[发明专利]放射线图像取得方法和放射线摄影装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用格栅的放射线图像取得方法和放射线摄影装置。

背景技术

因为X射线根据构成X射线所透过的物质的元素的原子数以及该物质的密度和厚度而衰减，所以X射线被用作为从被摄体的外部观察该被摄体的内部的探测器。X射线摄影被广泛地用在医疗诊断、非破坏性检查等中。

在一般的X射线放射线摄影系统中，被摄体被布置在用于发出X射线的X射线源与用于检测X射线图像的X射线图像检测器之间。在该状态下，对被摄体执行放射线摄影以取得被摄体的透过像。在该情况下，从X射线源向X射线图像检测器发出的各个X射线被衰减(吸收)一定的量，该量基于构成至X射线图像检测器的路径中存在的被摄体的物质的特性(原子数、密度和厚度)差别，并且衰减后的X射线入射到X射线图像检测器上。因此，通过X射线图像检测器检测到被摄体的X射线透过像，并且形成图像。作为X射线图像检测器，使用X射线敏感屏与膜的组合或者光可激励荧光体。此外，广泛地使用了利用半导体电路的平板检测器(FPD)。

然而，当构成物质的元素的原子数较小时，物质的X射线吸收率较低。因为在活体的软组织、软材料等中X射线吸收率的差异小，所以作为X射线透过像无法取得足够的强度(对比度)差异。例如，构成人体中的关节的关节软骨和软骨周围的滑液大部分由水构成。因此，两者之间的X射线吸收率差异很小，难以取得图像中足够的对比度。

近年来，研究了X射线相位对比摄影。在X射线相位对比摄影中，取得基于由于待检查的被摄体的折射率差异而引起的X射线波阵面的相位偏移的相位对比图像，而不是基于被摄体的吸收率差异所引起的X射线强度变化的图像。在利用相位差异的X射线相位对比摄影中，即使被摄体是X射线吸收率较低的低吸收率物体，也可以取得高对比度的图像。

X射线相位对比摄影是利用X射线相位/折射信息的新的摄影方法，能够对传统的基于X射线吸收的摄影方法所难以拍摄的软组织进行摄影。其中在基于X射线吸收的传统摄影方法中，由于X射线吸收率的差异很小，几乎不产生对比度的差异。

以往，MRI可以取得这种软组织的图像。然而，MRI摄影具有如下问题：摄影时间长达数十分钟，图像分辨率低至约1mm，并且成本效率低而难以用于体检等的常规检查。

以往，可以通过大型同步辐射设施(例如日本兵库县的SPring-8)等生成的相位对齐的单频X射线来在X射线相位对比摄影中对这种组织进行摄影。然而，这种设施太大而不能在普通的医院中采用。

如上所述，X射线相位对比摄影可显示在X射线吸收图像中难以辨识的软骨和软组织部的图像。因此，通过X射线相位对比摄影，可以利用X射线快速且容易地进行病变诊断。具体地，可以进行膝骨性关节炎、风湿性关节炎等的关节疾病；半月板、腱或韧带伤病等的运动损伤；以及乳癌肿瘤等病变的诊断。因此，X射线相位对比摄影有助于在将来的老龄社会中实现潜在患者的早期诊断和早期治疗，并且有助于减少医疗费用。

在X射线相位对比摄影中，例如已经提出了一种X射线相位对比摄影装置。在该X射线相位摄影装置中，两个格栅，即第一格栅和第二格栅隔着预定的距离彼此平行地布置。此外，通过第一格栅的Talbot干涉效应而在第二格栅的位置处形成第一格栅的自身像G1。此外，第二格栅对该自身像G1的强度进行调制以取得X射线相位对比图像。

这里，由与被摄体(特别是软组织)交互作用的X射线波阵面的相位偏移引起的X射线折射角最多仅几μrad。此外，必须测量由折射引起的X射线的通常大致为几μm的位置偏移量(位移量)，以提供识别这种软组织所需的足够的图像对比度。然而，放射线图像检测器的像素节距通常在数十μm到数百μm的范围内。因此，非常难以直接测量位置的偏移。因此，在如上所述的X射线相位对比摄影装置中，每次在格栅的排列方向上相对于两个格栅中的一个移动另一个格栅时取得图像，并且测量由两个格栅生成的莫尔(moiré)条纹的变化。具体地，利用通常称为条纹扫描的方法来分析莫尔条纹的相位偏移量，从而测量如上所述的微小折射角。然而，因为莫尔条纹的相位偏移量也非常小，所以莫尔像的很小的变动也会极大地影响相位复原的精度。

同时，已经提出了将放射线图像检测器等容纳在小的壳体中的各种放射线摄影盒。放射线摄影盒是方便的，因为它们薄并且大小适合于搬运。此外，可以基于被摄体的尺寸和类型，准备具有合适尺寸和形状的放射线摄影盒。放射线摄影盒被构成为可相对于放射线摄影装置装卸自如，可以在放射线摄影装置上安装基于被摄体条件的合适的摄影盒。在X射线相位对比摄影装置中，可以使用这样的放射线摄影盒。