CN102743168A - 一种基于计算机网络的电阻抗断层成像系统及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于计算机网络的电阻抗断层成像系统及其应用方法，包括设备终端和服务器，所述设备终端包含数据采集模块和/或数据处理模块和/或图像显示模块，所述服务器端包含数据处理模块和/或图像显示模块和/或任务管理模块，其中包含任务管理模块的服务器端有且只有一个，且设备终端与服务器端通过计算机网络相连。本发明克服了目前的EIT系统采用物理链路连接，导致系统便携性差、功耗大、不利于监测数据的统计和分析的缺陷，通过计算机网络将任务管理模块与其它模块连接，统一了通信接口，并且实现了模块的自由组合，使该系统在实际应用中更便于安装、管理和维护，降低了成本与功耗，同时实现了系统的多样化。

Description

一种基于计算机网络的电阻抗断层成像系统及其应用方法

技术领域

本发明属于生物医学测量领域，具体的说，是属于一种基于计算机网络的电阻抗断层成系统及其应用方法。

背景技术

电阻抗断层成像，简称EIT，是一种无损无害的新型成像技术。EIT在待测体表面放置电极并注入低频低功率电流，通过检测电极间的电压差来探测待测体内部的阻抗分布，由于不同生物组织的阻抗特性不同，利用EIT技术检测生物特性具有无损无害、成本低、体积小、对早期癌灶敏感等优点，并且数据采集和成像速度较高，可用于对患者进行长时间的实时、动态检测，具有广泛的医学应用前景。

目前的EIT系统包含了数据采集模块、图像显示模块以及数据处理模块等，而达到临床医学应用要求的EIT系统全部是将上述功能模块采用电路或电缆等物理链路的方式集成在一起，形成一套满足某一特定临床医学应用需求的EIT系统，这种集成化的EIT系统难以适用于对于不同部位的成像要求，同时便携性差，功耗大，成像精度低且速度慢，不利于监测数据的统计和分析。

发明内容

本发明的目的在于克服目前的EIT系统采用物理链路连接，导致其便携性差、功耗大、不利于监测数据的统计和分析的缺陷，提供一种基于计算机网络的电阻抗断层成像系统。 

本发明采用的技术方案如下：

一种基于计算机网络的电阻抗断层成像系统，包括设备终端和服务器，所述设备终端包含数据采集模块和/或数据处理模块和/或图像显示模块，所述服务器端包含数据处理模块和/或图像显示模块和/或任务管理模块，其中包含任务管理模块的服务器端有且只有一个，且设备终端与服务器端通过计算机网络相连。

并且，所述系统包括至少一个设备终端，且同时还包括至少一个服务器端。

以上述系统为基础，本发明提供了该系统的应用方法，包括以下步骤：

（a）安装、配置所有模块并进行自检；

（b）设备终端通过计算机网络将任务请求和数据发送至包含任务管理模块的服务器端，并进入下一步；

（c）任务管理模块处理任务请求，并控制其它所有模块完成该任务；

（d）在设备终端所请求的任务被处理完成后，任务管理模块将任务处理的结果和数据发送至设备终端。

进一步的，所述步骤（a）还包括以下步骤：

（a1）在设备终端和服务器端中安装、配置所有模块，并通过计算机网络连接，构成系统；

（a2）启动系统，并进行系统自检，若自检失败则返回步骤（a1），反之则进下一步。

为了更好的实现本发明，所述步骤（c）具体实施步骤如下：

（c1）任务管理模块处理该任务请求，为该任务请求建立新的系统任务并将其加入待处理任务队列；

（c2）任务管理模块根据任务优先级，处理待处理任务队列中的任务；

（c3）任务管理模块控制数据采集模块、数据处理模块和图像显示模块完成该任务。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明在现有系统的基础上，通过新增任务管理模块，来实现整个系统所有模块的网络连接，取代了现有技术采用的物理链路连接，不仅节约了空间，同时使该系统在实际应用中更便于安装、管理和维护。

（2）本发明中数据采集模块、数据处理模块和图像显示模块之间的任务处理都由任务管理模块进行统一调度和控制，由于任务管理模块为通讯接口，该通讯接口为标准化网络接口，因此简化了通信协议，如此在开发任何模块时都只需熟悉该模块的通信接口，不需要熟悉其它模块的接口，从而降低了系统测试与维护的难度以及后期开发的成本。

（3）本发明在任务管理模块的支持下，用户可以根据实际临床应用对EIT系统中的功能模块进行增减、组合和共享，从而实现不同部位的成像，充分满足了临床应用中对设备功能、便携性的要求，并且降低了系统开发、运行成本以及运行功耗。

（4）本发明以计算机网络通信为设计原理，因此用户可以十分方便地根据实际需求来设计系统的网络拓扑结构，从而实现系统的多样化，具有很高的后续扩展性，能够轻易地克服现有EIT系统只能针对某一特定临床医学应用需求的缺陷，具有很高的市场应用价值和后续开发前景。

附图说明

图1为本发明的原理框图。

图2为本发明中-系统工作的流程图。

图3为图2中A步骤的流程图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1所示，一套针对多用户的临床呼吸实时监测的基于计算机网络的EIT系统，包括数据采集模块、图像显示模块、数据处理模块以及任务管理模块。

其中数据采集模块主要用于对数据和阻抗信息的采集。

数据处理模块主要对采集到的数据和阻抗信息进行处理，包括数据重构成像、数据分析、报表统计等。

图像显示模块主要用于显示实时信息。

任务管理模块用于处理任务请求并对其它模块进行统一调度管理、流程控制。

这些模块分别设置于6个设备终端以及6个服务器端内；所述设备终端与服务器端通过计算机网络连接起来。其中6个设备终端包括2个实时设备终端A，2个设备终端B和2个设备终端C；6个服务器端包括1个服务器端A，3个服务器端B和2个服务器端C。

其中设备终端A包含数据采集模块，用于非紧急和非本地实时监控的应用场景，设备终端A仅负责病人的阻抗信息采集，并通过计算机网络将采集到的阻抗信息发送至服务器端A，由服务器端A调用服务器端B对相关数据进行处理。服务器端B将数据处理完成后，会将结果发送至服务器端A，由服务器端A将执行结果发送至设备终端A和服务器端C。最后由服务器端C将结果的图像和相关信息进行显示。

设备终端B包含数据采集模块以及图像显示模块，用于非紧急但需要本地实时监控的应用场景，设备终端B负责病人的阻抗信息采集，并通过计算机网络将采集到的阻抗信息发送至服务器端A，由服务器端A调用服务器端B对相关数据进行处理。服务器端B将数据处理完成后，会将结果发送至服务器端A，由服务器端A将执行结果发送至设备终端B和服务器端C。最后由设备终端B和服务器端C将结果的图像和相关信息进行显示。

设备终端C包含数据采集模块、数据处理模块和图像显示模块，这种终端主要用于紧急且需要本地实时监控的应用场景，设备终端C负责病人的阻抗信息采集，调用自身的数据处理模块对采集到的信息进行处理，并调用自身的图像显示模块对结果进行实时显示。同时由于一些操作（读写在线存储、读写在线数据库、数据分析、数据统计、远端结果显示等）设备终端C无法完成，因此设备终端C需要通过计算机网络将结果发送至服务器端A，由服务器端A调用服务器端B对相关数据进行处理。服务器端B将数据处理完成后，会将结果发送至服务器端A，由服务器端A将执行结果发送至设备终端C和服务器端C。最后由服务器端C将结果的图像和相关信息进行显示。

同时服务器端A包含任务管理模块，主要处理设备终端A、设备终端B和设备终端C的任务请求，同时调度服务器端B、服务器端C完成设备终端的任务请求，并对设备终端和服务器端发送相关结果信息；服务器端A在一套基于计算机网络的电阻抗断层成像系统中，有且仅有一台。

服务器端B包含数据处理模块，主要为处理服务器端A的任务请求，包括图像重构、读写在线存储、读写在线数据库、数据分析以及数据统计等，并将处理结果发送回服务器端A。

服务器端C包含多个图像显示模块，可以同时监控多个设备终端的处理结果，整个系统中的设备终端所采集数据和信息的计算结果都会汇总到服务器端C进行实时检测，这样不仅降低了设备终端的成本、功耗和体积，还方便了医生和护士对整个系统的实时检测。

如图2和图3所示，根据以下步骤可以实现针对多用户的临床呼吸实时检测的基于计算机网络的EIT系统的工作：

（a）完成对所有模块以及软件的安装和配置，即对数据采集模块、数据处理模块、数据管理模块以及任务管理模块安装和配置在设备终端以及服务器端内，并且将所有设备终端与服务器端通过计算机网络连接起来。

（b）启动系统，系统进行自检，即系统对内部所有模块以及安装软件进行检测，确认系统中所有模块以及软件被正确安装和配置，同时检测系统是否连接上网络，如果系统自检成功则进入下一步，反之则返回步骤（a）。

（c）设备终端A、设备终端B和设备终端C通过计算机网络将任务请求和相关数据发送至服务器端A；

（d）任务管理模块处理该任务请求，为该任务请求建立新的系统任务并将其加入待处理任务队列；

（e）任务管理模块根据任务的优先级，处理待处理任务队列中的系统任务，并根据任务要求以及设备终端的设置控制设备终端以及服务器端B完成相应任务，包括对信息进行处理和显示等；

（f）任务管理模块处理完任务后，任务管理模块会将任务处理的结果和相关数据发送至设备终端；

（g）确认该系统是否需要持续工作，若不需要则关闭系统，反之则返回步骤（c）。

按照上述实施例，便可很好的实现本发明。

Claims (5)

1.一种基于计算机网络的电阻抗断层成像系统，包括设备终端和服务器，其特征在于，所述设备终端包含数据采集模块和/或数据处理模块和/或图像显示模块，所述服务器端包含数据处理模块和/或图像显示模块和/或任务管理模块，其中包含任务管理模块的服务器端有且只有一个，且设备终端与服务器端通过计算机网络相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于计算机网络的电阻抗断层成像系统，其特征在于，所述系统包括至少一个设备终端，且同时还包括至少一个服务器端。

3.一种基于计算机网络的电阻抗断层成像系统的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：

（a）安装、配置所有模块并进行自检；

（b）设备终端通过计算机网络将任务请求和数据发送至包含任务管理模块的服务器端，并进入下一步；

（c）任务管理模块处理任务请求，并控制其它所有模块完成该任务；

（d）在设备终端所请求的任务被处理完成后，任务管理模块将任务处理的结果和数据发送至设备终端。

4.根据权利要求3所述的一种基于计算机网络的电阻抗断层成像系统的应用方法，其特征在于，所述步骤（a）还包括以下步骤：

（a1）在设备终端和服务器端中安装、配置所有模块，并通过计算机网络连接，构成系统；

（a2）启动系统，并进行系统自检，若自检失败则返回步骤（a1），反之则进下一步。

5.根据权利要求4所述的一种基于计算机网络的电阻抗断层成像系统的应用方法，其特征在于，所述步骤（c）具体实施步骤如下：

（c1）任务管理模块处理该任务请求，为该任务请求建立新的系统任务并将其加入待处理任务队列；

（c2）任务管理模块根据任务优先级，处理待处理任务队列中的任务；

（c3）任务管理模块控制数据采集模块和/或数据处理模块和/或图像显示模块完成该任务。

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