CN105943166A - 医疗设备、医疗系统及医疗设备组件 - Google Patents
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Abstract
一种医疗设备，包括：第一功能组件，用于完成医疗设备的固有功能；第二功能组件，用于辅助完成所述医疗设备的固有功能，并与至少其他一种医疗设备的第二功能组件相同。本发明把多个医疗设备中的公有模块统一化，可以使这些系列产品的功能模块最少化，使得产品的功能升级变的更简便，产品更新换代周期缩短。对于生产者而言减少需要维护的物料和数量，降低开发和维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备领域，特别涉及具有与其他医疗设备具有相同部件的医疗设备。
背景技术
随着医疗水平的改善，大型医疗设备，如X线成像设备(简称XR)、磁共振成像设备(简称MRI)、计算机断层成像扫描设备(简称CT)、正电子发射计算机断层成像设备(简称PET-CT)及放射线治疗设备(简称RT)等得到了普遍的应用。为了使这些大型的医疗设备根据其自身的特性完成特有的功能，分别采用了相互独立的控制系统，但是在这些设备中有一些部件的功能是相近或相似的。
图1是现有医疗成像设备的使用示意图。如图1所示，在现有CT设备包括：CT机架1，所述CT机架1内设有发出X射线的球管和用于接收经过患者后的X射线的探测器(未图示)，在进行成像的过程中患者躺在病床上，在病床控制单元5的控制下，将患者移动到设置在机架1上的成像通道内进行成像。所述CT设备还包括，设置在机架1前面板上，便于医生操作的控制板单元3和显示设备状态及其他相关信息的显示板单元2；对医疗设备进行便携式控制的控制盒单元7；设置于设备间外，用于人机交互和控制设备的控制部件6(控制部件一般采用PC单元)，监测患者生理信息的生理信息探测单元4；设备间内环境的环境监测单元8及向设备供电的电源管理单元9。
而在上述CT设备中，如显示屏单元2、控制板单元3、病床控制单元5、生理信息探测单元4等都是其他医疗设备中可以公有的模块，如在MRI、PET-CT、X线成像设备及RT中都需要上述部件来协助完成成像或治疗。但是现在此类设备的类似功能模块没有被统一，或仅仅是电源等极少的模块做了统一，还有很多可以统一的相似功能模块是独立存在，且不能兼容。这种状况使得产品的升级困难，更新换代周期长，需要维护的物料和代码数量偏多，开发与维护成本大。
发明内容
本发明要解决的问题是现有技术中的多个医疗设备中类似功能的模块相互独立而导致的维护难、开发成本高的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种医疗设备，包括：
第一功能组件，用于完成医疗设备的固有功能；
第二功能组件，用于辅助完成所述医疗设备的固有功能，并与至少其他一种医疗设备的第二功能组件相同。
可选的，所述的医疗设备，还包括：
控制部件，控制所述第一功能组件和第二功能组件完成所述医疗设备的固有功能，所述控制部件和所述第一功能组件通过PCI方式连接。
可选的，所述的医疗设备中，
所述第一功能组件包括至少两个固有功能单元，所述固有功能单元之间通过高速串行口连接。
可选的，所述的医疗设备中，
所述第二功能组件通过工业总线搭载于所述第一功能组件上。
可选的，所述的医疗设备中，
所述第二功能组件包括至少两个辅助完成所述医疗设备固有功能的公有功能单元，所述公有功能单元之间通过工业总线连接。
可选的，所述的医疗设备中，
至少一个公有功能单元为电源管理单元。
可选的，所述的医疗设备，至少一个公有功能单元为
便携控制所述医疗设备的控制盒单元；
支撑使用医疗设备的患者的病床控制单元；
监测医疗设备间环境的环境监测单元；
监测患者的生理信息的生理监测单元；
设置于医疗设备外壳上，用于控制医疗设备的控制板单元；
设置于医疗设备外壳上，用于显示医疗设备状态的显示板单元中的一个。
可选的，所述的医疗设备中，
所述PCI方式为PCI-x，PCI-E，PCIe-SWITCH中的一种。
可选的，所述的医疗设备中，
所述工业总线为CAN总线、SERDES、RS232/485、MODBUS、以太网中的一种。
可选的，所述的医疗设备中，
所述医疗设备为CT、MRI、PET-CT、RT、XR中的一种。
本发明还提供一种医疗设备的组件，其特征在于，
所述医疗设备的组件辅助完成所述医疗设备的固有功能，所述组件适配于至少两种不同的医疗设备。
可选的，所述医疗设备的组件，所述医疗设备组件为，
电源管理单元；
便携控制所述医疗设备的控制盒单元；
支撑使用医疗设备的患者的病床控制单元；
监测医疗设备间环境的环境监测单元；
监测患者的生理信息的生理监测单元；
设置于医疗设备外壳上，用于控制医疗设备的控制板单元中的一种。
本发明还提供一种医疗系统，其特征在于，
包括第一类型医疗设备及第二类型医疗设备；所述第一类型医疗设备包括核心组件及辅助组件，所述第二类型医疗设备包括核心组件及辅助组件，
所述第一类型医疗设备的核心组件与第二类型医疗设备的核心组件不同，所述第一类型医疗设备的辅助组件与第二类型医疗设备的辅助组件相同或相兼容。
可选的，所述的医疗系统，其特征在于，
所述第一类型医疗设备或第二类型医疗设备的核心组件包括至少两种功能单元、且通过第一类型的通信链路连接，
所述第一类型医疗设备或第二类型医疗设备的辅助组件包括至少两种功能单元、且通过第二类型的通信链路连接。
与现有技术相比，本发明是从多个医疗设备中，将类似功能的功能模块统一化，将医疗设备分为完成医疗设备本身特定属性功能的固有模块和能与其他设备统一的公有模块，可以减少整体功能模块的数量，降低开发和维护成本。进一步本们发明中还统一了各个模块之间的连接方式，使模块的统一变得可能。
附图说明
图1是现有的医疗成像设备的使用示意图；
图2是本发明实施例的医疗设备的模块示意图；
图3是本发明实施例的MRI设备的模块示意图。
其中，
1：CT机架 2：显示屏单元
3：控制板单元 4：生理信息探测单元
5：病床控制单元 6：控制部件(PC单元)
7：控制盒单元 8：环境监测单元
9：电源管理单元
100：固有功能组件 11-16：固有功能单元
111、121、131、141、151、161：PCI-E接口
112、122、132、142、152、162：高速串行口
200：公有功能组件 21-26：公有功能单元
123、213、223、233、243、253、263：工业总线接口
300：MR设备固有功能组件
31：数据采集单元 32：主控单元
33：梯度控制与放大单元 34：射频调制与放大单元
311、321、331、341：PCI接口
312、322、332、342：高速串行口
314：模数转换器
400：MR设备公有功能组件
41：电源管理单元 42：控制板与显示板单元
43：病床控制单元 44：环境监测与控制单元
45：控制盒单元 46：生理信息监测单元
413、423、433、443、453、463：工业总线接口
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
图2是本发明的医疗设备的模块示意图，如图2所示，本发明实施例的医疗设备包括：固有功能组件100，用于完成所述医疗设备的固有功能；公有功能组件200，用于辅助完成所述固有功能，并至少与其他一种医疗设备的公有功能组件相同；控制部件6，控制所述固有功能组件100和所述公有功能组件200，完成所述医疗设备的固有功能。
所述固有功能组件100也可以认为是医疗设备的核心组件，如：CT设备的高压发生器、X线球管、及探测器等；MR设备的磁体、梯度线圈、功率放大器、局部线圈等；RT设备的直线加速器，X射线靶、多叶准直器、均整器、电离室等。所述共有功能组件200也可以认为是辅助组件，如在CT，MR，RT等设备都会用到的病床控制部件，生理监控部件等。
所述公有功能组件100相同是指与其他医疗设备的公有功能组件100硬件上相同，在软件方面所述公有组件100对多种设备具有兼容性或具有不同设备下的不同工作模式，适配于多种医疗设备。
所述控制部件6包括人机交互的操作界面，一般为PC单元。用户可以通过操作控制部件6进行对所述医疗设备进行控制，所述医疗设备可以向操作人员显示医疗设备信息。操作人员可以通过操作所述控制部件6来选择成像或治疗部位，成像或治疗模式等，也可以通过操作所述控制部件6来阅览所采集到的图像和治疗过程等。
在本实施例中所述控制部件6与固有功能组件100通过PCI方式连接，在所述固有功能组件100中包括若干个为了完成所述医疗设备固有功能的固有功能单元，所述固有功能单元之间通过高速串行口连接，并形成环路，便于任意固有功能单元之间均可以直接进行信息交换。每个固有功能单元包括一个PCI接口，用于连接控制部件6，并还包括一个高速串行口用于在固有功能单元之间形成环路，进行固有功能单元之间的通信。如图2所示，第一固有功能单元11通过第一PCI接口111连接主控单元、通过第一高速串行口112连接第二固有功能单元12的第二高速串行口122和第六固有功能单元16的第六高速串行口162，同样的，第二固有功能单元12也与第三固有功能单元13相连，以此类推，所有的固有功能单元都会通过直接或间接的方式相连形成一封闭的环形链路。
在本实施例中控制部件6和固有功能单元通过PCI接口相连，在其他实施例中也可以通过PCI-x、PCI-E、PCIe-SWITCH中的任一种方式实现控制部件6和固有功能单元之间的连接。
在本实施例中所述公有功能组件200通过工业总线搭载于所述固有功能单元上，以所述公有功能组件200搭载于所述第二固有功能单元12为例，所述第二固有功能单元12需包括一工业总线接口123，通过所述工业总线接口123连接公有功能组件200并对其进行控制管理。所述控制部件6通过所述第二固有功能单元12对公有功能组件200进行控制。所述公有功能组件200也可以不搭载于固有功能单元上，而是直接与控制部件6连接。本实施例中，所述工业总线可以为CAN中间、SERDES、RS232/485、MODBUS、以太网中的一种。
所述公有功能组件200可包括若干个公有功能单元，所述公有功能单元之间通过工业总线连接，通过一工业总线将所述若干个公有功能单元串连。所述公有功能单元之间的连接方式也不仅限于串连，以所述若干个公有功能单元能连接所述固有功能单元12的工业总线接口123为准。
现有的大型医疗设备是多个功能模块的结合产物，而单个功能模块是较难独立完成所有的功能的，因此会涉及到对多个不同生产个体生产的功能模块进行整合的问题，在本发明中公有功能模块200采用工业总线，为各个产品的兼容提供有利条件。若所述领域的通用连接方式和接口变革为其他方式的连接，所述公有功能单元之间的连接方式也应进行相应的改变。
在本实例中所述公有功能组件200包括电源管理单元，所述电源管理单元向所述医疗设备供电并对电源进行管理的模块，由于现有的医疗设备必然需要对电源模块管理和控制，因此将所述电源管理功能单元统一化，适用于不同医疗设备，对降低开发和维护成本有利。
所述公有功能组件200还包括病床控制单元，现有的大型医疗设备不管是用于成像还是治疗都需要支撑患者的病床，将病床驱动和控制模块统一化，对降低开发和维护成本有利。在不同的设备中对病床的控制要求不同，如在CT或MRI设备中，病床需要垂直和前后移动，而在RT设备中病床还需要在水平方向上旋转，为了适用于各种医疗设备，所述病床控制单元以实现的最复杂的病床控制为准进行设计，或所述控制单元可以包括两种以上的工作模式，所述一种工作模式对应一种医疗设备。
所述公有功能组件200还包括生理信息监测单元，所述生理信息监测单元是用来监测患者的生理信息，如：脉搏，心跳，血氧，体温等信息，所述生理信息对医疗设备完成其固有的功能起着非常重要的辅助作用。
所述公有功能组件200还包括环境监测单元，用于监测设备或设备间的温度、湿度、噪音、烟雾浓度等。
所述公有功能组件200还包括控制盒单元，所述控制盒单元主要向所述医疗设备提供便携式的控制方式。
图3是本发明实施例的MRI设备的模块示意图。如图3所示，本发明实施例的MRI设备包括：MRI设备固有功能组件300，用于实现磁共振扫描的固有功能；MRI设备公有功能部件400，用于实现辅助磁共振扫描和设备控制，并至少与其他一种医疗设备的公有部件相同；控制部件6，控制所述MRI设备固有功能部件300和所述MRI设备公有功能部件400，完成磁共振扫描。
所述MRI设备固有功能部件300用于完成磁共振扫描，可包括如下固有功能单元：
数据采集单元31，采集接收线圈的信息，用于重建出可视图像；
主控单元32，同步各单板的动作，挂载公有功能单元；
梯度控制与放大单元33，生成和放大梯度信号；
射频调制与放大单元34，对射频信号进行调制和放大。
上述的几个固有功能单元都是MRI设备成像过程中必须的功能单元，除上述功能单元以外还需要主磁体，局部线圈及设置在数据采集单元前端的模数转换器314(也可以直接集成在数据采集单元中)等其他为了完成磁共振扫描所需的必要部件，该部分内容属于本领域的公知技术，在此不再赘述。
在本实施例中所述控制部件6与各个固有功能单元之间是通过PCIE-SWITCH方式进行连接的，所述各个固有功能单元之间通过高速串行口连接，在固有功能单元之间形成环路，便于任意固有功能单元之间均可以直接进行信息交换。每个固有功能单元均包括一个PCIE-SWITCH接口以连接控制部件6，并还包括一个高速串行口用于在固有功能单元之间形成环路，实现固有功能单元之间的通信，如图3所示，数据采集单元31通过第一PCIE-SWITHC接口311连接主控单元6、通过第一高速接串行口312连接主控单元32的高速串行口322和射频调制与放大单元34的高速串行口342，同样的，主控单元32的高速串行口322，与梯度控制与放大单元33的高速串行口332相连，以此类推，所有的固有功能单元都可以通过直接或间接的方式相连形成一封闭的环形链路。
在本实施例中所述公有功能组件400通过工业总线搭载于所述主控单元32，所述主控单元32还包括一工业总线接口，通过所述工业总线接口连接公有功能组件400，并对其进行控制管理。所述控制部件6通过主控单元32对公有功能组件400进行控制。所述公有功能组件400也可以不搭载于主控单元32，直接与控制部件6连接。
MRI设备包括若干个公有功能单元，所述公有功能单元之间通过工业总线连接，通过一工业总线将所述若干个公有功能单元串连。公有功能单元之间的连接方式也不仅限于串连，以所述若干个公有功能单元能连接所述固有功能单元的工业总线接口为准。
MRI设备中的公有功能组件400可以包括：电源管理单元41，所述电源管理单元可向MRI设备供电并管理电源模块；病床控制单元43，用于承载患者，并将患者移动至成像指定位置；环境监测与控制单元44，用于监测MRI设备扫描间环境和设备的局部环境信息；控制盒单元45，用于对所述MRI设备进行便携式控制；生理信息监测单元46，监测患者的生理信息；控制板单元(未图示)，设置于医疗设备外壳上，用于控制医疗设备移动；显示板单元(未图示)，设置于医疗设备外壳上，用于显示医疗设备状态。所述公有功能组件也可以是上述功能单元中的一个或多个组合，也可以是这里未提及到的其他可公有的功能单元，如：患者的语音交互单元，设备照明单元等。
本发明提出了一种通用医疗设备，该医疗设备采用统一的通信接口：控制器与固有功能组件的通信接口；固有功能组件之间的通信接口；固有功能组件与公有功能组件之间的通信接口；公有功能组件之间的通信接口。通过统一上述四种接口，在CT，MR，RT，PET-CT，XR设备中具有的公有模块统一化，可以使这些系列产品的整体功能模块最少化，使得产品的功能升级变的更简便，产品更新换代周期缩短。对于生产者而言减少需要维护的物料和数量，降低开发和维护成本。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (14)
1.一种医疗设备，其特征在于，包括：
第一功能组件，用于完成医疗设备的固有功能；
第二功能组件，用于辅助完成所述医疗设备的固有功能，并与至少其他一种医疗设备的第二功能组件相同。
2.根据权利要求1所述的医疗设备，其特征在于，还包括：
控制部件，控制所述第一功能组件和第二功能组件完成所述医疗设备的固有功能，所述控制部件和所述第一功能组件通过PCI方式连接。
3.根据权利要求2所述的医疗设备，其特征在于，
所述第一功能组件包括至少两个固有功能单元，所述固有功能单元之间通过高速串行口连接。
4.根据权利要求2所述的医疗设备，其特征在于，
所述第二功能组件通过工业总线搭载于所述第一功能组件上。
5.根据权利要求4所述的医疗设备，其特征在于，
所述第二功能组件包括至少两个辅助完成所述医疗设备固有功能的公有功能单元，所述公有功能单元之间通过工业总线连接。
6.根据权利要求5所述的医疗设备，其特征在于，
至少一个公有功能单元为电源管理单元。
7.根据权利要求5所述的医疗设备，其特征在于，至少一个公有功能单元为便携控制所述医疗设备的控制盒单元；
支撑使用医疗设备的患者的病床控制单元；
监测医疗设备间环境的环境监测单元；
监测患者的生理信息的生理监测单元；
设置于医疗设备外壳上，用于控制医疗设备的控制板单元；
设置于医疗设备外壳上，用于显示医疗设备状态的显示板单元中的一个。
8.根据权利要求2所述的医疗设备，其特征在于，
所述PCI方式为PCI-x，PCI-E，PCIe-SWITCH中的一种。
9.根据权利要求4或5所述的医疗设备，其特征在于，
所述工业总线为CAN总线、SERDES、RS232/485、MODBUS、以太网中的一种。
10.根据权利要求1所述的医疗设备，其特征在于，
所述医疗设备为CT、MRI、PET-CT、RT、XR设备中的一种。
11.一种医疗设备的组件，其特征在于，
所述医疗设备的组件辅助完成所述医疗设备的固有功能，所述组件适配于至少两种不同的医疗设备。
12.根据权利要求11所述的医疗设备的组件，其特征在于，所述医疗设备组件为
电源管理单元；
便携控制所述医疗设备的控制盒单元；
支撑使用医疗设备的患者的病床控制单元；
监测医疗设备间环境的环境监测单元；
监测患者的生理信息的生理监测单元；
设置于医疗设备外壳上，用于控制医疗设备的控制板单元中的一种。
13.一种医疗系统，其特征在于，
包括第一类型医疗设备及第二类型医疗设备；
所述第一类型医疗设备包括核心组件及辅助组件，所述第二类型医疗设备包括核心组件及辅助组件，
所述第一类型医疗设备的核心组件与第二类型医疗设备的核心组件不同，所述第一类型医疗设备的辅助组件与第二类型医疗设备的辅助组件相同或相兼容。
14.根据权利要求14所述的医疗系统，其特征在于，
所述第一类型医疗设备或第二类型医疗设备的核心组件包括至少两种功能单元、且通过第一类型的通信链路连接，
所述第一类型医疗设备或第二类型医疗设备的辅助组件包括至少两种功能单元、且通过第二类型的通信链路连接。
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