JP4219130B2 - 医用イメージングの経時的変化を検出するために時間的サブトラクションをアプリケーション・サービス・プロバイダとして実現するための圧縮／レジストレーション併用技法 - Google Patents
医用イメージングの経時的変化を検出するために時間的サブトラクションをアプリケーション・サービス・プロバイダとして実現するための圧縮／レジストレーション併用技法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全般的には医用診断イメージング・システムに関し、さらに詳細には、画像を時間解析するための技法に関する。本技法は画像圧縮技法及び遠隔アプリケーション・サーバーを利用して遠隔的かつクライアント側のコンピューティング・システムと独立に画像マッチング及びサブトラクションを実行している。
【０００２】
【発明の背景】
医用診断／イメージング・システムは現在の保健医療施設に広く普及している。目下のところ、医用診断／イメージング・システムには多くの様式が存在する。これらの様式には、コンピュータ断層（ＣＴ）システム、Ｘ線システム（従来式のイメージング・システムとディジタル式（すなわち、ディジタル化された）イメージング・システムの両方を含む）、磁気共鳴（ＭＲ）システム、陽電子放射形断層（ＰＥＴ）システム、超音波システム、核医学システム、その他が含まれる。こうしたシステムによって、身体的状態に対する特定、診断及び治療のための極めて貴重なツールが提供されると共に、外科的な診断行為の必要性が大幅に低下される。多くの場合、これらの様式は、互いに補完し合って、特定のタイプの組織、臓器、生理学系その他を画像化するためのある一定範囲の技法を担当医に提供している。保健医療機関では、単一施設または複数の施設においてこうしたイメージング・システムを幾つか配置させていることが多く、これにより、具体的な患者ニーズによる要求に応じてその担当医はこうしたリソースを利用することができる。多くの場合、担当医や放射線医は、一つまたは複数のイメージング様式を用いた関連する部位や組織の詳細な画像によって従来の検査を補完した後に初めて、最終診断及び治療に進むことができる。
【０００３】
患者の生理学的画像を医学的治療のある期間の全体にわたって比較し、患者の任意の生理学的変化、病気（例えば、がん）の進行、あるいは医学的治療の有効性を判定することが望ましい場合が多い。現在の方式では画像サブトラクション技法を使用して一連の医用画像内で時間的に変化した場所をハイライト表示した画像を取得している。例えば、６ヶ月前に得られた画像を現在の画像から差し引いて対象内でのがんの増殖をハイライト表示する（すなわち、明示させる）ことができる。しかしながら、これらの画像は、患者が治療及び／または医用イメージングを依頼した多くの異なる医療施設に保存されていることがある。さらに、各施設では、オペレーティング・システム、医用システム、画像記憶システムその他が異なっていることがある。医用画像に関するこうした非互換性や格納場所の地理的分散により、極めて大きなファイル（例えば、１０ＭＢ）として格納されていることが典型的である医用診断画像の時間解析が複雑となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、医療施設で利用される個々のプラットフォームに依存せずに医用診断画像に対する時間解析をするための技法が必要とされている。さらに詳細には、医用診断画像を遠隔処理するため、並びに複数の医療施設にある医用イメージング・システムや記憶システムを統合するための技法が必要とされている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本技法は、ある時間期間全体にわたって取得した医用診断画像に対する遠隔処理及び比較を含んでいる。ユーザから受け取ったり遠隔の画像記憶システムから収集することがある医用診断画像に対するマッチング及びサブトラクションのためには遠隔処理システムを設けている。遠隔処理システムとのプラットフォームに依存しない対話操作、並びに遠隔処理システムによる遠隔処理を提供するために医療機関に配置されるような統一インタフェースを介して、ユーザは遠隔処理システムと対話することができる。本技法はさらに、圧縮ルーチンを使用して、統一インタフェースと遠隔処理システムの間での画像のネットワーク転送を容易にしている。
【０００６】
本技法の一態様では、医用診断イメージング・システムにより作成された画像を処理するための一方法を提供する。この方法は所望の生理学的特徴に関する時間的に異なる複数の医用画像のうちの少なくとも一つの画像を圧縮することを含む。この方法はさらに、この時間的に異なる複数の医用画像をネットワークを介して遠隔処理システムに送信することを含む。さらに、所望の生理学的特徴に関する画像対間での時間的差違をハイライト表示させるようにこの時間的に異なる複数の医用画像から一つの画像を作成している。
【０００７】
本技法の別の態様では医用診断画像を時間解析するための一方法を提供する。この方法は所望の生理学的特徴に関する時間的に異なる複数の医用診断画像を圧縮することを含む。次いで、この時間的に異なる複数の医用診断画像を遠隔処理システムまで電子的に送信する。遠隔処理システムにおいて、時間的に異なる複数の医用診断画像のうちの少なくとも二つの画像の所望の生理学的特徴が幾何学的なマッチングを受ける。この方法はさらに、この少なくとも二つの画像間での生理学的差違をハイライト表示させるようにこの少なくとも二つの画像から一つの画像を作成することを含む。
【０００８】
本技法の別の態様では、ある時間期間全体にわたって取得した複数の医用診断画像の比較解析を遠隔的に実行するための一方法を提供する。この方法は、遠隔処理システムにおいてネットワークを介して医用診断画像を収集することを含む。次いで、遠隔処理システムにおいてこの医用診断画像のうちの少なくとも二つの画像を処理し、この少なくとも二つの画像間での生理学的差違を表している一つの時間解析画像を作成している。
【０００９】
本技法の別の態様では、医用診断画像を遠隔処理するためのシステムを提供する。このシステムは、複数の医用画像を比較すること、並びにこの複数の医用画像のうちの少なくとも二つの画像間での時間的差違をハイライト表示すること、を行うように構成された遠隔処理システムを含んでいる。このシステムはさらに、遠隔処理システムとネットワークを介して対話するための統一インタフェースを有している。さらに、複数の医用画像のうちの少なくとも一つの画像を圧縮させるために、統一インタフェースによるアクセスが可能な画像圧縮モジュールを設けている。
【００１０】
本技法の別の態様では、医用診断画像に対してプラットフォームに依存しない処理を行うためのシステムを提供する。このシステムは、プラットフォームに依存しない遠隔のインタフェースからの時間画像解析要求を実行させるように構成したアプリケーション・サーバーを含んでいる。このアプリケーション・サーバーは、ある時間期間全体にわたって取得した少なくとも二つの画像内の所望の生理学的特徴を幾何学的にマッチングさせるように構成した画像マッチング・モジュールを有している。このアプリケーション・サーバーはさらに、少なくとも二つの画像で第１の画像を第２の画像から差し引くように構成した画像サブトラクション・モジュールを有している。
【００１１】
本発明の上記その他の利点は、図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより明らかとなろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
ここで図面に移り先ず図１を参照すると、医用診断システム１２などの複数の医学的リソースを有する複数の保健医療提供者に対して遠隔のデータ処理を提供するための通信システム１０を表している。図１に示す実施形態では、医用診断システム１２は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム１４、コンピュータ断層（ＣＴ）システム１６、及び超音波イメージング・システム１８を含んでいる。診断システム１２は、機関＃１〜＃Ｎ（例えば、医療施設２０）などのように単一の箇所または施設に配置されている場合や、超音波イメージング・システム１８で表しているように互いに離れた場所にある場合もある。さらに、各医療施設は、通信システム１０を介してデータ処理センター２２に遠隔アクセスすることができる。データ処理センター２２はさらに、遠隔のクライアント装置２４を介してもアクセスを受けることができる。したがって、本技法では、複数のクライアント、施設及びイメージング・システムにサービス提供するようにデータ処理センター２２と対話するための統一インタフェース（例えば、シン・クライアントやその他のプラットフォームに依存しないインタフェース）を提供している。
【００１３】
図１の例示的な実施形態において、幾つかの異なる医療クライアント（例えば、機関＃１〜＃Ｎ）には、データ処理センター２２に対する遠隔アクセスが提供されている。これら並びにその他の医療クライアントは、データ処理センター２２の能力やその他の要因に応じて、データ処理センター２２へのアクセスや、データ処理センター２２からの恩恵を受けることができる。しかし、本技法は、ＭＲＩシステム、ＣＴシステム、超音波システム、陽電子放射形断層（ＰＥＴ）システム、核医学システム、その他を含む広範な医用診断システム様式に関連するクライアント・データ（例えば、画像）を遠隔処理するために特によく適合している。さらに、本技法に従ってデータ処理センター２２を利用する医療クライアントは、異なる医療分野であることがあり、異なる医学的リソースを有していることがあり、また異なる種類の患者を有していることがある。例えば、医学的リソースには、ある具体的な医学的処置や医療行為のための様々な医用装置、システム、器具類（ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）、並びにヒューマン・リソースを含むことができる。さらに、医学的リソースには、ある具体的な機関の不動産（ｒｅａｌ ｅｓｔａｔｅ）、オフィス空間、保健医療サービスのキャパシティ、並びに財務リソースを含むことができる。データ処理センター２２には通信システム１０を介して様々なクライアント・データを送ることができる。例えば、クライアントは、医用診断イメージング・システムが作成した画像、コンピュータからの患者ファイル、あるいは通信システム１０（例えば、遠隔のクライアント装置２４）と結合されたクライアント・コンピュータ（例えば、シン・クライアント）からの入力データを送信することがある。
【００１４】
上述したように、医学的リソースは様々な医用システムを含むことができる。そのシステムの様式に応じて、様々なサブコンポーネントやサブシステムが含まれることになる。ＭＲＩシステム１４の場合では、こうしたシステムは一般に、パルス状磁場を発生させ、関心対象内の磁気回転物質により放出される信号を収集するためのスキャナ２６を含んでいる。このスキャナは制御／信号検出回路２８と結合させ、一方この制御／信号検出回路２８はシステム制御装置３０と結合させている。このシステム制御装置３０はさらに、クライアント・データ及び処理要求をデータ処理センター２２と対話的にやり取りするための統一プラットフォームを含むことがある。このシステム制御装置３０は、単一の物理的パッケージ内またはシステム制御装置３０とは別の物理的パッケージ内に包含させることができるような通信モジュール３２とリンクさせている。システム制御装置３０はさらに、典型的にはコンピュータ・モニタ３６、キーボード３８、並びにマウスなどのその他の入力デバイス４０を含むようなオペレータ・ステーション３４ともリンクさせている。典型的なシステムでは、システム１４内に、スキャナ１４から収集したデータに基づいて再構成画像を作成するためのプリンタや写真システムなどの追加的な構成要素が含まれることがある。本明細書全般において診断システム内の「スキャナ（ｓｃａｎｎｅｒ）」に言及しているが、この用語は医学診断用のデータ収集装置全般を含むものと理解すべきである。したがって、画像データ収集や画像保存通信／検索システムに限定すべきではなく、また医学診断分野の画像管理システム、施設または機関の管理システム、観察システムその他に限定すべきでもない。さらに詳細には、この医学的リソースは、イメージング・システム、臨床診断システム、生理学的監視システム、その他を含むことができる。
【００１５】
同様に、ＣＴシステム１６は、典型的には、関心対象を通過するように方向付けされたＸ線放射の一部分を検出しているスキャナ４２を含むことになる。スキャナ４２内でのＸ線源及びガントリの動作を制御するため、並びにスキャナ内で移動可能な検出器アレイが発生させた信号を受け取るために、スキャナ４２は発生装置、制御装置、並びに信号収集装置（一括して参照番号４４で示す）と結合させている。制御装置及び信号収集コンポーネント内の回路はシステム制御装置４６と結合させており、このシステム制御装置４６は上述した制御装置３０と同様に、スキャナの動作指令のため、並びに収集した信号に基づいて画像データを処理し再構成させるための回路を含んでいる。システム制御装置４６は、データ処理センター２２で処理するためのデータを送受信するために、ＭＲＩシステム１４の通信モジュール３２と概して同様の通信モジュール４８とリンクさせている。さらに、システム制御装置４６はコンピュータ・モニタ５２、キーボード５４、マウスなどその他の入力デバイス５６を含むオペレータ・ステーション５０と結合させている。さらに、ＭＲＩシステム１４と同様に、ＣＴシステム１６も一般に、スキャナ４２が収集したデータに基づいて再構成画像を出力するためのプリンタや同様の装置を含んでいる。
【００１６】
他の様式の装置は、これらに特有の設計に従って信号を収集または発生させるように特に構成した回路及びハードウェアを含むことになる。詳細には、超音波システム１８の場合では、こうしたシステムは一般に、超音波信号を関心対象に送信し、有用な画像を再構成するように処理を受ける合成信号を収集するためのスキャナ及びデータ処理装置５８を含むことになる。このシステムは、スキャナ５８の動作を調整すること、並びに収集した信号を処理して画像を再構成させることを行うシステム制御装置６０を含んでいる。さらに、システム１８は、システム制御装置６０とデータ処理センター２２の間でクライアント・データ及び処理要求を送信するための通信モジュール６２を含んでいる。システム１８はさらに、モニタ６６、並びにキーボード６８などの入力デバイスを備えているオペレータ・ステーション６４を含んでいる。
【００１７】
図１のＭＲＩシステム１４とＣＴシステム１６の場合で示すように単一の施設または箇所内に複数の医用診断システムが設けられている場合、これらのシステムは、病院やクリニックの放射線科内などにある管理ステーション７０と結合させることがある。この管理ステーションは、図示した実施形態の制御装置３０及び４６など、様々な診断システム向けの制御装置と直接リンクさせることができる。この管理システムはイントラネット構成、ファイル共有構成、クライアント／サーバー機構、あるいはその他適当な任意の方式によりシステム制御装置と結合させることができる。この管理システムはさらに、データ処理センター２２との通信及び対話のために、シン・クライアントやその他適当なコンピュータ用ハードウェア及びソフトウェアなどのインタフェース７２を有している。さらに、画像記憶システム７３をインタフェース７２とネットワーク接続し、様々なイメージング・システムが取得した医用診断画像に対する画像記憶や取り出しを提供している。さらに、管理ステーション７０は、典型的には、システム動作パラメータの観察、システム稼働率の解析、並びに施設２０とデータ処理センター２２の間でのクライアント・データや処理情報のやり取りをするためにモニタ７４を含むことになる。ユーザの対話操作を円滑にするため、標準のコンピュータ・キーボード７６やマウス７８などの入力デバイスを設けることもできる。別法として、管理システム、あるいは診断システムのその他の構成要素は、「スタンドアロン」（すなわち、診断システムと直接結合していない状態）とすることがあることに留意すべきである。クライアント要求を完全に処理するためにデータ処理センター２２は様々なクライアント・データ（例えば、患者画像、医療履歴、処理基準、など）を要求することがあるが、このクライアント・データには医用システム（例えば、ＣＴシステムやＭＲＩシステム）から直接得ていない医用データが含まれることがある。こうしたクライアント・データは単に、医療クライアントが入力した後にクライアント・コンピュータ（例えば、遠隔のクライアント装置２４）から送信されることがある。例えば、こうしたクライアント・データは電子形式やＷｅｂインタフェースにより入力されることがある。
【００１８】
上述した通信モジュール、並びにワークステーション７２及び遠隔のクライアント装置２４は、遠隔アクセス・ネットワーク８０を介してデータ処理センター２２とリンクさせることができる。この目的のためには、適当な任意のネットワーク接続を利用することができる。目下のところ好ましいネットワーク構成としては、専有または専用のネットワーク、並びにインターネットなどのオープン・ネットワークが含まれる。各機関、医学的リソース、クライアント・コンピュータ及び遠隔のデータ処理センター２２の間では、インターネット・プロトコル（ＩＰ）、伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）、あるいはその他周知のプロトコルなどに従ってデータを適当な任意の形式でやり取りすることができる。さらに、このデータのある部分は、ハイパーテキスト・マークアップ言語（ＨＴＭＬ）、拡張可能なマーク付け言語（ＸＭＬ）、あるいはその他のインターネットや通信用言語などのマーク付け言語により送信またはフォーマットすることがある。例示的なインタフェース構造及び通信用コンポーネントについて以下に詳細に記載する。
【００１９】
データ処理センター２２では、通信用コンポーネント８２によりメッセージ、クライアント要求及びクライアント・データが受け取られ、これらをインタフェース８６を介して処理システム８４（例えば、アプリケーション・サーバーやアプリケーション・サービス・プロバイダ）に送っている。例えば、本技法では、データ処理センター２２は、旧画像及び新規画像、患者データ、並びにその他の処理基準を受け取り、操作し、かつ処理して所望の医用画像を処理している。一般に、処理システム８４は、様々な要求を処理するため、並びに情報の受信及び送信のために、一つまたは複数のコンピュータ、並びに専用のハードウェアまたはソフトウェア・サーバーを含むことができる（より完全には以下に記載する）。データ処理センター２２はさらに、複数のアプリケーション８８及びデータベース９０を含むことができる。アプリケーション８８は、画像の圧縮／復元アプリケーション、暗号化その他のセキュリティ用アプリケーション、画像のマッチング／レジストレーション用アプリケーション、画像サブトラクション用アプリケーション、並びに患者記録、検査、画像及び医用データを解析及び処理するための様々なその他のアプリケーションを含むことができる。さらに、データベース９０は、医学的リソース（例えば、医用診断イメージング・システム）、特定の医療施設、患者の医療記録、その他に関する広範なデータベース情報を含むことができる。以下で説明するが、アプリケーション８８及びデータベース９０は、クライアント・データ（例えば、画像）の解析とクライアントが処理システム８４に送信した要求（例えば、画像マッチング及びサブトラクションの要求）の処理との両方を行うために利用することができる。さらに、処理システム８４と、アプリケーション８８の一部分とは、Ｗｅｂサーバー上に配置することもできる。例えば、処理システム８４は、クライアントが圧縮、マッチング及びサブトラクションの各ステップを行えるようにガイドするような構成としたインターネットベースの画像処理プログラムを含むことができる。
【００２０】
図２は、クライアント９２とデータ処理センター２２の間での例示的なデータの流れを表している通信システム１０の線図である。クライアント９２は、医用画像に対する画像処理を必要としている医療施設、医療機関、あるいはその他の個人とすることができる。データ処理センター２２は、クライアント９２から離れた場所にある医用納入業者、医療機関、あるいはその他の何らかの主体に関連付けることができる。クライアント９２は、ネットワーク８０及びデータ処理センター２２の通信用コンポーネント８２と接続された通信装置９４を介してデータ処理センター２２と通信することができる。通信装置９４はモデム、ＤＳＬまたはイーサネット（商標）装置、あるいはその他適当な任意のネットワーク装置とすることができる。次いで、クライアント９２はシン・クライアントやその他のプラットフォームに依存しないインタフェースなど適当な任意のインタフェース９６を用いることにより処理システム８４と対話することができる。
【００２１】
この例示的な実施形態では、クライアント９２はデータ処理センター２２とインタフェース９４を介して対話している。インタフェース９４は、画像処理が必要か否かを決定し、さらに適当な画像やデータをデータ処理センター２２に提供して画像処理させるために使用することができる。したがって、クライアント９２は、データを入力し、適当な選択を実施し、かつ適当な新規画像と旧画像（ローカルの場合）と共に処理要求９８をデータ処理センター２２に送信している。本技法では、画像に対して、データ処理センター２２に電子的に転送する前に圧縮を行っている。画像を圧縮することにより、画像のサイズを大幅に（例えば、１５、１０、５または２ＭＢを１．５や１ＭＢまでに）縮小し、処理要求９８の転送時間を短縮させることができる。画像並びに対応する要求９８はさらに、電子転送の前に暗号化することができる。このようにして、処理要求９８は、複数のコンピュータ・システム、サーバー、ワークステーション、データベース、並びに画像及び対応するデータや処理基準の処理に必要なその他のハードウェアやソフトウェア・アプリケーションを含むことがあるデータ処理センター２２までネットワーク８０を通して送られる。図のように、インタフェース８６は処理システム８４との対話操作を円滑にするために設けている。インタフェース８６は、アプリケーション８８及びデータベース９０を利用した処理システム８４による適正なデータ操作及び処理を円滑にするため、Ｗｅｂインタフェース（例えば、インターネット・ページやフォーム）など様々なハードウェア及びソフトウェアを含むことができる。
【００２２】
この例示的な実施形態では、サーバーまたは処理システム８４は、処理要求９８を解析するために適当なアプリケーション８８（例えば、アプリケーション＃１〜＃Ｎ）と、データベース９０（例えば、データベース＃１〜＃Ｎ）とを有している。したがって、画像圧縮／復元プログラム、画像マッチング／レジストレーション・プログラム、並びに画像サブトラクション・プログラムは、その処理システム上に一つまたは複数の医学的リソース・データベースを伴って配置させることができる。これらのアプリケーション８８及びデータベース９０を使用して、処理システム８４は新旧の医用画像間で時間的に変化した特徴をハイライト表示した処理済画像１００を作成することができる。本技法では、旧画像と新規画像のうちの少なくとも一方を（例えば、様々な圧縮技法を使用した）圧縮形式により、処理システム８４に送信したり、処理システム８４によって取り出したりしている。クライアント９２がインタフェース９６を有する場合、新規画像はネットワーク８０を介した電子転送の前にクライアント側で圧縮させることがある。しかし、旧画像は、クライアント９２の手元にないことや、インタフェース９６を有する医療施設に配置されていないことがある。このような状況の場合、こうした画像は、処理システム８４による画像のマッチング、サブトラクション及びその他の画像処理の前にサーバー側で圧縮させることができる。別法として、旧画像と新規画像の両方を画像処理に先だってサーバー側で所望のサイズ／分解能まで圧縮／復元させることができる。処理済画像１００が圧縮形式でないときは、処理システム８４は処理済画像１００をクライアント９２に返送する前に画像圧縮を実行することができる。さらに、本技法は様々なセキュリティ用のアプリケーション及びハードウェアを利用して、通信システム１０を介して通信される画像、要求及び結果を保護することができる。
【００２３】
次いで、処理済画像１００（例えば、圧縮した処理済画像）、並びに対応する解析及び結果は、通信システム１０を介してクライアント９２に送信される。この解析及び結果は、処理システム８４によりフォーマット設定することや、クライアント・サーバーやＷｅｂサーバーで引き続きフォーマット設定するようにフォーマット未設定のデータとして送信することもある。例えば、データ処理センター２２は、この解析に基づいてユーザ観察可能なページ（例えば、インターネット・ページ）を作成することができる。次いで、クライアントは、インターネット・ブラウザやその他の画像ソフトウェアを含むことがあるインタフェース９６を介してこのページを観察することができる。データ処理センター２２はその解析及び結果を、その特定の顧客に関する様々な顧客情報、システム・パラメータ、並びにその他の独自の特徴を取り込むことができるような顧客仕様のレポートとして提供することもできることにも留意すべきである。
【００２４】
各クライアント９２は、データ処理センター２２と個々に通信して医用診断画像を遠隔処理することもあるが、本技法はさらに、図３に示すように、複数のクライアントとデータ処理センター２２の間の対話操作に関与することができる。この複数のクライアントは、複数の様式（例えば、ＣＴ、ＭＲＩ、超音波、など）、複数の事業主体、複数のオペレーティング・システム、並びにその他様々な相違を含むことがある。図３は、クライアント９２、データ処理センター２２、並びに画像記憶システム１０２及び１０４を統合しているような代替的なデータの流れ及び画像処理スキームを表している。図のように、クライアント９２は通信コンポーネント９４を介してネットワーク８０経由で通信し、インタフェース９６を介してデータ処理センター２２と対話している。画像記憶システム１０２及び１０４は、通信コンポーネント１１０及び１１２を介してネットワーク８０経由で通信し、インタフェース１０６及び１０８のそれぞれを介してデータ処理センター２２と対話している。データ処理センター２２はさらに、上で検討したように、処理システム８４や対応するアプリケーション８８及びデータベース９０との遠隔のユーザ対話操作を円滑にするためにインタフェース８６を有している。
【００２５】
したがって、クライアント９２は、医用診断イメージング・システムから新規画像を取得し、次いでネットワーク８０を介した処理システム８４への電子転送を容易にするようにこの新規画像を圧縮することができる。クライアント９２が新規の医用診断画像を取得した後、ある時間期間全体にわたる画像の任意の変化を解析することが望ましい。例えば、その対象が以前に医用診断イメージング手順を受けたことがある場合は、新旧の医用診断画像を比較して対象内に何らかの生理学的変化（例えば、臓器内でのがんの増殖）が存在するか否かを判定することが望ましい。クライアント９２は、こうした時間解析が必要であるか、または所望であるかを判定することができる。さもなくば、単にクライアント９２は、新規画像及び対応する患者情報を解析のためにデータ処理センター２２に送ることもできる。したがって、クライアント９２は圧縮した新規画像を含む処理要求９８をインタフェース９６を介してデータ処理センター２２に送信することができる。
【００２６】
上で検討したように、インタフェース９６は、画像処理のための実際のアプリケーションを有しているデータ処理センター２２と遠隔通信するためのシン・クライアントその他のプラットフォームに依存しないインタフェースとすることができる。典型的な医用診断画像は、例えば１０ＭＢなど比較的大きなファイルサイズを有する。したがって、本技法では圧縮技法を利用して、そのファイルサイズを縮小しネットワーク８０経由の転送速度を高くしている。クライアント９２が画像記憶システム７３上に対象の古い画像も記憶している場合は、クライアント９２はこの古い医用診断画像を圧縮してインタフェース９６を介して処理システム８４に送ることができる。しかし、図３に示すように、クライアント９２は、古い医用診断画像を画像記憶システム７３内にローカルで記憶することはできない。
【００２７】
データ処理センター２２で処理要求９８が受け取られると、処理システム８４はネットワーク８０を介して古い医用診断画像の検索を実施しインタフェース１０６及び１０８、並びに画像記憶システム（それぞれ、１０２及び１０４）を有する医療施設など別の医療施設に記憶されている画像を探し出す。処理システム８４が画像記憶システム１０２及び１０４上で一つまたは複数の旧画像を探し出した場合は、この旧画像を画像記憶システム１０２及び１０４から自動的に取り出して処理システム８４に送ることができる。次いで、一つまたは複数の医用様式に対応したこれらの画像を用いて、新旧の医用診断画像間で画像マッチング及びサブトラクションを行うことができる。画像記憶システム１０２及び１０４上で探し出した旧画像は処理システム８４への電子転送の前に圧縮することができることにも留意すべきである。
【００２８】
画像記憶システム１０２及び１０４がインタフェース１０６及び１０８と結合されていない場合、例えば画像記憶システム１０２及び１０４が非互換のハードウェアやソフトウェアをもつ医療施設やインタフェースをもたない医療施設に配置されている場合では、旧画像は処理システム８４により単に完全な非圧縮形式で取り出されることがある。しかしこの際、処理システム８４は処理システム８４が受け取った新規画像と同じ圧縮形式で旧画像を圧縮することができる。次いで、旧画像と新規画像に対して圧縮形式で画像マッチング及びサブトラクションを実行することができる。
【００２９】
処理システム８４はさらに、画像処理ルーチンで使用するのに最良な（すなわち最も適している）旧画像を自動的に決定することができる。例えば、処理システム８４は以前の保健医療やその他の様々な要因を解析し、その画像サブトラクション・ルーチンに対してどの旧画像が最良の結果を提供してくれるかを決定することができる。
【００３０】
次いで、処理システム８４は、対象内で時間の経過に伴って変化した生理学的特徴をハイライト表示させた処理済画像を提供するように画像マッチング及びサブトラクションを実行する。処理システム８４は、画像を処理し終えた後、その結果１００をネットワーク８０を介してクライアント９２に送信する。次いで、クライアント９２は、インターネット・ブラウザなどの様々なイメージング・ソフトウェアを含むことがあるようなインタフェース９６により処理済画像を観察することができる。この処理済画像は全分解能（非圧縮）形式、あるいは圧縮形式でネットワーク８０を介して送信することができる。この圧縮形式は、処理システム８４が処理した旧画像と新規画像の圧縮形式と同じ形式とすることがある。処理システム８４は、その画像処理ステップのうちの任意の数を実行することができ、一方、残りの処理ステップはクライアント９２のローカルのコンピューティング・コンポーネントによりクライアント側で実行させることもできることに留意すべきである。処理システム８４はさらに、画像記憶システム１０２及び１０４から取り出した一つまたは複数の旧画像を送信することができ、また処理システム８４は画像マッチング処理のための変形フィールド（ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ）やその他様々な処理データを送信することができる。したがって、本技法により、クライアント９２、データ処理センター２２、別の複数の遠隔医療施設、並びに画像記憶システムの間での統合が容易になる。
【００３１】
本技法では、遠隔の医用イメージング・システムと記憶システムを統合するようにプラットフォームに依存しない画像処理を提供するために、画像圧縮、クライアント・インタフェース、並びに遠隔処理スキームを利用している。したがって、本技法は、遠隔のサーバー側で様々な処理機能を実行しており、一方、幾つかのプラットフォームに依存しないタスクはクライアント側のために取っておいている。図４及び５の画像処理スキーム１１４に示すように、クライアント９２は医用診断イメージング・システムのうちの一つから新規の医用診断画像を収集し（ブロック１１６）、次いでこの新規医用診断画像を画像記憶システム７３、１０２及び１０４などの画像記憶システム内に保存することができる（ブロック１１８）。次いで、クライアント９２はこの新規医用診断画像を解析し（ブロック１２０）、またさらに様々な患者基準及び医用記録も解析して（ブロック１２２）、新規医用診断画像と一つまたは複数の旧画像に対する時間解析を希望するか否かを決定する（ブロック１２４）。
【００３２】
この解析（ブロック１２４）は、担当医の手作業によるか、クライアント側で自動的にインタフェース９６によるか、あるいは処理システム８４によって実行することができる。例えば、画像処理スキーム１１４は、患者医療記録、患者の年齢、その他の様々な基準を自動的に評価することにより、新旧の画像に対する時間解析が患者の治療にとって望ましいか否かを判定することができる。時間解析を希望しないと判断した場合は、画像処理スキーム１１４を終了し（ブロック１２６）それ以上に画像の時間解析を実行しない。しかし、時間解析を希望すると判断した場合は、画像処理スキーム１１４は、図６に示す技法などの圧縮技法を用いて新規医用診断画像を圧縮するように進む（ブロック１２８）。新規医用診断画像を圧縮し終えた後（ブロック１２８）、画像処理スキーム１１４は、圧縮済の新規画像をデータ処理センター２２の処理システム８４などの遠隔処理システムに送信する（ブロック１３０）。この画像はさらに、送信に先立って暗号化するか、さもなくば電子的にセキュリティ保護することができる。
【００３３】
医用診断画像の時間解析では、新規医用診断画像と、さらに同じまたは異なる医用様式に関連することがあるような一つまたは複数の旧医用診断画像と、の両方が必要となる。このため次いで、画像処理スキーム１１４は本技法により評価を受ける対象に関する一つまたは複数の旧画像を探し出すように進む。画像処理スキーム１１４は、クライアント９２の画像記憶システム上でローカルで保存されている古い医用診断画像が存在するか否かを判定する。古い医用診断画像がローカルで保存されている場合（ブロック１３２）は、画像処理スキーム１１４は、ローカルで保存されている旧画像が複数存在するか否かを判定するように（ブロック１３４）進む。ローカルで保存されている古い医用診断画像が一つだけしか存在しない場合は、画像処理スキーム１１４はこの古い医用診断画像を圧縮するように（ブロック１３６）進む。旧画像を所望の形式に圧縮し終えた後、この圧縮済の旧画像はネットワークを介してクライアント９２から処理システムへ送られる（ブロック１３８）。この場合も、電子的伝送のために暗号化その他のセキュリティ対策を用いることができる。画像処理スキーム１１４が古い医用診断画像が複数存在すると判定した場合（ブロック１３４）は、スキーム１１４はその画像処理に関する最良の旧画像を選択するために様々な選択基準を解析するように（ブロック１４０）進む。例えば、上で検討したように、画像処理スキーム１１４は、画像の日付、画像のサイズ及び部位、画像の品質、画像の取得に使用した医用診断システム、並びにその他の様々なファクタを評価することがある。画像処理スキーム１１４が選択基準を解析し終えた後（ブロック１４０）、スキーム１１４は、処理システム８４において新規画像と共に比較しかつ処理するための所望の１枚の古い画像を選択するように（ブロック１４２）進む。次いで、スキーム１１４が選択したこの所望の旧画像（ブロック１４２）を圧縮し（ブロック１３６）、さらに処理システムに送信する（ブロック１３８）。次いで、処理システム８４は、異なる様式からの画像を含むことがあるような新旧の医用診断画像に対して様々な時間的処理ルーチン１７０を実行するように進むことができる。またシステムは、医用基準を自動的に評価し、前記複数の医用画像から古い画像の組中の所望の１枚の古い画像を選択するように構成させた画像選択モジュールを備えることができる。
【００３４】
画像処理スキーム１１４がローカルに旧画像が存在すると判定した場合（ブロック１３２）は、スキーム１１４は遠隔の画像記憶システム上で古い医用診断画像を検索する（ブロック１４４）。例えば、処理システム８４は、ある特定の患者の画像を、その患者の所望の生理学的特徴に関する画像を提供したことがあるような遠隔の画像記憶システム及び所望の医用診断イメージング・システムを有するすべての医療施設において検索することができる。画像処理スキーム１１４はその患者に対する所望の古い画像を発見できる場合も発見できない場合もある（ブロック１４６）。スキーム１１４がその患者の旧画像を発見できなかった場合（ブロック１４６）は、画像処理スキーム１１４はその患者に対する新規画像の画像処理を終了する（ブロック１２６）。
【００３５】
その患者に関する旧画像が発見された場合（ブロック１４６）、画像処理スキーム１１４は、旧画像が様々な遠隔の画像記憶システム上に位置して複数存在するか否かを判定するように（ブロック１４８）進む。複数の旧画像が存在する場合（ブロック１４８）には、スキーム１１４は、その遠隔の画像記憶システムが、統一インタフェースやシン・クライアント・インタフェースなど処理システムとプラットフォームに依存しない対話をするように構成されたインタフェースを有するか否かを判定するように（ブロック１５０）進む。スキーム１１４が所望のインタフェースを含む処理システム上に複数の旧画像が配置されていると判定した場合（ブロック１１５）は、スキーム１１４は、旧画像に関する選択基準を解析するように（ブロック１４０）進む。次いで、スキーム１１４はこの選択基準に基づいて所望の旧画像を選択し（ブロック１４２）、この選択した旧画像を圧縮し（ブロック１３６）、さらに選択し圧縮した旧画像を処理システムに送信する（ブロック１３８）。
【００３６】
しかし、画像処理スキーム１１４が所望のインタフェースをもたない遠隔の画像記憶システム上に複数の旧画像が配置されていると判定した場合（ブロック１５０）は、スキーム１１４は、これら複数の旧画像のすべてを取り出し（ブロック１５２）、さらに処理システム８４においてこれらの旧画像に関して様々な選択基準を解析するように（ブロック１５４）進む。画像処理スキーム１１４が選択基準を解析し終えた後（ブロック１５４）、スキーム１１４は、これら複数の旧画像から所望の旧画像を選択し（ブロック１５６）、この選択した旧画像を圧縮し（ブロック１５８）、さらにこの画像を処理システム８４において処理するように進む。
【００３７】
画像処理スキーム１１４が遠隔の画像記憶システムのうちの一つに遠隔の旧画像がただ一つだけ配置されていると判定した場合（ブロック１４８）は、スキーム１１４は、発見した旧画像を有している遠隔の画像記憶システム上にその処理システム用のインタフェースが配置されているか否かを判定するように（ブロック１６０）進む。遠隔の画像記憶システムがその処理システム用の所望のインタフェースを有している場合（ブロック１６０）は、画像処理スキーム１１４は発見した旧画像を圧縮するように（ブロック１６６）進む。次いでスキーム１１４は、圧縮済の新規画像と共に画像処理させるために、この発見し圧縮した旧画像を処理システムに送っている（ブロック１６８）。しかし、スキーム１１４が遠隔の画像記憶システムに所望のインタフェースがないと判定した場合（ブロック１６０）は、スキーム１１４は処理システムが発見した旧画像を取り出すように（ブロック１６２）進む。次いでスキーム１１４は、処理システム８４において圧縮済の新規画像と共に画像処理するために、この旧画像を圧縮している（ブロック１６４）。
【００３８】
処理システム８４が所望の旧画像と新規の医用診断画像を収集し終えた後（ブロック１６９）、画像処理スキーム１１４は所望の時間的処理ルーチンに進む（ブロック１７０）。この処理ルーチンは、標準的及び個別仕様の様々な画像処理ルーチンを含むことができる。画像処理スキーム１１４の例示的な実施の一形態では、その時間的処理ルーチン１７０は処理システムで集められた旧画像と新規画像に対するレジストレーション及びマッチング処理を含む（ブロック１７２）。レジストレーション及びマッチングのステップはさらに、一つまたは複数の旧画像と新規画像を変形することを含むことがある。例えば、古い方の画像が新規画像の対応する生理学的特徴と幾何学的にマッチングした対応する生理学的特徴を有するように旧画像を変形させることが望ましいことがある。同様に、複数の様式からの画像は（例えば、特定の特徴に対して共通の座標系及び形状寸法となるように）正規化するか、さもなければ所望の生理学的特徴の時間的サブトラクションを容易にするようにマッチングさせることがある。さらに、患者や担当医が解析や検討を希望する様々な変化（例えば、腫瘍の増殖）を有することがあるような新規画像に対する精度を高くすることが望ましい。新旧の画像に対してレジストレーション／マッチング処理をした後（ブロック１７２）、時間的処理ルーチン１７０は、時間的に変化した特徴に合わせた処理済画像を得る（ブロック１７６）ための新旧の画像のサブトラクションに進む（ブロック１７４）。したがって、このレジストレーション／マッチング及びサブトラクションのルーチンにより、腫瘍、がんの増殖、及びその他の時間の経過に伴って生じる生理学的変化をハイライト表示させたサブトラクション画像が作成される。
【００３９】
さらに、時間的処理ルーチン１７０は旧画像と新規画像に対して圧縮形式で実行されることに留意すべきである。しかし、画像処理スキーム１１４は、時間的処理ルーチン１７０の実行に先立って旧画像と新規画像を所望の任意の分解能または品質まで圧縮または復元することができる。したがって、旧画像と新規画像は所望の任意の分解能及び圧縮形式で処理することができ、一方画像処理スキーム１１４は画像圧縮を利用してクライアント９２とデータ処理センター２２の間のネットワークを経由した効率の良いネットワーク転送を容易にしている。スキーム１１４が所望の時間的処理ルーチン１７０を完了した後、処理済画像はさらに解析をするようにクライアントに送られる（ブロック１７８）。この転送はさらに、上で検討したようなデータ圧縮や暗号化を含むことができる。追加的な解析としては処理済画像の観察（ブロック１８０）や、さらに新規画像、旧画像及びその他様々な患者医療情報と対比した処理済画像の評価、を含むことがある。
【００４０】
上で検討したように、本技法では、処理システム８４における医用診断画像の遠隔画像処理を容易にするために様々な圧縮技法を利用することができる。図６は本技法の趣旨の範囲内で使用することができる例示的な画像圧縮ルーチン１８２の線図である。図のように、この画像圧縮ルーチン１８２は、所望の圧縮済み画像を作成するように複数の画像処理ステップを実行している圧縮ルーチンの初期化（ブロック１８４）で開始される。したがって、画像圧縮ルーチン１８２は、画像に対する二次サンプリング（ｓｕｂ−ｓａｍｐｌｉｎｇ）（ブロック１８６）、画像に対する対数演算（ブロック１８８）、画像に対する量子化（ブロック１９０）、画像に対する無損失圧縮（ブロック１９２）、並びにその他の様々な圧縮ルーチンを実行することができる。所望の圧縮ルーチンにより、効率がより良いネットワーク転送を容易にするようにデータサイズを大幅に低下させた圧縮済み画像が作成される（ブロック１９４）。例えば、画像圧縮ルーチン１８２は画像ファイルを１５対１から５対１の範囲の比率で圧縮することができる。
【００４１】
医用診断画像は、ネットワーク転送を極端に遅くさせ実行不可能とさせるような比較的大きなファイルサイズ（１０ＭＢや１５ＭＢなど）を有することが普通である。したがって、画像圧縮ルーチン１８２はこの画像を５００ＫＢ〜２ＭＢの範囲のファイルサイズまで圧縮させることができる。この例示的な画像圧縮ルーチンでは、１０ＭＢの医用診断画像を概ね１ＭＢのファイルサイズまで圧縮することができる。しかし、ネットワーク効率や医用診断イメージング・システムが改良されるのに伴って、画像に対する所望の圧縮は利用できる圧縮ルーチンの状況と共に変化することがある。
【００４２】
医用診断画像（複数のこともある）に対して所望の圧縮を得るためには、このルーチン１８２と共に標準的及び個別仕様のその他の様々な圧縮ルーチンも利用することができる。さらに、二次サンプリング・ルーチン（ブロック１８６）は、フィルタ操作を含むことができ、また２〜８の間の二次サンプリング・パラメータを有することができる。２００μｍの初期画素ピッチをもつ画像に対して因数が８の二次サンプリングをすると、１ｃｍ以上のサイズをもつ所望の生理学的特徴を検出するのに十分な大きさである１．６ｍｍの画素サイズが得られる。同時に、画素の総数（したがって、計算時間）が６４分の１に減少する。対数演算（ブロック１８８）には画像のダイナミックレンジの縮小を含むことがあることにも留意すべきである。画像サブトラクションは強度画像の対数にあたる密度画像に対して動作させる必要があるため、対数関数が適切となる。入力ダイナミックレンジが１４ビットの場合、出力ダイナミックレンジは８ビット〜１２ビットの範囲となり得る。コンピュータ関連マテリアルは８ビットからなるバイト単位で処理を行うため、本技法では有意なレンジ縮小となる８ビットまで医用診断画像のダイナミックレンジを低下させることがある。したがって、様々な画像圧縮ルーチン１８２により、処理システム８４による効率の良いネットワーク転送及び遠隔処理を容易にするような所望の圧縮比または画像サイズ縮小を提供することができる。
【００４３】
図７は時間的処理ルーチン１７０に関する代替的スキームを表した線図である。図のように、新旧の医用診断画像は処理システム上でレジストレーション／マッチング処理を受け（ブロック１９６）、旧医用診断画像に対する変形フィールドを得ることができる（ブロック１９８）。次いで、旧医用診断画像に対する変形フィールド及び新規医用診断画像（クライアント側にまだ存在していない場合）は、クライアントに電子的に送信し、クライアント側で時間的処理ルーチン１７０を完了させることができる（ブロック２００）。次いでクライアント側では、変形フィールドを全分解能までアップサンプリング（すなわち、過剰サンプリング）することができる（ブロック２０２）。次いで、新旧の医用診断画像を、クライアント側において全分解能でサブトラクション処理することができる（ブロック２０４）。したがって、新旧の医用診断画像間での時間的に変化する特徴に関する処理済画像が時間的処理ルーチンにより取得される（ブロック２０６）。次いで、クライアント９２はインタフェース９６を介してこの処理済画像を観察することができる（ブロック２０８）。
【００４４】
本発明は様々な修正形態や代替形態とする余地があるが、具体的な実施形態を、一例として、図面に示すと共に本明細書で詳細に記載してきた。しかし、本発明を、開示した特定の形態に限定しようとする意図ではないことを理解されたい。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲で規定した本発明の精神及び趣旨に属するすべての修正形態、等価形態、代替形態に及ぶものである。例えば、本発明は複数の様式及び遠隔クライアント間での画像処理に利用することができ、一方、所望の画像の時間解析を得るためには様々な画像圧縮、暗号化、及び処理用アプリケーションを利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複数の医療クライアントとこの医療クライアントから離れた位置にあるデータ処理センターとの間で通信及びデータのやり取りをするための例示的なシステムを表している本技法の線図である。
【図２】データ処理センターとクライアントの間での例示的なデータの流れを表している本技法の線図である。
【図３】データ処理センター、クライアント及び画像記憶システム間での代替的なデータの流れを表している本技法の線図である。
【図４】本技法の例示的な画像処理ルーチンを表している流れ図である。
【図５】本技法の例示的な画像処理ルーチンを表している流れ図である。
【図６】本技法の例示的な画像圧縮ルーチンを表している流れ図である。
【図７】本技法の代替的な処理ルーチンを表している流れ図である。
【符号の説明】
１０ 通信システム
１２ 医用診断システム
１４ 磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム
１６ コンピュータ断層（ＣＴ）システム
１８ 超音波イメージング・システム
２０ 医療施設
２２ データ処理センター
２４ クライアント装置
２６ スキャナ
２８ 制御／信号検出回路
３０ システム制御装置
３２ 通信モジュール
３４ オペレータ・ステーション
３６ コンピュータ・モニタ
３８ キーボード
４０ その他の入力デバイス
４２ スキャナ
４４ 発生装置／制御装置／信号収集装置
４６ システム制御装置
４８ 通信モジュール
５０ オペレータ・ステーション
５２ コンピュータ・モニタ
５４ キーボード
５６ その他の入力デバイス
５８ スキャナ、データ処理装置
６０ システム制御装置
６２ 通信モジュール
６４ オペレータ・ステーション
６６ モニタ
６８ キーボード、入力デバイス
７０ 管理ステーション
７２ インタフェース
７３ 画像記憶システム
７４ モニタ
７６ コンピュータ・キーボード
７８ マウス、入力デバイス
８０ 遠隔アクセス・ネットワーク
８２ 通信用コンポーネント
８４ 処理システム
８６ インタフェース
８８ アプリケーション
９０ データベース
９２ クライアント
９４ 通信装置
９６ インタフェース
９８ 処理要求
１００ 処理済画像
１０２ 画像記憶システム
１０４ 画像記憶システム
１０６ インタフェース
１０８ インタフェース
１１０ 通信コンポーネント
１１２ 通信コンポーネント
１１４ 画像処理スキーム
１７０ 時間的処理ルーチン
１８２ 画像圧縮ルーチン
【発明の属する技術分野】
本発明は、全般的には医用診断イメージング・システムに関し、さらに詳細には、画像を時間解析するための技法に関する。本技法は画像圧縮技法及び遠隔アプリケーション・サーバーを利用して遠隔的かつクライアント側のコンピューティング・システムと独立に画像マッチング及びサブトラクションを実行している。
【０００２】
【発明の背景】
医用診断／イメージング・システムは現在の保健医療施設に広く普及している。目下のところ、医用診断／イメージング・システムには多くの様式が存在する。これらの様式には、コンピュータ断層（ＣＴ）システム、Ｘ線システム（従来式のイメージング・システムとディジタル式（すなわち、ディジタル化された）イメージング・システムの両方を含む）、磁気共鳴（ＭＲ）システム、陽電子放射形断層（ＰＥＴ）システム、超音波システム、核医学システム、その他が含まれる。こうしたシステムによって、身体的状態に対する特定、診断及び治療のための極めて貴重なツールが提供されると共に、外科的な診断行為の必要性が大幅に低下される。多くの場合、これらの様式は、互いに補完し合って、特定のタイプの組織、臓器、生理学系その他を画像化するためのある一定範囲の技法を担当医に提供している。保健医療機関では、単一施設または複数の施設においてこうしたイメージング・システムを幾つか配置させていることが多く、これにより、具体的な患者ニーズによる要求に応じてその担当医はこうしたリソースを利用することができる。多くの場合、担当医や放射線医は、一つまたは複数のイメージング様式を用いた関連する部位や組織の詳細な画像によって従来の検査を補完した後に初めて、最終診断及び治療に進むことができる。
【０００３】
患者の生理学的画像を医学的治療のある期間の全体にわたって比較し、患者の任意の生理学的変化、病気（例えば、がん）の進行、あるいは医学的治療の有効性を判定することが望ましい場合が多い。現在の方式では画像サブトラクション技法を使用して一連の医用画像内で時間的に変化した場所をハイライト表示した画像を取得している。例えば、６ヶ月前に得られた画像を現在の画像から差し引いて対象内でのがんの増殖をハイライト表示する（すなわち、明示させる）ことができる。しかしながら、これらの画像は、患者が治療及び／または医用イメージングを依頼した多くの異なる医療施設に保存されていることがある。さらに、各施設では、オペレーティング・システム、医用システム、画像記憶システムその他が異なっていることがある。医用画像に関するこうした非互換性や格納場所の地理的分散により、極めて大きなファイル（例えば、１０ＭＢ）として格納されていることが典型的である医用診断画像の時間解析が複雑となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、医療施設で利用される個々のプラットフォームに依存せずに医用診断画像に対する時間解析をするための技法が必要とされている。さらに詳細には、医用診断画像を遠隔処理するため、並びに複数の医療施設にある医用イメージング・システムや記憶システムを統合するための技法が必要とされている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本技法は、ある時間期間全体にわたって取得した医用診断画像に対する遠隔処理及び比較を含んでいる。ユーザから受け取ったり遠隔の画像記憶システムから収集することがある医用診断画像に対するマッチング及びサブトラクションのためには遠隔処理システムを設けている。遠隔処理システムとのプラットフォームに依存しない対話操作、並びに遠隔処理システムによる遠隔処理を提供するために医療機関に配置されるような統一インタフェースを介して、ユーザは遠隔処理システムと対話することができる。本技法はさらに、圧縮ルーチンを使用して、統一インタフェースと遠隔処理システムの間での画像のネットワーク転送を容易にしている。
【０００６】
本技法の一態様では、医用診断イメージング・システムにより作成された画像を処理するための一方法を提供する。この方法は所望の生理学的特徴に関する時間的に異なる複数の医用画像のうちの少なくとも一つの画像を圧縮することを含む。この方法はさらに、この時間的に異なる複数の医用画像をネットワークを介して遠隔処理システムに送信することを含む。さらに、所望の生理学的特徴に関する画像対間での時間的差違をハイライト表示させるようにこの時間的に異なる複数の医用画像から一つの画像を作成している。
【０００７】
本技法の別の態様では医用診断画像を時間解析するための一方法を提供する。この方法は所望の生理学的特徴に関する時間的に異なる複数の医用診断画像を圧縮することを含む。次いで、この時間的に異なる複数の医用診断画像を遠隔処理システムまで電子的に送信する。遠隔処理システムにおいて、時間的に異なる複数の医用診断画像のうちの少なくとも二つの画像の所望の生理学的特徴が幾何学的なマッチングを受ける。この方法はさらに、この少なくとも二つの画像間での生理学的差違をハイライト表示させるようにこの少なくとも二つの画像から一つの画像を作成することを含む。
【０００８】
本技法の別の態様では、ある時間期間全体にわたって取得した複数の医用診断画像の比較解析を遠隔的に実行するための一方法を提供する。この方法は、遠隔処理システムにおいてネットワークを介して医用診断画像を収集することを含む。次いで、遠隔処理システムにおいてこの医用診断画像のうちの少なくとも二つの画像を処理し、この少なくとも二つの画像間での生理学的差違を表している一つの時間解析画像を作成している。
【０００９】
本技法の別の態様では、医用診断画像を遠隔処理するためのシステムを提供する。このシステムは、複数の医用画像を比較すること、並びにこの複数の医用画像のうちの少なくとも二つの画像間での時間的差違をハイライト表示すること、を行うように構成された遠隔処理システムを含んでいる。このシステムはさらに、遠隔処理システムとネットワークを介して対話するための統一インタフェースを有している。さらに、複数の医用画像のうちの少なくとも一つの画像を圧縮させるために、統一インタフェースによるアクセスが可能な画像圧縮モジュールを設けている。
【００１０】
本技法の別の態様では、医用診断画像に対してプラットフォームに依存しない処理を行うためのシステムを提供する。このシステムは、プラットフォームに依存しない遠隔のインタフェースからの時間画像解析要求を実行させるように構成したアプリケーション・サーバーを含んでいる。このアプリケーション・サーバーは、ある時間期間全体にわたって取得した少なくとも二つの画像内の所望の生理学的特徴を幾何学的にマッチングさせるように構成した画像マッチング・モジュールを有している。このアプリケーション・サーバーはさらに、少なくとも二つの画像で第１の画像を第２の画像から差し引くように構成した画像サブトラクション・モジュールを有している。
【００１１】
本発明の上記その他の利点は、図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより明らかとなろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
ここで図面に移り先ず図１を参照すると、医用診断システム１２などの複数の医学的リソースを有する複数の保健医療提供者に対して遠隔のデータ処理を提供するための通信システム１０を表している。図１に示す実施形態では、医用診断システム１２は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム１４、コンピュータ断層（ＣＴ）システム１６、及び超音波イメージング・システム１８を含んでいる。診断システム１２は、機関＃１〜＃Ｎ（例えば、医療施設２０）などのように単一の箇所または施設に配置されている場合や、超音波イメージング・システム１８で表しているように互いに離れた場所にある場合もある。さらに、各医療施設は、通信システム１０を介してデータ処理センター２２に遠隔アクセスすることができる。データ処理センター２２はさらに、遠隔のクライアント装置２４を介してもアクセスを受けることができる。したがって、本技法では、複数のクライアント、施設及びイメージング・システムにサービス提供するようにデータ処理センター２２と対話するための統一インタフェース（例えば、シン・クライアントやその他のプラットフォームに依存しないインタフェース）を提供している。
【００１３】
図１の例示的な実施形態において、幾つかの異なる医療クライアント（例えば、機関＃１〜＃Ｎ）には、データ処理センター２２に対する遠隔アクセスが提供されている。これら並びにその他の医療クライアントは、データ処理センター２２の能力やその他の要因に応じて、データ処理センター２２へのアクセスや、データ処理センター２２からの恩恵を受けることができる。しかし、本技法は、ＭＲＩシステム、ＣＴシステム、超音波システム、陽電子放射形断層（ＰＥＴ）システム、核医学システム、その他を含む広範な医用診断システム様式に関連するクライアント・データ（例えば、画像）を遠隔処理するために特によく適合している。さらに、本技法に従ってデータ処理センター２２を利用する医療クライアントは、異なる医療分野であることがあり、異なる医学的リソースを有していることがあり、また異なる種類の患者を有していることがある。例えば、医学的リソースには、ある具体的な医学的処置や医療行為のための様々な医用装置、システム、器具類（ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）、並びにヒューマン・リソースを含むことができる。さらに、医学的リソースには、ある具体的な機関の不動産（ｒｅａｌ ｅｓｔａｔｅ）、オフィス空間、保健医療サービスのキャパシティ、並びに財務リソースを含むことができる。データ処理センター２２には通信システム１０を介して様々なクライアント・データを送ることができる。例えば、クライアントは、医用診断イメージング・システムが作成した画像、コンピュータからの患者ファイル、あるいは通信システム１０（例えば、遠隔のクライアント装置２４）と結合されたクライアント・コンピュータ（例えば、シン・クライアント）からの入力データを送信することがある。
【００１４】
上述したように、医学的リソースは様々な医用システムを含むことができる。そのシステムの様式に応じて、様々なサブコンポーネントやサブシステムが含まれることになる。ＭＲＩシステム１４の場合では、こうしたシステムは一般に、パルス状磁場を発生させ、関心対象内の磁気回転物質により放出される信号を収集するためのスキャナ２６を含んでいる。このスキャナは制御／信号検出回路２８と結合させ、一方この制御／信号検出回路２８はシステム制御装置３０と結合させている。このシステム制御装置３０はさらに、クライアント・データ及び処理要求をデータ処理センター２２と対話的にやり取りするための統一プラットフォームを含むことがある。このシステム制御装置３０は、単一の物理的パッケージ内またはシステム制御装置３０とは別の物理的パッケージ内に包含させることができるような通信モジュール３２とリンクさせている。システム制御装置３０はさらに、典型的にはコンピュータ・モニタ３６、キーボード３８、並びにマウスなどのその他の入力デバイス４０を含むようなオペレータ・ステーション３４ともリンクさせている。典型的なシステムでは、システム１４内に、スキャナ１４から収集したデータに基づいて再構成画像を作成するためのプリンタや写真システムなどの追加的な構成要素が含まれることがある。本明細書全般において診断システム内の「スキャナ（ｓｃａｎｎｅｒ）」に言及しているが、この用語は医学診断用のデータ収集装置全般を含むものと理解すべきである。したがって、画像データ収集や画像保存通信／検索システムに限定すべきではなく、また医学診断分野の画像管理システム、施設または機関の管理システム、観察システムその他に限定すべきでもない。さらに詳細には、この医学的リソースは、イメージング・システム、臨床診断システム、生理学的監視システム、その他を含むことができる。
【００１５】
同様に、ＣＴシステム１６は、典型的には、関心対象を通過するように方向付けされたＸ線放射の一部分を検出しているスキャナ４２を含むことになる。スキャナ４２内でのＸ線源及びガントリの動作を制御するため、並びにスキャナ内で移動可能な検出器アレイが発生させた信号を受け取るために、スキャナ４２は発生装置、制御装置、並びに信号収集装置（一括して参照番号４４で示す）と結合させている。制御装置及び信号収集コンポーネント内の回路はシステム制御装置４６と結合させており、このシステム制御装置４６は上述した制御装置３０と同様に、スキャナの動作指令のため、並びに収集した信号に基づいて画像データを処理し再構成させるための回路を含んでいる。システム制御装置４６は、データ処理センター２２で処理するためのデータを送受信するために、ＭＲＩシステム１４の通信モジュール３２と概して同様の通信モジュール４８とリンクさせている。さらに、システム制御装置４６はコンピュータ・モニタ５２、キーボード５４、マウスなどその他の入力デバイス５６を含むオペレータ・ステーション５０と結合させている。さらに、ＭＲＩシステム１４と同様に、ＣＴシステム１６も一般に、スキャナ４２が収集したデータに基づいて再構成画像を出力するためのプリンタや同様の装置を含んでいる。
【００１６】
他の様式の装置は、これらに特有の設計に従って信号を収集または発生させるように特に構成した回路及びハードウェアを含むことになる。詳細には、超音波システム１８の場合では、こうしたシステムは一般に、超音波信号を関心対象に送信し、有用な画像を再構成するように処理を受ける合成信号を収集するためのスキャナ及びデータ処理装置５８を含むことになる。このシステムは、スキャナ５８の動作を調整すること、並びに収集した信号を処理して画像を再構成させることを行うシステム制御装置６０を含んでいる。さらに、システム１８は、システム制御装置６０とデータ処理センター２２の間でクライアント・データ及び処理要求を送信するための通信モジュール６２を含んでいる。システム１８はさらに、モニタ６６、並びにキーボード６８などの入力デバイスを備えているオペレータ・ステーション６４を含んでいる。
【００１７】
図１のＭＲＩシステム１４とＣＴシステム１６の場合で示すように単一の施設または箇所内に複数の医用診断システムが設けられている場合、これらのシステムは、病院やクリニックの放射線科内などにある管理ステーション７０と結合させることがある。この管理ステーションは、図示した実施形態の制御装置３０及び４６など、様々な診断システム向けの制御装置と直接リンクさせることができる。この管理システムはイントラネット構成、ファイル共有構成、クライアント／サーバー機構、あるいはその他適当な任意の方式によりシステム制御装置と結合させることができる。この管理システムはさらに、データ処理センター２２との通信及び対話のために、シン・クライアントやその他適当なコンピュータ用ハードウェア及びソフトウェアなどのインタフェース７２を有している。さらに、画像記憶システム７３をインタフェース７２とネットワーク接続し、様々なイメージング・システムが取得した医用診断画像に対する画像記憶や取り出しを提供している。さらに、管理ステーション７０は、典型的には、システム動作パラメータの観察、システム稼働率の解析、並びに施設２０とデータ処理センター２２の間でのクライアント・データや処理情報のやり取りをするためにモニタ７４を含むことになる。ユーザの対話操作を円滑にするため、標準のコンピュータ・キーボード７６やマウス７８などの入力デバイスを設けることもできる。別法として、管理システム、あるいは診断システムのその他の構成要素は、「スタンドアロン」（すなわち、診断システムと直接結合していない状態）とすることがあることに留意すべきである。クライアント要求を完全に処理するためにデータ処理センター２２は様々なクライアント・データ（例えば、患者画像、医療履歴、処理基準、など）を要求することがあるが、このクライアント・データには医用システム（例えば、ＣＴシステムやＭＲＩシステム）から直接得ていない医用データが含まれることがある。こうしたクライアント・データは単に、医療クライアントが入力した後にクライアント・コンピュータ（例えば、遠隔のクライアント装置２４）から送信されることがある。例えば、こうしたクライアント・データは電子形式やＷｅｂインタフェースにより入力されることがある。
【００１８】
上述した通信モジュール、並びにワークステーション７２及び遠隔のクライアント装置２４は、遠隔アクセス・ネットワーク８０を介してデータ処理センター２２とリンクさせることができる。この目的のためには、適当な任意のネットワーク接続を利用することができる。目下のところ好ましいネットワーク構成としては、専有または専用のネットワーク、並びにインターネットなどのオープン・ネットワークが含まれる。各機関、医学的リソース、クライアント・コンピュータ及び遠隔のデータ処理センター２２の間では、インターネット・プロトコル（ＩＰ）、伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）、あるいはその他周知のプロトコルなどに従ってデータを適当な任意の形式でやり取りすることができる。さらに、このデータのある部分は、ハイパーテキスト・マークアップ言語（ＨＴＭＬ）、拡張可能なマーク付け言語（ＸＭＬ）、あるいはその他のインターネットや通信用言語などのマーク付け言語により送信またはフォーマットすることがある。例示的なインタフェース構造及び通信用コンポーネントについて以下に詳細に記載する。
【００１９】
データ処理センター２２では、通信用コンポーネント８２によりメッセージ、クライアント要求及びクライアント・データが受け取られ、これらをインタフェース８６を介して処理システム８４（例えば、アプリケーション・サーバーやアプリケーション・サービス・プロバイダ）に送っている。例えば、本技法では、データ処理センター２２は、旧画像及び新規画像、患者データ、並びにその他の処理基準を受け取り、操作し、かつ処理して所望の医用画像を処理している。一般に、処理システム８４は、様々な要求を処理するため、並びに情報の受信及び送信のために、一つまたは複数のコンピュータ、並びに専用のハードウェアまたはソフトウェア・サーバーを含むことができる（より完全には以下に記載する）。データ処理センター２２はさらに、複数のアプリケーション８８及びデータベース９０を含むことができる。アプリケーション８８は、画像の圧縮／復元アプリケーション、暗号化その他のセキュリティ用アプリケーション、画像のマッチング／レジストレーション用アプリケーション、画像サブトラクション用アプリケーション、並びに患者記録、検査、画像及び医用データを解析及び処理するための様々なその他のアプリケーションを含むことができる。さらに、データベース９０は、医学的リソース（例えば、医用診断イメージング・システム）、特定の医療施設、患者の医療記録、その他に関する広範なデータベース情報を含むことができる。以下で説明するが、アプリケーション８８及びデータベース９０は、クライアント・データ（例えば、画像）の解析とクライアントが処理システム８４に送信した要求（例えば、画像マッチング及びサブトラクションの要求）の処理との両方を行うために利用することができる。さらに、処理システム８４と、アプリケーション８８の一部分とは、Ｗｅｂサーバー上に配置することもできる。例えば、処理システム８４は、クライアントが圧縮、マッチング及びサブトラクションの各ステップを行えるようにガイドするような構成としたインターネットベースの画像処理プログラムを含むことができる。
【００２０】
図２は、クライアント９２とデータ処理センター２２の間での例示的なデータの流れを表している通信システム１０の線図である。クライアント９２は、医用画像に対する画像処理を必要としている医療施設、医療機関、あるいはその他の個人とすることができる。データ処理センター２２は、クライアント９２から離れた場所にある医用納入業者、医療機関、あるいはその他の何らかの主体に関連付けることができる。クライアント９２は、ネットワーク８０及びデータ処理センター２２の通信用コンポーネント８２と接続された通信装置９４を介してデータ処理センター２２と通信することができる。通信装置９４はモデム、ＤＳＬまたはイーサネット（商標）装置、あるいはその他適当な任意のネットワーク装置とすることができる。次いで、クライアント９２はシン・クライアントやその他のプラットフォームに依存しないインタフェースなど適当な任意のインタフェース９６を用いることにより処理システム８４と対話することができる。
【００２１】
この例示的な実施形態では、クライアント９２はデータ処理センター２２とインタフェース９４を介して対話している。インタフェース９４は、画像処理が必要か否かを決定し、さらに適当な画像やデータをデータ処理センター２２に提供して画像処理させるために使用することができる。したがって、クライアント９２は、データを入力し、適当な選択を実施し、かつ適当な新規画像と旧画像（ローカルの場合）と共に処理要求９８をデータ処理センター２２に送信している。本技法では、画像に対して、データ処理センター２２に電子的に転送する前に圧縮を行っている。画像を圧縮することにより、画像のサイズを大幅に（例えば、１５、１０、５または２ＭＢを１．５や１ＭＢまでに）縮小し、処理要求９８の転送時間を短縮させることができる。画像並びに対応する要求９８はさらに、電子転送の前に暗号化することができる。このようにして、処理要求９８は、複数のコンピュータ・システム、サーバー、ワークステーション、データベース、並びに画像及び対応するデータや処理基準の処理に必要なその他のハードウェアやソフトウェア・アプリケーションを含むことがあるデータ処理センター２２までネットワーク８０を通して送られる。図のように、インタフェース８６は処理システム８４との対話操作を円滑にするために設けている。インタフェース８６は、アプリケーション８８及びデータベース９０を利用した処理システム８４による適正なデータ操作及び処理を円滑にするため、Ｗｅｂインタフェース（例えば、インターネット・ページやフォーム）など様々なハードウェア及びソフトウェアを含むことができる。
【００２２】
この例示的な実施形態では、サーバーまたは処理システム８４は、処理要求９８を解析するために適当なアプリケーション８８（例えば、アプリケーション＃１〜＃Ｎ）と、データベース９０（例えば、データベース＃１〜＃Ｎ）とを有している。したがって、画像圧縮／復元プログラム、画像マッチング／レジストレーション・プログラム、並びに画像サブトラクション・プログラムは、その処理システム上に一つまたは複数の医学的リソース・データベースを伴って配置させることができる。これらのアプリケーション８８及びデータベース９０を使用して、処理システム８４は新旧の医用画像間で時間的に変化した特徴をハイライト表示した処理済画像１００を作成することができる。本技法では、旧画像と新規画像のうちの少なくとも一方を（例えば、様々な圧縮技法を使用した）圧縮形式により、処理システム８４に送信したり、処理システム８４によって取り出したりしている。クライアント９２がインタフェース９６を有する場合、新規画像はネットワーク８０を介した電子転送の前にクライアント側で圧縮させることがある。しかし、旧画像は、クライアント９２の手元にないことや、インタフェース９６を有する医療施設に配置されていないことがある。このような状況の場合、こうした画像は、処理システム８４による画像のマッチング、サブトラクション及びその他の画像処理の前にサーバー側で圧縮させることができる。別法として、旧画像と新規画像の両方を画像処理に先だってサーバー側で所望のサイズ／分解能まで圧縮／復元させることができる。処理済画像１００が圧縮形式でないときは、処理システム８４は処理済画像１００をクライアント９２に返送する前に画像圧縮を実行することができる。さらに、本技法は様々なセキュリティ用のアプリケーション及びハードウェアを利用して、通信システム１０を介して通信される画像、要求及び結果を保護することができる。
【００２３】
次いで、処理済画像１００（例えば、圧縮した処理済画像）、並びに対応する解析及び結果は、通信システム１０を介してクライアント９２に送信される。この解析及び結果は、処理システム８４によりフォーマット設定することや、クライアント・サーバーやＷｅｂサーバーで引き続きフォーマット設定するようにフォーマット未設定のデータとして送信することもある。例えば、データ処理センター２２は、この解析に基づいてユーザ観察可能なページ（例えば、インターネット・ページ）を作成することができる。次いで、クライアントは、インターネット・ブラウザやその他の画像ソフトウェアを含むことがあるインタフェース９６を介してこのページを観察することができる。データ処理センター２２はその解析及び結果を、その特定の顧客に関する様々な顧客情報、システム・パラメータ、並びにその他の独自の特徴を取り込むことができるような顧客仕様のレポートとして提供することもできることにも留意すべきである。
【００２４】
各クライアント９２は、データ処理センター２２と個々に通信して医用診断画像を遠隔処理することもあるが、本技法はさらに、図３に示すように、複数のクライアントとデータ処理センター２２の間の対話操作に関与することができる。この複数のクライアントは、複数の様式（例えば、ＣＴ、ＭＲＩ、超音波、など）、複数の事業主体、複数のオペレーティング・システム、並びにその他様々な相違を含むことがある。図３は、クライアント９２、データ処理センター２２、並びに画像記憶システム１０２及び１０４を統合しているような代替的なデータの流れ及び画像処理スキームを表している。図のように、クライアント９２は通信コンポーネント９４を介してネットワーク８０経由で通信し、インタフェース９６を介してデータ処理センター２２と対話している。画像記憶システム１０２及び１０４は、通信コンポーネント１１０及び１１２を介してネットワーク８０経由で通信し、インタフェース１０６及び１０８のそれぞれを介してデータ処理センター２２と対話している。データ処理センター２２はさらに、上で検討したように、処理システム８４や対応するアプリケーション８８及びデータベース９０との遠隔のユーザ対話操作を円滑にするためにインタフェース８６を有している。
【００２５】
したがって、クライアント９２は、医用診断イメージング・システムから新規画像を取得し、次いでネットワーク８０を介した処理システム８４への電子転送を容易にするようにこの新規画像を圧縮することができる。クライアント９２が新規の医用診断画像を取得した後、ある時間期間全体にわたる画像の任意の変化を解析することが望ましい。例えば、その対象が以前に医用診断イメージング手順を受けたことがある場合は、新旧の医用診断画像を比較して対象内に何らかの生理学的変化（例えば、臓器内でのがんの増殖）が存在するか否かを判定することが望ましい。クライアント９２は、こうした時間解析が必要であるか、または所望であるかを判定することができる。さもなくば、単にクライアント９２は、新規画像及び対応する患者情報を解析のためにデータ処理センター２２に送ることもできる。したがって、クライアント９２は圧縮した新規画像を含む処理要求９８をインタフェース９６を介してデータ処理センター２２に送信することができる。
【００２６】
上で検討したように、インタフェース９６は、画像処理のための実際のアプリケーションを有しているデータ処理センター２２と遠隔通信するためのシン・クライアントその他のプラットフォームに依存しないインタフェースとすることができる。典型的な医用診断画像は、例えば１０ＭＢなど比較的大きなファイルサイズを有する。したがって、本技法では圧縮技法を利用して、そのファイルサイズを縮小しネットワーク８０経由の転送速度を高くしている。クライアント９２が画像記憶システム７３上に対象の古い画像も記憶している場合は、クライアント９２はこの古い医用診断画像を圧縮してインタフェース９６を介して処理システム８４に送ることができる。しかし、図３に示すように、クライアント９２は、古い医用診断画像を画像記憶システム７３内にローカルで記憶することはできない。
【００２７】
データ処理センター２２で処理要求９８が受け取られると、処理システム８４はネットワーク８０を介して古い医用診断画像の検索を実施しインタフェース１０６及び１０８、並びに画像記憶システム（それぞれ、１０２及び１０４）を有する医療施設など別の医療施設に記憶されている画像を探し出す。処理システム８４が画像記憶システム１０２及び１０４上で一つまたは複数の旧画像を探し出した場合は、この旧画像を画像記憶システム１０２及び１０４から自動的に取り出して処理システム８４に送ることができる。次いで、一つまたは複数の医用様式に対応したこれらの画像を用いて、新旧の医用診断画像間で画像マッチング及びサブトラクションを行うことができる。画像記憶システム１０２及び１０４上で探し出した旧画像は処理システム８４への電子転送の前に圧縮することができることにも留意すべきである。
【００２８】
画像記憶システム１０２及び１０４がインタフェース１０６及び１０８と結合されていない場合、例えば画像記憶システム１０２及び１０４が非互換のハードウェアやソフトウェアをもつ医療施設やインタフェースをもたない医療施設に配置されている場合では、旧画像は処理システム８４により単に完全な非圧縮形式で取り出されることがある。しかしこの際、処理システム８４は処理システム８４が受け取った新規画像と同じ圧縮形式で旧画像を圧縮することができる。次いで、旧画像と新規画像に対して圧縮形式で画像マッチング及びサブトラクションを実行することができる。
【００２９】
処理システム８４はさらに、画像処理ルーチンで使用するのに最良な（すなわち最も適している）旧画像を自動的に決定することができる。例えば、処理システム８４は以前の保健医療やその他の様々な要因を解析し、その画像サブトラクション・ルーチンに対してどの旧画像が最良の結果を提供してくれるかを決定することができる。
【００３０】
次いで、処理システム８４は、対象内で時間の経過に伴って変化した生理学的特徴をハイライト表示させた処理済画像を提供するように画像マッチング及びサブトラクションを実行する。処理システム８４は、画像を処理し終えた後、その結果１００をネットワーク８０を介してクライアント９２に送信する。次いで、クライアント９２は、インターネット・ブラウザなどの様々なイメージング・ソフトウェアを含むことがあるようなインタフェース９６により処理済画像を観察することができる。この処理済画像は全分解能（非圧縮）形式、あるいは圧縮形式でネットワーク８０を介して送信することができる。この圧縮形式は、処理システム８４が処理した旧画像と新規画像の圧縮形式と同じ形式とすることがある。処理システム８４は、その画像処理ステップのうちの任意の数を実行することができ、一方、残りの処理ステップはクライアント９２のローカルのコンピューティング・コンポーネントによりクライアント側で実行させることもできることに留意すべきである。処理システム８４はさらに、画像記憶システム１０２及び１０４から取り出した一つまたは複数の旧画像を送信することができ、また処理システム８４は画像マッチング処理のための変形フィールド（ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ）やその他様々な処理データを送信することができる。したがって、本技法により、クライアント９２、データ処理センター２２、別の複数の遠隔医療施設、並びに画像記憶システムの間での統合が容易になる。
【００３１】
本技法では、遠隔の医用イメージング・システムと記憶システムを統合するようにプラットフォームに依存しない画像処理を提供するために、画像圧縮、クライアント・インタフェース、並びに遠隔処理スキームを利用している。したがって、本技法は、遠隔のサーバー側で様々な処理機能を実行しており、一方、幾つかのプラットフォームに依存しないタスクはクライアント側のために取っておいている。図４及び５の画像処理スキーム１１４に示すように、クライアント９２は医用診断イメージング・システムのうちの一つから新規の医用診断画像を収集し（ブロック１１６）、次いでこの新規医用診断画像を画像記憶システム７３、１０２及び１０４などの画像記憶システム内に保存することができる（ブロック１１８）。次いで、クライアント９２はこの新規医用診断画像を解析し（ブロック１２０）、またさらに様々な患者基準及び医用記録も解析して（ブロック１２２）、新規医用診断画像と一つまたは複数の旧画像に対する時間解析を希望するか否かを決定する（ブロック１２４）。
【００３２】
この解析（ブロック１２４）は、担当医の手作業によるか、クライアント側で自動的にインタフェース９６によるか、あるいは処理システム８４によって実行することができる。例えば、画像処理スキーム１１４は、患者医療記録、患者の年齢、その他の様々な基準を自動的に評価することにより、新旧の画像に対する時間解析が患者の治療にとって望ましいか否かを判定することができる。時間解析を希望しないと判断した場合は、画像処理スキーム１１４を終了し（ブロック１２６）それ以上に画像の時間解析を実行しない。しかし、時間解析を希望すると判断した場合は、画像処理スキーム１１４は、図６に示す技法などの圧縮技法を用いて新規医用診断画像を圧縮するように進む（ブロック１２８）。新規医用診断画像を圧縮し終えた後（ブロック１２８）、画像処理スキーム１１４は、圧縮済の新規画像をデータ処理センター２２の処理システム８４などの遠隔処理システムに送信する（ブロック１３０）。この画像はさらに、送信に先立って暗号化するか、さもなくば電子的にセキュリティ保護することができる。
【００３３】
医用診断画像の時間解析では、新規医用診断画像と、さらに同じまたは異なる医用様式に関連することがあるような一つまたは複数の旧医用診断画像と、の両方が必要となる。このため次いで、画像処理スキーム１１４は本技法により評価を受ける対象に関する一つまたは複数の旧画像を探し出すように進む。画像処理スキーム１１４は、クライアント９２の画像記憶システム上でローカルで保存されている古い医用診断画像が存在するか否かを判定する。古い医用診断画像がローカルで保存されている場合（ブロック１３２）は、画像処理スキーム１１４は、ローカルで保存されている旧画像が複数存在するか否かを判定するように（ブロック１３４）進む。ローカルで保存されている古い医用診断画像が一つだけしか存在しない場合は、画像処理スキーム１１４はこの古い医用診断画像を圧縮するように（ブロック１３６）進む。旧画像を所望の形式に圧縮し終えた後、この圧縮済の旧画像はネットワークを介してクライアント９２から処理システムへ送られる（ブロック１３８）。この場合も、電子的伝送のために暗号化その他のセキュリティ対策を用いることができる。画像処理スキーム１１４が古い医用診断画像が複数存在すると判定した場合（ブロック１３４）は、スキーム１１４はその画像処理に関する最良の旧画像を選択するために様々な選択基準を解析するように（ブロック１４０）進む。例えば、上で検討したように、画像処理スキーム１１４は、画像の日付、画像のサイズ及び部位、画像の品質、画像の取得に使用した医用診断システム、並びにその他の様々なファクタを評価することがある。画像処理スキーム１１４が選択基準を解析し終えた後（ブロック１４０）、スキーム１１４は、処理システム８４において新規画像と共に比較しかつ処理するための所望の１枚の古い画像を選択するように（ブロック１４２）進む。次いで、スキーム１１４が選択したこの所望の旧画像（ブロック１４２）を圧縮し（ブロック１３６）、さらに処理システムに送信する（ブロック１３８）。次いで、処理システム８４は、異なる様式からの画像を含むことがあるような新旧の医用診断画像に対して様々な時間的処理ルーチン１７０を実行するように進むことができる。またシステムは、医用基準を自動的に評価し、前記複数の医用画像から古い画像の組中の所望の１枚の古い画像を選択するように構成させた画像選択モジュールを備えることができる。
【００３４】
画像処理スキーム１１４がローカルに旧画像が存在すると判定した場合（ブロック１３２）は、スキーム１１４は遠隔の画像記憶システム上で古い医用診断画像を検索する（ブロック１４４）。例えば、処理システム８４は、ある特定の患者の画像を、その患者の所望の生理学的特徴に関する画像を提供したことがあるような遠隔の画像記憶システム及び所望の医用診断イメージング・システムを有するすべての医療施設において検索することができる。画像処理スキーム１１４はその患者に対する所望の古い画像を発見できる場合も発見できない場合もある（ブロック１４６）。スキーム１１４がその患者の旧画像を発見できなかった場合（ブロック１４６）は、画像処理スキーム１１４はその患者に対する新規画像の画像処理を終了する（ブロック１２６）。
【００３５】
その患者に関する旧画像が発見された場合（ブロック１４６）、画像処理スキーム１１４は、旧画像が様々な遠隔の画像記憶システム上に位置して複数存在するか否かを判定するように（ブロック１４８）進む。複数の旧画像が存在する場合（ブロック１４８）には、スキーム１１４は、その遠隔の画像記憶システムが、統一インタフェースやシン・クライアント・インタフェースなど処理システムとプラットフォームに依存しない対話をするように構成されたインタフェースを有するか否かを判定するように（ブロック１５０）進む。スキーム１１４が所望のインタフェースを含む処理システム上に複数の旧画像が配置されていると判定した場合（ブロック１１５）は、スキーム１１４は、旧画像に関する選択基準を解析するように（ブロック１４０）進む。次いで、スキーム１１４はこの選択基準に基づいて所望の旧画像を選択し（ブロック１４２）、この選択した旧画像を圧縮し（ブロック１３６）、さらに選択し圧縮した旧画像を処理システムに送信する（ブロック１３８）。
【００３６】
しかし、画像処理スキーム１１４が所望のインタフェースをもたない遠隔の画像記憶システム上に複数の旧画像が配置されていると判定した場合（ブロック１５０）は、スキーム１１４は、これら複数の旧画像のすべてを取り出し（ブロック１５２）、さらに処理システム８４においてこれらの旧画像に関して様々な選択基準を解析するように（ブロック１５４）進む。画像処理スキーム１１４が選択基準を解析し終えた後（ブロック１５４）、スキーム１１４は、これら複数の旧画像から所望の旧画像を選択し（ブロック１５６）、この選択した旧画像を圧縮し（ブロック１５８）、さらにこの画像を処理システム８４において処理するように進む。
【００３７】
画像処理スキーム１１４が遠隔の画像記憶システムのうちの一つに遠隔の旧画像がただ一つだけ配置されていると判定した場合（ブロック１４８）は、スキーム１１４は、発見した旧画像を有している遠隔の画像記憶システム上にその処理システム用のインタフェースが配置されているか否かを判定するように（ブロック１６０）進む。遠隔の画像記憶システムがその処理システム用の所望のインタフェースを有している場合（ブロック１６０）は、画像処理スキーム１１４は発見した旧画像を圧縮するように（ブロック１６６）進む。次いでスキーム１１４は、圧縮済の新規画像と共に画像処理させるために、この発見し圧縮した旧画像を処理システムに送っている（ブロック１６８）。しかし、スキーム１１４が遠隔の画像記憶システムに所望のインタフェースがないと判定した場合（ブロック１６０）は、スキーム１１４は処理システムが発見した旧画像を取り出すように（ブロック１６２）進む。次いでスキーム１１４は、処理システム８４において圧縮済の新規画像と共に画像処理するために、この旧画像を圧縮している（ブロック１６４）。
【００３８】
処理システム８４が所望の旧画像と新規の医用診断画像を収集し終えた後（ブロック１６９）、画像処理スキーム１１４は所望の時間的処理ルーチンに進む（ブロック１７０）。この処理ルーチンは、標準的及び個別仕様の様々な画像処理ルーチンを含むことができる。画像処理スキーム１１４の例示的な実施の一形態では、その時間的処理ルーチン１７０は処理システムで集められた旧画像と新規画像に対するレジストレーション及びマッチング処理を含む（ブロック１７２）。レジストレーション及びマッチングのステップはさらに、一つまたは複数の旧画像と新規画像を変形することを含むことがある。例えば、古い方の画像が新規画像の対応する生理学的特徴と幾何学的にマッチングした対応する生理学的特徴を有するように旧画像を変形させることが望ましいことがある。同様に、複数の様式からの画像は（例えば、特定の特徴に対して共通の座標系及び形状寸法となるように）正規化するか、さもなければ所望の生理学的特徴の時間的サブトラクションを容易にするようにマッチングさせることがある。さらに、患者や担当医が解析や検討を希望する様々な変化（例えば、腫瘍の増殖）を有することがあるような新規画像に対する精度を高くすることが望ましい。新旧の画像に対してレジストレーション／マッチング処理をした後（ブロック１７２）、時間的処理ルーチン１７０は、時間的に変化した特徴に合わせた処理済画像を得る（ブロック１７６）ための新旧の画像のサブトラクションに進む（ブロック１７４）。したがって、このレジストレーション／マッチング及びサブトラクションのルーチンにより、腫瘍、がんの増殖、及びその他の時間の経過に伴って生じる生理学的変化をハイライト表示させたサブトラクション画像が作成される。
【００３９】
さらに、時間的処理ルーチン１７０は旧画像と新規画像に対して圧縮形式で実行されることに留意すべきである。しかし、画像処理スキーム１１４は、時間的処理ルーチン１７０の実行に先立って旧画像と新規画像を所望の任意の分解能または品質まで圧縮または復元することができる。したがって、旧画像と新規画像は所望の任意の分解能及び圧縮形式で処理することができ、一方画像処理スキーム１１４は画像圧縮を利用してクライアント９２とデータ処理センター２２の間のネットワークを経由した効率の良いネットワーク転送を容易にしている。スキーム１１４が所望の時間的処理ルーチン１７０を完了した後、処理済画像はさらに解析をするようにクライアントに送られる（ブロック１７８）。この転送はさらに、上で検討したようなデータ圧縮や暗号化を含むことができる。追加的な解析としては処理済画像の観察（ブロック１８０）や、さらに新規画像、旧画像及びその他様々な患者医療情報と対比した処理済画像の評価、を含むことがある。
【００４０】
上で検討したように、本技法では、処理システム８４における医用診断画像の遠隔画像処理を容易にするために様々な圧縮技法を利用することができる。図６は本技法の趣旨の範囲内で使用することができる例示的な画像圧縮ルーチン１８２の線図である。図のように、この画像圧縮ルーチン１８２は、所望の圧縮済み画像を作成するように複数の画像処理ステップを実行している圧縮ルーチンの初期化（ブロック１８４）で開始される。したがって、画像圧縮ルーチン１８２は、画像に対する二次サンプリング（ｓｕｂ−ｓａｍｐｌｉｎｇ）（ブロック１８６）、画像に対する対数演算（ブロック１８８）、画像に対する量子化（ブロック１９０）、画像に対する無損失圧縮（ブロック１９２）、並びにその他の様々な圧縮ルーチンを実行することができる。所望の圧縮ルーチンにより、効率がより良いネットワーク転送を容易にするようにデータサイズを大幅に低下させた圧縮済み画像が作成される（ブロック１９４）。例えば、画像圧縮ルーチン１８２は画像ファイルを１５対１から５対１の範囲の比率で圧縮することができる。
【００４１】
医用診断画像は、ネットワーク転送を極端に遅くさせ実行不可能とさせるような比較的大きなファイルサイズ（１０ＭＢや１５ＭＢなど）を有することが普通である。したがって、画像圧縮ルーチン１８２はこの画像を５００ＫＢ〜２ＭＢの範囲のファイルサイズまで圧縮させることができる。この例示的な画像圧縮ルーチンでは、１０ＭＢの医用診断画像を概ね１ＭＢのファイルサイズまで圧縮することができる。しかし、ネットワーク効率や医用診断イメージング・システムが改良されるのに伴って、画像に対する所望の圧縮は利用できる圧縮ルーチンの状況と共に変化することがある。
【００４２】
医用診断画像（複数のこともある）に対して所望の圧縮を得るためには、このルーチン１８２と共に標準的及び個別仕様のその他の様々な圧縮ルーチンも利用することができる。さらに、二次サンプリング・ルーチン（ブロック１８６）は、フィルタ操作を含むことができ、また２〜８の間の二次サンプリング・パラメータを有することができる。２００μｍの初期画素ピッチをもつ画像に対して因数が８の二次サンプリングをすると、１ｃｍ以上のサイズをもつ所望の生理学的特徴を検出するのに十分な大きさである１．６ｍｍの画素サイズが得られる。同時に、画素の総数（したがって、計算時間）が６４分の１に減少する。対数演算（ブロック１８８）には画像のダイナミックレンジの縮小を含むことがあることにも留意すべきである。画像サブトラクションは強度画像の対数にあたる密度画像に対して動作させる必要があるため、対数関数が適切となる。入力ダイナミックレンジが１４ビットの場合、出力ダイナミックレンジは８ビット〜１２ビットの範囲となり得る。コンピュータ関連マテリアルは８ビットからなるバイト単位で処理を行うため、本技法では有意なレンジ縮小となる８ビットまで医用診断画像のダイナミックレンジを低下させることがある。したがって、様々な画像圧縮ルーチン１８２により、処理システム８４による効率の良いネットワーク転送及び遠隔処理を容易にするような所望の圧縮比または画像サイズ縮小を提供することができる。
【００４３】
図７は時間的処理ルーチン１７０に関する代替的スキームを表した線図である。図のように、新旧の医用診断画像は処理システム上でレジストレーション／マッチング処理を受け（ブロック１９６）、旧医用診断画像に対する変形フィールドを得ることができる（ブロック１９８）。次いで、旧医用診断画像に対する変形フィールド及び新規医用診断画像（クライアント側にまだ存在していない場合）は、クライアントに電子的に送信し、クライアント側で時間的処理ルーチン１７０を完了させることができる（ブロック２００）。次いでクライアント側では、変形フィールドを全分解能までアップサンプリング（すなわち、過剰サンプリング）することができる（ブロック２０２）。次いで、新旧の医用診断画像を、クライアント側において全分解能でサブトラクション処理することができる（ブロック２０４）。したがって、新旧の医用診断画像間での時間的に変化する特徴に関する処理済画像が時間的処理ルーチンにより取得される（ブロック２０６）。次いで、クライアント９２はインタフェース９６を介してこの処理済画像を観察することができる（ブロック２０８）。
【００４４】
本発明は様々な修正形態や代替形態とする余地があるが、具体的な実施形態を、一例として、図面に示すと共に本明細書で詳細に記載してきた。しかし、本発明を、開示した特定の形態に限定しようとする意図ではないことを理解されたい。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲で規定した本発明の精神及び趣旨に属するすべての修正形態、等価形態、代替形態に及ぶものである。例えば、本発明は複数の様式及び遠隔クライアント間での画像処理に利用することができ、一方、所望の画像の時間解析を得るためには様々な画像圧縮、暗号化、及び処理用アプリケーションを利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】複数の医療クライアントとこの医療クライアントから離れた位置にあるデータ処理センターとの間で通信及びデータのやり取りをするための例示的なシステムを表している本技法の線図である。
【図２】データ処理センターとクライアントの間での例示的なデータの流れを表している本技法の線図である。
【図３】データ処理センター、クライアント及び画像記憶システム間での代替的なデータの流れを表している本技法の線図である。
【図４】本技法の例示的な画像処理ルーチンを表している流れ図である。
【図５】本技法の例示的な画像処理ルーチンを表している流れ図である。
【図６】本技法の例示的な画像圧縮ルーチンを表している流れ図である。
【図７】本技法の代替的な処理ルーチンを表している流れ図である。
【符号の説明】
１０ 通信システム
１２ 医用診断システム
１４ 磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム
１６ コンピュータ断層（ＣＴ）システム
１８ 超音波イメージング・システム
２０ 医療施設
２２ データ処理センター
２４ クライアント装置
２６ スキャナ
２８ 制御／信号検出回路
３０ システム制御装置
３２ 通信モジュール
３４ オペレータ・ステーション
３６ コンピュータ・モニタ
３８ キーボード
４０ その他の入力デバイス
４２ スキャナ
４４ 発生装置／制御装置／信号収集装置
４６ システム制御装置
４８ 通信モジュール
５０ オペレータ・ステーション
５２ コンピュータ・モニタ
５４ キーボード
５６ その他の入力デバイス
５８ スキャナ、データ処理装置
６０ システム制御装置
６２ 通信モジュール
６４ オペレータ・ステーション
６６ モニタ
６８ キーボード、入力デバイス
７０ 管理ステーション
７２ インタフェース
７３ 画像記憶システム
７４ モニタ
７６ コンピュータ・キーボード
７８ マウス、入力デバイス
８０ 遠隔アクセス・ネットワーク
８２ 通信用コンポーネント
８４ 処理システム
８６ インタフェース
８８ アプリケーション
９０ データベース
９２ クライアント
９４ 通信装置
９６ インタフェース
９８ 処理要求
１００ 処理済画像
１０２ 画像記憶システム
１０４ 画像記憶システム
１０６ インタフェース
１０８ インタフェース
１１０ 通信コンポーネント
１１２ 通信コンポーネント
１１４ 画像処理スキーム
１７０ 時間的処理ルーチン
１８２ 画像圧縮ルーチン
Claims (21)
- 医用診断画像を遠隔処理するためのシステムであって、
複数の医用画像を比較し、該複数の医用画像のうちの少なくとも二つの画像間の時間的差違をハイライト表示するように構成させた遠隔処理システムと、
患者医療記録を自動的に評価し、前記複数の医用画像から古い画像の組中の所望の１枚の古い画像を選択するように構成させた画像選択モジュールと、
前記遠隔処理システムとネットワークを介して対話するための統一インタフェースと、
前記複数の医用画像のうちの少なくとも一つの画像を圧縮するように構成させた、統一インタフェースによりアクセス可能な画像圧縮モジュールと、を備えるシステム。 - 前記遠隔処理システムが、異なる医用イメージング様式から取得したイメージング・データを調整するように構成させたモダリティ・マッチング・モジュールを備えている、請求項１に記載のシステム。
- 前記遠隔処理システムが、前記少なくとも二つの画像内の所望の生理学的特徴を幾何学的にマッチングさせるように構成させた画像マッチング・モジュールを備えている、請求項１に記載のシステム。
- 前記画像マッチング・モジュールが、前記少なくとも二つの画像のうちの一つを変更するように構成させた画像変形モジュールを備えている、請求項３に記載のシステム。
- 前記遠隔処理システムが、前記少なくとも二つの画像の第１の画像から第２の画像を差し引くように構成させた画像サブトラクション・モジュールを備えている、請求項３に記載のシステム。
- 前記遠隔処理システムが、ネットワークと結合した画像記憶システムから遠隔の医用画像を取り出すように構成させた画像検索モジュールを備えている、請求項１に記載のシステム。
- 前記遠隔処理システムが、遠隔処理システムにおける画像処理の前に非圧縮画像を圧縮するように構成させた画像圧縮モジュールを備えている、請求項１に記載のシステム。
- 前記統一インタフェースがプラットフォームに依存しないインタフェース・アセンブリを備えている、請求項１に記載のシステム。
- 前記プラットフォームに依存しないインタフェース・アセンブリがシン・クライアントを含む、請求項８に記載のシステム。
- 前記統一インタフェースが医療機関内の少なくとも一つの医用診断イメージング・システムに対する画像記憶システムと結合されている、請求項１に記載のシステム。
- 複数の医療機関に配置された複数の統一インタフェースを備える請求項１に記載のシステム。
- 前記統一インタフェースが、前記複数の医用画像の新たな画像、並びに複数の医用画像の少なくとも一つの古い画像との時間的比較の要求を前記遠隔処理システムに送信するように構成させた処理要求モジュールを有している、請求項１に記載のシステム。
- 前記画像圧縮モジュールが、前記少なくとも一つの画像のメモリ消費量をそのネットワークのネットワーク転送効率に基づいた所望のサイズまで低下させるように構成させた圧縮ルーチンを備えている、請求項１に記載のシステム。
- 前記圧縮ルーチンが二次サンプリング・ルーチン、ダイナミックレンジ縮小ルーチン又は、無損失圧縮ルーチンを備えている、請求項１３に記載のシステム。
- 患者医療記録を自動的に評価し、新たな画像に対して前記複数の医用画像の１枚の古い画像による時間解析を起動させるか否かを決定するように構成させた画像処理決定モジュールを備える請求項１に記載のシステム。
- 医用診断画像に対してプラットフォームに依存しない処理をするためのシステムであって、
プラットフォームに依存しない遠隔のインタフェースからの時間画像解析要求を実行するように構成させたアプリケーション・サーバーであって、ある時間期間全体にわたって取得した複数の医用画像のうちの少なくとも二つの画像において所望の生理学的特徴を幾何学的にマッチングさせるように構成した画像マッチング・モジュールと、前記少なくとも二つの画像の第１の画像を第２の画像から差し引くように構成させた画像サブトラクション・モジュールと、
患者医療記録を自動的に評価し、前記複数の医用画像から古い画像の組中の所望の１枚の古い画像を選択するように構成させた画像選択モジュールと、
を備えているアプリケーション・サーバーを備えるシステム。 - 前記アプリケーション・サーバーが、時間画像解析を実行する前に前記少なくとも二つの画像の非圧縮画像を圧縮するように構成させた画像圧縮モジュールを備えている、請求項１６に記載のシステム。
- 前記遠隔処理システムが、ネットワークと結合した画像記憶システムから遠隔の医用画像を取り出すように構成させた画像検索モジュールを備えている、請求項１６に記載のシステム。
- 前記遠隔処理システムが、患者医療記録を自動的に評価して、新たな画像に対して前記少なくとも二つの画像の１枚の古い画像による時間画像解析を実行するか否かを決定するように構成させた画像処理決定モジュールを備えている、請求項１６に記載のシステム。
- 前記画像マッチング・モジュールが前記少なくとも二つの画像のうちの一つを変更するように構成させた画像変形モジュールを備えている、請求項１６に記載のシステム。
- 前記画像マッチング・モジュールが異なるイメージング様式からのイメージング・データを調整するように構成されている、請求項１６に記載のシステム。
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