CN114554417B - 一种可以痕迹追踪的移动核磁设备的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可以痕迹追踪的移动核磁设备的方法及装置，S1、接通电源，物联网终端对磁共振设备进行初始化；S2、物联网终端等待来自网络的用户指令；S3、物联网终端确定用户指令是否为磁共振设备关机命令；否，则物联网终端根据接收的用户指令控制磁共振设备中各部件进行运行，把运行生成的信息传输至网络，跳转至S2；是，则进入S4；S4、物联网终端顺序关断磁共振设备中的检测类信号设备、功率类设备、制冷设备和总电源，处于关机状态；本发明通过物联网终端实现磁共振设备与通信网络连接，使磁共振设备由网络中的应用服务器控制，使磁共振设备内的梯度系统和射频系统工作，并可以获得磁共振设备的运行轨迹，实现了对磁共振设备的时空监控。

Description

一种可以痕迹追踪的移动核磁设备的方法及装置

技术领域：

本发明涉及医疗核磁领域，特别是涉及一种可以痕迹追踪的移动核磁设备的方法及装置。

背景技术：

物联网作为一种新兴的信息技术产业，已经成为当下的重要技术热点之一。物联网是以互联网为基础借助信息传感设备，利用信息传输处理和传感技术，将任意物品连接上网络后实现互连通信，达到感知、定位、识别、监控、管理物品、在线监测、定位追溯、统计决策等功能。

磁共振技术是利用原子核中质子和中子总数是奇数、或质子总数是奇数的物质有自旋属性的磁共振现象，进行成像或者检测物质成分和结构。磁共振影像可对头、肝脏、肾上腺、心脏等器官进行病理检测，可用于早期病变细胞的检测，没有射线的辐射，检测过程安全，不会对人体产生副作用，磁共振成像拍摄人体结构影像更加清晰，便于医护人员的对病理的判断。

现代MRI系统大致可以分为五大部件：主磁体、梯度系统、射频系统、控制系统及计算机图像处理系统。

主磁体是MRI设备产生所需静磁场的关键部件，永磁体优于电磁体，磁场强度衰减慢，维护成本低，无水电消耗等优势，但容易受环境温度影响，磁场的稳定性需要有温控系统保证。

梯度系统主要功能是产生线性变化的梯度磁场，对扫描对象进行空间编码。包含梯度电源、梯度线圈、梯度控制和梯度冷却系统。梯度控制接收到上位机指令，会转换成梯度波形，驱动梯度电源让梯度线圈产生三个相互正交的线性梯度磁场。

射频系统主要功能是发射高均匀性射频场和接收核磁共振信号。于是根据功能划分成三部分：射频发射单元、射频接收单元及射频线圈。射频发射单元主要由射频发射机、射频功率放大器组成，提供扫描序列各种射频脉冲。射频脉冲输出的信号幅度、相位和频率能够实时改变能够实现MRI中各种角度的激励和对不同核的实验。

控制系统是整个磁共振仪器的神经中枢，它不仅调控着整个系统的时序逻辑，还同时负责梯度信号、匀场信号、射频信号等的产生、接收和处理。

计算机则提供用户友好界面，方便用户设置参数、观察信号波形和图像。

MRI系统这几部分的信息传输都没有特殊的约定，因此，就会有几个问题出现：

（1）MRI所有部件距离都不能分开太远，通过线缆连接；被检测物体以及检测专家往往是一一对应，不能距离太远，不利于将部件、人员、应用等分离，也不利于远程医疗的资源调配。

（2）除了设备制造商，MRI部件对用户而言都像盲盒一样的存在，不能开发利用，也就是说MRI部件的应用属性单一，不利于医疗设备的生产、维修、运营。

（3）移动MRI不能将定位信息实时传到医院，在缺少其它通讯情况下，不能实时获取移动MRI的位置信息，不便于进行管理。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：传统磁共振设备各部件之间通过线缆连接设置距离近以及各部件属性复用性差、现有移动磁共振设备难以实现的被物联网和卫星定位感知、识别、监控、管理和及时响应的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种技术方案是：提供一种可以痕迹追踪的移动核磁设备的方法，其步骤是：

S1、开机，物联网终端初始化磁共振设备；

S2、物联网终端等待来自网络的用户指令；

S3、确定用户指令是否为磁共振设备关机命令；否，则物联网终端根据接收的用户指令控制磁共振设备中各部件进行相应运行，并把运行生成的信息传输至网络，跳转至S2；是，则进入S4；

S4、物联网终端将顺序关断磁共振设备中的检测信号设备、梯度系统、射频系统、制冷系统和总电源，磁共振设备处于关机状态。

进一步的，所述用户指令的生成方式为：用户通过应用服务器生成，并把生成的用户指令上传至网络。

进一步的，所述用户指令包括初始化磁共振设备命令、磁共振设备检测命令、磁共振设备检修命令、磁共振设备关机命令。

进一步的，所述磁共振设备中各部件包括主磁体、梯度系统、射频系统和控制系统。

进一步的，所述物联网终端接收到初始化磁共振设备命令时，物联网终端对磁共振设备中的主磁体、梯度系统、射频系统、控制系统进行初始化，并将磁共振设备状态信息，传送至网络，

进一步的，所述物联网终端接收到磁共振设备检测命令时，物联网终端控制磁共振设备发出梯度信号和射频信号，然后采集和识别被测物体的射频信号，将用户需要的被测物射频信息和GPS信息、设备状态信息，传送至网络，

进一步的，所述物联网终端接收到磁共振设备检修命令时，物联网终端控制磁共振设备发出梯度信号和射频信号，然后采集和识别无被测物体的射频信号，将用户需要的无被测物的全谱信息和GPS信息、设备状态信息，传送至网络，

进一步的，所述应用服务器从网络中接收物联网终端上传到网络上的信息，并对接收的信息进行处理和显示。

为解决上述技术问题，本发明提供的另一种技术方案是：提供一种可以痕迹追踪的移动核磁设备的装置，包括应用服务器和物联网终端，其特征是：应用服务器通过网络与物联网终端无线连接，所述物联网终端包括通信控制模块及与通信控制模块连接的线圈驱动模块、信号采集模块、GPS模块、信息监控模块；

通信控制模块：接收来自网络的用户指令信息，按照网络传输协议解析后生成梯度信号、匀场信号和射频信号，控制磁共振设备中各部件运行，并将采集的磁共振设备信息和GPS信息按照约定协议打包传送至网络；

包括梯度系统和射频系统；梯度系统根据通信控制模块发出的梯度信号，控制梯度功率放大器驱动梯度电源向梯度线圈发出X\Y\Z不同频率和电流的功率信号，让梯度线圈产生三个相互正交的线性梯度磁场；射频系统接收通信控制模块发出的射频信号，射频发射机根据射频信号发射给射频功率放大器，与射频功率放大器相连接的射频线圈根据射频脉冲输出的信号幅度、相位和频率能够实时转换成射频磁场；

信号采集模块：根据通信控制模块发出的指令，将射频线圈探测到的弛豫信号经前置放大器、混频放大器和模数转换器进行转换，将获得的数字信号传送至通信控制模块。

GPS模块：实时采集定位信息，并传送至通信控制模块；

信息监控模块：根据通信控制模块发出的相关监测指令，实现冷却系统的监测和控制。

进一步的，所述磁共振设备中各部件包括主磁体、梯度系统、射频系统和控制系统。

本发明的有益效果为：

用户能够通过应用服务器通过网络与磁共振设备连接，实现磁共振设备的初始化，及控制磁共振线圈发出梯度信号和射频信号、采集和识别被测物体的射频信号、将用户所需信号传送至应用服务器进行处理和显示，从而实现了磁共振设备中各部件的远距离控制，解决现有技术中，各部件之间通过导线连接设置距离近以及各部件属性复用性差的问题，同时，并通过GPS模块的设置，解决现有移动磁共振设备难以实现被物联网和卫星定位感知、识别、监控、管理和及时响应的技术问题，可以获得磁共振设备运行轨迹，实现了对磁共振设备的时空监控，可以但不限于，使医院医生、设备的检修师、设计师等用户通过应用服务器对磁共振设备中各设备的运行环节进行访问和应用。

为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点更能明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的其中两幅，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种可以痕迹追踪的移动核磁设备的方法的流程图；

图2为一种可以痕迹追踪的移动核磁设备的装置的使用状态图。

具体实施方式：

下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。

应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。

本发明实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

如图1所示，提供一种可以痕迹追踪的移动核磁设备的方法，其步骤是：

步骤S1、开机（打开电源，物联网终端与磁共振设备共用一个电源），物联网终端初始化磁共振设备。

步骤S2、物联网终端等待来自网络的用户指令。

在本实施例中，所述用户指令包括初始化磁共振设备命令、磁共振设备检测命令、磁共振设备检修命令和磁共振设备关机命令；其中，用户指令的生成方式为：用户通过应用服务器生成，并把生成的用户指令上传至网络；其中应用服务器为具有数据储存功能的计算机或移动通讯设备，通过计算机或移动通讯设备上的人机交互界面生成相应的用户指令；其中，网络为局域网、VPN的私有网络、卫星网络、互联网和WIFI等中的一个或多个。

步骤S3、确定用户指令是否为磁共振设备关机命令；否，则物联网终端根据接收的用户指令控制磁共振设备中各部件进行相应运行，并把运行生成的信息传输至网络，跳转至步骤S2；是，则进入步骤S4。

在本实施例中，所述物联网终端接收到初始化磁共振设备命令时，物联网终端对磁共振设备中的主磁体、梯度系统、射频系统、控制系统进行初始化，并将磁共振设备状态信息，传送至网络。

在本实施例中，所述物联网终端接收到磁共振设备检测命令时，物联网终端控制磁共振设备发出梯度信号和射频信号，然后采集和识别被测物体的射频信号，将用户需要的被测物射频信息和GPS信息、设备状态信息，传送至网络。

在本实施例中，所述物联网终端接收到磁共振设备检修命令时，物联网终端控制磁共振设备发出梯度信号和射频信号，然后采集和识别无被测物体的射频信号，将用户需要的无被测物的全谱信息和GPS信息、设备状态信息，传送至网络。

其中，所述磁共振设备中各部件包括主磁体、梯度系统、射频系统和控制系统；所述应用服务器从网络中接收物联网终端上传到网络上的信息，并对接收的信息进行处理和显示，同时，还能够对接收的信息进行储存。

步骤S4、物联网终端将顺序关断磁共振设备中的检测信号设备、梯度系统、射频系统、制冷系统和总电源，磁共振设备处于关机状态。

如图2所示，提供一种可以痕迹追踪的移动核磁设备的装置，包括应用服务器和物联网终端，应用服务器通过网络与物联网终端无线连接，所述物联网终端包括通信控制模块及与通信控制模块连接的线圈驱动模块、信号采集模块、GPS模块、信息监控模块；

通信控制模块：接收来自网络的用户指令信息，按照网络传输协议解析后生成梯度信号、匀场信号和射频信号，控制磁共振设备中各部件运行，并将采集的磁共振设备信息和GPS信息按照约定协议打包传送至网络。

包括梯度系统和射频系统；梯度系统根据通信控制模块发出的梯度信号，控制梯度功率放大器驱动梯度电源向梯度线圈发出X\Y\Z不同频率和电流的功率信号，让梯度线圈产生三个相互正交的线性梯度磁场；射频系统接收通信控制模块发出的射频信号，射频发射机根据射频信号发射给射频功率放大器，与射频功率放大器相连接的射频线圈根据射频脉冲输出的信号幅度、相位和频率能够实时转换成射频磁场，从而实现将较小的射频功率高效率地转换成能激发原子核共振的横向翻转的较大的均匀射频场。

信号采集模块：根据通信控制模块发出的指令，将射频线圈探测到的弛豫信号经前置放大器、混频放大器和模数转换器进行转换，将获得的数字信号传送至通信控制模块。

GPS模块：实时采集定位信息，并传送至通信控制模块；当磁共振设备移动时能够获取其运行轨迹。

信息监控模块：根据通信控制模块发出的相关监制指令，实现冷却系统的监测和控制；其中冷却系统包括梯度冷却系统、主磁体冷却系统和射频冷却系统，使梯度线圈、主磁体和射频线圈保持在合理的温度范围。

其中，所述磁共振设备中各部件包括主磁体、梯度系统、射频系统和控制系统。

使用时，射频线圈、梯度线圈、冷却系统、主磁体设置在检测舱/腔内，并通过设置在检测舱/腔内的电源进行供电，通信控制模块通过磁体电源开关实现电源的通断，通信控制模块通过网络与应用服务器连接，用户通过应用服务器发送用户指令到网络，通信控制模块从网络中接收用户指令，并根据接收的用户指令控制磁共振设备中各部件进行运行，通信控制模块并把采集的各部件运行信息上传至网络，应用服务器接收到上传至网络上的各部件运行信息后进行处理和显示，同时，还能够对接收的信息进行储存。

由以上实施例可知，通过物联网终端，磁共振设备与通信网络连接，可以由远方应用服务器控制，使磁共振设备内的梯度系统和射频系统工作，并可以获得磁共振设备的运行轨迹，实现了对磁共振设备的时空监控。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (1)

1.一种可以痕迹追踪的移动核磁设备的装置，包括应用服务器和物联网终端，其特征是：应用服务器通过网络与物联网终端无线连接，所述物联网终端包括通信控制模块及与通信控制模块连接的线圈驱动模块、信号采集模块、GPS模块、信息监控模块；

通信控制模块：接收来自网络的用户指令信息，按照网络传输协议解析后生成梯度信号、匀场信号和射频信号，控制磁共振设备中各部件运行，并将采集的磁共振设备信息和GPS信息按照约定协议打包传送至网络；

线圈驱动模块：包括梯度系统和射频系统；梯度系统根据通信控制模块发出的梯度信号，控制梯度功率放大器驱动梯度电源向梯度线圈发出X\Y\Z不同频率和电流的功率信号，让梯度线圈产生三个相互正交的线性梯度磁场；射频系统接收通信控制模块发出的射频信号，射频发射机根据射频信号发射给射频功率放大器，与射频功率放大器相连接的射频线圈根据射频脉冲输出的信号幅度、相位和频率能够实时转换成射频磁场；

信号采集模块：根据通信控制模块发出的指令，将射频线圈探测到的弛豫信号经前置放大器、混频放大器和模数转换器进行转换，将获得的数字信号传送至通信控制模块；

GPS模块：实时采集定位信息，并传送至通信控制模块；

信息监控模块：根据通信控制模块发出的相关监制指令，实现冷却系统的监测和控制；

所述磁共振设备中各部件包括主磁体、梯度系统、射频系统和控制系统；

射频线圈、梯度线圈、冷却系统、主磁体设置在检测舱/腔内，并通过设置在检测舱/腔内的电源进行供电，通信控制模块通过磁体电源开关实现电源的通断，通信控制模块通过网络与应用服务器连接，用户通过应用服务器发送用户指令到网络，通信控制模块从网络中接收用户指令，并根据接收的用户指令控制磁共振设备中各部件进行运行，通信控制模块并把采集的各部件运行信息上传至网络，应用服务器接收到上传至网络上的各部件运行信息后进行处理和显示，同时，还能够对接收的信息进行储存。

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