一种医学图像四维可视化的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种医学图像四维可视化的方法及装置，用户通过客户端将医学图像数据上传至控制模块，控制模块解析医学图像数据并将解析结果反馈至客户端，存储服务器对医学图像数据进行预处理以形成截面断层图像，处理模块根据截面断层图像在客户端提供动态的三维医学图像显示。装置包括感知模块、控制模块、通信模块和处理模块，控制模块通过互联单元与客户端通信连接，存储服务器分别与控制模块、缓存服务器通信连接，缓存服务器与控制模块通信连接，处理模块分别与存储服务器、缓存服务器以及控制模块通信连接。本发明专利技术的模块之间可快速同步，提高了数据存取性能，便于操作，扩展性强，减少了网络传输数据和客户端计算资源消耗，成本更低。

A Method and Device for Four-Dimensional Visualization of Medical Images

The invention provides a method and device for four-dimensional visualization of medical image. The user uploads medical image data to the control module through the client, the control module parses medical image data and feeds back the parsed results to the client, the storage server preprocesses medical image data to form cross-sectional tomographic image, and the processing module provides motion on the client according to cross-sectional tomographic image. Three-dimensional medical image display of state. The device includes perception module, control module, communication module and processing module. The control module communicates with the client through the interconnection unit. The storage server communicates with the control module and the cache server respectively. The cache server communicates with the control module. The processing module communicates with the storage server, the cache server and the control module respectively. The modules of the invention can be synchronized quickly, improve the data access performance, facilitate operation, have strong expansibility, reduce the consumption of network transmission data and client computing resources, and have lower cost.

【技术实现步骤摘要】
一种医学图像四维可视化的方法及装置
本专利技术涉及医疗器械领域中的图像处理方法及装置，更具体地涉及一种医学图像四维可视化的方法及装置。
技术介绍
随着计算机技术、通信技术以及医疗影像技术的快速发展，医学图像的可视化技术已经从单机模式逐渐转化为网络模式、数字化模式，而仅仅依靠传统的二维平面医学图像进行临床诊断的方式已经不能满足医生的需要，在此基础上的医学图像三维可视化技术的研究也快速开展起来。医学图像三维可视化技术能为医生提供更为客观的诊断所需的相关信息，例如，展示器官形态、血管分布及走向、病灶大小及空间位置、以及与周围其他组织或器官的关系等。这些信息可以弥补医生进行人工诊断时的局限性以及主观性，其可以使医生能够从更多角度、更多层次来观察和分析医学图像，更加直观地获得医学图像中所包含的信息，在疾病诊断、治疗中有着非常重要的作用。医学图像的三维可视化方式主要包括三种方式：(1)远程建模渲染，本地交互显示方式，其主要通过本地浏览器中的页面获取到相应交互事件以及所需渲染建模参数，再将这些数据发送到远程建模渲染端进行渲染；(2)远程建模，本地渲染交互方式，包括远程建模端和本地渲染端，与远程建模不同之处在于其不需进行数据渲染，只需要建立医学影像数据预处理产生的数据模型，本地渲染端从远程建模端得到数据模型后便可进行渲染交互；(3)本地浏览器医学图像可视化方式，其在本地浏览器上便可直接进行医学图像的可视化。目前，基于浏览器/服务器(Browser/Server，简称B/S)模式框架的医学图像三维可视化处理手段尚不多。比如，Mahmoudi提出了一种Web-Based的医学图像可视化框架，实现了一种可扩展的二维和三维医学图像可视化平台，平台内部组成相互独立，实现了图像预处理、配准、分割、可视化，但其在进行高频交互、高计算负载的可视化算法时需占用大量网络带宽。Hachaj在B/S模式框架下使用了大幅降低分辨率的方法以实现直接体绘制，虽然网络开销较低，但其总体帧率也较低，交互过程中的图像帧的清晰度较差。Wangkaoom等人使用了HTML5、JavaScript和WebGL(WebGraphicsLibrary，一种3D绘图协议)等相关技术实现高质量实时体绘制框架，但数据量较大时，数据传输和初始化时间较长，交互流畅度低。总之，临床上医学图像的可视化处理手段主要有以下几个缺点：第一、由于医学图像数据量大、计算需求高，现有技术中的图像处理装置需要使用高性能的图形工作站，因此处理的成本高、效率低，且往往需要依托于大型影像设备，处理的过程受到了时间和地点的限制；第二、现有技术中的医学图像处理系统往往需要专人进行操作，不易操作学习；第三、不同图像处理系统使用的方法差异较大，系统的维护与更新需要设备供应商委派专业的工程师前往现场完成，非常不便；第四、现有技术中的医学图像处理系统功能单一，且有着医学图像格式的限定，难以满足精准化、个体化的现代医学需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种医学图像四维可视化的方法及装置，从而解决现有技术中的医学图像处理系统不能满足现代医学中精准化、个体化的四维成像需求的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是提供一种医学图像四维可视化的方法，该方法包括以下步骤：步骤S1：用户通过若干个客户端将医学图像数据上传至一控制模块；步骤S2：通过控制模块解析医学图像数据并将解析结果反馈至客户端，同时将医学图像数据以及解析结果转移至一存储服务器；步骤S3：利用存储服务器对医学图像数据进行预处理并将形成的预处理图像发送至处理模块；步骤S4：处理模块根据预处理图像进行动态的三维图像处理，并在客户端提供医学图像动态的三维医学图像显示。根据本专利技术的一个实施例，在步骤S1中，客户端以压缩的数据及消息的形式向控制模块传递医学图像数据。根据本专利技术的一个实施例，在步骤S1中，客户端通过一互联单元向控制模块发送用户请求，控制模块接收用户请求并向客户端反馈解析结果，控制模块同时向存储服务器以及处理模块分配不同的用户请求。根据本专利技术的一个实施例，在步骤S1中，医学图像数据的类型包括：医学数字成像和通信文件、原始数据文件、统计参数图文件、神经影像信息学技术倡议文件、Interfile文件、Analyze文件、便携式网络图形文件、MINC文件、BMP文件、JPEG文件等。根据本专利技术的一个实施例，在步骤S2中，控制模块通过一中枢服务器解析医学图像数据并与客户端进行数据交互，中枢服务器通过一通信模块向存储服务器转移医学图像数据以及解析结果。根据本专利技术的一个实施例，通信模块包括彼此相互通信的第一通信子模块、第二通信子模块以及第三通信子模块，第一通信子模块通过中枢服务器与互联单元通信，存储服务器通过第三通信子模块与第一通信子模块通信，处理模块通过第二通信子模块与中枢服务器以及存储服务器通信。根据本专利技术的一个实施例，在步骤S3中，预处理的具体方法为：处理模块将医学图像数据中的三维数据分别以相互垂直的X、Y、Z三个方向制作截面断层图像，并将截面断层图像保存至存储服务器。根据本专利技术的一个实施例，在步骤S4中，处理模块通过一渲染核心子模块计算每一帧重建结果，通过一网络通信子模块负责与客户端之间的通信、消息解析以及与存储服务器之间的数据库操作，通过一逻辑管理子模块响应来自客户端的交互事件，对来自网络通信子模块的交互请求消息进行分类和排序，对错误的或重复的交互请求消息进行抛弃。根据本专利技术的一个实施例，在步骤S4中，处理模块进行动态的三维图像处理后以压缩的数据及消息的形式将处理结果传递至客户端以进行医学图像的动态显示。本专利技术还提供一种采用上述医学图像四维可视化的方法的医学图像四维可视化的装置，该装置包括：感知模块，该感知模块包括互联单元以及与互联单元通信连接的若干个客户端；控制模块，该控制模块通过互联单元与客户端通信连接以处理来自客户端的各种用户请求；通信模块，该通信模块包括彼此相互通信连接的第一通信子模块、第二通信子模块以及第三通信子模块，第一通信子模块通过控制模块与互联单元通信连接；以及处理模块，该处理模块包括存储子模块以及逻辑子模块，存储子模块包括存储服务器和缓存服务器，存储服务器通过第三通信子模块与缓存服务器通信连接；缓存服务器分别与第一通信子模块、第二通信子模块以及第三通信子模块通信连接，逻辑子模块通过第二通信子模块与存储服务器以及控制模块通信连接。根据本专利技术的一个实施例，控制模块包括相互通信连接且分别处理不同用户请求的多个控制单元。根据本专利技术的一个实施例，其中一个控制单元为中枢服务器，中枢服务器通过互联单元与客户端通信连接。根据本专利技术的一个实施例，第一通信子模块、第二通信子模块以及第三通信子模块分别设置于中枢服务器、逻辑子模块以及存储服务器中。根据本专利技术的一个实施例，控制模块的中枢服务器接收和解析客户端上传的医学影像文件并将医学影像文件与解析结果移存至存储服务器。根据本专利技术的一个实施例，医学影像文件的类型包括：医学数字成像和通信文件、原始数据文件、统计参数图文件、神经影像信息学技术倡议文件、InterFile文件、Analyze文件、便携式网络图形文件、MINC文件、BMP文件、JPEG文件等。根据本专利技术的一个实施例，逻辑子模块根据用户请本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种医学图像四维可视化的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S1：用户通过若干个客户端将医学图像数据上传至一控制模块；步骤S2：通过所述控制模块解析所述医学图像数据并将解析结果反馈至所述客户端，同时将所述医学图像数据以及所述解析结果转移至一存储服务器；步骤S3：利用所述存储服务器对所述医学图像数据进行预处理并将形成的预处理图像发送至处理模块；步骤S4：所述处理模块根据所述预处理图像进行动态的三维图像处理，并在所述客户端提供医学图像的三维动态显示。

【技术特征摘要】
1.一种医学图像四维可视化的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S1：用户通过若干个客户端将医学图像数据上传至一控制模块；步骤S2：通过所述控制模块解析所述医学图像数据并将解析结果反馈至所述客户端，同时将所述医学图像数据以及所述解析结果转移至一存储服务器；步骤S3：利用所述存储服务器对所述医学图像数据进行预处理并将形成的预处理图像发送至处理模块；步骤S4：所述处理模块根据所述预处理图像进行动态的三维图像处理，并在所述客户端提供医学图像的三维动态显示。2.根据权利要求1所述的医学图像四维可视化的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述客户端以压缩的数据及消息的形式向所述控制模块传递所述医学图像数据。3.根据权利要求1所述的医学图像四维可视化的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述客户端通过一互联单元向所述控制模块发送用户请求，所述控制模块接收所述用户请求并向所述客户端反馈所述解析结果，所述控制模块同时向所述存储服务器以及所述处理模块分配不同的所述用户请求。4.根据权利要求1所述的医学图像四维可视化的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述医学图像数据的类型包括：医学数字成像和通信文件、原始数据文件、统计参数图文件、神经影像信息学技术倡议文件、Interfile文件、Analyze文件、便携式网络图形文件、MINC文件、BMP文件、JPEG文件。5.根据权利要求1所述的医学图像四维可视化的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述控制模块通过一中枢服务器解析所述医学图像数据并与所述客户端进行数据交互，所述中枢服务器通过一通信模块向所述存储服务器转移所述医学图像数据以及所述解析结果。6.根据权利要求5所述的医学图像四维可视化的方法，其特征在于，所述通信模块包括彼此相互通信的第一通信子模块、第二通信子模块以及第三通信子模块，所述第一通信子模块通过所述中枢服务器与所述互联单元通信，所述存储服务器通过所述第三通信子模块与所述第一通信子模块通信，所述处理模块通过所述第二通信子模块与所述中枢服务器以及所述存储服务器通信。7.根据权利要求1所述的医学图像四维可视化的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述预处理的具体方法为：所述处理模块将所述医学图像数据中的三维数据分别以相互垂直的X、Y、Z三个方向制作截面断层图像，并将所述截面断层图像保存至所述存储服务器。8.根据权利要求1所述的医学图像四维可视化的方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述处理模块通过一渲染核心子模块计算每一帧重建结果，通过一网络通信子模块负责与所述客户端之间的通信、消息解析以及与所述缓存服务器之间的数据库操作，通过一逻辑管理子模块响应来自客户端的交互事件，对来自所述网络通信子模块的交互请求消息进行分类和排序，对错误的或重复的交互请求消息进行抛弃。9.根据权利要求1所述的医学图像四维可视化的方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述处理模块进行动态的三维图像处理后以压缩的数据及消息的形式将处理结果传递至所述客户端以进行医学图像的动态显示。10.一种医学图像四维可视化的装置，其特征在于，所述装置包括：感知模块，所述感知模块包括互联单元以及与所述互联单元通信连接的若干个客户端；控制模块，所述控制模块通过所述互联单元与所述客户端通信连接以处理来自所述客户端的各种用户请求；通信模块，所述通信模块包括彼此相互通信连接的第一通信子模块、第二通信子模块以及第三通信子模块，所述第一通信子模块通过所述控制模块与所述互联单元通信连接；以及处理模块，所述处理模块包括存储子模块以及逻辑子模块，所述存储子模块包括存储服务器和缓存服务器，所述存储服务...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎静，李震，邓胡川，褚倩，谢庆国，肖鹏，张智，高杰临，杨仪，
申请(专利权)人：苏州瑞派宁科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32