医学影像辅助处理及科研平台系统需求说明

医学影像辅助处理及科研平台系统需求说明一、需求清单医学影像处理及科研平台系统项目1套医学影像处理系统（提供相关的CFDA证书）1套医学影像AI处理服务器11台机架式服务器医学影像AI科研平台服务器21台机架式服务器二、技术要求1、硬件服务器配置名称配置数量医学影像AI处理服务器1CPU：十核以上E5处理器2内存：128G（32G*4）1固态硬盘：480SSD1机械硬盘:1.8HDD1GPU:RTX2080ti或以上4网卡：千兆版载网卡2电源：适配电源1机箱：机架式1医学影像AI科研平台服务器2CPU：十核以上E5处理器2内存：128G（32G*4）1固态硬盘：480SSD1机械硬盘:1.8HDD1GPU:RTX2080ti或以上4网卡：千兆版载网口2电源：适配电源1机箱：机架式1显示器：22寸1鼠标键盘：1套12、医学影像处理软件（1）影像处理一、影像阅片模块1.影像浏览1.1窗口布局调整多种不同窗口布局，如1×1，2×2等。1.2窗宽窗位调整丰富的固定窗宽窗位一键调节功能，包括：脊柱、颅脑、骨骼、颅骨、纵膈、肺、乳腺、椎骨、肝脏、高清。支持窗宽窗位快捷键操作及自定义修改。支持肺窗、纵隔窗的窗宽窗位数值的自定义设置。1.3图像移动可便捷移动图像位置。1.4图像缩放可便捷操作放大图像，观察病灶细节。1.5图像翻转、旋转图像可垂直翻转、水平翻转、多角度旋转。1.6图像注释，且可隐藏根据需要可实现图像4个角区域的注释文本（扫描参数，日期等信息）的显示和和隐藏功能。1.7自动横/竖屏显示根据所连接的屏幕自动调整横/竖屏显示模式1.8图像自动播放图像可自动连续播放显示1.9放大镜功能可对图像局部放大显示观察1.10病灶结果显示控制根据需要可实现病灶结果的显示和隐藏1.11影像数据联动对比功能能够将多个窗口的影像进行联动，根据需求，绑定床位、移动、缩放、调整窗宽窗位2．影像三维阅览功能2.1交互式多平面重组（MPR）可显示除断层图像外，还可重建并显示冠状位、矢状位的图像。从3个维度观察病灶，为医生精确诊断提供更多信息。2.2最大/最小密度投影功能（MaxIP/MinIP）利用最大和最小密度投影功能，阅览肺结节病灶；能够更加细致的了解肺结节病灶与周围肺组织、血管及胸膜间的关系。3.参数测量3.1点测量测量任意一点的CT值3.2长度测量测量任意两点之间的长度3.3角度测量测量任意两条线段的角度3.4ROI测量提供多种方式，椭圆、四边形、多边形、自定义ROI，测量区域内的最大/最小/平均CT值，CT值方差和ROI面积4.影像数据传输功能可以连接CT、PACS系统传输影像数据。5.快捷键的自定义设置5.1自定义鼠标操作根据医院PACS配置，调整鼠标操作方式5.2自定义快捷键操作根据操作者使用习惯提供快捷键的配置功能6.关键序列反传将病灶关键层面和病灶信息，生成DICOM图像，并反传至PACS。其中病灶信息可按临床需求进行筛选，包含了肺叶肺段、长短径等参数。二、肺结节影像处理模块1.影像预处理1.1图像数据有效性自动检测自动提示无效的图像数据。1.2图像层间距自动检测自动提示不支持的层间距。1.3图像层厚自动检测自动提示不支持的层厚。1.4层厚或层间距信息不一致警告当层厚或层间距信息不一致时，系统自动提示警告信息1.5层厚比层间距小警告当层厚比层间距小时，系统警告提示1.6纯色图像警告当数据有纯色图像时，系统警告提示1.7无有效肺部区域提示自动提示无有效肺部区域的数据1.8病人识别码检测当病人识别码不一致时，系统自动提示1.9病人信息检测当数据存在性别、日期、出生日期、拍摄日期等问题时，系统自动提示2.肺结节自动检出标记2.1自动识别肺结节自动识别可疑结节。2.2位置标记标记一个怀疑结节所在的范围区域。2.3肺结节标记列表并和结节位置相互关联。2.4肺结节轮廓自动标记分割并绘制一个结节的紧包裹的轮廓。2.5显示或隐藏微小结节提供2.6设置微小结节最大径可自由设置需要显示或隐藏的微小结节最大径。2.7删除结节标记提供删除结节标记的功能并提供已删除结节恢复功能。3.结节自动定位3.1自动定位结节所在层面自动定位结节所在层面。3.2自动定位结节解剖位置自动定位结节所在的肺叶及肺段。3.3自动计算肋胸膜距离自动计算结节的肋胸膜距离3.4结节多序列定位当同时存在薄层和厚层序列时，在结节薄层序列所在层面后显示相对应厚层序列的层面信息。4.结节自动分析测量功能4.1直径测量提供自动结节局部放大和最大径、最小径测量。4.2体积测量提供自动体积测量。4.3结节分型对结节进行分型，如实性、部分实性、磨玻璃、钙化。4.4密度测量测量结节的平均CT值。4.5动识别结节表征包括边缘模糊、不规则、分叶、毛刺、胸膜牵拉、棘状突起、血管包被、血管集束、空泡征、空洞、支气管截断征等。4.6恶性级别预测自动预测病灶的恶性概率，提供百分比概率评估，并能够根据良恶性严重程度排序。4.7节排序功能包括按结节大小、层数的方式排序。4.8节筛选功能包括按结节长径、类型、良恶性的条件筛选。4.9节特征分析功能提供自动生成结节密度分布图和结节影像组学等相关信息，并给出相应概念解释。4.9.1密度直方图将结节的密度分布情况以直方图显示4.9.23DMIP提供结节的3DMIP图像4.9.3CT值相关信息提供结节的CT最大值、最小值、平均值、方差4.9.4最大层位置提供结节的最大层位置4.9.5最大面面积提供结节的最大面面积4.9.6表面积提供结节的表面积4.9.73D长径提供结节的3D长径4.9.8影像组学信息4.9.8.1峰度提供结节的峰度4.9.8.2偏度提供结节的偏度4.9.8.3紧凑度提供结节的紧凑度4.9.8.4球形度提供结节的球形度4.9.8.5能量提供结节的能量4.9.8.6熵提供结节的熵4.10相似病例分析功能对于高危病例，支持对相似病例的图像对比浏览，并对病理对照分析结果进行展示；5.结节智能随访5.1历史数据对比支持患者对多次检查的随访进行对比阅片，并可对前后片进行自定义切换和两次检查的相关信息的显示5.2结节自动匹配不同时间点同一结节自动匹配功能。5.3参数和图表显示处理结果提供各种参数（结节的体积、长/短径、CT值等）的自动对比，并以表格形式和图示形式的方式展示。5.4肿瘤倍增时间自动计算不同时间点的肿瘤倍增时间。5.5随访图文报告能自动一键式生成图文随访报告。5.6随访数据生成与导出能一键自动生成并以excel格式导出。6、系统结构化报告6.1.一键生成报告点击用户界面的“全选”按钮，将根据AI检出的所有结果自动生成预设的结构化报告6.2.提供病灶信息可提供肺结节的报告内容信息。包括病灶位置、类型、测量参数值等信息。支持对多个结节进行汇总描述，只详细描述其中最大的结节。6.3.图文报告点击用户界面上的“图文报告”按钮，进入图文报告界面。图文报告界面默认提供病灶轴位图像进行展示，可切换为病灶的mpr图像进行展示，并支持对图像大小进行自定义设置。影像所见和印象支持自定义编辑，并进行打印。6.4.报告复制勾选目标病灶即可复制对应的影像描述，并具备一键复制整个报告功能。6.5.报告编辑功能在影像可见和印象编辑框中可书写报告6.6.报告模板自定义选择影像所见报告提供多种模板：结节排序、按叶分类、结节类型分类、结构化模板、结节汇总，便于医生按需选择6.7.结节信息导出提供选中结节相关信息以Excel表形式导出。6.8.提供随访对比信息能将随访对比信息添加至系统报告6.9.指南建议根据病灶情况，在印象中智能显示指南建议，包括NCCN，LUNG-RADS，Fleischner，亚太肺结节评估指南，肺结节专家共识，肺结节亚洲共识等三、脑部CT影像处理模块1.出血灶自动检出标记功能1.1血肿标记列表列出颅内血肿。1.2血肿自动标记勾画血肿边缘轮廓。2.出血灶自动定位2.1自动定位出血灶所在层面2.2自动定位出血灶所在解剖位置2.3病灶位置信息修改可在位置选项下拉菜单内对病灶位置及侧别进行修改；3.出血性脑卒中病灶分析3.1血肿分类将脑出血病灶进行五种类别分类（脑实质出血、硬膜下出血、硬膜外出血、蛛网膜下腔出血、破入脑室内出血）3.2长短径测量提供3.3体积测量自动计算不同出血类型的体积。3.4脑室信息提供破入脑室血肿、脑室内出血体积测量。3.5病灶轮廓修改可手动修改病灶轮廓，右侧病灶信息和汇总分析结果也会随轮廓变化进行相应调整。4.脑中线分析功能4.1脑中线标识正常脑中线和偏移脑中线标识，且中线可隐藏4.2脑中线自动测量脑中线偏移最大距离及中线偏移体积计算5.结构化报告功能5.1血肿位置信息提供血肿位置信息。5.2血肿体积信息提供血肿体积信息。5.3血肿密度信息提供血肿密度信息。5.4血肿分类表格提供不同类型血肿分类信息。5.5提供伴随信息自动描述脑中线位置信息，脑室信息及病灶表征信息等。5.6报告复制功能提供，内容复制功能。5.7报告打印与下载提供，可直接打印或下载报告文件至本地保存。6.出血性脑卒中随访对比功能6.1随访序列选择提供过往病例识别，可于序列中选择进行对比6.2随访病例对比可自动对比前后次病例出血灶长短径、体积、CT值和中线偏移距离和偏移体积变化情况6.3随访报告提供，自动一键生成随访报告四、乳腺钼靶影像处理模块1.影像浏览功能1.1窗口布局调整提供多种不同窗口布局，除常规1X1，2X2等之外，还可以自定义。1.2窗宽和窗位调整提供窗宽和窗位调整功能，并可以随意切换不同窗宽、窗位。1.3图像移动可使用鼠标蒋图像拖到到某个区域便于观察。1.4图像缩放可便捷操作放大图像，观察病灶细节。1.5图像翻转、旋转提供翻转、旋转等相关图像操作功能。1.6图像注释，且可隐藏提供图像4个角区域的注释文本（扫描参数，日期等信息）功能，并能根据需要显示或者隐藏。1.7局部影像放大镜提供局部影像放大镜，用于观察细小乳腺钙化灶。2.乳腺钙化自动检出标记功能2.1自动识别钙化能够基于算法自动识别各种类型钙化（如点状、簇状）。2.2钙化位置标记标记钙化所在方位区域和轮廓区域。2.3乳腺钙化良恶性的检出提供乳腺典型良性钙化检出功能、乳腺可以恶性钙化检出功能。2.4乳腺钙化标记列表功能提供乳腺典型良性钙化标记列表功能、乳腺可以恶性钙化标记列表功能。3.乳腺肿块检出标记功能3.1识别乳腺肿块的功能提供自动识别乳腺肿块。3.2乳腺肿块列表功能提供乳腺肿块标记列表，可列出所识别的可以肿块。3.3乳腺肿块轮廓标记功能提供乳腺肿块轮廓标记功能，可标记一个肿块的轮廓区域。3.4乳腺肿块位置标记功能提供乳腺肿块位置标记功能，可标记一个肿块的位置区域。4.结构化报告功能4.1提供结构化报告模板提供以Bi-RADS分类为基础的结构化报告模板。4.2一键生成结构化报告功能点击界面上的“报告”按钮，一键生成预定的结构化报告。4.3报告编辑功能在影像可见和印象编辑框中可书写报告。五、肝脏肿瘤CT影像处理模块1、影像预处理1.1影像检测范围提供肿瘤，血管瘤和囊肿的预测；1.2实现CT，病人信息数据的自动获取实现和医院PACS,RIS系统的对接；1.3实现按照病例号或则病人身份信息的数据检索医生可以按照病例号，姓名或则身份证号信息查询病人的病例信息和CT数据；1.4实现在电脑终端上传DICOM文件并实现诊断功能在联网的情况下可以在医生的电脑上实现上传DICOM文件并实现诊断功能；1.5实现对CT影像数据的智能筛选实现CT影像数据的智能筛选，自动提取三期影像数据；1.6提供CT三期数据的预测实现对平扫期，静脉期，动脉期CT数据的自动诊断；1.7实现肿瘤预测的热力分布图显示可以选择肿瘤预测的热力分布图显示形式；1.8实现肿瘤预测的像素分割显示可以选择肿瘤预测的像素分割显示形式；1.9影像多维检测结果提供恶性肿瘤，良性血管瘤和囊肿大小、位置的导航索引。提供三期的分析结果1.10图像上可以显示病人信息根据需要可实现图像4个角区域的注释文本（扫描参数，日期等信息）的显示和和隐藏功能；1.11图像上可以显示断层数据包括总的断层数量和当前的层数；1.12图像上可以显示期的名称可以显示期的名称，主要包括平扫期，静脉期和动脉期；1.13自动横/竖屏显示根据所连接的屏幕自动调整横/竖屏显示模式；1.14图像可以连续播放可以使用鼠标等上下翻滚操作实现图像连续播放显示；1.15大镜功能可使用快捷键实现对图像局部放大显示观察；1.16结果显示控制根据需要可实现肝部预测结果的显示和隐藏；1.17病灶结果显示控制根据需要可实现病灶结果的显示和隐藏；1.18实现不同病灶按照不同颜色显示控制根据需要可实现病灶按照不同颜色来显示；1.19影像数据联动对比功能能够将多个窗口的影像进行联动，根据需求，绑定床位、移动、缩放、调整窗宽窗位；1.20肿瘤导航功能对检测出的肿瘤安装良恶性程度进行导航和排序。1.21影像检测报告功能检测结果自动生成结构化报告。1.22提供影像检测报告修改功能提供影像检测报告修改功能。1.23提供影像检测报告复制功能提供影像检测报告复制功能。1.24具有多维数据管理功能支持本地，私人空间和PACS数据的获取功能。六、平台功能1.数据收藏1.1收藏提供收藏病例与取消收藏的功能。1.2收藏病例添加备注收藏病例时，可以添加备注。1.3收藏列表管理收藏病例的表单。1.3.1病例查询搜索提供通过患者编号、登记编号、设备类型、备注进行查询搜索。1.3.2批量管理多选病例进行病例收藏状态删除。2.病例优先处理在需要优先处理计算特殊病人的病例时，可以提前至当前待处理队列首位。3.查看同一患者其他影像检查支持检索该患者历次影像检查，包括不同模态影像数据。4.重新计算支持病例按需重新进行算法模型计算。七、医疗科研平台1、平台架构1.1系统架构基于B/S或则C/S架构的平台架构设计；1.2语言支持中文语言系统；2、课题管理功能2.1创建课题功能在系统内设定课题名称、立项日期、课题介绍等信息2.2编辑课题功能在系统内修改课题相关信息，如：名称、日期，参与人等2.3参与人设定功能在系统内定义相关的课题参与人和对应任务2.4创建实验项目功能在课题中创建“影像组学实验”或深度学习实验2.5课题管理功能在系统内对课题进行立项、删除、结题等操作2.6课题数据共享功能同课题中使用的数据集，可通过上传标记信息文件或在线标注生成，以实现共享使用。2.7算法模型共享功能在同课题内生成的模型，所有成员可以共享使用3、数据管理功能3.1实验数据获取功能系统支持平台用户自主手动上传数据或指定路径获取用于实验的数据3.2数据上传功能支持影像数据的批量上传并且支持断点续传、上传状态实时显示，具备失败数据再次上传功能3.3多模态影像数据应用功能系统支持多模态影像数据采集分析，如CT、MRI、X光、超声、PET-CT、病理等3.4临床数据应用功能系统支持临床文本数据采集分析3.5组学特征数据应用功能系统支持第三方影像表征并提取后的组学特征采集分析3.6快速生成实验数据集功能通过设备、日期等条件筛选病例，直接上传到特定目录快速生成数据集。3.7临床信息关联功能提供临床信息与实验数据集的关联；3.8自定义分类项功能根据实验自定义数据集分类数和分类项内容；3.9数据批量上传功能系统支持批量上传多个数据；3.10入组数据详情查看系统支持查看上传成功的数据详情；4、标注功能4.1多渠道途径标注功能支持在线标注、离线标注两种标注途径4.2第三方标注软件结果上传与自动关联支持多种格式的第三方标注软件结果的上传与自动关联，支持的文件格式包括nrrd,mha,nii,nii.gz和npz4.3标注分类项设定功能系统支持对标注任务设定分类项4.4关联项设定功能系统支持对标注数据关联其他与分类项或ROI相关的标签信息4.5多数据集标注功能系统支持在创建一次标注任务中添加一个或多个已上传的数据集4.6数据集汇总功能系统支持对已创建的标注任务再次添加数据集4.7窗口布局调整功能多种不同窗口布局，如1×1,2×2等4.8窗宽窗位调整功能可以选择不同的窗宽窗位4.9图像注释，且可隐藏功能根据需要可实现图像4个角区域的注释文本（扫描参数，日期等信息）的显示和隐藏功能。4.10图像的缩小放大功能便捷操作放大缩小图像，观察病灶细节4.11图像移动、旋转4.12长度测量功能可测量任意点到点之间的长度。4.13CT值测量功能可测量任意点CT值或选定区域平均CT值。4.14放大镜功能局部图像放大，便于观察4.15图像的多种标注功能手动、点画、连线、画线、多笔、选框等4.16图像的点状标注功能用于对乳腺钼靶影像的钙化点标注4.17基于深度学习的图像半自动标注功能通过训练特定的深度学习模型，使模型能够自动对病灶进行标注和边界勾画，医生可手动修正结果4.18基于智能学习的3D魔术棒功能智能学习的3D魔术棒功能，使病灶的整个轮廓得到勾画4.19基于深度学习的扩展标注功能标注病灶的任意一层，然后向标注层的前后层进行扩展标注，从自动对整个病灶轮廓标注4.20图像的标注修改功能提供拖动和画线两种标注修改方式4.21标注保存功能随时对标注进行保存。方便未标注完的任务下次可以继续标注。4.22标注任务跳过功能跳过当前标注任务，并注明情况。4.23不同序列图像联动功能能将多个窗口的影像进行联动。方便医生观察。4.24快捷键设置功能系统支持对常见操作自定义设置快捷键5、数据预处理5.1变量类型编辑功能系统支持自动识别数据集中的变量类型，并支持编辑变量类型5.2数据筛选功能系统支持编辑筛选条件对数据组进行筛选操作5.3数据合并功能系统支持对数据集横向、纵向合并5.4缺失值插补功能系统支持利用特定值填补变量中的缺失值，如平均值、中位数、众数等5.5变量计算功能系统支持通过相关数学计算生成新变量5.6变量组生成功能系统支持对数值变量指定分组规则生成变量组5.7变量删除功能系统支持对入组数据行删除、列删除操作5.8预处理数据集保存功能系统支持将数据处理后的数据集保存为新数据集6、基础统计6.1基础信息统计系统支持对数据处理后的数据集行列统计6.2描述性统计系统支持计算描述变量分布规律及数量特征分析相关指标，如平均值、P25、P75、众数、偏度、峰值、频数、占比等6.3t检验系统支持两独立样本t检验、配对样本t检验6.4方差分析系统支持单因素方差分析、随机区组方差分析6.5卡方检验系统支持R*C列联表卡方检验7、机器学习7.1组学特征滤波变换支持原始、小波变换、拉普拉斯高斯变换7.2组学特征的提取需具备的函数提供7类。一阶特性、形状特征、灰度共生矩阵（GLCM）、灰度区域矩阵（GLSZM）、灰度游程矩阵（GLRLM）、灰度相依矩阵（GLDM）、邻域灰度差分矩阵（NGTDM）7.3特征过滤和提取的特征类别自由组合可自由组合特征过滤和提取的特征类别，精确调参7.4组学特征和临床特征自由组合可自由组合组学特征和临床特征7.5组学特征的筛选所需的方法和函数提供6种。F-test、皮尔逊、互信息、L1正则、树模型、循环特征删除7.6分类器建模需具备的方法和函数提供14种。LogisticRegression、SVM、LinearSVC、DecisionTree、RandomForest、AdaBoost、GradientBoosting、XGBoost、BernoulliNB、GaussianNB、KNearestNeighbors、LinearDiscriminantAnalysis、SGD、MultilayerPerceptron；7.7多种内部验证方式支持交叉验证和验证集拆分、留一验证等多种内部验证方式7.8训练和测试集比例和次数可调功能支持K折交叉验证、自定义训练/测试集比例及设定重复次数；7.9特征选择函数提供单选、多选功能特征选择提供7大类单选或多选方案供选择，并可自己设置选择保留特征比例。7.10分类器参数，手动调参和超参搜索功能为医生提供手动配置相应参数或选择“超参搜索”由系统选择最适参数两种特征分类的方法。7.11建模的智能配置功能选择“智能配置”后由系统自动智能组合所有的特征选择和特征分类方法并给出最适方案结果。7.12模型分类混淆矩阵自动计算模型准确率、精确率、灵敏度、特异度7.13特征权重