CN117936039B - 一种医学影像数据的高速传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种医学影像数据的高速传输方法，涉及数据传输技术领域，包括以下步骤：S1：医学影像数据采集：对医院各科室内的多种医学影像专业检查设备日常产生的医学影像数据进行获取并对获取的医学影像数据进行预处理，S2：医学影像数据封装：对经步骤S1处理后的医学影像数据进行进一步的处理并进行加密操作。本发明提出了一种医学影像数据的高速传输方法，在获取医学影像数据后，通过对获取的医学影像数据进行格式转换，进行格式统一，从而便于医学信息在不同科室以及不同医院之间的共享，通过对获取的医学影像数据进行质量优化，从而便于后续提高医务人员对医学影像数据进行分析判断的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及数据传输技术领域，具体为一种医学影像数据的高速传输方法。
背景技术
医学影像是指为了医疗或医学研究，对人体或人体某部分，以非侵入方式取得内部组织影像的技术与处理过程，它包含以下两个相对独立的研究方向：医学成像系统和医学图像处理，前者是指图像形成的过程，包括对成像机理、成像设备、成像系统分析等问题的研究，后者是指对已经获得的图像作进一步的处理。在申请号为202110378416.7的中国专利中公开了“一种基于5G网络的医学影像传输方法，具体包括以下步骤：步骤一、硬件架构；步骤二、影像采集封装；步骤三、解封还原；步骤四、容错处理本发明涉及医疗通信技术领域，该基于5G网络的医学影像传输方法，通过构建出一个5G网络硬件框架系统，利用5G网络的低时延、高速率特性进行信息传输，并且配合客户端、切片信息单元、状态信息监测单元、容错信息单元和识别标识单元构成客户端报文系统，利用服务器、传输数据记录模块、切片图像信息模块、数据信息模块和数据整合模块构成服务器端保温系统，在通过封包－解封后，保证传输环境高速稳定的同时，使得数据量较大的医学影像能够完整快速的传输保存至异地安全服务器。”
该专利中仅仅解决了现有的医学影像因为数据量较大，清晰度较高，大多存储在物理介质中，再通过医院内部网络进行传输查阅，流动速率小，不便于传输保存的问题，未考虑到在获取医学影像数据后，需要对获取的原始医学影像数据进行质量优化，且在传输医学影像数据前，需要将其进行影像分割并进行加密，从而便于对医学影像数据进行传输且对患者的隐私信息进行保护。
发明内容
本发明的目的在于提供一种医学影像数据的高速传输方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种医学影像数据的高速传输方法，包括以下步骤：
S1：医学影像数据采集：对医院各科室内的多种医学影像专业检查设备日常产生的医学影像数据进行获取并对获取的医学影像数据进行预处理；
S2：医学影像数据封装：对经步骤S1处理后的医学影像数据进行进一步的处理并进行加密操作；
S3：医学影像数据传输：将经步骤S2处理后的医学影像数据传输到数据库内进行储存并对传输过程进行实时监测；
S4：医学影像数据调用：从数据库内调用处理后的医学影像数据并进行解密操作，以供医务人员进行分析和判断。
优选的，所述步骤S1还包括对医院各科室内的多种医学影像专业检查设备日常产生的医学影像数据进行获取，并基于国际上制定的关于医学影像数据的交换标准中对医学信息格式的定义，将获取的医学影像数据进行格式转换，进行格式统一，从而便于医学信息的共享，对获取的医学影像数据进行质量优化，具体步骤如下：利用平滑技术对医学影像数据进行去噪处理，由于患者的体型不同，对医学影像数据进行重采样，从而避免因患者体型差异带来的影像失真，通过直方图均衡化法以及基于灰度变换的对比度拉伸法对医学影像数据进行增强，从而提高医学影像数据的质量，便于后续医务人员对医学影像数据进行分析。
优选的，所述步骤S2还包括通过FlashText算法对病历单进行关键词匹配提取，构建关于不同器官部位异常描述的关键词对，通过基于区域的图像分割方法将医学影像数据按照不同的器官及其部位分割为不同的子区域影像数据，基于构建的关键词对以及分割的子区域影像数据进行匹配，将构建的关键词对作为相应子区域影像数据的标签信息，并通过优先级算法分配子区域影像数据的传输优先级，其具体计算公式如下：
；
其中，表示优先级的计算结果，/>表示对子区域影像数据的关注程度分数，/>与前述的基于构建的关键词对以及分割的子区域影像数据进行匹配的匹配结果相关，/>、为常数系数，/>表示构建的关键词对的总数量，/>表示与子区域影像数据匹配的关键词对的数量，/>表示对不同器官部位异常描述的严重程度的分数，按照优先级顺序将分割的子区域影像数据推入传输队列依次传输，且将分割前的医学影像数据最后传输。
优选的，所述步骤S2还包括在分配完子区域影像数据的传输优先级后，基于病历单中的信息以及构建的关键词对中需要进行脱敏的敏感信息，通过无损脱敏的方法进行单独数据脱敏操作，从而对患者的隐私信息进行保护，在完成脱敏操作后，对子区域影像数据以及相应的标签信息分别通过对称加密技术与非对称加密技术相结合的方式进行加密，具体步骤如下：选择患者的身份证号以及病历单上的病历号作为密钥生成的变量，生成加密和解密密钥后，通过非对称加密技术交换密钥，并建立起安全信道，通过对称加密技术基于建立的安全信道将加密后的医学影像数据传输到数据库内，当医学影像数据传输到数据库内后，将解密密钥与医生工号信息结合并再一次进行加密并储存在数据库内，从而保证只有医生和患者才能得到解密密钥查看医学影像数据。
优选的，所述步骤S3还包括在通过加密技术基于建立的安全信道将加密后的医学影像数据传输到数据库内前，通过信道容量算法计算出该安全信道的最大传输能力，其具体计算公式如下：
；
其中，表示信道容量，即信道能达到的最大传输能力，/>表示信道带宽，/>表示接收端信号的平均功率，/>表示信道内噪声的平均功率，并在传输的过程中通过网络传输质量评估算法对网络传输质量进行计算，其具体计算公式如下：
；
其中，表示网络传输质量分数，取值范围为0到1,0表示完全没有传输质量，1表示最佳的传输质量，/>表示传输数据包中正确接收的数据包数量，/>表示传输数据包中丢失的数据包数量，基于计算结果对网络质量进行评估，且网络质量分为网络质量优秀、网络质量良好、网络质量一般以及网络质量较差四种状态。
优选的，所述步骤S3还包括在对网络质量进行评估后，采用相应的方案进行网络优化，当评估得出的网络质量为优秀时，对网络设备的状态和网络流量进行定期监控，当评估得出的网络质量为良好时，根据实际情况调整网络设备的参数，例如路由表、交换机配置等，以提高网络性能，通过负载均衡技术将网络流量分配到多个网络设备上，提高网络处理能力和响应速度，对网络设备的状态和网络流量进行定期监控，当评估得出的网络质量为一般时，增加网络带宽并进行合理管理，以提高网络数据的传输能力，定期清理网络垃圾并将网络设备升级到更高性能的型号，以提高网络数据传输的速度和稳定性，当评估得出的网络质量为较差时，全面检查网络设备的性能和使用情况并调整网络设备的位置，以避免干扰源的影响，检查网络布线，可以重新布线以改善网络连接质量。
优选的，所述步骤S4还包括在医务人员需要从数据库内调用患者的医学影像数据进行分析判断时，医务人员需要通过医生工号获取相应加密医学影像数据的解密密钥，并通过医学影像数据的解密密钥对加密的医学影像数据进行解密，进而按照分配的优先级顺序依次从数据库内调用子区域影像数据，最后调用分割前的医学影像数据，且在调用的医学影像数据能满足医生的分析判断需求时，医生停止调用剩余部分的医学影像数据。
优选的，所述步骤S4还包括在医生调用的医学影像数据满足其分析判断需求后，医生需要在患者授权的情况下才能获取调用的医学影像数据所对应的标签信息的解密密钥，从而充分保障患者的隐私，通过获取的标签信息的解密密钥对加密的标签信息进行解密，并对解密后的标签信息中的脱敏信息进行还原，将调用的医学影像数据在医学影像显示器上显示并通过图像标准化算法对医学影像数据进行窗处理，其具体计算公式如下：
其中，表示映射后的像素值，/>表示原像素值，/>和/>分别表示窗位和窗宽的值，结合标签信息对患者的情况进行分析判断。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：本发明提出了一种医学影像数据的高速传输方法，在获取医学影像数据后，通过对获取的医学影像数据进行格式转换，进行格式统一，从而便于医学信息在不同科室以及不同医院之间的共享，通过对获取的医学影像数据进行质量优化，从而便于后续提高医务人员对医学影像数据进行分析判断的准确性，在将医学影像数据传输到数据库内前，通过将医学影像数据分割成不同部位的子区域影像数据，并分配子区域影像数据的传输优先级，从而优先传输关键的子区域影像，并对分割的子区域影像以及相应的标签信息分开进行脱敏、加密操作，从而提高对患者隐私信息的保护，且在后续医务人员需要从数据库内调用患者的医学影像数据进行分析判断时，按照分配的优先级顺序依次调用，从而减少不必要的影响传输，避免网络资源的浪费，且医务人员需要在患者授权的情况下才能获取调用的医学影像数据所对应的标签信息的解密密钥，从而进一步保障患者的隐私。
附图说明
图1为本发明实施例提供整体方法流程框图。
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，本领域普通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。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种医学影像数据的高速传输方法，包括以下步骤：
S1：医学影像数据采集：对医院各科室内的多种医学影像专业检查设备日常产生的医学影像数据进行获取并对获取的医学影像数据进行预处理；
S2：医学影像数据封装：对经步骤S1处理后的医学影像数据进行进一步的处理并进行加密操作；
S3：医学影像数据传输：将经步骤S2处理后的医学影像数据传输到数据库内进行储存并对传输过程进行实时监测；
S4：医学影像数据调用：从数据库内调用处理后的医学影像数据并进行解密操作，以供医务人员进行分析和判断。
步骤S1还包括对医院各科室内的多种医学影像专业检查设备日常产生的医学影像数据进行获取，并基于国际上制定的关于医学影像数据的交换标准中对医学信息格式的定义，将获取的医学影像数据进行格式转换，进行格式统一，从而便于医学信息的共享，对获取的医学影像数据进行质量优化，具体步骤如下：利用平滑技术对医学影像数据进行去噪处理，由于患者的体型不同，对医学影像数据进行重采样，从而避免因患者体型差异带来的影像失真，通过直方图均衡化法以及基于灰度变换的对比度拉伸法对医学影像数据进行增强，从而提高医学影像数据的质量，便于后续医务人员对医学影像数据进行分析；
步骤S2还包括通过FlashText算法对病历单进行关键词匹配提取，构建关于不同器官部位异常描述的关键词对，通过基于区域的图像分割方法将医学影像数据按照不同的器官及其部位分割为不同的子区域影像数据，基于构建的关键词对以及分割的子区域影像数据进行匹配，将构建的关键词对作为相应子区域影像数据的标签信息，并通过优先级算法分配子区域影像数据的传输优先级，其具体计算公式如下：
；
其中，表示优先级的计算结果，/>表示对子区域影像数据的关注程度分数，/>与前述的基于构建的关键词对以及分割的子区域影像数据进行匹配的匹配结果相关，/>、为常数系数，/>表示构建的关键词对的总数量，/>表示与子区域影像数据匹配的关键词对的数量，/>表示对不同器官部位异常描述的严重程度的分数，按照优先级顺序将分割的子区域影像数据推入传输队列依次传输，且将分割前的医学影像数据最后传输；
步骤S2还包括在分配完子区域影像数据的传输优先级后，基于病历单中的信息以及构建的关键词对中需要进行脱敏的敏感信息，通过无损脱敏的方法进行单独数据脱敏操作，从而对患者的隐私信息进行保护，在完成脱敏操作后，对子区域影像数据以及相应的标签信息分别通过对称加密技术与非对称加密技术相结合的方式进行加密，具体步骤如下：选择患者的身份证号以及病历单上的病历号作为密钥生成的变量，生成加密和解密密钥后，通过非对称加密技术交换密钥，并建立起安全信道，通过对称加密技术基于建立的安全信道将加密后的医学影像数据传输到数据库内，当医学影像数据传输到数据库内后，将解密密钥与医生工号信息结合并再一次进行加密并储存在数据库内，从而保证只有医生和患者才能得到解密密钥查看医学影像数据；
步骤S3还包括在通过加密技术基于建立的安全信道将加密后的医学影像数据传输到数据库内前，通过信道容量算法计算出该安全信道的最大传输能力，其具体计算公式如下：
；
其中，表示信道容量，即信道能达到的最大传输能力，/>表示信道带宽，/>表示接收端信号的平均功率，/>表示信道内噪声的平均功率，并在传输的过程中通过网络传输质量评估算法对网络传输质量进行计算，其具体计算公式如下：
；
其中，表示网络传输质量分数，取值范围为0到1,0表示完全没有传输质量，1表示最佳的传输质量，/>表示传输数据包中正确接收的数据包数量，/>表示传输数据包中丢失的数据包数量，基于计算结果对网络质量进行评估，且网络质量分为网络质量优秀、网络质量良好、网络质量一般以及网络质量较差四种状态；
步骤S3还包括在对网络质量进行评估后，采用相应的方案进行网络优化，当评估得出的网络质量为优秀时，对网络设备的状态和网络流量进行定期监控，当评估得出的网络质量为良好时，根据实际情况调整网络设备的参数，例如路由表、交换机配置等，以提高网络性能，通过负载均衡技术将网络流量分配到多个网络设备上，提高网络处理能力和响应速度，对网络设备的状态和网络流量进行定期监控，当评估得出的网络质量为一般时，增加网络带宽并进行合理管理，以提高网络数据的传输能力，定期清理网络垃圾并将网络设备升级到更高性能的型号，以提高网络数据传输的速度和稳定性，当评估得出的网络质量为较差时，全面检查网络设备的性能和使用情况并调整网络设备的位置，以避免干扰源的影响，检查网络布线，可以重新布线以改善网络连接质量；
步骤S4还包括在医务人员需要从数据库内调用患者的医学影像数据进行分析判断时，医务人员需要通过医生工号获取相应加密医学影像数据的解密密钥，并通过医学影像数据的解密密钥对加密的医学影像数据进行解密，进而按照分配的优先级顺序依次从数据库内调用子区域影像数据，最后调用分割前的医学影像数据，且在调用的医学影像数据能满足医生的分析判断需求时，医生停止调用剩余部分的医学影像数据；
步骤S4还包括在医生调用的医学影像数据满足其分析判断需求后，医生需要在患者授权的情况下才能获取调用的医学影像数据所对应的标签信息的解密密钥，从而充分保障患者的隐私，通过获取的标签信息的解密密钥对加密的标签信息进行解密，并对解密后的标签信息中的脱敏信息进行还原，将调用的医学影像数据在医学影像显示器上显示并通过图像标准化算法对医学影像数据进行窗处理，其具体计算公式如下：
；
其中，表示映射后的像素值，/>表示原像素值，/>和/>分别表示窗位和窗宽的值，结合标签信息对患者的情况进行分析判断。
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。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种医学影像数据的高速传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：医学影像数据采集：对医院各科室内的多种医学影像专业检查设备日常产生的医学影像数据进行获取并对获取的医学影像数据进行预处理；
S2：医学影像数据封装：对经步骤S1处理后的医学影像数据进行进一步的处理并进行加密操作，通过FlashText算法对病历单进行关键词匹配提取，构建关于不同器官部位异常描述的关键词对，通过基于区域的图像分割方法将医学影像数据按照不同的器官及其部位分割为不同的子区域影像数据，基于构建的关键词对以及分割的子区域影像数据进行匹配，将构建的关键词对作为相应子区域影像数据的标签信息，并通过优先级算法分配子区域影像数据的传输优先级，其具体计算公式如下：
；
其中，表示优先级的计算结果，/>表示对子区域影像数据的关注程度分数，/>与前述的基于构建的关键词对以及分割的子区域影像数据进行匹配的匹配结果相关，/>、/>为常数系数，/>表示构建的关键词对的总数量，/>表示与子区域影像数据匹配的关键词对的数量，/>表示对不同器官部位异常描述的严重程度的分数，按照优先级顺序将分割的子区域影像数据推入传输队列依次传输，且将分割前的医学影像数据最后传输；
S3：医学影像数据传输：将经步骤S2处理后的医学影像数据传输到数据库内进行储存并对传输过程进行实时监测；
S4：医学影像数据调用：从数据库内调用处理后的医学影像数据并进行解密操作，以供医务人员进行分析和判断；
所述步骤S1还包括对医院各科室内的多种医学影像专业检查设备日常产生的医学影像数据进行获取，并基于国际上制定的关于医学影像数据的交换标准中对医学信息格式的定义，将获取的医学影像数据进行格式转换，进行格式统一，从而便于医学信息的共享，对获取的医学影像数据进行质量优化，具体步骤如下：利用平滑技术对医学影像数据进行去噪处理，由于患者的体型不同，对医学影像数据进行重采样，从而避免因患者体型差异带来的影像失真，通过直方图均衡化法以及基于灰度变换的对比度拉伸法对医学影像数据进行增强，从而提高医学影像数据的质量，便于后续医务人员对医学影像数据进行分析；
所述步骤S2还包括在分配完子区域影像数据的传输优先级后，基于病历单中的信息以及构建的关键词对中需要进行脱敏的敏感信息，通过无损脱敏的方法进行单独数据脱敏操作，从而对患者的隐私信息进行保护，在完成脱敏操作后，对子区域影像数据以及相应的标签信息分别通过对称加密技术与非对称加密技术相结合的方式进行加密，具体步骤如下：选择患者的身份证号以及病历单上的病历号作为密钥生成的变量，生成加密和解密密钥后，通过非对称加密技术交换密钥，并建立起安全信道，通过对称加密技术基于建立的安全信道将加密后的医学影像数据传输到数据库内，当医学影像数据传输到数据库内后，将解密密钥与医生工号信息结合并再一次进行加密并储存在数据库内，从而保证只有医生和患者才能得到解密密钥查看医学影像数据；
所述步骤S3还包括在通过加密技术基于建立的安全信道将加密后的医学影像数据传输到数据库内前，通过信道容量算法计算出该安全信道的最大传输能力，其具体计算公式如下：
；
其中，表示信道容量，即信道能达到的最大传输能力，/>表示信道带宽，/>表示接收端信号的平均功率，/>表示信道内噪声的平均功率，并在传输的过程中通过网络传输质量评估算法对网络传输质量进行计算，其具体计算公式如下：
；
其中，表示网络传输质量分数，取值范围为0到1,0表示完全没有传输质量，1表示最佳的传输质量，/>表示传输数据包中正确接收的数据包数量，/>表示传输数据包中丢失的数据包数量，基于计算结果对网络质量进行评估，且网络质量分为网络质量优秀、网络质量良好、网络质量一般以及网络质量较差四种状态；
所述步骤S3还包括在对网络质量进行评估后，采用相应的方案进行网络优化，当评估得出的网络质量为优秀时，对网络设备的状态和网络流量进行定期监控，当评估得出的网络质量为良好时，根据实际情况调整网络设备的参数，以提高网络性能，通过负载均衡技术将网络流量分配到多个网络设备上，提高网络处理能力和响应速度，对网络设备的状态和网络流量进行定期监控，当评估得出的网络质量为一般时，增加网络带宽并进行合理管理，以提高网络数据的传输能力，定期清理网络垃圾并将网络设备升级到更高性能的型号，以提高网络数据传输的速度和稳定性，当评估得出的网络质量为较差时，全面检查网络设备的性能和使用情况并调整网络设备的位置，以避免干扰源的影响，检查网络布线，重新布线以改善网络连接质量。
2.根据权利要求1所述的一种医学影像数据的高速传输方法，其特征在于：所述步骤S4还包括在医务人员需要从数据库内调用患者的医学影像数据进行分析判断时，医务人员需要通过医生工号获取相应加密医学影像数据的解密密钥，并通过医学影像数据的解密密钥对加密的医学影像数据进行解密，进而按照分配的优先级顺序依次从数据库内调用子区域影像数据，最后调用分割前的医学影像数据，且在调用的医学影像数据能满足医生的分析判断需求时，医生停止调用剩余部分的医学影像数据。
3.根据权利要求2所述的一种医学影像数据的高速传输方法，其特征在于：所述步骤S4还包括在医生调用的医学影像数据满足其分析判断需求后，医生需要在患者授权的情况下才能获取调用的医学影像数据所对应的标签信息的解密密钥，从而充分保障患者的隐私，通过获取的标签信息的解密密钥对加密的标签信息进行解密，并对解密后的标签信息中的脱敏信息进行还原，将调用的医学影像数据在医学影像显示器上显示并通过图像标准化算法对医学影像数据进行窗处理，其具体计算公式如下：
；
其中，表示映射后的像素值，/>表示原像素值，/>和/>分别表示窗位和窗宽的值，结合标签信息对患者的情况进行分析判断。
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