WO2019138705A1 - Ｘ線位相撮像システム - Google Patents

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WO2019138705A1
WO2019138705A1 PCT/JP2018/043465 JP2018043465W WO2019138705A1 WO 2019138705 A1 WO2019138705 A1 WO 2019138705A1 JP 2018043465 W JP2018043465 W JP 2018043465W WO 2019138705 A1 WO2019138705 A1 WO 2019138705A1
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phase
grating
processing unit
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哲 佐野
木村　健士
太郎 白井
允信 佐藤
貴弘 土岐
日明 堀場
直樹 森本
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株式会社島津製作所
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
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    • G01N2223/32—Accessories, mechanical or electrical features adjustments of elements during operation
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    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/40—Imaging
    • G01N2223/401—Imaging image processing

Definitions

  • the present invention relates to an X-ray phase imaging system, and more particularly to an X-ray phase imaging system that performs imaging using a plurality of gratings.
  • an X-ray phase imaging system that performs imaging using a plurality of gratings is known.
  • Such an X-ray phase contrast imaging system is disclosed, for example, in WO 2009/104560.
  • the X-ray phase imaging system disclosed in WO2009 / 104560 is configured to perform X-ray imaging with a Talbot interferometer and generate a phase contrast image by fringe scanning.
  • imaging is performed using a phase grating and an absorption grating.
  • one of the plurality of gratings is imaged a plurality of times while being translated in a direction orthogonal to the pattern of the gratings.
  • the fringe scanning method is a method of generating a phase contrast image based on a change in intensity of pixel values of each pixel of an X-ray image captured a plurality of times while translating a grating.
  • the phase contrast image includes an absorption image, a phase differential image and a dark field image.
  • An absorption image is an image imaged based on attenuation of X-rays generated when X-rays pass through an object.
  • the phase differential image is an image formed based on the phase shift of the X-rays generated when the X-rays pass through the subject.
  • a dark field image is a Visibility image obtained by a change in Visibility based on small angle scattering of an object.
  • the dark field image is also referred to as a small angle scattering image.
  • “Visibility” is the definition.
  • a moiré fringe formed by interfering the self-image of the phase grating formed at a predetermined position with the absorption grating , To visualize the internal structure of the subject.
  • the pixel values of each pixel of the moiré fringes captured while translating the phase grating or absorption grating by at least one period of the grating in the direction orthogonal to the grating pattern.
  • a phase contrast image is generated based on the waveform of the intensity change.
  • the Talbot interferometer used in the X-ray phase imaging system of WO2009 / 104560 generates a phase contrast image based on the intensity change of the pixel value of each pixel of a plurality of X-ray images. . Therefore, when imaging is performed while translating the grating by one period of the grating period, when movement other than translational movement for fringe scanning occurs in at least one of the plurality of gratings, the obtained intensity change The waveform changes. In addition, when focal movement occurs in the X-ray source during imaging while translating the grating by one period of the grating period, the position of the self-image of the phase grating moves, so the waveform of the intensity change obtained is Change.
  • the period of the lattice fluctuates, and thus the waveform of the obtained intensity change changes. That is, when a positional shift other than the positional shift caused by the translational movement of the grating occurs at the relative position between the self-image and the plurality of gratings, the waveform of the intensity change obtained changes and the phase contrast image generated There is a problem that the image quality is degraded. There is also a need to improve the phase sensitivity of the phase contrast image, and further miniaturization of the grating period (pitch) is in progress.
  • the relative position between the self-image and the plurality of gratings changes in the waveform of the intensity change caused by the displacement other than the displacement caused by the translational movement of the grating (image quality Degradation) becomes more pronounced.
  • the present invention has been made to solve the problems as described above, and one object of the present invention is to provide a positional deviation associated with translational movement of a grid to a relative position between a self-image and a plurality of grids. It is an object of the present invention to provide an X-ray phase imaging system capable of suppressing deterioration of the image quality of the obtained phase contrast image even when a positional deviation other than that occurs.
  • an X-ray phase imaging system comprises an X-ray source, a first grating irradiated with X-rays from the X-ray source, and X-rays from the first grating A plurality of gratings including a second grating to be illuminated, a detector for detecting X-rays emitted from the X-ray source, a grating moving mechanism for moving at least one of the plurality of gratings, and the detector And an image processing unit configured to generate a phase contrast image from an X-ray image set including a plurality of detected X-ray images, wherein the image processing unit is configured to perform a plurality of X scans obtained by performing fringe scanning a plurality of times in a short time.
  • a feature quantity including at least one of an amplitude, an average pixel value intensity, and a phase is extracted from the line image set, and a phase contrast image is generated based on the extracted feature quantities. It is done.
  • the X-ray image set is a set of a plurality of X-ray images acquired by one stripe scan.
  • the X-ray phase imaging system performs phase contrast based on feature quantities extracted from a plurality of X-ray image sets acquired by performing fringe scanning a plurality of times in a short time. It is configured to generate an image.
  • the lattice movement mechanism may cause thermal deformation due to heat generation from the X-ray source and / or heat from the outside.
  • the lattice movement mechanism causes thermal deformation, the relative position between the lattices of the plurality of lattices changes.
  • the relative position between the grids of the plurality of grids is constantly changing, as heat generation from the x-ray source and / or thermal fluctuations due to external heat also occur during imaging.
  • heat generation from the X-ray source and / or external heat may cause thermal deformation of the grid.
  • the period of the lattice fluctuates. Variations of the grating period also occur constantly during imaging.
  • the focus of the X-ray source may move.
  • the self-image of the grid is moved. Movement of the lattice's self-image also always occurs during imaging. That is, during imaging, movement of the grid due to thermal fluctuation, fluctuation of the grid period, and movement of the focal point of the X-ray source occur in addition to translational movement of the fringe scan of the grid.
  • the fringe scanning by configuring the fringe scanning to be performed a plurality of times in a short time as described above, it is possible to shorten the scanning time per image capturing while translating the grating by one period of the grating period. Therefore, it is possible to suppress the change in relative position between the self-image and the grid that occurs during fringe scanning. As a result, it is possible to suppress the change in the waveform of the obtained intensity change, and it is possible to suppress the deterioration of the image quality of the generated phase contrast image.
  • the image processing unit performs the fringe scanning a plurality of times within a short time within a range in which imaging conditions caused by heat between a plurality of X-ray images do not substantially change.
  • the phase contrast image is generated based on the plurality of feature quantities extracted from the X-ray image set acquired by According to this structure, the fringe scanning can be performed within a time range in which the imaging condition caused by the heat does not substantially change. As a result, it is possible to suppress the deterioration of the image quality of the phase contrast image due to the change of the imaging condition caused by heat.
  • the imaging condition is the relative position between the self-image and the lattice
  • the change in the imaging condition is the relative position between the self-image and the lattice accompanying the translational movement of the lattice.
  • the misalignment of the relative position between the self-image and the grid other than the misalignment of.
  • phase contrast is preferably determined based on a plurality of feature quantities extracted from an X-ray image set acquired by performing fringe scanning a plurality of times within a short time of 100 seconds. It is configured to generate an image. According to this configuration, since the X-ray image set is acquired in a short time of 100 seconds or less, it is possible to minimize the influence of the change in the imaging condition caused by the heat when performing the fringe scanning. As a result, it is possible to further suppress the change in the waveform of the obtained intensity change, and to further suppress the deterioration of the image quality of the obtained phase contrast image.
  • the image processing unit generates a plurality of X-ray image sets captured from a plurality of X-ray image sets captured by performing fringe scanning multiple times in a short time without arranging the subject.
  • the fringe scanning is performed in a short time, the first feature amount and the second feature amount acquired in a state of receiving as little as possible the change in the imaging condition caused by the heat generated during the acquisition of the X-ray image set You can get the quantity.
  • the image processing unit acquires one feature amount data from the plurality of first feature amounts and generates a phase contrast image using one feature amount data and the plurality of second feature amounts. It is configured to According to this configuration, feature amount data is acquired from a plurality of first feature amounts whose exposure time (charge storage time) is short in order to capture an image in a short time. The contrast of the feature amount can be added. Then, a phase contrast image can be generated using feature amount data with a contrast higher than that of each of the plurality of first feature amounts and the second feature amount. As a result, since it becomes possible to use feature amount data in which the contrast of the feature amount is sharper than each of the plurality of first feature amounts imaged in a short time, the image quality of the generated phase contrast image is improved. Can.
  • the image processing unit preferably adds or averages the plurality of first feature amounts. It is configured to obtain quantitative data. According to this configuration, the quantum noise is smaller than each of the plurality of first feature amounts imaged in a short time from the plurality of first feature amounts, so that feature amount data with a clear contrast of the feature amounts can be easily obtained. It can be acquired.
  • the image processing unit is based on each of the plurality of second feature amounts and the feature amount data.
  • the phase contrast image can be generated using the feature amount data and each of the plurality of second feature amounts.
  • the image processing unit is based on each of the plurality of second feature amounts and the feature amount data.
  • the image processing unit is based on each of the plurality of second feature amounts and the feature amount data.
  • the image processing unit is based on each of the plurality of second feature amounts and the feature amount data.
  • the image processing unit performs extraction and correction processing of feature amounts from the X-ray image set in fringe scanning, and acquisition of the X-ray image set in next fringe scanning In parallel.
  • the extraction and correction processing of the feature amount from the X-ray image set and the acquisition of the X-ray image set in the next fringe scan can be performed in parallel. Therefore, the extraction and correction processing of the feature amount
  • the generation efficiency of the phase contrast image can be improved as compared with the case where the generation of the phase contrast image is performed each time the X-ray image set is acquired.
  • the phase contrast image includes a phase differential image
  • the image processing unit performs, as a correction process, an unwrapping process for continuously making a phase discontinuity point caused by phase folding on the phase differential image. It is configured to do.
  • the phase discontinuity is likely to occur at the boundary between the subject and the background. Therefore, if configured as described above, it is possible to eliminate phase discontinuities caused by phase folding. As a result, even when the position where the subject appears is different in each X-ray image, it is possible to suppress that the phase discontinuity point is synthesized, and suppress the deterioration of the image quality of the generated phase differential image. be able to.
  • the image processing unit detects, as the correction process, an X-ray image detected by a detector including at least a change in X-ray dose emitted from the X-ray source. It is configured to perform luminance correction to correct the change of. According to this structure, it is possible to correct an artifact caused by a change in X-ray image caused by an imaging device such as a detector due to a short imaging time. As a result, even when one phase contrast image is generated from a plurality of phase contrast images, it is possible to correct an artifact caused by an imaging device such as a detector that occurs in each phase contrast image due to a short imaging time. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the image quality of the phase contrast image due to the accumulation of the artifact caused by the change of the X-ray image caused by the imaging device such as the detector.
  • control unit is further provided to control movement of the grating in the grating moving mechanism, and the control unit controls the stripes based on the period of the grating moved by the grating moving mechanism. It is configured to determine the time to perform the scan. According to this structure, for example, when the period of the grating to be translated is 10 ⁇ m, fringe scanning can be performed in an appropriate time based on the period of the grating, such as shortening the scanning time to 10 seconds.
  • the relative position between the self-image and the plurality of grids can be subjected to fringe scanning within a time range that can sufficiently suppress the influence of position shifts other than the position shift caused by the translational movement of the grids. Since it becomes possible to secure the exposure time as much as possible, the deterioration of the image quality can be further reduced.
  • the control unit acquires the moving speed of the focal point of the X-ray source based on the position of the position reference unit captured in each of the X-ray images. It is configured to determine the time to perform the fringe scan based on the moving speed of the focus of the radiation source.
  • the movement of the focal point of the X-ray source can be detected based on the position of the position reference part captured in the X-ray image.
  • the exposure time can be secured as much as possible, it is possible to suppress the deterioration of the image quality of the image caused by the movement of the self-image caused by the movement of the focus of the X-ray source.
  • the X-ray phase imaging system in the above one aspect preferably further comprises an imaging system constituted by an X-ray source, a detector, and a plurality of gratings, and a rotation mechanism for relatively rotating an object, and the image processing unit
  • a three-dimensional phase contrast image is generated from a plurality of phase contrast images captured at a plurality of rotation angles while relatively rotating the subject and the imaging system.
  • the imaging time is long, and the deterioration of the image quality of the generated three-dimensional phase contrast image is effectively suppressed even in the acquisition of the three-dimensional phase contrast image in which the influence of changes in imaging conditions due to heat is likely to occur. be able to.
  • the plurality of gratings further include a third grating disposed between the X-ray source and the first grating.
  • the third grating can increase the coherence of the X-rays emitted from the X-ray source.
  • the freedom of selection of the X-ray source can be improved.
  • FIG. 1 is a view of the X-ray phase imaging system 100 as viewed from the X direction.
  • the X-ray phase imaging system 100 includes an X-ray source 1, a first grating 2, a second grating 3, a detector 4, an image processing unit 5, a control unit 6, and storage.
  • a unit 7 and a lattice moving mechanism 8 are provided.
  • the direction from the X-ray source 1 toward the first grating 2 is taken as the Z2 direction, and the opposite direction is taken as the Z2 direction.
  • the horizontal direction in the plane orthogonal to the Z direction is taken as the X direction
  • the direction toward the back of the paper is taken as the X2 direction
  • the direction toward the front of the paper is taken as the X1 direction
  • the vertical direction in the plane orthogonal to the Z direction is taken as the Y direction, the upper direction as the Y1 direction, and the lower direction as the Y2 direction.
  • the X-ray source 1 generates an X-ray by applying a high voltage based on a signal from the control unit 6 and irradiates the generated X-ray toward the detector 4 (Z direction) Is configured.
  • the first grating 2 has a plurality of slits 2a arranged in a predetermined direction at a predetermined period (pitch) p1 and an X-ray phase change portion 2b.
  • Each of the slits 2a and the X-ray phase change portion 2b is formed to extend linearly. Further, each slit 2a and the X-ray phase change portion 2b are formed to extend in parallel with each other.
  • the slits 2a and the X-ray phase change portions 2b are arranged in the Y direction with a predetermined period (pitch) p1 and formed to extend in the X direction.
  • the first grating 2 is a so-called phase grating.
  • the first grating 2 is disposed between the X-ray source 1 and the second grating 3 and is irradiated with X-rays from the X-ray source 1.
  • the first grating 2 is provided to form a self-image (not shown) of the first grating 2 by the Talbot effect.
  • an image (self-image) of the grid is formed at a predetermined distance (talbot distance) from the grid. This is called Talbot effect.
  • the second grating 3 has a plurality of X-ray transmitting portions 3a and X-ray absorbing portions 3b arranged in a predetermined direction at a predetermined period (pitch) p2.
  • Each of the X-ray transmitting parts 3a and the X-ray absorbing parts 3b is formed to extend in a straight line. Further, each of the X-ray transmitting parts 3a and the X-ray absorbing parts 3b is formed to extend in parallel.
  • the X-ray transmitting portions 3a and the X-ray absorbing portions 3b are arranged in the Y direction with a predetermined period (pitch) p2 and formed to extend in the X direction.
  • the second grating 3 is a so-called absorption grating.
  • the first grating 2 has a function of changing the phase of the X-ray due to the difference in refractive index between the X-ray phase change portion 2b and the slit 2a.
  • the second grating 3 has a function of shielding a part of X-rays by the X-ray absorbing portion 3 b.
  • the second grating 3 is disposed between the first grating 2 and the detector 4 and is irradiated with X-rays that have passed through the first grating 2.
  • the second grating 3 is disposed at a position separated from the first grating 2 by a Talbot distance.
  • the second grating 3 interferes with the self-image of the first grating 2 to form moire fringes (not shown) on the detection surface of the detector 4.
  • the detector 4 is configured to detect X-rays, convert the detected X-rays into an electrical signal, and read the converted electrical signal as an image signal.
  • the detector 4 is, for example, an FPD (Flat Panel Detector).
  • the detector 4 is composed of a plurality of conversion elements (not shown) and pixel electrodes (not shown) disposed on the plurality of conversion elements. The plurality of conversion elements and the pixel electrodes are arrayed in the X direction and the Y direction at a predetermined period (pixel pitch). Further, the detector 4 is configured to output the acquired image signal to the image processing unit 5.
  • the image processing unit 5 is configured to generate an X-ray image set R (see FIG. 3) including a plurality of X-ray images 11 (see FIG. 3) based on the image signal output from the detector 4 There is. In addition, the image processing unit 5 generates the first feature 12 (see FIG. 3), the feature data 13 (see FIG. 3), and the second feature 14 (see FIG. 4) based on the generated X-ray image set R. Is configured to get). Further, the image processing unit 5 is configured to generate the phase contrast image 15 (see FIG. 4) based on the feature amount data 13 and the second feature amount 14.
  • the image processing unit 5 includes, for example, a processor such as a graphics processing unit (GPU) or a field-programmable gate array (FPGA) configured for image processing.
  • a processor such as a graphics processing unit (GPU) or a field-programmable gate array (FPGA) configured for image processing.
  • the control unit 6 is configured to step-move the second grating 3 in the grating plane in a direction (X direction) orthogonal to the grating direction (Y direction) via the grating moving mechanism 8. Further, based on the period p2 of the second grating 3 and the movement of the focal point of the X-ray source 1, the control unit 6 moves the second grating 3 stepwise in the direction (X direction) orthogonal to the grating direction (Y direction). It is configured to determine the time. The detailed configuration in which the control unit 6 determines the time for stepping the second grating 3 will be described later.
  • control unit 6 includes, for example, a processor such as a CPU (Central Processing Unit).
  • the storage unit 7 is configured to store the X-ray image set R generated by the image processing unit 5, the first feature amount 12, the feature amount data 13, the second feature amount 14, the phase contrast image 15, and the like.
  • Storage unit 7 includes, for example, an HDD (Hard Disk Drive), a non-volatile memory, and the like.
  • the scanning time is the time when the second grid 3 is moved stepwise M times by the grid moving mechanism 8.
  • FIG. 2 shows the difference in the waveform 10 of the intensity change when the time for translating the second grating 3 by the grating moving mechanism 8 is changed when the image processing unit 5 generates the phase contrast image 15 by the fringe scanning method.
  • M 8.
  • M 8.
  • the fluctuation due to the external factor is, for example, a fluctuation accompanying the thermal deformation of the lattice moving mechanism 8 due to the heat generation from the X-ray source 1 and / or the heat from the outside.
  • the lattice moving mechanism 8 causes thermal deformation, the relative position between the lattices of the plurality of lattices changes. Since the heat generated from the X-ray source 1 and / or the thermal fluctuation due to the external heat also occur during imaging, the relative position among the grids of the plurality of grids is constantly changing. In addition, the heat generation from the X-ray source 1 and / or the heat from the outside may cause thermal deformation of the second grating 3.
  • the period p2 of the second grating 3 fluctuates.
  • the variation of the period p2 of the second grating 3 also occurs constantly during imaging.
  • the focal point of the X-ray source 1 may move.
  • the self-image of the first grating 2 moves. Movement of the self-image of the first grating 2 also occurs constantly during imaging. That is, during imaging, movement of the second grating 3 due to thermal fluctuation, fluctuation of the period p2 of the second grating 3 and movement of the focal point of the X-ray source 1 occur in addition to translational movement of the grating.
  • the intensity change waveform 10a (solid line graph), the intensity change waveform 10b (broken line graph), and the intensity change waveform 10c (dashed dotted line graph) are intensities when one fringe scan is performed in a short time Change waveform 10.
  • the scan time of the intensity change waveforms 10a to 10c is, for example, 10 seconds.
  • the waveform 10d of intensity change (two-dot chain line graph) is a waveform 10 of intensity change when one fringe scan is performed at a time three times the scanning time of the intensity change waveforms 10a to 10c.
  • the intensity change waveforms 10a to 10c have shapes that can be regarded as approximately sine waves although their initial phases are different.
  • the waveform 10d of the intensity change is distorted as the step progresses and is a waveform that can not be regarded as a sine wave.
  • the phase contrast image 15 is generated assuming that the obtained waveform 10 of intensity change is a sine wave, the phase contrast is generated when the waveform 10 of the obtained intensity change is distorted.
  • the image quality of the image 15 is degraded. Therefore, in the first embodiment, the X-ray phase imaging system 100 is configured to be less affected by the thermal fluctuation as much as possible and to suppress the change in the waveform 10 of the obtained intensity change.
  • a detailed configuration capable of suppressing the change in the waveform 10 of the obtained intensity change will be described.
  • the image processing unit 5 generates at least at least an amplitude, an average pixel value intensity, and a phase from a plurality of X-ray image sets R acquired by performing a fringe scan a plurality of times in a short time.
  • the feature quantity 12 (and the feature quantity 14) including any is extracted, and the phase contrast image 15 is generated on the basis of the plurality of extracted feature quantities 12 (and the feature quantity 14).
  • the image processing unit 5 obtains an X-ray image set obtained by performing a plurality of fringe scans in a short time within a range in which the imaging condition caused by heat between the plurality of X-ray images 11 does not substantially change.
  • a phase contrast image 15 is generated based on a plurality of feature quantities 12 (and feature quantities 14) extracted from R.
  • the image processing unit 5 acquires an X-ray image acquired by performing the stripe scanning a plurality of times within a short time within 100 seconds as a short time within a range where the imaging condition caused by heat does not substantially change.
  • the phase contrast image 15 is configured to be generated based on the plurality of feature quantities 12 (and the feature quantities 14) extracted from the set R.
  • the first feature quantity 12 includes an absorption image feature quantity 12a acquired based on the average pixel value intensity of the waveform 10 of intensity variation obtained by imaging in a state where the subject Q is not disposed. Further, the first feature quantity 12 includes a phase derivative image feature quantity 12 b acquired based on the phase of the waveform 10 of intensity change obtained by imaging in a state where the subject Q is not disposed. In addition, the first feature quantity 12 includes a dark-field image feature quantity 12c acquired based on the amplitude of the intensity change waveform 10 and the average pixel value intensity obtained by imaging in a state where the subject Q is not disposed. .
  • the second feature quantity 14 includes an absorption image feature quantity 14a acquired based on the average pixel value intensity of the intensity change waveform 10 obtained by imaging in a state where the subject Q is arranged.
  • the second feature quantity 14 includes a phase derivative image feature quantity 14b acquired based on the phase of the intensity change waveform 10 obtained by imaging in a state where the subject Q is arranged.
  • the first feature quantity 12 includes a dark-field image feature quantity 14c acquired based on the amplitude of the intensity change waveform 10 and the average pixel value intensity obtained by imaging in a state where the subject Q is arranged.
  • the image processing unit 5 generates the plurality of first feature amounts 12 from the plurality of first X-ray image sets Ra captured by performing the fringe scanning a plurality of times in a short time without arranging the subject Q.
  • a plurality of second feature quantities 14 are acquired from a plurality of second X-ray image sets Rb acquired by acquiring and arranging the subject Q and performing fringe scanning a plurality of times in a short time, and a plurality of first feature quantities 12
  • the phase contrast image 15 is generated using at least one of each of the plurality of second feature quantities 14.
  • the image processing unit 5 acquires the first feature amount 12 based on the X-ray image set R captured by performing one stripe scan in a short time of 100 seconds or less. Is configured as. Therefore, the exposure time per charge (charge accumulation time) is shortened. Therefore, the contrast of each of the plurality of first feature quantities 12 is not very high. Therefore, in the first embodiment, the image processing unit 5 acquires one feature amount data 13 from the plurality of first feature amounts 12 and uses one feature amount data 13 and a plurality of second feature amounts 14 Is configured to generate a phase contrast image 15.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a process in which the image processing unit 5 according to the first embodiment acquires the first feature amount 12 and the feature amount data 13.
  • the image processing unit 5 is configured to acquire, as the first feature amount 12, the feature amount for absorption image 12a, the feature amount for phase differential image 12b, and the feature amount 12c for dark field imaging. . Specifically, the image processing unit 5 performs M (four) X-ray images 11 (X-rays) captured while moving the second grating 3 M times (four times) in a state where the subject Q is not disposed. A plurality of first X-ray image sets Ra including the images 11a to 11d) are configured to be acquired.
  • the pixel value of the pixel of the X-ray image 11 captured without arranging the subject Q is I air jk (x, y), and S air j (x, y) below is defined.
  • M is the number of times of translational movement of the second grating 3.
  • k is the number of each step when translating the second grating 3 and is a positive integer from 1 to M.
  • j is a positive integer from 1 to the number of sets (number) of X-ray image sets R to be acquired.
  • j is a positive integer from 1 to 10.
  • x and y are the x coordinate and y coordinate of each pixel in the x-ray image 11.
  • the image processing unit 5 uses the first X-ray image set Ra to the first feature amount 12 as a feature amount 12a for an absorption image, a feature amount 12b for a phase differential image and a feature amount 12b for phase differential image based on the following equations (2) to (4).
  • the dark-field image feature amount 12 c is configured to be acquired.
  • I air — sum j (x, y) is the absorption image feature 12 a.
  • ⁇ air j (x, y) is the phase differential image feature 12 b.
  • V air j (x, y) is the dark field image feature 12 c.
  • the image processing unit 5 captures M images (four images) while moving the second grid 3 M times (four times) with the object Q arranged.
  • the second feature quantity 14 is acquired from the second X-ray image set Rb including the X-ray images 11 (X-ray images 11e to 11h) of
  • the pixel value of the pixel of the X-ray image 11 captured by arranging the object Q is I obj jk (x, y), and the following S obj j (x, y) is defined.
  • the pixel value of the X-ray image 11 acquired by one stripe scan can be expressed by the following equation (9).
  • phase at the time of imaging in a state where the subject Q is arranged can be expressed by the following equation (10).
  • ⁇ obj j (x, y) is the phase differential image feature amount 14 b.
  • V obj j (x, y) is the dark-field image feature 14 c.
  • the absorption image 15a, the phase differential image 15b, and the dark field image 15c can be represented by the following equations (12) to (14).
  • T j (x, y) is a pixel value of each pixel of the absorption image 15 a.
  • ⁇ j (x, y) is a pixel value of each pixel of the phase differential image 15 b.
  • D j (x, y) is a pixel value of each pixel of the dark field image 15 c.
  • the image processing unit 5 generates a plurality of absorption image feature amounts 14a acquired based on the equation (9) and the absorption image feature amount data 13a acquired based on the equation (5).
  • the plurality of absorption images 15a are generated using the equation (12) and the equation (12).
  • the image processing unit 5 further includes: the phase differential image feature amount data 13b acquired based on the equation (6); and the plurality of phase differential image feature amounts 14b acquired based on the equation (10)
  • the plurality of phase differential images 15 b are generated using the above equation (13).
  • the image processing unit 5 includes the dark-field image feature amount data 13 c acquired based on the equation (7) and the plurality of dark-field image feature amounts 14 c acquired based on the equation (11).
  • the plurality of dark field images 15c are generated using the above equation (14).
  • the image processing unit 5 is configured to perform averaging on the phase contrast image 15 generated based on each of the plurality of second feature quantities 14 and the feature quantity data 13. .
  • the image processing unit 5 adds or averages the plurality of (three hundred) generated absorption images 15 a, the phase differential image 15 b, and the dark field image 15 c to generate one absorption image 15 a, One phase differential image 15 b and one dark field image 15 c may be generated.
  • FIG. 5A is a schematic view of the feature amount data 13 acquired by the image processing unit 5 according to the first embodiment.
  • FIG. 5B is a schematic view of the second feature amount 14 acquired by the image processing unit 5 according to the first embodiment.
  • FIG. 5C is a schematic view of the phase contrast image 15 generated by the image processing unit 5 according to the first embodiment.
  • the feature amount data 13 and the second feature amount 14 have a gradation-like artifact A in the background.
  • the image processing unit 5 generates the phase contrast image 15 using the feature amount data 13 in which the artifact A is generated and the second feature amount 14. From the phase contrast image 15 generated based on the feature amount data 13 and the second feature amount 14, it can be seen that the gradation-like artifact A in the background is removed.
  • the control unit 6 is configured to set the time of one stripe scan to a short time in order to minimize the influence of the thermal fluctuation.
  • the control unit 6 is configured to determine the scanning time such that the movement of the second grating 3 due to thermal fluctuation is 1 ⁇ m or less. ing.
  • the moving speed of the second grating 3 due to thermal fluctuation is assumed to be constant.
  • control unit 6 obtains the moving speed of the focal point of the X-ray source 1 based on the position of the position reference unit 16 (see FIG. 6) shown in each of the X-ray images 11 It is comprised and the control part 6 is comprised so that the time which performs a fringe scan may be determined based on the moving speed of the focus of X-ray source 1 acquired.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining processing in which the control unit 6 acquires the focal velocity of the X-ray source 1.
  • the image processing unit 5 acquires the position (x1, y1) of the position reference unit 16 captured in the X-ray image 11i. Thereafter, the image processing unit 5 acquires the position (x2, y2) of the position reference unit 16 captured in the X-ray image 11j captured after t seconds.
  • the image processing unit 5 is configured to obtain the moving distance d of the position reference unit 16 from the X-ray image 11i and the X-ray image 11j.
  • control unit 6 uses the acquired movement distance d of the position reference unit 16 and the time t seconds between the photographing of the X-ray image 11i and the photographing of the X-ray image 11j to determine the moving speed of the position reference unit 16 It is configured to get
  • the position reference unit 16 is fixedly disposed between the X-ray source 1 and the first grating 2 or between the first grating 2 and the second grating 3. Further, the position reference portion 16 is formed of an X-ray high absorption material having a high X-ray absorptivity.
  • the X-ray superabsorbent is, for example, a heavy metal. In the first embodiment, a heavy metal such as tungsten, gold, lead or the like is used as the position reference unit 16, for example. Since the position reference unit 16 is fixedly arranged, it is considered that when the position of the position reference unit 16 in the X-ray image 11 changes, movement of the focal point of the X-ray source 1 occurs.
  • the image processing unit 5 detects the moving speed of the position reference unit 16 acquired based on the change in the position of the position reference unit 16 captured in the plurality of X-ray images 11. It is configured to be acquired as the movement speed of the focus.
  • the control unit 6 determines the scanning time of the second grating 3 It is configured to determine in a short time of 10 seconds.
  • step S 1 the control unit 6 determines the scanning time of the second grating 3 before acquiring the X-ray image set R.
  • step S2 the image processing unit 5 acquires the first X-ray image set Ra captured without arranging the subject Q. Thereafter, the process proceeds to step S3.
  • step S3 the image processing unit 5 acquires a second X-ray image set Rb captured by arranging the subject Q. Thereafter, in step S4, the image processing unit 5 generates the phase contrast image 15, and ends the processing.
  • step S10 the image processing unit 5 acquires a plurality of X-ray images 11 captured by the position reference unit 16. Then, the control unit 6 acquires the moving speed of the focus of the X-ray source 1 from the plurality of X-ray images 11 captured by the position reference unit 16. Next, in step S11, the control unit 6 determines whether the focal point of the X-ray source 1 is moving based on the acquired moving speed of the focal point of the X-ray source 1. If the focus of the X-ray source 1 is moving, the process proceeds to step S12. If the focal point of the X-ray source 1 has not moved, the process proceeds to step S13.
  • step S12 the image processing unit 5 determines the scanning time of the second grating 3 based on the moving speed of the focal point of the X-ray source 1. Thereafter, the process returns to step S2.
  • step S13 the control unit 6 determines the time for performing the fringe scanning based on the period p2 of the second grating 3 moved by the grating moving mechanism 8. Specifically, for example, when the period p2 of the second grating 3 is 10 ⁇ m, the time for performing the fringe scanning is determined so that the movement of the second grating 3 due to thermal fluctuation is 1 ⁇ m or less. Thereafter, the process returns to step S2.
  • step S20 the image processing unit 5 acquires M (four) X-ray images 11 captured while translating the second grating 3 M times (four times) in a state where the subject Q is not disposed.
  • One set of M (four) X-ray images 11 acquired in step S20 is the first X-ray image set Ra. Thereafter, the process proceeds to step S21.
  • step S21 the control unit 6 determines whether a predetermined number of times of stripe scanning has been performed. In other words, the control unit 6 determines whether the first X-ray image set Ra has been acquired by a predetermined number of sets. If the first X-ray image set Ra has been acquired by a predetermined number, the process proceeds to step S3. If the first X-ray image set Ra has not been acquired by a predetermined number, the process returns to step S20. As a result, j sets (10 sets) of the first X-ray image set Ra are obtained.
  • step S30 the image processing unit 5 acquires M (four) X-ray images 11 captured while translating the second grating 3 M times (four times) with the object Q arranged.
  • One set of M (four) X-ray images 11 acquired in step S30 is the second X-ray image set Rb. Thereafter, the process proceeds to step S31.
  • step S31 the control unit 6 determines whether a predetermined number of times of stripe scanning has been performed. In other words, the control unit 6 determines whether the second X-ray image set Rb has been acquired by a predetermined number of sets. If the second X-ray image set Rb has been acquired by a predetermined number, the process proceeds to step S4. If the second X-ray image set Rb has not been acquired by a predetermined number, the process returns to step S30. As a result, j sets (300 sets) of the second X-ray image set Rb are obtained.
  • step S40 the image processing unit 5 acquires a plurality of first feature amounts 12 from the plurality of first X-ray image sets Ra based on the above equations (2) to (4). Thereafter, in step S41, the image processing unit 5 acquires one piece of feature amount data 13 from the plurality of first feature amounts 12 based on the above formulas (5) to (7). Thereafter, the process proceeds to step S42.
  • step S42 the image processing unit 5 acquires the plurality of second feature amounts 14 from the plurality of second X-ray image sets Rb based on the above equations (9) to (11). Thereafter, in step S43, the image processing unit 5 generates a plurality of phase contrasts from one feature amount data 13 and each of the plurality of second feature amounts 14 based on the above equations (12) to (14). An image 15 is generated. Thereafter, the process proceeds to step S44.
  • step S44 the image processing unit 5 obtains one phase contrast image 15 by averaging the plurality of phase contrast images 15. Thereafter, the process ends.
  • the following effects can be obtained.
  • the X-ray phase imaging system 100 includes the X-ray source 1, the first grating 2 to which X-rays are emitted from the X-ray source 1, and the X-rays from the first grating 2 , A plurality of gratings including a second grating 3 to be irradiated, a detector 4 for detecting X-rays emitted from the X-ray source 1, a grating moving mechanism 8 for moving the second grating 3, and a detector 4 And an image processing unit 5 for generating a phase contrast image 15 from an X-ray image set R including a plurality of X-ray images 11 detected by the image processing unit 5.
  • a plurality of features extracted by extracting each of the features 12 (and the features 14) including at least one of the amplitude, the average pixel value intensity, and the phase from the plurality of acquired X-ray image sets R Phase contrast based on quantity 12 (and feature quantity 14) It is configured to generate an image 15. This makes it possible to shorten the time for performing one fringe scan for imaging while translating the second grating 3 by one period of the period p2 of the second grating 3 so that the self-image generated during the fringe scan It is possible to suppress a change in relative position between the second grid 3 and the second grid 3. As a result, it is possible to suppress the change in the waveform 10 of the obtained intensity change, and it is possible to suppress the deterioration of the image quality of the generated phase contrast image 15.
  • the image processing unit 5 performs the stripe scanning a plurality of times in a short time within a range in which the imaging condition caused by the heat between the plurality of X-ray images 11 does not substantially change.
  • the phase contrast image 15 is generated on the basis of the plurality of feature quantities 12 (and the feature quantities 14) extracted from the X-ray image set R acquired by the above.
  • the fringe scan can be performed within a time range in which the imaging condition caused by the heat does not substantially change.
  • the X-ray phase imaging system 100 extracts a plurality of features extracted from the X-ray image set R acquired by performing the fringe scanning a plurality of times in a short time within 100 seconds.
  • the phase contrast image 15 is configured to be generated based on the quantity 12 (and the feature quantity 14).
  • the image processing unit 5 generates a plurality of the first X-ray image sets Ra captured by performing the stripe scanning a plurality of times in a short time without arranging the subject Q.
  • the plurality of second feature amounts 14 are acquired from a plurality of second X-ray image sets Rb captured by acquiring the first feature amounts 12 of the first embodiment, arranging the subject Q, and performing stripe scanning a plurality of times in a short time
  • the phase contrast image 15 is generated using at least one of each of the first feature quantity 12 and the plurality of second feature quantities 14.
  • the fringe scanning is performed in a short time, the first feature quantity 12 and the second feature quantity 14 acquired in a state of receiving as little as possible changes in imaging conditions caused by heat generated during acquisition of the X-ray image set R You can get As a result, the first feature 12 and the second feature 14 can be made as insensitive as possible to changes in imaging conditions caused by heat generated during acquisition of the X-ray image set R, so that the generated phase is generated. Deterioration of the image quality of the contrast image 15 can be further suppressed.
  • the image processing unit 5 acquires one piece of feature amount data 13 from the plurality of first feature amounts 12 and, at the same time, one piece of feature amount data 13 and a plurality of second features
  • the quantity 14 is used to generate a phase contrast image 15.
  • the feature amount data 13 is acquired from the plurality of first feature amounts 12 having short exposure times (charge accumulation time) in order to capture an image in a short time
  • each of the plurality of first feature amounts 12 The quantum noise is reduced, and the contrast of the feature amount can be added.
  • the phase contrast image 15 can be generated using the feature amount data 13 and the second feature amount 14 that have a contrast higher than that of each of the plurality of first feature amounts 12.
  • the image quality of the generated phase contrast image 15 It can be improved.
  • the image processing unit 5 is configured to acquire the feature amount data 13 by averaging the plurality of first feature amounts 12. As a result, feature amount data 13 can be easily acquired from the plurality of first feature amounts 12 captured in a short time.
  • the image processing unit 5 is configured to generate the phase contrast image 15 based on each of the plurality of second feature amounts 14 and the feature amount data 13. ing.
  • the phase contrast image 15 can be generated using the feature amount data 13 and each of the plurality of second feature amounts 14.
  • the phase generated from each of the plurality of second feature quantities 14 as compared to the case where the phase contrast image 15 is generated using the first feature quantity 12 and each of the plurality of second feature quantities 14
  • the image quality of the contrast image 15 can be improved.
  • the image processing unit 5 adds or averages the phase contrast image 15 generated based on each of the plurality of second feature quantities 14 and the feature quantity data 13. It is configured to Thus, one phase contrast image 15 can be generated from the plurality of phase contrast images 15 generated based on the plurality of second feature quantities 14 captured in a short time. As a result, even when imaging is performed with a long exposure time, for example, it is possible to perform fringe scanning a plurality of times in a short time as compared to the phase contrast image 15 imaged by one fringe scan. It can suppress that the influence of the change of the imaging condition resulting from is accumulated.
  • the control unit 6 further controls the movement of the lattice in the lattice movement mechanism 8, and the control unit 6 controls the period of the second lattice 3 moved by the lattice movement mechanism 8. Based on p2, it is configured to determine the time to perform the fringe scan.
  • the period p2 of the second grating 3 to be translated is 10 ⁇ m
  • fringe scanning is performed in an appropriate time based on the period p2 of the second grating 3, such as shortening the scanning time to 10 seconds. be able to.
  • the fringe scanning is performed within a time range in which the influence of the displacement other than the displacement caused by the translational movement of the second grating 3 can be sufficiently suppressed.
  • the exposure time As it becomes possible to secure the exposure time as much as possible, it is possible to further reduce the deterioration of the image quality.
  • the image processing unit 5 acquires the moving speed of the focal point of the X-ray source 1 based on the position of the position reference unit 16 captured in each of the X-ray images 11.
  • the controller 6 is configured to determine the time for performing the fringe scan based on the acquired moving speed of the focal point of the X-ray source 1.
  • the movement of the focus of the X-ray source 1 can be detected.
  • the exposure time can be secured as much as possible, it is possible to suppress the deterioration of the image quality of the phase contrast image 15 caused by the movement of the self-image caused by the movement of the focus of the X-ray source 1.
  • an X-ray phase imaging system 200 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 14.
  • a plurality of X-ray image sets R are acquired, and the first feature amount 12, the feature amount data 13 and the second feature amount 14 are obtained from each of the plurality of X-ray image sets R to generate a phase contrast image 15
  • the image processing unit 5 extracts and corrects the feature 12 (and the feature 14) from the X-ray image set R in fringe scanning, and X in the next fringe scanning. It is configured to perform acquisition of the line image set R in parallel.
  • the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment, and the description will be omitted.
  • the image processing unit 5 extracts and corrects the feature 12 (and the feature 14) from the X-ray image set R in fringe scanning, and acquires the X-ray image set R in the next fringe scanning And are configured to do in parallel. Further, in the second embodiment, the image processing unit 5 is configured to perform, as a correction process, an unwrapping process of continuously making discontinuous points of the phase generated by the folding of the phase on the phase differential image 15b. . In addition, as the correction processing, the image processing unit 5 performs luminance correction to correct the change of the X-ray image 11 detected by the detector 4 including at least the change of the dose of the X-ray irradiated from the X-ray source 1 Is configured. Specifically, the luminance correction is performed as follows.
  • the X-ray image 11 of the image area without the first grating 2 and the second grating 3 is used as the brightness correction image 110. Further, the X-ray image 11 captured by arranging the subject Q is used as the brightness correction image 111.
  • the pixel values in the luminance correction image 110 I air_bright jk (x, y ), the pixel values in the luminance correction image 111 I obj_bright jk (x, y ) and, I air_bright jk (x, y ) and I obj_bright jk ( Assuming that the average values of the pixel values of the entire image of x, y) are B air jk and B obj jk , the following equations (15) and (16) are obtained.
  • n x and n y are the numbers of pixels in the X direction and the Y direction in the brightness correction image 110 and the brightness correction image 111.
  • the luminance correction coefficient is defined as C air jk and C obj jk as follows. That is, as shown in the equation (17) and (18), determines the brightness correction coefficient, the first average pixel value B 11 of the first step of an image captured without placing an object Q as a reference.
  • the X-ray image 11 captured without disposing the subject Q and the X-ray image 11 captured by disposing the subject Q after luminance correction may be expressed by the following Equation (19) and Equation (20), respectively. it can.
  • the image processing unit 5 sets S air j (x, y) and S obj j (x, y) among the expressions used in the first embodiment to the expressions (21) and (21). Is replaced with S air j (x, y) and S obj j (x, y), and the phase contrast image 15 is generated by the same processing as in the first embodiment.
  • step S22 the control unit 6 confirms whether there is the acquired first X-ray image set Ra. If there is the acquired first X-ray image set Ra, the process proceeds to step S23. If there is no acquired first X-ray image set Ra, the process proceeds to step S24.
  • step S23 the image processing unit 5 performs correction processing on each X-ray image 11 of the first X-ray image set Ra. Thereafter, the image processing unit 5 acquires a plurality of first feature amounts 12 from the plurality of first X-ray image sets Ra subjected to the correction processing. Further, in step S23, the image processing unit 5 acquires the next first X-ray image set Ra in parallel with the correction process of each X-ray image 11 of the first X-ray image set Ra and the acquisition of the first feature quantity 12. I do. In step S24, the image processing unit 5 acquires the first X-ray image set Ra. The acquisition process of the first X-ray image set Ra in steps S23 and S24 is the same as that in step S2 of the first embodiment, and thus detailed description will be omitted.
  • step S21 when the first X-ray image set Ra has been acquired a predetermined number of sets (j sets), the process proceeds to an acquisition process of the second X-ray image set Rb (step S3).
  • step S32 the image processing unit 5 acquires a plurality of second feature amounts 14 from the plurality of second X-ray image sets Rb. Further, in step S33, the image processing unit 5 acquires the next second X-ray image set Rb in parallel with the acquisition of the second feature amount 14. Further, in step S34, the image processing unit 5 acquires a second X-ray image set Rb.
  • the acquisition process of the second X-ray image set Rb in steps S33 and S34 is the same as step S3 in the first embodiment, and thus the detailed description is omitted.
  • step S31 when the second X-ray image set Rb is acquired for a predetermined number of sets (j sets), the process proceeds to the generation process of the phase contrast image 15 (step S4).
  • step S45 the image processing unit 5 generates a phase contrast image 15 using at least one or more of the plurality of first feature amounts 12 and the plurality of second feature amounts 14 after correction. Thereafter, the process proceeds to step S46.
  • step S46 the image processing unit 5 performs correction processing on the generated phase contrast image 15, and ends the processing.
  • the image processing unit 5 performs correction processing of the plurality of X-ray images 11 included in the first X-ray image set Ra and acquisition of the plurality of first feature amounts 12 and the next first X-ray image set Ra. It is configured to perform in parallel with the acquisition of Further, in the second embodiment, the image processing unit 5 is configured to perform acquisition of the second feature quantity 14 and acquisition of the next second X-ray image set Rb in parallel.
  • the remaining structure of the second embodiment is similar to that of the aforementioned first embodiment.
  • the image processing unit 5 extracts and corrects the feature 12 (and the feature 14) from the X-ray image set R in the fringe scan, and the X-ray in the next fringe scan. It is configured to perform acquisition of the image set R in parallel. As a result, the extraction and correction processing of the feature 12 (and the feature 14) from the X-ray image set R can be performed in parallel with the acquisition of the X-ray image set R in the next fringe scan.
  • the generation efficiency of the phase contrast image 15 can be improved as compared with the case where the extraction of 12 (and the feature 14), the correction process, and the generation of the phase contrast image 15 are performed each time the X-ray image set R is acquired. .
  • the phase contrast image 15 includes the phase differential image 15 b, and the image processing unit 5 performs phase correction on the phase differential image 15 b as a result of phase folding. It is comprised so that the unwrapping process which serializes the discontinuous point of may be performed.
  • the phase discontinuity is likely to occur at the boundary between the subject Q and the background. Therefore, by performing the unwrapping process, it is possible to eliminate phase discontinuities caused by phase folding. As a result, even when the position where the subject Q appears is different in each X-ray image 11, it is possible to suppress that the phase discontinuity point is synthesized, and the image quality of the generated phase differential image 15b is degraded. Can be suppressed.
  • the image processing unit 5 detects an X-ray image detected by the detector 4 including at least a change in X-ray dose emitted from the X-ray source 1 as the correction process. It is configured to perform luminance correction to correct 11 changes. As a result, it is possible to correct an artifact A caused by a change in the X-ray image 11 caused by the imaging device such as the detector 4 due to the short imaging time. As a result, even when one phase contrast image 15 is generated from a plurality of phase contrast images 15, an artifact A caused by an imaging device such as a detector 4 generated in each phase contrast image 15 due to a short imaging time is corrected. Since this becomes possible, it is possible to suppress the deterioration of the image quality of the phase contrast image 15 caused by the accumulation of the artifact A caused by the change of the X-ray image 11 caused by the imaging device such as the detector 4.
  • the present invention is not limited to this.
  • an imaging system 17 configured by the X-ray source 1, the detector 4, and a plurality of gratings, and a rotation mechanism 18 for relatively rotating the object Q
  • the image processing unit 5 is configured to generate a three-dimensional phase contrast image from a plurality of phase contrast images 15 captured at a plurality of rotation angles while relatively rotating the subject Q and the imaging system 17. It is also good.
  • the rotation mechanism 18 is configured to rotate the subject Q and the imaging system 17 relative to each other based on a signal from the control unit 6.
  • the rotation mechanism 18 includes, for example, a rotation stage driven by a motor or the like.
  • the third grating 19 may be provided between the X-ray source 1 and the first grating 2.
  • the third grating 19 has a plurality of slits 19a and an X-ray absorbing portion 19b which are arranged in the Y direction at a predetermined period (pitch) p3. Each of the slits 19a and the X-ray absorbing portion 19b is formed to extend linearly.
  • the slits 19a and the X-ray absorbing portions 19b are formed to extend in parallel, respectively.
  • the third grating 19 is disposed between the X-ray source 1 and the first grating 2, and the X-ray source 1 emits X-rays.
  • the third grating 19 is configured such that the X-rays that have passed through the slits 19a become line light sources corresponding to the positions of the slits 19a. Thereby, the coherence of the X-ray irradiated from the X-ray source 1 can be enhanced by the third grating 19.
  • the third grating 19 moves the third grating 19 even when the focal point of the X-ray source 1 moves, since the third grating 19 sets the X-rays that have passed through the slits 19a as a linear light source corresponding to the positions of the slits 19a. Otherwise, the focal points of the X-rays emitted from the slits 19a do not move, so the self-image of the first grating 2 also does not move. Therefore, it is possible to make the change in the imaging condition caused by the movement of the focal point of the X-ray source 1 less likely to be received, thereby further suppressing the deterioration of the image quality of the generated phase contrast image 15 .
  • this invention is not limited to this.
  • an absorption grating may be used as the first grating 2.
  • the image processing unit 5 When an absorption grating is used as the first grating 2, the image processing unit 5 generates a phase contrast image 15 from the striped pattern of X-rays transmitted through the first grating 2 and the second grating 3. Therefore, since it becomes possible to acquire the phase contrast image 15 without using the self-image of the first grating 2, the degree of freedom of the arrangement position of the first grating 2 can be improved.
  • phase contrast image 15 when it is desired to obtain the phase contrast image 15 of high quality, it is better to use the phase grating as the first grating 2. preferable.
  • the image processing unit 5 may be configured to perform offset processing and loss processing as the correction processing.
  • the first grid 2 may be translated.
  • the grid to be moved may be any grid.
  • X-ray source 2 first grating 3 second grating 4 detector 5 image processing unit 8 lattice movement mechanism 11 X-ray image 12 first feature (feature) 13 feature data 14 second feature (feature) 15 phase contrast image 16 position reference unit 17 imaging system 18 rotation mechanism 19 third grating 100, 200, 300, 400 X-ray phase imaging system Q object R X-ray image set p 2 grating period

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Abstract

Ｘ線位相撮像システム（１００）は、Ｘ線源（１）と、複数の格子（２，３）と、検出器（４）と、格子移動機構（８）と、画像処理部（５）とを備え、画像処理部（５）は、縞走査を短時間で複数回行うことにより取得された複数のＸ線画像セット（Ｒ）から抽出した複数の第１特徴量（１２）および第２特徴量（１４）に基づいて、位相コントラスト画像（１５）を生成するように構成されている。

Description

Ｘ線位相撮像システム
　本発明は、Ｘ線位相撮像システムに関し、特に、複数の格子を用いて撮像を行うＸ線位相撮像システムに関する。
　従来、複数の格子を用いて撮像を行うＸ線位相撮像システムが知られている。このようなＸ線位相差撮像システムは、たとえば、国際公開第２００９／１０４５６０号に開示されている。
　国際公開第２００９／１０４５６０号に開示されているＸ線位相撮像システムは、タルボ干渉計によってＸ線撮像を行い、縞走査法によって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。
　ここで、タルボ干渉計では、位相格子と、吸収格子とを用いて撮像が行われる。具体的には、複数の格子のどちらか一方を、格子のパターンと直交する方向に並進させながら複数回撮像する。また、縞走査法とは、格子を並進移動させながら複数回撮像されたＸ線画像の各画素の画素値の強度変化に基づいて、位相コントラスト画像を生成する手法である。位相コントラスト画像には、吸収像、位相微分像および暗視野像が含まれる。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、鮮明度のことである。
　タルボ干渉計では、可干渉性の高いＸ線を位相格子に照射することにより、所定の位置に形成される位相格子の自己像と吸収格子とを干渉させることにより形成されるモアレ縞に基づいて、被写体の内部構造を画像化する。縞走査法を用いて位相コントラスト画像を生成する際は、位相格子または吸収格子を格子パターンと直交する方向に少なくとも格子の１周期分、並進移動させながら撮像したモアレ縞の各画素の画素値の強度変化の波形に基づいて位相コントラスト画像を生成する。
国際公開第２００９／１０４５６０号
　しかしながら、国際公開第２００９／１０４５６０号のＸ線位相撮像システムで用いられているタルボ干渉計では、複数のＸ線画像の各画素の画素値の強度変化に基づいて位相コントラスト画像を生成している。そのため、格子を格子の周期の１周期分だけ並進移動させながら撮像を行う際に、複数の格子の少なくともいずれかに縞走査のための並進移動以外の移動が生じた場合、得られる強度変化の波形が変化する。また、格子を格子の周期の１周期分だけ並進移動させながら撮影する際にＸ線源に焦点移動が生じた場合、位相格子の自己像の位置が移動するため、得られる強度変化の波形が変化する。また、Ｘ線源や外部からの熱により、格子が熱変形した場合、格子の周期が変動するため、得られる強度変化の波形が変化する。すなわち、自己像と複数の格子との間の相対位置に、格子の並進移動に伴う位置ずれ以外の位置ずれが生じた場合、得られる強度変化の波形が変化し、生成される位相コントラスト画像の画質が劣化するという問題点がある。また、位相コントラスト画像の位相感度の向上のニーズがあり、格子の周期（ピッチ）の更なる微細化が進められている。格子の周期（ピッチ）を更に微細化すれば、自己像と複数の格子との間の相対位置に、格子の並進移動に伴う位置ずれ以外の位置ずれに起因する強度変化の波形の変化（画質の劣化）がさらに顕著になる。
　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、自己像と複数の格子との間の相対位置に、格子の並進移動に伴う位置ずれ以外の位置ずれが生じた場合でも、得られる位相コントラスト画像の画質が劣化することを抑制することが可能なＸ線位相撮像システムを提供することである。
　上記目的を達成するために、この発明の一の局面におけるＸ線位相撮像システムは、Ｘ線源と、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、Ｘ線源から照射されたＸ線を検出する検出器と、複数の格子の少なくともいずれか１つを移動させる格子移動機構と、検出器により検出された複数のＸ線画像を含むＸ線画像セットから位相コントラスト画像を生成する画像処理部とを備え、画像処理部は、縞走査を短時間で複数回行うことにより取得された複数のＸ線画像セットから、振幅と、平均画素値強度と、位相とのうち、少なくともいずれかを含む特徴量をそれぞれ抽出し、抽出した複数の特徴量に基づいて、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、Ｘ線画像セットとは、１回の縞走査によって取得される複数のＸ線画像のセットのことである。
　この発明の一の局面におけるＸ線位相撮像システムは、上記のように、縞走査を短時間で複数回行うことにより取得された複数のＸ線画像セットから抽出した特徴量に基づいて、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。ここで、Ｘ線源からの発熱および／または外部からの熱により、格子移動機構が熱変形を起こす場合がある。格子移動機構が熱変形を起こした場合、複数の格子の格子間における相対位置が変化する。Ｘ線源からの発熱および／または外部からの熱による熱変動は撮像中にも生じているため、複数の格子の格子間における相対位置は、常に変化している。また、Ｘ線源からの発熱および／または外部からの熱により格子に熱変形が生じる場合がある。格子が熱変形した場合、格子の周期が変動する。格子の周期の変動も撮像中は常に生じている。また、Ｘ線を照射している際に、Ｘ線源の焦点が移動する場合がある。Ｘ線源の焦点が移動した場合、格子の自己像が移動する。格子の自己像の移動も、撮像中は常に生じている。すなわち、撮像中は、格子の縞走査の並進移動以外に熱変動における格子の移動、格子の周期の変動およびＸ線源の焦点の移動が生じている。したがって、上記のように縞走査を短時間で複数回行うように構成することにより、格子の周期の１周期分、格子を並進移動させながら撮像する１回あたりの走査時間を短くすることができるので、縞走査の間に生じる自己像と格子との間の相対位置の変化を抑制することができる。その結果、得られる強度変化の波形が変化することを抑制することが可能となり、生成する位相コントラスト画像の画質が劣化することを抑制することができる。
　上記一の局面におけるＸ線位相撮像システムにおいて、好ましくは、画像処理部は、複数のＸ線画像間の熱に起因する撮像条件が略変化しない範囲内の短時間で複数回縞走査を行うことにより取得されたＸ線画像セットから抽出した複数の特徴量に基づいて、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。このように構成すれば、熱に起因する撮像条件が略変化しない時間範囲内で縞走査を行うことができる。その結果、熱に起因する撮像条件が変化することによる位相コントラスト画像の画質の劣化を抑制することができる。なお、本明細書において、撮像条件とは、自己像と格子との間の相対位置のことであり、撮像条件の変化とは、格子の並進移動に伴う自己像と格子との間の相対位置の位置ずれ以外の自己像と格子との間の相対位置の位置ずれのことである。
　上記一の局面におけるＸ線位相撮像システムにおいて、好ましくは、１００秒以内の短時間で複数回縞走査を行うことにより取得されたＸ線画像セットから抽出した複数の特徴量に基づいて、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。このように構成すれば、１００秒以内という、短時間でＸ線画像セットを取得するので、縞走査を行う際における熱に起因する撮像条件の変化の影響を極力受けにくくすることができる。その結果、得られる強度変化の波形が変化することをさらに抑制することが可能となり、得られる位相コントラスト画像の画質が劣化することをさらに抑制することができる。
　上記一の局面におけるＸ線位相撮像システムにおいて、好ましくは、画像処理部は、被写体を配置せずに短時間で複数回縞走査を行うことにより撮像された複数のＸ線画像セットから複数の第１特徴量を取得し、被写体を配置して短時間で複数回縞走査を行うことにより撮像され複数のＸ線画像セットから複数の第２特徴量を取得し、複数の第１特徴量と、複数の第２特徴量とのうちそれぞれ少なくとも１つずつを用いて、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。このように構成すれば、短時間で縞走査を行うので、Ｘ線画像セットの取得中に生じる熱に起因する撮像条件の変化を極力受けない状態で取得された第１特徴量および第２特徴量を取得することができる。その結果、第１特徴量および第２特徴量を、Ｘ線画像セットの取得中に生じる熱に起因する撮像条件の変化を極力受けにくくすることが可能となるので、生成される位相コントラスト画像の画質が劣化することをより一層抑制することができる。
　この場合、好ましくは、画像処理部は、複数の第１特徴量から１つの特徴量データを取得するとともに、１つの特徴量データと複数の第２特徴量とを用いて、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。このように構成すれば、短時間で撮影するために、各々の露光時間（電荷蓄積時間）が短い複数の第１特徴量から特徴量データを取得するので、複数の第１特徴量の各々よりもより特徴量のコントラストを付けることができる。そして、複数の第１特徴量の各々よりもコントラストがついた特徴量データと第２特徴量とを用いて位相コントラスト画像を生成することができる。その結果、短時間で撮像された複数の第１特徴量の各々よりも特徴量のコントラストが鮮明な特徴量データを用いることが可能となるので、生成される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。
　上記１つの特徴量データと複数の第２特徴量とを用いて位相コントラスト画像を生成する構成において、好ましくは、画像処理部は、複数の第１特徴量を加算または平均化することにより、特徴量データを取得するように構成されている。このように構成すれば、短時間で撮像された複数の第１特徴量から複数の第１特徴量の各々よりも、量子ノイズが小さくなることにより特徴量のコントラストが鮮明な特徴量データを容易に取得することができる。
　上記１つの特徴量データと複数の第２特徴量とを用いて位相コントラスト画像を生成する構成において、好ましくは、画像処理部は、複数の第２特徴量の各々と、特徴量データとに基づいて、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。このように構成すれば、特徴量データと複数の第２特徴量の各々とを用いて、位相コントラスト画像を生成することができる。その結果、たとえば、第１特徴量と複数の第２特徴量の各々とを用いて位相コントラスト画像を生成する場合と比較して、複数の第２特徴量の各々から生成した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。
　上記１つの特徴量データと複数の第２特徴量とを用いて位相コントラスト画像を生成する構成において、好ましくは、画像処理部は、複数の第２特徴量の各々と、特徴量データとに基づいて生成された位相コントラスト画像を加算または平均化するように構成されている。このように構成すれば、短時間で撮像された複数の第２特徴量に基づいて生成された複数の位相コントラスト画像から１つの位相コントラスト画像を生成することができる。その結果、たとえば、露光時間を長くして撮像する場合でも、１回の縞走査によって撮像された位相コントラスト画像と比べて、短時間で複数回縞走査を行うことが可能となるので、熱に起因する撮像条件の変化の影響が蓄積されることを抑制することができる。
　上記一の局面におけるＸ線位相撮像システムにおいて、好ましくは、画像処理部は、縞走査におけるＸ線画像セットからの特徴量の抽出および補正処理と、次の縞走査におけるＸ線画像セットの取得とを並行して行うように構成されている。このように構成すれば、Ｘ線画像セットからの特徴量の抽出および補正処理と次の縞走査におけるＸ線画像セットの取得とを並行して行うことができるので、特徴量の抽出、補正処理および位相コントラスト画像の生成をＸ線画像セットを取得するたびに行う場合と比較して、位相コントラスト画像の生成効率を向上させることができる。
　この場合、好ましくは、位相コントラスト画像は、位相微分像を含み、画像処理部は、補正処理として、位相微分像に対して、位相の折り返しにより生じる位相の不連続点を連続化するアンラップ処理を行うように構成されている。ここで、位相の不連続点は、被写体と背景との境界などで生じやすい。したがって、上記のように構成すれば、位相の折り返しにより生じる位相の不連続点をなくすことができる。その結果、被写体の写る位置が各Ｘ線画像において異なる場合でも、位相の不連続点が合成されることを抑制することが可能となり、生成される位相微分像の画質が劣化することを抑制することができる。
　上記Ｘ線画像セットの補正処理を行う構成において、好ましくは、画像処理部は、補正処理として、少なくともＸ線源から照射されるＸ線の線量の変化を含む検出器で検出されるＸ線画像の変化を補正する輝度補正を行うように構成されている。このように構成すれば、撮像時間が短いことによる、検出器などの撮像装置に起因するＸ線画像の変化に伴って生じるアーチファクトを補正することができる。その結果、複数の位相コントラスト画像から１つの位相コントラスト画像を生成する場合でも、撮像時間が短いことによって各位相コントラスト画像に生じる検出器などの撮像装置に起因するアーチファクトを補正することが可能となるので、検出器などの撮像装置に起因するＸ線画像の変化に伴って生じるアーチファクトが蓄積することによる位相コントラスト画像の画質の劣化を抑制することができる。
　上記一の局面におけるＸ線位相撮像システムにおいて、好ましくは、格子移動機構における格子の移動を制御する制御部をさらに備え、制御部は、格子移動機構により移動される格子の周期に基づいて、縞走査を行う時間を決定するように構成されている。このように構成すれば、たとえば、並進移動させる格子の周期が１０μｍの場合、走査時間を１０秒の短時間にするなど、格子の周期に基づいて適切な時間で縞走査を行うことができる。その結果、自己像と複数の格子との間の相対位置に、格子の並進移動に伴う位置ずれ以外の位置ずれによる影響を十分に抑制することが可能な時間範囲内で縞走査を行うことが可能となり、かつ、極力露光時間を確保することが可能となるので、画質の劣化をより一層低減することができる。
　上記一の局面におけるＸ線位相撮像システムにおいて、好ましくは、制御部は、Ｘ線画像のそれぞれに写る位置基準部の位置に基づいて、Ｘ線源の焦点の移動速度を取得し、取得したＸ線源の焦点の移動速度に基づいて、縞走査を行う時間を決定するように構成されている。このように構成すれば、Ｘ線画像に写る位置基準部の位置に基づいて、Ｘ線源の焦点の移動を検知することができる。その結果、Ｘ線源の焦点が移動していた場合でも、Ｘ線源の焦点の移動に伴う影響を十分に抑制することが可能な時間範囲内で縞走査を行うことが可能となり、かつ、極力露光時間を確保することが可能となるので、Ｘ線源の焦点が移動することによって生じる自己像の移動に伴う画像の画質の劣化を抑制することができる。
　上記一の局面におけるＸ線位相撮像システムにおいて、好ましくは、Ｘ線源と検出器と複数の格子とによって構成される撮像系と、被写体とを相対回転させる回転機構をさらに備え、画像処理部は、被写体と撮像系とを相対回転させながら複数の回転角度において撮像された複数の位相コントラスト画像から、３次元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。このように構成すれば、熱に起因する撮像条件の変化に伴う画質の劣化が抑制された各位相コントラスト画像を用いて３次元位相コントラスト画像を生成することができる。その結果、撮像時間が長時間となり、熱による撮像条件の変化の影響が生じやすい３次元位相コントラスト画像の取得においても、生成する３次元位相コントラスト画像の画質が劣化することを効果的に抑制することができる。
　上記一の局面におけるＸ線位相撮像システムにおいて、好ましくは、複数の格子は、Ｘ線源と第１格子との間に配置された第３格子をさらに含んでいる。このように構成すれば、第３格子によってＸ線源から照射されるＸ線の可干渉性を高めることができる。その結果、Ｘ線源の焦点径に依存することなく第１格子の自己像を形成させることが可能となるので、Ｘ線源の選択の自由度を向上させることができる。
　本発明によれば、上記のように、自己像と複数の格子との間の相対位置に、格子の並進移動に伴う位置ずれ以外の位置ずれが生じた場合でも、得られる位相コントラスト画像の画質が劣化することを抑制することが可能なＸ線位相撮像システムを提供することができる。
本発明の第１実施形態によるＸ線位相撮像システムをＸ方向から見た模式図である。 走査時間と画素における画素値の強度変化の波形の変化との関係を説明するための模式図である。 本発明の第１実施形態による画像処理部が特徴量データを取得する処理を説明するための模式図である。 本発明の第１実施形態による画像処理部が位相コントラスト画像を生成する処理を説明するための模式図である。 特徴量データを示す模式図（Ａ）、第２特徴量を示す模式図（Ｂ）および位相コントラスト画像を示す模式図（Ｃ）である。 本発明の第１実施形態による制御部がＸ線源の焦点の移動速度を取得する処理を説明するための模式図である。 本発明の第１実施形態による位相コントラスト画像取得処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１実施形態による走査時間決定処理を説明するための模式図である。 本発明の第１実施形態による第１Ｘ線画像セット取得処理を説明するための模式図である。 本発明の第１実施形態による第２Ｘ線画像セット取得処理を説明するための模式図である。 本発明の第１実施形態による位相コントラスト画像生成処理を説明するための模式図である。 本発明の第２実施形態による第１Ｘ線画像セット取得処理を説明するための模式図である。 本発明の第２実施形態による第２Ｘ線画像セット取得処理を説明するための模式図である。 本発明の第２実施形態による位相コントラスト画像生成処理を説明するための模式図である。 本発明の第１実施形態の第１変形例によるＸ線位相撮像システムをＸ方向から見た模式図である。 本発明の第１実施形態の第２変形例によるＸ線位相撮像システムをＸ方向から見た模式図である。
　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。
　［第１実施形態］
　図１～図６を参照して、本発明の第１実施形態によるＸ線位相撮像システム１００の構成について説明する。
　（Ｘ線位相撮像システムの構成）
　まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態によるＸ線位相撮像システム１００の構成について説明する。
　図１は、Ｘ線位相撮像システム１００をＸ方向から見た図である。図１に示すように、Ｘ線位相撮像システム１００は、Ｘ線源１と、第１格子２と、第２格子３と、検出器４と、画像処理部５と、制御部６と、記憶部７と、格子移動機構８とを備えている。なお、本明細書において、Ｘ線源１から第１格子２に向かう方向をＺ２方向、その逆向きの方向をＺ２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、紙面の奥に向かう方向をＸ２方向、紙面の手前側に向かう方向をＸ１方向とする。また、Ｚ方向と直交する面内の上下方向をＹ方向とし、上方向をＹ１方向、下方向をＹ２方向とする。
　Ｘ線源１は、制御部６からの信号に基づいて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、発生させたＸ線を検出器４（Ｚ方向）に向けて照射するように構成されている。
　第１格子２は、一定方向に所定の周期（ピッチ）ｐ１で配列される複数のスリット２ａおよび、Ｘ線位相変化部２ｂを有している。各スリット２ａおよびＸ線位相変化部２ｂ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２ａおよびＸ線位相変化部２ｂはそれぞれ、平行に延びるように形成されている。図１に示す例では、各スリット２ａおよびＸ線位相変化部２ｂはそれぞれ、Ｙ方向に所定の周期（ピッチ）ｐ１で配列され、Ｘ方向に延びるように形成されている。第１格子２は、いわゆる位相格子である。
　第１格子２は、Ｘ線源１と、第２格子３との間に配置されており、Ｘ線源１からＸ線が照射される。第１格子２は、タルボ効果により、第１格子２の自己像（図示せず）を形成するために設けられている。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２格子３は、一定方向に所定の周期（ピッチ）ｐ２で配列される複数のＸ線透過部３ａおよびＸ線吸収部３ｂを有する。各Ｘ線透過部３ａおよびＸ線吸収部３ｂ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３ａおよびＸ線吸収部３ｂはそれぞれ、平行に延びるように形成されている。図１に示す例では、各Ｘ線透過部３ａおよびＸ線吸収部３ｂはそれぞれ、Ｙ方向に所定の周期（ピッチ）ｐ２で配列され、Ｘ方向に延びるように形成されている。第２格子３は、いわゆる、吸収格子である。第１格子２は、Ｘ線位相変化部２ｂとスリット２ａとの屈折率の違いによってＸ線の位相を変化させる機能を有する。第２格子３は、Ｘ線吸収部３ｂによりＸ線の一部を遮蔽する機能を有する。
　第２格子３は、第１格子２と検出器４との間に配置されており、第１格子２を通過したＸ線が照射される。また、第２格子３は、第１格子２からタルボ距離離れた位置に配置される。第２格子３は、第１格子２の自己像と干渉して、検出器４の検出表面上にモアレ縞（図示せず）を形成する。
　検出器４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４は、たとえば、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ　Ｐａｎｅｌ　Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）である。検出器４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４は、取得した画像信号を、画像処理部５に出力するように構成されている。
　画像処理部５は、検出器４から出力された画像信号に基づいて、複数のＸ線画像１１（図３参照）を含むＸ線画像セットＲ（図３参照）を生成するように構成されている。また、画像処理部５は、生成したＸ線画像セットＲに基づいて、第１特徴量１２（図３参照）、特徴量データ１３（図３参照）、および第２特徴量１４（図４参照）を取得するように構成されている。また、画像処理部５は、特徴量データ１３と第２特徴量１４とに基づいて、位相コントラスト画像１５（図４参照）を生成するように構成されている。画像処理部５が第１特徴量１２、特徴量データ１３、第２特徴量１４を取得する処理および位相コントラスト画像１５を生成する処理の詳細については後述する。画像処理部５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。
　制御部６は、格子移動機構８を介して、第２格子３を格子面内において格子方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）にステップ移動させるように構成されている。また、制御部６は、第２格子３の周期ｐ２およびＸ線源１の焦点の移動に基づいて、第２格子３を格子方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）にステップ移動させる時間を決定するように構成されている。制御部６が第２格子３をステップ移動させる時間を決定する詳細な構成については後述する。また、制御部６は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）などのプロセッサを含む。
　記憶部７は、画像処理部５が生成したＸ線画像セットＲ、第１特徴量１２、特徴量データ１３、第２特徴量１４および位相コントラスト画像１５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（ハードディスクドライブ）や不揮発性のメモリなどを含む。
　格子移動機構８は、制御部６からの信号に基づいて、第２格子３を格子面内（ＸＹ面内）において格子方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）にステップ移動させるように構成されている。具体的には、格子移動機構８は、第２格子３の周期ｐ２をＭ分割し、ｐ２／Ｍずつ第２格子３をステップ移動させる。なお、Ｍは正の整数であり、第１実施形態では、たとえば、Ｍ＝４である。また、格子移動機構８は、たとえば、ステッピングモータやピエゾアクチュエータなどを含む。
　（走査時間の違いと強度変化の波形との関係）
　次に、図２を参照して、走査時間の違いと強度変化の波形１０との関係について説明する。なお、走査時間とは、格子移動機構８によって第２格子３をＭ回ステップ移動させる際の時間の事である。
　図２は、画像処理部５が縞走査法によって位相コントラスト画像１５を生成する際に格子移動機構８によって第２格子３を並進移動させる時間を変更した際の強度変化の波形１０の違いを示す模式図である。図２に示す例では、強度変化の波形１０を分かりやすくするため、Ｍ＝８として、第２格子３を８ステップ分並進移動させた際の強度変化の波形１０を図示している。ここで、第１格子２と第２格子３の相対的な位置関係は、縞走査の並進運動以外に熱変動等の外的要因による一定の速度で変動が生じているとする。
　外的要因による変動としては、たとえば、Ｘ線源１からの発熱および／または外部からの熱によって、格子移動機構８が熱変形することに伴う変動がある。格子移動機構８が熱変形を起こした場合、複数の格子の格子間における相対位置が変化する。Ｘ線源１からの発熱および／または外部からの熱による熱変動は撮像中にも生じているため、複数の格子の格子間における相対位置は、常に変化している。また、Ｘ線源１からの発熱および／または外部からの熱により第２格子３に熱変形が生じる場合がある。第２格子３が熱変形した場合、第２格子３の周期ｐ２が変動する。第２格子３の周期ｐ２の変動も撮像中は常に生じている。また、Ｘ線を照射している際に、Ｘ線源１の焦点が移動する場合がある。Ｘ線源１の焦点が移動した場合、第１格子２の自己像が移動する。第１格子２の自己像の移動も、撮像中は常に生じている。すなわち、撮像中は、格子の並進移動以外に熱変動における第２格子３の移動、第２格子３の周期ｐ２の変動およびＸ線源１の焦点の移動が生じている。これらにより、第１格子２の自己像と複数の格子との間の相対位置に、第２格子３の並進移動に伴う位置ずれ以外の位置ずれが生じる。したがって、図２に示すように、１回の縞走査の時間が長くなると、上記熱変動による影響により、第１格子２の自己像と複数の格子との間の相対位置に、第２格子３の並進移動に伴う位置ずれ以外の位置ずれが生じ、得られる強度変化の波形１０が変化する。
　強度変化の波形１０ａ（実線のグラフ）、強度変化の波形１０ｂ（破線のグラフ）、および強度変化の波形１０ｃ（一点鎖線のグラフ）は、１回の縞走査を短時間で行った際の強度変化の波形１０である。強度変化の波形１０ａ～１０ｃの走査時間は、たとえば、１０秒である。強度変化の波形１０ｄ（二点鎖線のグラフ）は、１回の縞走査を、強度変化の波形１０ａ～１０ｃの走査時間の３倍の時間で行った際の強度変化の波形１０である。強度変化の波形１０ａ～１０ｃは、それぞれの初期位相が異なるが、おおむね正弦波とみなすことができる形状をしている。一方、強度変化の波形１０ｄは、ステップが進むにつれて波形が歪み、正弦波とみなすことができない波形となっていることがわかる。縞走査法では、得られた強度変化の波形１０が正弦波であるものとみなして位相コントラスト画像１５を生成しているため、得られた強度変化の波形１０が歪むと、生成される位相コントラスト画像１５の画質が劣化する。そこで、第１実施形態では、Ｘ線位相撮像システム１００は、熱変動による影響を極力受けにくくし、得られる強度変化の波形１０が変化することを抑制することができるように構成されている。以下、得られる強度変化の波形１０が変化することを抑制することができる詳細な構成について説明する。
　（画像処理部の構成）
　次に、図３～図５を参照して、第１実施形態による画像処理部５が位相コントラスト画像１５を生成する処理について説明する。
　第１実施形態では、画像処理部５は、縞走査を短時間で複数回行うことにより取得された複数のＸ線画像セットＲから、振幅と、平均画素値強度と、位相とのうち、少なくともいずれかを含む特徴量１２（および特徴量１４）をそれぞれ抽出し、抽出した複数の特徴量１２（および特徴量１４）に基づいて、位相コントラスト画像１５を生成するように構成されている。具体的には、画像処理部５は、複数のＸ線画像１１間の熱に起因する撮像条件が略変化しない範囲内の短時間で複数回縞走査を行うことにより取得されたＸ線画像セットＲから抽出した複数の特徴量１２（および特徴量１４）に基づいて、位相コントラスト画像１５を生成するように構成されている。第１実施形態では、画像処理部５は、熱に起因する撮像条件が略変化しない範囲内の短時間として、１００秒以内の短時間で複数回縞走査を行うことにより取得されたＸ線画像セットＲから抽出した複数の特徴量１２（および特徴量１４）に基づいて、位相コントラスト画像１５を生成するように構成されている。
　ここで、第１特徴量１２には、被写体Ｑを配置しない状態で撮像して得られる強度変化の波形１０の平均画素値強度に基づいて取得される吸収像用特徴量１２ａが含まれる。また、第１特徴量１２には、被写体Ｑを配置しない状態で撮像して得られる強度変化の波形１０の位相に基づいて取得される位相微分像用特徴量１２ｂが含まれる。また、第１特徴量１２には、被写体Ｑを配置しない状態で撮像して得られる強度変化の波形１０の振幅および平均画素値強度に基づいて取得される暗視野像用特徴量１２ｃが含まれる。また、特徴量データ１３には、複数の第１特徴量１２を加算平均することにより取得される１つの吸収像用特徴量データ１３ａ、１つの位相微分像用特徴量データ１３ｂおよび１つの暗視野像用特徴量データ１３ｃが含まれる。また、第２特徴量１４には、被写体Ｑを配置した状態で撮像して得られる強度変化の波形１０の平均画素値強度に基づいて取得される吸収像用特徴量１４ａが含まれる。また、第２特徴量１４には、被写体Ｑを配置した状態で撮像して得られる強度変化の波形１０の位相に基づいて取得される位相微分像用特徴量１４ｂが含まれる。また、第１特徴量１２には、被写体Ｑを配置した状態で撮像して得られる強度変化の波形１０の振幅および平均画素値強度に基づいて取得される暗視野像用特徴量１４ｃが含まれる。
　第１実施形態では、画像処理部５は、被写体Ｑを配置せずに短時間で複数回縞走査を行うことにより撮像された複数の第１Ｘ線画像セットＲａから複数の第１特徴量１２を取得し、被写体Ｑを配置して短時間で複数回縞走査を行うことにより撮像され複数の第２Ｘ線画像セットＲｂから複数の第２特徴量１４を取得し、複数の第１特徴量１２と、複数の第２特徴量１４とのうちそれぞれ少なくとも１つずつを用いて、位相コントラスト画像１５を生成するように構成されている。
　ここで、第１実施形態では、画像処理部５は、１００秒以内の短時間で１回の縞走査を行って撮像されたＸ線画像セットＲに基づいて、第１特徴量１２を取得するように構成されている。したがって、１回あたりの露光時間（電荷蓄積時間）が短くなる。そのため、複数の第１特徴量１２の各々のコントラストはあまり高くない。そこで、第１実施形態では、画像処理部５は、複数の第１特徴量１２から１つの特徴量データ１３を取得するとともに、１つの特徴量データ１３と複数の第２特徴量１４とを用いて、位相コントラスト画像１５を生成するように構成されている。
　（第１特徴量および特徴量データの取得）
　図３は、第１実施形態による画像処理部５が第１特徴量１２および特徴量データ１３を取得する処理を説明するための模式図である。
　第１実施形態では、画像処理部５は、第１特徴量１２として、吸収像用特徴量１２ａ、位相微分像用特徴量１２ｂおよび暗視野像用特徴量１２ｃを取得するように構成されている。具体的には、画像処理部５は、被写体Ｑを配置しない状態で、第２格子３をＭ回（４回）ステップ移動させながら撮像したＭ枚（４枚）のＸ線画像１１（Ｘ線画像１１ａ～１１ｄ）を含む第１Ｘ線画像セットＲａを複数セット取得するように構成されている。
　被写体Ｑを配置せずに撮像したＸ線画像１１の画素の画素値をＩair jk（ｘ、ｙ）とし、以下のＳair j（ｘ、ｙ）を定義する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　ここで、Ｍは、第２格子３を並進移動させる回数である。また、ｋは第２格子３を並進移動させる際の各ステップの番号であり、１からＭまでの正の整数である。また、ｊは、１から取得するＸ線画像セットＲのセット数（個数）までの正の整数である。第１実施形態では、たとえば、ｊは１から１０までの正の整数である。また、ｘおよびｙは、Ｘ線画像１１における各画素のｘ座標およびｙ座標である。
　画像処理部５は、第１Ｘ線画像セットＲａから第１特徴量１２として、以下の式（２）～式（４）に基づいて、吸収像用特徴量１２ａ、位相微分像用特徴量１２ｂおよび暗視野像用特徴量１２ｃを取得するように構成されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　ここで、Ｉair_sum j（ｘ、ｙ）は、吸収像用特徴量１２ａである。また、φair j（ｘ、ｙ）は、位相微分像用特徴量１２ｂである。また、Ｖair j（ｘ、ｙ）は、暗視野像用特徴量１２ｃである。
　図３に示す例では、画像処理部５は、第１Ｘ線画像セットＲａを複数セット（ｊ＝１から１０の１０セット）取得し、それぞれから特徴量１２を取得するように構成されている。そして、第１実施形態では、画像処理部５は、１０セットの第１Ｘ線画像セットＲａから、１つの特徴量データ１３を取得するように構成されている。具体的には、以下の式（５）～式（７）に示すように、画像処理部５は、複数の第１特徴量１２を加算平均することにより、特徴量データ１３を取得するように構成されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　（第２特徴量の取得および位相コントラスト画像の生成処理）
　次に、図４および図５を参照して、第１実施形態による画像処理部５が第２特徴量１４を取得する構成および位相コントラスト画像１５を生成する構成について説明する。
　図４に示すように、第１実施形態では、画像処理部５は、被写体Ｑを配置した状態で、第２格子３をＭ回（４回）ステップ移動させながら撮像したＭ枚（４枚）のＸ線画像１１（Ｘ線画像１１ｅ～１１ｈ）を含む第２Ｘ線画像セットＲｂから、第２特徴量１４を取得するように構成されている。
　被写体Ｑを配置して撮像したＸ線画像１１の画素の画素値をＩobj jk（ｘ、ｙ）とし、以下のＳobj j（ｘ、ｙ）を定義する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　また、被写体Ｑを配置した状態で、１回の縞走査で取得されるＸ線画像１１の画素値は、以下の式（９）により示すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　また、被写体Ｑを配置した状態で撮像した際の位相は、以下の式（１０）により示すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 　ここで、φobj j（ｘ、ｙ）は、位相微分像用特徴量１４ｂである。
　また、被写体Ｑを配置した状態で撮像した際のＶｉｓｉｂｉｌｉｔｙは、以下の式（１１）により示すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 　ここで、Ｖobj j（ｘ、ｙ）は、暗視野像用特徴量１４ｃである。
　吸収像１５ａ、位相微分像１５ｂおよび暗視野像１５ｃは、以下の式（１２）～式（１４）により示すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 　ここで、Ｔj（ｘ、ｙ）は、吸収像１５ａの各画素の画素値である。また、φj（ｘ、ｙ）は、位相微分像１５ｂの各画素の画素値である。また、Ｄj（ｘ、ｙ）は、暗視野像１５ｃの各画素の画素値である。
　第１実施形態では、上記式（１２）～式（１４）により、画像処理部５は、複数の第２特徴量１４の各々と、特徴量データ１３とに基づいて、位相コントラスト画像１５を生成するように構成されている。図４に示す例では、画像処理部５は、第２Ｘ線画像セットＲｂを複数セット（ｊ＝１から３００の３００セット）取得し、それぞれから第２特徴量１４を取得するように構成されている。そして、第１実施形態では、画像処理部５は、複数の第２Ｘ線画像セットＲｂから取得した第２特徴量１４のそれぞれと、特徴量データ１３とを用いて、複数の位相コントラスト画像１５を生成するように構成されている。
　具体的には、画像処理部５は、上記式（５）に基づいて取得される吸収像用特徴量データ１３ａと、上記式（９）に基づいて取得される複数の吸収像用特徴量１４ａと、上記式（１２）とを用いて、複数の吸収像１５ａを生成するように構成されている。また、画像処理部５は、上記式（６）に基づいて取得される位相微分像用特徴量データ１３ｂと、上記式（１０）に基づいて取得される複数の位相微分像用特徴量１４ｂと、上記式（１３）とを用いて、複数の位相微分像１５ｂを生成するように構成されている。また、画像処理部５は、上記式（７）に基づいて取得される暗視野像用特徴量データ１３ｃと、上記式（１１）に基づいて取得される複数の暗視野像用特徴量１４ｃと、上記式（１４）とを用いて、複数の暗視野像１５ｃを生成するように構成されている。
　また、上述したように、第２特徴量１４の取得に用いる第２Ｘ線画像セットＲｂも短時間の縞走査によって撮像されているため、露光時間（電荷蓄積時間）が短い。したがって、第１実施形態では、画像処理部５は、複数の第２特徴量１４の各々と、特徴量データ１３とに基づいて生成された位相コントラスト画像１５を加算平均するように構成されている。図４に示す例では、画像処理部５は、生成した複数（３００枚）の吸収像１５ａ、位相微分像１５ｂおよび暗視野像１５ｃをそれぞれ加算または平均化することにより、１つの吸収像１５ａ、１つの位相微分像１５ｂ、および１つの暗視野像１５ｃを生成してもよい。
　図５（Ａ）は、第１実施形態による画像処理部５が取得する特徴量データ１３の模式図である。図５（Ｂ）は、第１実施形態による画像処理部５が取得する第２特徴量１４の模式図である。図５（Ｃ）は、第１実施形態による画像処理部５が生成する位相コントラスト画像１５の模式図である。
　図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、特徴量データ１３および第２特徴量１４には、背景にグラデーション状のアーチファクトＡが生じている。第１実施形態では、図５（Ｃ）に示すように、画像処理部５は、アーチファクトＡが生じている特徴量データ１３および第２特徴量１４を用いて位相コントラスト画像１５を生成するため、特徴量データ１３と第２特徴量１４とに基づいて生成された位相コントラスト画像１５からは、背景のグラデーション状のアーチファクトＡが除去されていることがわかる。
　（走査時間の決定）
　また、上述したように、撮像中は、Ｘ線源１および／または外部からの熱により、格子の並進移動以外に第２格子３の移動、第２格子３の周期ｐ２の変動およびＸ線源１の焦点の移動が生じている。そこで、第１実施形態では、制御部６は、熱変動による影響を極力受けないようにするために、１回の縞走査の時間を短時間に設定するように構成されている。第１実施形態では、制御部６は、たとえば、第２格子３の周期ｐ２が１０μｍの場合、熱変動による第２格子３の移動が１μｍ以下になるように走査時間を決定するように構成されている。なお、第１実施形態では、熱変動による第２格子３の移動速度は一定であるものとする。
　また、第１実施形態では、制御部６は、Ｘ線画像１１のそれぞれに写る位置基準部１６（図６参照）の位置に基づいて、Ｘ線源１の焦点の移動速度を取得するように構成されており、制御部６は、取得されたＸ線源１の焦点の移動速度に基づいて、縞走査を行う時間を決定するように構成されている。
　図６は、制御部６がＸ線源１の焦点速度を取得する処理を説明するための図である。図６に示すように、画像処理部５は、Ｘ線画像１１ｉ中に写る位置基準部１６の位置（ｘ１、ｙ１）を取得する。その後、画像処理部５は、ｔ秒後に撮像されたＸ線画像１１ｊ中に写る位置基準部１６の位置（ｘ２、ｙ２）を取得する。画像処理部５は、Ｘ線画像１１ｉとＸ線画像１１ｊとから、位置基準部１６の移動距離ｄを取得するように構成されている。また、制御部６は、取得した位置基準部１６の移動距離ｄとＸ線画像１１ｉの撮影とＸ線画像１１ｊの撮影との間の時間ｔ秒とを用いて、位置基準部１６の移動速度を取得するように構成されている。
　ここで、位置基準部１６は、Ｘ線源１と第１格子２との間または第１格子２と第２格子３との間に固定して配置されている。また、位置基準部１６は、Ｘ線の吸収率が高いＸ線高吸収体により形成されている。Ｘ線高吸収体は、たとえば、重金属である。第１実施形態では、位置基準部１６として、たとえば、タングステン、金、鉛などの重金属を用いる。位置基準部１６は固定して配置されているため、Ｘ線画像１１中における位置基準部１６の位置が変化した場合は、Ｘ線源１の焦点の移動が生じたと考えられる。したがって、第１実施形態では、画像処理部５は、複数のＸ線画像１１中に写る位置基準部１６の位置の変化に基づいて取得した位置基準部１６の移動速度を、Ｘ線源１の焦点の移動速度として取得するように構成されている。
　第１実施形態では、制御部６は、たとえば、Ｘ線源１の焦点の移動速度が１０μｍ／１００秒であり、第２格子３の周期ｐ２が１０μｍの場合、第２格子３の走査時間を１０秒の短時間に決定するように構成されている。
　（位相コントラスト画像の生成処理）
　次に、図７～図１１を参照して、第１実施形態による位相コントラスト画像１５の生成処理について説明する。
　図７に示すように、ステップＳ１において、制御部６は、Ｘ線画像セットＲを取得する前に、第２格子３の走査時間を決定する。次に、ステップＳ２において、画像処理部５は、被写体Ｑを配置せずに撮像された第１Ｘ線画像セットＲａを取得する。その後、処理はステップＳ３へ進む。
　ステップＳ３において、画像処理部５は、被写体Ｑを配置して撮像された第２Ｘ線画像セットＲｂを取得する。その後、ステップＳ４において、画像処理部５は、位相コントラスト画像１５を生成し、処理を終了する。
　次に、図８～図１１を参照して、各処理の詳細について説明する。まず、図８を参照して、図７のステップＳ１における、第２格子３の走査時間を決定する処理について説明する。
　ステップＳ１０において、画像処理部５は、位置基準部１６が写る複数のＸ線画像１１を取得する。そして、制御部６は、位置基準部１６が写る複数のＸ線画像１１から、Ｘ線源１の焦点の移動速度を取得する。次に、ステップＳ１１において、制御部６は、取得されたＸ線源１の焦点の移動速度に基づいて、Ｘ線源１の焦点が移動しているか否かを判定する。Ｘ線源１の焦点が移動している場合、処理はステップＳ１２へ進む。Ｘ線源１の焦点が移動していない場合、処理はステップＳ１３へ進む。
　ステップＳ１２において、画像処理部５は、Ｘ線源１の焦点の移動速度に基づいて、第２格子３の走査時間を決定する。その後、処理はステップＳ２へ戻る。
　また、ステップＳ１３において、制御部６は、格子移動機構８により移動される第２格子３の周期ｐ２に基づいて、縞走査を行う時間を決定する。具体的には、たとえば、第２格子３の周期ｐ２が１０μｍの場合、熱変動による第２格子３の移動が１μｍ以下になるように縞走査を行う時間を決定する。その後、処理はステップＳ２へ戻る。
　次に、図９を参照して、図７のステップＳ２における第１Ｘ線画像セットＲａを取得する処理について説明する。
　ステップＳ２０において、画像処理部５は、被写体Ｑを配置しない状態で第２格子３をＭ回（４回）並進移動させながら撮像されたＭ枚（４枚）のＸ線画像１１を取得する。ステップＳ２０において取得されたＭ枚（４枚）のＸ線画像１１の１セットが第１Ｘ線画像セットＲａである。その後、ステップＳ２１へ進む。
　ステップＳ２１において、制御部６は、所定の回数縞走査が行われたかを判定する。言い換えると、制御部６は、所定のセット数だけ第１Ｘ線画像セットＲａが取得されたかを判定する。所定の数だけ第１Ｘ線画像セットＲａが取得された場合、処理はステップＳ３へ進む。所定の数だけ第１Ｘ線画像セットＲａが取得されていない場合、処理は、ステップＳ２０へ戻る。この結果、ｊセット（１０セット）の第１Ｘ線画像セットＲａが得られる。
　次に、図１０を参照して、図７のステップＳ３における第２Ｘ線画像セットＲｂを取得する処理について説明する。
　ステップＳ３０において、画像処理部５は、被写体Ｑを配置した状態で第２格子３をＭ回（４回）並進移動させながら撮像されたＭ枚（４枚）のＸ線画像１１を取得する。ステップＳ３０において取得されたＭ枚（４枚）のＸ線画像１１の１セットが第２Ｘ線画像セットＲｂである。その後、ステップＳ３１へ進む。
　ステップＳ３１において、制御部６は、所定の回数縞走査が行われたかを判定する。言い換えると、制御部６は、所定のセット数だけ第２Ｘ線画像セットＲｂが取得されたかを判定する。所定の数だけ第２Ｘ線画像セットＲｂが取得された場合、処理はステップＳ４へ進む。所定の数だけ第２Ｘ線画像セットＲｂが取得されていない場合、処理は、ステップＳ３０へ戻る。この結果、ｊセット（３００セット）の第２Ｘ線画像セットＲｂが得られる。
　次に、図１１を参照して、画像処理部５が、図７のステップＳ４における位相コントラスト画像１５を生成する処理について説明する。
　ステップＳ４０において、画像処理部５は、上記式（２）～式（４）に基づいて、複数の第１Ｘ線画像セットＲａから、複数の第１特徴量１２を取得する。その後、ステップＳ４１において、画像処理部５は、上記式（５）～式（７）に基づいて、複数の第１特徴量１２から、１つの特徴量データ１３を取得する。その後、処理はステップＳ４２へ進む。
　ステップＳ４２において、画像処理部５は、上記式（９）～式（１１）に基づいて、複数の第２Ｘ線画像セットＲｂから、複数の第２特徴量１４を取得する。その後、ステップＳ４３において、画像処理部５は、上記式（１２）～式（１４）に基づいて、１つの特徴量データ１３と、複数の第２特徴量１４の各々とから、複数の位相コントラスト画像１５を生成する。その後、処理はステップＳ４４へ進む。
　ステップＳ４４において、画像処理部５は、複数の位相コントラスト画像１５を加算平均することにより、１つの位相コントラスト画像１５を取得する。その後、処理を終了する。
　（第１実施形態の効果）
　第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　第１実施形態では、上記のように、Ｘ線位相撮像システム１００は、Ｘ線源１と、Ｘ線源１からＸ線が照射される第１格子２と、第１格子２からのＸ線が照射される第２格子３とを含む複数の格子と、Ｘ線源１から照射されたＸ線を検出する検出器４と、第２格子３を移動させる格子移動機構８と、検出器４により検出された複数のＸ線画像１１を含むＸ線画像セットＲから位相コントラスト画像１５を生成する画像処理部５とを備え、画像処理部５は、縞走査を短時間で複数回行うことにより取得された複数のＸ線画像セットＲから、振幅と、平均画素値強度と、位相とのうち、少なくともいずれかを含む特徴量１２（および特徴量１４）をそれぞれ抽出し、抽出した複数の特徴量１２（および特徴量１４）に基づいて、位相コントラスト画像１５を生成するように構成されている。これにより、第２格子３の周期ｐ２の１周期分、第２格子３を並進移動させながら撮像する１回の縞走査を行う時間を短くすることができるので、縞走査の間に生じる自己像と第２格子３との間の相対位置の変化を抑制することができる。その結果、得られる強度変化の波形１０が変化することを抑制することが可能となり、生成する位相コントラスト画像１５の画質が劣化することを抑制することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、画像処理部５は、複数のＸ線画像１１間の熱に起因する撮像条件が略変化しない範囲内の短時間で複数回縞走査を行うことにより取得されたＸ線画像セットＲから抽出した複数の特徴量１２（および特徴量１４）に基づいて、位相コントラスト画像１５を生成するように構成されている。これにより、熱に起因する撮像条件が略変化しない時間範囲内で縞走査を行うことができる。その結果、熱に起因する撮像条件が変化することによる位相コントラスト画像１５の画質の劣化を抑制することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、Ｘ線位相撮像システム１００は、１００秒以内の短時間で複数回縞走査を行うことにより取得されたＸ線画像セットＲから抽出した複数の特徴量１２（および特徴量１４）に基づいて、位相コントラスト画像１５を生成するように構成されている。これにより、１００秒以内という、短時間でＸ線画像セットＲを取得するので、縞走査を行う際における熱に起因する撮像条件の変化の影響を極力受けにくくすることができる。その結果、得られる強度変化の波形１０が変化することをさらに抑制することが可能となり、得られる位相コントラスト画像１５の画質が劣化することをさらに抑制することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、画像処理部５は、被写体Ｑを配置せずに短時間で複数回縞走査を行うことにより撮像された複数の第１Ｘ線画像セットＲａから複数の第１特徴量１２を取得し、被写体Ｑを配置して短時間で複数回縞走査を行うことにより撮像され複数の第２Ｘ線画像セットＲｂから複数の第２特徴量１４を取得し、複数の第１特徴量１２と、複数の第２特徴量１４とのうちそれぞれ少なくとも１つずつを用いて、位相コントラスト画像１５を生成するように構成されている。これにより、短時間で縞走査を行うので、Ｘ線画像セットＲの取得中に生じる熱に起因する撮像条件の変化を極力受けない状態で取得された第１特徴量１２および第２特徴量１４を取得することができる。その結果、第１特徴量１２および第２特徴量１４を、Ｘ線画像セットＲの取得中に生じる熱に起因する撮像条件の変化を極力受けにくくすることが可能となるので、生成される位相コントラスト画像１５の画質が劣化することをより一層抑制することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、画像処理部５は、複数の第１特徴量１２から１つの特徴量データ１３を取得するとともに、１つの特徴量データ１３と複数の第２特徴量１４とを用いて、位相コントラスト画像１５を生成するように構成されている。これにより、短時間で撮影するために、各々の露光時間（電荷蓄積時間）が短い複数の第１特徴量１２から特徴量データ１３を取得するので、複数の第１特徴量１２の各々よりも量子ノイズが小さくなり、より特徴量のコントラストを付けることができる。そして、複数の第１特徴量１２の各々よりもコントラストがついた特徴量データ１３と第２特徴量１４とを用いて位相コントラスト画像１５を生成することができる。その結果、短時間で撮像された複数の第１特徴量１２の各々よりも特徴量のコントラストが鮮明な特徴量データ１３を用いることが可能となるので、生成される位相コントラスト画像１５の画質を向上させることができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、画像処理部５は、複数の第１特徴量１２を加算平均することにより、特徴量データ１３を取得するように構成されている。これにより、短時間で撮像された複数の第１特徴量１２から容易に特徴量データ１３を取得することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、画像処理部５は、複数の第２特徴量１４の各々と、特徴量データ１３とに基づいて、位相コントラスト画像１５を生成するように構成されている。これにより、特徴量データ１３と複数の第２特徴量１４の各々とを用いて、位相コントラスト画像１５を生成することができる。その結果、たとえば、第１特徴量１２と複数の第２特徴量１４の各々とを用いて位相コントラスト画像１５を生成する場合と比較して、複数の第２特徴量１４の各々から生成した位相コントラスト画像１５の画質を向上させることができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、画像処理部５は、複数の第２特徴量１４の各々と、特徴量データ１３とに基づいて生成された位相コントラスト画像１５を加算または平均化するように構成されている。これにより、短時間で撮像された複数の第２特徴量１４に基づいて生成された複数の位相コントラスト画像１５から１つの位相コントラスト画像１５を生成することができる。その結果、たとえば、露光時間を長くして撮像する場合でも、１回の縞走査によって撮像された位相コントラスト画像１５と比べて、短時間で複数回縞走査を行うことが可能となるので、熱に起因する撮像条件の変化の影響が蓄積されることを抑制することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、格子移動機構８における格子の移動を制御する制御部６をさらに備え、制御部６は、格子移動機構８により移動される第２格子３の周期ｐ２に基づいて、縞走査を行う時間を決定するように構成されている。これにより、たとえば、並進移動させる第２格子３の周期ｐ２が１０μｍの場合、走査時間を１０秒の短時間にするなど、第２格子３の周期ｐ２に基づいて適切な時間で縞走査を行うことができる。その結果、自己像と複数の格子との間の相対位置に、第２格子３の並進移動に伴う位置ずれ以外の位置ずれによる影響を十分に抑制することが可能な時間範囲内で縞走査を行うことが可能となり、かつ、極力露光時間を確保することが可能となるので、画質の劣化をより一層低減することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、画像処理部５は、Ｘ線画像１１のそれぞれに写る位置基準部１６の位置に基づいて、Ｘ線源１の焦点の移動速度を取得するように構成されており、制御部６は、取得されたＸ線源１の焦点の移動速度に基づいて、縞走査を行う時間を決定するように構成されている。これにより、Ｘ線画像１１に写る位置基準部１６の位置に基づいて、Ｘ線源１の焦点の移動を検知することができる。その結果、Ｘ線源１の焦点が移動していた場合でも、Ｘ線源１の焦点の移動に伴う影響を十分に抑制することが可能な時間範囲内で縞走査を行うことが可能となり、かつ、極力露光時間を確保することが可能となるので、Ｘ線源１の焦点が移動することによって生じる自己像の移動に伴う位相コントラスト画像１５の画質の劣化を抑制することができる。
　［第２実施形態］
　次に、図１および図１４を参照して、本発明の第２実施形態によるＸ線位相撮像システム２００について説明する。複数のＸ線画像セットＲを取得し、複数のＸ線画像セットＲそれぞれから第１特徴量１２、特徴量データ１３および第２特徴量１４を取得して、位相コントラスト画像１５を生成する第１実施形態とは異なり、第２実施形態では、画像処理部５は、縞走査におけるＸ線画像セットＲからの特徴量１２（および特徴量１４）の抽出および補正処理と、次の縞走査におけるＸ線画像セットＲの取得とを並行して行うように構成されている。なお、上記第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。
　第２実施形態では、画像処理部５は、縞走査におけるＸ線画像セットＲからの特徴量１２（および特徴量１４）の抽出および補正処理と、次の縞走査におけるＸ線画像セットＲの取得とを並行して行うように構成されている。また、第２実施形態では、画像処理部５は、補正処理として、位相微分像１５ｂに対して、位相の折り返しにより生じる位相の不連続点を連続化するアンラップ処理を行うように構成されている。また、画像処理部５は、補正処理として、少なくともＸ線源１から照射されるＸ線の線量の変化を含む検出器４で検出されるＸ線画像１１の変化を補正する輝度補正を行うように構成されている。具体的には、輝度補正は、以下のようにして行う。
　第１格子２、第２格子３のない画像領域のＸ線画像１１を輝度補正用画像１１０として用いる。また、被写体Ｑを配置して撮像されたＸ線画像１１を輝度補正用画像１１１として用いる。輝度補正用画像１１０における画素値をＩair_bright jk（ｘ、ｙ）、輝度補正用画像１１１における画素値をＩobj_bright jk（ｘ、ｙ）とし、Ｉair_bright jk（ｘ、ｙ）およびＩobj_bright jk（ｘ、ｙ）の画像全体の画素値の平均値をそれぞれＢair jk、Ｂobj jkとすると、以下の式（１５）および式（１６）が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 　ここで、ｎx、ｎyは輝度補正用画像１１０および輝度補正用画像１１１におけるＸ方向およびＹ方向の画素数である。また、最初の画像（ｊ＝１）の最初のステップ（ｋ＝１）の平均画素値Ｂは、Ｂ11になる。
　次に、輝度補正係数をＣair jk、Ｃobj jk以下のように定義する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 　すなわち、上記式（１７）および式（１８）に示すように、輝度補正係数を、被写体Ｑを配置せずに撮像した最初の画像の最初のステップの平均画素値Ｂ11を基準として決定する。
　輝度補正した後の、被写体Ｑを配置せずに撮像したＸ線画像１１および被写体Ｑを配置して撮像したＸ線画像１１は、それぞれ以下の式（１９）および式（２０）で示すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　すると、第１実施形態で用いた式（１）および式（８）は、それぞれ以下の式（２１）および式（２２）のように書き換えることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　第２実施形態では、画像処理部５は、第１実施形態で用いた式のうち、Ｓair j（ｘ、ｙ）およびＳobj j（ｘ，ｙ）を上記式（２１）および式（２１）のＳair j（ｘ、ｙ）およびＳobj j（ｘ，ｙ）に置き換えて、第１実施形態と同様の処理により、位相コントラスト画像１５を生成するように構成されている。
　（位相コントラスト画像の生成処理）
　次に、図７および図１２～図１４を参照して、第２実施形態による位相コントラスト画像１５の生成方法について説明する。
　まず、図１２を参照して、図７のステップＳ２における第１Ｘ線画像セットＲａの取得処理について説明する。
　ステップＳ２２において、制御部６は、取得済みの第１Ｘ線画像セットＲａがあるか否かを確認する。取得済みの第１Ｘ線画像セットＲａがある場合、処理はステップＳ２３へ進む。取得済みの第１Ｘ線画像セットＲａがない場合、処理はステップＳ２４へ進む。
　ステップＳ２３において、画像処理部５は、第１Ｘ線画像セットＲａの各Ｘ線画像１１に対して、補正処理を行う。その後、画像処理部５は、補正処理を行った複数の第１Ｘ線画像セットＲａから複数の第１特徴量１２を取得する。また、ステップＳ２３において、画像処理部５は、第１Ｘ線画像セットＲａの各Ｘ線画像１１の補正処理および第１特徴量１２の取得と並行して、次の第１Ｘ線画像セットＲａの取得を行う。また、ステップＳ２４において、画像処理部５は、第１Ｘ線画像セットＲａの取得を行う。ステップＳ２３およびステップＳ２４における第１Ｘ線画像セットＲａの取得処理は、上記第１実施形態のステップＳ２と同様であるため、詳しい説明は省略する。
　その後、処理はステップＳ２１へ進み、第１Ｘ線画像セットＲａが所定セット数（ｊセット）取得されている場合は第２Ｘ線画像セットＲｂの取得処理（ステップＳ３）へ進む。
　次に、図１３を参照して、図７のステップＳ３における第２Ｘ線画像セットＲｂを取得する処理について説明する。
　ステップＳ３２において、画像処理部５は、複数の第２Ｘ線画像セットＲｂから複数の第２特徴量１４を取得する。また、ステップＳ３３において、画像処理部５は、第２特徴量１４の取得と並行して、次の第２Ｘ線画像セットＲｂの取得を行う。また、ステップＳ３４において、画像処理部５は、第２Ｘ線画像セットＲｂの取得を行う。ステップＳ３３およびステップＳ３４における第２Ｘ線画像セットＲｂの取得処理は、上記第１実施形態のステップＳ３と同様であるため、詳しい説明は省略する。
　その後、処理はステップＳ３１へ進み、第２Ｘ線画像セットＲｂが所定セット数（ｊセット）取得されている場合は位相コントラスト画像１５の生成処理（ステップＳ４）へ進む。
　次に、図１４を参照して、図７のステップＳ４における位相コントラスト画像１５の生成処理について説明する。
　ステップＳ４５において、画像処理部５は、補正後の複数の第１特徴量１２と複数の第２特徴量１４とのうち、少なくとも１つ以上を用いて位相コントラスト画像１５を生成する。その後、処理はステップＳ４６へ進む。
　ステップＳ４６において、画像処理部５は、生成した位相コントラスト画像１５に対して補正処理を行い、処理を終了する。
　第２実施形態では、画像処理部５は、第１Ｘ線画像セットＲａに含まれる複数のＸ線画像１１の補正処理および複数の第１特徴量１２の取得と、次の第１Ｘ線画像セットＲａの取得とを並行して行うように構成されている。また、第２実施形態では、画像処理部５は、第２特徴量１４の取得と次の第２Ｘ線画像セットＲｂの取得とを並行して行うように構成されている。
　なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
　（第２実施形態の効果）
　第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
　第２実施形態では、上記のように、画像処理部５は、縞走査におけるＸ線画像セットＲからの特徴量１２（および特徴量１４）の抽出および補正処理と、次の縞走査におけるＸ線画像セットＲの取得とを並行して行うように構成されている。これにより、Ｘ線画像セットＲからの特徴量１２（および特徴量１４）の抽出および補正処理と次の縞走査におけるＸ線画像セットＲの取得とを並行して行うことができるので、特徴量１２（および特徴量１４）の抽出、補正処理および位相コントラスト画像１５の生成をＸ線画像セットＲを取得するたびに行う場合と比較して、位相コントラスト画像１５の生成効率を向上させることができる。
　また、第２実施形態では、上記のように、位相コントラスト画像１５は、位相微分像１５ｂを含み、画像処理部５は、補正処理として、位相微分像１５ｂに対して、位相の折り返しにより生じる位相の不連続点を連続化するアンラップ処理を行うように構成されている。ここで、位相の不連続点は、被写体Ｑと背景との境界などで生じやすい。したがって、アンラップ処理をおこなうことにより、位相の折り返しにより生じる位相の不連続点をなくすことができる。その結果、被写体Ｑの写る位置が各Ｘ線画像１１において異なる場合でも、位相の不連続点が合成されることを抑制することが可能となり、生成される位相微分像１５ｂの画質が劣化することを抑制することができる。
　また、第２実施形態では、上記のように、画像処理部５は、補正処理として、少なくともＸ線源１から照射されるＸ線の線量の変化を含む検出器４で検出されるＸ線画像１１の変化を補正する輝度補正を行うように構成されている。これにより、撮像時間が短いことによる、検出器４などの撮像装置に起因するＸ線画像１１の変化に伴って生じるアーチファクトＡを補正することができる。その結果、複数の位相コントラスト画像１５から１つの位相コントラスト画像１５を生成する場合でも、撮像時間が短いことによって各位相コントラスト画像１５に生じる検出器４などの撮像装置に起因するアーチファクトＡを補正することが可能となるので、検出器４などの撮像装置に起因するＸ線画像１１の変化に伴って生じるアーチファクトＡが蓄積することによる位相コントラスト画像１５の画質の劣化を抑制することができる。
　なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
　（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、請求の範囲によって示され、さらに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。
　たとえば、上記第１および第２実施形態では、被写体Ｑを固定して撮像する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１５に示すＸ線位相撮像システム３００のように、Ｘ線源１と検出器４と複数の格子とによって構成される撮像系１７と、被写体Ｑとを相対回転させる回転機構１８をさらに備え、画像処理部５は、被写体Ｑと撮像系１７とを相対回転させながら複数の回転角度において撮像された複数の位相コントラスト画像１５から、３次元位相コントラスト画像を生成するように構成されていてもよい。このように構成すれば、熱に起因する撮像条件の変化に伴う画質の劣化が抑制された各位相コントラスト画像１５を用いて３次元位相コントラスト画像を生成することができる。その結果、撮像時間が長時間となり、熱による撮像条件の変化の影響が生じやすい３次元位相コントラスト画像の取得においても、生成する３次元位相コントラスト画像の画質が劣化することを効果的に抑制することができる。なお、回転機構１８は、制御部６からの信号に基づき、被写体Ｑと撮像系１７とを相対回転させるように構成されている。回転機構１８は、たとえば、モータなどによって駆動される回転ステージを含む。
　また、上記第１および第２実施形態では、複数の格子として、第１格子２および第２格子３を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１６に示すＸ線位相撮像システム４００のように、Ｘ線源１と第１格子２との間に、第３格子１９を設ける構成でもよい。第３格子１９は、Ｙ方向に所定の周期（ピッチ）ｐ３で配列される複数のスリット１９ａおよびＸ線吸収部１９ｂを有している。各スリット１９ａおよびＸ線吸収部１９ｂ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１９ａおよびＸ線吸収部１９ｂはそれぞれ、平行に延びるように形成されている。また、第３格子１９は、Ｘ線源１と第１格子２との間に配置されており、Ｘ線源１からＸ線が照射される。第３格子１９は、各スリット１９ａを通過したＸ線を、各スリット１９ａの位置に対応する線光源とするように構成されている。これにより、第３格子１９によってＸ線源１から照射されるＸ線の可干渉性を高めることができる。その結果、Ｘ線源１の焦点径に依存することなく第１格子２の自己像を形成させることが可能となるので、Ｘ線源１の選択の自由度を向上させることができる。また、第３格子１９は、各スリット１９ａを通過したＸ線を、各スリット１９ａの位置に対応する線光源とするため、Ｘ線源１の焦点が移動した場合でも、第３格子１９が移動しなければ各スリット１９ａから照射されるＸ線の各焦点は移動しないため、第１格子２の自己像も移動しない。したがって、Ｘ線源１の焦点の移動に起因する撮像条件の変化をより受けにくくすることが可能となるので、生成される位相コントラスト画像１５の画質が劣化することをより一層抑制することができる。
　また、上記第１および第２実施形態では、第１格子２として、位相格子を用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第１格子２として、吸収格子を用いてもよい。第１格子２として吸収格子を用いた場合、画像処理部５は、第１格子２を透過したＸ線の縞模様と第２格子３とにより位相コントラスト画像１５を生成する。したがって、第１格子２の自己像を用いることなく位相コントラスト画像１５を取得することが可能となるので、第１格子２の配置位置の自由度を向上させることができる。しかし、第１格子２として吸収格子を用いる場合、得られる位相コントラスト画像１５の画質が劣化するため、高画質の位相コントラスト画像１５を得たい場合は、第１格子２として位相格子を用いる方が好ましい。
　また、上記第２実施形態では、補正処理として、アンラップ処理および輝度補正を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、画像処理部５は、補正処理として、オフセット処理や欠損処理を行うように構成されていてもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、格子移動機構８が第２格子３を並進移動させる例を示したが、本発明はこれに限られない。第１格子２を並進移動させてもよい。移動させる格子はいずれの格子でもよい。
　１　Ｘ線源
　２　第１格子
　３　第２格子
　４　検出器
　５　画像処理部
　８　格子移動機構
　１１　Ｘ線画像
　１２　第１特徴量（特徴量）
　１３　特徴量データ
　１４　第２特徴量（特徴量）
　１５　位相コントラスト画像
　１６　位置基準部
　１７　撮像系
　１８　回転機構
　１９　第３格子
　１００、２００、３００、４００Ｘ線位相撮像システム
　Ｑ　被写体
　Ｒ　Ｘ線画像セット
　ｐ２　格子の周期

Claims (15)

  1. 　Ｘ線源と、
    　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、
    　前記Ｘ線源から照射されたＸ線を検出する検出器と、
    　前記複数の格子の少なくともいずれか１つを移動させる格子移動機構と、
    　前記検出器により検出された複数のＸ線画像を含むＸ線画像セットから位相コントラスト画像を生成する画像処理部とを備え、
    　前記画像処理部は、
    　　縞走査を短時間で複数回行うことにより取得された複数の前記Ｘ線画像セットから、振幅と、平均画素値強度と、位相とのうち、少なくともいずれかを含む特徴量をそれぞれ抽出し、
    　　抽出した複数の前記特徴量に基づいて、前記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、Ｘ線位相撮像システム。
  2. 　前記画像処理部は、複数の前記Ｘ線画像間の熱に起因する撮像条件が略変化しない範囲内の短時間で複数回縞走査を行うことにより取得された前記Ｘ線画像セットから抽出した複数の前記特徴量に基づいて、前記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、請求項１に記載のＸ線位相撮像システム。
  3. 　前記画像処理部は、１００秒以内の短時間で複数回縞走査を行うことにより取得された前記Ｘ線画像セットから抽出した複数の前記特徴量に基づいて、前記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、請求項１に記載のＸ線位相撮像システム。
  4. 　前記画像処理部は、
    　　被写体を配置せずに短時間で複数回縞走査を行うことにより撮像された複数の前記Ｘ線画像セットから複数の第１特徴量を取得し、
    　　被写体を配置して短時間で複数回縞走査を行うことにより撮像され複数の前記Ｘ線画像セットから複数の第２特徴量を取得し、
    　　複数の第１特徴量と、複数の第２特徴量とのうちそれぞれ少なくとも１つずつを用いて、前記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、請求項１に記載のＸ線位相撮像システム。
  5. 　前記画像処理部は、複数の前記第１特徴量から１つの特徴量データを取得するとともに、１つの前記特徴量データと複数の前記第２特徴量とを用いて、前記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、請求項４に記載のＸ線位相撮像システム。
  6. 　前記画像処理部は、複数の前記第１特徴量を加算または平均化することにより、前記特徴量データを取得するように構成されている、請求項５に記載のＸ線位相撮像システム。
  7. 　前記画像処理部は、複数の前記第２特徴量の各々と、前記特徴量データとに基づいて、前記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、請求項５に記載のＸ線位相撮像システム。
  8. 　前記画像処理部は、複数の前記第２特徴量の各々と、前記特徴量データとに基づいて生成された前記位相コントラスト画像を加算または平均化するように構成されている、請求項５に記載のＸ線位相撮像システム。
  9. 　前記画像処理部は、縞走査における前記Ｘ線画像セットからの前記特徴量の抽出および補正処理と、次の縞走査における前記Ｘ線画像セットの取得とを並行して行うように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相撮像システム。
  10. 　前記位相コントラスト画像は、位相微分像を含み、
    　前記画像処理部は、前記補正処理として、前記位相微分像に対して、位相の折り返しにより生じる位相の不連続点を連続化するアンラップ処理を行うように構成されている、請求項９に記載のＸ線位相撮像システム。
  11. 　前記画像処理部は、前記補正処理として、少なくとも前記Ｘ線源から照射されるＸ線の線量の変化を含む前記検出器で検出される前記Ｘ線画像の変化を補正する輝度補正を行うように構成されている、請求項９に記載のＸ線位相撮像システム。
  12. 　前記格子移動機構における格子の移動を制御する制御部をさらに備え、
    　前記制御部は、前記格子移動機構により移動される格子の周期に基づいて、縞走査を行う時間を決定するように構成されている、請求項１に記載のＸ線位相撮像システム。
  13. 　前記制御部は、前記Ｘ線画像のそれぞれに写る位置基準部の位置に基づいて、前記Ｘ線源の焦点の移動速度を取得し、取得した前記Ｘ線源の焦点の移動速度に基づいて、縞走査を行う時間を決定するように構成されている、請求項１２に記載のＸ線位相撮像システム。
  14. 　前記Ｘ線源と前記検出器と前記複数の格子とによって構成される撮像系と、被写体とを相対回転させる回転機構をさらに備え、
    　前記画像処理部は、被写体と前記撮像系とを相対回転させながら複数の回転角度において撮像された複数の前記位相コントラスト画像から、３次元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、請求項１に記載のＸ線位相撮像システム。
  15. 　前記複数の格子は、前記Ｘ線源と前記第１格子との間に配置された第３格子をさらに含んでいる、請求項１に記載のＸ線位相撮像システム。
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