CN113808051A - 多模态医学影像重建系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多模态医学影像重建系统及方法，该系统包括：用户界面交互层、与用户界面交互层通信连接的网关通信控制层以及与网关通信控制层通信连接的数据处理层；用户界面交互层用于生成控制指令，将控制指令发送至网关通信控制层；网关通信控制层用于根据控制指令获取多种模态医学影像设备的多类原始扫描数据，将多类原始扫描数据发送至数据处理层；数据处理层用于根据多类原始扫描数据生成多种重建图像数据，将多种重建图像数据发送至网关通信控制层；网关通信控制层还用于将多种重建图像数据发送至用户界面交互层。本发明实现了降低多模态医学影像重建系统运维升级成本及实现重建图像数据共享的目的。

Description

多模态医学影像重建系统及方法

技术领域

本发明涉及医学影像重建技术领域，具体涉及一种多模态医学影像重建系统及方法。

背景技术

当前在医院临床使用的主要医学影像设备有直接数字化X射线摄影(DigitalRadiography，DR)、计算机X线断层扫描(Computed Tomography，CT)、磁共振(magneticresonance，MR)、正电子发射计算机断层显像(Positron Emission Computed Tomography，PET)、单光子发射计算机断层成像(Single-Photon Emission Computed Tomography，SPECT)等，由于各自的成像原理、技术、检查方法各不相同，提供的影像信息也存在一定的差别，在影像诊断方面各有其优势与不足。多数情况下靠单一的成像技术不能够满足诊断需求，往往需要利用不同影像设备组合提供更全面而丰富的影像信息才能做出诊断，通过图像配准与融合技术对不同模态下的多张重建图像数据进行相关处理，这是当前医学影像的一个发展趋势。

现有技术中，获取多张重建图像数据的方式是：在局域网下布置多种不同模态的医学成像设备以及一台图像重建设备，构成多模态医学影像重建系统，图像重建设备上安装多种图像重建客户端，首先利用多种不同模态的医学成像设备对检查对象进行扫描，得到对应的原始扫描数据，再利用多种图像重建客户端提取该原始扫描数据并重建为多张重建图像数据。

上述方法存在以下问题：(1)需要基于安装了多种图像重建客户端的图像重建设备才能获得多张重建图像数据，无法实现远程移动办公以及不安装多种图像重建客户端也可获得多张重建图像数据的目的；并且当需要对多种图像重建客户端的运维升级和扩展时，运维升级和拓展人员均需到图像重建设备现场才能完成对多种图像重建客户端的运维升级和扩展，导致软件升级运维和扩展费时费力。(2)多种重建客户端对应生成重建图像数据后，不同的重建客户端间的图像重建数据无法共享。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种多模态医学影像重建系统及方法，用以解决现有技术中存在的多模态医学影像重建系统无法远程移动办公、运维升级和扩展费时费力以及多种图像重建数据无法共享的技术问题。

一方面，本发明提供了一种多模态医学影像重建系统，包括：用户界面交互层、与所述用户界面交互层通信连接的网关通信控制层以及与所述网关通信控制层通信连接的数据处理层；

所述用户界面交互层用于生成控制指令，并将所述控制指令发送至所述网关通信控制层；

所述网关通信控制层用于根据所述控制指令获取多种模态医学影像设备的多类原始扫描数据，并将所述多类原始扫描数据发送至所述数据处理层；

所述数据处理层用于根据所述多类原始扫描数据生成与所述多种模态医学影像设备对应的多种重建图像数据，并将所述多种重建图像数据发送至所述网关通信控制层；

所述网关通信控制层还用于将所述多种重建图像数据发送至所述用户界面交互层。

在一些可能的实现方式中，所述多种模态医学影像设备包括第一医学影像设备和第二医学影像设备，所述多类原始扫描数据包括与所述第一医学影像设备对应的第一类原始扫描数据以及与所述第二医学影像设备对应的第二类原始扫描数据，所述第一类原始扫描数据与所述第二类原始扫描数据不相同。

在一些可能的实现方式中，所述控制指令包括扫描指令；所述网关通信控制层包括扫描指令处理单元以及信息发送单元，所述扫描指令处理单元与所述多种模态医学影像设备通信连接；

所述扫描指令处理单元用于接收所述扫描指令，并根据所述扫描指令指示所述多种模态医学影像设备生成所述多类原始扫描数据；

所述扫描指令处理单元还用于当所述多种模态医学影像设备生成所述多类原始扫描数据后，生成扫描完成信息；

所述信息发送单元用于将所述扫描完成信息发送至所述用户界面交互层；

在一些可能的实现方式中，所述控制指令还包括第一重建指令；所述用户界面交互层用于根据所述扫描完成信息生成所述第一重建指令，并将所述第一重建指令发送至所述网关通信控制层；

所述网关通信控制层用于根据所述第一重建指令获取所述多类原始扫描数据，并将所述多类原始扫描数据发送至所述数据处理层。

在一些可能的实现方式中，所述用户界面交互层包括用户交互界面以及服务器；

所述用户交互界面用于生成扫描请求；

所述服务器用于接收所述扫描请求，根据所述扫描请求生成所述扫描指令，并将所述扫描指令发送至所述扫描指令处理单元；

所述服务器还用于接收所述扫描完成信息，并根据所述扫描完成信息生成所述第一重建指令。

在一些可能的实现方式中，所述控制指令包括第二重建指令；

所述用户界面交互层用于生成所述第二重建指令，并将所述第二重建指令发送至所述网关通信控制层；

所述网关通信控制层用于根据所述第二重建指令获取所述多类原扫描数据，并将所述多类原始扫描数据发送至所述数据处理层。

在一些可能的实现方式中，所述用户界面交互层包括用户交互界面以及服务器；

所述用户交互界面用于生成重建请求；

所述服务器用于根据所述重建请求生成所述第二重建指令。

在一些可能的实现方式中，所述网关通信控制层还包括检验单元、网关交互界面以及应急处理单元；

所述检验单元用于检验所述网关通信控制层与所述用户界面交互层之间的通信连接是否成功；

所述网关交互界面用于当所述网关通信控制层与所述用户界面交互层之间的通信连接不成功时生成应急请求；

所述应急处理单元用于接收所述应急请求，并根据所述应急请求生成应急指令；

所述网关通信控制层还用于根据所述应急指令获取所述多类原始扫描数据，并将所述多类原始扫描数据发送至所述数据处理层。

在一些可能的实现方式中，所述数据处理层包括多个数据处理单元、数据发送单元以及图像发送单元；

所述数据发送单元用于将所述多类原始扫描数据发送至所述多个数据处理单元；

所述多个数据处理单元用于根据所述多种图像重建算法将所述多类原始扫描数据进行重建，生成所述多种重建图像数据；

所述图像发送单元用于将所述多种重建图像数据发送至所述网关通信控制层。

在一些可能的实现方式中，所述多个数据处理单元包括第一数据处理单元，所述多种图像重建算法包括与所述第一数据处理单元对应的第一图像重建算法，所述第一数据处理单元包括多个数据处理节点以及处理节点分配子单元；

所述处理节点分配子单元用于根据所述第一图像重建算法确定所述多个数据处理节点的总个数；

所述第一图像重建算法包括多个图像重建子步骤，所述多个数据处理节点中的每一个数据处理节点用于处理所述多个重建子步骤中的一个重建子步骤。

在一些可能的实现方式中，所述用户界面交互层与所述网关通信控制层通过广域网通信连接；所述网关通信控制层与所述数据处理层通过局域网通信连接。

另一方面，本发明还提供了一种多模态医学影像重建方法，适用于上述任意一种可能的实现方式中所述的多模态医学影像重建系统，多模态医学影像重建方法包括：

通过用户界面交互层生成控制指令，并将所述控制指令发送至网关通信控制层；

网关通信控制层根据所述控制指令获取多种模态医学影像设备的多类原始扫描数据，并将所述多类原始扫描数据发送至所述数据处理层；

数据处理层根据所述多类原始扫描数据生成与所述多种模态医学影像设备对应的多种重建图像数据，并将所述多种重建图像数据发送至所述网关通信控制层；

所述网关通信控制层将所述多种重建图像数据发送至所述用户界面交互层。

采用上述实施例的有益效果是：本发明提供的多模态医学影像重建系统，包括用户界面交互层、网关通信控制层以及数据处理层，通过网关通信控制层实现用户界面交互层和数据处理层之间的数据交互，通过用户界面交互层生成控制指令，以控制获取多种模态医学影像设备的多类原始扫描数据，并通过网关通信控制层和数据处理层获得多种重建图像，实现多种模态影像设备及图像重建统一架构管理，即：仅需通过用户界面交互层生成控制指令，即可获得多种重建图像数据，而无需在每个图像重建客户端均进行操作才能获得多种重建数据，实现远程办公的同时无需设置图像重建客户端；因此，也就节省了对图像重建客户端进行运维升级和扩展的成本和时间。进一步地，数据处理层对多类原始扫描数据进行处理生成多种重建图像数据后，多种图像重建数据可通过网关通信控制层发送至用户界面交互层，实现多种图像数据在用户界面交互层共享。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的多模态医学影像重建系统的一个实施例结构示意图；

图2为本发明提供的网关通信控制层的一个实施例结构示意图；

图3为本发明提供的用户界面交互层的一个实施例结构示意图；

图4为本发明提供的服务器的一个实施例结构示意图；

图5为本发明提供的数据处理层的一个实施例结构示意图；

图6为本发明提供的第一数据处理单元的一个实施例结构示意图；

图7为本发明提供的多模态医学影像重建方法的一个实施例流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如：A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本发明提供了一种多模态医学影像重建系统及方法，以下分别进行说明。

在展示实施例之前，先对多种模态医学影像设备及多类原始扫描数据进行说明。在本发明的实施例中，多种模态医学影像设备指的是成像原理不相同的多个医学影像设备，具体地，多种模态医学影像设备包括直接数字化X射线摄影设备(DigitalRadiography，DR)、计算机X线断层扫描设备(Computed Tomography，CT)、磁共振设备(magnetic resonance，MR)、正电子发射计算机断层显像设备(Positron EmissionComputed Tomography，PET)、单光子发射计算机断层成像设备(Single-Photon EmissionComputed Tomography，SPECT)等中的至少两种。多类原始扫描数据指的是由各模态医学影像设备生成的原始扫描数据。例如，多类原始扫描数据可包括：DR扫描数据、CT扫描数据、MR扫描数据、PET扫描数据、SPECT扫描数据等。

图1为本发明提供的多模态医学影像重建系统的一个实施例的结构示意图，如图1所示，多模态医学影像重建系统10包括：用户界面交互层100、与用户界面交互层100通信连接的网关通信控制层200以及与网关通信控制层200通信连接的数据处理层300；

用户界面交互层100用于生成控制指令，并将控制指令发送至网关通信控制层200；

网关通信控制层200用于根据控制指令获取多种模态医学影像设备的多类原始扫描数据，并将多类原始扫描数据发送至数据处理层300；

数据处理层300用于根据多类原始扫描数据生成与多种模态医学影像设备对应的多种重建图像数据，并将多种重建图像数据发送至网关通信控制层200；

网关通信控制层200还用于将多种重建图像数据发送至用户界面交互层100。

与现有技术相比，本发明实施例提供的多模态医学影像重建系统10，包括用户界面交互层100、网关通信控制层200以及数据处理层300，通过网关通信控制层200实现用户界面交互层100和数据处理层300之间的数据交互，通过用户界面交互层100生成控制指令，以控制获取多种模态医学影像设备的多类原始扫描数据，并通过网关通信控制层200和数据处理层300获得多种重建图像，实现多种模态影像设备及图像重建统一架构管理，即：仅需通过用户界面交互层100生成控制指令，即可获得多种重建图像数据，而无需在每个图像重建客户端均进行操作才能获得多种重建数据，实现远程办公的同时无需设置图像重建客户端；因此，也就节省了对图像重建客户端进行运维升级和扩展的成本和时间。进一步地，数据处理层300对多类原始扫描数据进行处理生成多种重建图像数据后，多种图像重建数据可通过网关通信控制层200发送至用户界面交互层100，实现多种图像数据在用户界面交互层共享。

在本发明的一些实施例中，网关通信控制层200与数据处理层300之间通过局域网通信连接，可保障通信控制层200与数据处理层300间数据传的稳定性和安全性；用户界面交互层100与网关通行控制层200之间通过广域网通信连接，便于通过用户交互界面层100可以通过广域网随时随地操控多种模态医学影像设备，同时省去了软件维护升级和扩展时需到客户现场点对点耗时耗力的操作，为后期多模态医学影像重建系统10维护节省了人力成本。

应当理解的是：为了使获得的重建图像数据符合国际标准，在本发明的具体实施例中，多种重建图像数据的格式为Dicom数据。

在本发明的一个具体实施例中，多模态医学影像重建系统为小动物多模态医学影像重建系统，用于获取小动物的多种重建图像。

在本发明的具体实施例中，控制指令为http协议报文。

通过设置控制指令为http协议报文，即：设置控制指令的报文格式统一，可实现无论用户界面交互层100设置在何种操作系统上均生成统一的报文格式，克服了不同的操作系统带来的不便。

需要说明的是：在本发明实施例中，用户界面交互层100和网关通信控制层200之间的第一通信协议与网关通信控制层200和多种模态医学影像设备之间的第二通信协议不相同，因此，当控制指令由网关通信控制层200发送至多种模态医学影像设备时，需要将控制指令的报文格式进行修改。同样地，多种重建图像数据在数据处理层300与网关通信控制层200之间传输的数据格式与重建图像数据在网关通信控制层200和用户界面交互层100之间传输的数据格式也不相同。

在本发明的具体实施例中，在数据处理层300与网关通信控制层200之间传输的数据格式为TCP格式；在网关通信控制层200和用户界面交互层100之间传输的数据和控制指令的格式为gRPC格式。

需要说明的是，在本发明的一些实施例中，用户界面交互层100还用于接收多种重建图像数据并进行显示。

当然，在本发明的一些其他实施例中，用户界面交互层100还用于将接收多种重建图像数据发送至其他显示单元进行显示。

在本发明的一些实施例中，多种模态医学影像设备包括第一医学影像设备和第二医学影像设备，多类原始扫描数据包括与第一医学影像设备对应的第一类原始扫描数据以及与第二医学影像设备对应的第二类原始扫描数据，第一类原始扫描数据与第二类原始扫描数据不相同。

应当理解的是：多类原始扫描数据与多种模态医学影像设备并非是一一对应的，具体地：当需要两个相同模态的医学影像设备对待扫描对象进行扫描时，其生成的原始扫描数据相同。

在本发明的一些实施例中，控制指令包括扫描指令，其中，扫描指令用于控制多种模态医学影像设备获得多类原始扫描数据；如图2所示，网关通信控制层200包括扫描指令处理单元210以及信息发送单元220，扫描指令处理单元210与多种模态医学影像设备通信连接；

扫描指令处理单元210用于接收扫描指令，并根据扫描指令指示所述多种模态医学影像设备生成多类原始扫描数据；

扫描指令处理单元210还用于当多种模态医学影像设备生成多类原始扫描数据后，生成扫描完成信息

信息发送单元220用于将扫描完成信息发送至用户界面层100。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，扫描指令处理单元210包括扫描指令解析单元211、分发单元212以及存储单元213，分发单元212与多种模态医学影像设备通信连接；

扫描指令解析单元211用于接收扫描指令，并将扫描指令解析为多种扫描参数；

分发单元212用于将多种扫描参数对应分发给多种模态医学影像设备，指示多种模态医学影像设备生成多类原始扫描数据和扫描完成信息；

存储单元213用于存储多类原始扫描数据。

为了在获得多类原始扫描数据后，可实时对多类原始扫描数据进行重建，便于操作人员实时获得多种重建图像，在本发明的一些实施例中，控制指令包括第一重建指令，用户界面交互层100用于根据扫描完成信息生成第一重建指令，并将第一重建指令发送至网关通信控制层200；

网关通信控制层200用于根据第一重建指令获取多类原始扫描数据，并将多类原始扫描数据发送至数据处理层300。

在本发明的一些实施例中，如图3所示，用户界面交互层100包括用户交互界面110以及服务器120；

用户交互界面110用于生成扫描请求；

服务器120用于接收扫描请求，根据扫描请求生成扫描指令，并将扫描指令发送至扫描指令处理单元210；

服务器120还用于接收扫描完成信息，并根据扫描完成信息生成第一重建指令；

服务器120还用于接收多种重建图像数据，并将多种重建图像数据发送至用户交互界面110。

通过上述设置，可在扫描完毕生成扫描完成信息后，由服务器120自动生成第一重建指令，并根据第一重建指令对多类原始扫描数据进行重建，无需操作人员干预。

为了在获得多类原始扫描数据后，可多次对多类原始扫描数据进行重建，以及根据需要调整不同的重建参数后，再次对原始扫描数据进行重建，在本发明的一些实施例中，控制指令还包括第二重建指令，用户界面交互层100用于生成第二重建指令，并将第二重建指令发送至网关通信控制层200；

网关通信控制层200用于根据第二重建指令获取多类原扫描数据，并将多类原始扫描数据发送至数据处理层300。

在本发明的一些实施例中，用户交互界面110用于生成重建请求；

服务器120用于接收重建请求，根据重建请求生成第二重建指令。

通过设置第一重建指令和第二重建指令可实现多类原始扫描数据的实时或离线重建，提高了多模态医学影像重建系统10的适用性，增加了其应用范围。具体地：若在线重建结束了，后面操作人员还想对在线重建之前生成的多类原始扫描数据进行再次离线重建，操作人员可以通过用户交互界面110生成重建请求，再次进行离线重建。

应当理解的是：重建请求应当在服务器120接收扫描完成信息之后生成。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，网关通信控制层200还包括重建指令接收单元230以及第一转发单元240；

重建指令接收单元230用于接收第一重建指令或第二重建指令；

第一转发单元240用于根据第一重建指令或第二重建指令将存储单元213中的多类原始扫描数据发送至数据处理层300。

应当理解的是：第一转发单元240可设置实时或延时将多类原始扫描数据发送至数据处理层300，在此不做赘述。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，网关通信控制层200还包括第二转发单元250，第二转发单元250用于接收多种重建图像数据，并将多种重建图像数据发送至用户界面交互层100。

应当理解的是：第二转发单元250也可设置实时或延时将多种重建图像数据发送至用户界面交互层100，在此不做赘述。

在本发明的一些实施例中，用户交互界面110可为Web客户端，服务器可为Web服务器，具体地：Web客户端可为装有Web浏览器的任何智能设备，如手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑等，能够随时随地与Web服务器通信。

通过设置用户交互界面110为Web客户端，用户可通过任意一个包括Web客户端的智能设备上远程获得多种重建图像数据，可远程获得多模态医学重建图像数据。

对于用户来说，Web客户端只是浏览器，不需要做任何的维护。无论用户的规模有多大，有多少分支机构都不会增加任何维护升级的工作量，所有的操作只需要针对服务器进行，降低了维护和升级成本。

需要说明的是，在本发明的一些实施例中，用户交互界面110还用于接收多种重建图像数据并进行显示。

当然，在本发明的一些其他实施例中，用户交互界面110还用于将接收多种重建图像数据发送至其他显示单元进行显示。

由于扫描指令用于指示多种模态医学影像设备生成多类原始扫描数据，而扫描指令由扫描请求生成，因此，为了避免由于扫描请求的生成错误，和/或，由于在扫描请求生成扫描指令过程中出现错误，在本发明的一些实施例中，扫描指令包括与多种模态医学影像设备一一对应的多种扫描参数；如图4所示，服务器120包括第一解析单元121、判断单元122以及发送单元123；

第一解析单元121用于接收扫描指令，并将扫描指令进行解析，获得多种扫描参数；

判断单元122用于根据多种扫描参数判断扫描指令是否正确；

发送单元123用于当扫描指令正确时，将扫描指令发送至网关通信控制层200。

通过设置判断单元122根据多种扫描参数判断扫描指令是否正确，发送单元123当扫描指令正确时，才将扫描指令发送至网关通信控制层200，避免了由于扫描指令出现错误造成多类原始扫描数据出现错误，提高了生成的多种图像重建数据的可靠性和正确性。

在本发明的具体实施例中，如图4所示，判断单元122包括参数确定子单元1221以及判断子单元1222；

参数确定子单元1221用于确定多种扫描参数的参数范围及参数完整性；

判断子单元1222用于根据参数范围和参数完整性判断扫描指令是否正确。

应当理解的是：不同模态的医学影像设备的参数范围不同。

通过设置多种扫描参数的参数范围及参数完整性作为判断依据是由于：各模态医学影像设备获取的原始扫描数据与多种扫描参数紧密相关，当扫描参数范围不正确，或扫描参数不完整时，将会导致扫描获得的原始扫描数据质量不高，甚至无法获得原始扫描数据，因此，通过判断各模态医学影像设备的参数范围和参数完整性，可提高获得的原始扫描数据的质量，进而提高获得的重建图像数据的正确性。

为了避免没有操作权限的操作用户误操作，在本发明的一些实施例中，如图4所示，服务器120还包括用户验证单元124，用户验证单元124用于当操作用户具备操作权限时，指示第一解析单元121接收扫描指令，并将扫描指令进行解析。

通过设置用户验证单元124，可确保误操作权限的操作人员无法进行操作，提高多模态医学影像重建系统10的保密性和隐私性。

为了当扫描指令错误或无操作权限的操作人员操作后即使进行提醒，避免操作人员长时间无用等待，在本发明的一些实施例中，如图4所示，服务器120还包括报错单元125，报错单元125用于当扫描指令错误时或操作用户不具备操作权限时，生成错误报文并将错误报文发送至用户交互界面110。

通过设置报错单元125，当扫描指令错误或操作用户不具备操作权限时，操作人员可通过错误报文清晰明了的获知当前问题，便于及时解决问题。

应当理解的是：在本发明的一些实施例中，可将错误报文在用户交互界面100进行显示，以提示操作人员注意错误报文。

还应当理解的是：也可在生成错误报文时，通过声、光等预警方式提示操作人员注意错误报文，在此不做一一赘述。

由于不同操作人员的操作习惯不同，因此，为了提高用户交互界面的个性化，在本发明的一些实施例中，如图3所示，用户界面交互层100还包括交互界面配置单元130、配置存储单元140以及配置调用单元150；

交互界面配置单元130用于修改当前用户的用户交互界面的配置，并生成当前界面配置；

配置存储单元140用于存储当前界面配置；

配置调用单元150用于当当前用户登录时调用当前界面配置。

通过设置交互界面配置单元130、配置存储单元140以及配置调用单元150，实现不同的操作人员可对应设置个性化的界面配置，提高了用户交互界面110的个性化。

在本发明的具体实施例中，当前界面配置以可扩展标记语言(eXtensible MarkupLanguage，XML)的格式进行保存。

由于本发明实施例中，网关通信控制层200与用户交互界面层100广域网通信连接，为了避免当广域网出现故障或其他异常时，网关通信控制层200无法与用户交互界面层100建立通信连接，造成控制指令无法下达至网关通信控制层200，即为网关通信控制层200与用户交互界面层100的通信连接不成功，进而造成多模态医学影像重建系统10无法工作，在本发明的一些实施例中，如图2所示，网关通信控制层200还包括检验单元260、网关交互界面270以及应急处理单元280；

检验单元260用于检验网关通信控制层200与用户界面交互层100之间的通信连接是否成功；

网关交互界面270用于当网关通信控制层200与用户界面交互层100之间的通信连接不成功时生成应急请求；

应急处理单元280用于接收应急请求，并根据应急请求生成应急指令。

本发明实施例通过上述设置，当网关通信控制层200与用户界面交互层100之间的通信连接不成功时，可通过网关交互界面270生成应急请求，并通过应急处理单元280生成应急指令，可实现当网关通信控制层200与用户界面交互层100之间的通信连接不成功时，多模态医学影像重建系统10仍可正常工作，提高了多模态医学影像重建系统10的冗余性。

应当理解的是：网关通信控制层200还用于根据应急指令获取多类原始扫描数据，并将多类原始扫描数据发送至数据处理层300。

为了便于操作人员实时获得多模态医学影像重建系统10的工作进度，在本发明的一些实施例中，如图2所示，网关通信控制层200包括进度获取单元290，进度获取单元290用于确定多种重建图像数据的总个数和理论图像阈值个数，并根据理论图像数据阈值个数和总个数确定数据处理层300的处理进度。

需要说明的是：理论图像阈值个数可根据重建参数计算获得，在此不做赘述。

与此同时，如图3所示，用户界面交互层100包括进度显示单元160，进度显示单元160用于接收处理进度并显示。

通过设置进度获取单元290和进度显示单元160，可便于操作人员通过用户界面交互层100实时获得当前的处理进度。

在本发明的一个优选实施例中，如图3所示，用户界面交互层100还包括重建进度判断单元170和提醒单元180，重建进度判断单元170用于将处理进度和理论进度进行比较；提醒单元180用于当处理进度小于理论进度时，生成提醒消息，以提醒操作人员对多模态医学影像重建系统10进行优化。

通过上述设置，可在当处理进度小于理论进度时，生成提醒消息，提醒操作人员对多模态医学影像重建系统10进行优化。

在本发明的一些实施例中，对多模态医学影像重建系统10进行优化可以是对重建算法进行优化，也可以是提高广域网和/或局域网的通信速度，在此不做一一赘述。

由于多种不同模态的医学成像设备生成的多类原始扫描数据较大，仅通过一个数据处理单元对多类原始扫描数据进行处理，处理速度较慢，导致重建图像生成的速度较慢。

因此，在本发明的一些实施例中，如图5所示，数据处理层300包括多个数据处理单元310、数据发送单元320以及图像发送单元330；

数据发送单元320用于将多类原始扫描数据发送至多个数据处理单元310；

多个数据处理单元310用于根据多种图像重建算法将多类原始扫描数据进行重建，生成多种重建图像数据；

图像发送单元330用于将多种重建图像数据发送至网关通信控制层200。

在本发明的一些实施例中，多种图像重建算法与多个数据处理单元310一一对应，通过设置于多种图像重建算法一一对应的多个数据处理单元310，实现每一个数据处理单元310仅通过一种图像重建算法生成一种重建图像数据，即为分布式数据处理，通过这样设置，可实现多类原始扫描数据的并行处理，提高数据重建速度，进而提高多种重建图像数据的生成速度。

应当理解的是：数据处理单元310的个数可根据原始扫描数据的类型数进行动态调整。

在本发明的一个具体实施例中，如图6所示，多个数据处理单元310包括第一数据处理单元311，多种图像重建算法包括与第一数据处理单元对应的第一图像重建算法，第一数据处理单元311包括多个数据处理节点3111以及处理节点分配子单元3112；

处理节点分配子单元3112用于根据第一图像重建算法确定多个数据处理节点3111的总个数；

第一图像重建算法包括多个图像重建子步骤，多个数据处理节点3111中的每一个数据处理节点3111用于处理多个重建子步骤中的一个重建子步骤。

通过上述设置，使第一数据处理单元311为流式计算，即：每个数据处理节点3111固定处理一个重建子步骤，处理完后的原始扫描数据自动流入下一个数据处理节点3111，具体地：原始扫描数据不断流动，但每个数据处理节点3111进行的处理过程并未发生改变，可实现边加载原始扫描数据边对原始扫描数据进行成功处理，最大化并行处理原始扫描数据，进一步提高重建图像数据的生成速度。

在本发明的优选实施例中，多个数据处理节点3111中的每一数据处理节点3111均包括并行的至少两个数据处理子节点，通过并行的至少两个数据处理子节点对一个重建子步骤进行处理，可进一步提高重建图像数据的生成速度。

为了最优化重建图像数据的生成速度，在本发明的优选实施例中，每个数据处理子节点均是最小处理单元。即：每个数据处理子节点仅需要处理最小数量的原始扫描数据，最优化重建图像数据的生成速度。

本发明实施例还提供了一种多模态医学影像重建方法，适用于上述多模态医学影像重建系统10实施例中的任意一个实施例，如图7所示，多模态医学影像重建方法包括：

S701、通过用户界面交互层100生成控制指令，并将控制指令发送至网关通信控制层200；

S702、网关通信控制层200根据控制指令获取多种模态医学影像设备的多类原始扫描数据，并将多类原始扫描数据发送至数据处理层300；

S703、数据处理层300根据多类原始扫描数据生成与多种模态医学影像设备对应的多种重建图像数据，并将多种重建图像数据发送至网关通信控制层200；

S704、网关通信控制层200将多种重建图像数据发送至用户界面交互层100。

上述实施例提供的多模态医学影像重建方法可实现上述多模态医学影像重建系统实施例中描述的技术方案，上述各单元或子单元具体实现的原理可参见上述多模态医学影像重建系统实施例中的相应内容，此处不再赘述。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上对本发明所提供的多模态医学影像重建系统及方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1.一种多模态医学影像重建系统，其特征在于，包括：用户界面交互层、与所述用户界面交互层通信连接的网关通信控制层以及与所述网关通信控制层通信连接的数据处理层；

所述用户界面交互层用于生成控制指令，并将所述控制指令发送至所述网关通信控制层；

所述网关通信控制层用于根据所述控制指令获取多种模态医学影像设备的多类原始扫描数据，并将所述多类原始扫描数据发送至所述数据处理层；

所述数据处理层用于根据所述多类原始扫描数据生成与所述多种模态医学影像设备对应的多种重建图像数据，并将所述多种重建图像数据发送至所述网关通信控制层；

所述网关通信控制层还用于将所述多种重建图像数据发送至所述用户界面交互层。

2.根据权利要求1所述的多模态医学影像重建系统，其特征在于，所述多种模态医学影像设备包括第一医学影像设备和第二医学影像设备，所述多类原始扫描数据包括与所述第一医学影像设备对应的第一类原始扫描数据以及与所述第二医学影像设备对应的第二类原始扫描数据，所述第一类原始扫描数据与所述第二类原始扫描数据不相同。

3.根据权利要求1所述的多模态医学影像重建系统，其特征在于，所述控制指令包括扫描指令；所述网关通信控制层包括扫描指令处理单元以及信息发送单元，所述扫描指令处理单元与所述多种模态医学影像设备通信连接；

所述扫描指令处理单元用于接收所述扫描指令，并根据所述扫描指令指示所述多种模态医学影像设备生成所述多类原始扫描数据；

所述扫描指令处理单元还用于当所述多种模态医学影像设备生成所述多类原始扫描数据后，生成扫描完成信息；

所述信息发送单元用于将所述扫描完成信息发送至所述用户界面交互层。

4.根据权利要求3所述的多模态医学影像重建系统，其特征在于，所述控制指令还包括第一重建指令；所述用户界面交互层用于根据所述扫描完成信息生成所述第一重建指令，并将所述第一重建指令发送至所述网关通信控制层；

所述网关通信控制层用于根据所述第一重建指令获取所述多类原始扫描数据，并将所述多类原始扫描数据发送至所述数据处理层。

5.根据权利要求4所述的多模态医学影像重建系统，其特征在于，所述用户界面交互层包括用户交互界面以及服务器；

所述用户交互界面用于生成扫描请求；

所述服务器用于接收所述扫描请求，根据所述扫描请求生成所述扫描指令，并将所述扫描指令发送至所述扫描指令处理单元；

所述服务器还用于接收所述扫描完成信息，并根据所述扫描完成信息生成所述第一重建指令。

6.根据权利要求1或4所述的多模态医学影像重建系统，其特征在于，所述控制指令包括第二重建指令；

所述用户界面交互层用于生成所述第二重建指令，并将所述第二重建指令发送至所述网关通信控制层；

所述网关通信控制层用于根据所述第二重建指令获取所述多类原扫描数据，并将所述多类原始扫描数据发送至所述数据处理层。

7.根据权利要求6所述的多模态医学影像重建系统，其特征在于，所述用户界面交互层包括用户交互界面以及服务器；

所述用户交互界面用于生成重建请求；

所述服务器用于根据所述重建请求生成所述第二重建指令。

8.根据权利要求1所述的多模态医学影像重建系统，其特征在于，所述网关通信控制层还包括检验单元、网关交互界面以及应急处理单元；

所述检验单元用于检验所述网关通信控制层与所述用户界面交互层之间的通信连接是否成功；

所述网关交互界面用于当所述网关通信控制层与所述用户界面交互层之间的通信连接不成功时生成应急请求；

所述应急处理单元用于接收所述应急请求，并根据所述应急请求生成应急指令；

所述网关通信控制层还用于根据所述应急指令获取所述多类原始扫描数据，并将所述多类原始扫描数据发送至所述数据处理层。

9.根据权利要求1所述的多模态医学影像重建系统，其特征在于，所述数据处理层包括多个数据处理单元、数据发送单元以及图像发送单元；

所述数据发送单元用于将所述多类原始扫描数据发送至所述多个数据处理单元；

所述多个数据处理单元用于根据所述多种图像重建算法将所述多类原始扫描数据进行重建，生成所述多种重建图像数据；

所述图像发送单元用于将所述多种重建图像数据发送至所述网关通信控制层。

10.根据权利要求9所述的多模态医学影像重建系统，其特征在于，所述多个数据处理单元包括第一数据处理单元，所述多种图像重建算法包括与所述第一数据处理单元对应的第一图像重建算法，所述第一数据处理单元包括多个数据处理节点以及处理节点分配子单元；

所述处理节点分配子单元用于根据所述第一图像重建算法确定所述多个数据处理节点的总个数；

所述第一图像重建算法包括多个图像重建子步骤，所述多个数据处理节点中的每一个数据处理节点用于处理所述多个重建子步骤中的一个重建子步骤。

11.根据权利要求1所述的多模态医学影像重建系统，其特征在于，所述用户界面交互层与所述网关通信控制层通过广域网通信连接；所述网关通信控制层与所述数据处理层通过局域网通信连接。

12.一种多模态医学影像重建方法，适用于权利要求1-11中任意一项所述的多模态医学影像重建系统，其特征在于，包括：

通过用户界面交互层生成控制指令，并将所述控制指令发送至网关通信控制层；

网关通信控制层根据所述控制指令获取多种模态医学影像设备的多类原始扫描数据，并将所述多类原始扫描数据发送至所述数据处理层；

数据处理层根据所述多类原始扫描数据生成与所述多种模态医学影像设备对应的多种重建图像数据，并将所述多种重建图像数据发送至所述网关通信控制层；

所述网关通信控制层将所述多种重建图像数据发送至所述用户界面交互层。

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