CN103747734A - X射线图像诊断装置及x射线发生装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

为了在透视中发生受检体的移动和X射线球管的移动等受检体位置的移动时跟踪ABS条件，提供一种X射线图像诊断装置，具备：柱状图生成部(6b)，其生成表示受检体的X射线图像的亮度值的分布的柱状图；受检体区域检测部(6c)，其基于柱状图检测X射线图像中由拍摄到受检体的区域构成的受检体区域；X射线条件决定部(2a)，其对规定X射线输出的X射线条件进行决定，以使代表受检体区域的亮度值接近预先设定的受检体区域的目标亮度值。

Description

X射线图像诊断装置及X射线发生装置的控制方法

技术领域

本发明涉及一种X射线图像诊断装置及X射线发生装置的控制方法，特别地，涉及X射线图像的亮度控制。

背景技术

在X射线图像诊断装置中，有的具有自动控制管电压，使得即使受检体厚度变化，透视图像的亮度也始终固定的自动亮度控制系统(Automaticrightness ontrol ystem：以下简称为“ABS”)。作为ABS的一个例子，有的对于从X射线检测器输出的图像区域设定感兴趣区域(Region Of Interest：以下简称为“ROI”)，将这个ROI内的平均亮度值作为反馈信号使用，自动控制管电压，使得反馈信号的值接近预先设定的基准值。作为控制方法的一个例子，例如当反馈信号比基准值低时管电压向上升的方向起作用。管电压升高则X射线输出升高，下一透视图像的亮度变得比上升之前的图像更明亮。

但是，ROI的位置被固定时，如果操作者想观察的受检体的生物体组织由于受检体的位置移动等某种原因偏离了ROI，则不能计算出合适的反馈信号，无法获得期望的图像的品质。

专利文献1中公开了一种透视摄影装置，为了消除上述非期望的影响，在X射线透视摄影中用鼠标这样的指点装置自由设定ROI，使用这个ROI内的图像数据向ABS反馈。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2005-522237号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，专利文献1的方法在透视摄影中发生受检体的移动和X射线球管的移动等受检体位置的移动，感兴趣部位偏离了ROI区域，偏离了合适的X射线条件时，需要操作者随时重新设定ROI的位置和大小并更新，导致检查效率下降。

本发明是鉴于上述问题而提出的，目的在于提供一种搭载ABS系统的X射线图像诊断装置及X射线发生装置的控制方法，该ABS系统无需由操作者进行ROI的设定操作，跟踪受检体位置的移动。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明生成表示受检体的X射线图像的亮度值分布的柱状图，使用生成的柱状图检测X射线图像中由拍摄到受检体的区域构成的受检体区域，并以检测出的受检体区域的亮度值接近预先设定的目标亮度值的方式对规定X射线输出的X射线条件进行决定。

发明效果

根据本发明，无需由操作者进行ROI的设定操作即能够跟踪受检体位置的移动，计算反馈值并进行ABS控制，可以简化操作者的工作。

附图说明

图1是表示本实施方式涉及的X射线图像诊断装置的结构的框图。

图2是本实施方式涉及的X射线透视摄影装置的功能框图。

图3是表示本实施方式涉及的ABS控制的处理流程的流程图。

图4是表示透视图像及基于该透视图像生成的柱状图的说明图，(a)表示透视图像的一个例子，(b)表示将该透视图像的柱状图灰度降低为N位、并将亮度值每隔T取值的柱状图。

图5是表示对应各图像模式的图像柱状图的说明图。

图6是表示从反馈亮度值向X射线条件的变换处理的说明图。

图7是表示反馈亮度值和X射线条件(管电流/管电压)的关系的说明图，(a)表示将厚度不同的受检体在相同X射线条件下照射时受检体厚度、X射线条件(管电流/管电压)、反馈亮度值、反馈电压之间的关系，(b)表示厚度不同的受检体当ABS工作时的受检体厚度、X射线条件(管电流/管电压)、反馈亮度值、反馈电压之间的关系。

图8是用于说明ABS控制效果的说明图。(a)表示反馈亮度值取到低于目标亮度值的值时的柱状图，(b)表示反馈亮度值成为目标亮度值时的柱状图。

图9是表示1帧的透视图像中有金属混入时的柱状图的说明图。

具体实施方式

以下对应用本发明的实施方式进行说明。

本发明的X射线图像诊断装置具备：X射线发生单元，其按照规定X射线的输出的X射线条件发生X射线；X射线检测单元，其检测穿透受检体的X射线，输出穿透X射线信号；图像生成单元，其基于所述穿透X射线信号生成所述受检体的X射线图像，所述X射线图像诊断装置的特征在于，具有：柱状图生成单元，其生成表示所述X射线图像的亮度值分布的柱状图；受检体区域检测单元，其基于所述柱状图检测所述X射线图像中由拍摄到所述受检体的区域构成的受检体区域；X射线条件决定单元，其决定所述X射线条件，以使代表所述受检体区域的亮度值接近预先设定的所述受检体区域的目标亮度值，所述X射线发生单元按照所述决定的X射线的X射线条件发生所述X射线。

另外，所述X射线图像诊断装置的特征为：所述受检体区域检测单元将所述柱状图以任意的亮度值为界线分割为两个数据群，将由各数据群构成的两个类（class）的类间方差值或与该类间方差值联动地增减的指标值为最大时的亮度值作为第一阈值，将小于该第一阈值的数据群作为受检体区域来检测。

另外，所述X射线图像诊断装置的特征为：所述柱状图生成单元进行将灰度降低为比所述X射线图像的位数少的任意位数的处理、或将从所述X射线图像生成的柱状图以预定的亮度值间隔取值的处理中的至少一种，生成处理后柱状图，所述受检体区域检测单元使用所述处理后柱状图进行所述受检体区域的检测。

另外，所述X射线图像诊断装置的特征为：进一步具备反馈亮度值计算单元，其将从所述柱状图中最小亮度值开始相加得到的像素数的总和占所述柱状图的全部像素数的比例为预先定义的第二阈值时的亮度值作为基准亮度值，计算用从所述最小亮度值到所述基准亮度值为止的各亮度值与该亮度值的像素数相乘的值的总和除以从所述最小亮度值到所述基准亮度值为止的像素数的总和所得的值作为反馈亮度值，所述X射线条件决定单元决定所述X射线条件，以使所述反馈亮度值与所述目标亮度值一致。

另外，所述X摄像图像诊断装置的特征为：进一步具备计算所述受检体区域的像素数占所述柱状图的全部像素数的比例的受检体区域比例计算单元，所述反馈亮度值计算单元根据计算出的受检体区域比例，判别所述X射线图像与受检体区域比例不同的至少两个以上图像种类的哪一个对应，决定与各图像种类对应的所述第二阈值。

另外，所述X射线图像诊断装置的特征为：根据拍摄所述X射线图像的技法或部位中的至少一个，决定所述图像种类以及对应各图像种类的所述第二阈值。

另外，所述X射线图像诊断装置的特征为：所述反馈亮度值计算单元将所述柱状图中拍摄到金属的区域的亮度值作为所述最小亮度值，进行所述反馈亮度值的计算。

另外，所述X射线图像诊断装置的特征为：进一步具备反馈电压计算单元，其将所述反馈亮度值换算为电压来计算反馈电压，所述X射线条件决定单元对将所述目标亮度值换算为电压而得的基准电压与所述反馈电压进行比较，当所述反馈电压低于所述基准电压时，变更所述X射线条件以使所述X射线的输出升高；当所述反馈电压高于所述基准电压时，变更所述X射线条件以使所述X射线的输出降低。

另外，所述X射线图像诊断装置的特征为：所述柱状图生成单元生成柱状图，其表示所述X射线图像中比拍摄到限制X射线的照射区域的X射线光阑的区域更靠内侧的区域的亮度值分布。

另外，本发明的X射线发生装置的控制方法的特征为，包含：生成表示受检体的X射线图像的亮度值分布的柱状图的步骤；基于所述柱状图检测所述X射线图像中由拍摄到所述受检体的区域构成的受检体区域的步骤；决定规定X射线输出的X射线条件，以使代表所述受检体区域的亮度值接近预先设定的所述受检体区域的目标亮度值的步骤。

以下参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。对具有相同功能的结构及相同处理内容的步骤附加相同符号，省略对其重复说明。本实施方式中，以将本发明应用于生成由动画图像构成的X射线图像(以下称为“透视图像”)的X射线透视摄影装置10的情况为例进行说明，但也可以将本发明应用于拍摄静止图像的X射线图像摄影装置，本发明同样适用于调整静止图像的亮度、以及应用于进行透视和摄影二者的X射线图像诊断装置。以下基于图1和图2对本实施方式涉及的X射线透视摄影装置的概要结构进行说明。图1是表示本实施方式涉及的X射线透视摄影装置的结构的框图。图2是本实施方式涉及的X射线透视摄影装置的功能框图。

如图1所示，本实施方式涉及的X射线透视摄影装置10具备：X射线球管1，其发生X射线；X射线发生器2，其对X射线球管1输出X射线条件信号(例如表示管电流值、管电压值的信号)；X射线控制装置3，其对X射线发生器2发送用于决定X射线条件的反馈电压信号；X射线平面检测器4，其与X射线球管1对向配置，检测穿透受检体的X射线；X射线平面检测器控制装置5，其进行被检测到的穿透X射线信号的读取处理的控制；图像处理装置6，其基于读取的穿透X射线信号生成透视图像，基于该透视图像计算反馈亮度值并向X射线控制装置3输出；图像显示装置7，其显示透视图像；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；平台9，其放置受检体。

如图2所示，图像处理装置6具备：基于从X射线平面检测器控制装置5输出的穿透X射线信号生成透视图像的图像生成部6a；生成表示所生成的透视图像的各帧的像素值分布的柱状图的柱状图生成部6b；基于柱状图检测各帧中所占的拍摄到受检体的区域(以下称为“受检体区域”)的受检体区域检测部6c；对计算出的受检体区域占透视图像整体的比例进行计算的受检体区域比例计算部6d；在与受检体比例对应的条件下计算反馈亮度值的反馈亮度值计算部6e；对于图像生成部6a生成的透视图像实施用于显示在图像显示装置7上的灰度处理，将显示用图像数据向图像显示装置7输出的显示图像处理部6f。也就是说，图像处理装置6大致分为用于ABS控制的运算处理部(柱状图生成部6b、受检体区域检测部6c、受检体区域比例计算部6d以及反馈亮度值计算部6e)和用于显示图像的显示处理部(显示图像处理部6f)。

另一方面，X射线控制装置3具备将从图像处理装置6接收的反馈亮度值换算为电压(以下称为“反馈电压”)的反馈电压计算部3a。

另外，X射线发生器2具备X射线条件决定部2a，其决定X射线条件(管电流、管电压)，以使从X射线控制装置3接收的反馈电压变为预先确定的使得透视图像的受检体区域为期望的亮度值(以下称为“目标亮度值”)的固定值。本实施方式中，将从目标亮度值换算为电压的基准电压用作所述固定值。

图像生成部6a、柱状图生成部6b、受检体区域检测部6c、受检体区域比例计算部6d、反馈亮度值计算部6e、显示图像处理部6f、反馈电压计算部3a以及X射线条件决定部2a由实现上述各部分的功能的程序和载入该程序并执行的硬件装置构成。

<第一实施方式>

这里，基于图3至图8对第1实施方式进行说明。图3是表示本实施方式涉及的ABS控制的处理流程的流程图。图4是表示透视图像及基于该透视图像生成的柱状图的说明图，(a)表示透视图像的一个例子，(b)表示将该透视图像的柱状图灰度降低为N位、并将亮度值每隔T取值的柱状图。图5是表示对应各图像模式的图像的柱状图的说明图。图6是表示从反馈亮度值向X射线条件的变换处理的说明图。图7是表示反馈亮度值和X射线条件(管电流/管电压)的关系的说明图，(a)表示将厚度不同的受检体在相同X射线条件下照射时受检体厚度、X射线条件(管电流/管电压)、反馈亮度值、反馈电压之间的关系，(b)表示厚度不同的受检体当ABS工作时的受检体厚度、X射线条件(管电流/管电压)、反馈亮度值、反馈电压之间的关系。图8是用于说明ABS控制效果的说明图。(a)表示反馈亮度值取到低于目标亮度值的值时的柱状图，(b)表示反馈亮度值成为目标亮度值时的柱状图。

透视开始后，按照X射线平面检测器控制装置5的读取信号，从X射线平面检测器4读取出透视X射线信号，传递给图像处理装置6。以下，按照图3的各步骤进行说明。

(步骤S10)

步骤S10中，图像生成部6a从X射线平面检测器4获取作为第n帧的基础的穿透X射线信号，生成16位的透视图像数据(S10)。本实施方式中，16位的透视图像数据在为了ABS控制而被输出给柱状图生成部6b的同时，也为了显示灰度处理而被输出给显示图像处理部6f。另外，也可以获取已经生成的16位的透视图像数据。

(步骤S11)

步骤S11中，柱状图生成部6b使用16位的透视图像数据生成柱状图(S11)。

(步骤S12)

受检体区域检测部6c将透视图像数据的灰度从16位降低为N位，将亮度值进行每隔T取值的处理。然后，生成表示降低灰度及间隔取值后的亮度值分布的柱状图(S12)。此时的N位是小于16位的任意灰度。因此，将柱状图灰度从16位降低为N位后，透视图像数据中的任意像素按以下的式(1)转换亮度值。

PV_Nbit=PV_16bit÷2^(16-N)……(1)

PV_Nbit：任意像素的灰度降低为N位后的亮度值

P_16bit：任意像素的16位时的亮度值

本步骤中，降低柱状图灰度的目的是将步骤S13中进行的判别分析法的运算高速化。这是由于判别分析法由于其算法中运算时间取决于柱状图的亮度值范围，因此通过降低灰度使得亮度值范围变小，由此缩短了运算时间。

另外，为了运算时间的进一步高速化，将灰度降低为N位的柱状图上的亮度值以等间隔每隔T对亮度值进行取值，由此能够进一步高速化。

本步骤中进行的降低为N位的灰度降低处理及间隔取值处理并非不可或缺，也可以省略。这种情况下，处理从步骤S11进入步骤S13。

(步骤S13)

受检体区域比例计算部6d基于N位、且亮度值被每隔T取值的柱状图检测受检体区域(S13)。本步骤中，以N位、且亮度值被每隔T取值的柱状图上任意的亮度值为界线将柱状图分割为2部分，分别作为类1和类2，求出使得类间方差最大的亮度值作为阈值。具体来说，求出通过下式(2)计算的类间方差Δ1的值为最大时的亮度值PV_threshold。

Δ1={ω₁(μ₁-μ_a)²+ω₂(μ₂-μ_a)²}/(ω₁+ω₂)……(2)

Δ1：类间方差值

ω₁：类1的像素数

ω₂：类2的像素数

μ₁：类1的平均亮度值

μ₂：类2的平均亮度值

μ_a：图像全体的平均亮度值

还有，式(2)右边的分母(ω₁+ω₂)表示1幅(即1帧)透视图像的全像素数，这个值在构成透视图像的所有帧中是相同的值。因此，在求类间方差Δ1为最大时的亮度值PV_threshold时也可以省去式(2)右边除以(ω₁+ω₂)的运算，使用下述的式(2-1)。式(2-1)是求与类间方差联动的指标值Δ2的式子，而Δ2为最大时类间方差Δ1也为最大。用式(2-1)取代式(2)，能够省略除以(ω₁+ω₂)的运算，能够实现更高速的运算处理。

Δ2=ω₁(μ₁-μ_a)²+ω₂(μ₂-μ_a)²……(2-1)

Δ2：与类间方差值联动的指标值

ω₁：类1的像素数

ω₂：类2的像素数

μ₁：类1的平均亮度值

μ₂：类2的平均亮度值

μ_a：图像全体的平均亮度值

图4的(a)表示显示在图像显示装置7上的透视图像20，(b)是将表示16位的透视图像20的像素值分布的柱状图灰度降低为N位、且将亮度值每隔T取值的柱状图25。表示由16位数据构成的透视图像20的所有像素值分布的柱状图也与柱状图25相同，呈现由直接射线区域21和受检体区域22的像素值的差造成的双峰性。

透视图像20由X射线直接入射到X射线平面检测器4上的直接射线区域21和X射线穿透受检体入射到X射线平面检测器4上的受检体区域22组成。该透视图像20的柱状图25具有双峰性，其由主要构成直接射线区域21的像素的高亮度值分布的区域和构成受检体区域22的像素的亮度值分布的区域组成。这时，类间方差为最大的亮度值PV_threshold是两个峰之间的谷部分。因此，能够将PV_threshold以上的亮度值的数据群识别为直接射线区域26，将小于PV_threshold的亮度值的数据群识别为受检体区域27。

(步骤S14)

受检体区域比例计算部6d基于柱状图25求出PV_threshold，求出直接射线区域26。其后，受检体区域比例计算部6d基于下式(3)求出受检体区域27占柱状图25全体的比例W(%)(S14)。

W(%)=C_sp÷C_all……(3)

W：相对于柱状图25全体计算出的受检体区域27的比例

C_sp：柱状图25内的受检体区域27的像素数

C_all：柱状图25全体的像素数

(步骤S15)

反馈亮度值计算部6e基于受检体区域比例计算部6d计算出的受检体区域27的比例W(%)，分类为与受检体区域比例对应的多个图像模式(S15)。本步骤中，将受检体区域比例为X₁%以上的定义为受检体区域比例高的图像，将X₂%以上且小于X₁%的定义为中间图像，将小于X₂%的定义为受检体区域比例低的图像，将受检体区域27的比例W(%)与用于各定义的条件比较，判断与3种图像模式的哪一个一致，进行条件分支（S15）。若是受检体区域比例高的图像则转至步骤S16，若是中间图像则转至步骤S17，若是受检体区域比例低的图像则转至步骤S18。

(步骤S16～S18)

反馈亮度值计算部6e设定根据各图像模式而确定的、用于p-分位数法运算的P₁、P₂、P₃的值(S16～S18)。p-分位数法的细节在以下的步骤S19中说明。

上述P₁、P₂、P₃的值，预先实验性地求出各图像模式(本实施方式中为受检体区域比较大的图像、中间图像、受检体区域比较小的图像这3种图像模式)中最合适的X射线输出，调整使得与该输出相同并决定。

这里，P₁是根据受检体区域W(%)被包含X₁以上的、受检体区域比例比较高的图像模式求出的值。P₂是根据受检体区域W(%)被包含X₂以上而小于X₁的、中间图像模式求出的值。P₃是根据受检体区域W(%)被包含小于X₂的、受检体区域比例比较低的图像模式求出的值。图5表示各图像模式的柱状图。

各柱状图中的虚线L表示PV_threshold。柱状图28是1帧透视图像中受检体区域比例高的图像的柱状图，因此当比较属于虚线L左右各区域的频率总和时，属于虚线L的左侧、即受检体区域的频率总和比属于右侧、即直接射线区域的频率总和大。柱状图29是1帧透视图像中受检体区域比例低的图像的柱状图，因此当比较属于虚线L左右各区域的频率总和时，与属于虚线L的左侧、即受检体区域的频率总和相比，属于右侧、即直接射线区域的频率总和更大。柱状图30是中间图像，因此属于虚线L左右各区域的频率总和大致相等。

这样，不同的图像会导致受检体区域比例的大小发生变化，对应该受检体比例的大小，应用P₁、P₂、P₃中的某个值。P₁、P₂、P₃的大小关系与受检体区域比例的大小联动，为P₁>P₂>P₃。因此，本步骤中，判定在步骤S15计算的受检体区域的比例W(%)是X₁以上(相当于条件A)、还是X₂以上而小于X₁(相当于条件B)、还是小于X₂(相当于条件C)，若相当于条件A则设定阈值P₁%，若相当于条件B则设定阈值P₂%，若相当于条件C则设定阈值P₃%。

(步骤S19)

反馈亮度值计算部6e用由步骤S11中得到的16位的透视图像数据构成的柱状图数据和步骤S16～S18中设定的P₁、P₂、P₃中的某个值进行根据下式(4)所示的p-分位数法的运算处理，计算基准亮度值PV_percent。接着，反馈亮度值计算部6e应用下式(5)计算出的基准亮度值PV_percent，计算用于反馈的反馈亮度值PV_ABS(S19)。

首先，从p-分位数法开始说明。p-分位数法是一种图像处理的二值化处理方法，如下式(4)所示，在1幅图像的柱状图中，从亮度值0开始将像素数相加起来，计算相加后的像素数占全像素数的比例为P%时的基准亮度值PV_percent。

P(%)=(PC_count÷PC_all)×100……(4)

P：设定的比例(即步骤S16～S18中设定的P₁、P₂、P₃中的某个值)

PC_count：从亮度值0开始相加的像素数的总和

PC_all：1张图像的像素数总和

例如，在受检体区域比例高的图像的情况下，式(4)左边为P₁的值。并且，从亮度值0开始相加的像素数的总和占1张图像的像素数总和的比例为P₁(%)时的亮度值为基准亮度值PV_percent。

然后，反馈亮度值计算部6e将计算出的基准亮度值PV_percent应用于下式(5)，计算反馈亮度值PV_ABS。

${\mathrm{PV}}_{\mathrm{abs}}=\frac{\underset{k=0}{\overset{k={\mathrm{PV}}_{\mathrm{percent}}}{\mathrm{\&Sigma;}}}({\mathrm{PC}}_k\&times;k)}{\underset{k=0}{\overset{k={\mathrm{PV}}_{\mathrm{percentr}}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{PC}}_k}......\left(5\right)$

PV_ABS：ABS反馈亮度值

K：任意的亮度值(0～16383)

PC_k：亮度值k下的像素数

PV_percent：根据p-分位数法计算出的亮度值

(步骤S20)

反馈亮度值计算部6e将步骤19中计算的PV_ABS作为ABS反馈亮度值信号(以下称为“反馈值信号”)送给X射线控制装置3，由X射线控制装置3内的反馈电压计算部3a接收。反馈电压计算部3a将接收的ABS反馈亮度值PV_ABS换算为反馈给X射线发生器2的电压(以下称为“反馈电压”。)。X射线发生器2的X射线条件决定部2a将反馈电压与预先确定的基准电压比较，如果反馈电压低于基准电压则逐渐升高当前的X射线条件(管电压、管电流的组合)，调整为使其与基准电压(例如5V)匹配。相反，如果反馈电压高于基准电压则逐渐降低当前的X射线条件(管电压、管电流的组合)，调整为使其与基准电压(例如5V)匹配(S20)。

基于图6，对从反馈亮度值到X射线条件的转换进行说明。图6中，基准电压为Y_ref[V]，当反馈电压与Y_ref[V]相等时判定为进行了合适的亮度调整。

图6中，反馈亮度值计算部6e根据当前的透视图像(第n帧)表示PV_ABS=X₁，反馈电压计算部3a基于此将反馈亮度值X₁换算为反馈电压Y₁[V]。Y₁[V]比Y_ref[V]小时，X射线条件决定部2a将基准电压Y_ref[V]与反馈电压Y₁[V]进行比较，将当前的X射线条件(mA₁，kV₁)升高为(mA₂，kV₂)(其中，mA₁<mA₂，kV₁<kV₂)。然后，第n+1帧的透视图像根据新的X射线条件(mA，kV)=(mA₂，kV₂)拍摄。基于第n+1帧计算的反馈亮度值PV_ABS=X₂换算为反馈电压，即为Y₂[V]。Y₂[V]与Y_ref[V]为等值(Y₂[V]=Y_ref[V])时，反馈电压与基准电压一致，因此X射线条件决定部2a判定为X射线条件不需要变更。由此，第n+2帧在(mA，kV)=(mA₂，kV₂)下拍摄。如上所述，反馈亮度值PV_ABS与反馈电压具备1对1的对应关系，但反馈亮度值PV_ABS与X射线条件(管电压、管电流)不具备1对1的对应关系。

基于图7说明反馈亮度值PV_ABS与X射线条件(管电压、管电流)的关系。在相同X射线条件下拍摄厚度不同的受检体时，由于穿透X射线信号强度不同，对于不同的受检体厚度表示出不同的反馈亮度值及反馈电压。例如图7(a)中，在相同的X射线条件(管电流、管电压)=(mA₂₀，kV₂₀)下拍摄受检体厚度20cm的受检体和厚度10cm的受检体时，前者为反馈亮度值X₃及反馈电压Y₃[V]，后者为反馈亮度值X₄及反馈电压Y₄[V](其中，X₃<X₄，Y₃[V]<Y₄[V])。

这里，当ABS(自动亮度调整)为了使拍摄厚度不同的受检体的透视图像表示固定的亮度值而工作时，如图7的(b)所示，对于不同的受检体厚度也表示相同的反馈亮度值、反馈电压。也就是说，在反馈亮度值PV_ABS=X₃和反馈电压=Y₃[V]为固定的条件下，要让穿透X射线强度为固定，则受检体厚度相对更薄的一方更需要降低X射线强度。因此，与受检体厚度20cm的X射线条件(管电流、管电压)=(mA₂₀，kV₂₀)相比，受检体厚度10cm的X射线条件需要降低。由此，对于受检体厚度10cm的受检体，应用(管电流、管电压)=(mA₁₀，kV₁₀)作为X射线条件(其中，mA₁₀<mA₂₀，kV₁₀<kV₂₀)。

本实施方式中，使用管电流与管电压的组合作为X射线条件来进行说明，但也可以仅将管电压或管电流升高降低来变更X射线条件。

(步骤S21)

X射线发生器2将新决定的X射线条件信号向X射线球管1输出，按照这个新的X射线条件进行第n+1帧透视图像的拍摄(S21)。

对于本实施方式涉及的ABS控制的效果，以反馈亮度值PV_ABS为低于目标亮度值的值的情况为例进行说明。本实施方式中，如果反馈亮度值PV_ABS为低于目标亮度值的值，则进行控制以便升高管电流及管电压。关于此时的效果，基于图8进行说明。

图8(a)所示的柱状图31中，由于反馈亮度值PV_ABS低于目标亮度值(换句话说，由于反馈电压低于基准电压)，透视图像中的受检体区域的像素亮度范围狭窄，直接射线区域的像素亮度也相对不高(小于1000)。以使该柱状图31的反馈亮度值PV_ABS与目标亮度值一致的方式变更X射线条件(例如升高管电流及管电压)，拍摄透视图像。表示该透视图像的亮度值分布的柱状图32(参照图8(b))中，与柱状图31相比，亮度值分布整体向高亮度方向移动，且柱状图32所示的亮度值的分布范围更广。

现有的ABS中，当改变想要进行透视拍摄的部位时，对每个部位改变ROI的形状和大小等，与此相对，根据本实施方式，与ROI的形状和大小无关，对每个透视图像检测柱状图上的受检体区域，使用受检体区域的亮度值计算对ABS的反馈亮度值，因此，即使受检体位置移动时也无需操作者进行用于ROI重新设定的操作，能够让X射线条件跟踪受检体位置的移动。另外，在透视图像中包含直接射线区域那样发生光晕的区域时，也能够排除直接射线区域的影响，以目的亮度值拍摄、显示受检体区域。另外，本实施方式中使用了反馈亮度值作为代表受检体区域区域的亮度值，但也可以将受检体区域的平均亮度值、受检体区域的亮度值分布的中间值作为代表值，决定X射线条件以使该代表值与目标亮度值一致。

<第二实施方式>

第二实施方式中，让第一实施方式的步骤S15中使用的X₁、X₂的值以及步骤S16～S18中设定的P₁、P₂、P₃的值对不同技法和不同部位具有不同的值。这是由于不同技法导致柱状图的结构变化，还有即使用相同的技法，骨骼和脏器等要观察的对象不同时导致亮度值不同，因此变更X射线条件更能够实现目标亮度值。

<第三实施方式>

第三实施方式是受检体区域内有金属显影时减轻该金属造成的影响的实施方式。具体来说，将第一实施方式的步骤S19中进行的p-分位数法运算中使用的式(4)进行如下式(6)的变形。

P(%)={(PC_count metal÷(PC_all－PC_under metal)}×100……(6)

PC_count metal：从亮度值M_threshold开始相加的像素数总和

PC_under metal：亮度值M_threshold以下的像素数总和

这里，M_threshold是金属亮度阈值。

关于第三实施方式，基于图9进行说明。图9是表示1帧透视图像中有金属混入时的柱状图的说明图。金属是难以让X射线穿透的物质，因此柱状图中的金属部分的亮度值区域33为低值。这种情况下，如果使用第一实施方式中说明的式(4)实施p-分位数法，则在计算反馈亮度值时金属显影的像素的亮度值成为运算对象。由此，反馈亮度值PV_ABS不再是合适的值，X射线输出上升，产生曝光过度的图像。因此，通过设定金属亮度阈值34(以下记载为“M_threshold”)，在p-分位数法的运算中将PC_count从M_threshold开始相加。这样能够将1帧透视图像中包含的金属从反馈值计算的对象中排除，计算出反馈亮度值PV_ABS，作为不受金属影响的合适的值。

<第四实施方式>

第四实施方式是在第一实施方式的基础上，使用用于限制X射线照射野区域的X射线光阑的位置信息，将透视图像中X射线光阑显影的像素的亮度值从作为反馈亮度值PV_ABS的运算对象的像素中去除的实施方式。X射线球管1中放入X射线光阑时，1帧透视图像中的有效图像部分是透视图像中拍摄到X射线光阑的区域的内侧。但是第一实施方式中将1帧透视图像中的全部像素作为ABS的反馈对象，因此将插入X射线照射野中的光阑的部分误认作受检体区域，受其影响，向ABS反馈的反馈亮度值PV_ABS不再是合适的值(值变低)，无法进行合适的ABS控制。

因此，在系统控制装置8中预先设置光阑位置检测装置8a，其检测安装在X射线球管1中的X射线光阑的实际位置信息。柱状图生成部6b使用实际位置信息求出在图像生成部6a生成的1帧透视图像中拍摄到X射线光阑的区域的位置。然后，使用比透视图像中拍摄到X射线光阑的区域更靠内侧的图像生成柱状图，进行步骤S12以下的处理。

根据本实施方式，将拍摄到X射线光阑的区域的像素排除来计算反馈亮度PV_ABS，因此对于包含光阑的透视图像也能够进行合适的ABS控制。

符号说明

1X射线球管，2X射线发生器，3X射线控制装置，4X射线平面检测器，5X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平台，10X射线透视摄影装置

Claims (10)

1.一种X射线图像诊断装置，具备：X射线发生单元，其按照规定X射线的输出的X射线条件发生X射线；X射线检测单元，其检测穿透受检体的X射线，输出穿透X射线信号；图像生成单元，其基于所述穿透X射线信号生成所述受检体的X射线图像，所述X射线图像诊断装置的特征在于，

具有：柱状图生成单元，其生成表示所述X射线图像的亮度值的分布的柱状图；受检体区域检测单元，其基于所述柱状图检测所述X射线图像中由拍摄到所述受检体的区域构成的受检体区域；X射线条件决定单元，其决定所述X射线条件，以使代表所述受检体区域的亮度值接近预先设定的所述受检体区域的目标亮度值，

所述X射线发生单元按照所述决定的X射线条件发生所述X射线。

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，

所述受检体区域检测单元将所述柱状图以任意的亮度值为界线分割为两个数据群，将由各数据群构成的两个类的类间方差值或与该类间方差值联动增减的指标值为最大时的亮度值作为第一阈值，检测小于该第一阈值的数据群作为受检体区域。

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，

所述柱状图生成单元进行将灰度降低为比所述X射线图像的位数少的任意位数的处理、或将从所述X射线图像生成的柱状图以预定的亮度值间隔取值的处理中的至少一种，生成处理后柱状图，

所述受检体区域检测单元使用所述处理后柱状图进行所述受检体区域的检测。

4.根据权利要求1所述的X射线图像诊断装置，其特征在于，

进一步具备反馈亮度值计算单元，其将从所述柱状图中最小亮度值开始相加得到的像素数的总和占所述柱状图的全部像素数的比例为预先定义的第二阈值时的亮度值作为基准亮度值，将从所述最小亮度值到所述基准亮度值为止的各亮度值与该亮度值的像素数相乘的值的总和除以从所述最小亮度值到所述基准亮度值为止的像素数的总和，计算所得到的值作为反馈亮度值，

所述X射线条件决定单元决定所述X射线条件，以使所述反馈亮度值与所述目标亮度值一致。

5.根据权利要求4所述的X射线图像诊断装置，其特征在于，

进一步具备计算所述受检体区域的像素数占所述柱状图的全部像素数的比例的受检体区域比例计算单元，

所述反馈亮度值计算单元根据计算出的受检体区域比例，判别所述X射线图像与至少两个以上受检体区域比例不同的图像种类的哪一个对应，决定与各图像种类对应的所述第二阈值。

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，

根据拍摄所述X射线图像的技法或部位中的至少一个来决定对应于各图像种类的所述第二阈值。

7.根据权利要求4所述的X射线图像诊断装置，其特征在于，

所述反馈亮度值计算单元将所述柱状图中拍摄到金属的区域的亮度值作为所述最小亮度值，进行所述反馈亮度值的计算。

8.根据权利要求4所述的X射线图像诊断装置，其特征在于，

进一步具备反馈电压计算单元，其将所述反馈亮度值换算为电压并计算反馈电压，

所述X射线条件决定单元将从所述目标亮度值换算为电压所得的基准电压与所述反馈电压进行比较，当所述反馈电压低于所述基准电压时，以使所述X射线的输出升高的方式变更所述X射线条件，当所述反馈电压高于所述基准电压时，以使所述X射线的输出降低的方式变更所述X射线条件。

9.根据权利要求1所述的X射线图像诊断装置，其特征在于，

所述柱状图生成单元生成柱状图，该柱状图表示所述X射线图像中比拍摄到限制X射线的照射区域的X射线光阑的区域更靠内侧的区域的亮度值的分布。

10.一种X射线发生装置的控制方法，其特征在于，包含：

生成表示受检体的X射线图像的亮度值的分布的柱状图的步骤；

基于所述柱状图检测所述X射线图像中由拍摄到所述受检体的区域构成的受检体区域的步骤；以及

对规定X射线的输出的X射线条件进行决定，以使代表所述受检体区域的亮度值接近预先设定的所述受检体区域的目标亮度值的步骤。

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