一种基于5G网络的医学影像传输方法

摘要

本发明公开了一种基于5G网络的医学影像传输方法，具体包括以下步骤：步骤一、硬件架构；步骤二、影像采集封装；步骤三、解封还原；步骤四、容错处理本发明涉及医疗通信技术领域。该基于5G网络的医学影像传输方法，通过构建出一个5G网络硬件框架系统，利用5G网络的低时延、高速率特性进行信息传输，并且配合客户端、切片信息单元、状态信息监测单元、容错信息单元和识别标识单元构成客户端报文系统，利用服务器、传输数据记录模块、切片图像信息模块、数据信息模块和数据整合模块构成服务器端保温系统，在通过封包‑解封后，保证传输环境高速稳定的同时，使得数据量较大的医学影像能够完整快速的传输保存至异地安全服务器。

说明书

技术领域

本发明涉及医疗通信技术领域，具体为一种基于5G网络的医学影像传输 方法。

背景技术

在过去的40年时间里，移动通信经历了飞跃式发展，并不断渗透到人们 生活的方方面面，给人们的生活方式、工作模式以及政治、经济等方面带来 了深刻影响。1G到2G实现了模拟通信向数字通信的转变，2G到3G实现了语 音通信向数据通信的飞跃，从3G到4G，数据通信速率得到了极大的增强，催 生了微信、直播、小影像等大量网络应用。每10年进行一次革新的通信网络 现已走入5G时代，5G设计之初既是为了人与物，物与物的互联，随着5G技 术应用得全面展开，最终会助力社会形成一个“万物互联”的世界，推动人 类更快地步入第四次工业革命时代。

在医学行业，2019年是5G在医疗行业爆发式发展的一年，5G凭借高传 输速率、低时延、海量终端连接容量以及在移动中保持稳定连接的特点，在 医疗健康行业发挥了独特价值，使得传统的医学影像及数据的保存得到了更 大得可能性。

现有的医学影像因为数据量较大，清晰度较高，大多存储在物理介质中， 再通过医院内部网络进行传输查阅，流动速率小，不便于传输保存，特提出 一种基于5G网络的医学影像传输方法，利用了5G网络的大带宽、低时延等 特性，结合自主研发的医学影像报文系统，能搞快速稳定的将医学仪器获取 的医学影像稳定传输至异地服务器供人及时审阅，尽早发现病患，提高诊断 效率。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于5G网络的医学影像传输方 法，解决了传统的医学影像流动速率小，不便于传输保存的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于5G网络 的医学影像传输方法，具体包括以下步骤：

步骤一、硬件架构：将5GCPE与5G室分基站进行双向连接，5G室分基站 通过桥接单元与基带处理单元进行通信，基带处理单元筒与核心网双向连接 后，完成硬件层的架构，客户端的封装消息系统和服务器的封装消息系统之 间通过协议接口进行通信连接，构建出一个5G硬件系统；

步骤二、影像采集封装：客户端通过切片信息单元中的图像信息计算模 块得出对应图像的字节流大小，并且按照标准设定模块中设置的标准字节流 大小，对采集的图像信息进行切片处理，通过切片图像信息记录模块对切片 图像大小、切片数量和接收数量进行记录，然后加入由数据类型、目标地址、 主体地址、时间戳以及拓展部分构成的识别标识单元信息，并通过python封 装，封装完成后，根据图像传输控制信息单元中的传输协议模式、握手确认 信息、时间控制以及速率控制来进行封包的传输；

步骤三、解封还原：服务器通过步骤一中架设的5G通信网接受到步骤二 中传输的封包信息，进行解封后，通过传输数据记录模块记录对应的切片数 量，通过切片图像信息模块记录并且通过数据信息模块来对解封后的高位信 息和低位信息进行标记，并通过数据整合模块进行排布整合，从而还原影像 信息；

步骤四、容错处理：在步骤二中进行信息传输的过程中，通过容错信息 单元中的运行模式模块和备份解决方案模块对发生的异常情况进行常规性的 处理，对于步骤三中的通过状态信息监测单元对连接模式、传输模式和错误 模式进行监测，保证传输过程中的实时监控。

优选的，步骤一中所述协议接口为基于TCP/IP协议下的socket接口， 并且客户端和服务器均通过IPV6地址进行信息传输，步骤二中所述标准设定 模块中设置的标准字节流大小为4字节。

优选的，所述核心网与基带处理单元实现双向连接，所述基带处理单元 与桥接单元实现双向连接，所述桥接单元与5G分基站实现双向连接，所述5G 分基站与5G CPE实现双向连接。

优选的，所述客户端分别与切片信息单元、状态信息监测单元和容错信 息单元实现双向连接，所述切片信息单元与识别标识单元实现双向连接，所 述识别标识单元与图像传输控制信息单元实现双向连接，所述图像传输控制 信息单元、状态信息监测单元和容错信息单元均与服务器实现双向连接，所 述服务器分别与传输数据记录模块、切片图像信息模块、数据信息模块和数 据整合模块实现双向连接，所述数据信息模块和数据整合模块实现双向连接。

优选的，所述切片信息单元包括图像信息计算模块、标准设定模块和切 片图像信息记录模块。

优选的，所述识别标识单元包括数据类型、目标地址、主体地址、时间 戳和拓展部分。

优选的，所述图像传输控制信息单元包括传输协议模式、握手确认信息、 时间控制和速率控制。

优选的，所述切片图像信息记录模块包括切片图像大小、切片数量和接 收数量。

优选的，所述状态信息监测单元包括连接模式、传输模式和错误模式。

优选的，所述容错信息单元包括运行模式模块和备份解决方案模块。

(三)有益效果

本发明提供了一种基于5G网络的医学影像传输方法。具备以下有益效果：

(1)、该基于5G网络的医学影像传输方法，通过构建出一个5G网络硬 件框架系统，利用5G网络的低时延、高速率特性进行信息传输，并且配合客 户端、切片信息单元、状态信息监测单元、容错信息单元和识别标识单元构 成客户端报文系统，利用服务器、传输数据记录模块、切片图像信息模块、 数据信息模块和数据整合模块构成服务器端保温系统，在通过封包-解封的方 式后，保证传输环境高速稳定的同时，使得数据量较大的医学影像能够完整 快速的传输保存至异地安全服务器。

(2)、该基于5G网络的医学影像传输方法，通过基于TCP/IP协议下的 socket接口的协议结构和IPV6地址的信息传输，为传输过程中的稳定性和信 息安全性提供进一步的保障，进而保证医学影像的稳定高速传输。

附图说明

图1为本发明的系统原理框图；

图2为本发明5G硬件系统的构建原理框图；

图3为本发明切片信息单元的系统原理框图；

图4为本发明态信息监测单元的系统原理框图；

图5为本发明容错信息单元的系统原理框图；

图6为本发明识别标识单元的系统原理框图；

图7为本发明图像传输控制信息单元的系统原理框图；

图8为本发明切片图像信息记录模块的系统原理框图。

图中，1、客户端；2、切片信息单元；3、状态信息监测单元；4、容错 信息单元；5、识别标识单元；6、图像传输控制信息单元；7、服务器；8、 图像信息计算模块；9、标准设定模块；10、切片图像信息记录模块；11、运 行模式模块；12、备份解决方案模块；13、传输数据记录模块；14、切片图 像信息模块；15、数据信息模块；16、数据整合模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明实施例提供一种技术方案：一种基于5G网络的医 学影像传输方法，具体包括以下步骤：

步骤一、硬件架构：将5GCPE与5G室分基站进行双向连接，5G室分基站 通过桥接单元与基带处理单元进行通信，基带处理单元筒与核心网双向连接 后，完成硬件层的架构，客户端1的封装消息系统和服务器7的封装消息系 统之间通过协议接口进行通信连接，构建出一个5G硬件系统；

步骤二、影像采集封装：客户端1通过切片信息单元2中的图像信息计 算模块8得出对应图像的字节流大小，并且按照标准设定模块9中设置的标 准字节流大小，对采集的图像信息进行切片处理，通过切片图像信息记录模 块10对切片图像大小、切片数量和接收数量进行记录，然后加入由数据类型、 目标地址、主体地址、时间戳以及拓展部分构成的识别标识单元5信息，并 通过python封装，封装完成后，根据图像传输控制信息单元6中的传输协议 模式、握手确认信息、时间控制以及速率控制来进行封包的传输；

步骤三、解封还原：服务器7通过步骤一中架设的5G通信网接受到步骤 二中传输的封包信息，进行解封后，通过传输数据记录模块13记录对应的切 片数量，通过切片图像信息模块14记录并且通过数据信息模块15来对解封 后的高位信息和低位信息进行标记，并通过数据整合模块16进行排布整合， 从而还原影像信息；

步骤四、容错处理：在步骤二中进行信息传输的过程中，通过容错信息 单元4中的运行模式模块11和备份解决方案模块12对发生的异常情况进行 常规性的处理，对于步骤三中的通过状态信息监测单元3对连接模式、传输 模式和错误模式进行监测，保证传输过程中的实时监控，进一步说明，。

作为优选方案，步骤一中协议接口为基于TCP/IP协议下的socket接口， 并且客户端1和服务器7均通过IPV6地址进行信息传输，步骤二中标准设定 模块9中设置的标准字节流大小为4字节，进一步说明，。

作为优选方案，核心网与基带处理单元实现双向连接，基带处理单元与 桥接单元实现双向连接，桥接单元与5G分基站实现双向连接，5G分基站与 5G CPE实现双向连接，进一步说明，通过构建出一个5G网络硬件框架系统， 利用5G网络的低时延、高速率特性进行信息传输，并且配合客户端1、切片 信息单元2、状态信息监测单元3、容错信息单元4和识别标识单元5构成客 户端报文系统，利用服务器7、传输数据记录模块13、切片图像信息模块14、 数据信息模块15和数据整合模块16构成服务器端保温系统，在通过封包-解 封的方式后，保证传输环境高速稳定的同时，使得数据量较大的医学影像能 够完整快速的传输保存至异地安全服务器。

作为优选方案，客户端1分别与切片信息单元2、状态信息监测单元3和 容错信息单元4实现双向连接，切片信息单元2与识别标识单元5实现双向 连接，识别标识单元5与图像传输控制信息单元6实现双向连接，图像传输 控制信息单元6、状态信息监测单元3和容错信息单元4均与服务器7实现双 向连接，服务器7分别与传输数据记录模块13、切片图像信息模块14、数据 信息模块15和数据整合模块16实现双向连接，数据信息模块15和数据整合 模块16实现双向连接。

作为优选方案，切片信息单元2包括图像信息计算模块8、标准设定模块 9和切片图像信息记录模块10。

作为优选方案，识别标识单元5包括数据类型、目标地址、主体地址、 时间戳和拓展部分。

作为优选方案，图像传输控制信息单元6包括传输协议模式、握手确认 信息、时间控制和速率控制。

作为优选方案，切片图像信息记录模块10包括切片图像大小、切片数量 和接收数量。

作为优选方案，状态信息监测单元3包括连接模式、传输模式和错误模 式。

作为优选方案，容错信息单元4包括运行模式模块11和备份解决方案模 块12。

试验数据、

本发明实际测试地点在中国科学院深圳先进技术研究院B栋7楼及F栋7 楼两地，进行远程医学影像传输测试，在进行远距离跨楼宇进行医学影像传 输，实测医学影像传输时延保持40ms左右，上传速率在140mbps左右。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来 将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示 这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、 “包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系 列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明 确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有 的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素， 并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同 要素”。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而 言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行 多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限 定。