JP2010250457A - 医用画像管理装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】疑似３次元画像を初めから作って用意しておくことができ、どの外部端末からの配信要求に対してもすぐに擬似３次元画像データを提供できる。
【解決手段】医用画像撮影装置により取得された画像を管理する医用画像管理装置であって、医用画像撮影装置により取得された多数の２次元画像の群からなる３次元画像を２次元平面上に立体的に可視化した１または複数の擬似３次元画像を、予め決めておいた画像生成条件により生成する画像生成手段と、画像生成手段により生成された疑似３次元画像を記録する記録手段と、外部端末からの３次元画像に対する配信要求に応じて、生成された疑似３次元画像の少なくとも１枚を記録手段から外部端末に配信する配信制御手段とを備えた医用画像管理装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、医用画像撮影装置により撮影された画像データを保存および管理する医用画像管理装置および方法に関するものである。

近年、CT装置、MRI装置、超音波診断装置等の医用画像生成装置によって生成された画像データを管理サーバーに保存しておき、医用画像表示装置等のクライアント端末からの配信要求に応じて、該当する画像データを転送可能にした医用画像保管通信システム（PACS：Picture Archiving and Communication System)が利用されている。

クライアント端末では、被写体の３次元的な構造等の把握を容易にするため、多数の２次元画像の群からなる被写体の３次元画像データを管理サーバーから取得し、コンピュータグラフィックスの技術等を用いて２次元平面上に立体的に可視化した擬似３次元画像（ボリュームレンダリング画像、MIP画像など）を生成・表示する処理が行われている。

しかし、その３次元画像を構成する全ての２次元画像データの転送が終了し、さらに擬似３次元画像の生成処理が完了するまでは、所望の擬似３次元画像を表示することができないため、操作者による画像要求に対するレスポンスが遅くなってしまう、という問題がある。

これに対して、特許文献１では、事前に他のクライアント端末等において、管理サーバーから３次元画像データを取得し、所望の擬似３次元画像データを生成して表示するという処理を行っている場合に、その生成された擬似３次元画像データを管理サーバーに保存しておき、その後別のクライアント端末からのその３次元画像に対する配信要求に対して、その擬似３次元画像データを送って初期画像として表示させながら、同時に３次元画像データの転送を行えるようにすることが提案されている。

特開２００６−２８０５９８号公報

しかしながら、上記特許文献１の方法では、事前に他のクライアント端末等において擬似３次元画像データが生成されていない場合には、別のクライアント端末においても、３次元画像データの転送等が完了するまで、初期画面の表示等を行うことができない。

また、事前に他のクライアント端末等において擬似３次元画像データを生成するにも、そのクライアント端末の操作者がどのような擬似３次元画像を生成するかを具体的に指定する煩わしい入力操作が必要となる。

本発明は、上記事情に鑑み、疑似３次元画像を初めから作って用意しておくことができ、どの外部端末からの配信要求に対してもすぐに擬似３次元画像データを提供できる医用画像管理装置および方法を提供することを目的とするものである。

本発明の医用画像管理装置は、医用画像撮影装置により取得された画像を管理する医用画像管理装置であって、医用画像撮影装置により取得された多数の２次元画像の群からなる３次元画像を２次元平面上に立体的に可視化した１または複数の擬似３次元画像を、予め決めておいた画像生成条件により生成する画像生成手段と、画像生成手段により生成された疑似３次元画像を記録する記録手段と、外部端末からの３次元画像に対する配信要求に応じて、生成された疑似３次元画像の少なくとも１枚を記録手段から外部端末に配信する配信制御手段とを備えたことを特徴とするものである（第１の医用画像管理装置）。

上記装置において、画像生成手段は、擬似３次元画像の生成に用いられる、投影手法および視点の位置のうち少なくとも１つが異なる複数の画像生成条件により、複数の擬似３次元画像を生成するものであってもよい。

ここで、「投影手法および視点の位置のうち少なくとも１つが異なる複数の画像生成条件」とは、いずれの画像生成条件も、その他の画像生成条件と投影手法および視点の位置のうち少なくとも１つが異なっている複数の画像生成条件を意味する。

本発明の医用画像管理装置は、医用画像撮影装置により取得された画像を管理する医用画像管理装置であって、医用画像撮影装置により取得された多数の２次元画像の群からなる３次元画像について、該３次元画像に表された被検体中の部位を表す情報を取得する情報取得手段と、３次元画像を２次元平面上に立体的に可視化した１または複数の擬似３次元画像を、情報取得手段により取得された部位を表す情報に基づき、該部位に対応して予め決めておいた画像生成条件により生成する画像生成手段と、該画像生成手段により生成された疑似３次元画像を記録する記録手段と、外部端末からの３次元画像に対する配信要求に応じて、生成された疑似３次元画像の少なくとも１枚を記録手段から外部端末に配信する配信制御手段とを備えたことを特徴とするものである（第２の医用画像管理装置）。

上記装置において、画像生成手段は、擬似３次元画像を生成に用いられる、投影手法、視点の位置、ウィンドウ幅値、ウィンドウレベル値、およびマスクの種類のうち少なくとも１つが異なる複数の画像生成条件により、複数の擬似３次元画像を生成するものであってもよい。

ここで、「投影手法、視点の位置、ウィンドウ幅値、ウィンドウレベル値、およびマスクの種類のうち少なくとも１つが異なる複数の画像生成条件」とは、いずれの画像生成条件も、その他の画像生成条件と投影手法、視点の位置、ウィンドウ幅値、ウィンドウレベル値、およびマスクの種類のうち少なくとも１つが異なっている複数の画像生成条件を意味する。

本発明の医用画像管理方法は、医用画像撮影装置により取得された画像を管理する医用画像管理方法であって、医用画像撮影装置により取得された多数の２次元画像の群からなる３次元画像を２次元平面上に立体的に可視化した１または複数の擬似３次元画像を、予め決めておいた画像生成条件により生成し、該生成された疑似３次元画像を記録手段に記録し、外部端末からの３次元画像に対する配信要求に応じて、生成された疑似３次元画像の少なくとも１枚を記録手段から外部端末に配信することを特徴とするものである（第１の医用画像管理方法）。

本発明の医用画像管理方法は、医用画像撮影装置により取得された画像を管理する医用画像管理方法であって、医用画像撮影装置により取得された多数の２次元画像の群からなる３次元画像について、該３次元画像に表された被検体中の部位を表す情報を取得し、３次元画像を２次元平面上に立体的に可視化した１または複数の擬似３次元画像を、取得された部位を表す情報に基づき、該部位に対応して予め決めておいた画像生成条件により生成し、該生成された疑似３次元画像を記録手段に記録し、外部端末からの３次元画像に対する配信要求に応じて、生成された疑似３次元画像の少なくとも１枚を記録手段から外部端末に配信することを特徴とするものである（第２の医用画像管理方法）。

本発明の医用画像管理装置および方法によれば、疑似３次元画像を初めから作って用意しておくことができ、どの外部端末からの配信要求に対してもすぐに擬似３次元画像データを提供できる。

本発明の第１の実施の形態となる医用画像管理システムの概略構成を示すブロック図 図１の画像管理サーバーにより行われる処理の一例を示すフローチャート 本発明の第２の実施の形態となる医用画像管理システムの概略構成を示すブロック図 図３の画像管理サーバーにより行われる処理の一例を示すフローチャート

以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、医用画像管理システム１の概略構成を示すブロック図である。図に示すように、このシステム１では、画像管理サーバー10（医用画像管理装置）と、医用画像生成装置20と、クライアント端末（外部端末）30とが、ネットワーク９を経由して通信可能な状態で接続されている。

医用画像生成装置20は、たとえばヘリカルスキャンＸ線CT装置であり、ヘリカルスキャン方式により、多数の２次元画像の群からなる３次元画像を取得する。この医用画像生成装置20により取得された画像は画像管理サーバー10に送信され、保存される。

画像管理サーバー10は、医用画像撮影装置20により撮影された画像をネットワーク９経由で取得し、保存および管理を行なうものであり、通信制御手段11（配信制御手段）、記録手段12、画像生成手段13などを備えている。

通信制御手段11は、ネットワーク９を介して他の装置と通信を行い、画像データなどを送信および受信する。たとえば、クライアント端末30からの特定の３次元画像に対する配信要求に応じて、その３次元画像に関連付けて予め記録手段12に記録しておいた擬似３次元画像データの少なくとも１枚とその３次元画像を構成する多数の２次元画像の群とを記録手段12からクライアント端末30に順次送信（配信）する。ここで、少なくとも１枚の擬似３次元画像データは、画像生成手段13により生成された全ての疑似３次元画像のうち予め決めておいた画像生成条件により生成された所定数の疑似３次元画像とする。

また、その多数の２次元画像の送信が完了する前に、クライアント端末30から、画像生成条件を指定した疑似３次元画像の配信要求があった場合には、予め生成しておいた疑似３次元画像のうちその指定された画像生成条件に最も近い画像生成条件により生成された擬似３次元画像をその多数の２次元画像の送信に優先して送信する。

記録手段12は、ハードディスクなどの記録媒体であって、医用画像生成装置20などから受信した画像データや、画像生成手段13により生成された画像データが記録される。

画像生成手段13は、３次元画像の観察に有効である疑似３次元画像を生成するために予め決めておいた画像生成条件が記憶されている不図示の記憶部を備えており、その記憶部に記憶されている画像生成条件により、医用画像撮影装置20から受信した３次元画像を２次元平面上に立体的に可視化した擬似３次元画像を生成する。

記憶部には、擬似３次元画像の生成に用いられる、投影手法および視点の位置のうち少なくとも１つが異なる複数の画像生成条件が記憶されており、これらの複数の画像生成条件により、複数の擬似３次元画像が生成される。ここで、投影手法には、ボリュームレンダリング法、サーフェースレンダリング法、最大値投影法、MinIP法、加算値法、平均値法などがある。

これにより、画像生成手段13は、その３次元画像の観察に有効である疑似３次元画像の具体例として、たとえばそのコロナル方向（視点の位置は３次元画像の正面側の無限遠方）からサジタル方向（視点の位置は３次元画像の側面側の無限遠方）までを15度刻みで分割した各視点方向からのレイサム画像（合計７枚）を生成したり、その水平方向の全方位を20度刻みで分割した各視点方向からのボリュームレンダリング画像（合計18枚）を生成したりすることができる。

クライアント端末30は、医者などの操作者が画像を閲覧等する医用画像表示装置等であり、操作者による特定の３次元画像に対する画像表示要求の入力等を可能とする、マウスやキーボード等の入力手段31と、入力手段から入力された特定の３次元画像に対する画像表示等の要求に応じて、画像管理サーバー10に、その３次元画像の配信要求を出力し、画像管理サーバー10から配信された擬似３次元画像データの少なくとも１枚とその３次元画像を構成する多数の２次元画像の群をとを順次受信する送受信手段32と、送受信手段32により受信した画像データを記録する記録手段33と、画像を表示するモニター等の画像表示手段35と、送受信手段32により受信した疑似３次元画像のいずれかを画像表示手段35に初期表示させる表示制御手段34などを備える。

以下、図２のフローチャートを参照して、画像管理サーバー10において行なわれる処理の流れについて説明する。まず、医用画像生成装置20から多数の２次元画像の群からなる３次元画像を受信すると、受信した画像データを記録手段12に記録する（ステップST1）。次いで、画像生成手段13が、記憶部に予め記憶されている画像生成条件により、その３次元画像を２次元平面上に立体的に可視化した複数の擬似３次元画像を生成し、記録手段12に記録する（ステップST2）。その後、通信制御手段11が、クライアント端末30からその３次元画像に対する配信要求を受け付けると（ステップST3）、ステップST2において生成しておいた複数の疑似３次元画像のうち少なくとも１枚の疑似３次元画像を送信した後に、その３次元画像を構成する多数の２次元画像の群の送信を開始する（ステップST4）。その後、３次元画像を構成する全ての２次元画像の送信が完了する前に、クライアント端末30から、画像生成条件を指定した疑似３次元画像の配信要求があった場合には（ステップST5）、ステップST2において生成しておいた疑似３次元画像のうちその指定された画像生成条件に最も近い画像生成条件により生成された擬似３次元画像をその多数の２次元画像の送信に優先して送信する（ステップST6）。次いで、３次元画像を構成する全ての２次元画像の送信が完了したか否かを判定し（ステップST7）、ステップST7が否定されるとステップST5以降の処理を繰り返す。ステップST7が肯定されると、処理を終了する。なお、クライアント端末30では、３次元画像を構成する全ての２次元画像の受信が完了すると、その受信した画像データを用いてより柔軟な画像処理条件により所望の画像を生成・表示することができる。

次に、図３および図４を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。図２は第２の実施形態にかかる医用画像管理システム２の概略構成を示すブロック図である。ここで、第１の実施形態と同一の部位には、同一番号を付し、説明は省略する。

この第２の実施形態は、画像管理サーバー10が、医用画像撮影装置20から受信した３次元画像について、その３次元画像に表された被検体中の部位を表す情報を取得する情報取得手段114をさらに備え、画像生成手段113が、その情報取得手段114により取得された部位を表す情報に基づき、その部位に対応して予め決めておいた画像生成条件により擬似３次元画像を生成するものである点においてのみ第１の実施形態と相違する。

情報取得手段114は、具体的には、その３次元画像の画像データを解析することにより、その画像に表された被検体中の部位を認識し、認識された部位を表す情報を取得する。たとえば特開2008-259682号公報に記載されているように、３次元画像を構成する各断面画像を正規化し、正規化された断層画像から多数の特徴量を算出し、正規化断層画像毎に算出された特徴量を、AdaBoost手法によって得られた判別器に入力して、部位らしさを表す部位毎のスコアを算出し、算出された部位スコアを入力として、動的計画法を用いて、各断層画像を人体の体部の上から下に向かって並べた場合に、頭部、頭頸部、頸部、胸部、胸腹部、腹部、骨盤部、脚部という体部の並び順が保たれるように各断層画像に表された部位を決定する。これにより、３次元画像に表された被検体中の部位を頭部、頭頸部、頸部、胸部、胸腹部、腹部、骨盤部、脚部の単位で認識することができる。なお、この部位認識処理に加え、たとえば脊椎、心臓、関節などさらに詳細な部位認識を行うようにしてもよい。

画像生成手段113は、不図示の記憶部を備えており、この記憶部には、医用画像生成装置20による撮影の対象となる被検体中の各部位と、その部位が撮影された画像の観察に適した擬似３次元画像を生成するために予め決めておいた画像生成条件とが対応づけられたテーブルが記憶されている。記憶部には、各部位毎に、擬似３次元画像の生成に用いられる、投影手法、視点の位置、ウィンドウ幅値、ウィンドウレベル値、およびマスクの種類のうち少なくとも１つが異なる複数の画像生成条件が記憶されている。

画像生成手段113は、そのテーブルを参照して、情報取得手段114により取得された部位を表す情報から、その部位に対応して予め決めておいた画像生成条件を取得し、その画像生成条件により、擬似３次元画像を生成する。

これにより、たとえば、画像生成手段114においてその３次元画像に表された被検体中の部位が頭部、胸部、または腹部であることを表す情報が取得された場合には、その３次元画像中の体表領域および骨領域を抽出し、その抽出された領域を非表示とするマスク処理を施した上で、その水平方向の全方位を20度刻みで分割した各視点方向からのボリュームレンダリング画像（合計18枚）を生成する。

また、たとえば、画像生成手段114においてその３次元画像に表された被検体中の部位が主として心臓であることを表す情報が取得された場合には、その３次元画像中の心臓、大動脈、または冠動脈領域を抽出し、その抽出された領域のみを表示とするマスク処理を施した上で、その水平方向の全方位を20度刻みで分割した各視点方向からのボリュームレンダリング画像（合計18枚）を生成する。また、それらの各視点方向から垂直方向の全方位を20度刻みで分割した各視点方向からのボリュームレンダリング画像をさらに生成し、略全方位からの疑似３次元画像を生成するようにしてもよい。

以下、図４のフローチャートを参照して、本発明の第２の実施形態による画像管理サーバー10において行なわれる処理の流れについて説明する。まず、医用画像生成装置20から多数の２次元画像の群からなる３次元画像を受信すると、受信した画像データを記録手段12に記録する（ステップST11）。次いで、情報取得手段114が、医用画像撮影装置20から受信した３次元画像について、その３次元画像に表された被検体中の部位を表す情報を取得する（ステップST12）。次いで、画像生成手段113が、情報取得手段114により取得された部位を表す情報に基づき、その部位に対応して予め決めておいた画像生成条件により擬似３次元画像を生成し、記録手段12に記録する（ステップST13）。その後、通信制御手段11が、クライアント端末30からその３次元画像に対する配信要求を受け付けると（ステップST14）、ステップST13において生成しておいた複数の疑似３次元画像のうち少なくとも１枚の疑似３次元画像を送信した後に、その３次元画像を構成する多数の２次元画像の群の送信を開始する（ステップST15）。その後、３次元画像を構成する全ての２次元画像の送信が完了する前に、クライアント端末30から、画像生成条件を指定した疑似３次元画像の配信要求があった場合には（ステップST16）、ステップST13において生成しておいた疑似３次元画像のうちその指定された画像生成条件に最も近い画像生成条件により生成された擬似３次元画像をその多数の２次元画像の送信に優先して送信する（ステップST17）。次いで、３次元画像を構成する全ての２次元画像の送信が完了したか否かを判定し（ステップST18）、ステップST18が否定されるとステップST16以降の処理を繰り返す。ステップST18が肯定されると、処理を終了する。

上記各実施の形態によれば、管理サーバー10において、疑似３次元画像を初めから作って用意しておくことができ、どのクライアント端末からの配信要求に対してもすぐに擬似３次元画像データを提供できる。

なお、上記各実施の形態では、画像生成手段13、113が複数の擬似３次元画像を生成するものである場合について説明したが、１枚の擬似３次元画像を生成するものであってもよい。

また、情報取得手段114が、３次元画像またはその３次元画像を構成する少なくとも１枚の２次元画像を画像解析することにより、部位を表す情報を取得するものである場合について説明したが、３次元画像を構成する少なくとも１枚の２次元画像に付帯されている被写体情報に基づいてその部位を表す情報を取得するものであってもよい。

1、2 医用画像管理システム
10 画像管理サーバー
11 通信制御手段
12 記録手段
13、113 画像生成手段
114 報取得手段
20 医用画像生成装置
30 クライアント端末
31 入力手段
32 送受信手段
33 記録手段
34 表示制御手段
35 画像表示手段

Claims (6)

1. 医用画像撮影装置により取得された画像を管理する医用画像管理装置であって、
   前記医用画像撮影装置により取得された多数の２次元画像の群からなる３次元画像を２次元平面上に立体的に可視化した１または複数の擬似３次元画像を、予め決めておいた画像生成条件により生成する画像生成手段と、
   該画像生成手段により生成された疑似３次元画像を記録する記録手段と、
   外部端末からの前記３次元画像に対する配信要求に応じて、前記生成された疑似３次元画像の少なくとも１枚を前記記録手段から前記外部端末に配信する配信制御手段と
   を備えたことを特徴とする医用画像管理装置。
2. 前記画像生成手段が、前記擬似３次元画像の生成に用いられる、投影手法および視点の位置のうち少なくとも１つが異なる複数の画像生成条件により、複数の擬似３次元画像を生成するものであることを特徴とする請求項１記載の医用画像管理装置。
3. 医用画像撮影装置により取得された画像を管理する医用画像管理装置であって、
   前記医用画像撮影装置により取得された多数の２次元画像の群からなる３次元画像について、該３次元画像に表された被検体中の部位を表す情報を取得する情報取得手段と、
   前記３次元画像を２次元平面上に立体的に可視化した１または複数の擬似３次元画像を、前記情報取得手段により取得された前記部位を表す情報に基づき、該部位に対応して予め決めておいた画像生成条件により生成する画像生成手段と、
   該画像生成手段により生成された疑似３次元画像を記録する記録手段と、
   外部端末からの前記３次元画像に対する配信要求に応じて、前記生成された疑似３次元画像の少なくとも１枚を前記記録手段から前記外部端末に配信する配信制御手段と
   を備えたことを特徴とする医用画像管理装置。
4. 前記画像生成手段が、前記擬似３次元画像を生成に用いられる、投影手法、視点の位置、ウィンドウ幅値、ウィンドウレベル値、およびマスクの種類のうち少なくとも１つが異なる複数の画像生成条件により、複数の擬似３次元画像を生成するものであることを特徴とする請求項３記載の医用画像管理装置。
5. 医用画像撮影装置により取得された画像を管理する医用画像管理方法であって、
   前記医用画像撮影装置により取得された多数の２次元画像の群からなる３次元画像を２次元平面上に立体的に可視化した１または複数の擬似３次元画像を、予め決めておいた画像生成条件により生成し、
   該生成された疑似３次元画像を記録手段に記録し、
   外部端末からの前記３次元画像に対する配信要求に応じて、前記生成された疑似３次元画像の少なくとも１枚を前記記録手段から前記外部端末に配信する
   ことを特徴とする医用画像管理方法。
6. 医用画像撮影装置により取得された画像を管理する医用画像管理方法であって、
   前記医用画像撮影装置により取得された多数の２次元画像の群からなる３次元画像について、該３次元画像に表された被検体中の部位を表す情報を取得し、
   前記３次元画像を２次元平面上に立体的に可視化した１または複数の擬似３次元画像を、前記取得された前記部位を表す情報に基づき、該部位に対応して予め決めておいた画像生成条件により生成し、
   該生成された疑似３次元画像を記録手段に記録し、
   外部端末からの前記３次元画像に対する配信要求に応じて、前記生成された疑似３次元画像の少なくとも１枚を前記記録手段から前記外部端末に配信する
   ことを特徴とする医用画像管理方法。

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