CN103455703A - 计算机系统、医用图像诊断装置以及图像显示方法 - Google Patents

Abstract

一种计算机系统、医用图像诊断装置以及图像显示方法。提高网络带宽小的环境下的、与图像转送相关的网络负荷的分散以及与图像显示操作相关的用户的操作感。服务器装置通过对处理对象的三维原始图像实施规定的三维图像处理来产生多个二维派生图像。该多个二维派生图像分别与属于包含和该三维图像处理相关的参数的初始值或者用户指定值的规定参数范围的多个参数值对应。服务器装置将所产生的多个二维派生图像发送至客户端装置。客户端装置对发送的多个二维派生图像进行缓存。客户端装置伴随着与用户指示对应的参数的变更操作，依次读出所缓存的多个二维派生图像并进行显示。

Description

计算机系统、医用图像诊断装置以及图像显示方法

相关申请的交叉引用

本申请主张2012年6月1日申请的欧洲专利申请No.12170525.5及2012年11月22日申请的日本专利申请号2012-256504的优先权,并在本申请中引用上述专利申请的全部内容。

技术领域

本实施方式涉及计算机系统、医用图像诊断装置以及图像显示方法。

背景技术

现行的医院间网络一般被称为医用图像保管通信系统（PACS）。PACS作为以在单一的中央档案库存储器内编成的数字格式来表示各种类型的诊断图像的体数据用存储装置来使用。在医疗用途中，当前使用的最一般的图像数据格式是DICOM（Digital Imaging andCommunications in Medicine：医学数字成像和通信）格式。在医疗领域中，二维以及三维的图像数据组通过各种技术以及类型的收集系统来收集。

图1是表示医疗用摄像产品链的主要的要素的概略附图。首先，通过使用医用图像诊断装置（治疗设备（Modality））来执行计算机支援的断层摄影法（CT）、磁共振（MR）、数字X射线摄影法（DR）、计算机X射线摄影法（CR）、正电子断层摄影法（PET）、超音波、或者其他的摄像方法，对患者进行摄像。治疗设备产生2种类型的数据。第1类型的数据，也就是带有标记的原始图像（原图像）是由治疗设备产生的图像。原始图像意图使人们、典型的情况是使放射科医师或者其他的医疗专家直接地观察。作为原始图像，例如，有X射线图像、CT断面图像、MR断面图像、超音波扇形图像等。第2类型的数据，也就是带有标记的原始数据是以非图像方式产生的数据，或者由非常多的图像构成的数据，另外，是不意图使人们直接观察的数据，或者是集合体的数据。原始数据可以简单地是文件内的图像的集合体，也可以是超过图像范畴的三维或者多维的数据表现。

由治疗设备产生的折回图像或原始数据被转送至计算机工作站。在工作站中，原始图像被缓存在本地，即，被保存在工作站的存储器缓存中。工作站作为数字摄像软件应用的主机来工作，使用该软件应用，对医疗摄像专家在高分辨率监视器或者集合了监视器的显示装置等显示系统上显示原始图像。另外，数字摄像应用例如能够将原始图像的一部分直接地向前移交给相同的计算机或者计算机网络上的其他的应用、或者跨越网络移交给其他的计算机系统。

数字摄像应用能够对原始图像或原始数据的一部分的组合进行处理而产生派生图像。派生图像是与原始图像不同的图像，是意图被放射科医师等医疗摄像专家直接观察的图像。在派生图像的例子中，例如，存在以下的类型。

1.与和原始图像不同的面或者在X射线计算机断层摄影装置或者磁共振诊断装置中原理上无法产生的面相关的CT断面图像或者MR断面图像。

2.对于解剖学构造表现比原始图像厚的断面（区域）、根据原始图像或原始数据的重新采样以及相加而产生的CT断面图像或者MR断面图像。

3.将光学性质分配到原始图像或原始数据的内容，接着，通过执行通过数据的照明以及投影的概略的仿真（作为体绘制而周知的技术），根据CT、MR、或者超音波的数据派生出的黑白或者彩色的投影图像。

4.根据由原始图像或者原始数据定义的空间的数据在弯曲面上采样得到的断面图像。

5.使用上述的技术和/或其他的技术组合而派生出的图像。

由于原始图像、原始数据的数据量巨大，而且为了摄像应用适时地产生派生图像，需要高的处理能力。

派生图像被转送至计算机工作站。在该工作站中，派生图像被缓存在本地。作为用于改善派生图像的处理的缓存，例如，存在以下那样的缓存。

反应缓存（reactive caching）：这是最简单方式的缓存。当用户要求派生图像系列时，将构成该系列的图像发送至客户端装置并保存在本地缓存中。一旦保存到缓存中，则图像能够即刻利用。

静态缓存：对初始的系列的派生图像进行缓存，该集合是软件或者人类的技术人员预测的用户的需求。静态缓存只在用户参照该集合时成功地工作，当用户要求新的系列的派生图像时无效。

预测缓存：用户能够自由地控制派生图像的产生，通过试验现在以及最近的图像产生参数、和今后的图像产生参数的合适的值，从而尝试预测用户接着进行的情况。例如，当认为用户想要将断面在从左向右的方向每秒（或者每1次中）移动3.5mm时，预测为该面在1秒间（或者在下一次中）向右前进3.5mm，从而，预先发送关联的派生图像并缓存到本地中。在实施时，很少能够通过这些系统成功地预测，只预测位于当前参数的紧旁边的参数的变化。

历史缓存（historical caching）：历史缓存是反应缓存的有效的方式。系统简单地对用户最近观察的派生图像全部进行缓存。因此，当再次需要时能够立即利用。明显地，在缓存内变为能够利用之前，这些系统要求用户通过1次的手动操作一次扫描全部的图像。但是，历史缓存的良好的实现证明了，与静态缓存或者预测缓存相比对于用户而言满足度更高。

在专利文献1以及2中，记载有来自例示的PACS档案库存储器的文件检索法以及缓存法。

接着，放射科医师、心脏病专家、外科医生或者其他的专家能够在显示系统上观察派生图像。显示原始图像以及派生图像的目的在于进行诊断、疾患的评价、治疗计划、治疗的评价、以及其他的像这样的任务等与患者相关的临床上的判断。

派生图像被分类为各种图像类型。例如，在医疗摄像产品的典型的图像类型中，有平面MPR图像、CPR（Curved MPR）图像、3D体绘制图像、虚拟内视镜图像等。

原始图像与派生图像的组合大多数情况下一起显示在显示系统中。例如，当工作站具有2个、3个或者4个显示装置时，在不同的显示装置上分别进行显示，或者在相同的显示装置的不同的部分，例如以2×2、2×3或者3×2的排列不重叠地显示图像。根据相同的组或者相关联的组的图像数据得到的多个辅助图像的特定的结构被称为挂片协议（hanging protocol）。

在医疗领域中最初开发出数字摄像时，产品链只提供了原始图像。治疗设备被设计为以易于处理（少）的量来产生人们能够读取的图像，训练医疗专家以使得直接读取这些图像。近年来，治疗设备在技术上进行了改良，因此，名义上看，这些治疗设备依然是产生人们能够读取的图像的装置，但能够产生超过了人类的专家能够直接解释的能力的大量的图像。从而，期待产品链作为将由治疗设备产生的原始图像进行合并、缩小、或者归纳的手段来提供派生图像。

在派生图像组的一般的例子中，存在使用层块多断面重建（MPR）根据体数据组而生成的图像组。在该技术中，取得视图空间的坐标，将该坐标转换到体空间，通过使用某种方式的插补关于离散的视图空间坐标产生新的MPR数据值，对该体数据进行重新采样，从而进行MPR数据的产生。通过针对z值固定时的多个{x，y}坐标执行该步骤而形成MPR断面。如果针对多个z值重复该步骤，则能够确定多个MPR断面，对这些断面进行投影形成MPR层块。因此，MPR层块具有与图像面平行地对准且沿着Z轴排列在不同的位置的1组MPR断面。

在层块MPR中，层块能够由用户一点一点地增量而沿着视轴逐渐地“移动”。因此，用户能够观察根据体数据而投影的连续的图像或者帧。各帧是与通过层块的投影相关的帧，该层块与之前的层块相比占据进行增量而不同的位置。使用时，放射科医师以交互方式使层块前后地进行“滚动”。例如，在人体的头部的CT扫描中，放射科医师为了从上向下或者从后向前横穿头部有时需要花费数秒时间，在该横穿中包含数百帧。产生这样的图像帧的典型的技术是关于图像内的各像素释放出贯穿体数据组的虚拟光线，并分别沿着各虚拟光线在几个不连续的点对该体数据组进行采样。接着，当使用最大值投影（MIP）时，选择最大体素值、或者沿着层块内的虚拟光线的插补值。取层块内选择出的最大采样值或者插补值作为与各虚拟光线相关联的像素数据。

图2A以及图2B表示派生MPR图像序列的例子。图2A表示平行多断面重建（MPR）。图2B表示对于曲线固定并局部垂直的MPR（正交断面MPR）。

在图2A中，固定有断面的2个位置坐标和3个取向角。断面例如通过由鼠标的滚轮来变更参数t，从而沿着其法线向量移动。典型地，存在与基于数据组的参数t相关的最小值和最大值。如果在位置以及取向中存在各种选择项，则产生各种平行MPR序列。

在图2B中，通过患者的身体而划定曲线，通常与血管等解剖学构造对应。通过以断面上提供的点沿着该曲线移动的方式来改变参数t，从而移动该断面，其他的自由度被限制为该断面在边界点与曲线正交。与参数t相关的边界值例如被限定为血管的特定的长度部分。通过各种曲线，产生各种正交断面MPR序列。

图2C表示旋转式的体绘制投影（3D动态图像）或者旋转式的最大值投影（MIP动态图像）的另一个例子。它们通过选择某个轴（例如，从患者的头部到脚部的轴），一边由配置成看见旋转轴的虚拟的摄像机产生投影图像一边实际地旋转患者从而进行模型化。由于可变参数t是角度，因此没有最小极限和最大极限，不过循环地成环。如果在患者的轴以及摄像机对该轴的倾斜中存在各种选择项，则产生各种旋转序列。

作为在医疗摄像中有用的派生图像序列的其他的例子，例如，能够例举出以下的序列。

·通过以轴为中心地旋转断面而产生的径向MPR序列。

·通过使划定该面的挤压（extrusion vector）向量旋转而产生的CPR序列。

·由沿着曲线移动的虚拟的摄像机产生的虚拟内视镜图像。

·断面上的某一点与某一曲线边界相接，该断面在边界点被限制在该曲线的切线方向的、局部的MPR序列。

·由与曲线平行地移动、观察曲线上的某一点的虚拟的摄像机绘制出的局部的3D或者MIP序列。

图3表示能够适用于图2A以及图2B的MPR的、用于产生派生MPR图像的序列的标准的工作流程。

在步骤S1中，放射科医师希望具有用于分析的MPR系列。

在步骤S2中，放射科医师要求技术人员根据与患者相关的体数据组来准备与患者相关的所希望的MPR系列。

在步骤S3中，技术人员将与患者相关的数据装载在3D可视化应用中，在3D工作站，即，在执行3D可视化应用的计算机上对体数据组进行处理，产生与放射科医师的标准相符的MPR系列。MPR系列是多个派生图像的组。

在步骤S4中，技术人员将MPR系列经由网络发送至PACS服务器。对将朝向放射科医师的信息保存在PACS档案库存储器中的MPR系列发送朝向放射科医师的信息，从而将MPR系列发送给放射科医师。

在步骤S5中，放射科医师将PACS服务器所保存的MPR系列经由自身的本地设备，即，经由LAN或者浏览器客户端计算机而打开。

在步骤S6中，放射科医师等待在客户端中缓存MPR系列。即，等待将MPR系列经由LAN或者因特网从PACS服务器向PACS客户端转送。

在步骤S7中，放射科医师为了进行读影，通过变更参数t而以交互方式上下滚动，从而，能够对该MPR系列进行读影。当然，MPR系列具有能够在客户端装置上可靠地进行的诊断而所需的足够的画质。

在步骤S8中，对放射科医师赋予重新观察其他的MPR系列的这样的选择项。当判断为放射科医师重新观察时（步骤S8：“否”），重复从步骤S1到S8的工作流程。当判断为放射科医师不重新观察时，即，结束了图像诊断时（步骤S8：“是”），工作流程进入步骤S9。

在步骤S9中，发表报告。通过报告的发表，结束图3的工作流程。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2001-0101060号公报

专利文献2：日本特开2000-0096559号公报

发明内容

目的是在计算机系统、医用图像诊断装置以及图像显示方法中，实现网络带宽小的环境下的、与图像转送相关的网络负荷的分散以及与图像显示操作相关的用户的操作感的提高。

本实施方式所涉及的计算机系统是具有经由网络而连接的客户端装置和服务器装置的计算机系统，其特征在于，具备：图像产生部，设置于上述服务器装置中，且通过对处理对象的三维原始图像实施规定的三维图像处理而产生多个二维的派生图像，上述多个二维派生图像分别与属于包含和上述三维图像处理相关的参数的初始值或者用户指定值的规定参数范围的多个参数值对应；发送部，设置于上述服务器装置，将所产生的上述多个二维派生图像发送至上述客户端装置；存储部，设置于上述客户端装置，对所发送的上述多个二维派生图像进行缓存；显示部，伴随着与用户指示对应的上述参数的变更操作依次读出所缓存的上述多个二维派生图像并进行显示。

本实施方式提供一种计算机系统，该系统是用于在用户界面上显示原始图像以及派生图像和原始图像系列以及派生图像系列的计算机系统，各派生图像系列具备图像帧序列，该计算机系统具备应用组件，该应用组件能够进行动作，以确定用于在显示出原始图像或者派生图像的状态下基于用户指示而根据图像数据组生成派生图像系列的标准，各派生图像系列的标准提供与多个可视化参数相关的值，这多个可视化参数包含在派生图像系列内的帧间值发生变化的参数和在派生图像系列的帧间值被固定的多个参数，另外，能够进行动作，以通过包含对变化的参数的值进行量化的、按照派生图像系列的标准对医用图像数据组进行操作，从而生成派生图像系列，该计算机系统还具备显示装置，该显示装置构成为接收以及显示根据派生图像系列标准生成的派生图像系列。

在响应用户指示的本实施方式中，应用选择在帧间不同的参数“t”，一边使其他的参数保持为固定值一边对参数“t”进行量化，因此，能够使流播放（Stream Thing）以及缓存有效。从而，应用的用户指示部分、以及其背后的数学模型构成为对参数“t”进行选择以及量化。例如，用户界面的指示“go to a particular3D point（去特定的3D点）”有时需要分解为与其他的参数不同的“t”的变更，接着，需要吸收量化后的参数“t”的连续的变化与离散的变化的差。该方法与响应用户指示的以往技术的图像的动态生成不同，可视化参数的用户的调节是多个可视化参数的（不是离散的）连续的调节，所以无法存在有效的缓存，因此，通常，所缓存的图像在各用户指示之后变得不能够利用。该方法还与以下以往技术的方法不同，该以往技术的方法不和界面控制的用户的调节交互地，使所保存的图像流动、缓存。偏离没有制约的交互，对一个“滚动”变量或者其他的量化的参数进行定义。研究该PACS方式的受制约的设计而获得的可用性的好处很大，但根据情况的不同，难以评价。

由此能够得到派生图像系列的标准的用户指示能够设为具有原始图像、派生图像、原始图像系列、为了得到派生图像系列而使用的相同的医用图像数据组或者关联的医用图像数据组的、与之前生成的派生图像系列中的至少一个的用户指示。该医用图像数据组既可以是由相同的治疗设备或者另一个治疗设备供给的数据组，也可以是与相同的患者或者不同的患者相关的数据组。

应用组件能够分割为第1部分和第2部分，例如，第1部分位于PACS可视化应用内，第2部分位于3D可视化应用内。或者，应用组件能够分割为相同的可视化应用的2个构成要素。另外，应用组件能够在单一的服务器等、单一的硬件平台上运行，也能够分割为在独立的服务器或者独立的计算机等不同的硬件上运行的部分。应用组件、或者其各部分也能够在多个计算机上，例如，在服务器与客户端经由通信路径连接的2个计算机上运行。

能够通过图像类型分类来定义可变参数。该图像类型分类根据用户指示而获得，例如，能够在开始正交断面MPR等的会话时从下拉菜单中选择，或者能够根据医用图像数据组的文件属性、例如DICOM头信息等利用某种其他的方法得到。

通过根据帧从开始值增加增量，从而能够对可变参数的值进行量化，换而言之，能够进行离散化。能够将增量变化设为是基于根据用户指示而设定的增量值的变化。总的说来，关于可变参数，考虑可变参数在医用图像数据组中记录的程度而以任意的方法在其系列内进行设定以及变更，意图根据该医用图像数据组，基于其标准制成派生图像系列。例如，可变参数在医用图像数据组内是准连续的，即，如果与按照和所生成的派生图像系列相关的标准所定义的增量进行比较，则以非常小的增量来记录即可。总之，各图像帧的面也与医用图像数据组内保存数据的程度任意地进行比较，例如，派生系列各图像帧的面也可以不与CT体数据组的断面位置对准。关于一部分的图像类型，例如，在平行MPR时，可变参数从开始值变到结束值。关于其他的图像类型，例如，当以轴为中心旋转时，可变参数从开始值开始变化。根据情况，例如，当进行在医用图像数据组中未明确记录曲线的CPR投影时，可变参数没有在医用图像数据组中记录的直接的类似物，不过取而代之，通过算法或者人类的操作者在事后制成。

应用组件为了有利地按照缓存协议来保存派生图像系列，能够具有向缓存的访问。

应用组件能够在客户端与服务器之间进行分配，客户端能够经由连接链路与服务器连接，具备能够动作以显示图像系列的显示装置，服务器能够进行动作以使得为了显示而将图像系列发送至客户端。客户端能够设为瘦客户端，包含处理能力与域逻辑降低了的“富客户端”或者具有最小限度的处理能力和域逻辑的“真瘦客户端”。

能够将应用组件构成为，作为交互式帧版本以及最终帧版本将派生图像系列从服务器发送至客户端，交互式帧版本与最终帧版本相比较分辨率低，因此，在最终帧版本之前发送交互式帧版本，最终帧版本一旦被接收，则在客户端用户界面上取代交互式帧版本。

在一部分实施方式中，应用组件具有向服务器缓存以及客户端缓存的访问，按照包含服务器缓存和客户端缓存的缓存协议从服务器向客户端发送派生图像系列。能够将缓存协议构成为，在客户端缓存中不进行交互式帧版本的缓存，而在客户端缓存中进行最终帧版本的缓存。能够使缓存协议构成为，服务器维持客户端缓存的内容的知识。能够在图像系列等级或者帧等级的某一个或者这双方中维持该知识。

应用组件优选包含报告功能，该报告功能能够进行动作，以使得与派生图像系列一起根据用户指示将关联作业产品保存到文件保存装置中。在关联作业产品中也可以包含用户的注释、测定值、派生图像系列的一部分或者全部、以及为了产生派生图像系列而使用的标准。

应用组件能够进行动作，以使得将图像系列按照挂片协议相互排列并按照时间系列和/或同时显示。显示图像系列的方法至少能够部分地根据图像类型来进行定义。合适的派生图像系列的一个例子是由图像数据组的多断面重建（MPR）得到的二维连续的原始图像帧。MPR能够具有多个关联的图像类型，例如能够具有用于平行MPR以及CPR的各个图像类型。

几个实施方式提供一种用于根据体数据对医用图像进行可视化处理的计算机系统，·用户正如为了定义系列而对习惯的工作站进行操作那样，为了以认为合适的任意的方法对图像进行操作，能够自由地使用1组控制以及用户界面要素，在不需要计算该系列的图像的过程的该阶段，重要的一点是在该阶段中定义系列内的各图像的每一个的参数的组·用户使用不同的组的控制和/或用户界面要素，通过控制从已经计算出的系列中请求图像时，做到不可能缓存失误，能够使图像在为了调查该系列而定义的虚拟系列内进行滚动，·来自系列的图像与预先生成系列整体的更习惯的方法不同，按照用户的需要来生成。由此，不需要再次绘制观察到两次的图像，在客户端-服务器的情况下，不需要对客户端再次发送，因此能够良好地保持缓存性能，并且能够迅速地发出第1图像，·用户也能够按照要判定接着可能想观察的图像的任意的预测算法，通过进行“预绘制”，在用户需要之前生成来自该系列的图像。

关于该方法，由于在用户进行绘制和/或明确地请求之前对系列进行定义，因此，能够称为“虚拟系列”。实际上，在对虚拟系列进行调查之前，当用户通过用户界面变更非量化参数时，决不能计算“虚拟系列”。由于在大多数情况下安装虚拟系列方法要求将摄像参数分割成对系列的定义产生影响的某构成要素、和对图像选择产生影响的另一构成要素，因此很重要。

在本实施方式中，虚拟系列的概念通过1组动作对虚拟系列进行定义，通过另外的动作根据虚拟系列的标准选择应该计算或者显示哪一派生图像，从而来对虚拟系列进行调查。

在本实施方式中，关于虚拟系列的派生图像，为了观察派生图像而按照用户的要求以交互方式被生成，接着，为了之后的使用而被缓存。

在本实施方式中，预测地生成虚拟系列的派生图像，在用户要求之前进行缓存。

在本实施方式中，通过某组用户界面动作，用户能够自由地定义派生图像的标准，派生图像标准被解释为是对该派生图像是构件的虚拟系列进行定义的标准，另一方面，通过另一组的用户界面动作，用户能够根据虚拟系列的标准选择应该计算或者显示哪一派生图像。

本实施方式的特征之一在于，用于生成派生图像系列的标准的用户指示和用于生成单一的派生图像的标准的用户指示不能加以区别。

本实施方式的另一特征在于，用户指示构成为提供可视图像的优选的操作，交互与在派生图像系列内的帧间发生变化的可视化参数的变化对应。

本实施方式的另一特征在于，用户指示构成为阻止或者避免改变在派生图像序列的帧间值被固定了的多个固定参数的操作。

本实施方式的另一特征在于，用户指示构成为，代替改变在派生图像序列的帧间值被固定了的多个固定参数的动作，而使用改变在派生图像序列的帧间值发生变化的可变参数的动作，例如，不是在指定的点正确地再次配置全部的MPR面，能够以滚动到最近的MPR面的方式安装“三角测量”指示。

本实施方式的另一特征在于，构成为不需要用户指示，自动地响应在派生图像序列的帧间值被固定了的参数的变化而开始或者结束派生图像序列的生成。

能够使客户端构成要素进行动作，以使得用户能够执行用户指示而变更在派生图像序列的帧间值发生变化的可变参数，不再次生成或者再次发送图像，而从缓存显示所保存的派生图像序列的帧。

本实施方式的另一特征在于，使用在派生图像序列的帧间值被固定了的固定参数的向量的当前的值，使得影响对于与参数不同的向量相关联的图像的缓存空间的分配。

本实施方式的另一特征在于，缓存能够进行动作，以使得保存与在派生图像系列的帧间值发生变化的量化参数的单独的值的全部或者子集相关联的、派生图像序列的帧的全部或者子集。

本实施方式的另一特征在于，应用组件构成为从服务器向客户端发送派生图像系列的帧，这样的帧与和当前显示的值不同的、在派生图像序列的帧间发生变化的量化参数值相关联。

本实施方式的另一特征在于，量化参数值与当前显示的值、例如与i+n，i-n系统地相关联。

在计算机系统、医用图像诊断装置以及图像显示方法中，提高网络带宽小的环境下的、与图像转送相关的网络负荷的分散以及与图像显示操作相关的用户的操作感。

附图说明

图1是医疗摄像产品链的主要的要素的概略附图。

图2A是表示派生图像序列的例子的图。

图2B是表示派生图像序列的例子的图。

图2C是表示派生图像序列的例子的图。

图3是表示用于准备派生图像的序列的标准的工作流程的图。

图4是表示与能够作为第1实施方式的主机进行动作的标准的PACS系统相关的客户端-服务器体系结构的简化的概略图。

图5A是表示从服务器向客户端转送派生图像系列期间的、位于服务器上的客户端缓存以及客户端缓存的对方的镜像的进展的图。

图5B是表示从服务器向客户端转送派生图像系列期间的、位于服务器上的客户端缓存以及客户端缓存的对方的镜像的进展的图。

图5C是表示从服务器向客户端转送派生图像系列期间的、位于服务器上的客户端缓存以及客户端缓存的对方的镜像的进展的图。

图6是表示与图3的标准的工作流程相比较的第1实施方式所涉及的工作流程的一个例子的图。

图7是表示第2实施方式所涉及的客户端-服务器体系结构的图。

图8A是表示按照第1使用案例显示客户端工作站中的4个1组的显示装置1、2、3、4上的派生图像系列的图。

图8B是表示按照第1使用案例的变形方式，显示客户端工作站中的4个1组的显示装置1、2、3、4上的派生图像系列的图。

符号说明

16…LAN客户端、17…图形服务器、18…PACS服务器、20…PACS档案库存储器、21…Web客户端

具体实施方式

以下，参照附图说明本实施方式所涉及的计算机系统、医用图像诊断装置、图像显示方法以及图像显示程序。

首先，需要注意参照图1以及图2而在上述示出的一般的以往的技术系统的说明，也形成本实施方式的详细的说明的一部分。

接着，参照图4说明第1实施方式。图4是与作为安装第1实施方式的可视化应用的主机来工作的PACS系统相关的客户端-服务器体系结构的概略图。另一实施方式不是安装在客户端-服务器中而是安装在工作站中，因此，该实施方式中说明的缓存的客户端-服务器的特有的方式并不限定本发明。在另一实施方式中，安装在厚客户端（thickclient）系统上。PACS档案库存储器20与PACS服务器簇18连接。浏览器客户端计算机21以及LAN客户端计算机16分别经由因特网以及医院间网络连接与PACS服务器簇18连接。在第1实施方式的以下的说明中，假定产生图像的可视化应用位于服务器上，但可视化应用的位置有时与其他的实施方式中的位置不同。

概略地说，共同的状况是运行可视化应用的服务器与能够向客户端发送图像相比，能够更快速地产生（即，绘制）这些图像。因此，服务器进行缓冲。缓冲意味着例如通过缓存来保存绘制出的图像。之后，服务器需要将缓存的图像发送至客户端的缓存。从而，产生图像的可视化应用所收容的逻辑包含缓存协议的实现。缓存协议例如用于检查缓存，而确认图像是否已经被缓存。为了检查图像是否被缓存，优选避免在服务器与客户端之间使数据往返。因此，服务器保持客户端所具有的缓存（以下，称为客户端缓存）的逻辑镜像（以下，称为镜像缓存）。通过服务器保持镜像缓存，在服务器侧维持客户端缓存的内容。因此，服务器知道哪一图像被缓存在客户端中了，不需要询问客户端是否需要，能够对每帧根据需要将像素数据或者图像帧识别符（图像ID）的某一个发送至客户端。

接着，说明向客户端的图像系列的转送。

在图5A中，示出服务器侧的镜像缓存具有全部的像素数据、客户端缓存为空时的数据转送开始时的初始的状况。此时，为了在客户端中显示全部的帧，镜像缓存对客户端发送像素数据。

在图5B中，示出不久之后，例如，1分钟之后的达到中间状态时的状况。在中间的状态下，虽不限于像素数据的全部但一部分位于客户端缓存内。在该中间的状态下，在所要求的图像已经在客户端中进行了缓存时，服务器中的镜像缓存只将该图像的图像ID发送至该客户端。另外，在所要求的图像未在客户端中缓存时，镜像缓存发送该图像的像素数据。

在图5C中，示出进一步经过了时间之后，例如，在几分钟之后，客户端缓存具有全部的像素数据时的最终状况。服务器的镜像缓存保持图像产生所使用的全部的参数值的客户端缓存和/或摘要中所保存的帧的图像ID的记录。当客户端要求时，镜像缓存只将图像ID发送至客户端，客户端能够在该缓存内确定帧。

派生图像系列一般能够定义为1组参数变量，该参数变量的值在与单一参数相结合的全部的系列构件中是共用的，该单一参数的值根据系列构件，即，根据所提供的系列内的图像而不同。在此采用的方法基于从定义任意的所提供的图像类型的大量的图像类型中，对每个图像类型识别一个参数或者自由度而进行。要注意所识别出的一个参数也可以不是与以往根据1个体来绘制单一图像的情况相关联的参数。例如，为了定义平行MPR系列，划定系列的轴、起点以及图像间的间隔。接着，需要没有“虚拟系列”的概念地，通过将用户指定的视点投影到该轴来确定显示哪个图像，根据该系列来确定当前能看到的图像。仅仅对视点以及视线的方向进行定义，之后，只需要绘制构成该系列的图像。因此，要理解虽然选择为一个参数或者自由度成为系列的变量，但通常将所选择的参数重构为“虚拟系列”模型以定义进行观察的条件，因此，这是唯一的可能。

图像类型是对平面MPR图像或者平行MPR图像、CPR图像、3D体绘制的图像、以及虚拟内视镜图像等派生图像系列的类型间进行区别的在医用摄像中共用的分类。例如，当为了对在显示画面上看到的图像进行操作而根据用户所选择的工具进行推论等、根据PACS档案库存储器或者用户指示来加载医用图像数据组时，在会话开始时，通过用户、或者通过作为参照DICOM头的挂片协议而周知的自动算法、或者通过这些要素的任意的组合来进行图像类型的设定。

在平行MPR的情况下，例如，如图2A所示，高的自由度是沿着该法线向量使图像面移动的参数t。在图像面间被固定的其他的自由度是2个位置坐标和横截面的3个取向角。在正交断面MPR（图2B）的情况下，参数t是沿着血管轴的距离，在旋转体绘制（图2C）的情况下，参数t是与患者轴周围的角度相关的距离。

这样高的自由度的变化，即，各种参数对被称为帧的标称的图像序列进行定义，其他的全部的自由度都是固定值，即，是固定参数。假设图像类型利用5个自由度（A、B、X、D、E）来进行定义，作为高的自由度选择X。下述的2个图像表示属于同一序列的不同的图像。

X≠X’时（A，B，X，D，E），（A，B，X’，D，E）

以下示出位于与（A，B，X，D，E）不同的图像序列的4个图像：

A’≠A时（A’，B，X，D，E）

B’≠B时（A，B’，X，D，E）

D’≠D时（A，B，X，D’，E）

E’≠E时（A，B，X，D，E’）

虽然高的自由度本来是连续的，但必要时通过对该组的可能的值进行量化，从而也可以作为离散量而被模型化。作为离散量的参数的模型被编入可视化应用中。间隔、定位点（anchor point）等量化的细节能够响应用户控制而进行变化。能够将其他的自由度连续地或者离散地进行模型化。模型对1组标称的图像序列进行定义。各图像序列依次收集并收容图像。这些图像如以下那样，能够根据量化参数i来识别。

（A，B，Xi，D，E），在此，i是整数。

理论上，由Xi来定义的序列的图像能够是无限的，但医用图像通常例如根据治疗设备的制约而是有限的。图像序列的实用上的种类是线性和循环这2种。线性序列具有开始点和结束点。例如，作为线性序列可以列举出由多个横截面图像构成的组。横截面从患者的头部到脚部以1mm间隔进行扫描。循环序列是有限的数量，但提示为无限重复的序列。例如，作为循环序列能够列举出由多个旋转MIP投影图像构成的组。MIP投影在患者轴周围以1度间隔无限期地旋转并且重复。

图像序列通过以下来进行定义。

·在该例子中，区别的参数以外的参数的向量V是V＝（A，B，D，E）。

·函数Xi＝f（i）。在此，i位于对于所区别出的参数X进行整数映射的范围［p，q］。

如果这样选择性地加以制约，则缓存能够在系统内有效地进行动作。该系统在客户端-服务器结构内，例如在瘦客户端结构内产生、发送、显示派生图像。

缓存需要对图像序列间进行区别。这些图像序列以（由于在不同的窗口显示）同时、或者（由于用户变更定义序列的参数之一）在不同的时刻的某一个，在产品中能够举为例子。因此，基本上，缓存需要进行下述的2种输入的关联匹配（associative match）。

·部分地对序列进行定义的参数的向量V

·部分地对序列进行定义的函数Xi＝f（i）

向量V典型的情况是在数、行列式、表等数据内实施。函数f的不同的选择典型的情况是在程序编码内实施。在优选的例子的实现（implementation）中，f的不同的选择项使用枚举型标志T而示出为数据。向量V以及标志T通过以散列函数进行处理而产生键K。使用该键K，使用散列表或者相同的数据结构来执行关联匹配。通过该实现，用户将V变更为V’，接着，当使V’返回到V时，能够将缓存设为有用状态。其他的实现是可能的。缓存还通过整数i来添加直接索引。整数i沿着序列定义图像编号。保存各图像序列整体是有利的，因此，可能的实现用于将各缓存键K映射到通过i添加了索引的可扩张的排列的图像。但是，能够缓存的图像序列的全部的图像的总数能够设为非常多，因此，在向散列函数的输入中也可以包含i。该散列函数产生键K，使用散列表或者相同的结构将键K直接映射到图像。因此，能够将各图像看作用于从缓存中清除（eviction）的候补。

当能够通过技术的要因限制产生派生图像的产品的性能，也能够从此处提出的缓存的种类中得到益处时，在摄像链中存在两个领域。第1，在客户端-服务器的设置中能够从服务器向客户端发送派生图像的速度典型的情况是由服务器与客户端之间的能够利用的带宽、和在保持医用精度的同时能够应用于图像的所能够容许的压缩程度来限制。第2，能够通过可利用的计算机能力，例如，通过计算机处理单元（CPU：computer process unit）、图形处理单元（GPU）、存储器、以及同样的计算资源来限制能够产生派生图像的速度。另外，这些资源能够通过对客户端-服务器系统的其他的同时的用户有用等、其他的潜在的使用来进行处理。

在客户端中，缓存能够应用于从服务器接收的全部的图像、或者这些图像的子集。缓存的应用是非常有益的。以下提及针对实现的可能的2个变化。判断为在发送新的图像时需要的逻辑在服务器或者客户端的某一个中作为主机来工作。还能够通过任意选择，在服务器内将缓存应用于绘制处理的结果。将用于绘制处理结果的缓存称为绘制缓存。在由绘制子系统产生图像的前阶段，服务器将图像产生参数提供给绘制缓存。如果在绘制缓存内出现图像，则该图像能够即刻利用。因此，计算机资源不需要被绘制独占。绘制缓存根据服务器的绘制功能的性能特征有时带来益处，有时不带来益处。

在客户端执行判定新的图像的必要性的逻辑。此时，客户端在对服务器要求图像的前阶段，对该客户端所具有的缓存提供图像产生参数。当客户端缓存登记成功时，图像能够即刻利用。服务器不要求再生该图像。由此，能够避免与服务器联络的延迟、服务器上的处理资源的使用、从服务器向客户端发送图像所需的时间。

当在服务器中执行判定新的图像的必要性的逻辑时，服务器具有在客户端上具有的缓存的逻辑镜像。这意味着除了仅服务器上的镜像缓存以及客户端缓存中的一方需要保存某个特定的图像的像素数据之外，服务器以及客户端具有相同的2个图像缓存。服务器将图像产生参数提供给其逻辑缓存，之后，服务器绘制以及发送图像。当将系统构成为像素数据保存在客户端时，在逻辑缓存登记成功时，服务器将收容缓存键K的小的数据包发送至客户端。接着，客户端使用缓存键K，访问该图像的像素数据。通过这样的方法，避免（由于代替发送的图像的说明小）服务器与客户端之间的通信延迟、服务器中的处理资源的不必要的使用、从服务器向客户端发送图像所需的时间。

服务器中的绘制缓存对绘制图像进行缓存。当绘制的吞吐量比发送高时，绘制图像首先由服务器的绘制缓存开始存储，之后，由客户端缓存开始存储。

客户端缓存优选通过与服务器缓存不同的服务器的客户端缓存的逻辑镜像来进行补充。当图像被缓存在客户端缓存、该客户端缓存的服务器的镜像中时，该图像不需要还缓存在服务器中的绘制缓存中。因此，也可以从绘制缓存中删除该图像。例如，服务器的绘制缓存容量小，作为绘制与发送之间的缓冲器来使用即可。此时，客户端缓存具有通过客户端上的能够自由地利用的存储器而成为可能的程度的容量即可。

当图像产生逻辑位于服务器上时，绘制缓存以及客户端缓存的服务器镜像为一个，且可以是同一个。或者，图像产生逻辑也可以位于客户端上。此时，不需要设置与客户端缓存相关的服务器镜像，在服务器上设置绘制缓存即可。

用于图像的产生以及缓存的2个条件如以下所述。第1，当用户操作摄像参数V以及i而要求特定的图像时，产生以及缓存该图像。例如，当用户操作应用而显示特定的MPR断面图像时，缓存该MPR断面图像。第2，针对i-j以及i+j的值自动地产生以及缓存图像。在此，j为[1，∞]。例如，用户操作应用而对特定的MPR图像进行缓存，之后，在显示该MPR图像时，缓存与该MPR图像的两侧（或者，当能够预测滚动的方向时只一侧）相邻的其他的MPR图像。直到缓存该MPR图像所属的系列内的所有MPR图像，从最初显示出的MPR图像依次探索该系列所包含的MPR图像。

第1类型的缓存是反应缓存类型。第2类型的缓存是改善了预测缓存的类型。并不是要根据第1原理预测当前显示出的图像的1组相邻的图像，可视化应用利用图像类型或者系列类型的概念。可视化应用知道当前操作的图像类型，具有对每个各图像类型，指定单一的自由度以及被离散化的相关联的可变参数i的定义。接着，用于缓存的相邻图像的概念是仅仅以规定量对量化指标i进行增量或者减量的简单的事情，该规定的量也能够设为默认的量、根据用户界面上的最近的用户的动作而推论出的量、或者由用户明确地设定的量。由此，能够可靠地且有效地对图像序列整体进行缓存。

在本实施方式所涉及的工作流程中，对参数X进行识别以及离散化。因此，不管所使用的缓存协议的种类如何，例如，无论是反应缓存还是预测缓存，缓存都是有效的。在对体进行浏览的以往的方法中，在MPR模式下用户上下地滚动，鼠标的移动转变为针对MPR的面的位置的浮动小数点的变化，因此，例如，当使用反应缓存时，能够准确地再次访问某一图像的可能性，即缓存成功的可能性变得极低。避免浏览时的这样的问题的以往的方法是提供“动态图像模式”，在动态图像模式中，用户必须采取设置冠状MPR或者旋转体图像等系列，接着，按下“再生”按钮而作为系列开始其计算的明确的步骤。由于计算机知道在系列内的图像间产生增量，是动态图像的情况，因此，能够有效地进行缓存。“虚拟系列”方法在还提供具有能够有效地进行缓存的数据的自由的调查的浏览库的用户指示的点与这些以往的方法的任一个都不同。

如上述那样，图像序列能够是线性缓存或者循环缓存，在这些情况的每一个中以某种程度不同的方式进行动作。在线性系列中，在i-j以及i+j，对图像进行缓存，直到在各方向达到序列的界限。在循环系列中，对（i-j）_mod_n以及（i+j）_mod_n的图像进行缓存。在此，n是循环序列内的图像的总数。因此，相邻的图像准确地覆盖该系列。

将系列整体、即覆盖参数t的范围整体的帧发送至客户端是有利的，因此，一旦在客户端中进行了缓存，则用户能够以每秒高的帧的更新比例通过并操纵（navigate）该系列的范围整体。在大多数情况下，特别地，当为了缩小在客户端中缓存的图像的尺寸而使用压缩时，这能够实现。但是，未必总是可能缓存会话中访问的全部的系列整体的范围，为了制作其他图像用的空间，需要从缓存中清除图像的某些方法。用于从缓存中清除各个图像或者图像系列整体的几个可能的方式如以下所述。

·非最久缓存：将制作的时间标记最久的图像或者系列清除。

·非最久观察：将显示出的时间标记最久的图像或者系列清除。

·设活动的系列为有益：保持属于被观察并接受了用户界面操作的（例如，接收了基于鼠标聚焦、直接的用户输入、或者基于用户输入的间接的变更的）系列的图像，清除其他的图像。

·设当前的系列为有益：保持参数V的图像当前事实上属于的系列，清除与参数的之前的值V’，V”等相关联的图像。

缓存方式也能够使用交互式图像与最终图像之间的图像的分类，并从只缓存最终图像的情况中得到好处。交互式图像是响应用户输入而能够立即产生以及显示的质量低的图像，因此，用户能够立即得到针对自身的动作以及特定用户界面操作的反馈。具体而言，能够使用概况性的但更快速的方法来绘制交互式图像，为了发送，能够对这些图像进行数据丢失的比例高的压缩（不可逆压缩）。因此，能够将这些图像通过受限定的带宽迅速地发送至客户端。最终图像是完美质量的、或者至少能够用于可靠的诊断的足够高的质量的图像，因此，需要与具有绘制质量以及发送保真度的一定的最低基准相符。例如，在该用途中，在完整的再现（可逆的压缩）或者不可逆压缩中，有时需要降低数据丢失的程度。一旦在客户端中变为能够利用，则产生以及显示最终图像，以提供用户所需的诊断信息。回填或取代低质量的交互式图像。

在客户端存在多个与所缓存的图像的数据类型相关的选择项。

通常，医用图像原来的位密度是12位的灰度级。通常的显示设备典型的情况是只能够再现8位的亮度的灰度级。通常，为了达到能够显示的8位图像，对12位图像进行“偏置以及倾斜”变换、或者进行任意的变换。在本发明中，既能够在服务器中进行该变换，其结果是能够将8位的图像缓存到客户端中，或者，也能够将12位的图像发送以及缓存至客户端，因此，在客户端中进行变换。两个方法在不同的使用例时有益。

医疗用途的派生图像通常根据显示这些派生图像的视见区进行裁剪，即，按照显示装置的标准进行裁剪。例如，血管的弯曲部分能够放大为图像数据组的400×1500像素，但在512×512像素的视见区中显示时，只能看到其中的400×512像素的部分。一实施方式将400×1500图像整体缓存到客户端中，因此，能够迅速地实现图像周围的后续的扫视。另一实施方式只缓存512×512视见区的内容，因此，为了示出初始的图像，缓存更迅速地满了，此时，在继续扫视的情况下，将受到某种程度的延迟。

在医用图像中，通常，由摄像应用描绘的线和/或文本重叠，传送针对患者、摄像方法、形状的标记、图像的重要的特征等的信息。在一实施方式中，医用图像被没有这些装饰地缓存在客户端中。优选通过独立的手段来发送文本对象以及形状对象的说明那样的装饰，接着，在客户端中描绘到图像上。由此，能够不进行作为通常动作的医用图像的重新发送地更新覆盖（overlay），当进行不可逆的图像压缩时避免线或者文本的失真。

在医疗摄像的瘦客户端的用途中，一般而言，使用压缩了的方式，以使得缩小需要发送的每个图像的数据量，从而，能够更迅速地将图像发送至客户端。在本发明的事例中，在客户端中缓存被压缩了的图像表现是有益的。这是由于更有效地使用缓存容量，对图像进行压缩解除的时间整体变短的缘故。在不同的医疗用途中能够接受的压缩的程度有很大不同。一部分的相关要因是临床用途的领域、在使用产品的领域中影响大的专门机构、能够适用的法律要件、由医疗服务提供者设定的方针、医疗专家的判断。一个共同要件是支持图像的完整的再现（可逆的压缩）。另一个共同要件是控制数据丢失（不可逆压缩）的量，支持按照JPEG等所确立的基准的图像的压缩以及再现。对该系统来说以下情况是有利的，即构成为用户能够设定最终图像的所希望的压缩等级，且总是使用该质量等级来发送最终图像。另一方面，针对此时能够接受不可逆压缩的交互式图像，能够自动地选择压缩的程度，能够变更为适合于所容许的最大延迟时间等的性能评价。或者，交互式图像时的压缩的程度也能够由用户来设定。当关于最终图像设定为不完美的质量等级时，也可以不将它们进一步改良为高质量。或者，也可以使用能够利用的时间以及网络带宽，以最终图像的指定的不完美的质量等级缓存该系列的追加的图像。

通过可视化应用，对用户提供原始图像以及派生图像。与原始图像相关的动作如以往那样，不进行重复的说明。关于派生图像，可视化应用使用户选择图像系列。不是选择MPR视图，用户按照眼下的临床上的任务，选择平行MPR系列视图或者径向MPR系列视图。另外，关于该选择，在称为协议的汇编（assembly）中，通过将针对临床上的任务有效地工作的图像系列的收集进行组件化（package），从而能够进行合理化。例如，用于脉管的疾病诊断的协议能够保持平行MPR、CPR、正交断面图像、曲线的切线以及旋转3D图像序列。

在图像序列内，用户所能够利用的工具以及动作能够细分为2组：（i）变更一个或者多个系列的指标i的动作；（ii）变更一个或者多个系列的定义V的动作。通过第1组动作，为了进行显示而选择来自同一系列的不同的图像，因此，一旦缓存了相关联的图像，则更新加快。通过第2组动作，变更系列的定义，因此，按照早期的定义已经缓存的任意的图像已经不再相关联，需要按照新的定义来缓存新的图像。因此，这些动作没有从通过缓存改善了的性能中得到好处，产生了追加的计算。

关于全部的图像系列，识别能够直接变更量化指标i的工具。该工具被称为滚动工具。滚动工具典型的情况是，在医疗摄像用途中与将左或者右的某一按钮按下并拖动鼠标的动作相关联。另外，滚动工具与辅助滚动的滚轮鼠标或者触摸面板的滚动动作相关联。滚动工具的动作根据系列的类型而发生变化。一部分的例子如以下所述。当该系列是平行MPR时，滚动工具使断面平行地活动。当系列是径向MPR时，滚动工具使断面围绕旋转轴旋转。在正交断面图像系列时，滚动工具使平面沿着曲线活动。当是旋转3D系列时，滚动工具实际上以垂直轴为中心使患者进行旋转。

因此，滚动的动作按照正在使用的系列的类型，对用户提供非常自然的方式的操纵。代替必须知道大量的工具中的哪一个以所希望的形式操作摄像参数，用户使用各类型的序列的默认的滚动动作来实现该任务的几乎全部。一旦缓存了图像，则与网络带宽、画质以及压缩设定无关，能够获得高的更新速度。从而，用户能够舒适地进行滚动动作等图像显示操作。

与滚动动作相关的另一优点在于能够完全地重复滚动。换而言之，当用户在前后滚动时，还能观察相同的图像。也可以是计算机判断是否识别了该系列的全部的图像（或者至少对它们进行显示了），并在没有结束对属于该系列的全部的图像的识别时发出警告。这是以下所述的另一优点：通过大致连续地台阶状地设定可变参数i，从而能够使包括有限组的派生图像的系列的时间分辨率比体数据组更细。这是因为如果提供了所定义的有限图像序列，则按照DICOM等标准的数据格式来取该系列的永久复制是很简单的。

除了滚动工具之外，能够安装其他的几个工具以变更一个或者多个系列的指标i。这样的候补之一是三角测量工具。通过三角测量工具，多个图像系列在该图像系列中的一个上显示通过鼠标点击来识别的点。三角测量工具变更受到影响的图像系列的全部的参数V。其理由是因为该图像系列准确地包含收容该参数V的图像。但是，其否定当前缓存的全部图像的值。优选的实现是变更受到影响的全部的系列的指标i，以通过观察距离各图像系列的该点最近的当前图像从而使它们概略地显示该点。该实现保存所缓存的图像的值。

典型地，变更摄像参数的向量V的几个动作如以下所述。

·变更平行MPR系列的横截面的倾斜度

·变更径向MPR系列的轴的位置以及倾斜度

·变更与正交断面MPR系列相关联的曲线的定义

·变更旋转3D或者MIP系列的颜色、不透明度、或者亮度的特性

·变更旋转3D或者MIP系列的摄像机的倾斜度

·变更虚拟内视镜摄像机的视野、移动路径、或者观察方向

这些仅仅是变更向量V的动作的几个例子。当用户进行这些动作之一时，与该向量前的值V”相关联的被缓存的图像在加速客户端中的图像显示中不再有用。能够从缓存中立即，或者响应使用中的清除方针而最终清除这些图像。当用户之后对值进行变更而从V返回到V”时，这些图像可能再次变得有用。关于这一点，可以预料当用户界面包含用于这些动作的取消功能时，这将频繁发生。当用户执行这些动作之一时，系统按照新的值V开始新的系列的图像的产生以及缓存。在发生这一情况的期间，系统只能对用户显示交互式图像。但是，一旦缓存了相当数量的图像，则如已经说明的那样，系统能够再次进行最终质量图像的快速的更新。

如果对该实施方式进行总结，则用户能够如以往的3D可视化应用那样自由地进行调节构成向量V的摄像参数整体，当用户正在调节向量V时，系统的特征与以往的系统的特征等价。但是，通过与单一的派生系列的关联变更指标i，并且向量V不变更时，系统能够与已经保存所需的序列的以往的系统同样地执行，但一旦完整的分辨率系列到达了客户端，则在客户端-服务器的实施方式的情况下这仅概略性地正确。之前，能够提供几个中间质量的图像。

在图6中，示出第1实施方式所涉及的工作流程的典型例子。将第1实施方式所涉及的工作流程与图3所示的标准的工作流程进行比较。第1实施方式所涉及的工作流程，如标准的工作流程所示，是用于准备用于图2A以及图2B所示的那样的MPR的派生图像序列的工作流程。该第1实施方式所涉及的工作流程是图1所示的概略的派生图像工作流程所特有的例子。

在步骤T1中，放射科医师要求具有用于分析的MPR系列。（与步骤S1相同）。

在步骤T2中，放射科医师使用客户端的应用，设为明确地定义所希望的MPR系列，或者设为通过客户端的应用能够对MPR系列，即，对为了进行诊断分析而该放射科医师想要观察的特定的图像类型的派生图像系列进行推论，对观察到的图像进行操作。根据经由用户界面的放射科医师的指示，明确地或者隐含地对可视化的标准，即，全面地对标志T以及成为向量V的可视参数进行定义。在此，向量V以及标志T的含义如在上述中说明的那样。

在步骤T3中，所希望的MPR系列的标准经由PACS服务器由图形服务器接收。图形服务器对所会诊的MPR系列进行绘制。绘制出的MPR系列经由PACS服务器产生并发送至客户端中。

在步骤T4中，放射科医师等待在客户端中缓存MPR系列。即，在步骤T4中，放射科医师等待经由LAN或者因特网将MPR系列数据转送至客户端（与步骤S6相同）。

在步骤T5中，放射科医师为了进行读影，通过变更参数t（即指标i）而以交互方式上下滚动，从而能够对该MPR系列进行读影。另外，根据经由用户界面的指示，当用户指示被解释为要求再次定义标志T或向量V时，能够将处理的流程返回到步骤T2。如果放射科医师结束了在步骤T1中加载的MPR系列的检查，则该处理的流程移至步骤T6。

在步骤T6中，放射科医师在提供了重新观察其他的MPR系列这样的选择项的情况下，重复工作流程（与步骤S8相同）。

在步骤T7中，发表报告（与步骤S9相同）。通过报告的发表，结束第1实施方式所涉及的工作流程。

在通过步骤T5/T2变更向量V的一个例子的案例中，当用户通过用户界面来例如调节平面MPR的横截面的倾斜度时，示出想要以新的面的角度观察稍微不同的系列的情况。此时，可视化应用不使用户意识到地重复步骤T2至T4，因此，调节后的系列自动地显示在显示装置中。

图7表示基于第1实施方式的客户端-服务器体系结构。图7示出了图2所示的标准的PACS系统客户端-服务器体系结构的变形例。

与标准的客户端-服务器体系结构相同，客户端是工作站16、21。工作站16、21经由网络连接与主PACS服务器以及文件保存装置18、20连接。在LAN客户端16的情况下，网络连接是高速网络连接，在浏览器客户端21的情况下，能够设为通过一般的通信基础设施的因特网连接。与标准的方法不同，也可以设置追加的图形服务器17。追加的图形服务器17通过高速连接与PACS服务器18连接。例如，服务器18以及服务器17能够作为相邻的服务器机柜的主机进行动作，能够通过光纤数据链路来连接。图形服务器为了执行图形处理，具体地，通过体绘制等绘制或者多断面重建对体数据组的处理进行优化。概略性地示出收容有GPU以及存储器缓存的图形服务器。

图形服务器的目的在于在来自PACS服务器的指示下迅速地产生派生图像系列。在本实施方式中，用于选择将系列类型（标志T）、系列的参数（向量V）进行选择项显示的图像（指标i）的应用逻辑优选被安装在PACS服务器或者PACS客户端应用内，但其他的实施方式有时与该方法不同。

PACS服务器与图形服务器之间的数据流由图7中序列1到5的添加了编号的5个步骤来表示。

在步骤1中，PACS服务器将治疗设备图像推送至图形服务器。直到由图形服务器读取，对治疗设备图像进行缓存。图形服务器通过GPU根据治疗设备图像来绘制产生对象的系列。

在步骤2中，PACS服务器将与产生对象的系列相关的说明（description）发送至图形服务器。

在步骤3中，图形服务器将所产生的系列发送至PACS服务器。

在步骤4中，PACS服务器与发送由原始图像构成的系列同样地，为了进行显示，将该系列发送至客户端工作站。

在步骤5中，PACS服务器保存在PACS档案库存储器的会话期间产生的派生图像系列的一部分。

接着，更详细地说明这些各步骤。

在步骤1中，PACS服务器将由治疗设备产生的、与检查相关的DICOM系列推送至图形服务器。直到在图形服务器中读取检查为止，对DICOM系列进行缓存。在取得与读取之间必须都进行该步骤。一个例子的方针是取得之后尽可能立即将检查推送至图形服务器。另一方针是在PACS服务器的工作列表中出现之后立即对它们进行推送，其有时经历被读取之前的几分钟到几天的时间。图形服务器限定用于保存治疗设备图像的缓存空间，根据由服务器的标准以及功能对应于每日产生的数据体，与从几天到几周间的时间窗口对应。例如，如果服务器内的缓存是500GB，扫描体是50GB/日，则图形服务器内所缓存的是10日量的窗口。该窗口在随访的时间到来之前，对于保存以前的检查来说不是足够长度的窗口。在随访检查中需要时，希望PACS服务器（假定希望进一步使用之前取得以及报告过的检查的派生图像）将以前的检查再次设置以及进行推送到图形服务器。

在步骤2中，PACS服务器对图形服务器发送产生MPR系列的指示。当根据PACS挂片协议而开始产生系列时，只要在读取结束之前，发送产生指示的定时可以在任何时候。2个例子方针，可以在检查出现在PACS服务器工作列表中时（此时也能够自动地选择协议），或者对放射科医师赋予检查并选择或者确认该协议时。当在该系列的读取中以交互方式由放射科医师要求时，步骤2在放射科医师对系列进行定义时发生。PACS服务器对图形服务器赋予的指示是MPR系列包含DICOM图像的正确的组。DICOM图像被解释为在派生出的MPR系列内产生的各图像的坐标、取向、尺寸、厚度、其他参数以及被再次采样的体。

关于坐标以及图像的其他的参数，根据客户端工作站内的逻辑来计算产生对象的各图像的参数，并将计算出的各图像的参数发送给PACS服务器即可。PACS服务器命令图形服务器，以简单地按照参数，与其对应地产生派生图像系列。或者，用于选择或者计算图像参数的逻辑也可以归入PACS服务器。

改写在客户端上执行的应用，提供各种所希望的用户界面，例如，也可以在PACS服务器中不需要进行变更，提供圆形覆盖层（overlay）而产生径向系列。例如，PACS也可以从虚拟系列中选择图像，以通过用户界面，用户操作系列类型，设定MPR面的倾斜度等定义系列的参数，与上述第1实施方式同样地进行显示。

图形服务器的协议也可以是DICOM库。由于不存在说明派生图像系列的产生要求的标准的DICOM消息，因此，该产生要求被编码到标准的DICOM标记的非标准的组合中。具体而言，PACS服务器对图形服务器，针对产生的每个图像发送一个DICOM消息。其具有完整的组的标记信息但没有像素数据。标记信息收容所产生的图像的参数（坐标、方向余弦）和针对源图像的基准（基准帧、图像特有的识别符（UID）、或者关键图像注释）。图形服务器关于图像除了所产生的像素数据之外还如所接收那样返回包含标记的每个图像的DICOM消息。通过该界面，PACS能够正确地对所产生的图像的DICOM标记进行控制。在代替的实施方式中，不需要DICOM的互换性，例如，能够使用固有的协议。

在步骤3中，图形服务器将所产生的系列发送至PACS服务器。紧接步骤2之后，以产生了最初的图像为契机开始该步骤。为了有效化，PACS服务器可以一次要求系列的全部的图像（或者，当用户进行浏览时，PACS服务器也能够根据需要集中要求图像系列）。在接收要求时，图形服务器典型的情况是在几秒以内产生系列整体，通过链路以所许可的最大的速度将该系列整体发送至PACS服务器。从而，为了有效化，在步骤2以及步骤3中，（即使客户端工作站只取出几个图像）发送系列整体。用于图形服务器将该系列发送至PACS服务器的最简单的方法是基于DICOM的推送的方法。即使产生瓶颈，例如，由于其他的进入的DICOM数据等待而制作行列，所以图形服务器在作为DICOM文件而指定的共有因特网文件系统（CIFS）文件分享中保存这些图像，或者通过所具有的协议来发送即可。为了进行不包含DICOM文件的转送的数据转送，也可以使用所具有的数据链路。

在步骤4中，PACS服务器将图像发送至客户端工作站。所发送的图像由客户端工作站来显示。由图形服务器产生的图像被发送至客户端，为了进行显示与治疗设备图像同样地被进行处理。在转送时能够使用标准的压缩、后台发送，以及客户端侧的缓存技术。具体而言，PACS服务器为了与发送前的图像的压缩相关联地安装压缩方针，例如，基于不可逆压缩时的最低质量等级，或者与测定等某一环境中发送完整的图像的情况相关联（或者，图形服务器还能够将该系列作为压缩图像发送至PACS服务器）。

在步骤5中，PACS服务器将由图形服务器产生、由操作者在客户端工作站中作为永久的病历的一部分而评审过的该系列的子集保存在PACS档案库存储器中。该步骤在报告检查时发生。在该点，PACS服务器将由图形服务器产生的追加的系列的全部作为读取的一部分而暂时性地保存。为了实现该步骤，不需要要求图形服务器进行其他的动作，或者将图像从客户端工作站转送而返回到服务器。

接着，按照合适的挂片协议，与客户端工作站的显示装置的组所示出的内容相关联地说明使用第2实施方式的一个例子。

设示出某一患者腹痛以及胰脏的疾病的病历。在对患者赋予合适的造影剂之前以及之后，接收2次取得的多切片CT扫描（MDCT），即，接收厚度1mm，长度800mm的腹部整体的造影前的扫描、和接收接着这个进行的厚度1mm、长度800mm的腹部整体的造影后的扫描。PACS可视化应用具有与该例子的特征相匹配的“腹部整体”挂片协议。

在图8A中，概略性地示出客户端工作站的4个1组的显示装置1、2、3以及4。协议对于放射科医师示出以下那样的事例（示出为了简单地保持图而在显示装置2以及3没有非现实的2×3的重合的配置）。因为有了图形服务器，PACS挂片协议不需要用于基于治疗设备技术人员或者放射科医师的设置的动作，而能够即时地全部显示这些所希望的系列。“Ax1mm”系列由治疗设备产生，其余的10由图形服务器产生。协议为了发出该事例的快速的概要，对轴向面（Ax）、冠状面（Co）、以及矢状面（Sa）赋予5mm的平均亮度层块。为了使冠状以及矢状重建的800像素的垂直分辨率与标准的512像素的正方形系列相符，协议自动地将扫描分割为2个阶段，“ST1”是腹部的上侧的部分，“ST2”是下侧的部分。

在图8B中，示出适于PACS服务器以及关联的基础设施能够处理矩形的CT图像时的相同的使用例的变形方式。此时，能够不间断地进行显示，使得概略地示出冠状以及矢状系列。

放射科医师为了读取事例而需要进行的全部步骤集中在最合适的系列并进行滚动（浏览）。该系列是与DICOM标准相关的16位的CT，从而，PACS可视化应用能够利用提供CT系列的全部的工具：放大镜、WW/WL、线性以及HU测定、注释等。另外，放射科医师能够在对象点上进行左击等，模拟“三角测量”，（在双方的扫描中，在假定治疗设备使用了作为基准的相同的DICOM帧时）以全部的系列示出相同的3D点的方式进行浏览。PACS应用能够简单地被写出以制作表示3D点或者图像的相互位置的覆盖层，用户能够变更以交互方式产生的系列的、3D旋转的摄像机参数、用于MPH的面的角度以及位置等参数。这样，PACS工作站的3D导航能够与3D工作站相同程度地强大。

第1或者第2实施方式的向量V以及标志T的变化能够以多个方法通过可视化应用来运行。第1例是作为挂片协议的一部分能够自动地运行的例子。由此，挂片协议能够提供冠状以及矢状系列等治疗设备不产生的系列。第2例是在有用户的要求时能够以交互方式运行的例子。由此，用户能够要求具有各种范围、断面的间隔、取向、或者视野的系列。该选择项对用于应对在家里工作时客户端-服务器的联络严格受限的带宽特别有用。

可视化应用能够进行用于保存派生系列的所希望的方针。简单的方针是保存包含由挂片协议自动地产生的系列、和以交互方式产生的系列双方的、在读取过程中产生的全部的系列。当然，该方针通过默认不怎么产生系列的挂片协议而成功地进行对话。保存更有效的方针，由于测定或者注释的存在，只保存用户标记出的派生系列。根据“虚拟系列”概念而可能有效的一个保存方法是只将定义该系列的参数组与原始图像一起保存。由此，在所希望的情况下，能够在任何时候再现系列。当进行远程访问时，派生系列在读取中被保存在PACS服务器中，从而，因为对这些进行保存，所以不会产生其他的问题。不需要使大容量图像数据返回给上游，例如，不需要从用户的家庭PC返回给PACS服务器。可视化应用能够选择完美的版本的系列、或者对放射科医师发送的存在丢失的压缩版本的某一个，或者从其双方中选择保存方针。

在另一方针中，代替像素数据，只保存所产生的系列，即，只保存对标志T以及向量V进行定义的参数。由此，由于上述参数较小，因此，能够立即以低的保存要件保存系列。在再现该系列时，为了产生图像必须将参数再次供给至图形服务器。

在本说明书中，以下，与系统、方法、以及安装有能够保存于可持续的介质上的计算机程序产品的计算机相关联地说明本发明的实施方式。对于本实施方式的一部分是对计算机，例如个人计算机或者其他的方式的工作站提供本发明的一部分的实施方式所需的功能的计算机程序产品的点进行了说明，但要从以下的说明中理解到，这与本发明的一部分实施方式的仅仅一个例子相关。例如，在本发明的一部分的实施方式中，不是单机计算机，而是计算机网络能够安装在本发明的实施方式。或者，还能够通过特别目的的硬件，例如，以特别目的集成电路（例如，面向特殊用途的集成电路（ASIC））的方式来安装本发明的功能至少一部分。

说明了在客户端-服务器平台上安装虚拟系列方法的实施方式。但是，其他的实施方式安装在胖客户端以及工作站的实施方式中。在所有这些平台上，虚拟系列方法能够避免频繁出现的图像的不需要的再绘制，有利于对用户提供应用的动作熟悉的“系列意向”模型。

虽然说明了几个实施方式，但这些实施方式是作为简单的例子而提示的，实际上并不是限定本发明的范围。能够以其他的各种方式来实施在本说明书中说明的新的方法、计算机以及计算机程序产品和设备。另外，在不脱离本发明的要旨的范围内，能够对在本说明书中说明的方法以及系统的方式进行各种的省略、置换、变更。这些实施方式或其变形包含于发明的范围或要旨中，并且包含于所附权利要求书记载的发明及其均等的范围中。

如上述说明的那样，本实施方式所涉及的具有经由网络来连接的客户端和服务器的计算机系统至少具有图像产生部、发送部、存储部、以及显示部。图像产生部被设置在服务器装置，通过对处理对象的三维原始图像实施规定的三维图像处理来产生多个二维派生图像。该多个二维派生图像分别与属于包含和该三维图像处理相关的参数的初始值或者用户指定值的规定参数范围的多个参数值对应。发送部设置在服务器装置，将所产生的多个二维派生图像发送至客户端装置。存储部设置在客户端装置，对所发送的多个二维派生图像进行缓存。显示部伴随着与用户指示对应的参数的变更操作依次读出所缓存的多个二维派生图像并进行显示。

这样，本实施方式所涉及的计算机系统、医用图像诊断装置、图像显示方法、以及图像显示程序能够实现网络带宽小的环境下的、与图像转送相关的网络负荷的分散以及与图像显示操作相关的用户的操作感的提高。

虽然说明了本发明的几个实施方式,但这些实施方式是作为例子而提示的,并不意图限定本发明的范围。毫无疑问地，这里描述的新的实施方式可以被包含于各种其它的形式中，而且在不脱离发明的要旨的范围内，能够进行在这里描述的实施方式的形式中的各种的省略、置换、变更。所附权利要求和其等同意图覆盖落入本发明的范围和精神之内的形式或变形。

Claims (15)

1.一种计算机系统，该计算机系统具有经由网络而连接的客户端装置和服务器装置，其特征在于，具备：

图像产生部，是设置于上述服务器装置中、且通过对处理对象的三维原始图像实施规定的三维图像处理而产生多个二维派生图像的图像产生部，上述多个二维派生图像分别与属于包含和上述三维图像处理相关的参数的初始值或者用户指定值的规定参数范围的多个参数值对应；

发送部，设置于上述服务器装置中，将所产生的上述多个二维派生图像发送至上述客户端装置；

存储部，设置于上述客户端装置中，对所发送的上述多个二维派生图像进行缓存；以及

显示部，伴随着与用户指示对应的上述参数的变更操作依次读出所缓存的上述多个二维派生图像并进行显示。

2.一种计算机系统，该计算机系统用于显示来自用户界面上的一个或者多个虚拟系列的原始图像以及派生图像，各虚拟系列对图像帧序列进行定义，该计算机系统特征在于，具备：

第1应用组件，是能够进行动作，以根据图像数据组确定各虚拟系列的标准的第1应用组件，各虚拟系列的标准包含在派生图像系列的帧间值发生变化的可变参数、和在上述派生图像系列的帧间值被固定了的多个固定参数；

第2应用组件，能够进行动作，以按照用户指示从上述虚拟系列中选择要进行显示的图像；

第3应用组件，能够进行动作，以根据上述虚拟系列的标准产生派生图像，包含对上述变化的可变参数的值进行量化，以及

显示装置，构成为接收以及显示根据上述虚拟系列的标准而产生的上述派生图像。

3.根据权利要求2所述的计算机系统，其特征在于，

上述应用组件具有向用于按照缓存协议保存上述派生图像系列的缓存的访问。

4.根据权利要求2或3所述的计算机系统，其特征在于，

上述应用组件被分配在客户端与服务器之间，

上述客户端能够经由连接链路而连接到上述服务器，且具备上述显示装置，

上述服务器能够进行动作，以使得为了进行显示而将上述图像系列发送至上述客户端。

5.根据权利要求4所述的计算机系统，其特征在于，

上述应用组件构成为，作为交互式帧版本以及最终帧版本从上述服务器向上述客户端发送派生图像系列的帧，

上述交互式帧版本的分辨率比上述最终帧版本低，在上述最终帧版本之前发送上述交互式帧版本，

上述最终帧版本一旦被接收，则在上述客户端的用户界面上代替上述交互式帧版本而被使用。

6.根据权利要求4所述的计算机系统，其特征在于，

上述应用组件具有向服务器缓存以及客户端缓存的访问，按照包含上述服务器缓存以及上述客户端缓存的缓存协议，管理从上述服务器向上述客户端发送派生图像系列。

7.根据权利要求6所述的计算机系统，其特征在于，

上述缓存协议构成为上述服务器维持上述客户端缓存的内容的知识。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的计算机系统，其特征在于，

上述可变参数根据图像类型分类来定义。

9.根据权利要求8所述的计算机系统，其特征在于，

上述图像类型分类根据用户指示而获得。

10.根据权利要求8所述的计算机系统，其特征在于，

上述图像类型分类根据上述图像数据组的文件属性而获得。

11.根据权利要求2至10中任一项所述的计算机系统，其特征在于，

上述可变参数的值通过在帧间从开始值起增加增量而被量化。

12.根据权利要求2至11中任一项所述的计算机系统，其特征在于，

上述应用组件具有如下功能：能够进行动作，以使得根据具有上述派生图像系列的用户指示将关联作业产品保存到文件保存装置中。

13.根据权利要求2至12中任一项所述的计算机系统，其特征在于，

用于产生派生图像系列的标准的用户指示不能从用于产生单一的派生图像的标准的用户指示中区别出，和/或

上述用户指示构成为提供可视图像的优选的操作，上述用户指示与在上述派生图像系列内的帧间值发生变化的上述可变参数的变化对应，和/或

上述用户指示构成为阻止或者避免改变在派生图像序列的帧间值被固定了的所述多个固定参数的操作，和/或

上述用户指示构成为代替改变在上述派生图像序列的帧间值被固定了的上述多个固定参数的动作，而使用改变在上述派生图像序列内的帧间值发生变化的上述可变参数的动作，不是在指定的点正确地再次配置全部的MPR面，而能够以在最近的MPR面上滚动的方式来安装“三角测量”指示，和/或

上述用户指示构成为，响应在上述派生图像序列的帧间值被固定了的上述多个固定参数的变化，不需要进行用户的动作，自动地开始或者结束上述派生图像序列的产生，和/或

上述应用的客户端构成要素能够进行动作，以使得用户能够执行上述用户指示而改变上述可变参数，不再次产生上述图像或者再次发送上述图像，而显示从缓存保存的上述派生图像序列的帧，和/或

上述固定参数的向量的当前的值以影响缓存空间对于与参数不同的向量相关的图像的分配的方式被使用，和/或

上述缓存能够进行动作，以使得保存与在上述派生图像系列的帧间值发生变化的量化参数的个别值的全部或者子集相关联的、上述派生图像序列的帧的全部或者子集，和/或

上述应用组件构成为将上述派生图像系列的帧从上述服务器向上述客户端发送，这样的帧与和当前显示的值不同的、在上述派生图像序列的帧间发生变化的上述量化参数值相关联，和/或

上述量化参数值与作为当前显示的值的i+n，i-n系统地相关联。

14.一种医用图像诊断装置，该医用图像诊断装置经由网络与客户端装置连接，其特征在于，具备：

图像产生部，通过对处理对象的三维原始图像实施规定的三维图像处理而产生多个二维派生图像，上述多个二维派生图像分别与属于包含和上述三维图像处理相关的参数的初始值或者用户指定值的规定参数范围的多个参数值对应；以及

发送部，为了在上述客户端装置中对所产生的上述多个二维派生图像进行缓存，将所产生的上述多个二维派生图像发送至上述客户端装置。

15.一种图像显示方法，该图像显示方法是具有经由网络而连接的服务器装置和客户端装置的计算机系统中的图像显示方法，其特征在于，具备：

产生工序，在上述服务器装置中，通过对处理对象的三维原始图像实施规定的三维图像处理来产生多个二维派生图像，上述多个二维派生图像分别与属于包含和上述三维图像处理相关的参数的初始值或者用户指定值的规定参数范围的多个参数值对应，

发送工序，在上述服务器装置中，为了在上述客户端装置中对产生的上述多个二维派生图像进行缓存，将产生的上述多个二维派生图像发送至上述客户端装置；以及

显示工序，在上述客户端装置中，伴随着与用户指示对应的上述参数的变更操作，依次读出所缓存的上述多个二维派生图像并进行显示。

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