CN114710635A - 一种医学影像处理平台录制影像的方法及录制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种医学影像处理平台录制影像的方法及录制系统，该方法包括依次执行以下步骤：步骤1：采集装置负责采集医疗设备的影像数据，并将所采集的影像数据发送给医学影像处理平台；医学影像处理平台实时接收采集装置所采集的影像数据，然后用图像数据虚类构造采集对象，再经采集对象的解包、转换、再封装，形成一帧影像消息；步骤2：医学影像处理平台接收到开始录制的信号，首先创建并打开一个没有内容只有二进制头信息的文件，然后向该文件逐帧写入影像数据，重复此过程N次，直至写入N帧影像，当接收到结束录制的信号，则关闭该文件。本发明的有益效果是：可不用采集卡，免插线连接，即可录制到超声内镜系统或电子内窥镜系统的影像。

Description

一种医学影像处理平台录制影像的方法及录制系统

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，尤其涉及一种医学影像处理平台录制影像的方法及录制系统。

背景技术

医疗机构通常有多种不同类型和使用场景的医疗器械，按风险程度分类可分为一类、二类、三类，按使用场景可分为诊断设备类、治疗设备类和辅助设备类。在医学诊断领域，所有医疗机构都有根据诊断数据出具诊断报告和归档管理诊断数据的需求，诊断数据或物理数据，或图文数据，或电子影(音)像数据。诊断数据来自诊断设备，但通常诊断设备着重于医学检查诊断功能，在细分硬件领域追求高性能高可靠性，数据处理、传输、管理、汇总分析及归档能力偏弱。所以医疗机构的普遍做法是使用一种辅助设备：医学影像处理平台或图文工作站，去采集诊断设备的影像数据，借助它强大的数据处理、传输、管理、汇总分析及归档能力，满足诊断报告和归档管理诊断数据的需求。可用于视频回放，技术交流和教学指导，提高医疗工作者诊疗水平。

对于诸如超声内镜系统或电子内窥镜系统之类的诊断设备，医学影像处理平台想要录制其影像，已有的方案是使用医学影像处理平台内置或外置高清采集卡或标清采集卡，通过线缆连接到超声内镜系统或电子内窥镜系统，录制其影像。其大致由医学影像采集装置、视频录制装置、医学影像服务器、医学影像处理平台客户端几个部分组成。

采用高清采集卡或标清采集卡之类的硬件方案，录制超声内镜系统或电子内窥镜系统的影像，有以下几个弊端：

1.需要适配接口、线缆等部件，甚至需要对线路进行布局和维保。

2.采集卡种类繁多，软硬件都要适配。

3.不同的超声内镜系统或电子内窥镜系统可能有不同的显示分辨率，录制到的影像可能被压缩或拉伸，导致比例不协调。

4.可定制化能力弱，无法指定录制的区域内容和附加信息，不能很好的满足不同的场景需求。

5.只有一个视频通道，在已连接一台超声内镜的情况下无法同时连接电子内窥镜。

发明内容

本发明提供了一种医学影像处理平台录制影像的方法，包括依次执行以下步骤：

步骤1：采集装置负责采集医疗设备的影像数据，并将所采集的影像数据发送给医学影像处理平台；医学影像处理平台实时接收采集装置所采集的影像数据，然后用图像数据虚类构造采集对象，再经采集对象的解包、转换、再封装，形成一帧影像消息。

步骤2：医学影像处理平台接收到开始录制的信号，首先创建并打开一个没有内容只有二进制头信息的文件，然后向该文件逐帧写入影像数据，重复此过程N次，直至写入N帧影像，当接收到结束录制的信号，则关闭该文件，并在关闭后释放资源，从而得到完整的影像文件。

步骤3：将步骤2所得到的影像文件发送至医学影像服务器进行存储。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤1中，当采集装置为网关时，则依次执行以下步骤：

步骤10：在要采集的医疗设备上运行后台服务进程，此后台服务进程通过网关与医学影像处理平台相连，此后台服务进程实时将获取的医疗设备的影像数据通过网关发送给医学影像平台。

步骤11：医学影像处理平台的网络驱动接收TCP/IP协议数据包，解包后形成数据消息，数据消息被采集对象接收，然后由图像数据虚类管理采集对象的构造，构造出来的是网络采集对象，网络采集对象再经过解包、转换、再封装，形成一帧影像消息。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤1中，采集装置还包括高清采集卡和/或标清采集卡，当采集装置为高清采集卡时，则依次执行以下步骤：

步骤S10：高清采集卡实时获取医疗设备的影像数据，并把所获取影像数据发送给高清采集卡驱动。

步骤S11：高清采集卡驱动将步骤S10获取的影像数据解包后形成数据消息，与此同时，高清采集卡驱动调用提前注册好的回调函数，由回调函数发送数据消息给采集对象，然后由图像数据虚类管理构造高清采集卡采集对象，经过高清采集卡采集对象的解包、转换、再封装，形成一帧影像消息。

在所述步骤1中，当采集装置为标清采集卡时，则依次执行以下步骤：

步骤A：标清采集卡实时获取超声内镜系统或电子内窥镜系统的影像数据，并把所获取影像数据发送给标清采集卡驱动。

步骤B：标清采集卡驱动将步骤A获取的影像数据解包后形成数据消息，与此同时，标清采集卡驱动调用提前注册好的回调函数，由回调函数发送数据消息给采集对象，然后由图像数据虚类管理构造标清采集卡采集对象，经过标清采集卡采集对象的解包、转换、再封装，形成一帧影像消息。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤1中，采集装置包括网关、高清采集卡、标清采集卡，通过网关或者高清采集卡或者标清采集卡采集医疗设备的影像数据，并将所采集的影像数据通过网关或者高清采集卡或者标清采集卡以单通道的方式发送给医学影像平理平台。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤1中，采集装置包括网关、高清采集卡、标清采集卡，影像数据采集及发送包括如下方式：

方式1：通过网关和高清采集卡采集医疗设备的影像数据，并将所采集的影像数据通过网关和高清采集卡以双通道的方式发送给医学影像平理平台。

方式2：通过网关和标清采集卡采集医疗设备的影像数据，并将所采集的影像数据通过网关和标清采集卡以双通道的方式发送给医学影像平理平台。

方式3：通过高清采集卡和标清采集卡采集医疗设备的影像数据，并将所采集的影像数据通过高清采集卡和标清采集卡以双通道的方式发送给医学影像平理平台。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤2中，向文件逐帧写入影像数据，具体包括：

首先获取步骤1形成的帧影像消息，然后按照协议解析数据，提取出纯粹可用的数据并将数据传输录制的对象执行压缩动作，将压缩后的影像数据写入文件，到此一帧影像成功写入文件，重复此过程N次，则写入N帧影像。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤2中，采集的帧率在10～20fps之间，假设是10fps，则可播放的时长为N/10s＝N/10/60min。

本发明还公开了一种医学影像处理平台录制系统，包括医学影像处理平台、采集装置、医学影像服务器，所述医学影像处理平台一端与所述医学影像服务器相连，所述医学影像处理平台另一端与所述采集装置相连，其中，

所述医学影像处理平台：用于采集诊断所需设备影像数据，处理、传输、管理、汇总分析及归档数据，以及访问所述医学影像服务器，下载、查看、归档影像文件。

所述采集装置：用于采集所需的影像数据并将其发送给所述医学影像处理平台。

所述医学影像服务器：用于接收并存储所述医学影像处理平台发送的影像文件，以及在网络中为其它医学影像处理平台提供计算或者数据应用服务。

作为本发明的进一步改进，所述采集装置包括高清采集卡和/或标清采集卡，被采集的医疗设备的显示输出接口与所述分别高清采集卡和/或标清采集卡相连，所述高清采集卡和/或标清采集卡与所述医学影像处理平台相连。

作为本发明的进一步改进，所述采集装置包括网关，被采集的医疗设备通过所述网关与所述医学影像处理平台相连。

本发明的有益效果是：1.可不用采集卡，免插线连接，即可录制到超声内镜系统或电子内窥镜系统的影像；2.兼容各种不同分辨率，影像原比例还原，甚至可以指定录制的区域，附加诊断信息；3.同时可以使用高清采集卡和标清采集卡，多种方式并存；4.网络连接超声内镜系统在线的同时，再通过高清采集卡连接电子内窥镜系统，同屏显示两路视频，实现多模共存影像同步；5.保证数据安全性可靠性稳定性，采用了加密传输，数据帧校验，即时分段存储，远程备份。

附图说明

图1是本发明医学影像处理平台录制影像的方法的原理框图。

图2是本发明采集影像数据和录制影像基本流程图；

图3是本发明单/双视频通道采集影像数据的基本流程图。

具体实施方式

本发明公开了一种医学影像处理平台录制影像的方法，该方法在网内使用网络连接，无需采集卡，免插线连接，即可录制到超声内镜系统或电子内窥镜系统的影像。且兼容各种不同分辨率，影像原比例还原。甚至可以指定录制的区域，附加诊断信息。此外，对于高清采集卡2和标清采集卡3也是支持到位的，多种方式并存，可以最低成本兼容已有的方案。网络连接超声内镜系统在线的同时，再通过高清采集卡2连接电子内窥镜系统，同屏显示两路视频，实现多模共存影像同步。同时为了保证数据安全性可靠性稳定性，采用了加密传输，数据帧校验，即时分段存储，远程备份等多项技术手段，可谓应防尽防。

如图1所示，本发明的医学影像处理平台录制影像的方法有三种方式：网络、高清采集卡2和标清采集卡3，采集图像的并最终形成影像文件的原理如下：

网络采集：在超声内镜系统或电子内窥镜系统运行一个后台服务进程，此服务与超声内镜系统或电子内窥镜系统的主进程并行，它可以获取超声内镜系统或电子内窥镜系统的实时影像，该后台服务进程对接网关4，在建立连接的情况下实时将每一帧影像数据通过网关4发送到端口。

高清采集卡2采集：医学影像处理平台1内置或外置高清采集卡2，医学影像处理平台1程序运行了适配高清采集卡2的驱动程序。高清采集卡2与超声内镜系统或电子内窥镜系统的显示输出接口相连，实时获取超声内镜系统或电子内窥镜系统的图像输出，图像数据通过PCI接口传输到医学影像处理平台1，最终形成影像。

标清采集卡3采集：医学影像处理平台1内置或外置标清采集卡3，医学影像处理平台1程序运行了适配标清采集卡3的驱动程序。标清采集卡3与超声内镜系统或电子内窥镜系统的显示输出接口相连，实时获取超声内镜系统或电子内窥镜系统的图像输出，图像数据通过PCI接口传输到医学影像处理平台1，最终形成影像。

影像文件最终会上传到医学影像服务器5。

录制超声内镜系统与电子内窥镜系统影像大体可以分为两个部分：采集影像和压缩影像。

1.采集影像。由于采集影像的过程需要耗费一定的时间，为了使UI主线程保持相对流畅，这里使用线程来处理采集影像数据的任务。

①如图2所示，如果使网络采集的方法，在超声内镜系统或电子内窥镜系统运行的后台服务进程，会实时将影像数据通过网关4发送给医学影像处理平台1，医学影像处理平台1的网络驱动接收TCP/IP协议数据包，解包后形成数据消息。数据消息被采集对象接收，而采集对象是动态构造的，用一个图像数据虚类来管理对象的构造。在此，构造出来的是网络采集对象，经过网络采集对象的解包、转换、再封装，形成一帧影像消息。

②如果使用的是高清/标清采集卡采集的方法，采集卡会主动去获取超声内镜系统或电子内窥镜系统的图像输出，并把图像发送给高清/标清采集卡驱动，驱动解包后形成数据消息。与此同时，驱动会调用提前注册好的回调函数，回调函数的任务是发送数据详细给采集对象。图像数据虚类此时构造高清/标清采集卡采集对象，经过高清/标清采集卡采集对象的解包、转换、再封装，形成一帧影像消息。

2.压缩影像。压缩影像的初衷是为了解决影像文件占用存储空间过大的问题，影像文件实际上是多帧图像的集合，依靠逐帧播放图像从而达到连续流畅的影像效果，这就要求单位时间内播放的图像足够多，否则视觉上会有卡顿感受。而图像的大小＝宽度*高度*位深度，假设一张图像占1MB存储空间，一段10分钟的24fps影像占用的存储空间＝1MB*24*60*10min＝14400MB，如果这样存储影像文件，那么一块硬盘很快会存满，压缩影像技术应运而生，压缩后的影像文件大小可能是未压缩的十分之一甚至百分之一。

①压缩影像是一个成熟的技术，网络上有非常多开源项目可以借鉴或直接使用，这里不再展开。压缩影像是一个十分耗时的任务，需要使用线程来处理压缩影像数据的任务。当接收到开始录制的信号，首先会创建并打开一个文件，这个文件就是最终录制完成后得到的影像文件。此时文件没有内容，只有简单的二进制头信息。当接收到结束录制的信号，会关闭文件，关闭后释放资源，此时将会得到完整的影像文件，可以用符合标准的播放器打开，也可直接用医学影像处理平台1打开。

②创建文件后，需要向文件逐帧写影像数据。影像数据由采集线程通过消息发出，录制线程作为接收消息的一方，只监听消息，不影响采集过程和UI主线程。拿到影像数据后首先是按照协议解析数据，提取出纯粹可用的数据并将数据传输录制的对象执行压缩动作，这里录制的对象是开源库FFMPEG。影像数据压缩后写入影像文件，到此一帧影像成功写入影像文件，重复此过程N次，则写入N帧影像，采集的帧率在10～20fps之间，假设是10fps，则可播放的时长为N/10s＝N/10/60min。

医学影像处理平台1整个系统工作过程：

视频录制工作过程：医学影像处理平台客户端软件配置影像数据源，正确的配置可实时不间断的接收到高清采集卡2和/或标清采集卡3或网关4采集到的影像数据，此数据不会存储在缓存或存储器中。医生点击软件中的“开始录制”按钮，医学影像处理平台客户端软件开始将接收到的图像数据编码到指定的视频文件中，并自动进行压缩处理。每段音视频录制结束后，通过通讯网络上传视频文件至医学影像服务器5进行存储，其它医学影像处理平台客户端访问医学影像服务器查看、下载、归档视频文件。视频录制步骤如下：

a、收到开始视频录制指令后，开始视频录制；

b、录制过程中自动按时长分隔视频，录制过程中会将每帧影像压缩；

c、收到结束视频录制的指令后，结束视频录制；

d、将压缩后的视频文件发送到医学影像服务器存储。

本发明还公开了一种医学影像处理平台录制系统，包括医学影像处理平台1、采集装置、医学影像服务器5，所述医学影像处理平台1一端与所述医学影像服务器5相连，所述医学影像处理平台1另一端与所述采集装置相连，其中，

所述医学影像处理平台1：用于采集诊断所需设备影像数据，处理、传输、管理、汇总分析及归档数据，访问所述医学影像服务器5，下载、查看、归档影像文件，以及用于回放视频和教学指导。

所述采集装置：用于采集所需的影像数据并将其发送给所述医学影像处理平台1。

所述医学影像服务器5：医学影像服务器5是统筹管理协调各个医学影像处理平台客户端的计算机，用于在网络中为其它医学影像处理平台提供计算或者数据应用服务。医学影像服务器5与医学影像处理平台客户端的通讯接口通过通讯网络连接，用于接收、存储与管理平台所采集到的影像文件。

高清采集卡2，是图像数据采集装置。医学影像处理平台1程序运行了适配高清采集卡2的驱动程序，高清采集卡2与被采集的医疗设备的显示输出接口相连，实时获取其图像输出，图像数据通过PCI接口传输到医学影像处理平台1。

标清采集卡3，是图像数据采集装置。医学影像处理平台程序运行了适配标清采集卡的驱动程序，标清采集卡3与被采集的医疗设备的显示输出接口相连，实时获取其图像输出，图像数据通过PCI接口传输到医学影像处理平台1。

网关4是一种网络环境，作为医学影像处理平台1连接超声内镜系统或电子内窥镜系统的中介。它可以是利用原有的网络环境，本平台仅作为追加的一个网络节点，也可以用新的网络路由器搭建新的网络环境。

本发明的网关4为有线通讯网络。

医学影像服务器5设置于医院服务器管理中心。

高清采集卡2和标清采集卡3，包括信号接口、数据传输接口和数据处理装置。高清采集卡2和标清采集卡3，其启动和开始采集的依据，是其所依附的主机已开启，驱动程序完成初始化启动，以及通过医学影像处理平台客户端软件后台配置程序下发开始采集消息簇。信号接口为HDMI接口，连接到医学影像设备。数据传输接口为PCI-e，连接到医学影像处理平台客户端主机，数据处理装置为一个视频转接盒。

医学影像处理平台客户端安装于Windows系统计算机，提供所需的容量控件、处理能力、缓存能力、标准输入输出和应用授权。

如图3所示，该医学影像处理平台1采用上述三种影像数据采集方法，支持双视频通道采集，三种方法中任取其中两种。支持录制长视频，影像文件分段存储。一段长视频由多个影像文件组成，连续播放消除割裂感。在线程中完成上述任务，若使用双屏，可实现多任务协同：录制影像和编辑报告同时进行，播放影像和编辑报告同时进行，录制影像和播放影像同时进行。

本发明的有益效果：1.可不用采集卡，免插线连接，即可录制到超声内镜系统或电子内窥镜系统的影像；2.兼容各种不同分辨率，影像原比例还原，甚至可以指定录制的区域，附加诊断信息；3.同时可以使用高清采集卡2和标清采集卡3，多种方式并存；4.网络连接超声内镜系统在线的同时，再通过高清采集卡2连接电子内窥镜系统，同屏显示两路视频，实现多模共存影像同步；5.保证数据安全性可靠性稳定性，采用了加密传输，数据帧校验，即时分段存储，远程备份。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种医学影像处理平台录制影像的方法，其特征在于，包括依次执行以下步骤：

步骤1：采集装置负责采集医疗设备的影像数据，并将所采集的影像数据发送给医学影像处理平台；医学影像处理平台实时接收采集装置所采集的影像数据，然后用图像数据虚类构造采集对象，再经采集对象的解包、转换、再封装，形成一帧影像消息；

步骤2：医学影像处理平台接收到开始录制的信号，首先创建并打开一个没有内容只有二进制头信息的文件，然后向该文件逐帧写入影像数据，重复此过程N次，直至写入N帧影像，当接收到结束录制的信号，则关闭该文件，并在关闭后释放资源，从而得到完整的影像文件；

步骤3：将步骤2所得到的影像文件发送至医学影像服务器进行存储。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤1中，当采集装置为网关时，则依次执行以下步骤：

步骤10：在要采集的医疗设备上运行后台服务进程，此后台服务进程通过网关与医学影像处理平台相连，此后台服务进程实时将获取的医疗设备的影像数据通过网关发送给医学影像平台；

步骤11：医学影像处理平台的网络驱动接收TCP/IP协议数据包，解包后形成数据消息，数据消息被采集对象接收，然后由图像数据虚类管理采集对象的构造，构造出来的是网络采集对象，网络采集对象再经过解包、转换、再封装，形成一帧影像消息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤1中，采集装置还包括高清采集卡和/或标清采集卡，当采集装置为高清采集卡时，则依次执行以下步骤：

步骤S10：高清采集卡实时获取医疗设备的影像数据，并把所获取影像数据发送给高清采集卡驱动；

步骤S11：高清采集卡驱动将步骤S10获取的影像数据解包后形成数据消息，与此同时，高清采集卡驱动调用提前注册好的回调函数，由回调函数发送数据消息给采集对象，然后由图像数据虚类管理构造高清采集卡采集对象，经过高清采集卡采集对象的解包、转换、再封装，形成一帧影像消息；

在所述步骤1中，当采集装置为标清采集卡时，则依次执行以下步骤：

步骤A：标清采集卡实时获取超声内镜系统或电子内窥镜系统的影像数据，并把所获取影像数据发送给标清采集卡驱动；

步骤B：标清采集卡驱动将步骤A获取的影像数据解包后形成数据消息，与此同时，标清采集卡驱动调用提前注册好的回调函数，由回调函数发送数据消息给采集对象，然后由图像数据虚类管理构造标清采集卡采集对象，经过标清采集卡采集对象的解包、转换、再封装，形成一帧影像消息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤1中，采集装置包括网关、高清采集卡、标清采集卡，通过网关或者高清采集卡或者标清采集卡采集医疗设备的影像数据，并将所采集的影像数据通过网关或者高清采集卡或者标清采集卡以单通道的方式发送给医学影像平理平台。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤1中，采集装置包括网关、高清采集卡、标清采集卡，影像数据采集及发送包括如下方式：方式1：通过网关和高清采集卡采集医疗设备的影像数据，并将所采集的影像数据通过网关和高清采集卡以双通道的方式发送给医学影像平理平台；

方式2：通过网关和标清采集卡采集医疗设备的影像数据，并将所采集的影像数据通过网关和标清采集卡以双通道的方式发送给医学影像平理平台；

方式3：通过高清采集卡和标清采集卡采集医疗设备的影像数据，并将所采集的影像数据通过高清采集卡和标清采集卡以双通道的方式发送给医学影像平理平台。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中，向文件逐帧写入影像数据，具体包括：

首先获取步骤1形成的帧影像消息，然后按照协议解析数据，提取出纯粹可用的数据并将数据传输录制的对象执行压缩动作，将压缩后的影像数据写入文件，到此一帧影像成功写入文件，重复此过程N次，则写入N帧影像。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述步骤2中，采集的帧率在10～20fps之间，假设是10fps，则可播放的时长为N/10s＝N/10/60min。

8.一种医学影像处理平台录制系统，其特征在于：包括医学影像处理平台(1)、采集装置、医学影像服务器(5)，所述医学影像处理平台(1)一端与所述医学影像服务器(5)相连，所述医学影像处理平台(1)另一端与所述采集装置相连，其中，

所述医学影像处理平台(1)：用于采集诊断所需设备影像数据，处理、传输、管理、汇总分析及归档数据，以及访问所述医学影像服务器(5)，下载、查看、归档影像文件；

所述采集装置：用于采集所需的影像数据并将其发送给所述医学影像处理平台(1)；

所述医学影像服务器(5)：用于接收并存储所述医学影像处理平台(1)发送的影像文件，以及在网络中为其它医学影像处理平台提供计算或者数据应用服务。

9.根据权利要求8所述的医学影像处理平台录制系统，其特征在于：所述采集装置包括高清采集卡(2)和/或标清采集卡(3)，被采集的医疗设备的显示输出接口与所述分别高清采集卡(2)和/或标清采集卡(3)相连，所述高清采集卡(2)和/或标清采集卡(3)与所述医学影像处理平台(1)相连。

10.根据权利要求8所述的医学影像处理平台录制系统，其特征在于：所述采集装置包括网关(4)，被采集的医疗设备通过所述网关(4)与所述医学影像处理平台(1)相连。

Images