CN1921495B - 医学图像的分布式图像处理 - Google Patents

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Abstract

医学图像的分布式图像处理本发明的某些实施例提供一种在分布式网络上的医学图像处理的方法(400)，该方法包括：在包括服务器(102、302)、客户端(104、312)和具有带宽的通信路径(106、305)的分布式网络上进行通信，其中分布式网络包括与服务器(102、302)、客户端(104、312)和通信路径(106、305)有关的系统资源(308、316)；利用至少一个过程监视器(310、314)监视系统资源(308、316)和带宽以生成监视数据；以及推荐对至少一部分系统资源(308、316)的分配以处理三维图像数据从而形成在客户端(104、312)上可显示的二维图像数据，其中该分配至少部分地基于监视数据。

Description

医学图像的分布式图像处理
技术领域
本申请的实施例一般而言涉及分布式处理。具体而言，某些实施例涉及在客户端和服务器之间分配医学图像数据处理以在客户端显示图像。
背景技术
联合发起的研究或开发
[不适用]
[缩微胶片/版权参考]
[不适用]
在现代，计算机的激增伴随着计算机网络的激增。计算机网络包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、有线网络、无线网络、光学网络等，或者它们的任何组合。网络允许在网络上各个计算机之间的通信。
除了共享数据，计算机网络还便于共享计算机资源。在资源共享网络中，提高了单个计算机可用的资源总量。资源共享网络也可以称为分布式网络，因为网络上可用的全部资源分布于整个网络。
术语分布式网络是广义的术语，并且包括各种各样的网络模型。例如，分布式网络可以是以服务器为中心的网络，或者是以客户端为中心的网络。以服务器为中心的网络可以被设计成使得某些临界资源由服务器提供。例如，当期望具有相对较便宜的客户端或者没有多大处理能力的客户端时，这可能是有利的。相反，以客户端为中心的网络可能更多地依赖于客户端来提供某些临界资源。
可能影响网络设计的因素之一是带宽。在具有相对较低带宽的分布式网络中，可能期望选择减少网络通信量的设计。例如，在低带宽网络中，可能期望提供以服务器为中心的网络。相反，在具有相对较高带宽的分布式网络中可以允许增加结构的灵活性。
分布式网络因合成模型成像而众所周知。例如，标题为“METHODS ANDAPPARATUS FOR DELIVERING 3D  GRAPHICS  IN A NETWORKEDENVIRONMENT”的美国专利No.6,377,257(在下文中为“Borrel”)讨论了在客户端和服务器都再现合成模型的方式。Borrel指出，已知现有技术的方案通过将合成模型分解为其组成部分(例如前台对象和后台对象)来操作，其中服务器再现一些部分，以及客户端再现剩余部分。
另外，已知合成建模系统基于来自客户端的反馈来调整分布式成像技术。Borrel讨论了用于提供来自客户端的反馈的方案。这种反馈包括差错校正、用户定义的反馈、以及质量。服务器必须处理该反馈，接着尝试调整分布式过程以得到高效的解决方案。
然而，适用于合成建模的解决方案可能证明对于医学成像不太实用。与建模不同，医学图像往往是有机的或整体的。换句话说，医学图像不能被容易地分解为组成部分。例如，基于包括每个椎骨、每个椎间盘(disk)、每个椎骨的表面纹理、每个椎间盘的表面纹理等的各种组成部分，可以生成并存储人脊柱的合成模型。相反，人脊柱的医学图像(例如通过x射线捕获)可以不包括这样的组成部分。代之以，人脊柱的医学图像可以是不容易分解为组成部分的整体图像。因此，分解的解决方案对于医学图像的分布式成像可能是不实用的。
另外，依赖于反馈的自适应技术可能不能在处理任务开始时高效地分配分布式资源。换句话说，依靠反馈的系统可能最终趋向于高效的解决方案，但是在任务开始时可能没有效率地分配资源。而且，反馈可以是确定资源的高效分配的粗略量度。例如，已知类型的反馈包括使用时间戳记来测量客户端执行任务或其一部分有多快。这样的反馈信息可能基于各种各样的因素而变化，包括网络带宽、客户端的中央处理单元(“CPU”)速度和负载、客户端可用的随机存取存储器、客户端可用的视频存储器、服务器的CPU速度和负载等。因此，也许不可能高效地确定哪个特定因素会影响反馈信息。
为了显示医学图像，会处理通过使用医学成像系统获取的过程医学图像数据。医学成像系统，例如计算机断层摄影(CT)扫描系统，可以获得成切片的图像数据。切片可以是二维(2D)切片。尽管切片可以在第三维具有相对较小的厚度，但是将切片称为2D在概念上可能是方便的。可以获得对应于感兴趣的3D体积的不同横断面的多个2D切片。2D图像数据切片可以被处理为3D图像数据体积。一个或多个相对较大的数据文件可以存储和/或处理3D医学图像数据体积。
临床医生可能不能够观察没有进一步处理的3D医学图像数据体积。诸如平板液晶二极管显示器或者阴极射线管显示器之类的显示器可能只能够显示2D图像。注意，2D图像可能在观察者看来象是3D的。因此，为了在显示器上显示医学图像，可以处理3D数据以形成2D数据。
多种技术因用于将3D图像数据处理为2D图像数据而众所周知。这些技术包括多平面重定格式(MPR)、最大(或最小)强度投影(MIP)、以及体积再现(rendering)(VR)。在MPR处理中，可以处理3D体积以获得可能与通过医学成像系统获得的切片不同的2D切片。例如，结合MPR功能的应用可以允许用户以任何角度旋转所显示的并且以体积内的任何位置为中心的图像。因此，MPR允许临床医生从多个位置和角度中的任何一个观察解剖体。
在MIP处理中，可以处理3D体积以获得观察者可以感觉为3D的2D切片。MIP处理可以产生作为2D切片的堆叠(stack)的组合的2D图像。存在合并每个2D切片中的像素以形成2D图像的若干方式。例如，在最终2D图像中的每个像素可以是2D切片的堆叠中对应像素中最亮或最暗的像素。在另一个例子中，最终2D图像中的每个像素可以是2D切片的堆叠中对应像素的平均值。
VR处理是以2D显示3D体积的另一种方式。VR处理再现对象的表面和/或内部，从而使对象的表面看起来是实心的、透明的和/或半透明的。也可以使所述感兴趣体积内部的对象(例如器官、血管、骨等)看起来是实心的、透明的、和/或半透明的。
用于将3D数据转换为2D可显示图像的技术对临床医生可能是有用的，例如MPR、MIR和VR。另外，这样的技术还可以明显降低数据的大小。2D可显示的图像可以是3D数据体积的大小的一部分。然而，诸如MPR、MIP和VR之类的技术会消耗大量的处理资源。如果处理资源不容易得到，那么成像性能会变慢或降低。同样，如果网络具有相对较低的带宽，那么会花费相对较长的时间来在网络上传送3D图像数据。而且，诸如3D数据和处理的2D数据的图像质量之类的其他因素会影响图像显示系统的性能。
因此，需要在分布式网络上高效地处理医学图像数据的方法和系统。另外，需要通过分布式网络高效地分配医学图像处理任务的方法和系统。需要为分布式医学成像系统的用户提供灵活性和控制的方法和系统。
发明内容
本发明的某些实施例提供一种在分布式网络上的医学图像处理的方法，该方法包括：在包括服务器、客户端和具有带宽的通信路径的分布式网络上进行通信，其中分布式网络包括与服务器、客户端和通信路径有关的系统资源；利用至少一个过程监视器来监视系统资源和带宽以生成监视数据；以及推荐对至少一部分系统资源的分配，以用于处理三维图像数据从而形成在客户端上可显示的二维图像数据，其中该分配至少部分地基于监视数据。在实施例中，处理三维图像数据以形成二维图像数据包括以下至少其中之一：多平面重定格式；最小强度投影，最大强度投影，以及体积再现。在实施例中，处理三维图像数据以形成二维图像数据包括以下至少其中之一：旋转、缩放、平移(pan)、对比度调整、亮度调整和灰度调整。在实施例中，图像对应于医学图像数据。在实施例中，至少一个过程监视器包括客户端监视器和服务器端监视器。在实施例中，分配由服务器和客户端的至少其中一个自动地接受。在实施例中，系统资源包括服务器的处理负载以及客户端的处理速度。在实施例中，系统资源进一步包括客户端的处理性能。在实施例中，该方法进一步包括至少部分地基于监视数据来推荐图像的图像质量。
本发明的某些实施例提供一种用于医学图像处理的系统，该系统包括：包括服务器处理资源并且能够存储三维图像数据的服务器；能够通过具有带宽的通信路径与服务器进行通信的客户端，该客户端包括客户端处理资源，并且该客户端能够显示由三维图像数据形成的二维图像；以及能够至少部分地基于客户端处理资源、服务器处理资源和带宽来分配至少一部分服务器处理资源和至少一部分客户端处理资源以在客户端上显示图像的配置控制器。在实施例中，配置控制器能够与推荐提供器相交互，该推荐提供器用于至少部分地基于客户端处理资源、服务器处理资源和带宽在客户端和服务器之中提供对图像处理的分配的推荐。在实施例中，二维图像是利用以下至少其中之一由三维图像数据可形成的：多平面重定格式；最小强度投影，最大强度投影；以及体积再现。在实施例中，配置控制器可由用户调整。在实施例中，配置控制器进一步能够控制图像的图像质量。在实施例中，配置控制器能够接收与带宽、服务器处理资源和客户端处理资源相对应的信息。在实施例中，配置控制器能够推翻(overnide)推荐提供器的推荐。在实施例中，配置控制器能够导致推翻图像质量的在前指定。
本发明的某些实施例提供一种用于在客户端和服务器之间分配图像处理的系统，该系统包括：包括服务器处理资源并且能够存储三维医学图像数据的服务器；包括客户端处理资源的客户端，其中客户端能够显示二维图像；在客户端和服务器之间的通信信道，其中该通信信道包括带宽；至少一个过程监视器，用于监视带宽、客户端处理资源以及服务器资源以生成监视数据；以及用于提供推荐的推荐提供器，该推荐包括至少部分地基于监视数据在客户端和服务器之间分配处理从而处理三维图像数据以形成二维图像。在实施例中，利用以下至少其中之一可处理三维图像数据以形成二维图像：多平面重定格式；最小强度投影，最大强度投影，以及体积再现。在实施例中，监视器进一步监视客户端的处理性能以形成监视数据。在实施例中，至少一个过程监视器包括服务器端过程监视器和客户端过程监视器。在实施例中，至少一部分推荐是由服务器和客户端至少其中之一自动接受的。在实施例中，推荐进一步包括图像的图像质量。
本发明的某些实施例提供一种计算机可读存储介质，其包括用于计算机的一组指令，该组指令包括：用于监视包括客户端和服务器以及连接客户端和服务器的通信信道的带宽的分布式网络的系统资源的监视程序，其中监视程序生成监视数据；用于请求在客户端显示二维图像的请求程序，该二维图像可通过处理可存储在服务器上的三维图像数据而形成；以及推荐程序，用于至少基于监视数据来推荐二维图像的图像质量以及在分布式网络上系统资源的分配以在客户端显示二维图像。在实施例中，系统资源包括服务器的处理负载和客户端的处理速度。在实施例中，系统资源的分配包括以下至少其中之一：对应于用于3D图像处理和2D图像处理的服务器的系统资源的分配；对应于用于3D图像处理和2D图像处理的客户端的系统资源的分配；以及系统的分配。在实施例中，对应于服务器的资源用于3D图像处理，以及对应于客户端的系统资源用于2D图像处理。在实施例中，推荐程序至少部分地基于表示服务器基本上是空载的监视数据来推荐对相应于用于3D图像处理和2D图像处理的服务器的系统资源的分配。在实施例中，推荐程序至少部分地基于表示服务器基本上是有负载的监视数据来推荐对相应于用于3D图像处理和2D图像处理的客户端的系统资源的分配，并且通信信道的带宽能够将三维图像数据从服务器传送到客户端而没有明显的延迟。在实施例中，推荐程序至少部分地基于表示服务器基本上是有负载的监视数据来推荐对相应于用于3D图像处理的服务器的系统资源和相应于用于2D图像处理的客户端的系统资源的分配，并且通信信道的带宽能够将三维图像数据从服务器传送到客户端而具有明显的延迟。
附图说明
图1示出根据本申请实施例的分布式网络。
图2示出根据本申请实施例的分布式成像系统的框图。
图3示出根据本申请实施例的分布式成像系统的框图。
图4示出根据本申请实施例的用于推荐对分布式图像处理的系统资源的分配的方法的流程图。
图5示出根据本申请实施例的具有分配的若干例子的表格。
图6示出根据本申请实施例的在分布式图像处理系统中提供配置控制交互以分配系统资源的方法的流程图。
图7示出根据本发明实施例的用于分布式成像显示的方法的流程图。
图8示出根据本发明实施例的说明与在客户端上显示的检查进行反复的用户交互的方法800的流程图。
在结合附图阅读时将更好地理解前述概要以及本申请某些实施例的后面的详细描述。为了说明本发明，在附图中示出了某些实施例。然而应该理解，本发明并不限于在附图中所示的布置和手段。
具体实施方式
图1示出根据本申请实施例的分布式网络100的框图。分布式网络100可以包括服务器102、客户端104以及通信路径106。通信路径106具有相关的带宽。通信路径106的带宽在整个通信路径106上可以是一致的，或者它也可以沿不同段而变化。例如，通信路径106可以包括具有各种带宽的各种类型网络的组合，例如铜双绞线网络和光学网络。通信路径106可以包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、有线网络、无线网络、光学网络等等，或者它们的任何组合。同样，通信路径106可以包括各种网络元件，例如路由器、中继器、交换机、集线器、分路器、耦合器、中间计算机等。
图2示出根据本申请实施例的分布式成像系统100的框图。服务器102可以包括CPU 202、高速缓存204、存储器206、RAM 208、操作系统230以及其他驱动器和应用程序232。CPU 202可以包括多个处理器。高速缓存204可以包括可以快速地由CPU 202访问的易失性存储器。存储器206可以包括数字非易失性存储器，例如磁硬盘驱动器、光硬盘驱动器、闪速存储器、EEPROM等。RAM 208可以包括动态RAM、静态RAM、后备电池RAM等。操作系统230可以包括例如Windows、Unix
Figure 200610141268210000210003_1
、Linux或Macintosh操作系统。操作系统230可以被设计成在服务器102上运行。操作系统230可以促进各种服务器102部件之间的交互。其他驱动器和应用程序232可以包括各种硬件和软件模块。例如，其他驱动器和应用程序232可以包括图形加速器硬件模块和三维图形处理器软件模块。其他驱动器和应用程序232可以包括打算促进医学图像处理的驱动器和应用程序。正如在该申请中所使用的，图像处理是广义的术语，例如包括图像显示和体积再现。图像处理可以包括例如2D、3D以及2D投影图像数据等的处理。图像处理可以包括例如MPR、MIP、VR等。图像数据可利用各种格式来格式化，例如包括DICOM、ANALYZE、BMP、JPG、GIF、TIF等。图像数据可以被压缩或解压缩。
客户端104可以是个人计算机、桌上型电脑、膝上型电脑、工作站、哑终端、瘦客户端等。客户端104可以包括CPU 210、显示驱动器212、显示器214、用户接口216、高速缓存218、存储器220、视频存储器222、RAM 224、操作系统226、以及其他驱动器和应用程序228。CPU 210可以包括多个处理器。显示驱动器212可以包括用于驱动显示器214的专用硬件。显示器214可以是阴极射线管、平板监视器、液晶显示器、发光二极管阵列等。用户接口216可以包括鼠标和键盘，或者其他外部输入设备以从用户接受操作。高速缓存218可以包括可容易地由CPU 210访问的易失性存储器。存储器220可以包括数字非易失性存储器，例如磁硬盘驱动器、光硬盘驱动器、闪速存储器、EEPROM等。视频存储器222可以包括RAM，例如动态RAM。视频存储器222可以在显示器214上显示相应的图像之前缓冲图像数据。RAM 224可以包括动态RAM、静态RAM、后备电池RAM等。操作系统226可以包括例如Windows、Unix
Figure 10003_4
、Linux或Macintosh
Figure 10003_5
操作系统。操作系统226可以被设计成在客户端104上运行。操作系统226可以促进各种客户端104部件之间的交互。其他驱动器和应用程序228可以包括各种硬件和软件模块。例如，其他驱动器和应用程序228可以包括图形加速器软件模块和三维图形处理器硬件模块。其他驱动器和应用程序228可以包括打算促进医学图像数据处理例如MPR、MIP、VR等的驱动器和应用程序。
图3示出根据本申请实施例的分布式成像系统300的框图。服务器302可以与图1和2所示的服务器102类似。服务器302可以包括服务器资源308、服务器监视器310、以及推荐提供器306。服务器资源308可以包括图2所示的服务器部件的多个方面。例如，服务器资源308可以包括CPU 202、高速缓存204、存储器206、RAM 208、操作系统230以及其他驱动器和应用程序232的方面。服务器资源308可以包括：操作系统230的类型和版本信息，CPU 202、可用RAM 208、可用高速缓存204、可用存储器206的可用性，以及其他驱动和应用程序232的类型、版本和可用性。例如，服务器资源308可以包括CPU 202的负载，并且还可包括与积压的请求的队列相对应的信息。
服务器监视器310可以监视系统资源和通信路径305的带宽。系统资源可以包括服务器资源308和客户端资源316。服务器监视器310可以提供与系统资源和带宽对应的监视数据。例如，服务器监视器可以监视服务器资源308和通信路径305的带宽。服务器监视器310也可以与客户端312进行通信以接收由客户端监视器314收集的信息，例如客户端资源316。服务器监视器310也可以与客户端312进行通信以从性能指示器320接收信息。服务器监视器310可以省略，或者可以作为服务器302外部的设备而被提供。服务器监视器310可以利用软件、硬件或固件、或者它们的任何组合来实现。也可能将服务器监视器310包括在客户端312中。服务器监视器310可以重复地检查与一些服务器资源308和带宽相对应的信息。例如，服务器监视器310可以周期性地检查服务器CPU 202(图2所示)上的负载，因为服务器CPU 202的负载可以在服务器302的运行期间变化。服务器监视器310也可以执行对一些服务器资源308和带宽的一次性检查。例如，服务器监视器310可以只在启动期间检查服务器操作系统230(图2所示)的版本，因为操作系统版本不太可能在服务器302的连续运行期间变化。
推荐提供器306推荐在服务器302和客户端312之间系统资源的分配。推荐提供器306可以解释由服务器监视器310、客户端监视器314、配置控制器318和性能指示器320收集的信息。推荐提供器306不必位于服务器302处。推荐提供器306也可以是客户端312、在通信路径305上通信的另一设备的一部分，或者分布于服务器302、客户端312或另一设备上。推荐提供器306可以利用软件、硬件或固件、或者它们的任何组合来实现。下面将更详细地讨论推荐提供器306。
客户端312可以包括客户端资源316、客户端监视器314、配置控制器318和性能指示器320。客户端312可以类似于图2所示的客户端104。客户端资源316可以包括图2所示的客户端104部件的多个方面。例如，服务器资源可以包括CPU 210、高速缓存218、存储器220、RAM 224、视频存储器222、显示驱动器212、显示器214、用户接口216、操作系统226、以及其他驱动器和应用程序228的方面。客户端资源316可以包括：操作系统226的类型和版本信息，CPU 210、可用RAM 224、可用高速缓存210、可用存储器220、可用视频存储器222的可用性，显示器214的类型，显示驱动器212的类型，以及其他驱动和应用程序228的类型、版本和可用性。例如，客户端资源316可以包括与显示驱动器212和CPU 210运行速度相对应的硬件和软件信息。
客户端监视器314可以聚集与系统资源和通信路径305的带宽相对应的信息。特别地，客户端监视器314可以监视客户端资源316和带宽。客户端监视器可以提供与系统资源和带宽对应的监视数据。客户端监视器314也可以与服务器302进行通信以接收由服务器监视器310所收集的信息，例如服务器资源308。客户端监视器314可以从性能指示器320接收信息。客户端监视器314可以省略，或者可以作为客户端312外部的设备而被提供。也可能将客户端监视器314包括在服务器302中，作为独立设备，或者分布于连网设备上。客户端监视器314可以利用软件、硬件或固件、或者它们的任何组合来实现。客户端监视器314可以重复检查与一些客户端资源316和带宽相对应的信息。例如，客户端监视器314可以周期性地检查可用客户端RAM 224，因为可用RAM 224可以在客户端104运行期间变化。客户端监视器314也可以对一些客户端资源316和带宽执行一次性检查。例如，客户端监视器314可以只在启动期间检查与显示驱动器212相对应的信息，因为显示驱动器212不太可能在客户端312的连续运行期间变化。
性能指示器320可以估计和/或聚集客户端312的一个或多个性能标准。性能指示器320可以是客户端312、服务器302、另一设备的一部分，或者分布于网络上。性能指示器320可以利用软件、硬件和/或固件、或者它们的任何组合来实现。作为例子，性能指示器320可以估计客户端312的处理性能以用于显示医学图像。性能指示器320可以提供与客户端312在显示器214上显示医学图像以供用户观察的速度或那样快的速度相对应的信息。过程指示器318可以与客户端监视器314、服务器监视器310、配置控制器318、和/或推荐提供器306通信并共享信息。
配置控制器318可以是基于客户端的模块，其提供分配系统资源并为其他变量例如图像质量指定值的能力。配置控制器318可以是客户端312、服务器302、另一设备的一部分，或者分布于网络上。配置控制器318可以利用软件、硬件和/或固件、或者它们的任何组合来实现。配置控制器318可以允许用户与客户端312的用户接口216(图2所示作为客户端104的一部分)进行交互以指导应该如何分配和指定系统资源和其他变量。配置控制器318可以允许系统管理员指导如何分配和指定系统资源。配置控制器318可以确定如何在分布式系统300中分配分布式成像过程。配置控制器318可以与图2所示的客户端104和服务器102上的各种部件进行通信。配置控制器318可以是以与操作系统230进行通信的软件模块的形式。配置控制器318可以被集成到图像处理应用程序中，并可以例如通过菜单选项比如“Setup”、“Options”、或“Preferences”进行访问。以下将更详细地讨论配置控制器318的操作。
通信路径305的带宽可以是确定如何分配系统资源以便在客户端312上显示医学图像的因素。带宽可以由客户端312或服务器302估计或者测量。例如，客户端监视器314或者服务器监视器304可以通过多种已知技术的任何一种来估计带宽。估计带宽的一种技术是通过通信路径305传送已知大小的测试包，并且测量完成测试包传送的时间。
图7示出根据本发明实施例的分布式成像显示的方法700的流程图。示出了三个不同的分支：第一分支740、第二分支750和第三分支760。分支740、750和760中的每个都可以从步骤702开始，在步骤702中3D图像数据被存储在服务器(例如图3所示的服务器302)上。分支740、750和760中的每个可以由步骤728结束，在步骤728中2D图像数据被处理并显示在客户端(类似于图3所示的客户端312)的显示器上。虚线730表示哪些步骤可以由服务器执行，以及哪些步骤可以由客户端执行。虚线730以上的所有步骤，例如步骤702，可以由服务器执行。虚线730以下的所有步骤，例如步骤728，可以由客户端执行。
在步骤702之后，第一分支740继续到步骤704，在步骤704中3D图像数据可以由服务器处理以形成2D图像数据。处理可以包括例如MPR、MIP、VR和/或将3D数据转换为2D数据的其他图像处理技术。在步骤706可以进一步处理2D图像数据以形成用来显示的图像数据。例如，2D图像数据可以通过调整灰度、对比度和/或亮度来进一步处理。在步骤708，2D图像数据可以从服务器发送，接着在步骤710由客户端接收。在步骤728可以由客户端处理和显示2D数据。
在步骤702之后，第二分支750前进到步骤712，在步骤712中服务器处理3D图像数据以形成2D图像数据。处理可以包括例如MPR、MIP、VR和/或将3D数据转换为2D数据的其他图像处理技术。接下来，在步骤714可以由服务器发送2D图像数据，并在步骤716在客户端接收该2D图像数据。在接收到2D图像数据之后，客户端可以进一步处理2D图像数据以形成用来显示的图像数据。在步骤728，客户端可以处理并在显示器上显示2D图像数据。
在步骤702之后，第三分支760前进到步骤720，在步骤720中可以由服务器发送3D图像数据并在步骤722在客户端接收该3D图像数据。在步骤724客户端可以处理3D图像数据以形成2D图像数据。处理可以包括例如MPR、MIP、VR和/或将3D数据转换为2D数据的其他图像处理技术。接下来，客户端可以进一步处理2D图像数据以形成用来显示的图像数据。在步骤728，客户端可以处理并在显示器上显示2D图像数据。正如从虚线730的角度所能看到的，由客户端和服务器所执行的处理量根据在流程图700中遵循哪个分支而不同。流程图700的步骤可以按照不同的顺序执行。另外，可以省略流程图700的一个或多个步骤。例如，可以省略步骤718、726或706。三个分支740、750和760没有穷举出用于分布式成像的所有可能的过程流程。代之以，它们只是说明在不同情况下可以如何分配过程流程的原理。另外的变化也是可能的，例如划分在客户端和服务器之间在步骤704、712和724中执行的处理。
为了确定如何在客户端和服务器之间分配分布式处理，可能期望某种类型的分配过程。图4示出了根据本申请实施例为分布式图像处理推荐资源分配的方法400的流程图。从步骤402开始，在分布式网络上进行通信。例如，客户端312可以通知服务器302图像将要显示于客户端312上。通信可以包括各种信息，所述信息包括监视数据、图像处理分配和配置控制指示。
在步骤404，监视器监视带宽和系统资源。步骤404可以由一个或多个监视器执行。例如，步骤404可以由服务器监视器310和客户端监视器314(都在图3中示出)执行。监视器可以提供与带宽和系统资源相对应的监视数据。例如，监视器可以跟踪分布式网络300的以下特征：通信路径305的带宽；服务器302CPU的负载(类似于图2所示的服务器202)；以及客户端312的处理速度。监视器可以提供与各种系统资源和带宽相对应的监视数据。例如，监视器可以提供与服务器302CPU的负载、客户端312的处理速度、客户端312的处理性能和通信路径305的带宽相对应的监视数据。
在步骤406，请求在客户端显示图像。例如，客户端312可以在运行图像处理软件。用户可以与软件相交互以对医学图像执行图像处理任务。软件可以启动要传递到客户端312的操作系统的图像处理请求。该图像处理请求可以包括与要处理的图像有关的信息，例如图像质量。图像处理请求也可以包括与图像处理请求的性质有关的信息，例如缩放或平移图像。图像处理请求可以从客户端312传送到服务器302。
在步骤408，基于监视数据来推荐对系统资源的分配。转向图5一会儿，示出了具有若干根据本申请实施例的分配例子的表格500。这些例子是说明性的而非穷举的。在例子1中，服务器302相对空载，这意味着服务器CPU没有过度地负担其他挂起任务。而且，客户端312处理速度相对较低，并且通信路径的带宽相对较高。应该理解，相对较高的带宽表示存储在服务器302上的三维图像数据可以传送到客户端312而没有明显的延迟。例如，如果可选图像处理流程会导致在客户端312上更快地显示图像，那么延迟可能是明显的。换句话说，当选择效率低的图像处理流程时会导致明显的延迟。在例子1的情况下，所有处理任务都被推荐主要在服务器302上执行。例子1中的推荐可以对应于、期望、或触发类似于图7的第一分支740中所描述的过程流程。
在例子2中，服务器302相对空载，这意味着服务器CPU没有过度地负担其他挂起任务。而且，客户端312处理速度相对较低，并且通信路径的带宽相对较低。在该情况下，一些简单的处理任务，例如平移和缩放，可以由客户端312执行，而高级任务可以留给服务器302。在该情况下，所有处理任务都被推荐主要在服务器302上执行。例子2中的推荐可以对应于、期望、或触发类似于图7的第二分支750中所描述的过程流程。
在例子3中，服务器302相对有负载，这意味着服务器CPU具有会干扰服务器执行图像处理的能力的挂起任务。而且，客户端处理速度相对较快，并且通信路径的带宽相对较高。在该情况下，所有处理任务都被推荐在客户端312上执行。例子3中的推荐可以对应于、期望、或触发类似于图7的第三分支760中所描述的过程流程。
现在转回到图4，在可选步骤416，还基于监视数据来推荐图像质量。例如，如果客户端处理速度相对较低，就可推荐较低的图像质量以提高图像处理速度。
在步骤410可以接受推荐的对系统资源分配。分配例如可以由服务器302和/或客户端312接受。分配可以被自动接受，或者可以被手动地接受。另外，分配可以基于一组规则而有条件地接受。配置控制器318可以提供用于推荐的有条件接受的规则。
在可选步骤418，接受推荐的图像质量。再者，推荐可以被自动接受、手动接受、或者有条件地接受。
在步骤412，图像数据是利用所分配的系统资源处理的。例如，一些客户端资源316和一些服务器资源308已在步骤408被分配以进行高效的图像处理。所分配的服务器资源308接着可以执行一部分图像处理，而所分配的客户端资源316执行剩余的图像处理。图像处理可以包括处理密集的技术，例如MPR、MIP、VR和/或另外的3D到2D的处理技术。图像处理也可以包括诸如旋转、平移、缩放、对比度调整、亮度调整、和/或灰度调整等技术。
在步骤414，在客户端312上显示相应的图像。在步骤412由所分配的系统资源处理了图像之后，所得到的图像可以显示在客户端312上。更一般而言，在客户端312上显示图像的处理也可以被认为是图像处理的一部分。
方法400的步骤可以按照任何顺序执行。另外，方法400的一个或多个步骤可以省略。例如，步骤404可以在步骤406之后执行，而步骤410、412和414可以省略。
作为说明性的例子，本申请的实施例可以以下列方式使用。在分布式网络300上，客户端312在显示器214上显示医学图像。图像数据可以存储在本地客户端312上或服务器302上。客户端312提供允许用户编辑或者修改所显示的图像的应用程序。用户通过用户接口216与客户端312进行交互。用户可以从各种图像处理任务中进行选择以利用图像处理应用程序编辑或者修改所显示的图像，包括：注释；对比度调整；亮度调整；灰度调整；平移；缩放；旋转；3D处理。在该说明性例子中，用户通过相应地指导用户接口216来选择“对比度调整”。同时，客户端监视器314和服务器监视器310已经跟踪了系统资源和带宽。服务器监视器310已经跟踪了服务器CPU 202负载，并且最近的指示是服务器CPU相对空载，例如服务器CPU 202是超过95％的空闲。客户端监视器314在启动时确定客户端312具有相对较慢的处理器和时钟速度。客户端监视器314还已经跟踪了通信路径305的带宽，并且最近的指示是带宽相对较低。服务器监视器310将服务器CPU加载信息作为监视数据提供给推荐提供器306。客户端监视器314将客户端处理速度和带宽信息作为监视数据提供给推荐提供器306。推荐提供器306确定高效图像处理模式是只分配客户端资源316以调整图像的对比度。推荐提供器306还确定客户端312只能够对低质量的图像以足够的速度执行该图像处理任务。推荐提供器306提供下述推荐：客户端资源316应该被分配给该任务，并且图像应该是低质量的。客户端312自动地接受该推荐，并继续按照用户的指示通过调整对比度来处理图像。
继续该说明性的例子，用户接着设法执行相对较复杂的图像处理任务。用户设法观察不同角度的图像。该类型的图像处理包括相对密集的MPR技术。另外，用户设法在观察新角度的图像时保持先前应用的对比度调整。客户端监视器314和服务器监视器310观察系统资源和带宽没有明显变化。服务器监视器310将服务器CPU加载信息作为监视数据提供给推荐提供器306。客户端监视器314将客户端处理速度和带宽信息作为监视数据提供给推荐提供器306。在这种情况下，推荐提供器306确定高效图像处理模式是分配一部分服务器资源308和一部分客户端资源316来处理图像。服务器资源308能够最高效地执行MPR处理，而客户端资源316能够最高效地执行后续的对比度调整处理。推荐提供器306还确定系统资源只能够对低质量图像以足够的速度执行处理任务。推荐提供器306提供下述推荐：应该将某些服务器资源308和某些客户端资源316分配给该任务，并且该图像应该是低质量的。客户端312和服务器302自动接受该推荐，并且按照用户指示继续处理该图像。
图6示出根据本申请实施例提供配置控制交互以在分布式图像处理系统中分配系统资源的方法600的流程图。在步骤602，用户向配置控制器318提供关于分配系统资源和/或图像质量的指示。作为另一个选择，指示可以由系统管理员提供。同时，指示也可以通过自动定时器或日程安排自动提供。
在步骤604，在分布式网络上进行通信。例如，客户端312可以通知服务器302图像要在客户端312上显示。通信可以包括各种信息，所述信息包括监视数据、图像处理分配以及配置控制指示。
在步骤606，监视带宽和系统资源以形成监视数据。步骤606可以由一个或多个监视器执行。例如，步骤606可以由服务器监视器310和客户端监视器314(二者在图3中示出)执行。监视器可以提供与带宽和系统资源相对应的监视数据。例如，监视器可以跟踪分布式网络300的以下特征：通信路径305的带宽；服务器302CPU的负载(类似于图2所示的202)；以及客户端312的处理速度。监视器可以提供与各种系统资源和带宽相对应的监视数据。例如，监视器可以提供与服务器302CPU的负载、客户端312的处理速度、客户端312的处理性能和通信路径305的带宽相对应的监视数据。
在步骤608，请求在客户端显示图像。例如，客户端312可以在运行图像处理软件。用户可以与软件相交互以对医学图像执行图像处理任务。软件可以启动要传递到客户端312的操作系统的图像处理请求。该图像处理请求可以包括与要处理的图像有关的信息，例如图像质量。图像处理请求也可以包括与图像处理请求的性质有关的信息，例如缩放或平移图像。图像处理请求可以从客户端312传送到服务器302。
在步骤610，基于监视数据和/或配置控制器318推荐对系统资源的分配。基于系统设计和配置控制器318选项，各种选项都是可能的。例如，推荐的分配可以专门基于配置控制器318，或者专门基于监视数据。推荐的分配可以基于监视数据和配置控制器318的混合。例如，配置控制器318可以提供特定资源分配的最小或最大极限。配置控制器318可以指示服务器CPU 202加载不应该超过50％。因此，在该例子中，如果服务器CPU 202加载保持低于50％，那么任何推荐的对服务器CPU 202的分配都应该基于监视数据，但应该将服务器CPU 202加载设定上限(cap)在50％，正如由配置控制器318所确定的。配置控制器318的各种设置或参数可以指示监视数据和配置控制器318应该如何影响推荐的分配。
在可选步骤618，基于监视数据和/或配置控制器318推荐图像质量。基于系统设计和配置控制器318选项，各种选项都是可能的。例如，推荐的图像质量可以专门基于配置控制器318，或者专门基于监视数据。推荐的图像质量可以基于监视数据和配置控制器318的混合。例如，配置控制器318可以提供图像质量的最小或最大极限。配置控制器318可以指示图像质量不小于某一分辨率。因此，在该例子中，如果推荐大于最小图像质量分辨率，那么任何推荐的图像质量都应该基于监视数据，然而却应该如由配置控制器318所确定的那样对推荐的图像质量分辨率设定上限。配置控制器318的各种设置可以指示监视数据和配置控制器318应该如何影响推荐的图像质量。
在步骤612，可以接受对系统资源分配的推荐。例如分配可以由服务器302和/或客户端312接受。分配可以被自动接受，或者可以被手动地接受。另外，分配可以基于一组规则而有条件地接受。配置控制器318可以提供用于推荐的有条件接受的规则。
在可选步骤620，接受推荐的图像质量。再者，推荐可以被自动接受或手动接受。
在步骤614，图像数据是利用所分配的系统资源来处理的。例如，一些客户端资源316和一些服务器资源308已在步骤610被分配以进行高效的图像处理。所分配的服务器资源308接着可以执行一部分图像处理，而所分配的客户端资源316执行剩余的图像处理。图像处理可以包括处理密集的技术，例如MPR、MIP、VR和/或另外的3D到2D处理技术。图像处理也可以包括诸如平移、缩放、对比度调整、亮度调整、和/或灰度调整等技术。
在步骤616，在客户端104上显示相应的图像。在步骤614由所分配的系统资源在步骤中处理了图像之后，所得到的图像可以显示在客户端312上。更一般而言，在客户端312上显示图像的处理也可以被认为是图像处理的一部分。
方法600的步骤可以按照任何顺序执行。另外，方法600的一个或多个步骤可以省略。例如，步骤604可以在步骤606之后执行，而步骤612、614和616可以省略。
作为配置控制器318交互的说明性例子，用户通过用户接口216与客户端104交互。用户运行具有“Options”菜单的图像处理软件。用户打开“Options”菜单来访问一些配置控制器318设置。注意，一些配置控制器318设置可以是用户可访问的，而一些可以不是。在该说明性例子中，配置控制器318设置可以包括最小分辨率设置以及复选框，该复选框表示最小设置是绝对的最小设置，还是仅仅为所建议的最小设置。用户选择200点每英寸(“DPI”)的最小分辨率，并选择复选框以使它表示这是建议的，而不是绝对的最小设置。用户接着指导软件执行图像处理。推荐提供器306检查由服务器监视器304和客户端监视器314收集的监视数据。推荐提供器306还检查配置控制器318的设置。推荐提供器306平衡各种因素，并确定了处理图像的有效方式是用于具有150DPI的分辨率的图像。推荐提供器306推荐资源的分配和150DPI的分辨率。推荐由客户端312和服务器302接受。图像数据被处理，并且图像以150DPI的分辨率显示在客户端312的显示器214上。
继续该说明性的例子，用户观察150DPI图像并决定分辨率应该更高。因此用户打开“Options”菜单来访问配置控制器318。用户将最小分辨率设置为175DPI。用户选择复选框来表示175DPI设置是绝对设置。用户接着指导软件执行图像处理。推荐提供器306检查由服务器监视器304和客户端监视器314收集的监视数据。推荐提供器306还检查配置控制器318的设置。推荐提供器306平衡各种影响因素，并确定处理具有175DPI分辨率的图像的最有效方式。推荐提供器306推荐资源的分配和175DPI的分辨率。推荐由客户端312和服务器302接受。图像数据被处理，并且图像以175DPI的分辨率显示在客户端104的显示器214上。用户检查图像并且满意图像质量。
图8示出根据本发明实施例的说明与客户端上显示的检查进行反复的用户交互的方法800的流程图。在步骤802，客户端(类似于图3所示的客户端312)的用户调用能够显示与检查相对应的图像的应用程序。检查可以是一组或多组与病人的放射学检查相对应的体积或二维图像数据。例如，检查可以包括3D电影(cine)图像数据、2D电影图像数据、3D静态数据、2D静态数据等。应用程序能够显示整个检查或者一部分检查。应用程序可以允许用户通过用户接口与显示的一部分检查或者整个检查相交互。例如，应用程序可以允许用户执行以下交互：将图像向上和/或向下翻页；平移图像；放大和/或缩小图像；旋转图像；调整对比度；调整亮度；调整颜色参数；调整灰度参数；调整切片厚度；在最大强度投影、平均强度投影、以及最小强度投影之间进行改变；改变体积再现模式；调整观察的角度。当用户调用与检查进行交互的应用程序时，可能期望启动能够执行和/或协助图像图像处理的相应基于服务器的应用程序。因此，例如基于客户端的应用程序的调用可以导致将消息发送到服务器。如果这种应用程序还没有在服务器上运行，那么该消息可以指示或请求服务器启动图像处理应用程序。例如，基于服务器的应用程序能够执行3D处理，例如MIP、MPR、VR等。
在步骤804，用户选择检查以供观察。例如，用户可以是放射科医师，并且可以选择用于临床目的的检查。检查可以从检查列表中被选出，并且可以对应于历史检查或者最近获得的检查。
在步骤806，基于监视的系统数据、配置控制器设置、图像处理请求、和/或用户指示来选择对处理的分配。例如，可以根据图4所示的方法400和/或图6所示的方法600来选择分配。
在步骤808，根据所选择的对处理的分配来处理与检查相对应的一个或多个医学图像。例如，图像可以根据图7所示的方法700进行处理。例如，可以处理与检查相对应的多个图像。每个图像可以对应于不同的视图，例如轴向、径向、冠状的以及斜视图。
在步骤810，由客户端显示一个或多个医学图像。图像可以在显示器上显示，例如平板监视器或者阴极射线管。显示的图像可以基本上是2D的，但在用户看来象是3D的。多个图像可以同时显示，或者可以容易地被访问。例如，与检查的多个视图相对应的多个图像被同时观察。作为另一个例子，每个图像显示都可以被本地存储在客户端的存储器中，并且用户可以快速地在多个视图之间切换而不会引起与再处理图像数据有关的延迟。
在步骤812，用户与显示的图像进行交互以获得所选的检查的不同视图。例如，用户可以与应用程序和/或图像进行交互以执行以下交互：将图像向上和/或向下翻页；平移图像；放大和/或缩小图像；旋转图像；调整对比度；调整亮度；调整颜色参数；调整灰度参数；调整切片厚度；在最大强度投影、平均强度投影、以及最小强度投影之间进行改变；改变体积再现模式；调整观察的角度。用户可以利用鼠标、键盘或者其他用户接口设备进行交互。例如，用户可以利用触摸屏、触摸板、操纵杆等进行交互。用户可以通过菜单、控制面板、图形用户接口(GUI)元件等与应用程序进行交互。用户还可以通过操作系统与显示的图像进行交互，例如通过调整显示属性。与显示的图像进行用户交互会导致图像处理请求。
当用户与显示的图像进行交互时，不同的图像可能需要显示在客户端上以反映该用户交互。例如，如果用户选择放大图像，那么可以显示图像放大(扩大)的部分来反映用户的交互。为了实现该交互，方法800的流程可以流回到一个或多个先前的步骤。例如，为了实现交互，方法800可以流回到步骤806。在步骤806可以选择新的分配。对于系统资源监视器来说，确定系统资源具有明显的变化并推荐新的资源分配是可能的。例如，初始分配可以对应于图7中的分支750。可以选择该分配，因为通信路径的带宽相对较低，如图5的例子2所示。然而，在随后的交互期间，网络条件可能被改善，从而导致相对较高的通信路径的带宽。因此，根据图5的例子1，更有效的分配可以对应于图7的分支740。换句话说，由于改善的网络条件而使服务器进行更多的图像处理任务可能是更有效的。
然而，可能不期望在每个交互期间重新分配系统资源。因此，交互流程可以从步骤812路由到步骤808。在步骤808，根据对处理的在前分配来处理图像。例如，如果已将图像处理任务分配给服务器，那么图像处理请求可以直接到服务器。作为另一个例子，如果已将图像处理任务分配给客户端，那么图像处理请求可以在客户端本地处理。
基于图像处理请求的性质，过程流程可以流回到不同的步骤。例如，如果图像处理请求可能涉及处理资源的密集使用，那么可能期望再次确定资源分配。作为另一个例子，如果图像处理请求可能不涉及资源的密集使用，那么可能期望坚持现有的资源分配。
方法800的步骤可以按照不同的顺序执行。另外，方法800的一个或多个步骤可以省略。例如，步骤802或804可以省略。作为另一个例子，步骤806可以在步骤802或804之前执行。
以下说明性的例子描述了根据方法800可以如何实现与图像进行用户交互。在步骤802，客户端上的用户打开被设计成观察放射学检查的软件应用程序。软件应用程序也允许用户与检查的图像进行交互。接着在步骤804用户选择检查来进行观察。该例子中的检查来自胎儿的超声波。接下来在步骤806选择对处理的分配。在该情况下，监视数据指示服务器空载，带宽高，并且客户端慢。根据图5的例子1，大多数图像处理被分配在服务器上执行，例如图7的分支740所示。接下来在步骤808，最初存储在服务器上的图像数据由服务器处理并传送到客户端。所处理的图像数据是胎儿的2D图像，它看起来是3D的。在步骤810，2D图像显示在客户端上。接下来在步骤812，用户观察胎儿的图像。然而，用户希望在不同角度观察胎儿。因此，用户在软件应用程序中打开控制面板，并输入新的观察角度。软件解释该交互，并产生图像处理请求。具有新观察角度的图像将需要利用MPR技术来处理图像数据。软件应用程序认识到这种类型的交互会需要相当大的处理资源。因此，过程流程路由回到步骤806。在步骤806确定网络条件已经恶化，并且带宽现在相对较低。因此，根据图5的例子2，大多数3D图像处理被分配在服务器上执行，而较简单的任务被分配由客户端执行。例如，在图7的分支750示出了这种类型的分配。在步骤808，根据图像处理请求处理图像数据。接着在步骤810，图像显示在客户端上。
接着在步骤812，用户决定改变新角度视图的对比度。因此，用户打开软件应用程序中的控制面板，并输入新的对比度量。软件解释该交互，并产生图像处理请求。软件应用程序也认识到该类型的交互不需要相当大的处理资源。因此种类型的过程流程路由回到步骤808。根据图像处理请求和在前分配来处理图像数据。因为对资源的在前分配指定客户端执行这图像处理，所以图像处理请求被直接路由到本地客户端。接着在步骤810，图像显示在客户端上。在步骤812，随着用户继续与图像交互，继续反复的过程。
因此，本申请实施例提供了在分布式网络上高效地处理图像数据的方法和系统。另外，本申请实施例提供了在整个分布式网络上高效地分配图像处理任务的方法和系统。而且，本申请实施例为分布式成像系统的用户提供了灵活性和控制。
虽然已经参考某些实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将会理解，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种变化，并且可以替换等同物。另外，可以进行许多修改以使特定情况或内容适于本发明的教导而不脱离其范围。例如，特征可以利用软件、硬件或其混合来实现。因此，打算本发明不限于所公开的特定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求书范围内的所有实施例。
附图标记列表
  元件   标记
  在分布式网络上的医学图像处理的方法   400
  服务器   102，302
  客户端   104，312
  通信路径   106，305
  系统资源   308，316
  客户端监视器   314
  服务器端监视器   310
  用于医学图像处理的系统   100，300
  配置控制器   318
  推荐提供器   306

Claims (7)

1.一种在分布式网络上的医学图像处理的方法(400)，包括：
在包括服务器(102、302)、客户端(104、312)、以及具有带宽的通信路径(106、305)的分布式网络上进行通信，其中所述分布式网络包括与所述服务器(102、302)和所述客户端(104、312)有关的系统资源(308、316)、以及所述通信路径(106、305)；
利用至少一个过程监视器(310、314)监视所述系统资源(308、316)和所述带宽以生成与所述系统资源(308、316)和所述带宽相对应的监视数据；以及
推荐图像质量并且推荐对至少一部分所述系统资源(308、316)的分配，以用于处理三维图像数据从而形成在所述客户端(104、312)可显示的具有所述图像质量的二维图像数据，其中所述推荐图像质量和推荐对至少一部分所述系统资源(308、316)的分配至少部分地是基于所述监视数据的。
2.如权利要求1所述的方法(400)，其中所述处理三维图像数据以形成二维图像数据包括以下至少其中之一：多平面重定格式；最小强度投影，最大强度投影；以及体积再现。
3.如权利要求1所述的方法(400)，其中所述处理三维图像数据以形成二维图像数据包括以下至少其中之一：旋转、缩放、平移、对比度调整、亮度调整、以及灰度调整。
4.如权利要求3所述的方法(400)，其中所述处理三维图像数据以形成二维图像数据是响应于所述客户端(104、312)的交互而能够实时执行的。
5.如权利要求1所述的方法(400)，其中所述至少一个过程监视器(310、314)包括客户端监视器(314)和服务器端监视器(310)。
6.一种用于医学图像处理的系统(100、300)，包括：
包括服务器(102、302)处理资源并且能够存储三维图像数据的服务器(102、302)；
能够通过具有带宽的通信路径与所述服务器(102、302)进行通信的客户端(104、312)，所述客户端(104、312)包括客户端(104、312)处理资源，并且所述客户端(104、312)能够显示从所述三维图像数据形成的二维图像；
推荐提供器(306)，用于至少部分地基于所述客户端(104、312)处理资源、所述服务器(102、302)处理资源和所述带宽，在所述客户端(104、312)和所述服务器(102、302)之间提供对图像处理的分配的推荐；以及
配置控制器(318)，其能够与推荐提供器(306)相交互，并且能够至少部分地基于所述推荐，分配至少一部分所述服务器(102、302)处理资源和至少一部分所述客户端(104、312)处理资源以用于处理在所述客户端(104、312)上显示的所述图像。
7.如权利要求6所述的系统(100、300)，其中所述配置控制器(318)进一步能够控制所述图像的图像质量。
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