JP7226212B2 - Ｘ線位相イメージング装置および位相コントラスト画像生成方法 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線位相イメージング装置および位相コントラスト画像生成方法に関する。

従来、Ｘ線位相イメージング装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に開示されているＸ線位相イメージング装置は、Ｘ線源と、検出器と、複数の格子と、を備えている。複数の格子は、Ｘ線源と検出器との間に配置されている。また、複数の格子は、Ｘ線を回折させ、自己像を生じさせる格子と、自己像と干渉させモアレ縞を生じさせる格子とを含む。上記特許文献１に開示されているＸ線位相イメージング装置は、複数の格子のいずれかを格子ピッチの方向に移動させながら、Ｘ線源から照射されたＸ線を複数の格子を用いて干渉させることによって画像を生成するいわゆる縞走査法によって、吸収像を含む位相コントラスト画像を生成するように構成されている。なお、縞走査法では、吸収像を含む位相コントラスト画像を生成する際には、格子を移動させながら撮影した、少なくとも３フレーム分の画像が必要となる。

上記特許文献１に開示されているような従来のＸ線位相イメージング装置は、Ｘ線の吸収量ではなく、Ｘ線の位相差、または、Ｘ線の散乱を利用して、被写体内を画像化することによって、Ｘ線を吸収しにくい軽元素物体や生体軟部組織を画像化することが可能である。

国際公開第２００４／０５８０７０号

ここで、上記特許文献１には開示されていないが、被写体を撮影する前に、Ｘ線の照射範囲内の適切な位置に配置する必要がある。その際、被写体の位置調整を容易にするため、被写体にＸ線を照射して得られるＸ線画像を表示させながら位置調整を行うことが考えられる。しかしながら、Ｘ線を吸収しにくい被写体を撮影する場合、モアレ縞のコントラストと、Ｘ線画像中における被写体のコントラストとが同程度となる場合がある。そのような場合、Ｘ線画像において、被写体と背景部分との境界が、モアレ縞によって認識しにくくなり、Ｘ線画像中において被写体の位置の認識が困難になるという不都合がある。そこで、モアレ縞を除去するために、縞走査法によって生成された吸収像を表示させることが考えられる。しかしながら、縞走査法では、複数の画像の各々において、対応する画素の画素値に基づき、強度信号曲線を取得し、取得した強度信号曲線に基づいて、吸収像を含む位相コントラスト画像を生成する。強度信号曲線を取得する際には、正弦波による近似を行うため、少なくとも、格子を移動させながら撮影した３フレーム分のＸ線画像が必要となる。その際、被写体の位置調整を行いながら撮影すると、吸収像において、被写体の位置変化に起因して、被写体がぼける（被写体ブレが生じる）という問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、被写体の画像を表示させながら被写体の位置調整を行う際に、表示させる画像において被写体がぼける（被写体ブレが生じる）ことを抑制することが可能なＸ線位相イメージング装置および位相コントラスト画像生成方法を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面におけるＸ線位相イメージング装置は、Ｘ線源と、Ｘ線源から照射されたＸ線を検出する検出器と、Ｘ線源と検出器との間に配置され、Ｘ線源からＸ線が照射される第１格子と、第１格子からのＸ線が照射される第２格子とを含む複数の格子と、を含み、複数のＸ線画像を撮影する撮影系と、検出器により検出されたＸ線の強度分布に基づいて少なくとも吸収像を含む位相コントラスト画像を生成し、かつ、位相コントラスト画像の生成よりも前にプレ撮影の動画像を生成する画像処理部と、第１格子、または、第２格子の少なくともいずれかを移動させる格子移動機構と、撮影系と被写体とを相対移動させることにより、被写体の位置調整を行う被写***置調整機構と、被写***置調整機構によって被写体と撮影系とを相対移動させることにより、被写体の位置調整を行う際に、プレ撮影の動画像を表示部に表示させる制御を行う制御部とを備え、制御部は、プレ撮影の動画像の表示において、複数のＸ線画像を撮影するフレーム毎に、格子移動機構に、第１格子、または、第２格子の少なくともいずれかを、移動させる格子のピッチの１／２ピッチ分ずつ相対移動させ、撮影系に、現在フレームのモアレ縞を含むＸ線画像と、現在フレームよりも１フレーム前のモアレ縞を含むＸ線画像との２つのフレーム画像を生成させる処理と、画像処理部に現在フレームのモアレ縞を含むＸ線画像と１フレーム前のモアレ縞を含むＸ線画像との２つのフレーム画像に基づいてモアレ縞を含まないＸ線画像を生成させる処理と、モアレ縞を含まないＸ線画像を連続的に表示させることでプレ撮影の動画像を表示させる処理とを実行する。なお、位相コントラスト画像とは、吸収像の他に、位相微分像と、暗視野像とを含んでいる。吸収像とは、Ｘ線が被写体を通過した際に生じるＸ線の減衰に基づいて画像化した像である。また、位相微分像とは、Ｘ線が被写体を通過した際に発生するＸ線の位相のずれをもとに画像化した像である。また、暗視野像とは、物体の小角散乱に基づくＶｉｓｉｂｉｌｉｔｙの変化によって得られる、Ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ像のことである。また、暗視野像は、小角散乱像とも呼ばれる。「Ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ」とは、自己像の鮮明度のことである。
この発明の第２の局面におけるＸ線位相イメージング装置は、Ｘ線源と、Ｘ線源から照射されたＸ線を検出する検出器と、Ｘ線源と検出器との間に配置され、Ｘ線源からＸ線が照射される第１格子と、第１格子からのＸ線が照射される第２格子とを含む複数の格子と、を含み、複数のＸ線画像を撮影する撮影系と、検出器により検出されたＸ線の強度分布に基づいて、少なくとも吸収像を含む位相コントラスト画像を生成する画像処理部と、第１格子、または、第２格子の少なくともいずれかを移動させる格子移動機構と、撮影系と被写体とを相対移動させることにより、被写体の位置調整を行う被写***置調整機構と、被写***置調整機構によって被写体と撮影系とを相対移動させることにより、被写体の位置調整を行う際に、複数のＸ線画像を撮影するフレーム毎に、格子移動機構によって、第１格子、または、第２格子の少なくともいずれかを、移動させる格子のピッチの１／２ピッチ分ずつ相対移動させ、画像処理部によって、複数のＸ線画像のうち、現在フレームのＸ線画像と現在フレームよりも１フレーム前のＸ線画像との２つのフレーム画像に基づいて生成された吸収像を動画像として表示部に表示させる制御を行う制御部と、を備え、制御部は、１／２ピッチ分の移動と、所定時間の停止とを繰り返すことにより、第１格子、または、第２格子の少なくともいずれかを、複数のＸ線画像を撮影するフレーム毎に相対移動させることにより、被写体の位置調整を行う際に、格子が停止している時間、および、格子が移動している時間が、複数のＸ線画像を撮影するフレーム毎に、互いに等しくなるよう、第１格子、または、第２格子の少なくともいずれかを相対移動させる制御を行うように構成されており、画像処理部は、格子が停止している間、および、格子が移動している間において撮影されたＸ線画像に基づいて、吸収像を生成するように構成されている。

この発明の第３の局面における位相コントラスト画像生成方法は、被写体と撮影系とを相対移動させることにより、被写体の位置調整を行う際に、複数のＸ線画像に基づいて生成され、動画像として表示部に表示される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方法であって、モアレ縞を含むＸ線画像を撮影するステップと、格子を１／２ピッチ分移動させてモアレ縞を含むＸ線画像を撮影するステップと、現在フレームのモアレ縞を含むＸ線画像と、現在フレームよりも１フレーム前のモアレ縞を含むＸ線画像との２つのフレーム画像に基づいて、モアレ縞を含まない被写体のＸ線画像を生成するステップと、生成したモアレ縞を含まないＸ線画像を連続的に表示させることで、プレ撮影の動画像を表示させるステップと、を含む。

ここで、吸収像は、強度信号曲線の平均値に基づいて生成することができる。また、強度信号曲線は、正弦波形状を有する曲線であるため、正弦波による近似を行うことにより取得される。しかし、吸収像を生成するために必要な強度信号曲線の平均値は、正弦波による近似を行うことなく取得することができる。本願発明者は、上記の点に着目して本発明を想到した。すなわち、強度信号曲線において、互いに半周期ずれた位置における信号強度を足し合わせることにより、強度信号曲線の平均値を取得する手法を見出した。

したがって、本発明の第１の局面によるＸ線位相イメージング装置では、上記のように、格子を１／２ピッチずつ相対移動させながら撮影された２つのフレーム画像に基づいて吸収像が生成されるので、３つ以上のフレーム画像に基づいて吸収像を生成する構成と比較して、被写体の移動量が小さくなり、吸収像における被写体のぼけ（被写体ブレ）を抑制することができる。その結果、被写体の画像を表示させながら被写体の位置調整を行う際に、表示させる画像において被写体がぼける（被写体ブレが生じる）ことを抑制することが可能なＸ線位相イメージング装置を提供することができる。また、格子を１／２ピッチずつ相対移動させながら撮影した複数のＸ線画像に基づいて吸収像を生成するため、格子を３ステップ以上移動させながらＸ線画像を撮影する構成を比較して、吸収像を1枚生成する際における格子の総移動距離が大きくなることを抑制することができる。その結果、動画像としての吸収像の１フレームを生成する時間を短縮することが可能となるので、吸収像のフレームレートを大きくすることができる。また、２つのフレーム画像に基づいて吸収像を生成することが可能となるので、格子を３ステップ以上移動させながら撮影した複数のＸ線画像に基づいて吸収像を生成する構成と比較して、処理負荷が増加することを抑制することができる。

また、本発明の第３の局面における位相コントラスト画像生成方法は、上記の構成によって、第１の局面におけるＸ線位相イメージング装置と同様に、被写体の画像を表示させながら被写体の位置調整を行う際に、表示させる画像において被写体がぼける（被写体ブレが生じる）ことを抑制することが可能なＸ線位相イメージング画像生成方法を提供することができる。

一実施形態によるＸ線位相イメージング装置の概略を示したブロック図である。 格子移動機構および被写***置調整機構の模式図である。 複数のＸ線画像から強度信号曲線を近似する構成を説明するための模式図である。 位相コントラスト画像を生成する際の格子の移動を説明するためのグラフである。 生成される位相コントラスト画像を説明するための図である。 被写体がぶれた吸収像の模式図である。 被写体の位置調整を行う際に表示部に表示する吸収像を生成する際の格子の移動を説明するためのグラフである。 被写体の位置調整を行う際に表示する吸収像を生成する際の強度信号曲線を説明するためのグラフである。 被写体の位置調整を行う際に表示部に表示する吸収像を生成する構成を説明するためのである。 被写***置調整処理を説明するためのフローチャートである。 被写体の位置調整を行う際に表示する吸収像を生成する処理を説明するためのフローチャートである。 第１変形例によるＸ線位相イメージング装置の概略を示したブロック図である。 第２変形例による被写体の位置調整を行う際に表示部に表示する吸収像を生成する際の格子の移動を説明するためのグラフである。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

図１および図２を参照して、一実施形態によるＸ線位相イメージング装置１００の構成について説明する。

（Ｘ線位相イメージング装置の構成）
まず、図１を参照して、本発明の本実施形態によるＸ線位相イメージング装置１００の構成について説明する。

図１に示すように、Ｘ線位相イメージング装置１００は、タルボ（Ｔａｌｂｏｔ）効果を利用して、被写体９０の内部を画像化する装置である。Ｘ線位相イメージング装置１００は、複数の格子のうち、いずれか１つを、格子のピッチ方向（後述するＺ方向）に並進移動させながら被写体９０を撮影するように構成されている。

Ｘ線位相イメージング装置１００は、撮影系１と、画像処理部２と、格子移動機構３と、被写***置調整機構４と、制御部５と、入力受付部６と、記憶部７と、表示部８と、を備えている。

撮影系１は、Ｘ線源９と検出器１０と複数の格子とを含む。

複数の格子は、Ｘ線源９と検出器１０との間に配置されている。複数の格子は、第１格子１１と第２格子１２と第３格子１３とを含む。なお、本明細書において、鉛直方向（図１の上下方向）を、Ｚ方向とする。Ｚ方向のうち、上方向をＺ１方向とし、下方向をＺ２方向とする。また、Ｚ方向と直交する面内のうち、図１の紙面と直交する方向をＹ方向とし、図１の紙面の奥に向かう方向をＹ２方向、図１の紙面の手前側に向かう方向をＹ１方向とする。また、Ｚ方向と直交する面内の左右方向をＸ方向とし、図１の紙面の左方向をＸ１方向、図１の紙面の右方向をＸ２方向とする。

Ｘ線源９は、高電圧が印加されることにより、Ｘ線を発生させるとともに、発生されたＸ線を第１格子１１に向けて照射するように構成されている。なお、本実施形態において、Ｘ線源９は、電子線を発生させるための陰極（図示せず）、電子線が衝突することによりＸ線を発生させる陽極、陰極と陽極との間に電圧を印加する電圧印加部（図示せず）などを含み、陰極、陽極および電圧印加部が筐体（図示せず）に備えられたＸ線発生装置である。

検出器１０は、Ｘ線を検出するとともに、検出されたＸ線を電気信号に変換し、変換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。検出器１０は、たとえば、ＦＰＤ（Ｆｌａ７３ａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）である。検出器１０は、複数の変換素子（図示せず）と複数の変換素子上に配置された画素電極（図示せず）とにより構成されている。複数の変換素子および画素電極は、所定の周期（画素ピッチ）で、Ｘ方向およびＹ方向にアレイ状に配列されている。また、検出器１０は、取得した画像信号を、画像処理部２に出力するように構成されている。

第１格子１１は、Ｚ方向に所定のピッチ（周期）１１ｃで配列される複数のＸ線透過部１１ａおよびＸ線吸収部１１ｂを有する。各Ｘ線透過部１１ａおよびＸ線吸収部１１ｂはそれぞれ、直線状に延びるように形成されている。また、各Ｘ線透過部１１ａおよびＸ線吸収部１１ｂはそれぞれ、平行に延びるように形成されている。第１格子１１は、いわゆる、マルチスリットである。

第１格子１１は、Ｘ線源９と第２格子１２との間に配置されている。第１格子１１は、各Ｘ線透過部１１ａを通過したＸ線を線光源とするように構成されている。３枚の格子（第１格子１１、第２格子１２、および、第３格子１３）のピッチと格子間の距離とが一定の条件を満たすことにより、Ｘ線源９から照射されるＸ線の可干渉性を高めることが可能である。これを、ロー効果という。これにより、Ｘ線源９の管球の焦点サイズが大きくても干渉強度を保持できる。

第２格子１２は、Ｚ方向に所定のピッチ（周期）１２ｃで配列される複数のスリット１２ａ、および、Ｘ線位相変化部１２ｂを有している。各スリット１２ａおよびＸ線位相変化部１２ｂはそれぞれ、直線状に延びるように形成されている。また、各スリット１２ａおよびＸ線位相変化部１２ｂはそれぞれ、平行に延びるように形成されている。第２格子１２は、いわゆる位相格子である。

第２格子１２は、Ｘ線源９と第３格子１３との間に配置されており、Ｘ線源９からＸ線が照射される。第２格子１２は、タルボ効果により、第２格子１２の自己像（図示せず）を形成するために設けられている。なお、可干渉性を有するＸ線が、スリットが形成された格子を通過すると、格子から所定の距離（タルボ距離）離れた位置に、格子の像（自己像）が形成される。これをタルボ効果という。

第３格子１３は、Ｚ方向に所定のピッチ（周期）１３ｃ配列される複数のＸ線透過部１３ａおよびＸ線吸収部１３ｂを有する。各Ｘ線透過部１３ａおよびＸ線吸収部１３ｂはそれぞれ、直線状に延びるように形成されている。また、各Ｘ線透過部１３ａおよびＸ線吸収部１３ｂはそれぞれ、平行に延びるように形成されている。第３格子１３は、いわゆる、吸収格子である。第１格子１１、第２格子１２、および第３格子１３は、それぞれ異なる役割を持つ格子であるが、Ｘ線透過部１１ａ、スリット１２ａおよびＸ線透過部１３ａは、それぞれ、Ｘ線を透過させる。また、Ｘ線吸収部１１ｂおよびＸ線吸収部１３ｂは、それぞれ、Ｘ線を遮蔽する役割を担っており、Ｘ線位相変化部１２ｂはスリット１２ａとの屈折率の違いによってＸ線の位相を変化させる。

第３格子１３は、第２格子１２と検出器１０との間に配置されており、第２格子１２を通過したＸ線が照射される。また、第３格子１３は、第２格子１２からタルボ距離離れた位置に配置される。第３格子１３は、第２格子１２の自己像と干渉して、検出器１０の検出表面上にモアレ縞６０（図３参照）を形成する。このように、本実施形態におけるＸ線位相イメージング装置１００は、いわゆるタルボ・ロー干渉計により構成される。

画像処理部２は、検出器１０により検出されたＸ線の強度分布に基づいて、少なくとも吸収像２１ａ（図５参照）を含む位相コントラスト画像２１を生成するように構成されている。本実施形態では、画像処理部２は、たとえば、位相コントラスト画像２１として、吸収像２１ａ（図５参照）、位相微分像２１ｂ（図５参照）および暗視野像２１ｃ（図５参照）を生成する。画像処理部２は、たとえば、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）または画像処理用に構成されたＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などのプロセッサを含む。

格子移動機構３は、制御部５の制御の下、第１格子１１、または、第２格子１２の少なくともいずれかを移動させるように構成されている。本実施形態では、格子移動機構３は、第１格子１１を移動させるように構成されている。格子移動機構３の詳細な構成については、後述する。

被写***置調整機構４は、制御部５の制御の下、撮影系１と被写体９０とを相対移動させることにより、被写体９０の位置調整を行うように構成されている。本実施形態では、被写***置調整機構４は、被写体９０を移動可能に構成されている。

制御部５は、格子移動機構３を制御して、第１格子１１、または、第２格子１２の少なくともいずれかを移動させる制御を行うように構成されている。また、制御部５は、被写***置調整機構４を制御して、被写体９０を移動させる制御を行うように構成されている。制御部５は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを含む。

入力受付部６は、操作者による被写***置調整機構４を操作する入力を受け付けるように構成されている。入力受付部６は、たとえば、被写***置調整機構４の移動方向に対応する複数の物理ボタン、または、被写***置調整機構４の移動方向に対応するジョイスティック、または、表示部８に表示されるソフトウェアとしての入力ボタン（Ｇｒａｐｈｉｃ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：ＧＵＩ）などを含む。

記憶部７は、制御部５が実行するプログラム、撮影系１が撮影した複数のＸ線画像２０、画像処理部２が生成した位相コントラスト画像２１、位相コントラスト画像２１（吸収像２１ａ）を補正するための補正用吸収像２２などを保存するように構成されている。記憶部７は、たとえば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）または不揮発性のメモリなどを含む。

表示部８は、画像処理部２が生成した動画像としての吸収像２１ａを表示するように構成されている。表示部８は、たとえば、液晶モニタなどを含む。

（格子移動機構および被写***置調整機構）
図２に示すように、格子移動機構３は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、および、Ｘ方向の軸線周りの回転方向（Ｒｘ）に第１格子１１を移動可能に構成されている。具体的には、格子移動機構３は、Ｘ方向直動機構３０と、Ｙ方向直動機構３１と、Ｚ方向直動機構３２と、直動機構接続部３３と、ステージ支持部駆動部３４と、ステージ支持部３５と、ステージ駆動部３６と、ステージ３７とを含む。Ｘ方向直動機構３０は、Ｘ方向に移動可能に構成されている。Ｘ方向直動機構３０は、たとえば、モータなどを含む。Ｙ方向直動機構３１は、Ｙ方向に移動可能に構成されている。Ｙ方向直動機構３１は、たとえば、モータなどを含む。Ｚ方向直動機構３２は、Ｚ方向に移動可能に構成されている。Ｚ方向直動機構３２は、たとえば、モータなどを含む。

格子移動機構３は、Ｘ方向直動機構３０の動作により、第２格子１２をＸ方向に移動させるように構成されている。また、格子移動機構３は、Ｙ方向直動機構３１の動作により、第２格子１２をＹ方向に移動させるように構成されている。また、格子移動機構３は、Ｚ方向直動機構３２の動作により第２格子１２をＺ方向に移動させるように構成されている。

ステージ支持部３５は、ステージ３７を下方（Ｚ２方向）から支持している。ステージ駆動部３６は、ステージ３７をＹ方向に往復移動させるように構成されている。ステージ３７は、底部がステージ支持部３５に向けて凸曲面状に形成されており、Ｙ方向に往復移動されることにより、Ｘ方向の軸線周り（Ｒｘ方向）に回動するように構成されている。すなわち、格子移動機構３は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、および、Ｘ方向の周りの回転方向の、合計４方向において、第１格子１１を移動させることができる。

被写***置調整機構４は、格子移動機構３と同様の構成であり、格子移動機構３と同様に、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、および、Ｘ方向の周りの回転方向の、合計４方向において、被写体９０を移動させることができる。

（位相コントラスト画像）
次に、図３～図５を参照して、被写体９０の位置調整が完了した後に、画像処理部２が、格子移動機構３によって第１格子１１を並進移動させながら撮影する、いわゆる縞走査法によって位相コントラスト画像２１を生成する処理について説明する。なお、本明細書において、被写体９０の位置調整が完了した後の撮影を、「本撮影」と記載する。

本撮影では、各Ｘ線画像２０の画素４０の画素値の分布を、正弦波によって近似することにより、強度信号曲線５１を取得する。したがって、本撮影では、格子の並進移動は、最低３回行う必要がある。図３～図５に示す例では、便宜上、制御部５は、第１格子１１を３回並進移動させることによって、３枚のＸ線画像２０を取得する構成を示している。また、画像処理部２は、取得した３枚のＸ線画像２０に基づいて、位相コントラスト画像２１を生成するように構成されている。本実施形態では、画像処理部２は、位相コントラスト画像２１として、吸収像２１ａ、位相微分像２１ｂ、および、暗視野像２１ｃを生成するように構成されている。なお、強度信号曲線５１から位相コントラスト画像２１を生成する構成は、公知であるため、詳細な説明は省略する。

図３に示すように、本撮影では、複数のＸ線画像２０において、対応する画素４０の画素値に基づいて、グラフ５０に示すような強度信号曲線５１を取得する。第１格子１１を３回並進移動させる場合、それぞれの位置において、Ｘ線画像２０ａ、Ｘ線画像２０ｂ、および、Ｘ線画像２０ｃを取得する。取得した、各Ｘ線画像２０における画素４０ａ、画素４０ｂ、および、画素４０ｃに基づいて、強度信号曲線５１を取得する。なお、グラフ５０は、縦軸が信号強度、横軸が格子の並進回数のグラフである。

図４に示すグラフ５２は、縦軸が第１格子１１の位置であり、横軸が時間のグラフである。図４のグラフ５２に示すように、制御部５は、格子移動機構３を制御することにより、第１格子１１を、ピッチ１１ｃの１／３ずつ３回移動させる。すなわち、グラフ５２に示すように、制御部５は、格子移動機構３を制御することにより、第１格子１１の位置が、初期位置、第１位置、および、第２位置となるように、ピッチ１１ｃ×１／３ずつ第１格子１１を、移動させる。なお、初期位置、第１位置、第２位置の３か所において、Ｘ線画像２０を撮影すればよいので、初期位置においてＸ線画像２０を撮影した後に、第１格子１１を移動させる場合、第１格子１１の並進移動回数は、２回となる。また、第１格子１１の大きさ（Ｚ方向の大きさ）は、有限であるため、第２位置から第１格子１１を移動させる場合には、ピッチ１１ｃ×３／３となる位置ではなく、初期位置に戻す。

グラフ５２において、各位置へ移動する時間を、それぞれ、第１移動時間７０ａ、第２移動時間７０ｂ、および、第３移動時間７０ｃとする。また、各位置において第１格子１１が停止している時間をそれぞれ、第１停止時間７１ａ、第２停止時間７１ｂ、および、第３停止時間７１ｃとする。停止時間７１と移動時間７０とを足し合わせた時間が、１フレームのＸ線画像２０を撮影するフレーム時間７２である。すなわち、初期位置から第１位置への第１移動時間７０ａと、第１位置における第１停止時間７１ａとを足し合わせた時間が、第１フレーム時間７２ａである。第１位置から第２位置への第２移動時間７０ｂと第２位置における第２停止時間７１ｂとを足し合わせた時間が、第２フレーム時間７２ｂである。第２位置から初期位置への第３移動時間７０ｃと初期位置における第３停止時間７１ｃとを足し合わせた時間が、第３フレーム時間７２ｃである。

グラフ５２に示すように、初期位置から第１位置への移動、および、第１位置から第２位置への移動は、移動距離が等しいため、第１移動時間７０ａ、および、第２移動時間７０ｂは、互いに等しくなる。一方、第２位置から初期位置への移動は、第１格子１１の移動距離が異なるため、第３移動時間７０ｃは、第１移動時間７０ａおよび第２移動時間７０ｂよりも長くなる。各格子位置に第１格子１１を移動させ、Ｘ線画像２０を撮影する時間が互いに等しい場合、移動時間７０が長くなると、その分、停止時間７１が短くなる。したがって第３停止時間７１ｃは、第１停止時間７１ａ、および、第２停止時間７１ｂよりも短くなる。

第１格子１１の移動時間７０が異なると、移動中における第１格子１１の相対位置（移動時間７０における第１格子１１の平均的な位置）が異なる。そのため、各ステップにおけるＸ線画像２０の撮影時間に移動時間７０を含めると、格子の相対位置の違いに基づき、生成される位相コントラスト画像２１においてノイズが生じる。したがって、第１格子１１の移動時間７０は、Ｘ線画像２０の撮影時間７３に含めず、第１格子１１の停止時間７１を撮影時間７３とする。なお、第１停止時間７１ａ、第２停止時間７１ｂ、および、第３停止時間７１ｃのうち最も短い時間である第３停止時間７１ｃを、撮影時間７３とする。すなわち、第１停止時間７１ａのうち、第３停止時間７１ｃと等しい長さの時間を、第１撮影時間７３ａとする。また、第２停止時間７１ｂのうち、第３停止時間７１ｃと等しい長さの時間を、第２撮影時間７３ｂとする。第３撮影時間７３ｃは、第３停止時間７１ｃと等しい長さの時間である。

図５は、位相コントラスト画像２１の模式図である。吸収像２１ａは、Ｘ線が被写体９０を透過した際に被写体９０に吸収されることによる、検出器１０によって検出されるＸ線の強度の変化に基づいて画像化したものである。また、位相微分像２１ｂは、Ｘ線が被写体９０を透過した際に生じるＸ線の位相のずれに基づいて被写体９０の内部構造を画像化したものである。また、暗視野像２１ｃは、Ｘ線が被写体９０を透過した際に生じるＸ線の微小角度の散乱に基づいて被写体９０の内部構造を画像化したものである。

ここで、位相コントラスト画像２１を生成するためのＸ線画像２０（図３参照）には、モアレ縞６０が写っている。モアレ縞６０のコントラストが、被写体９０のコントラストと同程度の場合、被写体９０と背景部分との境界が視認しづらくなる。なお、図３に示す例では、被写体９０を破線で図示することにより、被写体９０と背景部分との境界が視認しにくい状況を表している。一方、図５に示すように、位相コントラスト画像２１である、吸収像２１ａは、強度信号曲線５１に基づいて生成される画像であるため、モアレ縞６０は除去されている。そこで、制御部５は、被写体９０の位置調整を行う際には、吸収像２１ａを表示部８に表示するように構成されている。これにより、モアレ縞６０が除去された吸収像２１ａを確認しながら被写体９０の位置調整を行うことができる。

しかしながら、上述したように、縞走査法によって吸収像２１ａを生成するためには、最低でも３回、第１格子１１を並進移動させる必要がある。したがって、１枚の吸収像２１ａを生成するために、３枚のＸ線画像２０が必要となる。被写体９０の位置調整を行いながら撮影した場合、各Ｘ線画像２０に写る被写体９０の位置がそれぞれ異なるため、生成される吸収像２３は、図６に示すように、被写体９０がぶれた画像となる。なお、図６に示す例では、被写体９０のＹ方向における辺を複数の線で図示することにより、被写体９０のブレを図示している。

そこで、本実施形態では、制御部５は、本撮影を行う前（被写体９０の位置調整を行う際）に、本撮影とは異なる方法によって生成された吸収像２１ａを、表示部８に表示させる制御を行うように構成されている。なお、本明細書において、被写体９０の位置調整を行う際に表示部８に表示させる吸収像２１ａを生成するための撮影を、「プレ撮影」と記載する。

（プレ撮影）
図７～図９を参照して、画像処理部２および制御部５がプレ撮影を行う構成について説明する。

プレ撮影では、被写体９０の位置調整を行うため、被写体９０を移動させながら撮影し、位置変化する被写体９０の画像を、動画像として表示部８にリアルタイム表示する。Ｘ線画像２０を動画像として表示させた場合、モアレ縞６０によって被写体９０の位置が確認しにくい状態となる。また、本撮影と同様の方法によって生成された吸収像２３を動画像として表示させた場合、被写体９０のブレによって、位置が確認しにくくなる。

そこで、本実施形態では、制御部５は、被写体９０のブレが抑制された吸収像２１ａを生成させるとともに、生成させた吸収像２１ａを表示部８に表示させる制御を行うように構成されている。具体的には、制御部５は、被写***置調整機構４によって被写体９０と撮影系１とを相対移動させることにより、被写体９０の位置調整を行う際に、複数のＸ線画像２０を撮影するフレーム毎に、格子移動機構３によって、第１格子１１、または、第２格子１２の少なくともいずれかを、移動させる格子のピッチの１／２ピッチ分ずつ相対移動させるように構成されている。

また、画像処理部２は、複数のＸ線画像２０のうち、現在フレームのＸ線画像２０と現在フレームよりも１フレーム前のＸ線画像２０との２つのフレーム画像に基づいて、吸収像２１ａを生成するように構成されている。なお、現在フレームのＸ線画像２０と現在フレームよりも１フレーム前のＸ線画像２０との２つのフレーム画像に基づいて、吸収像２１ａを生成するとは、最初の２フレームを除き、１フレーム分のＸ線画像２０が撮影される度に、撮影されたＸ線画像２０を現在フレームの画像とし、１フレーム前に撮影されたＸ線画像２０を、現在フレームよりも１フレーム前の画像として、１枚の吸収像２１ａを生成することである。すなわち、３枚目のＸ線画像２０からは、Ｘ線画像２０が１枚撮影される度に、表示部８の表示される吸収像２１ａが更新される。

本実施形態では、制御部５は、格子移動機構３によって、第１格子１１、または、第２格子１２の少なくともいずれかを、１／２ピッチ分ずつ相対移動させることにより、被写体９０の位置調整を行う際に、格子の移動方向を、複数のＸ線画像２０を撮影するフレーム毎に、第１方向（Ｚ１方向）と、第１方向とは反対方向の第２方向（Ｚ２方向）とに切り替える制御を行うように構成されている。なお、本実施形態では、制御部５は、第１格子１１を、１／２×ｐ１分ずつ相対移動させる制御を行う。言い換えると、制御部５は、第１格子１１を、Ｚ１方向およびＺ２方向に対して、１／２ピッチずつ往復移動させる制御を行うように構成されている。すなわち、図７のグラフ５３に示すように、制御部５は、第１格子１１を、初期位置と第１位置とに交互に配置しながら、各々の位置において、Ｘ線画像２０を撮影する制御を行う。なお、グラフ５３は、縦軸が格子の位置であり、横軸が時間のグラフである。

図７のグラフ５３に示すように、制御部５は、第１格子１１を第１位置に配置して撮影する際には、第１移動時間７０ａと、第１停止時間７１ａとを足し合わせた時間を、第１撮影時間７３ａとしてＸ線画像２０を撮影する。言い換えると、第１フレーム時間７２ａと第１撮影時間７３ａとが等しくなる。また、制御部５は、第１格子１１を初期位置に移動させて撮影する際には、第２移動時間７０ｂと、第２停止時間７１ｂとを足し合わせた時間を、第２撮影時間７３ｂとして、Ｘ線画像２０を撮影する。言い換えると、第２フレーム時間７２ｂと第２撮影時間７３ｂとが等しくなる。以降、第１位置への移動と初期位置への移動とを繰り返し、各々の位置において、撮影時間７３においてＸ線画像２０を撮影する。

図８に示すように第１格子１１をＺ１方向とＺ２方向とに往復移動させながら撮影した複数のＸ線画像２０のうち、現在フレームのＸ線画像２０ｄの画素４０ｄの画素値と、現在フレームよりも１フレーム前のＸ線画像２０ｅの画素４０ｅの画素値とに基づいて、グラフ５４に示す強度信号曲線５５を取得する。なお、グラフ５４は、縦軸が信号強度であり、横軸が並進回数のグラフである。グラフ５４では、便宜上、強度信号曲線５５を正弦波状に示しているが、並進回数が２回では、強度信号曲線５５を取得する際に、正弦波によって近似することができない。しかしながら、第１格子１１を１／２ピッチずつ移動させながら撮影した場合、各Ｘ線画像２０において、１／２ピッチ分、モアレ縞６０の周期がずれる。したがって、正弦波を前提とすれば、１枚目のＸ線画像２０の画素４０の画素値が＋αに対して、モアレ縞６０が半周期移動した２枚目のＸ線画像２０の画素４０の画素値は－αとなって、モアレ縞６０が打ち消される。個々の画素４０のモアレ縞６０（周期成分）が消されるため、生成される画像において、被写体９０の像が残る。そのため、画像処理部２は、第１格子１１を１／２ピッチ（ｐ１／２）分ずつ移動させて撮影した複数のＸ線画像２０の各画素の平均値を取得することにより、吸収像２１ａを取得することができる。

本実施形態では、図８のグラフ５４に示すように、制御部５は、１／２ピッチ分の移動と、所定時間の停止とを繰り返す制御を行うように構成されている。なお、グラフ５４は、縦軸が格子の位置であり、横軸が時間のグラフである。本実施形態では、制御部５は、第１格子１１、または、第２格子１２の少なくともいずれかを、複数のＸ線画像２０を撮影するフレーム毎に相対移動させるように構成されている。また、制御部５は、被写体９０の位置調整を行う際に、格子が停止している時間（停止時間７１）、および、格子が移動している時間（移動時間７０）が、複数のＸ線画像２０を撮影するフレーム毎に、互いに等しくなるよう、第１格子１１、または、第２格子１２の少なくともいずれかを相対移動させる制御を行うように構成されている。言い換えると、制御部５は、各位置に並進移動させる際に、第１格子１１、または、第２格子１２を等しい速度で移動させるように構成されている。しがたって、移動時における第１格子１１の相対的な位置が各ステップにおいて実質的に等しくなるため、格子の移動時間７０を、撮影時間７３に含めることができる。なお、本実施形態では、制御部５は、格子移動機構３によって、第１格子１１を移動させながら複数のＸ線画像２０を撮影する制御を行うように構成されている。

画像処理部２は、格子が停止している間（移動時間７０）、および、格子が移動している間（停止時間７１）において撮影されたＸ線画像２０に基づいて、吸収像２１ａを生成するように構成されている。

（吸収像の補正）
図９に示すように、画像処理部２は、Ｘ線画像２０ｄおよびＸ線画像２０ｅに基づいて吸収像２４を生成するように構成されている。Ｘ線画像２０ｄおよびＸ線画像２０ｅに基づいて生成された吸収像２４には、撮影系１に起因するノイズ６１が生じる。撮影系１に起因するノイズ６１は、たとえば、格子に対してＸ線が斜め方向から入射することによって生じる、Ｘ線の強度変化に起因する背景部分のグラデーション模様などがある。なお、図９に示す例では、ノイズ６１（背景部分のグラデーション模様）を、間隔の異なるハッチングを付すことにより表現している。

そこで、本実施形態では、画像処理部２は、吸収像２４に生じるノイズ６１を補正するように構成されている。具体的には、画像処理部２は、被写体９０を配置していない状態において予め撮影され、記憶部７に記憶された補正用吸収像２２を用いて、被写体９０を配置した状態において撮影することにより生成した吸収像２４を補正するように構成されている。具体的には、画像処理部２は、吸収像２４から、補正用吸収像２２を除算することにより、ノイズ６１が除去された吸収像２１ａを取得するように構成されている。

（被写体の位置調整処理）
次に、図１０を参照して、被写体９０位置調整を行うフローについて説明する。なお、ステップ１０３の処理は、操作者によって行われるため、フローチャートにおいて、破線で示している。

ステップ１０１において、制御部５は、位置調整モードに遷移する入力信号を受信したか否かを判定する。位置調整モードに遷移する入力信号を受信している場合、処理は、ステップ１０２へ進む。位置調整モードに遷移する入力信号を受信していない場合、ステップ１０１の処理を繰り返す。

ステップ１０２において、画像処理部２および制御部５は、吸収像２１ａを生成し、表示部８に表示する。

ステップ１０３において、操作者は、入力受付部６を操作することにより、被写体９０の位置調整を行う。ステップ１０３において、制御部５は、操作者の操作入力に基づいて、被写***置調整機構４を制御する。

ステップ１０４において、制御部５は、位置調整モードを終了する入力信号を受信したか否かを判定する。位置調整モードを終了する入力信号を受信していない場合、処理は、ステップ１０２へ進む。位置調整モードを終了する入力信号を受信した場合、処理は、終了する。

次に、図１１を参照して、画像処理部２および制御部５が吸収像２１ａを生成し、表示部８に表示する処理について説明する。

ステップ２００において、制御部５は、撮影系１を制御することにより、Ｘ線画像２０を撮影する。

ステップ２０１において、制御部５は、格子移動機構３を制御することにより、第１格子１１を１／２ピッチ移動させてＸ線画像２０を撮影する。

ステップ２０２において、画像処理部２は、現在フレームのＸ線画像２０と、現在フレームよりも１フレーム前のＸ線画像２０との２つのフレーム画像（Ｘ線画像２０ｄおよびＸ線画像２０ｅ）に基づいて、被写体９０の吸収像２４を生成する。

ステップ２０３において、画像処理部２は、予め撮影され、記憶部７に記憶された補正用吸収像２２を用いて、吸収像２４を補正し、ノイズ６１が除去された吸収像２１ａを取得する。

ステップ２０４において、制御部５は、補正後の吸収像２１ａを、表示部８に表示する。その後、処理は、処理を終了する。

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、Ｘ線位相イメージング装置１００は、Ｘ線源９と、Ｘ線源９から照射されたＸ線を検出する検出器１０と、Ｘ線源９と検出器１０との間に配置され、Ｘ線源９からＸ線が照射される第１格子１１と、第１格子１１からのＸ線が照射される第２格子１２とを含む複数の格子と、を含み、複数のＸ線画像２０を撮影する撮影系１と、検出器１０により検出されたＸ線の強度分布に基づいて、少なくとも吸収像２１ａを含む位相コントラスト画像２１を生成する画像処理部２と、第１格子１１、または、第２格子１２の少なくともいずれかを移動させる格子移動機構３と、撮影系１と被写体９０とを相対移動させることにより、被写体９０の位置調整を行う被写***置調整機構４と、被写***置調整機構４によって被写体９０と撮影系１とを相対移動させることにより、被写体９０の位置調整を行う際に、複数のＸ線画像２０を撮影するフレーム毎に、格子移動機構３によって、第１格子１１、または、第２格子１２の少なくともいずれかを、移動させる格子のピッチの１／２ピッチ分ずつ相対移動させ、画像処理部２によって、複数のＸ線画像２０のうち、現在フレームのＸ線画像２０と現在フレームよりも１フレーム前のＸ線画像２０との２つのフレーム画像に基づいて生成された吸収像２１ａを動画像として表示部８に表示させる制御を行う制御部５と、を備える。

これにより、２つのフレーム画像（Ｘ線画像２０ｄおよびＸ線画像２０ｅ）に基づいて吸収像２１ａが生成されるので、３つ以上のフレーム画像に基づいて吸収像２１ａを生成する構成と比較して、被写体９０の移動量が小さくなり、吸収像２１ａにおける被写体９０のぼけ（被写体ブレ）を抑制することができる。その結果、被写体９０の画像を表示させながら被写体９０の位置調整を行う際に、表示させる画像において被写体９０がぼける（被写体ブレが生じる）ことを抑制することが可能なＸ線位相イメージング装置１００を提供することができる。また、格子を１／２ピッチずつ相対移動させながら撮影した複数のＸ線画像２０に基づいて吸収像２１ａを生成するため、格子を３ステップ以上移動させながらＸ線画像２０を撮影する構成を比較して、吸収像２１ａを1枚生成する際における第１格子１１の総移動距離が大きくなることを抑制することができる。その結果、動画像としての吸収像２１ａの１フレームを生成する時間を短縮することが可能となるので、吸収像２１ａのフレームレートを大きくすることができる。また、２つのフレーム画像（Ｘ線画像２０ｄおよびＸ線画像２０ｅ）に基づいて吸収像２１ａを生成することが可能となるので、第１格子１１を３ステップ以上移動させながら撮影した複数のＸ線画像２０に基づいて吸収像２１ａを生成する構成と比較して、処理負荷が増加することを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御部５は、格子移動機構３によって、第１格子１１、または、第２格子１２の少なくともいずれかを、１／２ピッチ分ずつ相対移動させることにより、被写体９０の位置調整を行う際に、格子の移動方向を、複数のＸ線画像２０を撮影するフレーム毎に、第１方向と、第１方向とは反対方向の第２方向とに切り替える制御を行うように構成されている。これにより、格子を往復移動させながら撮影した複数のＸ線画像２０に基づいて、吸収像２１ａを生成することができる。その結果、格子を第１方向または第２方向のみに移動させる構成と異なり、移動させる格子のサイズによらず、被写体９０の位置調整が完了するまで、動画像として吸収像２１ａを表示させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、画像処理部２は、現在フレームのＸ線画像２０と、１フレーム前のＸ線画像２０とにおいて、対応する各々の画素４０の画素値の平均値を算出することにより、吸収像２１ａを生成するように構成されている。これにより、２枚のＸ線画像２０において、対応する各々の画素４０の画素値を平均化することにより、容易に吸収像２１ａを生成することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御部５は、１／２ピッチ分の移動と、所定時間の停止とを繰り返すことにより、第１格子１１、または、第２格子１２の少なくともいずれかを、複数のＸ線画像２０を撮影するフレーム毎に相対移動させることにより、被写体９０の位置調整を行う際に、格子が停止している時間、および、格子が移動している時間が、複数のＸ線画像２０を撮影するフレーム毎に、互いに等しくなるよう、第１格子１１、または、第２格子１２の少なくともいずれかを相対移動させる制御を行うように構成されており、画像処理部２は、格子が停止している間、および、格子が移動している間において撮影されたＸ線画像２０に基づいて、吸収像２１ａを生成するように構成されている。これにより、格子が停止している間の時間、および、格子が移動している間の時間がＸ線画像２０の撮影時間に含まれるため、撮影時間として、格子が停止している間の時間のみが含まれる構成と比較して、撮影時間を大きくすることができる。その結果、Ｘ線画像２０のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ－Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ：信号ノイズ比）が大きくなるので、生成される吸収像２１ａのコントラストを大きくすることができる。

また、本実施形態では、上記のように、操作者による被写***置調整機構４を操作する入力を受け付ける入力受付部６をさらに備える。これにより、操作者は、表示部８に表示された吸収像２１ａを目視しながら、入力受付部６を操作することによって被写体９０の位置調整を行うことができる。その結果、操作者の利便性を向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、複数のＸ線画像２０、および、吸収像２１ａを記憶する記憶部７をさらに備え、画像処理部２は、被写体９０を配置していない状態において予め撮影され、記憶部７に記憶された吸収像２１ａを用いて、被写体９０を配置した状態において撮影することにより生成した吸収像２４を補正するように構成されている。これにより、撮影系１に起因するノイズ６１を除去することができる。その結果、表示部８に表示される吸収像２１ａの画質を向上させることが可能となるので、被写体９０の位置調整をより精度よく行うことできる。

また、本実施形態では、上記のように、Ｘ複数の格子は、Ｘ線源９と第１格子１１との間の位置に配置される第３格子１３をさらに含み、制御部５は、被写***置調整機構４によって、被写体９０の位置を調整する際に、格子移動機構３によって、第１格子１１と第２格子１２と第３格子１３とのうち、少なくともいずれか１つの格子を相対移動させながら複数のＸ線画像２０を撮影する制御を行うように構成されている。これにより、第３格子１３によって、Ｘ線源９から照射されるＸ線の可干渉性を向上させることができる。その結果、Ｘ線源から照射されるＸ線の可干渉性が低い場合でも、第３格子１３によって照射されるＸ線の可干渉性が向上されるので、Ｘ線源９の選択の自由度を向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、被写体９０と撮影系１とを相対移動させることにより、被写体９０の位置調整を行う際に、複数のＸ線画像２０に基づいて生成され、動画像として表示部８に表示される位相コントラスト画像２１を生成する位相コントラスト画像２１生成方法であって、Ｘ線画像２０を撮影するステップと、格子を１／２ピッチ分移動させてＸ線画像２０を撮影するステップと、現在フレームのＸ線画像２０と、現在フレームよりも１フレーム前のＸ線画像２０との２つのフレーム画像に基づいて、被写体９０の吸収像２１ａを生成するステップと、生成した吸収像２１ａを、動画像として表示部８に表示させるステップと、を含む。これにより、上記Ｘ線位相イメージング装置１００と同様に、被写体９０の画像を表示させながら被写体９０の位置調整を行う際に、表示させる画像において被写体９０がぼける（被写体ブレが生じる）ことを抑制することが可能なＸ線位相イメージング画像生成方法を提供することができる。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

（第１変形例）
たとえば、上記実施形態では、複数の格子として、第１格子１１と、第２格子１２と、第３格子１３とを含む構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１２に示すように、複数の格子は、第３格子１３を含んでいなくてもよい。複数の格子が第３格子１３を含まない場合、Ｘ線位相イメージング装置１００は、可干渉性が高いＸ線を照射可能なＸ線源９を備えていればよい。

（第２変形例）
また、上記実施形態では、制御部５が、第１格子１１を、第１方向（Ｚ１方向）と第２方向（Ｚ２方向）とに往復移動させる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１３に示すグラフ５６のように、制御部５は、第１格子１１を、初期位置から第１位置に移動させてＸ線画像２０を撮影し、第１位置から初期位置に移動させてＸ線画像２０を撮影し、初期位置から第２位置に移動させてＸ線画像２０を撮影し、第２位置から初期位置に移動させＸ線画像２０を撮影する制御を行うように構成されていてもよい。

（その他の変形例）
また、上記実施形態では、制御部５が、複数の格子のうち、第１格子１１を移動させながら複数のＸ線画像２０を撮影する制御を行う構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部５は、格子移動機構３によって、第１格子１１と第２格子１２と第３格子１３とのうち、少なくともいずれか１つの格子を相対移動させながら複数のＸ線画像２０を撮影する制御を行うように構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、被写***置調整機構４が、被写体９０を移動させることにより、被写体９０と撮影系１とを相対移動させる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、被写***置調整機構４は、撮影系１を移動させることにより、被写体９０と撮影系１とを相対移動させるように構成されていてもよい。しかしながら、被写***置調整機構４が撮影系１移動させる構成の場合、被写***置調整機構４が大型化するとともに、被写***置調整機構４の装置構成が複雑化するため、被写***置調整機構４は、被写体９０を移動させる構成のほうが好ましい。

また、上記実施形態では、第１格子１１を、Ｚ方向に移動させる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、格子の延びる方向がＺ方向となるように各格子を配置する場合には、第１格子１１をＹ方向に移動させてもよい。格子の延びる方向と直交する方向に格子を移動させれば、格子の移動方向は問わない。

また、上記実施形態では、入力受付部６からの操作入力に基づいて、被写体９０の位置を調整する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部５が被写***置調整機構４を制御することにより、自動的に被写体９０の位置調整を行うように構成されていてもよい。制御部５が自動的に被写体９０の位置調整を行う場合、被写体９０の配置領域を予め設定しておき、表示部８に表示される吸収像２１ａと、予め設定された被写体配置領域とに基づいて、被写体９０の位置が被写体配置領域内か否かを制御部５が判定するように構成すればよい。

また、上記実施形態では、画像処理部２が、第１格子１１を移動させながら撮影した複数のＸ線画像２０を用いて、吸収像２４を生成する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、画像処理部２は、吸収像２４を生成する際に、複数のＸ線画像２０の各々に対して、欠損補正およびオフセット補正を行い、補正後のＸ線画像２０を用いて、吸収像２４を生成するように構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、画像処理部２が吸収像２４から撮影系１に起因するノイズ６１を除去する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、撮影系１に起因するノイズ６１による吸収像２４の画質の劣化が許容範囲内であれば、画像処理部２は、吸収像２４を補正せず、吸収像２１ａとして表示部８に表示してもよい。

［態様］
上述した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（項目１）
Ｘ線源と、前記Ｘ線源から照射されたＸ線を検出する検出器と、前記Ｘ線源と前記検出器との間に配置され、前記Ｘ線源からＸ線が照射される第１格子と、前記第１格子からのＸ線が照射される第２格子とを含む複数の格子と、を含み、複数のＸ線画像を撮影する撮影系と、
前記検出器により検出されたＸ線の強度分布に基づいて、少なくとも吸収像を含む位相コントラスト画像を生成する画像処理部と、
前記第１格子、または、前記第２格子の少なくともいずれかを移動させる格子移動機構と、
前記撮影系と被写体とを相対移動させることにより、被写体の位置調整を行う被写***置調整機構と、
前記被写***置調整機構によって被写体と前記撮影系とを相対移動させることにより、被写体の位置調整を行う際に、前記複数のＸ線画像を撮影するフレーム毎に、前記格子移動機構によって、前記第１格子、または、前記第２格子の少なくともいずれかを、移動させる格子のピッチの１／２ピッチ分ずつ相対移動させ、前記画像処理部によって、前記複数のＸ線画像のうち、現在フレームのＸ線画像と現在フレームよりも１フレーム前のＸ線画像との２つのフレーム画像に基づいて生成された前記吸収像を動画像として表示部に表示させる制御を行う制御部と、を備える、Ｘ線位相イメージング装置。

（項目２）
前記制御部は、前記格子移動機構によって、前記第１格子、または、前記第２格子の少なくともいずれかを、前記１／２ピッチ分ずつ相対移動させることにより、被写体の位置調整を行う際に、格子の移動方向を、前記複数のＸ線画像を撮影するフレーム毎に、第１方向と、前記第１方向とは反対方向の第２方向とに切り替える制御を行うように構成されている、項目１に記載のＸ線位相イメージング装置。

（項目３）
前記画像処理部は、前記現在フレームのＸ線画像と、前記１フレーム前のＸ線画像とにおいて、対応する各々の画素の画素値の平均値を算出することにより、前記吸収像を生成するように構成されている、項目１または２に記載のＸ線位相イメージング装置。

（項目４）
前記制御部は、前記１／２ピッチ分の移動と、所定時間の停止とを繰り返すことにより、前記第１格子、または、前記第２格子の少なくともいずれかを、前記複数のＸ線画像を撮影するフレーム毎に相対移動させることにより、被写体の位置調整を行う際に、格子が停止している時間、および、格子が移動している時間が、前記複数のＸ線画像を撮影するフレーム毎に、互いに等しくなるよう、前記第１格子、または、前記第２格子の少なくともいずれかを相対移動させる制御を行うように構成されており、
前記画像処理部は、格子が停止している間、および、格子が移動している間において撮影されたＸ線画像に基づいて、前記吸収像を生成するように構成されている、項目１～３のいずれか１項に記載のＸ線位相イメージング装置。

（項目５）
操作者による前記被写***置調整機構を操作する入力を受け付ける入力受付部をさらに備える、項目１～４のいずれか１項に記載のＸ線位相イメージング装置。

（項目６）
前記複数のＸ線画像、および、前記吸収像を記憶する記憶部をさらに備え、
前記画像処理部は、被写体を配置していない状態において予め撮影され、前記記憶部に記憶された前記吸収像を用いて、被写体を配置した状態において撮影することにより生成した前記吸収像を補正するように構成されている、項目１～５のいずれか１項に記載のＸ線位相イメージング装置。

（項目７）
前記複数の格子は、前記Ｘ線源と前記第１格子との間の位置に配置される第３格子をさらに含み、
前記制御部は、前記被写***置調整機構によって、被写体の位置を調整する際に、前記格子移動機構によって、前記第１格子と前記第２格子と前記第３格子とのうち、少なくともいずれか１つの格子を相対移動させながら前記複数のＸ線画像を撮影する制御を行うように構成されている、項目１～６のいずれか１項に記載のＸ線位相イメージング装置。

（項目８）
被写体と撮影系とを相対移動させることにより、被写体の位置調整を行う際に、複数のＸ線画像に基づいて生成され、動画像として表示部に表示される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方法であって、
Ｘ線画像を撮影するステップと、
格子を１／２ピッチ分移動させてＸ線画像を撮影するステップと、
現在フレームのＸ線画像と、現在フレームよりも１フレーム前のＸ線画像との２つのフレーム画像に基づいて、被写体の吸収像を生成するステップと、
生成した前記吸収像を、動画像として表示部に表示させるステップと、を含む、位相コントラスト画像生成方法。

１ 撮影系
２ 画像処理部
３ 格子移動機構
４ 被写***置調整機構
５ 制御部
６ 入力受付部
７ 記憶部
８ 表示部
９ Ｘ線源
１０ 検出器
１１ 第１格子（複数の格子）
１２ 第２格子（複数の格子）
１３ 第３格子（複数の格子）
２０ Ｘ線画像
２１ 位相コントラスト画像
２１ａ 吸収像
２２ 補正用吸収像（記憶部に記憶された吸収像）
１００ Ｘ線位相イメージング装置
Ｐ 被写体
７０、７０ａ、７０ｂ、７０ｃ 移動時間（格子が移動している時間）
７１、７１ａ、７１ｂ、７１ｃ 停止時間（格子が停止している時間）

Claims (8)

1. Ｘ線源と、前記Ｘ線源から照射されたＸ線を検出する検出器と、前記Ｘ線源と前記検出器との間に配置され、前記Ｘ線源からＸ線が照射される第１格子と、前記第１格子からのＸ線が照射される第２格子とを含む複数の格子と、を含み、複数のＸ線画像を撮影する撮影系と、
   前記検出器により検出されたＸ線の強度分布に基づいて少なくとも吸収像を含む位相コントラスト画像を生成し、かつ、前記位相コントラスト画像の生成よりも前にプレ撮影の動画像を生成する画像処理部と、
   前記第１格子、または、前記第２格子の少なくともいずれかを移動させる格子移動機構と、
   前記撮影系と被写体とを相対移動させることにより、被写体の位置調整を行う被写***置調整機構と、
   前記被写***置調整機構によって被写体と前記撮影系とを相対移動させることにより、被写体の位置調整を行う際に、前記プレ撮影の動画像を表示部に表示させる制御を行う制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記プレ撮影の動画像の表示において、
   前記複数のＸ線画像を撮影するフレーム毎に、前記格子移動機構に、前記第１格子、または、前記第２格子の少なくともいずれかを、移動させる格子のピッチの１／２ピッチ分ずつ相対移動させ、前記撮影系に、現在フレームのモアレ縞を含むＸ線画像と、前記現在フレームよりも１フレーム前のモアレ縞を含むＸ線画像との２つのフレーム画像を生成させる処理と、
   前記画像処理部に前記現在フレームのモアレ縞を含むＸ線画像と前記１フレーム前のモアレ縞を含むＸ線画像との２つのフレーム画像に基づいてモアレ縞を含まないＸ線画像を生成させる処理と、
   モアレ縞を含まないＸ線画像を連続的に表示させることで前記プレ撮影の動画像を表示させる処理とを実行する、Ｘ線位相イメージング装置。
2. 前記制御部は、前記格子移動機構によって、前記第１格子、または、前記第２格子の少なくともいずれかを、前記１／２ピッチ分ずつ相対移動させることにより、被写体の位置調整を行う際に、格子の移動方向を、前記複数のＸ線画像を撮影するフレーム毎に、第１方向と、前記第１方向とは反対方向の第２方向とに切り替える制御を行うように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相イメージング装置。
3. 前記画像処理部は、前記現在フレームのＸ線画像と、前記１フレーム前のＸ線画像とにおいて、対応する各々の画素の画素値の平均値を算出することにより、前記吸収像を生成するように構成されている、請求項１または２に記載のＸ線位相イメージング装置。
4. Ｘ線源と、前記Ｘ線源から照射されたＸ線を検出する検出器と、前記Ｘ線源と前記検出器との間に配置され、前記Ｘ線源からＸ線が照射される第１格子と、前記第１格子からのＸ線が照射される第２格子とを含む複数の格子と、を含み、複数のＸ線画像を撮影する撮影系と、
   前記検出器により検出されたＸ線の強度分布に基づいて、少なくとも吸収像を含む位相コントラスト画像を生成する画像処理部と、
   前記第１格子、または、前記第２格子の少なくともいずれかを移動させる格子移動機構と、
   前記撮影系と被写体とを相対移動させることにより、被写体の位置調整を行う被写***置調整機構と、
   前記被写***置調整機構によって被写体と前記撮影系とを相対移動させることにより、被写体の位置調整を行う際に、前記複数のＸ線画像を撮影するフレーム毎に、前記格子移動機構によって、前記第１格子、または、前記第２格子の少なくともいずれかを、移動させる格子のピッチの１／２ピッチ分ずつ相対移動させ、前記画像処理部によって、前記複数のＸ線画像のうち、現在フレームのＸ線画像と前記現在フレームよりも１フレーム前のＸ線画像との２つのフレーム画像に基づいて生成された前記吸収像を動画像として表示部に表示させる制御を行う制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記１／２ピッチ分の移動と、所定時間の停止とを繰り返すことにより、前記第１格子、または、前記第２格子の少なくともいずれかを、前記複数のＸ線画像を撮影するフレーム毎に相対移動させることにより、被写体の位置調整を行う際に、格子が停止している時間、および、格子が移動している時間が、前記複数のＸ線画像を撮影するフレーム毎に、互いに等しくなるよう、前記第１格子、または、前記第２格子の少なくともいずれかを相対移動させる制御を行うように構成されており、
   前記画像処理部は、格子が停止している間、および、格子が移動している間において撮影されたＸ線画像に基づいて、前記吸収像を生成するように構成されている、Ｘ線位相イメージング装置。
5. 操作者による前記被写***置調整機構を操作する入力を受け付ける入力受付部をさらに備える、請求項１～４のいずれか１項に記載のＸ線位相イメージング装置。
6. 前記複数のＸ線画像、および、前記吸収像を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記画像処理部は、被写体を配置していない状態において予め撮影され、前記記憶部に記憶された前記吸収像を用いて、被写体を配置した状態において撮影することにより生成した前記吸収像を補正するように構成されている、請求項１～５のいずれか１項に記載のＸ線位相イメージング装置。
7. 前記複数の格子は、前記Ｘ線源と前記第１格子との間の位置に配置される第３格子をさらに含み、
   前記制御部は、前記被写***置調整機構によって、被写体の位置を調整する際に、前記格子移動機構によって、前記第１格子と前記第２格子と前記第３格子とのうち、少なくともいずれか１つの格子を相対移動させながら前記複数のＸ線画像を撮影する制御を行うように構成されている、請求項１～６のいずれか１項に記載のＸ線位相イメージング装置。
8. 被写体と撮影系とを相対移動させることにより、被写体の位置調整を行う際に、複数のＸ線画像に基づいて生成され、動画像として表示部に表示される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方法であって、
   モアレ縞を含むＸ線画像を撮影するステップと、
   格子を１／２ピッチ分移動させてモアレ縞を含むＸ線画像を撮影するステップと、
   現在フレームのモアレ縞を含むＸ線画像と、前記現在フレームよりも１フレーム前のモアレ縞を含むＸ線画像との２つのフレーム画像に基づいて、モアレ縞を含まない被写体のＸ線画像を生成するステップと、
   生成したモアレ縞を含まないＸ線画像を連続的に表示させることで、プレ撮影の動画像を表示させるステップと、を含む、位相コントラスト画像生成方法。

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