[发明专利]一种动态医学图像显示与处理软件系统

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域。 

背景技术

在动态X射线机中需要配有一套医学实时动态成像系统，以便对采集到的动态图像做实时处理与实时回显。目前市面上的动态影像系统很多，但由于动态图像处理需要很高的处理效率和显示效率，故现有系统即使是简单的实时几何变换也无法实现。 

发明内容

本发明目的在于提供一种适用于C型臂高频手术X射线机的动态影像系统。本发明利用常见的个人电脑实现所有功能，整个影像系统实现完全数字化，即将相机硬件与成像处理系统完全分离，该系统可以适用于任何类型型号的相机。 

本发明采取的技术方案是：为不同的相机编写对应采集模块，由该模块控制相机和采集图像，作为系统的数据源，采集到的数据经由一定的方式进入个人电脑中，交由个人电脑进行处理。由于动态影像系统对效率的敏感性，采用最新的计算机并行运算技术实现图像的高速处理，处理后的图像经由计算机显卡输出，实现图像的回显。同样由于动态影像系统的效率敏感性，采用最新的计算机高级图形技术实现动态图像的高速显示。 

本发明的有益效果是：该系统成本低廉，除相机外无需其他的专用图像设备，个人电脑采用市场上常用的配件组装而成，大大降低了系统的成本；且该系统具备很好的可扩展性，可以较为容易的添加新的图像处理功能。该系统实现最大程度的硬件无关，将相机硬件与图像处理与显示逻辑相分离，兼容各种同类型的相机。 

附图说明

图为影像系统硬件架构。 

具体实施方式

参照附图，本发明采取的技术方案是：为不同的相机编写对应采集模块，由该模块控制相机和采集图像，作为系统的数据源，采集到的数据经由一定的方式进入个人电脑中，交由个人电脑进行处理。由于动态影像系统对效率的敏感性，采用最新的计算机并行运算技术实现图像的高速处理。参考各种并行运算技术成本与性能，最终选择丽台公司的CUDA技术，该技术利用显卡GPU的特性，实现单指令多线程运算，且成本相对低廉。处理后的图像经由计 算机显卡输出，实现图像的回显。同样由于动态影像系统的效率敏感性，采用最新的计算机高级图形技术实现动态图像的高速显示。参考市面上的各种计算机图形显示技术，最终决定采用微软公司的DirectX技术，该技术广泛应用于各种商业图形软件中，配合支持该技术的显卡可以达到极高的图形显示效率。具体工作流程为：先将计算机内存中的图像数据导入到显卡的显存中，对于一幅宽度1024像素且高度1024像素的双字节灰度图像，该图像占用内存空间2兆字节，传入内存中耗时不超过900微秒，该步骤受到PCI-E总线数据流量限制，是整个系统中的主要瓶颈，故需要尽可能减少数据流经PCI-E总线的次数。之后利用显卡的并行运算能力对显存中的数据进行各种并行运算。例如，编写递归滤波核函数进行常见的递归滤波降噪，GPU调用滤波核函数处理加载到显存中的图像数据，递归滤波目前一般采用设计专用的硬件FPGA电路实现，而采用CUDA技术后在Nvidia Geforce GTX460显卡上只需耗时260微秒，完全可以达到实时处理的要求，且更容易实现参数的调整。经过所有的滤波处理后的灰度图像数据再映射到对应的RGB颜色空间，最后经由DirectX技术输出视频信号，显示的图形可经由分频器实现多路视频信号回显。由于显卡对图形运算的各种优化，可以很方便高效的实现各种常用的几何变换。该系统优点是：成本低廉，除相机外无需其他的专用图像设备，个人电脑采用市场上常用的配件组装而成，大大降低了系统的成本；具有很好的可扩展性，只需编写新的滤波核函数即可较为容易的添加新的图像处理功能，扩展性比采用专业的图像处理硬件要灵活的多；该系统实现最大程度的硬件无关，将相机硬件与图形处理与显示逻辑相分离，无需相机开发商提供任何图像显示处理功能，大大降低了对特定型号相机产品的依赖性。客观上也有利于相机开发商简化其SDK功能，加快新产品开发速度。