CN106963409A - 一种ct系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种CT系统及其使用方法。CT系统包括：至少一个前端扫描记录仪、云端虚拟CT机、至少一个用户设备；每一前端扫描记录仪包括：CT扫描主机架，高压放线球管；探测器、连接探测器的数据传送装置；所述数据传送装置将探测器检测的信号发送至云端虚拟CT机；云端虚拟CT机根据数据传送装置发送的信号进行处理，获得重建的CT图像；并将重建的CT图像发送至少一个用户设备，用户设备展示所述重建的CT图像。本发明的装置中可较好的减少前端扫描记录仪的功能，同时降低成本。上述装置中前端扫描记录仪和云端虚拟CT机可分离，有效降低前端扫描记录仪的成本，同时降低现有技术中CT设备的成本。
Description
技术领域
本发明属于医疗技术领域，尤其涉及一种CT系统及其使用方法。
背景技术
CT(Computed Tomography)是一种功能齐全的病情探测仪器，具有科技含量比较高的辅助检查技术，它是电子计算机X射线断层扫描技术简称。CT是高度集成化的大型精密医疗设备，一台设备由上万个零件构成，对系统的实时性、同步性要求很高，体积大，移动不方便，图像重建时间长，价格在几百万到上千万不等，这是由目前CT产品本身的产品结构特点决定的。
目前主流CT产品中完整的影像链顺序如下：1)高压X射线球管放线，X线束对人体待检查部位进行扫描，由探测器接收透过的X线；2)探测器将接收到的该层面X射线转变为电信号；3)电信号经模拟/数字转换器转为数字信号；4)数据进行实时校正和预处理；5)数据高速传输和存储；6)输入给计算机进行图像的重建和后处理等。可以看出目前CT中成像过程环环相扣，对成像过程中的几何关系、时序性等同步性能要求很高，其中既包含硬件的信号转换、实时处理，又需要计算机强大的计算处理功能，软硬件深度耦合，各个环节都需要对数据进行实时处理，不可分离。系统对实时性、同步性要求的苛刻，使得采集系统与图像处理系统无法拆分。
在现有的移动CT设计方案中，CT机体重量仍然较大，系统设备众多，占用空间多，移动相当笨重，相对的机动性能明显下降，扫描图像的重建及后处理仍然在本地平台GPU中执行，无法形成采集与后处理真正意义上的分离，增加了采集平台的任务量，仅适用于具有一定环境条件的医院、实验室使用。
通过分析，上述CT产品的成本较高，处理过程比较复杂，导致处理 速度较慢，且在实现过程中，对采集的有效信息丢弃较多，无法较好的重建CT图像。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对现有存在的技术问题，本发明提供一种CT系统，用于降低传统CT的成本，提高CT图像的重建速度，并提高CT图像的重建质量。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案如下：
第一方面，本发明提供一种CT系统，包括：至少一个前端扫描记录仪、云端虚拟CT机、至少一个用户设备；每一前端扫描记录仪均连接云端虚拟CT机，每一用户设备连接所述云端虚拟CT机；
所述每一前端扫描记录仪包括：CT扫描主机架，位于CT扫描主机架内的高压放线球管；用于接收高压放线球管产生的X射线的探测器、连接探测器的数据传送装置；
所述数据传送装置将探测器检测的信号发送至云端虚拟CT机；
所述云端虚拟CT机根据所述数据传送装置发送的信号进行处理，获得重建的CT图像；并将重建的CT图像发送至少一个所述用户设备，所述用户设备展示所述重建的CT图像。
可选地，所述前端扫描记录仪还包括：
设置在CT扫描主机架外围的机架外壳。
可选地，所述前端扫描记录仪还包括：
控制装置，所述控制装置连接高压放线球管、探测器、数据传送装置；所述控制装置用于控制高压放线球管产生X射线；所述控制装置还用于控制探测器接收X射线，以及控制数据传送装置将探测器接收并记录的信号发送至所述云端虚拟CT机。
可选地，所述云端虚拟CT机包括：数据库；
所述数据库中存储所述数据传送装置发送的检测信号，所述每一检 测信号包括：空间标签、时间标签、能量信息和/或扫描参数信息。
可选地，所述云端虚拟CT机为后台服务器，所述用户设备为带有显示屏的电子设备，或者所述用户设备为计算机。
可选地，所述云端虚拟CT机还包括：用于实现个性化配置的接口。
第二方面，本发明还提供一种基于上述任一CT系统的使用方法，包括如下步骤：
所述云端虚拟CT机接收数据传送装置发送的检测信号；所述检测信号为前端扫描记录仪采集并记录的信号；
所述云端虚拟CT机对该检测信号进行事件解析，获得具有完整信息的CT数据；
所述云端虚拟CT机对CT数据进行预处理，并获得预处理后的CT数据；
所述云端虚拟CT机根据预处理后的CT数据重建CT图像；
所述云端虚拟CT机对重建的CT图像进行后处理，并将后处理后的图像发送至少一个所述用户设备。
可选地，所述CT系统的使用方法还包括：
所述用户设备为医生所持的计算机时，所述用户设备接收医生输入的账号信息，并将该账号信号发送至所述云端虚拟CT机；
所述云端虚拟CT机验证所述账号信息是否正确，在验证通过之后，向用户设备发送通过消息；
用户设备根据接收的通过消息展示查找界面，并接收医生通过查找界面输入的查找标识，将该查找标识发送云端虚拟CT机，以便云端虚拟CT机在数据库中查找与查找标识对应的数据；
用户设备接收云端虚拟CT机查找的与查找标识一致的数据，并展示。
可选地，所述CT数据包括：空间标签、时间标签、能量信息和/或 扫描参数信息。
可选地，所述云端虚拟CT机对所述CT数据进行预处理，并获得预处理后的CT数据的步骤之后，所述CT系统的使用方法还包括：
所述云端虚拟CT机对预处理后的CT数据进行校正；
相应地，所述云端虚拟CT机根据校正后的CT数据重建CT图像；
所述云端虚拟CT机根据重建的CT图像进行后处理。
(三)有益效果
本发明CT系统中的前端扫描记录仪主要是负责对数据的采集记录并传送，不再进行数据处理及重建图像等，由此，可较好的减少前端扫描记录仪的功能，同时降低成本。
本发明中将数据处理和图像重建由云端虚拟CT机实现，使得前端扫描记录仪和云端虚拟CT机可分离，由此可保证云端虚拟CT机连接多个前端扫描记录仪，降低前端扫描记录仪的成本，同时降低现有技术中CT设备的成本。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的CT系统的结构示意图；
图2为图1中CT系统的使用方法的流程示意图；
图3为传统CT设备与图1中所示的CT系统的工作过程对比示意图；
图4为本发明另一实施例提供的CT系统的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
如图1所示，本实施例的CT系统包括：前端扫描记录仪1、云端虚拟CT机2、用户设备3；
本实施例的前端扫描记录仪1用于实现CT数据的采集和传送功能，将采集的CT信号(对应本发明实施例中描述的探测器探测并记录的信号，即影像事件)传送至云端虚拟CT机2，云端虚拟CT机2用于根据采集的CT信号重建图像，进而将重建图像发送用户设备3进行展示。
本实施例的云端虚拟CT机2可采用“一对多”模式，即连接多个前端扫描记录仪1。在实际应用中，云端虚拟CT机2也连接多个用户设备3，如图1所示。
本实施例的用户设备可为手机、计算机、PAD等，本实施例不对其进行限定，根据需要配置。
应说明的是，本实施例中每一前端扫描记录仪1可包括：CT扫描主机架，高压放线球管、探测器和数据传送装置；
其中，CT扫描主机架，高压放线球管、探测器与传统的结构中各部件的结构相同，功能基本一致；例如，高压放线球管位于CT扫描主机架内在扫描时产生X射线，探测器用于接收高压放线球管产生的X射线的获得检测信号，数据传送装置将检测信号发送云端虚拟CT机。
本实施例的扫描主机架如旋转机架的主要功能是一端承载X线球管及其发生器和冷却设备，另一端承载平板检测器，同时预留出连接这些电器设备的电源线缆、控制线缆和信号线缆的通道位置和孔径。旋转机架的中空孔径和中空深度需要满足待检测部位进出扫描的需要。
本实施例的数据传送装置可以为无线发射器，也可以是移动硬盘、光盘等存储介质传送至云端虚拟CT机。
在本实施例中，将数据采集和数据处理分离，由此可使得多个实现CT数据采集功能的前端扫描记录仪1连接一个具有数据处理功能的云端虚拟CT机，可较好的降低成本，同时通过云端虚拟CT机获取重建的CT图像，可以保证图像的效果，优化图像重建质量，提高检测结果的准确性。
具体地，本实施例的前端扫描记录仪还包括机架外壳(图中未示出)，该机架外壳设置在CT扫描主机架的外围，作为CT扫描主机架的外衣，具备射线防护功能，同时防止外部灰尘进入CT扫描主机架。
在具体实现过程中，上述的前端扫描记录仪还包括：控制装置。该控制装置连接高压放线球管、探测器、数据传送装置；所述控制装置用于控制高压放线球管产生X射线；所述控制装置还用于控制探测器接收X射线，以及控制数据传送装置将探测器接收的信号发送至所述云端虚拟CT机。
举例来说，该控制装置可以为前端扫描记录仪中的内嵌式控制采集电路系统，在其他实施例中，还可为其他电路系统，本实施例仅为举例说明。
本实施例的控制装置还用于将探测器温度值控制在目标温度范围内，进而启动上述的高压放线球管，以便探测器接收信号并记录检测到的信号。
也就是说，本实施例中，将现有技术中的CT设备拆分为两部分，前端结构如上述的前端扫描记录仪，进行数据采集并记录，对采集的数据不加任何处理，进而发送至后端如云端虚拟CT机。发送至后端的数据保留有空间、时间等原始成像过程信息。由此，可较好的简化前端扫描记录仪的结构。
另外，后端通过设置多个服务器可组成集群服务，进而缩短了图像重建的时间，且使得云端虚拟CT机同时满足多台前端扫描记录仪的需求。
特别说明的是，本实施例的云端虚拟CT机主要是用于对前端扫描记录仪传送的CT信号进行处理的设备，即实现了数据采集和数据处理分析的过程。为较好的对CT信号(即前端扫描记录仪传送的信号)进行处理，该云端虚拟CT机可包括存储CT信号的数据库，以便后续进行查看或其他用户处理。
本实施例的云端虚拟CT机可实现现有技术中CT设备后端的任何功能，如数据处理、校正、图像重建等。另外，本实施例的云端虚拟CT机中存储的CT数据还可以由用户设备调取，并远程处理等。
本实施例中数据库存储的CT信号可为数据传送装置传送的检测信号，该检测信号可包括：空间标签、时间标签、能量信息和/或扫描参数信息等。
为更好的理解本实施例，本实施例中的云端虚拟CT机可为后台服务器，用户设备可为带有显示屏的电子设备，例如用户设备可为医生操作的计算机等。
本实施例中前端扫描记录仪主要是负责对数据的采集记录并传送，不再进行数据处理及重建图像等，由此，可较好的减少前端扫描记录仪的功能，同时降低成本。
另外，本实施例中将数据处理和图像重建由云端虚拟CT机实现，使得前端扫描记录仪和云端虚拟CT机可分离，由此可保证云端虚拟CT机连接多个前端扫描记录仪，降低前端扫描记录仪的成本，同时降低CT系统的成本。
另外，本发明实施例还提供一种基于上述任意CT系统的使用方法，如图2所示，该方法可包括：
101、云端虚拟CT机接收数据传送装置发送的检测信号；所述检测信号为前端扫描记录仪采集并记录的信号。
102、所述云端虚拟CT机对该检测信号进行事件解析，还原被检测到的完整的扫描数据信息，即获得具有完整信息的CT数据。
本发明实施例中将还原被检测到的完整的扫描数据信息可称为CT数据。
本实施例中还原出来的被检测到的完整的扫描数据信息即CT数据可包括：空间标签、时间标签、能量信息和/或扫描参数信息。
103、云端虚拟CT机对CT数据进行预处理，并获得预处理后的CT数据。
104、云端虚拟CT机根据预处理后的CT数据重建CT图像。
105、所述云端虚拟CT机对重建的CT图像进行后处理，并将后处理后的图像发送至少一个所述用户设备。
本实施例中云端虚拟CT机接收数据传送装置发送的检测信号后可直接存储，以便后续调用分析等。当然，在云端虚拟CT机对重建的CT图像进行后处理后，可将接收的检测信号和该检测信号对应的后处理的CT图像一并存储。
本实施例中云端虚拟CT机还原出来的被检测到的完整的扫描数据信息比传统CT直接处理的数据更完整，不会遗失相关信息，且可以直接保存，再次调用使用。
举例来说，若医生需要查看或者调用某一时间点的重建的CT图像，此时，上述方法还可包括图中未示出的步骤106至步骤109：
106、用户设备接收医生输入的账号信息，并将该账号信号发送至所述云端虚拟CT机；
107、所述云端虚拟CT机验证所述账号信息是否正确，在验证通过之后，向用户设备发送通过消息；
108、用户设备根据接收的通过消息展示查找界面，并接收医生通过查找界面输入的查找标识，将该查找标识发送云端虚拟CT机，以便云端虚拟CT机在数据库中查找与查找标识对应的数据/信号；
109、用户设备接收云端虚拟CT机查找的与查找标识一致的数据，并展示。
本实施例的用户设备可随时与云端虚拟CT机交互，可方便多个医生远程会诊，或者社区医生直接调用查看等，实现医疗资源联网共享，促进医疗资源分享。
在一种具体的实现方式中，前述的步骤103之后，上述方法还可包 括下述的步骤103a：
103a、云端虚拟CT机对S3中预处理后的CT数据进行校正；
相应地，上述步骤104可调整如下：
104’、云端虚拟CT机根据校正后的CT数据重建CT图像。
本实施例的云端虚拟CT机对数据进行处理，使得前端扫描记录仪的功能简化，同时降低前端扫描记录仪的结构，降低CT设备的成本。
另外，本实施例中的用户设备和云端虚拟CT机交互，以便控制前端扫描记录仪的模式切换等。
如图3所示，在图3上半部示出的是现有技术中CT设备的工作流程，在图3中，传统CT设备可包括扫描环节和影像处理环节，其中，扫描环节包括：如探测器实时采集的CT数据，预处理采集的CT数据(特别说明的是，传统CT设备预处理后的CT数据不完整，有较多图像信息的遗失)，校正预处理后的CT数据；在影像处理环节，可根据校正的CT数据进行预处理，并重建CT图像，对重建的CT图像进行后处理等。
结合本发明的CT系统，前端扫描记录仪仅用于探测器实时采集并记录采集的信号，向云端虚拟CT机传送采集的信号；云端虚拟CT机可以对信号进行事件解析，依次进行预处理、校正、重建和后处理等。
由此，本发明的前端扫描记录仪是面向用户即病人的唯一硬件，与传统的CT设备相比，前端扫描记录仪将由一个复杂的“大型设备”变成电器化简约型的“云端数据采集器”，只由扫描主机架、高压放线球管、探测器、机架外壳及一个简单的内嵌式控制采集电路系统构成，不包含任何数据处理单元。
在传统CT成像过程中，所有成像信息没有被单独分离和记录，而是将信息直接传递给下一环节做实时处理。由于受实时处理的软硬件处理能力和时间的限制，部分信息没有充分得到记录和利用，这部分被遗失的信息无法再现和后期深度利用，一定程度上影响了CT的成像质量。
与此相比，本发明提出将成像过程中所有生数据信息，不做即时处 理，而是作为一个独立的“影像事件”单元完整地记录下来，留待后期集中处理。前端扫描记录仪在成像过程中每个角度的投影图像信息，变为一系列被特殊记录的影像事件序列，包括空间标签、时间标签、能量信息等信息。这些完整的影像信息还包括CT系统的扫描参数信息、探测器数据校正信息等系统成像信息，经过压缩编码，通过网络、移动硬盘或者光盘等存储媒介发送至云端虚拟CT机。
也就是说，首先，前端扫描记录仪记录到的数据传送给云端虚拟CT机后，云端虚拟CT机的扫描再现模块依据标签信息进行校验并解码；
其次、通过事件解析还原完整的时间、空间、能量等数据信息；
接着、然后将数据进行预处理、校正；
然后，云端虚拟CT机的重建模块根据处理后的数据进行图像重建及后处理，实现传统CT成像过程中的所有环节的算法处理过程，做到一次扫描多次重建，可以有效地缩减CT的扫描次数，大幅度地降低辐射剂量。
特别地，本实施例的云端虚拟CT机可为开放式的，该云端虚拟CT机还可包括个性化配置接口，如：前端扫描仪远程控制接口、开放式第三方算法上传接口、用户自定义功能接口等。
云端虚拟CT机的个性化配置接口可以作为开放接口，满足用户上传自定义算法，在统一接口标准下，不同开发者上传的不同算法，可以实现共享使用，可使云端虚拟CT机更加有效准确的重建CT图像。举例来说，云端虚拟CT机还可以对扫描过程实现虚拟再现，本实施例中不限定云端虚拟CT机的拓展功能，可根据实际需求通过个性化配置接口进行配置。
本实施例中，CT系统采用简约化的前端硬件并不意味着弱化了现有技术中CT涉笔的功能，而与开放式的云端虚拟CT机配合后，功能同样强大。在云端虚拟CT机中，可对CT数据进行事件解析、预处理、校正、重建、后处理等功能。
本实施例中将数据采集和数据处理分离的方案，使得传统CT将由一 个复杂的“大型设备”变成电器化简约型的“云端数据采集器”，不仅会大幅度地降低传统CT的成本，降低操作难度、增强远程可维护性，充分利用云端高性能服务器进行分布式计算，提高重建速度，增大CT设备的可复用性；
图3和图4所示的云端虚拟CT机可方便地实现向第三方双向开放共享，可以建立竟优式的外部算法挂接机制，可有效地利用外部优质资源；同时实现一台云虚拟CT机如高性能服务器同时满足多台前端扫描记录仪同时工作的“多对一”工作模式，适合基层医疗机构的需求，操作更加简单灵活，基层医疗资源联网共享，促进医疗资源分布更合理。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种CT系统，其特征在于，包括：
至少一个前端扫描记录仪、云端虚拟CT机、至少一个用户设备；每一前端扫描记录仪均连接云端虚拟CT机，每一用户设备连接所述云端虚拟CT机；
所述每一前端扫描记录仪包括：CT扫描主机架，位于CT扫描主机架内的高压放线球管；用于接收高压放线球管产生的X射线的探测器、连接探测器的数据传送装置；
所述数据传送装置将探测器检测的信号发送至云端虚拟CT机；
所述云端虚拟CT机根据所述数据传送装置发送的信号进行处理，获得重建的CT图像；并将重建的CT图像发送至少一个所述用户设备，所述用户设备展示所述重建的CT图像。
2.根据权利要求1所述的CT系统，其特征在于，所述前端扫描记录仪还包括：
设置在CT扫描主机架外围的机架外壳。
3.根据权利要求2所述的CT系统，其特征在于，所述前端扫描记录仪还包括：
控制装置，所述控制装置连接高压放线球管、探测器、数据传送装置；所述控制装置用于控制高压放线球管产生X射线；所述控制装置还用于控制探测器接收X射线，以及控制数据传送装置将探测器接收并记录的信号发送至所述云端虚拟CT机。
4.根据权利要求3所述的CT系统，其特征在于，所述云端虚拟CT机包括：数据库；
所述数据库中存储所述数据传送装置发送的检测信号，所述每一检测信号包括：空间标签、时间标签、能量信息和/或扫描参数信息。
5.根据权利要求4所述的CT系统，其特征在于，所述云端虚拟CT机为后台服务器，所述用户设备为带有显示屏的电子设备，或者所述用户设备为计算机。
6.根据权利要求1至5任一所述的CT系统，其特征在于，所述云端虚拟CT机还包括：用于实现个性化配置的接口。
7.一种基于权1至权6任一项所述的CT系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
所述云端虚拟CT机接收数据传送装置发送的检测信号；所述检测信号为前端扫描记录仪采集并记录的信号；
所述云端虚拟CT机对该检测信号进行事件解析，获得具有完整信息的CT数据；
所述云端虚拟CT机对CT数据进行预处理，并获得预处理后的CT数据；
所述云端虚拟CT机根据预处理后的CT数据重建CT图像；
所述云端虚拟CT机对重建的CT图像进行后处理，并将后处理后的图像发送至少一个所述用户设备。
8.根据权利要求7所述的CT系统的使用方法，其特征在于，所述CT系统的使用方法还包括：
所述用户设备为医生所持的计算机时，所述用户设备接收医生输入的账号信息，并将该账号信号发送至所述云端虚拟CT机；
所述云端虚拟CT机验证所述账号信息是否正确，在验证通过之后，向用户设备发送通过消息；
用户设备根据接收的通过消息展示查找界面，并接收医生通过查找界面输入的查找标识，将该查找标识发送云端虚拟CT机，以便云端虚拟CT机在数据库中查找与查找标识对应的数据；
用户设备接收云端虚拟CT机查找的与查找标识一致的数据，并展示。
9.根据权利要求7所述的CT系统的使用方法，其特征在于，所述CT数据包括：空间标签、时间标签、能量信息和/或扫描参数信息。
10.根据权利要求7所述的CT系统的使用方法，其特征在于，所述云端虚拟CT机对所述CT数据进行预处理，并获得预处理后的CT数据的步骤之后，所述CT系统的使用方法还包括：
所述云端虚拟CT机对预处理后的CT数据进行校正；
相应地，所述云端虚拟CT机根据校正后的CT数据重建CT图像；
所述云端虚拟CT机根据重建的CT图像进行后处理。
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