CN109727661A - 一种基于物联网的通用mri信息采集装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的通用MRI信息采集装置及方法，一种基于物联网的通用MRI信息采集装置，包括数据采集模块、数据存储模块、数据处理模块、数据传输模块、云端服务器；一种基于物联网的通用MRI信息采集装置的方法，包括以下步骤：I、在每台MRI设备的控制系统上配置信息采集装置和参数；II、数据采集模块采集数据；III、采集到的日志数据在数据处理模块进行清洗、翻译；IV、之后系统自动触发上传服务，数据传输模块把处理后的数据传输到云端服务器。本发明可实现跨地域、跨厂商的MRI数据实时采集，并将采集数据传输到云端服务器，便于对数据进行统一分类分析和管理，大大提高了MRI数据分析的可靠性、便捷性。

Description

一种基于物联网的通用MRI信息采集装置及方法

技术领域

本发明涉及一种采集装置及方法，尤其涉及一种基于物联网的通用MRI信息采集装置及方法，属于物联网技术领域。

背景技术

自20世纪80年代磁共振成像(Magnetic resonance imaging,MRI)技术应用于临床以来，一直代表着现代医学成像的尖端技术。随着MRI在软硬件系统等方面的长足进展，全球装机量持续快速增长。我国自2005年起，MRI的配置量大幅增加，但国内外各个厂家设备的性能缺乏客观的第三方评价，并且我国缺乏针对MRI设备及其临床应用的评价规范，更未见有针对我国MRI设备评价的信息管理工具研究的相关报道。随着我国MRI设备评价体系的逐步研究和建立，在MRI设备评价体系研究的过程中会产生海量数据，采用传统的手工采集和数据统计分析已不现实。目前各个医院的MRI设备独立运行，每台机器产生的数据是割裂的、不连续的，缺乏优劣对比和可复用性，且MRI设备的评价多依赖于厂家的评价，缺乏客观的第三方评价。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种基于物联网的通用MRI信息采集装置及方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于物联网的通用MRI信息采集装置，包括数据采集模块、数据存储模块、数据处理模块、数据传输模块；数据采集模块分别采集设备日志数据和图像信息，包括但不限于MRI设备机器参数、使用数据、性能数据、故障数据，并将数据暂存到数据存储模块；

数据处理模块对采集到的设备日志数据进行清洗和翻译，转化成可利用的语言；数据传输模块内置SD卡槽，通过4G网络实时向云端服务器发送处理后的数据；云端服务器对信息采集装置传输过来的数据进行分析、整理、展示。

一种基于物联网的通用MRI信息采集装置的方法，包括以下步骤：

I、在每台MRI设备的控制系统上配置信息采集装置和参数，包括名称、IP地址、端口，每一台设备对应唯一一个设备编码；

II、数据采集模块基于FTP、SMB、Dicom3.0的C-Store协议来获取MRI设备运行日志和影像数据；

III、采集后的数据缓存在数据存储模块；采集到的日志数据为计算机语言，在数据处理模块进行清洗、翻译，供进一步使用；

IV、之后系统自动触发上传服务，在数据传输模块通过基于HTTP协议的异步多线程技术把处理后的数据传输到云端服务器，并定期删除本地缓存文件。

进一步地，步骤III中数据处理模块使用logstash日志管理程序来进行数据处理；logstash数据处理包括三个阶段：input–>filter–>output；input表示从文件中读取数据；filter表示根据定义的规则修改数据，把无规则的文字转化为有结构的格式，包括类型转换、字符串处理、字段处理；output表示将数据输出到指定存储位置，实现对不同型号的MRI设备的运行日志进行过滤、归一。

本发明通过在MRI设备端部署信息采集装置，依据FTP、SMB、DICOM协议采集设备中各类数据，如运行信息、故障信息、操作系统信息和图像信息，利用基于HTTP协议的通讯技术将获取到的信息实时上传到云端服务。通过本发明可以实现跨地域、跨厂商的MRI数据实时采集，并将采集数据传输到云端服务器，便于进一步的对数据进行统一分类分析和管理，大大提高了MRI数据分析的可靠性、便捷性。本发明通过物联网技术、数据采集储存技术，实现跨地域、跨厂商的MRI临床应用数据采集，为我国MRI设备的科学管理提供了数据支撑，同时也适用于其他医学设备硬件，实现海量数据的采集、传输、分析和管理。

附图说明

图1为本发明的信息采集流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示的一种基于物联网的通用MRI信息采集装置，包括数据采集模块、数据存储模块、数据处理模块、数据传输模块；数据采集模块分别采集设备日志数据和图像信息，包括但不限于MRI设备机器参数、使用数据、性能数据、故障数据，并将数据暂存到数据存储模块；

数据处理模块对采集到的设备日志数据进行清洗和翻译，转化成可利用的语言；数据传输模块内置SD卡槽，通过4G网络实时向云端服务器发送处理后的数据；云端服务器对信息采集装置传输过来的数据进行分析、整理、展示。

一种基于物联网的通用MRI信息采集装置的方法，包括以下步骤：

I、在每台MRI设备的控制系统上配置信息采集装置和参数，包括名称、IP地址、端口，每一台设备对应唯一一个设备编码；

II、数据采集模块基于FTP、SMB、Dicom3.0的C-Store协议来获取MRI设备运行日志和影像数据；

FTP(File Transfer Protocol)即文件传输协议是用于在网络上进行文件传输的一套标准协议，使用客户/服务器模式。它属于网络传输协议的应用层。文件传送和文件访问之间的区别在于：前者由FTP提供，后者由如NFS等应用系统提供。FTP是一个8位的客户端-服务器协议，能操作任何类型的文件而不需要进一步处理。

SMB(全称是Server Message Block)是一个协议名，它能被用于Web连接和客户端与服务器之间的信息沟通。服务器信息块(SMB)是一个网络文件共享协议，它允许应用程序和终端用户从远端的文件服务器访问文件资源。

SMB提供共享级保护、用户级保护；共享级保护应用于服务器共享目录级。每个共享目录都需要提供一个访问口令。只有口令通过，客户机才能访问所有共享文件；用户级保护(应用于共享目录中的单独文件，基于用户访问权限。每个用户(客户机)必须登录服务器并且获得服务器的认证许可。一旦认证通过，客户机会获得一个UID，在后来客户机访问服务器的过程中都需要使用该UID。

DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)即医学数字成像和通信，是医学图像和相关信息的国际标准(ISO 12052)。它定义了质量能满足临床需要的可用于数据交换的医学图像格式。DICOM被广泛应用于放射医疗，心血管成像以及放射诊疗诊断设备(X射线，CT，核磁共振，超声等)，并且在眼科和牙科等其它医学领域得到越来越深入广泛的应用。

DICOM3.0协议是一种基于TCP/IP的上层网络协议。DICOM协议处于OSI开放系统互连七层协议的上三层，即会话层、表示层和应用层的位置，而在七层协议的下层主要使用TCP/IP协议所提供的服务。DICOM协议要求在数据的编码、传输之前，必须先进行连接协商以确认双方同意某些特定的条件，可以完成特定的通信功能。DICOM连接协商成功称为建立了一个“关联”。只有在建立“关联”之后，才能进行DICOM命令和数据的发送和接收。

DICOM数据编码的特点：标准定义了26种内部数据类型；像素数据的编码支持JPEG图像压缩；图像可以包含缩略图像和正常图像，也可以有多帧格式；DICOM标准支持多个字符集；DICOM具有自己独特的数据模型；DICOM通过“信息对象定义”IOD(InformationObject Definition)的形式来完整地建立和定义医院环境下的数据模型；DICOM使用“全局唯一标识”UID(Unique Identifier)在网络环境下唯一地标识各种IOD信息对象，使之不致混淆。

DICOM3.0标准拥有一个庞大的数据字典，其内容包含了几乎所有医疗环境下的常用数据，可以完整地描述各种医学设备、图像格式数据以及病人相关信息。数据字典的条目以“数据元素”(Data Element)为单位，每个数据元素描述一项数据内容，如病人姓名、检查日期、一幅图像的像素数据等都可以是一个数据元素。数据字典具有可扩充性。DICOM标准预留出数据字典的一部分，允许各厂家按照标准格式自定义新的数据元素。

通过“服务类”(Service Class)概念实现应用层功能：为了完成某个特定的应用功能(如图像管理、打印管理等)，DICOM标准定义了“服务类”(Service Class)的概念。服务类描述了可以对信息对象IOD所做的操作。服务类和信息对象结合起来构成了DICOM的基本单元，称为服务-对象对(Service-Object Pair，SOP)。

离线媒体支持：DICOM定义了自己的文件夹结构，用以形成“文件集合”(File-set)。此外，允许以“媒体存储特征”(media profiles)的形式定义对数据的不同媒体存储策略。

不同级别的一致性声明：DICOM3.0标准要求一个实际的通信系统应该有个一致性声明(Conformance Statement)，用以说明此系统对DICOM协议的支持程度，以及支持哪些类型的数据和服务。

C-Store：列式存储数据库，就是将原来数据库表中的每一列数据单独存储在一起，这样用户在访问某个属性数据的时候，只需要读取该行的对应列数据即可，从而大大减少了数据读取的IO量，提高了整个吞吐。

III、采集后的数据缓存在数据存储模块；采集到的日志数据为计算机语言，在数据处理模块进行清洗、翻译，供进一步使用；

数据处理模块使用logstash日志管理程序来进行数据处理；logstash数据处理包括三个阶段：input–>filter–>output；input表示从文件中读取数据；filter表示根据定义的规则修改数据，把无规则的文字转化为有结构的格式，包括类型转换、字符串处理、字段处理；output表示将数据输出到指定存储位置，实现对不同型号的MRI设备的运行日志进行过滤、归一。

例如：读取到一台GE1.5THDMR的MRI设备开机日志“start”，使用logstash命令对该条日志事件进行编译，显示出来该日志事件的信息、发生时间，命令如下：

input{stdin{}}output{stdout{codec＝>rubydebug}}

编译结果如下：

{

"message"＝>"start",

"@timestamp"＝>"2017-11-20T23:48:05.335Z",

"@version"＝>"1",

"host"＝>"node1"

}

通过在配置文件中添加或者修改inputs、outputs、filters，就可以从指定文件处读取日志内容，并使随意的格式化日志数据按照既定格式输出，存储在指定位置处。

IV、之后系统自动触发上传服务，在数据传输模块通过基于HTTP协议的异步多线程技术把处理后的数据传输到云端服务器，并定期删除本地缓存文件。

上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于物联网的通用MRI信息采集装置，其特征在于：所述装置包括数据采集模块、数据存储模块、数据处理模块、数据传输模块；所述数据采集模块分别采集设备日志数据和图像信息，包括但不限于MRI设备机器参数、使用数据、性能数据、故障数据，并将数据暂存到数据存储模块；

所述数据处理模块对采集到的设备日志数据进行清洗和翻译，转化成可利用的语言；所述数据传输模块内置SD卡槽，通过4G网络实时向云端服务器发送处理后的数据；所述云端服务器对信息采集装置传输过来的数据进行分析、整理、展示。

2.一种根据权利要求1所述的基于物联网的通用MRI信息采集装置的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

I、在每台MRI设备的控制系统上配置信息采集装置和参数，包括名称、IP地址、端口，每一台设备对应唯一一个设备编码；

II、数据采集模块基于FTP、SMB、Dicom3.0的C-Store协议来获取MRI设备运行日志和影像数据；

III、采集后的数据缓存在数据存储模块；采集到的日志数据为计算机语言，在数据处理模块进行清洗、翻译，供进一步使用；

IV、之后系统自动触发上传服务，在数据传输模块通过基于HTTP协议的异步多线程技术把处理后的数据传输到云端服务器，并定期删除本地缓存文件。

3.根据权利要求2所述的基于物联网的通用MRI信息采集装置的方法，其特征在于：所述步骤III中数据处理模块使用logstash日志管理程序来进行数据处理；所述logstash数据处理包括三个阶段：input–>filter–>output；所述input表示从文件中读取数据；所述filter表示根据定义的规则修改数据，把无规则的文字转化为有结构的格式，包括类型转换、字符串处理、字段处理；所述output表示将数据输出到指定存储位置，实现对不同型号的MRI设备的运行日志进行过滤、归一。