[发明专利]放射线图像生成装置、方法、放射线检查装置和记录介质

说明书

在使用利用了X线等的波动性进行高灵敏度放射线摄影的光栅的装置中，本发明提供可拍摄对装置相对移动的试件的技术。像素值运算单元(51)使用在与放射线的路径交叉方向上移动的试件(10)的多个强度分布图像，判定试件上的点(p，q)是否属于各强度分布图像上的区域(Ak)。而且，像素值运算单元(51)通过将属于各区域(Ak)的点(p，q)中的各强度分布图像上的像素值相加在一起，求各区域(Ak)中的合计像素值(Jk)。图像运算单元(52)使用区域(Ak)中的合计像素值(Jk)，生成需要的放射线图像。

技术领域

本发明涉及用于利用透过了被检体的放射线例如X线的作为波的性质而高灵敏度地对试件(sample)的内部构造进行观察的技术。

背景技术

透过力强的放射线、例如X线作为用于透视物体内部的探测器(probe)，在医用图像诊断、非破坏检查、安检(security check)等中被广泛利用。X线透视图像的对比度基于X线衰减率的不同，对X线吸收强的物体被作为X线的影子描绘。就X线吸收能力而言，包含原子序数大的元素越多，则X线吸收能力越强。反之，关于由原子序数小的元素构成的物质，可以批评其难以实现对比度，这也是现有的X线透视图像的原理的缺点。因此，对于生物软组织或有机材料等，不能得到充分的灵敏度。

另一方面，如果利用X线的作为波的性质，则与一般的现有的X线透视图像相比，最高能够实现大约一千倍的高灵敏度化。以下，将其称为X线相位对比度法。若将该技术应用于由几乎不怎么吸收X线的轻元素构成的物质(生物软组织或有机材料等)的观察，则由于能够进行通过现有方法难以进行的检查，所以其实用化受到期待。

作为用于实现利用了X线相位对比度法的高灵敏度拍摄法的途径(approach)，已知使用透过光栅(lattice)的方法(参照下述专利文献1及2)。该方法是通过被X线照射的透过光栅在X线检测器上形成的强度图案(pattern)基于被同一X线照射的被摄体中的极少量的X线的折射或散射而发生变化的现象，来得到表示被摄体的构造的对比度的方法。通过该方法，一般能够生成与现有的透视图像对应的吸收图像、表示基于被摄体的X线的折射的大小的折射图像、以及表示基于被摄体的散射的大小的散射图像。在所使用的透过光栅的光栅周期微小的情况下，考虑到基于光栅的干涉效应(换言之，衍射效应)导致的分数塔尔博(Talbot)效应，将检测器配置于上述强度图案出现得强烈的位置。此外，在上述强度图案细到由检测器无法直接进行析像的情况下，通过在其位置再配置一个透过光栅，使得生成莫尔条纹(moire)，从而能够将强度图案的变化可视化。再者，以下，将最初的透过光栅称为G1，将第二透过光栅称为G2。将由G1和G2构成的结构称为塔尔博干涉仪。为了使塔尔博干涉仪工作，期望对G1照射的放射线的空间的可干涉距离与G1周期相等或大于G1周期。这通过下述方式来满足：要求放射线的波是均匀的，例如在X线中，使用同步放射光或微焦点(microfocus)X线源。特别地，由于微焦点X线源是能够在实验室中使用的射线源，所以在考虑实用性时是个特别值得注意的要点。但是，一般而言，由于微焦点X线源的输出受限，所以通常需要几分钟至几十分钟的曝光时间。一般使用的X线源比微焦点X线源功率高，但原本就不期望为了使X线塔尔博干涉仪工作而所需的空间的可干涉性。因此，已知将第3光栅(以下，G0)配置于一般的X线源附近的塔尔博-劳厄(Talbot-Lau)干涉仪。G0作为多狭缝(multislit)发挥作用。关注G0中的一个狭缝。穿过它的X线使下游的塔尔博干涉仪(G1和G2)发挥作用。即，G0能够解释为是虚拟地创建微焦点X线源的光栅。在G0中，关注穿过其相邻狭缝的X线。它也使下游的塔尔博干涉仪工作，但是能够对G0的周期进行调整，使得基于G1的强度图案在G2位置正好错开1周期(严密地说，1周期的整数倍)。这样，生成了基于下游的塔尔博干涉仪的莫尔图像，并且可以使用几乎没有干涉性的以往的明亮的X线源，实现相位对比度拍摄的高速化。因此，能够将塔尔博-劳厄干涉仪作为多个塔尔博干涉仪的叠加来掌握，并将G0作为射线源的一部分来掌握。此外，还能够实现仅将G0和G1配置于射线源附近，省略G2，直接由检测器对扩大了的上述强度图案进行拍摄的方式，将其称为劳厄(Lau)干涉仪。