CN110728731B - 一种pet-ct系统资源的管理方法及pet-ct系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种PET‑CT系统资源的管理方法及PET‑CT系统，方法包括：PET‑CT系统所属的操作系统将操作系统中的CPU和内存均划分为使用资源类和备份资源类；并根据使用资源类中CPU和内存，为PET‑CT中各模块分配各自使用的CPU和/或内存；接收所述资源管理单元发送的备份资源请求信息，并根据备份资源请求信息将备份资源类中CPU和内存分配资源管理单元；资源管理单元获取执行中PET‑CT系统的每一模块的优先级，基于分配策略，将备份资源类中CPU和内存向处于高优先级的模块分配CPU和/或内存；其中，PET‑CT系统中各模块的优先级由所述资源管理单元根据PET‑CT系统执行顺序调整。上述方法降低PET‑CT系统的速度低、成本高的缺陷。

Description

一种PET-CT系统资源的管理方法及PET-CT系统

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，尤其涉及一种PET-CT系统资源的管理方法和PET-CT系统。

背景技术

PET(Positron Emission Tomography)全称正电子发射体层显像,利用能够发射正电子的核素标记到能够参与人体组织血流或代谢过程的化合物,得到人体横断面、冠状断面和矢状断面的影像CT(Computed Tomography)是电子计算机断层扫描，利用X线束，与灵敏度极高的探测器一同对人体做断面扫描，得到人体横断面、冠状断面和矢状断面的影像。

PET-CT是通过两种技术结合，对PET和CT产生的医学图像进行融合，为临床生理和病理方面的诊断。

目前在医学成像领域，PET的软件系统使用多个子系统模块来产生最后的PET图像，这些模块包括原始数据采集系统，重建系统，影像工作站系统，扫描控制系统，数据管理系统。

CT的软件系统同样适用多个子系统模块来产生最后的CT图像，这些模块包括原始数据采集系统，重建系统，影像工作站系统，扫描控制系统，数据管理系统。

PET和CT结合之后，部分子系统可以进行整合，部分子系统由于本身技术的独立性不能整合，最后整个PET-CT系统包含了一下子系统：PET数据采集系统，PET重建系统，CT数据采集系统，CT重建系统，影像工作站系统，扫描控制系统，数据管理系统。

为了提高PET重建和CT重建的速度，计算机需要为PET重建和CT分配多个专用的CPU核。由于PET重建和CT重建使用了大尺寸的原始数据，计算需要为PET重建和CT重建分配大量的连续内存空间。因此在目前的PET-CT软件系统中，因为计算机设备性能和成本的限制，绝大多数使用了两台计算机分别进行PET的重建和CT的重建。两台计算机增加数据传输时间，系统的复杂性。

复杂的系统使PET-CT在医院中使用时更加容易出现错误，维护变得更加复杂。但是如果使用一台计算机进行PET重建和CT重建，由于庞大的资源占用，计算机设备的成本会变得非常高。

发明内容

本发明的目的是提供一种PET-CT系统资源的管理方法和PET-CT系统，用于优化现有技术中多台计算机导致的速度降低，复杂度和成本高的问题。

为了达到上述的目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明提供一种PET-CT系统资源的管理方法，其中，PET-CT系统包括：用于分别执行PET-CT系统功能的多个模块和用于对PET-CT系统的CPU和内存资源进行分配/协调的资源管理单元，所述资源管理单元与所述PET-CT系统中的各模块进行通信，所述方法包括：

101、所述PET-CT系统所属的操作系统将操作系统中的CPU和内存均划分为使用资源类和备份资源类；

102、所述操作系统根据使用资源类中CPU和内存，为所述PET-CT中各模块分配各自使用的CPU和/或内存；

103、所述操作系统接收所述资源管理单元发送的备份资源请求信息，并根据所述备份资源请求信息将备份资源类中内存分配所述资源管理单元；

104、所述资源管理单元获取执行中所述PET-CT系统的每一模块的优先级，基于分配策略，将备份资源类中内存向处于高优先级的模块分配，以及通过操作系统将备份资源中的CPU向处于高优先级的模块分配；

其中，PET-CT系统中各模块的优先级由所述资源管理单元根据PET-CT系统执行顺序调整。

可选地，所述步骤104包括：

104-1、所述资源管理单元与所述PET-CT系统中的每一模块进行交互，配置所述PET-CT系统中各模块的优先级别；

104-2、所述资源管理单元基于分配策略，将备份资源类中的内存向处于高优先级的每一模块分配，以及通过操作系统将备份资源中的CPU向处于高优先级的模块分配。

可选地，方法还包括：105、所述资源管理单元与所述PET-CT系统中的每一模块进行交互，若所述PET-CT系统中模块的优先级发生变化，则向发生优先级降低的模块发送释放分配的CPU和/或内存的通知信息；

或者，所述资源管理单元与所述PET-CT系统中的每一模块进行交互，如果存在所述PET-CT系统中模块的优先级降低，则资源管理单元接收分配有内存资源的且优先级降低的模块发送的资源释放通知信息，和/或，资源管理单元向操作系统发送CPU资源回收消息，所述CPU资源回收消息为用于回收优先级降低的且分配有CPU资源的模块的部分或全部CPU资源。

可选地，用于分别执行PET-CT系统功能的多个模块包括：

PET数据采集模块、PET重建模块、CT数据采集模块、CT重建模块、影像工作站模块、扫描控制模块和数据管理模块；

和/或，

所述PET-CT系统的执行顺序包括：

启动阶段、扫描阶段、和影像浏览阶段；所述扫描阶段包括CT扫描阶段和PET扫描阶段；所述CT扫描阶段包括CT数据采集和CT重建；所述PET扫描阶段包括PET数据采集和PET重建；

所述启动阶段，扫描控制模块和数据管理模块的优先级为最高优先级；

所述CT扫描阶段，CT数据采集模块、CT重建模块的优先级为最高优先级；

所述PET扫描阶段，PET数据采集模块、PET重建模块的优先级为最高优先级；

所述影像浏览阶段，影像工作站模块和数据管理模块的优先级为最高优先级。

可选地，所述步骤104包括：

在启动阶段，所述资源管理单元接收到所述CT数据采集模块、CT重建模块、PET数据采集模块、PET重建模块分别发送的用于进行初始化的内存分配请求；

所述资源管理单元配置所述CT数据采集模块、CT重建模块、PET数据采集模块、PET重建模块的优先级为最高优先级，

所述资源管理单元根据发送所述内存分配请求的每一模块的优先级和内存分配请求，基于分配策略，向所述CT数据采集模块、CT重建模块、PET数据采集模块、PET重建模块分别分配各自使用的内存；以使所述CT数据采集模块、CT重建模块、PET数据采集模块、PET重建模块分别基于各自的内存进行初始化操作；以及

所述资源管理单元接收扫描控制模块和数据管理模块分别发送的CPU分配请求；

所述资源管理单元配置所述扫描控制模块和数据管理模块的优先级为最高优先级，

所述资源管理单元根据所述CPU分配请求，借助于操作系统向所述扫描控制模块和数据管理模块分配启动阶段使用的CPU资源，以使所述扫描控制模块进行所述PET-CT系统中各模块的检查，所述数据管理模块进行数据的整理。

可选地，所述步骤104包括：

在扫描阶段，若扫描控制模块接收到操作者触发的扫描指令，则所述资源管理单元接收所述扫描控制模块发送的启动扫描的通知信息；

所述资源管理单元根据所述通知信息，调整所述PET-CT系统中各模块的优先级；以及

在CT扫描阶段，所述资源管理单元根据通知信息，确定CT数据采集模块、CT重建模块需要的CPU资源和内存资源，并向CT数据采集模块、CT重建模块分配内存资源，以及借助于操作系统向CT数据采集模块、CT重建模块分配CPU资源；

在CT扫描阶段结束开始PET扫描时，所述资源管理单元调整所述CT数据采集模块、CT重建模块的优先级，并根据执行时间依次通知所述CT数据采集模块、CT重建模块释放所述资源管理单元分配的内存资源，且通知所述操作系统回收分配所述CT数据采集模块、CT重建模块的部分或全部CPU资源；

所述资源管理单元计算PET数据采集模块、PET重建模块需要的CPU资源和内存资源，并向PET数据采集模块、PET重建模块分配内存资源，以及借助于操作系统向PET数据采集模块、PET重建模块分配CPU资源。

可选地，还包括：

在PET扫描结束开始影像浏览阶段时，所述资源管理单元调整所述PET数据采集模块、PET重建模块的优先级，并根据执行时间依次通知所述PET数据采集模块、PET重建模块释放所述资源管理单元分配的内存资源，且通知所述操作系统回收分配所述PET数据采集模块、PET重建模块的部分或全部CPU资源；

所述资源管理单元确定影像工作站模块和数据管理模块需要的CPU资源和内存资源，并向影像工作站模块和数据管理模块分配确定的内存资源，以及借助于操作系统向影像工作站模块和数据管理模块分配CPU资源。

可选地，还包括：

在影像工作站模块接收到操作者触发的结束指令时，根据结束指令释放所述资源管理单元分配的内存资源，并向所述资源管理单元发送释放完成通知信息，该资源管理单元接收释放完成通知信息后，通知所述操作系统回收分配所述影像工作站模块的CPU资源；

以及，所述数据管理模块根据所述结束指令，在确定数据管理模块的数据发送完成后，释放所述资源管理单元分配的内存资源，并向所述资源管理单元发送另一释放完成通知信息，该资源管理单元接收另一释放完成通知信息后，通知所述操作系统回收分配所述数据管理模块的CPU资源。

第二方面，本发明还提供一种PET-CT系统，其中，包括：

用于分别执行PET-CT系统功能的多个模块和用于对PET-CT系统的CPU和内存资源进行分配/协调的资源管理单元；

所述资源管理单元与所述PET-CT系统中的各模块进行通信，并执行上述第一方面任一所述的方法。

可选地，用于分别执行PET-CT系统功能的多个模块包括：

PET数据采集模块、PET重建模块、CT数据采集模块、CT重建模块、影像工作站模块、扫描控制模块和数据管理模块。

本发明的有益效果是：

本发明的PET-CT系统资源的管理方法可适用于一台计算机，其中，资源管理单元对PET-CT系统的模块进行动态的CPU资源和内存资源的分配。

本发明的方法可对部分模块调整优先级，并分配其需要的CPU资源和/或内存资源。

具体地，每个模块都会与资源管理单元进行通信，在需要较大内存和较多核数的CPU资源的时候，不再由操作系统自动分配，而是有资源管理单元进行分配，资源管理单元会根据当前资源量向各模块分配，由此，可以提高计算机的运行速度，且降低现有技术中PET-CT的成本。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的PET-CT系统的架构示意图；

图2为本发明一实施例提供的PET-CT系统资源的管理方法的流程示意图；

图3为本发明另一实施例提供的PET-CT系统资源的管理方法的流程示意图。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

为了更好的理解本发明实施例的方案，以下对本发明实施例的部分词语进行概述说明。

在常规的PET-CT系统的工作流程中，通常的数据采集顺序是定位像数据采集、CT数据采集、PET数据采集；

重建顺序是定位像重建、CT重建、PET重建。其中定位像是CT的一种类型。

采集+重建的顺序是定位像数据采集、定位像重建、CT数据采集、CT重建、PET数据采集、PET重建。其中CT重建和PET数据采集有一段时间会同时执行，PET数据采集和PET重建会有一段时间同时执行。

在PET重建结束后，医生会通过影像工作站系统浏览CT和PET影像。这些流程中CT数据采集和PET数据采集需要大量的内存，CT重建和PET重建需要大量的CPU和大量的内存。

从上述顺序可以看出来，有些消耗内存和CPU比较多的程序模块并不会在同一时间执行(比如CT数据采集模块和PET重建模块)。为此，本申请中依据这些流程顺序对CPU和内存资源进行优化，保证程序模块在需要的时候分配到足够的CPU和内存资源。

在一台计算机的基础上，建立一个PET-CT的资源管理单元，对所有的PET-CT子系统/模块进行动态的CPU资源和内存资源的分配。每个医院对患者进行扫描和重建使用的参数在装机调试后基本就确定了，很少会作出修改，在这样特定的参数下，CT重建和PET重建所占用的CPU核和内存资源会在一个确定的范围内，花费的时间也会在一个确定的范围内。本申请实施例中将整个PET-CT系统中的一些关键流程进行统计，得出这些流程所需要占用的资源，在执行这些流程的时候，对部分模块安装优先等级分配计算好的资源。每个子系统/模块都会与资源管理单元进行通讯/通信，在需要较大内存和较多核数的CPU资源的时候，不再由操作系统自动分配，而是有资源管理单元进行分配，资源管理单元会根据当前资源量，子系统/模块的优先级，进行计算后分配。

如图1所示，图1中示出了本发明实施例的PET-CT系统的架构图，在本实施例中，本实施例的PET-CT系统包括：用于分别执行PET-CT系统功能的多个模块和用于对PET-CT系统的CPU和内存资源进行分配的资源管理单元。

当前，用于分别执行PET-CT系统功能的多个模块可包括：PET数据采集模块、PET重建模块、CT数据采集模块、CT重建模块、影像工作站模块、扫描控制模块和数据管理模块。

具体地，PET-CT系统的执行顺序包括：启动阶段、扫描阶段和影像浏览阶段阶段；所述扫描阶段包括CT扫描阶段和PET扫描阶段；所述CT扫描阶段包括CT数据采集和CT重建；所述PET扫描阶段包括PET数据采集和PET重建；其中，CT重建和PET数据采集有部分时间重叠，即同时执行。

本发明实施例中为更好的实现CPU资源和内存资源的分配，进而对上述多个模块设置有优先级，其优先级并不是固定的，是由所述资源管理单元根据PET-CT系统执行顺序进行调整。

举例来说，在启动阶段，扫描控制模块和数据管理模块的优先级为最高优先级；即资源管理单元调整扫描控制模块和数据管理模块的优先级为最高优先级；

在CT扫描阶段，CT数据采集模块、CT重建模块的优先级为最高优先级；即资源管理单元调整CT数据采集模块、CT重建模块的优先级为最高优先级；

在PET扫描阶段，PET数据采集模块、PET重建模块的优先级为最高优先级；即资源管理单元调整PET数据采集模块、PET重建模块的优先级为最高优先级；

在影像浏览阶段，影像工作站模块和数据管理模块的优先级为最高优先级；即资源管理单元调整影像工作站模块和数据管理模块的优先级为最高优先级。

通过资源管理单元为各个模块设置优先级，进而在具体操作中，根据优先级为各个模块协调CPU资源和/或分配内存资源，保证资源的合理利用，提高计算机的运行速度。

在医院装机后，运维工程师会协助医生设置PET-CT扫描协议，扫描协议中包含了CT扫描和PET扫描相关的参数，然后运维工程师会使用扫描协议中的参数进行多次模拟CT扫描和PET扫描，采集并计算各个模块运行时，各个模块在各个阶段所需要的内存和CPU资源，并记录到资源管理单元。在实际的患者扫描中，资源管理单元会根据这些数据进行计算各个模块进行内存和CPU申请时的优先级和资源数量。

需要说明的是，上述装机的过程是一次性的，通常不会在使用PET-CT系统时再次装机。为此，本实施例中的资源管理单元中存储有PET-CT测试阶段获取到的各个模块在运行中需要的内存资源和CPU资源的数据。

如图2所示，图2示出了本发明一实施例提供的PET-CT系统资源的管理方法的示意图，本实施例的方法包括如下步骤：

101、PET-CT系统所属的操作系统将操作系统中的CPU和内存均划分为使用资源类和备份资源类。

102、操作系统根据使用资源类中CPU和内存，为所述PET-CT中各模块分配各自使用的CPU和/或内存。

需要说明的是，在该步骤中，操作系统分配的CPU和内存并不是各个模块进行功能操作时使用的，而是非功能操作时维持正常工作所需要的。

这里的功能操作可举例说明：CT扫描阶段的CT数据采集模块进行CT数据的采集可为功能操作，CT重建模块的重建可为功能操作，PET扫描阶段的PET数据采集模块进行PET数据的采集可为功能操作等等。也就是说，每一个模块按照执行顺序进行执行的动作可理解为功能操作。

103、操作系统接收所述资源管理单元发送的备份资源请求信息，并根据所述备份资源请求信息将备份资源类中内存分配所述资源管理单元。

在本步骤中，操作系统将备份资源类中的内存进行分配，并不是资源管理单元直接使用这些内存，而是由资源管理单元对内存进行合理的配置，同时对备份资源类中的CPU进行合理分配，使得PET-CT系统中各个模块能够在最优状态下进行功能操作，提高运行速率，且能够合理的降低PET-CT系统整个设备的成本。

104、资源管理单元获取执行中所述PET-CT系统的每一模块的优先级，基于分配策略，将备份资源类中内存向处于高优先级的模块分配，以及通过操作系统将备份资源中的CPU向处于高优先级的模块分配；

其中，PET-CT系统中各模块的优先级由所述资源管理单元根据PET-CT系统执行顺序调整。

在具体实现中，上述的步骤104可包括：

104-1、资源管理单元与所述PET-CT系统中的每一模块进行交互，配置所述PET-CT系统中各模块的优先级别；

104-2、资源管理单元基于分配策略，将备份资源类中的CPU和内存向处于高优先级的每一模块分配，以及通过操作系统将备份资源中的CPU向处于高优先级的模块分配。

举例来说，这里的分配策略可为预先在资源管理单元中存储的各个模块需要的CPU资源和/或内存资源的数据等信息。

在具体应用中，对于内存和CPU进行分配，则需要释放或回收，在本实施例中，上述方法还可包括下述的图中未示出的步骤105：

105、资源管理单元与所述PET-CT系统中的每一模块进行交互，若所述PET-CT系统中模块的优先级发生变化，则向发生优先级降低的模块发送释放分配的CPU和/或内存的通知信息。

在另一种可能的实现方式中，上述的步骤105还可为下述的内容：

所述资源管理单元与所述PET-CT系统中的每一模块进行交互，如果存在所述PET-CT系统中模块的优先级降低，则资源管理单元接收分配有内存资源的且优先级降低的模块发送的资源释放通知信息，和/或，资源管理单元向操作系统发送CPU资源回收消息，所述CPU资源回收消息为用于回收优先级降低的且分配有CPU资源的模块的部分或全部CPU资源。

本实施例的方法可适用于一台计算机，其中，资源管理单元对PET-CT系统的模块进行动态的CPU资源和内存资源的分配。具体地，可对部分模块调整优先级，并分配其需要的CPU资源和/或内存资源。可理解的是，在PET-CT系统执行过程中，部分模块需要较大内存和较多核数的CPU资源的时候，不再由操作系统自动分配，而是有资源管理单元进行分配，资源管理单元会根据当前资源量向各模块实时分配和调整，由此，可以提高计算机的运行速度，且降低现有技术中PET-CT的成本。

如图3所示，图3示出了本发明一实施例提供的PET-CT系统资源的管理方法的示意图，需要说明的是，在本实施例中，优化管理可包括内存的优化和CPU的优化。本实施例的方法包括如下步骤：

为更好的理解，以计算机拥有24核CPU，48G内存为例，因为CT重建模块和PET重建模块在功能操作时需要大量的连续内存才能争取执行各自的重建流程，在本实施例中，资源管理单元向操作系统申请大量的连续内存(24G内存)，可优先作为CT重建模块和PET重建模块的备用内存，防止CT重建模块和PET重建模块在功能操作时向操作系统申请时无法申请大块的连续内存。此时，可理解的是，资源管理单元申请的连续内存可作为CT重建模块和PET重建模块的专用内存，不做其他用途。其他模块使用的内存可以是直接向操作系统申请的，由操作系统分配的，也可以是由资源管理单元向操作系统申请，然后资源管理单元再分配给相应的模块。

下述步骤中，若没有记载资源管理单元对某个模块CPU的分配，表示这个步骤对这个模块不需要分配指定的CPU，此时模块的CPU由操作系统自动分配。若记载资源管理单元对某个模块的CPU分配，表示这个步骤资源管理单元会通过操作系统为某个模块分配专用CPU，专用CPU是指此CPU只有这个模块才能使用，其他模块不能使用此CPU。若记载释放某个模块的CPU，表示资源管理单元会通过操作系统取消为某个模块分配的专用CPU，CPU变成由操作系统自动分配。

特别说明的是，操作系统自动分配可理解为操作系统上所有的模块共用CPU。

301、启动资源管理单元，使用资源管理单元依次启动扫描控制模块、数据管理模块、影像工作站模块、CT数据采集模块、CT重建模块、PET数据采集模块和PET重建模块。

举例来说，本步骤中的启动资源管理单元可为人工触发启动资源管理单元。其中，步骤301至步骤303均为启动阶段。

302、CT数据采集模块、CT重建模块，PET数据采集模块、PET重建模块向资源管理单元发送用于初始化内存空间的资源请求，由资源管理单元根据资源请求为这些模块分配用于进行初始化的内存资源。

例如，资源管理单元根据装机测试过程中各个模块初始化所需内存大小，资源管理单元为CT数据采集模块分配1G内存，CT重建模块分配4G内存，PET数据采集模块分配1G内存，PET重建模块分配4G，完成两个数据采集模块和两个重建模块的初始化。

需要说明的是，在初始化阶段，资源管理单元可不去查看每一个模块的优先级，因为与资源管理单元交互的信息中携带请求内存资源的用途信息，进而此时针对每一个请求内存资源的模块均默认为初始化阶段的最高优先级。

这里的内存分配是指大量的连续可访问内存，对于很小的数据内存，由每个模块单独向操作系统申请。

303、在两个数据采集模块和重建模块初始化完成之后，资源管理单元根据执行顺序为扫描控制模块和数据管理模块设置为最高优先级，并接收扫描控制模块，数据管理模块发送的CPU资源请求；

所述资源管理单元根据所述CPU资源请求向所述操作系统发送请求信息，以使所述操作系统依据所述请求信息为扫描控制模块和数据管理模块分配合理的CPU核。

在本实施例中，扫描控制模块进行所有模块的检查，例如，有扫描控制模块向其他模块发送检验指令并接收其他模块反馈的检验结果；

数据管理模块进行PET-CT系统中数据的整理(包括数据清理，数据归档，数据备份等)，此时自检和数据整理作为高优先流程进行处理，分配较多的CPU核。

304、在扫描阶段，扫描控制模块向资源管理单元发送开始通知信息，例如用于通知患者的检查已经开始的开始通知信息，此时资源管理单元根据开始通知信息将扫描阶段使用的各模块设置为最高优先级，所有和扫描阶段相关的内存资源请求和CPU资源请求优先处理。

此外，资源管理单元根据所述开始通知信息可确定数据管理模块不属于扫描阶段使用的模块，则将数据管理模块的数据整理流程优先度降低，并通知操作系统回收为数据管理模块分配的专用CPU核，即降低CPU核的分配。

扫描阶段可理解为：患者开始检查：患者进行预约登记，注射显像剂，躺在扫描床上。医生根据检查方案为患者选择扫描协议，开始进行检查。

305、资源管理单元根据医生选择的扫描协议，确定CT数据采集模块，CT重建模块所需要的CPU核并进行借助于操作系统向CT数据采集模块、CT重建模块分配专用的CPU。

同时，资源管理单元可配置CT数据采集模块，CT重建模块的CPU的优先级为最高优先级。

在具体实现中，PET-CT装机阶段即可有多个扫描协议，针对每一扫描协议中的参数进行多次模拟获得各个模块在各个阶段所需的内存和CPU的资源信息。

进一步地，CT数据采集模块开始CT数据的采集，CT数据采集模块在需要较大内存的时候，根据采集的数据大小，计算所需要的内存，直接向资源管理单元发送第一内存资源请求，第一内存资源请求中包含申请内存的用途和申请内存的大小，资源管理单元根据第一内存资源请求，向发送第一内存资源请求的模块返回响应，该响应中携带分配内存的访问地址。

本实施例中是，CT数据采集模块在数据采集过程中根据需要(如采集数据的量/大小)向资源管理单元发送内存资源请求。本实施例中资源管理单元分配内存即为向发送内存资源请求的模块返回响应，响应中携带分配内存的访问地址。

在内存使用完成的时候，各模块释放资源管理单元分配的专用内存，并将释放信息通知资源管理单元。

306、CT数据采集的同时进行CT重建，CT重建模块根据数据量确定需要的内存，向资源管理单元发送第二内存资源请求。

也就是说，CT重建模块在需要较大内存的时候，CT重建模块根据扫描协议中重建相关的参数和采集数据信息确定需要的内存大小，向资源管理单元申请获取内存。或者，资源管理单元在收到第二内存资源请求后，根据扫描协议中重建相关的参数确定需要的内存大小。

此时的CT数据采集模块和CT重建模块的内存分配为最高优先级。需要说明的是，内存的分配跟优先级相关，CPU核的分配与优先级没有直接关联。

307、CT扫描结束后，开始进行PET扫描，此时CT数据采集已经结束，资源管理单元通过操作系统释放大部分为CT数据采集模块分配的专用CPU核，并为PET数据采集模块分配专用的CPU核。

举例来说，资源管理单元向操作系统发送用于回收CT数据采集模块分配的专用CPU核。

308、PET数据采集模块进行第一个床位的数据采集，正常的患者数据采集时间有3分钟。在第一个床位的数据采集结束以后，CT重建模块已经完成或者已经完成大部分。CT重建模块在完成重建后，向扫描控制模块和资源管理单元发送用于说明CT重建已经完成的通知信息，进而扫描控制单元在收到该通知信息之后进行后续从操作，同时CT重建模块释放由资源管理单元协调分配的内存资源和/或CPU资源。

在CT重建已经完成时，资源管理单元通过操作系统回收大部分分配的专用CPU核，如果CT重建没有完成，资源管理单元将CT重建的优先级由最高级降到次高级，回收小部分的专用CPU，将PET数据采集模块和PET重建模块的优先级设置到最高级，为PET重建模块分配更多的专用CPU。举例来说，上述的大部分指由10个专用CPU核降到2个，小部分指由10个专用CPU核降到6个，这里的数字仅为举例，可根据实际的重建参数来确定。

309、PET数据采集模块依次进行下一个床位的数据采集和重建。此时的CT数据采集模块和CT重建模块已经停止。

310、PET重建模块结束，生成CT影像和PET影像。影像工作站模块加载CT影像和PET影像，影像工作站向资源管理单元申请CPU和内存，此时，资源管理单元将更多的CPU核和内存分配到影像工作站模块，为实现更加快速的加载和显示图像。

例如，医生在影像工作站进行阅片，初步检查图像的正确性，确定患者的病灶。

PET重建模块结束之后，释放资源管理单元分配的内存资源并向资源管理单元发送释放通知信息，资源管理单元与操作系统交互，使得操作系统回收分配给PET重建模块的CPU核。

311、医生在影像工作站模块阅片的同时，数据管理模块将数据发送到医院的PACS系统(影像归档和通信系统)。数据管理模块向资源管理单元申请更多的CPU核，资源管理单元借助于操作系统将空闲的CPU核分配给数据管理模块，加快数据的发送速度。

312、医生阅片结束，关闭影像工作站模块的图像，影像工作站模块释放分配的内存资源，并将释放内存资源的信息发送资源管理单元，资源管理单元可与操作系统交互进而操作系统回收向影像工作站模块分配的CPU核。

进一步地，PACS系统的数据发送完成，数据管理模块向资源管理单元发送完成信息，资源管理单元与操作系统交互，进而操作系统回收分配数据管理模块的CPU核。

可理解的是，采用本实施例的方法之前，常规扫描的单机配置需要32核CPU，64G内存(其中PET和CT各自占用一半资源)，在使用资源管理单元进行内存和CPU的分配管理之后，只需要24核CPU和48G内存即可更加快速实现原PET-CT系统的功能。

本实施例中，资源管理单元对PET-CT系统的模块进行动态的CPU资源和内存资源的分配，可以提高计算机的运行速度，且降低现有技术中PET-CT的成本。

根据本发明实施例的另一方面，本发明实施例还提供一种PET-CT系统，包括：用于分别执行PET-CT系统功能的多个模块和用于对PET-CT系统的CPU和内存资源进行分配的资源管理单元；

所述资源管理单元与所述PET-CT系统中的各模块进行通信，并执行上述第一方面任一所述的方法。

举例来说，用于分别执行PET-CT系统功能的多个模块包括：

PET数据采集模块、PET重建模块、CT数据采集模块、CT重建模块、影像工作站模块、扫描控制模块和数据管理模块。

以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种PET-CT系统资源的管理方法，其特征在于，PET-CT系统包括：用于分别执行PET-CT系统功能的多个模块和用于对PET-CT系统的CPU和内存资源进行分配的资源管理单元，所述资源管理单元与所述PET-CT系统中的各模块进行通信，所述方法包括：

101、所述PET-CT系统所属的操作系统将操作系统中的CPU和内存均划分为使用资源类和备份资源类；

102、所述操作系统根据使用资源类中CPU和内存，为所述PET-CT中各模块分配各自使用的CPU和/或内存；

103、所述操作系统接收所述资源管理单元发送的备份资源请求信息，并根据所述备份资源请求信息将备份资源类中内存分配给所述资源管理单元；

104、所述资源管理单元获取执行中所述PET-CT系统的每一模块的优先级，基于分配策略，将备份资源类中内存向处于高优先级的模块分配，以及通过操作系统将备份资源中的CPU向处于高优先级的模块分配；

其中，PET-CT系统中各模块的优先级由所述资源管理单元根据PET-CT系统执行顺序调整。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤104包括：

104-1、所述资源管理单元与所述PET-CT系统中的每一模块进行交互，配置所述PET-CT系统中各模块的优先级别；

104-2、所述资源管理单元基于分配策略，将备份资源类中的内存向处于高优先级的每一模块分配，以及通过操作系统将备份资源中的CPU向处于高优先级的模块分配。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，方法还包括：

105、所述资源管理单元与所述PET-CT系统中的每一模块进行交互，若所述PET-CT系统中模块的优先级发生变化，则向发生优先级降低的模块发送释放分配的CPU和/或内存的通知信息；

或者，所述资源管理单元与所述PET-CT系统中的每一模块进行交互，如果存在所述PET-CT系统中模块的优先级降低，则资源管理单元接收分配有内存资源的且优先级降低的模块发送的资源释放通知信息，和/或，资源管理单元向操作系统发送CPU资源回收消息，所述CPU资源回收消息为用于回收优先级降低的且分配有CPU资源的模块的部分或全部CPU资源。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，用于分别执行PET-CT系统功能的多个模块包括：

PET数据采集模块、PET重建模块、CT数据采集模块、CT重建模块、影像工作站模块、扫描控制模块和数据管理模块；

和/或，

所述PET-CT系统的执行顺序包括：

启动阶段、扫描阶段和影像浏览阶段；所述扫描阶段包括CT扫描阶段和PET扫描阶段；所述CT扫描阶段包括CT数据采集和CT重建；所述PET扫描阶段包括PET数据采集和PET重建；

所述启动阶段，扫描控制模块和数据管理模块的优先级为最高优先级；

所述CT扫描阶段，CT数据采集模块、CT重建模块的优先级为最高优先级；

所述PET扫描阶段，PET数据采集模块、PET重建模块的优先级为最高优先级；

所述影像浏览阶段，影像工作站模块和数据管理模块的优先级为最高优先级。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤104包括：

在启动阶段，所述资源管理单元接收到所述CT数据采集模块、CT重建模块、PET数据采集模块、PET重建模块分别发送的用于进行初始化的内存分配请求；

所述资源管理单元配置所述CT数据采集模块、CT重建模块、PET数据采集模块、PET重建模块的优先级为最高优先级，

所述资源管理单元根据发送所述内存分配请求的每一模块的优先级和内存分配请求，基于分配策略，向所述CT数据采集模块、CT重建模块、PET数据采集模块、PET重建模块分别分配各自使用的内存；以使所述CT数据采集模块、CT重建模块、PET数据采集模块、PET重建模块分别基于各自的内存进行初始化操作；以及

所述资源管理单元接收扫描控制模块和数据管理模块分别发送的CPU分配请求；

所述资源管理单元配置所述扫描控制模块和数据管理模块的优先级为最高优先级；

所述资源管理单元根据所述CPU分配请求，借助于操作系统向所述扫描控制模块和数据管理模块分配启动阶段使用的CPU资源，以使所述扫描控制模块进行所述PET-CT系统中各模块的检查，所述数据管理模块进行数据的整理。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤104包括：

在扫描阶段，若扫描控制模块接收到操作者触发的扫描指令，则所述资源管理单元接收所述扫描控制模块发送的启动扫描的通知信息；

所述资源管理单元根据所述通知信息，调整所述PET-CT系统中各模块的优先级；以及

在CT扫描阶段，所述资源管理单元根据通知信息，确定CT数据采集模块、CT重建模块需要的CPU资源和内存资源，并向CT数据采集模块、CT重建模块分配内存资源，以及借助于操作系统向CT数据采集模块、CT重建模块分配CPU资源；

在CT扫描阶段结束开始PET扫描时，所述资源管理单元调整所述CT数据采集模块、CT重建模块的优先级，并根据执行时间依次通知所述CT数据采集模块、CT重建模块释放所述资源管理单元分配的内存资源，且通知所述操作系统回收分配所述CT数据采集模块、CT重建模块的部分或全部CPU资源；

所述资源管理单元计算PET数据采集模块、PET重建模块需要的CPU资源和内存资源，并向PET数据采集模块、PET重建模块分配内存资源，以及借助于操作系统向PET数据采集模块、PET重建模块分配CPU资源。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

在PET扫描结束开始影像浏览阶段时，所述资源管理单元调整所述PET数据采集模块、PET重建模块的优先级，并根据执行时间依次通知所述PET数据采集模块、PET重建模块释放所述资源管理单元分配的内存资源，且通知所述操作系统回收分配所述PET数据采集模块、PET重建模块的部分或全部CPU资源；

所述资源管理单元确定影像工作站模块和数据管理模块需要的CPU资源和内存资源，并向影像工作站模块和数据管理模块分配确定的内存资源，以及借助于操作系统向影像工作站模块和数据管理模块分配CPU资源。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

在影像工作站模块接收到操作者触发的结束指令时，根据结束指令释放所述资源管理单元分配的内存资源，并向所述资源管理单元发送释放完成通知信息，该资源管理单元接收释放完成通知信息后，通知所述操作系统回收分配所述影像工作站模块的CPU资源；

以及，所述数据管理模块根据所述结束指令，在确定数据管理模块的数据发送完成后，释放所述资源管理单元分配的内存资源，并向所述资源管理单元发送另一释放完成通知信息，该资源管理单元接收另一释放完成通知信息后，通知所述操作系统回收分配所述数据管理模块的CPU资源。

9.一种PET-CT系统，其特征在于，包括：

用于分别执行PET-CT系统功能的多个模块和用于对PET-CT系统的CPU和内存资源进行分配的资源管理单元；

所述资源管理单元与所述PET-CT系统中的各模块进行通信，并执行上述权利要求1至8任一所述的方法。

10.根据权利要求9所述的PET-CT系统，其特征在于，用于分别执行PET-CT系统功能的多个模块包括：

PET数据采集模块、PET重建模块、CT数据采集模块、CT重建模块、影像工作站模块、扫描控制模块和数据管理模块。

Images