CN107928686A - X射线成像部件的认证 - Google Patents

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Abstract

用于X射线成像系统的通信信道可以将第一成像部件可操作地耦合至第二成像部件。通信信道可以包括第一连接器，其被配置成耦合至第一成像部件；第二连接器，其被配置成耦合至第二成像部件；以及第一认证模块，其被配置成使用第二成像部件进行认证。

Description

X射线成像部件的认证
技术领域
本公开一般涉及X射线成像系统，包括与标识和/或认证X射线成像系统的部件以验证互操作性有关的实施例。
背景技术
计算机断层摄影(CT)或X射线成像系统通常包括X射线管、检测器和用于X射线管和检测器的诸如台架之类的支撑结构。在操作中，患者或对象位于其上的成像台位于X射线管和检测器之间。发生器向X射线管提供功率和/或定时信号。X射线管朝向对象发射诸如X射线之类的辐射。辐射穿过成像台上的对象并且撞击在检测器上。当辐射穿过对象时，对象的内部结构导致在检测器处接收的辐射中的空间差异。检测器接收辐射并且传送表示所接收的辐射的数据。系统将辐射差异转换为图像，其可以用于评价对象的内部结构。该对象可以包括但不限于医疗成像过程中的患者和包装扫描器中的无生命对象。X射线成像系统可以包括一个或多个控制系统，其被配置成与系统内的部件通信和/或操作它们，诸如X射线管、检测器、台架、成像台和/或其它部件。
所要求保护的主题不限于解决任何缺点或仅在诸如上文所描述的环境之类的环境中操作的实施例。仅提供该背景技术以说明可以利用本公开的示例。
发明内容
本公开涉及便于标识和/或认证X射线成像系统的部件以验证互操作性的设备和方法。
在一个示例实施例中，通信信道可操作地将X射线成像系统的第一成像部件耦合至X射线成像系统的第二成像部件。通信信道可以包括第一连接器，其被配置成耦合至第一成像部件；第二连接器，其被配置成耦合至第二成像部件；以及第一认证模块，其被配置成使用第二成像部件进行认证。第一成像部件可以包括控制器，其被配置成与第二成像部件一起进行操作或与其通信；并且第二成像部件可以包括X射线管、发生器和/或X射线检测器。第一认证模块可以至少部分地安置在由第一连接器限定的壳体内。第一防篡改设备可以与第一认证模块相关联、并且被配置成防止从第一连接器移除第一认证模块。
在一些配置中，电缆可以在第一连接器和第二连接器之间延伸，以将第一成像部件可操作地耦合至第二成像部件。第一认证模块可以耦合至电缆。在其它配置中，无线通信链路可以在第一连接器和第二连接器之间延伸，以将第一成像部件可操作地耦合至第二成像部件。
第二认证模块可以与第二成像部件相关联。第一认证模块可以经由第二认证模块使用第二成像部件进行认证。第二防篡改设备可以与第二认证模块相关联。第二防篡改设备可以被配置成防止从第二成像部件移除第二认证模块。第一认证模块和第二认证模块可以实现符合高级加密标准(AES)或三重数据加密算法(3DES)认证标准中的至少一个的认证协议。第二认证模块可以包括与第二成像部件唯一相对应的第二成像部件数据。第二成像部件可以是X射线管，并且第二成像部件数据可以包括序列号、部件号、批次、批号、型号、制造日期、制造地点、原产国、应用代码版本和/或引导加载程序版本。
在另一实施例中，一种方法可以将X射线成像系统的第一成像部件可操作地耦合至X射线成像系统的第二成像部件。该方法可以包括：询问第一成像部件以进行认证，作为第一成像部件询问的结果接收第一成像部件响应，询问耦合至第一成像部件的通信信道以进行认证，作为通信信道询问的结果接收通信信道响应，以及如果第一成像部件响应与通信信道响应匹配，则认证第一成像部件。
在一些配置中，第一成像部件可以包括控制器，其被配置成与第二成像部件一起操作或与其通信；并且第二成像部件可以包括X射线管、发生器和/或X射线检测器。第一成像部件响应可以包括与第一成像部件唯一相对应的第一成像部件数据。第一成像部件数据可以包括序列号、部件号、批次、批号、型号、制造日期、制造地点、原产国、应用代码版本和/或引导加载程序版本。
可以在第二成像部件处接收第一成像部件响应和通信信道响应，并且可以在第二成像部件处执行认证步骤。该方法可以包括：加密第一成像部件询问、第一成像部件响应、通信信道询问和/或通信信道响应。该方法可以包括：解密第一成像部件询问、第一成像部件响应、通信信道询问和/或通信信道响应。该方法可以包括：在认证第一成像部件之后，通过通信信道传递成像数据或控制信号。
在另一示例中，一种系统可以包括第一成像部件和通信信道。第一成像部件可以包括认证模块。通信信道可以包括第一连接器、第二连接器和信道认证模块。通信信道可以将第一成像部件通信地耦合至第二成像部件。第一连接器可以被配置成耦合至第一成像部件。第二连接器可以被配置成耦合至第二成像部件。信道认证模块可以被配置成使用第一成像部件认证模块进行认证。
在一些配置中，通信信道可以包括在第一连接器和第二连接器之间延伸的电缆。信道认证模块可以至少部分地安置在由第二连接器形成的壳体内。第一成像部件认证模块和信道认证模块可以包括与第一成像部件唯一相对应的第一成像部件数据。
本发明内容以简化形式介绍了下文在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
附图说明
图1是X射线成像系统的一个示例的透视图。
图2是可以在图1所图示的X射线成像系统中实现的通信信道的示意图。
图3是图1所图示的X射线成像系统的一部分的示意图。
图4是图1所图示的X射线成像系统的一部分的另一示意图。
图5是示例方法的流程图。
具体实施方式
参考附图，并且使用特定语言来描述本公开的各个方面。以这种方式使用附图和描述不应被解释为限制其范围。根据包括权利要求书在内的公开内容，附加的方面可能是明显的，或者可以通过实践来获悉。
计算机断层摄影(CT)或X射线成像系统通常包括X射线管、检测器、以及用于X射线管和检测器的诸如台架之类的支撑结构。
在X射线成像系统的操作寿命期间，可以修复或更换某些部件，以确保X射线成像系统持续正常运行。例如，可以修复或更换诸如X射线管、发生器和/或检测器之类的成像部件，以维持X射线成像系统的适当操作。
当将诸如更换X射线管、发生器和/或检测器之类的新部件引入X射线成像系统时，重要的是标识部件并且验证适当部件正在被耦合至系统。类似地，如果从X射线成像系统中移除部件，例如，待修复，则可能重要的是验证适当部件是否被返回到X射线成像系统。附加地，重要的是验证引入到X射线成像系统中的部件在功能上与系统的其它部件是兼容的。
由于每个部件可以具有独特的操作特点，所以验证更换部件与X射线成像系统兼容可以便于X射线成像系统的安全操作，以产生合适的质量图像。相反，将不适当的部件引入X射线成像系统可能导致不安全的操作或差的图像质量。例如，在X射线成像系统中使用不兼容的X射线管可以导致穿孔、阳极熔化、过热和安全问题(诸如可能导致患者过度暴露于辐射的剂量测定误差)。在另一示例中，使用不兼容的X射线管可能导致差的图像质量，其可能不足以表示患者的疾病或异常，其可能导致误诊、误判(false positives)和/或漏检。类似地，使用不兼容的发生器、检测器或其它成像部件也可能导致不安全的操作或差的图像质量。确认引入X射线成像系统的部件(例如，X射线管、发生器、检测器等)与X射线成像系统的其它部分兼容可能有助于避免不安全的操作以及与差的图像质量有关的问题。
在一些情况下，部件(例如，X射线管、发生器、检测器等)可以用与给定X射线成像系统不完全兼容的第三方部件更换。第三方部件可能是廉价的、质量低的备选品，其成像特性不佳。例如，第三方X射线管可能会产生不适当的辐射输出、焦点大小和其它成像问题。在某些情况下，使用第三方部件可能导致X射线成像系统的不安全操作。另外，使用第三方部件可能会导致X射线成像系统的原始设备制造商(OEM)和/或部件制造商的收入下降。使用不兼容的第三方部件还可能导致客户或制造商的保修问题。
在一些司法管辖区域中，可能需要X射线成像系统的操作员符合成像质量标准，其需要例如定期质量评估(例如，每天、每周、每月等)，以确保X射线成像系统维持正常的操作。然而，在其它司法管辖区域中，既不需要定期质量评估，也可能不执行定期质量评估。在这种情况下，与X射线成像系统的不安全操作或差的图像质量有关的问题可能会持续，而在较长的时间段内不会被检测到。反过来，患者可能面临更大的误诊、误判和/或漏检的风险。
所公开的实施例可以便于标识和/或认证X射线成像系统(例如，X射线管、发生器、检测器等)的部件以验证互操作性。这可以防止在X射线成像系统中使用不兼容的部件，从而便于X射线成像系统的安全操作和为患者诊断产生合适的质量图像。所公开的实施例可以确保引入到X射线成像系统中的部件与X射线成像系统的其它部件兼容。而且，标识和认证过程对于X射线成像系统的操作员可以是自动且透明的，以帮助确保合适的图像质量和安全操作，而不需要定期质量评估。
所公开的实施例可以便于X射线成像系统的制造商以帮助确保高质量的兼容部件(例如，X射线管、发生器、检测器等)与其X射线成像系统一起使用。另外，制造商可能防止第三方部件与其X射线成像系统一起使用，以避免与低质量第三方部件相关联的问题，诸如成像特性不佳、操作不安全、保修问题以及X射线成像系统和/或部件的制造商的收入减少。
本公开包括可以在成本敏感的市场中实现的低成本解决方案。例如，可以在不显著增加部件或X射线成像系统的成本的情况下，实现用于标识和/或认证部件的实施例。这可以便于确保在X射线成像系统中实现适当的、高质量的部件，而不会显著增加客户的成本。
另外，所公开的实施例可以准许元件(例如，X射线管、发生器、检测器等)被唯一地标识。这可以准许在具有独特特性的不同部件之间进行区分。例如，可以基于诸如序号、部件号、批次、批号、型号、制造日期、制造地点、原产国、应用代码版本和/或引导加载程序版本的唯一标识信息来标识和区分组件。在一些实施例中，该信息可以提供给控制部件，从而可以基于成像部件的独特特性进行调整。
所公开的实施例可以准许X射线成像系统响应于部件的被认证和/或不能被认证而采取步骤。例如，X射线成像系统可以响应于部件(或多个部件)的成功认证而启动和/或正常操作。在另一示例中，X射线成像系统可以响应于认证失败而通知系统的操作员未经批准的部件被连接至系统。在又一示例中，X射线成像系统可以响应于认证失败而停止操作，以确保患者和操作员的安全。在某些情况下，X射线成像系统所采取的响应可以通过制造商确定和/或可能取决于客户所在的司法管辖区域的法律要求。
尽管诸如X射线管、发生器、检测器之类的成像部件是X射线成像系统的一些部件的示例，但是可以实现所描述的概念以标识和/或认证X射线成像系统的任何合适的部件。例如，可以实现实施例以标识和/或认证X射线成像系统的控制系统部件(例如，管控制单元)、热交换器和/或辅助设备。
图1是可以用于获取图像数据并且处理、显示和/或分析图像数据的X射线成像系统100的实施例的透视图。在一些情况下，系统100可以被称为计算机断层摄影(CT)或X射线成像系统。系统100是可以实现本公开中所描述的概念的操作环境的示例，但不限于此。所描述的概念可以在其它X射线成像系统中实现。
参考图1，系统100包括具有X射线源组件114的台架112，该X射线源组件114将X射线朝向台架112的相对侧上的准直仪或检测器组件118投影。该系统100可以包括致动台146，以容纳和安置待扫描患者122或对象。致动台146可以移动以通过系统100安置待分析患者122。具体地，致动台146可以使患者122至少部分地移动通过台架112的开口148，使得来自X射线源组件114的X射线穿过患者122并且被检测器组件118接收，以获得关于患者122的信息。X射线源组件114可以包括X射线管，以生成X射线。检测器组件118可以包括多个检测器120，以检测穿过位于致动台146上的患者122的x射线。
X射线源组件114可以可操作地耦合至诸如系统控制单元126之类的控制器。一般而言，系统控制单元126可以与系统100的各种部件接口并且控制它们。另外，系统控制单元126可以与X射线源组件114接口，以便向X射线源组件114提供例如控制信号。在一些配置中，发生器(未示出)可以向X射线源组件114提供例如功率信号和/或定时信号。系统控制单元126可以与发生器接口，以便向发生器提供例如控制信号。
在扫描患者122以获取X射线投影数据的过程中，致动台146可以安置待分析患者122的一部分至少部分地通过台架112的开口148。在操作期间，台架112和安装在其上的部件可以围绕转动中心转动，并且X射线源组件114可以将行进穿过患者122的X射线发射到检测器组件118。台架112和致动台146可以可操作地耦合至系统控制单元126。台架112的转动和致动台146的致动可以至少部分地由系统控制单元126控制。
系统控制单元126可以接收表示在检测器组件118处接收的辐射的数字信号，其可以被处理或存储在存储器中。系统控制单元126可以经由具有某种形式的操作员接口(诸如显示器、键盘、鼠标或任何其它合适的接口部件)的控制台(未示出)，从操作员接收命令和扫描参数。相关联的显示器(未示出)可以允许操作员从系统控制单元126观察图像和其它数据。操作员可以经由系统控制单元126对X射线组件114的操作进行调整，该系统控制单元126可操作地与X射线组件114接口。在一些配置中，操作员可以对发生器(未示出)的操作进行调整，以向X射线源组件114提供例如功率信号和/或定时信号。
尽管所图示的系统100被配置成分析患者122，但是在备选配置中，系统100可以被配置成分析样本或分析物而不是患者。在这种情况下，可以基于待分析样品的大小和形状来调整致动台146和/或台架112。
图2是系统100的一部分的示意图，图示了可以在系统100中实现的通信信道220。如所图示的，通信信道220将第一成像部件202可操作地耦合至第二成像部件204。
在所图示的配置中，第一认证模块242与通信信道220相关联，并且第二认证模块244与成像部件204相关联。如下文将进一步详细描述的，成像部件202、认证模块242和/或认证模块244可以被配置成使用成像部件202来标识和/或认证成像部件204。
认证模块242和/或认证模块244可以包括指示成像部件202和成像部件204是否在功能上彼此匹配的数据。例如，认证模块242和/或认证模块244可以各自包括唯一密钥。在一些配置中，包括在认证模块242中的密钥可以对于成像部件202或通信信道220而言是唯一的。附加地或可替代地，包括在认证模块244中的密钥可以对于成像部件204而言是唯一的。在一些配置中，相同的密钥可以用于由某个制造商产生的所有部件。在这种配置中，认证模块242和认证模块244可以各自包括特定于成像部件202和成像部件204的制造商的相同的密钥。在一些配置中，密钥可以与对于成像部件202和/或成像部件204而言是唯一的数据相组合。
如所图示的，通信信道220可以包括第一连接器222，其被配置成耦合至成像部件202；以及第二连接器224，其被配置成耦合至成像部件204。通信链路226在连接器222和连接器224之间延伸。通信链路226将成像部件204通信地耦合至成像部件202。
连接器222可以包括壳体232，其部分地或完全地包围连接器222的部分。如所图示的，认证模块242至少部分地安置在在由第一连接器222限定的壳体232内。类似地，连接器224可以包括部分地或完全地包围连接器224的部分的壳体234。
如上文所提及的，连接器222可以被配置成耦合至成像部件202。连接器222可以机械地和通信地将通信信道220耦合至成像部件202。在一些配置中，连接器222可以可拆卸地耦合至成像部件202。例如，连接器222可以包括插头，其被配置成与成像部件202的对应的插座配合，反之亦然。在其它配置中，连接器222可以永久地或半永久地耦合至成像部件202。例如，连接器222可以以这样的方式永久地附接到成像部件202的壳体246，使得连接器222从壳体246移除可能损坏成像部件202或连接器222(例如，永久性紧固件、粘合剂、防篡改螺钉等)。因此，在一些配置中，在不损坏成像部件202或连接器222的情况下，连接器222不能从成像部件202移除。连接器222的认证模块242可以经由连接器222可以通信地耦合至成像部件202。
连接器224可以被配置成耦合至成像部件204。连接器224可以机械地和通信地将通信通道220耦合至成像部件204。在一些配置中，连接器224可以永久地或半永久地耦合至成像部件204。例如，连接器224可以以这样的方式永久地附接到成像部件204的壳体248上，使得连接器224从壳体248移除可能损坏成像部件204或连接器224(例如，永久性紧固件、粘合剂、防篡改螺钉等)。因此，在一些配置中，在不损坏成像部件204或连接器224的情况下，连接器224不能从成像部件204移除。在其它配置中，连接器224可以可拆卸地耦合至成像部件204。例如，连接器224可以包括插头，其被配置成与成像部件204的对应的插座配合，反之亦然。认证模块244可以经由连接器224、通信链路226和连接器222通信地耦合至成像部件202。
通信信道220可以被配置成在成像部件202和成像部件204之间发送模拟信号、数字信号和/或无线信号。通信信道220包括在连接器222和连接器224之间延伸以通信地耦合成像部件202和成像部件204的通信链路226。在一些配置中，通信链路226可以是加密链路或其它安全连接，其防止成像部件202和成像部件204之间的通信被监测、拦截和/或解密。安全连接可以被配置成充分地防止规避通过认证模块242和/或认证模块244提供的认证机制。
在一些配置中，通信链路226可以是在连接器222和连接器224之间物理地延伸、从而将成像部件202可操作地耦合至成像部件204的电缆。在这种配置中，认证模块242可以被耦合至电缆。电缆可以是任何合适的电缆，诸如能够传送电信号的电缆、或者能够传送光信号的光缆。
在其它配置中，通信链路226可以是将成像部件202无线地耦合至成像部件204的无线通信链路。无线通信链路可以在连接器222和连接器224之间延伸，从而将成像部件202可操作地耦合至成像部件204。在这种配置中，连接器222可以包括第一无线发射器和第一无线接收器222，并且连接器224可以包括第二无线发射器和第二无线接收器。第一无线发射器可以被配置成向第二无线接收器无线地传送数据，并且第二无线发射器可以被配置成向第一无线接收器无线地传送数据。在示例中，无线通信链路可以使用WiFi、电气和电子工程师协会(IEEE)802.11标准、蓝牙或IEEE 802.15无线通信标准。
如上文所提及的，认证模块242可以至少部分地安置在连接器222的壳体232的内部。认证模块242还可以包括防篡改设备，其被配置成防止或阻止认证模块242从连接器222移除。在一些配置中，在不损坏连接器222或认证模块242的情况下，防篡改设备可以防止认证模块242从连接器222移除。
在一些配置中，认证模块244可以永久地附接到成像部件204的壳体248。在其它配置中，认证模块244可以至少部分地安置在壳体248的内部。认证模块244可以包括防篡改设备，其被配置成防止或阻止从成像部件204移除认证模块244。在一些配置中，在不损坏成像部件204或认证模块244的情况下，防篡改设备可以防止认证模块244从成像部件204(例如，壳体248)移除。
认证模块242和认证模块244可以被配置成标识和/或认证成像部件204。例如，认证模块242可以经由认证模块244使用成像部件204进行认证。在一些配置中，可以在成像部件202处执行认证。在其它配置中，可以在认证模块242和认证模块244之间进行认证。下文对认证进行更详细地讨论。
在其它配置中，认证模块242可以与成像部件202而不是通信信道220相关联。在这种配置中，认证模块242可以可移除地或永久地耦合至成像部件202。例如，认证模块242可以可移除地或永久地耦合至壳体246。在另一示例中，认证模块242可以至少部分地安置在由成像部件202限定的壳体246的内部。
成像部件202和成像部件204可以是X射线成像系统(诸如关于图1所描述的系统100)的任何合适的组件。例如，成像部件202可以是检测器，其被配置成与诸如系统控制单元126之类的成像部件204通信和/或操作该成像部件204，并且成像部件204可以是X射线源组件114的X射线管、发生器、和/或X射线检测器组件118的检测器。在这种配置中，系统控制单元126可以被配置成认证和/或标识X射线管、发生器和/或X射线检测器。在另一示例中，成像部件204可以是X射线管，并且成像部件202可以是被配置成为X射线管供电的发生器。在这种配置中，发生器可以被配置成认证和/或标识X射线管。在进一步的配置中，系统100的任何合适的部件可以被配置成认证系统100的另一合适的部件。例如，部件可以包括系统100的控制系统部件(例如，管控制单元)、热交换器和/或辅助部件。
在一些配置中，成像部件202经由通信链路226向成像部件204传送控制信号、功率信号和/或定时信号，以与成像部件204通信和/或操作成像部件204。例如，成像部件202可以向发生器传送控制信号，该发生器又向X射线管提供功率信号和/或定时信号。附加地或可替代地，成像部件204可以经由通信链路226向成像部件202传送表示所接收的图像的模拟信号或数字信号。例如，成像部件204可以是准直仪或检测器，其接收已经穿过患者的X射线束，并且向成像部件202传送表示X射线束的信号。
如上文所提及的，成像部件202、认证模块242和/或认证模块244可以被配置成标识和/或认证成像部件204。
图3是包括成像部件202、认证模块242和认证模块244的示例系统100的一部分的示意图。参考图3，对标识和认证进行更详细地讨论。
如所图示的，成像部件202通信地耦合至认证模块242和认证模块244。具体地，认证模块242和认证模块244可以经由通信信道220与成像部件202通信(参见图2)。在一些配置中，成像部件202可以包括应用程序编程接口(API)，以与认证模块242和认证模块244通信。认证模块242与以虚线部件220表示的通信信道220相关联，并且认证模块244与以虚线部件204表示的成像部件204相关联。
可以在启动X射线成像系统时或在操作期间的任何合适的时间执行认证和标识。成像部件202可以向认证模块242传送以302表示的询问。该询问302可以包括对认证信息的查询或请求。可以在认证模块242处被接收该询问302。
响应于询问302，认证模块242可以向询问302传送以304表示的响应。响应304可以包括存储在认证模块242上的认证信息，诸如认证密钥。作为询问302的结果，可以在成像部件202处接收响应304。
成像部件202可以向认证模块244传送以306表示的询问。该询问302可以包括用于标识数据和/或认证信息的查询或请求。所请求的标识数据可以与成像部件204唯一相对应。可以在认证模块244处接收该询问306。响应于该询问306，认证模块244可以向询问306传送以308表示的响应。该响应308可以包括存储在认证模块244上的认证信息，诸如认证密钥。作为询问306的结果，可以在成像部件202处接收该响应308。
在一些配置中，响应304和/或响应308可以包括与成像部件204唯一相对应的成像部件数据。例如，成像部件数据可以包括序号、部件号、批次、批号、型号、制造日期、制造地点、原产国、应用代码版本和/或引导加载程序版本。
在接收到响应304和响应308之后，成像部件202可以将响应304与响应308进行比较。如果响应304与响应308匹配(或反之亦然)，则成像部件202可以认证成像部件204。如果响应304与响应308不匹配(或反之亦然)，则成像部件202可能无法认证成像部件204。附加地或可替代地，如果在成像部件202处没有接收到响应304或响应308，则成像部件202可能无法认证成像部件204。
在响应304和/或响应308包括成像部件数据(例如，序列等)的配置中，成像部件202可以比较成像部件数据以确定响应304和/或响应308包括相匹配的成像部件数据。在一些配置中，例如，成像部件202可以包括可接受序列号的列表，其对应于与系统100中的成像部件202或其它部件在功能上兼容的成像部件。
例如，如果成像部件202发送询问302，并在经过指定时间量之后未能从认证模块242接收响应，则成像部件202可能无法认证成像部件204。在另一示例中，如果成像部件202发送询问306，并在经过指定时间量之后未能从认证模块244接收响应，则成像部件202可能无法认证成像部件204。
成像部件202、成像部件204和/或通信信道220可以被配置成在成像部件202使用成像部件204认证之前不传递特定数据。例如，成像部件202可以被配置仅在成像部件204被认证之后才释放或传送数据，以与成像部件204通信和/或操作该成像部件204。在另一示例中，成像部件204可以被配置成仅在成像部件202被认证之后才将数据释放或传送到成像部件202。这可以防止成像部件与不完全兼容的其它成像部件通信和/或操作该不完全兼容的其它成像部件，从而导致系统100的有缺陷或有潜在危险的操作。这还可能防止第三方部件与系统100一起使用，从而避免不安全操作或差的图像质量。在一些配置中，系统100可以仅在成像部件202和成像部件204被彼此认证之后才可操作。如果成像部件202和/或成像部件204被成功认证，则成像数据或控制信号可以通过通信通道220在成像部件202和成像部件204之间通信(参见图2)。
系统100可以被配置成响应于成像部件204被认证和/或不能被认证而采取步骤。例如，成像部件202可以响应于成像部件204的成功认证来启动和/或正常操作。在另一示例中，成像部件202可以响应于认证失败而向系统100的操作员通知未经批准的部件被连接到系统。在另一示例中，成像部件202可以响应于认证失败而向系统100的制造商或第三方通知未经批准的部件被连接到系统。在又一示例中，成像部件202可以响应于成像部件204的认证失败而停止操作，反之亦然。因而，成像部件202和/或成像部件204可以防止系统100在至少一个部件未能被认证的情况下操作。在一些情况下，成像部件202所采取的响应可以通过制造商确定和/或可以取决于客户所在的司法管辖区域的法律要求。
在一些配置中，系统100可以被配置成响应于认证失败或成功来记录信息。例如，系统100可以响应于认证失败来记录系统100的操作员的身份。在另一示例中，系统100可以响应于认证失败来记录关于未认证的成像部件的信息。在一些配置中，系统100可以被配置成在认证失败发生之前或者在响应于认证失败而采取步骤之前，准许多次尝试以进行认证。
在一些配置中，询问302、响应304、询问306和/或响应308可以通过加密链路传送，其防止通信被监测、拦截和/或解密。认证模块242和认证模块244可以实现符合高级加密标准(AES)或三重数据加密算法(3DES或TDEA)认证标准中的至少一种的认证协议。AES(Rijndael密码的子集)使用对称密钥算法，意味着相同的密钥用于加密和解密数据。DES也是对称密钥块密码。在其它配置中，认证模块242和/或认证模块244可以实现其它合适的认证协议，诸如公用密钥加密(也被称为非对称密钥加密)。
成像部件202可以在传送到认证模块242之前对询问302进行加密。在接收到加密后的询问302之后，认证模块242可以解密询问302。认证模块242可以在传送到成像部件202之前对响应304进行加密。在接收到加密后的响应304时，成像部件202可以解密响应304。
成像部件202可以在传送到认证模块244之前对询问306进行加密。在接收到加密后的询问306时，认证模块244可以解密询问306。认证模块244可以在传送到成像部件202之前对响应308进行加密。在接收到加密后的响应308时，成像部件202可以解密响应308。
在一些配置中，认证模块242和/或认证模块244可以包括由Atmel生产的ATSHA204A认证芯片、或另一合适的认证芯片或模块。在其它配置中，认证模块242和/或认证模块244可以被实现为现场可编程门阵列(FPGA)或软件模块。
在一些配置中，认证模块242和/或认证模块244可以被配置成承受系统100的部分的操作条件。例如，认证模块242和/或认证模块244可以被配置成承受系统100的操作温度、压力、旋转力和/或其它条件。例如，认证模块242和/或认证模块244可以被配置成承受至少40℃、75℃、和/或85℃的操作温度。在另一示例中，认证模块242和/或认证模块244可以被配置成承受至少22g或44g的g力。在又一示例中，认证模块242和/或认证模块244可以被配置成承受至少70kPa或106kPa的压力。
在一些配置中，认证模块242和/或认证模块244可以包括存储器和/或处理器。存储器可以包括用于成像部件202和/或成像部件204的制造数据。处理器可以是微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)或类似的器件或电路。在一些配置中，处理器和/或存储器可以被配置成承受系统100的操作条件。
所公开的概念准许在系统100(参见图1)的操作之前标识成像部件204，以确保适当的部件正在耦合至系统100。如果从系统100移除成像部件，例如，待修复，则可以在系统100被操作之前认证所返回的成像部件。
所公开的概念还准许制造商和客户验证在系统100中使用功能上兼容的成像部件，以避免不安全的操作或差的图像质量。这可以防止在X射线成像系统中使用不兼容的组件，从而便于系统100的安全操作和为患者诊断产生合适的质量图像。此外，所公开的概念可以确保低质量的第三方部件不被用于系统100。而且，标识和认证过程对于X射线成像系统的操作员可以是自动的和透明的，以帮助确保合适的图像质量和安全的操作，而不需要定期质量评估。
所公开的概念可以提供无法绕过的系统100的成像部件的认证。例如，如上文所描述的，所公开的系统包括防篡改特征，使得通信信道220或电缆226(参见图2)的尝试移除、复制或修改将导致认证失败。类似地，因为没有得知密钥或其它认证数据，所以绕过通信信道220、电缆226、认证模块242和/或认证模块244的尝试也将导致认证失败。此外，所有通信可以通过安全的加密连接进行通信(参见图2的通信链路226)，以确保通过通信信道220发送的每个消息是唯一的并且从不重复，使得不能读取、导出和/或复制所传送的消息，以规避密钥或其它认证过程。
在一些配置中，可以对现有的成像部件进行改进以实现本文中所描述的概念。例如，成像部件可以用认证模块进行改进，该认证模块可以与防篡改设备永久地附接，以确保不能移除认证模块。成像部件可以使用通信链路耦合至第二成像部件，其包括第二认证模块。在这种配置中，第二成像部件可以使用如本文中所描述的认证模块来认证第一成像部件。
如上文所提及的，在一些配置中，成像部件202可以是诸如系统控制单元126之类的控制器，并且成像部件204可以是X射线源组件114的X射线管(参见图1)。
图4图示了这种配置的示例，其中通信信道220将X射线组件114的X射线管452可操作地耦合至系统控制单元126。
在这种配置中，第一连接器222可以被配置成耦合至系统控制单元126，并且第二连接器224可以被配置成耦合至X射线组件114。通信链路226在连接器222和连接器224之间延伸，并且将系统控制单元126通信地耦合至X射线组件114。
连接器222可以将通信通道220机械地和通信地耦合至系统控制单元126。在一些配置中，连接器222可以可拆卸地耦合至系统控制单元126。例如，连接器222可以包括插头，其被配置成与系统控制单元126的对应的插座配合，反之亦然。在其它配置中，连接器222可以永久地或半永久地耦合至系统控制单元126。例如，连接器222可以以这样的方式永久地附接到系统控制单元126的壳体446，使得从壳体446移除连接器222可能损坏系统控制单元126或连接器222(例如，永久性紧固件、粘合剂、防篡改螺钉等)。因此，在一些配置中，在不损坏系统控制单元126或连接器222的情况下，连接器222不能从系统控制单元126移除。连接器222的认证模块242可以经由连接器222通信地耦合至系统控制单元126。
连接器224可以被配置成耦合至X射线组件114和/或认证模块244。连接器224可以将通信信道220机械地和通信地耦合至X射线组件114的X射线管452。在一些配置中，连接器224可以永久地或半永久地耦合至X射线组件114和/或认证模块244。例如，连接器224可以永久地附接到认证模块244的壳体。在另一示例中，连接器224可以永久地附着到X射线管452的壳体412。连接器224可以以这样的方式永久地耦合，使得连接器224从壳体412移除可能损坏X射线管452或连接器224(例如，永久性紧固件、粘合剂、防篡改螺钉等)。因此，在一些配置中，在不损坏X射线管452或连接器224的情况下，连接器224不能从X射线管452移除。
在其它配置中，连接器224可以可移除地耦合至X射线组件114和/或认证模块244。例如，连接器224可以包括插头，其被配置成与X射线组件114的对应的插座配合，反之亦然。在另一示例中，连接器224可以包括插头，其被配置成与认证模块244的对应的插座相配合，反之亦然。认证模块244可以经由连接器224、通信链路226和连接器222通信地耦合至系统控制单元126。
如图4所示，认证模块244与X射线组件114相关联。具体地，在该示例中，认证模块244机械地耦合至X射线管452的壳体412。认证模块244可以永久地或半永久地(例如，以准许移除以维修、更换等的方式)耦合至壳体412。在其它配置中，认证模块244可以至少部分地安置在X射线管452的壳体412的内部。例如，在图2中，认证模块244被示出为安置在成像部件204的壳体248内(与X射线管452和/或X射线管组件114相对应)。
在进一步的配置中，认证模块244可以安置在X射线管452或系统100的其它部分处。在一些实施例中，认证模块244可以被包括作为X射线管的整体部分。在其它配置中，认证模块244可以是与X射线管452分开的部件。
认证模块242和认证模块244可以被配置成标识和/或认证X射线管452。例如，认证模块242可以经由认证模块244使用X射线管452进行认证。在一些配置中，可以在系统控制单元126处执行认证。在其它配置中，可以在认证模块242和认证模块244之间进行认证。
在其它配置中，认证模块242可以与系统控制单元126、而不是通信信道220相关联。在这种配置中，认证模块242可以可移除地或永久地耦合至系统控制单元126。例如，认证模块242可以可移除地或永久地耦合至壳体446。在另一示例中，认证模块242可以至少部分地安置在由系统控制单元126限定的壳体446的内部。
图4还更详细地图示了X射线源组件114。如所图示的，X射线管452包括设置在壳体412内的抽真空外壳402。设置在抽真空外壳402内的是阴极404和阳极组件400，该阳极组件400在该实施例中包括转动阳极408。在其它配置中，X射线管452可以包括其它阳极配置，诸如固定阳极。
阳极408和阴极404彼此间隔开、并且在允许在它们之间施加高电压电位的电路中连接。阴极404包括连接至适当的电源(例如，发生器，未示出)的电子发射器420。
壳体412可以部分地或完全地包围抽真空外壳402。外壳412可以限定或包括冷却管路或冷却室(未示出)，其被配置成接收冷却剂以管理X射线管452的温度。
在X射线管452的操作期间，电流可以被供应给电子发射器420的阴极(通常被成型为灯丝)。这使得电子“e”通过热电子发射形成在发射器420上。然后，在阳极408和阴极404之间施加高压差，使电子“e”从电子发射器420朝向位于转动阳极408上的焦点轨迹410加速。焦点轨迹410可以包括例如具有高原子(“高Z”)数的钨、铼或其它材料。当电子“e”加速时，它们获得大量的动能，并且在撞击转动焦点轨迹410时，这些动能中的一些动能被转换成X射线“x”。
焦点轨迹410被定向成使得所发射的X射线“x”可以穿过形成在抽真空外壳402中的窗口406。窗口406可以包括X射线透射材料，使得从焦点轨迹410发射的X射线“x”穿过X射线管窗口406并且行进到患者或对象。窗口406可以有助于将X射线管452的抽真空外壳402的真空与X射线管452外部的大气压力隔离，同时准许由阳极408生成的X射线“x”离开X射线管452。
如所提及的，X射线管452可以是具有转动阳极408的转动阳极型X射线管。阳极408可以由准许阳极408转动的轴承组件414支撑。轴承组件414可以包括转子和轴承(未示出)。转子可以机械地耦合至阳极408，并且轴承可以准许转子转动。定子(未示出)可以通过电磁感应来引起转子的转动。定子可以位于临近安置在抽真空外壳402内部的转子的抽真空外壳402的外侧。
图5是示例方法500的流程图，其可以例如在系统100中实现。该方法500将第一成像部件可操作地耦合至第二成像部件。例如，该方法可以在系统100中实现，以将第一成像部件202耦合至第二成像部件204(参见图2)。
该方法500可以在框502处开始，其中可以询问第一成像部件以进行认证。例如，当成像部件202向与成像部件204相关联的认证模块244传送询问306时，可以询问成像部件204以进行认证(参见图2)。
在框504处，作为第一成像部件询问的结果，可以接收第一成像部件响应。例如，作为询问306的结果，成像部件202可以从成像部件204的认证模块244接收响应308(参见图2)。
在框506处，可以询问通信信道以进行认证。通信信道可以耦合至第一成像部件。例如，当成像部件202向与通信信道220相关联的认证模块242传送询问302(参见图2)时，可以询问通信信道220以进行认证。
在框508处，作为通信信道询问的结果，可以接收通信信道响应。例如，作为询问302的结果，成像部件202可以从通信信道220接收响应304(参见图2)。
在框510处，可以认证第一成像部件。如果第一成像部件响应与通信信道响应匹配，则可以认证第一成像部件。例如，如果响应302与响应308匹配，则成像部件204可以使用成像部件202进行认证。附加地或可替代地，如果第一成像部件响应与通信信道响应不匹配，则第一成像部件认证可能失败。此外，例如，在预先确定的时间间隔过去之后，如果没有接收到第一成像部件响应或通信信道响应，则第一成像部件认证可能失败。
在方法500的一些配置中，第一成像部件可以包括控制器，其被配置成与第二成像部件通信和/或操作第二成像部件，并且第二成像部件可以包括X射线管、发生器和/或X射线检测器。在一些配置中，第一成像部件响应可以包括与第一成像部件唯一相对应的第一成像部件数据。第一成像部件数据可以包括序号、部件号、批次、批号、型号、制造日期、制造地点、原产国、应用代码版本和/或引导加载程序版本。
在方法500的一些配置中，在第二成像部件处接收第一成像部件响应和通信信道响应，并且在第二成像部件执行认证步骤。
在一些配置中，该方法500包括：加密第一成像部件询问、第一成像部件响应、通信信道询问和/或通信信道响应。例如，成像部件202可以在传送到认证模块242之前对询问302进行加密(参见图3)。成像部件202可以在传送到认证模块244之前对询问306进行加密。认证模块242可以在传送到成像部件202之前对响应304进行加密。认证模块244可以在传送到成像部件202之前对响应308进行加密。
该方法500可以包括：解密第一成像部件询问、第一成像部件响应、通信信道询问和/或通信信道响应。例如，认证模块242可以在接收到加密后的询问302之后对询问302进行解密(参见图3)。成像部件202可以在接收到加密后的响应304之后对响应304进行解密。认证模块244可以在接收到加密后的询问306之后对询问306进行解密。成像部件202可以在接收到加密后的响应308之后对响应308进行解密。
在一些配置中，该方法500可以包括：在认证第一成像部件之后，通过通信信道传递成像数据或控制信号。例如，如果使用第二成像部件成功认证第一成像部件，则可以通过通信通道在第一成像部件和第二成像部件之间传递成像数据或控制信号。
在方法500的一些配置中，在第一成像部件被认证之前，不能传递某些数据。例如，第二成像部件可以被配置成仅在第一成像部件已经被认证之后才释放或传送数据，以与第一成像部件通信和/或操作该第一成像部件。在另一示例中，第一成像部件可以被配置成仅在第一成像部件已经被认证之后才向第二成像部件释放或传送数据。因此，在一些配置中，X射线成像系统仅在第一成像部件和第二成像部件彼此认证之后才可操作。
方法500可以包括：响应于认证成功或失败来采取步骤。方法500可以包括：响应于第一成像部件的成功认证，启动和/或正常操作。方法500可以包括：响应于认证失败，通知系统100的操作员未被批准的部件被连接至系统。方法500可以包括：响应于认证失败，通知X射线成像系统的制造商或第三方未经批准的部件被连接至系统。方法500可以包括：响应于认证失败，停止操作。在一些配置中，方法500可以包括：在至少一个部件未能认证的情况下防止X射线成像系统操作。
在上述描述和所附权利要求中使用的术语和词语不限于书面含义，而是仅用于使得能够清楚和一致地理解本公开。应当理解，除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数指示物。因此，例如，对“部件表面”的引用包括对这些表面中的一个或多个表面的引用。
在本公开中所描述的实施例可以包括：如下文更详细地讨论的，使用包括各种计算机硬件或软件模块在内的专用或通用计算机。
本公开的范围内的实施例还包括计算机可读介质，其用于携带或具有存储在其上的计算机可执行指令或数据结构。这样的计算机可读介质可以是可以由通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限制，这样的计算机可读介质可以包括随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦只读存储器(EEPROM)、只读光盘驱动器(CD-ROM)或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁性存储设备、或可以用于携带或存储计算机可执行指令或数据结构的形式的期望的程序代码装置并且可以通过通用或专用计算机访问的任何其它介质。当信息通过网络或其它通信连接(硬连线、无线或硬连线或无线的组合)传递或提供给计算机时，计算机将连接正确地视为计算机可读介质。因此，任何这样的连接被适当地称为计算机可读介质。上述的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。
计算机可执行指令包括例如使通用计算机、专用计算机或专用处理设备执行某个功能或功能组的指令和数据。
如本文中所使用的，术语“模块”或“部件”可以是指在计算系统上执行的软件对象或例程。本文中所描述的不同部件和模块可以被实现为在计算系统上执行的对象或过程(例如，作为单独的线程)。虽然本文中所描述的系统和方法可以以软件来实现，但是硬件中的实现方式或者软件和硬件的组合也是可能的和预期的。在该描述中，“计算机”或“计算机系统”可以是如本文中先前所定义的任何合适的计算系统，也可以是在计算系统上运行的模块或模块的组合。
对于所公开的过程和/或方法，在过程和方法中执行的功能可以以如可以通过上下文指示的不同顺序来实现。此外，所概述的步骤和操作仅作为示例提供，并且步骤和操作中的一些步骤和操作可以是可选的，组合成较少的步骤和操作，或扩展到另外的步骤和操作。
本公开有时可以说明了包含在不同的其它部件内或与不同的其它部件相连接的不同部件。这样描绘的架构仅仅是示例性的，并且可以实现许多其它架构，其实现相同或相似功能性。
在不背离其基本特性的情况下，本发明的各方面可以以其它形式体现。所描述的方面在所有方面均被认为是说明性的而不是限制性的。所要求保护的主题由所附权利要求而不是前面的描述来指示。落入权利要求的等同物的含义和范围内的所有改变将被涵盖在其范围内。

Claims (24)

1.一种被配置为将X射线成像系统的第一成像部件可操作地耦合至所述X射线成像系统的第二成像部件的通信信道，所述通信信道包括：
第一连接器，被配置为耦合至所述第一成像部件；
第二连接器，被配置为耦合至所述第二成像部件；以及
第一认证模块，被配置为使用所述第二成像部件进行认证。
2.根据权利要求1所述的通信信道，其中所述第一成像部件包括控制器，被配置为与所述第二成像部件通信，并且所述第二成像部件包括以下各项中的至少一项：X射线管、发生器、以及X射线检测器。
3.根据权利要求1所述的通信信道，其中所述第一认证模块至少部分地安置在由所述第一连接器限定的壳体内。
4.根据权利要求3所述的通信信道，还包括与所述第一认证模块相关联的第一防篡改设备，所述第一防篡改设备被配置为防止从所述第一连接器移除所述第一认证模块。
5.根据权利要求1所述的通信信道，还包括在所述第一连接器和所述第二连接器之间延伸的电缆，从而将所述第一成像部件可操作地耦合至所述第二成像部件。
6.根据权利要求5所述的通信信道，其中所述第一认证模块耦合至所述电缆。
7.根据权利要求1所述的通信信道，还包括在所述第一连接器和所述第二连接器之间延伸的无线通信链路，从而将所述第一成像部件可操作地耦合至所述第二成像部件。
8.根据权利要求1所述的通信信道，还包括：
与所述第二成像部件相关联的第二认证模块，其中所述第一认证模块经由所述第二认证模块使用所述第二成像部件进行认证。
9.根据权利要求8所述的通信信道，还包括与所述第二认证模块相关联的第二防篡改设备，所述第二防篡改设备被配置为防止从所述第二成像部件移除所述第二认证模块。
10.根据权利要求8所述的通信信道，其中所述第一认证模块和所述第二认证模块实现符合高级加密标准(AES)或三重数据加密算法(3DES)认证标准中的至少一个的认证协议。
11.根据权利要求1所述的通信信道，还包括与所述第二成像部件相关联的第二认证模块，其中所述第一认证模块经由所述第二认证模块使用所述第二成像部件进行认证，并且其中所述第二认证模块包括与所述第二成像部件唯一相对应的第二成像部件数据。
12.根据权利要求11所述的通信信道，其中所述第二成像部件是X射线管，并且所述第二成像部件数据包括以下各项中的至少一项：序列号、部件号、批次、批号、型号、制造日期、制造地点、原产国、应用代码版本和引导加载程序版本。
13.一种将X射线成像系统的第一成像部件可操作地耦合至所述X射线成像系统的第二成像部件的方法，所述方法包括：
询问待验证的第一成像部件；
作为所述第一成像部件询问的结果，接收第一成像部件响应；
询问耦合至待验证的所述第一成像部件的通信信道；
作为所述通信信道询问的结果，接收通信信道响应；以及
如果所述第一成像部件响应与所述通信信道响应匹配，则认证所述第一成像部件。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一成像部件包括控制器，被配置为与所述第二成像部件通信，并且所述第二成像部件包括以下各项至少一项：X射线管、发生器、以及X射线检测器。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一成像部件响应包括与所述第一成像部件唯一相对应的第一成像部件数据。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一成像部件数据包括以下各项中的至少一项：序列号、部件号、批次、批号、型号、制造日期、制造地点、原产国、应用代码版本和引导加载程序版本。
17.根据权利要求13所述的方法，其中在所述第二成像部件处接收所述第一成像部件响应和所述通信信道响应，并且在所述第二成像部件处执行所述认证步骤。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：
加密所述第一成像部件询问、所述第一成像部件响应、所述通信信道询问和所述通信信道响应中的至少一个。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括：
解密所述第一成像部件询问、所述第一成像部件响应、所述通信信道询问和所述通信信道响应中的至少一个。
20.根据权利要求13所述的方法，还包括：
在认证所述第一成像部件之后，通过所述通信信道传递成像数据或控制信号。
21.一种用于使用第二成像部件认证第一成像部件的系统，所述系统包括：
第一成像部件，包括认证模块；
通信信道，将所述第一成像部件通信地耦合至所述第二成像部件，所述通信信道包括：
第一连接器，被配置为耦合至所述第一成像部件；
第二连接器，被配置为耦合至所述第二成像部件；以及
信道认证模块，被配置为使用所述第一成像部件认证模块进行认证。
22.根据权利要求21所述的系统，其中所述通信信道包括在所述第一连接器和所述第二连接器之间延伸的电缆。
23.根据权利要求22所述的系统，其中所述信道认证模块至少部分地安置在由所述第二连接器形成的壳体内。
24.根据权利要求18所述的系统，其中所述第一成像部件认证模块和所述通道认证模块包括与所述第一成像部件唯一相对应的第一成像部件数据。
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