基于网格平台的分布式医学图像检索系统技术方案

针对医疗单位对于医学图像检索的广泛需求，设计了一种基于网格平台的分布式医学图像检索系统。用户通过网格门户向网格域管理中心提交医学图像检索请求。域管理中心将请求与资源元数据进行匹配，获取可用的医学图像专家库的网络服务标识，然后将请求分发给对应的医学图像专家库。医学图像专家库提取提交图像的形状、颜色、纹理等特征，并与库存的医学图像特征进行比对，获取与提交图像的综合相似度具有最大值的一组图像。域管理中心将各医学图像专家库返回的医学图像进行整合，并返回给用户。该系统提高了系统软硬件的利用效率，降低了医疗单位实现分布式医学图像检索需求的整体成本，为医学图像资源的广泛共享提供了有效的途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医疗信息
，具体涉及一种基于网格平台的分布式医学图像专家库的集成和基于图像内容(Content Based Image Retrieval，CBIR)的检索系统。
技术介绍
基于内容的医学图像检索(CBIR)技术是当今医疗信息
的研究热点。在一家医院内部，不同科室的医生通过长期典型图片的收集建立自己的医学图像专家库来存储针对不同疾病的典型图片及相关的背景信息。并在实际应用中通过基于内容的医学图像检索工具来搜寻特征相似的医疗图片。这些图片以具体的图像样例向医生展示了各种典型的疾病发生及发展信息，对医生在临床诊断中排除疑似干扰因素、降低误诊率有着重要意义。但由于地理位置和临床经验的限制，单独一位医生或一家医院的医学图像库不可能拥有疾病所有的特征样本。 与一般的图像检索系统相比，医学图像的检索有其特殊性，因此将针对普通图像的检索方法应用到医学图像检索系统中意义不大。美国普渡大学开发的ASSERT系统主要针对高分辨率的肺部CT进行检索。由德国亚琛大学开发的IRMA系统主要用于医学图像的分类，将输入的医学图像按照成像类型、拍摄部位等分成不同的类型，以帮助图像库的管理。国内针对医学图像检索系统的研究还处于起步阶段，迄今为止还没有检索系统能够有效应用到临床上的相关报导。能够用于辅助诊断实践中的系统必须要把检索与图像类型、涉及器官、疾病特征、医学专科知识等紧密结合起来，针对不同的疾病提取不同的特征，并且能给出临床意义上的有效评价。 网格被誉为继互联网和Web之后的第三次信息技术浪潮。它利用现有互联网的架构，把地理上广泛分布的各种资源，包括计算资源、存储资源、带宽资源、软件资源、数据资源、信息资源、知识资源等整合成一个逻辑的整体，为用户提供一体化的信息、计算、存储和访问服务，实现资源的广泛共享和协同，彻底消除资源“孤岛”。因此在网格平台上实现分布式医学图像专家库的广泛共享并借助基于内容的医学图像检索进行查询，对医疗信息技术的发展和应用有着重要意义。
技术实现思路
本专利技术针对单一节点的医学图像检索系统的不足，提出一种基于网格平台的分布式医学图像检索系统，该系统具有可靠性高、扩展性好、效率高和成本低特点。 本专利技术提供的基于网格平台的分布式医学图像检索系统，包括网格域管理中心和位于网格互联各分布结点的医疗图像专家库； 网格域管理中心用于响应用户请求，将用户请求分发给匹配的医学图像专家库进行检索，并将返回的检索的结果后提供给用户；网格域管理中心还用于对各医疗图像专家库进行管理和调度注册； 各医学图像专家库均包括本地交互模块，任务控制模块，图像分割模块，特征提取模块，相似度计算模块，结果返回模块，图像元数据库，图像数据库；医学图像专家库被封装为Web服务的形式，按照统一的接口与消息定义与域管理中心进行交互； 本地交互模块接受来自网格域管理中心的查询请求中包含的医学图片，并将图片传送给任务控制模块，并将任务控制模块返回的图片集合发送给网格域管理中心； 任务控制模块接受本地交互模块发送的图片，并将图片发送给图像分割模块；本地查询完成后，任务控制模块接受来自结果返回模块返回的图片集合，并返回给本地交互模块； 图像分割模块接受来自任务控制模块的医学图像，并根据查询的疾病类型和图像格式，采用不同的图像分割算法对医学图像进行分割，得到关注区域，并将其发送给特征提取模块； 特征提取模块接受来自图像分割模块的关注区域图像，按照疾病所关注的不同图像特征，提取关注区域的图像特征，提取完成后，特征提取模块将特征向量Y发送给相似度计算模块； 相似度计算模块接受特征提取模块发送的特征向量Y，然后从图像元数据库中读取所有库存图像的特征向量集合X，并和特征向量Y进行相似度计算；相似度计算模块从图像元数据库中获取与特征向量Y具有最大相似度的若干张图片的编号及存放位置，并发送给结果返回模块； 结果返回模块接受相似度计算模块发送的图像编号及图像位置，然后在图像数据库中进行查找，得到图片以及图片的说明信息，并将其发送给任务控制模块； 图像元数据库用于存放医学图像专家库中的全部医学图像的元数据； 图像数据库用于存储各医学图像专家库管理的所有图片，它接受结果返回模块提交的图片编号及图片位置，经查找后，向其返回对应的图片以及图片的说明信息。 上述基于网格平台的分布式医学图像检索具有以下效果及优点 (1)高可靠性 本专利技术基于网格平台实现分布式医学图像检索系统，医学图像专家库可以部署在本地或远程的服务器上，从而缓解了由于使用单一服务器所造成的资源竞争和操作延时。 (2)可扩展性强 对于新加入的医学图像库资源，系统只需向系统注册新的资源元数据，系统的其它配置无需做任何更改，较为简便地实现系统的扩展。 (3)高效率和低成本 系统可以同时部署众多的医学图像库和医学图像检索服务，打破了以往医学图像检索系统的软、硬件只能和固定的少数几种疾病和图像类型绑定的局限，从而提高了系统的利用的效率，并降低了医疗单位医学图像检索需求的整体成本。 附图说明 图1为基于网格平台的分布式医学图像检索系统互联拓补图； 图2为基于网格平台的分布式医学图像检索系统结构示意图； 图3为医学图像专家库进行图像检索的流程示意图。 具体实施例方式 下面结合附图和实例对本专利技术作进一步详细的说明。 如图1所示，本专利技术基于网格的分布式医学图像检索系统包括网格域管理中心1和位于网格互联各分布结点的医疗图像专家库2A、2B、......2N。本专利技术使用网格域管理中心1来响应用户请求，并管理和调度注册的医疗图像专家库2A、2B、......2N。医学图像专家库2A、2B、......2N由不同科室的不同医生独立创建，存放了医生收集的针对不同疾病的典型图片、图片说明信息、针对不同类型特征的特征值等。 网格用户通过网格门户(如JSP页面)提交医学图像查询请求给网格域管理中心1。网格域管理中心1将用户请求分发给匹配的医学图像专家库2进行检索。医学图像专家库2检索的结果经网格域管理中心1集成后返回给用户。 如图2所示，本专利技术基于网格平台的分布式医学图像检索系统的具体结构为 域管理中心1包括网格门户11、网格交互模块12、任务调度模块13、任务队列14、资源匹配模块15和资源元数据库16。这模块可以根据需要进行分解，部署在一台或多台服务器上。 网格门户11用来接受网格用户的请求(包括文本关键字，如查询的疾病类型、性别、年龄等；以及待检索的医学图像文件)，并将请求经过格式转换后发送给网格交互模块12；网格交互模块12在分布式查询结束后将查询的结果返回给网格门户11，并由网格门户返回给网格用户。 网格交互模块12接受网格门户11的查询请求，并将请求发送给任务调度模块13，任务调度模块13将匹配的资源信息，包括医学图像专家库2的地址及访问信息(如访问用户名/密码等)返回给网格交互模块12。网格交互模块12按照资源信息，将用户请求分发给不同的医学图像专家库2的本地交互模块21。本地交互模块21将查询得到的图片集合返回给网格交互模块12，由网格交互模块12进行整合，并返回给网格门户11。 任务调度模块13接受网格交互模块12提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于网格平台的分布式医学图像检索系统，包括网格域管理中心（１）和位于网格互联各分布结点的医疗图像专家库；网格域管理中心（１）用于响应用户请求，将用户请求分发给匹配的医学图像专家库进行检索，并将返回的检索的结果后提供给用户；网格域 管理中心（１）还用于对各医疗图像专家库进行管理和调度注册；各医学图像专家库均包括本地交互模块（２１），任务控制模块（２２），图像分割模块（２３），特征提取模块（２４），相似度计算模块（２５），结果返回模块（２６），图像元数据库（２７ ），图像数据库（２８）；医学图像专家库（２）被封装为Ｗｅｂ服务的形式，按照统一的接口与消息定义与域管理中心（１）进行交互；本地交互模块（２１）接受来自网格域管理中心（１）的查询请求中包含的医学图片，并将图片传送给任务控制模块（２２） ，并将任务控制模块（２２）返回的图片集合发送给网格域管理中心（１）；任务控制模块（２２）接受本地交互模块（２１）发送的图片，并将图片发送给图像分割模块（２３）；本地查询完成后，任务控制模块（２２）接受来自结果返回模块（２６）返回的图 片集合，并返回给本地交互模块（２１）；图像分割模块（２３）接受来自任务控制模块（２２）的医学图像，并根据查询的疾病类型和图像格式，采用不同的图像分割算法对医学图像进行分割，得到关注区域，并将其发送给特征提取模块（２４）；特征 提取模块（２４）接受来自图像分割模块（２３）的关注区域图像，按照疾病所关注的不同图像特征，提取关注区域的图像特征，提取完成后，特征提取模块（２４）将特征向量Ｙ发送给相似度计算模块（２５）；相似度计算模块（２５）接受特征提取模块（２４ ）发送的特征向量Ｙ，然后从图像元数据库（２７）中读取所有库存图像的特征向量集合Ｘ，并和特征向量Ｙ进行相似度计算；相似度计算模块（２５）从图像元数据库（２７）中获取与特征向量Ｙ具有最大相似度的若干张图片的编号及存放位置，并发送给结果返回模块（２６）；结果返回模块（２６）接受相似度计算模块（２５）发送的图像编号及图像位置，然后在图像数据库（２８）中进行查找，得到图片以及图片的说明信息，并将其发送给任务控制模块（２２）；图像元数据库（２７）用于存放医学图像专家库中的 全部医学图像的元数据；图像数据库（２８）用于存储各医学图像专家库管理的所有图片，它接受结果返回模块（２６）提交的图片编号及图片...

【技术特征摘要】
1.一种基于网格平台的分布式医学图像检索系统，包括网格域管理中心(1)和位于网格互联各分布结点的医疗图像专家库；网格域管理中心(1)用于响应用户请求，将用户请求分发给匹配的医学图像专家库进行检索，并将返回的检索的结果后提供给用户；网格域管理中心(1)还用于对各医疗图像专家库进行管理和调度注册；各医学图像专家库均包括本地交互模块(21)，任务控制模块(22)，图像分割模块(23)，特征提取模块(24)，相似度计算模块(25)，结果返回模块(26)，图像元数据库(27)，图像数据库(28)；医学图像专家库(2)被封装为Web服务的形式，按照统一的接口与消息定义与域管理中心(1)进行交互；本地交互模块(21)接受来自网格域管理中心(1)的查询请求中包含的医学图片，并将图片传送给任务控制模块(22)，并将任务控制模块(22)返回的图片集合发送给网格域管理中心(1)；任务控制模块(22)接受本地交互模块(21)发送的图片，并将图片发送给图像分割模块(23)；本地查询完成后，任务控制模块(22)接受来自结果返回模块(26)返回的图片集合，并返回给本地交互模块(21)；图像分割模块(23)接受来自任务控制模块(22)的医学图像，并根据查询的疾病类型和图像格式，采用不同的图像分割算法对医学图像进行分割，得到关注区域，并将其发送给特征提取模块(24)；特征提取模块(24)接受来自图像分割模块(23)的关注区域图像，按照疾病所关注的不同图像特征，提取关注区域的图像特征，提取完成后，特征提取模块(24)将特征向量Y发送给相似度计算模块(25)；相似度计算模块(25)接受特征提取模块(24)发送的特征向量Y，然后从图像元数据库(27)中读取所有库存图像的特征向量集合X，并和特征向量Y进行相似度计算；相似度计算模块(25)从图像元数据库(27)中获取与特征向量Y具有最大相似度的若干张图片的编号及存放位置，并发送给结果返回模块(26)；结果返回模块(26)接受相似度计算模块(25)发送的图像编号及图像位置，然后在图像数据库(28)中进行查找，得到图片以及图片的说明信息，并将其发送给任务控制模块(22)；图像元数据库(27)用于存放医学图像专家库中的全部医学图像的元数据；图像数据库(28)用于存储各医学图像专家库管理的所有图片，它接受结果返回模块(26)提交的图片编号及图片位置，经查找后，向其返回对应的图片以及图片的说明信息。2.根据权利要求1所述的分布式医学...

【专利技术属性】
技术研发人员：金海，章勤，郑然，孙傲冰，史英杰，杨文，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]