JP2009125140A - 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】読影作業時の操作装置の操作性を向上することである。
【解決手段】医用画像に対しＷＷの値を変化させて階調処理を行う際、マウスダウンのタイミングで表示されている医用画像のＷＷの値に基づいて、マウスの操作量とＷＷの値の変更量との関係を決定する。マウスダウンのタイミングで表示中の医用画像のＷＷの値に応じてこの変更量を可変にすることにより、読影者が所望のＷＷに到達するまでの操作負担を軽減する。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射線画像における医用画像処理に係り、詳しくは、モニタ診断による読影作業をサポートする画像処理装置に関する。

医療の分野では、患者を撮影した医用画像のデジタル化が実現されている。デジタル化はＣＲ（Computed Radiography）装置、ＣＴ（Computed Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置等の画像生成装置やカセッテ読取装置等の各種モダリティにより行われる。デジタル化された医用画像は患者の患者情報や検査情報等と共に管理サーバにより一元的に医用画像とＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and COmmunication in Medicine）規格に統合するＤＩＣＯＭ基本情報とを共にデータベースに登録して、管理する医用画像管理システム（以下、PACS：Picture Archiving Communication System for medical applicationという。）に供される。

このＰＡＣＳが管理する画像を、読影医や診断医はモニタ診断によって読影作業を行う。通常ＰＡＣＳには読影作業をスムーズに行うために、階調処理や拡大縮小表示等の各種読影サポート機能が搭載されている。

画像の階調処理は、ＤＩＣＯＭ情報として保持、管理されるウィンドウ値を使用して行う。医用画像は多階調であり、たとえばＸ線ＣＴ診断装置におけるＣＴ値は、水のＣＴ値を０として空気のＣＴ値を−１０００、骨のＣＴ値を＋１０００に設定しているので、このような画像をそのまま表示したのでは、ＣＴ値の差が一桁の場合等、微小な差を識別することは困難である。

またＸ線ＣＴ診断装置で観察する臓器は、ほとんどの場合において、ＣＴ値が０から１００の間に分布している。したがって、ある特定のＣＴ値の範囲を表示画面の最低輝度から最高輝度までに表示するウィンドウ機能が備えられている。このウィンドウを指定する方法は、一般にウィンドウワイド（Window Wide；以下、ＷＷという）とウィンドウセンター（Window Center；以下、ＷＣという）で指定する線形ウィンドウが使用されている。ＷＷはウィンドウの幅を示し、ＷＣはその幅における中心を示す。この２値を使用して、線形変換により、適切な階調を表現する。

このように、医用画像情報が持つ画素毎の階調と、この医用画像を表示する際の表示階調とは、ウィンドウ機能により変換されるのが一般的である。

初期表示では、モダリティ毎に登録された画像自体のヘッダ情報のＷＷとＷＣの値を使用して表示するが、階調処理によりＷＷとＷＣの値を変更することにより、最適な階調での読影をサポートする。
既存のシステムでは、マウス操作を行うことで、その操作量（移動量）に応じた一定量の階調変化を提供している。

一般的なマウス操作としては、マウスのボタン（左、右、サイド、スクロールのどれでも可能）を押したタイミング（以下、マウスダウンという）から処理開始であり、ボタンを離したタイミング（以下、マウスアップという）を処理終了のタイミングとする。マウスを左から右に移動させた時はＷＷが大きくなるように変化させるように、ある一定の方向にマウスを操作させることで、ＷＷとＷＣの値を変化させている。

特許文献１には、画像データ付随情報中のプリセットウィンドウ値を用いて表示階調を設定することにより、医用画像を表示する時点でＷＷ等の各パラメータを調整し、読影者の操作負担を軽減する技術が記載されている。
特開平８−２５６９９１号公報

しかしながら、特許文献１の技術のように画像ごとにＷＷ等の各パラメータの値を予め設定する構成では、読影者がＷＷを変化させて患部の状態を判断したい時に、従来の操作と変わらない。また、初期表示として適切な値を表示したとしても、画像ごとに誤差があり、操作による各パラメータの変更作業は発生する。そのため、読影者が画像表示後にＷＷを調整する時の読影者の操作負担は軽減されない。

マウス操作におけるＷＷの変更量が一定の場合、ＷＷの幅が大きい画像において、望むＷＷまで変化させるための操作量が膨大となる。なお、変更量とはマウスの操作量に応じたＷＷの変化量を示している。
その結果、ユーザの作業時間、作業量に大きく負担をかける。つまり、マウスダウンからマウスアップまでの操作では、画面の範囲が移動の限界範囲となるため、大量のＷＷの変更を必要とする場合は、画面の端から端までの移動を何度も繰り返す必要がある。
また、仮にＷＷの変更値そのものを大きくした場合でも、ＷＷの幅が小さい範囲においては、細かな階調処理を行うことができない。

本発明の課題は、読影作業時の操作装置の操作性を向上することである。

請求項１に記載の発明は、
医用画像を表示する表示部と、
操作部と、
前記表示部に表示中の医用画像に対して前記操作部から階調処理の指示が与えられた時点での前記医用画像のウィンドウ幅の値に基づいて、前記操作部の一定の操作量毎の前記医用画像のウィンドウ幅の変更量を決定し、前記決定された変更量及び前記操作部の操作量に応じて前記ウィンドウ幅の値を調整し、前記医用画像に階調処理を行う制御部と、
を備えることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記操作部はマウスであり、
前記制御部はマウスの一定の移動量毎のウィンドウ幅の変更量を決定すること
を特徴としている。

請求項３に記載の発明は、
表示部に表示中の医用画像に対して操作部から階調処理の指示が与えられた時点での前記医用画像のウィンドウ幅の値に基づいて、前記操作部の一定の操作量毎の前記医用画像のウィンドウ幅の変更量を決定する工程と、
前記決定された変更量及び前記操作部の操作量に応じて前記ウィンドウ幅の値を調整し、前記医用画像に階調処理を行う工程と、
を有することを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、
コンピュータを
医用画像を表示する表示部と、
操作部と、
前記表示部に表示中の医用画像に対して前記操作部から階調処理の指示が与えられた時点での前記医用画像のウィンドウ幅の値に基づいて、前記操作部の一定の操作量毎の前記医用画像のウィンドウ幅の変更量を決定し、前記決定された変更量及び前記操作部の操作量に応じて前記ウィンドウ幅の値を調整し、前記医用画像に階調処理を行う制御部として機能させる
ことを特徴としている。

本発明によれば、読影作業時の操作装置の操作性を向上することができる。

まず、本実施の形態における構成について説明する。
図１に、本実施の形態における医用画像管理システム１の機能的構成を示す。

図１に示すように、医用画像管理システム１はデータ管理サーバ１０とクライアント２０から構成される。

データ管理サーバ１０は、図示しない各種モダリティの医用画像データ等を保存管理する。

クライアント２０は主に画像処理装置３０等によって構成され、読影医等のユーザが医用画像を読影したり、画像表示アプリを起動し、データ管理サーバ１０で管理されている画像を取得して表示する。また、本実施の形態では、階調変更量可変機能付き階調処理を初めとする読影サポート機能がクライアント２０上で使用可能である。

図２に画像処理装置３０の内部構成を表すブロック図を示す。
図２に示すように、画像処理装置３０は、ＣＰＵ３１、表示部３２、通信部３３、操作部３４、ＲＯＭ（Read Only Memory）３５、ＲＡＭ（Random Access Memory）３６を備えている。

ＣＰＵ３１は、制御部として機能し、ＲＯＭ３５に記憶されている制御プログラムを読み出し、ＲＡＭ３６内に形成されたワークエリアに展開し、展開したプログラムに従って、画像処理装置３０の各部を集中制御する。また、ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３５に記憶されている各種プログラムに従って、後述する階調変更量可変機能付き階調処理を始めとする各種処理を実行する。

表示部３２は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等から構成され、医用画像や、ＣＰＵ３１による階調変更量可変機能付き階調処理等における各種表示情報を表示する。

通信部３３は、ネットワークインターフェースカード、モデム、ターミナルアダプタ等の通信用インターフェイスにより構成され、通信ネットワーク上の外部機器と各種情報の送受信を行う。例えば、通信部３３を介して図示しないモダリティから医用画像信号を受信する構成としてもよいし、通信部３３を介して病院内の各種サーバ等に接続したり、各診療室に設置される診療端末に接続して、階調変更量可変機能付き階調処理によって階調処理された医用画像を送信する構成としてもよい。

操作部３４は、マウス、カーソルキーや数字キー等の各種機能キーからなるキーボード、タッチパネル等のポインティングデバイスを備えて構成されている。押下されたキーやボタンに対応する操作信号をＣＰＵ３１に出力する。

ＲＯＭ３５は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体としての不揮発性の半導体メモリにより構成され、ＣＰＵ３１によって実行される各種制御プログラム、各種処理プログラム及びこれらのプログラムの実行に必要なパラメータやデータ等を記憶する。
なお、上記ＲＯＭ３５以外のその他のコンピュータ読み取り可能な媒体として、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、本発明に係るプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウェーブ（搬送波）も適用可能である。

ＲＡＭ３６は、ＣＰＵ３１によって実行される各種プログラムやこれらプログラムによって処理されたデータ等を一時的に記憶するワークエリアを形成する。

次に、本実施の形態における動作について説明する。

図３に、階調変更量可変機能付き階調処理において変更量を決定する際に使用するテーブルＴ１の一例を示す。変更量とは、マウスを１ピクセル動かした場合のＷＷの変化量を示し、本実施の形態では図３中のオリジナルの値を１０とする。このテーブルＴ１は予めＲＯＭ３５に格納されている。

図４に、画像処理装置３０が行う階調変更量可変機能付き階調処理を示す。
階調変更量可変機能付き階調処理は、ＣＰＵ３１とＲＯＭ３５に記憶されたプログラムとの協働によるソフトウェア処理により実現される。

まず、画像表示アプリが起動される（ステップＳ４０１）。画像表示アプリから、操作部３４の操作により画像が選択され、表示される（ステップＳ４０２）。次に操作部３４の入力により、表示アプリ中の階調処理機能がＯＮにされる（ステップＳ４０３）。この設定がＯＦＦの場合、画像上でマウスダウンをしても以降に示す処理は行われない。
なお、画像表示アプリはデータ管理サーバ１０から起動時に提供されてもよいし、クライアント２０内に保持されていてもよい。

表示画像上にマウスポインタを合わせ、マウスダウンが行われると（ステップＳ４０４）、階調変更量可変機能の設定が確認される（ステップＳ４０５）。階調変更量可変機能がＯＦＦだった場合（ステップＳ４０６；ＮＯ）、オリジナルの値が変更量に設定される（ステップＳ４０７）。マウスが操作されると、マウス操作に応じたＷＷの値を基に、表示された画像に階調処理が行われる（ステップＳ４０８）。

階調変更量可変機能がＯＮだった場合（ステップＳ４０６；ＹＥＳ）、現在表示中の画像のＷＷの値が取得される（ステップＳ４０９）。次いで、テーブルＴ１が参照され、ＷＷの値が比較される（ステップＳ４１０）。本例の場合は、ＷＷが５００よりも小さければ（ステップＳ４１０；ＹＥＳ）、変更量がオリジナルの値に設定される（ステップＳ４０７）。マウスが操作されると、マウス操作に応じたＷＷの値を基に階調処理が行われる（ステップＳ４０８）。

ＷＷが５００以上であれば（ステップＳ４１０；ＮＯ）、オリジナルの値とステップＳ４０９で得られたＷＷの値に合わせた変更量（本例の場合は１００）がそれぞれ取得される（ステップＳ４１１）。マウス移動量が予め定められた一定値よりも少ない時は（ステップＳ４１２；ＹＥＳ）、オリジナルの値が変更量に設定され、マウスの操作量と設定された変更量から算出されるＷＷの値を基に、表示された画像に階調処理が行われる（ステップＳ４１３）。この状態でマウスアップがなされると（ステップＳ４１４；ＹＥＳ）、階調処理は終了する（ステップＳ４１６）。マウスアップがなされない場合は（ステップＳ４１４；ＮＯ）、ステップＳ４１２に戻る。

マウス移動量が予め定められた一定値以上の時は（ステップＳ４１２；ＮＯ）、変更量がステップＳ４１１で得られた値として、表示された画像に階調処理が行われる（ステップＳ４１５）。

画像上でマウスアップが行われると、階調処理は終了し（ステップＳ４１６）、設定された変更量はクリアされる（ステップＳ４１７）。再度画像上でマウスダウンが行われた場合は、ステップＳ４０６に戻る（ステップＳ４１８；ＹＥＳ）。、マウスダウンが行われず終了処理がされた場合は（ステップＳ４１８；ＮＯ）処理は終了する。

図５（a）、（b）に、階調変更量可変機能付き階調処理が行われた医用画像の一例を示す。図５（a）は従来の医用画像処理装置におけるマウス操作に応じてＷＷの値が変化する例を示し、図５（b）は本発明に係る実施形態における場合のマウス操作に応じてＷＷの値が変化する例を示す。
以下、階調変更量可変機能付き階調処理の一例を図５を用いて説明する。図３に示すオリジナルの値を１０として説明する。

例えば、ステップＳ４０９で取得された表示中の画像のＷＷが３５０だった場合は、図３に示すテーブルＴ１を参照し、この値と対応するオリジナルの値の変更量１０が使用され、階調処理が行われる。つまり、マウスの操作に応じて１ピクセルごとに、３５０→３６０→３７０→３８０のようにＷＷを変化させて階調処理が行われる。

そしてマウスが表示部３２の画像の端から端まで移動し、ＷＷが７５０となった時に、マウスアップがされた場合、ステップＳ４１５で変更量はいったんクリアされる。この状態から、再度ユーザがＷＷを変化させようとしてマウスダウンが行われた場合は、現在表示中の画像のＷＷは７５０であるので図３より対応する変更量は１００となる。

マウスの操作量が小さい時は、オリジナルの値の変更量を用いて７５０→７６０→７７０のように変化させる。マウスの操作量が一定値を超えたら、１ピクセルごとに、８００→９００→１０００のようにＷＷを変化させて階調処理が行われる。
一方、従来の医用画像処理装置におけるマウス操作を行った場合はオリジナルの値でＷＷが変化する。その結果、従来の医用画像処理装置の場合では図５（a）に示すように読影者の欲するＷＷに達するためには、煩雑なマウス操作が必要となる。同じマウスの操作量を行った場合でも、本実施の形態では図５のように読影者の欲するＷＷに早く到達することができる。
例えば、読影者の欲するＷＷが４７５０であった場合、本実施の形態の階調変更量可変機能付き階調処理では図５（b）に示すように、画面の端から端まで２回マウスを移動させれば到達できるが、従来の医用画像処理装置におけるマウス操作を行った場合では、１１回の移動操作が必要となる。

このように、本実施の形態の医用画像処理装置では、読影機能の階調処理操作において、処理開始時の契機であるマウスダウンのタイミングでの表示中の画像のＷＷの値を認識し、その値に応じてマウスが１ピクセル操作される毎のＷＷの変化量を設定し、階調処理機能に反映している。その結果、表示中の画像のＷＷの値が大きいときに一気にＷＷの値を小さくしたり、逆にＷＷの値が小さい時に大きくする際の操作量が削減でき、ユーザの作業時間短縮を図ることが可能となる。

なお、ＷＷの値が大きいときにマウスダウンした場合でも、マウスアップのタイミングで階調処理は停止し、変更量も再度マウスダウンのタイミングで再認識するため、常に一定値とはならない。先述の通り、画面の範囲が移動の限界範囲となるため、必然的にマウスアップを行うこととなる。
したがって、変更量を再取得することにより、現在表示中の画像のＷＷに応じた適切な変化量へと読影者が意図せずとも切り替わることとなる。
また、この機能は読影者により必要な状況と不要な状況が生じるため、ステップＳ４０６で判断しているように設定にてＯＮ／ＯＦＦが可能である。

本実施の形態では、図３に示すテーブルＴ１の例を用いて説明を行ったが、ユーザの好みに応じて、またモダリティ毎に設定するなどしてもよい。例えば以下に説明する図６から図９のような例が考えられる。

図６に、表示している画像のＷＷの値が所定値以上であった時に急激にＷＷの値を変化させたい場合のテーブルＴ２の一例を示す。テーブルＴ２を使用すれば、ＷＷの値が小さい時には細かい階調処理を行うことができ、ＷＷの値が例えば５０００以上となった以降は変更量を変化させることができる。

図７に、ＷＷの値を徐々に変化させたい場合のテーブルＴ３の一例を示す。テーブルＴ３を使用すれば、表示中の画像のＷＷの値に応じて段階的に変更量を設定できる。

図８に、ＷＷの値が所定値以上となるまでは変更量としてオリジナルの値を用いたい場合のテーブルＴ４の一例を示す。例えばモダリティがＣＴの場合に、テーブルＴ４を使用すれば、特定範囲のみ変更量としてオリジナル値を用いて読影したい時に有効である。

図９に、ＷＷの値が所定値以上となるまでは変更量としてオリジナルの値を用いたい場合のテーブルＴ５の一例を示す。例えばモダリティがＭＲＩの場合に、テーブルＴ５を使用すれば、図８の例のＣＴよりも変更量としてオリジナルの値を用いる範囲を広げ、この範囲でより細かな読影を行いたい場合に有効である。

その他、本実施の形態における画像処理装置３０の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

本発明に係る実施形態における医用画像管理システムの構成例を示す図である。 本発明に係る実施形態における画像処理装置の機能ブロック図である。 階調変化量を決定するためのテーブルの一例を示すである。 図２のＣＰＵにより実行される階調変更量可変機能付き階調処理を示すフローチャートである。 階調処理が行われた医用画像の一例を示し、（a）は従来の医用画像処理装置におけるマウス操作に応じてＷＷの値が変化する例を示し、（b）は本発明に係る実施形態における場合のマウス操作に応じてＷＷの値が変化する例を示す図である。 ＷＷの値が所定値以上になった時に急激に変化させたい場合に使用するテーブルの一例である。 ＷＷの値を徐々に変化させたい場合に使用するテーブルの一例である。 ＷＷの値が所定値以上になるまではオリジナルの値を用いたい場合に使用するテーブルの一例を示す図である。 ＷＷの値が所定値以上になるまではオリジナルの値を用いたい場合に使用するテーブルの一例を示す図である。

符号の説明

１ 医用画像管理システム
１０ データ管理サーバ
２０ クライアント
３０ 画像処理装置
３１ ＣＰＵ
３２ 表示部
３３ 通信部
３４ 操作部
３５ ＲＯＭ
３６ ＲＡＭ

Claims (4)

1. 医用画像を表示する表示部と、
   操作部と、
   前記表示部に表示中の医用画像に対して前記操作部から階調処理の指示が与えられた時点での前記医用画像のウィンドウ幅の値に基づいて、前記操作部の一定の操作量毎の前記医用画像のウィンドウ幅の変更量を決定し、前記決定された変更量及び前記操作部の操作量に応じて前記ウィンドウ幅の値を調整し、前記医用画像に階調処理を行う制御部と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記操作部はマウスであり、
   前記制御部はマウスの一定の移動量毎のウィンドウ幅の変更量を決定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 表示部に表示中の医用画像に対して操作部から階調処理の指示が与えられた時点での前記医用画像のウィンドウ幅の値に基づいて、前記操作部の一定の操作量毎の前記医用画像のウィンドウ幅の変更量を決定する工程と、
   前記決定された変更量及び前記操作部の操作量に応じて前記ウィンドウ幅の値を調整し、前記医用画像に階調処理を行う工程と、
   を有することを特徴とする画像処理方法。
4. コンピュータを
   医用画像を表示する表示部と、
   操作部と、
   前記表示部に表示中の医用画像に対して前記操作部から階調処理の指示が与えられた時点での前記医用画像のウィンドウ幅の値に基づいて、前記操作部の一定の操作量毎の前記医用画像のウィンドウ幅の変更量を決定し、前記決定された変更量及び前記操作部の操作量に応じて前記ウィンドウ幅の値を調整し、前記医用画像に階調処理を行う制御部として機能させるためのプログラム。