー干渉計によるＸ線撮影を行い、コントローラ５は当該Ｘ線撮影により得られたモアレ画像を用いて被写体の再構成画像を作成する。
【００２１】
Ｘ線撮影装置１は、図１に示すように、Ｘ線源１１、マルチ格子１２、被写体台１３、第１格子１４、第２格子１５、Ｘ線検出器１６、支柱１７、本体部１８、基台部１９を備えている。
本実施形態におけるＸ線撮影装置１は縦型であり、Ｘ線源１１、マルチ格子１２、被写体台１３、第１格子１４、第２格子１５、Ｘ線検出器１６は、この順序に重力方向であるｚ方向に沿って配置されている。
なお、図１中、Ｘ線源１１の焦点とマルチ格子１２間の距離をｄ１（ｍｍ）、Ｘ線源１１の焦点とＸ線検出器１６間の距離をｄ２（ｍｍ）、マルチ格子１２と第１格子１４間の距離をｄ３（ｍｍ）、第１格子１４と第２格子１５間の距離をｄ４（ｍｍ）で表す。
【００２２】
距離ｄ１は好ましくは３〜５００（ｍｍ）であり、さらに好ましくは４〜３００（ｍｍ）である。
距離ｄ２は、一般的に放射線科の撮影室の高さは３（ｍ）程度又はそれ以下であることから、少なくとも３０００（ｍｍ）以下であることが好ましい。なかでも、距離ｄ２は４００〜２５００（ｍｍ）が好ましく、さらに好ましくは５００〜２０００（ｍｍ）である。
Ｘ線源１１の焦点と第１格子１４間の距離（ｄ１＋ｄ３）は、好ましくは３００〜５０００（ｍｍ）であり、さらに好ましくは４００〜１８００（ｍｍ）である。
Ｘ線源１１の焦点と第２格子１５間の距離（ｄ１＋ｄ３＋ｄ４）は、好ましくは４００〜５０００（ｍｍ）であり、さらに好ましくは５００〜２０００（ｍｍ）である。
それぞれの距離は、Ｘ線源１１から照射されるＸ線の波長から、第２格子１５上に第１格子１４による格子像（自己像）が重なる最適な距離を算出し、設定すればよい。
【００２３】
図３は、図１及び図２に示すＸ線撮影装置１の構成を具体的に示した斜視図であり、図４は、Ｘ線撮影装置１の各構成部を分離した状態を示す斜視図である。
図３及び図４に示すように、本実施形態におけるＸ線撮影装置１は、Ｘ線源１１を支持する支柱１７と、マルチ格子１２を含むマルチ格子ユニット１２０、第１格子１４を含む第１格子ユニット１４０、第２格子１５を含む第２格子ユニット１５０及びＸ線検出器１６が取り付けられている基台部１９と、被写体台１３とに大きく分離することができる。
【００２４】
Ｘ線源１１には、ほぼコ字状に形成された固定用部材１１１が取付用アーム１１２を介して取り付けられている。本実施形態において、支柱１７は、四角柱形状となっており、固定用部材１１１は、支柱１７を側面から挟み込むようにして支柱１７に取り付けられ、固定されている。
取付用アーム１１２の一部には緩衝部材１７ａ（図１参照）が設けられており、Ｘ線源１１は、この緩衝部材１７ａを介して保持されている。緩衝部材１７ａは、衝撃や振動を吸収できる材料であれば何れの材料を用いてもよいが、例えばエラストマー等が挙げられる。Ｘ線源１１はＸ線の照射によって発熱するため、Ｘ線源１１側の緩衝部材１７ａは衝撃や振動を吸収できる材料であることに加えて断熱材料であることが好ましい。
【００２５】
Ｘ線源１１はＸ線管を備え、当該Ｘ線管によりＸ線を発生させて重力方向（ｚ方向）にＸ線を照射する。Ｘ線管としては、例えば医療現場で広く一般に用いられているクーリッジＸ線管や回転陽極Ｘ線管を用いることができる。陽極としては、タングステンやモリブデンを用いることができる。
Ｘ線の焦点径は、０．０３〜３（ｍｍ）が好ましく、さらに好ましくは０．１〜１（ｍｍ）である。
【００２６】
また、本実施形態では、Ｘ線源１１は、図５及び図６に示すように、取付用アーム１１２の一部がほぼ９０度屈曲することにより、平行度及び相対距離を調整されたマルチ格子１２、第１格子１４、第２格子１５のスリットの方向に対してＸ線源１１の取付方向がほぼ９０度回転可能に構成されている。
本実施形態において、Ｘ線源１１のＸ線管の焦点形状は完全な円形ではなく、僅かに楕円形状となっており、後述するモアレ画像を取得する際の撮影では、Ｘ線管の向きを変えることによって適切なモアレ画像を得ることができる場合がある。このため、Ｘ線源１１をほぼ９０度回転させることにより、Ｘ線管の焦点形状に由来する不具合を解消することができる。
なお、Ｘ線源１１を、マルチ格子１２、第１格子１４及び第２の格子１５のスリット方向に対する取付方向を変更可能とする構成はここに例示したものに限定されない。例えば、固定用部材１１１の取付位置を変えることによりＸ線源１１の取付方向を変更可能としてもよい。また、Ｘ線源１１の取付方向の変更は９０度だけでなく、さらに細かく角度設定が可能となるように構成してもよい。
【００２７】
マルチ格子ユニット１２０、第１格子ユニット１４０、第２格子ユニット１５０及びＸ線検出器１６は、同一の基台部１９の上に保持され、ｚ方向における位置関係が固定されている。マルチ格子ユニット１２０、第１格子ユニット１４０、第２格子ユニット１５０は、重力方向（ｚ方向）と直交する方向に延展せしめられており、ねじ等により、それぞれ基台部１９に対して着脱自在に取り付けられている。
また、Ｘ線検出器１６は、基台部１９に設けられている検出器支持台１９１の上に、緩衝部材１９２を介して載置されている。
なお、基台部１９は支柱１７に対してｚ方向に移動可能に構成されていてもよい。
【００２８】
図７は、マルチ格子ユニット１２０の斜視図である。
図７に示すように、マルチ格子ユニット１２０は、基台部１９に取り付けられるほぼＬ字状の基台取付部１２１とこの基台取付部１２１の上に載置されるマルチ格子ユニット本体１２２を備えている。
この基台取付部１２１における床面に対してほぼ水平に配置されている面には、マルチ格子ユニット本体１２２をｘ方向に移動させるためのリニアガイド１２３が設けられている。
基台取付部１２１は、基台部１９への取り付け位置を調整することにより、マルチ格子１２と、第１格子１４や第２の格子１５との間における相対距離を調整可能とするものである。また、マルチ格子ユニット本体１２２には、相対距離微調整機構部１２７が設けられている。相対距離微調整機構部１２７は、その重力方向（上下方向）の長さを変えることでマルチ格子１２の重力方向（上下方向）の位置を調整するものである。本実施形態では、基台取付部１２１と相対距離微調整機構部１２７とにより、マルチ格子１２と、第１格子１４や第２の格子１５との間における相対距離を調整する相対距離調整機構が構成される。
なお、比較的重量物であるマルチ格子ユニットを扱う際の作業性や安全性、及び、位置調整のやり易さの両観点からは、前者と後者の機能を分離する方が好ましく、取付位置は位置決めピン等により仮固定し（調整不可）、ネジ等で基台部１９に螺合（固定）する構造とし、固定終了後、作業者が両手を自由に使って、マルチ格子ユニット本体１２２内に設けた相対距離微調整機構部１２７により相対距離を微調整する構造とすることが好ましい。
【００２９】
マルチ格子ユニット本体１２２には、マルチ格子１２が支持されている他、マルチ格子１２を移動させるためのマルチ格子駆動部１２５として、ｘ方向移動用モータ１２５ａ、マルチ格子１２をｘ方向に回転させるためのθｘ回転用モータ１２５ｂ、マルチ格子１２をｙ方向に回転させるためのθｙ回転用モータ１２５ｃ、マルチ格子１２をｚ方向に回転させるためのθｚ回転用モータ１２５ｄが設けられている。
本実施形態では、マルチ格子１２は、図８に示すように、Ｘ線源１１の下方からＸ線源１１の内部に挿入されており、Ｘ線管の焦点位置のすぐ近くに配置されるようになっている。
【００３０】
ｘ方向移動用モータ１２５ａは、通電駆動される駆動源であり、例えばパルス信号に正確に同期して動作するステッピングモータ（パルスモータ）等、高精度の動作制御を行うことのできるモータにより構成されている。ｘ方向移動用モータ１２５ａに適用されるステッピングモータとしては、例えば、オリエンタルモーター株式会社製の５相ステッピングモータ（型式：PX533MH-B）等の５相ステッピングモータが望ましく、５相でも高分解能タイプが好ましい。すなわち、一般的には基本ステップ角：0.72°であるが、高分解能タイプでは基本ステップ角：0.36°であり、このようなモータが好適に用いられる。更に、ステップ数を細分化できるマイクロステップによる制御を行うことが好ましい。
本実施形態では、駆動源であるｘ方向移動用モータ１２５ａが駆動すると、当該駆動源の出力を被駆動部であるマルチ格子１２を含むマルチ格子ユニット１２０の本体まで伝達する伝達系を構成する図示しないボールねじが回転し、マルチ格子１２を含むマルチ格子ユニット１２０の本体がリニアガイド１２３にガイドされてｘ方向に移動するようになっている。
駆動源であるｘ方向移動用モータ１２５ａと伝達系であるボールねじ及びリニアガイドによってマルチ格子ユニット１２０の移動部が構成されており、この移動部は重力方向（ｚ方向）と直交する方向に移動する移動要素のみにより構成されている。
【００３１】
また、本実施形態では、マルチ格子１２を移動させる際には、ｘ方向移動用モータ１２５ａの出力を最大とするが、Ｘ線照射時には、マルチ格子駆動部１２５は、ｘ方向移動用モータ１２５ａへの通電電流が、当該モータの出力を最大としたときにマルチ格子１２に生じる変位量の５０％以下となるような電流値となるようにｘ方向移動用モータ１２５ａへの通電電流値を調整するようになっている。
【００３２】
マルチ格子１２を移動させながら複数回の撮影を行う場合、マルチ格子１２の位置を高精度に維持するために、ｘ方向移動用モータ１２５ａに電流をかけて励磁することによりその自己保持力で位置を固定しておく必要がある。また、マルチ格子１２を移動させながら複数回の撮影を行う場合には、現時点でのマルチ格子１２の位置を次の移動の際の基点としてマルチ格子１２を順次移動させていくが、電源を停止させてしまうと、現時点でのマルチ格子１２の位置を次の移動の際にフィードバックさせることができなくなってしまう。このため、マルチ格子１２を移動させていないとき（すなわち、Ｘ線照射時）でも、所定の複数回の撮影が終了するまでは、ｘ方向移動用モータ１２５ａに電流をかけ続けておく必要がある。
他方で、励磁する際にｘ方向移動用モータ１２５ａにかける電流の電流値が高いと、ｘ方向移動用モータ１２５ａが発熱するとともに、微振動を生じ、これがボールねじに伝わる等により、マルチ格子１２の位置に微細な変位を生じさせてしまう。
【００３３】
図９は、横軸に時間（ｍｉｎ）をとり、縦軸にマルチ格子１２の変位量（μｍ）と温度変化（℃）をとって、励磁電流値と、温度変化及びマルチ格子１２の変位量との関係を示したグラフである。
図９において、マルチ格子１２の変位量は、初期状態のマルチ格子１２の位置をゼロとしたときに励磁電流値及び温度変化によってどれだけマルチ格子１２が移動方向（ｘ方向）に変位するかを測定したものである。また、温度上昇値は、各電流値の励磁電流をかけた際のｘ方向移動用モータ１２５ａの温度変化を測定したものである。
図９に示すように、励磁電流値を当該モータの出力を最大としたときの９０％程度とすると、時間の経過に伴ってｘ方向移動用モータ１２５ａの温度が上昇するとともに、マルチ格子１２の変位量も大きくなっていき、１．４μｍを超える変位量となる。これに対して、励磁電流値を当該モータの出力を最大としたときの２７％程度とすると、時間が経過してもｘ方向移動用モータ１２５ａの温度はそれほど上昇せず、マルチ格子１２の変位量も０．３μｍ程度に止まる。また、励磁電流値を当該モータの出力を最大としたときの５０％程度とした場合でも、時間経過に伴うｘ方向移動用モータ１２５ａの温度上昇はそれほど大きくなく、マルチ格子１２の変位量も０．４５μｍ程度に止まる。
【００３４】
ここで、適切なモアレ画像を得るためには、ｘ方向移動用モータ１２５ａによるマルチ格子１２の格子送り精度は、格子送り量の１／１０以下である必要がある。例えば、マルチ格子１２を５回移動させて５回撮影することによりモアレ画像を得る場合には、格子ピッチの１／５ずつマルチ格子１２を移動させる。また、マルチ格子１２を３回移動させて３回撮影することによりモアレ画像を得る場合には、格子ピッチの１／３ずつマルチ格子１２を移動させることとなる。したがって、例えば、格子ピッチが２２．８μｍであり、その格子送り量が５．７μｍである場合、要求される精度（格子相対位置）は、±０．２３μｍ（P-P：０．４６μｍ）となる。
本実施形態においては、励磁電流値を当該モータの出力を最大としたときの５０％程度以下であれば、要求される精度（格子相対位置）を満たしており、ｘ方向移動用モータ１２５ａに電流をかけてもモアレ画像の生成に影響を与えないといえる。
【００３５】
なお、ｘ方向移動用モータ１２５ａにかける励磁電流値がどの程度のときにモアレ画像の生成に影響を与えるか、すなわち、「ｘ方向移動用モータ１２５ａへの通電電流が、当該モータの出力を最大としたときにマルチ格子１２に生じる変位量の５０％以下となるような電流値」がどの程度であるかは、モータの種類によって異なる。このため、Ｘ線照射時の励磁電流値は、適用するモータに応じて適宜設定することが好ましい。
【００３６】
θｘ回転用モータ１２５ｂ、θｙ回転用モータ１２５ｃ、θｚ回転用モータ１２５ｄは、例えば駆動源となるアクチュエータ等を内蔵したゴニオステージであり、マルチ格子１２、第１格子１４及び第２の格子１５相互間における平行度を調整可能とする煽り調整機構として機能するものである。
【００３７】
マルチ格子ユニット１２０に設けられているマルチ格子１２は回折格子であり、図１０に示すようにｘ方向に複数のスリットが所定間隔で設けられている。マルチ格子１２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、タングステン、鉛、金といったＸ線の遮蔽力が大きい、つまりＸ線の吸収率が高い材質により形成される。例えば、フォトリソグラフィーによりレジスト層がスリット状にマスクされ、ＵＶが照射されてスリットのパターンがレジスト層に転写される。露光によって当該パターンと同じ形状のスリット構造が得られ、電鋳法によりスリット構造間に金属が埋め込まれて、マルチ格子１２が形成される。
【００３８】
マルチ格子１２のスリット周期は１〜６０（μｍ）である。スリット周期は、図１０に示すように隣接するスリット間の距離を１周期とする。スリットの幅（ｘ方向の長さ）はスリット周期の１〜６０（％）の長さであり、さらに好ましくは１０〜４０（％）である。スリットの高さ（ｚ方向の長さ）は１〜５００（μｍ）であり、好ましくは１〜１５０（μｍ）である。
マルチ格子１２のスリット周期をｗ０（μｍ）、第１格子１４のスリット周期をｗ１（μｍ）とすると、スリット周期ｗ０は下記式により求めることができる。
ｗ０＝ｗ１・（ｄ３＋ｄ４）／ｄ４
当該式を満たすように周期ｗ０を決定することにより、マルチ格子１２及び第１格子１４の各スリットを通過したＸ線により形成される自己像が、それぞれ第２格子１５上で重なり合い、いわばピントが合った状態とすることができる。
【００３９】
第１格子１４は、マルチ格子１２と同様にｘ方向に複数のスリットが設けられた回折格子である。第１格子１４は、マルチ格子１２と同様にＵＶを用いたフォトリソグラフィーによって形成することもできるし、いわゆるＩＣＰ法によりシリコン基板に微細細線で深掘加工を行い、シリコンのみで格子構造を形成することとしてもよい。第１格子１４のスリット周期は１〜２０（μｍ）である。スリットの幅はスリット周期の２０〜７０（％）であり、好ましくは３５〜６０（％）である。スリットの高さは１〜１００（μｍ）である。
【００４０】
第１格子１４として位相型を用いる場合、スリットの高さ（ｚ方向の長さ）はスリット周期を形成する２種の素材、つまりＸ線透過部とＸ線遮蔽部の素材による位相差（Ｘ線の位相差）がπ／８〜１５×π／８となる高さとする。好ましくは、π／４〜３×π／４となる高さである。第１格子１４として吸収型を用いる場合、スリットの高さはＸ線遮蔽部によりＸ線が十分吸収される高さとする。
【００４１】
第１格子１４が位相型である場合、第１格子１４と第２格子１５間の距離ｄ４は、次の条件をほぼ満たすことが必要である。
ｄ４＝（ｍ＋（１／２））・ｗ１２／λ
なお、ｍは整数であり、λはＸ線の波長である。
【００４２】
第２格子１５は、マルチ格子１２及び第１格子１４と同様にｘ方向に複数のスリットが設けられた回折格子である。第２格子１５もフォトリソグラフィーにより形成することができる。第２格子１５のスリット周期は１〜２０（μｍ）である。スリットの幅はスリット周期の３０〜７０（％）であり、好ましくは３５〜６０（％）である。スリットの高さは１〜１００（μｍ）である。
【００４３】
本実施例では第１格子１４及び第２格子１５は、それぞれの格子面がｚ方向に対し垂直（ｘ−ｙ平面内で平行）であり、第１格子のスリット配列方向と第２格子のスリット配列方向とは、ｘ−ｙ平面内で所定角度だけ傾けて配置されているが、両者を平行な配置としてもよい。
【００４４】
第１格子１４及び第２格子１５は、それぞれ、ほぼ同様の構成を有する第１格子ユニット１４０及び第２格子ユニット１５０に設けられている。
図１１は、基台部１９における第１格子ユニット１４０の取り付け部分を拡大した斜視図である。図１１に示すように、第２格子ユニット１５０は、第２格子１５がＸ線検出器１６のすぐ上に位置するように配置される。また、第１格子ユニット１４０は、第１格子１５が第２格子１５の上方に位置するように配置される。
【００４５】
また、図１２及び図１３は、第１格子ユニット１４０を上側から見た斜視図であり、図１４は斜め上方向から見た斜視図である。なお、第２格子ユニット１５０は、第１格子ユニット１４０と同一の構成となっているため、図示及び説明を省略する。
【００４６】
第１格子ユニット１４０は、図１２から図１４に示すように、基台部１９に取り付けられるほぼＬ字状の基台取付部１４１と第１格子ユニット本体１４２とを備えている。この第１格子ユニット本体１４２は、基台取付部１４１における床面に対してほぼ水平に配置されている面に載置されている。
基台取付部１４１は、基台部１９への取り付け位置を調整することにより、第１格子１４と、第２の格子１５やマルチ格子１２との間における相対距離を調整可能とする相対距離調整機構として機能する。
また、第１格子ユニット本体１４２の上側面には、第１格子１４をｘ方向に移動させるためのリニアガイド１４３が設けられている。
【００４７】
第１格子ユニット本体１４２には、支持部１４ａに支持された第１格子１４が設けられている他、第１格子１４を移動させるための第１格子駆動部１４５として、ｘ方向移動用モータ１４５ａ、第１格子１４をｘ方向に回転させるためのθｘ回転用モータ１４５ｂが設けられている。
【００４８】
ｘ方向移動用モータ１４５ａは、通電駆動される駆動源であり、マルチ格子ユニット１２０のｘ方向移動用モータ１２５ａと同様に、例えばパルス信号に正確に同期して動作するステッピングモータ（パルスモータ）等、高精度の動作制御を行うことのできるモータにより構成されている。
本実施形態では、駆動源であるｘ方向移動用モータ１４５ａが駆動すると、当該駆動源の出力を被駆動部である第１格子１４を支持する支持部１４ａまで伝達する伝達系を構成するボールねじ１４４が回転し、支持部１４ａに支持された第１格子１４がリニアガイド１４３にガイドされてｘ方向に移動するようになっている。
駆動源であるｘ方向移動用モータ１４５ａと伝達系であるボールねじ及びリニアガイドによって第１格子ユニット１４０の移動部が構成されており、この移動部は重力方向（ｚ方向）と直交する方向に移動する移動要素のみにより構成されている。
【００４９】
ここで、適切なモアレ画像を得るためには、ｘ方向移動用モータ１４５ａによる第１格子１４の格子送り精度は、マルチ格子１２の場合と同様に、格子送り量の１／１０以下である必要がある。例えば、第１格子１４を５回移動させて５回撮影することによりモアレ画像を得る場合には、格子ピッチの１／５ずつ第１格子１４を移動させ、第１格子１４を３回移動させて３回撮影することによりモアレ画像を得る場合には、格子ピッチの１／３ずつ第１格子１４を移動させることとなる。したがって、例えば、格子ピッチが５．３μｍであり、その格子送り量が１．３３μｍである場合、要求される精度（格子相対位置）は、±０．０５μｍ（P-P：０．１０μｍ）となる。
そして、ｘ方向移動用モータ１４５ａに電流をかけるとｘ方向移動用モータ１２５ａの場合と同様、モータの温度が上昇し、周辺部品の熱膨張を誘発し、結果として最終的な第１格子１４の精密送りが達成できず、静的な格子間のアライメント不良を生じたり、モータが微振動し、この振動が周辺部品に伝搬し、結果として第１格子１４が精密送りされた位置に保持できず、動的な格子間のアライメント不良（不定）を生じてしまう。
【００５０】
このため、ｘ方向移動用モータ１４５ａについても、ｘ方向移動用モータ１２５ａの場合と同様、第１格子１４を移動させる際には、ｘ方向移動用モータ１４５ａの出力を最大とするが、Ｘ線照射時には、第１格子駆動部１４５は、ｘ方向移動用モータ１４５ａへの通電電流が、当該モータの出力を最大としたときに第１格子１４に生じる変位量の５０％以下となるような電流値となるようにｘ方向移動用モータ１４５ａへの通電電流値を調整するようになっている。
なお、Ｘ線照射時におけるｘ方向移動用モータ１４５ａへの通電電流値（励磁電流値）は、ｘ方向移動用モータ１２５ａの場合と同様、適用するモータに応じて適宜設定することが好ましい。
【００５１】
θｘ回転用モータ１４５ｂは、例えば駆動源となるアクチュエータ等を内蔵したゴニオステージであり、マルチ格子１２、第１格子１４及び第２の格子１５相互間における平行度を調整可能とする煽り調整機構として機能するものである。なお、マルチ格子ユニット１２０の場合と同様に、煽り調整機構としてθｙ回転用モータ、θｚ回転用モータを設けてもよい。
【００５２】
第２格子ユニット本体１５２には、支持部に支持された第２格子１５が設けられている他、第２格子１５を移動させるための第２格子駆動部１５５として、ｘ方向移動用モータ、第２格子１５をｘ方向に回転させるためのθｘ回転用モータ（いずれも図示せず）が設けられている。
なお、前記のように、Ｘ線照射時における通電電流値（励磁電流値）を調整する点等については、第２格子１５の第２格子駆動部１５５のｘ方向移動用モータについても、マルチ格子ユニット１２０のｘ方向移動用モータ１２５ａ、第１格子ユニット１４０のｘ方向移動用モータ１４５ａ同様である。
【００５３】
上記マルチ格子１２、第１格子１４、第２格子１５は、例えば下記のように構成することができる。
Ｘ線源１１のＸ線管の焦点径；３００（μｍ）、管電圧：４０（ｋＶｐ）、付加フィルタ：アルミ１．６（ｍｍ）
Ｘ線源１１の焦点からマルチ格子１２までの距離ｄ１：４０（ｍｍ）
マルチ格子１２から第１格子１４までの距離ｄ３：１１１０（ｍｍ）
マルチ格子１２から第２格子１５までの距離ｄ３＋ｄ４：１３７０（ｍｍ）
マルチ格子１２のサイズ：１０（ｍｍ四方）、スリット周期：２２．８（μｍ）
第１格子１４のサイズ：５０（ｍｍ四方）、スリット周期：４．３（μｍ）
第２格子１５のサイズ：５０（ｍｍ四方）、スリット周期：５．３（μｍ）
【００５４】
Ｘ線検出器１６は、照射された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、当該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。
Ｘ線検出器１６の画素サイズは１０〜３００（μｍ）であり、さらに好ましくは５０〜２００（μｍ）である。
【００５５】
Ｘ線検出器１６は第２格子１５に当接するように基台部１９に位置を固定することが好ましい。第２格子１５とＸ線検出器１６間の距離が大きくなるほど、Ｘ線検出器１６により得られるモアレ画像がボケるからである。
Ｘ線検出器１６としては、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を用いることができる。ＦＰＤには、Ｘ線をシンチレータを介して光電変換素子により電気信号に変換する間接変換型、Ｘ線を直接的に電気信号に変換する直接変換型があるが、何れを用いてもよい。
【００５６】
間接変換型は、ＣｓＩやＧｄ２Ｏ３あるいはＧｄ２Ｏ２Ｓ等のシンチレータプレートの下に、光電変換素子がＴＦＴ（薄膜トランジスタ）とともに２次元状に配置されて各画素を構成する。Ｘ線検出器１６に入射したＸ線がシンチレータプレートに吸収されると、シンチレータプレートが発光する。この発光した光により、各光電変換素子に電荷が蓄積され、蓄積された電荷は画像信号として読み出される。
【００５７】
直接変換型は、アモルファスセレンの熱蒸着により、１００〜１０００（μｍ）の膜厚のアモルファスセレン膜がガラス上に形成され、２次元状に配置されたＴＦＴのアレイ上にアモルファスセレン膜と電極が蒸着される。アモルファスセレン膜がＸ線を吸収するとき、電子正孔対の形で物質内にキャリアが遊離され、電極間の電圧信号がＴＦＴにより読み取られる。
なお、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、Ｘ線カメラ等の撮影手段をＸ線検出器１６として用いてもよい。
【００５８】
Ｘ線撮影時のＦＰＤによる一連の処理を説明する。
まずＦＰＤはリセットを行い、前回の撮影（読取）以降に残存する不要な電荷を取り除く。その後、Ｘ線の照射が開始するタイミングで電荷の蓄積が行われ、Ｘ線の照射が終了するタイミングで蓄積された電荷が画像信号として読み取られる。なお、リセットの直後や画像信号の読み取り後に、蓄積されている電荷の電圧値を検出するダーク読み取りを行い、当該電圧値を補正値としてＸ線照射後に蓄積された電荷の電圧値から補正値を差し引いた電圧値を画像信号として出力してもよい。これにより、画像信号に対しいわゆるオフセット補正を行うことができる。
【００５９】
本体部１８は、図１５に示すように、制御部１８１、操作部１８２、表示部１８３、通信部１８４、記憶部１８５、マルチ格子駆動部１２５、第１格子駆動部１４５、第２格子駆動部１５５を備えて構成されている。
制御部１８１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成され、記憶部１８５に記憶されているプログラムとの協働により、各種処理を実行する。例えば、制御部１８１はコントローラ５から入力される撮影条件の設定情報に従って、Ｘ線源１１からのＸ線照射のタイミングやＸ線検出器１６による画像信号の読取タイミング等を制御する。
【００６０】
操作部１８２は曝射スイッチや撮影条件等の入力操作に用いるキー群の他、表示部１８３のディスプレイと一体に構成されたタッチパネルを備え、これらの操作に応じた操作信号を生成して制御部１８１に出力する。
表示部１８３は制御部１８１の表示制御に従って、ディスプレイに操作画面やＸ線撮影装置１の動作状況等を表示する。
【００６１】
通信部１８４は通信インターフェイスを備え、ネットワーク上のコントローラ５と通信する。例えば、通信部１８４はＸ線検出器１６によって読み取られ、記憶部１８５に記憶されたモアレ画像をコントローラ５に送信する。
記憶部１８５は、制御部１８１により実行されるプログラム、プログラムの実行に必要なデータを記憶している。また、記憶部１８５はＸ線検出器１６によって得られたモアレ画像を記憶する。
【００６２】
マルチ格子駆動部１２５、第１格子駆動部１４５、第２格子駆動部１５５は、マルチ格子ユニット１２０、第１格子ユニット１４０、第２格子ユニット１５０の各駆動源（モータ）を動作させるものである。
【００６３】
被写体台１３は、撮影時に被写体となる患者の手指等を載置するものである。
図３から図６に示すように、本実施形態では、被写体台１３は、キャスタ１３１を備える脚部１３２を有し、支柱１７や基台部１９から独立している。脚部１３２は、支柱１７と基台部１９との間に配置されるようになっており、基台部１９側の脚部１３２には、キャスタ１３１をロックするロック機構１３３が設けられている。
なお、被写体台１３の構成はここに例示したものに限定されない。例えば全ての脚部１３２にロック機構１３３を設けてもよいし、ロック機構１３３を設けず、支柱１７又は基台部１９の一端に被写体台１３が固定されるようにしてもよい。なお、被写体台１３は、支柱１７又は基台部１９に接触した際に衝撃を吸収することのできる衝撃吸収部材（図示せず）を備えていることが好ましい。
【００６４】
コントローラ５は、オペレータによる操作に従ってＸ線撮影装置１の撮影動作を制御し、Ｘ線撮影装置１により得られたモアレ画像を用いて被写体の再構成画像を作成する。本実施形態では被写体の再構成画像を作成する画像処理装置としてコントローラ５を用いた例を説明するが、Ｘ線画像に様々な画像処理を施す専用の画像処理装置をＸ線撮影装置１と接続し、当該画像処理装置により再構成画像の作成を行うこととしてもよい。
【００６５】
上記Ｘ線撮影装置１のタルボ・ロー干渉計によるＸ線撮影方法を説明する。
図１６に示すように、Ｘ線源１１から照射されたＸ線が第１格子１４を透過すると、透過したＸ線がｚ方向に一定の間隔で像を結ぶ。この像を自己像といい、自己像が形成される現象をタルボ効果という。自己像を結ぶ位置に第２格子１５が平行に配置され、当該第２格子１５はその格子方向が第１格子１４の格子方向と平行な位置からわずかに傾けられているので、第２格子１５を透過したＸ線によりモアレ画像Ｍが得られる。Ｘ線源１１と第１格子１４間に被写体Ｈが存在すると、被写体ＨによってＸ線の位相がずれるため、図１６に示すようにモアレ画像Ｍ上の干渉縞は被写体Ｈの辺縁を境界に乱れる（歪む）。この干渉縞の乱れ（歪み）を、モアレ画像Ｍを処理することによって検出し、被写体像を画像化することができる。これがタルボ干渉計の原理である。
【００６６】
Ｘ線撮影装置１では、Ｘ線源１１と第１格子１４との間のＸ線源１１に近い位置に、マルチ格子１２が配置され、タルボ・ロー干渉計によるＸ線撮影が行われる。タルボ干渉計はＸ線源１１が理想的な点線源であることを前提としているが、実際の撮影にはある程度焦点径が大きい焦点が用いられるため、マルチ格子１２によってあたかも点線源が複数連なってＸ線が照射されているかのように多光源化する。これがタルボ・ロー干渉計によるＸ線撮影法であり、焦点径がある程度大きい場合にも、タルボ干渉計と同様のタルボ効果を得ることができる。
【００６７】
従来のタルボ・ロー干渉計では、マルチ格子１２は上述のように多光源化と照射線量の増大を目的に用いられ、縞走査法によりモアレ画像を得るため、第１格子１４又は第２格子１５を相対移動させていた。しかし、本実施形態では、第１格子１４又は第２格子１５を相対移動させるのではなく、第１格子１４及び第２格子１５の位置は固定したまま、第１格子１４及び第２格子１５に対してマルチ格子を移動させることで一定周期間隔のモアレ画像を複数得る。
【００６８】
図１７は、Ｘ線撮影装置１によるＸ線撮影の流れを示すフローチャートである。
Ｘ線撮影には上述のタルボ・ロー干渉計によるＸ線撮影方法が用いられ、被写体像の再構成には縞走査法が用いられる。Ｘ線撮影装置１ではマルチ格子１２が等間隔毎に複数ステップ移動され、ステップ毎に撮影が行われて、各ステップのモアレ画像が得られる。
【００６９】
ステップ数は２〜２０、さらに好ましくは３〜１０である。視認性の高い再構成画像を短時間で得るという観点からすれば、５ステップが好ましい（参照文献（１）Ｋ．Ｈｉｂｉｎｏ， Ｂ．Ｆ．Ｏｒｅｂ ａｎｄ Ｄ．Ｉ．Ｆａｒｒａｎｔ， Ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔｉｎｇ ｆｏｒ ｎｏｎｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ ｗａｖｅ ｆｏｒｍｓ ｗｉｔｈ ｐｈａｓｅ−ｓｈｉｆｔ ｅｒｒｏｒｓ， Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ａ， Ｖｏｌ．１２， ７６１−７６８（１９９５）、参照文献（２）Ａ．Ｍｏｍｏｓｅ， Ｗ．Ｙａｓｈｉｒｏ， Ｙ． Ｔａｋｅｄａ， Ｙ．Ｓｕｚｕｋｉ ａｎｄ Ｔ．Ｈａｔｔｏｒｉ， Ｐｈａｓｅ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ ｂｙ Ｘ−ｒａｙ Ｔａｌｂｏｔ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｔｒｙ ｆｏｒ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｍａｇｉｎｇ， Ｊｐｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．， Ｖｏｌ．４５， ５２５４−５２６２（２００６））。
【００７０】
図１７に示すように、オペレータにより曝射スイッチがＯＮ操作されると（ステップＳ１；Ｙ）、ｘ方向移動用モータ１２５ａによりマルチ格子１２が移動され、複数ステップの撮影が実行され、モアレ画像が生成される（ステップＳ２）。
まず、マルチ格子１２が停止した状態でＸ線源１１によるＸ線の照射が開始される。Ｘ線検出器１６ではリセット後、Ｘ線照射のタイミングに合わせて電荷が蓄積され、Ｘ線の照射停止のタイミングに合わせて蓄積された電荷が画像信号として読み取られる。これが１ステップ分の撮影である。１ステップ分の撮影が終了するタイミングでマルチ格子１２の移動が開始され、所定量移動すると停止され、次のステップの撮影が行われる。このようにして、マルチ格子１２の移動と停止が所定のステップ数分だけ繰り返され、マルチ格子１２が停止したときにＸ線の照射と画像信号の読み取りが行われる。読み取られた画像信号はモアレ画像として本体部１８に出力される。
【００７１】
例えば、マルチ格子１２のスリット周期を２２．８（μｍ）とし、５ステップの撮影を１０秒で行うとする。マルチ格子１２がそのスリット周期の１／５に該当する４．５６（μｍ）移動し停止する毎に撮影が行われる。撮影時間でいえば爆射スイッチＯＮ後、２、４、６、８、１０秒後にそれぞれ撮影が行われる。
【００７２】
従来のように第２格子１５（又は第１格子１４）を第１格子１４（又は第２格子１５）に対して移動させる場合、第２格子１５のスリット周期は比較的小さく、各ステップの移動量も小さくなるが、マルチ格子１２のスリット周期は第２格子１５よりも比較的大きく、各ステップの移動量も大きい。例えば、スリット周期５．３（μｍ）の第２格子１５のステップ毎の移動量は１．０６（μｍ）であるのに対し、スリット周期２２．８（μｍ）のマルチ格子１２の移動量は４．５６（μｍ）と約４倍の大きさである。同一の駆動伝達系（駆動源、減速伝達系を含む）を使用し、各ステップの撮影に際し、ｘ方向移動用モータ１２５ａの起動と停止を繰り返して撮影を行った場合、移動用のパルスモータ（駆動源）の制御量（駆動パルス数）に対応した実際の移動量に占める、起動時及び停止時のｘ方向移動用モータ１２５ａのバックラッシュ等の影響による移動量誤差の割合は、本実施形態のようにマルチ格子１２を移動させる方式の方が小さくなる。これは、後述するサインカーブに沿ったモアレ画像を得やすく、起動及び停止を繰り返しても高精細な再構成画像が得られることを示している。或いは、従来方式による画像でも充分診断に適合する場合には、モータ（駆動源）を含む駆動伝達系全体の精度（特に、起動特性及び停止特性）を緩和し、駆動伝達系を構成する部品のコストダウンが可能であることを示している。
【００７３】
各ステップの撮影が終了すると、本体部１８からコントローラ５に、各ステップのモアレ画像が送信される（ステップＳ３）。本体部１８からコントローラ５に対しては各ステップの撮影が終了する毎に１枚ずつ送信することとしてもよいし、各ステップの撮影が終了し、全てのモアレ画像が得られた後、まとめて送信することとしてもよい。
【００７４】
図１８は、モアレ画像を受信した後のコントローラ５の処理の流れを示すフローチャートである。
図１８に示すように、まずモアレ画像の解析が行われ（ステップＳ１１）、再構成画像の作成に使用できるか否かが判断される（ステップＳ１２）。理想的な送り精度によりマルチ格子１２を一定の送り量で移動できた場合、図１９に示すように、５ステップの撮影でマルチ格子１２のスリット周期１周期分のモアレ画像５枚が得られる。各ステップのモアレ画像は０．２周期という一定周期間隔毎に縞走査をした結果であるので、各モアレ画像の任意の１画素に注目すると、その信号値を正規化して得られるＸ線相対強度は、図２０に示すようにサインカーブを描く。よって、コントローラ５は得られた各ステップのモアレ画像のある画素に注目してＸ線相対強度を求める。各モアレ画像から求められたＸ線相対強度が、図２０に示すようなサインカーブを形成すれば、一定周期間隔のモアレ画像が得られているので、再構成画像の作成に使用できると判断することができる。
なお、上記サインカーブ形状は、マルチ格子開口幅、位相格子の周期、及び位相格子の格子間距離に依存し、また、放射光のようなコヒーレント光の場合には三角波形状となるが、マルチ格子効果によりＸ線が準コヒーレント光として作用する為、サインカーブを描くものとなる。
【００７５】
各ステップのモアレ画像の中にサインカーブを形成できないモアレ画像がある場合、再構成画像の作成に使用できないと判断され（ステップＳ１２；Ｎ）、撮影のタイミングを変更して再撮影するよう指示する制御情報がコントローラ５からＸ線撮影装置１に送信される（ステップＳ１３）。例えば、図２０に示すように、３ステップ目は本来０．４周期のところ、周期がずれて０．３５周期のモアレ画像が得られた場合であれば、ｘ方向移動用モータ１２５ａの送り精度の低下が原因（例えば、パルスモータの駆動パルスへのノイズ重畳等）と考えられる。よって、０．０５周期分だけ撮影のタイミングを早めて３ステップ目のみ再撮影を行うよう指示すればよい。或いは、５ステップ全てについて再撮影し、３ステップ目のみ０．０５周期分の撮影時間を早めるように指示してもよい。５ステップ全てのモアレ画像が所定量ずつサインカーブからずれている場合、ｘ方向移動用モータ１２５ａの起動から停止までの駆動パルス数を増やすか、或いは減らすように指示してもよい。
Ｘ線撮影装置１では、当該制御情報に従って撮影のタイミングが調整され、図１７に示すＸ線撮影の処理が再度実行される。
【００７６】
一方、再構成画像の作成にモアレ画像を使用できると判断された場合（ステップＳ１２；Ｙ）、コントローラ５によってモアレ画像が処理され、被写体の再構成画像が作成される（ステップＳ１４）。具体的には、５枚のモアレ画像の各画素についてステップ毎の強度変化（信号値の変化）が算出され、当該強度変化より微分位相が算出される。必要であれば、位相接続（位相アンラップ）が行われ、ステップ全体の位相が求められる。当該位相からｚ方向における光路差（屈折率差に起因する光路差）が算出され、被写体の形状を表す再構成画像が作成される（上記参照文献（１）、（２））。作成された再構成画像はコントローラ５に表示されるので、オペレータは当該再構成画像を確認することができる。
【００７７】
〈撮影実験〉
撮影実験により、第１格子１４又は第２格子１５ではなく、マルチ格子１２を移動させた場合にも同様なモアレ画像及び再構成画像が得られることを検証した。
【００７８】
図２１に、撮影実験に用いた横型のＸ線撮影装置を示す。
Ｘ線源２１、マルチ格子１２、被写体台１３、第１格子１４、第２格子１５及びＸ線検出器１６を、横方向（ｙ方向）に配置した横型のＸ線撮影装置３の試作機を作製し、当該試作機を撮影実験に用いた。Ｘ線源２１には、市販品のＸ線管のモリブデンをタングステンに改造したＸ線管を使用した。
この試作機においてマルチ格子１２をｘ方向に移動させて撮影を行い、モアレ画像を得て被写体の再構成画像を作成した。次に、同じ試作機において第２格子１５をｘ方向移動させて撮影を行い、同様に再構成画像を作成した。
【００７９】
撮影条件は以下の通りである。マルチ格子１２、第２格子１５の何れを移動させた場合も同じ撮影条件を用いた。
Ｘ線管の焦点径；３００（μｍ）、管電圧；４０ｋＶ、付加フィルタ；アルミ１．６（ｍｍ）、中心エネルギー２８（ｋｅＶ）
Ｘ線検出器；Ｃｏｎｄｏｒ４８６（Ｆａｉｒｃｈｉｌｄ Ｉｍａｇｉｎｇ社製）、画素サイズ；１５（μｍ）
Ｘ線源１１の焦点からマルチ格子までの距離ｄ１： ４０（ｍｍ）
マルチ格子から第１格子までの距離ｄ３ ：１１１０（ｍｍ）
マルチ格子から第２格子までの距離ｄ３＋ｄ４ ：１３７０（ｍｍ）
マルチ格子のサイズ：５（ｍｍ四方）、スリット周期：２２．８（μｍ）
第１格子のサイズ：５０（ｍｍ四方）、スリット周期：４．３（μｍ）
第２格子のサイズ：５０（ｍｍ四方）、スリット周期：５．３（μｍ）
【００８０】
図２２（ａ）〜図２２（ｃ）は、マルチ格子を移動させて得られた画像を示している。図２２（ａ）は被写体（サンプル）を配置して撮影された１〜５ステップのモアレ画像、図２２（ｂ）は被写体を配置せずに撮影された１〜５ステップのモアレ画像である。図２２（ｃ）は、図２２（ａ）の各ステップのモアレ画像から作成された再構成画像を示す。
一方、図２３（ａ）〜図２３（ｃ）は第２格子を移動させて得られた画像を示している。
図２３（ａ）は被写体を配置して撮影された１〜５ステップのモアレ画像、図２３（ｂ）は被写体を配置せずに撮影された１〜５ステップのモアレ画像、図２３（ｃ）は図２３（ａ）の各ステップのモアレ画像から作成された再構成画像である。
【００８１】
図２２（ａ）と図２３（ａ）、図２２（ｂ）と図２３（ｂ）、図２２（ｃ）と図２３（ｃ）をそれぞれ比較して分かるように、マルチ格子を移動させた場合も、第２格子を移動させた場合と比べて個々の画像自体の画質が劣化することもなく、更に、各画像の位相（周期）関係が維持され易いので、同等以上の再構成画像を得ることができる。
【００８２】
撮影実験は横型のＸ線撮影装置３で行ったが、第１格子又は第２格子ではなくマルチ格子を移動させても同じ画像が得られること自体は、Ｘ線撮影装置が縦型でも横型でも変わらない。従来は複数枚のモアレ画像を得るためにマルチ格子を移動させる概念が無く、第１格子又は第２格子を移動させる構成に拘束されていた。本発明者等はマルチ格子を移動させる構成でも同様のモアレ画像及び再構成画像が得られることを見出し、患者が接近する被写体台近傍周辺部から精密移動部を取り除くことで撮影への悪影響を排除し、これを縦型に配置したＸ線撮影装置に適用することでタルボ・ロー干渉計を実用化することが可能となった。
【００８３】
以上のように、本実施形態によれば、Ｘ線撮影装置１は、Ｘ線源１１、マルチ格子１２、被写体台１３、第１格子１４、第２格子１５、Ｘ線検出器１６がこの順に重力方向に配置された縦型であり、マルチ格子１２をｘ方向に移動させる駆動部を備える。マルチ格子１２が一定周期間隔で移動する毎に、Ｘ線源１１により照射されたＸ線に応じてＸ線検出器１６が画像信号の読み取る処理を繰り返し、一定周期間隔のモアレ画像を複数得る。
【００８４】
縦型のＸ線撮影装置１において、第２格子１５（又は第１格子１４）ではなくマルチ格子１２を移動する構成とすることにより、被写体より床側に配置される第２格子１５付近に第２格子１５を移動させるための駆動部を設けるスペースが不要となる。一方、ｘ方向移動用モータ１２５ａが配置されるマルチ格子１２はＸ線源１１近くに配置されるので、患者の足下付近を、駆動系を設けることなく第１格子１４、第２格子１５、Ｘ線検出器１６のみの配置とすることができ、患者が接触し難い構成とすることができる。駆動系が無い被写体より下部を堅牢に構成することができるので、仮に患者の接触によりＸ線撮影装置１に振動が伝わるような場合があっても、共振等の発生を防ぎ、振動自体の伝搬を阻止することができる。よって、振動が収束するまで撮影を待機したり、マルチ格子１２、第１格子１４及び第２格子１５の位置関係が変動したりすることを防止することができる。さらに、患者の被写体台への接近方向を制限しないので、撮影の自由度を向上させることができる。従って、高画質な位相コントラスト撮影が可能であり、実際の使用に耐久できる実用的な縦型Ｘ線撮影装置１を提供することができる。
【００８５】
また、マルチ格子１２は、基台部１９に第１格子１４及び第２格子１５と一体的に保持され、第１格子１４及び第２格子１５とのＸ線の照射方向における位置関係が固定されている。これにより、Ｘ線撮影装置１の輸送時や設置時に生じた衝撃や振動によるＸ線の照射方向における関連部品の相対位置関係を維持することができる。相対位置関係を維持することにより、タルボ・ロー干渉計によるＸ線撮影によって高画質なモアレ画像を得ることができ、モアレ画像から作成される被写体の再構成画像の再現性を向上させることができる。
【００８６】
また、Ｘ線検出器１６は、基台部１９に第１格子１４及び第２格子１５と一体的に保持され、第１格子１４及び第２格子１５とのＸ線の照射方向における位置関係が固定されている。これにより、Ｘ線検出器１６と第１格子１４及び第２格子１５との位置関係を維持することができる。一般的に、Ｘ線撮影装置１の出荷時には第２格子１５により形成されるモアレ画像がボケない位置にＸ線検出器１６が調整配置されるため、この位置関係を維持することにより、位置関係の変動によるモアレ画像のボケを防止することができる。
【００８７】
また、本実施形態では、Ｘ線撮影装置１は、支柱１７、基台部１９、被写体台１３に大きく分離することができるため、輸送や保管の際にコンパクトになり、輸送・保管に要するコストを削減することができる。
また、高精度の調整が必要となる精密部品であるマルチ格子ユニット１２０、第１格子ユニット１４０、第２格子ユニット１５０を基台部１９から取り外すことができる。このため、精密部品を取り外した状態で輸送・保管することができ、梱包の簡易化が可能となるとともに、精密部品のみ温度管理等の可能な場所で保管等することができるため、長期の保管等による精密部品の劣化を防止することができる。
また、輸送や保管の際に取り外したマルチ格子ユニット１２０、第１格子ユニット１４０、第２格子ユニット１５０は、組み立て時には、ねじにより容易に基台部１９に固定することができる。このため、安全な輸送と施設内での取り扱いのし易さを両立させることができる。
【００８８】
、
また、被写体台１３は患者との接触により振動を伝えやすく、患者の手がぶつかる等により周囲の部材に衝撃を加えることがありうるが、本実施形態では被写体台１３をマルチ格子１２、第１格子１４、第２格子１５等が取り付けられる基台部１９と切り離して、別体構成としている。このため、被写体台１３に衝撃が加わっても、この衝撃が高精度な位置関係が求められるマルチ格子１２、第１格子１４、第２格子１５等に対して影響を与えるのを防止して、高精度な位置関係の維持を図ることができる。
【００８９】
、
また、本実施形態では、複数枚のモアレ画像を得る際、Ｘ線照射時には、パルスモータで構成されているｘ方向移動用モータにかける電流の電流値を、マルチ格子、第１格子及び第２格子に生じる変位量が当該モータの出力を最大としたときにマルチ格子、第１格子及び第２格子に生じる変位量の５０％以下となるような電流値となるように調整するようになっている。このため、マルチ格子、第１格子及び第２格子の位置がｘ方向移動用モータの発熱や微振動の発生により変位することを防止することができる。
【００９０】
また、本実施形態では、マルチ格子１２、第１格子１４、第２格子１５を移動させる移動部を重力方向（ｚ方向）と直交する方向に移動する移動要素のみにより構成している。これにより、重力方向への負荷が少なくなり、格子を移動させていないとき（すなわち、Ｘ線照射時）には、弱い励磁電流をかけるのみで格子の位置を維持することができ、ｘ方向移動用モータの発熱や微振動の発生を防止することができる。
【００９１】
なお、上記実施形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。
例えば、上記実施形態では、Ｘ線源１１、マルチ格子１２、被写体台１３、第１格子１４、第２格子１５、Ｘ線検出器１６をこの順に配置（以下、第１の配置と呼ぶ）したが、Ｘ線源１１、マルチ格子１２、第１格子１４、被写体台１３、第２格子１５、Ｘ線検出器１６の配置（以下、第２の配置と呼ぶ）としても、第１格子１４及び第２格子１５は固定のまま、マルチ格子１２の移動により、再構成画像を得ることが可能である。
第２の配置においては、被写体の厚み分だけ、被写体中心と第１格子１４は離れることになり、上記の実施形態に比べ感度の点でやや劣ることになるが、一方で、被写体への被曝線量低減を考慮すると、当該配置の方が第１格子１４でのＸ線吸収分だけＸ線を有効に活用していることになる。
また、被写体位置での実効的な空間分解能は、Ｘ線の焦点径、検出器の空間分解能、被写体の拡大率、被写体の厚さ等に依存するが、上記実施例に於ける検出器の空間分解能が１２０μm（ガウスの半値幅）以下の場合には、第１の配置よりも第２の配置の方が実効的な空間分解能は小さくなる。
感度、空間分解能、及び、第１格子１４でのＸ線吸収量等を考慮して、第１格子１４、被写体台１３の配置順をきめることが好ましい。
【００９２】
また、本実施形態では、マルチ格子ユニット１２０、第１格子ユニット１４０、第２格子ユニット１５０にそれぞれ煽り調整機構及び相対距離調整機構が設けられている場合を例として説明したが、煽り調整機構及び相対距離調整機構は、マルチ格子ユニット１２０、第１格子ユニット１４０、第２格子ユニット１５０全てに設けられている必要はなく、このうちの少なくともいずれか１つに設けられていてもよい。
【００９３】
また、本実施形態では、マルチ格子１２を移動させてモアレ画像を生成する場合を例として説明したが、モアレ画像を生成するために移動させる格子はマルチ格子１２に限定されず、第１格子１４、第２格子１５であってもよい。
【００９４】
また、本実施形態では、縞走査方式として、マルチ格子、第１格子及び第２格子を備えるタルボ・ロー干渉計を用いたＸ線撮影装置を例として説明したが、Ｘ線撮影装置に用いられるのはタルボ・ロー干渉計に限定されず、縞走査方式として、第１格子及び第２格子を備えるタルボ干渉計を用いたＸ線撮影装置についても本発明を適用することができる。
おいて、
【００９５】
また、本実施形態では、被写体台１３を完全に別体構成としたものを例として説明したが、被写体台１３を基台部１９等に固定してもよい。この場合には、被写体台１３と基台部１９との間に緩衝部材等を設けて、被写体台１３に加えられた衝撃や振動ができる限り基台部１９に伝達されないように構成する。
また、被写体台１３は、その高さを患者の体型等に応じて調整できるようにしてもよい。
【００９６】
また、本実施形態では、Ｘ線照射時にｘ方向移動用モータにかける電流の電流値を低くする場合を例としたが、モータによる励磁を行わなくても各格子の位置を維持できる場合には、移動部（マルチ格子駆動部１２５、第１格子駆動部１４５、第１格子駆動部１５５）は、Ｘ線照射時に駆動源であるｘ方向移動用モータに対する通電を停止させるように制御してもよい。ｘ方向移動用モータに対する通電を停止させることにより、モータの発熱や微振動の発生を回避することができる。
【００９７】
また、Ｘ線検出器１６として、バッテリを内蔵し、無線により画像信号を本体部１８に出力するケーブルレスのカセッテタイプＦＰＤを用いてもよい。カセッテタイプＦＰＤによれば、本体部１８に接続するケーブル類を排除することができ、Ｘ線検出器１６周辺の更なる小スペース化を図ることができる。小スペース化によって被写体の足下を広く構成し、より患者が接触し難い構成とすることができる。
【００９８】
また、上記実施形態では、各ステップの撮影毎にマルチ格子１２の移動と停止を繰り返す例を説明した。しかし、ｘ方向移動用モータ１２５ａの構成によっては、移動と停止を繰り返すことにより制御量と実際の移動量との誤差が累積拡大し、一定間隔毎のモアレ画像が得難いことが想定される場合には、連続的にマルチ格子１２を移動させながら複数回の撮影を行う連続撮影方式が好ましい。曝射スイッチがＯＮされると、マルチ格子１２の移動を開始し、起動時の不安定移動領域を越え、安定移動領域に達した後、更に、マルチ格子を連続的に移動させて、所定量（例えば４．５６（μｍ））移動する毎にＸ線のパルス照射と画像信号の読み取りを繰り返す。
【００９９】
連続撮影方式におけるＸ線源１１にはパルス照射可能なＸ線管を用いることが好ましい。
また、Ｘ線検出器１６としては、対応できるフレームレート（単位時間あたり撮影可能な回数）が大きく、動画撮影が可能なＦＰＤが好ましい。数百ｍ秒〜数秒の間に５回以上の撮影を行うことを想定すると、少なくとも１０フレーム／秒のフレームレートが必要であり、好ましくは２０フレーム／秒以上のフレームレートである。
【０１００】
なお、撮影においてＸ線検出器１６は各ステップの撮影毎にオフセット補正を行うことが可能である。各ステップの撮影間隔が短く、オフセット補正を行う余裕が無い場合は、最初のステップの撮影時のみダーク読み取りを行い、オフセット補正値を得て、当該補正値を後のステップの撮影にも適用してもよい。或いは、一連の撮影終了後にダーク読み取りを行ってオフセット補正値を得て、当該補正値を各撮影に共通に使用することとしてもよい。
【０１０１】
連続撮影方式の場合、各ステップの前後でさらに予備撮影を行うこととしてもよい。
ｘ方向移動用モータ１２５ａが理想的な送り精度によりマルチ格子１２を一定の送り量、つまり一定の移動速度で移動できた場合、図２０に示すように各ステップのモアレ画像によりサインカーブを形成することができる。しかし、経年変化やｘ方向移動用モータ１２５ａのバックラッシュ、起動時の慣性影響等によって送り量にずれが生じると、一定周期間隔のモアレ画像が得られない。例えば、図２０に示すように、３ステップのモアレ画像は本来０．４周期に該当するが、３ステップのときのｘ方向移動用モータ１２５ａの送り量がずれると、０．４周期前後のモアレ画像が得られる。
【０１０２】
このように各ステップのモアレ画像の周期がばらつくと、正確な位相が計算できず、再構成画像において被写体像を正確に再現できない。そこで、例えば撮影時間が２、４、６、８、１０秒の各ステップの撮影に、各撮影時間±０．１秒の撮影時間で撮影を行う予備撮影を加えて合計１５回の撮影を行う。これにより、１ステップでは１．９秒、２．０秒、２．１秒の各撮影時間のモアレ画像が得られる等、各ステップにつきそれぞれ３枚のモアレ画像が得られるので、そのうちＸ線相対強度のサインカーブに最も近いモアレ画像を選択して用いる。これにより、ｘ方向移動用モータ１２５ａによる送り量に誤差が生じたとしても、再構成画像の再現性の向上を図ることができる。
【０１０３】
予備撮影する調整時間として上記に挙げた±０．１秒は例示であり、調整時間はテスト撮影によって適宜決定すればよい。例えば、Ｘ線撮影装置１の設置時に、各ステップの撮影の前後で、±０．１秒、±０．２秒等、予備撮影時の調整時間を変えてテスト撮影を行い、最もサインカーブに一致しやすい調整時間を求めることとしてもよい。これにより、ｘ方向移動用モータ１２５ａの機器特性によって必要な調整時間が異なる場合にも対応することができる。
【０１０４】
なお、連続撮影方式におけるＸ線源１１のＸ線管がパルス照射に対応していない場合には、Ｘ線源１１のＸ線照射口の付近にシャッターを設けてもよい。この場合、シャッターとして、カメラ等に一般的に用いられるシャッター機構を用いてもよいが、照射野絞りの機能も備えることとしてもよい。
【０１０５】
また、コントローラ５の制御部が縞走査法による再構成画像作成処理の他、フーリエ変換法による再構成画像作成処理等を行うようにしてもよい（この場合、Ｘ線撮影装置の第１格子と第２格子との相対角のみ、縞走査法の場合に対し増大させるような装置設定変更が必要である。）。
例えば、フーリエ変換法による再構成画像作成処理は、以下のように行われる。
まず、被写体有りのモアレ画像と被写体無しのモアレ画像とを取得し、それぞれについてオフセット補正処理、ゲイン補正処理等の補正を行う。その後、補正後の被写体有りのモアレ画像と被写体無しのモアレ画像のそれぞれをフーリエ変換（二次元フーリエ変換）する。１枚のモアレ画像をフーリエ変換すると、低周波成分（０次成分と呼ぶ）と干渉縞周波数付近の成分（１次成分と呼ぶ）、又は、０次成分と１次成分に加えさらに高周波成分（Ｘ線撮影装置１の干渉性に依存）が並んで得られる。
次いで、フーリエ変換により得られた画像（被写体有り、被写体無しのそれぞれ）において、０次成分をＨａｎｎｉｎｇ窓により切り出される。Ｈａｎｎｉｎｇ窓で切り出すことによりＨａｎｎｉｎｇ窓の周辺部が０に落とされ、Ｈａｎｎｉｎｇ窓の中心部はそのまま通される。
次いで、フーリエ変換により得られた画像において、１次成分がキャリア周波数（＝モアレ周波数）分シフトされ、Ｈａｎｎｉｎｇ窓で切り出される。切り出しの窓関数はＨａｎｎｉｎｇ窓に限定されず、用途に応じてＨａｍｍｉｎｇ窓、ガウス窓等を使用してもよい。
次いで、切り出された０次成分、１次成分のそれぞれが逆フーリエ変換される。
逆フーリエ変換が終了すると、逆フーリエ変換された０次成分、１次成分を用いて被写体有りと被写体無しのそれぞれの再構成画像の作成が行われる。具体的には、０次成分の振幅から吸収画像が作成される。また、１次成分の位相から位相画像が作成される。また、０次成分と１次成分の振幅の比（＝Visibility）から小角散乱画像が作成される。
次いで、被写体無しの再構成画像を用いて被写体有りの再構成画像から干渉縞の位相の除去と、画像ムラ（アーチファクト）を除去するための補正処理が行われ、この画像ムラの補正が終了すると、フーリエ変換法による再構成画像作成処理は終了する。
【０１０６】
その他、本発明が本実施形態に限定されず、適宜変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１０７】
１ Ｘ線撮影装置
５ コントローラ
１１ Ｘ線源
１２ マルチ格子
１３ 被写体台
１４ 第１格子
１５ 第２格子
１６ Ｘ線検出器
１７ 支柱
１７ａ 緩衝部材
１８ 本体部
１９ 基台部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を照射するＸ線源と、
複数のスリットを有するマルチ格子、第１格子及び第２格子と、
前記マルチ格子、前記第１格子、及び前記第２格子のうちの少なくとも１つを移動させる移動部と、
被写体台と、
照射された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、当該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Ｘ線検出器と、
を備え、
前記移動部により、前記マルチ格子、前記第１格子及び前記第２格子のうちの少なくとも１つを前記Ｘ線の照射方向と直交する方向に、前記マルチ格子または前記第１格子若しくは前記第２格子に対して相対移動し、前記少なくとも１つがが一定周期間隔で移動する毎に、前記Ｘ線源により照射されたＸ線に応じて前記Ｘ線検出器が画像信号を読み取る処理を繰り返し、一定周期間隔のモアレ画像を複数得るＸ線撮影装置であって、
前記マルチ格子を含むマルチ格子ユニット、前記第１格子を含む第１格子ユニット及び前記第２格子を含む第２格子ユニットは、それぞれが共通の基台部に着脱自在に構成されており、
前記マルチ格子ユニット、前記第１格子ユニット及び前記第２格子ユニットのうち少なくともいずれか１つには、当該ユニットに設けられている格子と他の格子との間における平行度を調整可能とする煽り調整機構が設けられている
ことを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項２】
前記マルチ格子ユニット、前記第１格子ユニット及び前記第２格子ユニットのうち少なくともいずれか１つには、当該ユニットに設けられている格子と他の格子との間における相対距離を調整可能とする相対距離調整機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
【請求項３】
前記マルチ格子ユニット、前記第１格子ユニット及び前記第２格子ユニットのそれぞれに、前記煽り調整機構及び前記相対距離調整機構が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のＸ線撮影装置。
【請求項４】
前記Ｘ線源は、平行度及び相対距離を調整された前記マルチ格子、前記第１格子及び前記第２格子のスリット方向に対する取付方向が変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＸ線撮影装置と、
前記Ｘ線撮影装置によって得られたモアレ画像を処理し、被写体の再構成画像を作成する画像処理装置と、
を備えることを特徴とするＸ線画像システム。
【請求項１】
Ｘ線を照射するＸ線源と、
複数のスリットを有するマルチ格子、第１格子及び第２格子と、
前記マルチ格子、前記第１格子、及び前記第２格子のうちの少なくとも１つを移動させる移動部と、
被写体台と、
照射された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、当該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Ｘ線検出器と、
を備え、
前記移動部により、前記マルチ格子、前記第１格子及び前記第２格子のうちの少なくとも１つを前記Ｘ線の照射方向と直交する方向に、前記マルチ格子または前記第１格子若しくは前記第２格子に対して相対移動し、前記少なくとも１つがが一定周期間隔で移動する毎に、前記Ｘ線源により照射されたＸ線に応じて前記Ｘ線検出器が画像信号を読み取る処理を繰り返し、一定周期間隔のモアレ画像を複数得るＸ線撮影装置であって、
前記マルチ格子を含むマルチ格子ユニット、前記第１格子を含む第１格子ユニット及び前記第２格子を含む第２格子ユニットは、それぞれが共通の基台部に着脱自在に構成されており、
前記マルチ格子ユニット、前記第１格子ユニット及び前記第２格子ユニットのうち少なくともいずれか１つには、当該ユニットに設けられている格子と他の格子との間における平行度を調整可能とする煽り調整機構が設けられている
ことを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項２】
前記マルチ格子ユニット、前記第１格子ユニット及び前記第２格子ユニットのうち少なくともいずれか１つには、当該ユニットに設けられている格子と他の格子との間における相対距離を調整可能とする相対距離調整機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
【請求項３】
前記マルチ格子ユニット、前記第１格子ユニット及び前記第２格子ユニットのそれぞれに、前記煽り調整機構及び前記相対距離調整機構が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のＸ線撮影装置。
【請求項４】
前記Ｘ線源は、平行度及び相対距離を調整された前記マルチ格子、前記第１格子及び前記第２格子のスリット方向に対する取付方向が変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のＸ線撮影装置と、
前記Ｘ線撮影装置によって得られたモアレ画像を処理し、被写体の再構成画像を作成する画像処理装置と、
を備えることを特徴とするＸ線画像システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１７】
【図１８】
【図２０】
【図２１】
【図１６】
【図１９】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１７】
【図１８】
【図２０】
【図２１】
【図１６】
【図１９】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−６５８４０（Ｐ２０１２−６５８４０Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１２９９４（Ｐ２０１０−２１２９９４）
【出願日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
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