JP2012068225A - Grid for capturing radiation image and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a grid for capturing an X-ray image, which has reduced variations in X-ray transmission and prevents occurrence of sticking phenomenon to collapse an X-ray transmission part during manufacturing.SOLUTION: When grooves 24 to form an X-ray absorption part 19 are formed on an X-ray transmissive base plate 21, a bridge part 28 of a transmission part which serves as a link between X-ray transmission parts 26 across the groove 24 and a connecting groove 30 which serves as a link between the grooves 24 are formed. The connecting groove 30 improves flow of plating solution in the grooves 24 to prevent the X-ray transmission part 26 from collapsing due to uneven plating deposition. An X-ray absorbing material 25 filled in the connecting groove 30 functions as a bridge part 29 of an absorption part to reinforce the X-ray absorption part 19.

Description

本発明は、放射線画像の撮影に用いられるグリッド及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a grid used for radiographic imaging and a manufacturing method thereof.

Ｘ線は、物体に入射したときの相互作用により強度と位相とが変化し、位相変化が強度の変化よりも高い相互作用を示すことが知られている。このＸ線の性質を利用し、被検体によるＸ線の位相変化（角度変化）に基づいて、Ｘ線吸収能が低い被検体から高コントラストの画像（以下、位相コントラスト画像と称する）を得るＸ線位相イメージングの研究が盛んに行われている。   It is known that X-rays change in intensity and phase due to interaction when incident on an object, and the phase change exhibits an interaction higher than the change in intensity. Using this X-ray property, based on the phase change (angle change) of the X-ray by the subject, a high-contrast image (hereinafter referred to as a phase contrast image) is obtained from the subject having a low X-ray absorption capability. Research on line phase imaging has been actively conducted.

Ｘ線位相イメージングの一種として、タルボ干渉効果を用いたＸ線画像撮影システムが考案されている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。このＸ線画像撮影システムは、被検体の背後に配置した第１のグリッドと、第１のグリッドの格子ピッチとＸ線波長で決まる特定距離（タルボ干渉距離）だけＸ線の照射方向の下流に配置した第２のグリッドと、その背後に配置したＸ線画像検出器とを有する。第１のグリッドを通過したＸ線は、タルボ干渉効果により第２のグリッドの位置で自己像（縞画像）を形成する。この自己像は、被検体とＸ線との相互作用（位相変化）により変調を受ける。   As a kind of X-ray phase imaging, an X-ray imaging system using the Talbot interference effect has been devised (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). This X-ray imaging system has a first grid arranged behind the subject and a specific distance (Talbot interference distance) determined by the lattice pitch of the first grid and the X-ray wavelength, downstream in the X-ray irradiation direction. A second grid disposed and an X-ray image detector disposed behind the second grid are provided. The X-rays that have passed through the first grid form a self-image (stripe image) at the position of the second grid due to the Talbot interference effect. This self-image is modulated by the interaction (phase change) between the subject and the X-ray.

上記Ｘ線画像撮影システムは、第１のグリッドの自己像と第２のグリッドとの重ね合わせにより強度変調された縞画像の被検体による変化（位相ズレ）から被検体の位相コントラスト画像を取得する。これは縞走査法と称されている。縞走査法では、第１のグリッドに対して第２のグリッドを、第１のグリッドの面にほぼ平行で、かつ第１のグリッドの格子方向（条帯方向）にほぼ垂直な方向に、格子ピッチを等分割した走査ピッチで並進移動（走査）させながら各走査位置で撮影を行い、Ｘ線画像検出器で得られる各画素の画素データの上記走査位置に対する強度変化の位相のズレ量から位相微分像（被検体で屈折したＸ線の角度分布に対応）を取得する。この位相微分像を、上記の縞走査方向に沿って積分することにより被検体の位相コントラスト画像が得られる。この縞走査法は、レーザ光を利用した撮影装置においても用いられている（例えば、非特許文献２参照）。   The X-ray imaging system acquires a phase contrast image of a subject from a change (phase shift) caused by the subject of a stripe image whose intensity is modulated by superimposing the self-image of the first grid and the second grid. . This is called a fringe scanning method. In the fringe scanning method, the second grid is arranged with respect to the first grid in a direction substantially parallel to the plane of the first grid and substantially perpendicular to the lattice direction (strip direction) of the first grid. Imaging is performed at each scanning position while translational movement (scanning) is performed at a scanning pitch obtained by equally dividing the pitch, and a phase is determined based on a phase shift amount of intensity change with respect to the scanning position of pixel data of each pixel obtained by an X-ray image detector. A differential image (corresponding to the angular distribution of X-rays refracted by the subject) is acquired. A phase contrast image of the subject is obtained by integrating the phase differential image along the fringe scanning direction. This fringe scanning method is also used in an imaging apparatus using laser light (see, for example, Non-Patent Document 2).

第１及び第２のグリッドは、Ｘ線の照射方向に直交する方向に延伸されたＸ線吸収部をＸ線照射方向及び延伸方向に直交する方向に所定ピッチで配列した縞状（ストライプ状）の構造を有する。Ｘ線吸収部の幅及び配列ピッチは、Ｘ線焦点から第１のグリッドまでの距離と、第１のグリッドと第２のグリッドとの距離によって決定され、数μｍ〜数十μｍである。また、第２のグリッドの線吸収部は、高いＸ線吸収性を必要とするため、Ｘ線の進行方向の厚みが数十〜数百μｍ程度という高アスペクト比の構造を必要とする。   The first and second grids are striped (striped) in which X-ray absorbers stretched in a direction perpendicular to the X-ray irradiation direction are arranged at a predetermined pitch in a direction orthogonal to the X-ray irradiation direction and the stretching direction. It has the structure of. The width and arrangement pitch of the X-ray absorber are determined by the distance from the X-ray focal point to the first grid and the distance between the first grid and the second grid, and are several μm to several tens of μm. Moreover, since the line absorption part of the second grid requires high X-ray absorption, it requires a high aspect ratio structure in which the thickness in the X-ray traveling direction is about several tens to several hundreds μm.

従来、シリコン基板やレジスト膜等のＸ線透過性基板に高いアスペクト比を有する溝を形成し、このＸ線透過性基板の下面に設けられた導電性薄膜を電極にして、電解メッキにより溝内に金等のＸ線吸収材を充填するＸ線吸収部の製造方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。   Conventionally, a groove having a high aspect ratio is formed in an X-ray transparent substrate such as a silicon substrate or a resist film, and the conductive thin film provided on the lower surface of the X-ray transparent substrate is used as an electrode, and the groove is formed by electrolytic plating. A manufacturing method of an X-ray absorbing portion in which an X-ray absorbing material such as gold is filled is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

また、縞走査法を用いていないが、十字格子状のＸ線マスクを使用して位相コントラスト画像を撮影する装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。この装置は、Ｘ線画像検出器の各画素の縁部を遮蔽する検出器マスクと、この検出器マスクによって遮蔽された縁部にＸ線が照射されるようにＸ線ビームを形成する試料マスクとを備えている。検出器マスク及び試料マスクは、それぞれＸ線吸収性を有する材質によって十字格子状に形成されている。試料マスクによって形成されたＸ線ビームは、被検体を透過する際に僅かに位相が変化し、検出器マスクからずれてＸ線画像検出器に検出されるので、その検出結果に基づいて位相コントラスト画像を検出することができる。   In addition, an apparatus that captures a phase contrast image using a cross lattice-shaped X-ray mask without using a fringe scanning method is known (see, for example, Patent Document 3). This apparatus includes a detector mask that shields an edge of each pixel of an X-ray image detector, and a sample mask that forms an X-ray beam so that the edge shielded by the detector mask is irradiated with X-rays. And. Each of the detector mask and the sample mask is formed in a cross lattice shape by a material having X-ray absorption. The phase of the X-ray beam formed by the sample mask slightly changes when it passes through the subject and is detected by the X-ray image detector deviating from the detector mask, so that the phase contrast is based on the detection result. An image can be detected.

非特許文献３には、Ｘ線吸収部に相当する格子線と、Ｘ線透過部に相当する格子間隙とを周期的に交互に並べたグリッドにおいて、格子構造を安定させるために、隣り合う格子線を接続する梁を、格子間隙の延伸方向に沿って不規則に設けることが開示されている。また、特許文献４には、非特許文献３の梁が不規則に設けられていることにより格子間隙に毛細管力が発生して格子線が湾曲すること、この格子線の湾曲を防ぐために、格子間隙の延伸方向における梁の間隔を所定の幾何学的条件を満たすようにすることが開示されている。   Non-Patent Document 3 discloses that in a grid in which lattice lines corresponding to X-ray absorption portions and lattice gaps corresponding to X-ray transmission portions are alternately arranged periodically, adjacent lattices are stabilized. It is disclosed that the beams connecting the lines are provided irregularly along the extending direction of the lattice gap. Further, in Patent Document 4, the beams of Non-Patent Document 3 are irregularly provided, so that capillary forces are generated in the lattice gap and the lattice lines are curved. In order to prevent the lattice lines from being curved, It is disclosed that the distance between the beams in the extending direction of the gap satisfies a predetermined geometric condition.

特開２００９−０３７０２３号公報JP 2009-037023 A 特開２００６−２５９２６４号公報JP 2006-259264 A 特表２０１０−５０２９７７号公報Japanese translation of PCT publication 2010-502977 米国公開公報２０１０／０２７８２９７号US Publication No. 2010/0278297

C. David, et al., Applied Physics Letters, Vol.81, No.17, 2002年10月，3287頁C. David, et al., Applied Physics Letters, Vol. 81, No. 17, October 2002, p. 3287 Hector Canabal, et al., Applied Optics, Vol.37, No.26, 1998年9月，6227頁Hector Canabal, et al., Applied Optics, Vol.37, No.26, September 1998, 6227 "Fabrication of, high aspect ratio submicron gratings by soft X-ray SU-8 lithography" by E. Reznikova et al., in Micro. Syst. Techn. (2008),"Fabrication of, high aspect ratio submicron gratings by soft X-ray SU-8 lithography" by E. Reznikova et al., In Micro. Syst. Techn. (2008),

非特許文献３及び特許文献４には、格子線間を連結する梁の延伸方向におけるピッチと、Ｘ線画像検出器の画素サイズとの関係が明確にされていない。例えば、梁の延伸方向のピッチが画素サイズの延伸方向のサイズよりも大きいとき、Ｘ線画像検出器の各画素に対面する梁の有無により、各画素におけるグリッドのＸ線透過率にバラツキが生じるため、位相コントラスト画像の画質が低下してしまう。   Non-Patent Document 3 and Patent Document 4 do not clarify the relationship between the pitch in the extending direction of the beams connecting the lattice lines and the pixel size of the X-ray image detector. For example, when the pitch in the extending direction of the beams is larger than the size in the extending direction of the pixel size, the X-ray transmittance of the grid in each pixel varies depending on the presence or absence of the beam facing each pixel of the X-ray image detector. Therefore, the image quality of the phase contrast image is degraded.

Ｘ線透過性基板にＸ線リソグラフィを用いて溝を形成する場合、現像時の溶液の揺動、乾燥時の水の表面張力等により、溝を構成している隔壁が倒れて隣の隔壁に当接するスティッキングという現象が発生しやすくなる。また、メッキが不均一に成長した場合には、成長の早い部分が隔壁を押して倒してしまうため、同様にスティッキングが発生する。スティッキングが発生するとＸ線吸収部のピッチが不均一になり、グリッドとしての性能が低下してしまう。   When grooves are formed on an X-ray transmissive substrate by using X-ray lithography, the partition walls constituting the grooves collapse due to the rocking of the solution during development, the surface tension of water during drying, etc. The phenomenon of sticking that comes into contact easily occurs. Further, when the plating grows unevenly, the fast-growing portion pushes the partition wall and falls down, so that sticking similarly occurs. When sticking occurs, the pitch of the X-ray absorbing portion becomes non-uniform, and the performance as a grid is degraded.

上記問題を解決するため、図１４に示すように、Ｘ線透過性基板９０に形成した溝９１内にＸ線吸収材９２を充填してＸ線吸収部９３を形成する際に、溝９１の隔壁となるＸ線透過部９４の間を連結して補強する透過部用ブリッジ部９５を設けることが考えられる。しかし、透過部用ブリッジ部９５を設けると溝９１が途中で分断されるため、電解メッキ時に溝９１内でのメッキ液の流れが滞り、メッキの不均一成長が起こりやすくなってしまう。   In order to solve the above problem, as shown in FIG. 14, when the X-ray absorbing material 92 is filled in the groove 91 formed in the X-ray transparent substrate 90 to form the X-ray absorbing portion 93, It is conceivable to provide a transmissive portion bridge portion 95 that connects and reinforces the X-ray transmissive portions 94 serving as partition walls. However, when the transmission portion bridge portion 95 is provided, the groove 91 is divided in the middle, so that the flow of the plating solution in the groove 91 is delayed during electrolytic plating, and the plating is liable to grow unevenly.

特許文献３のように、グリッドをＸ線画像検出器の画素サイズと同じピッチの十字格子状にすることも考えられるが、縞走査法に用いるグリッドは、Ｘ線吸収部の配置ピッチが数μｍ〜数十μｍであるため、画素サイズ（例えば、１５０μｍ角程度）と同じピッチにすることはできない。また、十字格子状のグリッドの配置ピッチが大きすぎると、メッキ液の滞留と、Ｘ線吸収部の強度低下とを解決する効果が得られないことも考えられる。   As in Patent Document 3, it is conceivable that the grid is formed in a cross lattice shape having the same pitch as the pixel size of the X-ray image detector. Since it is ˜several μm, it cannot be set to the same pitch as the pixel size (for example, about 150 μm square). Moreover, if the arrangement pitch of the grids in the shape of a cross lattice is too large, it is conceivable that the effect of solving the retention of the plating solution and the decrease in the strength of the X-ray absorption part cannot be obtained.

本発明の目的は、グリッドのＸ線透過率のバラツキを小さくするとともに、グリッド製造時にＸ線透過部が倒れてしまうスティッキング現象の発生を防止することにある。   An object of the present invention is to reduce the variation in the X-ray transmittance of the grid, and to prevent the occurrence of a sticking phenomenon that causes the X-ray transmission portion to collapse during the manufacture of the grid.

上記課題を解決するために、本発明の放射線画像撮影用グリッドは、一方向に延伸されかつ延伸方向に直交する配列方向に沿って交互に配置された複数の放射線吸収部及び放射線透過部を有し、放射線透過部を通過した放射線が放射線画像検出器によって検出される放射線画像撮影システムに用いられる放射線画像撮影用グリッドであって、放射線吸収部同士を連結するとともに、延伸方向における配列ピッチが放射線画像検出器の画素サイズ以下とされた複数の吸収部用ブリッジ部を有するものである。   In order to solve the above problems, the grid for radiographic imaging of the present invention has a plurality of radiation absorbing portions and radiation transmitting portions that are stretched in one direction and arranged alternately along the arrangement direction orthogonal to the stretching direction. The radiation image capturing grid used in the radiation image capturing system in which the radiation that has passed through the radiation transmitting portion is detected by the radiation image detector, the radiation absorbing portions are connected to each other, and the arrangement pitch in the stretching direction is the radiation. It has a plurality of bridge portions for absorbing portions that are not larger than the pixel size of the image detector.

放射線吸収部は、配列方向の複数本ごとに吸収部用ブリッジ部によって連結されていてもよい。   The radiation absorption part may be connected by a bridge part for absorption parts for every plurality in the arrangement direction.

吸収部用ブリッジ部は、千鳥状に配列してもよいし、配列方向に対して斜めに配置してもよい。また、配列方向で隣接する吸収部用ブリッジ部間の延伸方向の間隔が、ランダムになるように配置してもよい。   The absorber bridge portions may be arranged in a staggered manner or may be arranged obliquely with respect to the arrangement direction. Moreover, you may arrange | position so that the space | interval of the extending | stretching direction between the bridge | bridging parts for absorbers adjacent in an arrangement direction may become random.

吸収部用ブリッジ部の延伸方向の配列ピッチは、ランダムにしてもよいし、中心値に対しある範囲で分布する値としてもよい。また、吸収部用ブリッジ部の延伸方向の配列ピッチは、素数の値を用いてもよい。また、吸収部用ブリッジ部の延伸方向の配列ピッチは、放射線吸収部の配列方向の幅の５倍以上であることが好ましい。更に、吸収部用ブリッジ部の１画素内に占める面積の割合は、２０％以下であることが好ましい。   The arrangement pitch in the extending direction of the bridge portion for absorbing portion may be random or may be a value distributed in a certain range with respect to the center value. In addition, a prime number value may be used as the arrangement pitch in the extending direction of the bridge portion for absorbing portion. Moreover, it is preferable that the arrangement | sequence pitch of the extending | stretching direction of the bridge part for absorption parts is 5 times or more of the width | variety of the arrangement direction of a radiation absorption part. Furthermore, it is preferable that the ratio of the area in one pixel of the bridge part for absorption parts is 20% or less.

吸収部用ブリッジ部は、放射線吸収部の間に配置させてもよい。この場合、吸収部用ブリッジ部は、放射線吸収部と一体に設けてもよい。また、吸収部用ブリッジ部は、放射線の照射方向において、放射線吸収部間の全域、入射側、中間部、もしくは出射側のいずれかの位置に設けてもよい。また、吸収部用ブリッジ部を、放射線透過性を有するブリッジ部材によって形成し、放射線透過部をまたぐように設けてもよい。   The bridge part for absorption part may be arranged between the radiation absorption parts. In this case, the absorber bridge portion may be provided integrally with the radiation absorber. Further, the bridge portion for absorbing portion may be provided at any position on the entire area between the radiation absorbing portions, the incident side, the intermediate portion, or the emission side in the radiation irradiation direction. Moreover, the bridge part for absorption parts may be formed by a bridge member having radiation transparency and provided so as to straddle the radiation transmission part.

また、本発明の更に別の放射線画像撮影用グリッドは、放射線透過部同士を連結する複数の透過部用ブリッジ部を設けてもよい。   Further, another radiographic imaging grid of the present invention may be provided with a plurality of transmission portion bridge portions that connect the radiation transmission portions to each other.

また、放射線を透過する部分と吸収する部分とからなるグリッド構造が周期的に配置され、放射線源から照射された放射線を通過させて第１の周期パターン像を形成する第１のグリッドと、第１の周期パターンに対して位相が異なる少なくとも１つの相対位置で第１の周期パターン像に強度変調を与える強度変調手段と、強度変調手段により相対位置で生成された第２の周期パターン像を検出する放射線画像検出器と、放射線画像検出器により検出された少なくとも１つの第２の周期パターン像に基づいて、位相情報を画像化する演算処理手段と、を備えた放射線画像撮影システムに用いられる放射線画像撮影用グリッドにおいて、上記いずれかの放射線画像撮影用グリッドを、第１のグリッドに用いてもよい。   In addition, a grid structure composed of a portion that transmits radiation and a portion that absorbs radiation is periodically arranged, a first grid that forms a first periodic pattern image by passing radiation irradiated from a radiation source, Intensity modulating means for applying intensity modulation to the first periodic pattern image at at least one relative position having a phase different from that of one periodic pattern, and detecting the second periodic pattern image generated at the relative position by the intensity modulating means Used in a radiographic imaging system comprising: a radiological image detector that performs imaging processing, and arithmetic processing means that images phase information based on at least one second periodic pattern image detected by the radiographic image detector In the image capturing grid, any one of the above radiographic image capturing grids may be used as the first grid.

更に、上記放射線画像撮影システムの強度変調手段が、第１の周期パターンを透過する部分と吸収する部分とからなるグリッド構造が周期的に配置された第２のグリッドと、第１及び第２のグリッドのいずれか一方を、第１及び第２のグリッドのグリッド構造の周期方向に所定のピッチで移動させる走査手段とからなり、走査手段により移動される各位置が相対位置に対応する場合には、上記いずれかの放射線画像撮影用グリッドを第２のグリッドに用いてもよい。   Further, the intensity modulation means of the radiographic imaging system includes a second grid in which a grid structure including a portion that transmits the first periodic pattern and a portion that absorbs the first periodic pattern is periodically arranged, and the first and second grids When any one of the grids is composed of scanning means for moving the grid structure of the first and second grids at a predetermined pitch in the periodic direction, and each position moved by the scanning means corresponds to a relative position Any of the above-described grids for radiographic imaging may be used as the second grid.

また、上記放射線画像撮影システムが、放射線源と第１のグリッドとの間に、放射線源から照射された放射線を領域選択的に遮蔽して多数の線光源とする第３のグリッドを有している場合には、上記いずれかの放射線画像撮影用グリッドを第３のグリッドに用いてもよい。   In addition, the radiographic imaging system includes a third grid between the radiation source and the first grid, which selectively shields the radiation emitted from the radiation source into a plurality of line light sources. In the case where there is, any one of the grids for radiographic imaging may be used as the third grid.

本発明の放射線画像撮影用グリッドの製造方法は、放射線透過性基板に、一方向に延伸されかつ延伸方向に直交する配列方向に沿って配置された複数の吸収部用溝と、吸収部用溝の間を隔てる複数の放射線透過部と、放射線透過部同士を連結する複数の透過部用ブリッジ部と、各吸収部用溝の間を連結する連結用溝とを形成する工程と、吸収用溝及び連結用溝内に、電解メッキ法を用いて放射線吸収材を充填し、放射線吸収部及び吸収部用ブリッジ部を形成する工程とを備えたものである。   The manufacturing method of the grid for radiographic imaging of the present invention includes a plurality of absorbent groove, which is stretched in one direction and arranged in an arrangement direction orthogonal to the stretch direction, on the radiation transmissive substrate, and the absorbent groove. A step of forming a plurality of radiation transmitting portions that separate each other, a plurality of transmission portion bridge portions that connect the radiation transmitting portions, and a connecting groove that connects each of the absorbing portion grooves, and an absorption groove And a step of filling the coupling groove with a radiation absorbing material using an electrolytic plating method to form a radiation absorbing portion and an absorbing portion bridge portion.

本発明の放射線画像撮影用グリッドは、放射線吸収部の間を連結する吸収部用ブリッジ部を備えているので、グリッドの強度が向上する。また、吸収部用ブリッジ部の延伸方向における配列ピッチは、放射線画像検出器の１画素のサイズよりも小さいので、吸収部用ブリッジ部による放射線透過率のバラツキは生じない。また、放射線透過部同士を連結する透過部用ブリッジ部を設けたので、グリッドの強度を更に向上させることができる。   Since the grid for radiographic imaging of the present invention includes the absorber bridge portion that connects the radiation absorbers, the strength of the grid is improved. Moreover, since the arrangement pitch in the extending direction of the absorber bridge portion is smaller than the size of one pixel of the radiation image detector, there is no variation in radiation transmittance due to the absorber bridge portion. Moreover, since the bridge | bridging part for transmission parts which connects radiation transmission parts is provided, the intensity | strength of a grid can further be improved.

本発明のグリッドの製造方法は、放射線透過性基板に放射線吸収部が形成される複数の吸収部用溝を形成する際に、各吸収部用溝の間を隔てる放射線透過部同士を連結する複数の透過部用ブリッジ部を設けているので、放射線透過部が倒れる現象であるスティッキングを防止することができる。また、吸収部用溝を形成する際に、各吸収部用溝の間を連結する連結用溝を設けているので、吸収部用溝内のメッキ液の流れを改善し、メッキの不均一成長による放射線透過部のスティッキングを防止することができる。更に、連結用溝内に充填された放射線吸収材が吸収部用ブリッジ部として機能するので、放射線吸収部の強度が向上する。   The method for manufacturing a grid according to the present invention includes a plurality of radiation transmitting portions that connect each of the absorbing portion grooves when forming the plurality of absorbing portion grooves in which the radiation absorbing portions are formed on the radiation transmitting substrate. Since the transmission portion bridge portion is provided, sticking, which is a phenomenon in which the radiation transmission portion collapses, can be prevented. In addition, when forming the absorbent groove, a connecting groove for connecting the absorbent grooves is provided, thereby improving the flow of the plating solution in the absorbent groove and uneven plating growth. It is possible to prevent sticking of the radiation transmitting part due to the above. Furthermore, since the radiation absorbing material filled in the connecting groove functions as the bridge portion for the absorbing portion, the strength of the radiation absorbing portion is improved.

本発明のＸ線画像撮影システムの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the X-ray imaging system of this invention. 第２のグリッドの平面図及び要部断面図である。It is the top view and principal part sectional drawing of a 2nd grid. 第２のグリッドの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a 2nd grid. 第２のグリッドの製造手順を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the manufacturing procedure of a 2nd grid. 溝及びブリッジ部が形成されたＸ線透過性基板の平面図及び要部断面図である。It is the top view and principal part sectional drawing of the X-ray transparent substrate in which the groove | channel and the bridge | bridging part were formed. 溝及びブリッジ部が形成されたＸ線透過性基板の斜視図である。It is a perspective view of the X-ray transmissive board | substrate with which the groove | channel and the bridge | bridging part were formed. 第２のグリッドから支持基板もしくはＸ線透過性基板を除去した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which removed the support substrate or the X-ray transparent substrate from the 2nd grid. 透過部用ブリッジ部と吸収部用ブリッジ部の配置例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of arrangement | positioning of the bridge part for transmission parts, and the bridge part for absorption parts. 透過部用ブリッジ部と吸収部用ブリッジ部の好ましくない配置例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of an undesirable arrangement | positioning of the bridge | bridging part for transmission parts, and the bridge | bridging part for absorption parts. Ｘ線透過部及びＸ線吸収部を複数本ごとにブリッジ部によって連結したグリッドの例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of the grid which connected the X-ray permeation | transmission part and the X-ray absorption part by the bridge | bridging part for every plurality. Ｘ線吸収部の厚み方向における吸収部用ブリッジ部の配置例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of arrangement | positioning of the bridge part for absorption parts in the thickness direction of an X-ray absorption part. 複数枚の小格子から構成したグリッドを示す平面図である。It is a top view which shows the grid comprised from the several small lattice. 湾曲されたグリッドを用いているＸ線画像撮影システムの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the X-ray-image imaging system using the curved grid. 放射線透過部間に透過部用ブリッジ部を設けたグリッドの例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of the grid which provided the bridge | bridging part for transmission parts between the radiation transmission parts.

図１に示すように、本発明のＸ線画像撮影システム１０は、Ｘ線照射方向であるｚ方向に沿って配置されたＸ線源１１、線源グリッド１２、第１のグリッド１３、第２のグリッド１４、Ｘ線画像検出器１５を備えている。Ｘ線源１１は、例えば、回転陽極型のＸ線管と、Ｘ線の照射野を制限するコリメータとを有し、被検体Ｈにコーンビーム状のＸ線を放射する。Ｘ線画像検出器１５は、例えば、半導体回路を用いたフラットパネル検出器（ＦＰＤ：Flat Panel Detector）であり、第２のグリッド１４の背後に配置されている。Ｘ線画像検出器１５には、Ｘ線画像検出器１５により検出された画像データから位相コントラスト画像を生成する位相コントラスト画像生成部１６が接続されている。   As shown in FIG. 1, the X-ray imaging system 10 of the present invention includes an X-ray source 11, a source grid 12, a first grid 13, and a second grid arranged along the z direction that is the X-ray irradiation direction. Grid 14 and X-ray image detector 15. The X-ray source 11 includes, for example, a rotary anode type X-ray tube and a collimator that limits the X-ray irradiation field, and emits cone beam-shaped X-rays to the subject H. The X-ray image detector 15 is, for example, a flat panel detector (FPD) using a semiconductor circuit, and is disposed behind the second grid 14. The X-ray image detector 15 is connected to a phase contrast image generation unit 16 that generates a phase contrast image from the image data detected by the X-ray image detector 15.

線源グリッド１２、第１のグリッド１３及び第２のグリッド１４は、Ｘ線を吸収する吸収型格子であり、ｚ方向においてＸ線源１１に対向配置されている。線源グリッド１２と第１のグリッド１３との間には、被検体Ｈが配置可能な間隔が設けられている。また、第１のグリッド１３と第２のグリッド１４との距離は、最小のタルボ干渉距離以下とされている。すなわち、本実施形態のＸ線画像撮影システム１０は、タルボ干渉効果を用いず、Ｘ線を投影することによって位相コントラスト画像を撮影する。   The radiation source grid 12, the first grid 13, and the second grid 14 are absorption type gratings that absorb X-rays, and are disposed to face the X-ray source 11 in the z direction. Between the radiation source grid 12 and the first grid 13, an interval at which the subject H can be arranged is provided. Further, the distance between the first grid 13 and the second grid 14 is set to be equal to or shorter than the minimum Talbot interference distance. That is, the X-ray image capturing system 10 of the present embodiment captures a phase contrast image by projecting X-rays without using the Talbot interference effect.

第２のグリッド１４及び走査機構２０は、本発明の強度変調手段を構成する。走査機構２０は、位相コントラスト画像の撮影時に、第２のグリッド１４の格子ピッチを等分割（例えば、５分割）した走査ピッチで、格子ピッチ方向（ｘ方向）に並進移動させる機構である。   The second grid 14 and the scanning mechanism 20 constitute intensity modulation means of the present invention. The scanning mechanism 20 is a mechanism that translates the grating pitch of the second grid 14 in the grating pitch direction (x direction) at a scanning pitch obtained by equally dividing the grating pitch of the second grid 14 (for example, five divisions) when capturing a phase contrast image.

第２のグリッド１４を例にして、グリッドの構造を説明する。図２（Ａ）は、第２のグリッド１４をＸ線画像検出器１５の側から見た平面図であり、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＡ−Ａ断面を表している。また、図３は、第２のグリッド１４の斜視図を表している。第２のグリッド１４は、例えばシリコン等のＸ線透過性を有する材質で形成されたＸ線透過性基板２１と、Ｘ線透過性基板２１の一方の面に積層されたシーズ層２２及び支持基板２３から構成されている。シーズ層２２は、第２のグリッド１４の製造時に行なわれる電解メッキの電極として用いられる。支持基板２３は、Ｘ線透過性基板２１を支持して補強するために設けられている。シーズ層２２及び支持基板２３は、Ｘ線透過性を有している。   The structure of the grid will be described using the second grid 14 as an example. FIG. 2A is a plan view of the second grid 14 viewed from the X-ray image detector 15 side, and FIG. 2B shows a cross section taken along the line AA in FIG. FIG. 3 is a perspective view of the second grid 14. The second grid 14 includes, for example, an X-ray transparent substrate 21 made of a material having X-ray transparency such as silicon, and a seed layer 22 and a support substrate laminated on one surface of the X-ray transparent substrate 21. 23. The seed layer 22 is used as an electrode for electrolytic plating performed when the second grid 14 is manufactured. The support substrate 23 is provided to support and reinforce the X-ray transparent substrate 21. The seeds layer 22 and the support substrate 23 have X-ray transparency.

Ｘ線透過性基板２１には、ｙ方向（延伸方向）に延伸されかつｘ方向（配列方向）に所定ピッチで配列された複数の吸収部用溝（以下、溝と省略する）２４と、この溝２４内に充填されたＸ線吸収材２５とからなるＸ線吸収部１９が設けられている。Ｘ線吸収材２５は、Ｘ線吸収性に優れた金属、例えば金やプラチナ等から構成されている。各Ｘ線吸収部１９を隔てている複数の隔壁は、Ｘ線透過部２６である。   The X-ray transmissive substrate 21 includes a plurality of absorbing portion grooves (hereinafter abbreviated as grooves) 24 that are stretched in the y direction (stretching direction) and arranged at a predetermined pitch in the x direction (arrangement direction). An X-ray absorbing portion 19 including an X-ray absorbing material 25 filled in the groove 24 is provided. The X-ray absorber 25 is made of a metal excellent in X-ray absorption, such as gold or platinum. The plurality of partition walls separating the X-ray absorption parts 19 are X-ray transmission parts 26.

Ｘ線吸収部１９の幅Ｗ２及びピッチＰ２は、線源グリッド１２と第１のグリッド１３との間の距離、第１のグリッド１３と第２のグリッド１４との距離、及び第１のグリッド１３のＸ線吸収部１８のピッチ等によって決まるが、幅Ｗ２はおよそ２〜２０μｍ、ピッチＰ２は４〜４０μｍ程度である。また、Ｘ線吸収部１９のＸ方向の厚みＴ２は、高いＸ線吸収性を得るためには厚いほどよいが、Ｘ線源１１から放射されるコーンビーム状のＸ線のケラレを考慮して、例えば１００〜２００μｍ程度となっている。本実施形態では、例えば、幅Ｗ２が２．５μｍ、ピッチＰ２が５μｍ、厚みＴ２が１００μｍとなっている。   The width W2 and the pitch P2 of the X-ray absorber 19 are the distance between the source grid 12 and the first grid 13, the distance between the first grid 13 and the second grid 14, and the first grid 13. The width W2 is about 2 to 20 μm, and the pitch P2 is about 4 to 40 μm. In addition, the thickness T2 in the X direction of the X-ray absorber 19 is preferably as thick as possible in order to obtain high X-ray absorption, but considering the vignetting of cone-beam X-rays emitted from the X-ray source 11. For example, it is about 100-200 micrometers. In the present embodiment, for example, the width W2 is 2.5 μm, the pitch P2 is 5 μm, and the thickness T2 is 100 μm.

溝２４内には、ｘ方向において隣接するＸ線透過部２６同士を連結して補強する透過部用ブリッジ部２８が設けられている。同様に、ｘ方向において隣接するＸ線吸収部１９の間には、Ｘ線吸収部１９同士を連結して補強する吸収部用ブリッジ部２９が設けられている。透過部用ブリッジ部２８及び吸収部用ブリッジ部２９は、第２のグリッド１４の強度を向上させる効果を有している。また、透過部用ブリッジ部２８は、第２のグリッド１４の製造時にＸ線透過部２６が倒れて隣のＸ線透過部と当接するスティッキングの発生を防止する効果を有している。更に、吸収部用ブリッジ部２９を構成する連結用溝３０は、溝２４間を連結する機能を有しているため、第２のグリッド１４の製造時に行なわれる電解メッキのメッキ液の流れが改善され、メッキ液の滞留によるスティッキングの発生を防止する効果を有している。   In the groove 24, a transmission portion bridge portion 28 that connects and reinforces the X-ray transmission portions 26 adjacent in the x direction is provided. Similarly, between the X-ray absorption parts 19 which adjoin in the x direction, the bridge | bridging part 29 for absorption parts which connects and reinforces X-ray absorption parts 19 is provided. The transmission portion bridge portion 28 and the absorption portion bridge portion 29 have an effect of improving the strength of the second grid 14. Further, the transmission portion bridge portion 28 has an effect of preventing the occurrence of sticking in which the X-ray transmission portion 26 falls down and contacts the adjacent X-ray transmission portion when the second grid 14 is manufactured. Further, since the connecting groove 30 constituting the absorbing portion bridge portion 29 has a function of connecting the grooves 24, the flow of the plating solution for electrolytic plating performed at the time of manufacturing the second grid 14 is improved. In addition, it has the effect of preventing the occurrence of sticking due to the retention of the plating solution.

透過部用ブリッジ部２８及び吸収部用ブリッジ部２９の幅は、Ｘ線透過部２６の幅と同じか、またはＸ線透過部２６の幅よりも大きくされている。また、透過部用ブリッジ部２８及び吸収部用ブリッジ部２９のｙ方向の配置ピッチＰａ２、Ｐｂ２は、例えば、Ｘ線画像検出器１５のｘ方向及びｙ方向の画素サイズ（例えば、１５０μｍ角）以下となっている。これは、Ｘ線画像検出器１５の各画素に対面する透過部用ブリッジ部２８及び吸収部用ブリッジ部２９の有無により、各画素におけるグリッドのＸ線透過率にバラツキが生じるのを防ぐためである。 The widths of the transmission portion bridge portion 28 and the absorption portion bridge portion 29 are the same as the width of the X-ray transmission portion 26 or larger than the width of the X-ray transmission portion 26. Further, the arrangement pitches P a2 and P b2 in the y direction of the transmission portion bridge portion 28 and the absorption portion bridge portion 29 are, for example, the pixel sizes (for example, 150 μm square) of the X-ray image detector 15 in the x direction and the y direction. ) It is as follows. This is to prevent variation in the X-ray transmittance of the grid in each pixel due to the presence or absence of the transmission portion bridge portion 28 and the absorption portion bridge portion 29 facing each pixel of the X-ray image detector 15. is there.

また、透過部用ブリッジ部２８及び吸収部用ブリッジ部２９のｙ方向の配置ピッチＰａ２、Ｐｂ２は、より好ましくは、Ｘ線吸収部１９の幅Ｗ２の５倍以上となっている。これは、Ｘ線吸収部１９の形成時にＸ線透過部２６が倒れるスティッキングを防止するととともに、Ｘ線吸収部１９の強度を向上させるためである。更に、Ｘ線画像検出器１５の１画素内に占める吸収部用ブリッジ部２９の面積の割合は、２０％以下とされている。これは、１画素内に占める吸収部用ブリッジ部２９の面積が大きくなりすぎると、Ｘ線透過能が低下するためである。透過部用ブリッジ部２８及び吸収部用ブリッジ部２９の配置は、図２（Ａ）に示すように、例えばｙ方向において千鳥状に配置されている。 Further, the arrangement pitches P a2 and P b2 in the y direction of the transmission portion bridge portion 28 and the absorption portion bridge portion 29 are more preferably 5 times or more the width W2 of the X-ray absorption portion 19. This is for preventing the sticking that the X-ray transmission part 26 falls when the X-ray absorption part 19 is formed and for improving the strength of the X-ray absorption part 19. Furthermore, the ratio of the area of the absorber bridge portion 29 occupying in one pixel of the X-ray image detector 15 is set to 20% or less. This is because, if the area of the absorber bridge portion 29 occupying in one pixel becomes too large, the X-ray transmission ability is lowered. As shown in FIG. 2 (A), the transmission portion bridge portion 28 and the absorption portion bridge portion 29 are arranged in a staggered manner in the y direction, for example.

次に、第２のグリッド１４を例にして、本発明のグリッドの製造方法について説明する。図４（Ａ）に示すように、第２のグリッド１４を製造する最初の工程では、シリコン製のＸ線透過性基板２１の下面に支持基板２３が接合される。Ｘ線透過性基板２１の厚みは、Ｘ線吸収部１９のＸ線照射方向の厚みに相当し、例えば２０〜１５０μｍである。支持基板２３には、Ｘ線吸収性の低い材料が用いられており、望例えばホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、石英、アルミナ、ＧａＡｓ、Ｇｅ等が望ましく、更にはＸ線透過性基板２１と同じシリコンが望ましい。ホウケイ酸ガラスとしては、例えばパイレックス（登録商標）ガラス、テンパックス（登録商標）ガラス等を用いることができる。   Next, the grid manufacturing method of the present invention will be described using the second grid 14 as an example. As shown in FIG. 4A, in the first step of manufacturing the second grid 14, the support substrate 23 is bonded to the lower surface of the silicon X-ray transparent substrate 21. The thickness of the X-ray transmissive substrate 21 corresponds to the thickness of the X-ray absorbing unit 19 in the X-ray irradiation direction, and is, for example, 20 to 150 μm. For the support substrate 23, a material having low X-ray absorption is used. Desirable materials such as borosilicate glass, soda lime glass, quartz, alumina, GaAs, and Ge are desirable, and the same as the X-ray transparent substrate 21. Silicon is preferred. As the borosilicate glass, for example, Pyrex (registered trademark) glass, Tempax (registered trademark) glass, or the like can be used.

支持基板２３のＸ線透過性基板２１に接合された面には、導電性を有するシーズ層２２が設けられている。シーズ層２２は、例えば、ＡｕまたはＮｉ、もしくはＡｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ｐｔ等からなる金属膜、あるいはそれらの合金からなる金属膜から構成するのが好ましい。また、シーズ層２２は、Ｘ線透過性基板２１に設けてもよいし、Ｘ線透過性基板２１と支持基板２３との両方に設けられていてもよい。シーズ層２２及び支持基板２３の厚みは、第２のグリッド１４の強度を確保するため、Ｘ線透過性基板２１よりも厚くなっており、例えば１００〜７００μｍ程度である。   A conductive seed layer 22 is provided on the surface of the support substrate 23 bonded to the X-ray transparent substrate 21. The seed layer 22 is made of, for example, Au or Ni, or a metal film made of Al, Ti, Cr, Cu, Ag, Ta, W, Pb, Pd, Pt, or a metal film made of an alloy thereof. preferable. Further, the seed layer 22 may be provided on the X-ray transparent substrate 21 or may be provided on both the X-ray transparent substrate 21 and the support substrate 23. The thickness of the seed layer 22 and the support substrate 23 is thicker than the X-ray transmissive substrate 21 in order to ensure the strength of the second grid 14 and is, for example, about 100 to 700 μm.

図４（Ｂ）に示すように、次の工程では、一般的なフォトリソグラフィ技術を用いて、Ｘ線透過性基板２１の上にエッチングマスク３２が形成される。エッチングマスク３２は、紙面方向に直線状に延伸され、かつ左右方向に所定ピッチで周期的に配列された縞模様のパターンと、透過部用ブリッジ部２８及び吸収部用ブリッジ部２９の連結用溝３０を形成するためのパターンとを有している。   As shown in FIG. 4B, in the next step, an etching mask 32 is formed on the X-ray transparent substrate 21 by using a general photolithography technique. The etching mask 32 is a striped pattern that is linearly extended in the paper surface direction and periodically arranged at a predetermined pitch in the left-right direction, and a connecting groove for the transmitting portion bridge portion 28 and the absorbing portion bridge portion 29. 30 to form a pattern 30.

図４（Ｃ）に示すように、次の工程では、エッチングマスク３２を用いたドライエッチングにより、Ｘ線透過性基板２１に複数の溝２４と、透過部用ブリッジ部２８と、連結用溝３０とが形成される。溝２４は、例えば、幅が数μｍ、深さ１００μｍ程度の高いアスペクト比を必要とするため、溝２４を形成するドライエッチングには、例えば、ボッシュプロセス、クライオプロセス等が用いられる。   As shown in FIG. 4C, in the next step, a plurality of grooves 24, a transmission portion bridge portion 28, and a connection groove 30 are formed in the X-ray transparent substrate 21 by dry etching using an etching mask 32. And are formed. The groove 24 requires a high aspect ratio of, for example, a width of several μm and a depth of about 100 μm. Therefore, for example, a Bosch process or a cryo process is used for dry etching for forming the groove 24.

図５（Ａ）、（Ｂ）、及び図６に示すように、エッチング後のＸ線透過性基板２１には、複数の溝２４と、透過部用ブリッジ部２８と、連結用溝３０とが形成される。なお、シリコン基板に代えて感光性レジストを使用し、シンクロトロン放射光で露光して溝を形成してもよい。   As shown in FIGS. 5A, 5 </ b> B, and 6, the etched X-ray transparent substrate 21 has a plurality of grooves 24, a transmission portion bridge portion 28, and a connection groove 30. It is formed. Note that a photosensitive resist may be used in place of the silicon substrate, and the groove may be formed by exposure with synchrotron radiation.

図４（Ｄ）に示すように、次の工程では、電解メッキにより溝２４及び連結用溝３０内に金などのＸ線吸収材２５が充填される。支持基板２３が接合されているＸ線透過性基板２１は、シーズ層２２に電流端子が接続され、メッキ液中に浸漬される。Ｘ線透過性基板２１と対向させた位置には、もう一方の電極（陽極）が用意され、この問に電流が流されてメッキ液中の金属イオンがパターン加工されたＸ線透過性基板２１へ析出されることにより、溝２４及び連結用溝３０内に金が埋め込まれ、Ｘ線吸収部１９及び吸収部用ブリッジ部２９が形成される。   As shown in FIG. 4D, in the next step, the X-ray absorbing material 25 such as gold is filled in the groove 24 and the connecting groove 30 by electrolytic plating. The X-ray transparent substrate 21 to which the support substrate 23 is bonded is dipped in a plating solution with a current terminal connected to the sheath layer 22. Another electrode (anode) is prepared at a position facing the X-ray transparent substrate 21, and an electric current is passed through this electrode to pattern the metal ions in the plating solution. As a result of the precipitation, gold is embedded in the groove 24 and the connecting groove 30 to form the X-ray absorbing portion 19 and the absorbing portion bridge portion 29.

電解メッキ時には、透過部用ブリッジ部２８がＸ線透過部２６を補強しているので、Ｘ線透過部２６の倒れによるスティッキングの発生が防止される。また、各溝２４の間は連結用溝３０によって連結されているので、溝２４内でのメッキ液の流動性が向上する。これにより、メッキ液の滞留によるメッキの不均一な成長が発生しにくくなり、それを原因とするスティッキングも防止することができる。   At the time of electrolytic plating, since the transmission portion bridge portion 28 reinforces the X-ray transmission portion 26, sticking due to the fall of the X-ray transmission portion 26 is prevented. Further, since the grooves 24 are connected by the connecting grooves 30, the fluidity of the plating solution in the grooves 24 is improved. As a result, uneven plating growth due to retention of the plating solution is less likely to occur, and sticking caused by the growth can be prevented.

Ｘ線吸収部１９の形成後には、第２のグリッド１４のＸ線透過性を向上させるため、図７（Ａ）に示すように、シーズ層２２及び支持基板２３の研磨等を行なうことによって除去してもよい。Ｘ線透過性基板２１だけの構成にした場合でも、透過部用ブリッジ部２８及び吸収部用ブリッジ部２９が設けられているので、第２のグリッド１４の強度を維持することができる。また、同図（Ｂ）に示すように、Ｘ線透過性基板２１をエッチングによって除去してもよい。各Ｘ線吸収部１９は、吸収部用ブリッジ部２９により連結されているので、Ｘ線吸収部１９が倒れるようなことはない。   After the X-ray absorbing portion 19 is formed, it is removed by polishing the sheath layer 22 and the support substrate 23 as shown in FIG. 7A in order to improve the X-ray transparency of the second grid 14. May be. Even when only the X-ray transmissive substrate 21 is configured, the strength of the second grid 14 can be maintained because the transmission portion bridge portion 28 and the absorption portion bridge portion 29 are provided. Further, as shown in FIG. 5B, the X-ray transparent substrate 21 may be removed by etching. Since each X-ray absorption part 19 is connected by the bridge part 29 for absorption parts, the X-ray absorption part 19 does not fall down.

線源グリッド１２及び第１のグリッド１３は、第２のグリッド１４と同様に、Ｘ線透過性基板及び支持基板から構成されている。線源グリッド１２及び第１のグリッド１３のＸ線透過性基板は、第２のグリッド１４のＸ線透過性基板２１と同様に、ｙ方向に延伸されｘ方向に沿って交互に配列されたＸ線吸収部及びＸ線透過部を備えており、Ｘ線吸収部間を連結する吸収部用ブリッジ部と、Ｘ線透過部間を連結する透過部用ブリッジ部とを備えている。このように、線源グリッド１２及び第１のグリッド１３は、Ｘ線吸収部及びＸ線透過部のｙ方向の幅及びピッチと、ｚ方向の厚さ等が異なる以外は第２のグリッド１４とほぼ同様の構成であるため、詳しい説明は省略する。また、線源グリッド１２及び第１のグリッド１３は、第２のグリッド１４と同様に製造されるため、詳しい説明は省略する。   Similarly to the second grid 14, the radiation source grid 12 and the first grid 13 are configured by an X-ray transparent substrate and a support substrate. The X-ray transparent substrates of the source grid 12 and the first grid 13 are stretched in the y direction and arranged alternately along the x direction, like the X-ray transparent substrate 21 of the second grid 14. It includes a line absorption unit and an X-ray transmission unit, and includes an absorption unit bridge unit that connects the X-ray absorption units and a transmission unit bridge unit that connects the X-ray transmission units. Thus, the source grid 12 and the first grid 13 are the same as the second grid 14 except that the width and pitch in the y direction of the X-ray absorption part and the X-ray transmission part and the thickness in the z direction are different. Since the configuration is almost the same, detailed description thereof is omitted. Further, since the source grid 12 and the first grid 13 are manufactured in the same manner as the second grid 14, a detailed description thereof is omitted.

次に、Ｘ線画像撮影システムの作用について説明する。Ｘ線源１１から放射されたＸ線は、線源グリッド１２のＸ線吸収部１７によって部分的に遮蔽されることにより、ｘ方向に関する実効的な焦点サイズが縮小され、ｘ方向に多数の線光源（分散光源）が形成される。線源グリッド１２により形成された多数の線光源のＸ線は、被検体Ｈを通過することにより位相差が生じ、このＸ線が第１のグリッド１３を通過することにより、被検体Ｈの屈折率と透過光路長とから決定される被検体Ｈの透過位相情報を反映した縞画像が形成される。各線光源の縞画像は、第２のグリッド１４に投影され、第２のグリッド１４位置で一致する（重なり合う）ので、Ｘ線強度を低下させずに、位相コントラスト画像の画質を向上させることができる。   Next, the operation of the X-ray imaging system will be described. X-rays radiated from the X-ray source 11 are partially shielded by the X-ray absorber 17 of the source grid 12, thereby reducing the effective focal size in the x direction, and a large number of lines in the x direction. A light source (dispersed light source) is formed. The X-rays of a large number of line light sources formed by the radiation source grid 12 cause a phase difference when passing through the subject H, and the X-rays pass through the first grid 13 to refract the subject H. A fringe image reflecting the transmission phase information of the subject H determined from the rate and the transmission optical path length is formed. The stripe image of each line light source is projected onto the second grid 14 and coincides (overlaps) at the position of the second grid 14, so that the image quality of the phase contrast image can be improved without reducing the X-ray intensity. .

縞画像は、第２のグリッド１４により強度変調され、例えば、縞走査法により検出される。縞走査法とは、第１のグリッド１３に対し第２のグリッド１４を、Ｘ線焦点を中心として格子面に沿った方向に格子ピッチを等分割（例えば、５分割）した走査ピッチでｘ方向に並進移動させながら、Ｘ線源１１から被検体ＨにＸ線を照射して複数回の撮影を行なってＸ線画像検出器１５により検出し、Ｘ線画像検出器１５の各画素の画素データの位相のズレ量（被検体Ｈがある場合とない場合とでの位相のズレ量）から位相微分像（被検体で屈折したＸ線の角度分布に対応）を取得する方法である。この位相微分像を上記の縞走査方向に沿って積分することにより、被検体Ｈの位相コントラスト画像を得ることができる。   The fringe image is intensity-modulated by the second grid 14 and detected by, for example, a fringe scanning method. The fringe scanning method is a scanning pitch obtained by dividing the second grid 14 with respect to the first grid 13 by equally dividing the grating pitch in the direction along the grating surface around the X-ray focal point (for example, dividing into five) in the x direction. The X-ray source 11 emits X-rays from the X-ray source 11 to the subject H, images are taken a plurality of times, is detected by the X-ray image detector 15, and pixel data of each pixel of the X-ray image detector 15 is detected. The phase differential image (corresponding to the angular distribution of X-rays refracted by the subject) is acquired from the amount of phase deviation (the amount of phase deviation with and without the subject H). By integrating this phase differential image along the above-described fringe scanning direction, a phase contrast image of the subject H can be obtained.

以上説明したように、本実施形態のグリッドは、透過部用ブリッジ部２８及び吸収部用ブリッジ部２９を備えているので、第２のグリッド１４の強度が向上している。また、透過部用ブリッジ部２８及び吸収部用ブリッジ部２９のｙ方向のピッチは、Ｘ線画像検出器１５のｘ方向及びｙ方向の画素サイズ（例えば、１５０μｍ角）以下としているので、透過部用ブリッジ部２８及び吸収部用ブリッジ部２９を原因とするＸ線透過率のバラツキは小さい。更に、透過部用ブリッジ部２８及び吸収部用ブリッジ部２９を設けたので、グリッド製造時のＸ線透過部２６のスティッキングを防止することができる。   As described above, the grid according to the present embodiment includes the transmission portion bridge portion 28 and the absorption portion bridge portion 29, so that the strength of the second grid 14 is improved. Further, since the pitch in the y direction of the transmission portion bridge portion 28 and the absorption portion bridge portion 29 is set to a pixel size (for example, 150 μm square) in the x direction and the y direction of the X-ray image detector 15, the transmission portion The variation in X-ray transmittance due to the bridge portion 28 for absorption and the bridge portion 29 for absorption portion is small. Further, since the transmission portion bridge portion 28 and the absorption portion bridge portion 29 are provided, sticking of the X-ray transmission portion 26 at the time of manufacturing the grid can be prevented.

透過部用ブリッジ部２８及び吸収部用ブリッジ部２９は、図８（Ａ）のグリッド４０に示すように、ｘ方向に平行な直線状に配列してもよいし、同図（Ｂ）のグリッド４１に示すように、ｘ方向に対して斜めに配列してもよい。更には、同図（Ｃ）のグリッド４２に示すように、透過部用ブリッジ部２８及び吸収部用ブリッジ部２９のｙ方向のピッチ及びｘ方向の配置をランダムにしてもよい。また、透過部用ブリッジ部２８及び吸収部用ブリッジ部２９のｙ方向のピッチを一定に維持しながら、ｘ方向で隣接する透過部用ブリッジ部２８間及び吸収部用ブリッジ部２９間のｙ方向の間隔がランダムになるように配置してもよい。   The transmission portion bridge portion 28 and the absorption portion bridge portion 29 may be arranged in a straight line parallel to the x direction as shown in the grid 40 of FIG. 8A, or the grid of FIG. As shown at 41, they may be arranged obliquely with respect to the x direction. Furthermore, as shown in the grid 42 in FIG. 5C, the pitch in the y direction and the arrangement in the x direction of the transmission portion bridge portion 28 and the absorption portion bridge portion 29 may be made random. Further, the y-direction between the transmission-portion bridge portions 28 and the absorption-portion bridge portions 29 adjacent to each other in the x-direction is maintained while the y-direction pitch of the transmission-portion bridge portion 28 and the absorption-portion bridge portion 29 is kept constant. The intervals may be arranged at random.

また、透過部用ブリッジ部２８及び吸収部用ブリッジ部２９のｙ方向のピッチを、所定の中心値ａからある範囲ｂ内で分布する値（ａ±ｂ／２）としてもよい。例えば、中心値ａを３０μｍ、範囲ｂを１０μｍとしたとき、ｙ方向のピッチは、２５μｍ〜３５μｍの範囲内となる。また、透過部用ブリッジ部２８及び吸収部用ブリッジ部２９のｙ方向のピッチは、整数の倍数にならない素数としてもよい。この場合、２５μｍ以上で、例えばＸ線画像検出器１５のｘ方向及びｙ方向の画素サイズ（例えば１５０μｍ角）以下の素数を順に、あるいはランダムに用いてもよい。また、例えば「０、１、３、５、７、１１、１３、１７、１９」までの素数を、基準となるピッチの開始値２５μｍに加算し、その加算した値「２５、２６、２８、３０、３２・・・」を順に、あるいはランダムに用いてもよい。   Alternatively, the pitch in the y direction of the transmission portion bridge portion 28 and the absorption portion bridge portion 29 may be a value (a ± b / 2) distributed within a certain range b from the predetermined center value a. For example, when the center value a is 30 μm and the range b is 10 μm, the pitch in the y direction is in the range of 25 μm to 35 μm. Further, the pitch in the y direction of the transmission portion bridge portion 28 and the absorption portion bridge portion 29 may be a prime number that is not a multiple of an integer. In this case, prime numbers that are 25 μm or more and less than or equal to the pixel size (for example, 150 μm square) in the x-direction and y-direction of the X-ray image detector 15 may be used sequentially or randomly. Also, for example, prime numbers up to “0, 1, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19” are added to a reference pitch starting value of 25 μm, and the added values “25, 26, 28, 30, 32 ... "may be used sequentially or randomly.

なお、透過部用ブリッジ部２８及び吸収部用ブリッジ部２９によるＸ線吸収能及びＸ線透過能の低下を考慮する場合には、透過部用ブリッジ部２８及び吸収部用ブリッジ部２９はランダムに配置されているのが好ましい。なお、図９に示すグリッド４３のように、透過部用ブリッジ部２８と吸収部用ブリッジ部２９とが突き当たるような配置は、避けるのが好ましい。透過部用ブリッジ部２８と吸収部用ブリッジ部２９とが突き当たると、グリッド４３の補強部材としての機能が発揮できないからである。   In addition, when considering the decrease in X-ray absorption ability and X-ray transmission ability by the transmission portion bridge portion 28 and the absorption portion bridge portion 29, the transmission portion bridge portion 28 and the absorption portion bridge portion 29 are randomly selected. Preferably they are arranged. It is preferable to avoid an arrangement in which the transmission portion bridge portion 28 and the absorption portion bridge portion 29 abut each other as in the grid 43 shown in FIG. 9. This is because when the transmission portion bridge portion 28 and the absorption portion bridge portion 29 abut each other, the function of the grid 43 as a reinforcing member cannot be exhibited.

上記各実施形態では、端部のＸ線透過部２６以外のＸ線透過部２６及びＸ線吸収部１９に透過部用ブリッジ部２８及び吸収部用ブリッジ部２９を設けたが、Ｘ線透過部２６及びＸ線吸収部１９の強度と、メッキ液の流動性とが維持できるのであれば、透過部用ブリッジ部２８及び吸収部用ブリッジ部２９の数を削減することができる。これによれば、透過部用ブリッジ部２８及び吸収部用ブリッジ部２９によるＸ線吸収能及びＸ線透過能の低下を防止することができる。   In each of the above embodiments, the X-ray transmission part 26 other than the X-ray transmission part 26 at the end and the X-ray absorption part 19 are provided with the transmission part bridge part 28 and the absorption part bridge part 29. As long as the strength of the 26 and the X-ray absorption part 19 and the fluidity of the plating solution can be maintained, the number of transmission part bridge parts 28 and absorption part bridge parts 29 can be reduced. According to this, it is possible to prevent the X-ray absorption ability and the X-ray transmission ability from being lowered by the transmission portion bridge portion 28 and the absorption portion bridge portion 29.

例えば、図１０（Ａ）に示すグリッド５０のように、Ｘ線透過部２６及びＸ線吸収部１９の３本に１本の割合で、吸収部用ブリッジ部２９及び透過部用ブリッジ部２８が設けられていないＸ線透過部２６ａ及びＸ線吸収部１９ａを設けてもよい。また、同図（Ｂ）に示すグリッド５１のように、Ｘ線透過部２６及びＸ線吸収部１９の５本に１本の割合で、吸収部用ブリッジ部２９及び透過部用ブリッジ部２８が設けられていないＸ線透過部２６ａ及びＸ線吸収部１９ａを設けてもよい。更に、同図（Ｃ）のグリッド５２に示すように、Ｘ線透過部２６の３本に１本の割合で、吸収部用ブリッジ部２９が設けられていないＸ線透過部２６ａを設けてもよい。これによれば、Ｘ線透過部２６の強度は維持しつつ、吸収部用ブリッジ部２９によるＸ線透過能の低下を防止することができる。なお、Ｘ線透過部２６及びＸ線吸収部１９に対するブリッジ部を設けない割合は、３本または５本に限定されるものではなく、グリッドの性能が向上するように任意に選択可能である。   For example, like the grid 50 shown in FIG. 10 (A), the absorption portion bridge portion 29 and the transmission portion bridge portion 28 are provided at a ratio of one to three of the X-ray transmission portion 26 and the X-ray absorption portion 19. The X-ray transmission part 26a and the X-ray absorption part 19a which are not provided may be provided. Further, as in the grid 51 shown in FIG. 5B, the absorption portion bridge portion 29 and the transmission portion bridge portion 28 are provided at a ratio of one for every five of the X-ray transmission portion 26 and the X-ray absorption portion 19. The X-ray transmission part 26a and the X-ray absorption part 19a which are not provided may be provided. Furthermore, as shown in the grid 52 in FIG. 5C, even if the X-ray transmission part 26a in which the bridge part 29 for absorption part is not provided is provided at a ratio of one to three X-ray transmission parts 26. Good. According to this, it is possible to prevent the X-ray transmission ability from being lowered by the absorber bridge portion 29 while maintaining the strength of the X-ray transmission portion 26. In addition, the ratio which does not provide the bridge part with respect to the X-ray transmissive part 26 and the X-ray absorption part 19 is not limited to 3 or 5, and can be arbitrarily selected so that the performance of a grid may improve.

上記各実施形態では、Ｘ線の照射方向において、吸収部用ブリッジ部２９をＸ線吸収部１９と同じ厚さ、すなわちＸ線吸収部１９間の全域に設けているが、図１１（Ａ）に示すグリッド６０のように、Ｘ線の照射方向の入射側であるＸ線吸収部１９の上部のみが連結されるように吸収部用ブリッジ部６１を設けてもよい。吸収部用ブリッジ部６１は、溝２４の形成時に、吸収部用ブリッジ部６１が形成される連結用溝６２を同時に形成し、この連結用溝６２内に溝２４と同時に金を充填することにより形成することができる。   In each of the above embodiments, in the X-ray irradiation direction, the absorbing portion bridge portion 29 is provided in the same thickness as the X-ray absorbing portion 19, that is, in the entire area between the X-ray absorbing portions 19, but FIG. As shown in the grid 60, the absorber bridge portion 61 may be provided so that only the upper part of the X-ray absorber 19 on the incident side in the X-ray irradiation direction is connected. The absorption portion bridge portion 61 simultaneously forms a connection groove 62 in which the absorption portion bridge portion 61 is formed at the time of forming the groove 24, and fills the connection groove 62 with gold at the same time as the groove 24. Can be formed.

図１１（Ｂ）に示すグリッド６５のように、Ｘ線の照射方向において、Ｘ線吸収部１９の中間部分を連結する吸収部用ブリッジ部６６を設けてもよい。吸収部用ブリッジ部６６は、エッチングによる溝形成と、電解メッキによる金の充填と、蒸着等によるシリコンの堆積とを組み合わせることによって形成することができる。   As in the grid 65 shown in FIG. 11B, an absorber bridge portion 66 that connects intermediate portions of the X-ray absorber 19 in the X-ray irradiation direction may be provided. The absorber bridge portion 66 can be formed by a combination of groove formation by etching, gold filling by electrolytic plating, and silicon deposition by vapor deposition or the like.

図１１（Ｃ）に示すグリッド７０のように、Ｘ線の照射方向の出射側であるＸ線吸収部１９の底部を連結する吸収部用ブリッジ部７１を設けてもよい。吸収部用ブリッジ部７１は、Ｘ線透過性基板２１の底面にエッチングによって吸収部用ブリッジ部７１が形成される連結用溝７２を形成し、Ｘ線透過性基板２１の底面に金の蒸着等によってシーズ層７３を積層することにより形成することができる。その後、Ｘ線透過性基板２１に溝２４を形成し、溝２４内に金を充填してＸ線吸収部１９を形成することにより、シーズ層７３とＸ線吸収部１９が結合してシーズ層７３が吸収部用ブリッジ部７１となる。   As in a grid 70 illustrated in FIG. 11C, an absorber bridge portion 71 that connects the bottom of the X-ray absorber 19 that is the emission side in the X-ray irradiation direction may be provided. The absorber bridge portion 71 forms a connecting groove 72 in which the absorber bridge portion 71 is formed by etching on the bottom surface of the X-ray transparent substrate 21, and deposits gold on the bottom surface of the X-ray transparent substrate 21. The seeds layer 73 can be formed by laminating. Thereafter, the groove 24 is formed in the X-ray transmissive substrate 21, and the groove 24 is filled with gold to form the X-ray absorbing portion 19, whereby the seed layer 73 and the X-ray absorbing portion 19 are combined to form the seed layer. 73 becomes the bridge part 71 for absorption parts.

図１１（Ｄ）に示すグリッド７５のように、Ｘ線吸収部１９の形成後に、Ｘ線の照射方向の入射側であるＸ線吸収部１９の上部を連結する吸収部用ブリッジ部材７６を設けてもよい。吸収部用ブリッジ部材７６は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ等のＸ線透過性を有する金属をメッキ、蒸着等により成膜し、ブリッジ部材７６の形状となるようにエッチング等することにより形成することができる。また、透過部用ブリッジ部２８も、吸収部用ブリッジ部２９と同様に、Ｘ線透過部２６間の全域、入射側、中間部、もしくは出射側のいずれかの位置に設けてもよいし、放射線透過性を有するブリッジ部材によって形成し、放射線吸収部をまたぐように設けてもよい。   As in the grid 75 shown in FIG. 11D, after the X-ray absorber 19 is formed, an absorber bridge member 76 that connects the upper part of the X-ray absorber 19 on the incident side in the X-ray irradiation direction is provided. May be. The absorber bridge member 76 can be formed by depositing a metal having X-ray transparency such as Ni, Cu, Al or the like by plating, vapor deposition, or the like, and etching to form the shape of the bridge member 76. it can. Similarly to the absorbing portion bridge portion 29, the transmitting portion bridge portion 28 may be provided in the entire region between the X-ray transmitting portions 26, at any position on the incident side, intermediate portion, or emission side, You may form by the bridge | bridging member which has radiation permeability, and may be provided so that a radiation absorption part may be straddled.

上述したように、Ｘ線吸収部１９の上部、中間、底部のいずれかのみを吸収部用ブリッジ部、またはブリッジ部材により連結することにより、Ｘ線透過能の低下を防止することができる。また、吸収部用ブリッジ部に使用する金の量を少なくすることができるので、グリッドのコストダウンが可能となる。   As described above, the X-ray transmission ability can be prevented from lowering by connecting only one of the upper part, middle part, and bottom part of the X-ray absorption part 19 with the bridge part for absorbing part or the bridge member. In addition, since the amount of gold used for the absorber bridge portion can be reduced, the cost of the grid can be reduced.

本発明より製造可能なグリッドのサイズが小さい場合は、図１２に示すように、サイズの小さな小格子８０を複数枚配列させ、大きな面積のグリッド８１を構成してもよい。また、図１３のＸ線画像撮影システム８５に示すように、Ｘ線吸収部の延伸方向に沿って凹状に湾曲され、コーンビーム状のＸ線のケラレを小さくした収束構造の線源グリッド８６、第１のグリッド８７及び第２のグリッド８８に、本発明のグリッドを適用してもよい。   When the size of the grid that can be manufactured according to the present invention is small, a plurality of small lattices 80 having a small size may be arranged to form a large area grid 81 as shown in FIG. Further, as shown in the X-ray imaging system 85 in FIG. 13, a source grid 86 having a converging structure that is curved in a concave shape along the extending direction of the X-ray absorption unit and reduces vignetting of cone beam X-rays, The grid of the present invention may be applied to the first grid 87 and the second grid 88.

また、上記実施形態では、一方向に延伸されかつ延伸方向に直交する配列方向に沿って交互に配置されたＸ線吸収部及びＸ線透過部を有する縞状の一次元グリッドを例に説明したが、本発明は、Ｘ線吸収部及びＸ線透過部が２方向に配列された二次元グリッドにも適用が可能である。さらに、上記実施形態では、被検体ＨをＸ線源と第１のグリッドとの間に配置しているが、被検体Ｈを第１のグリッドと第２のグリッドとの間に配置した場合にも同様に位相コントラスト画像の生成が可能である。また、線源グリッドを備えたＸ線画像撮影システムについて説明したが、本発明は、線源グリッドを使用しないＸ線画像撮影システムにも適用可能である。また、上記各実施形態は、矛盾しない範囲で相互に組み合わせることが可能である。   In the above embodiment, a striped one-dimensional grid having X-ray absorbing portions and X-ray transmitting portions that are stretched in one direction and alternately arranged along the arrangement direction orthogonal to the stretching direction has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a two-dimensional grid in which an X-ray absorption part and an X-ray transmission part are arranged in two directions. Furthermore, in the above-described embodiment, the subject H is disposed between the X-ray source and the first grid. However, when the subject H is disposed between the first grid and the second grid. Similarly, a phase contrast image can be generated. Moreover, although the X-ray imaging system provided with the source grid has been described, the present invention can also be applied to an X-ray imaging system that does not use the source grid. The above embodiments can be combined with each other within a consistent range.

また、上記実施形態では、第１及び第２のグリッド１３、１４を通過したＸ線を線形的に投影するように構成しているが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、グリッドによりＸ線を回折させることにより、いわゆるタルボ干渉効果を生じさせる構成（特許第４４４５３９７号公報、「C.David, et al, Applied Physics Letters, Vol.81, No.17, 2002年10月, 3287頁」等の論文に記載の構成）としてもよい。ただし、この場合には、第１及び第２のグリッド１３，１４の間の距離をタルボ干渉距離に設定する必要がある。また、この場合には、第１のグリッド１３に、位相型グリッドを用いることが可能であり、第１のグリッド１３に代えて用いた位相型グリッドは、タルボ干渉効果により生じる縞画像（自己像）を、第２のグリッド１４に射影する。また、Ｘ線に代えてレーザ光を利用してもよい（「Hector Canabal, et al, Applied Optics, Vol.37, No.26, 1998年9月, 6227頁」等の論文に記載の構成）。   Moreover, in the said embodiment, although comprised so that the X-ray which passed the 1st and 2nd grids 13 and 14 may be projected linearly, this invention is not limited to this structure, A grid The structure which produces the so-called Talbot interference effect by diffracting the X-ray by the above (Patent No. 44459797, “C. David, et al, Applied Physics Letters, Vol. 81, No. 17, October 2002, 3287 It may be configured as described in a paper such as “page”. However, in this case, it is necessary to set the distance between the first and second grids 13 and 14 as the Talbot interference distance. In this case, a phase-type grid can be used as the first grid 13, and the phase-type grid used in place of the first grid 13 is a fringe image (self-image) generated by the Talbot interference effect. ) Is projected onto the second grid 14. In addition, laser light may be used instead of X-rays (configuration described in a paper such as “Hector Canabal, et al, Applied Optics, Vol. 37, No. 26, September 1998, page 6227”). .

また、上記実施形態では、第２のグリッドにより強度変調された縞画像を縞走査法によって検出して位相コントラスト画像を生成しているが、１回の撮影によって位相コントラスト画像を生成するＸ線画像撮影システムも知られている。例えば、国際公開ＷＯ２０１０／０５０４８３号公報に記載されているＸ線画像撮影システムでは、第１及び第２のグリッドにより生成されたモアレをＸ線画像検出器により検出し、この検出されたモアレの強度分布をフーリエ変換することによって空間周波数スペクトルを取得し、この空間周波数スペクトルからキャリア周波数に対応したスペクトルを分離して逆フーリエ変換を行なうことにより微分位相像を得ている。このようなＸ線画像撮影システムの第１及び第２のグリッドの少なくとも一方に、本発明のグリッドを用いてもよい。   Moreover, in the said embodiment, the fringe image intensity-modulated by the 2nd grid is detected by the fringe scanning method, and the phase contrast image is produced | generated, However, The X-ray image which produces | generates a phase contrast image by one imaging | photography Imaging systems are also known. For example, in the X-ray imaging system described in International Publication WO2010 / 050484, the moire generated by the first and second grids is detected by an X-ray image detector, and the intensity of the detected moire is detected. A spatial frequency spectrum is acquired by performing Fourier transform on the distribution, and a differential phase image is obtained by separating the spectrum corresponding to the carrier frequency from this spatial frequency spectrum and performing inverse Fourier transform. You may use the grid of this invention for at least one of the 1st and 2nd grids of such an X-ray imaging system.

また、１回の撮影により位相コントラスト画像を生成するＸ線画像撮影システムには、強度変調手段として、第２のグリッドの代わりに、Ｘ線を電荷に変換する変換層と、変換層により生成された電荷を収集する電荷収集電極とを備えた直接変換型のＸ線画像検出器を用いたものがある。このＸ線画像撮影システムは、例えば、各画素の電荷収集電極が、第１のグリッドで形成された縞画像の周期パターンとほぼ一致する周期で配列された線状電極を互いに電気的に接続してなる線状電極群が、互いに位相が異なるように配置されたものであり、各線状電極群を個別に制御して電荷を収集することにより、１度の撮影により複数の縞画像を取得し、この複数の縞画像に基づいて位相コントラスト画像を生成している（特開２００９−１３３８２３号公報等に記載の構成）。このようなＸ線画像撮影システムの第１のグリッドに、本発明のグリッドを用いてもよい。   In addition, in an X-ray imaging system that generates a phase contrast image by one imaging, a conversion layer that converts X-rays into electric charges and a conversion layer are used as intensity modulation means instead of the second grid. Some use a direct conversion type X-ray image detector having a charge collecting electrode for collecting the collected charges. This X-ray imaging system, for example, electrically connects linear electrodes in which the charge collection electrodes of each pixel are arranged with a period substantially matching the period pattern of the striped image formed by the first grid. The linear electrode groups are arranged so that their phases are different from each other, and each stripe electrode group is individually controlled to collect charges, thereby acquiring a plurality of fringe images by one photographing. A phase contrast image is generated on the basis of the plurality of fringe images (configuration described in JP 2009-133823 A). You may use the grid of this invention for the 1st grid of such an X-ray imaging system.

また、１回の撮影により位相コントラスト画像を生成する別のＸ線画像撮影システムとして、第１及び第２のグリッドを、Ｘ線吸収部及びＸ線透過部の延伸方向が相対的に所定の角度だけ傾くように配置し、この傾きにより上記延伸方向に生じるモアレ周期の区間を分割して撮影することにより、第１及び第２のグリッドの相対位置が異なる複数の縞画像を取得し、これらの複数の縞画像から位相コントラスト画像を生成することも可能である。このようなＸ線画像撮影システムの第１及び第２のグリッドの少なくとも一方に、本発明のグリッドを用いてもよい。   Further, as another X-ray imaging system for generating a phase contrast image by one imaging, the first and second grids are arranged such that the extending directions of the X-ray absorption part and the X-ray transmission part are relatively at a predetermined angle. By dividing and capturing the section of the moire cycle that occurs in the stretching direction due to this inclination, a plurality of fringe images with different relative positions of the first and second grids are acquired, and these It is also possible to generate a phase contrast image from a plurality of fringe images. You may use the grid of this invention for at least one of the 1st and 2nd grids of such an X-ray imaging system.

また、光読取型のＸ線画像検出器を用いることにより、第２のグリッドを省略したＸ線画像撮影システムが考えられる。このシステムでは、第１のグリッドによって形成された周期パターン像を透過する第１の電極層と、第１の電極層を透過した周期パターン像の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、光導電層において発生した電荷を蓄積する電荷蓄積層と、読取光を透過する線状電極が多数配列された第２の電極層とがこの順に積層され、読取光によって走査されることによって各線状電極に対応する画素毎の画像信号が読み出される光読取型のＸ線画像検出器を強度変調手段として用いており、電荷蓄積層を線状電極の配列ピッチよりも細かいピッチで格子状に形成することにより、電荷蓄積層を第２のグリッドとして機能させることができる。このようなＸ線画像撮影システムの第１のグリッドに、本発明のグリッドを用いてもよい。   Further, an X-ray imaging system in which the second grid is omitted by using an optical reading type X-ray image detector can be considered. In this system, a first electrode layer that transmits a periodic pattern image formed by a first grid, a photoconductive layer that generates charges upon irradiation of the periodic pattern image transmitted through the first electrode layer, A charge accumulation layer for accumulating charges generated in the photoconductive layer and a second electrode layer in which a large number of linear electrodes that transmit the reading light are arranged in this order, and each linear shape is scanned by the reading light. An optical reading X-ray image detector from which an image signal for each pixel corresponding to the electrode is read is used as the intensity modulation means, and the charge storage layer is formed in a grid pattern with a pitch finer than the arrangement pitch of the linear electrodes. Thus, the charge storage layer can function as the second grid. You may use the grid of this invention for the 1st grid of such an X-ray imaging system.

上記実施形態は、放射線としてＸ線を例に説明したが、α線、β線、γ線、電子線、紫外線などの放射線に用いるグリッドにも適用可能である。また、本発明は、放射線が被検体を透過する際に、被検体によって散乱された放射線を除去する散乱線除去用グリッドにも適用可能である。更に、上記各実施形態は、矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することも可能である。   Although the said embodiment demonstrated X ray as an example to a radiation, it is applicable also to the grid used for radiations, such as alpha ray, beta ray, gamma ray, an electron beam, and an ultraviolet-ray. The present invention can also be applied to a scattered radiation removal grid that removes radiation scattered by a subject when the radiation passes through the subject. Furthermore, the above embodiments can be implemented in combination with each other within a consistent range.

１０ Ｘ線画像撮影システム
１１ Ｘ線源
１２ 線源グリッド
１３ 第１のグリッド
１４ 第２のグリッド
１５ Ｘ線画像検出器
１７、１８、１９ Ｘ線吸収部
２１ Ｘ線透過性基板
２４ 吸収部用溝
２５ Ｘ線吸収材
２６ Ｘ線透過部
２８ 透過部用ブリッジ部
２９ 吸収部用ブリッジ部
３０ 連結用溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 X-ray imaging system 11 X-ray source 12 Source grid 13 1st grid 14 2nd grid 15 X-ray image detector 17, 18, 19 X-ray absorption part 21 X-ray transparent substrate 24 Absorption part groove | channel 25 X-ray absorber 26 X-ray transmission part 28 Bridge part for transmission part 29 Bridge part for absorption part 30 Groove for connection

Claims (19)

一方向に延伸されかつ前記延伸方向に直交する配列方向に沿って交互に配置された複数の放射線吸収部及び放射線透過部を有し、前記放射線透過部を通過した放射線が放射線画像検出器によって検出される放射線画像撮影システムに用いられる放射線画像撮影用グリッドであって、
前記放射線吸収部同士を連結するとともに、前記延伸方向における配列ピッチが前記放射線画像検出器の画素サイズ以下とされた複数の吸収部用ブリッジ部を有することを特徴とする放射線画像撮影用グリッド。 It has a plurality of radiation absorbing portions and radiation transmitting portions that are stretched in one direction and arranged alternately along the arrangement direction orthogonal to the stretching direction, and the radiation that has passed through the radiation transmitting portion is detected by a radiation image detector A radiographic imaging grid used in a radiographic imaging system,
A grid for radiographic imaging, comprising: a plurality of bridges for absorption sections that connect the radiation absorption sections and have an arrangement pitch in the extending direction that is equal to or smaller than a pixel size of the radiographic image detector. 前記放射線吸収部は、前記配列方向の複数本ごとに前記吸収部用ブリッジ部によって連結されていることを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影用グリッド。   The radiation image capturing grid according to claim 1, wherein the radiation absorbing section is connected to the plurality of the absorbing section bridge sections by the absorbing section bridge section. 前記吸収部用ブリッジ部は、千鳥状に配列されていることを特徴とする請求項１または２記載の放射線画像撮影用グリッド。   The radiographic imaging grid according to claim 1, wherein the absorber bridge portions are arranged in a staggered pattern. 前記吸収部用ブリッジ部は、前記配列方向に対して斜めに設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の放射線画像撮影用グリッド。   The radiographic imaging grid according to claim 1, wherein the absorber bridge portion is provided obliquely with respect to the arrangement direction. 前記吸収部用ブリッジ部は、前記配列方向で隣接する吸収部用ブリッジ部間の前記延伸方向の間隔がランダムになるように配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の放射線画像撮影用グリッド。   The radiographic image according to claim 1 or 2, wherein the absorber bridge portions are arranged such that intervals in the extending direction between the absorber bridge portions adjacent in the arrangement direction are random. Grid for shooting. 前記吸収部用ブリッジ部の前記延伸方向の配列ピッチを、ランダムにしたことを特徴とする請求項５記載の放射線画像撮影用グリッド。   The grid for radiographic imaging according to claim 5, wherein an arrangement pitch in the extension direction of the bridge portion for absorbing portion is made random. 前記吸収部用ブリッジ部の前記延伸方向の配列ピッチを、中心値に対しある範囲で分布する値としたことを特徴とする請求項５記載の放射線画像撮影用グリッド。   6. The grid for radiographic imaging according to claim 5, wherein the arrangement pitch in the extending direction of the bridge portion for absorbing portion is a value distributed in a certain range with respect to the center value. 前記吸収部用ブリッジ部の前記延伸方向の配列ピッチを、素数の値としたことを特徴とする請求項５記載の放射線画像撮影用グリッド。   The grid for radiographic imaging according to claim 5, wherein the arrangement pitch in the extending direction of the bridge portion for absorbing portion is a prime number value. 前記吸収部用ブリッジ部の前記延伸方向の配列ピッチは、前記放射線吸収部の前記配列方向の幅の５倍以上であることを特徴とする請求項１〜８いずれか記載の放射線画像撮影用グリッド。   The grid for radiographic imaging according to any one of claims 1 to 8, wherein an array pitch in the extending direction of the bridge section for absorbing section is five times or more a width in the array direction of the radiation absorbing section. . 前記吸収部用ブリッジ部の前記放射線画像検出器の１画素内に占める面積の割合は、２０％以下であることを特徴とする請求項１〜９いずれか記載の放射線画像撮影用グリッド。   The radiographic imaging grid according to any one of claims 1 to 9, wherein a ratio of an area occupied in one pixel of the radiographic image detector of the absorber bridge portion is 20% or less. 前記吸収部用ブリッジ部は、前記放射線吸収部の間に配置されていることを特徴とする請求項１〜１０いずれか記載の放射線画像撮影用グリッド。   The radiographic imaging grid according to any one of claims 1 to 10, wherein the absorber bridge portion is disposed between the radiation absorbers. 前記吸収部用ブリッジ部は、前記放射線吸収部と一体に設けられていることを特徴とする請求項１１記載の放射線画像撮影用グリッド。   The radiographic imaging grid according to claim 11, wherein the absorber bridge portion is provided integrally with the radiation absorber. 前記吸収部用ブリッジ部は、放射線の照射方向において、前記放射線吸収部間の全域、入射側、中間部、もしくは出射側のいずれかの位置に設けられていることを特徴とする請求項１２記載の放射線画像撮影用グリッド。   13. The absorber bridge portion is provided at any position on the entire region between the radiation absorbing portions, on the incident side, in the intermediate portion, or on the emission side in the radiation irradiation direction. Radiation imaging grid. 前記吸収部用ブリッジ部は、放射線透過性を有するブリッジ部材からなり、前記放射線透過部をまたぐように設けられていることを特徴とする請求項１〜１０いずれか記載の放射線画像撮影用グリッド。   The grid for radiographic imaging according to any one of claims 1 to 10, wherein the bridge portion for absorbing portion is made of a bridge member having radiation permeability and is provided so as to straddle the radiation transmitting portion. 放射線透過部同士を連結する透過部用ブリッジ部を備えたことを特徴とする請求項１〜１４いずれか記載の放射線画像撮影用グリッド。   The grid for radiographic imaging according to any one of claims 1 to 14, further comprising a transmission-portion bridge section that connects the radiation transmission sections. 放射線を透過する部分と吸収する部分とからなるグリッド構造が周期的に配置され、放射線源から照射された放射線を通過させて第１の周期パターン像を形成する第１のグリッドと、前記第１の周期パターンに対して位相が異なる少なくとも１つの相対位置で前記第１の周期パターン像に強度変調を与える強度変調手段と、前記強度変調手段により前記相対位置で生成された第２の周期パターン像を検出する放射線画像検出器と、前記放射線画像検出器により検出された少なくとも１つの前記第２の周期パターン像に基づいて、位相情報を画像化する演算処理手段と、を備えた放射線画像撮影システムに用いられる放射線画像撮影用グリッドであって、
前記第１のグリッドに用いたことを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影用グリッド。 A grid structure including a portion that transmits radiation and a portion that absorbs radiation is periodically arranged, and a first grid that forms a first periodic pattern image by passing radiation emitted from a radiation source; Intensity modulating means for applying intensity modulation to the first periodic pattern image at at least one relative position having a phase different from that of the periodic pattern, and a second periodic pattern image generated at the relative position by the intensity modulating means. A radiographic imaging system comprising: a radiological image detector for detecting phase information; and an arithmetic processing means for imaging phase information based on at least one second periodic pattern image detected by the radiographic image detector. A grid for radiographic imaging used in
The radiographic imaging grid according to claim 1, wherein the grid is used for the first grid. 前記強度変調手段は、前記第１の周期パターンを透過する部分と吸収する部分とからなるグリッド構造が周期的に配置された第２のグリッドと、前記第１及び第２のグリッドのいずれか一方を、前記第１及び第２のグリッドのグリッド構造の周期方向に所定のピッチで移動させる走査手段とからなり、前記走査手段により移動される各位置が前記相対位置に対応する請求項１６記載の放射線画像撮影システムであって、
前記第２のグリッドに用いたことを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影用グリッド。 The intensity modulating means includes a second grid in which a grid structure including a portion that transmits and absorbs the first periodic pattern is periodically arranged, and one of the first and second grids. 17. A scanning unit that moves the first and second grids at a predetermined pitch in a periodic direction of the grid structure of the first and second grids, and each position moved by the scanning unit corresponds to the relative position. A radiographic imaging system,
The radiographic imaging grid according to claim 1, wherein the radiographic imaging grid is used for the second grid. 前記放射線源と前記第１のグリッドとの間に配置され、前記放射線源から照射された放射線を領域選択的に遮蔽して多数の線光源とする第３のグリッドをを備えた請求項１６または１７記載の放射線画像撮影システムであって、
前記第３グリッドに用いたことを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影用グリッド。 17. A third grid is provided between the radiation source and the first grid, and includes a third grid that selectively shields the radiation emitted from the radiation source as a plurality of line light sources. 17. The radiographic imaging system according to 17,
The radiographic imaging grid according to claim 1, wherein the grid is used for the third grid. 放射線透過性基板に、一方向に延伸されかつ前記延伸方向に直交する配列方向に沿って配置された複数の吸収部用溝と、前記吸収部用溝の間を隔てる複数の放射線透過部と、前記放射線透過部同士を連結する複数の透過部用ブリッジ部と、各吸収部用溝の間を連結する連結用溝とを形成する工程と、
前記吸収部用溝及び前記連結用溝内に、電解メッキ法を用いて放射線吸収材を充填し、放射線吸収部及び吸収部用ブリッジ部を形成する工程と、を備えたことを特徴とする放射線画像撮影用グリッドの製造方法。 A plurality of absorption part grooves extending in one direction and arranged along an arrangement direction orthogonal to the extension direction on the radiation transmissive substrate; and a plurality of radiation transmission parts separating the absorption part grooves; Forming a plurality of transmission part bridge parts for connecting the radiation transmission parts to each other, and a connection groove for connecting between the respective absorption part grooves;
And a step of filling the absorbing groove and the connecting groove with a radiation absorbing material using an electrolytic plating method to form a radiation absorbing portion and an absorbing portion bridge portion. A method for manufacturing a grid for imaging.
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