JP2016209017A - X線タルボ撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】被写体を保持具で保持する等した状態でも被写体と第1格子とを接近させることが可能なX線タルボ撮影装置を提供する。
【解決手段】X線タルボ撮影装置1*は、位相格子14、15を含む複数の格子と、放射線を照射する放射線発生装置と、モアレ画像を撮影する放射線検出器16とを備え、位相格子14と被写体Hとの間に位置し、位相格子14を保護する位相格子保護部材14Aと、被写体Hを放射線の照射方向における位相格子14の上流側または下流側の位置に保持する被写体保持部材20とを有し、位相格子14または位相格子保護部材14Aが、被写体Hに対して、被写体保持部材20の装置本体との接点βよりも近い位置に配置されている。
【選択図】図7
【解決手段】X線タルボ撮影装置1*は、位相格子14、15を含む複数の格子と、放射線を照射する放射線発生装置と、モアレ画像を撮影する放射線検出器16とを備え、位相格子14と被写体Hとの間に位置し、位相格子14を保護する位相格子保護部材14Aと、被写体Hを放射線の照射方向における位相格子14の上流側または下流側の位置に保持する被写体保持部材20とを有し、位相格子14または位相格子保護部材14Aが、被写体Hに対して、被写体保持部材20の装置本体との接点βよりも近い位置に配置されている。
【選択図】図7
Description
本発明は、タルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計を用いたX線タルボ撮影装置に関する。
X線が物体を透過するときに生じるX線の位相シフトを捉えて画像化する、タルボ(Talbot)干渉計やタルボ・ロー(Talbot-Lau)干渉計と放射線検出器(Flat Panel Detector:FPD)とを用いたX線画像撮影装置が知られている(例えば特許文献1、非特許文献1等参照)。なお、以下では、このようなタルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計等を用いたX線画像撮影装置を、X線タルボ撮影装置という。
X線タルボ撮影装置は、一定の周期でスリットが設けられた第1格子(G1格子等ともいう。)と第2格子(G2格子等ともいう。)を備え(タルボ・ロー干渉計を用いる場合にはさらに線源格子を備え)、X線源から第1格子にX線を照射することにより第1格子のX線照射方向下流側で第1格子の自己像が一定周期で結ばれる位置に第2格子を配置し、この第2格子におけるスリットの延在方向を第1格子におけるスリットの延在方向に対してわずかに傾けるように第2格子を配置することで、第2格子上にモアレ縞を形成させる。そして、このモアレ縞が重畳された画像(以下、これをモアレ画像という。)を第2格子の下流側に配置したX線検出器で検出して撮影するように構成される。
そして、X線源(或いは線源格子)と第1格子との間や第1格子と第2格子との間に被写体を配置すると、被写体によりモアレ縞に歪みが生じる。そのため、X線タルボ撮影装置で、第1格子と第2格子とを相対的に移動させながら複数枚のモアレ画像を撮影し(縞走査法)、画像処理において、それらのモアレ画像を画像解析することで微分位相画像や吸収画像、小角散乱画像等の画像を再構成して生成することができる。また、被写体が存在する状態で、X線タルボ撮影装置でモアレ画像を1枚撮影し、画像処理において、そのモアレ画像をフーリエ変換する等して微分位相画像等の画像を再構成して生成することも可能である(フーリエ変換法)。
そして、本発明者らの研究では、このようにしてX線タルボ撮影装置で撮影したモアレ画像を再構成して生成した微分位相画像では、従来、吸収画像(図8参照)等では撮影することができなかった関節の軟骨の端部(正確には関節の軟骨とのその周囲の関節液との界面。以下同じ。)を、図9に矢印で示すように画像中に撮影することが可能となるという知見が得られている。また、微分位相画像中には、関節の軟骨だけでなく、例えばアキレス腱等の腱や、腫瘤等の人体の軟部組織を撮影することが可能であるという知見も得られている。
ところで、X線タルボ撮影装置で被写体のモアレ画像を撮影する際に、被写体が動いてしまうと(すなわち被写体の体動があると)、モアレ画像を再構成して微分位相画像等を生成する際に微分位相画像等を再構成できなかったり、再構成した微分位相画像等が異常な画像になる等して、微分位相画像等を的確に再構成して生成することができない。
そのため、例えば特許文献2〜6に記載されているように、X線タルボ撮影装置のX線源(或いは線源格子)と第1格子との間や第1格子と第2格子との間に被写体を配置する際に、被写体の関節部分を保持具で保持したり、或いは関節部分を牽引する等して位置調整する部材等を用いて、被写体の体動が生じないように姿勢を維持した状態でモアレ画像の撮影が行われる場合が少なくない。
Junji Tanaka, et al. "Cadaveric and in vivo human joint imaging based on differential phase contrast by X-ray Talbot-Lau interferometry", Z. Med. Phys. 23(2013)222-227
ところで、X線タルボ撮影装置では、被写体と第1格子とを近づけるほど、撮影されたモアレ画像に基づいて再構成された微分位相画像等の信号レベルが強くなることが知られている。すなわち、被写体と第1格子とが離れるほど、微分位相画像等の信号レベルが低下する。そして、微分位相画像等の信号レベルは小さくなるが、ノイズは同じ大きさで生じるため、結局、微分位相画像等のS/N比が悪くなってしまう。そのため、被写体(例えば患者の関節部分)を第1格子やそれを保護するカバーにできるだけ近づけてモアレ画像を撮影することが望ましい。
しかしながら、上記のように被写体を保持具等で保持する等して撮影するように構成すると、体動を防止して姿勢を維持することは可能となるが、被写体を保持具等で保持したりしない場合に比べて、通常、被写体が第1格子から離れてしまう。そのため、再構成されて生成される微分位相画像等の信号レベルが低下し、S/N比が悪化するという問題が生じる。
本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、被写体を保持具で保持する等した状態でも被写体と第1格子とを接近させることが可能なX線タルボ撮影装置を提供することを目的とする。
前記の問題を解決するために、本発明のX線タルボ撮影装置は、
位相格子を含む複数の格子と、
放射線を照射する放射線発生装置と、
モアレ画像を撮影する放射線検出器と、
を備え、
前記位相格子と前記被写体との間に位置し、前記位相格子を保護する位相格子保護部材と、
前記被写体を、放射線の照射方向において、前記位相格子の上流側または下流側の位置に保持する被写体保持部材と、
を有し、
前記位相格子または前記位相格子保護部材が、前記被写体に対して、前記被写体保持部材の装置本体との接点よりも近い位置に配置されていることを特徴とする。
位相格子を含む複数の格子と、
放射線を照射する放射線発生装置と、
モアレ画像を撮影する放射線検出器と、
を備え、
前記位相格子と前記被写体との間に位置し、前記位相格子を保護する位相格子保護部材と、
前記被写体を、放射線の照射方向において、前記位相格子の上流側または下流側の位置に保持する被写体保持部材と、
を有し、
前記位相格子または前記位相格子保護部材が、前記被写体に対して、前記被写体保持部材の装置本体との接点よりも近い位置に配置されていることを特徴とする。
本発明のような方式のX線タルボ撮影装置によれば、被写体を保持具すなわち被写体保持部材で保持する等した状態でも、被写体と第1格子(位相格子)とを的確に接近させることが可能となる。そのため、X線タルボ撮影装置で撮影されたモアレ画像を再構成して生成された微分位相画像等の信号レベルを向上させることが可能となり、微分位相画像等のS/N比を向上させることが可能となるなど、微分位相画像等の画質を向上させることが可能となる。
以下、本発明に係るX線タルボ撮影装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
[X線タルボ撮影装置の原理について]
まず、X線タルボ撮影装置の原理、すなわちX線タルボ撮影装置に用いられるタルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計に共通する原理について、図1を用いて簡単に説明する。なお、図1では、タルボ干渉計の場合が示されているが、タルボ・ロー干渉計の場合も基本的に同様に説明される。
まず、X線タルボ撮影装置の原理、すなわちX線タルボ撮影装置に用いられるタルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計に共通する原理について、図1を用いて簡単に説明する。なお、図1では、タルボ干渉計の場合が示されているが、タルボ・ロー干渉計の場合も基本的に同様に説明される。
タルボ干渉計では、放射線発生装置11と、第1格子14と、第2格子15と、放射線検出器16が、図1に示すように放射線の照射方向(すなわちz方向)に順番に配置される。なお、タルボ・ロー干渉計の場合には、図1では図示を省略するが、放射線発生装置11の近傍に線源格子12(後述する図3や図4等参照)が配置される。
タルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計では、被写体Hを、図2(A)に示すように放射線の照射方向(すなわちz方向)において第1格子14(本発明における位相格子に相当する。)の上流側の位置に配置してもよく、また、図2(B)に示すように放射線の照射方向において第1格子14の下流側の位置に配置してもよい。
図3に示すように、第1格子14や第2格子15には(タルボ・ロー干渉計の場合は線源格子12にも)、放射線の照射方向であるz方向と直交するx方向に、所定の周期dで複数のスリットSが配列されて形成されている。なお、所定の周期dは、第1格子14や第2格子15、線源格子12でそれぞれ異なる。
そして、放射線発生装置11から照射された放射線(タルボ・ロー干渉計の場合は放射線発生装置11から照射された放射線が線源格子12で多光源化された放射線)が第1格子14を透過すると、透過した放射線がz方向に一定の間隔で像を結ぶ。この像を自己像(格子像等ともいう。)といい、このように自己像がz方向に一定の間隔をおいて形成される現象をタルボ効果という。
そして、図1等に示すように、第1格子14の自己像が像を結ぶ位置に、第1格子14と同様にスリットSが設けられた第2格子15を配置するが、その際、第2格子15のスリットSの延在方向(すなわち図1等ではy軸方向)が、第1格子14のスリットSの延在方向に対して僅かに角度を持つように配置する。そして、このように配置することで、第2格子15上にモアレ縞のみからなるモアレ画像Moが現れる。
なお、図1では、モアレ画像Moを第2格子15上に記載するとモアレ縞とスリットSとが混在する状態になって分かりにくくなるため、モアレ画像Moを第2格子15から離して記載しているが、実際には第2格子15上やその下流側でモアレ画像Moが形成される。
一方、被写体Hが、放射線発生装置11からの放射線の照射方向(すなわちz方向)において、図1や図2(A)に示したように第1格子14の上流側の位置、或いは図2(B)に示したように第1格子14の下流側の位置に存在すると、被写体Hによって放射線の位相がずれる。そのため、モアレ画像Moのモアレ縞に被写体の辺縁を境界とした乱れが生じ、第2格子15上やその下流側に、図1に示すように被写体Hにより乱れが生じたモアレ画像Moが現れる。
以上が、タルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計の原理である。そして、第2格子15の下流側に配置された放射線検出器16で上記のモアレ画像Moを撮影するように構成される。そして、上記の原理に従ってX線タルボ撮影装置が構成される。
なお、前述したように、被写体Hと第1格子14(位相格子)とが離れるほど、撮影されたモアレ画像Moに基づいて再構成されて生成された微分位相画像等の信号レベルが低下するが、その際、被写体Hと第1格子14とが離れるという場合、例えば図2(A)に示したように被写体Hが配置される場合には第1格子14に対して被写体Hが相対的に図における左側に移動することをいい、例えば図2(B)に示したように被写体Hが配置される場合には第1格子14に対して被写体Hが相対的に図における右側に移動することを意味する。また、被写体Hと第1格子14とが近づく或いは接近するという場合は、逆方向に移動することを意味する。
[X線タルボ撮影装置の構成]
[第1の実施の形態]
以下、上記の原理に基づいて構成される本発明の第1の実施形態に係るX線タルボ撮影装置1について説明する。図4は、第1の実施形態に係るX線タルボ撮影装置の全体像を表す概略図である。
[第1の実施の形態]
以下、上記の原理に基づいて構成される本発明の第1の実施形態に係るX線タルボ撮影装置1について説明する。図4は、第1の実施形態に係るX線タルボ撮影装置の全体像を表す概略図である。
なお、本実施形態では、X線タルボ撮影装置1が、線源格子(G0格子やマルチ格子、マルチスリット等ともいう。)12を備えるタルボ・ロー干渉計を用いたX線タルボ撮影装置である場合について説明するが、線源格子12を備えず、第1格子(G1格子ともいう。)14と第2格子(G2格子ともいう。)15のみを備えるタルボ干渉計を用いたX線タルボ撮影装置であっても同様に説明される。
また、以下では、図4に示すように、X線タルボ撮影装置1が、上側に設けられた放射線発生装置11から下方の被写体に向けて放射線を照射するように構成されている場合について説明するが、本発明はこの場合に限定されず、図1や図2に示したように、放射線発生装置11から放射線を水平方向や任意の方向に照射するように構成することも可能である。
本実施形態に係るX線タルボ撮影装置1は、図4に示すように、放射線発生装置11と、線源格子12と、被写体台13と、第1格子14と、第2格子15と、放射線検出器16と、支柱17と、基台部18と、コントローラー19とを備えている。なお、本実施形態では、少なくとも第1格子14が本発明における位相格子に相当する。
放射線発生装置11は、例えば医療現場で広く一般に用いられているクーリッジX線源や回転陽極X線源等を備えている。また、それ以外の放射線源(管球)を備えるように構成することも可能である。
そして、本実施形態では、放射線発生装置11の、放射線の照射方向(すなわちz方向)下流側に線源格子12が設けられている。そして、放射線発生装置11の振動が線源格子12等に伝わらないようにするために、本実施形態では、線源格子12は、放射線発生装置11には取り付けられておらず、支柱17に設けられた基台部18に取り付けられた固定部材12aに取り付けられるようになっている。
そして、上記の固定部材12aには、線源格子12のほか、線源格子12を透過した放射線の線質を変えるためのろ過フィルター(付加フィルター等ともいう。)112や、照射される放射線の照射野を絞るための照射野絞り113、放射線を照射する前に放射線の代わりに可視光を被写体に照射して位置合わせを行うための照射野ランプ114等が取り付けられている。そして、線源格子12等の周囲には、それらを保護するための第1のカバーユニット120が配置されている。
また、線源格子12の、放射線の照射方向(すなわちz方向)下流側には、被写体を載置可能な被写体台13や、第1格子14、第2格子15、放射線検出器16等が設けられている。その際、前述したように、放射線発生装置11から照射され第1格子14を透過した放射線が第1格子14からz方向に一定の間隔で自己像を結ぶ位置に第2格子15が配置されるように、第1格子14と第2格子15との間隔が調整される。
そして、第2格子15の直下に放射線検出器16が配置され、上記のように第2格子15上に生じたモアレ画像Moが放射線検出器16で撮影されるように構成される。そして、本実施形態では、図4に示すように、患者の脚等が第1格子14や第2格子15、放射線検出器16等にぶつかったり触れたりしないようにして放射線検出器16等を防護するために、第2のカバーユニット130が設けられている。
なお、図示を省略するが、放射線検出器(FPD)16は、照射された放射線に応じて電気信号を生成する変換素子が二次元状(マトリクス状)に配置されて構成されており、変換素子により生成された電気信号を画像信号として読み取るように構成されている。そして、本実施形態では、放射線検出器16は、第2格子15上に形成される放射線の像である上記のモアレ画像Moを変換素子ごとの画像信号として撮影するようになっている。
また、X線タルボ撮影装置1がいわゆる縞走査法を用いてモアレ画像Moを複数枚撮影するように構成されている場合には、第1格子14と第2格子15との相対位置を図1〜図3におけるx軸方向(すなわちスリットSの延在方向(y軸方向)に直交する方向)にずらしながらモアレ画像Moを複数枚撮影する。そして、図示を省略するが、第1格子14と第2格子15との相対位置をx軸方向ずらすための移動装置等が設けられる。なお、X線タルボ撮影装置1でモアレ画像Moを1枚撮影し、それをフーリエ変換する等して微分位相画像等を再構成して生成するように構成されている場合には移動装置等を設ける必要はない。
コントローラー19(図4参照)は、本実施形態では、図示しないCPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピューターで構成されている。なお、コントローラー19を、本実施形態のような汎用のコンピューターではなく、専用の制御装置として構成することも可能である。また、図示を省略するが、コントローラー19には、入力手段や表示手段等の適宜の手段や装置が設けられている。
そして、コントローラー19は、放射線発生装置11に管電圧や管電流、照射時間等を設定するなどX線タルボ撮影装置1に対する全般的な制御を行うようになっている。また、X線タルボ撮影装置1が縞走査法によりモアレ画像Moを複数枚撮影するように構成されている場合には、コントローラー19は、上記の移動装置を制御して、第1格子14(或いは第2格子15或いはその両方)を所定量ずつ移動させるように制御する。
また、コントローラー19は、放射線検出器16から送信されてきた1枚或いは複数枚のモアレ画像Moに基づいて自ら吸収画像(図8参照)や微分位相画像(図9参照)等を再構成して生成したり、或いは図示しない外部の画像処理装置に、放射線検出器16から送信されてきた1枚或いは複数枚のモアレ画像Moを転送して吸収画像や微分位相画像等を再構成して生成させるように構成される。
[被写体保持部材について]
本実施形態では、図5や図6に示すように、X線タルボ撮影装置1の被写体台13に、例えば患者の膝等の被写体Hを、被写体台13の上側の位置に保持する被写体保持部材20が設けられている。なお、この場合、X線タルボ撮影装置1の放射線発生装置11は、図の上側に設けられており、図における下向きに放射線を照射する。そのため、本実施形態では、被写体保持部材20は、被写体Hを、放射線の照射方向において、第1格子(位相格子)14の上流側の位置に保持するようになっている。
本実施形態では、図5や図6に示すように、X線タルボ撮影装置1の被写体台13に、例えば患者の膝等の被写体Hを、被写体台13の上側の位置に保持する被写体保持部材20が設けられている。なお、この場合、X線タルボ撮影装置1の放射線発生装置11は、図の上側に設けられており、図における下向きに放射線を照射する。そのため、本実施形態では、被写体保持部材20は、被写体Hを、放射線の照射方向において、第1格子(位相格子)14の上流側の位置に保持するようになっている。
本実施形態では、被写体保持部材20は、第1保持部20Aと第2保持部20Bとで構成されており、第1保持部20Aが被写体Hである関節部分(この場合は膝の関節部分)の体幹側を保持し、第2保持部20Bが関節部分の末梢側を保持することで被写体Hを保持するようになっている。
そして、第1保持部20Aと第2保持部20Bは、それぞれ、略柱状の基部20A1、20B1を有しており、各基部20A1、20B1が被写体台13の表面13sを下側から上側に貫通するようにして上向きに突設されている。そして、各基部20A1、20B1の上方にそれぞれ患者の大腿部や脛部を外側から包み込み締め付けて固定するための固定具20A2、20B2が、基部20A1、20B1と一体的に設けられており、或いは基部20A1、20B1に取り付けられている。
なお、図5や図6に示した被写体保持部材20では、固定具20A2、20B2内に患者の大腿部や脛部を入れ、その状態で、バックル状の締結具20A3、20B3で固定具20A2、20B2をそれぞれ締結することで、固定具20A2、20B2により大腿部や脛部を外側から包み込んで固定するようになっている。
また、各基部20A1、20B1を、被写体台13に固定することも可能であり、被写体台13に対して着脱可能とすることも可能である。その際、患者の大腿部と脛部とをそれぞれ保持する被写体保持部材20の第1保持部20Aと第2保持部20Bをそれぞれ被写体台13に着脱可能に構成すれば、被写体Hを被写体保持部材20で保持して被写体台13上に位置固定する際の操作性や操作の自由度を向上させることが可能となる。また、被写体保持部材20を第1保持部20Aと第2保持部20Bとに分離することで、成人と子供のように被写体Hの大きさが異なるような場合であっても、患者の大腿部と脛部とを第1保持部20Aと第2保持部20Bとでそれぞれ保持することで、被写体Hを的確に保持することが可能となる。
さらに、被写体保持部材20の第1保持部20Aと第2保持部20Bにおいて、基部20A1、20B1に対して固定具20A2、20B2の取り付け角度を変えることができるように構成したり、各基部20A1、20B1を伸縮可能としたり、或いは各基部20A1、20B1を軸として各固定具20A2、20B2を回動可能とする等して、放射線の照射方向(すなわち図の上下方向)に対する膝の角度等を調整することができるように構成することも可能である。
[第1格子の配置等について]
一方、第1格子14の被写体H側、すなわち第1格子14と被写体Hの間には、第1格子14に被写体Hが接触しないようにして第1格子14を保護するための位相格子保護部材14Aが配置されている。本実施形態では、位相格子保護部材14Aは、ガラス板やアルミニウム板等の、放射線の透過率が高い材質で形成されており、例えば被写体台13に嵌め込まれる等して取り付けられている。
一方、第1格子14の被写体H側、すなわち第1格子14と被写体Hの間には、第1格子14に被写体Hが接触しないようにして第1格子14を保護するための位相格子保護部材14Aが配置されている。本実施形態では、位相格子保護部材14Aは、ガラス板やアルミニウム板等の、放射線の透過率が高い材質で形成されており、例えば被写体台13に嵌め込まれる等して取り付けられている。
そして、本実施形態では、第1格子14や位相格子保護部材14Aが、被写体Hに対して、被写体保持部材20の装置本体との接点よりも近い位置に配置されるようになっている。この場合、被写体保持部材20の装置本体との接点とは、図5や図6中にαで示される点であり、被写体保持部材20を構成する第1保持部20Aと第2保持部20Bの各基部20A1、20B1が、装置本体としての被写体台13に取り付けられている部分を表す。
そして、本実施形態では、図5や図6に示すように、位相格子保護部材14Aが取り付けられた部分を含む被写体台13の部分が、他の部分よりも上方に凸状になるように構成されている。すなわち、本実施形態では、位相格子保護部材14Aは、被写体台13の所定の位置(すなわち例えば膝の下方の位置)に設けられており、被写体台13の表面13sから、被写体保持部材20により保持された被写体Hの側に突出された状態に設けられるようになっている。
そして、本実施形態では、この位相格子保護部材14Aが取り付けられた被写体台13の凸状の部分の内側、すなわち被写体台13の表面13sから被写体Hの側に突出された状態に設けられた位相格子保護部材14Aの内部に、第1格子14が配置されるようになっている。
本実施形態では、このように構成することで、第1格子14や位相格子保護部材14Aが、被写体Hに対して、被写体保持部材20の装置本体との接点αよりも近い位置に配置されるようになっている。
[作用]
本実施形態では、上記のように、第1格子14や位相格子保護部材14Aが、被写体Hに対して、被写体保持部材20の装置本体との接点αよりも近い位置に配置されている。そのため、図示を省略するが、従来のX線タルボ撮影装置の被写体台のように、第1格子14(位相格子)を保護する位相格子保護部材14Aが被写体台の表面13sと面一の構成とされていたり、或いは位相格子保護部材14Aが被写体台の表面13sよりも下方に設けられているような場合に比べて、本実施形態に係るX線タルボ撮影装置1の方が被写体H(例えば患者の膝等)と第1格子14との距離が近くなる。
本実施形態では、上記のように、第1格子14や位相格子保護部材14Aが、被写体Hに対して、被写体保持部材20の装置本体との接点αよりも近い位置に配置されている。そのため、図示を省略するが、従来のX線タルボ撮影装置の被写体台のように、第1格子14(位相格子)を保護する位相格子保護部材14Aが被写体台の表面13sと面一の構成とされていたり、或いは位相格子保護部材14Aが被写体台の表面13sよりも下方に設けられているような場合に比べて、本実施形態に係るX線タルボ撮影装置1の方が被写体H(例えば患者の膝等)と第1格子14との距離が近くなる。
すなわち、従来のX線タルボ撮影装置に比べて、本実施形態に係るX線タルボ撮影装置1では、被写体Hを保持具(すなわち被写体保持部材20)で保持する等した状態で被写体Hと第1格子14とがより接近した状態になる。そのため、放射線検出器16で撮影されるモアレ画像Moに基づいて再構成された微分位相画像(図9参照)等の信号レベルが従来のX線タルボ撮影装置の場合よりも強くなり、再構成されて生成された微分位相画像等のS/N比が、従来のX線タルボ撮影装置で撮影されたモアレ画像に基づいて生成された微分位相画像等のS/N比に比べて向上する。
そして、本実施形態に係るX線タルボ撮影装置1では、被写体Hを保持具(すなわち被写体保持部材20)で的確に保持した状態でモアレ画像Moが撮影されるため、例えば縞走査法により、放射線発生装置11から放射線を複数回照射してモアレ画像Moを複数枚撮影する間に被写体Hである患者の体動が生じることが的確に防止される。そのため、体動がない状態でモアレ画像が的確に撮影され、それに基づいて微分位相画像等が的確に再構成されて生成される。
[第2の実施の形態]
上記の第1の実施形態に係るX線タルボ撮影装置1では、図1や図2(A)に示したように、被写体Hが、放射線発生装置11からの放射線の照射方向(すなわちz方向)において第1格子14(位相格子)の上流側の位置に配置される場合について説明した。しかし、図2(B)に示したように、被写体Hが、放射線発生装置11からの放射線の照射方向(すなわちz方向)において第1格子14の下流側の位置に配置される場合にも本発明が適用される。
上記の第1の実施形態に係るX線タルボ撮影装置1では、図1や図2(A)に示したように、被写体Hが、放射線発生装置11からの放射線の照射方向(すなわちz方向)において第1格子14(位相格子)の上流側の位置に配置される場合について説明した。しかし、図2(B)に示したように、被写体Hが、放射線発生装置11からの放射線の照射方向(すなわちz方向)において第1格子14の下流側の位置に配置される場合にも本発明が適用される。
以下では、第2の実施形態として、このように構成されたX線タルボ撮影装置1*について説明する。なお、第1の実施形態に係るX線タルボ撮影装置1における部材等と同じ部材等については同じ符号を付して説明する。また、第2の実施形態に係るX線タルボ撮影装置1*の構成は、第1の実施形態に係るX線タルボ撮影装置1の構成と基本的には同じであるから、以下では、主に、第1の実施形態に係るX線タルボ撮影装置1の構成とは異なる構成について、特に被写体保持部材20や第1格子14を含む部分について説明する。
図7は、第2の実施形態に係るX線タルボ撮影装置の被写体保持部材20や第1格子14を含む部分を上から見た状態を表す概略図である。なお、本実施形態においても、X線タルボ撮影装置1*は、線源格子12を備えていてもよく、備えていなくてもよい。また、図7では、放射線発生装置11(図示省略。図の左側にある。)から図における右向き(図中の矢印参照)に放射線が照射されるように構成されている場合について説明するが、例えば上記の第1の実施形態のように(図4参照)、放射線発生装置11から放射線を上下方向に照射するように構成することも可能である。
本実施形態では、図7に示すように、X線タルボ撮影装置1*の支持台21(第1の実施形態における被写体台13(装置本体)に相当する。)に、例えば患者の肘等の被写体Hを、支持台21の側方の位置(すなわち放射線の照射方向(z方向)における第1格子14の下流側の位置)に保持する被写体保持部材20が設けられている。そして、本実施形態においても、被写体保持部材20は第1保持部20Aと第2保持部20Bとで構成されており、第1保持部20Aや第2保持部20Bの各基部20A1、20B1が支持台21に取り付けられている。そして、第1保持部20Aの固定具20A2で被写体Hである関節部分(この場合は肘の関節部分)の体幹側を保持し、第2保持部20Bの固定具20B2で関節部分の末梢側を保持するようになっている。
なお、各基部20A1、20B1を支持台21に固定することも可能であり、また、着脱可能に構成することも可能である。また、基部20A1、20B1に対する固定具20A2、20B2の取り付け角度を変更したり、各基部20A1、20B1を伸縮可能としたり、或いは各基部20A1、20B1を軸として各固定具20A2、20B2を回動可能とする等して、放射線の照射方向に対する肘の角度等を調整することができるように構成するなど、第1の実施形態の場合と同様に構成することも可能である。
また、第1格子14の被写体H側、すなわち第1格子14と被写体Hの間には、第1格子14に位相格子保護部材14Aが、支持台21に嵌め込まれる等して取り付けられている。そして、本実施形態では、位相格子保護部材14Aが取り付けられた部分を含む支持台21の部分が、他の部分よりも被写体H側に凸状になるように、被写体Hの側に突出された状態に設けられるようになっている。
そして、位相格子保護部材14Aが取り付けられた支持台21の凸状の部分の内側、すなわち支持台21の表面21sから被写体Hの側に突出された状態に設けられた位相格子保護部材14Aの内部に、第1格子14が配置されるようになっている。そのため、本実施形態においても、第1格子14や位相格子保護部材14Aが、被写体Hに対して、被写体保持部材20の装置本体(この場合は支持台21)との接点β(図7参照)よりも近い位置に配置されるようになっている。
[作用]
本実施形態においても、上記の第1の実施形態の場合と同様に、第1格子14や位相格子保護部材14Aが、被写体Hに対して、被写体保持部材20の装置本体(この場合は支持台21)との接点βよりも近い位置に配置されている。そのため、図示を省略するが、従来のX線タルボ撮影装置の被写体台のように、第1格子14(位相格子)を保護する位相格子保護部材14Aが支持台21の表面21sと面一の構成とされていたり、或いは位相格子保護部材14Aが支持台21の表面21sよりも被写体から離れる方向の位置に設けられているような場合に比べて、本実施形態に係るX線タルボ撮影装置1*の方が被写体H(例えば患者の肘等)と第1格子14との距離が近くなる。
本実施形態においても、上記の第1の実施形態の場合と同様に、第1格子14や位相格子保護部材14Aが、被写体Hに対して、被写体保持部材20の装置本体(この場合は支持台21)との接点βよりも近い位置に配置されている。そのため、図示を省略するが、従来のX線タルボ撮影装置の被写体台のように、第1格子14(位相格子)を保護する位相格子保護部材14Aが支持台21の表面21sと面一の構成とされていたり、或いは位相格子保護部材14Aが支持台21の表面21sよりも被写体から離れる方向の位置に設けられているような場合に比べて、本実施形態に係るX線タルボ撮影装置1*の方が被写体H(例えば患者の肘等)と第1格子14との距離が近くなる。
すなわち、従来のX線タルボ撮影装置に比べて、本実施形態に係るX線タルボ撮影装置1*では、被写体Hを保持具(すなわち被写体保持部材20)で保持する等した状態で被写体Hと第1格子14とがより接近した状態になる。そのため、放射線検出器16で撮影されるモアレ画像Moに基づいて再構成された微分位相画像(図9参照)等の信号レベルが従来のX線タルボ撮影装置の場合よりも強くなり、再構成されて生成された微分位相画像等のS/N比が、従来のX線タルボ撮影装置で撮影されたモアレ画像に基づいて生成された微分位相画像等のS/N比に比べて向上する。
そして、本実施形態に係るX線タルボ撮影装置1*においても、被写体Hを保持具(すなわち被写体保持部材20)で的確に保持した状態でモアレ画像Moが撮影されるため、例えば縞走査法により、放射線発生装置11から放射線を複数回照射してモアレ画像Moを複数枚撮影する間に被写体Hである患者の体動が生じることが的確に防止される。そのため、体動がない状態でモアレ画像が的確に撮影され、それに基づいて微分位相画像等が的確に再構成されて生成される。
[効果]
以上のように、上記の各実施形態に係るX線タルボ撮影装置1、1*によれば、被写体保持部材20により、被写体Hを、放射線の照射方向(z方向)において、第1格子14(位相格子)の上流側(第1の実施形態や図2(A)参照)或いは下流側(第2の実施形態や図2(B)参照)の位置に保持する。そして、第1格子14(位相格子)やそれを保護する位相格子保護部材14Aを、被写体Hに対して、被写体保持部材20の装置本体との接点α、βよりも近い位置に配置するため、被写体Hを保持具(すなわち被写体保持部材20)で保持する等した状態でも、被写体Hと第1格子14(位相格子)とを的確に接近させることが可能となる。
以上のように、上記の各実施形態に係るX線タルボ撮影装置1、1*によれば、被写体保持部材20により、被写体Hを、放射線の照射方向(z方向)において、第1格子14(位相格子)の上流側(第1の実施形態や図2(A)参照)或いは下流側(第2の実施形態や図2(B)参照)の位置に保持する。そして、第1格子14(位相格子)やそれを保護する位相格子保護部材14Aを、被写体Hに対して、被写体保持部材20の装置本体との接点α、βよりも近い位置に配置するため、被写体Hを保持具(すなわち被写体保持部材20)で保持する等した状態でも、被写体Hと第1格子14(位相格子)とを的確に接近させることが可能となる。
そのため、従来のX線タルボ撮影装置に比べて、上記の各実施形態に係るX線タルボ撮影装置1、1*で撮影されたモアレ画像Moに基づいて再構成されて生成された微分位相画像(図9参照)等のS/N比に比べて向上させることが可能となる。また、被写体Hを保持具(すなわち被写体保持部材20)で的確に保持した状態でモアレ画像Moが撮影されるため、例えば縞走査法により放射線発生装置11から放射線を複数回照射してモアレ画像Moを複数枚撮影する間に被写体Hである患者の体動が生じることを的確に防止することが可能となり、体動がないモアレ画像に基づいて微分位相画像等を的確に再構成して生成することが可能となる。
なお、上記の各実施形態では、保持具すなわち被写体保持部材20が、被写体Hである患者の関節部分の体幹側や末梢側を外側から包み込み締め付けて固定するタイプの保持具である場合について説明したが、被写体保持部材20はこのような形態である場合に限定されない。
図示を省略するが、例えば***を撮影する場合、***を2枚の圧迫板で挟み付けて圧迫した状態で放射線を照射する場合がある。そして、***の微分位相画像等を生成するために、X線タルボ撮影装置を用いてモアレ画像Moを撮影する場合、圧迫板が、被写体Hである***を保持する被写体保持部材20として機能することになる。
そして、その際、放射線発生装置11に近い側の圧迫板に第1格子14(位相格子)や位相格子保護部材14Aを配置するように構成すれば、図2(B)に示したように、被写体保持部材20により、被写体Hを、放射線の照射方向(z方向)において、第1格子14(位相格子)の下流側の位置に保持する状態になる。また、放射線発生装置11から遠い側の圧迫板に第1格子14(位相格子)や位相格子保護部材14Aを配置するように構成すれば、図2(A)に示したように、被写体保持部材20により、被写体Hを、放射線の照射方向(z方向)において、第1格子14(位相格子)の上流側の位置に保持する状態になる。
そして、上記のいずれの場合も、被写体Hである***と位相格子保護部材14Aとが接触する状態になるため、第1格子14(位相格子)や位相格子保護部材14Aと被写体H(***)とを非常に接近した位置(或いは接触する位置)に配置することが可能となる。そのため、このような場合にも、本発明を適用することができる。
なお、本発明が上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能であることは言うまでもない。
1、1* X線タルボ撮影装置
11 放射線発生装置
12 線源格子(複数の格子)
13 被写体台(装置本体)
13s 被写体台の表面
14 第1格子(位相格子)
14A 位相格子保護部材
15 第2格子(複数の格子)
16 放射線検出器
20 被写体保持部材
20A 第1保持部
20B 第2保持部
21 支持台(装置本体)
21s 支持台の表面
H 被写体
Mo モアレ画像
S スリット
α、β 接点
11 放射線発生装置
12 線源格子(複数の格子)
13 被写体台(装置本体)
13s 被写体台の表面
14 第1格子(位相格子)
14A 位相格子保護部材
15 第2格子(複数の格子)
16 放射線検出器
20 被写体保持部材
20A 第1保持部
20B 第2保持部
21 支持台(装置本体)
21s 支持台の表面
H 被写体
Mo モアレ画像
S スリット
α、β 接点
Claims (5)
- 位相格子を含む複数の格子と、
放射線を照射する放射線発生装置と、
モアレ画像を撮影する放射線検出器と、
を備え、
前記位相格子と前記被写体との間に位置し、前記位相格子を保護する位相格子保護部材と、
前記被写体を、放射線の照射方向において、前記位相格子の上流側または下流側の位置に保持する被写体保持部材と、
を有し、
前記位相格子または前記位相格子保護部材が、前記被写体に対して、前記被写体保持部材の装置本体との接点よりも近い位置に配置されていることを特徴とするX線タルボ撮影装置。 - 前記被写体保持部材は、前記装置本体としての被写体台または支持台に取り付けられており、
前記位相格子保護部材は、前記被写体台の表面または前記支持台の表面から、前記被写体保持部材により保持された前記被写体の側に突出された状態に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のX線タルボ撮影装置。 - 前記位相格子は、前記被写体台の表面または前記支持台の表面から前記被写体の側に突出された状態に設けられた前記位相格子保護部材の内部に配置されていることを特徴とする請求項2に記載のX線タルボ撮影装置。
- 前記被写体保持部材は、第1保持部と第2保持部とで構成されており、前記第1保持部が前記被写体である関節部分の体幹側を保持し、前記第2保持部が当該関節部分の末梢側を保持することで前記被写体を保持することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のX線タルボ撮影装置。
- 前記被写体保持部材の前記第1保持部と前記第2保持部はそれぞれ前記装置本体としての被写体台または支持台に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項4に記載のX線タルボ撮影装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015092334A JP2016209017A (ja) | 2015-04-28 | 2015-04-28 | X線タルボ撮影装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=57550282
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015092334A Pending JP2016209017A (ja) | 2015-04-28 | 2015-04-28 | X線タルボ撮影装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2016209017A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3434749A1 (en) | 2017-07-24 | 2019-01-30 | Konica Minolta, Inc. | Scintillator |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120099702A1 (en) * | 2009-06-16 | 2012-04-26 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Correction method for differential phase contrast imaging |
JP2013085631A (ja) * | 2011-10-17 | 2013-05-13 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 関節撮影装置 |
WO2015015851A1 (ja) * | 2013-07-30 | 2015-02-05 | コニカミノルタ株式会社 | 医用画像システム及び関節軟骨状態のスコア判定方法 |
-
2015
- 2015-04-28 JP JP2015092334A patent/JP2016209017A/ja active Pending
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