JP2008200359A - Radiographic system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、X線撮影システムに係り、特にX線位相画像の撮影が可能なX線撮影システムに関する。 The present invention relates to an X-ray imaging system, and more particularly to an X-ray imaging system capable of imaging an X-ray phase image.
従来、X線画像撮影として、被写体によるX線吸収により形成されるX線吸収画像による画像診断が一般的である。しかしながら、例えば、人体や動物の軟部組織のように、X線吸収が小さい被写体の場合、充分なコントラストが得られず画像診断がしにくかったり、困難であったりした問題があった。
そこで、このような軟部組織等のX線吸収が小さい被写体の変化を発見するためには、最近、放射線画像撮影に代わり、MRI(magnetic resonance imaging)等により得られた画像を用いた診断が検討されている。しかし、MRIによる撮影は費用や診察に要する時間等の観点から被撮影者の負担が大きく、一般の定期検診等に組み込んで行うことは難しいことから、撮影を定期的に行い、変化を経時的に観察することは困難であるという問題があった。
Conventionally, as X-ray imaging, image diagnosis using an X-ray absorption image formed by X-ray absorption by a subject is generally used. However, for example, in the case of a subject with low X-ray absorption, such as the soft tissue of a human body or an animal, there is a problem that sufficient contrast cannot be obtained and image diagnosis is difficult or difficult.
Therefore, in order to discover changes in subjects with low X-ray absorption such as soft tissues, recently, instead of radiographic imaging, diagnostics using images obtained by MRI (magnetic resonance imaging) etc. have been studied. Has been. However, MRI imaging is a burden on the subject from the viewpoint of cost and time required for medical examination, and it is difficult to incorporate it into general periodic medical examinations. There was a problem that it was difficult to observe.
一方、X線画像撮影として、被写体によるX線位相差により形成されるX線位相画像を取得する手法の開発が進められている。このX線位相画像撮影は、医療診断・生物診断・食物検査用に用いた場合、X線吸収画像と比較して、被写体の軟部のコントラストが大きい、或いはエッジ効果によってくっきりと見えるために、例えば、微小な病変の検出や、軟部組織の病変の検出が可能となっている。 On the other hand, as X-ray imaging, development of a technique for acquiring an X-ray phase image formed by an X-ray phase difference depending on a subject is underway. When this X-ray phase imaging is used for medical diagnosis, biodiagnosis, and food inspection, the contrast of the soft part of the subject is larger than that of the X-ray absorption image, or it can be clearly seen by the edge effect. It is possible to detect minute lesions and soft tissue lesions.
X線位相画像撮影においては、結晶製X線干渉計方式、DEI方式、伝播法、Zemike位相差顕微法、タルボ干渉計方式など、種々の方式が開発されている。
例えば、特許文献1で開示されているタルボ干渉計方式では、第一回折格子によるタルボ効果と第二回折格子により得られるモアレ縞画像を縞走査法で複数枚撮影し、位相シフト像(位相差画像)と位相シフト微分像(微分位相画像)を得ることが開示されている。
For example, in the Talbot interferometer system disclosed in
しかしながら、タルボ干渉計方式では、昆虫等の小さい生物や食物・植物・ファントームなど静止した被写体では問題無いが、生きた動物や人体を被写体とする場合など、被写体自体から力や振動が加わり、第一回折格子と第二回折格子の位置関係がX線照射中にずれると、医療診断・生物診断に利用可能な画像が得られない場合があるとの問題があることが分かった。 However, with the Talbot interferometer method, there is no problem with small subjects such as insects and stationary subjects such as food, plants, and phantoms. It has been found that there is a problem that if the positional relationship between the first diffraction grating and the second diffraction grating is shifted during X-ray irradiation, an image usable for medical diagnosis / biological diagnosis may not be obtained.
すなわち、通常の吸収画像を得るためのタングステンX線管を用いたX線撮影では、X線強度の高いX線を極めて短時間に照射するだけで良好な画像が得られるが、タルボ干渉計方式では、X線の干渉現象を利用するため、照射するX線の波長範囲を制限する必要があるので、X線強度が低くなり、長時間の露出が必要であり、また、X線照射中に許容できる第一回折格子と第二回折格子の間の位置ずれの許容範囲が極めて狭いことが分かった。 That is, in X-ray imaging using a tungsten X-ray tube for obtaining a normal absorption image, a good image can be obtained by irradiating X-rays with high X-ray intensity in a very short time. Then, since the X-ray interference phenomenon is used, it is necessary to limit the wavelength range of the X-rays to be irradiated, so that the X-ray intensity is lowered and a long exposure is required. It was found that the allowable range of positional deviation between the first diffraction grating and the second diffraction grating that can be accepted is extremely narrow.
そこで、本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、生きた動物や人体を被写体とした場合でも、医療診断・生物診断に利用可能な良好な画像が得られるX線撮影システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and even when a live animal or a human body is used as a subject, an X-ray that can obtain a good image that can be used for medical diagnosis / biological diagnosis. An object is to provide a photographing system.
請求項1記載の発明に係るX線撮影システムは、
被写体を配置するための被写体台と、
前記被写体台を透過して照射されたX線を回折することによりタルボ効果を生じさせる第一回折格子と、
前記第一回折格子により回折されたX線を回折する第二回折格子と、
前記第二回折格子により回折されたX線を検出するX線検出器と、
前記第一回折格子と前記第二回折格子とを一体に保持する回折格子保持構造体と、を有し、
前記回折格子保持構造体と前記被写体台とが別体構造であることを特徴としている。
An X-ray imaging system according to the invention of
A subject table for placing the subject;
A first diffraction grating that produces a Talbot effect by diffracting X-rays transmitted through the object table;
A second diffraction grating for diffracting X-rays diffracted by the first diffraction grating;
An X-ray detector for detecting X-rays diffracted by the second diffraction grating;
A diffraction grating holding structure that integrally holds the first diffraction grating and the second diffraction grating,
The diffraction grating holding structure and the subject table are separate structures.
請求項2記載の発明は、請求項1に記載のX線撮影システムにおいて、
前記回折格子保持構造体と前記被写体台との間に、前記被写体台に加わる力及び振動を緩衝する緩衝手段を有することを特徴としている。
The invention described in claim 2 is the X-ray imaging system according to
A buffer means for buffering force and vibration applied to the object table is provided between the diffraction grating holding structure and the object table.
請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載のX線撮影システムにおいて、
前記第一回折格子及び前記第二回折格子を介して前記X線検出器にX線を照射するX線源を有し、
前記X線検出器が位相差画像又はモアレ縞を検出可能な程度に、前記X線源と前記第一回折格子との間隔と前記第一回折格子の格子周期との比が、前記X線源と前記第二回折格子との間隔と前記第二回折格子の格子周期との比に近いことを特徴としている。
The invention described in
An X-ray source for irradiating the X-ray detector through the first diffraction grating and the second diffraction grating to the X-ray detector;
The ratio of the interval between the X-ray source and the first diffraction grating and the grating period of the first diffraction grating is such that the X-ray detector can detect a phase difference image or moire fringes. And a distance between the second diffraction grating and the grating period of the second diffraction grating.
請求項4記載の発明は、請求項3に記載のX線撮影システムにおいて、
前記X線源は、照射するX線の波長分布の半値幅が、当該X線のピーク波長の1/4倍以下であるX線管又はマイクロフォーカスX線源であることを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the X-ray imaging system according to the third aspect,
The X-ray source is an X-ray tube or a microfocus X-ray source in which the half-value width of the wavelength distribution of X-rays to be irradiated is not more than 1/4 times the peak wavelength of the X-rays.
請求項5記載の発明は、請求項3に記載のX線撮影システムにおいて、
前記X線源が照射するX線のピーク波長は、0.2Å以上0.9Å以下であることを特徴としている。
The invention according to claim 5 is the X-ray imaging system according to
The peak wavelength of X-rays emitted from the X-ray source is 0.2 to 0.9 mm.
請求項6記載の発明は、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のX線撮影システムにおいて、
前記第一回折格子及び前記第二回折格子の少なくとも一方は、一方向に延在する回折部材を備えており、
前記回折格子保持構造体は、前記第一回折格子及び前記第二回折格子の少なくとも一方を、回折格子面と平行で、かつ、前記回折部材の延在方向に交差する方向に移動可能に保持しており、
移動可能な前記第一回折格子及び前記第二回折格子の少なくとも一方を駆動する駆動手段を備えていることを特徴としている。
The invention described in claim 6 is the X-ray imaging system according to any one of
At least one of the first diffraction grating and the second diffraction grating includes a diffraction member extending in one direction,
The diffraction grating holding structure holds at least one of the first diffraction grating and the second diffraction grating so as to be movable in a direction parallel to the diffraction grating surface and intersecting the extending direction of the diffraction member. And
A drive means for driving at least one of the movable first diffraction grating and the second diffraction grating is provided.
請求項7記載の発明は、請求項6に記載のX線撮影システムにおいて、
前記駆動手段が停止し、前記X線検出器がX線画像の読み取りをしていない状態のときに、前記X線源がX線を照射し、
前記X線源がX線の照射を停止後、前記X線検出器がX線画像の読み取りを開始し、かつ、前記駆動手段が前記第一回折格子及び前記第二回折格子の少なくとも一方の駆動を開始し、
前記X線検出器がX線画像の読み取りを終了し、かつ、前記駆動手段が前記第一回折格子及び前記第二回折格子の少なくとも一方の駆動を終了した後に、前記X線源がX線を照射するように、前記X線源、前記X線検出器及び前記駆動手段を制御する制御手段を備えていることを特徴としている。
The invention described in claim 7 is the X-ray imaging system according to claim 6,
When the driving means is stopped and the X-ray detector is not reading an X-ray image, the X-ray source emits X-rays,
After the X-ray source stops X-ray irradiation, the X-ray detector starts reading an X-ray image, and the driving means drives at least one of the first diffraction grating and the second diffraction grating. Start
After the X-ray detector finishes reading the X-ray image and the driving means finishes driving at least one of the first diffraction grating and the second diffraction grating, the X-ray source emits X-rays. Control means for controlling the X-ray source, the X-ray detector and the drive means is provided so as to irradiate.
請求項1記載の発明によれば、回折格子保持構造体が、第一回折格子と第二回折格子を一体に保持し、この回折格子保持構造体と被写体台とが別体構造であるので、生きた動物や人体を被写体とする場合など、被写体自体から力や振動が被写体台に加わっても、第一回折格子と第二回折格子の位置関係にずれが生じることを抑えられるので、生きた動物や人体を被写体とした場合でも、医療診断・生物診断に利用可能な良好な画像が得られる傾向となる。 According to the first aspect of the present invention, the diffraction grating holding structure integrally holds the first diffraction grating and the second diffraction grating, and the diffraction grating holding structure and the object table are separate structures. Even if force or vibration from the subject itself is applied to the subject table, such as when a live animal or human body is used as a subject, it is possible to prevent the positional relationship between the first diffraction grating and the second diffraction grating from being shifted. Even when an animal or a human body is used as a subject, a good image that can be used for medical diagnosis / biological diagnosis tends to be obtained.
請求項2記載の発明によれば、被写体台に加わる力及び振動を緩衝するので、被写体自体から力や振動が被写体台に加わっても、第一回折格子と第二回折格子の位置関係にずれが生じることを一層抑えられるので、生きた動物や人体を被写体とした場合でも、医療診断・生物診断に利用可能な良好な画像が一層得られる傾向となる。 According to the second aspect of the present invention, since the force and vibration applied to the object table are buffered, even if force or vibration is applied to the object table from the object itself, the positional relationship between the first diffraction grating and the second diffraction grating is shifted. Therefore, even when a live animal or human body is used as a subject, a good image that can be used for medical diagnosis / biological diagnosis tends to be obtained.
請求項3記載の発明によれば、被写体自体から力や振動が被写体台に加わっても、第一回折格子と第二回折格子の位置関係にずれが生じることを抑えられるので、生きた動物や人体を被写体とした場合でも、この請求項に規定するX線源と第一回折格子と第二回折格子との位置関係を満たし、医療診断・生物診断に利用可能な一層良好なモアレ縞が得られる傾向となる。 According to the third aspect of the present invention, even if force or vibration is applied to the subject table from the subject itself, it is possible to prevent the positional relationship between the first diffraction grating and the second diffraction grating from being shifted. Even when the human body is a subject, the positional relationship among the X-ray source, the first diffraction grating, and the second diffraction grating specified in this claim is satisfied, and better moire fringes that can be used for medical diagnosis and biological diagnosis are obtained. Tend to be.
請求項4記載の発明によれば、シンクロトロンX線源と比較して安価なX線源であり、X線撮影を行うためには比較的長いX線照射が必要となるが、被写体自体から力や振動が被写体台に加わっても、第一回折格子と第二回折格子の位置関係にずれが生じることを抑えられるので、生きた動物や人体を被写体とした場合でも、医療診断・生物診断に利用可能な良好な画像が得られる傾向となる。 According to the fourth aspect of the present invention, the X-ray source is less expensive than the synchrotron X-ray source, and relatively long X-ray irradiation is required to perform X-ray imaging. Even if force or vibration is applied to the subject table, the positional relationship between the first diffraction grating and the second diffraction grating can be prevented from shifting, so even when a live animal or human body is the subject, medical diagnosis / biological diagnosis Therefore, a good image that can be used for the image tends to be obtained.
請求項5記載の発明によれば、X線のピーク波長は、0.9Å以下であるので、被写体が生きた動物や人体であっても、吸収被爆が少なくなり、十秒以上といった長時間照射も不要となり、更に、撮影時間中に被写体Hのブレも抑えられ、また、X線のピーク波長は、0.2Å以上であるので、人体の軟骨組織等による屈折が十分検出でき、得られた画像を診断等に有効に用いることができる。 According to the invention described in claim 5, since the peak wavelength of X-rays is 0.9 mm or less, even if the subject is a living animal or human body, the absorption exposure is reduced and the irradiation is performed for a long time such as 10 seconds or more. Furthermore, since the blurring of the subject H is suppressed during the photographing time, and the peak wavelength of the X-ray is 0.2 mm or more, the refraction due to the cartilage tissue of the human body can be sufficiently detected and obtained. Images can be used effectively for diagnosis and the like.
請求項6記載の発明によれば、生きた動物や人体を被写体とする場合など、被写体自体から力や振動が被写体台に加わっても、被写体台と別体の回折格子保持構造体が駆動手段を備えているので、第一回折格子及び第二回折格子の少なくとも一方を良好な位置精度で駆動でき、医療診断・生物診断に利用可能な良好な画像が得られる傾向となる。 According to the sixth aspect of the present invention, even when force or vibration is applied to the subject table from the subject itself, such as when a live animal or human body is the subject, the diffraction grating holding structure separate from the subject table is the driving means. Therefore, at least one of the first diffraction grating and the second diffraction grating can be driven with good positional accuracy, and a good image usable for medical diagnosis / biological diagnosis tends to be obtained.
請求項7記載の発明によれば、第一回折格子と第二回折格子を所望の位置関係に移動させ、停止した状態でX線撮影でき、また、X線検出器もX線照射していないタイミングで読み取るので良好な読み取りができ、医療診断・生物診断に利用可能な良好な画像が得られる傾向となる。 According to the seventh aspect of the present invention, the first diffraction grating and the second diffraction grating are moved to a desired positional relationship, and X-ray imaging can be performed in a stopped state, and the X-ray detector is not irradiated with X-rays. Since reading is performed at the timing, good reading can be performed, and a good image usable for medical diagnosis / biological diagnosis tends to be obtained.
以下、図面を参照しながら本発明に係るX線撮影システムの実施形態について説明する。
なお、発明を実施するための最良の形態欄は、発明を実施するために発明者が最良と認識している形態を示すものであり、発明の範囲や、特許請求の範囲に用いられている用語を一見、断定又は定義するような表現もあるが、これらは、あくまで、発明者が最良と認識している形態を特定するための表現であり、発明の範囲や、特許請求の範囲に用いられている用語を特定又は限定するものではない。
Hereinafter, embodiments of an X-ray imaging system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The best mode column for carrying out the invention indicates a mode that the inventor recognizes as the best for carrying out the invention, and is used in the scope of the invention and in the claims. There are also expressions that seem to be asserted or defined at first glance, but these are only expressions that specify the form that the inventor recognizes as the best, and are used in the scope of the invention and in the claims. It is not intended to identify or limit the terminology used.
<第1の実施形態>
図1から図9を参照しながら本発明に係るX線撮影システムの第1の実施形態について説明する。
<First Embodiment>
A first embodiment of an X-ray imaging system according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本実施形態におけるX線撮影システムに適用されるX線撮影装置の構成例を示したものであり、図2は、X線撮影システムの制御構成を示した図である。
図2に示すように、X線撮影システム100は、被写体HのX線撮影を行うX線撮影装置1と、X線撮影装置1の各部を制御して被写体Hに照射するX線の制御を行ったり、X線を照射して取得したX線画像の画像処理等を行うコンソール3と、を備えている。
FIG. 1 shows a configuration example of an X-ray imaging apparatus applied to the X-ray imaging system in the present embodiment, and FIG. 2 is a diagram showing a control configuration of the X-ray imaging system.
As shown in FIG. 2, the X-ray imaging system 100 controls the
X線撮影装置1は、図1に示すように、床面にボルト等で固定された支持基台11を備えている。支持基台11は、床面に対して垂直方向に延在する支持部材111を備えており、支持部材111の上部には、上方から下方に向かってほぼ鉛直方向であるX線光軸方向にX線を照射するX線照射部12が設けられている。X線照射部12のX線光軸方向下方の位置に、被写体Hを下から支持する被写体台13が配設されている。被写体台13のX線光軸方向下方の位置に、X線照射部12から照射され被写体Hを透過したX線を検出するX線検出器14が設けられている。また、被写体台13とX線検出器14との間には、前記被写体台13とは別体に構成され第一回折格子15及び第二回折格子16(図3等参照)を一体に保持する回折格子保持構造体17が配設されている。
As shown in FIG. 1, the
X線照射部12には、X線管122に高電圧を供給する高電圧電源121と、高電圧電源121から供給された高電圧によりX線を発生するX線管122(X線源)が設けられている。また、X線照射部12は、X線源制御部123を備えており、高電圧電源121及びX線管122は、X線源制御部123とそれぞれ接続されている。X線源制御部123は、コンソール3の制御装置31(図2参照)からの制御信号に基づいて、高電圧電源121、X線管122を制御する。
The
X線管122は、第一回折格子15及び第二回折格子16を介してX線検出器14にX線を照射するX線源である。X線管122としては、例えば、医療現場や非破壊検査施設で広く用いられているクーリッジX線管や、回転陽極X線管が挙げられる。なお、回転陽極X線管においては、陰極から放射される電子線が陽極に衝突することでX線が発生する。これは自然光のようにインコヒーレント(非干渉性)であり、また平行光X線でもなく発散光である。電子線が陽極の固定した場所に当り続けると、熱の発生で陽極が傷むので、通常用いられるX線管122では陽極を回転して陽極の寿命の低下を防いでいる。
電子線を陽極の一定の大きさの面に衝突させることにより、発生したX線はその一定の大きさの陽極の平面から被写体Hに向けて放射される。この照射方向(被写体方向)から見た平面の大きさを実焦点(フォーカス)と呼ぶ。焦点径(μm)は、JIS Z 4704−1994の7.4.1焦点試験の(2.2)スリットカメラに規定されている方法で測定できる。なお、この測定方法中の任意選択条件は、X線照射部12の性質に応じて測定原理から考えて精度が最も高くなる条件を選択した方が一層精度の高い測定が可能となることは言うまでもない。
The
By causing the electron beam to collide with a surface of a certain size of the anode, the generated X-rays are emitted toward the subject H from the plane of the certain size of the anode. The size of the plane viewed from the irradiation direction (subject direction) is called the actual focus (focus). The focal diameter (μm) can be measured by the method defined in (2.2) slit camera of 7.4.1 Focus test of JIS Z 4704-1994. Note that it is needless to say that the optional selection conditions in this measurement method can be measured with higher accuracy by selecting the conditions that give the highest accuracy in consideration of the measurement principle according to the properties of the
なお、X線源は、照射するX線の波長分布の半値幅が、当該X線のピーク波長の1/4倍以下であるものが好ましく、また、X線源は、X線管に限定されず、例えば、特開平9−171788号公報、特開2000−173517号公報、特開2001−273860号公報などに記載のマイクロフォーカスX線源や、例えば、特開平5−217696号公報、特開2002−221500号公報などに記載のシンクロトロン放射光X線源や、例えば、特開昭47−024288号公報、特開昭64−6349号公報、特開昭63−304597号公報、特開昭63−304596号公報、特開平1−109646号公報、特開昭58−158842号公報などに記載のプラズマX線源、例えば、特許3490770号公報などに記載のレーザX線源などであってもよいが、これらに限られない。 The X-ray source is preferably such that the half-value width of the wavelength distribution of the X-ray to be irradiated is ¼ times or less of the peak wavelength of the X-ray, and the X-ray source is limited to the X-ray tube. For example, the microfocus X-ray source described in JP-A-9-171788, JP-A-2000-173517, JP-A-2001-273860, and the like, for example, JP-A-5-217696, Synchrotron radiation X-ray sources described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-221500, etc., for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 47-024288, 64-6349, 63-304597, and Japanese Patent Application No. 63-304596, JP-A-1-109646, JP-A-58-158842, etc., for example, a laser X-ray source described in Japanese Patent No. 3490770 It may be a X-ray source, but not limited to.
X線のピーク波長は、0.9Å以下(特に0.7Å以下)であることが、被写体が生きた動物や人体であっても、吸収被爆が少なくなり、十秒以上といった長時間照射も不要となり、更に、撮影時間中に被写体Hのブレも抑えられ、好ましい。また、X線のピーク波長は、0.2Å以上(特に0.4Å以上)であることが、X線の可干渉性を良くして、例えば人体や動物の軟骨組織等による屈折が十分検出でき、得られた画像を診断等に有効に用いることができ、好ましい。 The peak wavelength of X-rays is 0.9 mm or less (especially 0.7 mm or less), so that even if the subject is a living animal or human body, the amount of absorbed exposure is reduced and no long-term irradiation such as 10 seconds or more is required. Furthermore, it is preferable that blurring of the subject H can be suppressed during the photographing time. The peak wavelength of the X-ray is 0.2 mm or more (particularly 0.4 mm or more), which improves the coherence of the X-ray and can sufficiently detect refraction due to, for example, human or animal cartilage tissue. The obtained image can be effectively used for diagnosis and the like, which is preferable.
なお、X線管122としては、例えば、医療現場で広く用いられているクーリッジX線管や回転陽極X線管が好ましく用いられる。その際、X線管球のターゲット(陽極)に乳房撮影で使用されるMo(モリブデン)を用いた場合、一般に管電圧の設定値が22kVpでピーク波長0.8ÅのX線が照射され、管電圧の設定値が39kVpでピーク波長0.6ÅのX線が照射される。また、ターゲットに一般撮影で使用されるW(タングステン)を用いた場合、管電圧の設定値が30、50、100、150kVpでそれぞれピーク波長0.6Å、0.4Å、0.3Å、0.2ÅのX線が、通常照射される。
また、X線源の焦点径は、上記範囲のピーク波長のX線を照射でき、且つ実用上の出力強度が得られるように1μm以上(特に7μm以上)であることが好ましい。また、X線源の焦点径は、50μm以下(特に30μm以下)であることが、撮影装置のサイズの制約がある中、可干渉性を良くし、よりタルボ効果を利用し鮮明な画像を得るために好ましい。
In addition, as the
Further, the focal diameter of the X-ray source is preferably 1 μm or more (particularly 7 μm or more) so that X-rays having a peak wavelength in the above range can be irradiated and a practical output intensity can be obtained. In addition, the focal diameter of the X-ray source is 50 μm or less (particularly 30 μm or less), while there are restrictions on the size of the imaging device, the coherence is improved, and a clear image is obtained using the Talbot effect. Therefore, it is preferable.
被写体台13は、支持基台11に保持された保持部材18によって挟持され、床面とほぼ平行となるように支持部材111に固定されている。保持部材18の被写体台13と接触する部分には、衝撃や振動等を吸収、緩和する緩衝部材19が設けられており、被写体台13は、緩衝部材19を介して保持部材18に保持されている。
また、被写体台13は、水平方向の内、少なくとも被写体が被写体台13上に支持されるために接近する方向及び被写体台13上に支持された被写体が離れる方向について、第一回折格子15、第二回折格子16、及び、回折格子保持構造体17より突き出た形状になっており、被写体が、第一回折格子15、第二回折格子16、及び、回折格子保持構造体17に接触する可能性を低減している。
緩衝部材19の材料としては、例えば硬質ゴムや各種樹脂等が適用できるが、緩衝部材19の材料はこれらに限定されない。
The subject table 13 is held by a holding
The subject table 13 includes the
As a material of the
X線検出器14は、パネル141、検出器電源部142、検出器通信部143、検出器制御部144等を備えて構成されている。パネル141、検出器電源部142、検出器通信部143、検出器制御部144は、それぞれX線検出器14内のバスに接続されている。
The
パネル141は、X線検出器14の表面(被写体Hに対向する側の面)に配置され、X線照射部12から照射され被写体Hを透過したX線に基づいてX線画像データを出力するものである。
The
本実施形態において、パネル141は2次元画像センサであり、X線検出器14は、パネル141に2次元配置された多数の画素毎にX線照射量に基づいた信号を読み取ってX線画像データを取得するFPD(flat panel detector)である。このパネル141の各画素(図示せず)は、マトリクス状に配置されている。
なお、パネル141の画素ピッチ(後述する式(8)におけるP3)は、X線量子ノイズの観点から、30μm以上(特に60μm以上)が好ましく、また、後述する縞の変形の充分な検出の観点から、300μm以下(特に、150μm以下)が好ましい。
このようなFPDとしては、X線を直接電荷に変換して検出するアレイセンサを有する直接型FPDであっても良いし、X線を光に変換するシンチレータと、このシンチレータにより変換された光を電荷に変換して検出するアレイセンサとを有する間接型FPDであってもよい。そして、間接型FPDのシンチレータとしては、柱状結晶蛍光体を有するものや、特許第3661196号等に記載のアレイセンサの画素単位に形成された箱に蛍光体を詰めたものや、蛍光体の粒を分散した媒体を塗布して設けたもの等が挙げられるが、これらに限らない。なお、シンチレータの厚さは、厚いほど感度が高くなり、シンチレータの厚さが薄いほど空間分解能が高くなる。また、シンチレータの種類によって分光感度が異なる。また、シンチレータの蛍光体としては、CsI:Tlなどハロゲン化アルカリ金属又はハロゲン化アルカリ土類金属が好ましい。
In the present embodiment, the
In addition, the pixel pitch of panel 141 (P 3 in formula (8) described later) is preferably 30 μm or more (particularly 60 μm or more) from the viewpoint of X-ray quantum noise, and sufficient detection of stripe deformation described later is possible. From a viewpoint, 300 micrometers or less (especially 150 micrometers or less) is preferable.
Such an FPD may be a direct FPD having an array sensor that detects X-rays by directly converting them into electric charges, or a scintillator that converts X-rays into light and light converted by the scintillator. It may be an indirect FPD having an array sensor that detects by converting into electric charge. Indirect FPD scintillators include those having columnar crystal phosphors, those in which phosphors are packed in a box formed in pixel units of an array sensor described in Japanese Patent No. 3661196, and the like. However, the present invention is not limited to these. In addition, the thicker the scintillator, the higher the sensitivity, and the thinner the scintillator, the higher the spatial resolution. The spectral sensitivity varies depending on the type of scintillator. The scintillator phosphor is preferably an alkali metal halide or alkaline earth metal halide such as CsI: Tl.
検出器電源部142は、X線検出器14内に配設された各部に電力を供給する。検出器電源部142には、例えば、充電可能でかつ撮影時に消費する電力に対応可能なコンデンサが設けられている。なお、検出器電源部142の構成はここに示したものに限定されない。
The detector
検出器通信部143は、コンソール3のインターフェース34(図2において「I/F」とする。)を介してコンソール3との間で信号を送受信したり、コンソール3にX線画像データを送信したりすることが可能な機能部である。なお、通常、X線撮影装置1は、例えば、鉛板のようなX線遮蔽部材(電波の透過を抑える性質や電波を反射する性質を持つ金属製部材等)で覆われたX線撮影室(図示せず)に設けられており、コンソール3は、X線技師等の操作者が待機するX線制御室(図示せず)に設けられている。このため、検出器通信部143が無線で信号の送受信を行うものである場合には、X線撮影室内に図示しない無線中継器を設け、この無線中継器を介してコンソール3との間で信号の送受信が可能なように構成する。
The
検出器制御部144は、検出器通信部143が受信した制御信号に基づいて、X線検出器14に配設された各部を制御する。具体的には、検出器制御部144は、パネル141の画素毎に検出されたX線照射量に基づいた信号の読み取りを行ったり、この読み取りの結果得られたX線画像データを検出器通信部143を介してコンソール3に送信する。
The
回折格子保持構造体17は、例えば、図3に示すように、枠状に形成された部材であり、回折格子保持構造体17の一方の面には第一回折格子15が保持され、他方の面には第二回折格子16が保持されている。回折格子保持構造体17は、第一回折格子15及び第二回折格子16が床面とほぼ平行に配置されるように支持基台11の支持部材111に緩衝部材171を介して固定されている。
なお、緩衝部材171は、緩衝部材19と同様、例えば硬質ゴムや各種樹脂等で形成されているが、緩衝部材171を形成する材料はこれらに限定されない。
The diffraction
The
回折格子保持構造体17は、前述のように前記被写体台13と別体構造となっており、回折格子保持構造体17と被写体台13とには、被写体台13に加わる力及び振動を緩衝する緩衝手段19、171がそれぞれ配置されている。これにより、被写体台13に力がかかったり被写体Hが動くこと等により振動が生じたりした場合でも、回折格子保持構造体17に保持された第一回折格子15及び第二回折格子16の位置関係にずれが生じる等の影響が生じないようになっている。
As described above, the diffraction
本実施形態においては、図4に示すように、X線照射部12から照射され被写体Hを透過したX線が、第一回折格子15及び第二回折格子16を透過してX線検出器14に入射するようになっており、X線照射部12、第一回折格子15及び第二回折格子16によってタルボ干渉計が構成される。なお、タルボ干渉計が構成される条件については後述する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, X-rays emitted from the
図5は、第一回折格子15の図4におけるI−I断面図である。
図4及び図5に示すように、第一回折格子15は、基板151と、この基板151に配置された複数の回折部材152と、隣接する回折部材152の間各々を埋めて、隣接する回折部材152を保持する保持部材153を有し、被写体台13及びこれに保持された被写体Hを透過して照射されたX線を回折することにより後述するタルボ効果を生じさせるものである。基板151は、例えばガラス等により形成されている。なお、基板151の、回折部材152が配置されている面を回折格子面とする。
5 is a cross-sectional view of the
As shown in FIGS. 4 and 5, the
複数の回折部材152は、いずれも、X線照射部12から照射されるX線の照射方向に直交する一方向(例えば、本実施形態では図4における上下方向)に延びる線状の部材である。
各回折部材152の厚みはほぼ等しく、例えば、吸収型回折格子の場合、10μm以上100μm以下が好ましく、位相型回折格子の場合、1μm以上10μm以下が好ましい。
Each of the plurality of
The thickness of each
また、複数の回折部材152の配置間隔(格子周期)d1(図5参照)は一定であり、つまり複数の回折部材152の配置間隔は等間隔であり、2μm以上10μm以下の間隔が好ましい。
In addition, the arrangement interval (grating period) d 1 (see FIG. 5) of the plurality of
複数の回折部材152を構成する材料としては、X線吸収性に優れるものが好ましく、例えば金、銀、白金等の金属を用いることができる。回折部材152は、例えば基板151の上にこれらの金属をめっき、蒸着等することにより形成される。
回折部材152は、回折部材152に照射されたX線の位相速度を変化させるものであり、回折部材152としては、照射されるX線に対して(1/3)×π以上(2/3)×π以下(特に、(3/8)×π以上(5/8)×π以下、理想的には(1/2)×π)の位相シフト量を与える、いわゆる位相型回折格子を構成するものであることが好ましい。
As a material constituting the plurality of
The
図6は、第二回折格子16の図4におけるII−II断面図である。
図4及び図6に示すように、第二回折格子16は、前記第一回折格子15と同様に、基板161と複数の回折部材162と、隣接する回折部材162の間各々を埋めて、隣接する回折部材162を保持する保持部材163を有している。なお、基板161の、回折部材162が配置されている面を回折格子面とする。
6 is a cross-sectional view of the
4 and 6, the
また、第一回折格子15及び第二回折格子16は、例えば、特開2006−259264号公報に記載の方法など公知の方法で作成できるが、公知でない方法で作成してもよい。
Moreover, although the
第二回折格子16は、その回折部材162の延在方向が、第一回折格子15の回折部材152の延在方向と一致するような配置で回折格子保持構造体17に保持されており、第一回折格子15により回折されたX線を回折することにより、画像コントラストを形成する構成となっている。第二回折格子16については、回折部材162をより厚くした振幅型回折格子であることが望ましいが、第一回折格子15と同様の構成とすることも可能である。各回折部材152の厚みはほぼ等しく、例えば、吸収型回折格子の場合、20μm以上200μm以下が好ましく、位相型回折格子の場合、1μm以上10μm以下が好ましい。
The
次に、X線照射部12、第一回折格子15及び第二回折格子16がタルボ干渉計を構成する条件を説明する。
まず、X線の可干渉性から、回折部材にほぼ直交する方向におけるX線源の焦点径a、X線源から第一回折格子までの距離L(図1参照)、第一回折格子から第二回折格子までの距離Z1(図1参照)、第二回折格子からX線検出器までの距離Z2(図1参照)、照射するX線のピーク波長λpとすると、第一回折格子15の回折部材の間隔d1(図5参照)、及び、第二回折格子16の回折部材の間隔d2(図6参照)は、各々下記式を満たすことが好ましい。
d1<(L/a)×λp (1)
d2<{(L+Z1)/a}×λp (2)
Next, the conditions under which the
First, from the coherence of X-rays, the focal length a of the X-ray source in the direction substantially orthogonal to the diffraction member, the distance L (see FIG. 1) from the X-ray source to the first diffraction grating, and the first diffraction grating to the first diffraction grating Assuming that the distance Z 1 to the second diffraction grating (see FIG. 1), the distance Z 2 from the second diffraction grating to the X-ray detector (see FIG. 1), and the peak wavelength λp of the irradiated X-rays, the
d 1 <(L / a) × λp (1)
d 2 <{(L + Z 1 ) / a} × λp (2)
また、第一回折格子15と第二回折格子16との距離Z1は、第一回折格子15が吸収型回折格子であることを前提にすれば、いずれかの自然数mにおいて、次の条件を満たすことが理想である。
Z1=m×(d1 2/λp)
実際は、いずれかの自然数mにおいて、次の条件を満たすことが好ましい。
(m−1/8)×(d1 2/λp)≦Z1≦(m+1/8)×(d1 2/λp) (4)
Further, the distance Z 1 between the
Z 1 = m × (d 1 2 / λp)
Actually, it is preferable that the following condition is satisfied in any natural number m.
(M-1 / 8) × (d 1 2 / λp) ≦ Z 1 ≦ (m + 1/8) × (d 1 2 / λp) (4)
また、第一回折格子15と第二回折格子16との距離Z1は、第一回折格子15が位相型回折格子であることを前提にすれば、いずれかの自然数mにおいて、次の条件を満たすことが理想である。
Z1=(m−1/2)×(d1 2/λp) (5)
実際は、いずれかの自然数mにおいて、次の条件を満たすことが好ましい。
(m−5/8)×(d1 2/λp)≦Z1≦(m−3/8)×(d1 2/λp) (6)
なお、これら式(3)〜式(6)において、
λp:X線照射部から照射されるX線のピーク波長、
Z1:第一回折格子から第二回折格子までの距離(図7参照)、
d1:第一回折格子の回折部材の間隔(図5参照)
である。
Further, the distance Z 1 between the
Z 1 = (m−1 / 2) × (d 1 2 / λp) (5)
Actually, it is preferable that the following condition is satisfied in any natural number m.
(M-5 / 8) × (d 1 2 / λp) ≦ Z 1 ≦ (m−3 / 8) × (d 1 2 / λp) (6)
In these formulas (3) to (6),
λp: peak wavelength of X-rays irradiated from the X-ray irradiation unit,
Z 1 : distance from the first diffraction grating to the second diffraction grating (see FIG. 7),
d 1 : Distance between the diffraction members of the first diffraction grating (see FIG. 5)
It is.
ここで、タルボ効果とは、平面波が回折格子を通過したとき、当該回折格子が位相型回折格子の場合、式(3)又は式(5)で与えられる距離において回折格子の自己像を形成することである。但し、式(4)又は式(6)を満たす距離であれば、若干ぼけているが充分下記の現象が生じる。
本実施形態の場合、X線照射部12から照射されたX線は、被写体Hを透過することにより被写体HによるX線の位相のずれが生じるので、第一回折格子15に入射するX線の波面が歪んでいる。したがって、第一回折格子15の自己像はそれに依存して変形している。続いて、X線は、第二回折格子16を通過する。その結果、上記の変形した第一回折格子15の自己像と第二回折格子16との重ね合わせにより、X線に画像コントラストが生じる。この画像コントラストは一般にモアレ縞となっており、X線検出器14により検出することができる。生成されたモアレ縞は、被写体Hにより変調を受けている。その変調量は、被写体Hによる屈折効果によってX線が曲げられた角度に比例している。したがって、X線検出器14で検出されたモアレ縞を解析することにより、被写体H及びその内部の構造を検出することができる。
Here, the Talbot effect means that when a plane wave passes through a diffraction grating, when the diffraction grating is a phase type diffraction grating, a self-image of the diffraction grating is formed at a distance given by Expression (3) or Expression (5). That is. However, if the distance satisfies Expression (4) or Expression (6), the following phenomenon occurs sufficiently, although it is slightly blurred.
In the case of the present embodiment, the X-rays irradiated from the
また、前記X線管122と第一回折格子15との間隔Lと第一回折格子15の格子周期d1との比は、X線検出器14がモアレ縞(又はモアレ縞を解析することによって得られる微分位相差画像、位相差画像)を検出可能な程度に、X線管122と第二回折格子16との間隔(L+Z1)と第二回折格子16の格子周期d2との比になるのが、後述するように微小角θだけで縞の間隔を調整するのに理想的である。即ち、下記式を満たすことが、後述するように微小角θだけで縞の間隔を調整するのに理想的である。
d1/L=d2/(L+Z1) (7)
Further, the ratio between the distance L between the
d 1 / L = d 2 / (L + Z 1 ) (7)
なお、第一回折格子15又は第二回折格子16の回折部材152,162が、X線照射部12とX線検出器14を通る仮想的な軸のまわりに相対的に微小角θだけ回転して配置してあるとする。θの大きさによって、発生するモアレ縞の間隔が変わる。被写体Hが無いとすると、モアレ縞の間隔はd3/θで与えられる。ここでd3は第一回折格子15の回折部材152相互間の間隔をX線管122の中心からX線検出面(すなわち、X線検出器14)に投影した間隔であり、また、第二回折格子16の回折部材162相互間の間隔をX線管122の中心からX線検出面(すなわち、X線検出器14)に投影した間隔である。
微小角θを変えるための機構(例えば、第一回折格子15及び第二回折格子16の一方を他方に対して相対的に回転させる機構)を備えれば、観察に好ましいようにモアレ縞を調整することが可能となる。また、微小角θをほぼゼロになるように調整すれば、被写体Hに対応する部分以外では(つまり非変調部分では)モアレ縞は現れない。その結果、得られたX線画像では、被写体Hによる吸収コントラストのみが現れる。
Note that the
If a mechanism for changing the minute angle θ (for example, a mechanism for rotating one of the
なお、第一回折格子15及び第二回折格子16を所定位置に配置したまま、吸収コントラストのみのX線画像を得る必要が無ければ、上述の式(7)の条件を満たす必要はなく、X線検出器14で検出可能な縞の間隔になるように、適宜、d1、d2、θを選択すればよい。
そして、前記X線管122と第一回折格子15との間隔Lと第一回折格子15の格子周期d1との比は、X線検出器14がモアレ縞(又はモアレ縞を解析することによって得られる微分位相差画像、位相差画像)を検出可能な程度に、X線管122と第二回折格子16との間隔(L+Z1)と第二回折格子16の格子周期d2との比に近いとは、X線検出器14で発生する縞の変化を検出できる程度に近いことを意味し、好ましくは、X線検出器14の画素ピッチP3とすると、下記式を満たすことである。
[1−(d1/L)×{(L+Z1+Z2)/P3}]×(d1/L)≦d2/(L+Z1)≦[1+(d1/L)×{(L+Z1+Z2)/P3}]×(d1/L) (8)
If it is not necessary to obtain an X-ray image having only the absorption contrast while the
The ratio of the distance L between the
[1- (d 1 / L) × {(L + Z 1 + Z 2 ) / P 3 }] × (d 1 / L) ≦ d 2 / (L + Z 1 ) ≦ [1+ (d 1 / L) × {(L + Z 1 + Z 2 ) / P 3 }] × (d 1 / L) (8)
また、本実施形態において、回折格子保持構造体17は、第一回折格子15をその回折格子面153と平行で、かつ、回折部材152の延在方向に交差する方向に移動可能に保持しており、第一回折格子15の一端部には、電圧を印加することにより変形する圧電アクチュエータ20(図2及び以下の説明において単に「アクチュエータ」とする。)が設けられている。
In the present embodiment, the diffraction
アクチュエータ20は、コンソール3からの指示信号に従って動作し、第一回折格子15を、第一回折格子15の回折格子面153とほぼ平行であり、かつ、その回折部材152の延在方向にほぼ交差する方向に移動させる駆動手段である。
アクチュエータ20が駆動することにより、第一回折格子15は第二回折格子16に対して相対的に並進移動するようになっている。
なお、駆動手段は、第一回折格子15を僅かずつ移動可能なものであればよく、ここに例示した圧電アクチュエータに限定されない。
The
When the
The driving means is not limited to the piezoelectric actuator exemplified here as long as it can move the
図2に示すコンソール3には、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)(いずれも図示せず)を備える制御装置31が備えられている。
制御装置31には、操作者が撮影準備指示や撮影指示、指示内容を入力する入力装置32、X線画像などを表示する表示装置33、X線撮影装置1の各部と接続されているインターフェース34、画像情報を記憶する画像記憶部35、及びコンソール3の各部に電力を供給するコンソール電源部36等がバスを介して接続されている。
The
The
入力装置32としては、例えば、X線照射要求スイッチやタッチパネル、マウス、キーボード、ジョイスティック等を用いることが可能であり、入力装置32の操作により、例えばX線管電圧やX線管電流、X線照射時間等のX線撮影条件、撮影タイミング、撮影部位、撮影方法等のX線撮影制御条件、画像処理条件、画像出力条件、X線検出器選択情報(複数の撮影装置がコンソール3に接続されている場合)、オーダ選択情報、被写体ID等の指示内容が入力される。
For example, an X-ray irradiation request switch, a touch panel, a mouse, a keyboard, a joystick, or the like can be used as the
表示装置33は、例えば、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイや液晶ディスプレイ等であり、表示装置33は、コンソール3の制御装置31の制御により、X線撮影条件や画像処理条件等の文字及びX線画像を表示する。
The
画像記憶部35は、インターフェース34を介してX線検出器14から受信したX線画像データの一時記憶や、画像処理されたX線画像データの保存を行う。画像記憶部35としては、大容量かつ高速の記憶装置であるハードディスク、RAID(Redundant Array of Independent Disks)等のハードディスクアレイ、シリコンディスク等を用いることが可能である。
The
コンソール電源部36は、外部電源又は内部電源から、コンソール3を構成する各部に電力を供給する。
The console
制御装置31の内部記憶装置には、X線撮影システム100各部を制御するための制御プログラム及び各種処理プログラムが記憶されており、CPUは、この制御プログラム及び各種処理プログラムとの協働によりX線撮影システム100各部の動作を統括的に制御し、X線画像撮影を行う。
A control program and various processing programs for controlling each part of the X-ray imaging system 100 are stored in the internal storage device of the
例えば、制御装置31は、高電圧電源121からX線管122に供給する電圧を調整するように、X線撮影装置1のX線源制御部123を制御する。そして、高電圧電源121がX線管122に所定電圧を供給して、X線管122が被写体Hに対してX線を照射させ、X線検出器14に入射したX線量が予め設定されたX線量に達すると、高電圧電源121がX線管122へ高電圧の供給を停止し、X線源2がX線の照射を停止する。
For example, the
なお、本実施形態においては、制御装置31は、X線検出器14におけるパネル141からの信号の読み取り及び、アクチュエータ20による第一回折格子15の移動が停止しているときにX線源2からのX線の照射を行うようにX線源制御部123を制御する。
アクチュエータ20による第一回折格子15の移動が停止しているかどうかは、例えばアクチュエータ20に印加される電圧を検出することによって判断することができる。また、第一回折格子15に加速度センサが固定されている場合には、この加速度センサの出力から検出することによって判断してもよく、第一回折格子15の位置を検出する位置センサが設けられている場合には、この位置センサの出力から検出することによって判断してもよく、第一回折格子15の移動を検出する速度センサが設けられている場合には、この速度センサの出力から検出することによって判断してもよい。
In the present embodiment, the
Whether or not the movement of the
また、制御装置31は、X線検出器14の検出器制御部144を動作させて、パネル141の画素毎に検出されたX線照射量に基づいた信号の読み取りを開始させ、読み取りの結果得られたX線画像データを検出器通信部143を介してコンソール3に送信させる。
In addition, the
また、制御装置31は、アクチュエータ20を動作させて第一回折格子15を所定量ずつ移動させるようになっている。
本実施形態において、第一回折格子15は、前述のようにアクチュエータ20により、第二回折格子16に対して相対的に並進移動する。第一回折格子15の方向は、第一回折格子15の回折格子面153とほぼ平行であり、かつ、回折部材152の延在方向にほぼ直交する方向である。
In addition, the
In the present embodiment, the
第一回折格子15が第二回折格子16に対して相対的に並進移動するに伴って、モアレ縞が移動し、第一回折格子15の移動距離(並進距離)が第一回折格子15の格子周期の1周期分に達すると、モアレ縞画像は元に戻る。本実施形態では、制御装置31は、第一回折格子15を、例えば第一回折格子15の格子周期の1周期の整数分の1ずつ並進移動させながら複数回のX線撮影を行うようになっている。
As the
すなわち、1回目のX線撮影を行うと、制御装置31はアクチュエータ20を動作させて第一回折格子15を、格子周期の1周期の整数分の1ずつ、第二回折格子16に対して相対的に並進移動させ、2回目の撮影を行う。その後制御装置31はアクチュエータ20を動作させて第一回折格子15を同方向にさらに回折部材152の1周期の整数分の1ずつ並進移動させて3回目の撮影を行う、というように、X線撮影と第一回折格子15の移動を複数回繰り返す。
That is, when the first X-ray imaging is performed, the
なお、制御装置31はアクチュエータ20の動作量情報を取得するようになっており、複数回の撮影動作間各々のアクチュエータ20による第一回折格子15の移動量に関する移動量情報を得る移動量情報取得手段として機能するようになっている。
なお、アクチュエータ20によって第一回折格子15を移動させる移動量は、予めデフォルトとして設定されていてもよいし、操作者が適宜任意に設定できるようになっていてもよい。
Note that the
Note that the amount of movement by which the
また、本実施形態においては、X線検出器14又は制御装置31により、X線検出器14固有の各画素のオフセット・ゲイン特性補正が行われる。そして、その後、オフセット・ゲイン特性補正をされたX線画像について、制御装置31は、被写体H、第一回折格子15及び第二回折格子16を透過してX線検出器14で検出されたX線の画像コントラスト(モアレ縞)を解析する。これにより、制御装置31は、X線検出器14から取得した各画素の放射線量等に基づいて、微分位相画像、及び位相差画像を算出する。また、制御装置31は、必要に応じて被写体HのX線吸収率の違いに基づく吸収画像を取得する。
In this embodiment, the
すなわち、本実施形態においては、前述のように、第一回折格子15を第二回折格子16に対して相対的に並進移動させながら複数回のX線撮影が行われ、制御装置31は、これらのX線撮影により得られた複数のX線撮影画像と第一回折格子15の移動量情報とから微分位相画像を得る微分位相画像取得手段として機能する。
また、制御装置31は、複数回のX線撮影により得られた複数のX線撮影画像と第一回折格子15の移動量情報とから位相差画像を得る位相差画像取得手段として機能する。
That is, in the present embodiment, as described above, X-ray imaging is performed a plurality of times while the
Further, the
以下、微分位相画像、位相差画像の算出方法について説明する。 Hereinafter, a method for calculating the differential phase image and the phase difference image will be described.
まず、微分位相画像は、被写体Hによる屈折効果によってX線が曲げられる角度の分布像であり、制御装置31は、下記に示す縞走査法を用いることによって、X線検出器14により検出されたモアレ縞の現れたX線画像(以下、「縞画像」と称する。)を微分位相画像に変換する。
First, the differential phase image is a distribution image of the angle at which the X-ray is bent by the refraction effect by the subject H, and the
縞走査法では、第一回折格子15及び第二回折格子16の一方を他方に対して相対的に並進移動させながら撮影を行うが、本実施形態では、第一回折格子15を第二回折格子16に対して相対的に並進移動させる。
In the fringe scanning method, imaging is performed while one of the
第一回折格子15の移動に伴って、モアレ縞が移動し、並進距離(移動量)が第一回折格子15の格子周期の1周期に達すると、縞画像は元に戻る。縞走査法は、このような縞画像の変化を、格子周期の1周期の整数分の1ずつ第一回折格子15を移動させながら記録し、それらを演算処理することにより微分位相画像ψ(x,y)を得るものである。(x,y)は画素の位置を示す座標である。上記移動量をξとして、縞画像I(x,y)は一般的に、下記の式(9)により与えられる。
ここでAk(k=0,1,…)は、第一回折格子15の形状により決まる定数である。Δ(x,y)は、第一回折格子15の歪み、製作誤差、および配置誤差によって被写体Hとは関係なく発生するコントラストの寄与を表すものである。dは、移動させる第一回折格子15の格子周期、Z1は、第一回折格子15と第二回折格子16との間隔である。今、ξをステップd/M(M:整数)で変化させながらM回のX線撮影を行いM枚の縞画像を取得するとする。式(3)においてk>Nの項が十分小さく無視できるとすれば、M>N+1を満たすようにMを選べば、下記の式(10)が満たされる。
arg[]は偏角の抽出を意味する。Ip(x,y)は、ξ=pd/Mとしたときの式(3)の値である。dおよびZ1は既知であり、Δ(x,y)は被写体Hが無いとき(すなわちψ(x,y)=0)に同様の測定を行って予め求めることができる。したがって、以上よりψ(x,y)を得ることができる。 arg [] means extraction of declination. Ip (x, y) is the value of equation (3) when ξ = pd / M. d and Z 1 are known, and Δ (x, y) can be obtained in advance by performing the same measurement when the subject H is not present (that is, ψ (x, y) = 0). Therefore, ψ (x, y) can be obtained from the above.
次に、位相差画像とは、微分位相画像を積分することにより、位相のずれそのものを表す像であり、位相差画像Φ(x,y)と微分位相画像ψ(x,y)とは、下記の式(11)で関係付けられる。
ここでxは、上記縞走査法により第一回折格子15を並進移動させる方向にあたる。これより、位相差画像Φ(x,y)は、微分位相画像ψ(x,y)をx軸に沿って積分することにより与えられる。
Here, x corresponds to the direction in which the
位相差画像像Φ(x,y)は、被検体の屈折率分布をn(x,y,z)として、下記の式(12)で与えられる。
また、X線が物体を透過すると当該物体のX線吸収率の違いに応じたX線画像が形成され、X線検出器14で検出される。これにより得られる画像が吸収画像であり、例えば、撮影したい被写体Hが人体の骨部等である場合には、このような物体のX線吸収率の違いに応じてX線画像を生成する手法によっても十分にコントラストのある画像を得ることができる。
When X-rays pass through the object, an X-ray image corresponding to the difference in X-ray absorption rate of the object is formed and detected by the
なお、このような画像生成の手法は、いずれも、そのX線撮影の目的に応じて十分に利用可能なものであり、制御装置31は、微分位相画像の出力時においては、微分位相画像φ(x,y)を生成して、表示装置33に出力し、位相差画像の出力時においては、微分位相画像を積分して位相差画像Φ(x,y)を算出し、表示装置33に出力する。また、吸収画像の出力時においては、制御装置31は、X線の吸収コントラストに応じた吸収画像を生成して、表示装置33に出力する。
Note that any of these image generation methods can be sufficiently used according to the purpose of the X-ray imaging, and the
また、制御装置31は、撮影により複数種類の画像(例えば、微分位相画像、位相差画像、吸収画像)を取得した場合には、これら複数種類の画像を相互に対応付けて画像記憶部35に記憶するようになっている。
In addition, when a plurality of types of images (for example, differential phase images, phase difference images, and absorption images) are acquired by photographing, the
次に、本実施形態のX線撮影システム100で実行されるX線撮影方法について図8を参照しつつ説明する。 Next, an X-ray imaging method executed by the X-ray imaging system 100 of the present embodiment will be described with reference to FIG.
まず、被写体台13で被写体Hを保持した後に、制御装置31は撮影を開始するX線撮影開始信号をX線撮影装置1のX線照射部12及びX線検出器14に送信する(ステップS1)。このとき、制御装置31は撮影回数Nを0にリセットする。
First, after holding the subject H on the subject table 13, the
制御装置31からX線撮影開始信号が送信されると、高電圧電源121がX線管122に高電圧を供給し、X線管122が被写体Hに向けてX線を照射する(ステップS2)。被写体Hを透過したX線は、第一回折格子15を通過する。このとき、第一回折格子15によりX線が回折して、タルボ効果を生じる。さらに、X線は、第二回折格子16を通過してX線検出器14によって検出される。
When an X-ray imaging start signal is transmitted from the
制御装置31は、所定のX線量を照射したかを判断し(ステップS3)、所定のX線量に達していない場合(ステップS3;NO)には、ステップS2に戻ってX線照射を続ける。所定のX線量に達している場合(ステップS3;YES)には、制御装置31は、検出器制御部144を動作させて、パネル141から各画素毎のX線照射量に基づく信号を読み取りX線画像データを取得するX線画像の読み取りを行わせる(ステップS4)。
The
制御装置31は、X線検出器14のX線画像の読み取りが終了したかを判断し(ステップS5)、読み取りが終了していない場合(ステップS5;NO)には、ステップS4に戻って読み取り動作を続けさせる。読み取りが終了している場合(ステップS5;YES)には、制御装置31は、撮影回数NをN+1にインクリメントし(ステップS6)、所定回数の撮影が終了したかを判断する(ステップS7)。
The
所定回数の撮影が終了していない場合(ステップS7;NO)には、制御装置31は、アクチュエータ20を動作させて、第一回折格子15及び第二回折格子16が所定の位置関係となるように第一回折格子15を次(N+1回目)の撮影の所定位置まで移動させる(ステップS8)。そして、制御装置31は、第一回折格子15が所定の撮影位置まで移動したかを判断し(ステップS9)、第一回折格子15が所定の撮影位置まで移動していない場合(ステップS9;NO)には、ステップS8に戻ってアクチュエータ20による第一回折格子15の移動を続けさせる。
If the predetermined number of times of photographing has not been completed (step S7; NO), the
他方、第一回折格子15が所定の撮影位置まで移動している場合(ステップS9;YES)には、制御装置31は、ステップ2からステップ7を繰り返すことにより、次(N+1回目)の撮影を行う。
そして、所定回数の撮影が終了した場合(ステップS7;YES)には、制御装置31は、撮影されたX線画像の画像処理を行い(ステップS10)、適宜微分位相画像、位相差画像、吸収画像を生成する。そして、これら生成された画像処理済の画像をそれぞれ対応付けて画像記憶部35に保存し(ステップS11)、処理を終了する。
On the other hand, when the
When the predetermined number of times of imaging has been completed (step S7; YES), the
このように、所定回数の撮影の最初の回のX線照射開始から最後の回のX線照射終了までの時間は、被写体が生きた動物又は人体の場合、10秒以下(特に3秒以下、更に1秒以下)であることが、被写体のブレを抑えられ好ましい。 As described above, the time from the start of the first X-ray irradiation to the end of the last X-ray irradiation of the predetermined number of times of imaging is 10 seconds or less (particularly 3 seconds or less, particularly when the subject is a living animal or human body). Further, it is preferably 1 second or less) because blurring of the subject can be suppressed.
以上のように、本実施形態によれば、回折格子保持構造体17が、第一回折格子15と第二回折格子16とを一体に保持しているとともに、この回折格子保持構造体17と被写体台13とが別体構造となっているので、被写体Hが生きた動物や人体である場合など、被写体H自体から力や振動が被写体台13に加わる場合でも、第一回折格子15と第二回折格子16の位置関係にずれが生じることを抑えられるので、生きた動物や人体を被写体Hとした場合でも、医療診断・生物診断に利用可能な良好な画像を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the diffraction
なお、本実施形態においては、X線検出器14としてFPDを例として説明したが、X線検出器14はこれに限定されるものではない。FPD以外にも、例えば輝尽性蛍光体シートを収納したカセッテ等をX線検出器14として適用することができる。
In the present embodiment, the FPD has been described as an example of the
また、本実施形態においては、第一回折格子15の一端部にアクチュエータ20が設けられている場合を例として説明したが、アクチュエータ20の設けられる回折格子は、第二回折格子16であってもよい。この場合には、第一回折格子15が固定され、第二回折格子16がアクチュエータ20により所定の移動量ずつ移動する。また、第一回折格子15及び第二回折格子16の両方にアクチュエータ20を設け、第一回折格子15及び第二回折格子16を相対的に移動可能に構成してもよい。
In this embodiment, the case where the
また、本実施形態においては、回折格子保持構造体17が枠状に形成された部材である場合を例としたが、回折格子保持構造体17は第一回折格子15及び第二回折格子16を一体的に保持するとともに、被写体台13と別体に構成され被写体台13から生じる振動や衝撃の影響を受けにくい構成となっていれば足り、回折格子保持構造体17の形状、構造は例示したものに限定されない。
例えば、図9に示すように、回折格子保持構造体40を、被写体台13と干渉しないように配置された4本の支柱41を備え、この支柱41によって第一回折格子15及び第二回折格子16を一体的に保持する構成としてもよい。
また、X線源12の下方にX線源12から照射されるX線のうち特定の波長のX線以外を除去して単色性の強い特性X線を得ることができるフィルタ42(タルボローフィルタ)を設けてもよく、この場合には、例えば、回折格子保持構造体40を図9に示すような構成とし、回折格子保持構造体17の支柱41によって、このフィルタ42と、第一回折格子15及び第二回折格子16とを一体的に保持する構成としてもよい。
In the present embodiment, the diffraction
For example, as shown in FIG. 9, the diffraction
Further, a filter 42 (Talborough filter) capable of obtaining characteristic X-rays having strong monochromaticity by removing the X-rays irradiated from the
また、本実施形態においては、第一回折格子15を第二回折格子16に対して相対的に移動させながら複数回のX線撮影を行い、その結果得られたX線画像データに基づいて微分位相画像等を生成する場合を例として説明したが、1回のX線撮影によって得られたX線画像データに基づいて微分位相画像等を生成してもよい。
In the present embodiment, X-ray imaging is performed a plurality of times while the
<第2の実施形態>
図10を参照しながら本発明に係るX線撮影システムの第2の実施形態について説明する。
<Second Embodiment>
A second embodiment of the X-ray imaging system according to the present invention will be described with reference to FIG.
本実施形態は、第1の実施形態の変形例であり、以下に説明する事項以外は第1の実施形態と同じである。
図10に示すように、本実施形態の放射線画像撮影装置51には、支持基台53が床面にボルト等で固定された支持台52に設けられている。支持基台53には、撮影装置本体部54が支持軸55を介して支持されている。
This embodiment is a modification of the first embodiment, and is the same as the first embodiment except for the items described below.
As shown in FIG. 10, in the
支持基台53には、支持軸55の回動を駆動する駆動装置56が備えられており、駆動装置56は、図示しない公知の駆動モータ等を備えている。撮影装置本体部54は、支持軸55がCW方向及びCCW方向に回動されることにより支持軸55を回動軸として回動するようになっている。
The
撮影装置本体部54の上部には、被写体HにX線を放射するX線管57が取り付けられている。X線管57には、電力を供給する電源部58が支持基台53や支持軸55、撮影装置本体部54を介して接続されている。X線管57のX線放射口には、X線照射野を調節するための絞り59が、開閉自在に設けられている。
An
撮影装置本体部54内には、保持部材60が上下方向に延びるように固定されている。保持部材60には、回折格子保持構造体61が保持部材60に対して昇降自在に、かつ、衝撃及び振動を緩和するように支持されており、回折格子保持構造体61は、図示しない公知の駆動モータ等を備える位置調整装置62で昇降されて位置調整されるようになっている。回折格子保持構造体61は、被写体台13とは別体に構成され第一回折格子66及び第二回折格子67を一体に保持する構造体である。即ち、保持部材60が回折格子保持構造体61を衝撃及び振動を緩和するように支持しているので、被写体台64への振動・衝撃だけでなく、撮影装置本体部54を回転させることによる振動や、撮影装置本体部54内で発生する振動なども、回折格子保持構造体61及びそれに保持されている第一回折格子66、第二回折格子67に、伝わらない又は緩和するようになっている。
A holding
なお、X線管57と回折格子保持構造体61との間の位置には、床面に固定された脚部63で支持される被写体台64が床面にほぼ平行な状態に保持されている。被写体台64は被写体Hを支持可能である。即ち、被写体台64は、回折格子保持構造体61を保持する撮影装置本体部54とは別の構造体に保持され、被写体台64への振動・衝撃が、回折格子保持構造体61及びそれに保持されている第一回折格子66、第二回折格子67に伝わらない又は緩和するようになっている。また、被写体台64に被写体が載置された状態で、必要に応じて、被写体Hを上方から圧迫して固定する圧迫板65が設けられている。圧迫板65の移動は、自動又は手動のいずれも適用可能である。
Note that, at a position between the
また、第一回折格子66と第二回折格子67の枠の内部側には、X線により撮影されない位置にそれらの温度を測定する温度センサ66a、67aがそれぞれ配設されている。
なお、例えば、第一回折格子66と第二回折格子67の温度がそれぞれの面内で均一となるように、X線撮影を阻害せず熱伝導性が良いものを第一回折格子66と第二回折格子67とにそれぞれ貼り付けたり、例えば電流の向きや電流の大きさを制御して加熱や冷却を行うことができるペルチェ素子等を第一回折格子66や第二回折格子67に配設してそれらの加熱や冷却を行うことができるように構成することも可能である。
Further,
Note that, for example, the
回折格子保持構造体61の下方には、X線検出器68を支持する検出器支持台69が保持部材60に対して昇降自在に支持されており、検出器支持台69は前述した位置調整装置62により回折格子保持構造体61とは独立に昇降されて位置調整されるようになっている。
X線検出器68は、X線管57に対向するように検出器支持台69上に支持されている。
Below the diffraction
The
なお、図10では、X線検出器68と第二回折格子67とが別体であることを示すためにそれらの間にある程度の距離Z2があいているように表現されているが、実際には、X線検出器68と第二回折格子67とは互いに当接した状態で配設されても良いし、また、第二の回折格子67とX線検出器68とが一体であっても良い。
In FIG. 10, the
1 X線撮影装置
3 コンソール
11 支持基台
12 X線照射装置
13 被写体台
14 X線検出器
15 第一回折格子
16 第二回折格子
17 回折格子保持構造体
19 緩衝部材(緩衝手段)
20 アクチュエータ(駆動手段)
31 制御装置(制御手段)
33 表示装置
100 X線撮影システム
122 X線管
171 緩衝部材(緩衝手段)
H 被写体
DESCRIPTION OF
20 Actuator (drive means)
31 Control device (control means)
33 Display device 100
H Subject
Claims (7)
前記被写体台を透過して照射されたX線を回折することによりタルボ効果を生じさせる第一回折格子と、
前記第一回折格子により回折されたX線を回折する第二回折格子と、
前記第二回折格子により回折されたX線を検出するX線検出器と、
前記第一回折格子と前記第二回折格子を一体に保持する回折格子保持構造体と、を有し、
前記回折格子保持構造体と前記被写体台とが別体構造であることを特徴とするX線撮影システム。 A subject table for placing the subject;
A first diffraction grating that produces a Talbot effect by diffracting X-rays transmitted through the object table;
A second diffraction grating for diffracting X-rays diffracted by the first diffraction grating;
An X-ray detector for detecting X-rays diffracted by the second diffraction grating;
A diffraction grating holding structure that integrally holds the first diffraction grating and the second diffraction grating,
An X-ray imaging system, wherein the diffraction grating holding structure and the subject table are separate structures.
前記X線検出器が位相差画像又はモアレ縞を検出可能な程度に、前記X線源と前記第一回折格子との間隔と前記第一回折格子の格子周期との比が、前記X線源と前記第二回折格子との間隔と前記第二回折格子の格子周期との比に近いことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のX線撮影システム。 An X-ray source for irradiating the X-ray detector through the first diffraction grating and the second diffraction grating to the X-ray detector;
The ratio of the interval between the X-ray source and the first diffraction grating and the grating period of the first diffraction grating is such that the X-ray detector can detect a phase difference image or moire fringes. The X-ray imaging system according to claim 1, wherein the X-ray imaging system is close to a ratio between an interval between the first diffraction grating and the second diffraction grating and a grating period of the second diffraction grating.
前記回折格子保持構造体は、前記第一回折格子及び前記第二回折格子の少なくとも一方を、回折格子面と平行で、かつ、前記回折部材の延在方向に交差する可動方向に移動可能に保持しており、
移動可能な前記第一回折格子及び前記第二回折格子の少なくとも一方を前記可動方向に駆動する駆動手段を備えていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のX線撮影システム。 At least one of the first diffraction grating and the second diffraction grating includes a diffraction member extending in one direction,
The diffraction grating holding structure holds at least one of the first diffraction grating and the second diffraction grating so as to be movable in a movable direction parallel to the diffraction grating surface and intersecting the extending direction of the diffraction member. And
6. The driving device according to claim 1, further comprising a driving unit that drives at least one of the movable first diffraction grating and the second diffraction grating in the movable direction. 7. X-ray imaging system.
前記X線源がX線の照射を停止後、前記X線検出器がX線画像の読み取りを開始し、かつ、前記駆動手段が前記第一回折格子及び前記第二回折格子の少なくとも一方の駆動を開始し、
前記X線検出器がX線画像の読み取りを終了し、かつ、前記駆動手段が前記第一回折格子及び前記第二回折格子の少なくとも一方の駆動を終了した後に、前記X線源がX線を照射するように、前記X線源、前記X線検出器及び前記駆動手段を制御する制御手段を備えていることを特徴とする請求項6に記載のX線撮影システム。 When the driving means is stopped and the X-ray detector is not reading an X-ray image, the X-ray source emits X-rays,
After the X-ray source stops X-ray irradiation, the X-ray detector starts reading an X-ray image, and the driving means drives at least one of the first diffraction grating and the second diffraction grating. Start
After the X-ray detector finishes reading the X-ray image and the driving means finishes driving at least one of the first diffraction grating and the second diffraction grating, the X-ray source emits X-rays. The X-ray imaging system according to claim 6, further comprising a control unit that controls the X-ray source, the X-ray detector, and the driving unit so as to irradiate.
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---|---|
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Cited By (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010050483A1 (en) * | 2008-10-29 | 2010-05-06 | キヤノン株式会社 | X-ray imaging device and x-ray imaging method |
JP2012090740A (en) * | 2010-10-26 | 2012-05-17 | Fujifilm Corp | Radiographic apparatus and radiographic system |
JP2012095865A (en) * | 2010-11-02 | 2012-05-24 | Fujifilm Corp | Radiographic apparatus and radiographic system |
JP2012115576A (en) * | 2010-12-02 | 2012-06-21 | Fujifilm Corp | Radiological image detection apparatus, radiographic apparatus and radiographic system |
JP2012120715A (en) * | 2010-12-08 | 2012-06-28 | Fujifilm Corp | Radiological image detection apparatus, radiographic apparatus and radiographic system |
JP2012120653A (en) * | 2010-12-07 | 2012-06-28 | Fujifilm Corp | Radiographic apparatus and radiographic system |
JP2012130451A (en) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Fujifilm Corp | Radiographic apparatus and radiographic system |
JP2012143550A (en) * | 2010-12-20 | 2012-08-02 | Fujifilm Corp | Radiation image capturing apparatus and radiation image obtaining method |
JPWO2011033798A1 (en) * | 2009-09-16 | 2013-02-07 | コニカミノルタエムジー株式会社 | X-ray imaging apparatus, X-ray image system, and X-ray image generation method |
JP2013513413A (en) * | 2009-12-10 | 2013-04-22 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Non-parallel grating device with on-the-fly phase stepping, X-ray system and method of use |
US8559594B2 (en) | 2008-10-29 | 2013-10-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging apparatus and imaging method |
US8591108B2 (en) | 2010-03-26 | 2013-11-26 | Fujifilm Corporation | Radiation imaging system and apparatus and method for detecting defective pixel |
US8755487B2 (en) | 2010-03-30 | 2014-06-17 | Fujifilm Corporation | Diffraction grating and alignment method thereof, and radiation imaging system |
EP2878265A1 (en) | 2013-11-29 | 2015-06-03 | Konica Minolta, Inc. | Medical imaging system |
US9107638B2 (en) | 2012-12-18 | 2015-08-18 | Konica Minolta, Inc. | Medical imaging system |
US9572541B2 (en) | 2014-05-13 | 2017-02-21 | Konica Minolta, Inc. | Equivalent phantom and method of evaluating quality of X-ray talbot imaging apparatus with the same |
US9719947B2 (en) | 2013-10-31 | 2017-08-01 | Sigray, Inc. | X-ray interferometric imaging system |
US9855018B2 (en) | 2013-04-08 | 2018-01-02 | Konica Minolta, Inc. | Diagnostic medical image system and method of introducing Talbot capturing device to diagnostic medical image system used for general capturing |
US9872660B2 (en) | 2014-04-08 | 2018-01-23 | Konica Minolta, Inc. | Medical diagnostic imaging system |
US10085701B2 (en) | 2013-07-30 | 2018-10-02 | Konica Minolta, Inc. | Medical image system and joint cartilage state score determination method |
US10247683B2 (en) | 2016-12-03 | 2019-04-02 | Sigray, Inc. | Material measurement techniques using multiple X-ray micro-beams |
US10269528B2 (en) | 2013-09-19 | 2019-04-23 | Sigray, Inc. | Diverging X-ray sources using linear accumulation |
US10295485B2 (en) | 2013-12-05 | 2019-05-21 | Sigray, Inc. | X-ray transmission spectrometer system |
US10295486B2 (en) | 2015-08-18 | 2019-05-21 | Sigray, Inc. | Detector for X-rays with high spatial and high spectral resolution |
US10297359B2 (en) | 2013-09-19 | 2019-05-21 | Sigray, Inc. | X-ray illumination system with multiple target microstructures |
US10304580B2 (en) | 2013-10-31 | 2019-05-28 | Sigray, Inc. | Talbot X-ray microscope |
US10349908B2 (en) | 2013-10-31 | 2019-07-16 | Sigray, Inc. | X-ray interferometric imaging system |
US10352880B2 (en) | 2015-04-29 | 2019-07-16 | Sigray, Inc. | Method and apparatus for x-ray microscopy |
US10401309B2 (en) | 2014-05-15 | 2019-09-03 | Sigray, Inc. | X-ray techniques using structured illumination |
US10416099B2 (en) | 2013-09-19 | 2019-09-17 | Sigray, Inc. | Method of performing X-ray spectroscopy and X-ray absorption spectrometer system |
JP2020024170A (en) * | 2018-08-08 | 2020-02-13 | 株式会社島津製作所 | X-ray phase imaging device |
US10578566B2 (en) | 2018-04-03 | 2020-03-03 | Sigray, Inc. | X-ray emission spectrometer system |
US10656105B2 (en) | 2018-08-06 | 2020-05-19 | Sigray, Inc. | Talbot-lau x-ray source and interferometric system |
US10658145B2 (en) | 2018-07-26 | 2020-05-19 | Sigray, Inc. | High brightness x-ray reflection source |
US10845491B2 (en) | 2018-06-04 | 2020-11-24 | Sigray, Inc. | Energy-resolving x-ray detection system |
US10962491B2 (en) | 2018-09-04 | 2021-03-30 | Sigray, Inc. | System and method for x-ray fluorescence with filtering |
USRE48612E1 (en) | 2013-10-31 | 2021-06-29 | Sigray, Inc. | X-ray interferometric imaging system |
US11056308B2 (en) | 2018-09-07 | 2021-07-06 | Sigray, Inc. | System and method for depth-selectable x-ray analysis |
US11143605B2 (en) | 2019-09-03 | 2021-10-12 | Sigray, Inc. | System and method for computed laminography x-ray fluorescence imaging |
US11175243B1 (en) | 2020-02-06 | 2021-11-16 | Sigray, Inc. | X-ray dark-field in-line inspection for semiconductor samples |
US11215572B2 (en) | 2020-05-18 | 2022-01-04 | Sigray, Inc. | System and method for x-ray absorption spectroscopy using a crystal analyzer and a plurality of detector elements |
US11549895B2 (en) | 2020-09-17 | 2023-01-10 | Sigray, Inc. | System and method using x-rays for depth-resolving metrology and analysis |
US11686692B2 (en) | 2020-12-07 | 2023-06-27 | Sigray, Inc. | High throughput 3D x-ray imaging system using a transmission x-ray source |
US11885755B2 (en) | 2022-05-02 | 2024-01-30 | Sigray, Inc. | X-ray sequential array wavelength dispersive spectrometer |
US11992350B2 (en) | 2022-03-15 | 2024-05-28 | Sigray, Inc. | System and method for compact laminography utilizing microfocus transmission x-ray source and variable magnification x-ray detector |
-
2007
- 2007-02-21 JP JP2007041353A patent/JP2008200359A/en active Pending
Cited By (55)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8009797B2 (en) | 2008-10-29 | 2011-08-30 | Canon Kabushiki Kaisha | X-ray imaging apparatus, X-ray imaging method, and X-ray imaging program |
US8559594B2 (en) | 2008-10-29 | 2013-10-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging apparatus and imaging method |
US8537966B2 (en) | 2008-10-29 | 2013-09-17 | Canon Kabushiki Kaisha | X-ray imaging apparatus, X-ray imaging method, and X-ray imaging program |
WO2010050483A1 (en) * | 2008-10-29 | 2010-05-06 | キヤノン株式会社 | X-ray imaging device and x-ray imaging method |
JPWO2011033798A1 (en) * | 2009-09-16 | 2013-02-07 | コニカミノルタエムジー株式会社 | X-ray imaging apparatus, X-ray image system, and X-ray image generation method |
JP2013513413A (en) * | 2009-12-10 | 2013-04-22 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Non-parallel grating device with on-the-fly phase stepping, X-ray system and method of use |
US8591108B2 (en) | 2010-03-26 | 2013-11-26 | Fujifilm Corporation | Radiation imaging system and apparatus and method for detecting defective pixel |
US8755487B2 (en) | 2010-03-30 | 2014-06-17 | Fujifilm Corporation | Diffraction grating and alignment method thereof, and radiation imaging system |
JP2012090740A (en) * | 2010-10-26 | 2012-05-17 | Fujifilm Corp | Radiographic apparatus and radiographic system |
JP2012095865A (en) * | 2010-11-02 | 2012-05-24 | Fujifilm Corp | Radiographic apparatus and radiographic system |
JP2012115576A (en) * | 2010-12-02 | 2012-06-21 | Fujifilm Corp | Radiological image detection apparatus, radiographic apparatus and radiographic system |
JP2012120653A (en) * | 2010-12-07 | 2012-06-28 | Fujifilm Corp | Radiographic apparatus and radiographic system |
JP2012120715A (en) * | 2010-12-08 | 2012-06-28 | Fujifilm Corp | Radiological image detection apparatus, radiographic apparatus and radiographic system |
JP2012130451A (en) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Fujifilm Corp | Radiographic apparatus and radiographic system |
JP2012143550A (en) * | 2010-12-20 | 2012-08-02 | Fujifilm Corp | Radiation image capturing apparatus and radiation image obtaining method |
US9107638B2 (en) | 2012-12-18 | 2015-08-18 | Konica Minolta, Inc. | Medical imaging system |
US9855018B2 (en) | 2013-04-08 | 2018-01-02 | Konica Minolta, Inc. | Diagnostic medical image system and method of introducing Talbot capturing device to diagnostic medical image system used for general capturing |
US10085701B2 (en) | 2013-07-30 | 2018-10-02 | Konica Minolta, Inc. | Medical image system and joint cartilage state score determination method |
US10297359B2 (en) | 2013-09-19 | 2019-05-21 | Sigray, Inc. | X-ray illumination system with multiple target microstructures |
US10416099B2 (en) | 2013-09-19 | 2019-09-17 | Sigray, Inc. | Method of performing X-ray spectroscopy and X-ray absorption spectrometer system |
US10269528B2 (en) | 2013-09-19 | 2019-04-23 | Sigray, Inc. | Diverging X-ray sources using linear accumulation |
US10976273B2 (en) | 2013-09-19 | 2021-04-13 | Sigray, Inc. | X-ray spectrometer system |
USRE48612E1 (en) | 2013-10-31 | 2021-06-29 | Sigray, Inc. | X-ray interferometric imaging system |
US10653376B2 (en) | 2013-10-31 | 2020-05-19 | Sigray, Inc. | X-ray imaging system |
US9719947B2 (en) | 2013-10-31 | 2017-08-01 | Sigray, Inc. | X-ray interferometric imaging system |
US10349908B2 (en) | 2013-10-31 | 2019-07-16 | Sigray, Inc. | X-ray interferometric imaging system |
US10304580B2 (en) | 2013-10-31 | 2019-05-28 | Sigray, Inc. | Talbot X-ray microscope |
US9629600B2 (en) | 2013-11-29 | 2017-04-25 | Konica Minolta, Inc. | Medical imaging system |
EP2878265A1 (en) | 2013-11-29 | 2015-06-03 | Konica Minolta, Inc. | Medical imaging system |
US10295485B2 (en) | 2013-12-05 | 2019-05-21 | Sigray, Inc. | X-ray transmission spectrometer system |
US9872660B2 (en) | 2014-04-08 | 2018-01-23 | Konica Minolta, Inc. | Medical diagnostic imaging system |
US9572541B2 (en) | 2014-05-13 | 2017-02-21 | Konica Minolta, Inc. | Equivalent phantom and method of evaluating quality of X-ray talbot imaging apparatus with the same |
US10401309B2 (en) | 2014-05-15 | 2019-09-03 | Sigray, Inc. | X-ray techniques using structured illumination |
US10352880B2 (en) | 2015-04-29 | 2019-07-16 | Sigray, Inc. | Method and apparatus for x-ray microscopy |
US10295486B2 (en) | 2015-08-18 | 2019-05-21 | Sigray, Inc. | Detector for X-rays with high spatial and high spectral resolution |
US10466185B2 (en) | 2016-12-03 | 2019-11-05 | Sigray, Inc. | X-ray interrogation system using multiple x-ray beams |
US10247683B2 (en) | 2016-12-03 | 2019-04-02 | Sigray, Inc. | Material measurement techniques using multiple X-ray micro-beams |
US10578566B2 (en) | 2018-04-03 | 2020-03-03 | Sigray, Inc. | X-ray emission spectrometer system |
US10845491B2 (en) | 2018-06-04 | 2020-11-24 | Sigray, Inc. | Energy-resolving x-ray detection system |
US10989822B2 (en) | 2018-06-04 | 2021-04-27 | Sigray, Inc. | Wavelength dispersive x-ray spectrometer |
US10991538B2 (en) | 2018-07-26 | 2021-04-27 | Sigray, Inc. | High brightness x-ray reflection source |
US10658145B2 (en) | 2018-07-26 | 2020-05-19 | Sigray, Inc. | High brightness x-ray reflection source |
US10656105B2 (en) | 2018-08-06 | 2020-05-19 | Sigray, Inc. | Talbot-lau x-ray source and interferometric system |
JP2020024170A (en) * | 2018-08-08 | 2020-02-13 | 株式会社島津製作所 | X-ray phase imaging device |
JP7147346B2 (en) | 2018-08-08 | 2022-10-05 | 株式会社島津製作所 | X-ray phase imaging system |
US10962491B2 (en) | 2018-09-04 | 2021-03-30 | Sigray, Inc. | System and method for x-ray fluorescence with filtering |
US11056308B2 (en) | 2018-09-07 | 2021-07-06 | Sigray, Inc. | System and method for depth-selectable x-ray analysis |
US11143605B2 (en) | 2019-09-03 | 2021-10-12 | Sigray, Inc. | System and method for computed laminography x-ray fluorescence imaging |
US11175243B1 (en) | 2020-02-06 | 2021-11-16 | Sigray, Inc. | X-ray dark-field in-line inspection for semiconductor samples |
US11215572B2 (en) | 2020-05-18 | 2022-01-04 | Sigray, Inc. | System and method for x-ray absorption spectroscopy using a crystal analyzer and a plurality of detector elements |
US11428651B2 (en) | 2020-05-18 | 2022-08-30 | Sigray, Inc. | System and method for x-ray absorption spectroscopy using a crystal analyzer and a plurality of detector elements |
US11549895B2 (en) | 2020-09-17 | 2023-01-10 | Sigray, Inc. | System and method using x-rays for depth-resolving metrology and analysis |
US11686692B2 (en) | 2020-12-07 | 2023-06-27 | Sigray, Inc. | High throughput 3D x-ray imaging system using a transmission x-ray source |
US11992350B2 (en) | 2022-03-15 | 2024-05-28 | Sigray, Inc. | System and method for compact laminography utilizing microfocus transmission x-ray source and variable magnification x-ray detector |
US11885755B2 (en) | 2022-05-02 | 2024-01-30 | Sigray, Inc. | X-ray sequential array wavelength dispersive spectrometer |
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