JP3651930B2

JP3651930B2 - 放射線検査ワークステーションにおけるリアルタイムなウィンドウ／レベル化システム

Info

Publication number: JP3651930B2
Application number: JP14766194A
Authority: JP
Inventors: ウェイルリチャード; ロナガンモドニデビッド; エムダイアナゲーリー; パトリックヒススティーブン
Original assignee: イーストマンコダックカンパニー
Priority date: 1993-07-02
Filing date: 1994-06-29
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2020-05-25
Also published as: DE69419984D1; US5447153A; DE69419984T2; EP0632406B1; EP0632406A1; JPH0757083A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、概して放射線検査画像システム、特に放射線検査画像を表示するための放射線検査画像ワークステーションと、リアルタイムなウィンドウ／レベル化により、表示された画像の階調特性を変更するための技術とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
アメリカ合衆国においては、重病患者の病理的変化及び／又は管状器官／線状器官の配置を見極めるために移動式Ｘ線画像装置が使用されている。移動式検査の５０％以上は、臨界治療室（集中強化治療及び冠動脈治療）にて行われる。その他の移動式検査は、治療もしくは手術フロア或いは救急処置室にて行われる。臨界治療室における患者の多くは、少なくとも日に１回、Ｘ線治療を受ける。初期の移動式検査形式は、腹部及び骨格を伴う（移動式治療の８０％を占める）ＡＰ（前後部）胸部のものである。アメリカ合衆国における移動式胸部放射線検査装置の市場は、今後５年間のうちに２０％の成長が見込まれている。
【０００３】
移動式放射線検査における技術者の問題は周知であり、即ち移動式Ｘ線発生器の移動性、極めて多数のカセットの搬送、Ｘ線管の配置及び適切なテクニックの確定等である。Ｘ線管の配置の際の可変性のために、結果的には検査毎に異なるテクニックが必要になる。そして往々にして、過度な露光もしくは露光不足をもたらし、このためＸ線技師は、検査をやり直さざるを得ない。この平均的なやり直しの度合は、５％乃至１０％程度に達する。
【０００４】
患者が臨界治療室にいる間に形成されるフィルムは、放射線写真部署又はその治療室に保管される。典型的には、最も新しいフィルムは、容易に利用し調べることができるようにオルタネータ上に置かれる。そして、そのフィルムが置かれた場所で治療についての談義が行われるが、この場合、放射線技師又は臨床医がそのフィルムの場所まで行く必要がある。ある病院では、放射線技師及び臨床医双方がその画像を容易に利用し得るようにするために、２セットのフィルムを用意する方法が用いられる場合がある。
【０００５】
放射線技師が移動式検査を分析するとき、最も新しいフィルムは、患者の容態を判断するために、その前に撮影されたフィルムと比較される。現在のフィルム／スクリーンの組合わせでは、露光レベルの変わり易さが、病気に起因する容態変化の判断を益々困難なものにしている。
【０００６】
臨界治療部署での臨床医はしばしば、適切な管状器官の配置をチェックするために、移動式フィルムを急いで見る必要が生じる。そして彼らは時折、放射線技師がフィルムを解読しようとする前に、放射線写真部署からそのフィルムを「借用」する。これらのフィルムは往々にして返却されず、また報告書が作成されることもなく、このためその病院では、かかる検査に対する収益損失が生じる。
【０００７】
世代が高齢化するほど、より多くの人々が入院し、手術や臨界治療を余儀なくされる。従って移動式検査の回数も増大し、即ち、より高い質と手際の良い移動に対する要請が高まり、病院側は、特に移動式処置のための新たなシステムや追加要員に対する資金繰りを正当化せざるを得ない状況に置かれることになる。
【０００８】
第二次世界大戦の終結後、数十年間で、蛍光体材料は著しい進歩を遂げた。これらの進歩は、高速電子画像処理を可能にする。ニューヨーク州ロチェスタのイーストマンコダック社の研究によって、走査・記憶蛍光板放射線検査システムの最初の立証を行った。このシステムは先ず、１９７５年に特許され、そして１９８５年３月１２日付けで米国再発行特許第３１，８４７号として再特許された。これに開示された記憶蛍光板システムにおいて、記憶蛍光板は、患者の身体部のような被写体のＸ線画像に対して露光され、その記憶蛍光板にＸ線潜像を記録する。このＸ線潜像は、ヘリウム・ネオンガスレーザもしくはダイオードレーザによって生成された赤色光又は赤外光のような比較的長波長の励起放射光線で、その記憶蛍光板を励起することにより読み出される。励起されると、記憶蛍光板は、受けたＸ線量に比例して青色光のような中間波長の放射光線を放射する。電子画像処理に使用可能な信号を生成するために、記憶蛍光板は、レーザビームによってラスタパターンにて走査され、振動もしくは回転走査ミラー又はホロゴン等によって偏向される。記憶蛍光板からの放射光線は、ミラー光収集器によって反射され、そして光増倍管のような光検出器によって検出され、電子的Ｘ線画像信号を形成する。典型的には、記憶蛍光板は、そのページ走査運動に直交するライン走査方向に反復的に偏向されるレーザビーム下を通って、ページ走査方向に移送され、これにより画素マトリクスの走査ラスターパターンを成形する。
【０００９】
Ｘ線画像信号はそれから、ビデオディスプレイ（ＣＲＴ，ＬＣＤ）のようなソフトコピーディスプレイ装置又はＸ線フィルムプリンタ（レーザプリンタ，ＣＲＴプリンタ，サーマルプリンタ）のようなハードコピー・ディスプレイ装置によって形成された可視画像として、視覚され得る。
【００１０】
記憶蛍光板読取装置とリンクした特性制御ワークステーション（ＱＣＷ）が提案されている。この特性制御ワークステーションは、放射線技師に対して幾つかの機能、即ち、記憶蛍光板読取装置（或いは他のデジタル放射線検査画像ソース）から得られた画像のチェック、患者情報及びＸ線検査情報の補正、画像方向やウィンドウの幅及びレベル化のような画像パラメータの調整、（離隔している高解像度ワークステーション，磁気もしくは光学記録式の画像記憶装置，放射線レーザ，ＣＲＴ，サーマルプリンタのような）指定された送付先に対する許容可能な検査及び画像のルーチング等の機能を提供する。
【００１１】
このＱＣＷの画像処理ソフトウェアは、（デジタル形式となっている）画像データを変換し、それをビデオディスプレイ上に表示するために４つのルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いる。これらの４つのルックアップテーブルは、次のものである。
【００１２】
ガンマ・ルックアップテーブル（１２ビットイン，８ビットアウト）
ウィンドウ／レベル・ルックアップテーブル（１２ビットイン，１２ビットアウト）
選択・ルックアップテーブル（１２ビットイン，１２ビットアウト）
ディスプレイ・ルックアップテーブル（１２ビットイン／８ビットアウト）
選択・ルックアップテーブルは、画像に総合的な外観、即ち「通常」表現（ホワイトボーン），ブラックボーン及び高コントラストを付与するために用いられる。ガンマ・ルックアップテーブルは、ディスプレイ装置（即ち、ビデオディスプレイ管）の非線形的な応答特性を補正するために用いられる。ウィンドウ／レベル・ルックアップテーブルは、画像内の関係領域を選択するために用いられ、その領域ではレベルが画像の輝度を調節し、またウィンドウが画像のコントラストを調節する。
【００１３】
ＱＣＷ画像処理ソフトウェアは予め、次のようにウィンドウ／レベル化機能を実行したものとする。
【００１４】
即ち、使用者は、画像特性を確認するために特定の画像が表示される、つまり劣等な画像がウィンドウ化され、またレベル化されるのを要求した。
【００１５】
その使用者は、表示された画像のウィンドウ幅及びレベル値を変更するために左側のマウスボタンを押し、それと同時にそのマウスを動かす（マウスカーソルの位置は、ウィンドウ及びレベル値を得るために、レベルを表すＸ軸とウィンドウを表すＹ軸とで検出される）。このサイクルには、最も新しく検出されたウィンドウ及びレベル値を有する画像の再表示につき、ほぼ１秒から２秒かかった。このようなサイクルを行うために、画像処理ソフトウェアは、階調調整，ウィンドウ／レベル及びガンマそれぞれのルックアップテーブルをカスケード接続し、ディスプレイ・ルックアップテーブルを形成した。現に表示された画像を表すデータはそれから、そのディスプレイ・ルックアップテーブルによってウィンドウ及びレベル値を表示するためにマップ化される。そしてこの時点で、再処理された画像がビデオディスプレイ管にて表示された。これら３つのルックアップテーブルは、結果的にビデオディスプレイ管で所望の特性を得るために、画素がマップ化されるべきディスプレイ・ルックアップテーブルを形成するためにカスケード接続される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
かかるソフトウェア集中型のウィンドウ／レベル化技術では、ワークステーションの使用者に対してフィードバックが遅くなることが判明した。そのため往々にして、使用者が要求するウィンドウ及びレベル値にはなり難かった。このような応答の遅延性の一因として、ソフトウェアが制御コンピュータ上で実行し、そしてそのコンピュータ上で実行する他のすべてのアプリケーションと共に、演算時間を占有するという事実が考えられる。これら他のアプリケーションは、例えばキーボード入力のトラックを保持したり、或いはディスクからデータを読み出す等、そのコンピュータが維持する必要がある言わば、厄介な雑用である。
【００１７】
このためワークステーションにおいて放射線検査画像を表示する際、そのワークステーションの使用者によるウィンドウ／レベル化入力によって画像の階調変更を如何にして迅速に行うかが問題となる。
【００１８】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明によれば、従来技術におけるかかる問題を解決する。本発明の１つの態様によれば、表示された放射線検査画像に対してリアルタイムなウィンドウ／レベル化を行う特性制御ワークステーションを提供するが、このワークステーションは、デジタル放射線検査画像を記憶するためのメモリと、ビデオディスプレイと、ハードウェアカラー・ルックアップテーブルメモリと、使用者入力装置と、デジタルコンピュータと、を備えている。使用者が、（ａ）メモリからの選択された放射線検査画像を表示するために使用者入力装置を使用し、（ｂ）その使用者入力装置を使用して、所望の画像が得られるまで表示された画像のウィンドウ幅及びレベルを変更することによって、リアルタイムなウィンドウ／レベル化が行われる。その場合、ウィンドウ幅及びレベルの変更は、デジタルコンピュータのソフトウェアルーチンによって、選択・ルックアップテーブル，ウィンドウ／レベル・ルックアップテーブル及びガンマ・ルックアップテーブルをｃｒｔルックアップテーブルにカスケード接続することにより行われ、その後、そのｃｒｔルックアップテーブルは、ハードウェアカラー・ルックアップテーブルメモリにロードされ、これと同時にディスプレイ境界部，スクロールバー及び他の非ディスプレイ領域で用いられたカラーセルを保持し、メモリからの放射線検査画像は、前記ディスプレイ装置で表示するためにハードウェアカラー・ルックアップテーブルメモリによって処理される。
【００１９】
【実施例】
図１を参照すると、記憶蛍光板読取装置１０が示されている。この読取装置１０は、放射線環境における移動性を容易化するために、キャスタ１１上に搭載されている。記憶蛍光板読取装置１０は、その構成部材を収納する複合ユニットハウジング１２と、このハウジング１２に支持されたタッチスクリーン１６を有するビデオモニタ１４とを含んでいる。ハウジング１２はまた、手持ち式バーコード読取装置を連結して、その手持ち式バーコード読取装置からのデータを記憶蛍光板読取装置１０に転送可能なバーコード読取装置連結部１８を含んでいる。読取装置１０は、記憶蛍光板カセット装填台２０を含んでおり、このカセット装填台２０は、読取装置１０によって読み取られ、又は消去されるべき記憶蛍光板プレートを有するカセットを受け入れる。
【００２０】
概して、記憶蛍光板読取装置１０は、通常の放射線検査装置を使用して記憶蛍光板プレート上に取り込まれた画像を処理する。読取装置１０はそれから、その記憶蛍光板プレートを走査して、そこにあるＸ線潜像を、モニタ１４上で可視化され得る電子Ｘ線画像信号に変換する。走査された画像はそれから、画像処理，画像強調，可視化，複写及び／又は記憶等のために、（画像特性制御部，レーザプリンタもしくは記録保管装置のような）受信装置に配送される。記憶蛍光板読取装置１０は、画像をも表示するタッチスクリーン１６を用いて操作される。非露光Ｘ線画像を保持するために使用される記憶蛍光板プレートは、サイズが異なる規格サイズのＸ線カセットに装着される。これらの記憶蛍光板プレートは、消去可能であり、反復的に使用され得る。付属の手持ち式バーコード読取装置は、連結部１８に装着されることにより、記憶蛍光体読取装置１０に転送される検査情報を収集するために使用される。この検査情報はそれから、上記走査された画像と結合される。
【００２１】
記憶蛍光板読取装置は概して、次のような記憶蛍光板患者認識システムにおいて有用である。
【００２２】
放射線検査技師が、患者のＸ線検査を要請されると、その技師は患者の身体部を露光させ、これにより記憶蛍光板カセットの記憶蛍光板プレートにＸ線潜像が記憶され。この時に幾つかの画像が撮影される。付属の移動式バーコード読取装置を使用して、技師は、患者認識バーコードラベルと記憶蛍光板カセット上のラベルを走査する。検査に関する情報は、通常その移動式Ｘ線発生器に付帯しているバーコード表から走査される。かかる情報には、身体部のタイプ，Ｘ線露光条件，患者の位置等が含まれる。
【００２３】
ここに、そのバーコードラベルが走査された記憶蛍光板プレートが入ったカセットを使用して、技師がＸ線検査を行うことによって画像が採取される。Ｘ線検査が完了すると、その技師は、記憶蛍光板カセットを、処理が行われる記憶蛍光板読取装置１０へ搬入する。付属のバーコード読取装置が用いられる場合、技師は、そのバーコード読取装置を読取装置１０の前部にある連結部１８に挿入することによって、患者認識及び検査情報を転送する。走査された情報はそれから、記憶蛍光板読取装置１０の制御システムに転送される。技師は次に、露出した記憶蛍光板プレートを有するカセットを読取装置１０の装填台２０に装填する。そして技師がタッチスクリーン１６のスタートボタンを押すと、走査が開始される。
【００２４】
記憶蛍光板読取装置１０の内部において、記憶蛍光板プレートは、カセットから取り出され、レーザ光によって走査される。そのプレートが走査されるとき、タッチスクリーン１６上には、走査されている通りの画像が映し出される。この走査が完了後、画像は受信装置に送られ、そこで階調調整され、強調され、可視化され、複写及び／又は記憶される。記憶蛍光板プレートが完全に走査された後、そのプレートは、画像を一掃・除去する光線に対して露光されることによって消去される。記憶蛍光板読取装置１０はそれから、記憶蛍光板プレートをそのカセットに戻す。かくして技師は、そのカセットを読取装置１０から取り出し、これによりそのカセットは別の検査のために再使用可能となる。
【００２５】
ここで、図２及び図３を参照して、記憶蛍光板読取装置１０の好適実施例を更に詳細に記述する。図示のように、記憶蛍光板プレート２４を有する記憶蛍光板カセット２２は、カセット装填台２０に装填される。カセット２２を所定位置に固定し、そのカセット２２を掛止するように装填レバー２６が回転され、これによりそこから記憶蛍光板プレート２４の取出しが可能になる。記憶蛍光板プレート２４は、制御装置３２によるソフトウェア制御下にある取出モータ３０によって作動する取出装置２８（図３）によってカセット２２から取り出される。制御装置３２は、マイクロプロセッサのような標準的な演算素子，画像を記憶するための磁気ディスクドライブ，ソフトウェア・アプリケーション及びコンピュータオペレーティングシステム等のコンピュータ構成部材や、読取装置１０の構成部材と接続するための入出力装置を含んでいる。かかるマイクロコンピュータシステムは、この種技術において周知であり、ここではその詳細な記述は省略するものとする。
【００２６】
取出装置２８は、移送ステージ３４上にスライド可能に装着されており、記憶蛍光板プレート２４と係合するフック３６を含んでいる。この取出装置２８は、カセット２２から記憶蛍光板プレート２４を移送ステージ３４上に取り出す。記憶蛍光板プレート２４は、移送ステージ３４上に装荷されると、そのプレートサイズを検出して、この情報を制御装置３２へ伝達するプレートサイズ検出スイッチ３６を通過する。読取装置１０によって処理可能な異なるプレートサイズを検出するために、十分な数のプレートサイズ検出器３６が設けられている。取出機構２８の移動開始と終了は、制御装置３２に連結された取出開始・終了移動検出スイッチ３８によって感知される。
【００２７】
移送ステージ３４は、これに対してプレート２４を装脱する方向４６に直交する両方向４４に移動し得るように、レイル４０及び４２にスライド可能に装着されている。移送ステージ３４は、ブロック５２に装着されたステップモータ５０によって作動するネジ駆動機構４８により駆動される。レイル４０及び４２は、読取装置１０のフレーム部材５４によって支持されている。
【００２８】
レーザ走査構成部材について次に説明する。読取装置１０は、記憶蛍光板プレート２４を励起するための（ヘリウム・ネオンガスレーザのような）レーザ５６を含んでいる。レーザ５６はレーザビーム５８を形成し、このビームはシャッタ６０を通過する。シャッタ６０は、制御装置３２から受信されたデジタル信号によって制御される。シャッタ６０は、ハウジング１２のカバーの閉鎖を検出するカバー連動スイッチ６２の動作で閉じる。
【００２９】
ビーム５８は、ミラー６４で反射した後、そのレーザビーム５８の一部を基準光検出器６８に指向させるビームスプリッタ６６を通過する。ビームスプリッタ６６の次に、レーザビーム５８はコリメータ７０を通過する。平行化されたレーザビームは、制御装置３２によって制御されるガルバノメータ７４によって駆動される振動走査ミラー７２によって偏向される。走査ミラー７２は、レーザビーム５８のライン走査ラスター運動を形成する。
【００３０】
ｆ−シータレンズ（f-theta lens）７６は、記憶蛍光板プレート２４面における合焦平面領域及び一定直線速度を形成する。屈曲ミラー７８は、光収集器８０を通ったレーザビームを記憶蛍光板プレート２４上に指向させる。収集器８０としては、１９９２年９月２９に付与された米国特許第５，１５１，５９２号に開示されている形式のものであってよい。レーザビーム５８の励起光線は、プレート２４の記憶蛍光板に対してそのプレート２４に記憶されたＸ線画像の作用である光線（青）を放射させる。収集器８０は、この放射光線を光増倍管（ＰＭＴ）８２に指向させる。ＰＭＴ８２の前面のフィルタ８４は、散乱励起レーザ光線を阻止すると共に、記憶蛍光板プレート２４から放射された光線を通過させる。記憶蛍光板プレート２４が移送ステージ３４上にくると、走査が開始される。矢印４４方向における移送ステージ３４の移動は、制御装置３２のソフトウェア制御下で行われる。制御装置３２は、ステップモータ５０に対して走査を開始するための命令を送出し、移送ステージ３４をスタートさせ、またガルバノメータ７４をスタートさせ、そしてＰＭＴ８２をＯＮに切り替える。制御装置３２は、ステージ３４の原点位置から始めて、記憶蛍光板プレート２４が収集器８０の下方にくる位置までのステップモータ５０のステップ数を計数する。この位置にて、記憶蛍光板プレート２４上のＸ線潜像の読み取りが開始される。（適正な記憶蛍光板プレートサイズに対する走査ライン数によって決定される）走査の終端において、ＰＭＴ８２及びガルバノメータ７４は、ＯＦＦに切り替えられ、移送ステージ３４は、ステージ位置光学センサ８５のうちの１つによって決定される原点位置に復帰する。移動スイッチ８６によるステージ終端は、光学センサ８５を越えた位置に設定され、これにより光学センサ８５の作動不良の場合の損傷を抑止することができる。
【００３１】
移送ステージ３４が原点位置に復帰する直後、制御装置３２のソフトウェア制御により消去電源９０が作動し、消去ランプ８８がＯＮに切り替えられる。所定の消去時間（例えば３０秒）が経過して、消去ランプ８８はＯＦＦに切り替えられ、取出機構２８は、記憶蛍光板プレート２４を矢印４６方向に記憶蛍光板カセット２２へ戻す。取出機構２８が、移動スイッチ３８の取出端まで移動すると、装填レバー２６に対するロックが解除される。こうして記憶蛍光板読取装置の使用者は、装填レバー２６を回転させ、装填台２０からカセット２２を取り出すことができる。
【００３２】
記憶蛍光板プレート２４の走査の際、放射Ｘ線画像は、ＰＭＴ８２によってＸ線電子電流信号に変換される。この信号は、増幅器９２によって電圧に変換される。ＰＭＴ８２によって形成されたＸ線画像信号に存在するレーザ雑音は、基準光検出器６８によって検出された基準信号を減算することによって補正される。補正されたデジタル信号は、制御装置３２における補正ルックアップテーブルによって、光収集器８０の光線補正記号に対して補正される。この補正ルックアップテーブルは、それが最初にセットアップされる読取装置１０の校正の際にロードされる。
【００３３】
患者認識及びＸ線検査情報は、読取装置１０の連結部１８に配置された手持ち式バーコードスキャナ９４から読取装置１０へダウンロードされる。各記憶蛍光板プレート２４が、そのカセット２２から取り出されると、カセットバーコード読取装置９６は、そのプレート２４上のバーコードを読み取る。画像データとこれに対応する患者及び検査情報とは、制御装置３２によって相互に関連付けされる。
【００３４】
図１の記憶蛍光板読取装置１０は、ハードウェアと放射線技師において次のことを可能にするソフトウェアとから成る臨界治療システムの一部である。即ち、その放射線技師は、（１）通常型のＸ線撮影法を使用して、記憶蛍光板プレートを含む標準型カセット上に画像を取り込み、（２）記憶蛍光板読取装置１０を使用してそれらの画像を電子画像に変換し、（３）特性制御ワークステーションを使用して、誤った患者情報，検査情報、そして必要によってはそのＸ線画像表現を補正し、（４）Ｘ線レーザプリンタによって画像とそのテキストラベルとを印刷し、そして（５）患者情報を患者データベースに入力し、患者認識のためにバーコードラベルを生成することが可能になる。更にまた、この臨界治療システムによれば、医者又は放射線検査技師の要求に応じて、テキサスのリチャードソンのボルテックによって提供されるパーソナルディスプレイシステムのような高解像度ワークステーション上で、その画像を見うるようにすることができる。このシステムはまた、オプションとして光ディスク上にＸ線検査の永久的記録保管を行い得るように拡張可能であり、そのディスクは、後の観察もしくは再印刷のために再生可能となる。
【００３５】
図４には、本発明の実施例による臨界治療システムが図示されている。図示のように、臨界治療システム２００は、制御及び観察モニタ１４を有する記憶蛍光板読取装置１０を含んでいる。読取装置１０は、カセット記憶蛍光板のＸ線画像をデジタルＸ線画像に変換するための記憶蛍光板Ｘ線カセット２２を受け入れる。患者のＩＤ及び検査情報を読取装置１０にダウンロードするために、手持ち式バーコードスキャナ９４が提供される。システム２００はまた、高解像度モニタ２０４，データ入力キーボード２０６及びマウス２０８を含む特性制御・データ入力ワークステーション２０２を含んでいる。附属のバーコードプリンタ２１０は、特性制御ワークステーション２０２に接続されている。記憶蛍光板読取装置１０は、ＳＣＳＩ通信リンク２１２のような通信チャネルによってワークステーション２０２と接続される。
【００３６】
リンク２１２は、未処理のＸ線画像を、記憶蛍光板読取装置１０から特性制御ワークステーション２０２へと伝達する。放射線技師は、ワークステーション２０２によりそのＸ線画像を観察することができる。それはまた、データベースサーバとして機能する。そこには、デモグラフィック・データベースが常駐している。ワークステーション２０２は、以下に更に詳細に記述されるが、概して、技師のための相互・データ入力インターフェースを形成し、バーコードプリンタ２１０で患者ＩＤバーコードラベルを印刷する。特性制御ワークステーション２０２を使用することにより、放射線技師は画像を確認し、それを次の送付先に送る前に、画像表現形態（向き，階調調整，エッジ強調）や患者もしくは検査情報を修正することができる。技師は、ある１つの画像に対して、患者に関するルーチン的な情報の修正もしくは付加を行うこともできる。
【００３７】
特性制御ワークステーション２０２は、パス・スルーモード（pass-through mode）又は手動モードで用いることができる。パス・スルーモードにおいては、Ｘ線検査情報はワークステーション２０２にて処理され、それから他の送付先、即ち高解像度ＰＤＳ２１４或いはレーザプリンタ２１６（例えば、コダック社のイクタスキャンレーザプリンタ）へ送られる。手動モードにおいては、使用者は、Ｘ線画像をその送付先に送る前に、読取装置１０からのＸ線情報と患者及び検査情報を確認する必要がある。診断目的のために適切な画像表示を可能にする画像強調は、適応性非鮮鋭マスク処理及び階調調整によって行われる。
【００３８】
特性制御ワークステーション２０２は、例えばイーサネットリンク（ethernetlink）のような通信リンクによって、高解像度パーソナルディスプレイシステム２１４及びレーザプリンタ２１６と接続される。このリンクは、ハードワイヤもしくは光学的ラインリンク又はワイヤレスリンク或いはサテライトリンク等であってよい。
【００３９】
概して、特性制御ワークステーション２０２は、十分な常設メモリ及び固定ディスク記憶装置を有しており、次のような要求、即ち（１）所定数のＸ線検査情報の記憶、（２）患者データベース、（３）検査情報（露光条件，身体部位，患者位置等）、（４）選択情報、即ち検査形式に応じた画像処理パラメータ、（５）誤差及び処理ログ、（６）オペレーティングシステム、（７）アプリケーションソフトウェアに適合する。図１５のブロック図に示されるように、ＱＣＷ２０２は、放射線検査画像，患者・検査情報，制御バー及びメニュー等を表示するためのディスプレイ３００を含み、また（磁気もしくは光ディスクドライブのような）放射線検査画像メモリ３０２，（マイクロプロセッサのような）デジタルコンピュータ３０４，キーボード３０６，（マウスもしくはトラックボールのような）使用者入力装置３０８，（ＲＡＭのような）一時的メモリ３１０及び（ビデオＲＡＭのような）カラーＬＵＴを含んでいる。
【００４０】
特性制御ワークステーション２０２は概して、放射線技師に対して次のような機能を提供する。
【００４１】
１．記憶蛍光板読取装置１０から得られた画像をチェックする。
【００４２】
２．患者情報及びＸ線検査情報を補正する。
【００４３】
３．画像向きやウィンドウ幅及びレベル等の画像パラメータを（それらが、ワークステーション２０２において階調調整及び非鮮鋭マスク技術を用いて自動的に強調された後に）調節する。
【００４４】
４．許容可能な検査情報もしくは画像を自動的に或いは指定に従って、Ｘ線レーザプリンタ，観察ステーション（ＰＤＳ）又は画像記録保管部のような１又は複数の送付先に送る。手動モードにおいては、検査情報は、特定の或いはデフォルトの送付先に自動的に送られる前に、その技師によって確認（リリース）される必要がある。好適には、画像データは、ＡＣＲ−ＮＥＭＡ（米国放射線会−ナショナル・エレクトリカル・マニュファクチャラー協会）ファイル形式で送付先に伝送されるが、このファイルには、処理された画像データ及び（患者情報及び検査情報を含んでいる）ＡＣＲ−ＮＥＭＡヘッダや適用可能なルックアップテーブルが含まれる。
【００４５】
５．検査情報を自動的に処理すると共に送付する。これは、パス・スルーモードと呼ばれる。
【００４６】
６．患者情報（デモグラフィックス）をローカル（即ち、臨界治療システム）患者データベースに入力し、又はそのシステムの患者データベースにアクセスする。
【００４７】
７．各々の新たに取得された患者認識番号に対してバーコードラベルを生成し、必要ならば検査データ収集カードや、加えて放射線技師の識別のために必要な新たなバーコードラベルを生成する。
【００４８】
ここで図５〜図７を参照して、特性制御ワークステーション２０２の特定機能について更に詳細に説明する。これらの図は、マウスによって制御される画面上のポインタにより操作可能なメニュー及びオペレーションを表示する画面を表している。図５に示されるように、メインメニューは、使用されるべき特性制御機能を選定するために用いられる。図５に示されるメインメニューは、選択可能な機能として、ＱＣ検査，患者データ入力，システム設定，観察ログ，終了を含んでいる。
【００４９】
図６は、最初の特性制御処理が可能な検査情報（画像）のＱＣ検査画面を示している。ロビン及びヒスに関する２つの検査情報がリスト表示されている。この画面はまた、（キーボード３０６又はユーザ入力装置３０８によって）選択可能なその他の数種の機能ボタン、即ち再処理リスト，患者情報，検査情報，画像の向き，画像処理，検査情報送付，検査情報廃棄，検査リスト及びメインメニュー等を表している。
【００５０】
図７には、画像処理ウィンドウが表示されたＱＣ検査画面を示されており、使用者は、現在表示されたバージョンに対する画像処理パラメータを変更することができる。このウィンドウは、検査が再処理のために選択され、又は画像処理ボタンが選択された場合に表示される。
【００５１】
左側の画像処理ウィンドウに示されるように、画像処理パラメータは、非鮮鋭マスク処理パラメータ及び階調調整パラメータを含んでいる。概して、画像に対する非鮮鋭マスク処理もしくはエッジ強調は、より明瞭に判別されるライン又はエッジを持った画像を形成するために適用される。これは、画像のコピーをコンボリュージョンによって先ず「ぼんやりさせる（ブルーリング；ｂlurring ）」ことによって行われる。コンボリュージョンは、その画像と中核部（kernel）とを掛け合わす数学的処理である。中核部のサイズは、重み因子の数と画像がブルーリングされる範囲を決定する。ブルーリングされた画像は次に、「エッジのみ」画像を生成するために、オリジナル画像から除去される。高・低ブースト因子は、「エッジのみ」画像に選択的に適用され、非鮮鋭マスク処理画像を形成するオリジナル画像に付加される。
【００５２】
図７を再び参照する。画像処理ウィンドウにおいて、使用者は、低，中間，高もしくは標準的非鮮鋭マスキング処理，低ブースト，高ブースト及び中核部サイズを選択することができる。図示されるように、標準的非鮮鋭マスキング処理に対しては、低ブースト因子は０．３７５として、また高ブースト因子は１．２５として、そして中核部サイズは７５（７５×７５マトリクス）としてそれぞれ選定される。
【００５３】
使用者にとって有用な階調調整の選択は、階調調整の見出しの下に、通常，ブラックボーン，高コントラスト又は線形として示される。これらの階調調整ルックアップテーブルは、図７の画面の表示領域に表示されるように選択されたバージョンに対して適用可能である。未処理の画像データが、特性制御ワークステーション２０２によって記憶蛍光板読取装置１０から受信されると、階調調整変換ルックアップテーブル（ＬＵＴ）が生成される。この変換ルックアップテーブル（ＬＵＴ）は、検査形式，ヒストグラム等の情報を用いて、フィルムに対して未処理画像データの最適なマッピングを形成する。オリジナルＬＵＴが最適な画像表現を形成し損じた場合には、使用者は、ワークステーション２０２にて変換ＬＵＴを修正することができる。上記のように形成された階調調整変換ＬＵＴの典型的な図示表現が図８に示されている。
【００５４】
図７の画像処理ウィンドウに示される階調調整ボタンにより、使用者は、変換ＬＵＴで次の階調調整オペレーションを行うことができる。
【００５５】
１．図８の変換ＬＵＴを、図９に示される線形ＬＵＴによって置換する。
【００５６】
２．図８の変換ＬＵＴを、図１０に示される高コントラストＬＵＴによって置換する。
【００５７】
３．図８の変換ＬＵＴを、図１１に示されるブラックボーンＬＵＴによって置換する。
【００５８】
４．ウィンドウ幅又は／及びウィンドウレベルを変更する。ウィンドウ幅及びレベルの変更は、実際には変換ＬＵＴに対する乗算及び加算である。これらの変更（またデルタ（deltas）と呼ばれるが）は、画像（バージョン）ヘッダに記憶され、これにより使用者は、これらの値及びパラメータに基づいてオリジナルＬＵＴに対して如何なる変更がなされたかを知ることができる。図１２及び図１３は、変換ＬＵＴにおけるウィンドウ幅及びウィンドウレベルの変更の効果を示している。図７には、垂直及び水平スクロール・バー（scroll bar）が設定されており、カーソルを垂直スクロール・バーの上下に移動させることによって、ウィンドウ幅を変更することができる。また水平スクロール・バー上でカーソルを左右に移動させることによって、ウィンドウレベルを変更することができる。マウス又はトラックボール（３０８）をＸ方向（左右）及びＹ方向（上下）に動かすことにより、ウィンドウ幅及びウィンドウレベルを同時に変更することが可能である。
【００５９】
５．復帰ボタンを選択することによって、検査形式で定まるオリジナルＬＵＴに復帰する。
【００６０】
６．その検査形式のＬＵＴが適用されるように、検査形式を変更する。
【００６１】
ルックアップテーブルに対する如何なる変更も、現在選択されたバージョンに対してのみ適用される。
【００６２】
本発明によれば、ＱＣＷ２０２は、表示された放射線検査画像のリアルタイムなウィンドウ／レベル化を行うことができる。この機能により、使用者は、ウィンドウ及びレベルパラメータを変更することができ、また現に表示され演算された放射線検査画像でその結果を即座に観察することができる。従来、画像をウィンドウ／レベル化するための方法を用いるＱＣＷ２０２では、使用者に対して劣等な（遅い）フィードバックを形成していた。その結果、往々にして使用者が要求するウィンドウ及びレベル値を得るのが困難であった。本発明の技術によれば、使用者が（マウス又はトラックボールの）入力装置を操作しながら、連続的な視覚的応答を得ることができる。スピードの増加に伴い、ＱＣＷ２０２は、アプリケーションによって既に使用されている表示カラーの変更を避けるための処理手順を用いる。
【００６３】
画像のリアルタイムなウィンドウ／レベル化処理には、ハードウェアに存在するカラーＬＵＴに加えて、ソフトウェアでカスケード接続された次の４つのＬＵＴが必要である。即ち、
ガンマ・ルックアップテーブル（１２ビットイン，８ビットアウト）
ウィンドウ／レベル・ルックアップテーブル（１２ビットイン，１２ビットアウト）
選択・ルックアップテーブル（１２ビットイン，１２ビットアウト）
ディスプレイ・ルックアップテーブル（１２ビットイン／８ビットアウト）
カラー・ルックアップテーブル（８ビットイン／８ビットアウト）
選択・ルックアップテーブルは、画像に総合的な外観、即ち「通常」表現（変換ルックアップテーブル又はホワイトボーン），ブラックボーン及び高コントラストを付与するために用いられる。ガンマ・ルックアップテーブルは、ＱＣＷ２０２のビデオディスプレイ画面の非線形的な応答特性を補正するために用いられる。ウィンドウ／レベル・ルックアップテーブルは、表示された放射線検査画像内の関係領域を選択するために用いられ、その領域ではレベルが画像の輝度を調節し、またウィンドウが画像のコントラストを調節する。
【００６４】
これらのＬＵＴと共に、追加のパラメータ、即ちアプリケーションプログラムによって用いられたカラーセルの数が必要である。パラメータとして用いられるこのカラーセルの数は、カラーＬＵＴにどれだけエントリーして、既に用いられているかについての情報を、画像処理ソフトウェアに与える。ＱＣＷアプリケーションにおいては、この値は通常、１０以下である。
【００６５】
ディスプレイハードウェアに記憶されるべき別のルックアップテーブル、即ちカラー・ルックアップテーブルも必要である。ディスプレイ・ルックアップテーブルの場合のように、それは、８ビット幅，２５６バイト長であり、そしてビデオディスプレイ管における出力画素に対して画素入力値をマップ化するために、ディスプレイハードウェアによって使用される。装置の例としては、カリフォルニア州サンディエゴのブルックツリー社製のＢｔ４５９ＲＡＭＤＡＣａが知られている。この装置は、高速ＲＡＭをＤＡＣｓ（デジタル・アナログ変換器）と結合する。
【００６６】
パラメータとして用いられるカラーセルの数は、ハードウェアカラーマップにおける画素（及びそれらの位置）ついての情報を、画像処理ソフトウェアに与える。ＱＣＷのウィンドウ境界部，スクロールバー等（例えば図７参照）のカラー及び／又は輝度の変化を避けるために、これらのカラーマップ配置は変更されるべきではない。スクロールバー等と共に、表示された画像のウィンドウ／レベル化は、使用者に対してデストラクトしている。
【００６７】
本発明によれば、使用者は、表示された放射線検査画像のリアルタイムなウィンドウ／レベル化を次のように行う。
【００６８】
使用者の要求により、画像特性を確認するために放射線検査画像メモリ３０２からの特定の画像がディスプレイ３００に表示される。劣等な画像がウィンドウ化され、またレベル化される。
【００６９】
ＱＣＷ２０２の使用者は、入力装置３０８の左側のマウスボタンを押すことにより、ウィンドウ幅及びレベルの変更を行い、これと同時にマウスを動かす。使用者は次に、新たに適用されたウィンドウ／レベル値を持ったディスプレイ３００上の画像を観察する。ハードウェア側のカラーＬＵＴの使用によって、使用者がマウスを動かしてから、新たなウィンドウ／レベル値を持った画像を処理／表示するまでの時間はかなり短い。その時間間隔は、使用者のマウス操作と一体化している程極めて短いものである。この結果、ＱＣＷシステムにおいて画像のウィンドウ／レベル化を迅速且つ容易に行うことができる。
【００７０】
使用者において、適正なウィンドウ／レベル値が得られ、その表示された画像が満足したものとなれば、その使用者は左側のマウスボタンを押すのをやめる。この時、図１４に示されるようにデジタルコンピュータ３０４の画像処理ソフトウェアは、ウィンドウ／レベル・ルックアップテーブルを再確認し、次にガンマ・ルックアップテーブル，階調調整ルックアップテーブル及びウィンドウ／レベル・ルックアップテーブルをディスプレイ・ルックアップテーブルにカスケード接続する。尚ここで、ＬＵＴによるメモリ３０２からの放射線検査画像データをマップ化する代わりに、ハードウェアのＬＵＴ３１２に記憶されているカラー・ルックアップテーブルへディスプレイ・ルックアップテーブルがロードされる。この方法では、現在の画像に対して表示された画素は、ソフトウェアで同一オペレーションを行うのとは反対に、ディスプレイハードウェア３１２を介して処理される。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、医用画像処理システム、特に放射線画像処理システムにおいて、表示された医用画像に対してリアルタイムなウィンドウ／レベル値の変更を行うワークステーションを実現することができる等の利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の記憶蛍光板読取装置の斜視図である。
【図２】図１の記憶蛍光板読取装置の構成部材の部分的な概略図である。
【図３】図１の記憶蛍光板読取装置の構成部材の斜視図である。
【図４】本発明に係る臨界治療システムの概略図である。
【図５】図４のシステムの特性制御部の機能を示す画面の図である。
【図６】図４のシステムの特性制御部の機能を示す画面の図である。
【図７】図４のシステムの特性制御部の機能を示す画面の図である。
【図８】階調調整画像処理を有効に図示するグラフである。
【図９】階調調整画像処理を有効に図示するグラフである。
【図１０】階調調整画像処理を有効に図示するグラフである。
【図１１】階調調整画像処理を有効に図示するグラフである。
【図１２】ウィンドウ幅及びレベル画像処理を有効に示す図である。
【図１３】ウィンドウ幅及びレベル画像処理を有効に示す図である。
【図１４】ＱＣＷシステムにおける画像のウィンドウ／レベル化処理を有効に示すグラフである。
【図１５】図４のディスプレイ部の機能部材のブロック図である。
【符号の説明】
１０読取装置
１１キャスタ
１２複合ユニットハウジング
１４ビデオモニタ
１６スクリーン
１８バーコード読取装置結合部署
２０記憶蛍光板カセット装填台
２２記憶蛍光板カセット
２４記憶蛍光板プレート
２６装填レバー
２８取出装置
３０取出モータ
３２制御装置
３４移送ステージ
４０，４２レイル
４８ネジ駆動機構
５０ステップモータ
５６レーザ
５８レーザビーム
６０シャッタ
６４ミラー
６６ビームスプリッタ
７０コリメータ
７２走査ミラー
７８屈曲ミラー
８０光収集器
８４フィルタ
８５光学センサ
２００臨界治療システム
２０２特性制御ワークステーション
２０４高解像度モニタ
２０６データ入力キーボード
２０８マウス
２１０バーコードプリンタ
２１２ＳＣＳＩ通信リンク
２１４高解像度ＰＤＳ
２１６レーザプリンタ
３００ディスプレイ
３０２放射線検査画像メモリ
３０４デジタルコンピュータ
３０６キーボード
３０８使用者入力装置
３１０一時的メモリ

Claims

デジタル画像処理装置（２０２）であって、
選択的に変更可能なパラメータを有するウィンドウ／レベル・ルックアップテーブルとガンマ・ルックアップテーブルを含んでいて、デジタル医用画像及び画像処理ルックアップテーブルを記憶するためのメモリ（３０２）と、
画像ディスプレイ領域と非線形ディスプレイ領域を有する画像ディスプレイ装置（３００）と、
メモリ（３０２）と画像ディスプレイ装置（３００）の間に接続されたハードウェアカラー・ルックアップテーブルメモリと、
メモリ（３０２），画像ディスプレイ装置（３００）及びハードウェアカラー・ルックアップテーブルメモリ（３１２）を制御するためのデジタル制御装置（３０４）と、
デジタル制御装置に命令を入力するための使用者入力装置（３０６），（３０８）と、を備え、
第１モードにおいて、使用者は、メモリ（３０２）からの医用画像を画像ディスプレイ装置（３００）にて表示するために、使用者入力装置（３０６），（３０８）によって命令を入力し、デジタル制御装置（３０４）は、ウィンドウ／レベル・ルックアップテーブル及びガンマ・ルックアップテーブルを画像ディスプレイ・ルックアップテーブルにカスケード接続すると共に、その画像ディスプレイ・ルックアップテーブルをハードウェアカラー・ルックアップテーブルメモリ（３１２）に記憶し、これと同時に、画像ディスプレイ装置（３００）の非画像領域で用いられたカラーセルを保持し、そして、画像がハードウェアカラー・ルックアップテーブルメモリ（３１２）を通過した後、メモリ（３０２）からの医用画像を画像ディスプレイ装置（３００）の画像領域で表示し、
また、第２モードにおいて、使用者は、ウィンドウ／レベル・ルックアップテーブルのパラメータを選択的に変更するために、使用者入力装置（３０６），（３０８）によって命令を入力し、デジタル制御装置（３０４）は、変更されたパラメータの作用としてウィンドウ／レベル・ルックアップテーブルを変更し、その変更されたウィンドウ／レベル・ルックアップテーブルをガンマ・ルックアップテーブルと共に、変更された画像ディスプレイ・ルックアップテーブルにカスケード接続すると共に、その変更された画像ディスプレイ・ルックアップテーブルをハードウェアカラー・ルックアップテーブルメモリ（３１２）に記憶し、そして、非画像ディスプレイ領域の表示された値を変更することなく、変更されたウィンドウ／レベルパラメータで、医用画像を画像ディスプレイ装置（３００）の画像ディスプレイ領域で表示することを特徴とする放射線検査ワークステーションにおけるリアルタイムなウィンドウ／レベル化システム。