[发明专利]放射线摄影装置和放射线摄影系统

说明书

技术领域

本发明涉及通过利用诸如X射线的放射线能够对被摄体进行相位成像的放射线摄影装置和放射线摄影系统。

背景技术

由于X射线取决于构成物质的元素的原子序数和该材料的密度和厚度而衰减，因此它可以用作用于透视要诊断的对象的内部的探头。利用X射线的成像广泛用于医疗诊断、无损检测等领域。

在一般X射线成像系统中，将要诊断的对象设置在发射X射线的X射线源和检测X射线的X射线检图像测器之间，并拍摄要诊断的对象的透射图像。在这种情况下，从X射线源向X射线图像检测器发射的X射线受到取决于到X射线图像检测器的路径上存在的物质属性(例如，原子序数、密度和厚度)的差异的衰减(吸收)，然后入射到X射线图像摄影检测器的各像素上。结果，由X射线图像检测器检测并拍摄到要诊断的对象的X射线吸收图像。作为X射线图像检测器，除了X射线增强屏和膜以及光激发荧光体的组合之外，还广泛使用平板检测器(FPD)。

然而，在物质由原子序数较小的元素构成的情况下X射线吸收能力减小。因此，对于软生物组织或软物质，针对X射线吸收对比度图像，不能获得图像的足够的对比度。例如，构成身体的关节的关节软骨和关节液主要由水构成。因此，由于其X射线吸收量差异较小，难以获得图像的足够的对比度。

鉴于以上问题，替代穿过要诊断的对象的X射线的强度变化，近年来积极进行了基于由要诊断的对象的折射率差异造成的X射线波前的相移的、对获得图像(此后，称为相位对比度图像)的X射线相位对比度成像的研究。通常，已知当X射线入射到对象上时，X射线波前的相位而不是X射线的强度表现出更高的相互作用。因此，在利用相位差的X射线相位对比度成像中，即使对于具有低X射线吸收能力的弱吸收物质也可以获得高对比度图像。对于X射线相位对比度成像，最近提出了利用具有两个透射衍射光栅(相位型光栅和吸收型光栅)和一个X射线图像检测器的X射线塔尔博特(Talbot)干涉仪的X射线成像系统(例如，参考JP-A-2008-200359)。

X射线塔尔博特干涉仪包括：第一衍射光栅(相位型光栅或吸收型光栅)，其设置在要诊断的对象的后侧；第二衍射光栅(吸收型光栅)，其设置在下游由第一衍射光栅的光栅节距和X射线波长确定的特定距离(塔尔博特干涉距离)处；以及X射线图像检测器，其设置在第二衍射光栅的后侧。塔尔博特干涉距离是穿过第一衍射光栅的X射线通过塔尔博特干涉效应形成自成像的距离。该自成像通过设置在X射线源和第一衍射光栅之间的要诊断的对象与X射线的相互作用(相移)进行调整。

在X射线塔尔博特干涉仪中，检测由第一衍射光栅和第二衍射光栅的自成像之间的叠加(强度调制)形成的莫尔条纹，并分析要诊断的对象造成的莫尔条纹的变化，从而获得要诊断的对象的相位信息。作为莫尔条纹的分析方法，条纹扫描方法是已知的。根据条纹扫描方法，在使第二衍射光栅相对于第一衍射光栅沿基本与第一衍射光栅的平面平行并且基本与第一衍射光栅的光栅延伸方向垂直的方向、以通过等分光栅节距得到的扫描节距平移的同时执行多次成像，并且根据X射线图像检测器中获得的各像素的变化获取从要诊断的对象折射的X射线的角分布(微分相位图像)。基于该角分布，可以获得要诊断的对象的相位对比度图像。

穿过被摄体的X射线的折射角非常小，例如只有几微弧度(μrad)，并且由折射角得到的放射线图像的相移量，即，各像素的信号变化量，也非常小。此外，可以通过在将第一光栅和第二光栅的相对位置移动光栅缝隙间隙的一个周期的同时执行多次成像来获得各像素的信号变化量。在执行多次成像时第一光栅和第二光栅的相对移动量较小。因此，例如，当外力或振动施加到支撑要诊断的对象的平台并且第一光栅和第二光栅的相对位置即使因此轻微偏离时，可能严重影响由第一光栅和第二光栅以及放射线图像探测器构成的成像单元的相位信息的检测准确度。即，第一光栅和第二光栅的相对位置、放射线的焦点与第一光栅和第二光栅的各自的相对位置等是非常重要的。

在JP-A-2008-200359中，作为抵抗振动等的措施，独立配置用于保持第一光栅和第二光栅的保持结构和针对被摄体的平台，并且保持结构被支撑到通过缓冲材料支撑整个成像装置的支撑构件。