JP4299944B2 - 多層プロトコルを用いた医用画像情報システム - Google Patents

多層プロトコルを用いた医用画像情報システム Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術】
本発明は,病院における医用画像データの取り扱いと転送の新しい方法である多層プロトコルを用いた医用画像情報システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
病院において医用画像データを取り扱う病院情報システム(以下,HIS)や放射線部門情報システム(以下,RIS)において直面する問題として,モダリティの最近の進歩がある。技術革新の恩恵を受けて,ほとんど全てのモダリティは過去数年に大きな進歩を遂げた。CTでは螺旋状の走査方式とサブ秒台の走査速度,多重検出器が実用化された。MRIの多くのシーケンスは,より高速でより高画質の画像収集を実現した。血管造影X線装置は毎秒60フレームで画素数1k×1kの画像を収集する。これらの進歩は全てデータの大幅な増加に帰着する。モダリティ当たりのデータ量の増加に加えて,X線フィルムなど従来フィルムで保管されていた画像情報もデジタル形式で保管されるようになった。
【0003】
HISとRISにおいて直面する問題として,二次元画像データを三次元に拡張したボリュームデータと,二次元画像データを時間軸方向に拡張したシネデータに対する要求がある。画像情報は臨床分野でますます重要になっている。モダリティの進歩に加えて,よりよい診断と治療のためにボリュームデータとシネデータへの需要はますます大きくなっている。ボリュームデータの三次元表示を使用したデータの観察は診断のために非常にポピュラーに使用されており,また患者への説明に直感的に使用することができる。三次元表示に適したボリュームデータは,三次元CTと従来型CT,MRI,超音波,PET/SPECT,回転血管造影X線装置のような多くのモダリティによって提供されている。実時間連続表示(シネ表示)のためのシネデータは血管造影法と,内視鏡検査,超音波検査から提供されており,またその画像データは高解像度で保存することが要求されている。
【0004】
HIS/RISにおいて直面する問題として,デジタルデータへの全てのモダリティデータの変換がある。通常のX線データと血管造影データは,デジタルに変換するか,あるいはデジタルで直接収集することが望まれている。これらのデータは高解像度(画素数1k×1k〜4k×4k)である。フィルムとして従来保管されていたCTとMRIデータは,デジタルファイルとして保管される。ビデオテープで記録されている超音波検査データと内視鏡検査データもデジタルでファイルされるであろう。この遷移は,できるだけ多くの種類のモダリティデータを含んでいることが要求される大規模HIS/RISの設置によって加速されるだろう。
【0005】
HIS/RISにおいて直面する問題として,大規模な複数モダリティと多次元データのネットワークがある。全ての医用画像データのデジタル保管への需要に答えて,複数モダリティと多次元データを対象とした観察装置が一般的な用途のために開発されている。現在のモダリティ毎のあるいは次元毎の観察装置あるいはファイリングシステム,情報・ネットワークシステムは,任意の臨床分野に使用できる患者ベースの情報システムによって置き換えられるであろう。患者ベース情報システムを実現するために,真の複数モダリティと多次元データのための情報・ネットワークシステムが開発されるだろう。
【0006】
複数モダリティデータの取り扱いの課題として,データ形式における大きな差異の吸収がある。全てのモダリティは,深さ方向のビット数,すなわち色またはグレイスケールの解像度と空間および時間に関する次元に対して,全く異なるデータ形式を持っている。これが,非常に多くの種類の異なる観察装置がそれぞれのモダリティのために準備されている理由である。多くの検査を患者に実施することは,多くの費用と時間を消費する。これらの異なるデータ形式を全て扱うことはシステム開発者にとって悪夢であるが,複数モダリティ観察装置または複数モダリティ保管装置を実現するために必要であり,それらは巨大な便宜および長所を臨床医と患者の両方に提供するだろう。
【0007】
複数モダリティデータの取り扱いの課題として,観察と解析のために必要とされる機能を取り入れることがある。複数モダリティ観察装置かファイリングシステムが完成すると,次の課題は各データセットへの対応にとって不可欠な多数の機能である。各モダリティは,一般的な画像処理に加えて可視化あるいは解析のための各モダリティ固有の画像処理を必要とする。画像統合あるいは画像融合のような複数モダリティデータのための新しい機能は同様に準備されるべきである。
【0008】
多次元データの取り扱いの課題として,次元毎に全く異なった可視化能力を備えることが要求される。シネデータは,サムネイルベースのランダムアクセス能力あるいはビデオ編集機能を持ち,特定のフレーム率で映画として可視化されるべきである。ボリュームデータはMPRと曲面MPR機能で可視化されるだろう。もちろん,透視図能力をもつ高画質と機能に富んだボリュームレンダリングは必要だろう。大規模な(例えば,画素数4k×4k)二次元画像は,柔軟なグレイスケールカーブと,十分に高速なパンニングと拡大を必要とする。
【0009】
多次元データの取り扱いの課題として,多次元データのための統合された環境を備えることがある。二次元あるいは三次元,四次元データはそれらの相互相関を示すために同時に可視化されるべきである。幾何学的情報は一緒にリンクされるべきであり,そして実時間の回転あるいは他の変化を反映するべきである。時間位相情報をもった,あるいはもたない二次元MPRおよび三次元画像の両方のためのマルチウィンドウは,多次元データについての理解を増強するだろう。
【0010】
データ圧縮技術のうち二次元データの標準データ圧縮法であるJPEGとウェーブレット,フラクタル圧縮法は,医用二次元画像圧縮で普通に使用されている。JPEGは共通技術であり,それは任意のプラットフォームに対して広く受け入れられている。ウェーブレットはJPEGよりも長い圧縮/伸張理時間を必要とするが,実質的に同一の画像品質でJPEGよりも高圧縮率の非可逆圧縮を達成することができる。フラクタルは初期には医用画像圧縮に使用されたが,パターン解析か病変検出の目的で現在は多く使用される。
【0011】
JPEG圧縮技術はシネデータに使用するためにmJPEGとして拡張される。更に,フレーム間運動推定論理をもつMPEGはそのより高い圧縮率で普及している。隣接したスライスが非常に類似しているボリュームデータの圧縮のためにスライス間圧縮を使用することができる。ウェーブレットは三次元データに拡張されで,超音波画像に使用され始めている。
【0012】
データ圧縮技術における課題として,四次元データ用のフレーム間およびスライス間圧縮技術がある。近い将来に,四次元データは超音波とCT,MRIのような多くのモダリティで収集されるだろう。四次元データのデータセットは巨大になるので,保存における問題だけでなく転送においても大きな問題が生じる。四次元データの高い圧縮率を達成する圧縮方法が緊急の課題である。
【0013】
臨床分野では,外来患者を担当する医師,病棟で入院患者を担当する医師,検査を読影する放射線科医師,看護婦あるいは医療補助員はすべて,データに対する異なる要求を持っている。術前カンファレンスでの放射線科医と外科医は,十分な解像度を持つ可能な限り多くのデータを要求するだろう。内科医はデータの一部であるが,全病歴を必要とすることがある。診療所の内科医あるいは看護婦は解像度に関するより低い要求をもつ特定データを必要とすることがある。あるいはただ一枚の印象的な3三次元画像を必要とすることがある。
【0014】
データの転送または送り出しのために使用する通常の病院ネットワークのクライアント部分は,10/100Mbpsイーサネット環境を使用して構築されている。これはテキストあるいは画素数512×512までの静止画像データを送信したり,取得するためには十分であるが,シネデータまたはボリュームデータの場合には,100Mバイト程度のデータセットを扱われなければならないので問題が発生する可能性がある。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
近い将来に超音波,CT,MRIなどの多くのモダリティで,四次元データが一般的に収集されるようになる。四次元データのデータセットは巨大であるので,保存だけでなく転送にも問題が発生する。
【0016】
病院では,多くの種類の臨床関係利用者がそれぞれ医用画像データに対して異なる要求を持っている。医用画像データを読影する放射線科医は今回検査された全ての検査データを必要とするだけでなく,その患者の過去に行った検査データを参照する必要がある。医師が外来で患者に症状を説明するために画像データを使用する場合には,主要な画像のみが迅速に表示できることが必要である。医用画像データを利用者に送り届けることに責任がある病院情報システムは,検査で収集した全画像データを送るのではなく,それぞれの利用者の要求に対応して選別した医用画像データを用意する必要がある。このことは,ネットワークにおけるトラフィックが過大となることを避けるためにも重要である。
【0017】
【課題を解決するための手段】
四次元データのデータセットは巨大になるので,保存だけでなく転送においても問題が発生する。本発明は有効なデータ送り出しを目的として,利用者の画像データに対する必要条件を分類したユーザープロファイルの概念を採用した。データ転送容量の制限を考慮すると,xy面解像度,z軸解像度,濃度分解能,時間分解能,圧縮率のようなパラメータに優先順位がある。そのような必要条件と優先順位を決める方法として,利用者の種別毎に設定したユーザープロファイルを使用して利用者と必要条件・優先順位とを一致させる方法を採用した。データ送り出しは,利用者の種別によって定義したこの必要条件と優先順位に基づいて,柔軟に修正される。
【0018】
本発明は,大容量画像データのネットワーク転送に伴う問題点の解決法として漸進的なデータ転送の概念を採用した。ネットワークの伝送量が改良されても,利用者の要求はどんどん大きくなるので,漸進的なデータ転送が必要になる。サムネイル画像のポップアップと結合して,xy面解像度とz軸解像度に対する十分に制御されたデータの漸進的な転送は,観察のために必要とされる時間を縮小するだろう。漸進的なデータ転送の間に目的を達成して観察を中止することがあるので,原画像データの解像度のままでデータを転送する場合と比較して劇的にネットワークトラフィックを縮小するだろう。
【0019】
本発明は,利用者の分類と漸進的なデータ転送を実装するために,多層データ形式を採用した。漸進的なデータ転送を実現するために,解像度あるいは圧縮率に対する各パラメータを組織化した。その方法でデータを転送するために,多層のデータ形式を採用した。すなわち,xy面解像度と,z軸解像度,濃度分解能,時間分解能,圧縮率に対する各パラメータに,独立した層構造を持たせた。これらのパラメータはデータ転送の要求に基づいて,組み合せて使用される。
【0020】
本発明は,ユーザープロファイルと多層データ形式の双方を利用して,知的ネットワークプロトコル,すなわち多層プロトコルを採用した。利用者がログインして画像データを選択した場合,ユーザープロファイルに基づいて推奨されたパラメータと漸進的なデータ転送のための優先順位が提示される。これらのパラメータと優先順位は利用者が修正可能である。画像データの転送は設定されたパラメータと優先順位に従って,漸進的に行われる。
【0021】
【発明の実施の形態】
図1は,本発明の多層プロトコルを用いた医用画像情報システムの一実施例である。11はX線CT装置,MR装置,超音波診断装置などの医用画像データを生成する画像検査装置である。12は医用画像データを保管する画像データ保管システムである。13は医用画像の利用者が画像を観察するために使用する画像表示装置である。これは利用者の要求レベルに対応して読影用,カンファレンス用,参照用などがある。14は医用画像データ保管システムに保管されている画像データを利用者の要求レベルに合致するように加工して利用者の画像表示システムに転送する画像データ伝送制御システムである。15は画像検査部門のネットワーク,16は病院情報システムのネットワークである。17はシステム管理者を示し,18は利用者を示す。19は本発明の主要構成要素であるユーザープロファイル設定パネルで,20はユーザープロファイル設定パネルで設定されたパラメータである。21は利用者が画像データを要求するために使用する画像選択パネルで,22は画像データの要求を示す。23は画像伝送プロファイル設定パネルで,24は画像伝送プロファイル設定パネルで設定されたパラメータである。
【0022】
図2は,画像検査装置で収集されて医用画像データ保管システムに保管されている四次元医用画像データの一例を示す。ここで101は座標系のx軸およびy軸を示している。102はz軸を示している。103は時間軸Tを示している。104は時刻0,z軸位置0における一枚の二次元画像データを表している。105は二次元画像データがz方向に整列している時刻0における三次元画像データを表している。106は二次元画像データが時間軸T方向に整列しているz軸位置0におけるシネ画像データを表している。107すなわち図2全体で,二次元画像データがz軸方向と時間軸方向に整列している四次元画像データを構成している。
【0023】
図3(1)はCTおよびMR画像データのxy面解像度(画素数),z軸解像度(画像枚数),濃度分解能(ビット数),時間分解能(フレーム率)の一例を示す。図3(2)はCRおよびDR画像データのxy面解像度(画素数),z軸解像度(画像枚数),濃度分解能(ビット数),時間分解能(フレーム率)の一例を示す。図3(3)はデジタルサブトラクションアンジオグラフィ (DSA)画像データのxy面解像度(画素数),z軸解像度(画像枚数),濃度分解能(ビット数),時間分解能(フレーム率)の一例を示す。図3(4)は超音波画像データのxy面解像度(画素数),z軸解像度(画像枚数),濃度分解能(ビット数),時間分解能(フレーム率)の一例を示す。このように画像診断装置の種別によって収集する画像データのxy面解像度(画素数),z軸解像度(画像枚数),濃度分解能(ビット数),時間分解能(フレーム率)は大きく異なっている。また画像の種別によって可能な圧縮率も異なる。
【0024】
図4〜図7は本発明の主要構成の一つであるユーザープロファイルの一例を示す。画像検査装置の種別すなわちモダリティと利用者の種別毎に利用者に推奨するxy面解像度,z軸解像度,濃度分解能,時間分解能,圧縮率を設定する。また病院情報システムネットワークにおけるデータ転送量の制限を考慮すると,xy面解像度,z軸解像度,濃度分解能,時間分解能,圧縮率などのパラメータの優先順位がある。図4は一例としてDSA画像データについて検査を担当する医師やこのデータを読影する医師が必要とする条件を示す。図5は一例としてDSA画像データについて病棟を担当する医師や外来患者を担当する医師が必要とする条件を示す。図6は一例としてDSA画像データについて検査を担当する医師や検査技師が参照のために使用する場合に必要とする条件を示す。図7は一例としてDSA画像データについて患者への説明を行う医師が必要とする条件を示す。また病院情報システムネットワークにおけるデータ転送量の制限を考慮すると,xy面解像度,z軸解像度,濃度分解能,時間分解能,圧縮率などのパラメータに優先順位をつけることができる。
【0025】
図8,図9はユーザープロファイル設定パネルの一例を示す。図8は,利用者が読影を担当する放射線科医,モダリティがDSAの場合である。図9は,利用者が病棟・外来を担当する医師,モダリティがDSAの場合である。201は利用者の種別を設定する設定器である。202は画像データを生成した画像検査装置(モダリティ)の種別を設定する設定器である。203はxy面解像度(画素数)に関する表示・設定パネル,そして204はz軸解像度(画像枚数)に関する表示・設定パネル,205は濃度分解能(ビット数)に関する表示・設定パネル,206は時間分解能(フレーム率)に関する表示・設定パネル,207はデータを収集した時間に関する表示・設定パネル,208は圧縮率に関する表示・設定パネルである。209「最大」はこの例ではDSAが持っているであろう最大のデータ量を示す。210,211および212の「設定」はシステム管理者がその種別の利用者に対して設定した推奨値で,210は設定用スライダー,211は値で設定できる設定器,212は%で設定できる設定器である。213は画像データを伝送するときに考慮する優先度を設定する設定器である。
【0026】
利用者の種別毎に画像データへの要求を分類して,ユーザープロファイルとして明確にすることによって,病院情報システムネットワークを経由して画像データを利用者に伝送するときに,利用者の種別に応じて画像データの集合の中から必要とする画像データを優先順位をつけて順次伝送することが可能になった。
【0027】
図10は利用者が病院情報システムのネットワークにログインして転送すべき画像データを選択したときに表示される画像データ転送プロファイル設定パネルの一例である。利用者が画像データの転送要求を入力すると,この画像データ転送プロファイル設定パネルが表示される。病院情報システムは設定されているユーザープロファイルに従って,xy面解像度,z軸解像度,濃度分解能,時間分解能,圧縮率などのパラメータと転送時の優先順位を画像データ転送プロファイル設定パネルに設定する。利用者はこれらのユーザープロファイルのパラメータを変更したい場合には新しい値を設定する。また優先度も変更することが可能である。
【0028】
図10において,251は利用者の種別を表示および設定する表示器およびスイッチである。252は画像データを生成したモダリティの種別を表示・設定する表示器およびスイッチである。253はxy面解像度(画素数)に関する表示・設定パネル,254はz軸解像度(画像枚数)に関する表示・設定パネル,255は濃度分解能(ビット数)に関する表示・設定パネル,256は時間分解能(フレーム率)に関する表示・設定パネル,257はデータを収集した時間に関する情報に関する表示パネル,258は圧縮率に関する表示・設定パネルである。259はその画像データが持つ最大の値を表示する表示器である。260は利用者の種別とモダリティの種別からユーザープロファイルで推奨されている推奨値を表示する表示器である。261はログインした利用者が希望値を設定する設定器でその値が262に表示される。263はデータ転送の優先度を設定できる設定・表示器である。264はデータ転送の進行度を表示する表示器である。
【0029】
利用者が病院情報システムのネットワークにログインして画像データを要求すると図10のパネルが表示される。251に利用者の種別が表示される。252に画像データを生成したモダリティの種別が表示される。画像データのもつ最大のxy面解像度(画素数)が列253の表示器259に,z軸解像度(枚数)が列254の表示器259に,濃度分解能(ビット数)が列255の表示器259に,時間分解能(フレーム率)が列256の表示器259に,データ収集時間が列257の表示器259に,圧縮率が列258の表示器259に表示される。ユーザープロファイルに基づいて推奨された値が,xy面解像度(画素数)は列253の表示器260に,z軸解像度(枚数)は列254の表示器260に,濃度分解能(ビット数)は列255の表示器260に,時間分解能(フレーム率)は列256の表示器260に,データ収集時間は列257の表示器260に,圧縮率は列258の表示器260に表示される。利用者はユーザープロファイルに基づいて推奨された値をそのまま使用することができるが,この値を変更することを希望する場合は,xy面解像度(画素数)は列253の設定器261で設定することが可能でその値は表示器262に表示される。z軸解像度(枚数)は列254の設定器261で設定することが可能でその値は表示器262に表示される。濃度分解能(ビット数)は列255の設定器261で設定することが可能でその値は表示器262に表示される。時間分解能(フレーム率)は列256の設定器261で設定することが可能でその値は表示器262に表示される。データ収集時間は列257の設定器261で設定することが可能でその値は表示器262に表示される。圧縮率は列258の設定器261で設定することが可能でその値は表示器262に表示される。データ転送時のデータ転送の優先順位は,xy面解像度(画素数)は列253の設定・表示器263で,z軸解像度(枚数)は列254の設定・表示器263で,濃度分解能(ビット数)は列255の設定・表示器263で,時間分解能(フレーム率)は列256の設定・表示器263で,データ収集時間は列257の設定・表示器263で,圧縮率は列258の設定・表示器263で設定することが可能で,設定した値が表示される。データ転送が実行されると,262に設定された設定値に目指してデータが漸進的に転送される。このときデータ転送は,xy面解像度(画素数)は列253の設定・表示器263で,z軸解像度(枚数)は列254の設定・表示器263で,濃度分解能(ビット数)は列255の設定・表示器263で,時間分解能(フレーム率)は列256の設定・表示器263で,データ収集時間は列257の設定・表示器263で,圧縮率は列258の設定・表示器263で設定された優先順位に従って転送される。データ転送の進行状態は,xy面解像度(画素数)は列253の表示器264で,z軸解像度(枚数)は列254の表示器264で,濃度分解能(ビット数)は列255の表示器264で,時間分解能(フレーム率)は列256の表示器264で,データ収集時間は列257の表示器264で,圧縮率は列258の表示器264に表示される。
【0030】
一例として,図10では,251に利用者の種別として「病棟・外来」の担当医師が表示されている。252に画像データを生成したモダリティの種別として「DSA」が表示されている。画像データのもつ最大のxy面解像度(画素数)として「1024」が列253の表示器259に,z軸解像度(枚数)として「8」が列254の表示器259に,濃度分解能(ビット数)として「10」が列257の表示器255に,時間分解能(フレーム率)として「30」が列256の表示器259に,データ収集時間(秒)として「30」が列257の表示器259に,圧縮率として「1:1」が列258の表示器259に表示されている。ユーザープロファイルに基づいて推奨された値が,xy面解像度(画素数)に対して「512」が列253の表示器260に,z軸解像度(枚数)に対して「4」が列254の表示器260に,濃度分解能(ビット数)に対して「8」が列255の表示器260に,時間分解能(フレーム率)に対して「12」が列256の表示器260に,データ収集時間(秒)に対して「30」が列257の表示器260に,圧縮率に対して「1:5」が列258の表示器260に表示されている。利用者はxy面解像度(画素数)については,ユーザープロファイルに基づいて推奨された値「512」をそのまま使用したので,列253の設定器261はユーザープロファイルに基づいて自動設定された最大値の50%を示している。その結果の値「512」は列253の表示器262に表示されている。z軸解像度(枚数)については,ユーザープロファイルに基づいて推奨された値を最大値「8」の100%に変更することを希望したので,列253の設定器261を100%に設定した。その結果の値「8」は列254の表示器262に表示されている。濃度分解能(ビット数)については,ユーザープロファイルに基づいて推奨された値「8」をそのまま使用したので,列255の設定器261はユーザープロファイルに基づいて自動設定された最大値の80%を示している。その結果の値「8」は列255の表示器262に表示されている。時間分解能(フレーム率)については,ユーザープロファイルに基づいて推奨された値「12」をそのまま使用したので,列266の設定器261はユーザープロファイルに基づいて自動設定された最大値の40%を示している。その結果の値「12」は列256の表示器212に表示されている。データ収集時間(秒)については,ユーザープロファイルに基づいて推奨された値「30」をそのまま使用したので,列256の設定器261はユーザープロファイルに基づいて自動設定された最大値の100%を示している。その結果の値「30」は列257の表示器262に表示されている。圧縮率については,ユーザープロファイルに基づいて推奨された値「1:5」をそのまま使用したので,列258の設定器261はユーザープロファイルに基づいて自動設定された最大値の40%を示している。その結果の値「1:5」は表示器262に表示されている。
【0031】
データ転送時のデータ転送の優先順位は,xy面解像度(画素数)は優先度「1」で列253の設定・表示器263に,z軸解像度(枚数)は優先度「4」で列254の設定・表示器263に,濃度分解能(ビット数)は優先度「2」で列255の設定・表示器263に,時間分解能(フレーム率)は優先度「3」で列256の設定・表示器263に,データ収集時間は優先度「5」で列257の設定・表示器263に,圧縮率は優先度「6」で列258の設定・表示器263に設定されており,設定値が表示されている。データ転送が実行されると,262に設定された設定値に目指してデータが漸進的に転送される。このときデータ転送は,設定・表示器263の値が「1」を持つ列253のxy面解像度(画素数)が最優先で転送される。設定・表示器263の値が「2」を持つ列255の濃度分解能(ビット数)が次の優先度で転送される。設定・表示器263の値が「3」を持つ列256の時間分解能(フレーム率)が次の優先度で転送される。設定・表示器263の値が「4」を持つ列254のz軸解像度(枚数)が次の優先度で転送される。設定・表示器263の値が「5」を持つ列257のデータ収集時間(秒)が次の優先度で転送される。設定・表示器263の値が「6」を持つ列258の圧縮率が次の優先度で転送される。
【0032】
図10において,データ転送の進行状態は,「優先度」設定・表示器263の値が「1」を持つ列253のxy面解像度(画素数)が最優先で転送されているので列253の表示器264は100%を示している。設定・表示器263の値が「2」を持つ列257の濃度分解能(ビット数)が次の優先度で転送されており,列253の表示器264は100%を示している。設定・表示器263の値が「3」を持つ列255の時間分解能(フレーム率)が次の優先度で転送されており,列255の表示器264は50%を示している。設定・表示器263の値が「4」を持つ列254のz軸解像度(枚数)が次の優先度で転送されており,列254の表示器264は50%を示している。設定・表示器263の値が「5」を持つ列256のデータ収集時(秒)が次の優先度で転送されており,列256の表示器264は50%を示している。設定・表示器263の値が「6」を持つ列258の圧縮率が次の優先度で転送されており,列258の表示器264は50%を示している。これは,xy面解像度(画素数)は「512×512」画素で,濃度分解能(ビット数)は「8」ビットで,時間分解能(フレーム率)は設定値の毎秒「12」フレームの50%である毎秒6フレーム分のデータを,z軸解像度(枚数)は設定値の「4」枚の50%である2枚を,データ収集時間として設定値30秒の50%の15秒分のデータを,圧縮率は設定値「1:5」の50%の1:10で転送を行っていることを示している。50%×50%×50%×50%=6.25%が現在転送済みである。従って,現時点で,xy面解像度(画素数)は「512×512」画素,z軸解像度(枚数)は「2」枚,濃度分解能(ビット数)は「8」ビット,時間分解能(フレーム率)は毎秒「6」フレーム,データ収集時間として「15」秒分のデータを圧縮率「1:10」で転送している。すなわち2枚×毎秒6フレーム×15秒=180フレームの画像データが,サーバーから利用者のワークステーションに転送済みであるので,利用者はこの画像データを使用してワークステーションで画像を表示することができる。
【0033】
図1において,利用者18が「画像選択パネル」21で画像データ集合を要求すると,「画像データ保管システム」12に保管されている利用者が要求した画像データに対して,「画像データ伝送制御システム」14は「画像データ転送プロファイル設定パネル」23に設定されたパラメータを使用して画像処理を行った後,病院情報システムネットワーク16を経由して,「画像表示装置」13に画像データを転送する。
【0034】
充分に高速なネットワークを設置したとしても,利用者がネットワークを経由して利用するデータ量は増大するので,ネットワークでのデータ転送がシステムのボトルネックになる。これを解決する方法として,本発明は漸進的なデータ転送方法を採用した。これはxy面解像度(画素数),z軸解像度(画像枚数),濃度分解能(ビット数),時間分解能(フレーム率),データ収集時間(秒),圧縮率について最初に疎の状態でデータを転送してこのデータを使用して画像データの表示を行った後,順次,画像データ転送プロファイル設定パネルで設定した状態まで漸進的にデータを転送していく方法である。
【0035】
図11はその一例で,画素数1024×1024の画像を転送する場合に,最初は画素数256×256の画像303を作成するために,画素数256×256の画像データ302を転送する。次に画素数512×512の画像305を作成するために,画像データ305と画像303の差分である画素数512×512の304を転送する。次画素数1024×1024の画像307を作成するために,画像データ307と画像305の差分である画素数1024×1024の306を転送する。このように漸進的に画像を転送することで,画素数1024×1024の画像を一度に転送する場合と比較して,早い段階で画像を利用することが可能になる。
【0036】
図12は三次元画像データの転送の一例で,二次元画像17枚を転送する場合に,最初は313でz軸方向0,4,8,12,16の5枚の画像データを転送し,三次元画像データ314が作成される。次には315でz軸方向2,6,10,14の4枚の画像データを転送し,三次元データ316が作成される。最後に317でz軸方向1,3,5,7,9,11,13,15の8枚の画像データを転送し,三次元画像データ318が作成される。
【0037】
図13はシネ画像データの転送の一例で,二次元画像6枚を転送する場合に,最初は323で時間軸T方向0,4の2枚の画像データを転送し,シネ画像データ324が作成される。次には325で時間軸T方向2の画像データを転送し,シネ画像データ326が作成される。次には327で時間軸T方向1,3,5の3枚の画像データを転送し,シネ画像データ328が作成される。
【0038】
このように画像データを漸進的に転送することによって,全ての四次元画像データの転送が完了しなくても,データ転送の途中段階から画像を利用することが可能になる。これによって観察のために必要とされる時間を短縮することが可能になる。また漸進的なデータ転送によって早期にキー画像を観察できるので,目的を達成してデータ転送の途中で観察を中止することがある。全画像データ集合を転送する場合と比較して,劇的にネットワークトラフィックを減少させることが可能になる。
【0039】
本発明はユーザープロファイルによる利用者の要求条件の分類と漸進的なデータ転送を実装するために,多層データ形式を考案した。多層データ形式では,データセットは,xy面解像度(画素数),z軸解像度(枚数),濃度分解能(ビット数),時間分解能(フレーム率),データ収集時間(秒),圧縮率に関する各パラメータが独立した層構造を持っている。その一例として,xy面解像度(画素数)については図11で示した漸進的な転送が可能な構造を持たせた。z軸解像度(枚数)については図12で示した漸進的な転送が可能な構造を持たせた。時間分解能(フレーム率)については図13で示した漸進的な転送が可能な構造を持たせた。また濃度分解能(ビット数)についても4ビット,8ビット,12ビット,16ビットというように漸進的に転送することを可能にした。従って,データ転送の要求に基づいて,これらのパラメータを組み合わせることが可能になった。
【0040】
【実施例】
図14は本発明の他の実施例を示す。図1と同一の番号は図1と同一の機能を持つ。利用者の種別毎にユーザープロファイル設定装置19が設定したパラメータを利用者が画像転送要求時に画像データ転送プロファイル設定装置23で修正したパラメータを25に保存する。ユーザープロファイル設定装置19がこのデータを使用して利用者毎にプロファイルを設定することを可能にした。
【0041】
図15は本発明の他の実施例を示す。図1または図14と同一の番号は図1または図14と同一の機能を持つ。医用画像情報システムにおいて,利用者が要求した医用画像データの集合に対して,ユーザープロファイル設定装置19で設定して画像データ転送プロファイル設定装置23で修正した伝送優先度と病院情報システムネットワーク16のトラフィック量26に基づいて画像データ伝送制御システム14において漸進的送出制御を行うことによって,病院情報システムネットワーク16に送出するデータ量が過大にならないように制御することが可能になった。
【0042】
【発明の効果】
本発明は,医用画像データを出力する画像検査装置と医用画像データを保管する画像データ保管システムと医用像データを表示する画像表示装置と画像検査部門ネットワークと病院情報システムネットワークとを含む医用画像情報システムにおいて,利用者に供給する医用画像データの空間解像度と濃度分解能と時間解像度と圧縮率と伝送優先度を含むパラメータを利用者の種別毎に設定するユーザープロファイル設定装置とこのパラメータを画像転送要求時に利用者が修正可能にする画像データ転送プロファイル設定装置とこのパラメータに基づいて利用者に供給する医用画像データ処理する画像データ伝送制御システムとを設けることによって,利用者が要求した医用画像データに対して画像データ転送プロファイル設定装置で設定したパラメータに基づいて利用者の種別に対応した処理を加えた後に病院情報システムネットワークを経由して画像表示装置に伝送することによって,画像表示装置を使用している利用者に適した医用画像データを提供することと病院情報システムネットワークの負荷を抑えることが可能になった。
【0043】
医用画像情報システムにおいて,ユーザープロファイル設定装置で利用者の種別毎に設定したパラメータを,利用者が画像転送要求時に画像データ転送プロファイル設定装置で修正したパラメータの履歴を保存することによって利用者毎のプロファイルを設定可能になった。
【0044】
医用画像情報システムにおいて,利用者が要求した医用画像データの集合に対して,ユーザープロファイル設定装置で設定して画像データ転送プロファイル設定装置で修正した伝送優先度と病院情報システムネットワークのトラフィック量に基づいて漸進的送出制御を行うことによって,病院情報システムネットワークに送出するデータ量が過大にならないように制御することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明による実施例の構成を示す概略図。
【図2】次元医用画像データの例。
【図3】医用画像データのxy面解像度(画素数),z軸解像度(画像枚数),濃度分解能(ビット数),時間分解能(フレーム率)の一例。
【図4】ユーザープロファイルの一例。
【図5】ユーザープロファイルの一例。
【図6】ユーザープロファイルの一例。
【図7】ユーザープロファイルの一例。
【図8】ユーザープロファイル設定パネルの一例。
【図9】ユーザープロファイル設定パネルの一例。
【図10】画像データ転送プロファイル設定パネルの一例。
【図11】漸進的画像データ転送の一例。
【図12】漸進的画像データ転送の一例。
【図13】漸進的画像データ転送の一例。
【図14】本発明による実施例の構成を示す概略図。
【図15】本発明による実施例の構成を示す概略図。
【符号の説明】
11 画像検査装置
12 画像データ保管システム
13 画像表示装置
14 画像データ伝送制御システム
15 画像検査部門ネットワーク
16 病院情報システムネットワーク
17 システム管理者
18 利用者
19 ユーザープロファイル設定パネル
20 ユーザープロファイル設定パネルで設定されたパラメータ
21 画像選択パネル
22 画像データの要求
23 画像データ伝送プロファイル設定パネル
24 画像データ伝送プロファイル設定パネルで設定したパラメータ
25 画像データ転送プロファイル設定パネルで設定したパラメータの履歴
26 病院情報システムネットワークのトラフィック量
101 座標系のx軸およびy軸
102 座標系のz軸
103 時間軸T
104 時刻0における一枚の二次元画像データ
105 時刻0における三次元画像データ
106 z軸位置0におけるシネ画像データ
107 四次元画像データ
201 利用者種別設定器
202 画像検査装置(モダリティ)種別設定器
203 xy面解像度(画素数)に関する表示・設定パネル
204 z軸解像度(画像枚数)に関する表示・設定パネル
205 濃度分解能(ビット数)に関する表示・設定パネル
206 時間分解能(フレーム率)に関する表示・設定パネル
207 データを収集した時間に関する表示・設定パネル
208 圧縮率に関する表示・設定パネル
209 画像データが持っているであろう最大のデータ量
210 その種別の利用者に対して設定した推奨値の設定用スライダー
211 その種別の利用者に対して設定した推奨値の値設定器
212 その種別の利用者に対して設定した推奨値の%設定器
213 画像データを伝送するときに考慮する優先度の設定器
251 利用者種別設定器
252 画像検査装置(モダリティ)種別設定器
253 xy面解像度(画素数)に関する表示・設定パネル
254 z像解像度(画像枚数)に関する表示・設定パネル
255 濃度分解能(ビット数)に関する表示・設定パネル
256 時間分解能(フレーム率)に関する表示・設定パネル
257 データを収集した時間に関する表示・設定パネル
258 圧縮率に関する表示・設定パネル
259 画像データが持っているであろう最大のデータ量
260 その種別の利用者とモダリティの種別からユーザープロファイルで推奨されている推奨値
261 ログインした利用者が希望値を設定する設定器
262 ログインした利用者が設定した希望値を表示する表示器
263 データ転送の優先度を設定できる設定・表示器
264 データ転送の進行度を表示する表示器
301 画像面を示すxy面座標
302 画素数256×256の転送画像データ
303 画素数256×256の画像データ
304 画素数512×512の転送差分画像データ
305 画素数512×512の画像データ
306 画素数1024×1024の転送差分画像データ
307 画素数1024×1024の画像データ
311 三次元画像のxy面座標
312 三次元画像のz軸座標
313 最初の画像転送
314 最初の画像転送による三次元画像
315 二回目の画像転送
316 二回目の画像転送による三次元画像
317 三回目の画像転送
318 三回目の像転送による三次元画像
321 シネ画像のxy面座標
322 シネ画像の時間軸T
323 最初の画像転送
324 最初の画像転送によるシネ画像
325 二回目の画像転送
326 二回目の画像転送によるシネ画像
317 三回目の画像転送
318 三回目の画像転送によるシネ画像

Claims (3)

  1. 医用画像データを出力する画像検査装置と医用画像データを保管する画像データ保管システムと医用画像データを表示する画像表示装置と画像検査部門ネットワークと病院情報システムネットワークとを含む医用画像情報システムにおいて,利用者に供給する医用画像データの空間解像度と濃度分解能と時間解像度と圧縮率と伝送優先度を含むパラメータを利用者の種別毎に設定するユーザープロファイル設定装置とこのパラメータを画像転送要求時に利用者が修正可能にする画豫データ転送プロファイル設定装置とこのパラメータに基づいて利用者に供給する医用画像データ処理する画像データ伝送制御システムとを設けることによって,利用者が要求した医用画像データに対して画像データ転送プロファイル設定装置で設定したパラメータに基づいて利用者の種別に対応した処理を加えた後に病院情報システムネットワークを経由して画像表示装置に伝送することによって,画像表示装置を使用している利用者に適した医用画像データを提供することと病院情報システムネットワークの負荷を抑えることを可能にした医用画像情報システム。
  2. 請求項1の医用画像情報システムにおいて,ユーザープロファイル設定装置で利用者の種別毎に設定したパラメータを利用者が画像転送要求時に画像データ転送プロファイル設定装置で修正したパラメータの履歴を保存することによって利用者毎のプロファイルを設定可能にした医用画像情報システム。
  3. 請求項1または請求項2の医用画像情報システムにおいて,利用者が要求した医用画像データの集合に対して,ユーザープロファイル設定装置で設定して画像データ転送プロファイル設定装置で修正した伝送優先度と病院情報システムネットワークのトラフィック量に基づいて漸進的送出制御を行うことによって,病院情報システムネットワークに送出するデータ量が過大にならないように制御する医用画像情報システム。
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