本发明涉及一种X射线相位摄影装置。
背景技术：
以往，已知一种利用通过了被摄体的X射线的相位差来将被摄体内部图像化的X射线摄像装置(X射线相位摄影装置)。这种X射线摄像装置例如在日本特开2012-16370号公报中被公开。
上述日本特开2012-16370号公报的X射线摄像装置具备X射线源、沿X射线源的照射方向配置的X射线图像检测器(检测部)以及被配置在X射线源与X射线图像检测器之间的多个光栅。上述日本特开2012-16370号公报的X射线摄像装置一边使多个光栅中的某一个光栅沿光栅间距的方向移动，一边使用多个光栅使从X射线源照射出的X射线发生干涉，由此获取表示在X射线图像检测器中检测的X射线的强度变化的强度调制信号。上述日本特开2012-16370号公报的X射线摄像装置构成为基于在多个光栅之间未放置被摄体的情况下的强度调制信号与放置了被摄体的情况下的强度调制信号之间的相位差来生成将被摄体内部图像化所得到的相位微分像(图像)。这种X射线摄像装置不利用X射线的吸收量而利用X射线的相位差将被摄体内部图像化，由此能够将难以吸收X射线的轻元素物体、生物体软组织图像化。
然而，在如上述日本特开2012-16370号公报那样的X射线摄像装置中，由于在装置的周围产生的热的影响等，用于支承光栅的构件(光栅台)的形状和大小发生变动，由此有时光栅发生从规定位置的位置偏移。在该情况下，在多个光栅之间未放置被摄体的情况下的强度调制信号的获取与在多个光栅之间放置了被摄体的情况下的强度调制信号的获取之间存在时间差的情况下，获取各个强度调制信号时的光栅的位置发生由热的影响导致的位置偏移，因此用于生成相位微分像的强度调制信号整体上发生偏移。能够在相位微分像的生成过程中校正该偏移，但当该偏移的大小例如为强度调制信号的相位的半周期附近时，在被摄体的缘部附近除了加上偏移以外，还加上由被摄体引起的相位差，从而发生在多个光栅之间未放置被摄体的情况下的强度调制信号与在多个光栅之间放置了被摄体的情况下的强度调制信号之间的相位差在2π的范围内折叠的相位折叠(相位缠绕)。当发生该相位折叠时，例如即使由被摄体引起的相位差是(3/2)π，也无法与相位差是-(1/2)π的情况相区分，从而测定出错误的值。这样，在如上述专利文献1那样的X射线摄像装置中存在以下问题：由于发生由热的影响导致的光栅的位置偏移而在相位微分像中发生相位折叠。此外，在本发明中，强度调制信号是以下概念：表示在相对于通过使用多个光栅使从X射线源照射的X射线发生干涉来形成的干涉条纹而言使多个光栅中的某一个光栅沿光栅间距的方向移动(步进)与光栅的一个周期的量相当的距离时，在X射线图像检测器中检测的X射线的强度变化。
技术实现要素：
本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，本发明的一个目的在于提供一种能够抑制由于光栅的位置偏移而在图像中发生相位折叠的X射线相位摄影装置。
为了实现上述目的，本发明的第一方面的X射线相位摄影装置具备：X射线源；多个光栅，其至少包括被照射来自X射线源的X射线的第一光栅和被照射通过了第一光栅的X射线的第二光栅；检测部，其检测通过了第二光栅的X射线；以及图像生成部，其基于在X射线源与第一光栅之间或者在第一光栅与第二光栅之间配置有被摄体的情况下的强度调制信号与未配置被摄体的情况下的强度调制信号之间的相位差来生成图像，该强度调制信号表示由检测部检测的X射线的强度变化，其中，X射线相位摄影装置构成为基于多个强度调制信号来获取多个光栅的相对位置的偏移量。
在本发明的第一方面所涉及的X射线相位摄影装置中，如上述那样构成为基于多个强度调制信号来获取多个光栅的相对位置的偏移量。由此，即使多个光栅的相对位置发生偏移，也能够通过适当校正偏移量来抑制偏移量累积。其结果是，通过在多个强度调制信号之间的相位差接近π附近之前校正偏移量，能够抑制由于光栅的位置偏移而在图像中发生相位折叠。
在上述第一方面所涉及的X射线相位摄影装置中，优选构成为基于从由检测部检测的多个像素的区域或整个区域的强度调制信号获取到的代表值来获取偏移量。如果像这样构成，则例如，将多个强度调制信号之间的相位差的在多个像素的区域或整个区域的平均值、中央值等用作代表值，来获取偏移量，由此能够获取误差少的偏移量。其结果是能够高精度地进行偏移量的校正。
在上述第一方面所涉及的X射线相位摄影装置中，优选的是，多个像素的区域是不包含被摄体的缘部的区域。如果像这样构成，则不会受到由被摄体的有无引起的相位差的影响，因此能够获取误差更少的偏移量。其结果是能够更高精度地进行偏移量的校正。
在上述第一方面所涉及的X射线相位摄影装置中，优选构成为在偏移量超过预先设定的阈值的情况下校正偏移量。如果像这样构成，则能够通过以避免发生相位折叠的方式设定偏移量的阈值，使得在不发生相位折叠的程度的相对位置的偏移的情况下不进行偏移量的校正。其结果是不需要在每次获取强度调制信号时都校正偏移量，因此能够将偏移量的校正次数抑制到最小限度。
在上述第一方面所涉及的X射线相位摄影装置中，优选的是，多个光栅还包括第三光栅，该第三光栅设置在X射线源与第一光栅之间。如果像这样构成，则使用第三光栅来进行从X射线源照射的X射线的微小焦点化，由此不需要为了形成第一光栅的自身像而使用微小焦点的X射线源，因此能够使用在微小焦点的X射线源的情况下无法获得的X射线强度高的X射线源。其结果是，从X射线源照射的X射线的强度变高，能够缩短提取图像的时间。
在上述第一方面所涉及的X射线相位摄影装置中，优选还具备移动机构，该移动机构使多个光栅中的至少一个光栅移动，以使由检测部检测的X射线的强度发生变化。如果像这样构成，则能够容易地改变多个光栅的相对位置。
在上述X射线相位摄影装置具备移动机构的结构中，优选构成为通过利用移动机构使多个光栅中的至少一个光栅移动来校正偏移量。如果像这样构成，则例如在为了生成图像而利用移动机构使光栅移动的情况下能够使图像用的移动机构和偏移校正用的移动机构共用，因此能够使装置结构简单，并且能够削减部件数量。
在上述X射线相位摄影装置具备移动机构的结构中，优选构成为通过利用移动机构使多个光栅中的具有最大的光栅间距的光栅移动来校正偏移量。如果像这样构成，则偏移量与光栅的光栅间距成比例，因此与利用光栅间距窄的光栅进行校正的情况相比，在利用光栅间距宽的光栅进行校正的情况下偏移量变大。其结果是，为了校正偏移量而使移动机构移动的距离变大，因此能够容易地进行偏移量的校正。
在上述X射线相位摄影装置具备移动机构的结构中，优选构成为通过利用移动机构使多个光栅中的为了生成图像而移动的光栅进行移动来校正偏移量。如果像这样构成，则在多个光栅中仅使特定的光栅移动即可，因此能够简单地进行移动机构对光栅的移动。
在上述第一方面所涉及的X射线相位摄影装置中，优选构成为还具备旋转机构，该旋转机构使具备X射线源、多个光栅以及检测部的摄影系统与被摄体进行相对旋转，通过利用旋转机构使摄影系统与被摄体进行相对旋转来对被摄体进行断层摄影。这样，在对被摄体进行断层摄影的情况下，摄影时间延长，光栅的相对位置易于发生偏移，因此能够抑制在图像中发生相位折叠的上述X射线相位摄影装置是理想的。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的X射线相位对比度摄影装置的整体结构的图。
图2是说明通过条纹扫描来获取步进曲线的图。
图3是用于说明由被摄体的有无引起的步进曲线间的相位差的图。
图4是用于说明基于步进曲线间的相位差来生成X射线相位对比度图像的生成方法的图。
图5是用于说明伴随着X射线摄影的时间经过的多个光栅的相对位置的偏移的图。
图6是用于说明利用步进曲线间的相位差来计算多个光栅的相对位置的偏移量的方法的图。
图7是对多个光栅的相对位置的偏移进行校正的处理的流程图。
图8是表示本发明的第二实施方式所涉及的X射线相位对比度摄影装置的整体结构的图。
具体实施方式
下面，基于附图来说明将本发明具体化的实施方式。
[第一实施方式]
参照图1对本发明的第一实施方式所涉及的X射线相位对比度摄影装置100的结构进行说明。此外，X射线相位对比度摄影装置100是权利要求书的“X射线相位摄影装置”的一例。
X射线相位对比度摄影装置100是如图1所示那样利用通过了被摄体T的X射线的相位差来将被摄体T的内部图像化的装置。另外，X射线相位对比度摄影装置100是利用塔尔波特(Talbot)效应将被摄体T的内部图像化的装置。
(X射线相位对比度摄影装置的结构)
如图1所示，X射线相位对比度摄影装置100具备X射线源1、相位光栅G1、吸收光栅G2、检测部2、控制部3、光栅移动台4a和4b以及被摄体旋转台5。X射线相位对比度摄影装置100沿X射线的照射轴方向(光轴方向、Z方向)依次排列配置有X射线源1、相位光栅G1、吸收光栅G2以及检测部2。此外，在本说明书中，将X射线的照射轴方向设为Z方向，将在与Z方向正交的面内彼此正交的方向分别设为X方向和Y方向。此外，相位光栅G1和吸收光栅G2分别是权利要求书的“第一光栅”和“第二光栅”的一例。另外，光栅移动台4a和4b是权利要求书的“移动机构”的一例。另外，被摄体旋转台5是权利要求书的“旋转机构”的一例。
X射线源1构成为通过被施加高电压来产生X射线，并且以微小焦点照射所产生的X射线。
相位光栅G1是使通过的X射线的相位变化的衍射光栅。相位光栅G1具有沿Y方向以规定的周期(光栅间距)d1排列的狭缝G1a和X射线吸收部G1b。各狭缝G1a和X射线吸收部G1b形成为沿X方向延伸。
相位光栅G1被配置在X射线源1与吸收光栅G2之间，被照射X射线。为了通过塔尔波特效应形成自身像而设置了相位光栅G1。当具有可干涉性的X射线通过形成有狭缝的光栅时，在与光栅相距规定的距离(塔尔波特距离)的位置处形成光栅的像(自身像)。将该现象称为塔尔波特效应。自身像是由于X射线的干涉而生成的干涉条纹。
吸收光栅G2具有沿Y方向以规定的周期(光栅间距)d2排列的多个狭缝G2a和X射线吸收部G2b。各狭缝G2a和X射线吸收部G2b形成为沿X方向延伸。
吸收光栅G2被配置在相位光栅G1与检测部2之间，被照射通过了相位光栅G1的X射线。另外，吸收光栅G2被配置在与相位光栅G1相距塔尔波特距离的位置。
在将X射线源1与相位光栅G1的距离设为R1、将相位光栅G1与吸收光栅G2的距离设为R2、将X射线源1与吸收光栅G2的距离设为R(R＝R1+R2)的情况下，X射线源1、相位光栅G1以及吸收光栅G2之间的位置关系通过以下的式(1)表示。因而，吸收光栅G2的光栅间距d2比相位光栅G1的光栅间距d1大。
检测部2构成为检测X射线，并且将检测到的X射线转换为电信号，读取转换得到的电信号来作为图像信号。检测部2例如是FPD(Flat Panel Detector：平板检测器)。检测部2包括多个转换元件(未图示)和被配置在多个转换元件上的像素电极(未图示)。多个转换元件和像素电极以规定的周期(像素间距)沿X方向和Y方向并排配置。
检测部2的检测信号被发送到控制部3所具备的图像生成部6。图像生成部6构成为根据将相位光栅G1和吸收光栅G2配置在多个部位的规定位置后进行拍摄所得到的图像来生成包含X射线相位对比度图像42(参照图4)的图像。此外，X射线相位对比度图像42是权利要求书的“图像”的一例。
控制部3是构成为包括CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)以及RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等的计算机。控制部3构成为使用图像生成部6生成包含X射线相位对比度图像42的图像。另外，控制部3构成为分别使用光栅移动台4a和4b使相位光栅G1和吸收光栅G2向规定位置移动。另外，控制部3具备后述的用于存储阈值L的存储部(未图示)。
光栅移动台4a和4b分别具有用于保持相位光栅G1和吸收光栅G2的光栅保持部(未图示)。光栅移动台4a和4b分别构成为基于由控制部3发送来的信号使所保持的相位光栅G1和吸收光栅G2沿Z方向、X方向以及Y方向的规定方向移动。光栅移动台4a和4b例如是使用了步进电动机、压电致动器的电动定位台。由此，能够容易地改变相位光栅G1和吸收光栅G2的相对位置。
被摄体旋转台5构成为能够载置被配置在相位光栅G1与吸收光栅G2之间的被摄体T。被摄体旋转台5能够基于由控制部3发送来的信号使被摄体T相对于包括X射线源1、相位光栅G1、吸收光栅G2以及检测部2的摄影系统7以X轴方向或Y轴方向为轴进行360度旋转。X射线相位对比度摄影装置100既能够不使用被摄体旋转台5地进行被摄体T的摄影，也能够使用被摄体旋转台5进行各个规定旋转角度的旋转位置处的被摄体T的摄影(CT摄影)。
(X射线相位对比度图像生成方法)
接着，参照图2～图5来说明使用多个强度调制信号的相位差生成X射线相位对比度图像42的方法。
使吸收光栅G2沿光栅间距d2的间距方向(X方向)平移，由此用检测部2检测的X射线的信号强度发生变化。在图2的(1)中示出了使吸收光栅G2沿X方向平移(步进)的情况下的、相位光栅G1的包含明部和暗部的自身像与吸收光栅G2的X射线吸收部G2b之间的重叠情况的变化。在图2的(1)中，状态A是相位光栅G1的自身像的明部与吸收光栅G2的X射线吸收部G2b完全重叠的状态。另外，状态B是相位光栅G1的自身像的明部与吸收光栅G2的X射线吸收部G2b重叠了一半的状态。另外，状态C是相位光栅G1的自身像的明部与吸收光栅G2的X射线吸收部G2b完全错开的状态。
在图2的(2)中示出了随着相位光栅G1的自身像的明部与吸收光栅G2的X射线吸收部G2b的重叠情况的变化而表示用检测部2检测的X射线的信号强度的变化的强度调制信号20。例如，在图2的(1)的状态A的情况下，相位光栅G1的自身像的明部与吸收光栅G2的X射线吸收部G2b完全重叠，因此能够通过吸收光栅G2的X射线量变小，因此用检测部2检测的X射线的信号强度变低。另外，在图2的(1)的状态C的情况下，相位光栅G1的自身像的明部与吸收光栅G2的X射线吸收部G2b完全错开，因此能够通过吸收光栅G2的X射线量变大，因此用检测部2检测的X射线的信号强度变高。另外，在图2的(1)的状态B的情况下，相位光栅G1的自身像的明部与吸收光栅G2的X射线吸收部G2b重叠了一半，因此能够通过吸收光栅G2的X射线量为状态A的情况与状态C的情况的中间的大小，因此用检测部2检测的X射线的信号强度为状态A的情况与状态C的情况的中间的值。在图像中的所有像素30(参照图4)中发生这种用检测部2检测的X射线的信号强度的变化。
在各像素30中，以吸收光栅G2的光栅间距d2为一个周期，反复出现相位光栅G1的自身像的明部与吸收光栅G2的X射线吸收部G2b的重叠情况，因此，强度调制信号20如图2的(2)所示那样成为正弦波形状(周期函数)。因而，为了获取强度调制信号20，只要沿X方向步进与吸收光栅G2的光栅间距d2相应的量即可。在本实施方式中示出了使吸收光栅G2沿光栅间距d2的X方向以每次步进(d2/8)的方式步进8次的例子。关于该强度调制信号20，通过在各步进位置处获取X射线图像，来针对检测部2的所有像素30获取。在以下的说明中，有时将该强度调制信号称为“步进曲线”。另外，为了获取步进曲线20，有时将如上述那样一边使吸收光栅G2沿光栅间距d2方向平移一边进行X射线摄影的动作称为“条纹扫描”。此外，由于能够通过改变相位光栅G1与吸收光栅G2的相对位置来进行条纹扫描，因此也能够通过使相位光栅G1沿光栅间距d1的方向平移来进行该条纹扫描。
如图3所示，在相位光栅G1与吸收光栅G2之间放置被摄体T并进行了X射线摄影的情况下和未放置被摄体T就进行了X射线摄影的情况下，有时在各情况下的步进曲线20中产生相位差这是因为，由于通过被摄体T的X射线发生折射而导致相位光栅G1的自身像移动，用检测部2检测的X射线的信号强度发生变化。这种由被摄体T引起的相位差在拍摄了X射线发生折射的被摄体T的缘部(外表面、内表面)附近的像素30处显著地出现。由此，能够基于由被摄体T引起的相位差的值来生成X射线相位对比度图像42。
具体地说，如图4所示，在相位光栅G1与吸收光栅G2之间未放置被摄体T的情况下和放置了被摄体T的情况下，一边进行条纹扫描一边进行X射线摄影。将未放置被摄体T的情况下的摄影图像40和放置了被摄体T的情况下的摄影图像41分别拍摄了与吸收光栅G2的光栅间距d2的至少一个周期相应的量。在未放置被摄体T的情况下的摄影图像40和放置了被摄体T的情况下的摄影图像41中分别获取同一像素30处的步进曲线20的相位差通过将该相位差的值图像化来生成X射线相位对比度图像42。此外，在以下的说明中，有时将未放置被摄体T的情况下的摄影图像40和放置了被摄体T的情况下的摄影图像41分别称为“AIR图像”和“被摄体摄影图像”。
如图5所示，在用于生成包含X射线相位对比度图像42的图像的X射线摄影的情况下，首先拍摄AIR图像40，之后反复进行被摄体摄影图像41的摄影。另外，存在以下情况：随着从X射线摄影开始时起的时间经过，由于分别支承相位光栅G1和吸收光栅G2的光栅移动台4a和4b的周围的热的影响而光栅移动台4a和4b发生膨胀、收缩，光栅偏离初始位置。在此，光栅移动台4a和4b的初始位置是拍摄AIR图像40时的光栅移动台4a和4b的位置。当发生这种光栅移动台4a和4b的初始位置的偏移时，如图5所示，获取最初的AIR图像40的步进曲线21时与在随着时间经过光栅移动台4a和4b发生了从初始位置的位置偏移的情况下获取被摄体摄影图像41的步进曲线22时之间的相位差为以下状态：除了加上了由被摄体T引起的相位差ΔΦ以外，还加上了由光栅移动台4a和4b的从初始位置的位置偏移引起的相位差ΔΦa。即，AIR图像40的步进曲线21与被摄体摄影图像41的步进曲线22之间的相位差用(ΔΦ+ΔΦa)来表示。
关于由该光栅移动台4a和4b的位置沿间距方向从初始位置偏移引起的相位差ΔΦa的加法运算，由于在用检测部2检测的图像的整个区域均等地出现，因此整个X射线相位对比度图像42成为以下状态：与不存在光栅移动台4a和4b的从初始位置的位置偏移的情况相比，步进曲线21和22偏移了与相位差ΔΦa相应的量。
能够在生成X射线相位对比度图像42的过程中校正该偏移，但当该偏移的大小例如为步进曲线22的相位的半周期(π)附近时，在被摄体T的缘部附近除了加上偏移以外，还加上由被摄体T引起的相位差ΔΦ，从而发生AIR图像40的步进曲线21与被摄体摄影图像41的步进曲线22之间的相位差在2π的范围内折叠的相位折叠(相位缠绕)。
当发生该相位折叠时，例如即使对由被摄体T引起的相位差ΔΦ加上偏移所得到的相位差ΔΦa而得到的相位差是(3/2)π，也无法与相位差是-(1/2)π的情况相区分。由此，被测定为错误的值的像素30成为黑白反转那样的状态。
为了抑制该相位折叠的产生，本实施方式的X射线相位对比度摄影装置100构成为对光栅移动台4a和4b的初始位置的位置偏移进行校正。
(X射线相位对比度图像校正方法)
接着，参照图6说明对光栅移动台4a和4b的初始位置的位置偏移进行校正的方法。
在为了获取AIR图像40和被摄体摄影图像41各图像中的各像素30的步进曲线21和22而通过基于M次步进的条纹扫描进行了X射线摄影的情况下，用检测部2检测的X射线的信号强度通过以下的式(2)来表示。
在此，Ik(x，y)是像素坐标(x，y)处的第K步的X射线的信号强度，与图2和图3所示的信号强度对应。
当将AIR图像40中的各像素30的各步k时的信号强度设为Ik0(x，y)、将被摄体摄影图像41中的各像素30的信号强度设为Ik(x，y)来定义以下的式(3)和式(4)时，像素坐标(x，y)处的相位差通过以下的式(5)来表示。
在本实施方式的X射线相位对比度摄影装置100中，如图6所示那样计算AIR图像40的步进曲线21与被摄体摄影图像41的步进曲线22之间的相位差的在AIR图像40(或被摄体摄影图像41)中的多个像素的区域31内的平均值基于该平均值来利用光栅移动台4a和4b校正相位光栅G1或吸收光栅G2的位置。校正相位光栅G1的位置的情况下的偏移量ΔD1和校正吸收光栅G2的位置的情况下的偏移量ΔD2分别通过以下的式(6)和式(7)表示。
如上所述，为了计算光栅的从初始位置起的偏移量ΔD1或ΔD2，在本实施方式的X射线相位对比度摄影装置100中使用相位差的在多个像素的区域31内的平均值另外，如图6所示，在AIR图像40(或被摄体摄影图像41)中优选使多个像素的区域31不包含被摄体T，但也可以使多个像素的区域31包含该被摄体T。此外，为了计算偏移量ΔD1或ΔD2，也可以代替相位差的在多个像素的区域31内的平均值而使用相位差的在多个像素的区域31内的中间值等。
另外，在本实施方式的X射线相位对比度摄影装置100中，如图5所示那样构成为对相位光栅G1或吸收光栅G2各光栅的从初始位置起的偏移量ΔD1或ΔD2设定阈值L，在偏移量ΔD1或ΔD2超过阈值L的情况下，校正位置偏移。阈值L被设定为小于π，使得避免相位差的在多个像素的区域31内的平均值在步进曲线21和22中发生相位折叠。另外，也可以将该阈值L设定为例如(2/3)π以上，使得避免位置偏移的校正次数过多。
另外，在本实施方式的X射线相位对比度摄影装置100中，构成为在利用相位光栅G1进行了条纹扫描的情况下，利用光栅移动台4a对相位光栅G1的位置偏移进行校正，在利用吸收光栅G2进行了条纹扫描的情况下，利用光栅移动台4b对吸收光栅G2的位置偏移进行校正。
另外，在本实施方式的X射线相位对比度摄影装置100中，通常构成为通过使光栅中的光栅间距最大的吸收光栅G2移动来对偏移量ΔD1或ΔD2进行校正。
接着，参照图7对X射线相位对比度摄影装置100中的光栅位置的位置偏移的校正处理的流程图进行说明。由控制部3进行流程图的处理。此外，设为进行AIR图像40的摄影来获取作为基准的步进曲线21。
首先，在步骤S11中，控制部3通过读入用户的输入、存储部中存储的设定值等来设定多个光栅的相对位置的偏移量ΔD1或ΔD2的阈值L。
当拍摄被摄体摄影图像41时，控制部3在步骤S12中根据被摄体摄影图像41来获取步进曲线22。
接着，在步骤S13中，控制部3对获取到的步进曲线22与基准的步进曲线21之间的、被摄体摄影图像41(或AIR图像40)的多个像素的区域31或整个区域内的相位差的平均值进行计算。
接着，在步骤S14中，控制部3基于相位差的平均值来计算多个光栅的相对位置的偏移量ΔD1或ΔD2，并判断偏移量ΔD1或ΔD2是否大于在步骤S11中设定的阈值L。在步骤S14中偏移量ΔD1或ΔD2为阈值L以上的情况下，进入步骤S15。另外，在步骤S14中偏移量ΔD1或ΔD2小于阈值L的情况下，返回到步骤S12的处理。
在步骤S15中，控制部3通过使光栅移动台4a移动偏移量ΔD1或使光栅移动台4b移动偏移量ΔD2，来对光栅移动台4a或4b的位置偏移进行校正。
之后，在步骤S16中，基于来自用户的指示或X射线摄影的结束等来判断是否结束光栅位置的位置偏移的校正处理。在步骤S16中结束光栅位置的位置偏移的校正处理的情况下，结束校正处理。另外，在步骤S16中不结束光栅位置的位置偏移的校正处理的情况下，返回到步骤S12的处理。
(第一实施方式的效果)
在第一实施方式中，能够获得如下效果。
在第一实施方式中，如上述那样将X射线相位对比度摄影装置100构成为基于多个步进曲线20来获取多个光栅的相对位置的偏移量ΔD1或ΔD2。由此，即使多个光栅的相对位置发生偏移，也能够适当地校正偏移量ΔD1或ΔD2，由此能够抑制偏移量ΔD1或ΔD2累积。其结果是，通过在多个步进曲线20之间的相位差接近π附近之前对偏移量ΔD1或ΔD2进行校正，能够抑制由于多个相对位置的偏移而在X射线相位对比度图像42中发生相位折叠。
另外，在第一实施方式中，如上述那样将X射线相位对比度摄影装置100构成为基于从由检测部2检测的多个像素的区域31或整个区域的步进曲线20获取到的代表值来获取偏移量ΔD1或ΔD2。由此，例如将多个步进曲线20之间的相位差的在多个像素的区域31或整个区域内的平均值中央值等用作代表值，来获取偏移量ΔD1或ΔD2，由此能够获取误差少的偏移量ΔD1或ΔD2。其结果是能够高精度地进行偏移量ΔD1或ΔD2的校正。
另外，在第一实施方式中，如上述那样在X射线相位对比度摄影装置100中将多个像素的区域31设为不包含被摄体T的缘部的区域。由此，不会受到由被摄体T的有无引起的相位差ΔΦ的影响，因此能够获取误差更少的偏移量ΔD1或ΔD2。其结果是能够更高精度地进行偏移量ΔD1或ΔD2的校正。
另外，在第一实施方式中，如上述那样将X射线相位对比度摄影装置100构成为在偏移量ΔD1或ΔD2超过预先设定的阈值L的情况下对偏移量ΔD1或ΔD2进行校正。由此，设定偏移量ΔD1或ΔD2的阈值L以避免会发生相位折叠，由此在不发生相位折叠的程度的相对位置的偏移的情况下，能够不进行偏移量ΔD1或ΔD2的校正。其结果是，不需要每次获取步进曲线22时都对偏移量ΔD1或ΔD2进行校正，因此能够将偏移量ΔD1或ΔD2的校正次数抑制到最小限度。
另外，在第一实施方式中，如上述那样将X射线相位对比度摄影装置100构成为设置使多个光栅中的至少一个光栅移动的光栅移动台4a和4b以使由检测部2检测的X射线的强度发生变化。由此，能够容易改变多个光栅的相对位置。
另外，在第一实施方式中，如上述那样将X射线相位对比度摄影装置100构成为通过利用光栅移动台4a和4b使多个光栅中的至少一个光栅移动来校正偏移量ΔD1或ΔD2。由此，例如在为了生成X射线相位对比度图像42而利用光栅移动台4a和4b使光栅移动的情况下，能够使用于生成X射线相位对比度图像42的移动机构和用于偏移校正的移动机构共用，因此能够使装置结构变得简单，并且能够削减部件数量。
另外，在第一实施方式中，如上述那样将X射线相位对比度摄影装置100构成为，通过利用光栅移动台4a和4b使多个光栅中的具有最大的光栅间距的光栅移动来校正偏移量ΔD1或ΔD2。由此，偏移量ΔD1或ΔD2与光栅的光栅间距成比例，因此在利用光栅间距宽的光栅进行校正的情况下，与利用光栅间距窄的光栅进行校正的情况相比偏移量ΔD1或ΔD2变大。其结果是，为了对偏移量ΔD1或ΔD2进行校正而使光栅移动台4a和4b移动的距离变大，因此能够容易地进行偏移量ΔD1或ΔD2的校正。
另外，在第一实施方式中，如上述那样将X射线相位对比度摄影装置100构成为，通过利用光栅移动台4a和4b使多个光栅中的为了生成X射线相位对比度图像42而移动的光栅进行移动，来校正偏移量ΔD1或ΔD2。由此，在多个光栅中仅使特定的光栅移动即可，因此能够简单地进行光栅移动台4a和4b对光栅的移动。
另外，在第一实施方式中，如上述那样将X射线相位对比度摄影装置100构成为：还具备被摄体旋转台5，该被摄体旋转台5使具备X射线源1、多个光栅(相位光栅G1、吸收光栅G2)以及检测部2的摄影系统7与被摄体T进行相对旋转，通过利用被摄体旋转台5使摄影系统7与被摄体T进行相对旋转来对被摄体T进行断层摄影。由此，在对被摄体T进行断层摄影的情况下，摄影时间延长，由于光栅的相对位置易于发生偏移，因此能够抑制在X射线相位对比度图像42中发生相位折叠的X射线相位对比度摄影装置100是理想的。
[第二实施方式]
接着，参照图8对第二实施方式进行说明。在该第二实施方式中，构成为除了具备上述第一实施方式的结构以外，在X射线源1与相位光栅G1之间还具备多狭缝G3。此外，对于与上述第一实施方式相同的结构，在附图中附加相同的附图标记来进行图示，并省略其说明。
(X射线相位对比度摄影装置的结构)
在本发明的第二实施方式的X射线相位对比度摄影装置200中，除了具备上述第一实施方式的X射线相位对比度摄影装置100的结构以外，还具备多狭缝G3和光栅移动台4c。另外，在X射线相位对比度摄影装置200中，X射线源11是输出比上述第一实施方式的X射线相位对比度摄影装置100的X射线源1的输出高的X射线源。此外，X射线相位对比度摄影装置200是权利要求书的“X射线相位摄影装置”的一例。另外，多狭缝G3是权利要求书的“第三光栅”的一例。另外，光栅移动台4c是权利要求书的“移动机构”的一例。
在X射线相位对比度摄影装置200中，X射线源11不聚焦也可以，因此能够照射X射线强度与上述第一实施方式的X射线相位对比度摄影装置100的X射线源1相比高的X射线。由此，能够缩短提取X射线相位对比度图像42的时间。此外，X射线源11的焦点尺寸大，因此为了形成相位光栅G1的自身像，需要进行所照射的X射线的微小焦点化。
多狭缝G3是能够进行从X射线源1照射的X射线的焦点微小化的光栅。多狭缝G3具有沿Y方向以规定的周期(光栅间距)d3排列的多个狭缝G3a和X射线吸收部G3b。各狭缝G3a和X射线吸收部G3b形成为沿X方向延伸。
在将多狭缝G3与相位光栅G1的距离设为R1、将相位光栅G1与吸收光栅G2的距离设为R2、将多狭缝G3与吸收光栅G2的距离设为R(＝R1+R2)的情况下，相位光栅G1、吸收光栅G2以及多狭缝G3之间的位置关系通过以下的式(8)表示。
光栅移动台4c具有用于保持多狭缝G3的光栅保持部(未图示)。光栅移动台4c构成为基于从控制部3发送的信号使所保持的多狭缝G3沿Z方向、X方向以及Y方向的规定方向移动。光栅移动台4c例如是使用了步进电动机、压电致动器的电动定位台。由此，能够容易地改变相位光栅G1、吸收光栅G2以及多狭缝G3之间的相对位置。
另外，被摄体旋转台5能够基于从控制部3发送的信号使被摄体T相对于包括X射线源11、相位光栅G1、吸收光栅G2、多狭缝G3以及检测部2的摄影系统17以X轴方向或Y轴方向为轴进行360度旋转。
与上述第一实施方式同样地，在第二实施方式的结构中也能够使多个光栅中的某一光栅步进来进行条纹扫描。另外，与上述第一实施方式同样地，能够通过使多个光栅中的某一光栅移动来对多个光栅的相对位置的偏移进行校正。
此外，在通过使多狭缝G3移动来对相位光栅G1、吸收光栅G2、多狭缝G3的相对位置的位置偏移进行校正的情况下，相对位置的偏移量ΔD3通过以下的式(9)表示。
此外，第二实施方式的其它结构与上述第一实施方式相同。
(第二实施方式的效果)
在第二实施方式中，能够获得如下效果。
在第二实施方式的X射线相位对比度摄影装置200中，如上述那样，除了上述第一实施方式的X射线相位对比度摄影装置100的结构以外，多个光栅还包括设置在X射线源11与相位光栅G1之间的多狭缝G3。由此，使用多狭缝G3来进行从X射线源11照射的X射线的焦点微小化，由此不需要为了形成相位光栅G1的自身像而使用微小焦点的X射线源1，因此能够使用在微小焦点的X射线源1的情况下无法获得的X射线强度高的X射线源11。其结果是，从X射线源11照射的X射线的强度变高，能够缩短提取X射线相位对比度图像42的时间。
此外，第二实施方式的其它效果与上述第一实施方式相同。
[变形例]
此外，应该认为本次公开的实施方式的所有方面均为例示而非限制性的内容。本发明的范围并非上述实施方式的说明而是由权利要求书示出，并且包括与权利要求书同等意义和范围内的所有的变更(变形例)。
另外，在上述第一实施方式和第二实施方式中，以AIR图像40的步进曲线21为基准，基于与被摄体摄影图像41的步进曲线22之间的相位差来对多个光栅的相对位置的偏移量进行校正，但本发明并不限于此。在本发明中，也可以以被摄体摄影图像41的步进曲线22为基准，基于被摄体摄影图像41的步进曲线22与AIR图像40的步进曲线21之间的相位差来对多个光栅的相对位置的偏移量进行校正。
另外，在第一实施方式和第二实施方式中，如图5所示那样将AIR图像40的摄影仅设为X射线摄影开始后的最初的一次，但本发明并不限于此。在本发明中，也可以再次进行AIR图像40的摄影。例如也可以设为交替地拍摄AIR图像40和被摄体摄影图像41，或者每拍摄几次被摄体摄影图像41时拍摄AIR图像40。
另外，在上述第一实施方式和第二实施方式中，设为对多个光栅的相对位置的偏移量设定阈值L，在超过阈值L的情况下校正偏移量，但本发明并不限于此。在本发明中，也可以设为对摄影时间或摄影次数设定阈值L，在超过阈值L的情况下校正偏移量。
另外，在上述第一实施方式和第二实施方式中，设为通过使多个光栅中的某一个光栅步进来进行条纹扫描，但本发明并不限于此。在本发明中，也能够通过使多个光栅同时步进来进行条纹扫描。
另外，在上述第一实施方式和第二实施方式中，利用多个光栅中的为了进行条纹扫描而移动的光栅对多个光栅的相对位置的偏移量进行校正，但本发明并不限于此。在本发明中，也能够通过使多个光栅同时移动来对多个光栅的相对位置的偏移量进行校正。
另外，在上述第一实施方式和第二实施方式中，将为了通过塔尔波特效应形成自身像而设置的光栅设为相位光栅G1，但本发明并不限于此。在本发明中，光栅G1的自身像只要是条纹图案即可，因此也可以将吸收光栅用作光栅G1，将光栅G1的影子用作自身像的条纹图案。
另外，在上述第一实施方式和第二实施方式中，设置有使被摄体T与摄影系统进行相对旋转的被摄体旋转台5，但本发明并不限于此。在本发明中，也能够设为不设置被摄体旋转台5的结构。
另外，在上述第一实施方式和第二实施方式中，将被摄体T放置在相位光栅G1的下游(检测器侧)，但本发明并不限于此。在本发明中，也可以将被摄体T放置在相位光栅G1的上游(管球侧)。
另外，在上述第一实施方式和第二实施方式中，基于从多个像素的区域31或整个区域的步进曲线20获取到的代表值来获取多个光栅的相对位置的偏移量，但本发明并不限于此。在本发明中，也可以基于单个像素30的相位差本身来获取多个光栅的相对位置的偏移量。
另外，在上述实施方式中，为了便于说明，使用按处理流程依次进行处理的流程驱动型的流程说明了控制部的处理，但本发明并不限于此。在本发明中，也可以通过以事件为单位执行处理的事件驱动型(event driven型)的处理来进行控制部的处理。在该情况下，既可以完全以事件驱动型进行控制部的处理，也可以将事件驱动和流程驱动相结合来进行控制部的处理。
在上述的各实施方式中，除了生成相位微分像以外，还生成暗视场像、吸收像或者将这三个图像中的两个以上的图像任意组合地使用所得到的图像。另外，也能够不在塔尔波特干涉中使用而在非干涉仪中使用。在该情况下，G2光栅不使用相位光栅而使用吸收光栅。