CN1679318A - X光胶片用户界面的患者识别方法 - Google Patents

X光胶片用户界面的患者识别方法 Download PDF

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Abstract

一种利用“烧”入到X光胶片的标签来识别数字化X光胶片的方法。该标签可进行数字化处理，并用作对应X光胶片的图像的唯一识别符。数字化标签可进行显示，以便用户判读，使图像的选择与检索成为可能。数字化标签还可与在对应的X光胶片图像上执行的数字分析结果(例如CAD结果)相关联，从而能够容易地检索这些结果。

Description

X光胶片用户界面的患者识别方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2002年9月4日提交的申请号为No.60/408,079，标题为“Patient identification method for CAD user-interfaces”的美国临时申请的优先权。
技术领域
本发明涉及X光胶片识别领域，更具体地，涉及在计算机用户界面内识别数字化X光胶片。
背景技术
X光胶片可通过胶片数字化装置(film digitizer)进行扫描，并转换成数字格式。随后，对数字化的胶片进行存储，以便利用图像分析算法，例如CAD(Computer Aided Detection：计算机辅助检测)，进行进一步检索或分析。胶片数字化装置可从例如Canon、Howtek、Kodak或Vidar等公司获得。胶片数字化装置与标准计算机相连，并且由标准用户界面控制扫描、识别、并将数字化的胶片在磁盘上存储成图像。用于数字转换装置控制的标准用户界面(包括质量控制、检错和错误校正)可从Vider、Applicar或Merge获取。
在诊断过程中，需要对胶片进行快速、可靠的识别，以增加处理效率并减少与误识别相关的出错风险。此外，还要经常用应用软件(例如CAD)对数字化X光胶片进行分析，并且将CAD结果与相应数字化X光胶片进行可靠的关联是很重要的。
在一般情况下，放射科医生通常判读轮换器(alternator)或光箱(light box)上的***X光胶片(mammogram)。放射科医生注意到可疑处，并将它记录在医疗报告中。然而，放射科医生一般难免会错过一些癌症胶片。为了降低出错率，可由第二位放射科医生判读该X光胶片，并将两位医生的结果进行比较。
CAD结果可在很大程度上用来充当第二位放射科医生。在一种情况下(也称作“利用CAD进行二次判读”)，首先，放射科医生不借助电脑，判读X光胶片。一旦放射科医生注意到可疑发现，她可检查由CAD分析识别的可疑区域，例如作为在监视器上或打印出的纸上覆盖在数字化版本的***X光胶片上的轮廓(overlay)。该可疑区域可证实放射科医生的发现，或者可提示放射科医生再次检查她没有发现可疑、却被电脑突出显示的区域。
在另一情况下(也称为“借助CAD的提示性判读”)，放射科医生可同时判读X光胶片并检查CAD结果，将它们之间前后错动，以利用CAD结果“提示”她进行判读。
在任一情况下，很重要的是确保CAD结果与X光胶片正确关联，以确保结果的正确识别并避免胶片和CAD结果的混乱。目前，商业化产品使用大量方法实现上述情况。
例如，使用条码***。当对胶片进行数字化处理时，尺寸与胶片近似相等的分隔页也进行扫描。该分隔页作为一病例的胶片和下一病例的胶片之间的分隔物。在分隔页上打印条码。数字化***读取该条码，并与图像进行数字关联。操作者不用输入患者的姓名、登记号或其它标识符，该条码信息即用作病例的标识符。仅通过与条码对应的数值标识符(号码)来识别患者。数字化处理之后，将胶片连同带有条码的分隔页放回到护套中。
当胶片被挂在轮换器上时，使用条码读取装置扫描分隔页上的条码。轮换器包括将CAD结果与特定的轮换器位置(相应X光胶片的位置)进行关联的计算机和逻辑电路。这样，依据轮换器的位置，在集成于轮换器内的小型显示器上，显示正确的数字化图像和CAD结果。与条码相对应数值标识符(连同轮换器位置)识别患者。
当放射科医生和其它医疗人员使用患者姓名以及患者的记录标识符来识别患者、并将患者与其它医疗信息、报告、要求等互相关(cross correlation)时，这种方法则不够完善。由于只能通过条码识别和与其相关联的数值标识符识别CAD结果，患者姓名或记录与CAD结果的关联涉及一种间接且不可靠的交叉引用的方法，即从CAD结果到条码，再到用户姓名。这种方法不仅不方便、费时，而且容易出错。
另一***中，在各个胶片上粘贴条码贴片(贴片包括各个胶片的定向信息)。数字化装置使用该条码，将其与患者的胶片相关联。当检查胶片时，用条码读取装置读取胶片上的条码贴片，并在监视器上显示适当的图像连同CAD结果。在这种***中，CAD结果不与轮换器的位置相关联。这种方法同样不够完善：仅利用CAD结果的条码号码和贴在X光胶片上的条码标签的互相关作为CAD结果和病人姓名的关联机制。
美国专利5,748,173“Hybrid display simultaneous side-by-sidereview of radiographs”(“用于同时并排检查射线照片的混合显示”)描述了又一种方法。在所述***中，利用条码扫描装置或CCD照相机，从放置在观察箱(轮换器或灯箱)上的胶片，直接获取姓名或患者号码形式的患者信息。但这种方法也有不足，在利用本申请描述的方法调用CAD结果之前，必须先通过其它手段用患者姓名或号码识别CAD结果。
还有使用其它策略识别X光胶片。例如，操作者可输入用户的姓名和识别信息。随后，将用户姓名与数字化图像进行数字关联。当检查病例时，放射科医生在计算机中输入用户的姓名，即可显示适当的图像和CAD结果。另外，放射科医生可从一个列表中选择患者姓名。该方法的缺点是在数字化处理时，必须手动输入用户姓名，并在复查时可能还要再次输入。
发明概述
依据本发明的一个方面，提供了一种方法，通过该方法，可从数字化X光胶片上，自动获取标签上的可供人读取的患者信息。随后，使用这种可读的患者信息识别相应的X光胶片。依据本发明的另一方面，数字提取数字化X光胶片的标签，并与相应的胶片进行关联，并且进行显示，以便让用户读取。这种方法的优点在于，可避免需用间接方法(例如，通过扫描贴在胶片上的条码或者必须输入患者姓名或识别号码)识别胶片，并由此克服了现有技术的若干缺陷。
本发明一实施例中，数字提取的标签可通过增加对比度或去除纹理背景来进行增强，以方便用户判读包含在标签内的字母数字信息。
数字化标签还可与X光胶片图像分析(例如CAD分析)的结果进行关联。人可读的标签可用在与CAD相关的用户界面内，该用户界面包括(但不限于)控制数字化X光胶片的质量、准备工作表，以利用CAD检查X光胶片、选择CAD结果，以便检查X光胶片、在X光胶片的检查过程中或检查之后，显示CAD结果以及以电子形式形成CAD结果文件。
另一实施例中，数字化标签可用于对属于同一患者的数字化X光胶片进行自动分组。其实现方法是：通过使用图像比较技术并使用预定的相关标准对这些胶片进行关联，来对不同胶片的标签进行数字比较。
又一实施例中，可从标签中数字提取子标签，并将子标签与相应的X光胶片图像和/或图像分析结果(例如CAD结果)进行关联。通过使用从标签中选定的信息，能够识别图像，该方法增强了检索所要胶片的灵活性。
附图说明
通过随后的详细描述并参照所附附图，不难明白本发明更多的特征和优点。
图1是本发明一实施例使用数字化X光胶片标签的识别过程的示意图。
图2是本发明一实施例的标签增强过程的示意图。
图3是本发明一实施例的标签与CAD结果的关联及显示的示意图。
图4是本发明一实施例中的子标签的数字提取及显示的示意图。
图5是本发明一实施例中选择并检索相应X光胶片图像的标签列表的示意图。
图6是本发明一可能的实施例中标签/胶片显示结合的示意图。
最佳实施方式的详细描述
各X光胶片由“烧”(bum)入到胶片的用户信息作了标注。这可通过一种在胶片上利用字母数字信息曝光小区域胶片(大约1×2英寸)的装置来实现，该字母数字信息一般列出患者的姓名、出生日期、身份证号、登记号或者技术人员的姓名或标识符。
取决于医疗机构和设备，患者信息区域可在所有胶片的同一位置，或者可以变化。患者信息区域可在胶片的边缘，或者在胶片所示的解剖特征以外的背景区域的某个位置。患者信息区域可以是黑底白字或白底黑字，可以是打印的或计算机生成的，并且视场(fields)和它们的排列也随医疗机构、成像设备以及各次检查的不同而不同。
本发明的一方面，用户信息区域(即标签)可用来代替其它数字标识符，作为患者的数字标识符。因而，提供了一种识别数字化X光胶片的方法和***，该胶片上包括带有与患者相关的字母数字信息和其它信息的标签，例如，其它信息可以是(但不限于)胶片的曝光条件。
参考图1，从X光胶片10上，获取标签11的数字化图像，并在查找表(look-up table)12中，与相应的数字化X光胶片进行数字关联。在用户界面16(例如计算机屏幕)上显示数字化标签14，以允许用户利用标签上的字母数字信息识别相应的胶片。标签图像可单独显示，或者与X光胶片图像同时显示。
在某些情况下，数字提取的标签可能具有纹理背景、模糊或者对比度可能不够大，使用户不能容易地读出信息。在上述情况下，标签可进行数字增强。例如，通过标签增强，意味要执行一定的步骤，以去除纹理背景、增强字母数字符号和背景之间的对比度以及放大图像。这些步骤是本领域公知的。因而，如图2所示，标签14可被增强为增强标签(EL)20，并且在查找表22(look-up table)中与相应的X光胶片或与相应的标签(未增强标签)或者与二者数字关联。应该明白，如果EL与其对应的标签相关联，则EL能够间接地与相应的数字化X光胶片相关联。
图像分析算法(例如CAD算法)可应用于数字化的胶片，并且结果可与标签(或EL)以及相应的X光胶片图像相关联(图3)。患者信息区域(标签或EL)作为患者、图像以及图像分析结果的唯一的标识符。因而，标签可与X光胶片图像以及CAD结果同时显示，或者，可只与图像分析结果一同显示。
一优选实施例中，通过自动定位以及数字提取，从数字化X光胶片的剩余部分(remainder)获取数字化标签。为了实现上述效果，可使用本领域公知的模式识别(pattern recognition)和图像处理方法。这些方法可包括(但不限于)边缘检测和纹理分割。例如，在边缘检测中，确定图像的像素强度的梯度，并用它识别其梯度与预定梯度相对应的图像部分，即与该标签的存在有关的特征。提取的数字标签将用于识别某个病例的图像。
依据本发明的另一方面，向用户提供一种可交互识别患者信息区域位置的用户界面，并随后对该区域进行数字提取。
依据本发明的又一方面，将处于不同定向的胶片的患者信息区域的标准位置存储在计算机磁盘上。依据胶片的定向，可查找胶片上患者信息区域的标准位置，并从该区域提取患者信息区域。
应该注意，患者信息的提取对应于在数字化X光图像内选择子图像，但不必实际去除图像的剩余部分(子图像的补充部分)。如本领域技术人员所公知，子图像的提取可通过将子图像的像素拷贝到新的图像缓冲器内，并将子图像保存为一独立的图像来实现；或者通过在原图像中确定一矩形区域，并以参考原图像和原图像内矩形区域的坐标的形式来表达一新的子图像来实现。被提取的区域和子图像的实际表达很大程度上由软件体系结构和本发明的具体实施目的确定。
在上述情况下，并参考图4，标签14(或EL)可再细分成一个或多个子标签40。如上述的标签一样，可对子标签进行数字提取，并在查找表42中，与相应的标签、数字化X光胶片和/或图像分析结果进行关联。由于从标签中，可提取一个以上的子标签，不同的子标签可对应X光胶片图像44或图像分析结果的同一个标签。子标签可包括用户姓名、胶片曝光过程中所使用的电压或定向信息(例如，中-斜-侧(MLO)或颅骨-尾侧(CC))，以及对胸部的哪一侧成像(左侧或右侧)或者包含在标签内的其它信息。子图像还可包含上述信息的组合。标签的细分有利于允许用户在患者的专有信息(例如用户姓名)以外的其它信息的基础上再调用一个或多个图像。
根据本申请参考并结合的共同未决申请US10/205,599中所描述的方法，可将一种标签检测应用指定给数字化图像。该方法包括这样的步骤：从基于数字标签的至少一个属性的多个获取模型中，选择标签获取模型；并利用选定的标签获取模型，从多个标签检测应用中，选择标签检测应用。
在某些实施例中，获取模型的选择可包括这样的步骤：获取数字标签的至少一个属性，并执行搜索，以利用获取的属性识别获取模型。标签检测应用可以这样来选择：根据选定的获取模型获得数字标签的相关信息，并执行搜索，以至少利用该获取信息来识别标签检测应用。
在本申请参考并结合的共同未决申请US10/205,599中还描述一例支持标签检测应用指定的***。该***包括一病例输入***。该病例输入装置用于从基于数字标签至少一个属性的多个获取模型中，选择标签获取模型；并利用选定的标签获取模型，从多个标签检测应用中，选择标志检测应用。
该***还可包括算法服务器，用以检索并将选定的标签检测应用用于数字标签。
应该明白，也可使用其它方法将标签检测应用指定给数字化X光胶片。例如，该应用可为一种默认应用。
在诊断步骤中，例如，放映(screening)***X光胶片，几乎相同的信息被用于同一患者的所有胶片上，尽管在许多病例中，属于各个别胶片的信息(例如，X光电流以及定向)也显示在标签上。因而，标签在一些细微方面有差异。
由此，尽管可能受到曝光、噪声和其它人为因素的变化的影响，同一患者的所有胶片都包含大约1×2英寸的内容非常相似的区域。因而，从一个病例的一个图像中提取的患者标签可用来表示该病例的所有图像或者该病人的所有图像。因此，本发明方法的另一方面，可用标签的数字化的字母数字信息将属于一位患者的图像分组。为了分组，在胶片数字化装置上，加载若干患者的胶片，并将胶片扫描并转化成数字形式。不使用分隔页，且若干患者的胶片可被混合。对各胶片上的患者信息区域进行自动识别，并与其它胶片上相应的信息进行相关处理。患者信息区域具有高相关值的胶片对可认为属于同一患者，而低相关值的胶片对则属于不同患者。另外，可在标识区域上进行字符识别，并直接以字母数字形式获取患者姓名和其它信息。这样，可获取患者姓名并用作胶片的标识符，从而可根据患者姓名对各患者的胶片进行分组。
通过比较两个胶片的患者信息区域(标签)，可确定两个胶片之间的相似性。本领域技术人员公知的相关方法可用于确定相似性，该相关方法包括(但不限于)移位/旋转以及强度/对比度变化。预定的高相关性表示两个胶片属于同一患者，预定的低相关性表示两个胶片属于不同的患者。
一般地，将连续的患者胶片放入胶片数字化装置的输入托盘中。一位患者的胶片分成一组，接着是下一位患者的胶片等。因而，相关方法将只用于连续的胶片对上。在大多数情况下，具有高相关性并属于同一患者的4张胶片为一组。一位患者的最后一张胶片和下一位患者的第一张胶片之间的相关性很差。然后，下一位患者的四张胶片相互具有高相关性，因此，可对属于同一患者的胶片进行分组。
作为另一种方式，还可不将各患者的胶片分组而扫描多位患者的胶片。在这种情况下，最好在所有的各胶片对之间进行相关处理。
一组内的各胶片的数字化标签可与任意或所有属于该组的数字化的胶片进行数字关联。因而，可通过仅选择一个标签，显示一组内的所有数字化的胶片。应该明白，一组内可能有任意其它显示组合(1标签2张胶片、1标签3张胶片、1标签4张胶片等)。
该方法不限于每位患者4张胶片的分组。利用相关方法可处理并识别每位患者任意数量的胶片。
使用本发明的方法，可从多个存储图像中，选择以及检索1张X光胶片图像。现在，参考图5，可在用户界面上显示与所有或预定数量的存储胶片相对应的标签(或EL或子标签)，以允许用户选择一个或多个所要的X光胶片。应该明白，根据本实施例，还可检索图像分析结果(例如CAD分析结果)。例如，可在计算机监视器上，以列表形式，显示所有可获取的患者的标签(或EL或子标签)。技术人员通过操作用户界面上显示的列表内的数字患者标识符(即，标签)，生成CAD结果的工作表(例如，对应于轮换器或光箱上X光胶片的顺序)。例如，该列表可为滚动列表，并且可利用列表内的“剪与贴”来改变顺序。或者，使用两个列表，一个用于全部现有的患者，一个用作工作表。例如，技术人员可利用鼠标或触摸屏用户界面，按所要的顺序将数字标识符从一个列表移到另一个列表。在列表中显示标签还能让用户直接选择一个或若干个所要的患者的姓名，而不需要将患者姓名与ID号码交叉对照，或者扫描胶片上的条码。
图6显示了其中标签可与数字化的胶片和/或图像分析结果同时显示的标签/胶片显示器的一些可能的实施方式。应该明白，其它的显示配置/组合方式也是可能的。
此外，可使用数字标签将病例以某一顺序排列，例如，建立一个将由放射科医生查阅的有序的患者工作表，就像将患者胶片挂在轮换器上一样。
同样，可利用数字标签将病例排列成二维表，这对应于将病例排列在光箱上。
在判读过程中，CAD结果显示在轮换器或观察箱附近的监视器上。在一般的工作流程中，放射科医生分析完图像后，显示CAD结果(对于二次判读情况)，以获取对另外的可疑区域的提示。检查胶片后，放射科医生在监视器上选择相应的患者信息区域(例如，用鼠标或触摸屏)。接着，相应的图像和CAD结果在同一显示器上进行显示。因为图像和CAD结果与患者信息区域数字关联，这是能够实现的。
无论数字化图像是显示在监视器上还是打印在介质上时，都可使用数字提取的标签。此外，通过使用图形、表格排列(tabularalignment)、色彩编码或诸如此类的其它方法，通过眼睛观察将数字化图像与数字提取标签进行关联，用户可确认标签和它的关联图像是否真正相关，并由此能够识别属于特定患者的图像。
应该明白，上述的患者的X光图像的识别方法可用在数字化工作站上，在那里作了数字化处理后，对图像进行显示，以便控制质量；或用在CAD结果显示工作站上，放射科医生可使用该显示工作站检查CAD认为是可疑疾病的区域。
依据本发明的另一方面，提供了一种用于识别并检索带有标签的数字化X光胶片的***，该***包括：用于产生各X光胶片的数字化图像的X光胶片数字化装置；用于确定X光胶片的数字化图像上的标签位置的处理器装置；用于从X光胶片的数字化图像中数字提取标签图像的处理器装置；用于将标签图像与X光胶片的数字化图像进行数字关联的处理器装置；用于显示标签的屏幕。该***还可包括用于将标签与相应的X光胶片的数字化图像的图像分析结果进行数字关联的处理器装置，以及用于分析多个标签图像的处理器装置。
该***还可包括：用于显示一个或多个标签图像的装置；让用户选择从若干显示的标签中选择一个的用户界面；用于检索与选定标签相关联的X光胶片的数字化图像的处理器装置；以及用于显示检索到的X光胶片的数字化图像，以供用户诊察的显示装置。
上述的本发明的实施例仅是示范性的。因而，本发明的范围只由所附权利要求的范围限定。

Claims (31)

1.一种识别包括至少一个标签的数字化X光胶片的方法，所述方法包括：
(i)获得所述标签的数字化图像；
(ii)将所述标签的数字化图像与所述数字化X光胶片进行数字关联；以及
(iii)显示所述标签的数字化图像，从而允许用户识别所述数字化X光胶片。
2.如权利要求1所述的方法，还包括选择所述标签以显示所述关联的数字化X光胶片的步骤。
3.如权利要求1所述的方法，还包括在显示所述标签的图像之前，对所述标签的图像进行数字增强的步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述数字增强步骤包括这样的处理：在所述标签的图像中，去除纹理背景，并增加背景和字母数字字符之间的对比度。
5.如权利要求1所述的方法，还包括将所述标签与所述数字化X光胶片的对应图像分析结果进行数字关联的步骤。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述图像分析是计算机辅助检测(CAD)分析。
7.如权利要求2所述的方法，其中，所述标签的所述图像与所述数字化X光胶片同时显示。
8.如权利要求5所述的方法，其中，所述标签的所述图像与所述图像分析结果同时显示。
9.如权利要求5所述的方法，其中，所述标签的所述图像与所述图像分析结果和所述数字化X光胶片同时显示。
10.如权利要求1所述的方法，其中，获得所述标签的数字化图像的所述步骤包括：
(i)确定所述标签在所述胶片上的位置；以及
(ii)数字提取所述标签的所述图像。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述确定步骤被自动执行。
12.如权利要求11所述的方法，其中，用从边缘检测和纹理分割中选择的一种方法执行所述确定位置的步骤。
13.如权利要求10所述的方法，其中，所述确定步骤由用户执行。
14.一种从多个数字化X光胶片中检索一张数字化X光胶片的方法，所述胶片包括至少一个标签，所述方法包括：
(i)获得所述标签的数字化图像；
(ii)将所述标签的所述数字化图像与所述数字化X光胶片进行数字关联。
(iii)显示各自与一个数字化X光胶片相关联的多个标签；以及
(iv)从所述多个标签中选择一个标签，以检索所述数字化X光胶片。
15.如权利要求14所述的方法，还包括显示所述X光胶片的步骤。
16.如权利要求14所述的方法，还包括在显示所述标签的所述图像之前，对所述标签的所述图像进行数字增强的步骤。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述数字增强步骤包括在所述标签的所述图像中去除纹理背景，并增加背景和字母数字字符之间的对比度的步骤。
18.如权利要求14所述的方法，其中，将图像分析结果与所述数字化图像进行数字关联，并且所述方法还包括显示所述数字化X光胶片的相应图像分析结果的步骤。
19.如权利要求18所述方法，其中，所述图像分析是CAD分析。
20.一种用于对数字化X光胶片进行自动分组的方法，所述数字化X光胶片包括至少一个标签并属于同一病例和/或患者，所述方法包括：
(i)获得所述标签的一个数字化图像；
(ii)将所述标签的所述数字化图像与所述数字化X光胶片进行数字关联；
(iii)分析与各数字化X光胶片相关联的多个标签的图像；以及
(iv)在所述多个标签中识别具有所要求相关度的标签，该相关度足以表明所述被识别的标签属于所述同一病例和/或患者；以及
(v)将与所述被识别的标签对应的数字化X光胶片进行数字分组。
21.如权利要求20所述的方法，其中，所述分析步骤利用移位/旋转或强度/对比度变化来执行。
22.如权利要求20所述的方法，其中，所述被识别的标签中的每一个与属于所述同一病例和/或患者的各胶片进行关联，并且可选择所述标签中的任一个来产生所有所述胶片的显示。
23.一种将标签检测应用指派到一个数字化图像的方法，所述方法包括以下步骤：
(i)基于所述数字标签的至少一个属性从多个获取模型中选择一个标签获取模型；以及
(ii)利用选定的标签获取模型从多个标签检测应用中选择一个标签检测应用。
24.如权利要求1-21中任一项所述的方法，其中，所述标签为一个或多个子标签。
25.如权利要求24所述的方法，其中，所述一个或多个子标签包含从所述患者的姓名、曝光电压和定向中选择的信息。
26.如权利要求1、14、20或22所述的方法，其中，所述数字化X光胶片与所述标签同时显示，并且所述标签和所述数字化X光图像视觉关联。
27.一种用于识别并检索其上各加有一个标签的数字化X光胶片的***，该***包括：
(i)用于产生各X光胶片的数字化图像的X光胶片数字化装置；
(ii)用于确定所述标签在X光胶片的数字化图像上的位置的装置；
(iii)用于从所述X光胶片的数字化图像中，数字提取所述标签的图像的装置；
(iv)用于将所述标签的图像与所述X光胶片的数字化图像进行数字关联的装置；以及
(v)用于显示所述标签的装置。
28.如权利要求23所述的***，还包括用于将所述标签与所述X光胶片的对应数字化图像的图像分析结果进行数字关联的装置。
29.如权利要求24所述的***，其中，所述图像分析为CAD分析。
30.如权利要求24所述的***，还包括用于分析多个标签的图像的装置。
31.如权利要求24所述的***，还包括：
用于显示一个或多个标签的图像的装置；
用于允许用户选择所显示标签中的一个的装置；
用于检索与选定的标签相关联的X光胶片的数字化图像的装置；以及
用于显示检索的X光胶片的数字化图像，以供用户诊察的装置。
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