CN112750520A - 一种信息处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种信息处理系统，包括：多个影像采集设备，用于采集影像数据；第一数据处理服务器，与多个影像采集设备连接，用于对所述影像数据进行处理；至少一个用户终端，用于根据用户需求，获取并显示满足用户需求的数据，所述数据为经过所述第一数据处理服务器处理后的数据。通过实施本发明，在用户终端和影像采集设备之间设置第一数据处理服务器，能够满足影像处理的需求，实现将处理后的影像数据发送至用户终端，使得用户终端只需对需要的影像数据进行显示即可，不需要进行任何影像处理，使得用户终端对影像文件的显示不局限于本身的硬件处理能力。

Description

一种信息处理系统
技术领域
本发明涉及医疗管理技术领域，具体涉及一种信息处理系统。
背景技术
随着当今医学界的进步，外科医生面临着在越来越复杂和技术含量越来越高的手术室中处理多种医学信息的挑战。在新一代手术过程中会有越来越多的医疗影像数据以及病患的基本数据供医生在术前、术中查询。
相关技术中，对于手术医生需要咨询、术前分析，或者简单的病人影像检查，通常方式是手术医生通过PACs系统的DICOM(医学数字成像和通信)Viewer浏览接口，使用浏览器或客户端来接收医院PACS的影像文件，并对影像文件进行本地处理，从而显示影像。这种方式受限于手术室或办公室的电脑硬件处理能力，往往只能提供有限的医疗放射影像处理能力。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种信息处理系统，以解决现有技术中对影像文件的处理受限于手术室或办公室的电脑硬件处理能力，往往只能提供有限的医疗放射影像处理能力的缺陷。
根据第一方面，本发明实施例提供一种信息处理系统，包括：多个影像采集设备，用于采集影像数据；第一数据处理服务器，与多个影像采集设备连接，用于对所述影像数据进行处理；至少一个用户终端，用于根据用户需求，获取并显示满足用户需求的数据，所述数据为经过所述第一数据处理服务器处理后的数据。
可选地，信息处理系统还包括：多个视频采集设备，用于采集视频数据；第二数据处理服务器，与所述多个视频采集设备连接，用于对所述视频数据进行处理；多个生理数据采集设备，用于采集用户的生理数据；第三数据处理服务器，与所述多个生理数据采集设备连接，用于对所述用户的生理数据进行处理；所述用户终端，用于根据用户需求，获取并显示满足用户需求的数据，所述数据为经过所述第二数据处理服务器和/或所述第三数据处理服务器处理后的数据。
可选地，信息处理系统还包括：手术室终端，所述手术室终端分别与所述第一数据处理服务器、第二数据处理服务器、第三数据处理服务器连接。
可选地，信息处理系统还包括：所述手术室终端与所述用户终端通过网页即时通信进行流媒体数据传输。
可选地，信息处理系统还包括：所述手术室终端与所述用户终端通过P2P方式连接。
可选地，信息处理系统还包括：传输服务器，用于将所述手术室终端中的数据传输至所述用户终端。
可选地，第一数据处理服务器包括：GPU图形处理模块，用于获取目标2D影像，所述目标2D影像为对任一2D影像进行仿射变换，消除0值像素后的2D影像，对所述目标2D影像进行滤波，得到重构的三维图像。
可选地，所述影像采集设备包括：医学影像系统终端，所述医学影像系统终端用于采集并存储包括B超扫描图像、彩色多普勒超声图像、核磁共振图像、CT图像、X线透视图像、ECT图像、电子内窥镜图像、显微镜下病理切片图像中的至少一个。
可选地，所述视频采集设备包括：内窥镜摄像头、术野摄像头、全景摄像头、超声视频设备中的至少一个。
可选地，所述生理数据采集设备包括：医院信息系统终端、呼吸机、麻醉机、心电监护仪中的至少一个。
本发明技术方案，具有如下优点：
本实施例提供的信息处理系统，在用户终端和影像采集设备之间设置第一数据处理服务器，能够满足影像处理的需求，实现将处理后的影像数据发送至用户终端，使得用户终端只需对需要的影像数据进行显示即可，不需要进行任何影像处理，使得用户终端对影像文件的显示不局限于本身的硬件处理能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中信息处理系统的一个具体示例的原理框图；
图2为本发明实施例中信息处理系统的一个具体示例的原理框图；
图3为本发明实施例中信息处理系统的一个具体示例的原理框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本实施例提供一种信息处理系统，如图1所示，包括：
多个影像采集设备101，用于采集影像数据；
第一数据处理服务器102，与多个影像采集设备101连接，用于对影像数据进行处理；
至少一个用户终端103，用于根据用户需求，获取并显示满足用户需求的数据，所述数据为经过所述第一数据处理服务器102处理后的数据。
示例性地，影像采集设备101可以包括医学影像系统终端，医学影像系统终端可以是PACS服务器。医学影像系统终端与放射影像设备连接，放射影像设备可以是B超设备、超声设备、核磁共振设备、CT设备、X射线设备、ETC设备、电子内窥镜、显微镜等等，医学影像系统终端采集以及存储的图像可以包括B超扫描图像、彩色多普勒超声图像、核磁共振图像、CT图像、X线透视图像、ECT图像、电子内窥镜图像、显微镜下病理切片图像中的至少一个。
第一数据处理服务器102可以是具有强大影像处理能力以及满足DICOM(医学数字成像和通信)标准的终端，可以是具有强大影像处理能力以及满足DICOM(医学数字成像和通信)标准的电脑终端，能够对获取到的影像进行处理，比如，对医学影像进行3D重建。
用户终端103可以是一个或者多个。用户终端103可以与第一数据处理服务器102连接，从第一数据处理服务器102获取并显示满足用户需求的数据。比如，用户在手术室或者办公室或者课堂中需要调用某个患者某个部位的医学3D图像，则可以通过用户终端103向第一数据处理服务器102发起获取图像的请求，完成所需图像的显示。用户终端103也可以连接至其他中间终端，从其他中间终端中获取第一数据处理服务器102处理后的数据。
本实施例提供的信息处理系统，在用户终端和影像采集设备之间设置第一数据处理服务器，能够满足影像处理的需求，实现将处理后的影像数据发送至用户终端，使得用户终端只需对需要的影像数据进行显示即可，不需要进行任何影像处理，使得用户终端对影像文件的显示不局限于本身的硬件处理能力。
作为本实施例一种可选的实施方式，如图2所示，信息处理系统还包括：
多个视频采集设备104，用于采集视频数据；
第二数据处理服务器105，与所述多个视频采集设备连接，用于对所述视频数据进行处理；
多个生理数据采集设备106，用于采集用户的生理数据；
第三数据处理服务器107，与多个生理数据采集设备连接，用于对所述用户的生理数据进行处理；
所述用户终端103，用于根据用户需求，获取并显示满足用户需求的数据，数据为经过第二数据处理服务器和/或第三数据处理服务器处理后的数据。
示例性地，视频采集设备104可以是内窥镜摄像头、术野摄像头、全景摄像头、超声视频设备中的至少一种，用于采集对应的视频数据。生理数据采集设备106可以是医院信息系统终端、呼吸机、麻醉机、心电监护仪中的至少一个，其中，医院信息系统终端表征通过HL7等协议接入HIS系统(医院信息系统)的终端。
为了能够完成对视频数据的处理，第二数据处理服务器105配置有视频，音频路由，显示，切换输出，录制存储功能，集成DVI，C－Video，GSDI，CAT6的输入和输出接口，以便进行视频/音频、影像接收、存储或者输出。第二数据处理服务器还存储有对应传输方式的传输协议。第二数据处理服务器105可以是采用Windows 10操作系统的终端，管理来自手术室的各种音/视频，影像源，例如：内窥镜摄像头、术野摄像头、全景摄像头、超声设备等。
第二数据处理服务器105与多个视频采集设备104连接，第三数据处理服务器107与多个生理数据采集设备106连接，实现对手术中的视频数据、患者生理数据进行全面采集。需要说明的是，为了节省硬件设备资源，第一数据处理服务器、第二数据处理服务器和第三数据处理服务器可以是同一个数据处理服务器；为了实际数据采集的便利性，第一数据处理服务器、第二数据处理服务器和第三数据处理服务器还可以是三个不同的数据处理服务器。第一数据处理服务器、第二数据处理服务器和第三数据处理服务器在接收各种数据时，会对数据打上时间戳，以供进行同步处理。
本实施例中用户终端103可以是高清4k大屏的远程显示终端，或者是手机，Pad移动端，以实现对手术进行现场直播，以供远程医生通过该使用兼容的浏览器以简单透明的方式跟踪正在进行的手术，使得高级外科医生可以在手术室之外实时监督甚至指导初级外科医生，此外，影像数据、视频数据和患者的生理数据包含了与患者相关的所有必要信息，通过数据处理服务器定期发送给远程高级外科医生，以便高级外科医生更清楚地了解手术情况，从而降低手术等紧急情况下的人为失误率。对手术进行现场直播还可以促进医学生对手术过程的了解，医学生可以在手术过程中目睹外科医生的手势，同时根据视频数据、患者生理数据以及影像数据解释手术的阶段和每一个决定的原因，以便学生更清晰地掌握专业知识。
作为本实施例一种可选的实施方式，如图2所示，还包括：手术室终端108，手术室终端分别与第一数据处理服务器102、第二数据处理服务器105、第三数据处理服务器107连接。手术室终端108可以是放置在手术室中供外科医生获取患者各种影像数据、视频数据、生理数据的终端，手术室终端108接收第一数据处理服务器102、第二数据处理服务器105、第三数据处理服务器107的所有数据，相当于手术室中将所有数据汇总的设备，可以将这些汇总的信息通过手术室终端以p2p或者传输服务器传送到用户终端103中。
作为本实施例一种可选的实施方式，手术室终端108与用户终端103通过网页即时通信进行流媒体数据传输。
示例性地，WebRTC(网页即时通信)提供多个用户之间的实时对等通信能力，只需使用浏览器即可实现通信。许多浏览器(如google chrome或Mozilla Firefox)都支持WebRTC。WebRTC通过实现数据报传输层安全(DTLS)协议和最终使用SRTP(安全RTP(encryption embedded))协议为浏览器提供实时能力，以确保交换的安全。WebRTC的主要优点之一是它能够使用WebRTC数据通道传输各种类型的数据。它采用面向消息的SCTP(流控制传输协议)，通过UDP传输，同时通过TCP等拥塞控制保证消息的可靠、有序传输。它还提供了通过实现DTLS来保护交换的可能性。
WebRTC(网页即时通信)主要使用三个接口：MediaStream，它负责访问输入/输出多媒体设备和创建流媒体。RTCPeerConnection负责通过SRTP创建安全的流媒体通道；它还包括信令、网络地址转换(NAT)遍历和其他重要任务。最后，RTCDataChannel，它允许通过封装在DTLS中的SCTP创建一个安全的数据通道。与其他实时通信技术相比，WebRTC的优点之一是从一开始就考虑到了安全性，从而提供了一个强大的安全体系结构。
流媒体技术是指将一连串的媒体数据压缩后，经过网上分段发送数据，在网上即时传输影音以供观赏的一种技术，此技术使得数据包得以像流水一样发送；如果不使用此技术，就必须在使用前下载整个媒体文件。流式传输可传送现场影音或预存于服务器上的影片，当观看者在收看这些影音文件时，影音数据在送达观看者的计算机后立即由特定播放软件播放。流媒体技术是为解决以Internet为代表的中低带宽网络上多媒体信息传输问题而产生发展起来的一种网络新技术。
为了实现手术室终端108与用户终端103通过网页即时通信进行流媒体数据传输，首先，在手术室终端108中设置流媒体管理器，用于对视频数据、患者生理数据以及影像数据进行流媒体数据格式处理，比如将视频编码成浏览器支持的格式，即VP8或H.264，以供WebRTC数据通道进行传输。其次，需要在手术室终端108与用户终端103之间建立WebRTC会话，因此在手术室终端108和用户终端103中都需要包含WebRTC接口，通过信令服务器，手术室终端108和用户终端103交换会话描述协议(SDP)消息，其中包含流媒体通信参数，例如IP地址和支持的编解码器。一旦完成交换会话描述协议(SDP)消息，手术室终端可以通过RTP媒体信道流化数据，并且通过WebRTC数据通道与用户终端流式传输数据。
在用户终端103对视频数据、患者生理数据以及影像数据进行显示时，视频数据可以通过HTML5/AngularJS显示，患者生理数据可以通过HL7协议及相关设备协议解析显示，影像数据可以通过DICOM格式文件解析器解析显示。
作为本实施例一种可选的实施方式，信息处理系统还包括：手术室终端108与所述用户终端103通过P2P方式连接。基于WebRTC的点对点特性消除了任何中间方开销及其安全威胁(如中间人攻击或重播攻击)，以便通过简单地使用浏览器从远程对等点或由远程对等点访问视频数据、影像数据和生理数据。
作为本实施例一种可选的实施方式，信息处理系统，如图2所示，还包括：传输服务器109，用于将手术室终端108中的数据传输至用户终端103。本实施例中除了采用p2p方式，还可以通过传输服务器109将视频数据、影像数据和生理数据传输至用户终端。
作为本实施例一种可选的实施方式，第一数据处理服务器102包括：GPU图形处理模块，用于获取目标2D影像，目标2D影像为对任一2D影像进行仿射变换，消除0值像素后的2D影像，对所述目标2D影像进行滤波，得到重构的三维图像。
示例性地，第一数据处理服务器102可以通过网络及DICOM协议，一次性从医学影像系统终端中读取1000张2D影像，医用DICOM的格式带有将2D DICOM图像映射到3D参考坐标系的标签，可以通过GPU图形处理模块生成3D重建后的影像。对于医学3D图像，主要关注的点和面重建基于容积差值。第一数据处理服务器通过如图3所示的流程读取DICOM图片，经过坐标映射，矩阵处理，滤波，到重构，最后输出3D文件作为输出。
第一数据处理服务器102可以预先将DICOM图像进行仿射变换，获取DICOM图像中每个像素的坐标值以及对应的像素值，为了降低矩阵维度，可以将0值像素点消除，形成待处理图像，将待处理图像输入至GPU图形处理模块。
对2D影像进行仿射变换的方式是以下公式：
Figure BDA0002880486570000101
其中，Xx、Xy、Xz是从DICOM标签获取的图像方向值；σi和σj是DICOM标签获得的行和列像素空间值；Sx、Sy、Sz是DICOM系统影响层图中图像所处的三维位置，是DICOM信息中包含的数值，Px、Py、Pz表示映射后的3D坐标值位置。通过以上变换，基于DICOM的tag数据，将一系列的2DDICOM坐标映射变化到3D坐标位置；
滤波过程可以采用点云滤波，对海量的点云在处理前进行数据压缩，而且可以在特征提取等处理中选择合适的体素(voxel)大小等参数，提高算法效率。输入的点云数据创建一个三维体素栅格，每个体素内用体素中所有点的重心来近似显示体素中其他点，这样该体素内所有点都用一个重心点最终表示。可以在下采样的时候保存点云的形状特征。将坐标变化后的三维坐标值经点云滤波即可或的表面重构的对应体积坐标值。PLY是标准的3D图像文件格式，3D网格数据值保存成PLY文件格式对应的三维模型数据库。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种信息处理系统，其特征在于，包括：
多个影像采集设备，用于采集影像数据；
第一数据处理服务器，与多个影像采集设备连接，用于对所述影像数据进行处理；
至少一个用户终端，用于根据用户需求，获取并显示满足用户需求的数据，所述数据为经过所述第一数据处理服务器处理后的数据。
2.根据权利要求1所述的信息处理系统，其特征在于，还包括：
多个视频采集设备，用于采集视频数据；
第二数据处理服务器，与所述多个视频采集设备连接，用于对所述视频数据进行处理；
多个生理数据采集设备，用于采集用户的生理数据；
第三数据处理服务器，与所述多个生理数据采集设备连接，用于对所述用户的生理数据进行处理；
所述用户终端，用于根据用户需求，获取并显示满足用户需求的数据，所述数据为经过所述第二数据处理服务器和/或所述第三数据处理服务器处理后的数据。
3.根据权利要求2所述的信息处理系统，其特征在于，还包括：手术室终端，所述手术室终端分别与所述第一数据处理服务器、第二数据处理服务器、第三数据处理服务器连接。
4.根据权利要求3所述的信息处理系统，其特征在于，还包括：所述手术室终端与所述用户终端通过网页即时通信进行流媒体数据传输。
5.根据权利要求3所述的信息处理系统，其特征在于，还包括：所述手术室终端与所述用户终端通过P2P方式连接。
6.根据权利要求3所述的信息处理系统，其特征在于，还包括：传输服务器，用于将所述手术室终端中的数据传输至所述用户终端。
7.根据权利要求1所述的信息处理系统，其特征在于，第一数据处理服务器包括：GPU图形处理模块，用于获取目标2D影像，所述目标2D影像为对任一2D影像进行仿射变换，消除0值像素后的2D影像，对所述目标2D影像进行滤波，得到重构的三维图像。
8.根据权利要求1所述的信息处理系统，其特征在于，所述影像采集设备包括：医学影像系统终端，所述医学影像系统终端用于采集并存储包括B超扫描图像、彩色多普勒超声图像、核磁共振图像、CT图像、X线透视图像、ECT图像、电子内窥镜图像、显微镜下病理切片图像中的至少一个。
9.根据权利要求2所述的信息处理系统，其特征在于，所述视频采集设备包括：内窥镜摄像头、术野摄像头、全景摄像头、超声视频设备中的至少一个。
10.根据权利要求2所述的信息处理系统，其特征在于，所述生理数据采集设备包括：医院信息系统终端、呼吸机、麻醉机、心电监护仪中的至少一个。
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