WO2005003977A1

WO2005003977A1 - 画像データベースシステム

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Publication number: WO2005003977A1
Application number: PCT/JP2004/009003
Authority: WO
Inventors: Satoshi Yamatake
Original assignee: Satoshi Yamatake
Priority date: 2003-07-02
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2005-01-13
Also published as: EP1643370A4; JPWO2005003977A1; US20050244082A1; JP3910997B2; EP1643370A1; US7716277B2

Description

明細書

画像データベースシステム

技術分野

[0001] 本発明は、 CT装置、 MRI装置などのモダリティ装置により撮影された大量の医療用画像情報を電子情報として保管するとともに診断に資する画像データベースシステムに関する。

^景技術

[0002] 従来、ネットワーク上に接続された複数の医療用画像保管サーバから所望の医療用画像を高速に検出し、表示できるようにすることを目的として、複数のモダリティ装置で発生した医療用画像を保管する複数の画像サーバをネットワーク接続し、前記複数の画像サーバに保管されている大量の医療用画像を管理する医療用画像管理システムとして、複数の画像サーバに保管されている医療用画像に関する第 1の検索情報を所定の時間間隔で定期的に検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された第 1の検索情報が既に登録済みの第 2の検索情報中に存在しない場合には前記検出された第 1の検索情報に前記画像サーバに関する情報を付加して前記第 2の検索情報として登録するデータベース手段と、前記データベース手段に登録されている前記第 2の検索情報に基づいて、前記ネットワーク上の前記複数の画像サーバに保管されている大量の医療用画像を管理する制御手段とを備えた統合管理サーバを設けて、前記統合管理サーバを介して所望の画像サーバに迅速にァクセス可能とする医療用画像管理システムが提案されている。

特許文献 1 :特開 2002 - 245173号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] この種のネットワークとしては、例えば、 OSI (Open Systems Interconnection )参照標準モデルで説明するならば、ネットワークの物理層及びデータリンク層がィーサネット（登録商標）で、トランスポート層及びネットワーク層が TCP/IP (Transmissi on Control Protocol/Internet Protocol)で構成され、セッション層以上の上位層力医療分野における画像診断規格である DICOM (Digital Imaging and Communication for Medicine)プロトコノレで構成され、タグ情報と画像データとでなる DICOM画像として、ネットワークを介し各画像サーバ（DICOMサーノく）で蓄積 ·管理され、専用の画像ビューヮ（DICOMビューヮ）を使用して読影 ·閲覧されるものである。

[0004] し力、し、上述した従来の画像データベースシステムにおける DICOMプロトコルによれば、画像データを非圧縮状態で取り扱うことが原則とされ、さらに、タグ情報の保護などの観点から複雑な通信手順となり、データ伝送に時間を要するものであったため、画像検索レスポンスなどの向上が課題となっていた。特に、大規模な病院においてはビューヮの設置台数も多ぐネットワーク負荷が増大することによる一層のレスボンスの低下が問題となっている。

[0005] また、上述したシステムでは、モダリティ装置毎に異なる複数の画像サーバにより個々に大量の医療用画像データが管理され、メーカーや機種が異なる画像サーバ毎に異なるメディアに異なる方式によりバックアップされるものであったために、システム全体としての画像データのトータルな管理が不十分であるという問題もあった。

[0006] さらに、上述のネットワークに接続される画像ビューヮは、手術室に設置され、手術の補助として使用される場合などもあり、その信頼性は十分に保証されるものでなければならないとの要請もあった。

[0007] 本発明は、上述した問題点に鑑み、 DICOMプロトコルを使用する機器に対して、画像データの増加に拘わらず高速に画像データをアクセスでき、し力も、画像データをトータルとして管理できる信頼性の高い画像データベースシステムを提供する点にめる。

課題を解決するための手段

[0008] 上述の目的を達成するため、本発明による画像データベースシステムの第一の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項 1に記載した通り、医療用画像データを蓄積するストレージュニットと、前記ストレージュニットを管理するコントロールユニットと、前記ストレージユニットに蓄積された医療用画像データに関連付けられたキー情報を含む属性情報が格納され、外部接続された機器との間で医療用画像データを中継処理する画像データベースサーバと、前記画像データベースサーバと外部接続された複数のモダリティ装置との間で DICOMプロトコルにより医療用画像データを中継処理する DICOMゲートウェイとがスィッチを介して相互にネットワーク接続されてなり、少なくとも前記コントロールユニットと前記画像データベースサーバと前記 DIC OMゲートウェイとを各別に複数備えて、コントロールユニット群と画像データベースサーバ群と DICOMゲートウェイ群を構成し、リクエストのヘッダー情報に基づいて各群毎にそれらを負荷分散制御するロードバランサを設けて構成してある点にある。

[0009] 上述した構成によれば、 DICOMゲートウェイを介して DICOMプロトコルを使用する機器をネットワークに接続することば力でなぐ非 DICOMプロトコルによるビューヮなどの機器をも接続することが可能となり、システムのフレキシビリティを確保できるばかりでなぐネットワーク負荷の増大に応じて、コントロールユニット、画像データべースサーバ、 DICOMゲートウェイが複数備えられ、ロードバランサにより負荷分散されるので、常に安定したスループットが確保できるのである。さらに、各群は水平方向に冗長性を持たせて構成されているので、万一の故障に対してもシステムダウンを引き起こすことなく柔軟に対処可能となり、信頼性を著しく向上させることができるようになるのである。

[0010] 同第二の特徴構成は、同欄請求項 2に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記コントロールユニットと前記画像データベースサーバと前記 DICOMゲートゥエイは、前記ビューヮまたは前記モダリティ装置からの外部リクエストに関連するジョブを処理する第一のスィッチを介した第一のネットワークと、内部リクエストに関連するジヨブを処理する第二のスィッチを介した第二のネットワークにより相互にネットワーク接続されている点にある。

[0011] 上述の構成により、第一のネットワークを介してモダリティ装置からの画像データの格納処理やビューヮからの画像データの要求処理などの外部リクエストに対する処理と、第二のネットワークを介して各群の相互のメンテナンスなどの内部処理を分割してそれぞれ独立に処理できるので、外部からのリクエストに対するスループットの低下を来たすことなぐシステムの安定性、安全性を向上させることができるのである。

[0012] 同第三の特徴構成は、同欄請求項 3に記載した通り、上述の第一または第二特徴構成に加えて、前記 DICOMゲートウェイは、前記ロードバランサにより 1ァソシエーシヨン単位で負荷分散される点にある。

[0013] 負荷分散に際して、一連の検査画像データは一括してロードまたはセーブされることが処理効率、管理効率の点で優れている。従って、 DICOMゲートウェイは、 DIC OMプロトコルによるアソシエーションの確立から終了までを一単位として負荷分散されることが好ましい。

[0014] 同第四の特徴構成は、同欄請求項 4に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記 DICOMゲートゥヱイは、前記モダリティ装置からの画像格納リクエストに対して、受信した画像情報を属性情報と画像データに分割し、分割した画像データを所定の可逆圧縮アルゴリズムにより圧縮率の異なる複数の圧縮画像に圧縮処理して前記コントロールユニットに転送するとともに、前記属性情報を前記コントロールユニットから返信された当該画像データの格納アドレスと伴に前記画像データベースサーバに転送する点にある。

[0015] 画像データは所定の可逆圧縮アルゴリズムにより圧縮率の異なる複数の圧縮画像に圧縮処理されることにより、ネットワークを介して伝送する画像データの容量を要求品質に応じて異ならせることが可能となり、しかも可逆圧縮されるので、解凍処理後のデータの品質の低下を来たすことが無くなる。そのような画像データが格納されているアドレスは、画像データとリンク可能に属性情報と伴に画像データベースサーバにテーブルデータとして保存される。

[0016] 同第五の特徴構成は、同欄請求項 5に記載した通り、上述の第四特徴構成に加えて、前記 DICOMゲートウェイは、前記モダリティ装置からの画像提供リクエストに対して、前記キー情報を基に前記画像データベースサーバから前記属性情報と前記格納アドレスを獲得するとともに、前記格納アドレスに基づいて前記ストレージュニットから所定の圧縮率の圧縮画像を獲得し、当該圧縮画像を解凍処理して前記属性情報と伴に前記モダリティ装置に返信する点にある。

[0017] 同第六の特徴構成は、同欄請求項 6に記載した通り、上述の第二特徴構成に加えて、前記画像データベースサーバは、前記第一のネットワークを介してなされたデータの更新処理に対して、自らのデータベースを更新処理するとともに、前記第二のネットワークを介して他の画像データベースサーバのデータベースを更新処理する更新処理手段を備えている点にある。

[0018] 画像データベースサーバ群は複数の画像データベースサーバで構成され、それら力 Sロードバランサにより負荷分散される。従って、自らが管理するデータベース、つまり、上述した DICOMゲートウェイにより更新処理される画像データの属性情報及び格納アドレスからなるテーブルデータなどは、他の画像データベースサーバに対してもその内容を常に一致するように管理されなければならない。そこで、更新処理手段により第二のネットワークを介して更新処理することで、冗長性を常に確保することが可能となる。

[0019] 同第七の特徴構成は、同欄請求項 7に記載した通り、上述の第六特徴構成に加えて、前記画像データベースサーバは、前記第一のネットワークに対してデータ更新用のポートとデータ検索用のポートを備え、前記第二のネットワークを介した他の画像データベースサーバのデータベースに対する復旧処理時に前記データ更新用のポートをクローズする復旧処理手段を設けてある点にある。

[0020] 他のデータベースサーバの復旧に際して、自らが他のデータベースサーバのデータベースを第二のネットワークを介して復旧するときに、 DICOMゲートウェイから更新要求があると、自らのデータベースも更新処理されるので、その更新情報をも他のデータベースサーバの復旧対象となるので、復旧処理が容易に進涉しなレ、虞がある

。そこで、更新用のポートをクローズして自らのデータベースの更新を拒否して復旧処理を迅速に行なうのである。尚、この場合でもデータ検索用のポートはオープンすることにより、画像データの読出しリクエストには応えることが可能となる。

[0021] 同第八の特徴構成は、同欄請求項 8に記載した通り、上述の第二特徴構成に加えて、前記コントロールユニットは、所定時期に前記第二のネットワークを介して、前記ストレージユニットに対して稼動状況検查を実行し、その結果を前記画像データべ一スサーバの稼動状況テーブルに記憶する稼動状況検查手段を備えるとともに、他のコントロールユニットによる前記稼動状況テーブルデータの更新履歴に基づいて、当該他のコントロールユニットの故障診断を行なう故障診断手段を備えてある点にある [0022] ストレージユニットまたはユニット内のドライブの故障状況が把握可能となり、最新の状況が画像データベースサーバにテーブルデータとして格納されるので、画像データの有効な格納先を確実に判断できるのであり、そのテーブルデータに格納された更新履歴により他のストレージュニットが正常に稼動しているか否力、も判断可能となり、他の故障検出アルゴリズムを設けなくとも、コントロールユニット間で故障の検出、復旧を迅速に行なえるようになるのである。

[0023] 同第九の特徴構成は、同欄請求項 9に記載した通り、上述の第一から第八の特徴構成に加えて、前記コントロールユニットは、前記ストレージユニットに対して冗長化格納制御を行なう点にある。

[0024] つまり、大量の画像データが、発生する度に同様の環境下でバックアップされるので、他のメディアによるバックアップをする必要性が無ぐ常に、ネットワークからァクセス可能に構成できる。

発明の効果

[0025] 以上説明した通り、本発明によれば、 DICOMプロトコルを使用する機器に対して、画像データの増加に拘わらず高速に画像データをアクセスでき、し力も、画像データをトータルとして管理できる信頼性の高い画像データベースシステムを提供することができるようになった。

発明を実施するための最良の形態

[0026] 以下に本発明による画像データベースシステム実施の形態を説明する。図 1に示すように、画像データベースシステムは、基本フレーム（基本最小タワー）と複数の拡張フレーム (増設タワー）とから構成される。

[0027] 基本フレームは、医療用画像データを蓄積する 4台のストレージユニット 1からなるストレージュニット群と、各ストレージュニット 1を管理する 2台のコントロールユニット 2 力なるコントロールユニット群と、各ストレージユニット 1に蓄積された医療用画像データに関連付けられたキー情報を含む属性情報が格納され、外部接続されたビューヮ 11との間で医療用画像データを中継処理する 2台の画像データベースサーバ 3からなる画像データベースサーバ群と、画像データベースサーバ 3と外部接続された複数のモダリティ装置 10との間で DICOMプロトコルにより医療用画像データを中継処理する 2台の DICOMゲートウェイ 4からなる DICOMゲートウェイ群と力スィッチ 5, 6を介して相互にネットワーク接続されて構成され、ネットワークを介したリクエストのへッダー情報に基づいて各群毎にそれらを負荷分散制御する 2台のロードバランサ 7を備えるとともに、電源ユニット 8とディスプレイスィッチ 9とを設けて構成される。ここに、各ユニットやサーバの台数は例示に過ぎず、それ以上のまたは以下の複数の台数であればよい。

[0028] 拡張フレームは、電源ユニットと複数台のストレージュニットとスィッチで構成され、大容量の画像データが蓄積できるように拡張可能に構成される。

[0029] ストレージユニット 1と、コントロールユニット 2と、画像データベースサーバ 3と、 DIC OMゲートウェイ 4は、ビューヮ 11またはモダリティ装置 10からの外部リクエストに関連するジョブを処理する第一のスィッチ 5を介した第一のネットワーク N1と、内部リクェストに関連するジョブを処理する第二のスィッチ 6を介した第二のネットワーク N2により相互にネットワーク接続されている。前記ネットワーク Nl , N2は、 OSI参照標準モデルでネットワークの物理層及びデータリンク層が 1000BASE— Tのイーサネット（登録商標）で、トランスポート層及びネットワーク層力 TCP/IPで構成され、セッション層以上の上位層が、医療分野における画像診断規格である DICOMプロトコルまたは他のローカルな上位プロトコルで動作するように構成される。

[0030] 2台のロードバランサ 7はローカル通信ライン (RS232—C)で接続され、通常 1台が稼動して、例えば、各群の構成要素の性能に差がなければラウンドロビン方式、性能に差があれば重み付けラウンドロビン方式、さらには応答時間アルゴリズムなどにより各構成要素の負荷が均等になるように負荷分散制御を行ない、ローカル通信ラインを介して故障が検出されると予備のロードバランサが稼動するよう構成されてレ、る。ここに、ローカル通信ラインとしては RS232—Cを使用するもの以外に他の通信規格による通信ラインを採用することも可能であり、さらには上述の第一または第二のネットワークを介してローカル通信するものであってもよレ、。

[0031] 以下に本システムの動作を、モダリティ装置からの画像蓄積リクエスト、画像読出リタエスト、ビューヮからの画像閲覧リクエストに対する応答動作などを例に説明する。

[0032] モダリティ装置 10は、 2台の DICOMゲートウェイ 4で構成された群に割当てられた仮想 IPアドレス（VIP)で DICOMプロトコルにより画像蓄積リクエストを送信してァソシエーシヨンを開始する。ロードバランサ 7は、正常に稼動し且つ負荷の最小の DIC OMゲートウェイ 4を選択し、仮想 IPアドレスを宛先アドレスとして持つパケットをインタ一セプトして、選択した DICOMゲートウェイ 4の実 IPアドレスに書き換える。以上の処理により画像蓄積リクエストは選択された DICOMゲートゥヱイ 4に受信される。また戻りのパケットはこれと逆の操作により通信が成立する。ここに、 DICOMゲートウェイ 4は、ロードバランサ 7により 1アソシエーション単位で負荷分散される。

[0033] 図 2及び図 3に示すように、リクエストがあった DICOMゲートウェイ 4は、受信した画像情報を検査例 UID (販売元前置コード、製品固有番号、シリアル番号などからなる )、患者名、患者 ID、受入番号、検査日、検査時刻、患者の生年月日を含む属性情報と画像情報に分割し、分割した画像データを所定の可逆圧縮アルゴリズム（ここでは、 PNG (Portable Network Graphics)が使用される力それ以外であってもよレ、）により圧縮率の異なる複数の圧縮画像（ここでは、 512 X 512ピクセルのオリジナノレ画像、 256 X 256ピクセノレの 1/4画像、 128 X 128ピクセノレの 1/16画像、サムネイルとして使用される 64 X 64ピクセルの 1/64画像の 4種類の画像が生成格納される力これに限るものではなレ、。）のそれぞれに圧縮処理して、コントロールユニット 2に転送する。

[0034] コントロールユニット 2は、転送された画像データを受信して後述するアルゴリズムにより画像データを格納するとともにその格納アドレスを DICOMゲートウェイ 4に返信する。 DICOMゲートウェイ 4は、前記属性情報をコントロールユニット 2から返信された当該画像データの格納アドレスと伴に画像データベースサーバ 3に転送してデータの更新処理を指示する。

[0035] 上述した動作にぉレ、て関与するコントロールユニット 2及び画像データベースサーバ 3は、 DICOMゲートウェイ 4と同様に、第一のネットワーク N1を介して通信され、口ードバランサ 7により負荷分散される。そして、以下に説明する各動作は、基本的には上述と同様にロードバランサ 7により負荷分散されるものである力以後はロードバランサの動作説明は省略する。

[0036] 次に、 DICOMゲートウェイ 4がモダリティ装置 10から画像提供リクエストを受信したときには、図 4及び図 5に示すように、リクエスト画像を特定する属性情報の何れかのキー情報を基に画像データベースサーバ 3から属性情報と格納アドレスを獲得するとともに、格納アドレスに基づいてストレージユニット 1から可逆圧縮された圧縮画像を獲得し、当該圧縮画像を解凍処理して属性情報と伴に DICOMプロトコルによりモダリティ装置 10に返信する。

[0037] 図 6及び図 7に示すように、画像データベースサーバ 3に対してビューヮ 11から画像データの閲覧リクエストがあると、リクエスト画像を特定する属性情報の何れかのキ一情報を基に画像データベースサーバ 3から属性情報と格納アドレスを獲得してビューヮ 11に返信する。その後ビューヮ 11は受信した格納アドレスに基づレ、てストレージユニット 1をアクセスして所望の画像データを獲得する。ここに、ビューヮ 11が DICO Mビューヮであれば、上述した DICOMゲートウェイ 4を介した動作となる力 DICO Mプロトコルを使用しないものの、 TCPZIPによるローカルプロトコルがサポートされていれば、任意の上位プロトコルが使用できる。

[0038] コントロールユニット 2は、電源が立ち上がると、ロードバランサ 7を介することなく（コントロールユニット 2に対する外部アクセスはロードバランサ 7により負荷分散される）、各ストレージュニット 1に対して順番に第二のネットワーク N2を介して稼動状況検査を実行し、その結果を画像データベースサーバ 3の稼動状況テーブルに更新記憶する稼動状況検査手段を備えてあり、他のコントロールユニット 2による前記稼動状況テ一ブルデータの更新履歴に基づいて、当該他のコントロールユニットの故障診断を行なう故障診断手段を備えてある。

[0039] 詳述すると、稼動状況検査手段は、フレーム単位に、且つ、そのフレームに搭載され、数台のハードディスクを備えて構成されるストレージユニット 1に対して順番に、ストレージユニットの装着状況、つまり、当該ユニットが取り外されている力、、装着されているかという装着状況と、装着されている場合にドライブ毎のディスク残容量、ュニのトータルの残容量を問い合わせるとともに、各ドライブに対して任意のファイルの畫込み、読出しを行ない各ドライブのディスク障害を調査し、その結果をデータベースサーバ 3の図 13に示す稼動状況テーブルに更新記憶する。尚、図 13には明記していないが、ストレージユニット IDの上位データにフレーム IDを付加することにより、フレーム単位で管理可能に構成されている。

[0040] コントロールユニット 2は、ストレージユニット 1へのデータ格納リクエストに対して、データ格納先を稼動状況テーブルに基づレ、て識別された正常稼動してレ、るストレージユニットから冗長化数分選択して格納する冗長化格納手段を備えてある。詳述すると、冗長化格納手段は稼動状況テーブルに基づいてドライブ単位にディスク残容量を調査し、ディスク残容量の大なるドライブを異なるストレージユニットに対して冗長化数分選択して格納する。ここでは、冗長化数を 2に設定してある。従って、システム内で同じデータが異なるストレージユニット 1に必ず存在することになる（ここに、冗長化数は 2以上に設定されるものであってもよレ、ことは言うまでもなレ、。 )

別の方法によれば、ストレージュニット 1単位にディスク残容量を調査し、ディスク残容量の大なるストレージユニット 1を二つ選択するとともに、選択したストレージュニット 1の中からディスク残容量の大なるドライブを選択してデータを格納してもよい。データの格納アドレスは、格納リクエストの送信元に返信される。上述の画像データの格納リクエストに対しては、 DICOMゲートウェイ 4に返信され、 DICOMゲートウェイ 4により画像データの属性情報と伴に、または属性情報としてデータベースサーバ 3に格納される。

[0041] さらに別の方法によれば、冗長化格納手段は稼動状況テーブルに基づいて、所定容量以上の残容量のストレージユニット 1を候補として複数選択し、乱数生成手段により生成された乱数に基づいて対象となるストレージユニット 1を二つ選択するように構成してもよい。例えば、候補として冗長化数よりも多い数のストレージユニットを選択し、乱数生成手段により 1から 9の任意の乱数を順番に生成して各候補のストレージユニットに割り付け、生成された乱数の値が大きなものから冗長化数分のストレージユニットを選択するなどにより実現できる。この場合には、新たに追加されたストレージユニットに負荷が集中することを未然に防止できるようになる。

[0042] またさらに別の方法によれば、冗長化格納手段は稼動状況テーブルに基づいて、異なるフレームに搭載されたストレージユニットに対して上述した何れかの方法により、冗長化格納処理を実行するように構成してもよい。この場合には、各フレームが設置される場所や建屋を異ならせることにより、火災、地震、水害などの災害からの影響を低く抑えることができるようになる。

[0043] また、冗長化格納手段が稼動状況テーブルに基づいてディスク残容量の調査をする場合に、格納される画像データに想定される最大容量よりも残容量の大きなものをサーチすることになるのであるが、逆に残容量がこの値よりも小さいときには稼動状況テーブルの残容量データに当該ドライブがフルである旨のデータを格納し、ストレージユニット 1の全てのドライブがフルとなったときには、当該ストレージュニット 1を選択対象から除外されるように構成することにより、ディスク残容量の調査のための時間が短縮できる。

[0044] コントロールユニット 2は、さらに、稼動状況検查手段により異常と判断されたストレージユニット 1またはドライブがあると、そのデータを復旧すベぐデータベースサーバ

3に格納された格納アドレスに基づいて、異常と判断されたストレージユニットまたはドライブに格納されているデータと同一のデータが格納されている他のストレージュニットのデータ格納アドレスを取得し、当該データ格納アドレスに格納されているデータを、同一データが格納されているストレージユニット 1以外で、稼動状況テーブルに基づいて識別された正常稼動しているストレージユニット 1から選択して複製する。このようにして、任意のストレージユニットが故障し、または取り外された場合であっても、画像データが自動的に複製され、新たなストレージユニットが追加された場合には追加されたストレージユニットに対する稼動状況テーブルが自動生成されるので、システムの電源をダウンさせることなくストレージユニットの追加や取り外しといったメンテナンス作業を行なうことができるのである。

[0045] コントロールユニット 2の故障診断手段は、稼動状況テーブルを定期的または不定期にアクセスして、他のコントロールユニット 2による稼動状況テーブルデータの更新履歴に基づいて、アクセス時から過去の所定時間以内になされた更新履歴が存在しないときに、当該他のコントロールユニットが故障しているものと判断し、予備のコントロールユニットが装着されているときには、予備のコントロールユニットを 1台立ち上げる。

[0046] ここで、 2台の稼動中のコントロールユニットのいずれか一方のユニットにより稼動状況検查手段を作動させ、他方のコントロールユニットにより故障診断手段を作動させるように構成してもよレ、。この場合には、他方のコントロールユニットによる故障診断手段の作動完了を示すフラグと作動時刻データを前記稼動状況テーブルに記録するように構成し、当該フラグと作動時刻データを一方のコントロールユニットがチェックすることにより他方のコントロールユニットの故障も検出可能となる。

[0047] 尚、コントロールユニット 2はストレージユニット 1と同一基板上に一体的に構成してもよレ、。この場合には、例えば、 2台のストレージユニットをアクティブに設定しておき、故障診断手段により一方の故障が発見されたときに予備のコントロールユニットをァクティブに切り替えるように構成することができる。

[0048] 以下に画像データベースサーバ 3の更新処理及び故障復旧処理について説明する。画像データベースサーバ 3は、第一のネットワーク N1を介してなされたデータの更新処理に対して、自らのデータベースを更新処理するとともに、第二のネットワーク N2を介して他の画像データベースサーバ 3のデータベースを更新処理する更新処理手段を備えている。

[0049] 画像データベースサーバ 3には、ロードバランサ 7に対して更新用のポートと検索用のポートを備えてあり、正常時には、両ポートをオープンしている。さらに、一方の画像データベースサーバ 3 (図中、 DB1)の更新処理手段は、他方の画像データべ一スサーバ 3(図中 DB2)の更新処理手段の最終動作時刻を管理しており、全てのテーブルの全レコードに最終更新日時を書き込み管理している。

[0050] 図 8及び図 9に示すように、更新処理手段は、ロードバランサ 7を介して DICOMゲ一トウエイ 4から画像データの属性情報及び画像データの格納アドレスの格納リクェストや、コントロールユニット 2からの稼動状況テーブルの格納リクエストなどのデータ更新リクエストがあると（図 8中、丸 1のステップ）、自分のデータベースを更新処理し（図 8中、丸 2のステップ）、次に第二のネットワーク 2を介して他の画像データベースサーバ 3のデータベースを更新処理する（図 8中、丸 3のステップ)。この動作が終了した時点で、リクエストに対するァクノリッジを返す（図 8中、丸 4のステップ)。

[0051] 画像データベースサーバは、第一のネットワーク N1に対してデータ更新用のポートとデータ検索用のポートを備え、第二のネットワーク N2を介した他の画像データべ一スサーバのデータベースに対する復旧処理時にデータ更新用のポートをクローズする復旧処理手段を設けてある。

[0052] 以下に詳述する。他方の画像データベースサーバ 3が故障している場合には、その更新用ポート、検索用ポートの双方がクローズされ、ロードバランサ 7は一方の画像データベースサーバ 3に対してのみ処理を要求する。図 10に示すように、この場合には、更新リクエストに対しては自らのデータベースの更新処理のみを行いァクノリッジを返す。

[0053] 上述の故障状態からの復旧時には、一方の画像データベースサーバ 3は通常動作を行い、他方の画像データベースサーバ 3は両ポートがクローズされている。図 11及び図 12に示すように、故障から復帰する他方の画像データベースサーバ 3は、自分が更新した最終更新日時を一方の画像データベースサーバ 3から取得し（図 11中、丸 1のステップ）、復旧開始時刻を記録する（図 11中、丸 2のステップ)。次に、第一ステツプで取得した以降の更新日時のレコードを一方の画像データベースサーバ 3から取得し、自らのデータベースを更新する（図 11中、丸 3のステップ）。ステップ 2で記録した復旧開始時刻を自らのデータベースの最終更新日時とし（図 11中、丸 4のステツプ）、第四ステップの最終更新日時と現在日時を比較し、 n秒以内になるまで上述のステップを繰り返す。ここに、 nは数秒のオーダーである。 n秒以内になれば、一方の画像データベースサーバ 3に対して復旧作業を依頼する（図 11中、丸 5のステツプ)。これに対して一方の画像データベースサーバ 3は更新用ポートをクローズして（図 11中、丸 6のステップ)他方の画像データベースサーバ 3の最終更新日時以降のデータベースの更新処理を行い（図 11中、丸 7のステップ）、更新処理終了後に更新用ポートをオープンして（図 11中、丸 8のステップ）他方の画像データベースサーバ 3 に終了通知を送信する。他方の画像データベースサーバ 3は両ポートをオープンして正常動作に復帰する（図 11中、丸 9， 10のステップ)。尚、上述の説明では更新用ポート、検索用ポートの双方を各別に構成したものを説明したが、更新用ポート及び検索用ポートを同一のポートとして構成することも可能である。

[0054] 以下に別実施の形態を説明する。上述の実施形態では、セッション層以上の上位層力医療分野における画像診断規格である DICOMプロトコルまたは、他のロー力ルなプロトコルで動作するシステムを説明した力 S、ビューヮなどの端末が WEBに対応するように構成することも可能である。この場合には、例えば、上述した基本フレームに、複数の WEBサーバからなる WEBサーバ群を設けて、ロードバランサ 7の管理下で作動するように構成すればょレ、。

[0055] 上述したシステムにおいて、ストレージユニット、コントロールユニット、画像データべースサーバ 3、 DICOMゲートウェイの何れかまたは全てをユニット単位でホットスヮップ可能に構成することにより、システムの稼動状態を維持しながらメンテナンスできるようになる。

[0056] 上述した実施形態では、コントロールユニットにストレージュニットの稼動状況を検查する稼動状況検查手段を備えたものを説明したが、当該コントロールユニットにネットワーク機器としてのロードバランサや、画像データベースサーバ、 DICOMゲートウェイなどのサーバ群に対する稼動状況検查手段をさらに備えてもよい。具体的には、コントロールユニットが第二のネットワーク N2を介してロードバランサゃ各サーバ群に順番にアクセスしてそれらの稼動状況検査を実行し、その結果を画像データべ一スサーバの稼動状況テーブルに更新記憶するように構成するのである。ロードバランサゃ各サーバが、第一のネットワーク N1を介した他の何れかのサーバとのデータの送受信中に発生した障害を監視して自らの稼動状況データ記憶領域にそれらの履歴を格納しておき、コントロールユニットがアクセスしたときに当該履歴データを読み取ることにより稼動状況が把握可能となるものである。ここで、ロードバランサや、画像データベースサーバ、 DICOMゲートウェイなどのサーバ群に対する稼動状況検査手段は、コントロールユニットに構築するものに限られず、画像データベースサーバ、 DICOMゲートウェイなどの任意のサーバに構築することも可能である。

[0057] そして、システムにこれらの稼動状況データを表示するモニタ表示手段を備え、画像データベースサーバまたはコントロールユニットによって表示制御されるように構成することにより、システムの稼動状況が管理者に把握可能になり、適切なメンテナンスを行なうことができるようになる。さらに、例えば、ロードバランサにメールサーバを構築し、データベースサーバに格納された稼動状況データを管理者にメール送信するように構成することも可能である。この場合、障害の発生時やそれに伴う復旧処理の開始、完了などのシステム稼動状況の変化するタイミングでその内容を管理者に送信することにより、管理者によるシステムの管理効率も大きく向上させることができるようになる。

[0058] このようにシステムを多重化することにより、システムを停止させることなぐ障害発生部位の交換処理などが可能になり、交換された部位が自動復旧されるので、システムの信頼性を大きく向上させることができるようになる。

[0059] 上述の実施形態は、本発明の一例に過ぎず、課題を解決するための手段の項に記載したように、各構成要素の組み合わせにより複数の形態の画像データベースシステムが構築されるものである。

図面の簡単な説明

[0060] [図 1]本発明による画像データベースシステムの構成図

[図 2]画像格納手順の説明図

[図 3]画像格納手順のフローチャート

[図 4]画像提供手順の説明図

[図 5]画像提供手順のフローチャート

[図 6]ビューヮによる画像検索手順の説明図

[図 7]ビューヮによる画像検索手順のフローチャート

[図 8]画像データベースサーバの動作説明図

園 9]画像データベースサーバのフローチャート

[図 10]画像データベースサーバの動作説明図

[図 11]画像データベースサーバの動作説明図

園 12]画像データベースサーバのフローチャート

[図 13]稼動状況テーブルの説明図

符号の説明

[0061] 1 :ストレージユニット

2：コントローノレユニット

3：画像データベースサーバ

4 : DIC〇Mゲートウェイ

5, 6 :スッチ :ロードバランサ :モダリティ装置1:ビューヮ

Claims

請求の範囲

[1] 医療用画像データを蓄積するストレージユニットと、前記ストレージユニットを管理するコントロールユニットと、前記ストレージュニットに蓄積された医療用画像データに関連付けられたキー情報を含む属性情報が格納され、外部接続された機器との間で医療用画像データを中継処理する画像データベースサーバと、前記画像データべースサーバと外部接続された複数のモダリティ装置との間で DICOMプロトコルにより医療用画像データを中継処理する DICOMゲートウェイとがスィッチを介して相互にネットワーク接続されてなる画像データベースシステムであって、

少なくとも前記コントロールユニットと前記画像データベースサーバと前記 DICOM ゲートウェイとを各別に複数備えて、コントロールユニット群と画像データベースサーバ群と DICOMゲートウェイ群を構成し、リクエストのヘッダー情報に基づいて各群毎にそれらを負荷分散制御するロードバランサを設けて構成してある画像データベース

[2] 前記コントロールユニットと前記画像データベースサーバと前記 DICOMゲートゥェィは、前記ビューヮまたは前記モダリティ装置からの外部リクエストに関連するジョブを処理する第一のスィッチを介した第一のネットワークと、内部リクエストに関連するジヨブを処理する第二のスィッチを介した第二のネットワークにより相互にネットワーク接続されている請求項 1記載の画像データベースシステム。

[3] 前記 DICOMゲートウェイは、前記ロードバランサにより 1アソシエーション単位で負荷分散される請求項 1または 2記載の画像データベースシステム。

[4] 前記 DICOMゲートウェイは、前記モダリティ装置からの画像格納リクエストに対して、受信した画像情報を属性情報と画像データに分割し、分割した画像データを所定の可逆圧縮アルゴリズムにより圧縮率の異なる複数の圧縮画像に圧縮処理して前記コントロールユニットに転送するとともに、前記属性情報を前記コントロールユニット力返信された当該画像データの格納アドレスと伴に前記画像データベースサーバに転送する請求項 1から 3の何れかに記載の画像データベースシステム。

[5] 前記 DICOMゲートウェイは、前記モダリティ装置からの画像提供リクエストに対して、前記キー情報を基に前記画像データベースサーバから前記属性情報と前記格納アドレスを獲得するとともに、前記格納アドレスに基づいて前記ストレージユニットから所定の圧縮率の圧縮画像を獲得し、当該圧縮画像を解凍処理して前記属性情報と伴に前記モダリティ装置に返信する請求項 4記載の画像データベースシステム。

[6] 前記画像データベースサーバは、前記第一のネットワークを介してなされたデータの更新処理に対して、自らのデータベースを更新処理するとともに、前記第二のネットワークを介して他の画像データベースサーバのデータベースを更新処理する更新処理手段を備えている請求項 2記載の画像データベースシステム。

[7] 前記画像データベースサーバは、前記第一のネットワークに対してデータ更新用のポートとデータ検索用のポートを備え、前記第二のネットワークを介した他の画像データベースサーバのデータベースに対する復旧処理時に前記データ更新用のポートをクローズする復旧処理手段を設けてある請求項 6記載の画像データベースシステム。

[8] 前記コントロールユニットは、所定時期に前記第二のネットワークを介して、前記ストレージユニットに対して稼動状況検査を実行し、その結果を前記画像データベースサーバの稼動状況テーブルに記憶する稼動状況検査手段を備えるとともに、他のコントロールユニットによる前記稼動状況テーブルデータの更新履歴に基づいて、当該他のコントロールユニットの故障診断を行なう故障診断手段を備えてある請求項 2記載の画像データベースシステム。

[9] 前記コントロールユニットは、前記ストレージユニットに対して冗長化格納制御を行なう請求項 1から 8の何れかに記載の画像データベースシステム。