X射线图像诊断装置以及x射线产生装置的控制方法

X射线图像诊断装置以及x射线产生装置的控制方法
【专利摘要】本发明为了提供一种安装了不进行操作者对关注区域的设定操作就跟随被检测体位置的移动的ABS系统的X射线图像诊断装置和X射线产生装置的控制方法，具备：决定条件存储部(6i)，其存储使用图像统计信息定义了用于决定将X射线图像分割为多个区域而生成的多个块中的X射线图像中的关注区域的位置的条件所得的关注区域位置决定条件；第一块统计信息计算部(6f)，其对多个块的每一个计算上述图像统计信息；关注区域位置选出部(6g)，其使用关注区域位置决定条件和各块的图像统计信息，从多个块中选出成为关注区域的块。根据关注区域的亮度值，计算用于控制关注区域的亮度值的反馈值，决定照射条件使其成为目标亮度值。
【专利说明】X射线图像诊断装置以及X射线产生装置的控制方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种X射线图像诊断装置以及X射线产生装置的控制方法，特别涉及X射线图像的亮度控制。

【背景技术】
[0002]在X射线图像诊断装置中具有自动亮度控制系统(Automatic BrightnessControl System,以下简称为“ABS”)，其自动控制管电压使得即使被检测体厚度发生变化而透视图像的亮度成为固定。作为控制方法的一个例子，针对从X射线检测器输出的图像区域设定关注区域，将该关注区域内的平均亮度值用作反馈信号，自动地控制管电压使得反馈信号的值接近预先设定的目标亮度值。另外，在反馈信号比目标亮度值低的情况下，进行控制使得管电压向上升的方向移动而X射线输出上升，成为下一个透视图像的亮度比上升前的图像亮的图像。
[0003]作为ABS控制的一个例子，专利文献I公开了以下的透视摄影装置，其在X射线透视摄影中用鼠标那样的指示装置自由地设定关注区域，使用该关注区域内的影像数据向ABS进行反馈。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特表2005-522237号公报


【发明内容】

[0007]发明要解决的问题
[0008]但是，在专利文献I中，在透视摄影中产生被检测体的运动、X射线管球的移动等被检测体位置的移动，关注部位从关注区域偏离的情况下，操作者需要随时再设定并更新关注区域的位置和大小，降低检查效率。
[0009]本发明鉴于上述问题，其目的在于:提供一种ABS系统，其不进行操作者对关注区域的设定操作，而跟随被检测体位置的移动。
[0010]解决问题的方案
[0011]为了解决上述问题，本发明的特征在于:将被检测体的X射线图像分割为多个区域而生成多个块，针对上述多个块，分别生成表示亮度值的分布的直方图，根据上述直方图，计算用于决定关注区域的图像统计信息，使用用上述图像统计信息定义了用于决定上述X射线图像中的关注区域的位置的条件的关注区域位置决定条件、上述各块的图像统计信息，从上述多个块中挑选出成为上述关注区域的块，根据被挑选为上述关注区域的块的亮度值，计算用于控制上述关注区域的亮度值的反馈值，决定X射线的照射条件从而使得上述反馈值成为预先确定的目标亮度值。
[0012]发明效果
[0013]根据本发明，不进行操作者对关注区域的设定操作，而能够跟随被检测体位置的移动来计算反馈值而进行ABS控制，能够省略操作者的麻烦。

【专利附图】

【附图说明】
[0014]图1是表示本实施方式的X射线图像诊断装置的结构的框图。
[0015]图2是本实施方式的X射线图像诊断装置的功能框图。
[0016]图3是表示第一实施方式的X射线图像诊断装置的处理的流程的流程图。
[0017]图4是表示ABS控制的处理的流程的流程图。
[0018]图5是表示将手法和关注区域位置决定条件关联起来所得的关注区域位置决定条件信息的说明图。
[0019]图6是表示透视图像和根据该透视图像生成的直方图的说明图，(a)表示透视图像的一个例子，(b)表示该透视图像的直方图。
[0020]图7是表示选出块以及对象块和它们的直方图的说明图，(a)表示第一块大小的块和根据各块的直方图选出的选出块，(b)表示第二块大小的块和对象块的直方图。
[0021]图8是表示从对象块中选出关注区域的处理的说明图。
[0022]图9是表示从反馈亮度值向照射条件的变换处理的说明图。
[0023]图10是表示第二实施方式的处理的内容的说明图。
[0024]图11是表示第三实施方式的处理的内容的说明图。

【具体实施方式】
[0025]本实施方式的X射线图像诊断装置具备:X射线产生装置，其产生X射线；X射线检测器，其检测透过了被检测体的上述X射线，输出透过X射线信号；图像生成部，其根据上述透过X射线信号，生成上述被检测体的X射线图像；块生成部，其将上述X射线图像分割为多个区域，生成多个块；直方图生成部，其针对上述多个块，分别生成表示亮度值的分布的直方图；关注区域位置选出部，其使用预定的关注区域位置决定条件和上述各块的直方图，从上述多个块中选出成为关注区域的块；反馈值计算部，其根据被选为上述关注区域的块的亮度值，计算用于控制上述关注区域的亮度值的反馈值；照射条件决定部，其决定上述X射线的照射条件使得上述反馈值成为预先确定的目标亮度值；图像显示装置，其显示上述X射线图像。
[0026]另外，上述X射线图像诊断装置的上述关注区域位置选出部使用根据上述各块的直方图计算出的图像统计信息，从上述多个块中选出成为关注区域的块。
[0027]另外，上述X射线图像诊断装置具备计算上述图像统计信息的块统计信息计算部。
[0028]另外，上述X射线图像诊断装置的上述图像统计信息是指平均亮度值、直方图峰值的个数、直方图峰的亮度、分散值中的至少任意一个。
[0029]另外，上述X射线图像诊断装置具备存储上述关注区域位置决定条件的决定条件存储部。
[0030]另外，上述X射线图像诊断装置还具备选择检查的手法的手法选择部，上述决定条件存储部存储与上述检查的手法对应的上述关注区域位置决定条件，上述关注区域位置选出部抽出与上述选择出的手法对应的上述关注区域位置决定条件，使用该关注区域位置决定条件选出成为上述关注区域的块。
[0031]另外，上述X射线图像诊断装置还具备:被检测体区域比例计算部，其计算在上述X射线图像中由摄影上述被检测体所得的区域构成的被检测体区域所占的比例，上述块生成部根据上述被检测体区域所占的比例，决定在将上述X射线图像分割为多个区域时所使用的分割数。
[0032]另外，上述X射线图像诊断装置还具备:被检测体块选出部，其选出包含上述被检测体区域的块，上述块生成部根据上述被检测体区域所占的比例来决定至少2个不同的分割数，生成按照相对多的分割数分割的第一块、按照相对少的分割数分割的第二块，上述被检测体块选出部从上述第二块中选出包含上述被检测体区域的块，上述直方图生成部针对包含上述选出的第二块的至少一部分的上述第一块，生成上述直方图。
[0033]另外，上述X射线图像诊断装置还具备:整体直方图生成部，其生成由上述图像生成部生成的X射线图像整体的直方图；被检测体区域检测部，其以任意的亮度值作为分界将上述整体直方图生成部所生成的直方图分割为2个数据群，将由各数据群构成的2个类的类间分散值、或与该类间分散值联动地增减的指标值成为最大时的亮度值作为被检测体区域阈值，将不满该被检测体区域阈值的数据群检测为被检测体区域，上述被检测体区域比例计算部计算上述检测出的被检测体区域在上述X射线图像所占的比例。
[0034]另外，上述X射线图像诊断装置的上述被检测体块选出部将包含不满上述被检测体区域阈值的亮度值的块选为包含上述被检测体区域的块。
[0035]另外，上述X射线图像诊断装置还具备限制上述X射线的照射区域的X射线光圈，上述整体直方图生成部生成在上述X射线图像中相对于摄像上述X射线光圈所得的区域处于内侧的区域的直方图，上述块生成部将上述内侧的区域分割为上述多个区域。
[0036]另外，上述X射线图像诊断装置的上述反馈值是被选为上述关注区域的块的平均亮度值或中值。
[0037]另外，上述X射线图像诊断装置还具备:金属区域阈值存储部，其根据上述检查的手法，规定用于判别在上述X射线图像中摄影金属所得的区域的金属区域阈值，上述反馈值计算部设定与上述选择出的手法对应的上述金属区域阈值，使用被选为上述关注区域的块内的亮度值中的上述所设定的金属区域阈值以上的亮度值，计算上述反馈值。
[0038]另外，本实施方式的X射线产生装置的控制方法包括:将被检测体的X射线图像分割为多个区域，生成多个块的步骤；针对上述多个块，分别生成表示亮度值的分布的直方图的步骤；使用预定的关注区域位置决定条件和上述各块的直方图，从上述多个块中选出成为关注区域的块的步骤；根据被选为上述关注区域的块的亮度值，计算用于控制上述关注区域的亮度值的反馈值的步骤；决定上述X射线的照射条件使得上述反馈值成为预先确定的目标亮度值的步骤。
[0039]以下，使用附图更具体地说明本发明的实施方式。向具有相同功能的结构和相同的处理内容的步骤附加相同符号，省略其说明的重复。
[0040]在本实施方式中，列举生成由动画图像构成的X射线图像(以下称为“透视图像”)和由静止图像构成的X射线图像的X射线图像诊断装置10为例子进行说明，但也可以是在摄像静止图像的X射线图像诊断装置中调整多个静止图像的亮度的情况、只进行透视的X射线图像诊断装置。以下，根据图1和图2，说明本实施方式的X射线图像诊断装置的概要结构。图1是表示本实施方式的X射线图像诊断装置的结构的框图。图2是本实施方式的X射线图像诊断装置的功能框图。
[0041]如图1所示，本实施方式的X射线图像诊断装置10具备:产生X射线的X射线管球I ;x射线产生器2，其依照照射条件信号(例如表示管电流/管电压的信号)向X射线管球I施加高电压；X射线控制装置3，其向X射线产生器2发送用于决定照射条件的反馈电压信号；X射线平面检测器4，其与X射线管球I相对配置，检测透过了被检测体的X射线；X射线平面检测器控制装置5，其进行检测出的透过X射线信号的读出处理等的控制；图像处理装置6，其根据读出的透过X射线信号生成透视图像，根据该透视图像计算反馈亮度值，将表示其值的反馈亮度值信号输出到X射线控制装置3，并且生成显示用的透视图像；显示透视图像的图像显示装置7 ;系统控制装置8，其对X射线控制装置3、X射线平面检测器控制装置5以及图像处理装置6进行控制；以及载置被检测体的台9。
[0042]进而，在与X射线管球I的X射线平面检测器4相对的位置具备限制X射线的照射区域的X射线光圈11，系统控制装置8取得X射线光圈11的位置信息，并且控制光圈的量。进而，具备手法选择部12，其针对系统控制装置8选择用于规定摄影部位和检查的种类的至少一个的手法，将来自手法选择部12的选择信息输入到系统控制装置8，从系统控制装置8发送给图像处理装置6发送。在本实施方式中，根据上述选择出的手法，选择关注区域位置的决定条件，但将在后面说明其详细。此外，将X射线管球I和X射线产生器2总称为X射线产生装置。
[0043]如图2所示，图像处理装置6大致包括:图像生成部60，其根据从X射线平面检测器4输出的透过X射线信号来生成透视图像；ABS控制处理部61，其计算ABS反馈值；显示用图像处理部62，其根据由图像生成部60生成的透视图像来进行图像显示处理。
[0044]图像生成部60根据从X射线平面检测器4输出的透过X射线信号，以帧为单位生成图像。
[0045]ABS控制处理部61具备:整体直方图生成部6a，其根据I帧的图像，生成表示该帧的亮度值的分布的直方图；被检测体区域检测部6b，其根据该直方图，检测包含在各帧中的摄像被检测体所得的区域(以下称为“被检测体区域”)；被检测体区域比例计算部6c，其计算检测出的被检测体区域占I帧整体的比例；块生成部6d，其决定与被检测体比例对应的分割数，生成按照该分割数将I帧分割为多个区域所得的分割图像。
[0046]以下，将每个分割图像称为块。在本实施方式中，块生成部6d将按照相对多的分割数分割的块称为第一块，将按照相对小的个数的分割数分割的块称为第二块。另外，将第一块的大小称为第一块大小，将第二块的大小称为第二块大小。第一块大小由比第二块大小还小的图像大小构成。
[0047]进而，ABS控制处理部61具备:第一块直方图生成部6e，其生成表示第一块的亮度值的分布的直方图；第一块统计信息计算部6f，其对每个第一块的直方图计算用于选出关注区域位置的统计信息；关注区域位置选出部6g，其针对上述统计信息，参照根据手法选择部12所选择出的手法而决定的关注区域位置决定条件，从第一块中选出关注区域位置；反馈值计算部6h，其使用通过关注区域位置选出部6g选出的关注区域内的亮度值，计算ABS反馈亮度值；决定条件存储部6i，其存储表示与手法对应的关注区域位置决定条件的关注区域位置决定条件信息。
[0048]进而，ABS控制处理部61具备:第二块直方图生成部6j，其作为决定第一块之前的准备，生成表示第二块的亮度值的分布的直方图；第二块统计信息计算部6k，其对每个第二块的直方图计算用于判定是否包含被检测体区域的统计信息；被检测体块选出部61，其根据上述统计信息选择包含被检测体区域的第二块。
[0049]第一块直方图生成部6e生成与通过被检测体块选出部61选择出的第二块的位置重叠、或部分地包含的第一块的直方图。此外，第二块直方图生成部6j、第二块统计信息计算部6k、被检测体块选出部61构成为用于减少成为在第一块直方图生成部6e中生成直方图的对象的第一块的个数，虽然不是必须的，但在以下所述的第一实施方式中，具备第二块直方图生成部6j、第二块统计信息计算部6k、被检测体块选出部61。
[0050]另一方面，显示用图像处理部62对从X射线平面检测器4读出的透过X射线信号实施显示灰度等级处理等用于生成显示用透视图像的图像处理，将显示用透视图像输出到图像显示装置7并进行显示。
[0051]X射线控制装置3具备:反馈电压计算部3a，其将从图像处理装置6的反馈值计算部6h接收到的反馈亮度值换算为电压(以下称为“反馈电压”)。
[0052]另外，X射线产生器2具备:照射条件决定部2a，其决定照射条件(管电流/管电压)，使得从X射线控制装置3接收到的反馈电压与将透视图像中的关注区域的希望亮度值(以下称为“目标亮度值”)换算为电压所得的基准电压一致。
[0053]图像生成部60、ABS控制处理部61内的各构成要素以及显示用图像处理部62例如也可以将实现这些各部的功能的程序和执行该程序的硬件装置组合起来而构成。
[0054]<第一实施方式>
[0055]根据图3?图8说明第一实施方式。图3是表示第一实施方式的X射线图像诊断装置的处理的流程的流程图。图4是表示ABS控制的处理的流程的流程图。图5是表示将手法和关注区域决定条件关联起来所得的关注区域位置决定条件信息的说明图。图6是表示透视图像和根据该透视图像生成的直方图的说明图，(a)表示透视图像的一个例子，(b)表示该透视图像的直方图。图7是表示选出块和对象块以及它们的直方图的说明图，(a)表示第一块大小的块和根据各块的直方图选出的选出块，(b)表示第二块大小的块和对象块的直方图。图8是表示从对象块中选出关注区域的处理的说明图。图9是表示从反馈亮度值向照射条件的变换处理的说明图。
[0056]首先，根据图3、图4说明第一实施方式的X射线图像诊断装置10的处理的流程。X射线图像诊断装置10并行地执行到步骤S2、S3为止的透视图像的显示处理的流程和到步骤S2、S4?S9为止的ABS控制处理的流程。以下，按照图3、图4的步骤顺序进行说明。
[0057](步骤SI)
[0058]操作者决定此后进行的检查的手法，在手法选择部12中选择输入手法，开始检查(透视)(Si)。在此决定的手法包含摄影部位(例如胳膊、下肢、胸部等)和检查手法(透视、摄影)等信息。系统控制装置8向关注区域位置选出部6g发送表示选择出的手法的信肩、O
[0059]图像处理装置6内的决定条件存储部6i预先存储使手法和关注区域位置决定条件对应起来所得的关注区域位置决定条件信息。关注区域位置决定条件用于确定用于决定X射线图像中的关注区域的位置的条件，使用X射线图像的直方图、或根据该直方图计算出的图像统计信息进行设定。另外，图像统计信息是平均亮度值、直方图峰值的个数、直方图峰值的亮度值、分散值中的至少一个、或它们的组合即关注区域位置决定参数，使用该关注区域位置决定参数决定关注区域位置决定条件。另外，也可以对每个手法使用不同的关注区域位置决定参数。例如，在图5的关注区域位置决定条件信息中，在手法I “整形/胳膊”情况下希望着眼于骨，因此使用直方图峰值个数、平均亮度值的2个关注区域位置决定参数，确定以下那样的关注区域位置决定条件。
[0060]条件1:直方图峰值个数是I个的块
[0061]条件2:满足条件I的块中的、块内的平均亮度值为最小的块
[0062]关注区域位置决定条件对每个手法不同，例如在希望着眼于脏器的“手法2”中，规定了以下的2个条件。
[0063]条件I’:直方图峰值个数是I个的块
[0064]条件2’:满足条件I’的块中的、块内的亮度值的分散值为最小的块
[0065]图5的关注区域位置决定条件信息只不过是一个例子。例如，也可以包含3个以上的条件来决定关注区域位置决定条件。
[0066]关注区域位置选出部6g检索决定条件存储部6j，检索与选择出的手法对应的关注区域位置决定信息。在后述的步骤S624(参照图4)中使用该信息。
[0067](步骤S2)
[0068]从X射线平面检测器4向图像输出部60输入第η个帧的透过X射线信号，生成第η个帧的透视图像(S2)。例如，如图6所示，设定为输入了由整形手法的胳膊的透视图像构成的I帧的透视图像20。
[0069](步骤S3)
[0070]显示用图像处理部62对输入的透视图像实施图像显示处理、例如显示灰度等级处理等，生成显示用的透视图像，显示在图像显示装置7上(S3)。然后，前进到步骤S9。
[0071](步骤S4)
[0072]计算在I帧的透视图像整体所占的被检测体区域比例(S4)。
[0073](步骤S41)
[0074]整体直方图生成部6a生成表示在步骤S2中输入的I帧的透视图像20 (参照图6的(a))的整体的亮度值(或像素值)的分布的直方图(S41)。在本实施方式中，设为生成了图6(b)所示的直方图23。此外，为了更高速地进行下述步骤S42的处理，也可以生成每次间隔几个比特地抽取N比特的直方图所得的压缩直方图，使用它进行步骤S42、S43的处理。
[0075](步骤S42)
[0076]被检测体区域检测部6b使用在步骤S41中生成的I帧整体的直方图23，计算成为被检测体区域和晕影区域的阈值的亮度值PVthreshtjld(S42)。在本实施方式中，将亮度值PVthreshold称为被检测体区域阈值，使用判别分析法作为计算它的方法。
[0077]被检测体区域检测部6b将位于直方图23上的某个任意的亮度值作为边界而将直方图分割为2个，求出分别为分类1、分类2的情况下的分类间分散为最大的亮度值作为被检测体区域阈值PVthMsh()ld。具体地说，求出根据下式(I)计算的分类间分散△的值为最大时的亮度值PV

threshold°
[0078]Δ = { ω j ( μ j — μ a)2+ ω 2 ( μ 2— μ a)2} / ( ω J ω 2)......(I)
[0079]Δ:分类间分散的值
[0080]ω 1:分类I的像素数的比例[0081 ] ω 2:分类2的像素数的比例
[0082]μ 1:分类I的平均亮度值
[0083]μ 2:分类2的平均亮度值
[0084]μ a:图像整体的平均亮度值
[0085]此外，公式(I)的右边的分母(Ojco2)表示I帧的透视图像的全部像素数，该值在构成透视图像的全部帧中为相同的值。由此，也可以在求出分类间分散Λ为最大时的亮度值PVthreshtjld时，在公式(I)的右边省略了用(ω1+ω2)除的计算，而使用下述的公式(I)’。公式(I)’是求出与分类间分散联动的指标值△’的公式，但在△’为最大时，分类间分散Δ也最大。通过使用公式(I)’来代替公式(1)，能够省略用(ω1+ω2)除的计算，能够进行更高速的运算处理。
[0086]Δ =— μ a)2+ ω 2 ( μ 2 — μ a)2......(I)，
[0087]Δ':与分类间分散的值联动的指标值
[0088]ω 1:分类I的像素数的比例
[0089]ω 2:分类2的像素数的比例
[0090]μ 1:分类I的平均亮度值
[0091]μ 2:分类2的平均亮度值
[0092]μ a:图像整体的平均亮度值
[0093]图6 (a)的透视图像20由X射线直接入射到X射线平面检测器4的直接射线区域21、透过了被检测体的X射线入射的被检测体区域22构成。该透视图像20的直方图23如图6(b)所示，主要具有由构成直接射线区域21的像素的高亮度值分布的区域、构成被检测体区域22的像素的亮度值分布的区域构成的双峰性。在该情况下，分类间分散为最大的亮度值PVthresh()ld(图6中的24)为2个山之间的谷的部分。因此，能够将PVthMsh()ld(图6中的24)以上的亮度值的数据群识别为直接射线区域25，将不满PVtostold的亮度值的数据群(Target PS)识别为被检测体区域26。
[0094](步骤S43)
[0095]被检测体区域比例计算部6c求出在步骤S42中计算出的被检测体区域在I帧内的占有面积比例P(S43)。根据下式(2)，作为被检测体区域26的像素数相对于直方图23的全部像素数的比例，而求出占有面积比例P。
[0096]P(% ) = Csp^Call……(2)
[0097]P:计算出的被检测体区域26相对于直方图23的整体的比例
[0098]Csp:直方图23内的被检测体区域26的像素数
[0099]Call:直方图23整体的像素数
[0100](步骤S5)
[0101]根据被检测体区域的占有面积比例P，决定用于将I帧的透视图像分割为多个区域的分割数(S5)。
[0102]在本实施方式中，块生成部6d根据在步骤S5中计算出的被检测体区域的占有面积比例P，从预先准备的多种分割数中决定至少2个。
[0103]预先准备3种(aXa、bXb、cXc)(其中，a〈b〈c)的分割数,从其中决定和生成2种。按照2种分割数中的相对多的分割数分割的块为第一块，按照相对少的分割数分割的块为第二块。由此，如果决定了分割数则也决定了块大小。
[0104]块生成部6d如下述条件式(3)那样，在占有面积比例P为预先设定的)以上的情况(即被检测体区域大的情况)下，分割数使用aXa、bXb。相反在P不满X1W )的情况下，分割数使用bXb、cXc。
[0105]
使用尸乏X1 OflX ο、分割数I (3)
使用尸CXC分割数I
[0106]例如，在图6的透视图像20为P(% XX1 (% )的情况下，第一块大小为按照cXc分割的块大小，第二块大小为按照bXb分割的块大小。
[0107](步骤S6)
[0108]根据块的直方图计算图像统计信息，使用它选出关注区域位置(S6)。
[0109](步骤S6Il)
[0110]块生成部6d使用在步骤S5中决定的至少2种分割数中的第二块大小来生成块(S611)。在上述例子中，使用按照bXb分割的块大小。
[0111](步骤S612)
[0112]第二块直方图生成部6j针对第二块大小的各个块，生成表示亮度值的分布的直方图(S612)。在上述例子中，第二块直方图生成部6j如图7的(a)所示，将透视图像20分割为bXb，生成各块的直方图31。
[0113](步骤S613)
[0114]第二块统计信息计算部6k根据在步骤S612中生成的各直方图，计算各块内的图像统计信息(S613)。在本实施方式中，计算块内的亮度值，但也可以求出用于判别有无被检测体区域的图像统计信息。
[0115]作为图像统计信息的例子，有进行各分割块的“基于分散值的阈值判定”的方法。例如，块内的像素值符合以下的3个的任意一个。
[0116](I)块内的像素全部是直线射线(晕影)区域的情况:块内像素的亮度值表示大致相同的值，因此分散值相对变小。
[0117](2)另一方面，块内的像素包含直接射线、被检测体区域的双方的情况:块内的亮度值分布变大，因此分散值相对变大。
[0118](3)另外，块内的像素是被检测体区域的情况:被检测体有各种组织(骨、肌肉、皮肤等)，因此分散值相对变大。
[0119]上述3个情况的分散值的大小为(2)>(3)>(1)的顺序。因此，在(3)和⑴之间设置阈值，进行阈值判定，由此能够判别是否是包含被检测体区域的块。
[0120](步骤S614)
[0121]被检测体块选出部61对在步骤S42中求出的被检测体区域阈值PVthreshtjld和在S613中计算出的各块中的亮度值进行比较，选出包含被检测体区域的第二块(S614)。以下，将在此选出的块称为选出块GI。
[0122]在本实施方式中，选出条件是在各块内包含被检测体区域阈值PVttoestold以下的亮度值的像素的至少一个以上的像素。图7的(a)的各直方图31中的用圆框围住的块是选出块G1。
[0123](步骤S621)
[0124]块生成部6d使用在步骤S5中决定的相对多的分割数生成第一块(S621)。本实施方式生成按照cXc分割的块(参照图7(b)的块32)。此外，为了说明的方便，在步骤S614之后说明本步骤，但也可以在步骤S5中决定了 2种分割数后，并行地执行本步骤和已经说明的步骤S611。
[0125](步骤S622)
[0126]第一块直方图生成部6e只针对第一块中的与选出块Gl重叠或一致的块来生成直方图(S622)。以下，将第一块中的与选出块Gl重叠或一致的块称为“对象块G2”。
[0127]在图7(b)中，记载了直方图33的块是对象块G2。
[0128](步骤S623)
[0129]第一块统计信息计算部6f使用对象块G2的直方图33，计算用于选出关注区域位置的统计信息(S623)。计算出的统计信息例如有平均亮度值、直方图峰值的个数、直方图峰值亮度值、块内像素的分散值等。
[0130]此外，也可以由第一块统计信息计算部6f取得在步骤SI中检索出的关注区域位置决定条件，只计算用于该关注区域位置决定条件的关注区域位置决定参数所使用的统计信息。
[0131](步骤S624)
[0132]使用通过步骤S623得到的统计信息和在步骤SI中求出的关注区域位置决定条件，从对象块G2中选出成为关注区域的块(S624)。
[0133]在图8的直方图33中，虚线圆框的块是满足条件I的对象块G2，图8的图像20中的双重圆框的块是满足条件2的对象块G2。由此，选出该双重圆框的块34作为关注区域。
[0134](步骤S7)
[0135]根据关注区域内的亮度值求出反馈亮度值PVabs (S7)。在本实施方式中，反馈值计算部6h计算在步骤S6中选出的成为关注区域的块34的平均亮度值，将该平均亮度值用作反馈亮度值PVABS。反馈值计算部6h将表示反馈亮度值PVabs的信号(以下称为“反馈值信号”)发送到X射线控制装置3。作为代表关注区域内的亮度值的数据，也可以使用中值来代替平均亮度值。
[0136](步骤S8)
[0137]将反馈亮度值PVabs换算为反馈电压，决定照射条件使其与希望通过ABS控制处理保持为固定的亮度值(以下称为“目标亮度值”)一致(S8)。
[0138]X射线控制装置3内的反馈电压计算部3a从反馈值计算部6h接收反馈亮度值信号。然后，反馈电压计算部3a将接收到的反馈亮度值换算为反馈到X射线产生器2的电压(以下称为“反馈电压”)。X射线产生器2的照射条件决定部2a将反馈电压与预先确定的基准电压(与目标亮度值对应的电压)进行比较，如果反馈电压比基准电压低，则逐渐提高当前的照射条件(管电压、管电流的组合)，进行调整使得符合基准电压(例如5V)。相反，如果反馈电压比基准电压要高，则逐渐降低当前的照射条件(管电压、管电流的组合)，进行调整使得符合基准电压(例如5V)。
[0139]根据图9说明从反馈亮度值向照射条件的变换。在图9中，作为基准电压Yref(V)，在反馈电压与Ym(V)相等时，判定为进行了适当的亮度调整。
[0140]在图9中，反馈值计算部6h根据当前的透视图像(第η个巾贞)计算PVabs = X1,反馈电压计算部3a根据它将反馈亮度值X1换算为反馈电压Y1 (V)。照射条件决定部2a对基准电压Ym(V)和反馈电压Y1(V)进行比较，在Y1(V)比基准电压YMf(V)小的情况下，将当前的照射条件OiiA1, IiV1)提高到(mA2, kV2)(其中，mA1<mA2, WkV2)。另外,根据新的照射条件(mA, kV) = (mA2, kV2)摄像第n+1个透视图像。如果将根据第n+1个巾贞计算出的反馈亮度值PVabs = X2换算为反馈电压，则成为Y2(V)。^Y2(V)与Yref(V)为相同值(Y2(V)=Yref(V))时，反馈电压和基准电压一致，因此照射条件决定部2a判定为不需要变更照射条件。由此，在(mA, kV) = (mA2, kV2)下摄像第n+2个中贞。
[0141]在本实施方式中，使用管电压和管电流的组合作为照射条件进行了说明，但也可以只使管电压或只使管电流升降而变更照射条件。
[0142](步骤S9)
[0143]变更照射条件而摄像第n+1个帧的透视图像(S9)。X射线产生器2向X射线管球I输出新决定的照射条件信号，依照该新的照射条件进行第n+1个帧的透视图像的摄像。然后，返回到步骤S2，向图像处理装置6输入第n+1个帧的透过X射线信号，根据该透过X射线信号，再次执行步骤S2以后的处理。
[0144]根据本实施方式，不进行操作者对关注区域的设定操作，就能够跟随被检测体位置的移动地计算反馈值而进行ABS控制，从而能够省略操作者的麻烦。
[0145]进而，在决定关注区域时，使用与手法对应的条件，由此能够将根据手法而变化的着眼部位的亮度在帧间保持为一定并进行显示。
[0146]另外，使用多个块大小，使用相对大的大小即第二块大小检索包含被检测体区域的选出块，只选择与之重叠的第一块大小的块作为对象块，成为用于只针对它检测关注区域位置的统计信息的计算对象，由此与针对第一块大小的全部块计算用于检测关注区域位置的统计信息的情况相比，能够期待处理速度的高速化。
[0147]〈第二实施方式〉
[0148]第二实施方式是在第一实施方式的基础上，从ABS控制处理的对象中排除反映了X射线光圈的亮度值的像素的实施方式。在取得透视图像中有X射线光圈11的插入和透视图像放大的情况下，自动地检测插入了 X射线光圈11的位置，只使用X射线光圈11的内侧的像素进行被检测体区域判定、块生成。以下，根据图10说明第二实施方式。图10是表示第二实施方式的处理的内容的说明图。此外，处理的流程与第一实施方式相同，因此沿用图3和图4的步骤编号来进行说明。
[0149]图10的透视图像40表示在步骤S611中将没有X射线光圈11的情况下的透视图像分割为cXc (在图10中为5X5)的状态。图10的透视图像41是插入了 X射线光圈11的透视图像，表示在步骤S611中分割为bXb (在图10中为4X4)的状态。在系统控制装置8控制X射线光圈11的动作时取得X射线光圈11的位置信息。由此，通过将该位置信息从系统控制装置8输出到图像处理装置6，能够检测出在透视图像中摄影X射线光圈11的区域42。
[0150]由被检测体区域检测部6b在步骤S42中进行该检测，针对区域42内侧的透视图像进行被检测体区域判定。然后，在步骤S43的被检测体区域比例计算处理中，计算被检测体区域占区域42内侧的图像的占有面积比例P。在步骤S5中，根据该占有面积比例进行分割数(或块大小)的决定，在步骤S611、S621中，使用上述决定的分割数(块大小)分割区域42内侧的图像。如在图10中也表示的那样，插入了 X射线光圈11的透视图像41与没有光圈的透视图像40相比，被检测体占图像中的占有面积比例变大，将在步骤S5中决定的分割数决定为I个块的大小相对变大。
[0151]根据本实施方式，在透视图像中摄入了 X射线光圈的情况下，能够从ABS控制处理的计算对象中排除反映了该亮度值的像素，因此能够不受到X射线光圈的影响而进行更适当的ABS反馈。
[0152]〈第三实施方式〉
[0153]在第三实施方式中，是在第一实施方式的基础上从ABS控制处理的对象中排除了反映了摄影金属的区域的亮度值的像素的实施方式。以下，根据图11说明第三实施方式。图11是表示第三实施方式的处理的内容的说明图。
[0154]处理的流程与第一实施方式相同，因此沿用图3和图4的步骤编号进行说明。
[0155]金属区域阈值也可以是一种，但也可以使用由对每个手法不同的任意的亮度值构成的金属区域阈值。例如，预先将规定了与手法对应的金属区域阈值的金属区域阈值的数据存储在图像处理装置6内的存储部中。如果在步骤SI中选择了手法，则反馈值计算部6h参照金属区域阈值数据，检索并设定与选择出的手法对应的金属区域阈值。然后，在步骤S624中，在选为关注区域的块中包含预先设定的金属区域阈值的亮度值以下的像素的情况下，从在步骤S7中进行的反馈亮度值PVabs的计算对象像素中排除该像素。
[0156]在图11中表示金属区域阈值数据的一个例子。在图11的金属区域阈值的数据中，随着手法1、手法2、手法3那样地被检测体厚度变厚，使用如PV1、PV2、PV3那样高的亮度值定义金属区域阈值。由此，能够使用与手法对应的金属区域阈值。例如，在手法是整形而摄影部位是胳膊的情况下，被检测体厚度薄，因此X射线量也相对少。由此，也相对暗地摄影图像中的金属，因此在包含被检测体厚度薄的部位的手法中，设定相对暗的亮度值作为金属区域阈值。另一方面，例如在手法是开胸手术而摄影部位是胸部的情况下，在图像中摄入开胸固定工具等金属制的手术工具。胸部与四肢相比被检测体厚度相对厚，因此X射线量也相对地成为高射线量。其结果是金属制的手术工具相对明亮地进行摄影，因此在包含被检测体厚度厚的部位的手法中，设定相对明亮的亮度值作为金属区域阈值。
[0157]根据本实施方式，在透视图像中摄影了金属的情况下，能够从反馈亮度值PVabs的计算对象中排除反映了金属的亮度值的像素，因此能够降低ABS控制处理中的金属区域的影响。另外，根据被检测体厚度X射线量会不同，与之对应金属的摄影亮度也变化，因此通过使用与被检测体厚度对应的金属区域阈值，能够更正确地从反馈亮度值PVabs的计算对象中排除金属的亮度值。
[0158]〈第四实施方式〉
[0159]第四实施方式是根据I帧的透视图像的大小来改变分割数的种类数的实施方式。在第一实施方式中，决定了 2个分割数，但也可以在被检测体区域相对小的情况下，只决定用于生成第一块的I种分割数，针对全部第一块生成直方图，计算用于选出关注区域位置的统计量。第四实施方式的处理的流程存在与第一实施方式重复的地方，因此沿用图3和图4的步骤编号进行说明。
[0160]在第四实施方式中，在步骤S43中，被检测体区域检测部6b计算在步骤S41中生成的直方图的度数的合计值。在该合计值为预先确定的第一基准值以下的情况下，能够判断为透视图像的图像大小相对小。由此，被检测体区域检测部6b将合计值和第一基准值的比较结果传送到块生成部6d，块生成部6根据该比较结果，在合计值为第一基准值以下的情况下，只决定用于生成第一块的分割数。其结果是省略了从步骤S611?步骤S614。在步骤S622中，针对全部第一块生成直方图，根据该全部直方图执行步骤S623的处理。
[0161]对于图像大小，除了如上述那样根据图像整体的直方图的频率进行判断以外，在第二实施方式中，也可以根据在画面中怎样程度地摄入X射线光圈11来进行判断。例如，也可以构成为如果根据X射线光圈11的位置信息检测出在画面中以某设定值、例如x2%以上地摄入X射线光圈11，则根据该检测结果，块生成部6d只决定一个分割数。
[0162]另一方面，在上述合计值比第二基准值大的情况下，能够判断为图像大小大。
[0163]在该情况下，决定3个以上的分割数，从最少的分割数开始顺序地生成块，将该块中的包含被检测体区域的块作为选出块。到比最大数的分割数多一个的分割数的块为止重复进行该处理。然后，将最大数的分割数的块和使用最大数的分割数选出的选出块重叠或一部分包含的块作为对象块。
[0164]根据本实施方式，在图像大小较小时，不检索选出块就能够直接进行对象块的检索，在图像大小大时，能够经过多个阶段检索选出块。
[0165]附图标记说明
[0166]1:X射线管球；2:X射线产生器；3:X射线控制装置；4:X射线平面检测器；5:X射线平面检测器控制装置；6:图像处理装置；7:图像显示装置；8:系统控制装置；9:台；10:X射线图像诊断装置；11:X射线光圈。
【权利要求】
1.一种X射线图像诊断装置，其特征在于，具备: X射线产生装置，其产生X射线； X射线检测器，其检测透过了被检测体的上述X射线，输出透过X射线信号； 图像生成部，其根据上述透过X射线信号，生成上述被检测体的X射线图像； 块生成部，其将上述X射线图像分割为多个区域，生成多个块； 直方图生成部，其针对上述多个块分别生成表示亮度值的分布的直方图； 关注区域位置选出部，其使用预定的关注区域位置决定条件和上述各块的直方图，从上述多个块中选出成为关注区域的块； 反馈值计算部，其根据被选为上述关注区域的块的亮度值，计算用于控制上述关注区域的亮度值的反馈值； 照射条件决定部，其决定上述X射线的照射条件使得上述反馈值成为预先确定的目标亮度值； 图像显示装置，其显示上述X射线图像。
2.根据权利要求1所述的X射线图像诊断装置，其特征在于， 上述关注区域位置选出部使用根据上述各块的直方图计算出的图像统计信息，从上述多个块中选出成为关注区域的块。
3.根据权利要求2所述的X射线图像诊断装置，其特征在于， 具备计算上述图像统计信息的块统计信息计算部。
4.根据权利要求3所述的X射线图像诊断装置，其特征在于， 上述图像统计信息是指平均亮度值、直方图峰的个数、直方图峰值的亮度、分散值中的至少任意一个。
5.根据权利要求1所述的X射线图像诊断装置，其特征在于， 具备存储上述关注区域位置决定条件的决定条件存储部。
6.根据权利要求5所述的X射线图像诊断装置，其特征在于， 还具备选择检查的手法的手法选择部， 上述决定条件存储部存储与上述检查的手法对应的上述关注区域位置决定条件，上述关注区域位置选出部抽出与上述选择出的手法对应的上述关注区域位置决定条件，使用该关注区域位置决定条件选出成为上述关注区域的块。
7.根据权利要求1所述的X射线图像诊断装置，其特征在于， 还具备:被检测体区域比例计算部，其计算在上述X射线图像中由摄影上述被检测体所得的区域构成的被检测体区域所占的比例， 上述块生成部根据上述被检测体区域所占的比例，决定在将上述X射线图像分割为多个区域时使用的分割数。
8.根据权利要求7所述的X射线图像诊断装置，其特征在于， 还具备:被检测体块选出部，其选出包含上述被检测体区域的块， 上述块生成部根据上述被检测体区域所占的比例来决定至少2个不同的分割数，生成按照相对多的分割数分割的第一块、按照相对少的分割数分割的第二块，上述被检测体块选出部从上述第二块中选出包含上述被检测体区域的块， 上述直方图生成部针对包含上述选出的第二块的至少一部分的上述第一块，生成上述直方图。
9.根据权利要求8所述的X射线图像诊断装置，其特征在于，还具备: 整体直方图生成部，其生成由上述图像生成部生成的X射线图像整体的直方图；被检测体区域检测部，其以任意的亮度值作为分界将上述整体直方图生成部所生成的直方图分割为2个数据群，将由各数据群构成的2个类的类间分散值或与该类间分散值联动地增减的指标值成为最大时的亮度值作为被检测体区域阈值，将不满该被检测体区域阈值的数据群检测为被检测体区域，其中 上述被检测体区域比例计算部计算上述检测出的被检测体区域在上述X射线图像所占的比例。
10.根据权利要求9所述的X射线图像诊断装置，其特征在于， 上述被检测体块选出部将包含不满上述被检测体区域阈值的亮度值的块选为包含上述被检测体区域的块。
11.根据权利要求9所述的X射线图像诊断装置，其特征在于， 还具备限制上述X射线的照射区域的X射线光圈， 上述整体直方图生成部生成在上述X射线图像中相对于摄影上述X射线光圈所得的区域处于内侧的区域的直方图， 上述块生成部将上述内侧的区域分割为上述多个区域。
12.根据权利要求1所述的X射线图像诊断装置，其特征在于， 上述反馈值是被选为上述关注区域的块的平均亮度值或中值。
13.根据权利要求6所述的X射线图像诊断装置，其特征在于， 还具备:金属区域阈值存储部，其根据上述检查的手法，规定用于判别在上述X射线图像中摄影金属所得的区域的金属区域阈值， 上述反馈值计算部设定与上述选择出的手法对应的上述金属区域阈值，使用被选为上述关注区域的块内的亮度值中的上述所设定的金属区域阈值以上的亮度值，计算上述反馈值。
14.一种X射线产生装置的控制方法，其特征在于，包括: 将被检测体的X射线图像分割为多个区域，生成多个块的步骤； 针对上述多个块分别生成表示亮度值的分布的直方图的步骤； 使用预定的关注区域位置决定条件和上述各块的直方图，从上述多个块中选出成为关注区域的块的步骤； 根据被选为上述关注区域的块的亮度值，计算用于控制上述关注区域的亮度值的反馈值的步骤； 决定上述X射线的照射条件使得上述反馈值成为预先确定的目标亮度值的步骤。
【文档编号】H05G1/64GK104135934SQ201380011720
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年3月18日 优先权日:2012年4月2日
【发明者】天明宏之助, 坂井友治, 中村正 申请人:株式会社日立医疗器械