CN115363597A - 一种医疗图像显示方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

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CN115363597A CN202211045393.9A CN202211045393A CN115363597A CN 115363597 A CN115363597 A CN 115363597A CN 202211045393 A CN202211045393 A CN 202211045393A CN 115363597 A CN115363597 A CN 115363597A
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刘金勇
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Abstract

本申请提供了一种医疗图像显示方法、装置、电子设备及存储介质，首先获取实时医疗图像与心电图，然后获取注射造影剂后的医疗图像，其中，医疗图像中包括血管边界，再依据心电图确定脉动周期，最后依据脉动周期将血管边界与实时医疗图像叠加，并显示叠加后的实时医疗图像。本申请提供的医疗图像显示方法、装置、电子设备及存储介质具有在血管介入手术中无须注射多次显影剂的优点。

Description

一种医疗图像显示方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本申请医疗图像处理技术领域，具体而言，涉及一种医疗图像显示方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
目前掌握血管边界以判断导丝在血管中的位置对于血管介入手术至关重要。在实际场景中，DSA无法直接拍摄到血管边界，需要通过注射造影剂协助DSA进行拍摄，然而，造影剂普遍具有肾毒性，如果注射次数较多或导致患者肾功能受损。
综上，现有技术中存在血管介入手术中需要多次注入造影剂的问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种医疗图像显示方法、装置、电子设备及存储介质，以解决现有技术中存在的血管介入手术中需要多次注入造影剂的问题。
为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供一种医疗图像显示方法，所述方法包括：
获取实时医疗图像与心电图；
获取注射造影剂后的医疗图像，其中，所述医疗图像中包括血管边界；
依据所述心电图确定脉动周期；
依据所述脉动周期将所述血管边界与所述实时医疗图像叠加，并显示叠加后的实时医疗图像。
可选地，所述依据所述心电图确定脉动周期的步骤包括：
获取所述心电图中处于波动段时的输出电压；
选定波动段中任一正弦波段对应的输出电压作为第一目标输出电压；
确定与所述第一目标输出电压处于相邻周期且数值相同或最相近的第二目标输出电压；
将第一目标输出电压与所述第二目标输出电压之间的医疗图像的帧数作为脉动周期长度。
可选地，所述确定与所述第一目标输出电压处于相邻周期且数值相同或最相近的第二目标输出电压的步骤包括：
确定与所述第一目标输出电压数值相同或最相近、时间相差最短且时间间隔大于阈值的第二目标输出电压。
可选地，选定波动段中任一正弦波段对应的输出电压作为第一目标输出电压的步骤包括：
确定所述波动段中的峰值输出电压作为第一目标输出电压；
确定与所述第一目标输出电压处于相邻周期且数值相同或最相近的第二目标输出电压的步骤包括：
确定与所述第一目标输出电压相邻且数值相同或最相近的第二目标输出电压。
可选地，选定波动段中任一正弦波段对应的输出电压作为第一目标输出电压的步骤包括：
选定正弦波段中上升段或下降段的输出电压作为第一目标输出电压；
所述确定与所述第一目标输出电压处于相邻周期且数值相同或最相近的第二目标输出电压；
确定处于上升段或下降段且与所述第一目标输出电压数值相同或最相近的第二目标输出电压。
可选地，依据所述脉动周期将所述血管边界与所述实时医疗图像叠加，并显示叠加后的实时医疗图像的步骤包括：
依据当前实时医疗图像的总帧数与所述脉动周期的长度相除并取余数，以确定当前实时医疗图像对应的血管边界数据；
将所述血管边界数据与所述当前实时医疗图像进行叠加。
第二方面，本申请实施例还提供了一种医疗图像显示装置，所述装置包括：
获取单元，用于获取实时医疗图像与心电图；
获取单元，还用于获取注射造影剂后的医疗图像，其中，所述医疗图像中包括血管边界；
处理单元，用于依据所述心电图确定脉动周期；
处理单元，还用于依据所述脉动周期将所述血管边界与所述实时医疗图像叠加，并显示叠加后的实时医疗图像。
可选地，所述处理单元还用于获取所述心电图中处于波动段时的输出电压；选定波动段中任一正弦波段对应的输出电压作为第一目标输出电压；确定与所述第一目标输出电压处于相邻周期且数值相同或最相近的第二目标输出电压；将第一目标输出电压与所述第二目标输出电压之间的医疗图像的帧数作为脉动周期长度。
第三方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：
存储器，用于存储一个或多个程序；
处理器；
当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现如上述的方法。
第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。
相对于现有技术，本申请实施例具有一下有益效果：
本申请提供了一种医疗图像显示方法、装置、电子设备及存储介质，首先获取实时医疗图像与心电图，然后获取注射造影剂后的医疗图像，其中，医疗图像中包括血管边界，再依据心电图确定脉动周期，最后依据脉动周期将血管边界与实时医疗图像叠加，并显示叠加后的实时医疗图像。由于本申请在获取注射造影剂后的医疗图像后，可以依据心电图确定脉动周期，并依据脉动周期实现血管边界与医疗图像的叠加，因此，仅需注射一次造影剂后，即可模拟出后续实时的医疗图像，无须进行多次的造影剂注射。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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它相关的附图。
图1为本申请实施例提供的电子设备的模块示意图。
图2为本申请实施例提供的医疗图像显示方法的示例性流程图。
图3本申请实施例提供的心电图的示意图。
图4本申请实施例提供的图2中S106的子步骤的示例性流程图。
图5为申请实施例提供的未叠加血管边界的DSA影像示意图。
图6为本申请实施例提供的叠加血管边界后的DSA影像示意图。
图7为本申请实施例提供的医疗图像显示装置的模块示意图。
图中：100-电子设备；101-处理器；102-存储器；103-通信接口。200-医疗图像显示装置；210-获取单元；220-处理单元。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
正如背景技术中所述，现有技术中，当需要进行血管介入手术时，为了保证能够实时了解血管位置，以便于手术的正常进行，需要向患者多次注射造影剂。然而，造影剂普遍具有肾毒性，如果注射次数较多或导致患者肾功能受损，同时，患者的医疗成本也相应增加。
有鉴于此，本申请提供了一种医疗图像显示方法，通过将血管边界叠加显示在实时医疗图像的方法，实现在术中只需注射一次造影剂即可实时获知血管位置的效果。
需要说明的是，本申请提供的医疗图像显示方法可以应用于电子设备100中，图1示出本申请实施例提供的电子设备100的一种示意性结构框图，电子设备100包括存储器102、处理器101和通信接口103，该存储器102、处理器101和通信接口103相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。
存储器102可用于存储软件程序及模块，如本申请实施例提供的医疗图像显示装置对应的程序指令或模块，处理器101通过执行存储在存储器102内的软件程序及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，进而执行本申请实施例提供的医疗图像显示方法的步骤。该通信接口103可用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。
其中，存储器102可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除可编程只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。
处理器101可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该处理器101可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
可以理解，图1所示的结构仅为示意，电子设备100还可以包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
下面以电子设备100作为示意性执行主体，对本申请实施例提供的医疗图像显示方法进行示例性说明。
作为一种实现方式，请参阅图2，该医疗图像显示方法包括：
S102，获取实时医疗图像与心电图；
S104，获取注射造影剂后的医疗图像，其中，所述医疗图像中包括血管边界；
S106，依据所述心电图确定脉动周期；
S108，依据所述脉动周期将所述血管边界与所述实时医疗图像叠加，并显示叠加后的实时医疗图像。
其中，实时医疗图像指未注射造影剂时的医疗图像，此时，能够从图像中获血管的大体轮廓，但并不能观察到血管的边界。注射造影剂后的医疗图像指患者在注射造影剂后，获取的医疗图像，此时，医疗图像中可清楚看出血管边界。
在获取相关数据时，可同时获取实时医疗图像与心电图，并且，的为了能够观察到血管边界，需要向患者体内注射造影剂，在造影剂的作用下，DSA影像中的血管边界将会清晰可见，此时即可获取造影剂注射造影剂后的医疗图像，该医疗图像即为DSA影像。
并且，可以理解地，血管边界之所以能够清晰可见，是由于血管内血液流动作用导致的，即在注射造影剂后，在血液流动的作用下，血管边界处于动态的显现、消失过程中。
需要说明的是，血液的流动是由于心脏的跳动导致，而对于每个人而言，心脏跳动都呈现一定的周期，因此，可以在获取注射造影剂后的一个完整周期内的多帧医疗图像后，在后续获取实时医疗图像时，将周期内对应帧的血管边界叠加至实时医疗图像上即可。
例如，请参阅图3，示出了现有技术中采集到的患者的心电图，其中，针对不同患者而言，心电图存在不同，例如，心电图中的周期、心电图中信号的峰值等均因人而异，但可以确定的，心电图均呈现一定的周期性，而心电图的周期与脉动周期关联，因此可以通过心电图确定脉动周期。例如，图3中，位于上方的心电图的线条周期为a。
因此，通过心电图可以确定出脉动周期，并依据心跳额周期将血管边界数据与实时医疗图像叠加，进而显示叠加后的实时医疗图像，无须对患者反复注射造影剂。
其中，在进行血管边界与实时医疗图像的叠加时，可以按照帧数实现叠加，例如，针对某一患者而言，在脉动周期1中，第一帧图像为A，心电图此时输出的电压为xV，血管边界的数据为X，第二帧图像为B，心电图此时输出的电压为xV，血管边界的数据为Y…，在脉动周期2中，第一帧图像为A，心电图此时输出的电压也为xV，则可将血管边界的数据X与第一帧图像A进行叠加并进行显示，同理地，可以将第二帧的血管边界的数据Y与第一帧图像B进行叠加并进行显示。
可以理解地，通过本申请提供的医疗图像显示方法，可以在实际应用中，只需向患者注入一次造影剂，并通过将血管边界与所述实时医疗图像叠加的方式，拟合出带有血管边界的实时医疗图像，成本更低，且避免了多次造影剂对患者身体的损伤。
作为一种可选的实现方式，请参阅图4，S106的步骤包括：
S1061，获取心电图中处于波动段时的输出电压；
S1062，选定波动段中任一正弦波段对应的输出电压作为第一目标输出电压；
S1063，确定与第一目标输出电压处于相邻周期且数值相同或最相近的第二目标输出电压；
S1064，将第一目标输出电压与第二目标输出电压之间的医疗图像的帧数作为脉动周期长度。
结合图3可知，心电图一般包括波动段D与稳定段E，在确定脉动周期时，由于稳定段并不容易辨别，因此采用波动段的数据确定脉动周期。其中，波动端中包换正弦波段，在可实现的方案中，采用正弦波段的输出电压确定脉动周期。
作为本申请第一种可选的实现方式，S1063的步骤包括：
确定与第一目标输出电压数值相同或最相近、时间相差最短且时间间隔大于阈值的第二目标输出电压。
其中，针对波动段而言，由于其波动明显，因此在确定与第一目标输出电压相同或最相近的第二目标输出电压时，可能会出现同一脉动周期值中两个值输出电压相等的情况。例如，在0.04S时输出电压为0.1V，在同一脉动周期内，在0.2S时输出电压也为0.1V，因此可能将该输出电压作为第二目标输出电压，导致数据不准确，因此，可以确定时间相差最短但时间间隔大于阈值的第二目标输出电压。例如，将阈值设置为0.5S，当确定第一目标输出电压后，若0.5S内出现与第一目标输出电压数值相同的输出电压时，默认为是同一周期内出现波动导致的结果，不会将其作为第二目标输出电压。而当超过0.5S后，第一次出现与第一目标输出电压数值相同或最相近的输出电压时，将其作为第二目标输出电压。
作为本申请第二种可选的实现方式，S1062包括：
确定波动段中的峰值输出电压作为第一目标输出电压。
S1063包括：
确定与第一目标输出电压相邻且数值相同或最相近的第二目标输出电压。
在该实现方式中，可以将峰值电压作为目标输出电压，其中，峰值可以为波峰时的电压值，也可以为波谷时的电压值，在此不做限定。
如图3中，在每个脉动周期内，波峰与波谷为唯一值，因此相邻两个波峰或相邻两个波谷之间的时间间隔即为脉动周期。
在一种实现方式中，本申请所述的阈值可以实时调节，其与患者的脉动周期关联，例如，阈值始终为脉动周期的一半。
作为第三种可选的实现方式，S1062包括：
选定正弦波段中上升段或下降段的输出电压作为第一目标输出电压；
S1063包括：
选定正弦波段中上升段或下降段的输出电压作为第一目标输出电压。
由于正弦波段中，上升段或下降段的输出电压存在相等的时刻，因此，可以先直接选定在上升段或者下降段的某一输出电压作为第一目标输出电压，然后与其时间上相邻且数值相同或最相近的上升段或下降段的输出电压作为第二目标输出电压。
当然地，由于在波动段中也可能出现多个上升段或下降段，且输出电压数值相同的情况，因此本实现方式中，也可增加时间间隔大于阈值的条件，在此不做限定。
其中，对于上升段或下降段的确定，可以根据三个时刻的输出电压的差值进行确定，如第二时刻与第一时刻的输出电压的差值为正值，且第三时刻与第二时刻的输出电压的差值也为正值，则表示处于上升段。如第二时刻与第一时刻的输出电压的差值为负值，且第三时刻与第二时刻的输出电压的差值也为负值，则表示处于下降段。
其中，在注射造影剂后，可以将对应时间段内的影像数据通过QViewFinder(图像截取工具)每隔0.04s截取一次，并将截取到的数据存入预设的数据库中。例如，本申请将截取到的数据存为QImage，并将QImage存入STL库的容器类Vector<QImage>中。
并且，本申请使用libtorch通过训练好的模型将每帧影像图片中的血管边界提取出来后经过细化及滤噪处理后转化为二维点集，并将所有二维点集一一对应存入STL库的容器类Vector<cv::point2f>中，进而实现医疗图像的获取。可以理解地，通过转化的方式，即可利用二维点集表征每帧影像图片中的血管边界。
此外，本申请所述的脉动周期，可以指在第一目标输出电压与第二目标输出电压之间的时间段中，包括的医疗图像的帧数，例如，第一目标输出电压与第二目标输出电压之间的时间段间隔了23帧图像，则脉动周期长度为24帧。
因此，本申请实际将实时医疗图像的帧数、血管边界数据在脉动周期内进行对应，并实现数据叠加。例如，在一个周期中，第一帧医疗图像的血管边界数据为X，则在获取实时医疗图像后，将血管边界数据X与实时医疗图像中的每个周期的第一帧图像进行叠加。
其中，作为一种实现方式，S108包括：
S1081，依据当前实时医疗图像的总帧数与所述脉动周期的长度相除并取余数，以确定当前实时医疗图像对应的血管边界数据。
S1082，将所述血管边界数据与所述当前实时医疗图像进行叠加。
通过脉动周期的时间长度修改储存二维点集的长度，用当前帧序号模周期时长即为当前对应血管边界，通过QPainter将对应的血管边界点集绘制在当前影像数据之上，可做到叠加显示。其中。未叠加血管边界的DSA影像原图如图5所示；叠加血管边界后的影像如图6所示。
可选地，当前实时医疗图像对应的血管边界数据满足公式：
y＝ax+b；
其中，y标识当前实时医疗图像的总帧数，a表示周期数，x表示脉动周期长度，b表示当前实时医疗图像对应的血管边界数据。
在计算完成周期后，每次截取到未注射造影剂的新的DSA影像数据时都进行模运算(将当前总帧数与脉动周期长度取余数)，以此获得每帧影像对应的血管边界数据，并实时叠加显示。
基于上述实现方式，请参阅图7本申请实施例还提供了一种医疗图像显示装置200，装置包括：
获取单元210，用于获取实时医疗图像与心电图；
可以理解地，通过获取单元210可执行上述的S102。
获取单元210，还用于获取注射造影剂后的医疗图像，其中，医疗图像中包括血管边界；
可以理解地，通过获取单元210可执行上述的S104。
处理单元220，用于依据心电图确定脉动周期；
可以理解地，通过处理单元220可执行上述的S106。
处理单元220，还用于依据脉动周期将血管边界与实时医疗图像叠加，并显示叠加后的实时医疗图像。
可以理解地，通过处理单元220可执行上述的S108。
并且，处理单元220还用于获取心电图中处于波动段时的输出电压；选定波动段中任一正弦波段对应的输出电压作为第一目标输出电压；确定与第一目标输出电压处于相邻周期且数值相同或最相近的第二目标输出电压；将第一目标输出电压与第二目标输出电压之间的医疗图像的帧数作为脉动周期长度。
综上所述，本申请提供了一种医疗图像显示方法、装置、电子设备及存储介质，首先获取实时医疗图像与心电图，然后获取注射造影剂后的医疗图像，其中，医疗图像中包括血管边界，再依据心电图确定脉动周期，最后依据脉动周期将血管边界与实时医疗图像叠加，并显示叠加后的实时医疗图像。由于本申请在获取注射造影剂后的医疗图像后，可以依据心电图确定脉动周期，并依据脉动周期实现血管边界与医疗图像的叠加，因此，仅需注射一次造影剂后，即可模拟出后续实时的医疗图像，无须进行多次的造影剂注射。
其中，所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种医疗图像显示方法，其特征在于，所述方法包括：
获取实时医疗图像与心电图；
获取注射造影剂后的医疗图像，其中，所述医疗图像中包括血管边界；
依据所述心电图确定脉动周期；
依据所述脉动周期将所述血管边界与所述实时医疗图像叠加，并显示叠加后的实时医疗图像。
2.如权利要求1所述的医疗图像显示方法，其特征在于，所述依据所述心电图确定脉动周期的步骤包括：
获取所述心电图中处于波动段时的输出电压；
选定波动段中任一正弦波段对应的输出电压作为第一目标输出电压；
确定与所述第一目标输出电压处于相邻周期且数值相同或最相近的第二目标输出电压；
将第一目标输出电压与所述第二目标输出电压之间的医疗图像的帧数作为脉动周期长度。
3.如权利要求2所述的医疗图像显示方法，其特征在于，所述确定与所述第一目标输出电压处于相邻周期且数值相同或最相近的第二目标输出电压的步骤包括：
确定与所述第一目标输出电压数值相同或最相近、时间相差最短且时间间隔大于阈值的第二目标输出电压。
4.如权利要求2所述的医疗图像显示方法，其特征在于，选定波动段中任一正弦波段对应的输出电压作为第一目标输出电压的步骤包括：
确定所述波动段中的峰值输出电压作为第一目标输出电压；
确定与所述第一目标输出电压处于相邻周期且数值相同或最相近的第二目标输出电压的步骤包括：
确定与所述第一目标输出电压相邻且数值相同或最相近的第二目标输出电压。
5.如权利要求2所述的医疗图像显示方法，其特征在于，选定波动段中任一正弦波段对应的输出电压作为第一目标输出电压的步骤包括：
选定正弦波段中上升段或下降段的输出电压作为第一目标输出电压；
所述确定与所述第一目标输出电压处于相邻周期且数值相同或最相近的第二目标输出电压；
确定处于上升段或下降段且与所述第一目标输出电压数值相同或最相近的第二目标输出电压。
6.如权利要求1所述的医疗图像显示方法，其特征在于，依据所述脉动周期将所述血管边界与所述实时医疗图像叠加，并显示叠加后的实时医疗图像的步骤包括：
依据当前实时医疗图像的总帧数与所述脉动周期的长度相除并取余数，以确定当前实时医疗图像对应的血管边界数据；
将所述血管边界数据与所述当前实时医疗图像进行叠加。
7.一种医疗图像显示装置，其特征在于，所述装置包括：
获取单元，用于获取实时医疗图像与心电图；
获取单元，还用于获取注射造影剂后的医疗图像，其中，所述医疗图像中包括血管边界；
处理单元，用于依据所述心电图确定脉动周期；
处理单元，还用于依据所述脉动周期将所述血管边界与所述实时医疗图像叠加，并显示叠加后的实时医疗图像。
8.如权利要求7所述的医疗图像显示装置，其特征在于，所述处理单元还用于获取所述心电图中处于波动段时的输出电压；选定波动段中任一正弦波段对应的输出电压作为第一目标输出电压；确定与所述第一目标输出电压处于相邻周期且数值相同或最相近的第二目标输出电压；将第一目标输出电压与所述第二目标输出电压之间的医疗图像的帧数作为脉动周期长度。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储一个或多个程序；
处理器；
当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。
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