JP6570508B2 - 情報処理装置、情報処理方法及びプログラム - Google Patents

Description

本明細書の開示は、情報処理装置、情報処理方法及びプログラムに関する。

被検体内部の状態を低侵襲に画像化する手法として、光音響イメージングの研究が進められている。光音響イメージングを利用した光音響撮像装置により得られる光音響信号に基づいて、被検体内部における音圧の分布に関する情報が得られる。さらに音圧の分布に基づいて被検体内部における物質の吸収係数を画像化し、被検体内部における物質の成分比率や代謝といった機能に関する情報を表す様々な種類の画像が得られることが知られている。

また、近年では診断に用いられる医用画像や診断に関する各種の情報が電子化されている。特許文献１には、画像データのデータ量を低減するために、医用画像を撮像したモダリティの種類及び撮影部位の組合せに応じて定められる圧縮率及び圧縮方式により画像データを圧縮することが開示されている。

特開２００６−１０２１０９号公報

光音響撮像装置のように、一度の検査で様々な種類の画像が得られる場合には、保存にかかる容量が増加することが考えられるが、特許文献１に開示されている技術を用いると、同一のモダリティで取得された様々な種類の光音響画像は一律に圧縮されてしまい、種類に応じて圧縮することは考慮されない。

本発明の実施形態に係る情報処理装置は、被検体に光を照射することにより得られる光音響信号に基づいて生成される光音響データを取得する取得手段と、前記光音響信号に基づいて取得された前記光音響データの種類に応じて前記光音響データを圧縮した圧縮データを取得する圧縮手段と、前記圧縮データを外部装置に出力する出力手段と、を有し、前記圧縮手段は、前記光音響データの種類に第１波長の光に対応する第１画像データおよび第２波長の光に対応する第２画像データが含まれている場合、前記第１画像データと前記第２画像データとの波長間差分による圧縮処理を行うことにより、前記光音響データを圧縮した前記圧縮データを取得することを特徴とする。

本発明の実施形態に係る情報処理装置によれば、光音響データの種類に応じて圧縮することができる。

本発明の実施形態に係る情報処理装置を含むシステムの構成の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る情報処理装置の機能構成の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る情報処理装置により行われる処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る情報処理装置により取得される情報の構成の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る情報処理装置により行われる処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る情報処理装置により行われる処理の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る情報処理装置により行われる処理の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る情報処理装置により行われる処理の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る情報処理装置により取得される情報の構成の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る情報処理装置により行われる処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る情報処理装置により表示部に表示される画面の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る情報処理装置により表示部に表示される画面の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

［第一の実施形態］
本願明細書では、被検体に光を照射し、被検体内部で生じた膨張によって発生する音響波を光音響波と称する。また、トランスデューサから送信された音響波または当該送信された音響波が被検体内部で反射した反射波（エコー）を超音波と称する。

被検体内部の状態を低侵襲に画像化する方法として、光音響イメージングが着目されている。光音響イメージングでは、光源から発生したパルス光を生体に照射し、生体内で伝播・拡散したパルス光のエネルギーを吸収した生体組織から発生した光音響波を検出する。光音響波を用いて画像化された光音響画像を含む、光音響波を用いて得られたデータを以下では光音響データと称する。光音響イメージングでは、腫瘍などの被検部位とそれ以外の組織との光エネルギーの吸収率の差を利用し、被検部位が照射された光エネルギーを吸収して瞬間的に膨張する際に発生する弾性波（光音響波）をトランスデューサで受信する。この検出信号を以下では光音響信号と称する。光音響撮像装置は、光音響信号を解析処理することにより、生体内の光学特性分布、特に、光エネルギー吸収密度分布を得ることができる。光音響データには、被検体内部の光学特性に応じた、様々な種類のデータがある。たとえば、光音響データには吸収密度分布を示す吸収係数画像が含まれる。また、吸収係数画像から、酸化ヘモグロビン、還元ヘモグロビン、水、脂肪、コラーゲンといった生体分子の存在や、比率等を示す画像が生成される。たとえば、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとの比率に基づいて、ヘモグロビンの酸素との結合状況を示す指標である酸素飽和度に関する画像が得られる。

被検体内部の状態を低侵襲に画像化する別の方法として、超音波を用いた画像化の方法が広く用いられている。超音波を用いた画像化の方法は、たとえばトランスデューサから発振された超音波が被検体内部の組織で音響インピーダンスの差に応じて反射され、反射波がトランスデューサに到達するまでの時間や反射波の強度に基づいて画像を生成する方法である。超音波を用いて画像化された画像を以下では超音波画像と称する。ユーザはプローブの角度等を変えながら操作し、様々な断面の超音波画像をリアルタイムに観察することができる。超音波画像には臓器や組織の形状が描出され、腫瘍の発見等に活用されている。

診断の精度を高めるために、被検体の同一部位を、異なる原理に基づいて異なる現象を画像化することにより、様々な情報を収集する場合がある。超音波画像の撮影と光音響画像の撮影と、それぞれの特性を組み合わせた画像を得るための撮像装置が検討されている。特に、超音波画像も光音響画像も被検体からの超音波を利用して画像化されることから、超音波画像の撮像と光音響画像の撮像とを同じ撮像装置で行うことも可能である。より具体的には、被検体に照射した反射波と光音響とを同じトランスデューサで受信する構成とすることができる。これにより、超音波信号と光音響信号とを一つのプローブで取得することができ、ハードウェア構成が複雑にならずに、超音波画像の撮像と光音響画像の撮像とを行う撮像装置を実現できる。

また近年では、上述の光音響画像を含め、診断に用いられる医用画像や診断に関する各種の情報が電子化されている。撮像装置と、当該撮像装置と接続される各種の装置との間の情報連携のために、たとえばＤＩＣＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ）規格が用いられることが多い。ＤＩＣＯＭは医用画像のフォーマットと、それらの画像を扱う装置間の通信プロトコルを定義した規格である。ＤＩＣＯＭに基づいてやりとりされる対象となるデータは情報オブジェクト（ＩＯＤ：Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｏｂｊｅｃｔ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｓ）と呼ばれる。以下では、情報オブジェクトをＩＯＤ、或いはオブジェクトと称する場合がある。ＩＯＤの例としては、医用画像、患者情報、検査情報、構造化レポート等が挙げられ、医用画像を用いた検査や治療にかかわる様々なデータがその対象となり得る。

ＤＩＣＯＭに基づいて取り扱われる画像、すなわちＩＯＤである画像は、メタデータと画像データとで構成される。メタデータには、たとえば患者、検査、シリーズ、画像に関する情報が含まれる。メタデータはＤＩＣＯＭデータエレメントと呼ばれるデータ要素の集まりで構成される。各々のＤＩＣＯＭデータエレメントにはデータ要素を識別するためのタグが付加される。画像データはピクセルデータであり、画像データであることを示すタグが付加される。

光音響イメージングでは、上述したように１回の撮影に係る光音響信号から様々な種類の光音響データを取得できるが、取得された複数の種類の光音響データを全て保存しておくと、保存のための装置の容量を圧迫するおそれがある。さらに、超音波画像の撮像と光音響画像の撮像とを行う撮像装置においては、超音波画像も同時に取得することができ、さらに保存に要する容量が増加することが考えられる。第１の実施形態では、超音波画像の撮像と光音響画像の撮像とを行うことができる撮像装置ＩＯＤで外部装置に出力されるデータの容量を低減するために、第１の実施形態では光音響データの種類に応じて、画像データを圧縮する例を説明する。

［情報処理装置１０７の構成］
図１は、第１の実施形態に係る情報処理装置１０７を含む検査システム１０２の構成の一例を示す図である。超音波画像と光音響画像とを生成可能な検査システム１０２は、ネットワーク１１０を介して各種の外部装置と接続されている。検査システム１０２に含まれる各構成及び各種の外部装置は、同じ施設内に設置されている必要はなく、通信可能に接続されていればよい。

検査システム１０２は、情報処理装置１０７、プローブ１０３、信号収集部１０４、表示部１０９、操作部１０８を含む。情報処理装置１０７は、超音波画像ならびに光音響画像の撮像を含む検査に関する情報をＨＩＳ／ＲＩＳ１１１から取得し、当該検査が行われる際にプローブ１０３や表示部１０９を制御する。情報処理装置１０７は、プローブ１０３及び信号収集部１０４から超音波信号と光音響信号とを取得する。情報処理装置１０７は、超音波信号に基づいて超音波画像を取得し、光音響信号に基づいて光音響画像を取得する。すなわち、情報処理装置１０７は光音響データを取得する。情報処理装置１０７は、さらに超音波画像に光音響画像を重畳した重畳画像を取得してもよい。情報処理装置１０７は、ＨＬ７（Ｈｅａｌｔｈ ｌｅｖｅｌ ７）及びＤＩＣＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ）といった規格に準じて、ＨＩＳ／ＲＩＳ１１１やＰＡＣＳ１１２といった外部装置との間で情報の送受信を行う。

検査システム１０２で超音波画像を撮像される被検体１０１内の領域は、たとえば循環器領域、乳房、肝臓、膵臓、腹部といった領域である。また、検査システム１０２では、たとえば微小気泡を利用した超音波造影剤を投与した被検体の超音波画像を撮像してもよい。

また、検査システム１０２で光音響データを撮像される被検体内の領域は、たとえば循環器領域、乳房、径部、腹部、手指および足指を含む四肢といった領域である。特に、被検体内の光吸収に関する特性に応じて、新生血管や血管壁のプラークを含む血管領域を、光音響データを取得する対象としてもよい。検査システム１０２では、たとえばメチレンブルー（ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｂｌｕｅ）やインドシアニングリーン（ｉｎｄｏｃｙａｎｉｎｅ ｇｒｅｅｎ）といった色素や、金微粒子、それらを集積あるいは化学的に修飾した物質を造影剤として投与した被検体１０１の光音響データを取得してもよい。

プローブ１０３は、ユーザにより操作され、超音波信号と光音響信号とを信号収集部１０４及び情報処理装置１０７に送信する。プローブ１０３は、送受信部１０５と照射部１０６とを含む。プローブ１０３は、送受信部１０５から超音波を送信し、反射波を送受信部１０５で受信する。また、プローブ１０３は照射部１０６から被検体に光を照射し、光音響を送受信部１０５で受信する。プローブ１０３は、被検体との接触を示す情報を受信したときに、超音波信号を取得するための超音波の送信ならびに光音響信号を取得するための光照射が実行されるように制御されることが好ましい。

送受信部１０５は、少なくとも１つのトランスデューサ（不図示）と、整合層（不図示）、ダンパー（不図示）、音響レンズ（不図示）を含む。トランスデューサ（不図示）はＰＺＴ（ｌｅａｄ ｚｉｒｃｏｎａｔｅ ｔｉｔａｎａｔｅ）やＰＶＤＦ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ｄｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）といった、圧電効果を示す物質からなる。トランスデューサ（不図示）は圧電素子以外のものでもよく、たとえば静電容量型トランスデューサ（ＣＭＵＴ：ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｍｉｃｒｏ−ｍａｃｈｉｎｅｄ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ）、ファブリペロー干渉計を用いたトランスデューサである。典型的には、超音波信号は２〜２０ＭＨｚ、光音響信号は０．１〜１００ＭＨｚの周波数成分からなり、トランスデューサ（不図示）は、たとえばこれらの周波数を検出できるものが用いられる。トランスデューサ（不図示）により得られる信号は時間分解信号である。受信された信号の振幅は各時刻にトランスデューサで受信される音圧に基づく値を表したものである。送受信部１０５は、電子フォーカスのための回路（不図示）もしくは制御部を含む。トランスデューサ（不図示）の配列形は、たとえばセクタ、リニアアレイ、コンベックス、アニュラアレイ、マトリクスアレイである。プローブ１０３は、超音波信号と光音響信号とを取得する。プローブ１０３は超音波信号と光音響信号とを交互に取得してもよいし、同時に取得してもよいし、予め定められた態様で取得してもよい。

送受信部１０５は、トランスデューサ（不図示）が受信した時系列のアナログ信号を増幅する増幅器（不図示）を備えていてもよい。トランスデューサ（不図示）は、超音波画像の撮像の目的に応じて、送信用と受信用とに分割されてもよい。また、トランスデューサ（不図示）は、超音波画像の撮像用と、光音響画像の撮像用とに分割されてもよい。

照射部１０６は、光音響信号を取得するための光源（不図示）と、光源（不図示）から射出されたパルス光を被検体へ導く光学系（不図示）とを含む。光源（不図示）が射出する光のパルス幅は、たとえば１ｎｓ以上、１００ｎｓ以下のパルス幅である。また、光源（不図示）が射出する光の波長は、たとえば４００ｎｍ以上、１６００ｎｍ以下の波長である。被検体の表面近傍の血管を高解像度でイメージングする場合は、４００ｎｍ以上、７００ｎｍ以下の、血管での吸収が大きい波長が好ましい。また、被検体の深部をイメージングする場合には、７００ｎｍ以上、１１００ｎｍ以下の、水や脂肪といった組織で吸収されにくい波長が好ましい。

光源（不図示）は、たとえばレーザーや発光ダイオードである。照射部１０６は、複数の波長の光を用いて光音響信号を取得するために、波長を変換できる光源を用いてもよい。あるいは、照射部１０６は、互いに異なる波長の光を発生する複数の光源を備え、それぞれの光源から交互に異なる波長の光を照射できる構成であってもよい。レーザーは、たとえば固体レーザー、ガスレーザー、色素レーザー、半導体レーザーである。光源（不図示）として、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーやアレキサンドライトレーザーといったパルスレーザーを用いてもよい。また、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの光を励起光とするＴｉ：ｓａレーザーやＯＰＯ（ｏｐｔｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｓ）レーザーを光源（不図示）として用いてもよい。また、光源（不図示）として、マイクロウェーブ源を用いてもよい。

光学系（不図示）には、レンズ、ミラー、光ファイバといった光学素子が用いられる。被検体が乳房である場合には、パルス光のビーム径を広げて照射することが好ましいため、光学系（不図示）は射出される光を拡散させる拡散板を備えていてもよい。あるいは解像度を上げるために、光学系（不図示）はレンズ等を備え、ビームをフォーカスできる構成であってもよい。

信号収集部１０４は、プローブ１０３で受信した反射波並びに光音響波に関するアナログ信号を、それぞれデジタル信号に変換する。信号収集部１０４は、デジタル信号に変換された超音波信号ならびに光音響信号を情報処理装置１０７に送信する。

表示部１０９は、情報処理装置１０７からの制御に基づいて、検査システム１０２で撮像された画像や、検査に関する情報を表示する。表示部１０９は、情報処理装置１０７からの制御に基づいて、ユーザの指示を受け付けるためのインタフェースを提供する。表示部１０９は、たとえば液晶ディスプレイである。

操作部１０８は、ユーザの操作入力に関する情報を情報処理装置１０７に送信する。操作部１０８は、たとえばキーボードやトラックボールや、検査に関する操作入力を行うための各種のボタンである。

なお、表示部１０９と操作部１０８はタッチパネルディスプレイとして統合されていてもよい。また、情報処理装置１０７と表示部１０９と操作部１０８は別体の装置である必要はなく、これらの構成が統合された操作卓として実現されてもよい。情報処理装置１０７は、複数のプローブを有していてもよい。

ＨＩＳ／ＲＩＳ１１１は、患者の情報や検査の情報を管理するためのシステムである。ＨＩＳ（Ｈｏｓｐｉｔａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）は、病院の業務を支援するシステムである。ＨＩＳは、電子カルテシステム、オーダリングシステムや医事会計システムを含む。ＲＩＳ（Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）は、放射線部門における検査情報を管理し、撮像装置でのそれぞれの検査の進捗を管理するシステムである。検査情報は、一意に識別するための検査ＩＤや、当該検査に含まれる撮影手技に関する情報を含む。検査システム１０２にはＲＩＳに代えて、あるいはＲＩＳに加えて、部門ごとに構築されたオーダリングシステムが接続されていてもよい。ＨＩＳ／ＲＩＳ１１１により、検査のオーダ発行から会計までが連携して管理される。ＨＩＳ／ＲＩＳ１１１は、情報処理装置１０７からの問い合わせに応じて、検査システム１０２で行う検査の情報を情報処理装置１０７に送信する。ＨＩＳ／ＲＩＳ１１１は、情報処理装置１０７から検査の進捗に関する情報を受信する。そして、ＨＩＳ／ＲＩＳ１１１は、検査が完了したことを示す情報を情報処理装置１０７から受信すると、会計のための処理を行う。

ＰＡＣＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）１１２は、施設内外の各種の撮像装置で得られた画像を保持するデータベースシステムである。ＰＡＣＳ１１２は、医用画像及びかかる医用画像の撮影条件や、再構成を含む画像処理のパラメータや患者情報といった付帯情報を記憶する記憶部（不図示）と、当該記憶部に記憶される情報を管理するコントローラ（不図示）とを有する。ＰＡＣＳ１１２は、情報処理装置１０７から出力されたオブジェクトである、超音波画像や光音響画像や重畳画像を記憶する。ＰＡＣＳ１１２と情報処理装置１０７との通信や、ＰＡＣＳ１１２に記憶される各種の画像はＨＬ７やＤＩＣＯＭといった規格に則していることが好ましい。情報処理装置１０７から出力される各種の画像は、ＤＩＣＯＭ規格に則って各種のタグに付帯情報が関連付けられ、記憶されている。

Ｖｉｅｗｅｒ１１３は、画像診断用の端末であり、ＰＡＣＳ１１２等に記憶された画像を読み出し、診断のために表示する。医師は、Ｖｉｅｗｅｒ１１３に画像を表示させて観察し、当該観察の結果得られた情報を画像診断レポートとして記録する。Ｖｉｅｗｅｒ１１３を用いて作成された画像診断レポートは、Ｖｉｅｗｅｒ１１３に記憶されていてもよいし、ＰＡＣＳ１１２やレポートサーバ（不図示）に出力され、記憶されてもよい。

Ｐｒｉｎｔｅｒ１１４は、ＰＡＣＳ１１２等に記憶された画像を印刷する。Ｐｒｉｎｔｅｒ１１４はたとえばフィルムプリンタであり、ＰＡＣＳ１１２等に記憶された画像をフィルムに印刷することにより出力する。

図２は、情報処理装置１０７のハードウェア構成の一例を示す図である。情報処理装置１０７は、たとえばコンピュータである。情報処理装置１０７は、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、記憶装置２０４、ＵＳＢ２０５、通信回路２０６、プローブコネクタポート２０７、グラフィックスボード２０８を有する。これらはＢＵＳにより通信可能に接続されている。ＢＵＳは接続されたハードウェア間でのデータの送受信や、ＣＰＵ２０１から他のハードウェアへの命令を送信するために使用される。

ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０１は情報処理装置１０７及びこれに接続する各部を統合的に制御する制御回路である。ＣＰＵ２０１はＲＯＭ２０２に格納されているプログラムを実行することにより制御を実施する。またＣＰＵ２０１は、表示部１０９を制御するためのソフトウェアであるディスプレイドライバを実行し、表示部１０９に対する表示制御を行う。さらにＣＰＵ２０１は、操作部１０８に対する入出力制御を行う。

ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０２は、ＣＰＵ２０１による制御の手順を記憶させたプログラムやデータを格納する。ＲＯＭ２０２は、情報処理装置１０７のブートプログラムや各種初期データを記憶する。また、情報処理装置１０７の処理を実現するための各種のプログラムを記憶する。

ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０３は、ＣＰＵ２０１が命令プログラムによる制御を行う際に作業用の記憶領域を提供するものである。ＲＡＭ２０３は、スタックとワーク領域とを有する。ＲＡＭ２０３は、情報処理装置１０７及びこれに接続する各部における処理を実行するためのプログラムや、画像処理で用いる各種パラメータを記憶する。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１が実行する制御プログラムを格納し、ＣＰＵ２０１が各種制御を実行する際の様々なデータを一時的に格納する。

記憶装置２０４は、超音波画像や光音響画像を含む光音響データなどの各種のデータを保存する補助記憶装置である。記憶装置２０４は、たとえばＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）や、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）である。

ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）２０５は操作部１０８と接続する接続部である。

通信回路２０６は検査システム１０２を構成する各部や、ネットワーク１１０に接続されている各種の外部装置との通信を行うための回路である。通信回路２０６は、たとえば出力する情報を転送用パケットに格納してＴＣＰ／ＩＰといった通信技術により、ネットワーク１１０を介して外部装置に出力する。情報処理装置１０７は、所望の通信形態にあわせて、複数の通信回路を有していてもよい。

プローブコネクタポート２０７は、プローブ１０３を情報処理装置１０７に接続するための接続口である。

グラフィックスボード２０８は、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ビデオメモリを含む。ＧＰＵは、たとえば光音響信号から光音響画像を生成するための再構成処理に係る演算を行う。

ＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）２０９は、表示部１０９と接続する接続部である。

ＣＰＵ２０１やＧＰＵはプロセッサの一例である。また、ＲＯＭ２０２やＲＡＭ２０３や記憶装置２０４はメモリの一例である。情報処理装置１０７は複数のプロセッサを有していてもよい。第１の実施形態においては、情報処理装置１０７のプロセッサがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、情報処理装置１０７の各部の機能が実現される。

また、情報処理装置１０７は特定の処理を専用に行うＣＰＵやＧＰＵ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を有していても良い。情報処理装置１０７は特定の処理あるいは全ての処理をプログラムしたＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）を有していてもよい。

図３は、情報処理装置１０７の機能構成の一例を示す図である。情報処理装置１０７は、検査制御部３０１、撮影制御部３０２、画像処理部３０３、出力制御部３０４、通信部３０５、表示制御部３０６を有する。

検査制御部３０１は、検査制御部３０１は、ＨＩＳ／ＲＩＳ１１１から検査オーダの情報を取得する。検査オーダには、検査を受ける患者の情報や、撮影手技に関する情報が含まれる。検査制御部３０１は、撮影制御部３０２に検査オーダに関する情報を送信する。また、検査制御部３０１は、表示制御部３０６を介してユーザに検査に関する情報を提示するために表示部１０９に当該検査の情報を表示させる。表示部１０９に表示される検査の情報には、検査を受ける患者の情報や、当該検査に含まれる撮影手技の情報や、既に撮像が完了して生成された画像が含まれる。さらに検査制御部３０１は、通信部３０５を介して当該検査の進捗に関する情報をＨＩＳ／ＲＩＳ１１１に送信する。

撮影制御部３０２は、検査制御部３０１から受信した撮影手技の情報に基づいてプローブ１０３を制御し、超音波信号と光音響信号とをプローブ１０３及び信号収集部１０４から取得する。撮影制御部３０２は、照射部１０６に対して光の照射を指示する。撮影制御部３０２は、送受信部１０５に対して超音波の送信を指示する。撮影制御部３０２は、照射部１０６への指示と送受信部１０５への指示とをユーザの操作入力や撮影手技の情報に基づいて実行する。また、撮影制御部３０２は送受信部１０５に対して超音波の受信を指示する。撮影制御部３０２は信号収集部１０４に対して信号のサンプリングを指示する。撮影制御部３０２は上述のようにプローブ１０３を制御し、超音波信号と光音響信号とを区別して取得する。また、撮影制御部３０２は超音波信号及び光音響信号の取得したタイミングに関する情報（以下では、タイミング情報と称する。）を取得する。タイミング情報とは、たとえば撮影制御部３０２がプローブ１０３を制御して光の照射や超音波の送信のタイミングを示す情報である。タイミングを示す情報とは、時刻であってもよいし、検査を開始してからの経過時間であってもよい。なお、撮影制御部３０２は、信号収集部１０４から出力されたデジタル信号に変換された超音波信号ならびに光音響信号を取得する。

画像処理部３０３は、超音波画像と光音響画像を生成する。すなわち、画像処理部３０３は光音響データを取得する。また、出力制御部３０４からの制御に応じて、超音波画像や光音響画像（光音響データ）を圧縮した圧縮画像（圧縮データ）を生成する。さらに、画像処理部３０３は超音波画像に対して光音響画像を重畳させた重畳画像を生成してもよい。また、画像処理部３０３は超音波画像及び光音響画像からなる動画像を生成してもよい。

具体的には、画像処理部３０３は撮影制御部３０２により取得された光音響信号に基づいて光音響データを生成する。画像処理部３０３は、光音響信号に基づいて光が照射された時の音響波の分布（以下、初期音圧分布と称する。また、初期音圧分布に関するデータを初期音圧データと称する。）を再構成する。画像処理部３０３は、再構成された初期音圧分布を、被検体に照射された光の被検体の光フルエンス分布で除することにより、被検体内における光の吸収係数分布を取得する。また、被検体に照射する光の波長に応じて、被検体内で光の吸収の度合いが異なることを利用して、複数の波長に対する吸収係数分布から被検体内の物質の濃度分布を取得する。たとえば画像処理部３０３は、オキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンの被検体内における物質の濃度分布を取得する。さらに画像処理部３０３は、オキシヘモグロビン濃度のデオキシヘモグロビン濃度に対する割合として酸素飽和度分布を取得する。画像処理部３０３により生成される光音響データは、たとえば上述した初期音圧分布、光フルエンス分布、吸収係数分布、物質の濃度分布及び酸素飽和度分布の少なくとも一つの情報を示すデータあるいは画像である。

また、画像処理部３０３は超音波信号の反射波の振幅を輝度に変換した輝線を取得し、超音波ビームの走査に合わせて輝線の表示位置を変えることにより超音波画像（Ｂモード画像）を生成する。プローブ１０３が３次元プローブである場合には、画像処理部３０３は、直交する３断面からなる超音波画像（Ｃモード画像）を生成することができる。画像処理部３０３は、３次元の超音波画像に基づいて任意の断面やレンダリング後の立体画像を生成する。画像処理部３０３は、超音波画像と光音響画像（光音響データ）とを取得する画像取得手段の一例である。

画像処理部３０３は、出力制御部３０４からの制御に応じて、超音波画像や光音響画像（光音響データ）の圧縮画像（圧縮データ）を生成する。画像処理部３０３は、圧縮する画像データを、その種類に応じて圧縮の処理を行い、圧縮データを生成する。画像処理部３０３は、たとえばエントロピー符号化、ランレングス圧縮、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）圧縮、ウェーブレット圧縮といった様々な方法により画像データを圧縮することができる。また、画像処理部３０３は図７乃至図９に例示する手法により画像データを圧縮することができる。圧縮にかかる処理の詳細については後述する。

出力制御部３０４は、検査制御部３０１からの制御やユーザの操作入力に応じて、各種の情報をＰＡＣＳ１１２やＶｉｅｗｅｒ１１３といった外部装置に送信するためのオブジェクトを生成する。オブジェクトとは、情報処理装置１０７からＰＡＣＳ１１２やＶｉｅｗｅｒ１１３といった外部装置に送信される対象となる情報である。たとえば出力制御部３０４は、画像処理部３０３で生成された超音波画像や光音響画像をＰＡＣＳ１１２に出力するためのＩＯＤを生成する。

出力制御部３０４は、予め定められた設定やユーザの操作入力に応じて、ＩＯＤとして出力する画像データを圧縮するように画像処理部３０３を制御する。出力制御部３０４は、出力する光音響画像（光音響データ）および超音波画像の種類に応じて、圧縮にかかる処理を制御する。

外部装置に出力されるオブジェクトには、ＤＩＣＯＭ規格に則った各種のタグとして付帯された付帯情報が含まれる。付帯情報には、たとえば患者情報や、当該画像を撮像した撮像装置を示す情報や、当該画像を一意に識別するための画像ＩＤや、当該画像を撮像した検査を一意に識別するための検査ＩＤ、プローブ１０３の情報が含まれる。圧縮データに関するＩＯＤの付帯情報には、当該圧縮データの圧縮に関する情報が含まれる。圧縮に関する情報とは、たとえば圧縮の処理の方式や、当該圧縮データの復号に関する情報である。また、出力制御部３０４により生成される付帯情報には、検査の中で撮像された超音波画像と光音響データとを関連付ける情報が含まれる。

通信部３０５は、ネットワーク１１０を介してＨＩＳ／ＲＩＳ１１１やＰＡＣＳ１１２、Ｖｉｅｗｅｒ１１３といった外部装置と情報処理装置１０７との間での、情報の送受信を制御する。送受信制御部１２８は、ＨＩＳ／ＲＩＳ１１１から検査オーダの情報を受信する。送受信制御部１２８は、写損処理制御部１２７で生成されたオブジェクトをＰＡＣＳ１１２やＶｉｅｗｅｒ１１３に送信する。

表示制御部３０６は、表示部１０９を制御して、表示部１０９に情報を表示させる。表示制御部３０６は、他のモジュールからの入力や、操作部１０８を介したユーザの操作入力に応じて、表示部１０９に情報を表示させる。表示制御部３０６は、表示制御手段の一例である。

［情報処理装置１０７による一連の処理］
図４は、情報処理装置１０７が超音波画像と光音響画像（光音響データ）とを取得し、ＩＯＤを外部装置に出力する処理の一例を示すフローチャートである。下記の処理において、特に断りがない場合、各処理を実現する主体は、ＣＰＵ２０１またはＧＰＵである。また、適宜図５を用いて、情報処理装置１０７により取得される情報について説明する。

ステップＳ４０１において、撮影制御部３０２は撮影を開始するか否かを判定する。まず、検査制御部３０１はＨＩＳ／ＲＩＳ１１１より検査オーダの情報を取得し、撮影制御部３０２に検査オーダの情報を送信する。表示制御部３０６は表示部１０９に当該検査オーダにより示される検査の情報と、当該検査に対する指示をユーザが入力するためのユーザインタフェースとを表示させる。操作部１０８を介して当該ユーザインタフェースに入力された、撮影開始の指示に応じて、撮影制御部３０２は撮影を開始すると判定する。撮影が開始されるとステップＳ４０２に進む。

ステップＳ４０２において、撮影制御部３０２はプローブ１０３と信号収集部１０４とを制御して、超音波画像の撮像を開始する。ユーザはプローブ１０３を被検体１０１に押し当て、所望の位置の撮像を行う。撮影制御部３０２は、デジタル信号である超音波信号と、当該超音波信号の取得に関するタイミング情報とを取得し、ＲＡＭ２０３に記憶する。画像処理部３０３は、超音波信号に対して整相加算（Ｄｅｌａｙ ａｎｄ Ｓｕｍ）等の処理を行うことにより、超音波画像を生成する。なお、超音波画像を生成したところで、ＲＡＭ２０３に保存された超音波信号は削除されてもよい。画像処理部３０３は取得した超音波画像を、表示制御部３０６を介して表示部１０９に表示させる。撮影制御部３０２及び画像処理部３０３はこれらの工程を繰り返し実行し、表示部１０９に表示される超音波画像を更新する。これにより、超音波画像が動画像として表示される。

ステップＳ４０３において、撮影制御部３０２はプローブ１０３と信号収集部１０４とを制御して、光音響画像の撮像を開始する。ユーザはプローブ１０３を被検体１０１に押し当て、所望の位置の撮像を行う。撮影制御部３０２は、デジタル信号である光音響信号と、当該光音響信号の取得に関するタイミング情報とを取得し、ＲＡＭ２０３に記憶する。画像処理部３０３は、光音響信号に対してＵｎｉｖｅｒｓａｌ Ｂａｃｋ−Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＵＢＰ）等の処理を行うことにより、光音響データを生成する。なお、光音響データを生成したところで、ＲＡＭ２０３に保存された光音響信号は削除されてもよい。画像処理部３０３は取得した光音響データを、表示制御部３０６を介して表示部１０９に表示させる。撮影制御部３０２及び画像処理部３０３はこれらの工程を繰り返し実行し、表示部１０９に表示される光音響データを更新する。これにより、光音響データが動画像として表示される。

ステップＳ４０２とステップＳ４０３との処理は、同時に行われてもよいし、所定の間隔ごとに切り替えられてもよいし、ユーザの操作入力あるいは検査オーダに基づいて切り替えられてもよい。超音波画像の撮像が先に行われる例を示したが、光音響画像の撮像が先に行われてもよい。表示制御部３０６は、ステップＳ４０２において超音波画像と光音響画像とを表示する際に、一方の画像を他方の画像に重畳して表示してもよいし、並べて表示してもよい。また、画像処理部３０３は超音波画像と光音響画像とを重畳した重畳画像を取得し、表示制御部３０６は当該重畳画像を表示部１０９に表示させてもよい。

ステップＳ４０４において、出力制御部３０４はステップＳ４０２とステップＳ４０３とで取得された超音波画像と光音響画像（光音響データ）とを関連付けて、付帯情報とともに記憶装置２０４に記憶する。ステップＳ４０４では、出力制御部３０４はステップＳ４０２とステップＳ４０３とで取得される各フレームの超音波画像及び光音響画像に対して繰り返し処理を行うことにより、超音波画像と光音響画像とを含むファイルとして保存することができる。静止画を撮影することを指示する操作入力や、動画の撮影を開始することを指示する操作入力に応じて、出力制御部３０４は保存に係る処理を開始する。

図５は、ステップＳ４０４において保存が開始されるデータの構造の一例を示す図である。保存データ５０１は、付帯情報５０２と画像データ５０３を含む。付帯情報５０２は、保存データ５０１のヘッダー部に記録されてもよい。

付帯情報５０２はたとえば、被検体情報５０４、プローブ情報５０５、タイミング情報５０６、対応情報５０７を含む。

被検体情報５０４は、被検体１０１に関する情報である。被検体情報５０４はたとえば、被検体ＩＤ、被検体氏名、年齢、血圧、心拍数、体温、身長、体重、既往症、妊娠週数、及び検査情報といった情報のうちの少なくとも一つの情報を含む。なお、検査システム１０２が心電計（不図示）やパルスオキシメータ（不図示）を含む場合には、心電図や酸素飽和度に関する情報を被検体情報５０４として保存してもよい。

プローブ情報５０５は、撮影に使用されたプローブ１０３に関する情報である。プローブ情報５０５は、プローブ１０３の種類、撮像時の位置や傾きといったプローブ１０３に関する情報を含む。検査システム１０２はプローブ１０３の位置や傾きを検知する磁気センサ（不図示）を備えていてもよく、撮影制御部３０２は磁気センサ（不図示）からこれらの情報を取得してもよい。

タイミング情報５０６は、画像データ５０３が取得されたタイミングに関する情報である。タイミング情報５０６は、ステップＳ４０２及びステップＳ４０３で取得される。タイミング情報は、たとえば、上述したように時刻や検査開始からの経過時間で示される。超音波画像のタイミング情報は、当該超音波画像に用いられた超音波信号が取得されたタイミングに関する情報である。一の超音波画像に複数の超音波信号が用いられる場合のタイミング情報は、任意の超音波信号が取得されたタイミングに関する情報でよく、一の検査で取得されたそれぞれの超音波画像で運用が統一されていればよい。超音波信号が取得されたタイミングは、情報処理装置１０７が超音波信号を受信したタイミングでもよいし、プローブ１０３が被検体１０１に超音波を送信したタイミングでもよいし、プローブ１０３が超音波を受信したタイミングでもよいし、プローブ１０３に対する超音波の送受信の駆動信号が検知されたタイミングでもよいし、信号収集部１０４が超音波信号を受信したタイミングでもよい。光音響データのタイミング情報は、当該光音響データに用いられた光音響信号が取得されたタイミングに関する情報である。一の光音響データに複数の光音響信号が用いられる場合のタイミング情報は、任意の光音響信号が取得されたタイミングに関する情報でよく、一の検査で取得されたそれぞれの光音響データで運用が統一されていればよい。光音響信号が取得されたタイミングは、情報処理装置１０７が光音響信号を受信したタイミングでもよいし、プローブ１０３が被検体１０１に光を照射したタイミングでもよいし、プローブ１０３が光音響を受信したタイミングでもよいし、光の照射或いは光音響の受信のプローブ１０３に対する駆動信号が検知されたタイミングでもよいし、信号収集部１０４が光音響信号を受信したタイミングでもよい。

対応情報５０７は、画像データ５０３に含まれる超音波画像５１６〜５１７と光音響画像５１８〜５２７とを対応付ける情報である。対応情報５０７はたとえば、ある超音波画像と略同時に取得された光音響画像とを対応付ける情報である。また、対応情報５０７はたとえば、同一の光音響信号から取得された複数の種類の光音響画像を対応付ける情報である。

画像データ５０３は、ステップＳ４０２とステップＳ４０３とで取得された超音波画像５１６〜５１７と光音響画像５１８〜５２７とを含む。画像データ５０３は、あるタイミングにおいて略同時に取得された超音波画像と光音響画像とを含む。画像データ５０３は、１回の検査において取得された超音波画像及び光音響画像を含んでいてもよい。また、画像データ５０３は動画を構成する各フレームの超音波画像及び光音響画像を含んでいてもよい。

図５に示す例では、超音波画像５０８はその種類としてＢモード画像５１０を含む。Ｂモード画像５１０は超音波画像５１６〜５１７を含み、それぞれを一意に識別するための識別子Ｕ１〜Ｕ２が付されている。

また、図５に示す例では、光音響画像５０９は、被検体に波長αの光を照射して得られた光音響信号に基づく画像データと、波長βの光を照射して得られた光音響信号に基づく画像データとを含む。光音響画像５０９はその種類として、波長αにおける初期音圧画像（初期音圧データ）５１１、吸収係数画像５１３と、波長βにおける初期音圧画像（初期音圧データ）５１２、吸収係数画像５１４と、酸素飽和度画像５１５とを含む。初期音圧画像（初期音圧データ）（波長α）５１１は、光音響画像５１８〜５１９を含み、それぞれを一意に識別するための識別子Ｓα１、Ｓα２が付されている。初期音圧画像（初期音圧データ）（波長β）５１２は、光音響画像５２０〜５２１を含み、それぞれを一意に識別するための識別子Ｓβ１、Ｓβ２が付されている。吸収係数画像（波長α）は、光音響画像５２２〜５２３を含み、それぞれを一意に識別するための識別子Ａα１、Ａα２が付されている。吸収係数画像（波長β）は、光音響画像５２４〜５２５を含み、それぞれを一意に識別するための識別子Ａβ１、Ａβ２が付されている。酸素飽和度画像５１５は光音響画像５２６〜５２７を含み、それぞれを一意に識別するための識別子Ｏ１、Ｏ２が付されている。

図５に示す例では、Ｂモード画像Ｕ１と初期音圧画像（初期音圧データ）（波長α）Ｓα１、初期音圧画像（初期音圧データ）（波長β）Ｓβ１、吸収係数画像（波長α）Ａα１、吸収係数画像（波長β）Ａβ１、酸素飽和度画像Ｏ１が対応情報５０７により対応付けられる。吸収係数画像（波長α）Ａα１は初期音圧画像（初期音圧データ）（波長α）Ｓα１に基づいて取得されたものである。また、吸収係数画像（波長β）Ａβ１は初期音圧画像（初期音圧データ）（波長β）Ｓβ１に基づいて取得されたものである。酸素飽和度画像Ｏ１は、吸収係数画像（波長α）Ａα１と吸収係数画像（波長β）Ａβ１とに基づいて取得されたものである。

また、図５に示す例では、Ｂモード画像Ｕ２と初期音圧画像（初期音圧データ）（波長α）Ｓα２、初期音圧画像（初期音圧データ）（波長β）Ｓβ２、吸収係数画像（波長α）Ａα２、吸収係数画像（波長β）Ａβ２、酸素飽和度画像Ｏ２が対応情報５０７により対応付けられる。吸収係数画像（波長α）Ａα２は初期音圧画像（初期音圧データ）（波長α）Ｓα２に基づいて取得されたものである。また、吸収係数画像（波長β）Ａβ２は初期音圧画像（初期音圧データ）（波長β）Ｓβ２に基づいて取得されたものである。酸素飽和度画像Ｏ２は、吸収係数画像（波長α）Ａα２と吸収係数画像（波長β）Ａβ２とに基づいて取得されたものである。

ステップＳ４０５において、撮影制御部３０２は、撮影を終了するか否かを判定する。検査中、表示制御部３０６により表示部１０９にはユーザが指示を入力するためのユーザインタフェースが表示される。操作部１０８を介して当該ユーザインタフェースに入力された、撮影終了の指示に基づいて、撮影制御部３０２は撮影を終了すると判定する。また、撮影制御部３０２は、ステップＳ４０１で受け付けた撮影開始の指示から所定の時間が経過したところで撮影終了と判定してもよい。撮影が終了すると、検査制御部３０１はＨＩＳ／ＲＩＳ１１１に当該撮影が終了したことを示す情報を、通信部３０５を介して送信する。撮影が終了すると、ステップＳ４０６に進む。

ステップＳ４０６において、撮影制御部３０２はプローブ１０３及び信号取得部１０４を制御して光音響画像の撮像を終了する。ステップＳ４０７において、撮影制御部３０２はプローブ１０３及び信号取得部１０４を制御して超音波画像の撮像を終了する。

ステップＳ４０８において、出力制御部３０４は、ステップＳ４０４で開始した超音波画像と光音響画像との保存にかかる処理を終了する。

ステップＳ４０９において、通信部３０５はステップＳ４０８までに保存されたデータに基づくＩＯＤを外部装置に出力する。出力制御部３０４は、ステップＳ４０７までに保存された情報に基づいて、ステップＳ４０２とステップＳ４０３とにおいて取得された超音波画像と光音響画像（光音響データ）とを含むＩＯＤを生成する。通信部３０５は、ＩＯＤをＰＡＣＳ１１２といった外部装置に出力する。

第１の実施形態においては、ステップＳ４０９において外部装置に出力されるＩＯＤの画像データを、その種類に応じて圧縮する場合を例に説明する。

図６は、出力制御部３０４がＩＯＤとして出力するための画像データを圧縮する処理の一例を示すフローチャートである。図６に示す一連の処理は、たとえばステップＳ４０９のサブルーチンとして行われる。下記の処理において、特に断りがない場合、各処理を実現する主体は、ＣＰＵ２０１またはＧＰＵである。

ステップＳ６０１において出力制御部３０４は、画像処理部３０３を制御して圧縮データの生成を開始する。以下では、２フレーム分の超音波撮像および光音響撮像を行い、それぞれのフレームで超音波画像の種類としてＢモード画像、光音響画像（光音響データ）の種類として初期音圧画像（初期音圧データ）、２つの異なる波長におけるそれぞれの吸収係数画像、酸素飽和度画像を含む画像データを生成する場合を例に説明する。外部装置に出力する画像データの種類や、それぞれの種類についての圧縮処理の要否は、予め定められた設定に基づいて選択されてもよい。

ステップＳ６０２において出力制御部３０４は、ステップＳ４０４乃至ステップＳ４０６において記憶装置２０４に保存された保存データ５０１を読み出す。

ステップＳ６０３において画像処理部３０３は、ステップＳ６０１における出力制御部３０４による制御に基づいて、画像データの種類に応じて圧縮データを生成する。画像処理部３０３は、複数の方法を組み合わせて圧縮データを生成してもよい。

ここで、画像処理部３０３が行う圧縮の処理の例を説明する。画像処理部３０３は、たとえば階調変換により圧縮画像（圧縮データ）を生成する。本来１画素が８ｂｉｔの２５６階調で表現されているものを、１画素を６ｂｉｔの６４階調とすると、データ量を削減することができる。

別の例では、画像処理部３０３は高周波成分の情報量を削減することにより圧縮画像（圧縮データ）を生成する。医用画像は局所的にはなだらかな画素値の変化でこうせいされており、空間周波数は低周波成分が主であると予測される。たとえば、画像処理部３０３は離散コサイン変換（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ：ＤＣＴ）を用いて画像データを複数の周波数成分（ＤＣＴ係数）に変換する。画像処理部３０３はＤＣＴ係数を量子化テーブルで除することで、高周波成分の情報量を削減する。

図７は、画像処理部３０３により光音響画像に対して行われる可逆圧縮の一例を示す図である。画像処理部３０３は、特定の画素値が連続するラン長に基づいて圧縮画像（圧縮データ）を生成する。光音響画像は、たとえば被検体１０１の深部にはプローブ１０３から照射された光が到達しない場合がある。したがって、光音響画像には被検体１０１の情報を含まない、画素値が０の画素が多く存在する場合が考えられる。圧縮画像７０２は、１ｂｙｔｅ目に０を格納し、２ｂｙｔｅ目に原画像７０１の画素値が０である画素が連続する回数を格納することで、情報量を削減している。

図７に例示する処理により圧縮された画像データのＩＯＤは、特定の画素値が連続するラン長に基づいて圧縮されていることを示す情報とともに出力される。当該ＩＯＤを取得したＶｉｅｗｅｒ１１３といった外部装置は、当該圧縮の方式で得られる圧縮データを復号するための情報を予め取得する。Ｖｉｅｗｅｒ１１３は、当該圧縮の方式を示す情報を当該ＩＯＤから読みだして圧縮データを復号することができる。

図８は、画像処理部３０３により超音波画像又は光音響画像に対して行われる圧縮方法の一例を示す図である。たとえば、画像処理部３０３は、動画を構成する隣接するフレーム間の画像が類似していることに基づいて圧縮画像（圧縮データ）を生成する。原画像８０１は、ｎフレーム目の原画像の画素値の配列を示し、原画像８０２はｎ＋１フレーム目の原画像の画素値の配列を示す。圧縮画像８０３は、ｎフレーム目の画像データに基づいてｎ＋１フレーム目の原画像８０２を圧縮したものである。画像処理部３０３は、原画像８０２と原画像８０１との差分を取得し、画素値とした圧縮画像８０３を生成する。ｎ＋１フレーム目とｎフレーム目とが類似していることにより、それらの差分である圧縮画像８０３の画素値が小さくなると予測され、圧縮画像８０３の１画素のｂｉｔ数を削減することができる。ｎ＋２フレーム目以降も同様にすることで、動画のデータ量を削減することができる。

図８に例示する処理により圧縮された画像データのＩＯＤは、フレーム間の画像データの差分に基づいて圧縮されていることを示す情報と、原画像を差分した画像データ（ここではｎフレーム目の画像データ）を識別するための情報とともに出力される。当該ＩＯＤを取得したＶｉｅｗｅｒ１１３といった外部装置は、当該圧縮の方式で得られる圧縮データを復号するための情報を予め取得する。Ｖｉｅｗｅｒ１１３は、当該圧縮の方式を示す情報とｎフレーム目の画像データを識別するための情報とを当該ＩＯＤから読みだし、ｎフレーム目の画像データを取得することで、ｎ＋１フレーム目の圧縮画像を復号することができる。

図９は、画像処理部３０３により光音響画像の吸収係数画像、酸素飽和度画像に対して行われる圧縮方法の一例を示す図である。吸収係数画像、酸素飽和度画像はともに、被検体内部の特定の光学特性（吸収係）数を有する物質の情報を画像化したものである。具体的には、吸収係数画像及び酸素飽和度画像は、ヘモグロビンの情報を画像化したものである。したがって、吸収係数画像及び酸素飽和度画像は、たとえば血管の走行を反映した類似した画像になると予測される。たとえば、画像処理部３０３は、波長αにおける吸収係数画像と波長βにおける吸収係数画像との差分を取得することにより、圧縮画像（圧縮データ）を生成する。原画像９０１は波長αにおける吸収係数画像であり、原画像９０２は波長βにおける吸収係数画像である。画像処理部３０３は原画像９０１と原画像９０２との差分を取得し、原画像９０２の圧縮画像９０３を生成する。吸収係数画像、酸素飽和度画像のように、被検体内部の特定の光学特性を有する物質の情報を画像化した画像で、互いに類似した画像間の差分である圧縮画像の画素値は小さくなると予測され、圧縮画像９０３の１画素のｂｉｔ数を削減することができる。

図９に例示する処理により圧縮された画像データのＩＯＤは、異なる波長間の画像データの差分に基づいて圧縮されていることを示す情報と、原画像を差分した画像データ（ここでは波長αにおける吸収係数画像）を識別するための情報とともに出力される。当該ＩＯＤを取得したＶｉｅｗｅｒ１１３といった外部装置は、当該圧縮の方式で得られる圧縮データを復号するための情報を予め取得する。Ｖｉｅｗｅｒ１１３は、当該圧縮の方式を示す情報と波長αにおける吸収係数画像を識別するための情報とを当該ＩＯＤから読みだし、波長αにおける吸収係数画像を取得することで、波長βにおける吸収係数画像の圧縮画像を復号することができる。

出力制御部３０４は、医用画像の種類に応じた圧縮の方法により圧縮データを生成するように画像処理部３０３を制御する。たとえば、被検体内部の形態に関する情報を豊富に含むＢモード画像に階調変更は好ましくなくない場合が考えられ、特定の画素値が連続する領域は少ないと推測される。また、エラストグラフィ画像やドプラ画像のように、被検体内の特定の部位の情報が中心となる画像においては、たとえば画素値がゼロの画素が連続する領域があることが考えられる。したがって出力制御部３０４は、超音波画像の種類が濃淡で表現されるＢモード画像である場合には、たとえば高周波成分の情報量を削減して圧縮データを生成するように画像処理部３０３を制御してもよい。出力制御部３０４は、超音波画像の種類がエラストグラフィ画像やドプラ画像である場合には、たとえば特定の画素値の連続に基づいて圧縮データを生成するように画像処理部３０３を制御してもよい。

また出力制御部３０４は、光音響データのそれぞれに種類に対して、種類に応じた圧縮処理を行うように画像処理部３０３を制御する。例えば、初期音圧データは他の種類の画像データを生成するのに用いられる画像データであり、圧縮しない、または可逆圧縮を行うこととする。例えば、出力制御部３０４は、複数の光音響データのうち初期音圧データに対して可逆圧縮、初期音圧データ以外の光音響データに対しては可逆圧縮以外の圧縮方法（例えば、可逆圧縮より圧縮率の高い方法）を行うように画像処理部３０３を制御する。あるいは、出力制御部３０４は光音響データの種類に応じて圧縮率を異ならせてもよい。例えば、初期音圧データに対して適用する圧縮方法の圧縮率は、初期音圧データ以外の光音響データに対して適用する圧縮方法の圧縮率よりも小さくしてもよい。外部装置に出力される光音響データの種類の中で、異なる複数の波長の吸収係数画像や酸素飽和度が含まれている場合には、それらの類似性を利用して波長間差分による圧縮処理を行うこととしてもよい。

ステップＳ６０４において、出力制御部３０４は画像データ５０３に含まれる画像間の対応付けを行う。出力制御部３０４は対応情報５０７を用いて、対応する画像データを特定する。

ステップＳ６０５において、出力制御部３０４はＩＯＤを取得する。出力制御部３０４は、ステップＳ６０４において対応付けられた画像データを同一のＩＯＤに格納してもよい。その場合、出力制御部３０４はマルチフレームで複数の画像データを格納してもよい。また、出力制御部３０４はＧＳＰＳ（Ｇｒａｙｓｃａｌｅ Ｓｏｆｔｃｏｐｙ Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｔａｔｅ）やＣＳＰＳ（Ｃｏｌｏｒｓｃａｌｅ Ｓｏｆｔｃｏｐｙ Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｔａｔｅ）に準ずる態様で複数の画像データを格納してもよい。出力制御部３０４は、一つのＩＯＤにおけるマルチフレームとして複数の画像データを格納してもよい。出力制御部３０４は、それぞれの画像データを異なるＩＯＤとして生成し、互いのＩＯＤの付帯情報に対応する画像データのＩＯＤを識別するための情報を含めてもよい。

図１０は、ＩＯＤの一例を示す図である。図１０の例では、図５の対応情報５０７において説明したように対応付けられた画像データが、一つのＩＯＤに格納されている。転送データ（ＩＯＤ）１は付帯情報１００１と画像データ１００２とを含む。転送データ（ＩＯＤ）２は付帯情報１００３と画像データ１００４とを含む。付帯情報１００１及び付帯情報１００３は、図５に示す付帯情報５０２の一部又は全てを含んでいてもよい。画像データ１００２及び画像データ１００４は上述の処理により圧縮された圧縮画像（圧縮データ）である。図１０に示す例ではＩＯＤに含まれる画像データのすべてが圧縮されているが、一部の画像データが圧縮されていてもよい。ユーザは、たとえばＶｉｅｗｅｒ１１３を介して情報処理装置１０７やＰＡＣＳ１１２からＩＯＤを取得する。Ｖｉｅｗｅｒ１１３は予め符号表を取得しておくことができる。また、ＩＯＤに圧縮データの復号のための情報が記載されている場合には、Ｖｉｅｗｅｒ１１３は当該復号のための情報を読みだすことができる。これにより、Ｖｉｅｗｅｒ１１３は圧縮データを復号してＶｉｅｗｅｒ１１３の表示部（不図示）に表示させることができる。

第１の実施形態の構成により、超音波画像と光音響画像（光音響データ）はその種類に応じて圧縮され、ＰＡＣＳ１１２といった外部装置に出力される。これにより、画像データの通信や保存にかかる容量が低減される。

［第２の実施形態］
第２の実施形態では、ユーザが外部装置に出力する画像データの種類を選択し、圧縮方法を設定可能である場合を例に説明する。

図１２は、ユーザが外部装置に出力する画像データの種類を指定するためのユーザインタフェースの一例を示す図である。列１２０１は指定可能な種類の一覧を表示する。列１２０１には、領域１２０３において超音波画像の各種類が表示され、領域１２０４において光音響データの各種類が表示される。ユーザは出力ボタン１２０５に対する操作入力により、任意の種類の画像データを外部装置に出力するように指定できる。列１２０１には、図４に示すステップＳ４０２及びステップＳ４０３において取得された種類の画像が表示される。出力ボタン１２０５を介してユーザが指示した情報は、それぞれの種類の画像データに関する出力可否の情報としてＲＡＭ２０３に記憶される。

選択状態にあるアイテムは、列１２０１において選択状態にないアイテムと区別可能に表示される。図１２に示す例では、選択状態にあるアイテムは他のアイテムとは異なる背景色で表示されている。画像プレビュー１２０７が選択状態にある時、表示領域１２０２には、列１２０１において選択状態にある種類の画像データが表示される。領域１２０６には、画像表示領域１２０２に表示されている画像データのフレーム番号が表示される。

圧縮設定１２０８が選択されると、図１３に示す設定画面が表示部１０９に表示される。出力ボタン１２１０が押下されると、出力ボタン１２０５を介して指示した情報が確定される。

図１１は、ユーザの指定に基づいて画像データを圧縮して出力する処理の一例を示すフローチャートである。適宜、図１２及び図１３を用いて説明する。図１１に示す処理は、たとえば図４に示すステップＳ４０９のサブルーチンとして行われる。下記の処理において、特に断りがない場合、各処理を実現する主体は、ＣＰＵ２０１またはＧＰＵである。

ステップＳ１１０１において、出力制御部３０４は、ユーザの操作入力に応じて、ユーザインタフェースを介してユーザが選択した画像データである。または、圧縮データを生成する対象とする画像データは、予め定められた設定に基づいて選択されてもよい。

ステップＳ１１０２において、表示制御部３０６は表示部１０９に設定画面１３０１を表示させる。表示制御部３０６は、図１２に示す圧縮設定１２０８が押下されたことに伴い、図１３に示す設定画面を表示させる。

図１３は、設定画面の一例を示す図である。列１２０１及び領域１２０３、領域１２０４は図１２に示したものと同様である。領域１３０２は階調変更の圧縮処理に関する指示を入力するための領域であり、チェックボックスをＯＮに設定すると列１２０１で出力ボタンが押下された種類の画像データに対する階調変更が有効になる。領域１３０３は高周波成分を除去する圧縮処理に関する指示を入力するための領域であり、チェックボックスをＯＮに設定すると列１２０１で出力ボタンが押下された種類の画像データに対する高周波成分除去が有効になる。領域１３０４は０の連続するラン長を用いた圧縮処理に関する指示を入力するための領域であり、チェックボックスをＯＮに設定すると列１２０１で出力ボタンが押下された種類の画像データに対する当該圧縮処理が有効になる。領域１３０５は画像間の差分を用いた圧縮処理に関する指示を入力するための領域であり、チェックボックスをＯＮに設定すると列１２０１で出力ボタンが押下された種類の画像データに対する当該圧縮処理が有効になる。領域１３０５において、画像間差分を動画のフレーム間で行うか、異なる波長で取得された画像間で行うかを選択することができる。

ステップＳ１１０３において、出力制御部３０４は圧縮データの生成を開始するか否かを判定する。出力制御部３０４は、図１２に示す出力ボタン１２１０が押下されることに応じて、圧縮データの生成を開始すると判定する。

ステップＳ１１０４において、出力制御部３０４は記憶装置２０４から保存データ５０１を読み出す。

ステップＳ１１０５において、出力制御部３０４は保存データ５０１に含まれる画像データの出力可否に関する情報をＲＡＭ２０３から読み出す。出力可否に関する情報は上述したように、図１２に示す出力ボタン１２０５に対する指示に基づいてＲＡＭ２０３に記憶されている。

ステップＳ１１０６において、出力制御部３０４は出力する種類の画像データの圧縮処理が、自動で行われる設定であるか否かを判定する。図１２及び図１３における自動圧縮設定１２０９がＯＮに設定されると圧縮処理を自動で行うと設定され、その情報がＲＡＭ２０３に記憶される。出力制御部３０４は自動で圧縮処理を行うか否かに関する設定の情報をＲＡＭ２０３から読み出す。自動で行うと設定されている場合にはステップＳ１１０７に進み、自動で行わないと設定されている場合にはステップＳ１１０８に進む。

ステップＳ１１０７において、出力制御部３０４は予め設定されている圧縮処理に関する情報を取得する。例えば、出力制御部３０４は超音波画像のうちＢモード画像に対して高周波成分除去による圧縮処理を行う。被験体内部の形態に関する情報を豊富に含むＢモード画像に階調変更は好ましくなく、特定の画素値が連続する領域は少ないと予測される。したがって、出力制御部３０４はＢモード画像に対して高周波成分を除去する圧縮処理を行うこととする。

出力制御部３０４は、光音響データのそれぞれに種類に対して、種類に応じた圧縮処理を行う。例えば、初期音圧データは他の種類の画像データを生成するのに用いられる画像データであり、圧縮しない、または可逆圧縮を行うこととする。図１２の出力ボタン１２０５において出力すると指示されている種類の中で、異なる複数の波長の吸収係数画像や酸素飽和度が含まれている場合には、それらの類似性を利用して波長間差分による圧縮処理を行うこととする。

出力制御部３０４はさらに、ＤＩＣＯＭ規格により定められている一つのＩＯＤにおける最大容量を満たすように圧縮率や圧縮方法を選択しても良い。その場合出力制御部３０４は、診断に用いられる酸素飽和度といった画像の圧縮率を他の種類よりも低くするようにしても良い。

ステップＳ１１０８において出力制御部３０４は、図１３の設定画面１３０１を介してユーザが指定した圧縮方法に関する情報を取得する。

ステップＳ１１０９において出力制御部３０４は、ステップＳ１１０８で取得した圧縮方法と対応するパラメータの情報をＲＡＭ２０３から読み出す。

ステップＳ１１１０において出力制御部３０４は、画像処理部３０３を制御して圧縮データを生成する。画像処理部３０３は、ステップＳ１１０７またはステップＳ１１０９で取得したパラメータの情報に基づいて画像データを圧縮する。

ステップＳ１１１１において、出力制御部３０４は画像データ５０３に含まれる画像間の対応付けを行う。出力制御部３０４は対応情報５０７を用いて、対応する画像データを特定する。

ステップＳ１１１２において、出力制御部３０４はＩＯＤを取得する。出力制御部３０４は、ステップＳ１１１１において対応付けられた画像データを同一のＩＯＤに格納してもよい。その場合、出力制御部３０４はマルチフレームで複数の画像データを格納してもよい。また、第１の実施形態において述べたように、出力制御部３０４はＧＳＰＳやＣＳＰＳに準ずる態様で複数の画像データを格納してもよい。出力制御部３０４は、一つのＩＯＤにおけるマルチフレームとして複数の画像データを格納してもよい。出力制御部３０４は、それぞれの画像データを異なるＩＯＤとして生成し、互いのＩＯＤの付帯情報に対応する画像データのＩＯＤを識別するための情報を含めてもよい。

第２の実施形態の構成により、情報処理装置１０７はユーザの指定する任意の種類の画像データを、種類に応じた圧縮処理により圧縮して外部装置に出力することができる。

［変形例］
図４に示すステップＳ４０６までに保存された保存データ５０１を読みだして圧縮データを生成する場合を例に説明したが、本発明はこれに限らない。たとえば、保存データ５０１に画像データを格納する前に圧縮処理を行い、圧縮データを保存データ５０１に格納してもよい。

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

上述の各実施形態における情報処理装置は、単体の装置として実現してもよいし、複数の装置を互いに通信可能に組合せて上述の処理を実行する形態としてもよく、いずれも本発明の実施形態に含まれる。共通のサーバ装置あるいはサーバ群で、上述の処理を実行することとしてもよい。情報処理装置および情報処理システムを構成する複数の装置は所定の通信レートで通信可能であればよく、また同一の施設内あるいは同一の国に存在することを要しない。

本発明の実施形態には、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが該供給されたプログラムのコードを読みだして実行するという形態を含む。

したがって、実施形態に係る処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明の実施形態の一つである。また、コンピュータが読みだしたプログラムに含まれる指示に基づき、コンピュータで稼働しているＯＳなどが、実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

上述の実施形態を適宜組み合わせた形態も、本発明の実施形態に含まれる。

Claims (15)

1. 被検体に光を照射することにより得られる光音響信号に基づいて生成される光音響データを取得する取得手段と、
   前記光音響信号に基づいて取得された前記光音響データの種類に応じて前記光音響データを圧縮した圧縮データを取得する圧縮手段と、
   前記圧縮データを外部装置に出力する出力手段と、
   を有し、
   前記圧縮手段は、前記光音響データの種類に第１波長の光に対応する第１画像データおよび第２波長の光に対応する第２画像データが含まれている場合、前記第１画像データと前記第２画像データとの波長間差分による圧縮処理を行うことにより、前記光音響データを圧縮した前記圧縮データを取得する
   ことを特徴とする情報処理装置。
2. 前記圧縮手段は、前記光音響データの種類に応じて異なる圧縮方法を適用することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
3. 初期音圧データに対して適用する圧縮方法と前記初期音圧データ以外の光音響データに対して適用する圧縮方法とは異なることを特徴とする請求項２記載の情報処理装置。
4. 初期音圧データに対して適用する圧縮方法は可逆圧縮であることを特徴とする請求項３記載の情報処理装置。
5. 前記圧縮手段は、前記光音響データの種類に応じて異なる圧縮率で圧縮することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
6. 初期音圧データに対する圧縮率と前記初期音圧データ以外の光音響データに対する圧縮率とは異なることを特徴とする請求項５記載の情報処理装置。
7. 初期音圧データに対する圧縮率は、前記初期音圧データ以外の光音響データに対する圧縮率よりも低いことを特徴とする請求項６記載の情報処理装置。
8. 前記出力手段は、前記圧縮データと復号方法を示す情報とを１つの情報オブジェクトとして前記外部装置に出力することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の情報処理装置。
9. 前記出力手段は、前記圧縮データと、前記圧縮データが前記第１画像データと前記第２画像データとの差分に基づいて圧縮されていることを示す情報と、前記第１画像データとを１つの情報オブジェクトとして前記外部装置に出力する
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の情報処理装置。
10. 前記情報オブジェクトに基づいて、前記第２画像データの圧縮画像を復号する復号手段を有する
    ことを特徴とする請求項９記載の情報処理装置。
11. 前記情報オブジェクトは、ＤＩＣＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ）規格に基づくオブジェクトであることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の情報処理装置。
12. 被検体に光を照射することにより得られる光音響信号に基づいて生成される光音響データを取得する取得工程と、
    前記光音響信号に基づいて取得された前記光音響データの種類に応じて前記光音響データを圧縮した圧縮データを取得する圧縮工程と、
    前記圧縮データを外部装置に出力する出力工程と、
    を有し、
    前記圧縮工程において、前記光音響データの種類に第１波長の光に対応する第１画像データおよび第２波長の光に対応する第２画像データが含まれている場合、前記第１画像データと前記第２画像データとの波長間差分による圧縮処理を行うことにより、前記光音響データを圧縮した前記圧縮データを取得する
    ことを特徴とする情報処理方法。
13. 前記出力工程において、前記圧縮データと、前記圧縮データが前記第１画像データと前記第２画像データとの差分に基づいて圧縮されていることを示す情報と、前記第１画像データとを１つの情報オブジェクトとして前記外部装置に出力する
    ことを特徴とする請求項１２記載の情報処理方法。
14. 前記情報オブジェクトに基づいて、前記第２画像データの圧縮画像を復号する復号工程を更に有する
    ことを特徴とする請求項１３記載の情報処理方法。
15. 請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の情報処理方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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