JP2009165902A - 位相コントラスト放射線画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】狭い場所に配置可能な大きさで、画質劣化のない位相コントラスト撮影を行う。
【解決手段】Ｘ線管からのＸ線により撮影する位相コントラスト放射線画像撮影装置であって、焦点サイズ(Dμｍ)が50μm以上500μm以下であり、Ｘ線の輝線スペクトルのエネルギーが10keV以上60keV以下であり、陽極がモリブデンもしくはロジウムを有するＸ線管と、被写体を透過したＸ線画像を電気信号として取得するディジタル検出器と、前記Ｘ線管から前記被写体までの距離R1(m)を10＞R1≧(D-7)/200(m)の式の範囲であって、且つ前記被写体から前記ディジタル検出器までの距離R2を0.15m以上として被写体を固定する固定手段と、被写体を透過したＸ線画像を電気信号として取得するディジタル検出器と、前記ディジタル検出器で取得されたＸ線画像を縮小して実寸大画像とする画像処理部とを有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、位相コントラスト放射線画像撮影装置に関するものであり、特に小焦点Ｘ線源を用いて拡大撮影を行って位相コントラスト放射線画像を得る位相コントラスト撮影装置に関する。

小焦点Ｘ線源を用いて位相コントラスト放射線画像を得る位相コントラスト撮影法について、本件出願人は特願２０００−４４３８１号として既に別途特許出願を行っている。
この位相コントラスト撮影法は被写体と検出器の間を離して撮影するので、必然的に拡大撮影となり、従来の検出器を被写体の直後においた撮影（吸収コントラスト撮影）に比べ、必要とされる検出器の面積が大きくなる。

たとえば、従来の吸収コントラスト撮影の胸部専用機では縦横それぞれ４３cm程度の大きさがあれば十分とされてきたが、位相コントラスト撮影法では２倍の拡大撮影に対応させるため、縦横８６cm程度の従来より大面積の検出器が必要である。

なお、位相コントラストによる放射線画像撮影については、以下の特許文献１などにも記載がなされている。

特開２０００−１９３６０９号

このような大面積の検出器は、従来の方法では達成困難であった。たとえばアナログのスクリーンフィルム系では、診断時に縦横２倍ずつの大面積の拡大写真をそのまま用いなければならず、医師の負担が大きくなる。

また、撮影に用いるカセッテも大型となり取り扱いが困難となるほか、現像器も大型になりすぎて室内に設置するのが困難となる。
これに対し、輝尽性蛍光体を用いたＣＲ（コンビューテッド・ラジオグラフィ）や半導体ディテクタであるＦＰＤ（フラットパネル・ディテクタ）などのディジタル撮影器では、拡大撮影により取得した画像を縮小して出力することが可能なので、医師は従来と同じ大きさの画像で診断することが可能であり、負担の増加はない。

しかしＣＲの場合は、約８６cmにもおよぶ幅を走査できるレーザ走査光学系および輝尽発光をフォトマルなどの光電変換器に導く集光光学系が大型となり、装置全体が大型かつ高価なものとなり、やはり従来の撮影装置にくらべ室内への設置が困難となる。

さらにＦＰＤについても、大画面化は電気ノイズの増加、画像欠陥の増加につながるため、画質が低下し好ましくない。
本発明は、位相コントラスト撮影法に適した大画面検出器を、狭い撮影室内でも配置可能な大きさで、かつ画質の劣化もなく、従来の検出器と同等の価格で提供するための撮影装置を提供するものである。

上記の課題を解決する本発明は以下のように構成されている。
（１）請求項１記載の発明は、Ｘ線管から放射させるＸ線により撮影を行う位相コントラスト放射線画像撮影装置であって、焦点サイズ（Ｄμｍ）が５０μｍ以上５００μｍ以下であり、Ｘ線の輝線スペクトルのエネルギーが１０ｋｅＶ以上６０ｋｅＶ以下であり、陽極がモリブデンもしくはロジウムを有するＸ線管と、被写体を透過したＸ線画像を電気信号として取得するディジタル検出器と、前記Ｘ線管から前記被写体までの距離Ｒ１（ｍ）を１０＞Ｒ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ）の式の範囲であって、且つ前記被写体から前記ディジタル検出器までの距離Ｒ２を０．１５ｍ以上として被写体を固定する固定手段と、前記ディジタル検出器で取得されたＸ線画像を縮小して実寸大画像とする画像処理部と、を有することを特徴とする位相コントラスト放射線画像撮影装置である。

（２）請求項２記載の発明は、前記ディジタル検出器は、検出面が複数の小検出器に分割されており、前記画像処理部は、前記検出手段での複数の小検出器によって撮影された画像を合成して総合画像を得る、ことを特徴とする請求項１記載の位相コントラスト放射線画像撮影装置である。

（３）請求項３記載の発明は、前記小検出器は輝尽性蛍光体プレートである、ことを特徴とする請求項２記載の位相コントラスト放射線画像撮影装置である。
（４）請求項４記載の発明は、前記輝尽性蛍光体プレートは、２×２以上のマトリクス状に配置されている、ことを特徴とする請求項３記載の位相コントラスト放射線画像撮影装置である。

（５）請求項５記載の発明は、前記複数の輝尽性蛍光体プレートは、いずれもこれら複数の輝尽性蛍光体プレートより構成される大検出器の外周に接するように配置されており、外周側から引きだし可能である、ことを特徴とする請求項４記載の位相コントラスト放射線画像撮影装置である。

これらの発明では、小検出器によって分割して検出された画像を合成して総合画像を得ることにより、大画面化に伴う装置の大型化を抑えることができ、特に奥行き方向については、小検出器１個を構成するために必要な大きさに抑えることができる。

この結果、位相コントラスト撮影法に適した大画面検出器を、狭い撮影室内でも配置可能な大きさで、かつ画質の劣化もなく、従来の検出器と同等の価格で実現することができる。

これらの発明では、画像情報を電気信号として取得するディジタル検出器で上記の小検出器を構成しているので、拡大撮影により取得した画像を縮小して出力することが可能になり、従来と同じ大きさの画像（実寸大画像）で読影することが可能となって負担の増加がないので、より好ましい。

これらの発明では、小検出器を輝尽性蛍光体プレートとして、プレートの大きさや形を従来のカセッテと互換性を持たせておくことが可能であり、ユーザは従来のカセッテおよびその読み取り機をそのまま用いることができるため、ＦＰＤ等の専用の撮影装置を購入する必要がなく、費用の負担が小さくて済む。

これらの発明では、小検出器である輝尽性蛍光体プレートを２×２以上のマトリクス状に配置することにより、任意の長方形の面積の検出面を形成することができる。したがって、既存の輝尽性蛍光体プレートを用いて、任意の大面積の検出面を形成することが可能になり、位相コントラスト放射線画像の撮影に適する。

これらの発明では、小検出器である輝尽性蛍光体プレートを、いずれもこれら複数の輝尽性蛍光体プレートより構成される大検出器の外周に接するように配置すれば、大検出器の外周側からそれぞれ引きだし可能となり、取り扱いが簡便となる。

これらの発明では、小検出器である輝尽性蛍光体プレートを、いずれもこれら複数の輝尽性蛍光体プレートより構成される大検出器の外周に接するように配置しておくと共に、水平方向に引き出し可能とすれば、大検出器の外周側水平方向にそれぞれ引きだし可能となり、取り扱いがさらに簡便となる。

以上詳細に説明したように、小焦点Ｘ線源から放射させるＸ線により拡大撮影を行うＸ線位相コントラスト撮影の際に、検出面を複数の小検出器に分割した状態で、これら複数の小検出器により画像を撮影し、これら小検出器によって撮影された画像を合成して総合画像を得ることにより、位相コントラスト撮影法に適した大画面検出器を、狭い撮影室内でも配置可能な大きさで、かつ画質の劣化もなく、従来の検出器と同等の価格で提供することが可能になる。

本発明の第１の実施の形態例の位相コントラスト放射線画像撮影装置の構成を示す構成図である。 位相コントラスト放射線画像撮影装置の原理説明のための説明図である。 位相コントラスト放射線画像撮影装置の原理説明のための説明図である。 位相コントラスト放射線画像撮影装置Ｘ線画像検出器の構成の説明のための説明図である。 位相コントラスト放射線画像撮影装置Ｘ線画像検出器の構成の説明のための説明図である。 本発明の第２の実施の形態例の位相コントラスト放射線画像撮影装置の構成を示す構成図である。 本発明の第２の実施の形態例の位相コントラスト放射線画像撮影装置の構成を示す構成図である。 本発明の第２の実施の形態例の位相コントラスト放射線画像撮影装置の構成を示す構成図である。

以下、この発明の位相コントラスト放射線画像撮影装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明するが、この発明は、この実施の形態に記載した内容に限定されるものではない。

この発明の位相コントラスト放射線画像撮影装置では、ディジタルデータである位相コントラスト放射線画像データが用いられ、この位相コントラスト放射線画像データは直接ディジタル画像として得られる場合と、アナログ画像として得たものをディジタル化した場合とがある。

〈位相コントラスト放射線画像の説明〉
この位相コントラスト放射線画像は、特願平１１−２０３９６９号の装置、特願平１１−２６６６０５号の装置、特願２０００−４４３８１号の装置、特願２０００−５３５６２号の装置等で撮影して得られた画像であり、特願平１１−２０３９６９号の方法、特願平１１−２６６６０５号の方法、特願２０００−４４３８１号の方法等の撮影方法により得られた画像である。

特願２０００−４４３８１号の装置は、図２に示すように、発散するＸ線を照射する小焦点Ｘ線源であるＸ線源１と、Ｘ線源１に対して被写体３を固定するための被写体保持具と、被写体３を透過したＸ線画像を検出するＸ線画像検出器４とを有し、Ｘ線画像の半影によるボケ幅をＢ（μｍ）、図２及び図３に示すＸ線屈折コントラストによるエッジ強調幅をＥ（μｍ）とするとき、Ｘ線管より照射されるＸ線を被写体に透過させてＸ線拡大撮影を行う際、９Ｅ≧Ｂとなるように被写体保持具及びＸ線画像検出器を設置可能としたＸ線画像撮影装置である。

また、特願２０００−４４３８１号に記載の方法は、発散するＸ線を放射するＸ線源１を用い、このＸ線源１から放射するＸ線を被写体３に透過させてＸ線拡大撮影を行い、このＸ線拡大撮影で得られるＸ線画像の半影によるボケ幅をＢ（μｍ）、Ｘ線屈折コントラストによるエッジ強調幅をＥ（μｍ）とすると、９Ｅ≧ＢであるようにしたＸ線画像撮影方法である。

前記特願２０００−４４３８１号に記載の装置及び方法については、Ｘ線源１と被写体３との距離Ｒ１を０．５ｍ以上離すこと、被写体とＸ線画像検出器４との距離Ｒ２を１ｍ以上離すこと、さらに前記Ｒ１＋Ｒ２が５ｍ以下であること、前記Ｘ線拡大撮影が１．０〜１０倍であること、前記Ｘ線源１の焦点サイズが１０μｍ以上１０００μｍ以下であること、さらに前記Ｘ線源１の焦点サイズが３０μｍ以上３００μｍ以下であること、被写体３に照射されるＸ線の設定管電圧が５０〜１５０ｋＶｐであること、前記Ｘ線源１がタングステン回転陽極Ｘ線管であること、前記Ｘ線検出器４の画素サイズが１μｍ以上２００μｍ以下であること、などがさらに好ましい態様である。

また、前記エッジ強調幅Ｅは、たとえば以下の３つの式で表すことができる。ここで、Ｒ１：Ｘ線源−被写体距離（ｍ）、Ｒ２：被写体−Ｘ線画像検出器（ｍ）、λ：Ｘ線量の最大値の波長（１０-10ｍ）、Ａ：被写体を円柱としたときの断面の円の直径（mm）、δ：物体と空気の屈折率差、である。

Ｅ＝３９×Ｒ２（１＋０．０４５／Ｒ１）×λ²×√Ａ、
Ｅ＝２７×（１＋Ｒ２／Ｒ１）^1/3×（λ²×Ｒ２×√Ａ）^2/3、
Ｅ＝２．３×（１＋Ｒ２／Ｒ１）^1/3×（Ｒ２×δ×√Ａ）^2/3、
となる。

特願平１１−２０３９６９号に記載の装置は、焦点サイズ（Ｄμｍ）が３０μｍ以上であるＸ線管と、被写体位置を固定する固定手段と、被写体を透過したＸ線画像を検出するＸ線検出器とを有し、固定手段は、Ｘ線管から固定手段により固定された被写体までの距離Ｒ１（ｍ）を Ｒ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ）の式の範囲に、且つ固定手段により固定された被写体からＸ線検出器までの距離Ｒ２が０．１５ｍ以上に設定可能に構成されているＸ線画像撮影装置である。

また、特願平１１−２０３９６９号に記載の方法は、Ｘ線管から照射され、被写体を透過したＸ線画像をＸ線検出器で検出し、半影によって低下する鮮鋭性を、屈折コントラスト強調による画像エッジ強調によって高めるＸ線画像撮影方法であり、また、焦点サイズ（Ｄμｍ）が３０μｍ以上であるＸ線管を用いるＸ線画像撮影法であって、前記Ｘ線管から被写体までの距離Ｒ１（ｍ）を、
Ｒ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ）、
の式の範囲とし、且つ前記被写体からＸ線検出器までの距離Ｒ２を０．１５ｍ以上として撮影するＸ線画像撮影方法である。

前記特願平１１−２０３９６９号に記載の装置及び方法については、前記距離Ｒ１が１０＞Ｒ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ）であること、さらに０．７≦Ｒ１≦５（ｍ）であること、前記Ｘ線管の焦点サイズが３０μｍ以上１０００μｍ以下であること、さらに前記Ｘ線管の焦点サイズが５０μｍ以上５００μｍ以下であること、被写体に照射されるＸ線の輝線スペクトルのエネルギーが１０ｋｅＶ以上６０ｋｅＶ以下であること、前記Ｘ線管の陽極がモリブデンもしくはロジウムを有すること、前記Ｘ線検出器の画素サイズが１μｍ以上２００μｍ以下であること、などがさらに好ましい態様である。

特願平１１−２６６６０５号に記載の装置は、支持部材上に移動可能で且つ一時的に固定することのできる被写体支え器具及びフィルムカセッテ保持具を備え、クーリッジＸ線管とフィルムカセッテ保持具のスクリーン・フィルムシステムとの距離を７０ｃｍ以上離すことが可能であり、且つ被写体支え器具の被写体とフィルムカセッテ保持具のスクリーン・フィルムシステムまでの距離を２０ｃｍ以上離すことが可能であり、Ｘ線屈折コントラスト画像を撮影するＸ線画像撮影装置である。

また、特願平１１−２６６６０５号に記載の方法は、支持部材上に移動可能で且つ一時的に固定することのできる被写体支え器具及びフィルムカセッテ保持具を備え、クーリッジＸ線管とフィルムカセッテ保持具のスクリーン・フィルムシステムとの距離を７０ｃｍ以上離し、且つ被写体支え器具の被写体とフィルムカセッテ保持具のスクリーン・フィルムシステムまでの距離を２０ｃｍ以上離し、Ｘ線屈折コントラスト画像を撮影するＸ線画像撮影方法である。

特願２０００−５３５６２号の装置は、被写体に放射線を照射する小焦点放射線源と、被写体を保持する保持部材と、被写体を透過した放射線に基づく放射線画像情報を読み取る読み取り手段と、小焦点放射線源と保持部材との間の第１の距離または保持部材と読み取り手段との間の第２の距離を変更する距離変更手段と、小焦点放射線源の放射条件を制御する制御手段とを有し、制御手段は少なくとも第１の距離または第２の距離に関する距離情報に応じて小焦点放射線源の放射条件を制御する放射線画像撮影装置であり、また被写体に放射線を照射する小焦点放射線源と、被写体を保持する保持部材と、被写体を透過した放射線に基づく放射線画像情報を読み取る読み取り手段と、放射線画像情報を表示する画像表示手段または放射線画像情報を出力する画像出力手段とを有し、放射線画像撮影時の画像拡大率から変更して放射線画像情報を画像表示手段により表示または画像出力手段により出力を行う制御手段を有する放射線画像撮影装置である。

吸収コントラスト放射線撮影とは、被写体をディテクタに密着して、場合によりグリッドを介して撮影することであり、吸収コントラスト放射線画像とは、吸収コントラスト放射線撮影により得られた画像のことである。

また、位相コントラスト放射線画像を直接ディジタル画像として得ることができる位相コントラスト放射線画像撮影装置は、吸収コントラスト放射線撮影（通常行われている一般の撮影）とともに、位相コントラスト放射線画像の撮影も可能な装置であってもよい。

この発明では、実施の形態を説明する図面を示すが、それぞれの図は一例でありこれに限定されない。
〈第１の形態例〉
まず、請求項に記載の位相コントラスト放射線画像撮影装置の実施の形態について説明する。

図１は位相コントラスト放射線画像撮影装置の第１の実施の形態例の撮影部分に関する構成を示す模式図である。
この第１実施の形態の位相コントラスト放射線画像撮影装置は、小焦点Ｘ線源であるＸ線源１から放射させるＸ線により拡大撮影を行う位相コントラスト放射線画像撮影装置であって、検出面が複数の小検出面に分割されたＸ線画像検出器４を備えている。

このＸ線画像検出器４は、複数の小検出器５（図４および図５における５ａ〜５ｆ）によって構成されている。なお、各小検出器５ａ〜５ｆを通常の読み取り手段で読み取って得た分割画像を、画像処理手段（合成手段）が合成して総合画像を得ると仕組みになっている。

なお、小焦点Ｘ線源であるＸ線源１としては、Ｍｏ管球、Ｒｈ管球、Ｗ管球等が用いられるが、位相コントラスト放射線撮影では、管球の焦点径が小さくかつ高出力のＸ線源が望ましい。

高出力化の一つの例としては、回転陽極（ターゲット）に照射される電子線が回転陽極の同心円上の同じ位置に当たらないように、電子線が照射されている間回転陽極が少しずつ移動するという方法が考えられる。位相コントラスト放射線画像を撮影するには、放射線管焦点径が３０〜５００μｍで、最大管電流が５０ｍＡ以上の放射線発生源が好ましい。

この実施の形態例では、複数の小検出器５によって分割して検出された画像を合成して総合画像を得ることにより、Ｘ線画像検出器４の大画面化に伴う装置の大型化を抑えることができ、特に奥行き方向については、小検出器１個を構成するために必要な大きさに抑えることができる。

この結果、位相コントラスト撮影法に適した大画面検出器を、狭い撮影室内でも配置可能な大きさで、かつ画質の劣化もなく、従来の検出器と同等の価格で実現することができる。

なお、この第１の実施の形態例では、複数の小検出器５を輝尽性蛍光体プレートとして、プレートの大きさや形を従来のカセッテと互換性を持たせておくことが可能であり、ユーザは従来のカセッテおよびその読み取り機をそのまま用いることができるため、ＦＰＤ等の専用の撮影装置を購入する必要がなく、費用の負担が小さくて済む。

また、この第１の実施の形態例では、複数の小検出器である輝尽性蛍光体プレートを２×２以上のマトリクス状に配置することにより、任意の長方形の面積の検出面を形成することができる。

したがって、既存の輝尽性蛍光体プレートを用いて、任意の大面積の検出面を形成することが可能になり、位相コントラスト放射線画像の撮影に適する。図４および図５は横２×縦３のマトリクス状に配置した例を示している。

また、この第１の実施の形態例では、複数の小検出器である輝尽性蛍光体プレートを、いずれもこれら複数の輝尽性蛍光体プレートより構成される大検出器（Ｘ線画像検出器４）の外周に接するように配置すれば、大検出器の外周側からそれぞれ引きだし可能となり、取り扱いが簡便となる。

なお、この第１の実施の形態例では、小検出器である輝尽性蛍光体プレートを、いずれもこれら複数の輝尽性蛍光体プレートより構成される大検出器の外周に接するように配置しておくと共に、水平方向に引き出し可能とすれば、大検出器の外周側水平方向にそれぞれ引きだし可能となり、取り扱いがさらに簡便となる。

なお、この第１の実施の形態例では、読み取り画素サイズを検出面上で１００μｍ以上５００μｍ以下としておけば、拡大撮影された画像を実寸大に縮小出力する場合に十分な解像度（２倍拡大撮影されている場合には、５０〜２５０μm）を得られ、さらに、画像読み出しにかかる時間が短くすることができる。

なお、この第１の実施の形態例では、読み取り画素サイズを検出面上で、上述した１００〜５００μｍの範囲内で、２００μｍ以上４００μｍ以下とすることで、撮影された画像を実寸大に縮小出力する場合にさらに十分な解像度（２倍拡大撮影されている場合には、１００〜２００μｍ）を得られ、一層、画像読み出しにかかる時間が短くすることができる。

複数の小検出器５を輝尽性蛍光体プレートにより構成した図４の撮影装置では、３５．５cm×４３．２cmの半切サイズの輝尽性蛍光体プレートを縦３×横２＝６枚で、略８６．４cm×８６．４cmの大検出器（Ｘ線画像検出器４）を構成している。

大検出器の筐体（大カセッテ）内部には図５のような溝が掘られており、それぞれの小検出器５ａ〜５ｆを水平方向外側に引き出すことが可能となっている。なお、水平方向の溝では、溝をやや前後方向にずらした形になっており、左右の輝尽性蛍光体プレート同士が中央で重なり合う形で配置できるようにしてある。

なお、輝尽性蛍光体プレートの配置はこの例に限定されるものではなく、各種の構成が可能である。また、各小検出器５ａ〜５ｆの画像取得後に画像処理部（図示せず）での画像処理により、重なり部分の補正や接合を行うことで、最終的には継ぎ目のない１枚の画像を得ることができる。

〈第２の形態例〉
図６は位相コントラスト放射線画像撮影装置の第２の実施の形態例の撮影装置に関する構成を示す模式図、図７は位相コントラスト放射線画像撮影装置の第２の実施の形態例のＸ線画像検出器６に関する構成を示す正面図、図８は位相コントラスト放射線画像撮影装置の第２の実施の形態例のＸ線画像検出器６に関する断面構成を示す断面図である。

この第２実施の形態の位相コントラスト放射線画像撮影装置は、小焦点Ｘ線源であるＸ線源１から放射させるＸ線により拡大撮影を行う位相コントラスト放射線画像撮影装置であって、検出面が複数の小検出器で構成されたＸ線画像検出器６を備えており、このＸ線画像検出器６における小検出器は、画像情報を電気信号として取得するディジタル検出器によって構成されている。

なお、小焦点Ｘ線源であるＸ線源１としては、上述した第１の実施の形態例と同様のものを使用することが望ましい。また、各ディジタル検出器で得た分割画像を、画像処理部８（合成手段）が合成して総合画像を得ると仕組みになっている。この総合画像は、ネットワーク９を介して、ディスプレイ１０や出力機器１１に供給される。

ここで、図６は２×２のディジタル検出器を用いた例であり、図７は６×６のディジタル検出器を用いた例であり、図８は縦方向に６個のディジタル検出器を用いた例を示している。

図７の破線は、放射線画像検出器６の格子６０の線であるが、実際には保護部材やＸ線シンチレータに隠れて正面からは見えないものである。図７はユニットが６×６＝３６個の例であるが、数はこれに限るものではない。

この実施の形態例では、複数の小検出器によって分割して検出された画像を合成して総合画像を得ることにより、Ｘ線画像検出器６の大画面化に伴う装置の大型化を抑えることができ、特に奥行き方向については、小検出器１個を構成するために必要な大きさに抑えることができる。この結果、位相コントラスト撮影法に適した大画面検出器を、狭い撮影室内でも配置可能な大きさで、かつ画質の劣化もなく、従来の検出器と同等の価格で実現することができる。

また、この実施の形態例は、画像情報を電気信号として取得するディジタル検出器で上記の小検出器を構成しているので、拡大撮影により取得した画像を縮小して出力することが可能になり、従来と同じ大きさの画像（実寸大画像）で読影することが可能となって負担の増加がないので、より好ましい。

Ｘ線画像検出器６は、Ｘ線シンチレータ６１、レンズアレイ６２、そしてそのレンズアレイ６２の各々のレンズ６３に対応するエリアセンサ６４をこの順に配置して構成される。Ｘ線シンチレータ６１は、保護部材６５により保護される。

レンズアレイ６２の各々のレンズ６３は、レンズ支持部材６８に支持され、Ｘ線シンチレータ６１とレンズアレイ６２との間には、透明部材６６が配置される。エリアセンサ６４は、エリアセンサ支持部材６７に支持されている。

Ｘ線画像検出器６の構成要素の形状、厚み、光線経路などは正確ではない。格子６０は直接Ｘ線シンチレータ６１に触れるのではなく、透明部材６６に突き当たるようにしてあり、これにより格子６０がＸ線シンチレータ６１に当たって傷がつくことを避けるとともに、格子６０の境界線が画像の欠落部分となることを防いでいる。

図８はＸ画像検出器６の縦断面の模式的な断面図であり、あくまでも一例を示し、この発明の必須要素はＸ線シンチレータ６１、レンズアレイ６２、エリアセンサ６４であり、Ｘ線シンチレータ６１、レンズアレイ６２、そしてそのレンズアレイ６２の各々のレンズ６３に対応するエリアセンサ６４をこの順に配置したため、エリアセンサを複数用いることで、画素数を容易に増やすことができ、空間分解能を高くでき、高画質が可能である、さらに、複数のエリアセンサを用いるので、焦点距離を短くすることが可能となり、厚さが薄く小型で、しかも軽量である。

Ｘ線シンチレータ６１の材料として、ガドリウムオキシサルファイドや沃化セシウム等を含有させることにより、Ｘ線シンチレータ６１がＸ線の曝射により可視光を発するので空間分解能を高くでき、高画質な画像を得ることができる。

レンズアレイ６２が、２枚以上の複数の異なるレンズ６３の組み合わせからなるレンズ群から構成されており、レンズ群とすることで収差を補正しやすくなり、空間分解能が高く高画質であり、厚さを薄くすることができる。レンズ６３の結像倍率が１／１．５から１／２０であり、結像倍率が１／１．５より大きいとエリアセンサが大きくなりすぎて配置が困難となり、１／２０より小さいとＸ線シンチレータ６１からレンズまでの距離が長くなり、Ｘ線画像検出器６の厚みが増大する。

以上のように、この実施の形態例では、小検出器を、シンチレータ６１，光学的画像転送手段（レンズ６３）およびエリアセンサ６４により構成しており、薄型で可動部分がなく、しかも小検出器の出し入れなどのユーザーの操作が不要な大検出器を得ることができる。

この構成では基本的に、１組のシンチレータ、光学的画像転送手段（レンズ）、エリアセンサより構成される１つの検出器を、そのまま縦横に多数並べるだけで大画面化が可能であり、大画面化に伴う技術的困難が発生しない利点がある。

また、この実施の形態例では、小検出器を構成する光学的画像転送手段を、１枚もしくは複数のレンズよりなるレンズユニットとしているので、縮小光学系を用いた場合には、鮮明な画像を低コストで得ることができる。

なお、この第２の実施の形態例では、読み取り画素サイズをシンチレータの検出面上で１００μｍ以上５００μｍ以下としておけば、拡大撮影された画像を実寸大に縮小出力する場合に十分な解像度（２倍拡大撮影されている場合には、５０〜２５０μｍ）を得られ、さらに、画像読み出しにかかる時間が短くすることができる。

なお、この第１の実施の形態例では、読み取り画素サイズをシンチレータの検出面上で、上述した１００〜５００μｍの範囲内で、２００μｍ以上４００μm以下とすることで、撮影された画像を実寸大に縮小出力する場合にさらに十分な解像度（２倍拡大撮影されている場合には、１００〜２００μｍ）を得られ、一層、画像読み出しにかかる時間が短くすることができる。

この第２の実施の形態例においては、ディジタル検出器として長方形のＣＣＤを用いて、３２個×２４個を配置することで、略８６．４cm×８６．４cmの大検出器（Ｘ線画像検出器６）を構成した。この場合において、レンズユニットの焦点距離を８mmとすることで、全体としては大面積の検出器にもかかわらず、奥行きの小さい薄型の構成が可能となった。

この結果、位相コントラスト撮影法に適した大画面検出器を、狭い撮影室内でも配置可能な大きさで、かつ画質の劣化もなく、従来の検出器と同等の価格で提供することが可能になる。

１ Ｘ線源
３ 被写体
４ Ｘ線画像検出器

Claims (5)

1. Ｘ線管から放射させるＸ線により撮影を行う位相コントラスト放射線画像撮影装置であって、
   焦点サイズ（Ｄμｍ）が５０μｍ以上５００μｍ以下であり、Ｘ線の輝線スペクトルのエネルギーが１０ｋｅＶ以上６０ｋｅＶ以下であり、陽極がモリブデンもしくはロジウムを有するＸ線管と、
   被写体を透過したＸ線画像を電気信号として取得するディジタル検出器と、
   前記Ｘ線管から前記被写体までの距離Ｒ１（ｍ）を１０＞Ｒ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ）の式の範囲であって、且つ前記被写体から前記ディジタル検出器までの距離Ｒ２を０．１５ｍ以上として被写体を固定する固定手段と、
   前記ディジタル検出器で取得されたＸ線画像を縮小して実寸大画像とする画像処理部と、
   を有することを特徴とする位相コントラスト放射線画像撮影装置。
2. 前記ディジタル検出器は、検出面が複数の小検出器に分割されており、
   前記画像処理部は、前記検出手段での複数の小検出器によって撮影された画像を合成して総合画像を得る、
   ことを特徴とする請求項１記載の位相コントラスト放射線画像撮影装置。
3. 前記小検出器は輝尽性蛍光体プレートである、
   ことを特徴とする請求項２記載の位相コントラスト放射線画像撮影装置。
4. 前記輝尽性蛍光体プレートは、２×２以上のマトリクス状に配置されている、
   ことを特徴とする請求項３記載の位相コントラスト放射線画像撮影装置。
5. 前記複数の輝尽性蛍光体プレートは、いずれもこれら複数の輝尽性蛍光体プレートより構成される大検出器の外周に接するように配置されており、外周側から引きだし可能である、
   ことを特徴とする請求項４記載の位相コントラスト放射線画像撮影装置。

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