(57)【要約】  ウェブアクセス可能な高品質医療画像（５）を符号化するシステムは、１又は複数のプロセッサ（４５）と、１又は複数のサーバ（１４）とを備える。１又は複数のプロセッサは、高品質医療画像（５）の各画素におけるビット位置によって、および全８ビットに各ファイル内のビットをパディングすることによって、高品質医療画像を複数の８ビットファイル（１２）に分割する（５４）ようプログラムされ、ここで、高品質医療画像からのビットの分割数は、８ビット未満である。１又は複数のプロセッサは、各８ビットファイルを圧縮する（５６）。１又は複数のサーバ（１４）は、高品質医療画像（５）に対するハイパーテキスト・トランスポート・プロトコル（ＨＴＴＰ）リクエストに応じて、圧縮ファイルを送信するよう構成される。
2015509294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブアクセス可能な高品質医療画像を符号化するシステムであって、前記システムは、
１又は複数のプロセッサを備え、前記１又は複数のプロセッサは、
高品質医療画像を複数の８ビットファイルに分割するようプログラムされ、前記高品質医療画像の各画素におけるビット位置によって、各ファイルのビットは最大８ビットでパディングされ、前記高品質医療画像からのビット分割数は、８ビット未満であり、
前記１又は複数のプロセッサはさらに、
各８ビットファイルを圧縮するようプログラムされ、前記システムはさらに、
１又は複数のサーバを備え、前記１又は複数のサーバは、
前記高品質医療画像に対し、ハイパーテキスト・トランスポート・プロトコル（ＨＴＴＰ）リクエストに応じて、前記圧縮ファイルを送信するよう構成される、システム。
【請求項２】
前記１又は複数のプロセッサはさらに、
少なくとも１つの８ビットファイルを不可逆圧縮で圧縮し、
前記少なくとも１つの８ビットファイルを復元し、
前記少なくとも１つの復元された８ビットファイルと、不可逆圧縮前の前記少なくとも１つの８ビットファイルとの差異を算出し、
前記オリジナルの高品質医療画像内に位置する前記ビットを、前記復元されたファイルと、すべてゼロビットを含む各上位ビットプレーン位置を取り除くことによってトリムされた圧縮前の前記ファイルとの間の前記差異と置き換えるようプログラムされる、
請求項１に記載のウェブアクセス可能な高品質医療画像を符号化するシステム。
【請求項３】
前記１又は複数のプロセッサはさらに、
前記高品質医療画像の各画素の上位ビットから低位ビットへ、８ビットセグメントに、ビット位置をセグメント化する、
請求項１または２のいずれかに記載のウェブアクセス可能な高品質医療画像を符号化するシステム。
【請求項４】
各ファイルを圧縮するために使用されるファイル圧縮フォーマットは、
ｊｐｅｇ、
ｔｉｆ、
ｇｉｆ、および
ｐｎｇの少なくとも１つのデジタル画像フォーマット
を含む、請求項１から３のいずれか１つに記載のウェブアクセス可能な高品質医療画像を符号化するシステム。
【請求項５】
前記ＨＴＴＰ構成される１又は複数のサーバを使用して送信する前の前記圧縮ファイルを格納する非一時的データストレージをさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載のウェブアクセス可能な高品質医療画像を符号化するシステム。
【請求項６】
高品質医療画像のストレージを編成するピクチャ記録交信システム（ＰＡＣＳ）をさらに備える、請求項１から５のいずれか一項に記載のウェブアクセス可能な高品質医療画像を符号化するシステム。
【請求項７】
複数のコンピューティングデバイスをさらに備え、前記複数のコンピューティングデバイスはそれぞれ、
ブラウザを備え、前記ブラウザは、
Ｎが８より大きいＮビット深さの少なくとも１つの高品質医療画像をダウンロードするためのＨＴＴＰフォーマットリクエストを送信し、
８ビットデジタル画像ファイルを復元するよう構成され、
前記複数のコンピューティングデバイスはそれぞれさらに、
各画素に対する前記適切な順序で各復元された８ビットファイルから前記ビットを組み合わせて、各画素内を全Ｎビットにするために必要とされる、下位をゼロビットでパディングすることによって、前記高品質医療画像を組み立てるようプログラムされる１又は複数のプロセッサと、
前記高品質医療画像を表示するディスプレイと
を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のウェブアクセス可能な高品質医療画像を符号化するシステム。
【請求項８】
高品質医療画像を符号化する方法であって、前記方法は、
高品質医療画像を複数の８ビットファイルに分割するステップを備え、前記高品質医療画像の各画素におけるビット位置によって、各ファイルのビットは最大８ビットでパディングされ、前記高品質医療画像からのビット分割数は、８ビット未満であり、
前記方法はさらに、
各８ビットファイルを圧縮するステップと、
前記高品質医療画像についてのハイパーテキスト・トランスポート・プロトコル（ＨＴＴＰ）リクエストに応じて前記圧縮ファイルを送信するステップ、またはサーバによってアクセス可能に各圧縮ファイルを格納するステップと
を備える、方法。
【請求項９】
パディングするステップが、前記下位ビットに隣接してゼロビットを付加するステップを備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記高品質医療画像の前記下位ビットは符号化されない、請求項８および９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
圧縮するステップはさらに、
少なくとも１つの８ビットファイルを不可逆圧縮で圧縮するステップと、
前記少なくとも１つの８ビットファイルを復元するステップと、
前記少なくとも１つの復元された８ビットファイルと、不可逆圧縮前の前記少なくとも１つの８ビットファイルとの差異を算出するステップと、
前記オリジナルの高品質医療画像内に位置する前記ビットを、前記復元されたファイルと、すべてゼロビットを含む各上位ビットプレーン位置を取り除くことによってトリムされた前記オリジナルファイルとの間の前記差異と置き換えるステップとを備える、請求項８から１０のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１２】
各ファイルを圧縮するステップは、複数の圧縮フォーマットを備える、請求項８から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
圧縮するステップは、
ｊｐｅｇ、
ｔｉｆ、
ｇｉｆ、および
ｐｎｇの少なくとも１つのデジタル画像フォーマットを備える、請求項８から１２のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１４】
格納するステップはさらに、
各ファイルを、ピクチャ記録交信システム（ＰＡＣＳ）に格納するステップを備える、
請求項８から１３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１５】
アクセス可能サーバは、ハイパーテキスト・トランスポート・プロトコル（ＨＴＴＰ）構成サーバを含む、請求項８から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
各格納された８ビットファイルを、コンピューティングデバイスで、各８ビットファイルを復元するウェブ構成ブラウザを通じて受信するステップと、
各画素に対する前記適切な順序で各復元されたファイルに格納された前記ビットを組み合わせ、各画素内を全Ｎビットにするために必要とされる、下位をゼロビットでパディングすることによって、前記高品質医療画像を組み立てるステップと、
前記高品質医療画像を前記コンピューティングデバイスで表示するステップと
をさらに備える、請求項８から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
請求項８から１６のいずれか一項を実行する１又は複数のプロセッサを制御するよう符号化される、非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１８】
請求項８から１７のいずれか一項に記載の前記圧縮ファイルを格納する非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１９】
高品質医療画像を復号化する方法であって、前記方法は、
前記高品質医療画像が複数の８ビットファイルに分割された各ファイルを復元するウェブベースブラウザを使用して、高品質医療画像の８ビットファイルを、コンピューティングデバイスで、ダウンロードするステップを備え、前記高品質医療画像の各画素におけるビット位置によって、前記高品質医療画像からのビットの分割数は、８ビット未満であり、標準ウェブベースデジタル画像圧縮フォーマットを使用して圧縮され、前記方法はさらに、
各８ビットファイルに含まれる前記ビットを、前記高品質医療画像における前記オリジナルのビット位置で整列し、パディングされた全ビットを取り除くことによって、前記高品質医療画像を再構成するステップと、
前記再構成された高品質医療画像を、コンピューティングデバイスのディスプレイに表示するステップと
を備える、方法。
【請求項２０】
高品質医療画像を復号化するシステムであって、前記システムは、
請求項１９に記載の方法を実行するようプログラムされた１又は複数のプロセッサと、
前記再構成された高品質医療画像を表示するディスプレイと
を備える、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１１年１１月１８日に出願された、米国仮特許出願第６１／５６１，４２９号の利益を請求し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本出願は、一般に、医療画像化に関する。特に、高品質医療画像の符号化、伝送、および表示に関する用途を想定し、それらを特に参照して説明する。しかしながら、他の使用状況での用途も想定され、必ずしも上述の用途に限定されないことも理解されるであろう。
【背景技術】
【０００３】
高品質医用画像は、磁気共鳴断層撮影装置、ＣＴスキャナ、ＰＥＴスキャナ、およびＳＰＥＣＴスキャナなどの、様々なソースから生成される。高品質医用画像は、最高１６ビットのビット深さのフォーマットで格納される。ＤＩＣＯＭなどの標準医療画像フォーマットは、１６ビット程度のビット深さを備える。歴史的に、高品質画像は、生成された医療画像の全ビット深さを用いる表示装置で観察する。医療画像の品質は、他の画像と比較する場合に、均一な高品質画像で表示することが重要であり、さらに患者を診断する際に重要となる。
【０００４】
医療専門家は、移動することが多く、表示技術について、サイズを拡大および縮小する。医療専門家が持ち運ぶ今日の多くの小型コンピューティングデバイスは、高品質画像を観察することができる。しかしながら、典型的にデバイスは、高品質画像を取得するために使用されるか、またはネイティブフォーマットを扱う、特殊アクセス方法のために構成されていない。医療専門家が持ち運ぶほとんどのコンピューティングデバイスは、ＪＰＥＧ、ＴＩＦ、ＧＩＦ、およびＰＮＧなどの８ビット画像を支持するインターネット技術に基づく。コンピューティングデバイスは、タブレット、ラップトップ、およびハンドヘルド・コンピューティング・デバイスなどの、一般的な低コスト市場向けのコンピューティングデバイスを用いる。ＩｎｔｅｒｎｅｔＥｘｐｌｏｒｅｒ、Ｓａｆａｒｉ、およびＦｉｒｅｆｏｘなどのウェブブラウザは、それらのデバイス上で標準ソフトウェアとして提供され、ＪＰＥＧ、ＴＩＦ、ＧＩＦ、ならびにＰＮＧなどの画像の検索ならびに表示において、標準的な復号アルゴリズムまたは復号器を使用する。インターネット技術は、主として、８ビット画像ファイルに基づいており、ファイルの総サイズを削減し、標準化フォーマットによってアクセス可能性を向上することに注目している。標準圧縮技術は、可逆および不可逆圧縮を備える。不可逆圧縮は、典型的に、データの損失を含み、これにより比較的低い解像度画像がもたらされる。不可逆圧縮ルーチンの中には、損失量に対するＪＰＥＧなどのファイルサイズの低減をパラメータ化するものがある。
【０００５】
新しいフォーマットを標準ブラウザ技術に組み込むことは困難であり、広範な一般市場におけるソフトウェアをカスタマイズして、作動および管理することは費用がかかる。別々のアプリケーションをインストールして、高品質医療画像を転送および表示することは、非現実的である。高品質医療画像を転送および表示するために、ソフトウェアが利用可能である場合であっても、医療専門家の通常ワークフローに組み込むことは困難である。様々な組織にまたがる様々な異なるコンピューティングデバイスにおけるソフトウェアのインストールおよびメンテナンスは、費用がかかり、困難である。コンピューティングデバイスおよびヘルスケアシステムを変更することは、何らかのカスタムソフトウェアの一定の管理、テスト、および修正を要する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本出願は、上記の問題およびその他に対処する、高品質医療画像の新しく、改善された符号化方法を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様によれば、ウェブアクセス可能な高品質医療画像を符号化し、システムは、１１又は複数のプロセッサ、および１１又は複数のサーバを備える。１又は複数のプロセッサは、高品質医療画像を複数の８ビットファイルに分割するようプログラムされ、高品質医療画像の各画素におけるビット位置によって、各ファイルのビットは最大８ビットでパディングされ、高品質医療画像からの分割後のビット数は、８ビット未満である。１又は複数のプロセッサは、、各８ビットファイルを圧縮する。１又は複数のサーバは、高品質医療画像に対するハイパーテキスト・トランスポート・プロトコル（ＨＴＴＰ）リクエストに応じて、圧縮ファイルを送信するよう構成される。
【０００８】
他の態様によれば、高品質医療画像を符号化する方法は、高品質医療画像を複数の８ビットファイルに分割するステップを備え、高品質医療画像の各画素におけるビット位置によって、各ファイルのビットは最大８ビットでパディングされ、高品質医療画像からの分割後のビット数は８ビット未満である。各８ビットファイルは、圧縮される。各圧縮されたファイルは、サーバによって、アクセス可能に格納される。
【０００９】
他の態様によれば、高品質医療画像を符号化／復号化する方法は、高品質医療画像の各画素内のビット位置によって高品質医療画像を複数の８ビットファイルに分割するステップと、各ファイルのビットを最高８ビットでパディングするステップとを備え、ここで、高品質医療画像からの分割後のビット数は８未満である。各８ビットファイルは、標準ウェブベースデジタル画像圧縮フォーマットを使用して圧縮される。各８ビットファイルは、各ファイルを復元するウェブベースブラウザを使用して、コンピューティングデバイスにダウンロードされる。高品質医療画像は、各８ビットファイルに含まれるビットを高品質医療画像のオリジナルビット位置で並べ、あらゆるパデッドビットを除去することによって再構成される。再構成された高品質医療画像は、コンピューティングデバイスのディスプレイ上に表示される。
【００１０】
利点の１つは、標準構成のウェブブラウザを、高品質医療画像の伝送および復元に使用することにある。
【００１１】
他の利点は、標準不可逆圧縮を用いる場合でも、画像品質を維持することができることである。
【００１２】
他の利点は、導入が容易なことである。
【００１３】
他の利点は、圧縮型の組み合わせである。
【００１４】
他の利点は、典型的な標準コンピューティングデバイスの設定および構成で動作することである。
【００１５】
他の利点は、一般のコンピューティングデバイスで、高品質画像にアクセス可能なことである。
【００１６】
他の利点は、画像サイズに左右されないことである。
【００１７】
本出願のさらなる利点は、以下の詳細な説明を読み、理解することで、当業者に理解されるであろう。
【００１８】
本発明は、様々な構成要素および構成要素の構成、ならびに様々なステップおよびステップの構成で形成することができる。図面は、好適な実施形態を説明する目的のみのためにあり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】標準ウェブプロトコルを使用してブラウザに伝送される、高品質医療画像を符号化する一実施形態を示す概略図である。
【図２】標準ウェブプロトコルを使用してブラウザに伝送される、符号化高品質画像を復号化する一実施形態を示す概略図である。
【図３】１６ビット高品質画像を不可逆圧縮で符号化する一例を示す概略図である。
【図４】ｎ画素およびＮビット深さの高品質画像の上位画像の圧縮を示す概略図である。
【図５】ｎ画素およびＮビット深さの高品質画像の上位画像の復元を示す概略図である。
【図６】一実施形態において、高品質医療画像を符号化する際に使用する構成要素を示す概略図である。
【図７】高品質医療画像を符号化する一実施形態のフローチャートである。
【図８】高品質医療画像を復号化する一実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１を参照すると、標準ウェブプロトコルを使用してブラウザに伝送される、高品質医療画像を符号化する一実施形態を概略的に示す。高品質医療画像５は、Ｙ個の画素およびＮビット６／画素８の画像として示す。高品質医療画像５におけるＮビット／画素は、典型的に、９から１６ビットである。しかしながら、本方法およびシステムは、Ｎが１６ビット超である画像に対応することができる。ビット／画素は、ビット深さと称される。例えば、１６ビット／画素の画像は、ビット深さが１６である。高品質医療画像５は、グレースケールまたはカラーとすることができる。画像は、任意のサイズまたは数の画素とすることができる。
【００２１】
グレースケール画像は、１つの画像として扱われる。カラー画像は、複数画像として扱われ、各カラーチャネルは、１つの高品質医療画像を表す。画像ビットは、上位から下位へ配列される。ビットプレーンは、全画素にまたがるビットの１列または位置である。例えば、各画素の１６番目のビットは、１ビットプレーンを表し、１５から１６番目は、２ビットプレーンを表す。
【００２２】
一実施形態において、画像は、上位から下位へ、８ビットセグメント１０に分割され、画素の各セグメントは、１バイトとして表される。画像におけるビット数に依存する最下位セグメントは、最下位ビットプレーン内をゼロビットでパディングされ、最終画像を完全な８ビットセグメントにする。例えば、画像５が９ビットである場合、第１のセグメントは、各画素の先頭８上位ビットである。第２の画像は、画像の残り１ビット、およびゼロビットで下位ビットをパディングされた７ビットを含み、第２の８ビットセグメントを形成する。他の例は、画像５が１２ビットである場合、第１のセグメントは、各画素の先頭８上位ビットであり、第２の画像は、下位位置に付加された４つのゼロビットを有する残りの４ビットを備える。
【００２３】
代替実施形態は、異なる分散方法で画像ビットを分布することを備え、例えば、９ビット画像の第１のセグメントは、４つのゼロビットでパディングされた４つの画像ビットを備え、第２のセグメントは、３つのゼロビットでパディングされた残り５ビットを備える。他の実施形態は、下位ビットから上位ビットへセグメント化することを備える。代替実施形態は、その他のビットパターンを使用して、１に設定されたビットなどでパディングすることを備える。
【００２４】
図１の実施形態では、可逆圧縮を示す。高品質医療画像５は、８ビットセグメント１０に分割される。Ｙ個の画素の各８ビットセグメントは、可逆圧縮を使用して、ＴＩＦＦ、ＧＩＦ、ＰＮＧ、および可逆ＪＰＥＧ圧縮などのファイル１２に圧縮される。圧縮されたファイル１２は、ウェブブラウザ１６からダウンロードするのに利用可能な、ハイパーテキスト・トランスファー・プロトコル構成サーバ１４に格納される。１６以下のビット深さの高品質医療画像５は、２つのファイルとして符号化される。可逆圧縮の対象ファイルの数は、Ｎ  ｍｏｄ（８）＝０の場合、Ｓ＝整数（Ｎ／８）で表され、そうでない場合は、Ｓ＝整数（Ｎ／８）＋１で表される。
【００２５】
一代替実施形態において、最終セグメントが、少ない数の残留下位ビットを含む場合、ファイルは作成されず、ビットは、許容可能な損失となる。例えば、９ビットファイルでは、第１のファイルは、圧縮された先頭８上位ビットを備える。残りのビットは、許容可能な損失となり、符号化されない。
【００２６】
圧縮されたファイルは、サーバから、ネットワーク１８を介して、医療専門家のコンピューティングデバイスに伝送される。医療専門家のコンピューティングデバイスは、デスクトップコンピュータ、ラップトップ、タブレット、およびスマートフォンデバイスを含む。
【００２７】
図２を参照すると、標準ウェブプロトコルを使用してブラウザに伝送される、符号化高品質画像を復号化する一実施形態を概略的に示す。コンピューティングデバイスには、ＩｎｔｅｒｎｅｔＥｘｐｌｏｒｅｒ、Ｓａｆａｒｉ、Ｆｉｒｅｆｏｘ、Ｃｈｒｏｍｅ、およびＯｐｅｒａなどの標準ブラウザ実装１６がインストールされて構成される。ブラウザ１６は、有線ネットワーク、無線ネットワーク、私設ネットワーク、公的ネットワーク、インターネット、またはそれらの組み合わせなどのネットワーク１８を介して、サーバ１４と通信する。ブラウザ１６の構成は、受信したファイル１２を標準ファイル拡張子２０で自動的に復元する、ＰＮＧ、ＧＩＦ、ＴＩＦ、およびＪＰＥＧなどの、標準復元コーデックを備える。
【００２８】
高品質医療画像５を含むファイル１２に関するファイル情報および伝送されたファイルのビット編成は、ファイル符号化の外で転送される。ブラウザ１６は、高品質医療画像５についてのウェブベースのリクエストに応じて、一連のファイル１２を受信し、標準コーデックを使用して、各圧縮ファイル１２を復元ファイル２２に復元する。
【００２９】
ファイル１２の復元後、復元ファイル２２は、表示前にインターセプトされ、高品質医療画像２４に再構成される。ｊａｖａスクリプトプログラムなどの標準ウェブプログラミング言語プログラム２６は、コンピューティングデバイスのネイティブ構成内で動作する。プログラム２６は、各復元ファイル２２からのビットを配列し、パディングされたあらゆるゼロビットを取り除き、セグメントを、高品質医療画像の各Ｙ、Ｎビット画素に付加する。再構成された高品質医療画像２４は、コンピューティングデバイスのディスプレイ上に表示される。その表示は、ブラウザ１２内に表示するか、ブラウザウィンドウの外側に表示することができる。
【００３０】
図３を参照すると、１６ビット高品質画像を不可逆圧縮で符号化する一例を示す。ビット深さ１６の高品質画像５は、上位から下位へのセグメント１０である。先頭８上位ビットは、ＪＰＥＧなどの不可逆圧縮を使用して、ファイルに圧縮される。第１のファイル１２は、高品質医療画像についてのウェブブラウザリクエストに応じて伝送するために格納される。圧縮された８ビットファイルは、復元され、下位がゼロビットでパディングされる。パディングされた復元ファイル２８は、高品質医療画像５から取り去られる。結果としての差異ファイル３０は、すべてゼロである上位ビットプレーンがトリムされる。各画素のビット１１〜１６またはビットプレーン１１〜１６は、すべてゼロである。ゼロの上位ビットプレーンは、下位画像、および上位セグメントの不可逆圧縮からのエラーを含む１０ビット残留部３２を残して除去される。
【００３１】
１０ビット残留部ファイル３２では、次の上位８ビットが、第２のファイル１２に圧縮される。この例において、圧縮は、不可逆圧縮である。第２のファイルは、復元され、下位２ビットがゼロビットでパディングされる。復元されてパディングされた第２のファイル２８は、１０ビット残留部１０から取り去られ、ビット差異ファイル３０が得られる。上位ゼロビットプレーンは、４ビットセグメント３２を残してトリムされる。
【００３２】
４ビットセグメント３２は、下位がゼロビットでパディングされ、８ビットになる。８ビットファイル３６は、第３のファイル１２に圧縮される。不可逆圧縮を用いる場合でも、次のセグメントで残留部を符号化することによって、損失は繰り越される。不可逆圧縮は、画像を符号化するために必要とされるファイルの数へのトレードオフにおいて、わずか数ビットのエラー損失しかもたらさないよう制限される。エラー損失は、次のファイルに繰り越される。
【００３３】
図４を参照すると、ｎ画素およびＮビット深さの高品質画像５の上位画像の圧縮を概略図によって示す。本システムおよび方法は、任意のビット深さに拡張可能であり、高品質医療画像における画素の数に無関係に動作する。各画素８はＮビット６を備える。上位ビットからの第１の８ビットセグメントは、上位画像と称する。上位画像は圧縮される。
【００３４】
各８ビットセグメント２２に対する圧縮は、ＪＰＥＧ、ＴＩＦ、およびＰＮＧなどの異なる圧縮法であってもよい。可逆圧縮の場合には、ビットは繰り越されない。不可逆圧縮の場合には、エラービットは、次のファイルに繰り越される。
【００３５】
図５を参照すると、ｎ画素およびＮビット深さの高品質画像の上位画像の復元を概略図によって示す。圧縮ファイルは、ファイル拡張子２０に基づいて、ウェブブラウザ１６の標準コーデックによって復元される。上位画像圧縮ファイルは、復元を通じてｎバイトまたは１バイト／画素に拡張されたｎｎバイトを備える。復元された上位画像ファイルの各バイトは、８ビットを備える。８ビットは、オリジナルの画素サイズＮビットに対する下位ビットがゼロでパディングされる。
【００３６】
他のファイルは、下位ビットのより下位がゼロビットでパディングされ、適切な配列を実現し、Ｎビットに対する上位がゼロビットでパディングされる。上位画像ファイルは、結果としてのファイルが、上位医療画像２４に再構成された、他の復元され、適切にパディングされたファイルに加えられる。
【００３７】
図６を参照すると、一実施形態における、高品質医療画像５を符号化する際に使用する構成要素を示す。高品質医療画像５は、磁気共鳴断層撮影装置、ＰＥＴスキャナ、およびＳＰＥＣＴスキャナなどの医用撮像装置４０から生成される。高品質医療画像５は、ピクチャ記録交信システム（ＰＡＣＳ）およびクラウドベース放射線撮像システム（ＲＩＳ）などのストレージシステム４２に格納される。画像のストレージは、画像を格納する何らかのデータベース管理システムによって管理される。画像は、ＰＡＣＳもしくはＲＩＳシステムの一部としてのＨＴＴＰ構成サーバ１４で、または直接、画像ストレージ４４で利用可能である。
【００３８】
ＨＴＴＰ構成サーバ１４は、医療専門家によって操作される複数のコンピューティングデバイス４６の１つからのリクエストに従って、高品質医療画像５を検索する。高品質医療画像５を要求するリクエストは、ＨＴＴＰフォーマットトランザクションを含む。サーバ４５は、一連のファイル１２として高品質医療画像５を符号化するようプログラムされた１又は複数のプロセッサを含む。サーバ４５は、ウェブサーバ１４またはストレージシステム４２と組み合わせることができる。
【００３９】
医療専門家によって操作されるコンピューティングデバイス４６は、少なくとも１つのブラウザを作動するよう構成された１又は複数のプロセッサ４８を備える。コンピューティングデバイスは、タッチバッド、ポインティングデバイス、およびキーボードなどの少なくとも１つの入力デバイス５０を備える。コンピューティングデバイス４６は、高品質医療画像を表示する少なくとも１つのディスプレイ５２を備える。ディスプレイは、コンピューティングデバイスの解像度を決める画素フォーマットを備える。
【００４０】
図７を参照すると、高品質医療画像５を符号化する一実施形態をフローチャートで示す。ステップ５４では、上位８ビットが、画像から抽出される。ステップ５６では、上位８ビットが、圧縮されて、ファイルとして格納される。次のステップ５８では、圧縮法として不可逆圧縮が使われたかをチェックする。可逆圧縮が使われた場合、ステップ６０では、上位８ビットをすべてゼロにする。不可逆圧縮が使われた場合、ステップ６２で、圧縮された上位８ビットファイルを復元する。次のステップ６４では、復元された上位８ビットファイルが、Ｎビット分ゼロビットでパディングされ、オリジナル画像から取り除かれる。結果画像が、高品質医療画像と置き換えられる。
【００４１】
ステップ６５では、結果画像の上位ビットプレーンは、ゼロビットでトリムされる。ビットが残っている場合、本方法は、ステップ５４に戻り、上位８ビットが抽出される。残留ビットが８ビット未満である場合、ビットはステップ５４に戻る前に、下位を８ビット分ゼロビットでパディングする。
【００４２】
図８を参照すると、高品質医療画像５を復号化する一実施形態をフローチャートで示す。本方法は、ブラウザによって受信されたファイルのセットを用いて開始する。ステップ６８では、第１のファイルが、上位画像を含むファイルタイプに基づく適切な標準コーデックにより復元され、Ｎビット分をパディングされ、結果画像を形成する。さらにファイルがある場合、各ファイルは、ステップ７２で、適切な標準コーデックにより復元される。ステップ７４での各復元ファイルは、適切な配列のために、下位がゼロビットでパディングされ、次いで、上位ビットをゼロでパディングし、全Ｎビットまで繰り返す。パディングされた復元ファイルは、ステップ７６で結果画像に加えられ、新しい結果画像を形成する。各ファイルが復元され、結果ファイルに加えられ、これ以上のファイルが無くなると、結果画像は、表示用の高品質医療画像となる。
【００４３】
本明細書で提示した特定の例示的実施形態と関連して、ある構造的特徴および／または機能的特徴が、定義された要素および／または構成要素に組み込まれるものとして説明されることを理解されたい。しかしながら、これらの特徴は、同一または類似の利益のために、また同様に、他の要素および／または構成要素に適切に組み込むことができることが意図される。例示的な実施形態の様々な態様は、所望の用途に適した他の代替の実施形態を実現するために必要に応じて選択的に使用し、それにより、他の代替の実施形態がそこに組み込まれた態様のそれぞれの利点を実現することができることも理解されたい。
【００４４】
なお、本明細書に記載された特定の要素または構成要素は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはそれらの組み合わせを介して、それらの機能を適切に実現することができることも理解すべきである。さらに、一緒に組み込まれるよう本明細書で説明される特定の要素は、適切な状況下で、スタンドアロンの要素、そうでない場合は別々の要素としてもよいことを理解されたい。同様に、１つの特定の要素によって実行されると説明した複数の特定の機能は、個々の機能を実行するよう独立して動作する複数の別個の要素によって実行してもよく、または、ある個別の機能は、協働する複数の別個の要素によって分割および実行してもよい。あるいは、互いに別個のものとして本明細書で説明および／または図示された何らかの要素または構成要素は、物理的または機能的に、適切に組み合わせてもよい。
【００４５】
要するに、本明細書では、好ましい実施形態に関して記載してきた。明らかに、変形例および代替例は、本明細書を読み、理解したものには思い浮かぶであろう。本発明は、添付の特許請求の範囲またはそれらの均等物の範囲に入るものとして、そのような変形例および代替例をすべて含むものとして解釈されることが意図される。すなわち、様々な上記ならびに他の特徴ならびに機能もしくはその代替例が、多くの他の種々のシステムもしくは用途に望ましくは組み込むことができ、さらに、様々な、現在予見しないもしくは予期しないそれらの代替例、変形例、変更例、もしくは改良例が、当業者によって後に行われ、それらが以下の特許請求の範囲によって包含されることが同様に意図されることが理解されよう。
【図１】
2015509294.tif 000003
【図２】
2015509294.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2015509294.tif 000007
【図６】
2015509294.tif 000008
【図７】
2015509294.tif 000009
【図８】
2015509294.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月20日(2014.5.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標準ウェブプロトコルを使用して伝送するために高品質医療画像を符号化するシステムであって、前記システムは、
１又は複数のプロセッサを備え、前記１又は複数のプロセッサは、
高品質医療画像を複数の８ビットファイルに分割するようプログラムされ、前記医療画像は複数の画素（Ｙ）を有し、各画素は上位から下位へ並べられた複数のビットを有し、前記高品質医療画像は、前記高品質医療画像の各画素の上位ビットから下位ビットへ８ビットセグメントに分けられ、Ｙ個の画素の各８ビットセグメントは８ビットファイルに圧縮され、ある画素の各セグメントは１バイトとして表され、ビットは最大８ビットでパディングされ、ビット数は８ビット未満であり、前記１又は複数のプロセッサはさらに、
少なくとも１つの８ビットファイルを不可逆圧縮で圧縮し、
前記少なくとも１つの８ビットファイルを復元し、
前記少なくとも１つの復元された８ビットファイルと、不可逆圧縮前の前記少なくとも１つの８ビットファイルとの差異を算出し、
前記オリジナルの高品質医療画像内に位置する前記ビットを、前記復元されたファイルと、すべてゼロビットを含む各上位ビットプレーン位置を取り除くことによってトリムされた圧縮前の前記ファイルとの間の差異と置き換え、前記ビットプレーンは、すべての画素にまたがる１列のビットであり、前記１又は複数のプロセッサはさらに、
各８ビットファイルを圧縮するようプログラムされ、前記システムはさらに、
１又は複数のサーバを備え、前記１又は複数のサーバは、
前記高品質医療画像についてのハイパーテキスト・トランスポート・プロトコル（ＨＴＴＰ）リクエストに応じて、前記圧縮ファイルを送信するよう構成される、システム。
【請求項２】
各ファイルを圧縮するために使用されるファイル圧縮フォーマットは、
ｊｐｅｇ、
ｔｉｆ、
ｇｉｆ、および
ｐｎｇの少なくとも１つのデジタル画像フォーマット
を含む、請求項１に記載の標準ウェブプロトコルを使用して伝送するために高品質医療画像を符号化するシステム。
【請求項３】
前記ＨＴＴＰ構成される１又は複数のサーバを使用して送信する前の前記圧縮ファイルを格納する非一時的データストレージをさらに備える、請求項１から２のいずれか一項に記載の標準ウェブプロトコルを使用して伝送するために高品質医療画像を符号化するシステム。
【請求項４】
高品質医療画像のストレージを編成するピクチャ記録交信システム（ＰＡＣＳ）をさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の標準ウェブプロトコルを使用して伝送するために高品質医療画像を符号化するシステム。
【請求項５】
複数のコンピューティングデバイスをさらに備え、前記複数のコンピューティングデバイスはそれぞれ、
ブラウザを備え、前記ブラウザは、
Ｎが８より大きいＮビット深さの少なくとも１つの高品質医療画像をダウンロードするためのＨＴＴＰフォーマットリクエストを送信し、
８ビットデジタル画像ファイルを復元するよう構成され、
前記複数のコンピューティングデバイスはそれぞれさらに、
各画素に対する前記適切な順序で各復元された８ビットファイルから前記ビットを組み合わせて、各画素内を全Ｎビットにするために必要とされる、下位をゼロビットでパディングすることによって、前記高品質医療画像を組み立てるようプログラムされる１又は複数のプロセッサと、
前記高品質医療画像を表示するディスプレイと
を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の標準ウェブプロトコルを使用して伝送するために高品質医療画像を符号化するシステム。
【請求項６】
高品質医療画像を符号化する方法であって、前記方法は、
高品質医療画像を複数の８ビットファイルに分割するステップを備え、前記医療画像は、複数の画素（Ｙ）を有し、各画素は上位から下位へ並べられた複数のビットを有し、前記高品質医療画像は、前記高品質医療画像の各画素の上位ビットから下位ビットへ８ビットセグメントに分けられ、Ｙ個の画素の各８ビットセグメントは８ビットファイルに圧縮され、ある画素の各セグメントは１バイトとして表され、ビットは最大８ビットでパディングされ、ビット数は８ビット未満であり、前記方法はさらに、
少なくとも１つの８ビットファイルを不可逆圧縮で圧縮するステップと、
前記少なくとも１つの８ビットファイルを復元するステップと、
前記少なくとも１つの復元された８ビットファイルと不可逆圧縮前の前記少なくとも１つの８ビットファイルとの差異を算出するステップと、
前記オリジナルの高品質医療画像内に位置する前記ビットを、前記復元されたファイルと、すべてゼロビットを含む各上位ビットプレーン位置を取り除くことによってトリムされた前記オリジナルファイルとの間の前記差異と置き換えるステップと
を備え、前記ビットプレーンは、すべての画素にまたがる１列のビットであり、前記方法はさらに、
各８ビットファイルを圧縮するステップと、
前記高品質医療画像についてのハイパーテキスト・トランスポート・プロトコル（ＨＴＴＰ）リクエストに応じて前記圧縮ファイルを送信するステップ、またはサーバによってアクセス可能に各圧縮ファイルを格納するステップと、
を備える方法。
【請求項７】
パディングするステップが、前記下位ビットに隣接してゼロビットを付加するステップを備える、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記高品質医療画像の前記下位ビットは符号化されない、請求項６および７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
各ファイルを圧縮するステップは、複数の圧縮フォーマットを備える、請求項６から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
アクセス可能サーバは、ハイパーテキスト・トランスポート・プロトコル（ＨＴＴＰ）構成サーバを含む、請求項６から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
各格納された８ビットファイルを、コンピューティングデバイスで、各８ビットファイルを復元するウェブ構成ブラウザを通じて受信するステップと、
各画素に対する前記適切な順序で各復元されたファイルに格納された前記ビットを組み合わせ、各画素内を合計Ｎビットにするために、必要な場合には下位をゼロビットでパディングすることによって、前記高品質医療画像を組み立てるステップと、
前記高品質医療画像を前記コンピューティングデバイスで表示するステップと、
をさらに備える請求項６から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
請求項６から１１のいずれか一項に記載の方法を実行するよう１又は複数のプロセッサを制御するために符号化される非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１３】
請求項８から１２のいずれか一項に記載の前記圧縮ファイルを格納する非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１４】
高品質医療画像を復号化する方法であって、前記方法は、
前記高品質医療画像が複数の８ビットファイルに分割された各ファイルを復元するウェブベースブラウザを使用して、コンピューティングデバイスに高品質医療画像の８ビットファイルをダウンロードするステップを備え、前記医用画像は複数の画素（Ｙ）を有し、各画素は、上位から下位へ並べられた複数のビットを有し、前記高品質医療画像は、前記高品質医療画像の各画素の上位ビットから下位ビットへ８ビットセグメントに分割され、Ｙ個の画素の各８ビットセグメントは８ビットファイルに圧縮され、画素の各セグメントは１バイトとして表され、合計８ビットにパディングされ、ビットの数は８ビット未満であり、標準ウェブベースデジタル画像圧縮フォーマットを使用して圧縮され、前記方法はさらに、
各８ビットファイルに含まれる前記ビットを、前記高品質医療画像における前記オリジナルのビット位置で整列し、パディングされた全ビットを取り除くことによって、前記高品質医療画像を再構成するステップと、
前記再構成された高品質医療画像を、コンピューティングデバイスのディスプレイに表示するステップと、
を備える方法。
【請求項１５】
高品質医療画像を復号化するシステムであって、前記システムは、
請求項１４に記載の方法を実行するようプログラムされた１又は複数のプロセッサと、
前記再構成された高品質医療画像を表示するディスプレイと、
を備えるシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１１年１１月１８日に出願された、米国仮特許出願第６１／５６１，４２９号の利益を請求し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本出願は、一般に、医療画像化に関する。特に、高品質医療画像の符号化、伝送、および表示に関する用途を想定し、それらを特に参照して説明する。しかしながら、他の使用状況での用途も想定され、必ずしも上述の用途に限定されないことも理解されるであろう。
【背景技術】
【０００３】
高品質医用画像は、磁気共鳴断層撮影装置、ＣＴスキャナ、ＰＥＴスキャナ、およびＳＰＥＣＴスキャナなどの、様々なソースから生成される。高品質医用画像は、最高１６ビットのビット深さのフォーマットで格納される。ＤＩＣＯＭなどの標準医療画像フォーマットは、１６ビット程度のビット深さを備える。歴史的に、高品質画像は、生成された医療画像の全ビット深さを用いる表示装置で観察する。医療画像の品質は、他の画像と比較する場合に、均一な高品質画像で表示することが重要であり、さらに患者を診断する際に重要となる。
【０００４】
医療専門家は、移動することが多く、表示技術について、サイズを拡大および縮小する。医療専門家が持ち運ぶ今日の多くの小型コンピューティングデバイスは、高品質画像を観察することができる。しかしながら、典型的にデバイスは、高品質画像を取得するために使用されるか、またはネイティブフォーマットを扱う、特殊アクセス方法のために構成されていない。医療専門家が持ち運ぶほとんどのコンピューティングデバイスは、ＪＰＥＧ、ＴＩＦ、ＧＩＦ、およびＰＮＧなどの８ビット画像を支持するインターネット技術に基づく。コンピューティングデバイスは、タブレット、ラップトップ、およびハンドヘルド・コンピューティング・デバイスなどの、一般的な低コスト市場向けのコンピューティングデバイスを用いる。ＩｎｔｅｒｎｅｔＥｘｐｌｏｒｅｒ、Ｓａｆａｒｉ、およびＦｉｒｅｆｏｘなどのウェブブラウザは、それらのデバイス上で標準ソフトウェアとして提供され、ＪＰＥＧ、ＴＩＦ、ＧＩＦ、ならびにＰＮＧなどの画像の検索ならびに表示において、標準的な復号アルゴリズムまたは復号器を使用する。インターネット技術は、主として、８ビット画像ファイルに基づいており、ファイルの総サイズを削減し、標準化フォーマットによってアクセス可能性を向上することに注目している。標準圧縮技術は、可逆および不可逆圧縮を備える。不可逆圧縮は、典型的に、データの損失を含み、これにより比較的低い解像度画像がもたらされる。不可逆圧縮ルーチンの中には、損失量に対するＪＰＥＧなどのファイルサイズの低減をパラメータ化するものがある。
【０００５】
新しいフォーマットを標準ブラウザ技術に組み込むことは困難であり、広範な一般市場におけるソフトウェアをカスタマイズして、作動および管理することは費用がかかる。別々のアプリケーションをインストールして、高品質医療画像を転送および表示することは、非現実的である。高品質医療画像を転送および表示するために、ソフトウェアが利用可能である場合であっても、医療専門家の通常ワークフローに組み込むことは困難である。様々な組織にまたがる様々な異なるコンピューティングデバイスにおけるソフトウェアのインストールおよびメンテナンスは、費用がかかり、困難である。コンピューティングデバイスおよびヘルスケアシステムを変更することは、何らかのカスタムソフトウェアの一定の管理、テスト、および修正を要する。
【０００６】
米国特許出願公開第２００７／０２１７７０４号明細書は、画素データから構成される画像データを、可逆的に符号化する符号化方法を開示する。８ビット超の量子化ビット数を有する画素データは、第１の部分および第２の部分に分けられる。第１の部分は、ＬＳＢ側の８ビットから構成され、第２の部分は、第１の部分を除く、ＭＳＢ側の残りのビットから構成される。第１の符号化処理は、第１の部分に対して可逆的に実行され、第２の符号化処理は、第２の部分に対して可逆的に実行され、ここで、第２の符号化処理は、第１の符号化処理と異なる。
【０００７】
ＲＩＣＨＡＲＤ  Ｈ  ＷＩＧＧＩＮＳらによる「Ｉｍａｇｅ  Ｆｉｌｅ  Ｆｏｒｍａｔｓ：Ｐａｓｔ，Ｐｒｅｓｅｎｔ，ａｎｄ  Ｆｕｔｕｒｅ」，ＲＡＤＩＯＧＲＡＰＨＩＣＳ，ｖｏｌ．２１，２００１年５月１日（２００１−０５−０１），７８９〜７９８ページ，ＸＰ０５５０５５４１３は、ポータブル・ネットワーク・グラフィックス（ＰＮＧ）フォーマットを、デジタル・ワールド・ワイド・ウェブベースの教示ファイルに対する魅力的なオプションとして使用することを開示する。
【０００８】
国際公開第２００７／０８２５６２号パンフレットは、ＬＤＲ画像内の対応する画素の値に基づいて、ＨＤＲ画像内の画素に対する値を推定するための予測関数を生成することによって、高ダイナミックレンジ（ＨＤＲ）画像を符号化する方法を開示する。
【０００９】
欧州特許第１４６５４１８号明細書は、ｍビットのビット深さを有する画像データに対する画像データフォーマットおよびそのための読み込み・書き出しの方法を開示し、ここで、ｍは、２のべき乗ではない。
【００１０】
欧州特許第０９７３３３９号明細書は、各ワードを最上位部分および最下位部分に分け、最下位部分に不可逆圧縮を適用することによって、一連のワードを圧縮する方法を開示する。ＨＶＱ圧縮器を使用してもよい。圧縮は、さらに、出力する前に、各ワードの両方の部分を可逆的に圧縮することによって、改善することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０２１７７０４号明細書
【特許文献２】国際公開第２００７／０８２５６２号パンフレット
【特許文献３】欧州特許第１４６５４１８号明細書
【特許文献４】欧州特許第０９７３３３９号明細書
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】ＲＩＣＨＡＲＤ  Ｈ  ＷＩＧＧＩＮＳらによる「Ｉｍａｇｅ  Ｆｉｌｅ  Ｆｏｒｍａｔｓ：Ｐａｓｔ，Ｐｒｅｓｅｎｔ，ａｎｄ  Ｆｕｔｕｒｅ」，ＲＡＤＩＯＧＲＡＰＨＩＣＳ，ｖｏｌ．２１，２００１年５月１日（２００１−０５−０１），７８９〜７９８ページ，ＸＰ０５５０５５４１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本出願は、上記の問題およびその他に対処する、高品質医療画像の新しく、改善された符号化方法を開示する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
一態様によれば、高品質医療画像を符号化し、標準ウェブプロトコルを使用して伝送するシステムは、１又は複数のプロセッサ、および１又は複数のサーバを備える。１又は複数のプロセッサは、高品質医療画像を複数の８ビットファイルに分割するようプログラムされ、前記医療画像は、いくつかの画素を有し、各画素は、上位から下位へ並べられたいくつかのビットを有し、高品質医療画像は、高品質医療画像の各画素の上位ビットから下位ビットへ８ビットセグメントに分けられ、Ｙ個の画素の各８ビットセグメントは、８ビットファイルに圧縮され、ある画素の各セグメントは、１バイトとして表され、ビットは最大８ビットでパディングされ、分割後のビット数は、８ビット未満である。１又は複数のプロセッサは、少なくとも１つの８ビットファイルを、不可逆圧縮で圧縮し、その少なくとも１つの８ビットファイルを復元し、その少なくとも１つの復元された８ビットファイルと、不可逆圧縮前の少なくとも８ビットのファイルとの差異を算出し、オリジナルの高品質医療画像内にあるビットを、復元ファイルと、すべてがゼロビットを有する各上位ビットプレーン位置を除去することによってトリムされる圧縮前のファイルとの間の差異で置き換え、ここで、ビットプレーンは、すべての画素にまたがる１つのビット列である。１又は複数のプロセッサは、さらに、各８ビットファイルを圧縮する。１又は複数のサーバは、高品質医療画像についてのハイパーテキスト・トランスポート・プロトコル（ＨＴＴＰ）リクエストに応じて、圧縮ファイルを送信するよう構成される。
【００１５】
他の態様によれば、高品質医療画像を符号化する方法は、高品質医療画像を複数の８ビットファイルに分割するステップを備え、前記医療画像は、複数の画素を有し、各画素は、上位から下位へ並べられた複数のビットを有し、高品質医療画像は、高品質医療画像の各画素の上位ビットから下位ビットへ８ビットセグメントに分けられ、Ｙ個の画素の各８ビットセグメントは、８ビットファイルに圧縮され、ある画素の各セグメントは、１バイトとして表され、ビットは最大８ビットでパディングされ、ビット数は、８ビット未満である。本方法は、さらに、少なくとも１つの８ビットファイルを不可逆圧縮で圧縮するステップと、その少なくとも１つの８ビットファイルを復元するステップと、その少なくとも１つの復元された８ビットファイルと不可逆圧縮前の少なくとも８ビットのファイルとの差異を算出するステップと、オリジナルの高品質医療画像内にあるビットを、復元ファイルとすべてがゼロビットを有する各上位ビットプレーン位置を除去することによってトリムされるオリジナルファイルとの間の差異で置き換えるステップとを備え、ここで、ビットプレーンは、すべての画素にまたがる１つのビット列である。各８ビットファイルは、圧縮される。各圧縮されたファイルは、サーバによって、アクセス可能に格納される。
【００１６】
他の態様によれば、高品質医療画像を符号化／復号化する方法は、高品質医療画像の各画素内のビット位置によって高品質医療画像を複数の８ビットファイルに分割するステップと、各ファイルのビットを最高８ビットでパディングするステップとを備え、ここで、高品質医療画像からの分割後のビット数は８未満である。各８ビットファイルは、標準ウェブベースデジタル画像圧縮フォーマットを使用して圧縮される。各８ビットファイルは、各ファイルを復元するウェブベースブラウザを使用して、コンピューティングデバイスにダウンロードされる。高品質医療画像は、各８ビットファイルに含まれるビットを高品質医療画像のオリジナルビット位置で並べ、あらゆるパデッドビットを除去することによって再構成される。再構成された高品質医療画像は、コンピューティングデバイスのディスプレイ上に表示される。
【００１７】
利点の１つは、標準構成のウェブブラウザを、高品質医療画像の伝送および復元に使用することにある。
【００１８】
他の利点は、標準不可逆圧縮を用いる場合でも、画像品質を維持することができることである。
【００１９】
他の利点は、導入が容易なことである。
【００２０】
他の利点は、圧縮型の組み合わせである。
【００２１】
他の利点は、典型的な標準コンピューティングデバイスの設定および構成で動作することである。
【００２２】
他の利点は、一般のコンピューティングデバイスで、高品質画像にアクセス可能なことである。
【００２３】
他の利点は、画像サイズに左右されないことである。
【００２４】
本出願のさらなる利点は、以下の詳細な説明を読み、理解することで、当業者に理解されるであろう。
【００２５】
本発明は、様々な構成要素および構成要素の構成、ならびに様々なステップおよびステップの構成で形成することができる。図面は、好適な実施形態を説明する目的のみのためにあり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】標準ウェブプロトコルを使用してブラウザに伝送される、高品質医療画像を符号化する一例を示す概略図である。
【図２】標準ウェブプロトコルを使用してブラウザに伝送される、符号化高品質画像を復号化する一例を示す概略図である。
【図３】１６ビット高品質画像を不可逆圧縮で符号化する一例を示す概略図である。
【図４】ｎ画素およびＮビット深さの高品質画像の上位画像の圧縮を示す概略図である。
【図５】ｎ画素およびＮビット深さの高品質画像の上位画像の復元を示す概略図である。
【図６】一実施形態において、高品質医療画像を符号化する際に使用する構成要素を示す概略図である。
【図７】高品質医療画像を符号化する一実施形態のフローチャートである。
【図８】高品質医療画像を復号化する一実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１を参照すると、標準ウェブプロトコルを使用してブラウザに伝送される、高品質医療画像を符号化する一例を概略的に示す。高品質医療画像５は、Ｙ個の画素およびＮビット６／画素８の画像として示す。高品質医療画像５におけるＮビット／画素は、典型的に、９から１６ビットである。しかしながら、本方法およびシステムは、Ｎが１６ビット超である画像に対応することができる。ビット／画素は、ビット深さと称される。例えば、１６ビット／画素の画像は、ビット深さが１６である。高品質医療画像５は、グレースケールまたはカラーとすることができる。画像は、任意のサイズまたは数の画素とすることができる。
【００２８】
グレースケール画像は、１つの画像として扱われる。カラー画像は、複数画像として扱われ、各カラーチャネルは、１つの高品質医療画像を表す。画像ビットは、上位から下位へ配列される。ビットプレーンは、全画素にまたがるビットの１列または位置である。例えば、各画素の１６番目のビットは、１ビットプレーンを表し、１５から１６番目は、２ビットプレーンを表す。
【００２９】
一実施形態において、画像は、上位から下位へ、８ビットセグメント１０に分割され、画素の各セグメントは、１バイトとして表される。画像におけるビット数に依存する最下位セグメントは、最下位ビットプレーン内をゼロビットでパディングされ、最終画像を完全な８ビットセグメントにする。例えば、画像５が９ビットである場合、第１のセグメントは、各画素の先頭８上位ビットである。第２の画像は、画像の残り１ビット、およびゼロビットで下位ビットをパディングされた７ビットを含み、第２の８ビットセグメントを形成する。他の例は、画像５が１２ビットである場合、第１のセグメントは、各画素の先頭８上位ビットであり、第２の画像は、下位位置に付加された４つのゼロビットを有する残りの４ビットを備える。
【００３０】
代替実施形態は、異なる分散方法で画像ビットを分布することを備え、例えば、９ビット画像の第１のセグメントは、４つのゼロビットでパディングされた４つの画像ビットを備え、第２のセグメントは、３つのゼロビットでパディングされた残り５ビットを備える。他の実施形態は、下位ビットから上位ビットへセグメント化することを備える。代替実施形態は、その他のビットパターンを使用して、１に設定されたビットなどでパディングすることを備える。
【００３１】
図１では、可逆圧縮を示す。高品質医療画像５は、８ビットセグメント１０に分割される。Ｙ個の画素の各８ビットセグメントは、可逆圧縮を使用して、ＴＩＦＦ、ＧＩＦ、ＰＮＧ、および可逆ＪＰＥＧ圧縮などのファイル１２に圧縮される。圧縮されたファイル１２は、ウェブブラウザ１６からダウンロードするのに利用可能な、ハイパーテキスト・トランスファー・プロトコル構成サーバ１４に格納される。１６以下のビット深さの高品質医療画像５は、２つのファイルとして符号化される。可逆圧縮の対象ファイルの数は、Ｎ  ｍｏｄ（８）＝０の場合、Ｓ＝整数（Ｎ／８）で表され、そうでない場合は、Ｓ＝整数（Ｎ／８）＋１で表される。
【００３２】
一代替実施形態において、最終セグメントが、少ない数の残留下位ビットを含む場合、ファイルは作成されず、ビットは、許容可能な損失となる。例えば、９ビットファイルでは、第１のファイルは、圧縮された先頭８上位ビットを備える。残りのビットは、許容可能な損失となり、符号化されない。
【００３３】
圧縮されたファイルは、サーバから、ネットワーク１８を介して、医療専門家のコンピューティングデバイスに伝送される。医療専門家のコンピューティングデバイスは、デスクトップコンピュータ、ラップトップ、タブレット、およびスマートフォンデバイスを含む。
【００３４】
図２を参照すると、標準ウェブプロトコルを使用してブラウザに伝送される、符号化高品質画像を復号化する一実施形態を概略的に示す。コンピューティングデバイスには、ＩｎｔｅｒｎｅｔＥｘｐｌｏｒｅｒ、Ｓａｆａｒｉ、Ｆｉｒｅｆｏｘ、Ｃｈｒｏｍｅ、およびＯｐｅｒａなどの標準ブラウザ実装１６がインストールされて構成される。ブラウザ１６は、有線ネットワーク、無線ネットワーク、私設ネットワーク、公的ネットワーク、インターネット、またはそれらの組み合わせなどのネットワーク１８を介して、サーバ１４と通信する。ブラウザ１６の構成は、受信したファイル１２を標準ファイル拡張子２０で自動的に復元する、ＰＮＧ、ＧＩＦ、ＴＩＦ、およびＪＰＥＧなどの、標準復元コーデックを備える。
【００３５】
高品質医療画像５を含むファイル１２に関するファイル情報および伝送されたファイルのビット編成は、ファイル符号化の外で転送される。ブラウザ１６は、高品質医療画像５についてのウェブベースのリクエストに応じて、一連のファイル１２を受信し、標準コーデックを使用して、各圧縮ファイル１２を復元ファイル２２に復元する。
【００３６】
ファイル１２の復元後、復元ファイル２２は、表示前にインターセプトされ、高品質医療画像２４に再構成される。ｊａｖａスクリプトプログラムなどの標準ウェブプログラミング言語プログラム２６は、コンピューティングデバイスのネイティブ構成内で動作する。プログラム２６は、各復元ファイル２２からのビットを配列し、パディングされたあらゆるゼロビットを取り除き、セグメントを、高品質医療画像の各Ｙ、Ｎビット画素に付加する。再構成された高品質医療画像２４は、コンピューティングデバイスのディスプレイ上に表示される。その表示は、ブラウザ１２内に表示するか、ブラウザウィンドウの外側に表示することができる。
【００３７】
図３を参照すると、１６ビット高品質画像を不可逆圧縮で符号化する一例を示す。ビット深さ１６の高品質画像５は、上位から下位へのセグメント１０である。先頭８上位ビットは、ＪＰＥＧなどの不可逆圧縮を使用して、ファイルに圧縮される。第１のファイル１２は、高品質医療画像についてのウェブブラウザリクエストに応じて伝送するために格納される。圧縮された８ビットファイルは、復元され、下位がゼロビットでパディングされる。パディングされた復元ファイル２８は、高品質医療画像５から取り去られる。結果としての差異ファイル３０は、すべてゼロである上位ビットプレーンがトリムされる。各画素のビット１１〜１６またはビットプレーン１１〜１６は、すべてゼロである。ゼロの上位ビットプレーンは、下位画像、および上位セグメントの不可逆圧縮からのエラーを含む１０ビット残留部３２を残して除去される。
【００３８】
１０ビット残留部ファイル３２では、次の上位８ビットが、第２のファイル１２に圧縮される。この例において、圧縮は、不可逆圧縮である。第２のファイルは、復元され、下位２ビットがゼロビットでパディングされる。復元されてパディングされた第２のファイル２８は、１０ビット残留部１０から取り去られ、ビット差異ファイル３０が得られる。上位ゼロビットプレーンは、４ビットセグメント３２を残してトリムされる。
【００３９】
４ビットセグメント３２は、下位がゼロビットでパディングされ、８ビットになる。８ビットファイル３６は、第３のファイル１２に圧縮される。不可逆圧縮を用いる場合でも、次のセグメントで残留部を符号化することによって、損失は繰り越される。不可逆圧縮は、画像を符号化するために必要とされるファイルの数へのトレードオフにおいて、わずか数ビットのエラー損失しかもたらさないよう制限される。エラー損失は、次のファイルに繰り越される。
【００４０】
図４を参照すると、ｎ画素およびＮビット深さの高品質画像５の上位画像の圧縮を概略図によって示す。本システムおよび方法は、任意のビット深さに拡張可能であり、高品質医療画像における画素の数に無関係に動作する。各画素８はＮビット６を備える。上位ビットからの第１の８ビットセグメントは、上位画像と称する。上位画像は圧縮される。
【００４１】
各８ビットセグメント２２に対する圧縮は、ＪＰＥＧ、ＴＩＦ、およびＰＮＧなどの異なる圧縮法であってもよい。可逆圧縮の場合には、ビットは繰り越されない。不可逆圧縮の場合には、エラービットは、次のファイルに繰り越される。
【００４２】
図５を参照すると、ｎ画素およびＮビット深さの高品質画像の上位画像の復元を概略図によって示す。圧縮ファイルは、ファイル拡張子２０に基づいて、ウェブブラウザ１６の標準コーデックによって復元される。上位画像圧縮ファイルは、復元を通じてｎバイトまたは１バイト／画素に拡張されたｎｎバイトを備える。復元された上位画像ファイルの各バイトは、８ビットを備える。８ビットは、オリジナルの画素サイズＮビットに対する下位ビットがゼロでパディングされる。
【００４３】
他のファイルは、下位ビットのより下位がゼロビットでパディングされ、適切な配列を実現し、Ｎビットに対する上位がゼロビットでパディングされる。上位画像ファイルは、結果としてのファイルが、上位医療画像２４に再構成された、他の復元され、適切にパディングされたファイルに加えられる。
【００４４】
図６を参照すると、一実施形態における、高品質医療画像５を符号化する際に使用する構成要素を示す。高品質医療画像５は、磁気共鳴断層撮影装置、ＰＥＴスキャナ、およびＳＰＥＣＴスキャナなどの医用撮像装置４０から生成される。高品質医療画像５は、ピクチャ記録交信システム（ＰＡＣＳ）およびクラウドベース放射線撮像システム（ＲＩＳ）などのストレージシステム４２に格納される。画像のストレージは、画像を格納する何らかのデータベース管理システムによって管理される。画像は、ＰＡＣＳもしくはＲＩＳシステムの一部としてのＨＴＴＰ構成サーバ１４で、または直接、画像ストレージ４４で利用可能である。
【００４５】
ＨＴＴＰ構成サーバ１４は、医療専門家によって操作される複数のコンピューティングデバイス４６の１つからのリクエストに従って、高品質医療画像５を検索する。高品質医療画像５を要求するリクエストは、ＨＴＴＰフォーマットトランザクションを含む。サーバ４５は、一連のファイル１２として高品質医療画像５を符号化するようプログラムされた１又は複数のプロセッサを含む。サーバ４５は、ウェブサーバ１４またはストレージシステム４２と組み合わせることができる。
【００４６】
医療専門家によって操作されるコンピューティングデバイス４６は、少なくとも１つのブラウザを作動するよう構成された１又は複数のプロセッサ４８を備える。コンピューティングデバイスは、タッチバッド、ポインティングデバイス、およびキーボードなどの少なくとも１つの入力デバイス５０を備える。コンピューティングデバイス４６は、高品質医療画像を表示する少なくとも１つのディスプレイ５２を備える。ディスプレイは、コンピューティングデバイスの解像度を決める画素フォーマットを備える。
【００４７】
図７を参照すると、高品質医療画像５を符号化する一実施形態をフローチャートで示す。ステップ５４では、上位８ビットが、画像から抽出される。ステップ５６では、上位８ビットが、圧縮されて、ファイルとして格納される。次のステップ５８では、圧縮法として不可逆圧縮が使われたかをチェックする。可逆圧縮が使われた場合、ステップ６０では、上位８ビットをすべてゼロにする。不可逆圧縮が使われた場合、ステップ６２で、圧縮された上位８ビットファイルを復元する。次のステップ６４では、復元された上位８ビットファイルが、Ｎビット分ゼロビットでパディングされ、オリジナル画像から取り除かれる。結果画像が、高品質医療画像と置き換えられる。
【００４８】
ステップ６５では、結果画像の上位ビットプレーンは、ゼロビットでトリムされる。ビットが残っている場合、本方法は、ステップ５４に戻り、上位８ビットが抽出される。残留ビットが８ビット未満である場合、ビットはステップ５４に戻る前に、下位を８ビット分ゼロビットでパディングする。
【００４９】
図８を参照すると、高品質医療画像５を復号化する一実施形態をフローチャートで示す。本方法は、ブラウザによって受信されたファイルのセットを用いて開始する。ステップ６８では、第１のファイルが、上位画像を含むファイルタイプに基づく適切な標準コーデックにより復元され、Ｎビット分をパディングされ、結果画像を形成する。さらにファイルがある場合、各ファイルは、ステップ７２で、適切な標準コーデックにより復元される。ステップ７４での各復元ファイルは、適切な配列のために、下位がゼロビットでパディングされ、次いで、上位ビットをゼロでパディングし、全Ｎビットまで繰り返す。パディングされた復元ファイルは、ステップ７６で結果画像に加えられ、新しい結果画像を形成する。各ファイルが復元され、結果ファイルに加えられ、これ以上のファイルが無くなると、結果画像は、表示用の高品質医療画像となる。
【００５０】
本明細書で提示した特定の例示的実施形態と関連して、ある構造的特徴および／または機能的特徴が、定義された要素および／または構成要素に組み込まれるものとして説明されることを理解されたい。しかしながら、これらの特徴は、同一または類似の利益のために、また同様に、他の要素および／または構成要素に適切に組み込むことができることが意図される。例示的な実施形態の様々な態様は、所望の用途に適した他の代替の実施形態を実現するために必要に応じて選択的に使用し、それにより、他の代替の実施形態がそこに組み込まれた態様のそれぞれの利点を実現することができることも理解されたい。
【００５１】
なお、本明細書に記載された特定の要素または構成要素は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはそれらの組み合わせを介して、それらの機能を適切に実現することができることも理解すべきである。さらに、一緒に組み込まれるよう本明細書で説明される特定の要素は、適切な状況下で、スタンドアロンの要素、そうでない場合は別々の要素としてもよいことを理解されたい。同様に、１つの特定の要素によって実行されると説明した複数の特定の機能は、個々の機能を実行するよう独立して動作する複数の別個の要素によって実行してもよく、または、ある個別の機能は、協働する複数の別個の要素によって分割および実行してもよい。あるいは、互いに別個のものとして本明細書で説明および／または図示された何らかの要素または構成要素は、物理的または機能的に、適切に組み合わせてもよい。
【００５２】
要するに、本明細書では、好ましい実施形態に関して記載してきた。明らかに、変形例および代替例は、本明細書を読み、理解したものには思い浮かぶであろう。本発明は、添付の特許請求の範囲またはそれらの均等物の範囲に入るものとして、そのような変形例および代替例をすべて含むものとして解釈されることが意図される。すなわち、様々な上記ならびに他の特徴ならびに機能もしくはその代替例が、多くの他の種々のシステムもしくは用途に望ましくは組み込むことができ、さらに、様々な、現在予見しないもしくは予期しないそれらの代替例、変形例、変更例、もしくは改良例が、当業者によって後に行われ、それらが以下の特許請求の範囲によって包含されることが同様に意図されることが理解されよう。
【国際調査報告】
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