[发明专利]放射线图像摄影装置和放射线图像检测器

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用格栅的放射线图像摄影装置和由放射线图像摄影装置使用的放射线图像检测器。

背景技术

X射线具有根据形成物质的元素的原子数和该物质的密度和厚度而衰减的性质。因为这种性质，X射线用作用于研究被摄体的内部的探测器。使用X射线的摄影系统已经广泛应用于医疗诊断、无损检查等领域。

利用传统X射线摄影系统，将被摄体放置在发射X射线的X射线源与检测X射线图像的X射线图像检测器之间，以拍摄被摄体的透过像。在这种情况下，从X射线源朝向该X射线图像检测器发射的各X射线，在该X射线进入该X射线图像检测器之前，衰减(被吸收)与存在于从X射线源到X射线图像检测器的路径中的被摄体的形成物质的特性差异(诸如原子数、密度以及厚度)相对应的量。因此，由X射线图像检测器检测到被摄体的X射线透过像并进行摄影。作为这种X射线图像检测器的示例，广泛地使用X射线增强屏和膜的组合、光可激励荧光体、以及使用半导体电路的平板检测器(FPD)。

然而，形成物质的元素的原子数越小，该物质的X射线吸收能力越低。因此，软生物组织或者软材料之间的X射线吸收能力差别非常小，难以获得足够对比度的图像作为X射线透过像。例如，形成人体关节的关节软骨与软骨周围的滑液主要由水组成，并且他们之间的X射线吸收差异非常小。因此难以获得具有足够对比度的图像。

近年来，已经研究了基于由于被摄体的折射率之间的差异而引起的X射线的相位变化，来获得相位对比图像的X射线相位对比摄影技术，来取代由于被摄体的吸收率之间的差异而引起的X射线的强度变化。凭借这种利用相位差的X射线相位对比摄影技术，即使在被摄体为具有低X射线吸收能力的物质的情况下，也可以获得高对比度图像。

作为这种X射线相位对比摄影系统的示例，WO 2008/102654和日本待审专利公开No.2010-190777(下文中分别称为专利文件1和2)中提出了一种放射线相位对比摄影装置，其中包括第一格栅和第二格栅的两个格栅按照预定间隔彼此平行排列，基于塔尔博特(Talbot)干涉效应，在第二格栅的位置处形成第一格栅的自身像(self image)，并且利用第二格栅对第一格栅的自身像的强度进行调制，以提供放射线图像相位对比图像。

在专利文件1和2中公开的放射线相位对比摄影装置中，执行条纹扫描方法，其中第二格栅定位为几乎与第一格栅的平面平行，并且在第一格栅或者第二格栅沿几乎与格栅的方向垂直的方向、相对彼此移位(平移)比格栅节距细的预定距离情况下，每次格栅移动时，执行拍摄多个图像的多次摄影操作，并且基于所述多个图像获得由于与被摄体相互作用而引起的X射线的相位变化量(相移微分)。随后，可以基于所述相位微分来获得被摄体的相位对比图像。

然而，利用专利文件1和2中公开的放射线相位对比摄影装置，仅可以获得关于与格栅方向垂直的方向的相位信息，因此不可能获得具有足够图像质量的相位对比图像。

此外，关于WO 2010/050483(下文中称为专利文件3)中公开的放射线相位对比摄影装置，其提出了利用其内排列有大量十字和点的格栅来获得二维相位信息。然而，这些格栅需要具有非常窄的节距，所以非常难制造。例如，在格栅上具有大量十字的情况下，由十字形成的矩形的角不够锐，并因此导致空间频率信息劣化和图像质量劣化。

另一方面，关于专利文件1和2中公开的放射线相位对比摄影装置，需要以比格栅节距细的节距来精确地平移第一格栅或者第二格栅。格栅节距通常为几微米，因此需要以高精确度平移格栅。这需要高精确度的移动机构，因此导致机构复杂和成本增加。此外，在每次移动格栅执行摄影时，在获得相位对比图像的一系列摄影操作期间，被摄体与摄影系统之间的位置关系可能由于被摄体的移动或者装置的振动而发生改变。在这种情况下，不可能正确得出X射线的由于与被摄体相互作用而引起的相位变化，因此不可能获得良好的相位对比图像。

发明内容

在上述背景下，本发明致力于提供一种能够获得具有二维相位信息的高质量相位对比图像的放射线图像摄影装置以及由放射线图像摄影装置使用的放射线图像检测器。

本发明还致力于提供一种可以在单次摄影操作中获得上述具有二维相位信息的相位对比图像的放射线图像摄影装置和放射线图像检测器。