JP5256270B2 - 医療用画像再生装置及び医療用画像再生方法並びにプログラム - Google Patents
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Description
そこで本発明は、医療用機器から出力される画像データを、医療用機器による検査時に観察した画像と同じ画像を表示可能にすると共に、任意のタイミングの記録画像に対して所望の特徴画像を得ることができる医療用画像再生装置及び医療用画像再生方法並びにプログラムを提供することを目的とする。
(1) 画像ファイルに記録された画像情報を再生する医療用画像再生装置であって、
前記画像ファイルが、被検体の観察画像と該観察画像とは異なる画像とを切り替え表示可能な医療用機器から出力され、前記観察画像のR,G,B色の波長成分の画像情報と、前記観察画像とは異なる画像へ切り替え表示したタイミングを表すタイミング情報、及び前記B色の波長成分を強調したB強調画像Bkを含む画像関連情報とを含んで構成され、
前記画像ファイルから前記画像情報と、前記タイミング情報、及び前記B強調画像Bkを含む画像関連情報と、を抽出する情報抽出部、
入力された表示用画像を表示する再生表示部、
前記再生表示部に出力する前記表示用画像を、記録された前記観察画像(R,G,B)と、前記B強調画像Bk、前記R色成分,前記G色成分の合成画像である特徴画像(R,G,Bk)とのいずれかに切り替える画像切り替え制御部をそれぞれ備え、
前記画像切り替え制御部が、前記タイミング情報に同期して前記表示用画像を切り替える機能を有する医療用画像再生装置。
(2) 画像ファイルに記録された画像情報を再生する医療用画像再生方法であって、
前記画像ファイルが、被検体の観察画像と該観察画像とは異なる画像とを切り替え表示可能な医療用機器から出力され、前記観察画像のR,G,B色の波長成分の画像情報と、前記観察画像とは異なる画像へ切り替え表示したタイミングを表すタイミング情報、及び前記B色の波長成分を強調したB強調画像Bkを含む画像関連情報とを含んで構成され、
前記画像ファイルから前記画像情報と、前記タイミング情報、及び前記B強調画像Bkを含む画像関連情報と、を抽出するステップと、
前記再生表示部に出力する前記表示用画像を、前記タイミング情報に同期して、記録された前記観察画像(R,G,B)と、前記B強調画像Bk、前記R色成分,前記G色成分の合成画像である特徴画像(R,G,Bk)とのいずれかに切り替えるステップと、
を含む医療用画像再生方法。
(3) 画像ファイルに記録された画像情報を再生させるプログラムであって、
前記画像ファイルが、被検体の観察画像と該観察画像とは異なる画像とを切り替え表示可能な医療用機器から出力され、前記観察画像のR,G,B色の波長成分の画像情報と、前記観察画像とは異なる画像へ切り替え表示したタイミングを表すタイミング情報、及び前記B色の波長成分を強調したB強調画像Bkを含む画像関連情報とを含んで構成され、
コンピュータに、
前記画像ファイルから前記画像情報と、前記タイミング情報、及び前記B強調画像Bkを含む画像関連情報と、を抽出するステップと、
前記再生表示部に出力する前記表示用画像を、前記タイミング情報に同期して、記録された前記観察画像(R,G,B)と、前記B強調画像Bk、前記R色成分,前記G色成分の合成画像である特徴画像(R,G,Bk)とのいずれかに切り替えるステップと、
を実行させるプログラム。
本明細書においては、医療用画像記録装置、医療用画像記録再生装置が内視鏡画像を記録・再生する場合を例示的に説明する。即ち、画像記録装置が、内視鏡検査時に被検体を撮像した観察画像の動画像情報と、観察画像に対応する特定の特徴画像への表示切り替えタイミングを表すタイミング情報とを画像ファイルに記録する。これにより、記録された画像ファイルを画像再生装置が読み出して、この画像ファイルによる画像情報を再生する際に、内視鏡検査時に観察した画像を、観察した通りの内容の動画像として再生することを可能する。また、画像記録装置は、画像再生装置側において任意のタイミングで任意の分光演算を正常に施すことを可能にするように画像情報を記録する。
図1、図2に示すように、内視鏡11に接続される医療用画像記録装置100は、内視鏡制御装置13と、入力された表示用画像を表示する表示部15と、内視鏡制御装置13への指示を受け付ける指示入力部17と、内視鏡制御装置13に接続され内視鏡画像を記録する画像記録再生部19とを有して構成される。
画像記録再生部19は、記録画像生成部79(図1参照)から出力される記録用の画像データをインターフェース85を介して入力する記録再生制御部87と、それぞれ記録再生制御部87に接続された情報抽出部89、入力部91、画像情報記憶部93、画像関連情報記憶部95、特徴画像生成部97、ストレージ装置99、再生表示部101とを備える。
次に、上記構成の医療用画像記録装置100により、内視鏡検査時に被検体を撮像した観察画像の動画像情報と、観察画像に対応する特定の特徴画像への表示切り替えタイミングを表すタイミング情報とを画像ファイルに記録する処理について説明する。
内視鏡の術者が、図2に示す内視鏡11の内視鏡挿入部39を患者の体腔内に挿入して、体腔内の検査部位を診断する際、図1に示す内視鏡11の撮像素子27からの画像信号がプロセッサ33のDVP71に入力され、画像演算部75及び信号変換部73を通じて表示部15に白色照明光による観察画像である通常画像の情報が表示される。
次に、画像演算部75による分光推定画像の生成手順について説明する。図5に画像演算部75の詳細なブロック構成図を示した。画像演算部75は、入力された画像信号をRGB信号に分解して出力する第1色変換回路111、RGB信号に対し分光推定画像のためのマトリクス演算を行う色空間変換処理回路113が設けられ、この色空間変換処理回路113は、選択された複数の波長λ1,λ2,λ3(波長セットと称する)の分光推定画像信号を出力する。分光推定画像は、対象とする画像(観察画像)に対する任意に設定された複数の波長の分光推定画像をマトリクス演算により求めた画像である。
次に、内視鏡検査を行う際の観察画像を動画像の画像ファイルとして記録する手順について説明する。図6に観察画像を画像ファイルに記録する手順を示すフローチャートと、観察する側の内視鏡11及び内視鏡制御装置13と、画像記録する側の画像記録再生部19との間の情報伝達の様子を示した。
次に、画像記録再生部19がストレージ装置99に記録する画像ファイルの形式について説明する。
上記の動画像を記録する画像ファイルの形式としては、モーションJPEG形式等の汎用の画像ファイル形式を用いることができる。モーションJPEG形式は、画像の圧縮方式であるJPEGを応用して動画データを生成する圧縮・記録方式であり、圧縮されたJPEG画像を各コマに配置して動画を再生するものである。このモーションJPEGは、標準規格に定義されているモーションJPEG2000形式と同様である。
次に、画像記録再生部19のブロック構成図である図3を再び参照して、上記のように記録された画像ファイルを読み出し、画像ファイルの記録画像を再生する基本的な手順について説明する。画像記録再生部19を備えた医療用画像記録装置100は、画像の記録と再生とを共に行うことができる。
まず、記録再生制御部87は、ストレージ装置99に記録された多数の画像ファイルを再生表示部101に表示させる。操作者は、どの画像ファイルを再生するかを再生表示部101を見ながら入力部91から指定する(S31)
通常画像を再生表示するモードでは、画像情報記憶部93に記憶された観察画像を再生表示部101に再生する。つまり、図10に示すように、常時、内視鏡11の撮像素子27からの画像信号である通常画像が連続表示される。
このモードによれば、内視鏡検査時に分光推定画像を観察していた場合でも、その検査部位の通常画像を確認することができ、診断精度を向上できる。
内視鏡検査時における観察画像を再生表示するモードでは、例えば図4に示す通常画像、分光推定画像1、分光推定画像2、通常画像の順で画像切り替えを実施して観察した場合、図11に示すように、通常画像から分光推定画像1、分光推定画像2、通常画像の順で内視鏡検査時と同じタイミングで画像切り替えを行って再生表示する。
任意の波長セットを選定して分光推定画像を生成し、表示するモードでは、図9の画像選定領域135Bに示すように、予め登録された複数種の波長セットの中から任意の波長セットを選定して、この選定した波長セットの分光推定画像を生成、表示する。予め設定される波長セットとしては、具体的には、表2に示す波長セットが挙げられる。
次に、医療用画像記録装置、医療用画像再生装置、及び医療用画像記録再生装置の変形例について説明する。
図13に図1に示す画像演算部75の変形例1を表すブロック図を示した。
図1に示す医療用画像記録装置100においては、画像演算部75にてマトリクス演算を行う色空間変換処理回路113により分光推定画像の演算処理が行われるが、ここでは、画像演算部75Aにおいて、DVP71からのRGB信号が分岐されて分光演算処理部155に入力され、撮像画像を図5の分光推定画像の生成手順を示したように分光演算を行い、可視短波長の画像成分を強調したB強調画像Bkを生成する。
この構成によれば、通常画像である撮像画像と、生体組織表層の毛細血管像や、粘膜表面の微細模様が強調表示される特徴画像とを、スイッチ159によって自在に切り替えることができる。スイッチ159は、プロセッサ33の内視鏡制御部77が、スコープ制御部59から出力される観察モード変更ボタン61の押下信号を受ける度に、画像演算部75Aに切り替え信号を出力して、切り替えを行う。
内視鏡制御装置13は、この画像ファイルのデータをインターフェース81を介して画像記録再生部19に出力する。そして、画像記録再生部19は、入力されてきた画像ファイルを図3に示すストレージ装置99に記録する。
図3に示す記録再生制御部87は、ストレージ装置99に記録された画像ファイルを解析して、記録画像情報として撮像画像、画像関連情報としてB強調画像、タイミング情報を画像関連情報として抽出する。そして、画像情報記憶部93は撮像画像を記憶し、画像関連情報記憶部95はB強調画像、タイミング情報を記憶する。特徴画像生成部97は、画像情報記憶部93、画像関連情報記憶部95を参照して再生画像を生成し、これを所望のタイミングで再生表示部101に表示する。
また、上記のB強調画像を記録する方式の他にも、特定波長帯の画像成分を強調したパターン強調画像を生成し、このパターン強調画像から血管位置等を表すパターン抽出画像を記録する方式であってもよい。
図14にこの場合の画像演算部75Bのブロック図を示した。
分光演算処理部163は、撮像画像を図5の分光推定画像の生成手順を示したように分光演算を行い、特定波長帯の画像成分を強調したパターン強調画像165を生成する。このパターン強調画像165は、撮像画像を分光演算処理した分光推定画像であり、例えば可視短波長の画像成分を強調して、特に生体組織表層の毛細血管像や、粘膜表面の微細模様を強調表示したパターンとすることができる。その他にも、可視長波長の画像成分を強調して、粘膜深部の血管情報を強調表示したパターンとすることができる。
また、画像ファイルに記録する観察画像の情報を、撮像素子が出力するRAWデータのままで記録してもよい。その場合、画像データをより忠実に再現することができる。
(1) 画像ファイルに記録された画像情報を再生する医療用画像再生装置であって、
前記画像ファイルが、被検体の観察画像と該観察画像とは異なる画像とを切り替え表示可能な医療用機器から出力され、前記観察画像の画像情報と、前記観察画像とは異なる画像へ切り替え表示したタイミングを表すタイミング情報とを含んで構成され、
前記画像ファイルから前記画像情報と前記タイミング情報を含む画像関連情報とを抽出する情報抽出部、
抽出した前記画像情報と前記画像関連情報とを用いて前記観察画像に含まれる特定の特徴を強調処理して特徴画像を生成する画像演算部、
入力された表示用画像を表示する再生表示部、
前記再生表示部に出力する前記表示用画像を、記録された前記画像情報と前記特徴画像とのいずれかに切り替える画像切り替え制御部をそれぞれ備え、
前記画像切り替え制御部が、前記タイミング情報に同期して前記表示用画像を切り替える機能を有する医療用画像再生装置。
この医療用画像再生装置によれば、医療用機器から出力される画像データを、医療用機器による検査時に観察した画像と同じ画像を表示可能にすることができる。
前記再生表示部に出力する表示用画像を指定する入力部を備え
前記画像切り替え制御部が、前記入力部からの指示に応じて前記表示用画像を切り替える医療用画像再生装置。
この医療用画像再生装置によれば、入力部からの指示に応じて、任意のタイミングで所望の特徴画像に切り替え表示することができる。
前記画像関連情報が、複数の波長からなる波長セットの情報を含み、
前記画像演算部が、前記画像ファイルから抽出された前記観察画像に対し、前記画像関連情報に設定された波長セットの分光推定画像をマトリクス演算により求めることで前記特徴画像を生成する医療用画像再生装置。
この医療用画像再生装置によれば、画像ファイルの出力時(検査時)において設定された波長セットの分光推定画像を再現することができる。
前記入力部が、予め用意された複数の波長セットからいずれかを入力するものであり、
前記画像演算部が、前記入力された波長セットの分光推定画像を演算して前記特徴画像を生成する医療用画像再生装置。
この医療用画像再生装置によれば、予め複数の波長セットが用意されることで、観察部位に応じた適切な波長セットを簡単に選定でき、所望の特徴画像を生成できる。
前記入力部が、前記波長セットの波長値を入力するものであり、
前記画像演算部が、前記入力された波長セットの分光推定画像を演算して前記特徴画像を生成する医療用画像再生装置。
この医療用画像再生装置によれば、波長セットの波長値を直接入力することで、所望の波長セットの分光推定画像を確実に得ることができる。
前記特徴画像が、400〜420nmの可視短波長域の分光強度を他の可視波長帯の分光強度より高めた画像である医療用画像再生装置。
この医療用画像再生装置によれば、生体組織表層の毛細血管像や、粘膜表面の微細模様の情報を明瞭に観察することができる。
前記医療用機器が内視鏡である医療用画像再生装置。
この医療用画像再生装置によれば、医療用機器が内視鏡であることで、画像ファイルを、内視鏡検査時の観察した画像と同じ画像で再生でき、内視鏡の術者の注目した検査部位を忠実に検査時と同じ状態で再現できる。これにより、内視鏡の術者による検査部位の診断結果、所見の内容を容易に再確認でき、また、術者以外の者が読影する場合にも、術者の観察の意図が伝わりやすくなる。
前記画像ファイルの形式が、モーションJPEG形式である医療用画像再生装置。
この医療用画像再生装置によれば、多数枚の静止画であるモーションJPEG画像を用いることで、切り替え表示が実施されたタイミング情報及び特徴画像を生成するための画像生成情報を含む画像関連情報と、観察画像の情報とを一つの画像ファイルに記録されたものを再生できる。これにより、データ入出力が高速に行え、画像ファイルの管理も容易になる。
前記画像ファイルが、被検体の観察画像と該観察画像とは異なる画像とを切り替え表示可能な医療用機器から出力され、前記観察画像の画像情報と、前記観察画像とは異なる画像へ切り替え表示したタイミングを表すタイミング情報とを含んで構成され、
前記画像ファイルから前記画像情報と前記タイミング情報を含む画像関連情報とを抽出し、
抽出した前記画像情報と前記画像関連情報とを用いて前記観察画像に含まれる特定の特徴を強調処理して特徴画像を生成し、
再生表示部に出力する表示用画像を、記録された前記画像情報と前記特徴画像とのいずれかに切り替える際、前記タイミング情報に同期して前記表示用画像を切り替える医療用画像再生方法。
(10) (9)の医療用画像再生方法であって、
前記再生表示部に出力する表示用画像を入力部から指定して、該指定された表示用画像に切り替える医療用画像再生方法。
(11) (10)の医療用画像再生方法であって、
前記画像ファイルから抽出された前記観察画像に対し、複数の波長からなる波長セットの分光推定画像をマトリクス演算により求めて、前記特徴画像を生成する医療用画像再生方法。
(12) (11)の医療用画像再生方法であって、
予め用意された複数の波長セットからいずれかの波長セットを入力し、該入力された波長セットの分光推定画像を演算して前記特徴画像を生成する医療用画像再生方法。
(13) (11)の医療用画像再生方法であって、
前記波長セットの波長値を入力し、該入力された波長セットの分光推定画像を演算して前記特徴画像を生成する医療用画像再生方法。
13 制御装置
15 表示部
17 指示入力部
19 画像記録再生部(医療用画像再生装置)
27 撮像素子
29 撮像光学系
33 プロセッサ
39 内視鏡挿入部
41 内視鏡操作部
61 操作ボタン
63 スコープ記憶部
71 デジタルビデオプロセッサ
73 信号処理部
75,75B,75C 画像演算部
77 内視鏡制御部
79 記録画像生成部
81 インターフェース
83 本体記憶部
85 インターフェース
87 記録再生制御部
89 情報抽出部
91 入力部
93 画像情報記憶部
95 画像関連情報記憶部
97 特徴画像生成部
99 ストレージ装置
100 医療用画像記録装置
101 再生表示部
111 第1色変換回路
113 色空間変換処理回路
115 モードセレクタ
117 増幅回路
119 第2色変換回路
121 動画像データ
123 JPEG画像
125 ヘッダ領域
127 画像記録領域
131 画像情報
135A,135B.135C 画像選定領域
137 通常画像ボタン
139 観察時画像再生ボタン
141 波長セット選択ボタン
143 入力ボックス
145 ポインタ
153,153A 再生画像
159 スイッチ
163 分光演算処理部
167 パターン抽出画像
169 スイッチ
Claims (9)
- 画像ファイルに記録された画像情報を再生する医療用画像再生装置であって、
前記画像ファイルが、被検体の観察画像と該観察画像とは異なる画像とを切り替え表示可能な医療用機器から出力され、前記観察画像のR,G,B色の波長成分の画像情報と、前記観察画像とは異なる画像へ切り替え表示したタイミングを表すタイミング情報、及び前記B色の波長成分を強調したB強調画像Bkを含む画像関連情報とを含んで構成され、
前記画像ファイルから前記画像情報と、前記タイミング情報、及び前記B強調画像Bkを含む画像関連情報と、を抽出する情報抽出部、
入力された表示用画像を表示する再生表示部、
前記再生表示部に出力する前記表示用画像を、記録された前記観察画像(R,G,B)と、前記B強調画像Bk、前記R色成分,前記G色成分の合成画像である特徴画像(R,G,Bk)とのいずれかに切り替える画像切り替え制御部をそれぞれ備え、
前記画像切り替え制御部が、前記タイミング情報に同期して前記表示用画像を切り替える機能を有する医療用画像再生装置。 - 請求項1記載の医療用画像再生装置であって、
前記B強調画像Bkは、380〜450nmの波長成分の画像情報を含む医療用画像再生装置。 - 請求項1又は請求項2記載の医療用画像再生装置であって、
前記画像関連情報が、複数の波長からなる波長セットの情報を含み、
前記画像ファイルから抽出された前記観察画像に対し、前記画像関連情報に設定された波長セットの分光推定画像をマトリクス演算により求めることで前記観察画像とは異なる画像を生成する前記画像演算部を備える医療用画像再生装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれか1項記載の医療用画像再生装置であって、
前記再生表示部に出力する表示用画像を指定する入力部を備え
前記画像切り替え制御部が、前記入力部からの指示に応じて前記表示用画像を切り替える機能を更に有する医療用画像再生装置。 - 請求項1〜請求項4のいずれか1項記載の医療用画像再生装置であって、
前記特徴画像が、400〜420nmの可視短波長域の分光強度を他の可視波長帯の分光強度より高めた画像である医療用画像再生装置。 - 請求項1〜請求項5のいずれか1項記載の医療用画像再生装置であって、
前記医療用機器が内視鏡である医療用画像再生装置。 - 請求項1〜請求項6のいずれか1項記載の医療用画像再生装置であって、
前記画像ファイルの形式が、モーションJPEG形式である医療用画像再生装置。 - 画像ファイルに記録された画像情報を再生する医療用画像再生方法であって、
前記画像ファイルが、被検体の観察画像と該観察画像とは異なる画像とを切り替え表示可能な医療用機器から出力され、前記観察画像のR,G,B色の波長成分の画像情報と、前記観察画像とは異なる画像へ切り替え表示したタイミングを表すタイミング情報、及び前記B色の波長成分を強調したB強調画像Bkを含む画像関連情報とを含んで構成され、
前記画像ファイルから前記画像情報と、前記タイミング情報、及び前記B強調画像Bkを含む画像関連情報と、を抽出するステップと、
前記再生表示部に出力する前記表示用画像を、前記タイミング情報に同期して、記録された前記観察画像(R,G,B)と、前記B強調画像Bk、前記R色成分,前記G色成分の合成画像である特徴画像(R,G,Bk)とのいずれかに切り替えるステップと、
を含む医療用画像再生方法。 - 画像ファイルに記録された画像情報を再生させるプログラムであって、
前記画像ファイルが、被検体の観察画像と該観察画像とは異なる画像とを切り替え表示可能な医療用機器から出力され、前記観察画像のR,G,B色の波長成分の画像情報と、前記観察画像とは異なる画像へ切り替え表示したタイミングを表すタイミング情報、及び前記B色の波長成分を強調したB強調画像Bkを含む画像関連情報とを含んで構成され、
コンピュータに、
前記画像ファイルから前記画像情報と、前記タイミング情報、及び前記B強調画像Bkを含む画像関連情報と、を抽出するステップと、
前記再生表示部に出力する前記表示用画像を、前記タイミング情報に同期して、記録された前記観察画像(R,G,B)と、前記B強調画像Bk、前記R色成分,前記G色成分の合成画像である特徴画像(R,G,Bk)とのいずれかに切り替えるステップと、
を実行させるプログラム。
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