カラー診断画像 DICOM 変換装置 Printlink5-IC の開発
診断画像におけるカラービデオ信号変換技術
Development of the Printlink5-IC Color Diagnostic Image DICOM Conversion Device

土居正

人＊Doi, Masato

小泉

俊一＊

江Koizumi, Shunichi

要旨
Printlink5-ICは，内視鏡や超音波診断装置などのカ

１

田佳穂＊Eda, Yoshio

はじめにラービデオ画像を取得し，DICOMやJPEG形式に変換す

従来のPrintlinkシリーズは，モノクロ画像のDICOMる装置である。今回はPrintlink5-ICで採用した，小型化，（����������������Digital Imaging and���� ���������������Communications �������������in Medicine��）変低コスト化技術，可動部品廃止による信頼性向上技術，換装置として，主に病院の放射線部門に展開してきた。

カラービデオ画像の取り込み技術による超音波・内視鏡

REGIUS UniteaやI-PACS EXを使用し，診療所におけ画像の運用方法について説明する。

る画像データの一元管理を行うためには，モノクロ画像のみならず，内視鏡や超音波診断装置などのカラービデ

Abstract

オ画像の取り込みが必要となる。

The Printlink5-IC is a device that acquires color video

今回開発したPrintlink5-ICは，小型・低コストで超音images such as endoscopic and ultrasonic wave diag-

波・内視鏡画像のカラービデオ画像取り込みを実現する

nostic images and converts them to DICOM and JPEGDICOM変換装置であり，診療所の画像データ一元管理

formats. Reported are the application of ultrasonic wave

を 可 能 と す る 新 シ ス テ ム の 一 翼 を 担 う。 本 稿 で はand endoscope images acquired by means of the Print-

Printlink5-ICの装置概要とともに，小型低コスト化，カlink5-IC, as well as the technologies that allow the

ラービデオ画像のデジタル化のために必要な主要技術にPrintlink5-IC its high performance: miniaturization andついて詳説する。

cost lowering, reliability improvement through the elimination of movable parts, and color video image capture
technology.

２

Printlink5-IC の概要と技術ポイント

Printlink5-ICの本体，コントローラの外観をFig. １に示す。
２．１

開発の狙いとシステム概要

Printlink5-ICは，内視鏡や超音波診断装置等のカラービデオ信号のデジタル化とフォーマット変換機能を有し，PACS（������������������
Picture Archiving and���� Communication���������������������System�）＊コニカミノルタエムジー㈱開発センター ヘルスケアイメージングシステム開発室

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Fig.1The Printlink5-IC

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やREGIUS Unitea等で医用画像を活用するためのゲートウェイとなる。入力ビデオ信号は，S-Video，RGB，２．３

カラービデオ画像のデジタル化

及びHDTVに対応し，現在市場に展開されているほとん

DICOM出力機能を持たない内視鏡や超音波診断装置

どの内視鏡，超音波診断装置の画像取り込みが可能であの画像出力信号は，専用モニタやビデオプリンタを対象る。出力フォーマ ッ ト は， 各 種 ビ ュ ー ワ ー に必要なと し て お り， 接 続 装 置 毎 に ビ デ オ 仕 様 が 異 な る。

DICOM，JPEG，Motion-JPEGに対応した。小型・低消Printlink5-ICはTable 2に記載の画像に対応する。

費電力を追求し，内視鏡や超音波診断装置用のカート等

Table 2への搭載を可能としたことで，画像のSDカード保存とInput signal list

相まって設置場所を選ばない機動性を確保した。低コスト化と高信頼性の実現に向けては，必要機能に絞った専用CPUボードの開発，OSとして組み込みLinuxを採用，及び移動時の振動に耐えるようHDDやFanなどの可動部品を排除する事で実現した。
Printlink5-ICは，診断装置のカラービデオ画像を取り込み，静止画／動画のファイル共有サーバー（Windows

カラービデオ画像のデジタル化はビデオ信号を基本画の共有フォルダ）への転送，SDカードへの保存を行う。

像データに変換するまでのハードウェア処理と，システ

この機能により，特別なソフトを使用しないで，診療所ムメモリーへのストア，出力形式へのデータ変換・出力で使用される電子カルテやWindowsソフト等でカラーを行うソフトウェア処理に分かれる。

ビデオ画像を有効活用できる。更に，オプションのコンまず，ハードウェア処理について記す。ハードウェア

トローラを接続すると，DICOM画像をDICOMサーバーはビデオ信号のAD変換と基本画像データ作成の２ブ／ビューアー等に出力可能であり，PACS化された施設ロックで構成されており，それぞれI/F基板，CPU上にでも整合性が確保されたシステムを実現することができ集約される。I/F基板のブロック図をFig. ３に示す。

る。
Printlink5-ICシステムをFig. ２に示す。

Fig.3

Video A/D converter

I/F基板はS端子/HD-SUB端子各１つのビデオ入力端子を持っており，一方の画像信号のみの排他接続となる。
ビデオ信号はSYNC信号を含んだまま量子化された
後，分離したSYNC信号により再サンプリング，くし型
Fig.2

The Printlink5-IC System

フィルタ，ブランク除去を行い，各８bitのYCbCr表色系デジタルデータとしてCPU基板へ転送される。

２．２

製品仕様

ブランク除去時の同期設定（フロントポーチ，バック主な仕様をTable 1に示す。
Table 1ポーチ）は，診断装置毎のビデオ信号仕様に微調整可能

Specification of Printlink5-IC

Model

Printlink5-IC

Image data
Input CH

Max. 1CH
SDTV (NTSC/PAL)，HDTV

Image data
Output CH

Ethernet: 10Base-T/100Base-TX supports
DICOM Storage Service Class (SCU)
FTP
SD CARD

Output format

DICOM, Bitmap, JPEG, Motion JPEG

Image spool memory

128 MB RAM

Dimensions

200W×170D×60H mm

Operation keypad

Touch panel on the color LCD withback light

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な機能を付加した。
基本画像データ作成以降のブロック構成をFig. ４に示す。
次に基本画像データ変換について記す。I/F基板から出力されたデジタルデータは，出力画像の設定がJPEG
またはMotion-JPEGの場合はJPEGエンコードICにより画像圧縮を行い，その他の非圧縮画像形式の場合はRAW画像形式へデータ変換する。その後，アプリケー
ションソフトにより，システムメモリーへの転送と，出力形式にあわせたヘッダ添付，データ再変換を実施し，出力先へ転送を行う。

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本体の目標達成手段として①モバイル用CPUを搭載
LCDコントローラを含め必要機能を集約でき，かつ低消費電力なCPUを採用②I/F基板差し替え方式による，装置主部品共通化。
I/F基板の変更でX線診断装置への対応を可能とし，装置の大部分の部品を共通化③フリーライセンスOS（Linux 2.6）採用④可動部品廃止による対振動性向上と長寿命化
Fig.4

・OS，アプリ媒体をHDD→Flash，SDカードへ変更

Input-output processing・冷 却ファン廃止（低消費電力CPUを採用，電源

出力先は，DICOM，FTP，SDカードを選択可能である。Printlink5-ICはDICOM環境へのゲートウェイ装置であり，非圧縮のRAW形式画像に対しDICOMヘッダを添付後DICOM装置へ出力することを前提としている。
し か し， 診 療 所 で の 使 用 環 境 を 考 え た 場 合， 非セパレートによる発熱最適化）⑤電源の単一化 （５V単出力，ACアダプタ）⑥波形シミュレータによる信頼性向上
PrintlinkⅢと比較して1/6まで小型化し，目標の2000cm3以下を達成した。本体の外形をFig. ５に示す。

DICOMのネットワーク環境やオフライン対応が必須であり，両者への保存が可能な仕様とした。
２．４

小型／低コスト／信頼性

従来のPrintlinkシリーズはCT，MRI等のX線診断装置へのDICOMゲートウェイとして，病院の放射線部門を中心に展開してきた。診療所で使用される内視鏡，超音波診断装置は，CT，MRI等と異なり患者中心とした撮影方法であるため移動式の装置がほとんどである。この為，上記装置との接続には，内視鏡，超音波診断装置のカートの一部 と し て 搭 載 で き う る 小 型 化（本体：2000cm3以下），高信頼性の確保が必須となる。
現行のPrintlinkⅢは，Windows OS 搭載のPCを用いたFig.5

本体と，5.7 inch STN液晶パネル付卓上コントローラをPrintlink5-IC dimensions組み合わせて使用する構成であり，長期供給・信頼性確保の観点から産業用PCの採用や安全性担保のためIEC

一方，ユーザが内視鏡，超音波診断装置にて撮影する

60950取得の高価な電源を搭載するなど小型化・コスト場面においては，Printlink5-IC本体がカート上に収まるダウンに限界があった。このため，システム構成を全面だけではなく，片手が塞がった状態で画像取り込み作業的に見直し下記手段をもって課題の達成を行った。

を行う必要がある。その実現においては，片手で用意にTable 3に実施手段と効果の対比表を示す。

取り込み作業が行えるコントローラの操作感が重要である。また，上記撮影作業においては，消毒液等の液体が付着する場面も想定されるため，防滴性の考慮も必要に

Table 3

Technologies contributing to miniaturization, low-cost,and reliability/stabilityなる。
上記課題の達成に向けてのコントローラの設計は①片手で操作可能なデザイン
グリップ部に基本操作用ボタンを配置し，片手で操作可能な形状とした（設定操作はコントローラ右上にあるタッチペンを使用しLCD上のタッチパネル操作）②3.5 inch TFT方式LCDの採用により，視認性を確保③キー操作部全面にアルコール耐性エンボスシートを貼り付け，防塵防水性を向上
コントローラの外形をFig. ６に示す。

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Printlink5-ICが診療所で使用されるシステム構成をFig. ８に示す。画像を表示するモニタには，GSDF対応モニタや汎用モニタ（sRGB）などさまざまなモニタが接続される。

Fig.6

Printlink5-IC controller

小型化／低コスト／信頼性の課題をクリアした
Printlink5-IC本体と片手で容易に操作可能なコントロー
ラにより，内視鏡，超音波診断装置への搭載が可能となった。
２．５

色調整

一般的に，同一の画像データであっても，異なる表示装置で表示・観察した場合に，表示装置間で見え方が異なる事が知られている。

Fig.8

The Printlink5-IC system configuration

X線診断装置などのグレースケール画像表示について
は，医用デジタル画像ネットワークの標準規格である

実際に，GSDF対応モニタと汎用モニタ（sRGB）でDICOM（Digital Imaging and Communications inグレースケールパッチ，カラーパッチを表示させ，CIEMedicine）のPart 14にBartenモデルと呼ばれる，人間表色系で定義されている明度L*，色相と彩度を示す色度の視覚特性を考慮したグレースケール標準表示関数

a*，b*の比較を，Fig. ９に示す。

（GSDF： Grayscale Standard Display Function）が定義されており，異なるダイナミックレンジを持つ表示装置間で見え方を合わせる事ができるようになっている。
一方，カラー画像の表示については，異なる表示装置間で見え方を合わせるカラーマネジメントシステム等の仕組みが，DICOM規格上，未定義である。
更に，表示装置のみならずPrintlink5-ICが扱うカラービデオ信号についても，色に関する規格が未定義であり，診断装置メーカー毎に信号レベルが異なる場合がある（Fig. ７参照）。
Fig.9 C omparison of a GSDF adjustment monitor and a generalpurpose monitor from L*a*b*: (a) change in tone, and (b)shift in chromaticity

表示画像の見え方は，表示装置自体の性能に起因するものであり，基本的には，表示装置に色調整機能が装備されているのが一般的であるが，フィルム出力用に調整されたGSDF対応モニタなどは，色調整が行えない。
Printlink5-ICでは，前述の診断装置メーカー毎の入力信号が異なる場合の色調整，色調整機能を装備しない表示装置の存在も想定し，色調整機能を実装している。調整対象としては，輝度，コントラスト，彩度（色味）に関する調整パラメータを用意している。
Fig.10に示すように，彩度パラメータの調整は，赤－Fig.7

28

Color balance difference among differingendoscopes

緑，青－黄方向への調整機能を付加し，診断装置の画像信号及び表示装置の違いを補完する。

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Fig.10

２．６

Saturation adjustmentシステムでの操作性向上

従来PrintlinkからDICOM STORAGE出力する場合，文字認識により画像データから患者IDや氏名を抽出し付加していた。Printlink5-ICでは更なるシステムでの操作性向上のために取り込んだ画像をREGIUS Uniteaに送る場合，Unitea側で対象患者を選択してから検査を開始する事で画像データと患者情報が自動的にリンクするため，操作性の簡便さと信頼性向上を実現した。

３

まとめ

今回開発したPrintlink5-ICの特徴は，内視鏡，超音波診断装置の画像を低コストで容易に取り込み，画像の活用ができる事である。REGIUS Unitea，I-PACS EXを核とした診療所システムとしてご使用いただけるものと確信している。
最後に，本開発にあたり，ご協力いただいた多くの関係者の方々に感謝する。
● 参考文献１）山道洋次 , Konica Tech. Rep., 13, 27 (2000)
２）大西鉄矢 , 山道洋次 , Konica Tech. Rep., 16, 35 (2003)

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