(57)【要約】【課題】差分ファイルにデータ破損等の問題があった場合においても再構成画像を正しく生成・高精細表示できる医用画像処理装置および医用画像参照装置を提供すること。【解決手段】本実施形態の医用画像処理装置は、医用画像を参照する医用画像参照装置と医用画像を生成する医用画像処理装置とがネットワークで接続され、医用画像を保管する医用画像保管部と、医用画像を保管する医用画像保管部と、前記医用画像間の差分画像を生成し、前記医用画像と前記差分画像とを時系列に前記医用画像参照装置へ送信する画像送信部と、を備え、前記画像送信部は、操作者の画像めくり速度、前記ネットワークの回線速度、前記医用画像参照装置側での医用画像処理速度の少なくとも１つに関する参照情報に基づいて、前記医用画像と前記差分画像の配分量を変える画像混合部を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
医用画像を参照する医用画像参照装置と医用画像を生成する医用画像処理装置とがネットワークで接続され、
医用画像を保管する医用画像保管部と、
前記医用画像間の差分画像を生成し、前記医用画像と前記差分画像とを時系列に前記医用画像参照装置へ送信する画像送信部と、を備え、
前記画像送信部は、操作者の画像めくり速度、前記ネットワークの回線速度、前記医用画像参照装置側での医用画像処理速度の少なくとも１つに関する参照情報に基づいて、前記医用画像と前記差分画像の配分量を変える画像混合部を有する医用画像処理装置。
【請求項２】
前記画像混合部は、前記医用画像保管部から前記医用画像のオリジナル画像を取得し、時間的に隣接するオリジナル画像間の差分画像から差分ファイルを作成し、前記参照情報に基づいて、オリジナル画像を差分ファイルに置き換える配分量を計算し、前記配分量にもとづいてオリジナル画像と差分ファイルを圧縮して混合した混合画像データを生成する請求項１記載の医用画像処理装置。
【請求項３】
前記参照情報の医用画像処理速度は、前記医用画像参照装置において前記医用画像のオリジナル画像を再構成する処理能力であって、前記医用画像参照装置毎に対応する再構成処理能力の標準値を使用する請求項１記載の医用画像処理装置。
【請求項４】
前記参照情報の画像めくり速度は、前記医用画像が撮影された画像診断装置毎に対応する画像めくり速度の標準値を使用する請求項１記載の医用画像処理装置。
【請求項５】
前記医用画像参照装置は、前記医用画像処理装置とシンクライアント接続され、
前記画像送信部は、前記医用画像参照装置からの要求に基づいて、前記医用画像と差分画像を混合した混合画像データを送信する請求項１記載の医用画像処理装置。
【請求項６】
操作者の画像めくり速度を測定するめくり速度計測部と、
前記めくり速度計測部で測定された画像めくり速度を前記医用画像処理装置へ送信し、前記医用画像処理装置から前記混合画像データを受信する送受信部と、
前記受信した混合画像データから、前記医用画像を再構成する再構成部と、
を有する請求項５記載の医用画像参照装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、医用画像の撮影・保管・生成・参照などを行う医用画像処理装置および医用画像参照装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＴ（Computed Tomography）装置などの医用画像撮影装置においては、スライス幅を小さくすることにより、より多くのスライス断面像を取得し高精細な医用画像を提供する努力がなされている。このような医用画像の高精細化は異常部位の正確で迅速な診断、および誤診断の防止などに非常に重要である。
【０００３】
また、画像生成処理などのアプリケーションソフトを集中的にサーバ側で実行するシンクライアント技術が期待されている。このシンクライアント技術は、ネットワーク経由で画像表示を行うため、遠隔読影では表示性能や機能の制約などへの懸念がある。このシンクライアント技術を遠隔読影などの医用画像情報システムに適用する場合、高精細化された医用画像は大容量なため、回線の帯域や、遅延の影響を受ける可能性がより高くなる。
【０００４】
医用画像保管装置より医用画像をダウンロードして表示する際、スライス画像の枚数が多いとダウンロードに時間がかかる。このため、医用画像保管装置にてスライス画像間の差分ファイルを作成し、最初のオリジナル画像と差分ファイルを送信する。これにより送信する全体のファイルサイズを小さくし、ダウンロード時間を短縮する技術がある。
【０００５】
しかし、差分ファイルにデータ破損等の問題があった場合、エラーが蓄積し、それ以降の再構成画像が正しく作成されないという問題がある。また、ネットワーク状況やクライアント側の端末性能などに基づいて、ファイルサイズを高精細表示用に最適化していないという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２７９３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、上記問題を解決し、差分ファイルにデータ破損等の問題があった場合においても再構成画像を正しく生成・高精細表示できる医用画像処理装置および医用画像参照装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するために、本実施形態の医用画像処理装置は、医用画像を参照する医用画像参照装置と医用画像を生成する医用画像処理装置とがネットワークで接続され、医用画像を保管する医用画像保管部と、医用画像を保管する医用画像保管部と、前記医用画像間の差分画像を生成し、前記医用画像と前記差分画像とを時系列に前記医用画像参照装置へ送信する画像送信部と、を備え、前記画像送信部は、操作者の画像めくり速度、前記ネットワークの回線速度、前記医用画像参照装置側での医用画像処理速度の少なくとも１つに関する参照情報に基づいて、前記医用画像と前記差分画像の配分量を変える画像混合部を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係るシステム構成のブロック構成図。
【図２】同実施形態に係る医用画像処理装置のブロック構成図。
【図３】同実施形態に係る医用画像参照装置のブロック構成図。
【図４】同実施形態に係る医用画像生成部のブロック構成図。
【図５】同実施形態に係る混合画像データの概念図。
【図６】同実施形態の参照情報記憶部に保存される参照情報の例。
【図７】同実施形態に係る医用画像処理装置と医用画像参照装置と間で処理されるワークフロー図。
【図８】同実施形態に係るＤＩＣＯＭデータセットの構成図。
【図９】同実施形態にＤＩＣＯＭタグの使用例。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について図１から図９を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１１】
図１は、本実施形態に係るシステム構成のブロック構成図である。ＣＴ（Computed Tomography）やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置など被検体の医用画像を撮影する医用画像撮影装置１００、医用画像を管理・保存するＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）などに代表される医用画像保管装置２００、医用画像を閲覧・参照するための医用画像参照装置３００、および医用画像を医用画像参照装置で閲覧可能な医用画像に変換する医用画像処理装置４００がネットワーク５００で接続されている。
【００１２】
本実施形態では、医師などの操作者は医用画像参照装置３００を使用して閲覧したい医用画像を参照する。そして医用画像処理装置４００は、医用画像保管装置２００から参照すべき医用画像を取得した後、医用画像参照装置３００の性能、ネットワークの回線状況、操作者の画像操作情報など考慮して医用画像参照装置３００に最適化した容量の医用画像データを送信する。なお、点線で示すように、医用画像処理装置４００は、医用画像保管装置２００内に含まれてもよいし、医用画像撮影装置１００内に医用画像処理装置４００の機能を組み込んでもよい。また、本実施形態の医用画像参照装置３００は、医用画像処理装置４００をサーバとするシンクライアント接続される端末装置であると仮定する。また、医用画像データは、所定のスライス幅でスライスされた複数の断面像からなる医用画像データ（スライス画像）を仮定している。しかしこの仮定は限定するものではない。
【００１３】
図２は、医用画像処理装置のブロック構成図である。医用画像処理装置４００は、医用画像保管部４０１、医用画像生成部４０２、参照情報記憶部４０３、送受信部４０４、めくり速度取得部４０５、および回線速度計測部４０６を有する。
【００１４】
医用画像保管部４０１は、医用画像処理装置４００内に配置されたＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＤＤ（solid state drive）をはじめとする各種記憶装置に医用画像を保存する。または、ＰＡＣＳなどに代表される医用画像保管装置２００、ＣＴ装置やＭＲＩ装置などの医用画像撮影装置１００から直接取得する。このため、図２では、符号４０１の他に符号２００、１００を合わせて記している。
【００１５】
医用画像生成部４０２は、医用画像保管部４０１から取得した医用画像について、隣接するオリジナル画像間（スライス画像間）の差分画像（各画素の画素値の差分値）から差分ファイルを生成し、医用画像参照装置３００における医用画像の再構成能力、回線速度、操作者の画像操作情報などを含む参照情報のうち、少なくとも１つ以上の参照情報に基づいて、オリジナル画像を差分ファイルに置き換える配分量を算出し、オリジナル画像と差分ファイルをこの配分量に基づいて時系列に配置した混合画像データを生成する。なお、混合画像データは圧縮形式を含む。
【００１６】
参照情報記憶部４０３は、医用画像参照装置３００のハードウエアおよびソフトウエアの画像処理速度などから算出される医用画像の再構成能力、使用しているネットワークの回線速度、操作者の画像操作情報などのを参照情報をデータベースとして保存し、医用画像処理装置４００に接続する全ての医用画像参照装置３００に対する参照情報を記憶する。
【００１７】
送受信部４０４は、医用画像生成部４０２で生成されたオリジナル画像と差分ファイルの混合画像データを、ネットワーク５００を介して医用画像参照装置３００に送信する。
【００１８】
めくり速度取得部４０５は、医用画像参照装置３００側で行なわれる操作者の画像めくり速度を取得する。この画像めくり速度の値を参照情報記憶部４０３に保存し、参照情報として逐次新しい値に反映する。
【００１９】
回線速度計測部４０６は、ネットワーク５００の回線速度のうち、下り（医用画像処理装置４００から医用画像参照装置３００への方向）の回線速度を取得する。この回線速度の値を参照情報記憶部４０３に保存し、参照情報として逐次新しい値に反映する。
【００２０】
図３は、医用画像参照装置のブロック構成図である。医用画像参照装置３００は、操作部３０１、めくり速度計測部３０２、送受信部３０３、再構成部３０４、および表示部３０５を有する。
【００２１】
操作部３０１には、画像操作のためのマウス、各種機能キーを備えたキーボード、トラックボールなどのユーザインタフェースデバイスが接続され、これらの使用によって行われた医用画像の閲覧・参照などの画像操作情報を記憶する。なお、医用画像参照装置３００がタブレット端末などのタッチパネルを有するものであれば、スワイプ操作などのジェスチャ操作もこれに含まれる。
【００２２】
めくり速度計測部３０２は、操作部３０１で行われる画像めくり速度を画像操作情報を基に計測する。そして送受信部３０３は、この画像めくり速度を、ネットワーク５００を介して医用画像処理装置４００に送信して通知する。また、医用画像処理装置４００から送信されるオリジナル画像と差分ファイルの混合画像データを受信する。
【００２３】
再構成部３０４は、送受信部３０３で受信したオリジナル画像と差分ファイルの混合画像データを伸長し、オリジナル画像を差分ファイルに基づいて再構成する。
【００２４】
表示部３０５は、再構成部３０４で再構成されたオリジナル医用画像をモニタ（図示しない）などに出力して表示する。これにより操作者が行う画像めくりに応じた画面表示がリアルタイムに得られる。
【００２５】
図４は、医用画像生成部のブロック構成図である。また、図５は、オリジナル画像と差分ファイルで構成される混合画像データの概念図、図６は、参照情報記憶部に保存される参照情報の例である。これらの図を参照し、本実施形態の混合画像データの作成について説明する。
【００２６】
図４に示すように、医用画像生成部４０２はオリジナル画像取得部４１、差分ファイル作成部４２、差分枚数計算部４３、画像混合部４４を有している。
【００２７】
オリジナル画像取得部４１は、医用画像保管部４０１から参照すべき医用画像のオリジナル画像（スライス画像）を取得し、それを一時的にバッファに保持する。この時、参照すべき医用画像ファイルに含まれる全スライス画像を取得してもよいし、混合画像データを順次作成するために必要数のスライス画像を保持するＦＩＦＯ（First In First Out）のようなバッファに保存してもよい。
【００２８】
差分ファイル作成部４２は、オリジナル画像取得部４１から取得したスライス画像のうち、隣接するスライス画像について各画素に対して差分値を求め、これを差分ファイルとして作成する。この時、医用画像参照装置３００からの要求に基づいて、差分ファイルの生成を行っても良いし、検査オーダを受信した時点で、あらかじめ参照すべき医用画像のスライス画像について全ての差分ファイルを生成しておいてもよい。
【００２９】
差分枚数計算部４３は、参照情報記憶部４０３に保存されている参照情報をもとに、医用画像の伝送データ量削減に必要な差分ファイルの枚数を計算する。
【００３０】
図６に示すように、参照情報記憶部４０３に保存される参照情報のテーブルは、医用画像処理装置４００にログインする医用画像参照装置３００の端末ＩＤ（identifier）、ネットワーク５００内で個々の医用画像参照装置３００に付与されているＩＰ（Internet Protocol）アドレス、ネットワーク５００における回線速度（下り）、医用画像参照装置３００に搭載されている装置スペック（例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）能力、メモリ搭載量、画像処理アプリケーション）などから見積もられる再構成処理能力、医用画像撮影装置１００で撮影された画像種別ごとに設定された画像めくり速度（標準値）および、めくり速度取得部４０５で取得したリアルタイムな画像めくり速度（測定値）の項目を有している。
【００３１】
具体的には、端末ＩＤがＡＡＡの医用画像参照装置３００でＣＴ画像を閲覧するのであれば、ＩＰアドレスは１９２．１６８．Ｘ．Ａ（Ｘ、Ａは、０〜２５５までの数字）、回線速度は１ＭＢ／秒、再構成能力は１００枚／秒、めくり速度（標準値）は３枚／秒という参照情報が参照される。
【００３２】
このように画像めくり速度には、標準値と測定値の２つがあるが、標準値だけを選択して使用してもよいし、測定した画像めくり速度が標準値を超える場合などでは標準値から測定値に切り替えて使用することができる。さらには、読影の目標スピードとして手動にて任意の値を設定できるようにしてもよい。このように画像めくり速度は、状況に応じ、最適な値を選択して使用する。
【００３３】
画像混合部４４は、オリジナル画像と差分ファイルの混合を行い、混合画像データを作成する。図に５に示すように、混合画像データは、最初にオリジナル画像５０１を配置し、その後、参照情報に基づいて計算された差分ファイル群５０２が時系列に配置される。そしてオリジナル画像５０１と差分ファイル群５０２の混合画像データが繰り返される。ここでｔは時間である。この時、オリジナル画像と次のオリジナル画像との時間間隔をオリジナル画像送信間隔と定義する。このオリジナル画像送信間隔は、参照情報の変化によって刻々と変化する。
【００３４】
差分ファイル５０２は、画素値の変化が少ないことから、情報ビット数を圧縮することができる。医用画像の場合、この圧縮は可逆的なものが好ましいが、用途によっては非可逆的な圧縮方法を用いてもよい。スライス幅が小さくなればなるほど、差分ファイル５０２の画素値変化は少なくなることから、大きな圧縮率が期待できる。また同時に、オリジナル画像５０１についても圧縮を行ってもよい。
【００３５】
ここで、差分枚数計算部４３で算出される差分ファイル枚数について具体的に算出する。例えば、図６の端末ＩＤ、ＡＡＡについて計算してみる。この時、回線速度１ＭＢ／秒、再構成処理能力１００枚／秒  画像めくり速度（測定値）１０枚／秒、オリジナル画像サイズ（ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）フォーマット）２００ＫＢ／枚、差分ファイルサイズ５０ＫＢ／枚とする。
【００３６】
オリジナル画像サイズが２００ＫＢ／枚、回線速度が１ＭＢ／秒の場合では、５枚／秒の転送能力がある。しかし、画像めくり速度が１０枚／秒であるため、全てオリジナル画像を送信したのでは間に合わず、再構成処理が不完全となる。この結果、コマ落ちや画像エラーなどが生じることになる。
【００３７】
ここでオリジナル画像を１枚送信後、差分ファイルをＸ枚送ると仮定し、この時の画像めくり速度１０枚／秒を満たす最小のＸを以下に示す（１）式にて算出する。
【数１】
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【００３８】
上記（１）式を用いると、約Ｘ＞２．５となるから、条件を満たす最小の整数Ｘは３となる。すなわち、差分ファイル３枚送るたびにオリジナル画像１枚を送れば、画像めくり速度１０枚／秒が達成できることになる。なお、上記に示した計算方法は例であっては別の計算方法を用いてもよい。
【００３９】
以上のようにして構成された、医用画像処理装置４００と医用画像参照装置３００との動作について図７のワークフローを用いて説明する。
【００４０】
まず、ステップＳＴ７０１では、操作者は、医用画像参照装置３００の操作部３０４から画像参照要求を行う。この画像参照要求は、送受信部３０３を介して医用画像処理装置４００の送受信部４０４に送信され、医用画像生成部４０２に通知される。
【００４１】
ステップＳＴ７０２では、画像参照要求を行った参照端末情報を取得する。参照端末情報は医用画像参照装置３００から直接医用画像処理装置４００に送信してもよいし、ＩＰアドレス、ＭＡＣ（Media Access Control address）アドレス、ユーザエージェント情報などに関連付けがなされたデータベースから医用画像参照装置３００の端末情報（搭載ＣＰＵ、メモリ搭載量など）を取得してもよい。これにより医用画像参照装置３００の再構成能力が見積もられる。
【００４２】
そして参照要求を行った医用画像参照装置３００との回線速度を回線速度計測部４０６から取得する。
【００４３】
この画像参照要求がなされた段階では、まだ画像めくり操作はなされていないため、ここで設定される画像めくり速度は、参照すべき医用画像が撮影された医用画像撮影装置の装置種別に基づいた画像種別の標準値が設定される。
【００４４】
また、この画像参照要求に基づき、医用画像保管部４０１から参照すべき医用画像を取得する。
【００４５】
ステップＳＴ７０３では、上述した（１）式などを用いてオリジナル画像５０１の送信間隔と必要な差分ファイル数を算出する。
【００４６】
ステップＳＴ７０４では、必要な差分ファイル数に基づいて、差分ファイル群５０２を生成する。なお、あらかじめ差分ファイルは作成しておき、混合画像データ作成時に必要な差分ファイルを取得するようにしてもよい。
【００４７】
ステップＳＴ７０５では、医用画像処理装置４００側の送受信部４０４は、オリジナル画像５０１と差分ファイル５０２を時系列に配置して送信し、医用画像参照装置３００側の送受信部３０３は、これを受信する。
【００４８】
ステップＳＴ７０６では、医用画像の再構成を行う。混合画像データには送信された画像がオリジナル画像か差分ファイルかの区別を行う付帯情報を設定し、これを基に再構成処理を行う。すなわち、送信時に圧縮されたオリジナル画像と差分ファイルは、その圧縮形式に基づいて伸長処理を施した後、付帯情報に基づいてオリジナル画像と判定された画像データに対して差分ファイルを加算することにより、次のスライス画像が復元できる。そしてこの処理を次のオリジナル画像を受信するまで順次続けることにより医用画像の再構成が行われる。
【００４９】
ステップＳＴ７０７では、再構成された医用画像を順次、表示部３０５に表示する。
【００５０】
なお、以上の説明は、画像参照要求を行った最初のワークフローの説明であるが、医用画像が表示された後は、点線矢印で示すように、めくり速度計測部３０２で計測した画像めくり速度を医用画像処理装置４００側に送信し反映する。
【００５１】
図８は、ＤＩＣＯＭデータセットの構成図であり、図９は、ＤＩＣＯＭタグの使用例である。図８および図９を用いて本実施形態の混合画像データのＤＩＣＯＭデータセットへの実装方法について述べる。
【００５２】
図８に示すように、ＤＩＣＯＭ画像データセットはメタファイル情報、データエレメント、画像情報で構成される。例えば、先頭のメタファイル情報はヘッダであり、画像データ発生元の情報、トランスファーシンタックスと呼ばれる圧縮符号化方法の定義などデータセット全般の情報が格納される。次に続くデータエレメントには、タグの種類やそのデータ長などの各種付帯情報が格納される。画像データもデータエレメントの一部であって付帯情報と画像情報に区別される。
【００５３】
図９に示すように、本実施例では付帯情報に格納するタグを用いて、医用画像データの圧縮、伸長、再構成の制御を行う。画像番号タグは医用画像のスライス番号であり、この順番に再構成して表示するために用いる。ＯＲＩＧＩＮＡＬ／ＤＩＦＦタグは、オリジナル画像か差分ファイルかの区別をするために用いる。また再構成情報タグは、本実施形態の混合画像データにおける差分・再構成処理が必要であることを示すタグである。
【００５４】
以上述べたように、本実施形態によれば、医用画像参照装置の再構成能力、画像めくり速度、回線速度などの参照情報を考慮して、医用画像の伝送データ通信量を最適な値に削減できるため、エラーやコマ落ちなどがない高精細な参照画像を得ることが可能となる。また、例えエラーを生じる場合があったとしても、オリジナル画像送信間隔時間が経過した後にはオリジナル画像が受信されるため、その時点においてエラーのないオリジナル画像が表示される。このため従来のようにエラーが蓄積されていくということがない。
【００５５】
また、医用画像参照装置の状況に応じて最適な数の差分ファイルが形成されることから、医用画像参照装置において再構成に必要な負荷を低減できる。
【００５６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５７】
１００…医用画像撮影装置、
２００…医用画像保管装置、
３００…医用画像参照装置、
３０１…操作部、
３０２…めくり速度計測部、
３０３、４０４…送受信部、
３０４…再構成部、
３０５…操作部、
４００…医用画像処理装置、
４０１…医用画像保管部、
４０２…医用画像生成部、
４０３…参照情報記憶部、
４０５…めくり速度取得部、
４０６…回線速度計測部、
５００…ネットワーク。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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