JP2007054245A - 医療用画像プロセッサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キーとしてのハードウェアがなければ、少なくとも被検者の個人情報にアクセスする機能が動作しない医療用画像プロセッサ装置を、提供する。
【解決手段】メディアコントローラ２７は、院内サーバ７０と通信して、キーボード３０から入力された文字情報に対応した患者情報を読み出し、この患者情報をフォントデータ列に変換して、キャラクタジェネレータ２９に入力する。キャラクタジェネレータ２９は、入力されたフォントデータ列をキャラクタ信号に変換して後段信号処理回路３４に供給する。後段信号処理回路３４は、画像信号とキャラクタ信号とを合成してなるビデオ信号を、モニタ６０に出力する。
【選択図】図２

Description

本発明は、内視鏡やレントゲン装置やＣＴスキャナ等の医療用の動画撮影装置が被検者の身体を撮影することによって出力した映像信号を処理して、モニタ用の映像信号を生成する医療用画像プロセッサ装置に関する。

従来、この種の医療用動画撮影装置，医療用画像プロセッサ装置及びモニタを含む医療システムでは、医療用動画撮影装置によって撮像された被検者の身体の映像が、医療用画像プロセッサ装置を通じてモニタ上に表示されるとともに、どの患者の検査又は施術を行っているのかを術者に常時認識させるために、当該被検者の名前等の個人識別情報を、上記映像とともにモニタ上に表示させることが可能であった。
特開平5-300519号公報 図３の概略構成図は、このような機能を有する従来における医療システムの一例である内視鏡システムの構成を示している。図３において、医療用動画撮影装置としての電子内視鏡１１０が被検者の身体（体腔内）を撮影することによって出力した映像信号は、医療用画像プロセッサ装置としてのプロセッサ装置１２０に入力され、このプロセッサ装置１２０内において前段信号処理回路１２１，後段信号処理回路１２３によって夫々画像処理を施されることによってビデオ信号に変換され、モニタ６０に出力される。

プロセッサ装置１２０内のタイミング回路１２５は、前段信号処理回路１２１と後段信号処理回路１２３との間でバッファとして機能するＲＧＢメモリ１２２を同期させるための、タイミング信号を生成する。また、システムコントローラ１２４は、タイミング回路１２５や他の回路の動作を制御することを通じて、プロセッサ装置１２０全体の動作を制御する。

システムコントローラ１２４には、プロセッサ装置１２０の外部に配置されたキーボード１３０が接続されており、このキーボード１３０を通じて、術者によって各種データが入力される。その種のデータの例が、パスワードであり、また、被検者の個人識別情報等の患者情報である。即ち、システムコントローラ１２４は、キーボード１３０から入力されたコード信号を解析し、それが予め登録されていたパスワードを示すものであった場合には、動作可能状態に復帰し、その後キーボード１３０から入力されたコード信号が個人識別情報をパラメータとして含む入力コマンドであった場合には、その個人識別情報を自然語で示すための文字列に対応したフォントデータ列を生成し、キャラクタジェネレータ１２６に渡す。また、システムコントローラ１２０は、ネットワークアクセス用のパスワードが入力された場合には、図示せぬＬＡＮ設備を利用して、このネットワークアクセス用パスワードを同じ病院内に設置されている院内サーバ（電子カルテ等を管理するサーバ）へ送信し、この院内サーバからアクセス許可を受けることによって、以後、上記個人識別情報を用いて電子カルテ情報を検索して他の患者情報をダウンロードすることが可能となる。システムコントローラ１２４は、このようにしてダウンロードした患者情報に対応したフォントデータ列を、上述したのと同様に、キャラクタジェネレータ１２６に渡す。

キャラクタジェネレータ１２６は、システムコントローラ１２４から受け取ったフォントデータ列を構成する各フォントデータ（ベクトルデータ）を解析して、描画データに変換する。キャラクタジェネレータ１２６は、このようにして変換された一連の描画データからなるキャラクタ信号を、後段信号処理回路１２３に入力する。

後段信号処理回路１２３は、ＲＧＢメモリ１２２から読み出した画像信号に、キャラクタジェネレータ１２６から入力されたキャラクタ信号を合成することによってビデオ信号を生成して、モニタ１６０に出力する。

以上の構成を有する従来の医療システムによると、キーボード１３０を通じて術者が正しいパスワードを入力すれば、プロセッサ装置１２０が動作可能となり、その後にキーボード１３０を通じて術者が入力した被検者の個人識別情報を、被検者の体腔内の画像に重ねて、モニタ１６０上に表示させることが可能となる。また、キーボード１３０を通じて術者が正しいネットワークパスワードを入力すれば、院内サーバにアクセスすることが可能となる。

しかしながら、単なるパスワードを用いたセキュリティでは、術者は、覚えやすい単純なパスワードを設定しがちであり、難しいパスワードを設定したならば、それを見易い処にメモしておくことが多い。よって、自ずからセキュリティの防御性は低くならざるを得ない。

本発明は、以上の問題点の認識に基づいて案出されたものであり、キーとしてのハードウェアがなければ、少なくとも被検者の個人情報にアクセスする機能が動作しない医療用画像プロセッサ装置の提供を、課題とする。

上記の課題を解決するために案出された本発明による医療用画像プロセッサ装置は、医療用動画撮影装置が被検者の身体を撮影することによって出力した映像信号を処理する医療用画像プロセッサ装置であって、前記映像信号が入力される前段信号処理回路と、第１及び第２の入力端並びに出力端を有し、前記前段信号処理回路によって処理がなされた映像信号が第１の入力端に入力され、第２の入力端に信号が入力されていない場合には前記映像信号をそのまま前記出力端から出力し、第２の入力端に信号が入力されている場合には前記映像信号に前記第２の入力端に入力されている信号を合成して前記出力端から出力する後段信号処理回路と、プログラムが記録されたリムーバブルメモリが着脱自在なインタフェースに接続されているとともに、操作者によって情報が入力される入力装置，及び、外部記憶装置に接続可能であり、前記インタフェースに装着された前記リムーバブルメモリから前記プログラムを読み出し、このプログラムに従い、前記入力装置から入力された情報に基づいて前記外部記憶装置から情報を読み出し、前記入力装置から入力された情報又は前記外部記憶装置から読み出した情報に対応したキャラクタ信号に変換して、前記後段信号処理回路の第２の入力端に出力する情報処理装置とを、備えたことを特徴とする。

このように構成されると、リムーバブルメモリがインタフェースに装着されない限り、情報処理装置は、動作するために必要なプログラムを読み出すことができないので、動作をすることができない。よって、外部記憶装置にアクセスすることも、キャラクタ信号を生成して後段信号処理装置に入力することもできない。よって、その場合には、前段信号処理回路によって処理された医療用動画撮影装置からの映像信号のみが後段信号処理回路に入力されるので、モニタ上には、医療用動画撮影装置によって撮影された被検者の身体の動画のみが表示されることになる。これに対して、情報処理装置を動作させるためのプログラムが記録されたリムーバブルメモリがインタフェースに装着されると、情報処理装置は、このリムーバブルメモリからプログラムを読み出し、このプログラムに従って、動作することができる。即ち、入力装置から入力された情報に対応したキャラクタ信号を生成して後段信号処理回路の第２の入力端に対して出力したり、外部記憶装置にアクセスして、キーボードから入力された情報に基づいて外部記憶装置から情報を読み出し、読み出した情報に対応したキャラクタ信号を生成して後段信号処理回路の第２の入力端に対して出力することが可能になる。その結果、モニタ上には、医療用動画撮影装置によって撮影された被検者の身体の動画とキャラクタ信号に対応した文字が表示されることになる。

本発明において、医療用動画撮影装置は、電子内視鏡装置であっても、レントゲン装置であっても、ＣＴスキャナであっても、超音波診断装置であっても良い。要するに、被検者の身体を何らかの原理に基づいて撮影して動画の映像信号を得られるものであれば良い。

また、外部記憶装置は、ディスク装置であっても良いし、データベースサーバ機能を有するコンピュータであっても良い。後者の場合、外部記憶装置との接続は、信号線を通じた直結であっても良いし、ネットワーク接続であっても良い。

以上に説明したように、本発明の医療用画像プロセッサ装置は、キーとしてのハードウェアがなければ、少なくとも被検者の個人情報にアクセスする機能を動作させることがない。

次に、添付図面に基づいて、本発明を実施するための形態を、説明する。

図１は、本発明による医療用画像プロセッサ装置の第１の実施形態である内視鏡プロセッサ装置を含む内視鏡システムの外観図である。図１に示されるように、この内視鏡システムは、電子内視鏡１０，光源プロセッサ装置２０，キーボード３０，リムーバブルメディア４０，モニター６０，及び院内サーバ７０（図２参照）から、構成されている。

電子内視鏡１０は、体腔内に挿入されるために細長く形成されている体腔内挿入部１０ａ，その体腔内挿入部１０ａの先端部分を湾曲操作するためのアングルノブ及び多数のスイッチ等を有する操作部１０ｂ，操作部１０ｂと光源プロセッサ装置２０とを接続するためのライトガイド可撓管１０ｃ，及び、このライトガイド可撓管１０ｃの基端に設けられたコネクタ１０ｄを、備えている。そして、図２の概略図に示すように、体腔内挿入部１０ａの先端面には、配光レンズ１１及び対物レンズ１２が夫々嵌め込まれた照明窓及び撮影窓が形成されている。そして、この体腔内挿入部１０ａの内部には、対物レンズ（対物光学系）１２によって形成された被検部の像を撮影して映像信号を出力する撮像素子１３及びこの映像信号を増幅するケーブルドライバ１４が、組み込まれている。

撮像素子１３に対して電源及び同期信号を供給するための駆動信号ケーブル１７及び同撮像素子１３から出力された映像信号を伝送するための映像信号ケーブル１８は、体腔内挿入部１０ａ，操作部１０ｂ及びライトガイド可撓管１０ｃ内を引き通されて、コネクタ１０ｄの端面に設けられた図示せぬ電極に導通されている。

これら信号ケーブル１７，１８と並行して、体腔内挿入部１０ａ，操作部１０ｂ及びライトガイド可撓管１０ｃ内には、ライトガイド１６が引き通されている。このライトガイド１６の先端は、体腔内挿入部１０ａの先端部内において配光レンズ１１に対向し、その基端は、コネクタ１０ｄの端面から突出している。

光源プロセッサ装置２０は、電子内視鏡１０のライトガイド１６の端面に照明光を導入する機能，及び、電子内視鏡１０の図示せぬ電極を通じてケーブルドライバ１４から受信した映像信号に対して画像処理を行うことによってビデオ信号を生成して、モニタ６０へ出力する機能を、基本的な機能として備えている。

この光源プロセッサ装置２０の筐体の正面のパネルには、電子内視鏡１０のライトガイド１６がその外面側から挿入されて保持される貫通孔であるソケット２０ａが、設けられている。このソケット２０ａの貫通孔は、光源プロセッサ装置２０の内部空間に通じている。この光源プロセッサ装置２０の内部空間内には、ソケット２０ａの中心軸（即ち、ソケット２０ａに挿入されたライトガイド１６の中心軸）の延長線に沿って順番に、絞り機構３６，集光レンズ２８，及び、光源ランプ３３が、配置されている。

集光レンズ２８は、その光軸に沿って光源ランプ３３側から入射してきた平行光をソケット２０ａに挿入されたライトガイド１６の基端面に集光する光学系を構成するレンズである。

光源ランプ３３は、ランプ駆動制御回路３９によって電源電流が供給されて照明光を発光する電球（図示略）と、この電球から発散光として発した照明光を平行光にするためのレンズ又はリフレクター（図示略）とを備えている。その結果として、光源ランプ３３は、照明光を、集光レンズ２８の光軸に沿った平行光として、集光レンズ２８に向けて射出する。

また、絞り機構３６は、後述する前段信号処理回路２１から抽出された上記映像信号の各フレーム毎の輝度の平均値に基づいて、この輝度平均値が所定の参照値とほぼ一致するように照明光のライトガイド１６への入射光量を変化させる装置である。

光源プロセッサ装置２０の筐体の正面側パネルには、ライトガイド１６がソケット２０ａに挿入された状態において電子内視鏡１０のコネクタ１０ｄに設けられた各端子と夫々導通する多数の電極からなる電気ソケット（図示略），及び多数のスイッチからなるフロントパネル２３が、設けられている。この電気ソケットを通じて、信号ケーブル１８は前段信号処理回路２１に接続され、駆動信号ケーブル１７は撮像素子制御駆動回路２６に接続される。また、フロントパネル２３を構成する各スイッチは、ベースコントローラ２４に接続されており、これら各スイッチが術者によって操作されることで生じた操作信号が、ベースコントローラ２４に入力される。

上記前段信号処理回路２１の出力端は、上記絞り機構３６の他、ＲＧＢメモリ２２の入力端に接続されている。このＲＧＢメモリ２２の出力端は、後段信号処理回路３４の第１の入力端及びメディアコントローラ２７に接続されている。この後段信号処理回路３４の出力端は、モニタ６０に接続されている。一方、ベースコントローラ２４は、上記ランプ駆動制御回路３９の他、タイミング回路２５及びメディアコントローラ２７に接続されている。タイミング回路２５は、上記撮像素子制御駆動回路２６の他、ＲＧＢメモリ２２の制御端に接続されている。メディアコントローラ２７は、さらに、キャラクタジェネレータ２９の入力端，メモリカードスロット３１，キーボード３０，リムーバブルメディア４０，院内サーバ７０に繋がるネットワークに、夫々接続されている。キャラクタジェネレータ２９の出力端は、後段信号処理回路３４の第２の入力端に接続されている。後段信号処理回路の出力端は、モニタ６０に接続されている。

タイミング回路２５は、ベースコントローラ２４の制御を受けて、各フレームの周期毎のタイミング信号を生成し、撮像素子制御駆動回路２６及びＲＧＢメモリ２２に提供する。

撮像素子制御駆動回路２６は、タイミング回路２５から入力されたタイミング信号を分周することによって垂直同期信号及び水平同期信号を生成し、これら同期信号を含む駆動信号及び駆動電源を撮像素子１３に供給することによって、この撮像素子１３による撮像を行わせる。

ベースコントローラ２４は、フロントパネル２３上の図示せぬスタートボタンが押下されると、ランプ駆動制御回路３９に対して、光源ランプ３３から照明光を射出させる。すると、光源ランプ３３から射出された照明光は、集光レンズ２８によって屈折されつつ、絞り機構３６を通過して、ライトガイド１６の基端面に入射する。そして、ライトガイド１６及び配光レンズ１１を通じて被検部に照射される。このように被検部に照射された照明光は、被検部の表面において反射され、その一部が対物レンズ１２に入射することによって、撮像素子１３の撮像面上に被検部の像を形成する。この間に撮像素子１３から出力されてケーブルドライバ１４を通じて前段信号処理回路２１に入射される映像信号は、照明光の反射光により形成された被検部の可視像を示す映像信号となる。なお、ベースコントローラ２４は、メディアコントローラ２７とバスを通じて接続されて高速シリアル通信を行いつつ、従来におけるシステムコントローラ１２４に相当する機能（但し、キャラクタジェネレータ２９及びキーボード３０に対する制御を除く）を果たすのであるが、メディアコントローラ２７とは独立して動作可能である。即ち、ベースコントローラ２４は、その動作に必須なデータをメディアコントローラ２７から得ていないので、メディアコントローラ２７が停止している状態にあっても、光源プロセッサ装置としての基本機能を実現することができる。

前段信号処理回路２１は、撮像素子１３がケーブルドライバ１４を通じて送信してきたＲＧＢ各色毎の映像信号（アナログ信号）に対して、デジタル化，色空間変換，カラーバランス，及び、画質補正などの一般的な処理を施した上で、ＲＧＢメモリ２２に書き込む。これとともに、前段信号処理回路は、映像信号から輝度信号を抽出し、各フレーム毎に輝度信号が示す輝度の平均値を算出して、その平均値を絞り機構３６へ通知する。この輝度平均値を受けて、絞り機構３６は、上述した調光を行う。

ＲＧＢメモリ２２は、前段信号処理回路２１による処理を施されたＲＧＢ各色の映像信号を一時的に記録しておくための記憶装置であり、前段信号処理回路２１によって書き込まれた各フレーム毎の映像信号を、タイミング信号の入力タイミングにて、後段信号処理回路３４及びメディアコントローラ２７へ出力する。

メモリカードスロット３１は、術者が、そこにメモリカード３２を任意に着脱することができるように光源プロセッサ装置２０の筐体に設けられたインタフェースである。このメモリカード３２には、メディアコントローラ２７を制御するファームウェア（プログラム）が記録されている。なお、このメモリカード３２としては、ＣＦ（コンパクトフラッシュ）カード等公知の様々な規格のものを用いることができるが、メモリカード３２の代わりに、例えば、ＵＳＢメモリが用いられても良い。要するに、メモリカードやＵＳＢメモリを包含するリムーバブルメモリであれば、メモリカード３２に代用可能である。

情報処理装置としてのメディアコントローラ２７は、メモリスロット３１に接続されたメモリカード３２に記録されたファームウェアを読み込んで、このファームウェアに従って動作する。メディアコントローラ２７は、このメモリカード３２をはじめとして、各種外部機器との情報通信を司る処理を実行する。具合的には、術者によって操作されたキーボード３０（入力装置）から入力されたコード信号が入力コマンドであった場合には、その入力コマンドにパラメータとして付加されている個人識別情報相当のコード信号を文字コード列に変換し、その個人識別情報を自然語で示すための文字列に対応したフォントデータ列を生成し、キャラクタジェネレータ２９に渡す。また、メディアコントローラ２７は、入力された文字コード列が予め登録されているネットワークアクセス用のパスワードであった場合には、図示せぬＬＡＮ設備を利用して、このネットワークアクセス用パスワードを院内サーバ（電子カルテ等を管理する外部記憶装置としてのサーバ装置）７０へ送信し、この院内サーバからアクセス許可を受けることによって、上記個人識別情報に対応した電子カルテ情報を検索して、その中の必要情報（例えば、性別，年齢等）を読み出すことが可能となる。システムコントローラ１２４は、このようにして読み出した情報に対応したフォントデータ列を、上述したのと同様に、キャラクタジェネレータ２９に渡す。

キャラクタジェネレータ２９は、メディアコントローラ２７から受け取ったフォントデータ列を構成する各フォントデータ（ベクトルデータ）を解析して、描画データに変換する。キャラクタジェネレータ２９は、このようにして変換された一連の描画データからなるキャラクタ信号を、後段信号処理回路３４に入力する。

後段信号処理回路３４は、ＲＧＢメモリ２２から読み出した画像信号に、キャラクタジェネレータ２９から入力されたキャラクタ信号を合成してエンコードすることによってＴＶモニタ用のビデオ信号を生成して、モニタ６０に出力する。その結果、モニタ６０の画面上には、被検者の体腔内の画像が、その被検者の個人識別情報（及び、その他の必要情報）とともに表示される。

メディアコントローラ２７には、また、リムーバブルメディア４０が接続されている。このリムーバブルメディアとしては、メディアコントローラ２７に直接接続及び切り離し可能な記憶媒体であるメモリカード，ＵＳＢメモリ，ハードディスクカード，ＵＳＢハードディスク，メディアコントローラ２７に接続されたディスクドライブ装置によってデータの読み書きがなされる光ディスク，光磁気ディスク等が、用いられる。メディアコントローラ２７は、ＲＧＢメモリ２２から読み出した画像信号を静止画又は動画の映像信号として適宜圧縮してファイル化して、リムーバブルメディア４０に記録するか、院内サーバ７０へアップロードする。また、メディアコントローラ２７は、このリムーバブルメディアに、各種設定情報をも格納する。

以上のように構成された本実施形態の光源プロセッサ装置によると、メモリカード３２がメモリスロット３１に挿入されない限り、メディアコントローラ２７には、動作に必要なファームウェアが与えられない。従って、このファームウェアが記録されたメモリカード３２自体が、一種のハードウェアキーとして機能する。そして、メモリカード３２がメモリスロット３１に挿入されない間は、メディアコントローラ２７は動作しないので、アクセス権限の無い者がキーボード３０に被検者又は他人の個人識別情報を打ち込んだとしても、その個人識別情報に対応したフォントデータ列がキャラクタジェネレータ２９に入力されることもなく、よって、その個人識別情報を示す文字列がモニタ６０上に表示されることもない。また、アクセス権限の無い者が、アクセス権限を有する者から不正に入手したネットワークアクセス用パスワードをキーボード３０に打ち込んだとしても、メディアコントローラ２７が動作していない以上、院内サーバ７０にアクセスすることは全く不可能である。このように、メモリカード３２をメモリスロット３１に挿入していない間（即ち、メモリカード３２をメディアコントローラ２７に接続していない間）は、メディアコントローラ２７が動作しないことに伴い、図２上に破線にて示した範囲のハードウェア（メモリカード３２，メディアコントローラ２７，キャラクタジェネレータ２９，キーボード３０，リムーバブルメディア４０，院内サーＡＢ７０）の機能を、光源プロセッサ装置２０の使用者は利用することができなくなる。一方、図２上に破線にて示した範囲外のハードウェアは、ベースコントローラ２４が、メディアコントローラ２７とは独立して動作することによって、正常に機能する。よって、内視鏡１０の体腔内挿入部を被検者の体腔内に挿入すれば、被検者の個人識別情報は表示されないものの、この被検者の体腔内の動画が、モニタ６０上に表示される。この場合、ネットワークと物理的には接続されているものの通信プロトコルを制御するプログラムがないため、ベースコントローラ２４やメディアコントローラ２７が、外部からの攻撃に晒されることはない。

以上に説明したように、本実施形態によると、キーとして機能するメモリカード３２がなければ、少なくとも被検者の個人情報にアクセスする機能の動作が、完全に停止する。

本発明の一実施形態である内視鏡システムの外観を示す外観図 光源プロセッサ装置の内部構成を示す概略図 従来の光源プロセッサ装置の内部構成を示す概略図

符号の説明

１０ 電子内視鏡
１０ａ 体腔内挿入部
１２ 対物光学系
１３ 撮像素子
２０ 光源プロセッサ装置
２１ 前段処理回路
２２ ＲＧＢメモリ
２３ 後段処理回路
２７ メディアコントローラ
２９ キャラクタジェネレータ
３０ キーボード
３１ メモリスロット
３２ メモリカード
３４ 後段信号処理回路
６０ モニタ
７０ 院内サーバ

Claims (2)

1. 医療用動画撮影装置が被検者の身体を撮影することによって出力した映像信号を処理する医療用画像プロセッサ装置であって、
   前記映像信号が入力される前段信号処理回路と、
   第１及び第２の入力端並びに出力端を有し、前記前段信号処理回路によって処理がなされた映像信号が第１の入力端に入力され、第２の入力端に信号が入力されていない場合には前記映像信号をそのまま前記出力端から出力し、第２の入力端に信号が入力されている場合には前記映像信号に前記第２の入力端に入力されている信号をインポーズして前記出力端から出力する後段信号処理回路と、
   プログラムが記録されたリムーバブルメモリが着脱自在なインタフェースに接続されているとともに、操作者によって情報が入力される入力装置，及び、外部記憶装置に接続可能であり、前記インタフェースに装着された前記リムーバブルメモリから前記プログラムを読み出し、このプログラムに従い、前記入力装置から入力された情報に基づいて前記外部記憶装置から情報を読み出し、前記入力装置から入力された情報又は前記外部記憶装置から読み出した情報に対応したキャラクタ信号に変換して、前記後段信号処理回路の第２の入力端に出力する情報処理装置と
   を備えたことを特徴とする医療用画像プロセッサ装置。
2. 前記医療用動画撮影装置が備える撮像素子に対して供給される駆動信号のタイミングを決定するタイミング回路と、
   前記情報処理装置とは独立に動作して前記タイミング回路を制御するコントローラと
   を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の医療用画像プロセッサ装置。