JP5491980B2 - 医用画像転送制御装置、およびその制御プログラム - Google Patents

Description

本発明の実施の形態は、医用画像転送制御装置、およびその制御プログラムに関する。

従来、ネットワークに接続されているサーバと、少なくとも１つ以上のクライアントからなるシステムにおいて、ユーザがクライアントを操作し、クライアントがその操作内容をサーバに送信し、サーバがクライアント操作に対応した処理を実行し、処理結果の画面データをクライアントに転送する機能をリモートデスクトップ方式と呼ぶ。

リモートデスクトップ方式には、例えば、Microsoft RDP（Remote Desktop Protocol）（登録商標）、Citrix XenDesktop（商標）、あるいは、VNC（Virtual Network Computing）（登録商標）がある。

サーバからクライアントに転送される画面データのデータ量が、各々を接続するネットワーク帯域を上回る場合や、クライアントの画面表示性能が低く、受信した画面データの表示が間に合わない場合、転送する画面データのフレームレート（FPS：Frame Per Second）や画質（データ圧縮率）を、利用可能なネットワーク帯域やクライアントの画面表示性能に合わせて調整するようにしている。

特開２００１−２５６１７１号公報 特開２００８−２８４０３７号公報

しかしながら、サーバは、クライアントからのいかなる操作内容も同様に受け付け、転送する画面データのフレームレートや画質は、一様な調整を行っているにすぎない課題があった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、操作内容に応じて、転送する医用画像データのフレームレートや画質を調整することができるようにした医用画像転送制御装置、およびその制御プログラムを提供することである。

実施形態の医用画像転送制御装置は、クライアントからネットワークを介して送信されてきた操作情報を受信し、操作情報に対応した処理を実行し、その処理結果である医用画像データをクライアントに転送する医用画像転送制御装置であって、クライアントから送信されてきた操作情報に基づいて、クライアントで行われている操作状態を判断する操作状態判断手段と、ネットワークの有効帯域、および、操作状態判断手段による判断結果に基づいて、クライアントに転送する医用画像データの表示品質を調整する画像データ調整手段と、画像データ調整手段により調整された医用画像データをクライアントに転送する画像データ転送手段とを備える。

実施形態の医用画像転送制御システムの構成例を示す図である。 実施形態のサーバの機能構成例を示すブロック図である。 実施形態の画像転送制御処理を説明するフローチャートである。 実施形態の画像転送制御処理の説明に用いる医用画像転送制御システムの構成例を示す図である。 実施形態の他の例の画像転送制御処理を説明するフローチャートである。

以下、本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係る医用画像転送制御システムの構成例を示す図である。

図１に示す医用画像転送制御システムは、ＯＳ（オペレーションシステム）の起動によりシステムが立ち上がると、リモートデスクトップ機能を提供するサーバ１とクライアント２がネットワーク３を介して接続される。なお、クライアント２の数は任意であり、図１に示されるように１つに限られるものではない。

サーバ１は、例えば、PACS（Picture Archiving Communication System）であって、CPU（Central Processing Unit）、ROM（Read Only Memory）、RAM（Random Access Memory）、および大容量のHDD（Hard Disc Drive）などを実装したコンピュータシステムで構成され、医用画像転送制御装置として機能する。

サーバ１は、図示せぬ医用画像診断装置から取得した医用画像データを記憶し、管理する。

サーバ１は、さまざまな臨床アプリケーション１０を管理しており、クライアント２のリモートデスクトップ画面上で行われる操作内容に応じた処理を実行し、処理結果（医用画像データ、あるいは、画面データ）を、ネットワーク３を介してクライアント２に転送する。

またサーバ１は、処理結果を送信する際、ネットワーク３の有効帯域、操作内容に応じて定められた表示品質、あるいはクライアント２の画面表示性能に合わせて、画像転送制御部１１によって、処理結果である医用画像データや画面データのフレームレートや画質を調整する。

クライアント２は、病院内や病院外に設置されるコンピュータシステムで構成される。なお、クライアント２は、病院内や病院外に設置されるコンピュータシステム以外にも、Ｘ線CT（Computed Tomography）装置やMRI（Magnetic Resonance Imaging）装置などでも勿論良い。

クライアント２は、ユーザによる指示に応じて、表示操作アプリケーション２０を起動し、その起動に伴って表示されるリモートデスクトップ画面上で所定のGUI（Graphical User Interface）操作を行うことにより、ネットワーク３を介してサーバ１で管理されている臨床アプリケーション１０を遠隔操作することができる。またクライアント２は、リモートデスクトップ機能によってサーバ１から提供された処理結果を表示する。

例えば、ユーザは、クライアント２のリモートデスクトップ画面上に、サーバ１のデスクトップ画面をウィンドウとして表示させ、マウスなどを用いて臨床アプリケーション１０の実行を指示し、臨床アプリケーション１０の実行により得られた処理結果を表示することができる。

ネットワーク３は、公衆回線網、ローカルエリアネットワーク、またはインターネットなどのネットワーク、デジタル衛星放送といった、有線または無線のいずれのものでもよい。

図２は、図１に示したサーバ１の機能構成例を示すブロック図である。

臨床アプリケーション１０は、画像転送制御部１１の制御に基づいて、アプリケーションを実行し、表示品質（フレームレートや画質）を調整したアプリケーション処理結果を画像転送制御部１１に出力する。

画像転送制御部１１は、操作情報受信部１１ａ、操作状態判断部１１ｂ、画像データ調整部１１ｃ、および画像データ転送部１１ｄから構成される。

操作情報受信部１１ａは、ネットワーク３を介してクライアント２から送信されてきた操作情報を受信し、受信した操作情報を操作状態判断部１１ｂおよび臨床アプリケーション１０に供給する。

操作情報には、操作内容（例えば、マウスクリックやマウスドラッグ）、および、画面中での操作発生位置などが含まれる。

操作状態判断部１１ｂは、操作情報受信部１１ａから供給された操作情報に基づいて、クライアント２で行われている操作状態を判断する。

操作状態には、例えば、「画像診断モード」と「連続操作モード」がある。「画像診断モード」は、MPRシネ表示（１画面で各スライス情報を順番に表示させることで、あたかも動画のような表示を行う）など、ユーザが画像診断を行うモードであり、「連続操作モード」は、マウスドラッグによるスライダ操作や画像の移動・回転など、表示画像をインタラクティブに操作するモードである。なお、操作状態は、臨床アプリケーション１０に問い合わせることによって判断するようにしてもよい。

操作状態判断部１１ｂは、判断した操作状態のモードを画像データ調整部１１ｃに供給する。

画像データ調整部１１ｃは、ネットワーク３を介してクライアント２に処理結果を転送する際に利用可能な有効帯域を取得する。画像データ調整部１１ｃは、取得した有効帯域、および、操作状態判断部１１ｂから供給された操作状態のモードに基づいて、臨床アプリケーション１０から出力される処理結果（医用画像データ）の表示品質（フレームレートや画質）の調整値を決定し、その調整結果を臨床アプリケーション１０に供給する。

画像データ転送部１１ｄは、臨床アプリケーション１０から出力された、フレームレートや画質が調整された処理結果を、ネットワーク３を介してクライアント２に転送する。

次に、図３のフローチャートを参照して、サーバ１が実行する画像転送制御処理について説明する。

なお、画像転送制御処理の説明にあたり、図４に示すように、サーバ１には、ネットワーク３を介してクライアント２Ａ，２Ｂが接続されており、さらに、ネットワーク３およびVPN（Virtual Private Network）４を介してクライアント２Ｃが接続されているものとする。

また、サーバ１では、クライアント２Ａによって臨床アプリケーション１０Ａが遠隔操作され、クライアント２Ｂによって臨床アプリケーション１０Ｂが遠隔操作され、クライアント２Ｃによって臨床アプリケーション１０Ｃが遠隔操作されている。

クライアント２Ａでは、ユーザによって表示操作アプリケーション２０Ａが起動され、その起動に伴って表示されるリモートデスクトップ画面上で臨床アプリケーション１０Ａが実行され、CTボリュームデータのMPRシネ表示が行われている。

クライアント２Ｂでは、ユーザによって表示操作アプリケーション２０Ｂが起動され、その起動に伴って表示されるリモートデスクトップ画面上で臨床アプリケーション１０Ｂが実行され、CTボリュームデータの所望の断面を選択するため、画面上に表示されているスライダがマウスドラッグ操作されている。

クライアント２Ｃでは、ユーザによって表示操作アプリケーション２０Ｃが起動され、その起動に伴って表示されるリモートデスクトップ画面上で臨床アプリケーション１０Ｃが実行され、CTボリュームデータの３Ｄレンダリング画像表示がマウスドラッグ操作により移動・回転されている。

ステップＳ１において、操作情報受信部１１ａは、ネットワーク３を介してクライアント２Ａ，２Ｂから操作情報を受信するとともに、VPN４およびネットワーク３を介してクライアント２Ｃから操作情報を受信する。

すなわち、図４に示す例の場合、操作情報受信部１１ａは、クライアント２Ａから、「MPRシネ表示中」の操作情報を受信し、クライアント２Ｂから、「スライダ操作」の操作情報を受信し、クライアント２Ｃから、「画像移動・回転」の操作情報を受信する。そして、操作情報受信部１１ａは、クライアント２Ａから受信した操作情報を臨床アプリケーション１０Ａおよび操作状態判断部１１ｂに供給し、クライアント２Ｂから受信した操作情報を臨床アプリケーション１０Ｂおよび操作状態判断部１１ｂに供給し、クライアント２Ｃから受信した操作情報を臨床アプリケーション１０Ｃおよび操作状態判断部１１ｂに供給する。

ステップＳ２−１において、操作状態判断部１１ｂは、操作情報受信部１１ａから供給された操作情報に基づいて、クライアント２Ａ乃至２Ｃの操作状態を判断する。すなわち、操作状態判断部１１ｂは、「MPRシネ表示中」の操作情報から、クライアント２Ａが「画像診断モード」であると判断し、「スライダ操作」の操作情報から、クライアント２Ｂが「連続操作モード」であると判断し、「移動」の操作情報から、クライアント２Ｃが「連続操作モード」であると判断する。

操作状態判断部１１ｂは、操作状態の判断結果を画像データ調整部１１ｃに供給する。

ステップＳ２−２において、画像データ調整部１１ｃは、ネットワーク３を介してクライアント２Ａ乃至２Ｃに処理結果を転送する際に利用可能な有効帯域を取得する。

なお、ステップＳ２−２における有効帯域の取得処理は、クライアント２Ａ乃至２Ｃから操作情報を受信した場合に実行（実測）するだけでなく、予め、指定しておいてもよい。

ステップＳ３において、画像データ調整部１１ｃは、ステップＳ２−1の処理で操作状態判断部１１ｂから供給された操作状態の判断結果、および、ステップＳ２−２の処理で取得された有効帯域に応じて、臨床アプリケーション１０から出力される処理結果（医用画像データ）のフレームレートと圧縮率の調整値を決定する。

まず、クライアント２Ａの「画像診断モード」での操作状態における、処理結果の調整値を決定する方法について説明する。

「画像診断モード」の場合、利用可能なネットワーク帯域を最大限利用し、連続表示時には、例えば、５１２×５１２画素の２４ビットの画像を、データの欠落が全く起こらないロスレス圧縮（圧縮率１／２）の画質で、３０fpsのフレームレートで転送する表示品質が必要であるとする。この表示品質を満たすには、約９５Mbps（＝512×512×24×1/2×30）のネットワーク帯域が必要となる。

画像データ調整部１１ｃは、取得した有効帯域が９５Mbpsより大きい場合には、ロスレス圧縮の画質で、かつ、フレームレートを３０fpsの調整値に決定すればよい。一方、取得した有効帯域が、例えば、２０Mbpsであった場合には、ロスレス圧縮の画質で、かつ、フレームレートを６fps（≒30×20/95）の調整値に決定すればよい。

次に、クライアント２Ｂ，２Ｃの「連続操作モード」での操作状態における、処理結果の調整値を決定する方法について説明する。

「連続操作モード」の場合、ユーザ操作に都合が良い表示品質をクライアント２Ｂ，２Ｃで実現することができれば良く、「画像診断モード」のように、高品質の表示は必要ではない。そのため、画像データ調整部１１ｃは、医用画像データを、例えば、多少のデータの欠落を許容するロッシー圧縮（1/50）の画質で、かつ、フレームレートを１０fpsの調整値に決定すればよい。

なお、「連続操作モード」における操作内容に応じて、調整値を個々に設定しておくようにしてもよい。

例えば、「スライダ操作」の操作内容の場合、低いフレームレートでも高画質の医用画像データが必要であるため、５１２×５１２画素の２４ビットの画像を、ロスレス圧縮（圧縮率１／２）の画質で、かつ、５fpsの低いフレームレートに調整値を設定しておく。この医用画像データの転送には、約１６Mbps（≒512×512×24×1/2×５）のネットワーク帯域があればよい。

また例えば、「画像移動・回転」の操作内容の場合、低画質の医用画像データでも高いフレームレートが必要であるため、５１２×５１２画素の２４ビットの画像を、ロッシー圧縮（圧縮率１／100）の画質で、かつ、３０fpsの高いフレームレートに調整値を設定しておく。この医用画像データの転送には、約２Mbps（≒512×512×24×1/100×３０）のネットワーク帯域があればよい。

以上のようにして、画像データ調整部１１ｃは、クライアント２の操作内容に応じて、臨床アプリケーション１０から出力される処理結果（医用画像データ）の表示品質の調整値を決定し、その調整結果を臨床アプリケーション１０に供給する。

臨床アプリケーション１０Ａ乃至１０Ｃは、操作情報受信部１１ａから供給された操作情報に基づいて、それぞれ処理を実行するが、その際、画像データ調整部１１ｃから供給された表示品質の調整結果（調整値）に基づいて、アプリケーションを実行し、処理結果である医用画像データを画像データ転送部１１ｄに出力する。

ステップＳ４において、画像データ転送部１１ｄは、臨床アプリケーション１０Ａ，１０Ｂから出力された、表示品質が調整された医用画像データを、ネットワーク３を介してクライアント２Ａ，２Ｂに転送するとともに、臨床アプリケーション１０Ｃから出力された、表示品質が調整された医用画像データを、ネットワーク３およびVPN４を介してクライアント２Ｃに転送する。

以上のように、第１の実施の形態によれば、クライアント２Ａにのみ、画像診断モードでの高画質の医用画像データの転送を行い、クライアント２Ｂ，２Ｃには、ユーザ操作に都合が良い表示品質の医用画像データを転送することにより、不必要なネットワーク帯域の消費を減らすことができる。また狭帯域ネットワークにあるクライアント２Ｃに対しても、良好な操作性を提供することが可能となる。さらに、クライアント２の操作内容に応じて転送する医用画像データの表示品質を調整することによって、サーバ１の処理負荷を低減することが可能となる。
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態においては、サーバ１から転送する医用画像データを、クライアント２の画面表示性能に応じて調整する点に特徴を有するものである。

図５は、第２の実施の形態での画像転送制御処理を説明するフローチャートである。なお、第２の実施の形態において、上述の第１の実施の形態において説明した処理ステップと同一の処理ステップには同一の符号を付してあり、重複する説明は適宜省略する。

ステップＳ１において、操作情報受信部１１ａがクライアント２から操作情報を受信すると、ステップＳ２−１において、操作状態判断部１１ｂは、その操作情報に基づいて、クライアント２の操作状態を判断する。ステップＳ２−２において、画像データ調整部１１ｃは、ネットワーク３の有効帯域を取得する。

ステップＳ２−３において、画像データ調整部１０ｃは、ネットワーク３を介してクライアント２から画面表示性能の情報を取得する。

なお、ステップＳ２−３における画面表示性能の情報の取得処理は、クライアント２から操作情報を受信した場合に実行（実測）するだけでなく、予め、指定しておいてもよい。

ステップＳ５において、画像データ調整部１１ｃは、ステップＳ２−1の処理で操作状態判断部１１ｂから供給された操作状態の判断結果、ステップＳ２−２の処理で算出された有効帯域、および、ステップＳ２−３の処理で取得された画面表示性能に基づいて、臨床アプリケーション１０で出力される処理結果（医用画像データ）のフレームレートと圧縮率の調整値を決定する。

例えば、医用画像データをロスレス圧縮の画質で、かつ、３０fpsのフレームレートに調整する必要があったとしても、クライアント２の画面表示性能が５fpsしかない場合には、医用画像データを５fpsのフレームレートに調整すればよい。

以上のように、第２の実施の形態によれば、クライアント２の画面表示性能に応じて表示品質が調整された医用画像データを転送することが可能となる。
［変形例］
１．以上においては、クライアント２での操作状態、ネットワーク３の有効帯域、およびクライアント２の画面表示性能に応じて、転送する画像データをその都度調整するようにしたが、これに限らず、調整値を予めデータテーブルとして保持しておき、クライアント２での操作状態に応じて、データテーブルから調整値を読み出して、転送する画像データの表示品質を調整することも可能である。

２．また、pingコマンドによるRTT（Round Trip Time）測定や帯域遅延積などを算出し、それらの情報に基づいて、転送する画像データの表示品質を調整することも可能である。

３．また、サーバ１およびクライアント２のCPUロード値やメモリ使用量から、それぞれの処理負荷量を算出し、サーバ１およびクライアント２の処理余力に応じて、転送する医用画像データの表示品質を調整することも可能である。

４．さらに、サーバ１とクライアント２の間のネットワーク帯域やRTT遅延時間などに応じて、クライアント２で行うことができる操作を定めておくことも可能である。例えば、サーバ１に、クライアント２での所定の操作を制限する操作制限手段を設けておき、実効帯域が１０Mbpsの狭帯域ネットワークの場合には、クライアント２の「スライダ操作」を禁止するように設定することができる。

５．この発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化したり、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせたりすることにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。

１ サーバ
２ クライアント
３ ネットワーク
１０ 臨床アプリケーション
１１ 画像転送制御部
１１ａ 操作情報受信部
１１ｂ 操作状態判断部
１１ｃ 画像データ調整部
１１ｄ 画像データ転送部

Claims (5)

1. クライアントからネットワークを介して送信されてきた操作情報を受信し、前記操作情報に対応した処理を実行し、その処理結果である医用画像データを前記クライアントに転送する医用画像転送制御装置において、
   前記クライアントから送信されてきた前記操作情報に基づいて、前記クライアントで行われている操作状態を判断する操作状態判断手段と、
   前記ネットワークの有効帯域、および、前記操作状態判断手段による判断結果に基づいて、前記クライアントに転送する前記医用画像データの表示品質を調整する画像データ調整手段と、
   前記画像データ調整手段により調整された前記医用画像データを前記クライアントに転送する画像データ転送手段と
   を備えることを特徴とする医用画像転送制御装置
2. 前記操作状態には、画像診断を行うモード、あるいは、インタラクティブに操作を行うモードがあり、
   前記画像データ調整手段は、前記クライアントが前記画像診断を行うモードの場合には、前記医用画像データを高品質に調整し、前記クライアントが前記インタラクティブに操作を行うモードの場合には、前記医用画像データを、前記画像診断を行うモードの品質よりも低い品質に調整する
   ことを特徴とする請求項１に記載の医用画像転送制御装置。
3. 前記画像データ調整手段は、前記クライアントの画面表示品質をさらに取得し、前記ネットワークの有効帯域、前記操作状態判断手段による判断結果、および、前記画面表示品質に基づいて、前記クライアントに転送する前記医用画像データの表示品質を調整する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の医用画像転送制御装置。
4. 前記ネットワークの有効帯域に応じて、前記クライアントでの所定の操作を制限する操作制限手段をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の医用画像転送制御装置。
5. クライアントからネットワークを介して送信されてきた操作情報を受信し、前記操作情報に対応した処理を実行し、その処理結果である医用画像データを前記クライアントに転送する医用画像転送制御装置が備えるコンピュータに実行させる制御プログラムにおいて、
   前記クライアントから送信されてきた前記操作情報に基づいて、前記クライアントで行われている操作状態を判断する操作状態判断ステップと、
   前記ネットワークの有効帯域、および、前記操作状態判断ステップによる判断結果に基づいて、前記クライアントに転送する前記医用画像データの表示品質を調整する画像データ調整ステップと、
   前記画像データ調整ステップにより調整された前記医用画像データを前記クライアントに転送する画像データ転送ステップと
   を含むことを特徴とする制御プログラム。
   

Images