一种便携式DR医疗图像数据采集方法及系统与流程

本发明涉及医疗图像数据采集，具体而言，涉及一种便携式dr医疗图像数据采集方法及系统。

背景技术：

1、在基层医疗机构或移动医疗场景中，便携式dr设备承担着快速采集患者x射线影像数据的重任，并需要将这些数据与医院信息系统进行顺畅的对接。然而，在实际应用中，这类设备常常面临数据采集效率不高、存储格式不统一以及跨系统共享困难等挑战，这些问题可能导致诊断结果的延迟，甚至形成信息孤岛，阻碍医疗信息的有效流通。特别是在高频率、多变的使用环境下，设备的数据传输接口，尤其是线缆接口，会因为反复插拔而承受机械压力，进而引发一系列传输可靠性问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种便携式dr医疗图像数据采集方法及系统，旨在解决便携式dr设备在复杂多变的使用环境下，数据传输接口因反复插拔等原因导致传输可靠性问题，以及由此引发的医疗图像数据传输中断、数据完整性受损、诊断信息滞后等技术问题。

2、本技术的技术方案如下：

3、第一方面，本技术公开了一种便携式dr医疗图像数据采集方法，该方法包括：

4、启动便携式dr设备对应的医疗图像文件无线数据传输任务，根据医疗图像文件内的骨骼区域边界与软组织区域边界的图像内容特征，对医疗图像文件进行区域分割处理，拆分得到多个独立的图像数据块；

5、在无线数据传输任务运行全程，以预设低频采样方式，对有线数据传输接口的电气状态进行持续性背景监测，电气状态涵盖接口电压状态、物理接触状态及传输信号质量状态；

6、当背景监测过程中识别到有线数据传输接口存在物理连接迹象时，触发启动预设固定时长的状态观察周期；

7、在状态观察周期内，对当前已完成传输的各图像数据块开展图像质量量化评价，分别计算各传输后图像数据块与原始图像数据块之间的图像结构相似程度，并实时监测有线数据传输接口的电气状态波动幅度；

8、待状态观察周期结束后，若所有已传输图像数据块的图像结构相似程度均高于预设质量阈值，且有线数据传输接口的电气状态波动幅度超出预设稳定性阈值，则判定有线数据传输接口处于不可靠工作状态；

9、锁定当前数据传输模式为无线数据传输模式，持续执行无线数据传输任务，直至当前无线数据传输任务全部完成，或直至有线数据传输接口的电气信号在预设连续时间段内保持稳定状态，保障医疗图像数据传输质量。

10、通过该技术方案，本技术能够有效解决便携式dr设备在有线接口不稳定时，系统误判并反复切换传输模式导致数据传输中断的问题，通过图像质量反馈与电气状态监测相结合的方式，精准识别有线接口的不可靠状态，并及时锁定无线传输模式，从而保障医疗图像数据的传输质量和完整性，避免因传输中断造成的诊断延误。

11、进一步地，对医疗图像文件进行区域分割处理，拆分得到多个独立的图像数据块，包括：

12、对采集得到的原始医疗图像文件进行灰度归一化预处理，统一图像灰度取值范围，消除成像亮度差异干扰；

13、对灰度归一化处理后的医疗图像执行边缘增强运算，凸显图像中不同组织区域的边缘轮廓特征；

14、根据边缘增强图像中的灰度突变跳变位置，精准定位并拟合出骨骼区域与软组织区域的分界轮廓；

15、基于分界轮廓，将骨骼区域、软组织区域及图像背景区域分别进行独立编码处理，生成多个独立的图像数据块。

16、通过该技术方案，本技术能够实现对医疗图像的精细化分割，将骨骼、软组织和背景区域独立编码，为后续的图像质量评价提供更精细的数据单元，从而提高图像质量评价的准确性和针对性，确保在传输过程中对关键区域的质量监控更加有效。

17、在上述基础上，分别计算各传输后图像数据块与原始图像数据块之间的图像结构相似程度，包括：

18、将传输接收端返回的图像数据块与发送端存储的原始图像数据块进行逐维度特征比对；

19、分别量化计算两组图像数据块在整体亮度分布匹配度、局部对比度匹配度、图像纹理结构匹配度三个维度的接近程度；

20、对三个维度的匹配度数据进行加权融合计算，生成能够表征传输图像完整性与一致性的综合相似度指标；

21、将计算得到的综合相似度指标，确定为两组图像数据块的图像结构相似程度。

22、通过该技术方案，本技术能够提供一种多维度、综合性的图像结构相似度评价方法，通过对亮度、对比度和纹理等关键特征的量化比对和加权融合，更全面、准确地评估传输后图像的完整性和一致性，从而为有线接口可靠性判定提供更可靠的图像质量反馈依据。

23、在一些优选的实施方案中，该方法还包括有线接口不稳定状态精准判别步骤，该有线接口不稳定状态精准判别步骤包括：

24、当背景监测识别到有线数据传输接口存在物理连接迹象时，将电气状态的采样频率由预设低频切换为高频采样模式；

25、在所述高频采样模式下，对有线数据传输接口的实时电气信号进行连续密集采样，获取完整的电气信号时序数据；

26、对密集采样得到的电气信号时序数据开展波形形态分析，提取信号时序变化对应的波动幅度序列与波动频率特征；

27、将提取的波动幅度序列、波动频率特征与预存的接口不稳定信号特征模板进行特征匹配，当匹配度达到预设匹配阈值时，判定有线数据传输接口存在真实不稳定工作状态，为图像传输模式切换提供判别根据。

28、通过该技术方案，本技术能够通过高频采样和波形形态分析，更精准地识别有线接口的真实不稳定状态，避免因低频采样可能导致的误判，从而为传输模式的智能切换提供更可靠的判别依据，进一步提升系统的鲁棒性。

29、为了增强功能，该方法还包括电磁干扰规避步骤，该电磁干扰规避步骤包括：

30、在每一次低频采样动作执行前，以高于预设低频的采样频率对有线数据传输接口的电气信号进行短暂预采样；

31、根据预采样得到的电气信号数据，识别并判断接口周边是否存在外部电磁干扰信号；

32、若检测到存在外部电磁干扰信号，延迟当前低频采样动作的执行时机，直至外部电磁干扰信号强度衰减至预设允许强度范围内；

33、若未检测到外部电磁干扰信号，按照预设定时时序正常执行低频采样动作，保证接口状态监测数据精准，避免干扰影响图像传输质量判别。

34、通过该技术方案，本技术能够有效规避外部电磁干扰对接口状态监测数据的影响，通过预采样和延迟采样机制，确保在无干扰或干扰可控的环境下进行低频采样，从而提高接口状态监测的精准性，避免因干扰导致的误判，进一步保障图像传输质量判别的准确性。

35、作为技术改进，该方法还包括接口局部不稳定性辅助判别步骤，该接口局部不稳定性辅助判别步骤包括：

36、在判定有线数据传输接口为不可靠状态前，分别提取接口在电压状态、接触状态、信号质量三个维度对应的实时波动特征值；

37、逐一比对各维度波动特征值与对应维度预设的正常取值范围，判别是否存在单一维度波动特征值超出对应异常阈值、其余维度波动特征值均处于正常范围的情况；

38、若存在该情况，则将有线数据传输接口标记为局部不稳定状态，并将局部不稳定状态标记作为接口不可靠状态。

39、通过该技术方案，本技术能够实现对有线接口局部不稳定状态的辅助判别，通过对电压、接触和信号质量三个维度的独立分析，更细致地识别接口的潜在问题，即使单一维度出现异常也能及时预警，从而提高接口不可靠状态判定的灵敏度和准确性。

40、作为进一步改进，该方法还包括有线接口物理磨损早期预警步骤，该有线接口物理磨损早期预警步骤包括：

41、在每一次低频采样的电气状态监测过程中，提取电气信号的集中趋势特征值与离散程度特征值；

42、将实时提取的集中趋势特征值、离散程度特征值分别与预存的正常取值区间进行比对校验；

43、若连续多次低频采样的比对结果均显示特征值偏离正常取值区间，则生成有线数据传输接口存在物理磨损的早期预警信号，提前规避图像传输异常风险。

44、通过该技术方案，本技术能够实现对有线接口物理磨损的早期预警，通过持续监测电气信号的集中趋势和离散程度特征，并进行连续比对校验，能够及时发现接口的潜在物理磨损迹象，从而提前规避图像传输异常风险，延长设备使用寿命。

45、为优化结构，还包括传输抗干扰优化步骤，该传输抗干扰优化步骤包括：

46、将当前无线数据传输任务的运行参数自适应调整为抗外部干扰传输模式；

47、抗外部干扰传输模式包括至少一种参数优化方式：降低单位时间数据传输速率、增加传输数据的纠错编码冗余量、切换至预设备用通信频段，稳定医疗图像数据传输过程。

48、通过该技术方案，本技术能够在锁定无线传输模式后，进一步优化无线传输的抗干扰能力，通过自适应调整传输参数，如降低速率、增加纠错码或切换频段，有效应对复杂的电磁环境，从而确保医疗图像数据在无线传输过程中的稳定性和可靠性。

49、为完善方案，该方法还包括采样频率自适应调节步骤，该采样频率自适应调节步骤包括：

50、在启动无线数据传输任务前，采集便携式dr设备的实时剩余电池电量信息；

51、将实时剩余电池电量与预设电量下限阈值进行数值比对；

52、当实时剩余电池电量低于预设电量下限阈值时，下调有线接口背景监测的低频采样频率，实现设备功耗自适应优化，保障长时间医疗图像传输监测稳定运行。

53、通过该技术方案，本技术能够实现采样频率的自适应调节，根据设备的电池电量情况动态调整低频采样频率，从而优化设备功耗，延长设备在电池供电模式下的工作时间，保障长时间医疗图像传输监测的稳定运行。

54、第二方面，本技术还公开了一种便携式dr医疗图像数据采集系统，用于执行上述便携式dr医疗图像数据采集方法，该系统包括：图像预处理模块、无线传输控制模块、接口监测模块、图像质量评价模块、状态判定模块；

55、图像预处理模块，用于获取便携式dr设备采集的医疗图像文件，根据图像内骨骼区域边界和软组织区域边界的图像特征，对医疗图像文件进行区域分割，生成多个独立的图像数据块；

56、无线传输控制模块，用于启动医疗图像文件的无线数据传输任务，并在状态判定模块判定有线数据传输接口为不可靠状态时，锁定无线数据传输模式并持续执行传输任务，同时自适应调整无线传输抗干扰参数，保障图像数据传输质量；

57、接口监测模块，用于在无线传输任务运行期间，以预设低频对有线数据传输接口的电压状态、接触状态、信号质量的电气状态进行背景监测，识别接口物理连接迹象并触发预设时长的观察周期，同步采集电气状态波动数据；

58、图像质量评价模块，用于在状态观察周期内，比对已传输图像数据块与原始图像数据块的多维度特征，量化计算得到图像结构相似程度，完成传输图像质量评价；

59、状态判定模块，分别与接口监测模块、图像质量评价模块通信连接，用于结合图像结构相似程度阈值比对结果、电气状态波动幅度阈值比对结果，综合判定有线数据传输接口的工作可靠性状态，实现基于图像质量反馈的传输模式智能切换。

60、通过该技术方案，本技术能够提供一种集成了图像预处理、无线传输控制、接口监测、图像质量评价和状态判定的系统，通过模块间的协同工作，实现了对便携式dr医疗图像数据采集过程的全面管理和智能控制，尤其是在有线接口不可靠时，能够及时切换并优化无线传输，从而有效保障医疗图像数据的传输质量和系统运行的稳定性。

61、有益效果

62、本技术公开的便携式dr医疗图像数据采集方法及系统，通过在无线数据传输任务运行全程对有线数据传输接口进行持续性背景监测，并结合图像质量量化评价，能够精准识别有线数据传输接口的不可靠工作状态。

63、通过上述技术方案，本技术有效解决了现有技术中便携式dr设备在有线接口物理磨损或不稳定时，主控程序可能误判有线连接信号，导致无线传输任务被反复中断，进而造成医疗图像数据传输失败和诊断信息滞后的问题。本技术通过引入图像质量反馈机制，将传输数据的实际质量作为判断接口可靠性的关键依据，避免了单纯依赖电气信号波动可能带来的误判。这种基于图像质量和电气状态双重判定的机制，使得系统能够更智能、更准确地进行传输模式切换，从而保障了医疗图像数据传输的完整性和连续性，避免了因传输中断导致的数据重传和诊断延误，显著提升了便携式dr设备在复杂多变环境下的数据传输可靠性和效率。