CN101669815B - 一种医学切片远程诊断的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种医学切片远程诊断系统，包括显微镜、摄像机、视频编码器与、服务机与客户机，所述显微镜、摄像机、视频编码器与服务机依次相连，所述摄像机还与服务机相连，服务机与客户机网络相连。本发明还公开了一种医学切片远程诊断的网络传输方法，包括如下步骤：(1)初始设置为在低分辨率采集高压缩比编码模式下采集完整切片；(2)医师进行诊断，发现病变区域，设置为高分辨率采集低压缩比编码模式，得到高质量图像；调整图像效果并保存，实时匹配显示，下诊断书；(3)如未能做出诊断，设置回初始状态，寻找其它病变区域继续诊断。本发明具有结构简单、成本低廉，在低带宽下获取动态低质量图像和病变区域的静态高质量图像等优点。

Description

一种医学切片远程诊断的系统

技术领域

本发明涉及医学切片扫描技术，特别涉及到一种低宽带环境下医学切片远程诊断系统及其网络传输方法。 

背景技术

远程诊断是随着计算机技术和远程通信技术的飞速发展并与传统医学相结合而产生的一门新兴的综合学科，它已渗透到医学的各个领域。包括：皮肤医学、肿瘤学、放射医学、外科手术、心脏病学、精神病学和家庭医疗保健等。通过计算机技术、通信技术、多媒体技术与医疗技术相结合，旨在提高全国整体诊断与医疗水平、降低医疗开支、满足所有各个层次人民群众的治疗和保健需求。 

在现有的部分小城市或乡镇医院医疗器械设备不是很先进，在没有相关经验的医生进行诊断的情况下，容易出现病人的误诊，所以就需要请其它地区或大城市的先进设备和有经验的医生来对病理切片进行诊断。但是现实应用中还是存在两方面问题：一方面病理切片对数字图像质量及图像分辨率要求很高，尤其在病变区域；另一方面，在图像传输上，目前最普及的网络是上行为512Kbit，下行为1-2M bit的ADSL宽带网络，即使有了高分辨率高质量的病理切片图像，扫描一张高质量完整的普通尺寸的病理切片图像，文件大小都在几百兆字节至几千兆字节间，在目前的网络上传输也是个难题。目前普通市场上仍然没有能在图像质量和网络传输这两方面同时满足要求的设备。在高端市场上有一种医学切片扫描机，并可配套相关网络应用系统软件，在图像上及网络上都能满足应用需求，但是价格相当昂贵，不是一般医院和诊所能承受的，更不用说是小城市或乡镇医院。 

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的目的之一在于提供一种医学切片远程诊断系统，该系统具有结构简单、成本低廉，在低带宽下获取完整切片的动态低质量图像和获取用于远程诊断病变区域的静态高质量图像等优点。 

本发明的另一目的在于提供一种医学切片远程诊断的网络传输方法。 

本发明目的之一是通过下述技术方案实现的，一种医学切片远程诊断系统，包括 

用于放大医学切片的显微镜； 

用于根据服务机的控制信息动态调整分辨率、区域参数，采集医学切片的视频、图像的摄像机； 

用于根据服务机的控制信息动态调整压缩比，对摄像机的视频、图像进行压缩的视频编码器； 

用于把视频、图像发送给客户机，根据客户机的控制信息动态调整摄像机分辨率、区域参数和视频编码器压缩比，接收客户机的诊断结果的服务机； 

用于接收服务机的视频、图像，发送用于调整摄像机分辨率、区域参数和视频编码器压缩比的控制信息给服务机，调整病变区域图像至最佳显示效果、保存其色彩参数并实时匹配显示，把诊断结果发送给服务机的客户机； 

所述显微镜、摄像机、视频编码器与服务机依次相连，所述摄像机还与服务机相连，服务机与客户机网络相连。 

为更好的实现本发明，所述服务机包括 

用于把压缩后的视频、图像发送给客户机，根据客户机的控制信息动态调整和存储系统参数、视频编码器压缩比，传输视频流，接收客户机的诊断结果的视频服务器； 

和用于实时回放采集的医学切片图像给操作人员，并提供控制界面给操作人员以完成对摄像机、系统参数的控制，配置系统参数、解码和播放本地视频的本地视频回放设备。 

所述显微镜为带有摄像机适配接口的普通三目显微镜，显微镜通过适配接口与摄像机相连。 

所述摄像机为高分辨率的嵌入式CMOS数字摄像机。 

所述视频编码器采用JPEG2000码流的动态图像硬件编码器，或采用PC机来进行软编码。 

本发明另一目的是通过下述技术方案实现的，一种医学切片远程诊断的网络传输方法，包括如下步骤： 

(1)、摄像机在低分辨率下采集完整的医学切片，视频编码器按照低分辨率高压缩比压缩图像，通过网络将低码流动态图像或者视频传送给远程会诊客 户机； 

(2)、远程诊断医师进行诊断，发现有问题的病变区域，发出控制信息给服务机，设置为高分辨率采集低压缩比编码模式，得到当前病变区域的高质量静态图像；远程会诊医师根据需要如诊断为病变所在，通过客户机调整病变区域图像至最佳效果，保存调整后的病变区域图像及其当前的色彩参数并实时匹配显示，下诊断书共享诊断结果； 

(3)、如未能做出诊断，远程诊断医师结束观看高清晰图像，发出控制信息给服务机，设置为低分辨率采集高压缩比编码的模式，寻找其它病变区域继续诊断。 

为更好的实现本发明，所述步骤(2)具体包括以下步骤： 

(2.1)远程诊断医师接收动态图像或者视频并进行诊断，若发现有问题的病变区域，通过远程会诊客户机发出控制信息给服务机； 

(2.2)服务机接收并发出控制信息给摄像机和视频编码器，将高分辨率摄像机切换到高分辨率的图像采集模式，并将视频编码器切换到高分辨率低压缩比编码模式； 

(2.3)高分辨率摄像机输出高分辨率图像到视频编码器进行压缩，服务机通过网络将压缩后的高质量静态图像传送给远程会诊客户机； 

(2.4)远程会诊客户机即得到当前病变区域的高分辨率低压缩比的单张高质量静态图像，对该切片图像进行诊断，根据需要如诊断为病变所在，在客户机上调整病变区域图像至最佳效果，保存调整后的病变区域图像及其当前的色彩参数并实时匹配显示，下诊断书共享诊断结果。 

所述步骤(2)实时匹配显示，其步骤包括： 

S1、利用傅立叶描绘子对病变区域图像边界特征点进行描绘，得到边界轮廓描绘点的像素集合，确定保存感兴趣区域图像的边界范围特征； 

S2、以边界上傅立叶描绘子像素集合点为起点向区域内部进行描绘处理，利用矩描绘子进行病变区域图像内部特征点的描绘，所述矩描绘子用于描绘一个区域内部点的分布特征； 

S3、保存目标病变区域图像的色彩参数，待之后的浏览过程中，通过提取浏览窗口覆盖区域内的特征点信息，来识别浏览窗口是否进入已保存病变区域图像的区域范围； 

S4、当识别出浏览窗口进入已保存病变区域图像的区域范围时，系统搜索出已描绘的特征点，当搜索到傅立叶描绘子的边界特征点时记录边界的像素位 置坐标，然后搜索进入浏览窗口的病变区域图像内部特征点的矩描绘子并记录像素位置坐标，根据该病变区域图像已保存的色彩参数给对应的像素坐标进行显示。 

所述步骤S1中利用傅立叶描绘子对病变区域图像边界特征点进行描绘，具体为：均匀选取一定间隔的若干个离散的描绘点进行描绘。 

所述步骤S2以边界上傅立叶描绘子像素集合点为起点向区域内部进行描绘处理，具体是指以边界描绘集合点为起点向目标图像的几何中心点进行矩描绘。 

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： 

1、结构简单、成本低廉；本发明通过结合现有的数字化、网络化、信息化技术，使用常用的设备，成本低廉，通过组合形成一种低成本、全新的实现医学切片远程诊断的系统，能满足一般医院和诊所，特别是小城市或乡镇医院的需求。 

2、能够同时满足图像质量和网络传输的要求；本发明能够在低带宽下获取完整切片的动态低质量图像，及获取用于远程诊断病变区域的静态高质量图像，实现低带宽下低分辨率动态图像的医学切片浏览方式，以及单张高分辨率静态病变图像的医学切片诊断方式；大大提高全国整体诊断与医疗水平、满足所有各个层次人民群众的治疗和保健需求。 

3、远程诊断医师在客户机上调整病变区域图像至最佳效果，保存调整后的病变区域图像及其当前的色彩参数并实时匹配显示，在后续浏览窗口浏览到此病变区域时进一步的识别和匹配，对这些图像的特征描绘结果不受图像的大小、旋转、平移等变化影响，即会诊客户端可任意缩放、旋转、移动切片图像，当浏览客口浏览到已进行色彩参数保存的病变区域时仍能够匹配显示最佳的图像效果，方便医师做出正确诊断。 

4、各服务机、客户机通过网络连接，通过采集和保存远程会诊客户机各不同分辨率的最佳色彩图片，可为全国的各大小医院提供共享的医学切片数据库，并进行疑难病理病变信息的收集、存储、处理、提取和数据交换，满足了所有授权用户的远程诊断功能需求。 

附图说明

图1是本发明实施例中一种医学切片远程诊断系统的方框图； 

图2是本发明实施例中一种医学切片远程诊断的网络传输方法的工作流程 图； 

图3是本发明实施例中一种医学切片远程诊断的网络传输方法中实时匹配显示的流程图； 

图4是本实施例要描绘的病理切片部分原始图像示意图； 

图5是本实施例采用傅立叶描绘子对病变区域图像边界特征点进行描绘的示意图； 

图6是本实施例采用矩描绘子向病变区域图像内部的几何中心进行描绘的示意图。 

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。 

实施例 

如图1所示，一种医学切片远程诊断系统，包括 

用于放大医学切片的显微镜； 

用于根据服务机的控制信息动态调整分辨率、区域参数，采集医学切片的视频、图像的摄像机； 

用于根据服务机的控制信息动态调整压缩比，对摄像机的视频、图像进行压缩的视频编码器； 

用于把视频、图像发送给客户机，根据客户机的控制信息动态调整摄像机分辨率、区域参数和视频编码器压缩比，接收客户机的诊断结果的服务机； 

用于接收服务机的视频、图像，发送用于调整摄像机分辨率、区域参数和视频编码器压缩比的控制信息给服务机，调整病变区域图像至最佳显示效果、保存其色彩参数并实时匹配显示，把诊断结果发送给服务机的客户机； 

所述显微镜、摄像机、视频编码器与服务机依次相连，所述摄像机还与服务机相连，服务机与客户机网络相连。 

为更好的实现本发明，所述服务机包括 

用于把压缩后的视频、图像发送给客户机，根据客户机的控制信息动态调整和存储系统参数、视频编码器压缩比，传输视频流，接收客户机的诊断结果的视频服务器； 

和用于实时回放采集的医学切片图像给操作人员，并提供控制界面给操作人员以完成对摄像机、系统参数的控制(如调整摄像机分辨率，调整编码器参 数，调整色彩参数，保存参数，加载参数等)，配置系统参数、解码和播放本地视频的本地视频回放设备。 

所述显微镜为带有摄像机适配接口的普通三目显微镜，显微镜通过适配接口与摄像机相连。 

所述摄像机为高分辨率的嵌入式CMOS数字摄像机。 

所述视频编码器采用JPEG2000码流的动态图像硬件编码器，或采用PC机来进行软编码。 

如图2所示，本系统的工作流程如下： 

S1、启动系统配置初始状态：设置高分辨率摄像机为低分辨率采集模式，视频编码器配置为高压缩比低码流编码，将需要远程诊断的切片放置于显微镜下； 

S2、摄像机在低分辨率下采集完整的医学切片，由视频编码器按照低分辨率高压缩比压缩图像，通过网络将低码流动态图像或者视频传送给远程会诊客户机； 

S3、远程诊断医师发现有问题的病变区域，利用远程会诊客户机对服务机进行远程控制，发出控制信息给服务机，服务机收到并发出控制信息给摄像机和视频编码器，将高分辨率摄像机切换到高分辨率的图像采集模式，并控制视频编码器切换到高分辨率低压缩比编码模式，高分辨率摄像机输出高分辨率图像到视频编码器进行压缩，服务机通过网络将压缩后的高质量静态图像传送给远程会诊客户机；远程会诊客户机即得到当前病变区域的高分辨率低压缩比的单张高质量静态图像，对该切片图像进行诊断，根据需要如诊断为病变所在，远程诊断医师在客户机上调整病变区域图像至最佳效果，保存调整后的病变区域图像及其当前的色彩参数并实时匹配显示，下诊断书共享诊断结果； 

S4、如果未做出诊断，远程诊断医师结束观看高清晰图像，返回视频模式，即远程诊断医师通过客户机向服务机发出控制信息，服务机接收后控制高分辨率摄像机切换到低分辨率的图像采集模式，并控制视频编码器切换到高压缩比编码模式，高分辨率摄像机采集低分辨率图像给视频编码器压缩后，服务机输出低分辨率低码流视频给客户机，远程诊断医师寻找其它病变区域继续诊断。 

远程诊断医师在浏览整个切片视频过程中可随时双击图像窗口进行保存或者调节窗口图像色彩，远程诊断客户机即时查看。如果满足清晰度和色彩需求， 进行区域描绘处理，获得目标病变区域图像的区域边界和区域内部特征的像素集合，当浏览窗口再次浏览到该目标病变区域图像时，系统可自动匹配出目标病变区域图像的边界和内部区域范围。 

所述实时匹配显示，如图3所示，其步骤包括： 

S1、利用傅立叶描绘子对病变区域图像边界特征点进行描绘，得到边界轮廓描绘点的像素集合，为快速搜索可均匀选取一定间隔的若干个离散描绘点进行描绘，丢掉一些描绘点可以减少描绘点的计算量，提高计算效率；见图4、图5，其中图4是本实施例中将要描绘的病理切片部分原始图像示意图，图5是采用傅立叶描绘子对该病变区域图像边界特征点进行描绘的示意图； 

确定保存感兴趣区域图像的边界范围特征，以便以后浏览窗口从任何一个方向和角度移动到保存的目标病变区域图像时都能快速识别出进入目标病变区域边界范围； 

S2、以边界上傅立叶描绘子像素集合点为起点向区域内部进行描绘处理，利用矩描绘子进行病变区域图像内部特征点的描绘，所述矩描绘子用于描绘一个区域内部点的分布特征，为了提高识别的速度，在以后浏览器窗口浏览图像时，能够快速根据已描绘的内部区域点特征确定浏览器窗口当前显示的目标病变区域图像范围，以边界描绘集合点为起点向目标病变区域图像的几何中心点进行矩描绘，如图6所示，如选取一定间隔的边界描绘点，计算其二阶中心点并进行矩描绘； 

S3、保存目标病变区域图像的色彩参数，待之后的浏览过程中，通过提取浏览窗口覆盖区域内的特征点信息，来识别浏览窗口是否进入已保存病变区域图像的区域范围； 

S4、当识别出浏览窗口进入已保存病变区域图像的区域范围时，系统搜索出已描绘的特征点，当搜索到傅立叶描绘子的边界特征点时记录边界的像素位置坐标，然后搜索进入浏览窗口的内部特征点的矩描绘子并记录像素位置坐标，根据该区域图像已保存的色彩参数给对应的像素坐标进行显示。 

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种医学切片远程诊断系统，其特征在于，包括

用于放大医学切片的显微镜；

用于根据服务机的控制信息动态调整分辨率、区域参数，采集医学切片的视频、图像的摄像机；

用于根据服务机的控制信息动态调整压缩比，对摄像机的视频、图像进行压缩的视频编码器；

用于把视频、图像发送给客户机，根据客户机的控制信息动态调整摄像机分辨率、区域参数和视频编码器压缩比，接收客户机的诊断结果的服务机；

用于接收服务机的视频、图像，发送用于调整摄像机分辨率、区域参数和视频编码器压缩比的控制信息给服务机，调整病变区域图像至最佳显示效果、保存其色彩参数并实时匹配显示，把诊断结果发送给服务机的客户机；

所述显微镜、摄像机、视频编码器与服务机依次相连，所述摄像机还与服务机相连，服务机与客户机网络相连。

2.根据权利要求1所述医学切片远程诊断系统，其特征在于，所述服务机包括

用于把压缩后的视频、图像发送给客户机，根据客户机的控制信息动态调整和存储系统参数、视频编码器压缩比，传输视频流，接收客户机的诊断结果的视频服务器；

和用于实时回放采集的医学切片图像给操作人员，并提供控制界面给操作人员以完成对摄像机、系统参数的控制，配置系统参数、解码和播放本地视频的本地视频回放设备。

3.根据权利要求1所述医学切片远程诊断系统，其特征在于，所述显微镜为带有摄像机适配接口的普通三目显微镜，显微镜通过适配接口与摄像机相连。

4.根据权利要求1所述医学切片远程诊断系统，其特征在于，所述摄像机为高分辨率的嵌入式CMOS数字摄像机。

5.根据权利要求1所述医学切片远程诊断系统，其特征在于，所述视频编码器采用JPEG2000码流的动态图像硬件编码器，或采用PC机来进行软编码。

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