JP6158690B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示装置に関し、例えばＸ線撮影装置、Ｘ線ＣＴ装置、核磁気共鳴画像装置（ＭＲＩ）などの医療画像撮影装置で得られる医療画像を表示することが可能な画像表示装置に関する。

従来、病院や診療所などの医療機関では、医療画像撮影装置により得られる医療画像を、ＰＣ（Personal Computer）などの卓上端末の表示画面で閲覧できる医療検査システムが設けられている。このような医療検査システムにおいては、医療画像撮影装置において撮影された被験者の医療画像が、画像サーバに保管される。この医療画像は、卓上端末からの要求に応じて画像サーバから通信回線を通じて卓上端末に送信され、当該受信した医療画像を卓上端末の表示画面に表示するように構成されている。

医療画像撮影装置で生成される画像データ（医療画像）のほとんどは、一画素あたり１０ビットあるいは１２ビットの濃淡階調の画像データである。そして医療画像撮影装置は、その画像データをそのまま１０ビットまたは１２ビットの階調で医療検査システム内の画像サーバに転送している。

一方、卓上端末の表示画面では、一画素の画像データを、白から黒（白黒画像表示の場合）の間を１０ビット（＝１０２４階調）、或いは１２ビット（＝４０９６階調）といった広い階調値で表現している。よって、一画素の画像データが広い階調値のまま医療画像を卓上端末に表示すると、コントラストが低くて不明瞭となり画像の観察が困難となってしまう。このため、比較的狭い範囲内の画素値を、卓上端末のグレイスケールに拡大して表示するようにしている。このような機能はウィンドウ変換機能と呼ばれ、軟らかい内臓などの組織や骨部といった、狭い範囲内の画素値を例えば８ビット（２５６階調）の輝度に変換して表示するものである。

医療用の画像表示装置として、１０ビットあるいは１２ビットの階調を表示可能である据置式医療専用品が使用されているが、高価であるため医療機関に充分な台数の配備が難しいという実情がある。一方で、医療画像そのものは、被験者や家族への具体的な説明を行うのに有効であることから、活用ニーズがある。例えば院内回診や動けない患者の所へも持ち運び容易な端末として、タブレット型端末が適している。

しかし、タブレット型端末のディスプレイには、医療用として必要な１０ビットあるいは１２ビットの階調表示能力を持つ表示デバイスは搭載されておらず、一般に８ビット階調のデバイスが搭載されている。このため、限られた階調表示性能を最大限に有効活用して医療画像を表示するためには、操作容易なウィンドウ変換機能が必須である。

例えば、医用放射線画像を観察する際、観察領域内の１点を１クリックという簡単な操作だけで、コンピュータが自動的に、観察領域に最適化したウィンドウレベル・幅を算出する技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−１２０６６８号公報

この種のウィンドウ変換機能を有する画像表示装置においては、ユーザが医療画像における関心領域内の画素の輝度値の幅（ウィンドウ幅）とその中心値（ウィンドウレベル）を手動で変更しながら、関心領域の見え具合について調整操作を繰り返す。このため、操作ステップが多く、所望の表示に調整することに手間がかかっていた。また、ユーザごとに調整結果のばらつきも発生しやすかった。

また、本来、関心領域は、面積をもつ任意形状の２次元図形として表示画面上に表示される。そのため、特許文献１に記載された、関心領域内の基準点を「点」で指定してウィンドウレベルとウィンドウ幅の調整を自動的に行なう技術において、基準点が「点」では、関心領域全体の画素値を評価してウィンドウレベルを設定する処理を行うことができなかった。

また、タブレット型端末は、例えば指で操作する、立ったまま操作する、机の上でなく腰掛けたまま手に持って操作する、移動する車両の中で操作することが想定されている。そのため、従来の机上に静置されたＰＣのディスプレイへの精密なマウス操作とは根本的に使用される環境が異なり、タッチパネルを指で操作するため、大雑把な操作入力を許容する必要がある。例えばマウスではピンポイント選択が可能であるが、指では選択することは難しい。また、端末装置の操作姿勢や車両の揺れ等により誤り操作が発生しやすい。

上記の状況から、操作者が表示部に表示された医療画像に対して任意形状の関心領域を正確に選択し、選択された関心領域に最適なウィンドウ条件を設定する手法が望まれていた。

本発明の一態様は、供給された第１の階調を持つ画像を該第１の階調より小さい第２の階調で表示する表示部と、その表示部に重ねて配置され、操作面に接触する指示体の位置に応じた信号を生成する入力部とを備える。また、入力部から供給される信号に基づいて指示体の操作面上における軌跡を検出し、その軌跡に基づいて上記表示部に表示された画像に対する関心領域を設定し、当該関心領域内の画素の輝度値に基づいてウィンドウ条件を設定する制御部を備える。また、制御部で設定されたウィンドウ条件を上記画像に適用し、画像を表示部に表示させる表示制御部を備える。

本発明の一態様によれば、入力部から供給される信号に基づいて指示体の操作面上における軌跡を検出し、その軌跡に基づいて表示部に表示された画像に対する関心領域が設定される。それにより、例えば医師が表示部に表示された画像に対して任意形状の関心領域を正確に選択し、選択された関心領域に最適なウィンドウ幅及びウィンドウレベルが設定される。

本発明の一実施の形態に係る医療画像表示システムの全体構成図である。 図１の画像サーバのデータベースを構成する情報テーブルの説明図である。 図１の配信サーバのデータベースを構成する情報テーブルの説明図である。 配信サーバから送信される画像ファイルの構成を示す説明図である。 図１のタブレット型端末の構成例を示すブロック図である。 タブレット型端末が配信サーバから受信した医療画像の表示例である。 タブレット型端末に表示された医療画像上に関心領域を設定した場合の表示例である。 タブレット型端末に表示された医療画像上に関心領域を設定する手段の一例（矩形）である。 タブレット型端末に表示された医療画像上に関心領域を設定する手段の一例（円）である。 タブレット型端末に表示された医療画像上に設定された関心領域を移動する手段の一例（矩形をドラッグ）である。 タブレット型端末に表示された医療画像上に設定された関心領域を移動する手段の一例（円をドラッグ）である。 タブレット型端末に表示された医療画像上に設定された関心領域の大きさを変更する手段の一例（矩形）である。 タブレット型端末に表示された医療画像上に設定された関心領域の大きさを変更する手段の一例（円）である。 タブレット型端末に表示された医療画像上に関心領域を設定する手段の一例（擦る）である。 操作ノイズを検出する方法の一例を示す説明図である。 タブレット型端末に表示された医療画像上に設定された関心領域を移動する手段の一例（擦ることで設定された領域をドラッグ）である。 タブレット型端末に表示された医療画像上に関心領域を設定する手段の一例（輪郭描画）である。 タブレット型端末に表示された医療画像上に設定された関心領域を移動する手段の一例（輪郭をドラッグ）である。 タブレット型端末に表示された医療画像上に輪郭描画によって関心領域を設定したときの輪郭の一例である。 タブレット型端末に表示された医療画像上に関心領域を設定する手段の一例（輪郭からのエッジ抽出）である。 図２１Ａ〜Ｃはオリジナル画像のヒストグラムとＬＵＴの例を示した説明図であり、図２１Ａはオリジナル画像のヒストグラム、図２１Ｂはオリジナル画像全体のＬＵＴ、図２１Ｃはオリジナル画像内の関心領域のＬＵＴである。 オリジナル画像から変換した画像のヒストグラムの一例である。 タブレット型端末に表示された医療画像の一例である。 図２３のタブレット型端末に表示された医療画像上に関心領域を設定した場合の画像例である。 図２４の医療画像に対して関心領域に基づきウィンドウレベルとウィンドウ幅とを調整した場合の画像例である。

以下、本発明を実施するための形態の例について、添付図面を参照しながら説明する。
なお、各図において共通の構成要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

以下の実施の形態において、画像表示装置として、表示部とタッチパネル部を備える過搬型の端末装置、ここではタブレット型端末を例に説明する。本実施の形態に係る画像表示装置は、医療画像のような大きな階調（第１の階調）を持つ画像を、その第１の階調より小さい第２の階調で表示する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る医療画像表示システムの全体構成図である。
図１に示す医療画像表示システム１は、医療画像撮影装置１０（以下、「モダリティ」ともいうことがある。）と、画像サーバ２０と、配信サーバ３０を備える。そして、医療画像撮影装置１０、画像サーバ２０及び配信サーバ３０は、ＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワーク５１を介して接続されている。

医療画像撮影装置１０は、患者の所定部位を撮影して医療画像を作成する装置である。医療画像撮影装置１０としては、例えばＸ線撮影装置、ＣＴ（コンピュータ断層撮影装置）、ＭＲＩ（核磁気共鳴画像装置）などが挙げられる。画像サーバ２０は、医療画像撮影装置１０で作成された医療画像を保管及び管理する。配信サーバ３０は、医療画像撮影装置１０で作成された医療画像を配信する。

また、配信サーバ３０と、医療画像を表示するタブレット型端末４０（画像表示装置の一例）とが、ＷＡＮ（Wide Area Network）などのネットワーク５２を介して相互に接続されている。タブレット型端末４０は、表示部４３とタッチパネル部４４を有する。図１における医療画像撮影装置１０の数は一台に限らず、複数台で構成されていてもよい。また、複数台の医療画像撮影装置１０は同種もしくは異種で構成してもよい。

画像サーバ２０は、データベース（以下「ＤＢ」と記す）２１を有し、医療画像撮影装置１０から患者の所定部位を撮影した医療画像を受信し、ＤＢ２１に保存する。画像サーバ２０が医療画像撮影装置１０から受信した医療画像は、被検者毎に区分されて、被検者の属性情報、検査日時、撮影に使用されたモダリティなどの検査に関連する情報とともに医療情報として、ＤＢ２１に保存される。

配信サーバ３０は、データベース（以下「ＤＢ」と記す）３１を有し、タブレット型端末４０のユーザ操作を受け付け、画像閲覧を許可する複数のタブレット型端末４０の固有ＩＤ（識別情報）と、タブレット型端末４０を操作可能なユーザを管理する。また、配信サーバ３０は、タブレット型端末４０または画像サーバ２０の操作により受け付けた画像検索又は取得要求を、画像サーバ２０に対し発行して医療画像を取得する。そして、医療画像を取得後、対象の医療画像を要求元あるいは指定された他のタブレット型端末４０に送信する。このとき、配信サーバ３０は、閲覧要求のあるタブレット型端末４０が使用される場所についての許可範囲を示す閲覧許可位置情報、及び／又は参照期限情報を付与して送信してもよい。

ＤＢ２１及びＤＢ３１の構成についてさらに説明する。
図２は、画像サーバ２０のＤＢ２１を構成する情報テーブルの説明図である。
図３は、配信サーバ３０のＤＢ３１を構成する情報テーブルの説明図である。

画像サーバ２０が医療画像撮影装置１０から受信した医療情報は、被検者属性情報、検査日時情報、検査情報、および検査で得られる医療画像を含む木構造の階層を持つテーブルで構成され、ＤＢ２１で管理される。具体的には図２に示すように、ＤＢ２１には、被検者の属性情報テーブル２１１、当日（検査日）の検査に関する属性情報テーブル２１２、検査毎の属性情報テーブル２１３、検査で発生した医療画像の属性情報テーブル２１４などが格納されている。

配信サーバ３０は、画像サーバ２０から取得した医療画像を画像サーバ２０と同じような木構造のＤＢ３１で管理する。また、ＤＢ３１は、配信管理に係わるテーブルを有している。具体的には図３に示すように、ＤＢ３１には、被検者の属性情報テーブル３１１、当日（検査日）の検査に関する属性情報テーブル３１２、検査毎の属性情報テーブル３１３、検査で発生した画像の属性情報テーブル３１４が格納されている。さらに、医療画像を閲覧可能なタブレット型端末４０を管理する端末管理テーブル３１５、タブレット型端末４０を操作可能なユーザを管理する利用者管理テーブル３１６などが格納されている。配信サーバ３０は、医療画像を配信する際に、端末管理テーブル３１５及び利用者管理テーブル３１６に基づく配信情報３１７を、当該医療画像に付与して配信する。

図４は、配信サーバ３０から送信される画像ファイルの構成を示す説明図である。
配信サーバ３０から送信される画像ファイル３３は、被検者属性情報、当日の検査属性情報、検査毎の属性情報、画像属性情報、配信情報、画像部（医療画像）から構成されている。

図１に戻り、タブレット型端末４０は、医師などのユーザの操作を受けて配信サーバ３０に対して必要な医療画像の検索要求を行う。配信サーバ３０は、画像サーバ２０から該当する医療画像（画像部：図４）を取得し、取得した医療画像を含む画像ファイル３３をタブレット型端末４０に送信する。タブレット型端末４０は、受信した画像ファイルから読み出した医療画像を表示部４３に表示する。

図５は、タブレット型端末４０の構成例を示すブロック図である。
タブレット型端末４０は、制御部４１と、記憶部４２と、表示部４３と、タッチパネル部４４と、表示制御部４５と、通信制御部４６と、スピーカ（図示せず）とを備え、これらが相互にバス４７を介して接続されている。

制御部４１は、記憶部４２に記憶された所定のアプリケーションプログラム（ソフトウェア）を、バス４７を介して読み出し、そのプログラムを実行することによりタブレット型端末４０の各部の制御を行う。また、制御部４１は、ユーザ操作に応じてタッチパネル部４４から出力される検出信号に基づき、画面上でのタッチ位置、移動方向及び移動量を決定する。そして、制御部４１は、決定したタッチ位置等の情報（制御指令）を表示制御部４５に出力する。制御部４１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等で構成される。制御部４１は、後述する関心領域設定部４１１と、輝度値検出部４１２と、ウィンドウ設定部４１３を有する。

記憶部４２には、制御部４１がタブレット型端末４０全体の制御を実行するための制御プログラムや画面表示などのための各種アプリケーションプログラムが予め格納されている。また、表示部４３で表示される画面のレイアウト、このレイアウトに付加される画像サーバ２０からの医療情報を格納する。記憶部４２へのデータの記憶と記憶部４２からのデータの読み出しは、制御部４１の制御下で行われる。記憶部４２として、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、ＳＳＤ（Solid State Drive）等を適宜組み合わせて構成してもよい。

表示部４３は、制御部４１の制御下で、画像や各種情報の表示を行う表示パネルである。表示パネルとしては、例えば液晶表示パネルや有機ＥＬ（Electro-Luminescence）表示パネルが使用される。

タッチパネル部４４は、入力部の一例であり、指やペンなどの指示体で表面（操作面）がタッチされた（操作面に指示体が接触した）とき、そのタッチ位置を検出し、検出結果を制御部４１へ出力する。タッチパネル部４４は、表示パネルと重ねて配置され、表示パネルが画像などを表示するエリアに、指示体が存在する（タッチされた）ことを検出する。タッチパネル部４４と表示パネルを重ねる方法として、そのまま積層する、または一体に形成する。

タッチパネル部４４は、例えば静電容量式の位置検出デバイスが使用され、指などで表示パネルの表面（操作面）がタッチされたことを静電容量の変化から検出し、タッチ位置を求める。なお、タッチパネル部４４は、静電容量式以外の方式のものを使用してもよい。例えば抵抗値の変化で、タッチ位置を検出する構成としてもよい。

タッチパネル部４４が検出したタッチ位置の情報は、制御部４１に伝送される。制御部４１は、供給されるタッチ位置の情報に基づいて、起動中のアプリケーションを実行する。タッチ位置は、例えば直交する２つの軸であるＸ軸（横軸）とＹ軸（縦軸）の座標位置で示される。タッチパネル部４４が検出する座標位置は、一点であるとは限らない。すなわち、タッチパネル部４４の広い範囲（例えば手のひら）が同時にタッチされたとき、制御部４１は、タッチされた範囲全体を検出する。複数の範囲（例えば複数本の指）が同時にタッチされたときにも、制御部４１は、その複数の範囲を制御する。

図５に示すタッチパネル部４４は、操作面にタッチ操作が行なわれることを想定しているが、これに限らず、入力部として、表示画面のアイコンなどを操作するためのコントローラ及びマウス、また、各種パラメータ設定用の操作キーや操作スイッチを備えたキーボードなどを別途設けるようにしてもよい。

表示制御部４５は、制御部４１の制御下で、表示部４３に表示する医療画像等の画像データを生成する。表示制御部４５は、指やペンなどの指示体の表示画面上での移動量及び移動方向、又はタッチ領域の大きさを含む情報（制御指令）を制御部４１から受信する。そして、表示制御部４５は、この制御指令に基づいて画像データを生成し、画像データを表示部４３へ出力する。

通信制御部４６は、ネットワーク５２に接続されて、制御部４１の制御下で、ネットワーク５２を通じてデータの送信及び受信の処理を行う。

なお、記憶部４２には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＳＳＤ（Solid State Drive）、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクなどが用いられる。タブレット型端末４０は、配信サーバ３０からの医療情報を、通信制御部４６を介して受信し、記憶部４２に記録する。そして、所定のアプリケーションプログラムを実行する制御部４１による制御の下に、受信した医療情報に対応する画面のレイアウトが読み出され、当該医療情報の医療画像情報とレイアウトとから医療情報表示用画面が作成される。この医療情報表示用画面が、表示部４３に表示される。

以下、図３から図２５を用いて、タブレット型端末４０に医療情報を表示する一例を説明する。
まず、ユーザによってタブレット型端末４０内に記憶されている医療画像表示のための所定のアプリケーションプログラムが起動される。すると、起動画面においてユーザである医師のタッチ操作によって画面上に、ソフトキーボードなどの文字入力部が出現する。続いて医師の操作によって、ユーザＩＤやパスワードなどのユーザ特定情報がタブレット型端末４０に対して入力される。当該入力を受け付けたタブレット型端末４０の制御部４１は、入力されたユーザ特定情報を、通信制御部４６を介して配信サーバ３０に送信する。配信サーバ３０は当該受信した情報に基づきユーザを認証し、認証許可された場合にはタブレット型端末４０に対して認証許可の通知を行なう。

次に、タブレット型端末４０が配信サーバ３０から医療画像を取得し、医療画像を表示部４３に表示するための流れについて説明する。
図６は、タブレット型端末４０が配信サーバ３０から受信した医療画像の表示例である。タブレット型端末４０は配信サーバ３０から医療画像を取得して記憶部４２に記憶し、記憶部４２から医療画像を読み出して表示部４３に表示する。

図６に示すように、医療画像６５が特定の被検者を撮影した画像であることを明示するために、表示部４３に、患者番号（ＩＤ）、被検者名、性別、年齢といった被検者属性情報６１を、被検者の属性情報テーブル３１１から読み出して、医療画像６５とともに表示する。
また、検査日といった当日の検査属性情報６２を、当日の検査に関する属性情報テーブル３１２から読み出して、医療画像６５とともに表示する。
また、撮影に使用した医療画像撮影装置１０（モダリティ）、撮影番号といった検査毎の属性情報６３を、検査毎の属性情報テーブル３１３から読み出して、医療画像６５とともに表示する。
また、表示中の医療画像の識別番号、ウィンドウ幅（ＷＷ）、ウィンドウレベル（ＷＬ）、画像サイズ、医療画像が複数枚の組画像であるときの表示中画像番号／全体の画像枚数などの画像属性情報６４を、検査で発生した医療画像に対応する属性情報テーブル３１４から読み出して、医療画像６５とともに表示する。

［所定の形状の関心領域］
図７は、タブレット型端末４０に表示された医療画像６５上に関心領域（観察領域）を設定した場合の表示例である。
図７の例では、ユーザ（例えば医師）がより精密に医療画像６５を観察できるようにするため、医療画像６５に関心領域７１を設定している。関心領域７１の輪郭は枠線で表示され、医師が視認可能になっている。表示中の医療画像６５について関心領域７１を設定すると、設定された関心領域７１の統計情報７２として関心領域７１の面積、輝度中心値、輝度値の標準偏差、関心領域７１内の最大輝度値、最小輝度値などを表示して医師による観察の一助とする。

図８は、タブレット型端末４０に表示された医療画像６５上に関心領域を設定する手段の一例（矩形）である。この図８の例は、表示部４３に表示された医療画像６５上に関心領域を描く一般的な方法である。
まず、ユーザの一指（例えば人差し指ｆ１）でタッチパネル部４４をタッチして始点を選択する。
次に、二指（例えば人差し指ｆ１と親指ｆ２）でタッチパネル部４４をタッチして二指間の距離、すなわち関心領域の大きさを決定する。この例では、二指間の距離を対角線とする矩形を描き、この矩形を関心領域７１とする。このようなタッチパネル部４４にタッチした二指間の距離を広げる操作はピンチアウト、二指間の距離を縮める操作はピンチインと呼ばれる。

制御部４１の関心領域設定部４１１（図５）は、ユーザ操作に応じてタッチパネル部４４から出力される検出信号に基づき、上記始点と大きさを決定し、それらの情報（制御指令）を表示制御部４５に出力する。表示制御部４５は、領域設定部４１１からの制御指令に基づき、表示部４３に表示した医療画像６５に重畳して関心領域７１を表示する。

図９は、タブレット型端末４０に表示された医療画像６５上に関心領域を設定する手段の一例（円）である。
この例では、図８の例と同様に、始点と大きさを決定し、二指間の距離を直径とする円を描き、この円を関心領域７３とする。

図１０は、タブレット型端末４０に表示された医療画像６５上に設定された関心領域７１を移動する手段の一例（矩形をドラッグ）である。
図１０の例では、例えばユーザの人差し指ｆ１で関心領域７１内をタッチしドラッグすることにより、大きさを変えないで矩形の関心領域７１を移動させる操作を行う。これにより、任意の位置に関心領域７１と同じ形状の関心領域７１Ｍを設定できる。

図１１は、タブレット型端末４０に表示された医療画像６５上に設定された関心領域７３を移動する手段の一例（円をドラッグ）である。
図１１の例では、例えばユーザの人差し指ｆ１で関心領域７３内をタッチしドラッグすることにより、大きさを変えないで円の関心領域７３を移動させる操作を行う。これにより、任意の位置に関心領域７３と同じ形状の関心領域７３Ｍを設定できる。

図１２は、タブレット型端末４０に表示された医療画像６５上に設定された関心領域７１の大きさを変更する手段の一例（矩形）である。
図１２の例では、描かれた関心領域７１の一頂点を人差し指ｆ１でタッチしてドラッグすることにより、関心領域７１の拡大又は縮小を行い、変更後の関心領域７１Ｅを設定する。

図１３は、タブレット型端末４０に表示された医療画像６５上に設定された関心領域７３の大きさを変更する手段の一例（円）である。
図１３の例では、まず円で描かれた関心領域７３の外接矩形７４を描く。そして、図１２の例と同様に、描かれた関心領域７３の外接矩形７４の一頂点を人差し指ｆ１でタッチしてドラッグすることにより、外接矩形７４の拡大又は縮小を行い、変更後の外接矩形７４Ｅを設定する。外接矩形７４Ｅの拡大又は縮小に連動して、関心領域７３の拡大又は縮小を行い、変更後の関心領域７３Ｅを設定する。

図１２及び図１３の例では、いずれも片手及び一つの指で操作が完結する。タブレット型端末４０は片手で保持し、片手で操作をしなければいけない制約があるため、タブレット型端末４０に適した操作方法であると言える。なお、図１２及び図１３の例は、矩形（円の外接矩形を含む）の一頂点をタッチしてドラッグするという操作であったが、矩形の辺をタッチしてドラッグする操作でもよい。また、円の一部をタッチして拡大又は縮小を行う操作でもよい。この操作の場合、円が楕円に変形する。

［任意の形状の関心領域］
以上説明した操作は、関心領域を矩形または円を用いて設定するものであるが、さらに複雑な形状の関心領域について精密な観察には任意形状の関心領域（観察領域）を選択可能とする必要がある。以下、医療画像上に任意形状の関心領域を選択するための操作例を説明する。

（指先で操作面を擦る例）
図１４は、タブレット型端末４０に表示された医療画像６５上に関心領域を設定する手段の一例（擦る）である。
図１４の例では、タッチパネル部４４の操作面を指先（例えば人差し指ｆ１）で擦って関心領域８２を指定する。言い換えると、医療画像６５上の所望の領域を一筆で塗りつぶすような操作で関心領域を指定する。この方法では、指先の描く軌跡８１をすべて関心領域とするのではなく、連続して複数回指先が通過した当該指先の軌跡８１を含む領域を関心領域８２として抽出する。

ここで、指先が描く軌跡８１は、その指先（指示体）と操作面との接触面積に応じた幅を有する。よって、指先が通過した当該指先の軌跡８１を含む領域とは、指先に応じた幅を有する軌跡８１の輪郭から所定範囲を含む領域である。関心領域設定部４１１は、タッチパネル部４４から出力される検出信号に基づいて指先が描く軌跡８１を検出し、指先に応じた幅を有する軌跡８１に対応する領域と、当該軌跡８１の所定の周辺領域とを含む範囲の領域を決定し、関心領域８２に設定する。また関心領域設定部４１１は、連続して複数回指先が通過した当該指先の軌跡を含む領域を関心領域８２として抽出し、例えば指先が一往復しただけの軌跡を操作ノイズと判断して関心領域８２に含めない。

図１５は、操作ノイズを検出する他の方法の一例を示す説明図である。
第１の軌跡８１−１〜第４の軌跡８１−４は、軌跡８１を構成する軌跡の一部を示した例である。ここでは、第１の軌跡８１−１から第４の軌跡８１−４の順に描かれたものとする。

まず、制御部４１は、第１の軌跡８１−１〜第４の軌跡８１−４を含む複数の軌跡における各軌跡の中心位置（一つの軌跡の両端部の中心の位置）に基づいて、この複数の軌跡の中心線Ｃを求める。そして、各軌跡の両端と中心線Ｃとの距離を求める。例えば、第３の軌跡８１−３の一方の端部と中心線Ｃとの距離はＤ１であり、他方の端部と中心線Ｃとの距離はＤ２である。ここで、第３の軌跡８１−３の距離Ｄ２に対応する部分の一部に操作ノイズが含まれていると想定する。操作ノイズの一つの考え方として、第３の軌跡８１−３のうち中心線Ｃから所定長さ（許容値）を越える部分を、操作ノイズとする。また操作ノイズの他の考え方として、第３の軌跡８１−３のうち中心線Ｃからの距離が、複数の軌跡の標準の長さから所定の偏差（許容値）を越える部分を、操作ノイズとする。

このようなタッチパネル部４４の操作面を指先で擦る操作によって関心領域８２を設定することにより、例えば操作中にユーザの姿勢が崩れて指先が大きく目的領域外の場所８３ａ，８３ｂ（図１４）を移動したとしても、それを操作ノイズとして排除することができる。操作ノイズを検出する方法は、上述した方法に限られない。このタッチパネル部４４を指等の指示体で擦って関心領域を設定する操作は、立ったまま使う、移動する車両の中で使うといったタブレット型端末４０特有の使用環境に適している。

なお、タッチパネル部４４の操作面を指先で擦って関心領域８２を指定する例を説明したが、このようにして指定した関心領域と重なるように操作面をさらに指先で擦ることによって、関心領域を拡大できるようにしてもよい。

また、複数の軌跡の中心線Ｃは、一例として各軌跡の中心位置の最小自乗法などにより求めることができる。また、中心線Ｃを求める際に、関心領域内にある全ての軌跡の中心位置を利用してもよいし、一部の複数の軌跡の中心位置を利用してもよい。

図１６は、タブレット型端末４０に表示された医療画像６５上に設定された関心領域を移動する手段の一例（擦ることで設定された領域をドラッグ）である。
図１６の例では、人差し指ｆ１等で関心領域８２内にタッチしてドラッグすることにより関心領域８２を任意の位置に移動させ、移動後の関心領域８３Ｍを設定することができる。この図１６における関心領域の移動方法は、図１０及び図１１の例と同じである。

（軌跡で囲む例）
図１７は、タブレット型端末４０に表示された医療画像６５上に関心領域を設定する手段の一例（輪郭描画）である。
図１７の例は、同じく任意の形状の関心領域を選択する手段として、人差し指ｆ１等の一指で線（軌跡）を描き目的の関心領域９１を一筆書きで囲んで選択する方法である。

図１８は、タブレット型端末４０に表示された医療画像６５上に設定された関心領域を移動する手段の一例（輪郭をドラッグ）である。
図１８の例では、人差し指ｆ１等で関心領域９１内にタッチしてドラッグすることにより大きさを変えないで関心領域９１を任意の位置に移動させ、移動後の関心領域９１Ｍを設定することができる。この図１８における関心領域の移動方法は、図１０、図１１及び図１６の例と同じである。

図１９は、タブレット型端末４０に表示された医療画像６５上に輪郭描画によって関心領域を設定したときの輪郭の一例である。
ここでは、人差し指ｆ１でタッチパネル部４４の操作面に線（輪郭線９２ａ）を描き関心領域９２を一筆書きで囲んで選択している。操作を行う指（例えば人差し指ｆ１）は太さを持っているため、細かい領域選択をできないという難点がある。

図２０は、タブレット型端末４０に表示された医療画像６５上に関心領域を設定する手段の一例（輪郭からのエッジ抽出）である。
この例では、関心領域設定部４１１は、指先で描かれた太さ（幅）を持った線（軌跡）で形成される、関心領域９２の輪郭線９２ａと重なる部分の医療画像６５に微分フィルタ等を適用し、医療画像６５にある境界線（エッジ）の画素を抽出（エッジ抽出）する。そして、抽出した画素をつないで関心領域９３とする。輪郭線９２ａと医療画像６５の重なる部分にエッジがない場合には、例えば輪郭線９２ａの外周（もしくは内周）に対応する医療画像６５の画素をエッジとして抽出する。図２０では、関心領域９３が大腿骨に沿って精密に設定されており、エッジがない部分（大腿骨の長手方向に垂直な方向）は輪郭線９２ａの外周をエッジとしている。

この方法によれば、図１９に示した関心領域を設定する方法の難点を解決することができる。すなわち、指先で描く線が太く関心領域が多少大雑把に描かれても、医療画像６５からユーザが所望する関心領域に対応する領域を正確に選択することが可能となる。なお、ユーザが表示部４３に表示された医療画像を見ながら、エッジ抽出のための閾値（例えば隣接する画素間の輝度値の差分）を設定できるようにしておくとよい。それにより、所望の関心領域と他の領域との境界が曖昧であるときは、ユーザが適宜閾値を調整して精密な関心領域を設定することができる。

［ウィンドウ幅及びウィンドウレベルの自動調整］
（従来の階調変換）
ところで、本来、Ｘ線ＣＴ装置等の医療画像撮影装置１０で撮影される、医療画像の画素の輝度値は、約−３００００〜＋３００００といった広いダイナミックレンジを有している。このため医療画像撮影装置１０から出力される医療画像（以下「オリジナル画像」と記す）の階調は、１０２４階調あるいは４０９６階調（第１の階調の例）が普通である。ところが、一般のＰＣ用の画像表示装置やタブレット型端末に搭載される表示部（表示パネル）が表示可能な階調は２５６階調（第２の階調の例）であり、１０２４階調あるいは４０９６階調を２５６階調に変換する必要がある。しかし、１０２４階調あるいは４０９６階調を２５６階調にそのまま変換すると、濃度やコントラストの乏しい画像になってしまう。

そこで、軟らかい内臓組織や、骨部といった目的の関心領域に絞って、狭い範囲内の画素の輝度値で２５６階調に変換する。上述した比較的狭い輝度値の範囲をウィンドウ幅（ＷＷ：Window Width）と言い、ウィンドウ幅の中心値をウィンドウレベル（ＷＬ：Window Level）と言う。従来は、ウィンドウ条件（ＷＷ，ＷＬ）を、マウスやダイヤルエンコーダ、スライドバーなどを用いてユーザが調整することにより、観察対象の医療画像を適切な輝度に変換して表示し、観察しやすくすることが行なわれている。

本実施の形態例は、関心領域が前述のような操作手順で設定された場合に、制御部４１が関心領域内の画素の輝度値を評価し、関心領域に適切なウィンドウ条件（ＷＷ，ＷＬ）を演算により自動的に求め、求めたウィンドウ条件を医療画像に適用して再描画を行なう。これにより、操作条件や使用する環境に制約のあるタブレット型端末において、ユーザによるウィンドウ条件（ＷＷ，ＷＬ）の調整操作を軽減し、観察への準備調整を容易にするものである。

以下、医療画像の４０９６階調を２５６階調に変換する例を説明する。
図２１は、図２１Ａ〜Ｃはオリジナル画像のヒストグラムとＬＵＴの例を示した説明図であり、図２１Ａはオリジナル画像のヒストグラム、図２１Ｂはオリジナル画像全体のＬＵＴ、図２１Ｃはオリジナル画像内の関心領域の輝度値変換テーブル（ＬＵＴ:Look Up Table）である。以下、輝度値変換テーブルをＬＵＴと記す。

図２１Ａのヒストグラム１０１は、医療画像撮影装置１０で撮影されたオリジナル画像のヒストグラムである。
制御部４１の輝度値検出部４１２（図５）は、オリジナル画像に設定された関心領域内の画素の輝度値を検出し、最大輝度値１０２、最小輝度値１０３を求める。符号１０４は関心領域内の画素の中心輝度値である。
ウィンドウ設定部４１３（図５）は、記憶部４２に記録されている図２１Ｂに示すＬＵＴ１０５（図２１Ｂ）を参照し、４０９６階調を２５６階調に変換する。

ＬＵＴ１０５の水平軸はオリジナル画像の階調（４０９５階調）、垂直軸は変換後の階調（２５６階調）である。ＬＵＴ１０５に基づいて、例えばオリジナル画像内の画素の輝度値ａを輝度値ｂに変換する処理が行われる。なお、ＬＵＴ１０５に示される特性線は、この例では直線であるが、使用した医療画像撮影装置１０に特有な曲線（例えばγ補正）あるいは撮影部位に特有な曲線であってもよい。

（本実施の形態に係る階調変換）
医療画像上に関心領域が選択されると、医師はこの関心領域のみを詳細に観察したい。したがって、４０９５階調うち０〜４０９５の全輝度領域が必要なわけではなく、関心領域の採りうる輝度領域、すなわち最大輝度値１０２から最小輝度値１０３の範囲を変換すればよい。この条件の下では関心領域に対応したＬＵＴ１０８（図２１Ｃ）が使用され、オリジナル画像の輝度値ｃは輝度値ｄに変換される。関心領域の最大輝度値１０２より大きな輝度値の変換後の輝度値は２５５（最大）となり、関心領域の最小輝度値１０３より小さな輝度値の変換後の輝度値は０（最小）となる。なお、関心領域の最小輝度値１０３と最大輝度値１０２の範囲外の輝度値を、一律０または２５５に変換し、関心領域以外をマスク処理して表示してもよい。

ここで、最大輝度値１０２の階調値が２３６８、最小輝度値１０３の階調値が１４２であったと仮定する。この場合、上述の方法によれば、４０９６階調を２５６階調に変換するのではなく、２２２６階調（＝２３６８−１４２）を２５６階調に変換するので、必要な関心領域のダイナミックレンジが拡大されて表示される。それゆえ、より観察しやすい医療画像の表示が可能になる。

図２２は、オリジナル画像から変換した画像のヒストグラムの一例である。
ヒストグラム１１１に示すように、図２１Ａのオリジナル画像のヒストグラム１０１の最大輝度値１０２が最大輝度値１１２（２５５）に、最小輝度値１０３が最小輝度値１１３（０）に、中心輝度値１０４が中心輝度値１１４に変換されている。このように、関心領域の画素の輝度範囲（必要としている範囲）をタブレット型端末４０が表示可能である階調度（例えば２５６階調）に変換し、タブレット型端末４０が表示可能である階調度を最大限に使用して医療画像を表示することができる。

［ウィンドウ幅及びウィンドウレベルの手動調整］
次に、制御部４１により関心領域を設定してウィンドウ条件の調整も自動で行なった後で、医師が手動にてさらに微調整を行うことを考える。ウィンドウ条件の調整は、従来はオリジナル画像の最小輝度値（０）〜最大輝度値（４０９５）の間で設定を可能としている。
しかし、オリジナル画像の関心領域の画素値に最適化された画像は、図２２の最大輝度値１１２（２５５）を超える値も、最小輝度値１１３（０）未満の値も存在しない。したがって、関心領域内の画素の輝度値に応じて最適化された画像を表示部４３に表示中に、医師が手動でウィンドウ条件を変更する操作を行う場合には、設定可能な値が最小輝度値１１３から最大輝度値１１２までの範囲に制限される。それにより、ユーザがウィンドウ条件の設定操作を誤って設定してしまうという操作ミスが発生するリスクを排除できる。それゆえ、タブレット型端末４０が使用される一般環境下で、医療画像表示の調整に要する操作数を少なくし、かつ、誤操作を減らすことができる。

［ウィンドウ条件が調整された医療画像の例］
図２３は、タブレット型端末４０に表示された医療画像の一例である。
図２４は、図２３のタブレット型端末４０に表示された医療画像上に関心領域を設定した場合の画像例である。
図２５は、図２４の医療画像に対して関心領域に基づきウィンドウレベルとウィンドウ幅とを調整した場合の画像例である。

まず、タブレット型端末４０に表示された医療画像１２０に関し、医師が図１９に示した操作方法用いて、指先でタッチパネル部４４の操作面に輪郭線１２２を描き、制御部４１が輪郭線１２２を検出する（図２３参照）。
次に、制御部４１の関心領域設定部４１１は、輪郭線１２２に基づいてエッジ処理（図２０）を行い、抽出したエッジにより医療画像１２０上に関心領域１２３を設定する（図２４参照）。
次に、制御部４１の輝度値検出部４１２は、図２４の医療画像１２０の関心領域１２３の最小輝度値と最大輝度値を検出する。制御部４１のウィンドウ設定部４１３は、この最小輝度値と最大輝度値に基づいて、医療画像１２０のウィンドウ幅とウィンドウレベルを調整する。そして、表示制御部４５が上記調整の結果を反映した医療画像１２０Ａを生成し、表示部４３に表示する（図２５参照）。

上述した本実施の形態によれば、タブレット型端末４０において、タッチ操作によって所望の関心領域を容易迅速かつ正確に選択することができる。
また、タッチパネル部４４により医療画像上に関心領域が指定される毎に、輝度値検出部４１２により当該関心領域の最大輝度値及び最小輝度値が計算される。また、この関心領域の最大輝度値及び最小輝度値に基づいて、ウィンドウ設定部４１３により、医療画像のウィンドウ幅及びウィンドウレベルが決定される。
そして、制御部４１の制御の下、表示制御部４５により、決定されたウィンドウ幅及びウィンドウレベルをもって直ちに医療画像の再表示が行われる。

以上により、操作者が複雑なウィンドウ幅とウィンドウレベルの設定及び調整の操作を行なうことなく、医療画像上に設定した関心領域に適したウィンドウ条件を迅速且つ正確に設定することができる。これによって関心領域について適切なコントラスト表示を簡単かつ正確に得ることができる。

例えば、表示部４３に表示された医療画像について、指でタッチパネル部４４の操作面を連続して擦って関心領域として抽出する領域を指定する（図１４）、又は指で操作面を擦って関心領域のおおまかな輪郭を指定する（図１９）ことによって、関心領域を選択できる。それにより、立ち姿勢や揺れる車両の中など、タブレット型端末４０が使用される一般環境下で、正確な操作を行うことができる。

なお、本発明は上記の実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。

例えば上記の実施の形態例において、指示体と操作面の接触面積に応じた幅を持つ軌跡で形成される、関心領域の輪郭線と重なる部分の医療画像のエッジを抽出する例（図１９，図２０）を説明したが、当該重なる部分の近傍（周辺）にある所定範囲の画素も含めてエッジ抽出してもよい。

また、例えば上記の実施の形態例おいては、関心領域の設定とウィンドウ条件（ＷＷ，ＷＬ）の調整を医療画像の表示に適用したが、医療画像以外の画像の表示に適用してもよい。

また、画像表示装置としてタブレット型端末を例示したが、上述した上記の実施の形態例に係る技術を、タッチパネル部を備える据え置き型の画像表示装置に適用してもよい。この場合には、据え置き型の画像表示装置においても、タッチ操作によって直観的な操作が可能になり、所望の関心領域を容易迅速かつ正確に選択することができる。

また、上記した実施の形態例は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態例の構成の一部を他の実施の形態例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態例の構成に他の実施の形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態例の構成の一部について、他の構成の追加・置換、削除をすることが可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行するためのソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、光ディスク等の記録媒体に保持することができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１…医療画像表示システム、 １０…医療画像撮影装置、 ２０…画像サーバ、 ３０…配信サーバ、 ４０…タブレット型端末、 ４１…制御部、 ４２…記憶部、 ４３…表示部、 ４４…タッチパネル部、 ４５…表示制御部、 ６５…医療画像、 ８１…軌跡、 ８２関心領域、 ８３ａ，８３ｂ…操作ノイズ、 ９２，９３…関心領域、 ９２ａ…輪郭線、 １０８…輝度値変換テーブル（ＬＵＴ）、 ４１１…関心領域設定部、 ４１２…輝度値検出部、 ４１３…ウィンドウ設定部

Claims (6)

1. 供給された第１の階調を持つ画像を該第１の階調より小さい第２の階調で表示する表示部と、
   前記表示部に重ねて配置され、操作面に接触する指示体の位置に応じた信号を生成する入力部と、
   前記入力部から供給される前記信号に基づいて前記指示体の前記操作面上における軌跡を検出し、前記軌跡で囲まれた領域を前記表示部に表示された前記画像に対する関心領域として設定し、前記関心領域内の画素の輝度値に基づいてウィンドウ条件を設定する制御部と、
   前記制御部で設定された前記ウィンドウ条件を前記画像に適用し、前記画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記指示体と前記操作面との接触面積に応じた幅を持つ前記軌跡により形成される、前記関心領域の輪郭線と重なる部分の前記画像のエッジを検出し、前記関心領域に設定し、前記関心領域の輪郭線と前記画像の重なる部分にエッジがない場合には、前記輪郭線の外周もしくは内周に対応する前記画像の画素をエッジとして抽出する
   画像表示装置。
2. 前記第１の階調を持つ画像は、医療画像撮影装置で撮影された医療画像である
   請求項１に記載の画像表示装置。
3. 供給された第１の階調を持つ画像を該第１の階調より小さい第２の階調で表示する表示部と、
   前記表示部に重ねて配置され、操作面に接触する指示体の位置に応じた信号を生成する入力部と、
   前記入力部から供給される前記信号に基づいて前記指示体の前記操作面上における軌跡を検出し、前記軌跡に基づいて前記表示部に表示された前記画像に対する関心領域を設定し、前記関心領域内の画素の輝度値に基づいてウィンドウ条件を設定する制御部と、
   前記制御部で設定された前記ウィンドウ条件を前記画像に適用し、前記画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記指示体と前記操作面との接触面積に応じた幅を持つ前記軌跡に対応する領域と、当該軌跡の所定の周辺の領域とを含む範囲の領域を、前記関心領域として設定する
   画像表示装置。
4. 前記第１の階調を持つ画像は、医療画像撮影装置で撮影された医療画像である
   請求項３に記載の画像表示装置。
5. 供給された第１の階調を持つ画像を該第１の階調より小さい第２の階調で表示する表示部と、
   前記表示部に重ねて配置され、操作面に接触する指示体の位置に応じた信号を生成する入力部と、
   前記入力部から供給される前記信号に基づいて前記指示体の前記操作面上における軌跡を検出し、前記軌跡に基づいて前記表示部に表示された前記画像に対する関心領域を設定し、前記関心領域内の画素の輝度値に基づいてウィンドウ条件を設定する制御部と、
   前記制御部で設定された前記ウィンドウ条件を前記画像に適用し、前記画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記関心領域内の画素の輝度値から当該関心領域内の画素の最小輝度値及び最大輝度値を算出し、前記最小輝度値及び前記最大輝度値に基づいて前記ウィンドウ条件としてウィンドウ幅及びウィンドウレベルを設定し、前記ウィンドウ幅及び前記ウィンドウレベルを設定した後に、前記入力部から供給される前記信号に基づいて前記ウィンドウ幅及び前記ウィンドウレベルを再設定する場合には、前記ウィンドウ幅と前記ウィンドウレベルの変更可能な範囲を前記関心領域内の画素の最小輝度値から最大輝度値の範囲に制限する
   画像表示装置。
6. 前記第１の階調を持つ画像は、医療画像撮影装置で撮影された医療画像である
   請求項５に記載の画像表示装置。