JP2012090805A - 放射線撮影装置及び放射線撮影システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】放射線撮影システムは、第1の格子と、第1の格子を通過した放射線により形成される放射線像のパターン周期と実質的に一致する周期を有する第2の格子32と、第2の格子32と放射線像とを相対変位させる走査手段33と、第2の格子32によってマスキングされた放射線像を検出する放射線画像検出器と、を備え、走査手段33は、第1の格子及び第2の格子32の少なくとも一方を他方に対して、放射線像のパターン配列方向に駆動する駆動手段35と、互いに異なる固有振動数を有し駆動手段35による駆動対象をその駆動方向とは反対方向に付勢する複数種類の弾性体36,36,37,37と、を含む。
【選択図】図10
Description
走査の駆動対象である第2の格子のピッチは典型的には数μmであり、走査ピッチは1μm前後となるため、走査駆動手段にはサブミクロン以下の変位分解能が求められる。このため、微動送りが可能なピエゾ素子などの圧電アクチュエータが駆動手段として好適に用いられている。第1の格子を第2の格子に対して移動させる特許文献1においても、圧電アクチュエータが用いられている。
なお、X線撮影装置ではなく一般のステージ装置に関し、ステージを圧電アクチュエータ、あるいはボールねじでそれぞれ駆動する特許文献2,3では、圧電アクチュエータやボールねじによる駆動方向とは反対方向にステージを付勢するバネないしゴム部材などの弾性体を設けて予圧を加えることにより、位置決め精度を高めている。
前記第1の格子を通過した放射線により形成される放射線像のパターン周期と実質的に一致する周期を有する第2の格子と、
前記放射線像と前記第2の格子との位相差が互いに異なる複数の相対位置に、前記放射線像と前記第2の格子とを相対変位させる走査手段と、
前記第2の格子によってマスキングされた前記放射線像を検出する放射線画像検出器と、を備え、
前記走査手段は、前記第1の格子及び前記第2の格子の少なくとも一方を他方に対して、前記放射線像のパターン配列方向に駆動する駆動手段と、互いに異なる固有振動数を有して前記駆動手段による駆動対象をその駆動方向とは反対方向に付勢する複数種類の弾性体と、を含むことを特徴とする放射線撮影装置。
前記放射線撮影装置の前記放射線画像検出器により検出された画像から、前記放射線画像検出器に入射する放射線の屈折角の分布を演算し、この屈折角の分布に基づいて、被写体の位相コントラスト画像を生成する演算処理部と、を備えることを特徴とする放射線撮影システム。
なお、既に述べた構成と同様の構成については同一符号を付してその説明を省略し、既に述べた構成との差異についてのみ説明する。
撮影部12は、床上に設置された立位スタンド15により上下方向に移動自在に保持されている。
このような第1及び第2の吸収型格子31,32は、入射X線に位相差を与えるものでなく、強度差を与えるものであるため、振幅型格子とも称される。なお、スリット部(上記間隔d1,d2の領域)は空隙でなくてもよく、例えば、高分子や軽金属などのX線低吸収材で該空隙を充填してもよい。
なお、圧電アクチュエータ35及び圧縮コイルバネ36,36,37,37により、第2の格子32が駆動方向両側から挟持されるので、外乱に強く、安定して駆動できる。
なお、同じ種類のコイルバネが例えば3つ設けられていてもよく、この場合にも、1つのコイルバネを中心線CL上に配置することにより、同じ種類のコイルバネを中心線CLについて対称に配置することが可能となる。
また、第1の固有振動数の2つのコイルバネ36,36と、第2の固有振動数の2つのコイルバネ37,37とに加え、第3の固有振動数の1つのコイルバネを含めて複数種類の弾性体を構成することも可能であり、この場合には、第3の固有振動数のコイルバネを中心線CL上に配置すればよい。
このとき、5回の撮影に要するトータルの撮影時間を1秒間と仮定すると、G1像と第2の格子32との一の相対位置におけるモアレ像の撮影時から、次の相対位置に移動後この相対位置でのモアレ像の撮影時までに許容される時間は0.2秒間である。
すなわち、第2の格子32の振動が十分に抑制された状態、ないしは収束した状態で撮影が行えるので、走査ピッチ(p2/5)が乱れず、第1、第2の格子31,32がX線遮蔽部31b、32bの配列方向にズレることなく正確な相対位置に置かれた状態のボケていない鮮明なモアレ像が得られる。このモアレ像の複数の撮影画像における強度変化のコントラストが低下しないので、強度変調信号の変化量を正確に捉えることが可能となり、位相検出精度を向上させることができる。
そして、G1像と第2の格子32との各相対位置での撮影の時間間隔を短くできることにより、複数回の撮影に要するトータルの撮影時間を短縮できる。
なお、図12では、コイルバネ36,37が第2の格子32の平面視で対称に配置されているが、第2の格子32の厚み方向における中心線(第2の格子を厚み方向に二等分して駆動方向に沿って延びる線)の両側にコイルバネ36,37が対称に配置されていてもよい。この場合には、第2の格子32の厚み方向の傾きが抑制される。
また、圧電アクチュエータなどの駆動手段の作用点Aが駆動対象の中心線CL上に配置される例を示したが(図10、図11など)、これに限らず、中心線CLから外れた位置に作用点Aがあってもよい。
る。
第1の格子と、
前記第1の格子を通過した放射線により形成される放射線像のパターン周期と実質的に一致する周期を有する第2の格子と、
前記放射線像と前記第2の格子との位相差が互いに異なる複数の相対位置に、前記放射線像と前記第2の格子とを相対変位させる走査手段と、
前記第2の格子によってマスキングされた前記放射線像を検出する放射線画像検出器と、を備え、
前記走査手段は、前記第1の格子及び前記第2の格子の少なくとも一方を他方に対して、前記放射線像のパターン配列方向に駆動する駆動手段と、互いに異なる固有振動数を有して前記駆動手段による駆動対象をその駆動方向とは反対方向に付勢する複数種類の弾性体と、を含むことを特徴とする放射線撮影装置が開示されている。
前記複数種類の弾性体のそれぞれの固有振動数は、互いに整数倍ではない。
複数の前記弾性体は、前記駆動手段による作用点を通り駆動方向に延びる中心線について対称に配置されている。
前記複数種類の弾性体は、固有振動数の相違に基づく種類毎に複数設けられる弾性体により構成されており、
同じ種類の前記弾性体は、前記中心線について対称に配置されている。
前記複数種類の弾性体は、前記駆動手段による作用点を通り駆動方向に沿って延びる中心線上に設けられる第1の弾性体と、前記第1の弾性体の内側に設けられる第2の弾性体と、を含んで構成される。
前記走査手段による前記放射線像と前記第2の格子との相対変位量は、前記第2の格子のパターン周期を3以上の数で分割した区間に相当する。
前記放射線は、放射線焦点からの距離に比例して照射範囲が拡大されるコーンビームであり、
前記駆動対象は、前記第2の格子である。
前記駆動手段は、電圧印加時の変位を前記駆動対象に伝達する圧電素子を含む。
前記駆動手段は、ねじ軸、及びこのねじ軸に螺合し前記駆動対象に固定されるナットを有するボールねじと、前記ねじ軸を回転させるステップモータと、を含む。
前記駆動対象は、駆動方向の両端側にそれぞれ配置される前記駆動手段及び前記弾性体により挟持される。
前記第1の格子に向けて放射線を照射する放射線源を更に備える。
前記放射線撮影装置の前記放射線画像検出器により検出された画像から、前記放射線画像検出器に入射する放射線の屈折角の分布を演算し、この屈折角の分布に基づいて、被写体の位相コントラスト画像を生成する演算処理部と、を備えることを特徴とする放射線撮影システムが開示されている。
11 X線源(放射線源)
12 撮影部
13 コンソール(制御演算手段)
14 X線源保持装置
15 立位スタンド
18 X線管
18a 回転陽極
18b X線焦点
19 コリメータユニット
19a コリメータ
30 フラットパネル検出器(FPD)
31 第1の吸収型格子
31a 基板
31b X線遮蔽部
32 第2の吸収型格子
32a 基板
32b X線遮蔽部
33 走査手段
35 圧電アクチュエータ
36 コイルバネ(弾性体)
37 コイルバネ(弾性体)
38 ガイドレール
39 支持枠
60 X線撮影システム
61 ベッド
62 天板
63 脚部
70 X線撮影システム
71 旋回アーム
71a U字状部
71b 直線状部
72 基台
73 第1の溝
74 第2の溝
75 連結機構
80 マンモグラフィ装置
81 アーム部材
82 X線源収納部
83 撮影台
84 圧迫板
90 マンモグラフィ装置
91 格子収納部
92 撮影部
100 X線撮影システム
101 X線源(放射線源)
102 コリメータユニット
103 マルチスリット(第3の吸収型格子)
110 第1の吸収型格子
110a 基板
110b X線遮蔽部
111 第2の吸収型格子
111a 基板
111b X線遮蔽部
112 フラットパネル検出器(FPD)
135 ボールねじアクチュエータ
135A ねじ軸
135B ナット
136 第1のコイルバネ(第1の弾性体)
137 第2のコイルバネ(第2の弾性体)
140 ボールねじ
141 ねじ軸
142 ナット
143 軸受
144 軸受
145 ステップモータ
146 カップリング
A 作用点
CL 中心線
Claims (12)
- 第1の格子と、
前記第1の格子を通過した放射線により形成される放射線像のパターン周期と実質的に一致する周期を有する第2の格子と、
前記放射線像と前記第2の格子との位相差が互いに異なる複数の相対位置に、前記放射線像と前記第2の格子とを相対変位させる走査手段と、
前記第2の格子によってマスキングされた前記放射線像を検出する放射線画像検出器と、を備え、
前記走査手段は、前記第1の格子及び前記第2の格子の少なくとも一方を他方に対して、前記放射線像のパターン配列方向に駆動する駆動手段と、互いに異なる固有振動数を有して前記駆動手段による駆動対象をその駆動方向とは反対方向に付勢する複数種類の弾性体と、を含むことを特徴とする放射線撮影装置。 - 請求項1に記載の放射線撮影装置であって、
前記複数種類の弾性体のそれぞれの固有振動数は、互いに整数倍ではないことを特徴とする放射線撮影装置。 - 請求項1又は2に記載の放射線撮影装置であって、
複数の前記弾性体は、前記駆動手段による作用点を通り駆動方向に延びる中心線について対称に配置されていることを特徴とする放射線撮影装置。 - 請求項3に記載の放射線撮影装置であって、
前記複数種類の弾性体は、固有振動数の相違に基づく種類毎に複数設けられる弾性体により構成されており、
同じ種類の前記弾性体は、前記中心線について対称に配置されていることを特徴とする放射線撮影装置。 - 請求項1又は2に記載の放射線撮影装置であって、
前記複数種類の弾性体は、前記駆動手段による作用点を通り駆動方向に沿って延びる中心線上に設けられる第1の弾性体と、前記第1の弾性体の内側に設けられる第2の弾性体と、を含んで構成されることを特徴とする放射線撮影装置。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の放射線撮影装置であって、
前記走査手段による前記放射線像と前記第2の格子との相対変位量は、前記第2の格子のパターン周期を3以上の数で分割した区間に相当することを特徴とする放射線撮影装置。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の放射線撮影装置であって、
前記放射線は、放射線焦点からの距離に比例して照射範囲が拡大されるコーンビームであり、
前記駆動対象は、前記第2の格子であることを特徴とする放射線撮影装置。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の放射線撮影装置であって、
前記駆動手段は、電圧印加時の変位を前記駆動対象に伝達する圧電素子を含むことを特徴とする放射線撮影装置。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載の放射線撮影装置であって、
前記駆動手段は、ねじ軸、及びこのねじ軸に螺合し前記駆動対象に固定されるナットを有するボールねじと、前記ねじ軸を回転させるステップモータと、を含むことを特徴とする放射線撮影装置。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載の放射線撮影装置であって、
前記駆動対象は、駆動方向の両端側にそれぞれ配置される前記駆動手段及び前記弾性体により挟持されることを特徴とする放射線撮影装置。 - 請求項1から10のいずれか一項に記載の放射線撮影装置であって、
前記第1の格子に向けて放射線を照射する放射線源を更に備えることを特徴とする放射線撮影装置。 - 請求項1から11のいずれか一項に記載の放射線撮影装置と、
前記放射線撮影装置の前記放射線画像検出器により検出された画像から、前記放射線画像検出器に入射する放射線の屈折角の分布を演算し、この屈折角の分布に基づいて、被写体の位相コントラスト画像を生成する演算処理部と、を備えることを特徴とする放射線撮影システム。
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