CN113096779A - 一种基于分布式ct终端机的医学影像云影像系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于分布式CT终端机的医学影像云影像系统，主要涉及医学影像技术领域。包括影像采集终端，配置用于采集患者的单张医学影像数据；PACS服务器端，配置用于对医学影像信息进行存储和归档管理，HTTP服务器端，配置用于接收来自PACS服务器端的单张医学影像数据，以及，配置用于接收来自主用户端的请求及身份信息，识别身份信息后，相应请求内容；主用户端，配置用于与HTTP服务器端建立影像交互，以及，在至少一个观察者用户端与HTTP服务器端之间建立多用户的协同会话；观察者用户端，配置用于加入主用户端创建的协同会话，并与HTTP服务器端建立影像交互。本发明的有益效果在于：它可以实现多用户的影像可视化交互，通过远程浏览器即可实现会话和影像交互。

Description

一种基于分布式CT终端机的医学影像云影像系统

技术领域

本发明涉及医学影像技术领域，具体是一种基于分布式CT终端机的医学影像云影像系统。

背景技术

放射诊断学是20世纪以来发展的一门新学科，据调查显示，放射诊断学在国内的运用并不久，但是其作用和地位却飞速抬升。现阶段在医院，放射科的地位举足轻重，随着医学影像学检测技术、设备及其应用的不断飞速发展，影像资料越来越直接、完整、方便、准确、客观地显示病变部位及形态，影像学检查几乎贯穿临床诊治整个过程始末。影像学资料数字化采集和大容量存储的不断实现,影像学资料这种客观的证据，已在疾病诊治中发挥越来越大的临床价值，同时促使放射医学处当今医学诊断和治疗的核心地位。

但是，由于现在医学影像的数据非常庞大，且都局限在医院范围内进行，导致有效的医学资源不能够被患者充分的使用。近年来，随着计算机、通讯技术的不断进步，为实现影像的远程放射交互提供了可能。

发展完美的解决了这个问题，医学影像中CT、MRI、CTA、PET-CT等及核医学影像，利用通讯系统可传送至全球任何地方，这就是远程放射学。远程放射学是指运用数字化成像、计算机及网络通信技术将放射学影像(X线、MRI、CT等)通过网络远程传输到另外一个地方实现异地共享，进行远程显示、后处理、诊断或会诊。

目前，世界各国都在积极探索以可承受的价格提供高品质医疗卫生服务的途径，以节省开支，提高效率与品质。远程放射在当前世界各国优化医疗保健体制的改革中提供了一种合理、有效和经济的医疗服务手段，所以在欧美及日本各国倍受青睐。因其充分整合利用全球医疗资源，提高临床诊断的速度、准确性以及降低成本，也正逐渐成为我国解决看病难、看病贵的一个途径。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于分布式CT终端机的医学影像云影像系统，它可以实现多用户的二维三维影像可视化交互，通过远程浏览器即可实现会话和影像交互。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种基于分布式CT终端机的医学影像云影像系统，包括：

影像采集终端，配置用于采集患者的单张医学影像数据，所述单张医学影像数据包括影像像素信息、身份信息、序列号、窗宽窗位信息；

PACS服务器端，配置用于对医学影像信息进行存储和归档管理，

HTTP服务器端，配置用于接收来自PACS服务器端的单张医学影像数据，并对所述单张医学影像数据进行医学影像数据的解码、压缩、分割和交互式三维绘制；以及，配置用于接收来自主用户端的请求及身份信息，识别身份信息后，相应请求内容；

主用户端，配置用于与HTTP服务器端建立影像交互，以及，在至少一个观察者用户端与HTTP服务器端之间建立多用户的协同会话；

观察者用户端，配置用于加入主用户端创建的协同会话，并与HTTP服务器端建立影像交互。

所述PACS服务器端使用s3云平台作为影像数据的文件系统，进行影像数据的存储，使用RDS作为影像数据库，存储影像数据的元数据信息。

所述HTTP服务器端接收来自主用户端的请求及身份信息中的请求，包括查询请求和创建会话请求，

对所述查询请求，并向主用户端返回包括JSON格式的影像元数据，与主用户端建立影像交互；

对所述的创建会话请求，与主用户端建立协同会话，并与加入协同会话的观察者用户端建立影像交互。

所述HTTP服务器端包括：

数据查询模块，接收来自主用户端的查询请求及身份信息，所述身份信息为Patient ID数据，返回JSON格式的影像元数据，一个序列的所述影像元数据能够生成对应的二维影像数据；

数据分割模块，接收来自PACS服务器端的单张医学影像数据，使用区域生长算法对影像数据进行分割；

三维绘制模块，通过用户终端或/和观察者用户终端获取三维参数的交互信息，基于Shader绘制三维图形，输出一帧影像数据保存为PNG格式的图片；

协同会话模块，接收来自主用户端的创建会话请求及身份信息，建立以主用户为中心的协同交互对话。

HTTP服务器端根据图像数据的种子点坐标、阈值和生长时间参数对该影像序列进行分割，获得的像素坐标数据发送至主用户终端或/和观察者用户终端，所述交互参数和渲染参数通过主用户端获取。

所述三维参数的交互信息包括旋转角度方向、缩放因子、增加、减少或调整的标量值、颜色值和不透明度。

所述主用户端包括：

数据采集模块，具体是操作界面，用于录入患者的身份信息，并设置参数及请求项。

会话创建模块，根据观察者用户端的协同会话请求，向HTTP服务器端发送创建会话请求，并在服务器与观察者用户之间创建协同会话。

对比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供了一个基于云平台对于CT终端机实现远程医学影像可视化交互的系统，利用云平台超大的数据存储空间和强大的图形图像处理能力，进行影像数据的存储、解码、分割以及交互式体绘制。系统在云端服务器提供大容量的影像数据存储和强大的图形图像处理能力，在浏览器端提供用户交互接口，在不需要安装插件的情况下开发了了基于Web的远程医学影像可视化交互系统,用户使用互联网服务便可实现快速的影像数据解码及高清断体数据绘制。本系统还支持多用户的协同交互的可视化，通过主用户端与云端服务器进行交互，建立会话，实现多个用户之间的影像数据对等传输，真正实现了多方位的共享。

附图说明

附图1是本发明的系统构架图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法，检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法，检测方法等。

实施例：一种基于分布式CT终端机的医学影像云影像系统

本示例为了在功能上突破远程医学影像的可视化交互，实现影像云存储和网络查阅模式，设计系统如下：

1)影像采集终端，具体是CT终端设备，可以是医院现有的各CT影像设备，主要用于根据操作对患者的特定部位进行取相，获得患者的单张医学影像数据，所述单张医学影像数据包括影像像素信息(经由CT终端设备采集获得)、患者ID信息(身份信息)、序列号、窗宽窗位信息。后面的患者ID信息(身份信息)、序列号、窗宽窗位信息为通过手动录入或经过就医系统刷卡导入获得的文本信息。

2)PACS服务器端，主要提供医学影像数据的存储和归档管理。

与影像采集终端数据连接，接收和存储单张医学影像数据，医学影像数据的存储主要由：影像文件系统和影像数据库组成。使用s3存储系统作为影像数据的文件系统，进行海量影像数据的存储，使用RDS作为影像数据库，存储影像数据的元数据信息。

解决了现有的医学影像资料数据量大，本地存储对硬件的要求高的问题。S3云平台提供超大容量的数据存储空间很好的解决了这个问题。RDS的云端关系型数据库提供即时备份以及各种容错容灾工具也为数据安全提供了保证。

3)HTTP服务器端

数据查询模块：接收来自主用户端的请求及身份信息，所述请求为查询请求，所述身份信息为Patient ID数据，识别Patient ID数据所代表的身份信息后，若与系统匹配，则返回JSON格式的影像元数据，即医学影像的元数据和图像格式的一个序列的影像数据集。在下载一个序列的影像数据到本地浏览器后，用户便可以观看单张的二维影像数据，并且在本地进行旋转、缩放和伪彩映射等三维交互操作。

数据分割模块：接收来自PACS服务器端的单张医学影像数据，使用区域生长算法对影像数据进行分割。接收来自主用户端浏览器端的种子点坐标、阈值和生长时间，HTTP服务器端根据图像数据的种子点坐标、阈值和生长时间参数对该影像序列进行分割，服务器在分割完成后把分割过程中寻找到的像素点(三维坐标)坐标发送到浏览器。浏览器收到像素坐标后便可进行进一步的绘制。

所有交互参数和渲染参数通过主用户端的浏览器上传。

三维绘制模块：系统预定义用户观看体数据的视点，再根据浏览器上传的旋转角度方向和缩放因子进行模型和视图变换。用户进行传输函数的交互时上传增加、减少或调整的标量值、颜色值和不透明度，可视化引擎根据相应参数重新差值计算传输函数的颜色纹理表和不透明度纹理表。同样，接受到光照参数和采样步长等交互信息后，也是将对应参数传输到Shader绘制程序中进行一次性绘制。三维绘制程序将参考Voreen程序的绘制流程和方法，使用移动立方体算法进行面绘制，使用光线投射算法进行直接体绘制。最后绘制完成时将一帧影像数据保存为PNG格式的图片传输到浏览器端。

协同会话模块：接收来自主用户端的请求及身份信息，所述请求为创建会话请求，首先主用户发送建立会话的请求到HTTP服务器，观察者用户选择并加入会话，同时连接到Peer服务器等待主用户的同步。接着HTTP服务器通知主用户有新的用户加入。最后主用户连接到Peer服务器对观察者用户进行同步，多用户建立协同交互可视化的过程。建立以主用户为中心的协同交互对话。

4)主用户端

具体配置在主用户的电脑终端的浏览器上，

图像交互模块：可缓存影像数据，提供二维、三维交互接口和实现二维影像简单交互的可视化计算由于二维影像数据的交互计算量较小，浏览器端直接在本地便可实现旋转、缩放、伪彩映射等简单交互。由于在二维交互时可能需要重复对同一张二维影像进行交互，所以系统需在本地事先缓存影像数据。系统按照Patient，Study，Series和Instance4层结构化数据进行缓存，上一层ID键对应下一层ID数组值，最后一层Instance键对应窗宽窗位等元数据和PNG格式的影像图片数据。

数据采集模块：具体是操作界面，用于录入患者的身份信息，并设置参数及请求项。

会话创建模块：根据观察者用户端的协同会话请求，想HTTP服务器端发送创建会话请求，并在服务器与观察者用户之间创建协同会话。

5)观察者用户端

具体配置在观察者电脑终端的浏览器上，用于向主用户端发送协同会话请求，在主用户端创建会话后，加入会话，与HTTP服务器端建立影像交互。

在主用户与服务器交互时，将HTTP服务器发送来的可视化场景即服务器绘制的图片数据流对等传输到观察用户。

Claims (7)

1.一种基于分布式CT终端机的医学影像云影像系统，其特征在于，包括：

影像采集终端，配置用于采集患者的单张医学影像数据，所述单张医学影像数据包括影像像素信息、身份信息、序列号、窗宽窗位信息；

PACS服务器端，配置用于对医学影像信息进行存储和归档管理，

HTTP服务器端，配置用于接收来自PACS服务器端的单张医学影像数据，并对所述单张医学影像数据进行医学影像数据的解码、压缩、分割和交互式三维绘制；以及，配置用于接收来自主用户端的请求及身份信息，识别身份信息后，相应请求内容；

主用户端，配置用于与HTTP服务器端建立影像交互，以及，在至少一个观察者用户端与HTTP服务器端之间建立多用户的协同会话；

观察者用户端，配置用于加入主用户端创建的协同会话，并与HTTP服务器端建立影像交互。

2.根据权利要求1所述一种基于分布式CT终端机的医学影像云影像系统，其特征在于，所述PACS服务器端使用s3云平台作为影像数据的文件系统，进行影像数据的存储，使用RDS作为影像数据库，存储影像数据的元数据信息。

3.根据权利要求1所述一种基于分布式CT终端机的医学影像云影像系统，其特征在于，所述HTTP服务器端接收来自主用户端的请求及身份信息中的请求，包括查询请求和创建会话请求，

对所述查询请求，并向主用户端返回包括JSON格式的影像元数据，与主用户端建立影像交互；

对所述的创建会话请求，与主用户端建立协同会话，并与加入协同会话的观察者用户端建立影像交互。

4.根据权利要求1所述一种基于分布式CT终端机的医学影像云影像系统，其特征在于，所述HTTP服务器端包括：

数据查询模块，接收来自主用户端的查询请求及身份信息，所述身份信息为PatientID数据，返回JSON格式的影像元数据，一个序列的所述影像元数据能够生成对应的二维影像数据；

数据分割模块，接收来自PACS服务器端的单张医学影像数据，使用区域生长算法对影像数据进行分割；

三维绘制模块，通过用户终端或/和观察者用户终端获取三维参数的交互信息，基于Shader绘制三维图形，输出一帧影像数据保存为PNG格式的图片；

协同会话模块，接收来自主用户端的创建会话请求及身份信息，建立以主用户为中心的协同交互对话。

5.根据权利要求1所述一种基于分布式CT终端机的医学影像云影像系统，其特征在于，HTTP服务器端根据图像数据的种子点坐标、阈值和生长时间参数对该影像序列进行分割，获得的像素坐标数据发送至主用户终端或/和观察者用户终端，所述交互参数和渲染参数通过主用户端获取。

6.根据权利要求1所述一种基于分布式CT终端机的医学影像云影像系统，其特征在于，所述三维参数的交互信息包括旋转角度方向、缩放因子、增加、减少或调整的标量值、颜色值和不透明度。

7.根据权利要求1所述一种基于分布式CT终端机的医学影像云影像系统，其特征在于，所述主用户端包括：

数据采集模块，具体是操作界面，用于录入患者的身份信息，并设置参数及请求项。

会话创建模块，根据观察者用户端的协同会话请求，向HTTP服务器端发送创建会话请求，并在服务器与观察者用户之间创建协同会话。

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