(57)【要約】【課題】長期記憶装置内に保存される医用画像データ組の医用画像データ量を低減する。【解決手段】医用画像データ組のうちの保存する部分と医用画像データ組のうちの棄却する部分との選択は、臨床目的に基づく。医用画像を取得する臨床目的はアトラス（１２２）を選択するために使用される。このアトラス（１２２）は、アトラス（１２２）の様々な領域に関する相対的適合性を確定している情報を用いてラベル付けされる。このアトラス（１２２）を画像（１１２）と整列させると共に、ラベル付け情報をアトラス（１２２）から医用画像（１１２）に転送している。次いで、アトラス（１２２）から得たラベル付け情報に基づいて医用画像（１１２）の各領域が処理される。適合性が最大の領域はそのフル分解能で保存する。適合性がこれより低い領域は、フル分解能より低い分解能で保存する。最後に、適合性がない領域は棄却し全く保存しない。【選択図】図１
2008229334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを処理するためのコンピュータ実施法であって、
撮像システムにより取得した画像データにアクセスする工程（９８）と、
画像データ圧縮情報でラベル付けしたアトラスにアクセスする工程（１００）と、
前記アトラスを前記画像データと整列させる工程（１０２）と、
前記画像データ圧縮情報に基づいて前記画像データを圧縮する工程（１０８）と、
を含むコンピュータ実施法。
【請求項２】
前記画像データ（１１２）の第１の部分（１１４）は前記画像データ圧縮情報に基づいて無損失で圧縮されている、請求項１に記載の画像データ処理のためのコンピュータ実施法。
【請求項３】
前記画像データ（１１２）の第２の部分（１１８）は前記画像データ圧縮情報に基づいて損失圧縮で圧縮されている、請求項２に記載の画像データ処理のためのコンピュータ実施法。
【請求項４】
前記画像データ（１１２）の第３の部分（１２０）は前記画像データ圧縮情報に基づいて棄却されている、請求項３に記載の画像データ処理のためのコンピュータ実施法。
【請求項５】
前記画像データ（１１２）の第２の部分（１２０）は前記画像データ圧縮情報に基づいて棄却されている、請求項２に記載の画像データ処理のためのコンピュータ実施法。
【請求項６】
圧縮した画像データを長期記憶装置に保存する工程（１１０）を含む請求項１に記載の画像データ処理のためのコンピュータ実施法。
【請求項７】
前記画像データ圧縮情報は、その各々がアトラス（１２２）内のある領域及び該アトラス内の別の領域に対するその適合性に対応する複数の圧縮品質係数を含む、請求項１に記載の画像データ処理のためのコンピュータ実施法。
【請求項８】
画像データを取得する目的に基づいて複数のアトラスの中からアトラスを選択する工程（１００）を含む請求項１に記載の画像データ処理のためのコンピュータ実施法。
【請求項９】
前記アトラス（１２２）は少なくとも３次元画像データの画像データを含む、請求項１に記載の画像データ処理のためのコンピュータ実施法。
【請求項１０】
前記アトラス（１２２）は、画像データ（１１２）内部の指定の解剖学的フィーチャに対して実質的に合致した画像データ圧縮情報でラベル付けされた領域（１２４、１２６、１２８）を含む、請求項１に記載の画像データ処理のためのコンピュータ実施法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全般的には、医用画像データ保存の分野に関する。本発明はさらに詳細には、長期記憶装置内に保存される医用画像データ組の医用画像データ量を低減するための技法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像蓄積伝送システム（すなわち、ＰＡＣＳ）は、特に医用撮像の分野においてディジタル化画像データの取り扱いに関する極めて重要な構成要素となっている。こうしたシステムは、医用撮像システムなどの様々な供給元からのデータを受け取るような画像データに対する中心的な保管場所として機能することが多い。こうした画像データは保存しておいて放射線医、診断及び照会医師、並びに別の専門医に対してネットワークリンクを介して利用可能とさせている。ＰＡＣＳの改良によって、利用可能な画像データの量の劇的な進展につながり、また施設の域内と、中央の保存箇所とリモートクライアントの間でとの両方において膨大なデータファイルのロード及び転送が容易になった。
【０００３】
医用診断分野では、その撮像モダリティに応じて単一の検査において、その各画像が再構成画像の離散的画像要素（ピクセル）あるいは３次元データ組内のボリューム要素（ボクセル）を規定する大きなデータ組を表しているようなかなりの数の画像にわたってディジタル化データが収集されかつ処理されることがある。コンピュータ断層（ＣＴ）撮像システムは例えば、非常に短い検査時間フレーム内で関心対象の解剖構造に沿って多くの別々の画像を作成することが可能である。磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム、ディジタルＸ線システム、Ｘ線トモシンセシスシステム、超音波システム、陽電子放出断層（ＰＥＴ）システム、その他を含め別の撮像モダリティでも同様に、有用な大量の画像データが作成される可能性がある。こうした画像をすべてＰＡＣＳ上で中央保存し、検討及び診断のために放射線医に対して利用可能とさせるのが理想的である。
【０００４】
医用画像データファイルなどの大きなデータファイルを解析しかつ圧縮するためには、様々な技法が提唱されると共に目下利用されている。画像データファイルは典型的には、再構成画像内の個々のピクセルやボクセルに関する強度その他の特性であることが一般的であるような画像特性を記述したデータストリームを含む。医用診断分野ではこれらの画像ファイルは典型的には、Ｘ線、ＭＲＩ、ＣＴまたはその他のシステムにおけるシーケンスなどの画像収集、エンコードまたは処理（例えば、再構成）シーケンス中に、あるいはこうしたシステムからの画像データを処理するように設計された処理ステーションにおいて生成される。この画像データは保存、伝送及び表示のために、ダイナミックレンジの調整など引き続いて処理または再処理されることや、画像内のある種のフィーチャが強調されることがある。
【０００５】
画像ファイルは未処理形式や処理済み形式で保存されることがあるが、多くの画像ファイルは非常に大きく、かなりのディスク空間や記憶空間を占有することになる。これまでに開発された撮像システムや将来に登場するであろう撮像システムの分解能はほとんど指数関数的に増大しているため、これが撮像システム有用ダイナミックレンジ、画像ピクセルやボクセルのマトリックスサイズ、及び１回の検査あたり収集される画像の数に由来するデータの増大を含むのが一般的であるような生成される画像ファイルの大幅な肥大化につながる。さらに、新たな臨床的な用途及び技法に関する目下のＰＡＣＳシステムの処理及び記憶要件は、ボリュメトリックデータの時間経過にわたるサンプリング、並びに解剖学的フィーチャや機能的フィーチャの描出を向上させるための複数のエネルギーボリュームの使用に関する臨床的なニーズの大幅は増大など目下の方式の能力に対して負担となりつつある。
【０００６】
利用可能なメモリの大きな区画を占有すること以外に、画像ファイルが大きいことはある箇所から別の箇所へ伝送するのに困難であったり、時間がかかる可能性がある。典型的な医用撮像用途では例えば、スキャナやその他の撮像デバイスは典型的にはスキャナにおいて少なくとも部分的に処理を受け得る生データを生成することになる。このデータは次いで、画像データに対する追加の処理及び強調が行われる箇所であるプログラム式コンピュータを含むことが典型的であるような別の画像処理回路に伝送される。最終的にこの画像データは、システムの位置でローカルで保存されるか、後で取り出し及び解析するためにＰＡＣＳ内に保存される。これらのデータ伝送工程のすべてにおいて、この大きな画像データファイルにアクセスしデバイス間で伝送しなければならない。
【０００７】
目下の画像取扱い技法は、保存要件及び伝送時間を低減するためのＰＡＣＳ環境内での画像データ圧縮を含む。しかしこうした圧縮技法は一般に、検討のための画像へのアクセスや相関に有用となり得る記述ヘッダ情報を含めファイル全体を圧縮する。さらに目下の技法は画像ファイルに対して、システムスループットレート及びアクセス時間に対する高まり続ける要求を満足させるような十分に迅速な圧縮及び圧縮解除を提供できないことがある。最後に、別の圧縮及び圧縮解除技法はクライアントサーバ環境における迅速な圧縮及び圧縮解除と組み合わせているが所望の圧縮比を提供できていない。
【０００８】
既存の圧縮技法に関する別の欠点は、大きなデータファイルの保存、アクセス及び伝送である（ユーザがその再構成画像を利用可能なすべての詳細までの観察を希望できないまたは希望していない場合であっても生じる）。例えば医用撮像では、極めて詳細な画像を収集しかつ保存することがあるが、その画像の観察を希望する放射線医や担当医はこの画像を保存された分解能で表示する能力がある観察ポートを有しないことがある。したがって、かなり時間がかかる操作であるリモート観察ステーションへの画像全体の伝送は、なんら実際上の恩恵をもたらさないことがあり、また画像の読み取りその他の利用を遅くさせることがある。さらに、診断や治療にとって医用画像のある部分だけが適合性であることがある。したがって、患者の診断や治療に関係しない医用画像データの保存に対してＰＡＣＳ内でかなりの保存空間が割り当てられることがある。この問題は、撮像システムが実現させる分解能が一層高まり続けこれがさらに大きなデータ記憶空間への要求に対応するのに連れてなお一層火急のものとなっている。
【特許文献１】米国特許第６９１２３１９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、画像ファイルの迅速な圧縮及び圧縮解除を提供し、圧縮比及び伝送時間の改善が得られるような画像データ圧縮及び圧縮解除技法の改良に対する要求が存在する。さらに、クライアント側のバンド幅並びに希望するまたは利用可能な分解能に応じて様々な分解能やサイズでの圧縮画像データファイルの生成及び伝送が可能な技法に対する要求も存在する。さらに、その画像データ保存システムが撮像システムのさらに高まりつつある分解能で取得した医用画像の保存において要求されるデータの増加に対応できるような技法が特に必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
各画像データ組ごとに保存される画像データの全体量を低減するために医用画像データ組のうちの保存する部分と医用画像データ組のうちの棄却する部分とを選択するための技法を提示する。この選択は、その医用画像データを取得する臨床目的に基づく。医用画像を取得する臨床目的はアトラスを選択するために使用される。このアトラスは、アトラスの様々な領域に関する相対的適合性を確定している情報を用いてラベル付けされる。このアトラスを画像と整列させると共に、ラベル付け情報をアトラスから医用画像に転送している。次いで、アトラスから得たラベル付け情報に基づいて医用画像の各領域が処理される。適合性が最大の領域はそのフル分解能で保存する。適合性がこれより低い領域は、フル分解能より低い分解能で保存する。最後に、適合性がない領域は棄却し全く保存しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に関するこれらの特徴、態様及び利点、並びにその他の特徴、態様及び利点については、同じ参照符号が図面全体を通じて同じ部分を表している添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことによってより理解が深まるであろう。
【００１２】
ここで図１を参照しながら本発明を、例示的な撮像システムの１つ（このケースでは、コンピュータ断層（ＣＴ）撮像システム）に関連した利用として記載することにする。しかし一般的には、本技法が適当な任意の撮像モダリティによって作成された画像データについて使用できることに留意すべきである。典型的な用途では、その撮像システムは原画像データを収集すること、並びに該画像データに対して表示及び解析のための処理をすることを行わせるように設計されて提供されることがある。しかし以下で述べるようにある種の用途では、画像データ収集及び後続の処理（例えば、以下に記載するような変換及び圧縮）が物理的に分離されたシステムまたはワークステーションで実行されることがある。図示した実施形態のＣＴ撮像システム２０は、フレーム２２、ガントリ２４及び開口（撮像ボリュームまたはＣＴボアボリューム）２６を有する。フレーム２２及びガントリ２４の開口２６内には患者テーブル２８が位置決めされる。患者テーブル２８は検査処理中に患者３０が快適に横たわれるように適応させている。
【００１３】
図示した実施形態のＣＴ撮像システム２０はＸ線源３２を有しており、Ｘ線源３２を出たＸ線ビーム３６のサイズ及び形状を規定しているコリメータ３４に隣接してＸ線源３２が位置決めされている。典型的な動作ではＸ線源３２は、ガントリ２４の反対側に装着された検出器アレイ３８に向けて放射ストリーム（Ｘ線ビーム）３６を投射する。Ｘ線ビーム３６の全部または一部は検出器アレイ３８に当たる前に患者３０などの被検体を通過する。Ｘ線ビーム３６の全部または一部は、肝臓、膵臓、心臓その他など患者３０のある特定の領域を横切ることがあり、これによって当該領域のスキャンを収集できることに留意すべきである。検出器アレイ３８は単一スライス検出器とすることや多重スライス検出器とすることができると共に、複数の検出器素子によって形成されるのが一般的である。各検出器素子は、Ｘ線ビーム３６が検出器アレイ３８に当たったときに検出器素子の位置における入射Ｘ線ビーム３６の強度を表す電気信号を発生させる。これらの信号を収集し処理して、患者３０内部のフィーチャの画像が再構成される。
【００１４】
ガントリ２４は、患者３０を基準としたＸ線源３２の動きによって描かれる撮像軌道に沿って複数の放射線ビューを収集できるように患者３０の周りに回転させることがある。具体的には、Ｘ線源３２及び検出器アレイ３８がガントリ２４と共に回転する際に、検出器アレイ３８は患者３０に対する様々なビュー角度でＸ線ビーム減衰を受けたフォトンを収集すると共に、入射するフォトンを表す信号またはデータを生成させる。検出器アレイ３８から収集したデータは次いで、前処理及びフィルタ処理を受け、このデータはスキャンを受けた患者３０の減衰係数の線績分を表すように条件付けされる。一般に投影と呼ばれるこの処理済みデータは、フィルタ処理及び逆投影されてスキャン部位の画像が形成される。したがって、画像を形成するように結合（あるモードでは、３６０度を超える投影データのことや３６０度未満の投影データのことがある）された１つの画像またはスライスが収集される。
【００１５】
ガントリ２４の回転及びＸ線源３２の動作は、ＣＴ検査シーケンスのために電力信号と制御信号の両方を提供するシステム制御器４０によって制御される。さらに、検出器アレイ３８がシステム制御器４０に結合されており、検出器アレイ３８で発生した信号の収集を指令している。システム制御器４０はさらに、ダイナミックレンジの初期調整、ディジタル画像データの挟み込み、その他などに関する様々な信号処理及びフィルタ処理機能を実行することがある。一般に、システム制御器４０は、検査プロトコルの実行及び収集したデータの処理を行うように撮像システム２０に動作指令している。本コンテキストでは、システム制御器４０はさらに、汎用または特殊用途のディジタルコンピュータに一般に基づく信号処理回路、コンピュータが実行するプログラムやルーチンを保存するための付属のメモリ回路、並びに構成パラメータや画像データ、インタフェース回路、その他を含む。システム制御器４０は、ガントリ２４の回転速度及び位置を制御するガントリモータ制御器４２と、開口２６の内部における患者テーブル２８の直線的な変位を制御するテーブルモータ制御器４４と、を含む。この方式ではガントリモータ制御器４２がガントリ２４を回転させ、これによりＸ線源３２、コリメータ３４及び検出器アレイ３８が患者３０の周りで１回または複数回の回転をすることになる。同様に、テーブルモータ制御器４４は患者テーブル２８を変位させており、これによって開口２６の内部で患者３０は直線的な変位を受ける。さらに、Ｘ線源３２はシステム制御器４０の内部に配置されたＸ線制御器４６によって制御されることがある。具体的には、Ｘ線制御器４６はＸ線源３２に対して電力及びタイミング信号を提供するように構成されることがある。
【００１６】
図示した実施形態では、システム制御器４０はさらにデータ収集システム４８を含む。この例示的な実施形態では、検出器アレイ３８はシステム制御器４０と結合させている、さらに詳細にはデータ収集システム４８と結合させている。データ収集システム４８は典型的には、検出器アレイ３８からサンプリングしたアナログ信号を受け取り、このデータを後続の処理のためにディジタル信号に変換する。コンピュータ５２と結合させた画像再構成装置５０は、サンプリングされかつディジタル化されたデータをデータ収集システム４８から受け取り、高速で画像再構成を実行することがある。別法として、画像の再構成をコンピュータ５２によって実施することがある。再構成されると、撮像システム１０が作成した画像によって患者３０の内部フィーチャが明らかとなる。
【００１７】
データ収集システム４８により収集したデータあるいは再構成画像は、コンピュータ５２やメモリ５４に伝送されることがある。大量のデータを保存するためにこうした例示的な撮像システム１０によって任意のタイプのメモリが利用され得ることを理解されたい。さらにコンピュータ５２は、典型的にはキーボードやその他の入力デバイスを備えたオペレータワークステーション５６を介してオペレータからコマンド及びスキャンパラメータを受け取るように構成されることがある。オペレータはオペレータワークステーション５６を介してＣＴ撮像システム２０を制御することがある。したがってオペレータは、コンピュータ５２からの再構成画像やシステムに関連するその他のデータを観察すること、撮像を開始すること、その他が可能となる。
【００１８】
ＣＴ撮像システム２０はさらに、オペレータワークステーション５６及びコンピュータ５２と結合させたディスプレイ５８を有すると共に、ＣＴ撮像システム２０は再構成画像を観察するため、並びにＣＴ撮像システム２０の動作制御用のインタフェースを提供するためにユーザにより利用されることがある。この実施形態では、医用画像のハードコピーのプリントアウトを可能にするためにプリンタ６０を存在させている。図示した実施形態では、ＣＴ撮像システム２０は画像データの長期記憶のためにオペレータワークステーション５６を介して画像蓄積伝送システム（ＰＡＣＳ）６２と結合させている。このＰＡＣＳ６２は、放射線科情報システム（ＲＩＳ）、病院情報システム（ＨＩＳ）などのリモートシステム６４と、あるいは内部または外部ネットワークと結合させ、これによって様々な箇所にいる者が画像や画像データにアクセスできるようにさせ得ることに留意すべきである。しかし画像データへのアクセスはまたＰＡＣＳ６２を介してリモートで取得されることもある。
【００１９】
さらに、コンピュータ５２及びオペレータワークステーション５６は標準的または特殊目的のコンピュータモニタや付属の処理回路など別の出力デバイスと結合させることがあることに留意されたい。さらに、ＣＴ撮像システム２０内においてシステムパラメータの出力、検査の要求、画像の観察、その他の目的で１つまたは複数のオペレータワークステーション５６をリンクさせることがある。一般にＣＴ撮像システム２０の内部に供給されるディスプレイ、プリンタ、ワークステーション及び同様のデバイスは、データ収集構成要素に対するローカルとすること、あるいは施設や病院内部のどこかの箇所、またはインターネット、仮想専用線網、その他など１つまたは複数の構成可能ネットワークを介して撮像システムＣＴとリンクさせた全く別の箇所などこれらの構成要素からリモートとすることがある。
【００２０】
上で指摘したように、本明細書で述べているＣＴシステムは本技法に従って扱い得る画像データの供給源の単なる一例に過ぎないことに留意されたい。こうしたシステムの大部分は、画像データを収集し、撮像モダリティの具体的な物理構成に従ってデータを少なくとも部分的に処理するように具体的に適応させたオペレータインタフェース及びソフトウェアを含むこととなろう。実際には、ＣＴシステムの別の配列、別の再構成技法その他によって本明細書に記載したように管理し得る画像データがもたらされることがある。
【００２１】
図２の全体を見ると、画像データの受け取り、圧縮及び圧縮解除のためのＰＡＣＳ６２の例示的な一実施形態を提示している。図示した実施形態では、ＣＴ撮像システム２０が画像データの短期記憶だけに使用される。ＣＴ撮像システム２０のメモリ５４には限界があり、永続的な画像データの保存に使用することはできない（特に、システムがクリニック、病院その他の施設において多数の患者に対する検査の実施に使用される場合）。例えば古い画像データにより占有されていたデータ空間が新たな画像データによって上書きされることがある。医用画像データの長期記憶のためにはＰＡＣＳ６２が使用されている。図示した実施形態では、ＰＡＣＳ６２はＣＴ撮像システム２０からの画像データ、並びに参照番号６６で表した幾つかの別の撮像システムからの画像データを受け取る。ＭＲＩシステム、ＰＥＴシステム、放射線蛍光透視法（ＲＦ）、コンピュータ放射線撮像法（ＣＲ）、超音波システム、ディジタルＸ線システム、Ｘ線トモシンセシスシステム、超音波システム、その他など、こうした撮像システムが様々なタイプ及びモダリティを有することがあることは当業者であれば理解するであろう。さらにこうしたシステムは、処理用ステーションやディジタル化用ステーション（例えば、既存のフィルムやハードコピー画像に基づいてディジタル化画像データを提供するように設計された装置など）を含むことがある。さらに画像データをＰＡＣＳに供給するシステムは、ＰＡＣＳに対してローカルに（同じ機関内や施設内などに）配置されることがあり、またＰＡＣＳから全体としてリモート（外部のクリニック内や系列機関内）とすることがあることに留意すべきである。後者のケースではその画像データは、開放型ネットワーク、占有型ネットワーク、仮想専用線網、その他を含む適当な任意のネットワークリンクを介して伝送されることがある。
【００２２】
ＰＡＣＳ６２は、画像データを受け取って処理し、該画像データを圧縮解除及び検討に利用可能にするように設計された１つまたは複数のファイルサーバ６８を含む。ファイルサーバ６８は入力／出力インタフェース７０を通じて画像データを受け取る。画像データは圧縮／圧縮解除インタフェース７２を通じてアクセスを受けるルーチンにおいて圧縮することがある。より完全には以下で記載することにするが、圧縮／圧縮解除インタフェース７２は、到来する画像データを迅速かつ最適に圧縮する一方、ＰＡＣＳのファイルサーバ６８やその他の構成要素によって参照できるように内容識別画像データを利用可能な状態に維持する役割をする。所望であれば、圧縮／圧縮解除インタフェース７２はさらにファイルサーバ６８を通じてアクセスした画像データを圧縮解除する役割もすることができる。さらにファイルサーバ６８は参照番号７４で示した内部クライアントと結合させており、このクライアントの各々は典型的には放射線医、担当医または臨床医がサーバからの画像データのアクセス、該画像データの圧縮解除、並びに画像データの所望による観察または出力を行うためのワークステーションを含んでいる。クライアント７４はさらに、検査シーケンスの検討に続く放射線医の口述記録などの情報を入力することもある。同様にファイルサーバ６８は、画像データにアクセスして圧縮解除し、プリンタ７８その他の周辺機器を介してハードコピー画像を出力するように設計されたプリンタインタフェース７６などの１つまたは複数のインタフェースと結合させることがある。
【００２３】
データベースサーバ８０は、１つまたは複数のファイルサーバ６８を参照することによってＰＡＣＳ内部で画像データとその他のワークフロー情報を関連付けするために使用される。目下のところ企図される実施形態では、データベースサーバ８０は指定の画像シーケンス、依頼医や診断医情報、患者情報、バックグラウンド情報、ワークリスト相互参照、その他に関する相互参照情報を含むことがある。データベースサーバ８０内部の情報は、画像データファイルの保存や相互の関連付けを容易にする役割、並びにシステム内部に保存されている画像データファイルに対する要求クライアントによる迅速かつ正確なアクセスを可能にする役割を果たす。同様にファイルサーバ６８は、バックアップやアーカイブの目的で大量の画像データに対する保管場所の役割をする光学記憶システムなど１つまたは複数のアーカイブ８２と結合させている。ファイルサーバ６８、ファイルサーバ６８に付属する短期記憶システムを形成する任意のメモリ、及びアーカイブ８２の間で画像データを転送するための技法は、放射線医による検討及び口述記録に続いて画像データをアーカイブするため、あるいは画像ファイルの受け取りや検討以降十分な時間が経過した後など、適当な任意のデータ管理スキームに従うことがある。
【００２４】
図示した実施形態では、ＰＡＣＳシステムや施設の別の構成要素を上述の構成要素と統合させ、システムの機能をさらに強化することができる。例えば、圧縮／圧縮解除インタフェース７２に対して圧縮／圧縮解除ライブラリ８４を結合させると共に、圧縮及び圧縮解除ルーチンが実行されたときに入力／出力インタフェース７０（あるいは、その他のシステム構成要素）によるアクセスのために圧縮ルーチン、アルゴリズム、ルックアップテーブル、その他を保存する（すなわち、様々なルーチン、ソフトウェアのバージョン、コードテーブル、その他を保存する）役割を果たす。実際には、圧縮／圧縮解除インタフェース７２が圧縮／圧縮解除ライブラリ８４の一部をなすことがある。ライブラリ８４はさらに、同様に圧縮及び圧縮解除ルーチン及びアルゴリズムのためのライブラリまたは保存場所の役割をする内部クライアント７４やプリンタインタフェース７６などシステムのその他の構成要素と結合させることがある。別の構成要素として図示しているが、圧縮／圧縮解除ライブラリ８４は、ファイルサーバ６８内部を含め適当な任意のサーバ内またはメモリデバイス内に含まれることがあることを理解されたい。さらに、以下に記載する圧縮及び圧縮解除処理を規定するコードは圧縮／圧縮解除インタフェース７２及び／または圧縮／圧縮解除ライブラリ８４内に直接ロードされることがあり、あるいはワイドエリアネットワーク、開放型ネットワーク、その他を含むネットワークリンクを介してロードまたは更新されることがある。
【００２５】
追加的なシステムをＰＡＣＳに対してリンクさせることがあり、このリンクは例えばサーバ８０に対する直接リンク、あるいは入力／出力インタフェース７０などのインタフェースを通じたリンクなどである。図２に図示した実施形態では、データ（典型的には、データベースサーバ８０並びに中央や部科別の情報システムまたはデータベースの内部の相互参照データ）の交換を容易にするために、ファイルサーバ６８に放射線科情報システムすなわちＲＩＳ８６をリンクさせている。同様に、病院情報システムすなわちＨＩＳ８８は、同様にデータベース情報、ワークフロー情報、その他も交換するためにデータベースサーバ８０と結合させることがある。所望であれば、こうしたシステムはデータ交換ソフトウェアを介してインタフェース接続させることがあり、あるいはＰＡＣＳデータベースと放射線科や病院データベースとの間でのデータのアクセスの提供、あるいは単一の相互参照データベースの提供のためにＰＡＣＳシステムと部分的にまたは完全に一体化させることがある。同様に参照番号９０で示した外部クライアントをＰＡＣＳとインタフェース接続し、離れた箇所における画像の観察を可能とさせることがある。こうした外部クライアントは圧縮解除ソフトウェアを利用することがあり、あるいは圧縮／圧縮解除インタフェース７２によって既に圧縮解除された画像ファイルを受け取ることがある。この場合も、こうした外部クライアントに対するリンクはワイドエリアネットワーク、仮想専用線網、その他など適当な任意の接続を通じて得られることがある。
【００２６】
図示した実施形態では、ＰＡＣＳ６２はマルチ分解能（または、マルチサイズ）画像データ圧縮を提供している。ユーザが最大分解能でのフル画像の観察を希望しない場合や、ユーザ観察ポートに制約がある場合には、こうしたマルチ分解能画像圧縮によれば、観察するユーザに対して縮小サイズ画像を良好な画質で転送することが容易となる。さらにマルチ分解能画像圧縮によればユーザは、縮小サイズまたは低減分解能画像をかなり迅速に観察することや、圧縮データのうちの未だ転送されていないより大サイズの画像の構成要素に対応する部分のみを転送することによって後からその画像を「ズーミング」することが可能となる。次いでこの追加的データが処理されて縮小サイズ画像データと合成され、より大サイズの画像が得られる。さらに、以下に記載する技法では、目的主導型の画像データ保存を利用することによってＰＡＣＳ６２内に保存された画像に関連する保存画像データの量を低減させている。
【００２７】
以下に記載するような画像データに対する処理及び保存はＰＡＣＳ６２において実施されることや、適当な別の任意のシステム構成要素（複数のこともある）内で実施されることがあることに留意すべきである。この処理は典型的には、そのシステムが対応する計算を実施できる限りにおいて、ＰＡＣＳ、オペレータワークステーション、サーバ、その他の１つまたは複数の収集コンピュータ上で保存及び実行が可能なコンピュータコードの形で具現化される。
【００２８】
マルチ分解能の実現形態は、無損失整数ウェーブレット分解に部分的に基づくことがある。具体的には、ウェーブレット分解ではダイアジック（ｄｙａｄｉｃ）フィルタ処理及び下位サンプリング処理が不可欠であることは当業者であれば理解されよう。これによれば下位バンドからなる階層組が生成される。より詳細には以下で検討することにするが、ウェーブレット変換された画像データ組は低周波数成分並びに高周波数成分を含んでおり、この高周波数成分はノイズまたは低周波数成分からの変動と考えることができる。単一レベルウェーブレット分解によって、１つの低周波数下位バンドＬＬ、並びに３つの高周波数下位バンドＬＨ、ＨＬ及びＨＨを含む分解済みデータ組が得られる。追加のデータ組を生成するために後続の分解が考慮されることがあり、この際には低周波数下位バンドがさらに、１つの低周波数バンド並びに３つの追加の高周波数下位バンドを含んだ１組の下位バンドに分解される。ウェーブレット変換技法は２次元または３次元（または、これより高次元）のデータ組に対して実行されることがある。
【００２９】
図３の全体を見ると、その全体を参照番号９２で表した画像データ圧縮に関する基準の役割をするアトラスに基づき画像データを選択的に保存するための技法を提示している。本技法によれば、各医用画像データ組ごとにＰＡＣＳ６２内に保存される医用画像データの量を低減することが可能となる。画像のうちスキャンの臨床目的による規定に従って適合性が最も高い領域は、そのフル分解能でＰＡＣＳ９４内に保存される。しかし医用画像データ組のこれより適合性が低い領域はこれより低い分解能で保存し、これによって必要となるデータ記憶空間をより小さくしている。医用画像のうちのまた別の非適合性の領域は棄却され、したがってＰＡＣＳ６２内には全く保存せず、これによってその画像データ組の保存に要するデータ記憶空間の量をさらに低減している。この画像はさらに、これより低い分解能レベルまで分解させることがある。
【００３０】
より詳細には以下で検討することにするが、画像の各領域に品質係数を割り当てるために解剖学的アトラスが使用される。この品質係数によって、領域を保存する前にある特定の領域が受けるデータ圧縮の量が確定される。この実施形態では、品質係数が１００であればその画像データは無損失で圧縮されていることになり、したがってフル分解能を有している。品質係数がゼロである医用画像データには圧縮や保存が行われない。これに代えてこの医用画像データはＰＡＣＳから棄却されることになる。品質係数が１００とゼロの間の医用画像データはフル分解能未満の損失圧縮で圧縮されることになる。この技法は上述したＣＴ撮像システム２０及びＰＡＣＳ６２で実行されることがある。
【００３１】
本技法ではその全体をブロック９４で表した医用画像データを取得する臨床目的を特定することが必要である。そのスキャンの臨床目的は、腫瘍、動脈瘤、閉塞血管その他を位置特定するために身体の様々な部分のいずれかで実施される血管撮像、マンモグラム、潅流像などの膨大な数の臨床目的のうちのいずれかに関することがある。これによってユーザは、身体のうちのどの部分をスキャンしようとするかの確定が可能となる。さらに、画像データを取得する臨床目的によって、使用する医用画像データ組内（したがって、アトラス内）にある解剖学的フィーチャまたは領域の相対的な重要度が確定される。
【００３２】
その全体をブロック９６で表したように所望の医用画像データを取得するように患者をスキャンするためにＣＴ撮像システム２０などの撮像システムが使用される。この実施形態では、ＣＴ撮像システム２０は医用画像データの長期記憶のためには使用していない。これに代えて医用画像データの長期記憶はＰＡＣＳ６２で実施している。しかし本技法の別の実施形態では、撮像システムを医用画像データの長期記憶のために使用することがある。患者のスキャンから得られた医用画像データは、単一の分解能で（典型的には、ＣＴ撮像システム２０で利用可能な最高分解能すなわち最大分解能で）取得される。上で指摘したようにこの技法はＣＴ撮像システム２０以外の撮像システムと共に使用することも可能である。
【００３３】
撮像システムが取得したフル分解能医用画像データは、その全体をブロック９８で表したように長期記憶向けの処理のためにアクセスを受ける。図示した実施形態ではその医用画像データは、オペレータワークステーション５６の位置にいるオペレータによってＣＴ撮像システム２０でアクセスを受ける。
【００３４】
ユーザはブロック１００で表したように、そのスキャンの臨床目的に基づいて複数のアトラスの中から１つのアトラスを選択する。この複数のアトラスはＣＴ撮像システム２０内またはＰＡＣＳ６２内に保存されることがある。図示した実施形態では、ＣＴ撮像システム２０のオペレータワークステーション５６の位置にいるオペレータがアトラスのメニューからアトラスを選択する。次いでこのアトラスは、ＣＴ撮像システム２０からまたはＰＡＣＳ６２からメモリ取り出しされる。別法としてシステムオペレータは、画像データを取得する目的を目的メニューまたは目的リストから選択することがあり、これによれば適当なアトラスの自動特定及び技法の各工程の実行をシステムに指令することができる。図示した実施形態ではそのアトラスは、少なくとも３次元画像データからなる画像データを含む。
【００３５】
アトラスの各々は、医用画像に転送し得る情報を用いてラベル付けされている。この実施形態ではそのラベル付け情報はアトラス内の様々な解剖学的フィーチャに関する品質係数を含む。スキャンの対象となる解剖学的フィーチャ（複数のこともある）によって、使用されるアトラスが決定される。そのスキャンの臨床目的に応じて、解剖学的フィーチャはある医用画像では関心が大きいものとすることがあり、また別の医用画像では関心がほとんどないまたは全くないものとすることがある。例えばスキャンの目的が放射線医による脳内腫瘍の発見を可能にすることであれば、脳組織を適合性が最も高い解剖学的フィーチャとし、かつ骨などの別の解剖学的フィーチャをより適合性が低いものとすることになる。したがってこの例では、脳組織のスキャンに対応するようなアトラスが選択される可能性がある。この例ではこのアトラス内の脳組織を品質係数１００とラベル付けし、一方骨などの別の解剖学的フィーチャをこれより低い品質係数でラベル付けすることができる。しかしスキャンの目的が存在し得る頭蓋骨折の発見である場合には、頭蓋のスキャンに対応するようなアトラスが選択される可能性がある。この例ではこのアトラス内で頭蓋を品質係数１００とラベル付けし、一方脳などその他の解剖学的フィーチャをこれより低い品質係数でラベル付けすることができる。さらにアトラスは、２次元または３次元画像データから構成されることがある。
【００３６】
その全体をブロック１０２で表したように、アトラス内の解剖学的フィーチャをこれに対応する医用画像データ内の解剖学的フィーチャと整列させるようにしてアトラスが画像データと位置合わせされる。医用画像データ内の解剖学的フィーチャのサイズ及び形状はアトラス内のそれと異なることがある。したがってアトラスは、アトラス内の解剖学的フィーチャがその対応する医用画像内の解剖学的フィーチャと整列するように変形を受けている。幾つかの例では、画像に対するアトラスの整列が不要である。例えばその画像データがアトラスを用いて収集された場合である。
【００３７】
整列を終えた後に、その全体をブロック１０４で表したようにアトラス内のラベル付け情報が医用画像データに転送される。この位置合わせは位置合わせアルゴリズムによって実行される。このアルゴリズムはＣＴ撮像システム２０上またはＰＡＣＳ６２上に保存されることがある。図示した実施形態では、オペレータワークステーション５６の位置にいるオペレータが位置合わせアルゴリズムの実行を開始させる。
【００３８】
位置合わせの後、その全体をブロック１０６で表したように医用画像の各画像ブロックまたは領域に対して品質係数が割り当てられる。この画像ブロックは医用画像データを包含しており、また画像ブロックは医用画像の解剖学的フィーチャまたは領域を表した個別のボクセルまたはボクセル群であることがある。
【００３９】
次いでその全体をブロック１０８で表したように、各画像ブロックが割り当てられた品質係数に基づいて圧縮される。各画像ブロックはその品質係数に応じて、無損失で圧縮されること、損失圧縮されること、あるいは単に棄却されることがある。データ圧縮は圧縮アルゴリズムによって実行される。このデータ圧縮は画像データに対するマルチ分解能分解を含むことがある。図示した実施形態では、そのデータ圧縮はＰＡＣＳ６２内で実行されている。さらに、圧縮の前にウェーブレット分解を用いて、ラベル付けした医用画像データを複数の分解能レベルまで分解させることがある。
【００４０】
次いでその全体をブロック１１０で表したように、圧縮済み画像データがＰＡＣＳ６２内などの長期記憶装置内に保存される。次いでこの医用画像データは、放射線医その他の医療スタッフによる観察のために後の時点で取り出され圧縮解除されることがある。
【００４１】
図４の全体を見ると、その全体を参照番号１１２で表したように横断面に沿って切った患者の脳の医用画像スライスを提示している。脳画像スライス１１２は白質１１４及び灰白質１１６を含む。この白質１１４及び灰白質１１６を頭蓋１１８が囲繞しかつ保護している。脳の内部には脳脊髄流体１２０を保持する空間がある。簡単にするため、脳内に存在するその他の解剖学的フィーチャは検討していない。
【００４２】
図５の全体を見ると、その全体を参照番号１２２で表したように脳のアトラスを提示している。アトラス１２２もまた、白質１２４、灰白質１２６、頭蓋１２８及び脳脊髄流体１３０に対応する各領域を包含している。アトラス１２２の各画像ブロックには品質係数をラベル付けしている。この実施形態では、脳組織を検査する臨床目的に基づいてアトラスを選択した。白質１２４及び灰白質１２６に対応する画像ブロックにはそれぞれ、適合性が最も高い組織であることを示すような品質係数がラベル付けされている。頭蓋１２８を含む画像ブロックは、頭蓋が脳組織と比べてより適合性が低いことを示すような品質係数がラベル付けされている。最後に、脳脊髄流体１３０に対応する画像ブロックには、非適合性であることを示すような品質係数がラベル付けされている。
【００４３】
図６及び７の全体を見ると、脳画像スライス１１２及びアトラス１２２が整列に至る様子を表している。図６では、脳画像スライス１１２及びアトラス１２２が整列の前に重ね合わされるところを表している。図７ではアトラス１３２は、脳画像スライス１１２と整列状態になるように変形されている。次いでこれらの品質係数が脳画像スライス１１２内の医用画像データに転送される。ラベル付けが済むと、医用画像データはこの品質係数に基づいて圧縮され、長期データ記憶装置内に保存されることがある。
【００４４】
図８の全体を見ると、圧縮医用画像データから作成された脳画像スライスを提示しており、この全体に対して参照番号１３４を付している。白質１１４及び灰白質１１６は、ＣＴ撮像システム２０から取得した元の医用画像データと同じ分解能で作成される。しかし、脳画像スライス１３４のうち頭蓋１３６に対応する領域は、これより低い分解能で再生成される。さらに、脳画像スライス１３４のうち脳脊髄流体に対応する領域１３８は再生成されない。これに代えて、脳画像スライスの当該部分をブランク状態としている。その結果、画像の領域全部をフル分解能で保存した場合と比べて画像の保存に要するデータ記憶空間がより少なくて済んだ。しかし、画像のうち意図した臨床目的の観察に最も重要な領域はフル分解能で提示されている。
【００４５】
本発明のある種の特徴についてのみ本明細書において図示し説明してきたが、当業者によって多くの修正や変更がなされるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神の範囲に属するこうした修正や変更のすべてを包含させるように意図したものであることを理解されたい。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本技法の例示的な一実施形態による改良型画像データ保存スキームを実現するように設計した例示的な撮像システム（本ケースでは、コンピュータ断層（「ＣＴ」）撮像システム）の概略図である。
【図２】本技法の例示的な一実施形態に従って図１の撮像システムからの画像データを受け取りかつ保存するための画像蓄積伝送システム（すなわち、ＰＡＣＳ）を表した概要図である。
【図３】本発明の例示的な一実施形態に従ってアトラスに基づき医用画像データを選択的に保存するための技法のブロック図である。
【図４】本発明の例示的な一実施形態による患者の脳の医用画像スライスを表した図である。
【図５】本発明の例示的な一実施形態による脳アトラスの医用画像スライスを表した図である。
【図６】本発明の例示的な一実施形態に従った図４の患者の脳に対する図５の脳アトラスの初期整列を表した図である。
【図７】本発明の例示的な一実施形態に従った図４の患者の脳に対する図５の脳アトラスの最終整列を表した図である。
【図８】本発明の例示的な一実施形態による図４の医用画像スライスのうちの長期記憶装置内に保存される部分を表した図である。
【符号の説明】
【００４７】
２０  ＣＴ撮像システム
２２  フレーム
２４  ガントリ
２６  開口
２８  患者テーブル
３０  患者
３２  Ｘ線源
３４  コリメータ
３６  Ｘ線ビーム
３８  検出器アレイ
４０  システム制御器
４２  ガントリモータ制御器
４４  テーブルモータ制御器
４６  Ｘ線制御器
４８  データ収集システム
５０  画像再構成装置
５２  コンピュータ
５４  メモリ
５６  オペレータワークステーション
５８  ディスプレイ
６０  プリンタ
６２  画像蓄積伝送システム（ＰＡＣＳ）
６４  リモートシステム
６６  別の単独の撮像システム
６８  ファイルサーバ
７０  入力／出力インタフェース
７２  圧縮／圧縮解除インタフェース
７４  内部クライアント
７６  プリンタインタフェース
７８  プリンタ
８０  データベースサーバ
８２  アーカイブ
８４  圧縮／圧縮解除ライブラリ
８６  放射線科情報システム
８８  病院情報システム
９０  外部クライアント
９２  アトラスに基づき画像データを選択的に保存するための技法
９４  医用画像データを取得する臨床目的を特定する
９６  撮像システムを使用して患者がスキャンされる
９８  撮像システムによって取得したフル分解能医用画像データがアクセスを受ける
１００  そのスキャンの臨床目的に基づいて複数のアトラスの中からユーザが１つのアトラスを選択する
１０２  アトラス内の解剖学的フィーチャを医用画像データ内のその対応する解剖学的フィーチャと整列させるためにアトラスを画像データと位置合わせする
１０４  整列させた後、アトラス内のラベル付け情報を医用画像データに転送する
１０６  位置合わせの後、医用画像の各画像ブロックまたは領域に対して品質係数を割り当てる
１０８  割り当てられた品質係数に基づいて次いで各画像ブロックを圧縮する
１１０  圧縮した画像データを次いで長期記憶装置内に保存する
１１２  横断面に沿って切って見た患者の脳の医用画像スライス
１１４  画像中の白質
１１６  画像中の灰白質
１１８  画像中の頭蓋
１２０  画像中の脳脊髄流体
１２２  アトラス
１２４  白質に対応するアトラス領域
１２６  灰白質に対応するアトラス領域
１２８  頭蓋に対応するアトラス領域
１３０  脳脊髄流体に対応するアトラス領域
１３２  変形させたアトラス
１３４  圧縮医用画像データから作成された脳画像スライス
１３６  脳画像スライスのうち頭蓋に対応する領域
１３８  脳画像スライスのうち脳脊髄流体に対応する領域
【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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