CN102961155A - 便携式控制台、工作站及x射线成像系统 - Google Patents

便携式控制台、工作站及x射线成像系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种便携式控制台、工作站及X射线成像系统。所述便携式控制台与X射线设备的工作站进行通信以供用户通过该便携式控制台对X射线设备进行控制，其包括：用户接口表示模块，其用于提供供用户输入用户请求的用户操作接口并将工作站返回的结果呈现给用户；用户接口服务逻辑模块，其用于按照预定义的通信协议将用户请求进行协议封装和转换并将其发送给工作站，还用于接收从工作站返回的结果并对其进行协议转换后传送给用户接口表示模块。

Description

便携式控制台、工作站及X射线成像系统
技术领域
本发明总体上涉及数字X射线系统领域，更特别地涉及一种用于数字X射线设备的便携式控制台和工作站及X射线成像系统。
背景技术
在当前数字X射线成像产品中，主要包括影像链部分和操作控制台部分(简称控制台)。其中，所述控制台用于对整个影像链部分进行控制，提供用户交互接口。在现有技术中，控制台与工作站相集成地部署在固定位置，不可移动。如图1所示，其描述了现有控制台的结构示意图。从该图1可知，控制台主要包括用户交互控制逻辑模块1、位置控制器控制模块2、X射线发生器控制模块3、探测器控制模块4和工作流控制模块5，其中，位置控制器控制模块2用于控制位置控制器，诸如球管位置控制器以及胸片架等等；X射线发生器控制模块3用于控制X射线发生器；探测器控制模块4用于控制图像探测器；工作流控制模块5用于控制与影响归档和通信系统(PictureArchiving and Communication Systems)、放射科信息管理系统(RadiologyInformation System)、医院信息系统(Hospital Information System)以及打印工作站等的通信过程；用户交互控制逻辑模块1用于为这些控制模块和终端用户的用户接口6提供高级别封装以便于终端用户能够控制整个系统。如图2所示，其描述了用户交互控制逻辑模块1的组成结构图。从图2可知，用户交互控制逻辑模块1主要包括事件通信管道7、位置控制用户接口8、X射线发生器控制用户接口9、探测器控制用户接口10、工作流控制用户接口11和应用控制用户接口12。其中，事件通信管道7用于对用户交互控制逻辑模块所包括的其它部件之间的事件进行注册、传输与响应；位置控制器用户接口8用于提供用户接口6与位置控制器控制模块2之间的交互控制逻辑；X射线发生器控制用户接口9用于提供用户接口6与X射线发生器控制模块3之间的交互控制逻辑；探测器控制用户接口10用于提供用户接口6与探测器控制模块4之间的交互控制逻辑；工作流控制用户接口11用于提供用户接口6与工作流控制模块5之间的交互控制逻辑；应用控制用户接口12用于提供系统基本应用管理功能。另外，从图1还可以看出，用户接口6可以是键盘、鼠标、显示器等等。
发明内容
现有技术的X射线设备的控制台在设计时没有考虑网络控制，不支持远程控制能力。另外，该控制台与通常位于检查室外的工作站集成为一体，体积庞大、笨重，不便于携带。X射线技师在通过该控制台操作X射线设备(诸如病人定位、协议选择等)的过程中需要在检查室和工作站之间往返多次来完成操作。这种重复的往返运动给放射线技师、尤其是每天检查大量病人的放射线技师带来沉重的负担。
为了解决上述问题中的一个或多个，根据本发明的一方面，提供一种便携式控制台，其与X射线设备的工作站进行通信以供用户通过该便携式控制台对X射线设备进行控制，所述便携式控制台包括：
用户接口表示模块，其用于提供供用户输入用户请求的用户操作接口并将工作站返回的结果呈现给用户；
用户接口服务逻辑模块，其用于按照预定义的通信协议将用户请求进行协议封装和转换并将其发送给工作站，还用于接收从工作站返回的结果并对其进行协议转换后传送给用户接口表示模块。
根据本发明的一个实施例，所述用户接口表示模块包括：数据采集用户接口、图像查看用户接口、图像管理用户接口、系统应用用户接口和位置控制用户接口。
根据本发明的一个实施例，所述用户接口服务逻辑模块包括：接口服务单元、协议转换单元、网络连接与传输单元和控制台基本管理单元，其中：
接口服务单元接收用户接口表示模块传送的用户请求或来自协议转换单元的数据，对所述数据进行校验，并针对不同的用户请求构造不同的控制分支，以实现用户接口表示模块与用户接口服务逻辑模块之间的双向通信；
协议转换单元为来自接口服务单元和网络连接与传输单元的数据提供数据格式及网络协议的转换功能；
网络连接与传输单元为控制台提供网络连接、网络传输与网络链路维护功能；以及
控制台基本管理单元为接口服务单元、协议转换单元和网络连接与传输单元提供控制台平台级基本管理功能。
根据本发明的一个实施例，所述便携式控制台还包括：
读取器，用于读取存储有病人资料的载体上的信息，并将所读取的信息发送给所述用户接口表示模块。
根据本发明的一个实施例，所述载体为条形码，所述读取器为条形码读取器。
根据本发明的一个实施例，所述载体为射频识别标签，所述读取器为射频读取器。
根据本发明的一个实施例，所述载体为IC卡，所述读取器为IC卡读取器。
根据本发明的另一方面，提供一种工作站，其用于与用户操作的便携式控制台进行通信以便对X射线设备进行控制，所述工作站包括：
控制单元，用于对X射线设备执行各种控制；以及
用户交互引擎，所述用户交互引擎为所述控制单元提供统一的交互接口，以供与便携式控制台进行直接交互，
其中，便携式控制台仅通过与用户交互引擎进行直接交互而与工作站进行通信，从而通过用户交互引擎由所述控制单元对X射线设备进行控制。
根据本发明的一个实施例，所述控制单元包括位置控制器控制模块、X射线发生器控制模块、探测器控制模块和工作流控制模块。
根据本发明的一个实施例，所述用户交互引擎包括：网络连接与传输单元、协议转换单元、工作流控制状态机和事件通信管道，其中：
网络连接与传输单元提供网络连接、网络传输与网络链路维护功能；
协议转换单元提供对数据格式及网络协议的转换功能；
工作流控制状态机控制工作流状态转换、维护状态机，并提供简单的状态纠错功能；以及
事件通信管道用于不同模块间的事件注册、传输与响应。
根据本发明的又一方面，提供一种X射线成像系统，其包括X射线成像设备、如上所述的便携式控制台和如上所述的工作站。
在现有技术的X射线设备控制台，用户交互控制模块1的各组成部分之间耦合得太紧密，不易于添加和更新各功能模块。通过根据本发明的便携式控制台及工作站，可以清晰地将用户接口表示部分和用户接口控制逻辑部分分开，从而易于添加和更新各功能模块。
另外，本发明的便携式控制台体积较小、重量较轻，可以随身携带。通过本发明的便携式控制台、工作站和X射线成像系统，可以实现远程控制的能力。
附图说明
为了对本公开内容更透彻的理解，下面参考结合附图所进行的下列描述，在附图中：
图1是一种依据现有技术的控制台的结构示意图；
图2是图1中的用户交互控制逻辑模块1的组成结构示意图；
图3是依据本发明的一个实施例的便携式控制台与工作站及部分X射线设备的示意图；
图4是根据本发明的实施例的图3中的用户接口表示模块的示意图；
图5是根据本发明的实施例的图3中的用户接口服务逻辑模块的示意图；
图6是依据本发明的实施例的图3中的用户交互引擎的示意图；以及
图7是根据本发明的实施例的在曝光过程中便携式控制台与工作站的各模块之间的信号交互示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例，但本发明并不限于下述具体实施例。
与集成到工作站中的X射线设备控制台相对照，本发明提出一种与工作站相分离的便携式控制台及与其相配合的工作站。图3示出了依据本发明的一个实施例的便携式控制台与工作站及部分X射线设备的示意图。如图3所示，该便携式控制台是独立于工作站的设备，其通过通信链路按照预定义的通信协议与工作站进行通信。所述通信链路包括诸如有线或无线的已知通信链路以及将来会被开发出的可实现信息传递和交换的各种通信链路。用户可以通过便携式控制台输入操作指令(用户请求)和查看工作站返回的结果以实现对X射线设备的控制。便携式控制台将操作指令传送给工作站，工作站通过诸如控制器局域网总线、串行总线、以太网等的链路根据该指令对X射线设备的位置控制器、X射线发生器、探测器以及医院管理系统/放射科信息管理系统/打印工作站/影像归档和通信系统等进行控制，或者将与该指令相对应的结果返回给便携式控制台。
由于用户可以随身携带便携式控制台任意走动，因此，在对X射线设备进行操作控制期间，无需像现有技术那样在检查室和工作站之间往返多次，只需通过随身携带的控制台下发指令即可实现对X射线设备的调节和控制。从而，大大减轻了放射线技师的负担。
如图3所示，该便携式控制台包括用户接口表示模块13和用户接口服务逻辑模块14。所述用户接口表示模块13为终端用户提供对各控制模块的统一操作接口。用户接口表示模块13提供供用户输入用户请求的用户操作接口并将工作站返回的结果呈现给用户。用户接口服务逻辑模块14能够将终端用户的指令，按照预定义的规则进行封装，并按照预定义的通信协议传递给工作站，从而通过工作站上的各控制模块对整个X射线设备进行控制。
终端用户可通过用户接口表示模块13控制数据采集，查看图像，管理图像，位置控制，对系统基本应用设置进行管理。
所述用户接口服务逻辑模块14提供用户接口服务、协议转换、网络连接与传输及控制台基本管理功能。
用户接口表示模块13为终端用户提供了系统操作接口，终端用户通过用户接口表示模块13对用户接口服务逻辑模块14进行操作。用户接口服务逻辑模块14向用户接口表示模块13提供相应的服务逻辑。
其中，所述用户接口表示模块13包括数据采集用户接口15、图像查看用户接口16、图像管理用户接口17、系统应用用户接口18和位置控制用户接口19，如图4所示。
数据采集用户接口15提供用于数据采集的用户接口。用户可以通过该接口设置用于数据采集的各种参数，诸如设置曝光模式(自动增益曝光模式、固定式曝光模式)，设置曝光参数(电压、电流、曝光时间)。然后，数据采集用户接口15把用户设置的参数传给用户接口服务逻辑模块14，由其按照给定协议对设置的参数进行协议封装、转换，然后传输给工作站，从而使工作站完成数据采集控制过程。
图像查看用户接口16提供用于图像查看的用户接口。用户可以通过该接口设置用于图像查看的参数，例如选择要查看的图像编号及查看方式。然后，图像查看用户接口16把用户的设置或选择传给用户接口服务逻辑模块14，由其按照给定协议对设置参数进行协议封装、转换，然后传输给工作站，从而控制工作站从图像数据库中调出并返回相应的图像数据。该图像数据被传给图像查看用户接口以完成图像查看过程。
图像管理用户接口17提供用于图像管理的用户接口。用户可以通过该接口输入用于图像管理的各种参数，诸如选择要实施的操作(修改、删除等)及相应的图像编号。图像管理用户接口17将用户的设置参数传给用户接口服务逻辑模块14，由其按照给定协议对设置参数进行协议封装、转换，然后传输给工作站，控制工作站根据用户选择的操作对指定对象(即与所选图像编号相对应的图像)进行相应的操作，以完成图像管理过程。
系统应用用户接口18提供用于系统基本应用管理的用户接口。用户可以通过该接口选择对某种或某几种系统应用选项实施的操作(诸如选择、取消等)。系统应用用户接口18将用户选择传给用户接口服务逻辑模块14，由其按照给定协议对设置参数进行协议封装、转换，然后传输给工作站，控制工作站根据用户选择的操作对指定的系统应用选项(例如，是否自动将图像传送至远端图像管理工作站、是否自动从远端放射科信息管理系统得到病人列表，等等)进行相应的操作，以完成系统基本应用管理过程。
位置控制用户接口19提供用于位置控制的用户接口。用户可以通过该接口设置位置控制相关的参数，诸如选择位置控制器三维相对坐标、倾斜角度等。然后，由位置控制用户接口19把用户设置的参数传给用户接口服务逻辑模块14，由其按照给定协议对设置参数进行协议封装、转换，然后传输给工作站，从而使工作站完成位置控制过程。
另外，如图5所示，用户接口服务逻辑模块14进一步包括接口服务单元20、协议转换单元21、网络连接与传输单元22和控制台基本管理单元23。接口服务单元20为用户接口表示模块13提供接口服务逻辑。具体地，接口服务单元20接收用户接口表示模块13传输的用户设置的参数或协议转换单元21传输的数据，对数据的有效性进行校验，并针对不同的用户请求(数据采集、图像查看、图像管理、系统应用和位置控制)构造不同的控制分支，以实现用户接口表示模块13与用户接口服务逻辑模块14之间的双向通信。构造不同的控制分支是指接口服务单元20根据特定的用户请求规定合适的信号传输路径，以使得信号在与该用户请求相关的单元或模块之间进行传递，从而实现对X射线设备的特定控制。例如，如果用户发出的是数据采集请求，则接口服务单元20构造数据采集控制分支，使得信号在与数据采集相关的单元或模块之间传递，而不是在与数据采集无关的单元或模块之间传递。
协议转换单元21为来自接口服务单元20和网络连接与传输单元22的数据提供数据格式及网络协议的转换功能。
网络连接与传输单元22为控制台提供网络连接、网络传输与网络链路维护功能。
控制台基本管理单元23为接口服务单元20、协议转换单元21和网络连接与传输单元22提供控制台平台级基本管理功能。
另外，本发明便携式控制台还包括：读取器(未示出)，用于读取存储有病人资料的卡或其它载体上的信息，并将所读取的信息发送给所述用户接口表示模块13，以呈现给用户。所述卡或其它载体的例子包括但不限于：条形码、射频识别标签、IC卡等等，所述读取器的例子包括但不限于：条形码读取器、RFID读取器、IC卡读取器和扫描仪等等。
虽然未示出，但本领域技术人员可理解的是，该便携式控制台还包括输入/输出装置，诸如按钮、键盘、显示屏等。这些输入/输出装置与用户接口表示模块13相协作以实现用户请求的输入及返回结果的显示。
图3中还进一步示出了本发明的一个实施例的工作站的组成示意图。该工作站与上面所述的便携式控制台进行通信以实现对X射线设备的控制。如图3所示，该工作站包括控制单元和用户交互引擎28，控制单元包括执行不同控制功能的多个控制模块，例如：位置控制器控制模块2、X射线发生器控制模块3、探测器控制模块4、工作流控制模块5。
用户交互引擎28为各控制模块提供统一的交互接口，以供与便携式控制台进行交互。用户交互引擎28为各控制模块(位置控制器控制模块2、X射线发生器控制模块3、探测器控制模块4、工作流控制模块5)提供统一的封装，用户或便携式控制台仅与用户交互引擎28进行直接交互，而无需与内部的各控制模块进行直接交互，这使得能够隔离开诸如位置控制器控制、X射线发生器控制、探测器控制和工作流控制的各种控制。用户交互引擎28屏蔽底层位置控制器控制模块2、X射线发生器控制模块3、探测器控制模块4和工作流控制模块5的操作过程细节，对便携式控制台提供统一的、预定义的位置控制器控制、X射线发生器控制、探测器控制和工作流控制操作接口，为便携式控制台提供事件响应、数据传输、状态监控、系统管理功能。
如图6所示，用户交互引擎28进一步包括网络连接与传输单元24、协议转换单元25、工作流控制状态机26和事件通信管道27。
网络连接与传输单元24提供网络连接、网络传输与网络链路维护功能；协议转换单元25提供数据格式及网络协议转换功能；工作流控制状态机26控制工作流状态转换、维护状态机，并提供简单的状态纠错功能；事件通信管道27用于不同模块间的事件注册、传输与响应。
下面以一个具体操作为例来说明便携式控制台、工作站以及X射线成像设备之间的交互。
以曝光过程为例。如图6所示，首先工作站、便携式控制台启动进行初始化，系统自检，建立相互间的通信连接。用户操作便携式控制台通过用户接口表示模块输入“获取病人列表”的请求，用户接口服务逻辑模块将该请求按照给定协议进行协议封装、转换，然后发送给工作站的用户交互引擎。用户交互引擎将该请求进行协议转换并将其发送给工作流控制模块。经由工作流控制模块的控制，工作站在数据库搜寻符合条件的病人列表，用户交互引擎将病人列表根据指定协议进行封装、转换并将其发送给便携式控制台。便携式控制台的用户接口服务逻辑模块将该病人列表经过协议转换发送给用户接口表示模块。用户接口表示模块将病人列表显示在操作界面上。用户在该界面上通过用户接口表示模块选择某一病人、相应的检查协议、调节相应的曝光参数，下发曝光指令。便携式控制台的接口服务逻辑模块将会把这些信息根据指定协议封装，和曝光指令一起发送给工作站。用户交互引擎接收到这些信息与曝光指令并将其进行协议转换后发送给相应的控制模块，以对X射线成像设备的位置控制器、X射线发生器、探测器及工作流进行控制，从而完成曝光，并获取相应的病人检查图像。之后，工作站将会把获得的病人检查图像发送给便携式控制台，并记录该曝光过程。便携式控制台的用户接口服务逻辑模块接收到病人检查图像后，将会对其进行协议转换，并发送给用户接口表示模块，以将其显示在操作界面上。至此，就完成了曝光过程。
虽然上述已经结合附图描述了本发明的具体实施例，但是本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种改变、修改和等效替代。这些改变、修改和等效替代都意为落入随附的权利要求所限定的精神和范围之内。

Claims (11)

1.一种便携式控制台，其与X射线设备的工作站进行通信以供用户通过该便携式控制台对X射线设备进行控制，所述便携式控制台包括：
用户接口表示模块，其用于提供供用户输入用户请求的用户操作接口并将工作站返回的结果呈现给用户；
用户接口服务逻辑模块，其用于按照预定义的通信协议将用户请求进行协议封装和转换并将其发送给工作站，还用于接收从工作站返回的结果并对其进行协议转换后传送给用户接口表示模块。
2.如权利要求1所述的便携式控制台，其特征在于，所述用户接口表示模块包括：数据采集用户接口、图像查看用户接口、图像管理用户接口、系统应用用户接口和位置控制用户接口。
3.如权利要求1所述的便携式控制台，其特征在于，所述用户接口服务逻辑模块包括：接口服务单元、协议转换单元、网络连接与传输单元和控制台基本管理单元，其中：
接口服务单元接收用户接口表示模块传送的用户请求或来自协议转换单元的数据，对所述数据进行校验，并针对不同的用户请求构造不同的控制分支，以实现用户接口表示模块与用户接口服务逻辑模块之间的双向通信；
协议转换单元为来自接口服务单元和网络连接与传输单元的数据提供数据格式及网络协议的转换功能；
网络连接与传输单元为控制台提供网络连接、网络传输与网络链路维护功能；以及
控制台基本管理单元为接口服务单元、协议转换单元和网络连接与传输单元提供控制台平台级基本管理功能。
4.如权利要求2或者3所述的便携式控制台，其特征在于，还包括：
读取器，用于读取存储有病人资料的载体上的信息，并将所读取的信息发送给所述用户接口表示模块。
5.如权利要求4所述的便携式控制台，其特征在于，所述载体为条形码，所述读取器为条形码读取器。
6.如权利要求4所述的便携式控制台，其特征在于，所述载体为射频识别标签，所述读取器为射频读取器。
7.如权利要求4所述的便携式控制台，其特征在于，所述载体为IC卡，所述读取器为IC卡读取器。
8.一种工作站，其用于与用户操作的便携式控制台进行通信以便对X射线设备进行控制，所述工作站包括：
控制单元，用于对X射线设备执行各种控制；以及
用户交互引擎，所述用户交互引擎为所述控制单元提供统一的交互接口，以供与便携式控制台进行直接交互，
其中，便携式控制台仅通过与用户交互引擎进行直接交互而与工作站进行通信，从而通过用户交互引擎由所述控制单元对X射线设备进行控制。
9.如权利要求8所述的工作站，其特征在于，所述控制单元包括位置控制器控制模块、X射线发生器控制模块、探测器控制模块和工作流控制模块。
10.如权利要求8所述的工作站，其特征在于，所述用户交互引擎包括：网络连接与传输单元、协议转换单元、工作流控制状态机和事件通信管道，其中：
网络连接与传输单元提供网络连接、网络传输与网络链路维护功能；
协议转换单元提供对数据格式及网络协议的转换功能；
工作流控制状态机控制工作流状态转换、维护状态机，并提供简单的状态纠错功能；以及
事件通信管道用于不同模块间的事件注册、传输与响应。
11.一种X射线成像系统，其包括X射线成像设备、如权利要求1-7中任一项所述的便携式控制台和如权利要求8-10中任一项所述的工作站。
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