JP2019144177A - Ｘ線撮影システム - Google Patents
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Abstract
【課題】Ｘ線タルボ撮影装置によりＸ線タルボ撮影画像に加え一般Ｘ線撮影画像を得る。【解決手段】Ｘ線撮影システムは、Ｘ線源、複数の格子、Ｘ線検出器等が設けられモアレ画像を撮影するＸ線タルボ撮影装置１と、Ｘ線タルボ撮影装置で読み取られたモアレ画像に基づいて微分位相画像、吸収画像、小角散乱画像等を生成する画像処理装置２とを備える。本システムは、Ｘ線タルボ撮影装置に第１の曝写エネルギーを設定してモアレ画像を撮影するＸ線タルボ撮影１３ｂと、Ｘ線タルボ撮影装置に第１の曝写エネルギーとは異なる曝写エネルギーを設定して吸収コントラスト画像を撮影する一般Ｘ線撮影１３ａ若しくは退避機構１２ｂ、１４ｂにより複数の格子をＸ線光路から退避させたＸ線タルボ撮影装置で吸収コントラスト画像を撮影する一般Ｘ線撮影１３ａとを実行可能にされている。また、一般Ｘ線撮影１３ａとＸ線タルボ撮影１３ｂとを連続撮影Ｓ１３で実行する。【選択図】図５
Description
本発明は、Ｘ線撮影システムに関する。
従来、診断に用いられる医療用及び物体内部を検査する非破壊検査用のＸ線画像のほとんどは、吸収コントラスト法による画像である。吸収コントラスト法は、Ｘ線が被写体を透過したときのＸ線強度の減衰の差によりコントラストを形成する。これに対し、Ｘ線の吸収ではなく、Ｘ線の位相変化によってコントラストを得る位相コントラスト法が利用されている。
位相コントラスト撮影の１つとしてタルボ効果を利用するタルボ撮影法がある。タルボ撮影法の一つとして、一次元格子を有するタルボ干渉計又はタルボ・ロー干渉計を用いたＸ線撮影装置（以下、Ｘ線タルボ撮影装置という）が知られている。そして、Ｘ線タルボ撮影装置で撮影されたモアレ画像を画像処理装置によって再構成することで、少なくとも吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像の３種類の高精細の再構成画像を得ることができる（例えば、特許文献１参照。）。このようなＸ線タルボ撮影装置は、人体や動植物を被写体としたり、非破壊検査対象の物品を被写体としたりして撮影を行うことができる。
Ｘ線タルボ撮影装置において、タルボ効果が得られる曝写エネルギーは、干渉計の構成により定まる。
特許文献２に記載の発明にあっては、同じ干渉計構成を用いて、互いに異なる２つのビームエネルギーで撮影を行い、２つのＸ線タルボ撮影画像を得る。
位相コントラスト撮影の１つとしてタルボ効果を利用するタルボ撮影法がある。タルボ撮影法の一つとして、一次元格子を有するタルボ干渉計又はタルボ・ロー干渉計を用いたＸ線撮影装置（以下、Ｘ線タルボ撮影装置という）が知られている。そして、Ｘ線タルボ撮影装置で撮影されたモアレ画像を画像処理装置によって再構成することで、少なくとも吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像の３種類の高精細の再構成画像を得ることができる（例えば、特許文献１参照。）。このようなＸ線タルボ撮影装置は、人体や動植物を被写体としたり、非破壊検査対象の物品を被写体としたりして撮影を行うことができる。
Ｘ線タルボ撮影装置において、タルボ効果が得られる曝写エネルギーは、干渉計の構成により定まる。
特許文献２に記載の発明にあっては、同じ干渉計構成を用いて、互いに異なる２つのビームエネルギーで撮影を行い、２つのＸ線タルボ撮影画像を得る。
例えば、電池などの物品を対象とした非破壊装置としてＸ線タルボ撮影装置の利用を考える。
透過量が少ない被写体中の吸収量が高い物質（例えば金属など）は、Ｘ線タルボ撮影で検出し難い場合でも、吸収コントラスト法による一般Ｘ線撮影装置を用いて、Ｘ線タルボ撮影時とは異なる曝写エネルギーにより撮影することで検出できることがある。
しかし、Ｘ線タルボ撮影装置と一般Ｘ線撮影装置との間で被験体を移動させ、それぞれ撮影を操作することは煩雑であるし、Ｘ線タルボ撮影で得られた画像と、一般Ｘ線撮影で得られた画像とでは、被験体が移動しているので、画角中における被験体の位置が整合しておらず、比較しにくい。
透過量が少ない被写体中の吸収量が高い物質（例えば金属など）は、Ｘ線タルボ撮影で検出し難い場合でも、吸収コントラスト法による一般Ｘ線撮影装置を用いて、Ｘ線タルボ撮影時とは異なる曝写エネルギーにより撮影することで検出できることがある。
しかし、Ｘ線タルボ撮影装置と一般Ｘ線撮影装置との間で被験体を移動させ、それぞれ撮影を操作することは煩雑であるし、Ｘ線タルボ撮影で得られた画像と、一般Ｘ線撮影で得られた画像とでは、被験体が移動しているので、画角中における被験体の位置が整合しておらず、比較しにくい。
本発明の課題は、Ｘ線タルボ撮影装置によりＸ線タルボ撮影画像に加え一般Ｘ線撮影画像を得ることを課題とする。
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、Ｘ線源と、複数の格子と、Ｘ線検出器とがＸ線照射軸方向に並んで設けられ、前記Ｘ線源から被写体および前記複数の格子を介して前記Ｘ線検出器にＸ線を照射して前記Ｘ線検出器でモアレ画像を撮影するＸ線タルボ撮影装置と、
前記Ｘ線タルボ撮影装置で読み取られた前記モアレ画像に基づいて、微分位相画像、吸収画像、小角散乱画像の少なくとも３種類を含む複数種類の再構成画像を生成する画像処理装置と、
を備えるＸ線撮影システムであって、
前記Ｘ線タルボ撮影装置に第１の曝写エネルギーを設定して、前記Ｘ線検出器で前記モアレ画像を撮影するＸ線タルボ撮影と、
前記Ｘ線タルボ撮影装置に前記第１の曝写エネルギーとは異なる第２の曝写エネルギーを設定して、前記Ｘ線検出器で一般Ｘ線撮影による吸収コントラスト画像を撮影する一般Ｘ線撮影と、を実行可能にされたＸ線撮影システムである。
前記Ｘ線タルボ撮影装置で読み取られた前記モアレ画像に基づいて、微分位相画像、吸収画像、小角散乱画像の少なくとも３種類を含む複数種類の再構成画像を生成する画像処理装置と、
を備えるＸ線撮影システムであって、
前記Ｘ線タルボ撮影装置に第１の曝写エネルギーを設定して、前記Ｘ線検出器で前記モアレ画像を撮影するＸ線タルボ撮影と、
前記Ｘ線タルボ撮影装置に前記第１の曝写エネルギーとは異なる第２の曝写エネルギーを設定して、前記Ｘ線検出器で一般Ｘ線撮影による吸収コントラスト画像を撮影する一般Ｘ線撮影と、を実行可能にされたＸ線撮影システムである。
請求項２に記載の発明は、前記第２の曝写エネルギーは、前記第１の曝写エネルギーのn倍（nは整数）及び1/n倍（nは整数）の曝写エネルギーが除かれる請求項１に記載のＸ線撮影システムである。
請求項３に記載の発明は、前記モアレ画像に対する前記画像処理装置による再構成画像生成処理と同じ処理を、前記一般Ｘ線撮影による吸収コントラスト画像に実施する請求項１又は請求項２に記載のＸ線撮影システムである。
請求項４に記載の発明は、Ｘ線源と、複数の格子と、Ｘ線検出器とがＸ線照射軸方向に並んで設けられ、前記Ｘ線源から被写体および前記複数の格子を介して前記Ｘ線検出器にＸ線を照射して前記Ｘ線検出器でモアレ画像を撮影するＸ線タルボ撮影装置と、
前記Ｘ線タルボ撮影装置で読み取られた前記モアレ画像に基づいて、微分位相画像、吸収画像、小角散乱画像の少なくとも３種類を含む複数種類の再構成画像を生成する画像処理装置と、
を備えるＸ線撮影システムであって、
前記Ｘ線タルボ撮影装置は、前記複数の格子をＸ線光路から退避させる退避機構を有し、
前記Ｘ線タルボ撮影装置に第１の曝写エネルギーを設定して、前記Ｘ線検出器で前記モアレ画像を撮影するＸ線タルボ撮影と、
前記退避機構により前記複数の格子をＸ線光路から退避させた前記Ｘ線タルボ撮影装置に第２の曝写エネルギーを設定して、前記Ｘ線源から被写体を介して前記Ｘ線検出器にＸ線を照射して前記Ｘ線検出器で一般Ｘ線撮影による吸収コントラスト画像を撮影する一般Ｘ線撮影と、を実行可能にされたＸ線撮影システムである。
前記Ｘ線タルボ撮影装置で読み取られた前記モアレ画像に基づいて、微分位相画像、吸収画像、小角散乱画像の少なくとも３種類を含む複数種類の再構成画像を生成する画像処理装置と、
を備えるＸ線撮影システムであって、
前記Ｘ線タルボ撮影装置は、前記複数の格子をＸ線光路から退避させる退避機構を有し、
前記Ｘ線タルボ撮影装置に第１の曝写エネルギーを設定して、前記Ｘ線検出器で前記モアレ画像を撮影するＸ線タルボ撮影と、
前記退避機構により前記複数の格子をＸ線光路から退避させた前記Ｘ線タルボ撮影装置に第２の曝写エネルギーを設定して、前記Ｘ線源から被写体を介して前記Ｘ線検出器にＸ線を照射して前記Ｘ線検出器で一般Ｘ線撮影による吸収コントラスト画像を撮影する一般Ｘ線撮影と、を実行可能にされたＸ線撮影システムである。
請求項５に記載の発明は、前記格子として一次元格子を備え、Ｘ線の光軸周りに前記被写体の向きを変える回転機構を有する請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載のＸ線撮影システムである。
請求項６に記載の発明は、前記再構成画像及び前記一般Ｘ線撮影で得られる画像を、同じサイズで画面に表示する請求項１から請求項５のうちいずれか一に記載のＸ線撮影システムである。
請求項７に記載の発明は、前記第２の曝写エネルギーは、前記第１の曝写エネルギーより高い請求項１から請求項６のうちいずれか一に記載のＸ線撮影システムである。
請求項８に記載の発明は、前記Ｘ線タルボ撮影と前記一般Ｘ線撮影とを制御するコントローラーを備え、
前記コントローラーは、前記Ｘ線タルボ撮影と前記一般Ｘ線撮影とを連続して実行することを指示する連続撮影指示入力をオペレーターから受け付け可能とされ、一つの前記連続撮影指示入力に基づき、前記Ｘ線タルボ撮影と前記一般Ｘ線撮影との間にオペレーターから撮影実行の指示入力を介さずに、前記Ｘ線タルボ撮影装置に、前記Ｘ線タルボ撮影と前記一般Ｘ線撮影とを連続して実行させる請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載のＸ線撮影システムである。
前記コントローラーは、前記Ｘ線タルボ撮影と前記一般Ｘ線撮影とを連続して実行することを指示する連続撮影指示入力をオペレーターから受け付け可能とされ、一つの前記連続撮影指示入力に基づき、前記Ｘ線タルボ撮影と前記一般Ｘ線撮影との間にオペレーターから撮影実行の指示入力を介さずに、前記Ｘ線タルボ撮影装置に、前記Ｘ線タルボ撮影と前記一般Ｘ線撮影とを連続して実行させる請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載のＸ線撮影システムである。
本発明によれば、Ｘ線タルボ撮影装置によりＸ線タルボ撮影画像に加え一般Ｘ線撮影画像を得ることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の技術的範囲を以下の実施形態および図示例に限定するものではない。
本実施形態では、Ｘ線タルボ撮影装置１を用いて被写体３０を撮影し、画像処理装置２によって、Ｘ線タルボ撮影装置１で読み取られたモアレ画像に基づいて、少なくとも吸収画像と微分位相画像と小角散乱画像の３種類の再構成画像を含む複数種類の再構成画像を生成するＸ線撮影システムについて説明する。さらに本Ｘ線撮影システムにより一般Ｘ線撮影画像を得る。被写体３０としては、人体（主に医用目的。）や動植物、あるいは非破壊検査対象の物品が挙げられる。
また、本実施形態におけるＸ線タルボ撮影装置１としては、線源格子（マルチ格子やマルチスリット、Ｇ０格子等ともいう。）１２を備えるタルボ・ロー干渉計を用いたものが採用されている。なお、線源格子１２を備えず、第１格子（Ｇ１格子ともいう。）１４と第２格子（Ｇ２格子ともいう。）１５のみを備えるタルボ干渉計を用いたＸ線タルボ撮影装置を採用することもできる。
［Ｘ線タルボ撮影装置について］
図１は、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１の全体像を表す概略図である。本実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１は、Ｘ線発生装置１１と、線源格子１２と、被写体台１３と、第１格子１４と、第２格子１５と、Ｘ線検出器１６と、支柱１７と、基台部１８と、を備えている。
図１は、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１の全体像を表す概略図である。本実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１は、Ｘ線発生装置１１と、線源格子１２と、被写体台１３と、第１格子１４と、第２格子１５と、Ｘ線検出器１６と、支柱１７と、基台部１８と、を備えている。
このようなＸ線タルボ撮影装置１によれば、被写体台１３に対して所定位置にある被写体３０のモアレ画像を縞走査法の原理に基づく方法で撮影したり、モアレ画像をフーリエ変換法を用いて解析したりすることで、少なくとも３種類の画像を再構成することができる（再構成画像という）。すなわち、モアレ画像におけるモアレ縞の平均成分を画像化した吸収画像と、モアレ縞の位相情報を画像化した微分位相画像と、モアレ縞のVisibility（鮮明度）を画像化した小角散乱画像の３種類の画像である。なお、これらの３種類の再構成画像を再合成する等してさらに多くの種類の画像を生成することもできる。
なお、縞走査法とは、複数の格子のうちのひとつを格子のスリット周期の１／Ｍ（Ｍは正の整数、吸収画像はＭ＞２、微分位相画像と小角散乱画像はＭ＞３）ずつスリット周期方向に移動させてＭ回撮影したモアレ画像を用いて再構成を行い、高精細の再構成画像を得る方法である。
また、フーリエ変換法とは、被写体が存在する状態で、Ｘ線タルボ撮影装置でモアレ画像を１枚撮影し、画像処理において、そのモアレ画像をフーリエ変換する等して微分位相画像等の画像を再構成して生成する方法である（例えば、国際公開第１０／０５０４８３号参照。）。
ここで、まず、タルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計に共通する原理について、図２を用いて説明する。
なお、図２では、タルボ干渉計の場合が示されているが、タルボ・ロー干渉計の場合も基本的に同様に説明される。また、図２におけるｚ方向が図１のＸ線タルボ撮影装置１における鉛直方向に対応し、図２におけるｘ、ｙ方向が図１のＸ線タルボ撮影装置１における水平方向（前後、左右方向）に対応する。
また、図３に示すように、第１格子１４や第２格子１５には（タルボ・ロー干渉計の場合は線源格子１２にも）、Ｘ線の照射方向であるｚ方向と直交するｘ方向に、所定の周期ｄで複数のスリットＳ（ｙ軸方向に長い。）が配列されて形成されている。
図１，図２に示すように、Ｘ線源１１ａから照射されたＸ線（タルボ・ロー干渉計の場合はＸ線源１１ａから照射されたＸ線が線源格子１２（図２では図示省略）で多光源化されたＸ線）が第１格子１４を透過すると、透過したＸ線がｚ方向に一定の間隔で像を結ぶ。この像を自己像（格子像等ともいう。）といい、このように自己像がｚ方向に一定の間隔をおいて形成される現象をタルボ効果という。
すなわち、タルボ効果とは、図３に示すように一定の周期ｄでスリットＳが設けられた第１格子１４を可干渉性（コヒーレント）の光が透過すると、上記のように光の進行方向に一定の間隔でその自己像を結ぶ現象をいう。
そして、図２に示すように、第１格子１４の自己像が像を結ぶ位置に、第１格子１４と同様にスリットＳが設けられた第２格子１５を配置する。その際、第２格子１５のスリットＳの延在方向（すなわち図２ではｘ軸方向）が、第１格子１４のスリットＳの延在方向に対して略平行になるように配置すると、第２格子１５上でモアレ画像Ｍｏが得られる。
なお、図２では、モアレ画像Ｍｏを第２格子１５上に記載するとモアレ縞とスリットＳとが混在する状態になって分かりにくくなるため、モアレ画像Ｍｏを第２格子１５から離して記載している。しかし、実際には第２格子１５上およびその下流側でモアレ画像Ｍｏが形成される。そして、このモアレ画像Ｍｏが、第２格子１５の直下に配置されるＸ線検出器１６で撮影される。
また、図２に示すように、Ｘ線源１１ａと第１格子１４との間に（すなわち図１の被写体台１３上に）被写体３０が存在すると、被写体３０によってＸ線の位相がずれるため、モアレ画像Ｍｏのモアレ縞が被写体の辺縁を境界に乱れる。一方、図示を省略するが、Ｘ線源１１ａと第１格子１４との間に被写体３０が存在しなければ、モアレ縞のみのモアレ画像Ｍｏが現れる。以上がタルボ干渉計やタルボ・ロー干渉計の原理である。
この原理に基づいて、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１においても、例えば図１に示すように、第２のカバーユニット１３０内で、第１格子１４の自己像が像を結ぶ位置に第２格子１５が配置されるようになっている。また、前述したように、第２格子１５とＸ線検出器１６とを離すとモアレ画像Ｍｏ（図２参照）がぼやけるため、本実施形態では、Ｘ線検出器１６は第２格子１５の直下に配置されるようになっている。
なお、第２のカバーユニット１３０は、人や物が第１格子１４や第２格子１５、Ｘ線検出器１６等にぶつかったり触れたりしないようにして、Ｘ線検出器１６等を防護するために設けられている。
第２格子１５をシンチレーターやアモルファスセレンなどの発光材料で構成し、第２格子１５とＸ線検出器１６とを一体化させてもよい。
図示を省略するが、Ｘ線検出器１６は、照射されたＸ線に応じて電気信号を生成する変換素子が二次元状（マトリクス状）に配置され、変換素子により生成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。そして、本実施形態では、Ｘ線検出器１６は、第２格子１５上に形成されるＸ線の像である上記のモアレ画像Ｍｏを変換素子ごとの画像信号として撮影するようになっている。Ｘ線検出器１６の画素サイズは１０〜３００（μｍ）であり、さらに好ましくは５０〜２００（μｍ）である。
Ｘ線検出器１６としては、ＦＰＤ（Flat Panel Detector）を用いることができる。Ｆ
ＰＤには、検出されたＸ線を光電変換素子を介して電気信号に変換する間接変換型、検出されたＸ線を直接的に電気信号に変換する直接変換型があるが、何れを用いてもよい。
間接変換型は、ＣｓＩやＧｄ２Ｏ２Ｓ等のシンチレータプレートの下に、光電変換素子がＴＦＴ（薄膜トランジスタ）とともに２次元状に配置されて各画素を構成する。Ｘ線検出器１６に入射したＸ線がシンチレータプレートに吸収されると、シンチレータプレートが発光する。この発光した光により、各光電変換素子に電荷が蓄積され、蓄積された電荷は画像信号として読み出される。
直接変換型は、アモルファスセレンの熱蒸着により、１００〜１０００（μm）の膜圧
のアモルファスセレン膜がガラス上に形成され、２次元状に配置されたＴＦＴのアレイ上にアモルファスセレン膜と電極が蒸着される。アモルファスセレン膜がＸ線を吸収するとき、電子正孔対の形で物質内に電圧が遊離され、電極間の電圧信号がＴＦＴにより読み取られる。
なお、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、Ｘ線カメラ等の撮影手段をＸ線検出器１６
として用いてもよい。
図示を省略するが、Ｘ線検出器１６は、照射されたＸ線に応じて電気信号を生成する変換素子が二次元状（マトリクス状）に配置され、変換素子により生成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。そして、本実施形態では、Ｘ線検出器１６は、第２格子１５上に形成されるＸ線の像である上記のモアレ画像Ｍｏを変換素子ごとの画像信号として撮影するようになっている。Ｘ線検出器１６の画素サイズは１０〜３００（μｍ）であり、さらに好ましくは５０〜２００（μｍ）である。
Ｘ線検出器１６としては、ＦＰＤ（Flat Panel Detector）を用いることができる。Ｆ
ＰＤには、検出されたＸ線を光電変換素子を介して電気信号に変換する間接変換型、検出されたＸ線を直接的に電気信号に変換する直接変換型があるが、何れを用いてもよい。
間接変換型は、ＣｓＩやＧｄ２Ｏ２Ｓ等のシンチレータプレートの下に、光電変換素子がＴＦＴ（薄膜トランジスタ）とともに２次元状に配置されて各画素を構成する。Ｘ線検出器１６に入射したＸ線がシンチレータプレートに吸収されると、シンチレータプレートが発光する。この発光した光により、各光電変換素子に電荷が蓄積され、蓄積された電荷は画像信号として読み出される。
直接変換型は、アモルファスセレンの熱蒸着により、１００〜１０００（μm）の膜圧
のアモルファスセレン膜がガラス上に形成され、２次元状に配置されたＴＦＴのアレイ上にアモルファスセレン膜と電極が蒸着される。アモルファスセレン膜がＸ線を吸収するとき、電子正孔対の形で物質内に電圧が遊離され、電極間の電圧信号がＴＦＴにより読み取られる。
なお、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、Ｘ線カメラ等の撮影手段をＸ線検出器１６
として用いてもよい。
そして、本実施形態では、Ｘ線タルボ撮影装置１は、いわゆる縞走査法を用いてモアレ画像Ｍｏを複数枚撮影するようになっている。すなわち、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１では、第１格子１４と第２格子１５との相対位置を図１〜図３におけるｘ軸方向（すなわちスリットＳの延在方向（ｙ軸方向）に直交する方向）にずらしながらモアレ画像Ｍｏを複数枚撮影する。
そして、Ｘ線タルボ撮影装置１から複数枚分のモアレ画像Ｍｏの画像信号を受信した画像処理装置２における画像処理で、複数枚のモアレ画像Ｍｏに基づいて、吸収画像や、微分位相画像や、小角散乱画像等を再構成するようになっている。
そのため、本実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１で、縞走査法によりモアレ画像Ｍｏを複数枚撮影するために、第１格子１４をｙ軸方向に所定量ずつ移動させるための図示しない移動装置等が設けられている。なお、第１格子１４を移動させる代わりに第２格子１５を移動させたり、或いは両方とも移動させたりするように構成することも可能である。
また、Ｘ線タルボ撮影装置１で、第１格子１４と第２格子１５との相対位置を固定したままモアレ画像Ｍｏを１枚だけ撮影し、画像処理装置２における画像処理で、このモアレ画像Ｍｏをフーリエ変換法等を用いて解析する等して吸収画像や微分位相画像等を再構成するように構成することも可能である。
本実施形態に係るＸ線タルボ撮影装置１における他の部分の構成について説明する。本実施形態では、いわゆる縦型であり、Ｘ線発生装置１１、線源格子１２、被写体台１３、第１格子１４、第２格子１５、Ｘ線検出器１６が、この順序に重力方向であるｚ方向に配置されている。すなわち、本実施形態では、ｚ方向が、Ｘ線発生装置１１からのＸ線の照射方向ということになる。
Ｘ線発生装置１１は、Ｘ線源１１ａとして、例えば医療現場で広く一般に用いられているクーリッジＸ線源や回転陽極Ｘ線源等を備えている。また、それ以外のＸ線源を用いることも可能である。本実施形態のＸ線発生装置１１は、焦点からＸ線をコーンビーム状に照射するようになっている。すなわち、Ｘ線発生装置１１から離れるほどＸ線が広がるように照射される。
そして、本実施形態では、Ｘ線発生装置１１の下方に線源格子１２が設けられている。その際、Ｘ線源１１ａの陽極の回転等により生じるＸ線発生装置１１の振動が線源格子１２に伝わらないようにするために、本実施形態では、線源格子１２は、Ｘ線発生装置１１には取り付けられず、支柱１７に設けられた基台部１８に取り付けられた固定部材１２ａに取り付けられている。
なお、本実施形態では、Ｘ線発生装置１１の振動が支柱１７等のＸ線タルボ撮影装置１の他の部分に伝播しないようにするために（あるいは伝播する振動をより小さくするために）、Ｘ線発生装置１１と支柱１７との間に緩衝部材１７ａが設けられている。
本実施形態では、上記の固定部材１２ａには、線源格子１２のほか、線源格子１２を透過したＸ線の線質を変えるためのろ過フィルター（付加フィルターともいう。）１１２や、照射されるＸ線の照射野を絞るための照射野絞り１１３、Ｘ線を照射する前にＸ線の代わりに可視光を被写体に照射して位置合わせを行うための照射野ランプ１１４等が取り付けられている。
なお、線源格子１２とろ過フィルター１１２と照射野絞り１１３とは、必ずしもこの順番に設けられる必要はない。また、本実施形態では、線源格子１２等の周囲には、それらを保護するための第１のカバーユニット１２０が配置されている。
また、コントローラー１９（図１参照）は、本実施形態では、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory
）、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピューターで構成されている。なお、コントローラー１９を、本実施形態のような汎用のコンピューターではなく、専用の制御装置として構成することも可能である。また、コントローラー１９には、操作部を含む入力手段や出力手段、記憶手段、通信手段等の適宜の手段や装置が設けられている。
）、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピューターで構成されている。なお、コントローラー１９を、本実施形態のような汎用のコンピューターではなく、専用の制御装置として構成することも可能である。また、コントローラー１９には、操作部を含む入力手段や出力手段、記憶手段、通信手段等の適宜の手段や装置が設けられている。
コントローラー１９は、Ｘ線タルボ撮影装置１に対する全般的な制御を行うようになっている。すなわち、例えば、コントローラー１９は、Ｘ線発生装置１１に接続されており、Ｘ線源１１ａに管電圧や管電流、照射時間等を設定することができるようになっている。また、例えば、コントローラー１９が、Ｘ線検出器１６と画像処理装置２等との信号やデータの送受信を中継するように構成することも可能である。
また、Ｘ線タルボ撮影装置１が、本実施形態のように縞走査法によりモアレ画像Ｍｏを複数枚撮影するように構成されている場合には、コントローラー１９が、上記の移動装置を制御して、第１格子１４（或いは第２格子１５或いはその両方）を移動させる所定量を調整したり、格子の移動とＸ線発生装置１１からのＸ線の照射とのタイミングを調整する等の処理を行うように構成される。
また、コントローラー１９には、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークを介して画像処理装置２（詳細後述）が接続されている。
なお、本実施形態では、コントローラー１９と画像処理装置２とは別の装置として構成されているが、両者を同じ装置として構成することも可能である。また、Ｘ線発生装置１１を制御する図示しないジェネレーターを、コントローラー１９とは別に設けるように構成することも可能である。すなわち、コントローラー１９、画像処理装置２およびＸ線発生装置１１のジェネレーター等のうちのいずれか或いは複数を１つの装置として構成し、或いはそれぞれを別体の装置として構成するかは適宜任意に変更可能である。
なお、本実施形態では、コントローラー１９と画像処理装置２とは別の装置として構成されているが、両者を同じ装置として構成することも可能である。また、Ｘ線発生装置１１を制御する図示しないジェネレーターを、コントローラー１９とは別に設けるように構成することも可能である。すなわち、コントローラー１９、画像処理装置２およびＸ線発生装置１１のジェネレーター等のうちのいずれか或いは複数を１つの装置として構成し、或いはそれぞれを別体の装置として構成するかは適宜任意に変更可能である。
また、上述の記憶手段やＲＯＭには、Ｘ線発生装置１１のＸ線源１１ａの管電圧や管電流、照射時間等の設定や、格子の移動とＸ線発生装置１１からのＸ線の照射とのタイミングの調整等を行うために必要な各種データや、各種処理を行うために必要な処理プログラム等が記憶されている。
［画像処理装置について］
画像処理装置２は、Ｘ線タルボ撮影装置１により得られたモアレ画像Ｍｏを用いて、被写体３０の３種類の高精細な再構成画像（吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像）を生成したり、得られた再構成画像の画像処理を行ったりすることができる。このような画像処理装置２は、図４に示すように、制御部２１、操作部２２、表示部２３、通信部２４、記憶部２５を備えて構成されている。
画像処理装置２は、Ｘ線タルボ撮影装置１により得られたモアレ画像Ｍｏを用いて、被写体３０の３種類の高精細な再構成画像（吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像）を生成したり、得られた再構成画像の画像処理を行ったりすることができる。このような画像処理装置２は、図４に示すように、制御部２１、操作部２２、表示部２３、通信部２４、記憶部２５を備えて構成されている。
制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＡＭ（Random Access Memory
）等から構成され、記憶部２５に記憶されているプログラムとの協働により、後述する画像生成処理、画像表示処理、紐付け処理を始めとする各種処理を実行する。
）等から構成され、記憶部２５に記憶されているプログラムとの協働により、後述する画像生成処理、画像表示処理、紐付け処理を始めとする各種処理を実行する。
操作部２２は、カーソルキー、数字入力キー、及び各種機能キー等を備えたキーボードと、マウス等のポインティングデバイスを備えて構成され、キーボードで押下操作されたキーの押下信号とマウスによる操作信号とを、入力信号として制御部２１に出力する。表示部二三のディスプレイと一体に構成されたタッチパネルを備え、これらの操作に応じた操作信号を生成して制御部２１に出力する構成としてもよい。
表示部２３は、例えばＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等のディスプレイを備えて構成されており、制御部２１の表示制御に従って、操作画面、Ｘ線タルボ撮影装置１の動作状況、生成された再構成画像等を表示する。
通信部２４は、通信インターフェースを備え、通信ネットワーク上にあるＸ線タルボ撮影装置１や、クラウドコンピュータを含むデータ管理用システムやＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）等の外部にある管理システムと有線又は無線により通信する。
記憶部２５は、制御部２１により実行されるプログラム、プログラムの実行に必要なデータを記憶している。なお、この記憶部２５には、Ｘ線タルボ撮影装置１によって撮影されたモアレ画像Ｍｏ又は画像処理装置２によって生成された再構成画像と、予め記憶されている被写体３０に係る付帯情報データを紐付けして記憶することができる。付帯情報データは、この記憶部２５に記憶されていてもよいし、データ管理システムやＰＡＣＳ等の管理システムに記憶されていてもよい。
被写体３０が人体である場合は、付帯情報データとして、撮影日付、患者名、被写体情報（診断対象部位（撮影部位）、又は、診断対象部位及びその部位において診断すべき疾患名の情報）等の基本情報が記憶されている。その他にも、患者固有のＩＤ等を始めとする、患者を特定するための情報が含まれているものとする。
被写体３０が非破壊検査対象の物品である場合は、付帯情報データとして、被写体３０と同様に形成されたサンプル（図示せず）における表面形状の実測データや、表面形状を特定する設計データが記憶されている。より具体的には、実測データとは、例えば被写体３０のサンプルにおけるＣＴ画像データや三次元測定機によって実際に測定されたデータであり、設計データとしては、例えば機械設計図面データやメカニカルＣＡＤデータ等が挙げられる。
Ｘ線タルボ撮影装置１は、被写体３０をＸ線照射軸Ｃａの軸周りに回転させる回転機構３０ｂを有している。被写体３０を回転機構３０ｂによって任意の角度に回転させた場合、回転前に撮影された被写体３０の画像と、回転後に撮影された被写体３０の画像は見え方が異なり、回転前に見えていなかった被写体３０の所定部位が、回転後に撮影された画像では見えるようになる場合がある。
回転機構３０ｂの被写体３０を載せる中央部（撮影範囲）は、Ｘ線透過率の高い材料のみにより構成する。
また、回転機構３０ｂの回転動作は、Ｘ線タルボ撮影装置１のコントローラー１９によってＸ線タルボ撮影装置１と連動して自動制御可能とされている。つまり、コントローラー１９と回転体を動作させる駆動部とが通信可能に接続された状態となっている。
回転機構３０ｂの被写体３０を載せる中央部（撮影範囲）は、Ｘ線透過率の高い材料のみにより構成する。
また、回転機構３０ｂの回転動作は、Ｘ線タルボ撮影装置１のコントローラー１９によってＸ線タルボ撮影装置１と連動して自動制御可能とされている。つまり、コントローラー１９と回転体を動作させる駆動部とが通信可能に接続された状態となっている。
画像生成処理は、制御部２１と、記憶部２５に記憶されている画像生成プログラムとの協働により実行される。具体的には、Ｘ線タルボ撮影装置１によって撮影されたモアレ画像Ｍｏを用いて３種類の再構成画像（吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像）を生成することができる。
画像表示処理は、制御部２１と、記憶部２５に記憶されている画像表示プログラムとの協働により実行される。具体的には、図７に示すように、３種類の再構成画像及び一般Ｘ線撮影で得られる画像を同じサイズで表示することができる。つまり、見え方の異なる４枚の画像を並べて同時に又は同じ位置に重ねてクロスフェードするなどして観察することができるようになる。３種類の再構成画像については、被写体３０を回転機構３０ｂによって異なる角度にしてＸ線タルボ撮影をした場合は、それらの画像が含まれる。なお、以下に説明する一般Ｘ線撮影については、いずれの一つ角度の時に撮影すれば足りる。
［一般Ｘ線撮影について］
一般Ｘ線撮影は、次の二通りの方法により実行する。
（第一の方法）
Ｘ線タルボ撮影でＸ線タルボ撮影装置１に設定される第１の曝写エネルギーは、干渉計の構成により定まり、これをタルボ干渉計設計エネルギーと呼ぶ。また、タルボ干渉計設計エネルギーの１倍や１/２倍で、自己像をＧ２格子（第２格子１５）の位置で結び、タルボ画像を得ることができる（３倍や４倍も原理的には結ぶが、信号が弱くなり、現実的には画像にはならない）。
そのため、一般Ｘ線撮影時に設定する第２の曝写エネルギーは、位相コントラスト画像が得られるエネルギーを除く値とされる。すなわち、第２の曝写エネルギーは、第１の曝写エネルギーのn倍（nは整数）及び1/n倍（nは整数）の曝写エネルギーを除いて設定される。
曝写エネルギーは、Ｘ線源１１ａ管電圧や、曝写時間を変えることで設定可能である。
以上を第一の方法とする。
一般Ｘ線撮影は、次の二通りの方法により実行する。
（第一の方法）
Ｘ線タルボ撮影でＸ線タルボ撮影装置１に設定される第１の曝写エネルギーは、干渉計の構成により定まり、これをタルボ干渉計設計エネルギーと呼ぶ。また、タルボ干渉計設計エネルギーの１倍や１/２倍で、自己像をＧ２格子（第２格子１５）の位置で結び、タルボ画像を得ることができる（３倍や４倍も原理的には結ぶが、信号が弱くなり、現実的には画像にはならない）。
そのため、一般Ｘ線撮影時に設定する第２の曝写エネルギーは、位相コントラスト画像が得られるエネルギーを除く値とされる。すなわち、第２の曝写エネルギーは、第１の曝写エネルギーのn倍（nは整数）及び1/n倍（nは整数）の曝写エネルギーを除いて設定される。
曝写エネルギーは、Ｘ線源１１ａ管電圧や、曝写時間を変えることで設定可能である。
以上を第一の方法とする。
（第二の方法）
第二の方法は、格子１２，１４，１５を介さずにＸ線源１１ａから被写体３０を介してＸ線検出器１６にＸ線を照射して撮影する方法である。
本方法を実施する場合のＸ線タルボ撮影装置１としては、格子１２，１４，１５をＸ線光路から退避させる退避機構１２ｂ、１４ｂを有する。退避機構１２ｂ、１４ｂは、格子１２，１４，１５をＸＹ平面で移動させる機構により構成され、コントローラー１９により制御される。
退避機構１２ｂ、１４ｂにより複数の格子１２，１４，１５をＸ線光路から退避させたＸ線タルボ撮影装置１に第２の曝写エネルギーを設定して、Ｘ線源１１ａから被写体３０を介してＸ線検出器１６にＸ線を照射してＸ線検出器１６で一般Ｘ線撮影による吸収コントラスト画像を撮影する。
この場合、第２の曝写エネルギーは、第１の曝写エネルギーと同じ値を含めて任意に設定される。
第二の方法は、格子１２，１４，１５を介さずにＸ線源１１ａから被写体３０を介してＸ線検出器１６にＸ線を照射して撮影する方法である。
本方法を実施する場合のＸ線タルボ撮影装置１としては、格子１２，１４，１５をＸ線光路から退避させる退避機構１２ｂ、１４ｂを有する。退避機構１２ｂ、１４ｂは、格子１２，１４，１５をＸＹ平面で移動させる機構により構成され、コントローラー１９により制御される。
退避機構１２ｂ、１４ｂにより複数の格子１２，１４，１５をＸ線光路から退避させたＸ線タルボ撮影装置１に第２の曝写エネルギーを設定して、Ｘ線源１１ａから被写体３０を介してＸ線検出器１６にＸ線を照射してＸ線検出器１６で一般Ｘ線撮影による吸収コントラスト画像を撮影する。
この場合、第２の曝写エネルギーは、第１の曝写エネルギーと同じ値を含めて任意に設定される。
［連続撮影について］
次に、連続撮影の手順につき説明する。図５にフローチャートを示す。
まず、オペレーターは、Ｘ線タルボ撮影装置１に被写体３０を図１に示すように設置し（Ｓ１１）、Ｘ線タルボ撮影と一般Ｘ線撮影とを連続して実行することを指示する連続撮影指示をコントローラー１９に入力する（Ｓ１２）。
コントローラー１９は、上記連続撮影指示入力を一度受けると、Ｘ線タルボ撮影と一般Ｘ線撮影との間にオペレーターから撮影実行の指示入力を介さずに、Ｘ線タルボ撮影装置１に、Ｘ線タルボ撮影１３ｂと一般Ｘ線撮影１３ａとを連続して実行させる（連続撮影Ｓ１３を実行）。
コントローラー１９は、予めの設定により該当するときは、被写体３０を回転機構３０ｂによって異なる角度に制御してそれぞれＸ線タルボ撮影１３ｂを実行させる。
Ｘ線タルボ撮影装置１は、一般Ｘ線撮影１３ａが上記第一の方法である場合は曝写エネルギーの設定変更を行い、第二の方法である場合は一般Ｘ線撮影１３ａ時には退避機構１２ｂ、１４ｂを制御して格子１２，１４，１５を退避させ一般Ｘ線撮影１３ａ後に格子１２，１４，１５を戻す。なお、第一の方法における第２の曝写エネルギーは、第１の曝写エネルギーより高く設定する。
Ｘ線タルボ撮影１３ｂと一般Ｘ線撮影１３ａの順番は問わない。なお、Ｘ線タルボ撮影装置１は、被写体の設置前又は除去後に、画像処理に使用する背景画像を得るためのバックグラウンド撮影Ｓ１０を実行する。この時、被写体３０を回転して撮影する又はした場合は、各々の回転角度でバックグラウンド撮影Ｓ１０を実施する。
コントローラー１９は、連続撮影Ｓ１３を実行すると、撮影終了をオペレーターに対して表示する（Ｓ１４）。オペレーターは撮影終了を確認したら、Ｘ線タルボ撮影装置１から被写体３０を除去する（Ｓ１５）。
次に、連続撮影の手順につき説明する。図５にフローチャートを示す。
まず、オペレーターは、Ｘ線タルボ撮影装置１に被写体３０を図１に示すように設置し（Ｓ１１）、Ｘ線タルボ撮影と一般Ｘ線撮影とを連続して実行することを指示する連続撮影指示をコントローラー１９に入力する（Ｓ１２）。
コントローラー１９は、上記連続撮影指示入力を一度受けると、Ｘ線タルボ撮影と一般Ｘ線撮影との間にオペレーターから撮影実行の指示入力を介さずに、Ｘ線タルボ撮影装置１に、Ｘ線タルボ撮影１３ｂと一般Ｘ線撮影１３ａとを連続して実行させる（連続撮影Ｓ１３を実行）。
コントローラー１９は、予めの設定により該当するときは、被写体３０を回転機構３０ｂによって異なる角度に制御してそれぞれＸ線タルボ撮影１３ｂを実行させる。
Ｘ線タルボ撮影装置１は、一般Ｘ線撮影１３ａが上記第一の方法である場合は曝写エネルギーの設定変更を行い、第二の方法である場合は一般Ｘ線撮影１３ａ時には退避機構１２ｂ、１４ｂを制御して格子１２，１４，１５を退避させ一般Ｘ線撮影１３ａ後に格子１２，１４，１５を戻す。なお、第一の方法における第２の曝写エネルギーは、第１の曝写エネルギーより高く設定する。
Ｘ線タルボ撮影１３ｂと一般Ｘ線撮影１３ａの順番は問わない。なお、Ｘ線タルボ撮影装置１は、被写体の設置前又は除去後に、画像処理に使用する背景画像を得るためのバックグラウンド撮影Ｓ１０を実行する。この時、被写体３０を回転して撮影する又はした場合は、各々の回転角度でバックグラウンド撮影Ｓ１０を実施する。
コントローラー１９は、連続撮影Ｓ１３を実行すると、撮影終了をオペレーターに対して表示する（Ｓ１４）。オペレーターは撮影終了を確認したら、Ｘ線タルボ撮影装置１から被写体３０を除去する（Ｓ１５）。
一方、画像処理装置２は、Ｘ線タルボ撮影１３ｂにより撮影されたモアレ画像Ｍｏに対して上述した再構成の処理Ｓ２１を施し３種類の再構成画像（吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像）を生成する。
また、画像処理装置２は、一般Ｘ線撮影１３ａが上記第一の方法である場合はルートＲ１を選択し、一般Ｘ線撮影１３ａにより撮影された画像に対して上述した再構成の処理Ｓ２１を同様に施し３種類の再構成画像（吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像）を生成し、そのうち吸収画像のみを撮影結果として出力する。なお、Ｘ線タルボ撮影のための再構成の処理Ｓ２１にかけることなく、他の画像処理により格子像及び格子起因のモアレ像を消去する補正を施してもよい。その補正処理としては、格子像を差分処理で消す処理とさらに特許文献３に記載されるようなモアレムラ補正が考えられる。なお、再構成の処理Ｓ２１によれば、格子像及びモアレ像は消去されるので、別途格子像及び格子起因のモアレ像を消去する補正は必要ない。
画像処理装置２は、一般Ｘ線撮影１３ａが上記第二の方法である場合はルートＲ２を選択し、一般Ｘ線撮影１３ａによる吸収画像を撮影結果とする。
また、画像処理装置２は、一般Ｘ線撮影１３ａが上記第一の方法である場合はルートＲ１を選択し、一般Ｘ線撮影１３ａにより撮影された画像に対して上述した再構成の処理Ｓ２１を同様に施し３種類の再構成画像（吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像）を生成し、そのうち吸収画像のみを撮影結果として出力する。なお、Ｘ線タルボ撮影のための再構成の処理Ｓ２１にかけることなく、他の画像処理により格子像及び格子起因のモアレ像を消去する補正を施してもよい。その補正処理としては、格子像を差分処理で消す処理とさらに特許文献３に記載されるようなモアレムラ補正が考えられる。なお、再構成の処理Ｓ２１によれば、格子像及びモアレ像は消去されるので、別途格子像及び格子起因のモアレ像を消去する補正は必要ない。
画像処理装置２は、一般Ｘ線撮影１３ａが上記第二の方法である場合はルートＲ２を選択し、一般Ｘ線撮影１３ａによる吸収画像を撮影結果とする。
画像処理装置２は、以上のＸ線タルボ撮影１３ｂに基づく３種類の再構成画像（吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像）と一般Ｘ線撮影１３ａに基づく吸収画像を撮影結果として表示部２３に同時表示する。
以上の撮影及び画像処理過程を図６に示すリチウムイオン電池に実施した場合の出力画像例を図７に示した。
図６に示すように被写体とされたリチウムイオン電池Ｌは、電池本体部（正極、セパレータ、負極等を含む部分）Ｌ１と、アルミ封止材Ｌ２と、両極の電極端子Ｌ３，Ｌ４とを有する。アルミ封止材Ｌ２の端部にはシール部Ｌ２１，Ｌ２２が形成されている。
電池本体部Ｌ１内の金属異物などの重金属（Ｌ１１）は、図７(a)に示すＸ線タルボ撮影１３ｂに基づく吸収画像では見えにくい若しくは現れないが、図７(d)に示す高エネルギーで撮影した一般Ｘ線撮影１３ａに基づく吸収画像ではっきり描出させることができた。
電池本体部Ｌ１内のリチウム析出（Ｌ１２）は、図７(c)に示すＸ線タルボ撮影１３ｂに基づく小角散乱画像で描出させることができた。
アルミ封止材Ｌ２内のガス（Ｌ２３）、シール部Ｌ２１，Ｌ２２の局所剥離、圧着状態等のシール状態（Ｌ２４）は、図７(b)に示すＸ線タルボ撮影１３ｂに基づく微分位相画像で描出させることができた。
このように、金属異物などの重金属と、リチウムやガス・シール状態などの軽元素物質が共存する被写体において、被写体を動かすことなくＸ線タルボ撮影と一般Ｘ線撮影を実施することで、同時に同位置で撮影し比較することができる。
また、医療用途と異なり非破壊検査用では線量を上げた一般Ｘ線撮影とＸ線タルボ撮影を連続して実施しても、被曝量の制限が無いため問題が無い。
また、非破壊検査用ではＸ線タルボ撮影と一般Ｘ線撮影のそれぞれに医師等による資格者の撮影実行操作が必要ないため、以上のような連続撮影が可能である。
図６に示すように被写体とされたリチウムイオン電池Ｌは、電池本体部（正極、セパレータ、負極等を含む部分）Ｌ１と、アルミ封止材Ｌ２と、両極の電極端子Ｌ３，Ｌ４とを有する。アルミ封止材Ｌ２の端部にはシール部Ｌ２１，Ｌ２２が形成されている。
電池本体部Ｌ１内の金属異物などの重金属（Ｌ１１）は、図７(a)に示すＸ線タルボ撮影１３ｂに基づく吸収画像では見えにくい若しくは現れないが、図７(d)に示す高エネルギーで撮影した一般Ｘ線撮影１３ａに基づく吸収画像ではっきり描出させることができた。
電池本体部Ｌ１内のリチウム析出（Ｌ１２）は、図７(c)に示すＸ線タルボ撮影１３ｂに基づく小角散乱画像で描出させることができた。
アルミ封止材Ｌ２内のガス（Ｌ２３）、シール部Ｌ２１，Ｌ２２の局所剥離、圧着状態等のシール状態（Ｌ２４）は、図７(b)に示すＸ線タルボ撮影１３ｂに基づく微分位相画像で描出させることができた。
このように、金属異物などの重金属と、リチウムやガス・シール状態などの軽元素物質が共存する被写体において、被写体を動かすことなくＸ線タルボ撮影と一般Ｘ線撮影を実施することで、同時に同位置で撮影し比較することができる。
また、医療用途と異なり非破壊検査用では線量を上げた一般Ｘ線撮影とＸ線タルボ撮影を連続して実施しても、被曝量の制限が無いため問題が無い。
また、非破壊検査用ではＸ線タルボ撮影と一般Ｘ線撮影のそれぞれに医師等による資格者の撮影実行操作が必要ないため、以上のような連続撮影が可能である。
［その他、まとめ］
Ｘ線タルボ撮影でも吸収画像を取得することができるが、一般的にＸ線タルボ撮影の撮影エネルギーを上げると、使用する格子のアスペクト比を高くする必要がある。すなわち、曝写エネルギーを上げることに応じて格子設計を変える必要がある。μｍオーダーの格子のアスペクト比を上げていくことは、格子の製造上技術的難易度が高く、制約がある。ただし、Ｘ線タルボ撮影特有の微分位相画像や小角散乱画像でしか描出できない物質や現象も多々あるため、これらＸ線タルボ特有の画像と一般Ｘ線撮影画像とを同時に撮影することには大きな意義がある。
図７(a)に示すＸ線タルボ撮影１３ｂに基づく吸収画像は、Ｘ線タルボ撮影が可能な曝写エネルギーで撮影した画像であり、被写体にＸ線をあまり透過させない厚手の部分や物質が存在した場合、吸収画像を含め描出し難くなる。
一方、上記第一の方法のように吸収画像に関してはＸ線管球の能力さえあれば、単独で曝写エネルギーを上げての撮影が可能であり、連続で撮影をすることで、全く被写体を動かさないで同位置で比較可能な高曝写エネルギーで撮影した吸収画像（図７(d)）を得ることができ、これまで見えなかった厚手の部分や物質内の吸収像を得ることができるようになる。
Ｘ線タルボ撮影でも吸収画像を取得することができるが、一般的にＸ線タルボ撮影の撮影エネルギーを上げると、使用する格子のアスペクト比を高くする必要がある。すなわち、曝写エネルギーを上げることに応じて格子設計を変える必要がある。μｍオーダーの格子のアスペクト比を上げていくことは、格子の製造上技術的難易度が高く、制約がある。ただし、Ｘ線タルボ撮影特有の微分位相画像や小角散乱画像でしか描出できない物質や現象も多々あるため、これらＸ線タルボ特有の画像と一般Ｘ線撮影画像とを同時に撮影することには大きな意義がある。
図７(a)に示すＸ線タルボ撮影１３ｂに基づく吸収画像は、Ｘ線タルボ撮影が可能な曝写エネルギーで撮影した画像であり、被写体にＸ線をあまり透過させない厚手の部分や物質が存在した場合、吸収画像を含め描出し難くなる。
一方、上記第一の方法のように吸収画像に関してはＸ線管球の能力さえあれば、単独で曝写エネルギーを上げての撮影が可能であり、連続で撮影をすることで、全く被写体を動かさないで同位置で比較可能な高曝写エネルギーで撮影した吸収画像（図７(d)）を得ることができ、これまで見えなかった厚手の部分や物質内の吸収像を得ることができるようになる。
以上のように、被写体の中の透過率が低い部分にある金属などの吸収が強い検出物については、Ｘ線タルボ撮影の吸収画像（図７(a)）では既定の管電圧で撮影を実施するため、検出出できないことがあった。この撮影をＸ線タルボ撮影ではなく、Ｘ線管球が出力できる高管電圧・高エネルギーで撮影することで検出性を上げることができる。また、上記第一の方法又は第二の方法による一般Ｘ線撮影１３ａとＸ線タルボ撮影１３ｂとを連続で実施することで、Ｘ線タルボ撮影特有の画像でしか検出できない項目についても同時に検出することができる。
上記第一の方法によれは、図７に示すような４種の画像の撮影を実現するために、高管電圧・高エネルギーでの曝写が可能なＸ線管球を予め設置しておくこと以外は、Ｘ線タルボ撮影装置１の構成上大きな変更点なく実現できる（画像処理ソフトなどの付加は必要だが、ハード面での改造は必要無い）。
上記第一の方法によれは、図７に示すような４種の画像の撮影を実現するために、高管電圧・高エネルギーでの曝写が可能なＸ線管球を予め設置しておくこと以外は、Ｘ線タルボ撮影装置１の構成上大きな変更点なく実現できる（画像処理ソフトなどの付加は必要だが、ハード面での改造は必要無い）。
以上のように管電圧を上げて検出し易い金属などと、Ｘ線タルボ撮影で検出し易い軽元素金属析出物や樹脂などを、同じ装置で連続して撮影を行い、多くの検出項目の評価を実施できるようなる。
なお、一般Ｘ線撮影１３ａにおいて第２の曝写エネルギーを、第１の曝写エネルギーより低く設定する撮影は、低吸収被写体内の物質描出や、微分位相画像描出物との対比（気泡か低吸収物質かの判別）などに応用できる。
上記第二の方法による一般Ｘ線撮影では、格子１２，１４，１５によるＸ線吸収を無くし、Ｘ線源１１ａのＸ線出力を落とすことができるし、また格子像やモアレの映り込みを無くすことができる。
上記のように回転機構３０ｂを導入する等して、１次元格子を介して任意の角度での撮影を可能にすることで、内部の異物や繊維などの構造物の方向性（角度依存性）についても評価を可能にする。例えば、微分位相画像（図７(b)）を異なる角度で撮影した複数画像として得れば、シール部Ｌ２１，Ｌ２２の長手方向や横断方向の状態を評価しやすくなる。この時連続で実施する一般Ｘ線撮影は、格子の向きは関係無いのでどちらかの向きの時に実施すればよい。出力画像を比較する場合、被写体を回転させてＸ線タルボ撮影を実施する間で一般Ｘ線撮影も実施する方が、各撮影間の時間差なく各画像が得られるので比較する上で適当である。
なお、一般Ｘ線撮影１３ａにおいて第２の曝写エネルギーを、第１の曝写エネルギーより低く設定する撮影は、低吸収被写体内の物質描出や、微分位相画像描出物との対比（気泡か低吸収物質かの判別）などに応用できる。
上記第二の方法による一般Ｘ線撮影では、格子１２，１４，１５によるＸ線吸収を無くし、Ｘ線源１１ａのＸ線出力を落とすことができるし、また格子像やモアレの映り込みを無くすことができる。
上記のように回転機構３０ｂを導入する等して、１次元格子を介して任意の角度での撮影を可能にすることで、内部の異物や繊維などの構造物の方向性（角度依存性）についても評価を可能にする。例えば、微分位相画像（図７(b)）を異なる角度で撮影した複数画像として得れば、シール部Ｌ２１，Ｌ２２の長手方向や横断方向の状態を評価しやすくなる。この時連続で実施する一般Ｘ線撮影は、格子の向きは関係無いのでどちらかの向きの時に実施すればよい。出力画像を比較する場合、被写体を回転させてＸ線タルボ撮影を実施する間で一般Ｘ線撮影も実施する方が、各撮影間の時間差なく各画像が得られるので比較する上で適当である。
４種画像の表示部２３への表示は、同時に並べて画面分割表示して比べられるようにして、各画像で描出している物の位置関係を同時に比較できるようにしても良いし、画面上の同じ位置で切り替えて各画像を大画面表示して、各画像の細部を見やすく表示しても良い。
Ｘ線タルボ撮影でも吸収画像は生成されるので、より曝写エネルギーが高い一般Ｘ線撮影を実施することで、透過量が少ない被写体中の吸収量が高い物質（例えば金属など）の可視化が可能になる。一般Ｘ線撮影１３ａでは、曝写エネルギーを変えて複数の画像を撮影して比較しても良い。曝写エネルギーを変えて撮影することで、吸収量の異なる物質の可視性の異なる画像を得ることができる。
Ｘ線タルボ撮影でも吸収画像は生成されるので、より曝写エネルギーが高い一般Ｘ線撮影を実施することで、透過量が少ない被写体中の吸収量が高い物質（例えば金属など）の可視化が可能になる。一般Ｘ線撮影１３ａでは、曝写エネルギーを変えて複数の画像を撮影して比較しても良い。曝写エネルギーを変えて撮影することで、吸収量の異なる物質の可視性の異なる画像を得ることができる。
１ Ｘ線タルボ撮影装置
２ 画像処理装置
２１ 制御部
２２ 操作部
２３ 表示部
２４ 通信部
２５ 記憶部
３０ 被写体
Ｌ リチウムイオン電池
Ｒ１ ルート（第一の方法）
Ｒ２ ルート（第二の方法）
Ｓ１３ 連続撮影
２ 画像処理装置
２１ 制御部
２２ 操作部
２３ 表示部
２４ 通信部
２５ 記憶部
３０ 被写体
Ｌ リチウムイオン電池
Ｒ１ ルート（第一の方法）
Ｒ２ ルート（第二の方法）
Ｓ１３ 連続撮影
Claims (8)
- Ｘ線源と、複数の格子と、Ｘ線検出器とがＸ線照射軸方向に並んで設けられ、前記Ｘ線源から被写体および前記複数の格子を介して前記Ｘ線検出器にＸ線を照射して前記Ｘ線検出器でモアレ画像を撮影するＸ線タルボ撮影装置と、
前記Ｘ線タルボ撮影装置で読み取られた前記モアレ画像に基づいて、微分位相画像、吸収画像、小角散乱画像の少なくとも３種類を含む複数種類の再構成画像を生成する画像処理装置と、
を備えるＸ線撮影システムであって、
前記Ｘ線タルボ撮影装置に第１の曝写エネルギーを設定して、前記Ｘ線検出器で前記モアレ画像を撮影するＸ線タルボ撮影と、
前記Ｘ線タルボ撮影装置に前記第１の曝写エネルギーとは異なる第２の曝写エネルギーを設定して、前記Ｘ線検出器で一般Ｘ線撮影による吸収コントラスト画像を撮影する一般Ｘ線撮影と、を実行可能にされたＸ線撮影システム。 - 前記第２の曝写エネルギーは、前記第１の曝写エネルギーのn倍（nは整数）及び1/n倍（nは整数）の曝写エネルギーが除かれる請求項１に記載のＸ線撮影システム。
- 前記モアレ画像に対する前記画像処理装置による再構成画像生成処理と同じ処理を、前記一般Ｘ線撮影による吸収コントラスト画像に実施する請求項１又は請求項２に記載のＸ線撮影システム。
- Ｘ線源と、複数の格子と、Ｘ線検出器とがＸ線照射軸方向に並んで設けられ、前記Ｘ線源から被写体および前記複数の格子を介して前記Ｘ線検出器にＸ線を照射して前記Ｘ線検出器でモアレ画像を撮影するＸ線タルボ撮影装置と、
前記Ｘ線タルボ撮影装置で読み取られた前記モアレ画像に基づいて、微分位相画像、吸収画像、小角散乱画像の少なくとも３種類を含む複数種類の再構成画像を生成する画像処理装置と、
を備えるＸ線撮影システムであって、
前記Ｘ線タルボ撮影装置は、前記複数の格子をＸ線光路から退避させる退避機構を有し、
前記Ｘ線タルボ撮影装置に第１の曝写エネルギーを設定して、前記Ｘ線検出器で前記モアレ画像を撮影するＸ線タルボ撮影と、
前記退避機構により前記複数の格子をＸ線光路から退避させた前記Ｘ線タルボ撮影装置に第２の曝写エネルギーを設定して、前記Ｘ線源から被写体を介して前記Ｘ線検出器にＸ線を照射して前記Ｘ線検出器で一般Ｘ線撮影による吸収コントラスト画像を撮影する一般Ｘ線撮影と、を実行可能にされたＸ線撮影システム。 - 前記格子として一次元格子を備え、Ｘ線の光軸周りに前記被写体の向きを変える回転機構を有する請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載のＸ線撮影システム。
- 前記再構成画像及び前記一般Ｘ線撮影で得られる画像を、同じサイズで画面に表示する請求項１から請求項５のうちいずれか一に記載のＸ線撮影システム。
- 前記第２の曝写エネルギーは、前記第１の曝写エネルギーより高い請求項１から請求項６のうちいずれか一に記載のＸ線撮影システム。
- 前記Ｘ線タルボ撮影と前記一般Ｘ線撮影とを制御するコントローラーを備え、
前記コントローラーは、前記Ｘ線タルボ撮影と前記一般Ｘ線撮影とを連続して実行することを指示する連続撮影指示入力をオペレーターから受け付け可能とされ、一つの前記連続撮影指示入力に基づき、前記Ｘ線タルボ撮影と前記一般Ｘ線撮影との間にオペレーターから撮影実行の指示入力を介さずに、前記Ｘ線タルボ撮影装置に、前記Ｘ線タルボ撮影と前記一般Ｘ線撮影とを連続して実行させる請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載のＸ線撮影システム。
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