专利名称：医学ct图像诊断辅助系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种医学诊断辅助系统，尤其涉及一种医学CT图像诊断辅助系统，该 系统配合医用观片灯一起使用，是一种辅助医生进行医学CT图像阅片诊断的实用工具，属 于医学图像的计算机辅助观察分析应用技术领域。
背景技术：
CT机(X线计算机横断层扫描机)是人类文明史上最重要的发明之一，由于它对科 学的重大贡献而获得诺贝尔奖。目前，CT机已广泛用于医院的临床诊断，CT图像蕴含了丰 富的信息，是医学诊断、科研、教学等最重要的影像资料之一。通过研究发现，医生对病人的 疾病诊断往往是通过多年的临床经验来进行的，这包括阅读CT片在内的诊断，但医生个人 的临床经验又是很有限的，所以隐藏在病例数据中的经验知识对帮助医生进行疾病诊断有 着显著的意义。然而，如何从这些病例数据中提取出有用的经验知识是个难题，因为原始病 例数据包括了病人的上百种属性，即便是极具临床经验的医生也很难从这样纷繁复杂的医 疗数据中分析出什么知识来。医学CT图像处理技术在医学上的应用十分广泛，很多用于CT 图像辅助诊断技术已经广泛的应用在了医学临床上。在国际上，德国肿瘤研究中心GCRC开 发的医学影像交互平台和由美国宾州大学放射系医学图像处理小组开发的3DVIEWNIX系 统，提供了医学图像预处理、二维和三维可视化、图像分析等功能。我国是从上个世纪开始 进行医学图像处理技术的研究工作，国内主要有沈阳东软与飞利浦合资，深圳迈科特与西 门子合资从事诊断设备硬件制造和软件处理系统开发，以上这些厂家所做的系统虽然已经 达到了临床使用的目的，但价格很高且系统在图像的清晰显示、病灶定位、三维可视化等方 面还有待完善。现阶段观察医学CT图像打印胶片主要还是利用传统的医用观片灯。医学 CT图片的诊断质量，在很大的程度上取决于观片灯的亮度和胶片的质量，然而就是这种条 件的细微变化，会影响到胶片细节的可见性和对比度。目前的国内很多观片灯和CT图像打 印胶片的质量还不十分理想，这就会影响到临床医生利用医用观片灯进行CT图像的诊断， 因此医学CT图像的数字化处理和存储，成为医学临床上一个亟待解决的课题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种医学CT图像诊断辅助系统，它利 用600MHz的数字图像处理DSP芯片在图像处理方面强大功能并将其与PC机结合起来搭建 一个小型CT图像处理硬件系统。该系统可以实时对常用医学CT图片中的图像内容通过视 频采集模块采集到DSP芯片中并可以对采集到图像数据实时性的进行各种有利于病情诊 断的图像处理，如医学CT图像边缘检测，插值，配准等基本操作。该系统可以帮助临床医生 进行包括阅读CT片在内的一些辅助诊断，以提高诊断的速度和精度。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是医学CT图像诊断辅助系统，它是基 于DSP数字图像处理装置在图像处理方面强大功能并将其与PC机结合起来搭建起一个小 型医学CT图像实时处理的硬件系统。它包括摄像头、DSP数字图像处理装置、JTAG仿真器、PC机。摄像头与DSP数字图像处理装置通过视频信号接口与视频解码器用数据线连接，DSP 数字图像处理装置与PC机通过以太网收发器和RJ-45标准以太网接口通过网口用网线连 接，DSP数字图像处理装置通过JTAG仿真器接口与JTAG仿真器用JTAG线连接，JTAG仿真 器与PC机通过USB 口用数据线连接。所述DSP数字图像处理装置是在印刷电路板上安装有 DSP中央处理器芯片TMS320DM642，在端口 I2C和VPl上连接视频解码器A/D芯片TVP5150， 视频解码器与印刷电路板上视频信号接口连接，在端口 I2C和VPO连接视频编码器D/A芯片 SAA7104，在EMAC端口连接以太网收发器，以太网收发器连接印刷电路板上RJ-45标准以太 网接口，在端口 JTAG连接印刷电路板上JTAG仿真器接口，在端口 EMIF同时连接有同步动 态存储器SDRAM(32M)和自启动功能寄存器FLASH(32M)，在端口 DVDD和CVDD连接有3. 3v 和1. 4v电源管理器。系统工作原理是摄像头用于摄取医生感兴趣的区域图像并将视频 信号传输到视频解码器，每路信号经过视频解码器芯片A/D转换芯片TVP5150解码成数字 并行信号BT656码流送到TMS320DM642芯片的视频接口。TMS320DM642芯片对视频接口输 入的BT656码流进行解码得到区域图象，并且自动通过EMIF传输到同步动态存储器SDRAM 中存储。TMS320DM642芯片的CPU通过访问同步动态存储器SDRAM中的图象，对其进行数 字图像算法处理后送输出到SDRAM缓冲区。TMS320DM642芯片的视频输出接口自动通过 EMIF端口从SDRAM中的输出缓冲区取得数据后形成BT656码流送出视频编码器。视频编码 器D/A转换芯片SAA7104接收输出的BT656码流经处理并转换成数据视频信号，本系统中 的同步动态存储器SDRAM用来存放系统运行时的代码以及临时图像数据，自启动功能寄存 器FLASH用来保存系统自启动代码以及系统程序代码，以太网收发器的作用是将经过处理 的图像数据信号通过网线传输到PC机中，这样医生可以在进行医学CT图像诊断时，直接在 PC机上利用IE浏览器观看到经过处理后的图像。DSP图像处理装置通过仿真器和以太网 口连接PC机以实现主机与系统之间的数据通信，通过仿真器可以对数字图像处理装置DSP 芯片的片内和片外资源进行全透明的访问，同时可以通过它向数字图像处理装置DSP芯片 加载程序。医生可以在进行医学CT图像诊断时，直接在PC机上利用IE浏览器观看到经过 处理后的图像并通过仿真器向DSP数字图像处理装置发送命令。本系统现阶段可以实现的 功能为医学CT图像预处理以及医学CT图像的插值等一些基本的医学图像处理算法。医学 CT图像预处理主要为医师提供经过处理的较清晰图像，从而方便医师对疾病的诊断。而图 像边缘检测是医学图像预处理的关键技术之一，目的是在有噪声背景的图像中确定出目标 物，它是所有医学图像预处理中最关键的部分，本产品可以实现对医学CT图像待处理区域 实时的进行边缘检测处理，使处理后CT图像区域的轮廓边缘线可以完整清晰的显示在医 生面前。医学CT图像的插值处理，对医生的临床诊断也是非常重要，通过对图像的插值放 大，医生可以得到组织轮廓更加清晰的无损图像，便于医生做出更准确的诊断，另外插值处 理在医学图像的三维重建中也起到非常重要的作用。最后医生可以将经过处理的CT图像 直接存储到PC机中，以供后续诊断使用。本系统的扩展性极强，可以进行各种医学图像处 理算法设计与实现，将来会出现更多适用于医学CT图像处理的功能，将有助于新的诊疗方 法的推广和使用，并可大大提高现代医学诊断、治疗的效率及水平。本发明经过改造后也将 适用于X光胶片和核磁影像胶片等医学图像的诊断中，对CT图像进行区域插值放大，便于 更好的观察图像细节部分，使用不同的算法还可以实现图像边缘检测等其他功能，医生可 以按需要只选择部分功能。
本发明的有益效果是摄像头对准CT观片灯中医学CT胶片的感兴趣的区域，然 后将数据通过数据线传到DSP数字图像处理装置中，DSP数字图像处理装置对图像数据进 行A/D和D/A转换，并在此过程中对读入的图像区域进行插值放大算法处理，最终以其强大 的网络功能通过网线将视频信号送到PC机中以便于医生在电脑中实时观察和存储经过处 理后的图像，从而达到辅助诊断的目的。本系统包含一套比较简单的图像处理软件算法以 及完善的硬件系统，以辅助临床医生更简捷，准确的进行包括阅读CT片在内的基础临床诊 断。此外，该医学CT图像诊断辅助系统还可以作为模拟器来对医生进行业务培训，且本系 统的扩展性极强，可以进行各种医学图像处理算法移植与实现，特别适用于医学相关系统 的研究和开发，将有助于新的诊疗方法的推广和使用，并可大大提高现代医学诊断、治疗的 效率及水平。本产品也很容易扩展到工业CT图像，如CT探伤图像等，也可以做相应的处理， 在产品检测等方面发挥积极的作用。该系统具有使用快捷方便、成本低等特点，有推广应用 和进一步开发研究的前景。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明图1是本发明医学CT图像诊断辅助系统的结构框图。图2是图1的DSP数字图像处理装置内部结构框图。图3是图1的工作过程框图。图中标号1、DSP数字图像处理装置2、摄像头3、JTAG仿真器4、PC 机
具体实施例方式请参阅图1，图2，一种医学CT图像诊断辅助系统.它是基于DSP数字图像处理装 置(1)在图像处理方面强大功能并将其与PC机(4)结合起来搭建起一个小型医学CT图像 实时处理的硬件系统。它包括摄像头(2)、DSP数字图像处理装置(1)、JTAG仿真器(3)、PC 机(4)。摄像头(2)与DSP数字图像处理装置(1)通过视频信号接口与视频解码器用数据 线连接，DSP数字图像处理装置(1)与PC机(4)通过以太网收发器和RJ-45标准以太网接 口通过网口用网线连接，DSP数字图像处理装(1)置通过JTAG仿真器接口与JTAG仿真器 (3)用JTAG线连接，JTAG仿真器(3)与PC机(4)通过USB 口用数据线连接。所述DSP数 字图像处理装置(1)是在印刷电路板上安装有DSP中央处理器芯片TMS320DM642，在端口 I2C和VPl上连接视频解码器A/D芯片TVP5150，视频解码器与印刷电路板上视频信号接口 连接，在端口 I2C和VPO连接视频编码器D/A芯片SAA7104，在EMAC端口连接以太网收发 器，以太网收发器连接印刷电路板上RJ-45标准以太网接口，在端口 JTAG连接印刷电路板 上JTAG仿真器接口，在端口 EMIF同时连接有同步动态存储器SDRAM(32M)和自启动功能寄 存器FLASH (32M)，在端口 DVDD和CVDD连接有3. 3v和1. 4v电源管理器。请参阅图3，医学CT图像诊断辅助系统的工作过程为(1)医生首先将摄像头(2)对准观片灯上CT胶片中感兴趣的图像区域；(2)给数字图像处理装置(1)上电，打开摄像头(2)开始摄取需要处理的区域图
5像，并将数据传输到与摄像头(2)相连的数字图像处理装置(1)中；(3)数字图像处理装置(1)对提取的图像进行插值放大算法处理，具体步骤说明 如下(3. 1)视频解码器将采集到的待处理视频信号解码成数字信号并送到数字图像处 理器DSP芯片的视频端口 ；(3. 2)TMS320DM642芯片的视频接口(输入)解码数字信号，得到区域图像，并且自 动通过EMIF传输到SDRAM存储器中存储；(3. 3) TMS320DM642芯片的DM642的CPU通过访问SDRAM中的图像，对其进行插值 放大算法处理后送输出缓冲区(在SDRAM中)；(3. 4) TMS320DM642芯片的视频接口(输出)自动通过EMIF从SDRAM存储器中的 输出缓冲区取得数据后形成BT656码流送出；(3. 5)视频编码器接收到输出的BT656码流，转换成数据视频信号；(3. 6)以太网收发器将编码输出的数据视频信号利用其强大的网络功能通过网线 实时同步传输到PC机⑷中；(4)医生在PC机(4)的显示器中利用IE浏览器直接观察经过插值放大算法处理 后实时传输过来的放大后的视频图像，并在此基础上进行基于CT图像的诊断；(5)诊断完毕后，医生可以根据实际需要决定是否存储当前图像，如需存储则可直 接利用JTAG仿真器(3)对数字图像处理装置(1)发送命令保存当前图像，最后关闭数字图 像处理装置(1)的电源，结束本次工作。
权利要求
一种医学CT图像诊断辅助系统；其特征在于基于DSP数字图像处理装置(1)在图像处理方面强大功能并将其与PC机(4)结合起来搭建起一个小型医学CT图像实时处理的硬件系统。
2.根据权利要求1所述的医学CT图像诊断辅助系统，其特征在于它包括摄像头(2)、 DSP数字图像处理装置(1)、JTAG仿真器(3)、PC机(4)；摄像头(2)与DSP数字图像处理装 置(1)通过视频信号接口与视频解码器用数据线联接，DSP数字图像处理装置(1)与PC机 (4)通过以太网收发器和RJ-45标准以太网接口通过网口用数据线连接，DSP数字图像处理 装⑴置通过JTAG仿真器接口与JTAG仿真器(3)用JTAG线连接，JTAG仿真器(3)与PC 机(4)通过USB 口用数据线联接。
3.根据权利要求1所述的医学CT图像诊断辅助系统，其特征在于所述DSP数字图像 处理装置(1)是在印刷电路板上安装有DSP中央处理器芯片TMS320DM642，在端口 I2C和 VPl上连接视频解码器A/D芯片TVP5150，视频解码器与印刷电路板上视频信号接口连接， 在端口 I2C和VPO连接视频编码器D/A芯片SAA7104，在EMAC端口连接以太网收发器，以太 网收发器连接印刷电路板上RJ-45标准以太网接口，在端口 JTAG连接印刷电路板上JTAG 仿真器接口，在端口 EMIF同时联接有同步动态存储器SDRAM(32M)和自启动功能寄存器 FLASH (32M)，在端口 DVDD和CVDD连接有3. 3v和1. 4ν电源管理器。
全文摘要
本发明公开了一种医学CT图像诊断辅助系统；该技术利用DSP芯片在图像处理方面强大功能并将其与PC机结合起来搭建一个小型CT图像处理硬件系统，可以实时的对医学CT图片中的图像内容通过视频采集模块采集到DSP芯片中并对采集到的图像数据进行各种有利于医生病情诊断的图像处理过程，如医学CT图像边缘检测，插值等基本操作；采用TI公司的TMS320DM642芯片为系统核心，视频采集模块由高分辨率摄像头和TVP5150视频解码芯片构成，视频输出模块由SAA7104视频编码芯片构成，最后通过仿真器和以太网收发器连接PC机以实现主机与系统的数据通信；本发明可大大提高现代医学诊断、治疗的效率和水平，制作成本低，可批量生产，应用前景广阔。
文档编号A61B6/03GK101904749SQ200910072248
公开日2010年12月8日 申请日期2009年6月5日 优先权日2009年6月5日
发明者何鹏, 张裕, 徐春伟, 房汉雄, 王娜, 董亮 申请人:齐齐哈尔大学