CN101763648A - 一种医学像影数据集成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种医学像影数据集成方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：拦截像元数据：在医疗设备中的宿主系统中嵌入像元拦截驱动器，拦截该医疗设备的软件在绘图时的像元ζ；所述的宿主系统为医院的医疗设备中的软件系统；像元ζ采用二元数组描述：ζ＝(N，D)；步骤2：生成像元表：按拦截的先后顺序记录所有的像元ζ以生成当前图像的像元ζ表；步骤3：重现医学图像：基于f和像元ζ的一一对应关系，根据像元ζ表新建绘图设备并重绘医学图像。该方法采用简便的方法实现各种缺乏通用数据结构的不同医疗设备的医学影像数据的采集，解决医院对医疗数据的集成问题。

Description

一种医学像影数据集成方法

技术领域

本发明属于计算机应用领域，特别涉及一种医学像影数据集成方法，该方法的本质上是一种医学像影数据集成服务组件。

背景技术

Internet对随着医院规模的扩建及医疗信息化建设的不断推进，医院信息系统(HIS：Hospital Information System)的开发和应用已经掀起了高潮。新的医疗技术带来方便的同时也带来了大量异构医疗信息系统的存在。由于商家利益的保护或是遗留(Legacy)设备与软件系统，很多医疗信息系统未提供标准接口、缺乏相关接口资料或者根本未提供接口，至使不能在不同的应用系统、不同的医疗机构间进行有效的通信，给医疗信息集成带来了极大的挑战。因此，如何获取这些医疗系统中的病人报告的关键数据对医院信息化建设具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的所要解决的技术问题是提供一种医学像影数据集成方法，该方法的本质上是一种计算机领域的医学像影数据集成服务组件，该方法采用简便的方法实现各种缺乏通用数据结构的不同医疗设备的医学影像数据的采集，解决医院对医疗影像数据的集成问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种医学像影数据集成方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：拦截像元数据：在医疗设备中的宿主系统中嵌入像元拦截驱动器，拦截该医疗设备的软件在绘图时的像元ζ；

所述的宿主系统为医院的医疗设备中的软件系统；像元ζ采用二元数组描述：ζ＝(N，D)；其中N为像元名，D为像元描述信息，像元ζ与Win32子系统中的API函数f对应；D由f的参数列表构成；

步骤2：生成像元表：按拦截的先后顺序记录所有的像元ζ以生成当前图像的像元ζ表；

步骤3：重现医学图像：基于f和像元ζ的一一对应关系，根据像元ζ表新建绘图设备并重绘医学图像。

所述的像元拦截驱动器包括钩子服务器模块和钩子驱动器模块，钩子服务器模块为EXE形式，钩子服务器模块向目标程序注入钩子驱动器模块，钩子驱动器模块为DLL形式，运行在目标进程的地址空间，负责实际的像元拦截工作。

所述的步骤3中的医学图像通过通讯方式发送到外部集成系统的数据存储器，实现数据的对外输出；具体采用两种数据的对外输出方式：一种是基于TCP/IP协议的通信方式，另外一种是Web服务动态绑定与调用的方式。

所述步骤3的过程为：用函数Ψ(ζ)把像元表中的所有的像元ζ依此还原为f，并再次调用Win32下GDI32.dll中的f，

其中，函数Ψ(ζ)功能是将像元ζ转换为API函数f，即f＝Ψ(ζ)，该函数Ψ(ζ)的实现包括两个部分：一是根据像元ζ的像元名N得到对应的API函数名f，二是根据像元的描述信息D得到调用该API函数f所需要的参数；

具体步骤如下：

1)初始化：导入像元表、初始化绘图设备hDC，所述的绘图设备hDC为Win32系统下GDI32.dll中的绘图设备句柄；将最后一个像元ζ的N置为空，即最后一个像元为ζ₀；

2)读取像元表的中首像元ζ；

3)判断是否扫描到最后一个ζ，具体方法如下：若像元ζ为ζ₀，则在绘图设备上生成图像文件，结束流程；否则，进入到4)步骤；

4)用Ψ(ζ)还原GDI32.dll的API函数f；

5)在绘图设备hDC上调用GDI32.dll中的f；

6)读取下一个像元ζ，返回到3)步骤。

在所述的步骤1和步骤2之间还包括过滤步骤，过滤步骤的功能是把像元拦截驱动器拦截到的每一个像元ζ按照约束条件进行检查、分析或改造，对符合约束条件的像元ζ的坐标参数进行转换，最后输出新像元ζ’送入步骤3处理；在过滤步骤中过滤函数形式如下：

ζ’＝Ъ(δ，ζ，Λ)；

δ为像元坐标转换参数，计算方法为：δ＝被拦截绘图设备的分辨率/新绘图设备的分辨率；ζ为像元；Λ为约束条件集合，包括坐标范围的检查、字符串过滤、宿主系统名称的识别。

发明的有益效果：

1.对宿主系统的原始图像数据不产生任何干扰和影响，可保证数据的正确性和有效性。

2.对保证医院信息系统的数据完整，提供了很大的帮助。同时，降低数据集成的成本；解决了医疗机构要求将现有医疗设备的数据信息集成统一管理且集成费用高和难度大的难题。

3.具有很好的通用性，不仅适用老旧型号异构医疗信息集成，对于新型的提供标准接口的设备同样适用，并且操作简单方便、价格便宜。

附图说明

图1为本发明一种通用医学影像数据集成方法的原理图；

图2为本发明一种通用医学影像数据集成方法的系统结构图；

图3为本发明一种通用医学影像数据集成方法的像元存储结构图；

图4为本发明一种通用医学影像数据集成方法的图像重组处理过程流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

一种医学像影数据集成服务组件，其特征在于，包括以下步骤：

1)像元用f表示Win32子系统中的API函数，医学影像系统软件的成像，是通过执行Win32GDI32.dll系统中多个或多次f来完成，每调用一个f将会对图像中的某一区域或某一点产生作用，我们把这一区域或点叫做像元，用ζ表示。一幅图是由若干像元ζ组成，且每一个像元ζ对应一个GDI32.dll的f。为了更好了解，本文用二元数组描述像元ζ：ζ＝(N，D)N为像元名，即为f名；D为像元描述信息，主要是由f的参数列表构成，并且其排列顺序与该f执行时的参数顺序一一对应。若N为空，还原ζ后的f无法执行，则不能产生任何的作用，我们把这种ζ称为空像元，用ζ₀表示，是特殊的像元ζ。对任意的ζ只要通过设置其N为空，都可以变成空像元ζ₀。根据上面的定义，可以得到像元ζ和执行态的f之间的关系：除ζ₀外的任何一个像元ζ对应着一个正处在执行状态的f，即f＝Ψ(ζ)；同时任何一个GDI32.dll中的f都可以生成一个像元ζ，即ζ＝χ(f)。f-＞ζ是映射关系。

2)在医院的每套医疗设备的软件系统中注入驱动器，每一个驱动器通过拦截该软件的绘图时的像元ζ，并按拦截的先后顺序记录好像元ζ，生成当前图像的像元ζ表。这里把被嵌入驱动器的软件系统称为宿主系统。

3)步骤2)中为像元重组提供了像元数据，是把像元表的ζ按顺序还原为f并再次调用Win32下GDI32.dll中的f过程，并得到新图像。

4)得到新图像是原图像的重现，保证了新图像与原图像的一致，且其实施过程对宿主系统的图像数据结果不产生干扰。

本发明一种通用医学影像数据集成方法主要是根据宿主系统通过应用程序编程接口(API：Application Programming Interface)调用系统功能的，且成像过程必需调用Win32子系统GDI32.dll，那么通过截取Win32子系统GDI32.dll中的API名称及相应的参数，得到宿主系统的图像的所有像元ζ的集合，再重构这些像元ζ得到新的图像数据，从而提供相关的图像集成服务。

本发明一种通用医学影像数据集成方法，实质上为一种计算机软件中的组件，该组件主要包括：像元拦截驱动器、过滤器、图像重组处理器和输出接口等。拦截驱动器主要是拦截宿主系统成像的像元，图像重组处理器负责将拦截到的像元进行重组并生成新的图像，输出接口为对部系统输出图像提供接口规范，过滤器对生产的干拢像元进行过滤，保证图像与原始图像的一致性。

其中，像元拦截驱动器主要由两部分组成：钩子服务器模块，一般为EXE形式；钩子驱动器模块，一般为DLL形式。钩子服务器主要负责向目标进程注入钩子驱动器，使得钩子驱动器运行在目标进程的地址空间，而钩子驱动器则负责实际的像元拦截工作，实现期望的功能。

其中，钩子驱动器注入过程：根据目标进程的ID，利用VirtualAllocEx函数在目标进程内部分配内存，用来存放钩子驱动器DLL的路径名，调用WriteProcessMemory函数将路径名字符串写入分配的内存中，调用VirtualQuery函数获取目标函数指针地址，调用VirtualProtect函数修改其访问属性，即重定向目标函数的目的地到用户自定义的函数，从而实现钩子驱动器注入。VirtualAllocEx、WriteProcessMemory、VirtualQuery和VirtualProtect均为API函数。

其中，过滤器主要是把主要功能是把像元拦截驱动器拦截到的每一个像元ζ按照一定的规则或是约束条件进行检查、分析或改造，最后输出新像元ζ’。

其中，像元重组处理器是还原医学图像的核心，其主要工作把经过过滤的新像元ζ按接收顺序存放到像元表中，当接收完像元后新建绘图设备并重绘医学图像。

其中，输出接口是一组管理与外部通信的操作。为了让数据实时、主动发送到外部集成系统，本文主要采用有两种方式实现对外的数据输出方式：一种是基于TCP/IP协议的通信方式；另一种是Web服务动态绑定与调用的方式，该方式是由外部提供相关的Web服务接口，通过调用这个Web服务接口实现数据的输出。其外部提供的Web服务接口要符合相关的规范，例如外部的Web服务接口IsaveReport，其功能是接受RPU的发送的医疗信息报告，并进行相应的请求处理，实现医疗信息报告的存储，主要参数：用户名，验证码，医学信息报告。

函数Ψ(ζ)功能是将像元ζ转换为API函数f，即f＝Ψ(ζ)，该函数Ψ(ζ)的实现包括两个部分：一是根据像元名N得到对应的API函数名f，二是根据像元的描述信息D得到调用该API函数f所需要的参数。例如：名为TextOut的像元ζ，在进行转换f＝Ψ(ζ)时，由像元N：TextOut得到DGI32.dll中的API函数TextOut，由N为TextOut的像元描述信息D(hDC：hdc Int：xStart Int：yStart String：ECG Report)得到调用GDI32.dll中API函数TextOut所需的参数：环境设备句柄，X坐标，Y坐标和文本内容。

过滤步骤过滤器主要功能是把像元拦截驱动器拦截到的每一个像元ζ按照一定的规则或是约束条件进行检查、分析或改造，最后输出新像元ζ’。在过滤器中过滤函数形式如下：

ζ’＝Ъ(δ，ζ，Λ)

δ一般为像元坐标转换参数，其值是根据实验所得，计算方法为：δ＝被拦截绘图设备的分辨率/新绘图设备的分辨率；ζ像元；Λ为约束条件集合，主要包括坐标范围的检查、字符串过滤、宿主系统名称的识别等，如Λ＝{(1024，768)&(～(“exe”))&(“IQMark”)}表示同时满足这样三个条件：1.坐标值在(1024，768)，2.不包含字符串“exe”，3.当前API由系统名包含字符串“IQMark”的宿主系统所调用；该函数的输出结果为像元ζ’。

Ъ函数实现两个过程：

过程一、判断当前像元是否满足约束条件，若满足，则对当前的ζ进行下一步处理，否则，置ζ的N为空，ζ变为ζ₀，并返回ζ₀。

过程二、根δ的值对坐标参数进行微型转换，这一步主要针对有坐标参数的像元ζ，若没有坐标参数则原样返回，否则，转换后返回ζ’。

实施例1：

如图1所示，主要是根据宿主系统通过应用程序编程接口(API：ApplicationProgramming Interface)调用系统功能的，且成像过程必需调用Win32子系统GDI32.dll，那么通过截取Win32子系统GDI32.dll中的API名称及相应的参数，得到宿主系统的图像的所有像元ζ的集合，再重构这些像元ζ得到新的图像数据，从而提供相关的图像集成服务。

如图2所示，该组件主要包括：像元拦截驱动器、过滤器、图像重组处理器和输出接口等。拦截驱动器主要是拦截宿主系统成像的像元，图像重组处理器负责将拦截到的像元进行重组并生成新的图像，输出接口为图像输出提供接口规范，过滤器对生产的干扰像元进行过滤，保证图像与原始图像的一致性。

其中，像元拦截驱动器主要由两部分组成：钩子服务器模块，一般为EXE形式；钩子驱动器模块，一般为DLL形式。钩子服务器主要负责向目标进程注入钩子驱动器，使得钩子驱动器运行在目标进程的地址空间，而钩子驱动器则负责实际的像元拦截工作，实现期望的功能。

其中，过滤器主要是把主要功能是把像元拦截驱动器拦截到的每一个像元ζ按照一定的规则或是约束条件进行检查、分析或改造，最后输出新像元ζ’。在过滤器中过滤函数形式如下：

ζ’＝Ъ(δ，ζ，Λ)

δ一般为像元坐标转换参数，其值是根据实验所得；ζ像元；Λ为约束条件集合。该函数的输出结果为像元ζ’。

Ъ函数实现两个过程：

过程一、判断当前像元是否满足约束条件，若满足，则对当前的ζ进行下一步处理，否则，置ζ的N为空，ζ变为ζ₀，并返回ζ₀。

过程二、根δ的值对坐标参数进行微型转换，这一步主要针有坐标参数的像元ζ，若没有坐标参数则原样返回，否则，转换后返回ζ’。

其中，像元重组处理器是根据还原医学图像的核心，其主要工作把经过过滤的新像元ζ按接收顺序存放到像元表中，当接收完像元后新建绘图设备并重绘医学图像。

其中，输出接口是一组管理与外部通信的操作。为了让数据实时、主动发送到外部集成系统，本文主要采用有两种方式实现对外的数据输出方式：一种是基于TCP/IP协议的通信方式，另外一种是Web服务动态绑定与调用的方式。

图3是本发明的像元的存储结构图。如图3所示，像元ζ＝(N，D)的存储结构图包括两大部分：像元名称N和像元的描述信息D，其中像元的描述信息反应相关函数的参数列表。如图3所示的第一个像元中，N为“textout”，D为“hDC：hdc Int：xStart Int：yStartString：ECG Report”，该像元对应的API函数是GDI32.dll中的文本输出函TextOut，“hDC：hdc Int：xStart Int：yStart String：ECG Report”为调用该函数时所需要的参数，该API函数调用形式为：TextOut(hdc，xStart，yStart，ECG Report)。像元的存储遵循下面的几个原则：

1)像元表中ζ存放顺序与对应的f的调用顺序要保持一致，方便在重组图像信息能够还原和重组；

2)重组后的图像信息要保证与医学影像系统中输出的医学图像信息一致，不能因为失真而导致误诊；

3)对像元存储结构表中的内容能够方便读取并能很好的重组还原成医学图像；

4)若ζ为空像元ζ₀，则丢弃，若所有的ζ都已经保存，则在表尾添加空像元ζ₀作像元表的结尾标志。

图4是本发明的图像重组处理过程流程图。如图4所示，图像重组处理过程是还原医学图像的核心，其主要工作把经过过滤的新像元ζ按接收顺序存放到像元表中，当接收完像元后新建绘图设备并重绘医学图像。其过程为：把像元表的ζ还原为f并再次调用Win32下GDI32.dll中的f，具体步骤如下：

1)初始化：导入像元表、初始化hDC(其中hDC是Win32下GDI中的绘图设备句柄，

重绘的过程就在hDC上完成)；

2)读取像元表的中首像元ζ＝GetFirstζ()；

3)若ζ是否为ζ₀，则在绘图设备上生成图像文件，并发送到数据库管理系统，结束流程；否则，进入到4)步骤；

4)用Ψ(ζ)还原GDI32.dll的API函数f；

5)用在绘图设备hDC上调用GDI32.dll中的f；

6)读取下一个像元ζ＝GetNextζ()，返回到3)。

Claims (5)

1.一种医学像影数据集成方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：拦截像元数据：在医疗设备中的宿主系统中嵌入像元拦截驱动器，拦截该医疗设备的软件在绘图时的像元ζ；

所述的宿主系统为医院的医疗设备中的软件系统；像元ζ采用二元数组描述：ζ＝(N，D)；其中N为像元名，D为像元描述信息，像元ζ与Win32子系统中的API函数f对应；D由f的参数列表构成；

步骤2：生成像元表：按拦截的先后顺序记录所有的像元ζ以生成当前图像的像元ζ表；

步骤3：重现医学图像：基于f和像元ζ的一一对应关系，根据像元ζ表新建绘图设备并重绘医学图像。

2.根据权利要求1所述的医学像影数据集成方法，其特征在于，所述的像元拦截驱动器包括钩子服务器模块和钩子驱动器模块，钩子服务器模块为EXE形式，钩子服务器模块向目标程序注入钩子驱动器模块，钩子驱动器模块为DLL形式，运行在目标进程的地址空间，负责实际的像元拦截工作。

3.根据权利要求1所述的医学像影数据集成方法，其特征在于，所述的步骤3中的医学图像通过通讯方式发送到外部集成系统的数据存储器，实现数据的对外输出；具体采用两种数据的对外输出方式：一种是基于TCP/IP协议的通信方式，另外一种是Web服务动态绑定与调用的方式。

4.根据权利要求1～3任一项所述的医学像影数据集成方法，其特征在于，所述步骤3的过程为：用函数Ψ(ζ)把像元表中的所有的像元ζ依此还原为f，并再次调用Win32下GDI32.dll中的f，

其中，函数Ψ(ζ)功能是将像元ζ转换为API函数f，即f＝Ψ(ζ)，该函数Ψ(ζ)的实现包括两个部分：一是根据像元ζ的像元名N得到对应的API函数名f，二是根据像元的描述信息D得到调用该API函数f所需要的参数；

具体步骤如下：

1)初始化：导入像元表、初始化绘图设备hDC，所述的绘图设备hDC为Win32系统下GDI32.dll中的绘图设备句柄；将最后一个像元ζ的N置为空，即最后一个像元为ζ₀；

2)读取像元表的中首像元ζ；

3)判断是否扫描到最后一个ζ，具体方法如下：若像元ζ为ζ₀，则在绘图设备上生成图像文件，结束流程；否则，进入到4)步骤；

4)用Ψ(ζ)还原GDI32.dll的API函数f；

5)在绘图设备hDC上调用GDI32.dll中的f；

6)读取下一个像元ζ，返回到3)步骤。

5.根据权利要求1～3任一项所述的医学像影数据集成方法，其特征在于，在所述的步骤1和步骤2之间还包括过滤步骤，过滤步骤的功能是把像元拦截驱动器拦截到的每一个像元ζ按照约束条件进行检查、分析或改造，对符合约束条件的像元ζ的坐标参数进行转换，最后输出新像元ζ’送入步骤3处理；在过滤步骤中过滤函数形式如下：

δ为像元坐标转换参数，计算方法为：δ＝被拦截绘图设备的分辨率/新绘图设备的分辨率；ζ为像元；Λ为约束条件集合，包括坐标范围的检查、字符串过滤、宿主系统名称的识别。

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