[发明专利]X射线成像装置和X射线成像的方法

说明书

技术领域

本发明涉及X射线成像装置和X射线成像的方法。

背景技术

使用电磁辐射的非破坏性测试被用于各种工业应用和医疗应用。X射线是具有例如约1pm～10nm(10^-12～10^-8m)范围内的波长的电磁波。具有短波长(约2keV或更大的能量)的X射线被称为硬X射线，并且具有长波长(约0.1keV～约2keV范围内的能量)的X射线被称为软X射线。

例如，吸收衬度方法通过使用穿过被检物的X射线的透过率的差异来获得被检物的吸收图像。由于X射线很容易透过被检物，因此，吸收图像被用于钢材的内部裂纹检测并且用于诸如行李检查的安全目的。

另一方面，X射线相位成像方法检测由被检物引起的X射线相移。X射线相位成像方法对于由具有小的密度差的材料制成的被检物是有效的，因为X射线的吸收衬度对于这种材料是不明显的。例如，X射线相位成像方法可被用于聚合物共混物的成像或用于医疗应用。

专利文献1公开了利用由于由被检物引起的X射线相移引起的折射效果的X射线相位成像的非常方便和有效的方法。具体而言，该方法使用微小焦点的X射线源，并且利用这样一种效果，即，当被检物和检测器之间的距离较大时，由于被检物所引起的X射线的折射效果，以增强的方式检测被检物的边缘。由于该方法使用折射效果，因此，不必使用诸如同步加速器辐射的高度相干的X射线，这使得该方法与许多其它的X射线相位成像方法不同。

专利文献2公开了在检测器的像素的边缘部分具有阻挡X射线的掩模的成像装置。通过设置掩模，使得当不存在被检物时通过X射线照射掩模的一部分，可以作为强度变化来检测由于被检物所引起的折射效果引起的X射线的位移。

引文列表

专利文献

PTL1日本专利公开No.2002-102215

PTL2国际公开No.WO2008/029107

发明内容

技术问题

然而，在专利文献1所描述的方法中，因为由于被检物所引起的X射线的折射效果引起的折射角度非常小，为了获得被检物的边缘增强图像，考虑到检测器的像素的尺寸，被检物和检测器之间的距离必须足够大。因此，在专利文献1中描述的方法需要大的装置。

与之相对照，在专利文献2所描述的方法中，被检物和检测器之间的距离可以较小，使得可以使用小的装置。然而，由于设置了阻挡X射线的掩模，入射到阻挡掩模上的X射线的位移不能被检测到。即，由于存在不敏感的区域，难以实现高精度的分析。

并且，在专利文献1和专利文献2中描述的方法具有这样一种问题，即，如果被检物吸收大量的X射线，那么X射线的吸收效果和X射线的相位效果不能被相互分离。

本发明提供一种X射线成像装置和X射线成像的方法，用于获得考虑由被检物引起的X射线吸收效果的微分相位图像或相位图像，其中，与在专利文献1中描述的方法相比，能够减小装置的尺寸，并且能够执行精度高于在专利文献2中描述的方法的分析。

问题的解决方案

根据本发明的一个方面的X射线成像装置包括：分离元件，在空间上分离由X射线生成器生成的X射线；第一衰减元件，被分离元件分离的X射线入射到该第一衰减元件上；第二衰减元件，被分离元件分离的X射线入射到该第二衰减元件上，第二衰减元件被设置成与第一衰减元件相邻；以及检测单元，被配置成检测已穿过第一衰减元件和第二衰减元件的X射线的强度，其中，第一衰减元件和第二衰减元件被配置成使得X射线的透过量根据X射线的入射位置而连续地变化，并且其中，第一衰减元件和第二衰减元件关于X射线的透过量在X射线的位移方向上的变化量或变化特性相互不同。

根据本发明的一个方面的在X射线成像装置中使用的X射线成像的方法包括：生成X射线；在空间上分离X射线；使得已在空间上分离的X射线入射到第一衰减元件和第二衰减元件上，第二衰减元件被设置成与第一衰减元件相邻；检测已穿过第一衰减元件和第二衰减元件的X射线的强度；以及使用从检测的X射线的强度计算的X射线透过率来计算被检物的微分相位图像或相位图像，其中，第一衰减元件和第二衰减元件被配置成使得X射线的透过量根据X射线的入射位置而连续地变化，并且，第一衰减元件和第二衰减元件关于X射线的透过量在X射线的位移方向上的变化量或变化特性相互不同。

本发明的有利效果

本发明提供能够获得考虑由被检物引起的X射线吸收效果的微分相位图像或相位图像的X射线成像装置和X射线成像的方法，与在专利文献1中描述的方法相比，能够减小装置的尺寸，并且能够执行精度高于专利文献2的分析。