[发明专利]放射线检测装置、放射线照相设备和放射线系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测已经穿过对象的诸如X射线的放射线的放射线检测装置和包括所述放射线检测装置的放射线照相设备和放射线系统。

背景技术

由于X射线基于形成物质的元素的原子序数和所述物质的密度和厚度被衰减，因此X射线用作用于看穿对象的探针。使用X射线成像在诸如医疗诊断和非破坏性检查的领域中已经变得普遍。

在通常的X射线成像系统中，对象设置在发射X射线的X射线源与检测X射线的X射线图像检测器之间，并且捕获对象的透射图像。在这种情况下，从X射线源朝向X射线图像检测器发射的每一个X射线被衰减(吸取)对应于存在于朝向X射线图像检测器的路径上的物质的特性(原子序数、密度和厚度)差的量，并接着入射在X射线图像检测器的每一个像素上。因此，对象的X射线吸收图像被X射线图像检测器检测到并被成像。不仅X射线增光屏和膜或光刺激磷光体而且使用半导体电路的平板检测器(FPD)被广泛用作X射线图像检测器。

然而，由于随着构成物质的元素的原子序数减小物质的X射线吸收能力降低，因此存在的问题在于在软生物组织或软物质上不能获得充分作为X射线吸收图像的图像的对比度。例如，形成人体的关节的软骨部的大部分成分和软骨部周围的关节液是水。因此，由于其X射线吸收量之间的差小，因此难以获得强度差。

近年来，为了解决这种问题，已经积极地在研究X射线相位成像，所述X射线相位成像用于代替X射线对对象的强度改变而根据X射线对对象的相变(角变化)获取图像(以下，称为相衬图像)。通常，众所周知是当X射线入射在物质上时，X射线的相位之间的相互作用比X射线的强度之间的相互作用强。为此，在使用相位差的X射线相位成像中，即使在具有低X射线吸收能力的弱吸收物质的情况下也能够获得具有高反差的图像。作为一种这样的X射线相位成像系统，近来已经提出了使用包括两种透射类型的衍射光栅(相位光栅或吸收光栅)和X射线图像检测器的X射线塔耳波特干涉仪的X射线成像系统(例如，参见专利文献1(WO-A-2004/058070))。

X射线塔耳波特干涉仪通过将第一衍射光栅(相位光栅或吸收光栅)设置在对象的后面，将第二衍射光栅(吸收光栅)以由第一衍射光栅的光栅间距和X射线波长确定的特定距离(塔耳波特干涉距离)设置在下游侧、以及将X射线图像检测器设置在其后面而形成。塔耳波特干涉距离是透射穿过第一衍射光栅的X射线通过塔耳波特干涉效应形成自身图像的距离，并且该自身图像通过设置在X射线源与第一衍射光栅之间的对象和X射线的相互作用被调制。

在X射线塔耳波特干涉仪中，通过第一衍射光栅和第二衍射光栅的自身图像的重叠产生的莫尔条纹(moiréfringe)被检测，并且通过分析由对象导致的莫尔条纹的变化来获得对象的相位信息。作为分析莫尔条纹的方法的示例，提出了一种条纹扫描方法。根据该条纹扫描方法，执行第二衍射光栅在近似平行于第一衍射光栅的表面的方向上和在近似垂直于第一衍射光栅的格栅方向(条纹方向)的方向上相对于第一衍射光栅以通过等分光栅间距获得的扫描间距平移移动的同时多次执行成像，并且由通过X射线图像检测器获得的每一个像素的信号值的变化获得在对象处被折射的X射线的角分布(相位移的不同图像)。基于该角分布，可以获得对象的相衬图像。

在使用X射线塔耳波特干涉仪的X射线成像系统中，必须适当地设置大尺寸的第一和第二衍射光栅以扩大成像范围。然而，第一衍射光栅和第二衍射光栅必须具有高纵横比，且光栅间距为μm级，从而使得难以精确地制造大尺寸光栅。因此，已经提出了一种其中第一衍射光栅和第二衍射光栅中的每一个都由多个光栅件构成并且每一个光栅件具有相对较小尺寸的技术(例如，参见专利文献2(JP-A-2007-203061))。

类似于X射线，在X射线相位成像之前，对于具有高相干性的可见光(例如，He-Ne激光等)，基于通过塔耳波特干涉仪成像的相位成像已经被提出(例如，参见非专利文献1(1998年9月的APPLIED OPTICS第26期第37卷第6227-6233页的Hector Canabal等人的“Improved phase-shifting method for automatic processing of moire deflectograms”))。

发明内容

要解决的技术问题