一种ct设备的云端虚拟机控制系统及方法
【专利摘要】一种CT设备的云端虚拟机控制系统及方法，属于医疗技术领域。包括：具有医学图像数据采集模块、医学图像数据同步服务模块、本地校验网络模块和医学图像数据远程传输模块的本地服务器，以及具有云计算管理平台模块、医学图像数据处理模块和远程监控网络模块的云服务器。采集CT设备的原始医学图像投影数据，并进行坏点、offset校正处理；对处理后的医学图像数据进行完整性校验；经过完整性校验的医学图像数据写入医学图像数据同步服务模块中，并通过医学图像数据远程传输模块传至云端服务器及医生本地控制端供医生工作人员进行本地数据监控；在云端服务器中进行医学图像数据的预处理、断层图像重建、后处理和三维重建；本发明可以节省空间并且减少开支。
【专利说明】
一种CT设备的云端虚拟机控制系统及方法
所属技术领域
[0001]本发明属于医疗技术领域，特别涉及一种CT设备的云端虚拟机控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]传统CT设备的结构为:CT设备扫描系统，由X线管、探测器和扫描架组成;CT设备计算机系统，将CT设备扫描系统扫描收集到的信息数据进行贮存，并对信息数据进行运算处理，重建出人体组织的断层图像;CT设备图像显示和存储系统，将经CT设备计算机系统处理、重建的图像进行存储并显示在电视屏上或用多幅照相机或激光照相机将图像摄下。
[0003]由于CT设备的不断更新，CT设备会产生海量的医学原始数据，而海量数据在CT设备计算机系统中进行重建，会使得重建的速度变慢，这样就会延误医生对病人的诊断，从而加剧了病人的病情。而处理、重建后的数据都会存储在CT设备图像显示和存储系统，这样又会对CT设备图像显示和存储系统的要求越来越高，导致费用的大量增加。并且传统的CT设备会占用很大的空间，这会给CT设备的安装、维护带来很大的麻烦。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的不足，本发明提出一种CT设备的云端虚拟机控制系统及方法。
[0005]本发明的技术方案是这样实现的:
[0006]一种CT设备的云端虚拟机控制系统，用来替换现有CT设备中的CT设备计算机系统和CT设备图像显示和存储系统，该系统包括:本地服务器和云端服务器；
[0007 ]所述本地服务器，包括医学图像数据采集模块、医学图像数据同步服务模块、本地校验网络模块和医学图像数据远程传输模块；
[0008]所述云服务器包括云计算管理平台模块、医学图像数据处理模块和远程监控网络丰旲块;
[0009]所述医学图像数据采集模块，用于从探测器接收原始医学图像数据;对从探测器接收的原始医学图像数据进行坏点、Offset校正处理并将处理后的医学图像数据传至本地服务器的医学图像数据同步服务模块；
[0010]所述医学图像数据同步服务模块:从医学图像数据采集模块接收处理后的医学图像数据，并同时将该医学图像数据分别传至医学图像数据远程传输模块和本地校验网络模块;接收经本地校验网络模块校验后的医学图像数据，同时判断网络是否正常，网络正常则将该图像数据通过医学图像数据远程传输模块向云端服务器的云计算管理平台模块进行传送，网络不正常则将该医学图像数据缓存在医学图像数据同步服务模块消息队列中，待网络通讯恢复正常时，将缓存在医学图像数据同步服务模块消息队列中的医学图像数据继续通过医学图像数据远程传输模块向云端服务器的云计算管理平台模块进行传送；
[0011]所述本地校验网络模块，用于对从本地服务器的医学图像数据同步服务模块接收的医学图像数据进行完整性校验，并将通过完整性校验的医学图像数据传回本地服务器的医学图像数据同步服务模块，且同时传至医生本地控制端供医生工作人员进行本地数据监控；
[0012]所述医学图像数据远程传输模块:接收本地服务器的医学图像数据同步服务模块传送的经校验后的医学图像数据，同时判断网络通讯是否正常，网络通讯正常则向云计算管理平台模块传送该医学图像数据，网络通讯不正常则放弃传送该医学图像数据，待网络通讯恢复正常后，继续向云端服务器的云计算管理平台模块传送医学图像数据；
[0013]所述云计算管理平台模块，用于创建云端虚拟平台进行云端虚拟计算，接收并存储本地服务器的医学图像数据远程传输模块传送的医学图像数据，并将该数据传至云端服务器中的医学图像数据处理模块；
[0014]所述医学图像数据处理模块，用于对从云端服务器中接收的医学图像数据进行医学图像数据的预处理、断层图像重建、后处理和三维重建，并将处理后的医学图像数据传至云端服务器中的远程监控网络模块；
[0015]所述远程监控网络模块:接收经医学图像数据处理模块处理后的医学图像数据并同时将该医学图像数据存储在HBase数据库中；响应医生远程控制端的请求，将接收的医学图像数据传至医生远程控制端供医生工作人员进行远程数据管理。
[0016]采用所述CT设备的云端虚拟机控制系统的CT设备的云端虚拟机控制方法，包括如下步骤:
[0017]步骤1:采集CT设备的原始医学图像投影数据；
[0018]所述原始医学图像投影数据是指未经坏点、offset校正的CT设备扫描端采集的原始医学图像数据；
[0019]步骤2:对原始医学图像数据进行坏点、offset校正处理；
[0020]步骤3:将经坏点、offset校正处理后的医学图像数据写入本地服务器的医学图像数据同步服务模块的消息队列中；
[0021]步骤4:对医学图像数据同步服务模块消息队列中的医学图像数据进行完整性校验，并将经过完整性校验的医学图像数据写入医学图像数据同步服务模块的消息队列中，且同时传至医生本地控制端供医生工作人员进行本地数据监控；
[0022]步骤5:将医学图像数据同步服务模块消息队列中的医学图像数据传送至本地服务器的医学图像数据远程传输模块；
[0023]步骤6:将本地服务器的医学图像数据远程传输模块中的医学图像数据传至云端服务器；
[0024]步骤6.1:判断网络通讯是否正常，正常，则执行步骤6.2，不正常，则继续执行步骤6.1；
[0025]步骤6.2:将本地服务器的医学图像数据远程传输模块中医学图像数据传至云计算管理平台模块的云端虚拟平台中；
[0026]步骤7:将云计算管理平台模块中的医学图像数据传至云端服务器的医学图像数据处理模块中，以进行医学图像数据的预处理、断层图像重建、后处理和三维重建；
[0027]步骤8:将经医学图像数据处理模块处理后的医学图像数据存储在HBase数据库中；
[0028]步骤9:响应医生远程控制端的请求，将医学图像数据传送至医生远程控制端，供医生工作人员进行远程数据管理。
[0029]本发明的有益效果是:本发明CT设备的云端虚拟机控制系统及方法与现有技术相比较有以下优势:
[0030]I)采用云端服务器可以快速的处理高分辨率高质量的图像数据，从而快速的进行医学图像的重建；
[0031]2)采用云端服务器可以将扫描完毕的CT设备的图像都永久存储在存储器中，节约了成本并且避免浪费资源；
[0032]3)便于医生远程控制，实现了医生可以随时随地对CT设备产生的图像进行浏览、分析、诊断、讨论和展示并且多位专家可以共同的对疾病进行诊断，提高了诊断的准确率和速度；
[0033]4)采用CT设备的云端虚拟机控制系统可以节省空间并且减少开支。
【附图说明】
[0034]图1为本发明一种实施方式的CT设备的云端虚拟机控制系统与CT设备扫描系统的结构关系不意图；
[0035]图2为本发明一种实施方式的CT设备的云端虚拟机控制系统结构示意图；
[0036]图3为本发明一种实施方式的CT设备的云端虚拟机控制系统的方法流程图。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0038]在本实施方式中将CT设备扫描系统中的X线管和探测器视作本地数据采集装置。本地数据采集装置中，包括型号为156CT-103MS的X射线球管和光子计数型探测器。光子计数型探测器采用的是ASI(Amsterdam Scientific Instrument Company，阿姆斯特丹科学仪器有限公司)研发的第三代Tim印ix多能探测器；156CT-103MS型号的X射线球管的输出端与ASI研发的第三代Tim印ix光子计数型探测器的输入端相连。
[0039]本实施方式设计的CT设备的云端虚拟机控制系统，如图1所示，用来替换现有CT设备中的CT设备计算机系统和CT设备图像显示和存储系统，该系统如图2所示包括:本地服务器和云端服务器。
[0040]本实施方式中本地服务器包括基于C++语言开发的医学图像数据采集模块、支持高级消息队列的医学图像数据同步服务模块、可响应Chrome浏览器请求访问的本地校验网络模块、基于C++语言开发的医学图像数据远程传输模块、版本为SQL Server 2012的关系型数据库。本实施方式中的医学图像数据同步服务模块是利用Kafka实现的。
[0041]本实施方式的云服务器中的云计算管理平台模块是由5台操作系统均为Linux的服务器组成的支持分布式系统数据同步服务的OpenStack、医学图像数据处理模块是通过由2台操作系统均Windows Server R2的服务器组成的支持灵活创造的三维表面和有限元模型为最优的可视化和模拟化的Amira软件实现的、版本为SQL Server 2012的关系型数据库、可存储海量数据的非关系型分布式HBase数据库、可响应Chrome浏览器请求访问的远程监视网络模块。
[0042]本实施方式中型号为156CT-103MS的X射线球管用于产生一组kVp的射线，一组KVp的射线是一组不同能量的X射线;ASI研发的第三代Timepix光子计数型探测器用于设置多个阈值来获得不同能段的投影数据，并接收X射线球管产生的X射线，将投影数据传至本地服务器的数据采集模块;所述投影数据是CT设备扫描的原始医学图像数据。
[0043]本实施方式中的医学图像数据采集模块对从光子计数型探测器接收的原始医学图像数据进行坏点校正处理、Offset校正处理并将处理后的医学图像数据传至本地服务器的Kafkaο
[0044]本实施方式中采用的Kafka，是一种高吞吐量的分布式发布订阅消息系统，用于在分布式系统中存储转发消息;接收从医学图像数据采集模块传送的医学图像数据，并同时将该医学图像数据分别传至医学图像数据远程传输模块和本地校验网络模块;接收从本地校验网络模块传送的经校正后的医学图像数据，同时判断网络是否正常，网络正常则将该图像数据通过医学图像数据远程传输模块向云端服务器的OpenStack进行传送，网络不正常则将该医学图像数据缓存在Kafka消息队列中，待网络通讯恢复正常时，将缓存在Kafka消息队列中的医学图像数据继续通过医学图像数据远程传输模块向云端服务器的OpenStack进行传送。
[0045]本实施方式的本地校验网络模块可以对从本地服务器的Kafka接收的医学图像数据进行完整性校验，并将通过完整性校验的医学图像数据传回本地服务器的Kafka，且同时传至医生本地控制端供医生工作人员进行本地数据监控，即如果医学图像数据在传输过程中有丢失或者误码或者被篡改时，医生本地控制端可以控制医学图像数据的重新传输；同时将通过完整性校验的医学图像数据存储在本地的关系型数据库SQL Server 2012中；并且可以响应Chrome浏览器请求访问，根据请求读取本地关系型数据库以获取医学图像数据，与从本地服务器的Kafka接收的医学图像数据一起以网页形式供医生工作人员进行本地校验。
[0046]本实施方式的医学图像数据远程传输模块，接受本地服务器的Kafka传送的经校验后的医学图像数据，同时判断网络通讯是否正常，网络通讯正常则基于OpenStack平台向OpenStack传送医学图像数据，网络通讯不正常则放弃传送医学图像数据，待网络通讯恢复正常后，继续向云端服务的OpenStack传送医学图像数据;OpenStack是一个实施简单、可大规模扩展、标准统一的云计算管理平台，用于创建云端虚拟平台进行云端虚拟计算和存储；医学图像数据远程传输模块能够自动处理将医学图像数据传输到OpenStack过程中的网络异常情况，当网络连接恢复正常后，医学图像数据远程传输模块能自动重新与OpenStack建立连接。
[0047]本实施方式中的OpenStack，用于接收本地服务器的Kafka传送的经过完整性校验后的医学图像数据，并将该医学图像数据传至云端服务器中的Amira。
[0048]本实施方式中云端服务器的Amira是自动和交互式分割和建模工具，支持对医学图像数据的预处理、断层图像重建、后处理和三维重建最优的可视化和模拟。用于接收云端服务器中的医学图像数据进行医学图像数据的预处理、断层图像重建、后处理和三维重建，并将处理后的医学图像数据传至云端服务器中的远程监控网络模块；
[0049]本实施方式中的远程监控网络模块:可响应Chrome浏览器请求访问，接收经Amira处理后的医学图像数据并同时将该医学图像数据存储在HBase数据库中；响应医生远程控制端的请求，将接收的医学图像数据传至远程终端供医生工作人员进行远程数据管理，实现对医学图像数据的查看、接收和编辑;HBase数据库是基于支持数据密集型分布式应用的开源软件框架Hadoop构建的，是一种非关系型数据库，医生工作人员可以通过远程监视网络模块来访问HBase数据库中的处理后的医学图像数据。
[0050]本实施方式中医生远程控制端:包括医生工作人员远程监视；医生工作人员远程控制是指医生工作人员在远程通过Chrome浏览器登录云端服务器的远程控制网站来对CT设备云端虚拟机控制系统进行控制，并对处理后的医学图像数据进行研究，实现对病灶的诊断。
[0051 ]采用本实施方式的CT设备云端虚拟机控制系统的CT设备的云端虚拟机控制方法，如图3所示，包括如下步骤:
[0052]步骤1:采集CT设备的原始医学图像投影数据；
[0053]所述原始医学图像投影数据是指未经坏点、offset校正的CT设备扫描端采集的原始医学图像数据；
[0054]步骤2:对原始医学图像数据进行坏点校正处理、offset校正处理；
[0055]步骤3:将经坏点、offset校正处理后的医学图像数据写入本地服务器的Kafka消息队列中；
[0056]步骤4:对本地服务器的Kaf ka消息队列中的医学图像数据进行完整性校验，并将该医学图像数据写入本地服务器的Kafka消息队列中；
[0057]所述医学图像数据是指经过完整性校验后的医学图像数据；
[0058]步骤5:将本地服务器的Kafka消息队列中的医学图像数据传送至本地服务器的医学图像数据远程传输模块；
[0059]步骤6:将本地服务器的医学图像数据远程传输模块中医学图像数据传至云端服务器；
[0060]步骤6.1:判断网络通讯是否正常，正常，则执行步骤6.2，不正常，则继续执行步骤6.1；
[0061]步骤6.2:将本地服务器的医学图像数据远程传输模块中医学图像数据传至云端服务器的OpenStack云端平台中；
[0062]步骤7:将云端服务器的OpenStack中医学图像数据传至云端服务器的Amira中，以进行医学图像数据的预处理、断层图像重建、后处理和三维重建；
[0063]步骤8:将经Amira处理后的医学图像数据存储在HBase数据库中；
[0064]步骤9:响应医生远程控制端的请求，将医学图像数据传送至医生远程控制端，供医生工作人员进行远程控制。
【主权项】
1.一种CT设备的云端虚拟机控制系统，用来替换现有CT设备中的CT设备计算机系统和CT设备图像显示和存储系统，其特征在于:该系统包括:本地服务器和云端服务器； 所述本地服务器，包括医学图像数据采集模块、医学图像数据同步服务模块、本地校验网络模块和医学图像数据远程传输模块； 所述云服务器包括云计算管理平台模块、医学图像数据处理模块和远程监控网络模块； 所述医学图像数据采集模块，用于从探测器接收原始医学图像数据;对从探测器接收的原始医学图像数据进行坏点、Offset校正处理并将处理后的医学图像数据传至本地服务器的医学图像数据同步服务模块； 所述医学图像数据同步服务模块:从医学图像数据采集模块接收处理后的医学图像数据，并同时将该医学图像数据分别传至医学图像数据远程传输模块和本地校验网络模块；接收经本地校验网络模块校验后的医学图像数据，同时判断网络是否正常，网络正常则将该图像数据通过医学图像数据远程传输模块向云端服务器的云计算管理平台模块进行传送，网络不正常则将该医学图像数据缓存在医学图像数据同步服务模块消息队列中，待网络通讯恢复正常时，将缓存在医学图像数据同步服务模块消息队列中的医学图像数据继续通过医学图像数据远程传输模块向云端服务器的云计算管理平台模块进行传送； 所述本地校验网络模块，用于对从本地服务器的医学图像数据同步服务模块接收的医学图像数据进行完整性校验，并将通过完整性校验的医学图像数据传回本地服务器的医学图像数据同步服务模块，且同时传至医生本地控制端供医生工作人员进行本地数据监控；所述医学图像数据远程传输模块:接收本地服务器的医学图像数据同步服务模块传送的经校验后的医学图像数据，同时判断网络通讯是否正常，网络通讯正常则向云计算管理平台模块传送该医学图像数据，网络通讯不正常则放弃传送该医学图像数据，待网络通讯恢复正常后，继续向云端服务器的云计算管理平台模块传送医学图像数据； 所述云计算管理平台模块，用于创建云端虚拟平台进行云端虚拟计算，接收并存储本地服务器的医学图像数据远程传输模块传送的医学图像数据，并将该数据传至云端服务器中的医学图像数据处理模块； 所述医学图像数据处理模块，用于对从云端服务器中接收的医学图像数据进行医学图像数据的预处理、断层图像重建、后处理和三维重建，并将处理后的医学图像数据传至云端服务器中的远程监控网络模块； 所述远程监控网络模块:接收经医学图像数据处理模块处理后的医学图像数据并同时将该医学图像数据存储在HBase数据库中；响应医生远程控制端的请求，将接收的医学图像数据传至医生远程控制端供医生工作人员进行远程数据管理。2.采用权利要求1所述CT设备的云端虚拟机控制系统的CT设备的云端虚拟机控制方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤1:采集CT设备的原始医学图像投影数据； 所述原始医学图像投影数据是指未经坏点、offset校正的CT设备扫描端采集的原始医学图像数据； 步骤2:对原始医学图像数据进行坏点、of f set校正处理； 步骤3:将经坏点、offset校正处理后的医学图像数据写入本地服务器的医学图像数据同步服务模块消息队列中； 步骤4:对医学图像数据同步服务模块消息队列中的医学图像数据进行完整性校验，并将经过完整性校验的医学图像数据写入医学图像数据同步服务模块消息队列中，且同时传至医生本地控制端供医生工作人员进行本地数据监控； 步骤5:将医学图像数据同步服务模块消息队列中的医学图像数据传送至本地服务器的医学图像数据远程传输模块； 步骤6:将本地服务器的医学图像数据远程传输模块中的医学图像数据传至云端服务器； 步骤6.1:判断网络通讯是否正常，正常，则执行步骤6.2，不正常，则继续执行步骤6.1;步骤6.2:将本地服务器的医学图像数据远程传输模块中医学图像数据传至云计算管理平台模块的云端虚拟平台中； 步骤7:将云计算管理平台模块中的医学图像数据传至云端服务器的医学图像数据处理模块中，以进行医学图像数据的预处理、断层图像重建、后处理和三维重建； 步骤8:将经医学图像数据处理模块处理后的医学图像数据存储在HBase数据库中； 步骤9:响应医生远程控制端的请求，将医学图像数据传送至医生远程控制端，供医生工作人员进行远程数据管理。
【文档编号】H04L29/08GK105872046SQ201610191846
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】孝大宇, 赵伟, 杨金亮, 魏子翔, 杨超然, 滕月阳, 李宏, 康雁
【申请人】东北大学