CN115607176A - Ct机系统及用于控制ct机系统的方法 - Google Patents

Ct机系统及用于控制ct机系统的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种CT机系统及用于控制CT机系统的方法。该系统包括：位置检测模块，持续检测CT机系统的检查床的位置并生成表示位置的位置检测信号；保护模块，接收从位置检测模块传输的位置检测信号，并且基于位置检测信号，计算检查床的移动速度，并且在判定移动速度满足预定条件的情况下生成终止信号；以及终止模块，根据保护模块传输的终止信号，终止模块使检查床停止移动并使X光球管停止发射X射线。

Description

CT机系统及用于控制CT机系统的方法
技术领域
本发明总体上涉及医疗器械技术领域，具体涉及医疗器械的运动安全监测装置和方法。
背景技术
CT机作为一种医疗设备广泛应用于医疗卫生领域以协助医生进行诊断。目前的CT机系统通常包括：CT机架，CT机架包括静止部分和旋转部分，旋转部分包括CT转盘、以及随CT转盘一起旋转的X光球管和X光探测器等部件；检查床，用于承托受检者，并通过进行升降及水平运动将受检者送入CT机架内的有效诊断区域内进行成像检查；控制装置，用于实现对检查床的位置及移动控制，并且控制X光球管的运行。
在CT机系统中，CT机架和用于承托受检者的检查床位于扫描室内，而为了避免操作人员受到额外的X射线辐射，用于控制检查床的移动的控制装置通常位于扫描室外。
为了人员以及设备的安全，通常需要提供有效的措施从而在紧急情况下使检查床的移动停止并使X光球管停止发射X射线。根据风险评估，可能对于不同的应用场景设计了不同的CT系统的检查床变量。当操作人员按下控制装置中的停止按钮时，认为检查床的限速小于250mm/s是安全的。然而，当检查床具有更高的水平速度，那么检查床的移动速度可能高于250mm/s，在此情况下，很有可能存在以下问题：从操作人员观察到紧急情况到做出判断进而按下停止按钮的这段时间内，检查床可以无法在故障容限距离内停止。此外，在CT机系统对受检者进行CT扫描期间，承载受检者的检查床可能在移动过程中意外停止，则可能出现以下问题：X光球管持续发出X射线，并且照射同一位置长达一定时间，从而使受检者接受到不必要的X射线剂量。
发明内容
针对现有技术中的上述情况，本申请提出了一种CT机系统及用于控制CT机系统的方法，其能够为CT机系统提供额外的安全保护，从而保证具有高移动速度的检查床在突发紧急情况下也能够在故障容限距离内停止，并且防止在单一故障情况下X射线对于同一位置的持续辐射。
根据本发明一个方面，提供了一种CT机系统，其特征在于，包括：位置检测模块，持续检测CT机系统的检查床的位置并生成表示位置的位置检测信号；保护模块，接收从位置检测模块传输的位置检测信号，并且基于位置检测信号，计算检查床在预定时间内的移动速度或移动距离，并且在判定移动速度或移动距离满足预定条件的情况下生成终止信号；以及终止模块，根据保护模块传输的终止信号，终止模块使检查床停止移动。
优选地，移动速度或移动距离满足预定条件，包括：检查床的移动速度超出预设速度的次数大于第一阈值。
优选地，移动速度或移动距离满足预定条件，包括：检查床的移动距离小于或等于参考移动距离的次数大于第二阈值。
优选地，终止模块进一步根据保护模块传输的终止信号，使CT机系统的X光球管停止发射X射线。
优选地，CT机系统还包括：手动控制模块，手动控制模块包括移动按钮和停止按钮，响应于用户对移动按钮或停止按钮的操作，检查床移动或停止。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于控制CT机系统的方法，包括以下步骤：位置检测步骤，持续检测CT机系统的检查床的位置并生成表示位置的位置检测信号；保护步骤，接收在位置检测步骤中生成的位置检测信号，并且基于位置检测信号，计算检查床在预定时间内的移动速度或移动距离，并且在判定移动速度或移动距离满足预定条件的情况下生成终止信号；以及终止步骤，根据保护步骤中生成的终止信号，使检查床停止移动。
优选地，移动速度或移动距离满足预定条件，包括：检查床的移动速度超出预设速度的次数大于第一阈值。
优选地，移动速度或移动距离满足预定条件，包括：检查床的移动速度小于或等于参考移动距离的次数大于第二阈值。
优选地，终止步骤进一步根据保护步骤生成的终止信号，使CT机系统的X光球管停止发射X射线。
优选地，该方法还包括：手动控制步骤，响应于用户对CT机系统的手动控制模块中的移动按钮和停止按钮的操作，使检查床移动或停止。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
1)即使检查床的移动速度高于250mm/s，也可以使检查床在故障容限距离内停止；
2)防止由于检查床在移动过程中意外停止导致X射线照射同一位置长达一定时间。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的医疗器械的CT机系统的示意图；
图2示出了根据本发明的一个实施例的用于控制CT机系统的方法的流程图；
图3示出了根据本发明的另一实施例的医疗器械的CT机系统的示意图；
图4示出了根据本发明的另一实施例的用于控制CT机系统的方法的流程图。
具体实施方式
为使需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
图1示出了根据本发明的一个实施例的医疗器械的CT机系统的示意图。如图1所示，CT机系统10包括：CT机架102，例如，CT机架包括静止部分和旋转部分，旋转部分包括CT转盘、以及随CT转盘一起旋转的X光球管102-4和X光探测器等部件；检查床106，用于承托受检者，并如图1中的箭头A所示，通过进行升降及水平运动将受检者送入CT机架102内的有效诊断区域内进行成像检查；控制装置104，例如包括移动按钮和停止按钮，响应于操作人员对移动按钮或停止按钮的操作，使检查床106移动或停止，并且控制X光球管102-4的运行。具体地，在检查床106处还设置有位置检测模块106-2，位置检测模块106-2持续检测CT机系统10的检查床106的位置并生成表示位置的位置检测信号。此外，在CT机架102内设置有保护模块102-2，如图1中所示，保护模块102-2与位置检测模块106-2进行数据通信，保护模块102-2接收从位置检测模块106-2传输的位置检测信号，并且基于位置检测信号，计算检查床106在预定时间内的移动速度或移动距离，并且在判定移动速度或移动距离满足预定条件的情况下生成终止信号。在判定移动速度或移动距离满足预定条件的情况下，保护模块102-2生成终止信号并将该终止信号发送至终止模块(未示出)，终止模块根据终止信号，使检查床106停止移动并且使X光球管102-4停止发射X射线。
如前所述，在检查床106的限速小于250mm/s的情况下，操作人员按下控制装置104中的停止按钮就能使检查床106在故障容限距离内停止。然而，当检查床106的移动速度高于250mm/s的情况下，很有可能存在以下问题：即使操作人员按下停止按钮，也无法使检查床106在故障容限距离内停止。因此，保护模块102-2可以提供附加的安全措施，从而在发生紧急状况而无法通过停止按钮有效地使CT系统停止的情况下，能够有效地使检查床106停止移动并使X光球管102-4停止发射X射线。
以下，参考图2，描述图1中的医疗器械的CT机系统的控制方法的流程图。该控制方法包括以下步骤：S202，操作人员按下控制装置104的移动按钮，然后，用于承托受检者的检查床106响应于该操作开始移动；S204，位置检测模块106-2持续检测CT机系统10的检查床106的位置并生成表示位置的位置检测信号P，保护模块102-2接收从位置检测模块106-2传输的位置检测信号P，并且基于位置检测信号，计算检查床106的移动速度V，具体地，检查床106的移动速度V可以按照以下公式进行计算：V(i)＝(P(i)－P(i-1))/ΔT，其中，P(i)表示检查床106在时刻i的位置，P(i-1)表示检查床106在时刻i-1的位置，ΔT表示时刻i和时刻i-1之间的时间间隔，并且保护模块102-2中的计数器初始设置为0；S206，保护模块102-2判断在步骤S204中计算的检查床106的移动速度V是否大于第一预定阈值；在步骤S206中判定检查床106的移动速度V小于或等于第一预定阈值时，该控制方法返回至步骤S204；在步骤S206中判定检查床106的移动速度V大于第一预定阈值时，该控制方法前进至步骤S208，在步骤208中，保护模块102-2中的计数器递增1，并且判定计数器的计数值是否大于预先设定的极限值；在步骤S208中判定计数器的计数值小于或等于预先设定的极限值时，该控制方法返回至步骤S204；在步骤S208中判定计数器的计数值大于预先设定的极限值时，该控制方法前进至步骤S210，在步骤210中，保护模块102-2生成终止信号并将该终止信号发送至终止模块(未示出)，终止模块根据终止信号，使检查床106停止移动并且使X光球管102-4停止发射X射线，从而使CT机系统进入安全状态。
图3示出了根据本发明的另一个实施例的医疗器械的CT机系统的示意图。如图3所示，CT机系统30包括：CT机架302，例如，CT机架包括静止部分和旋转部分，旋转部分包括CT转盘、以及随CT转盘一起旋转的X光球管302-4和X光探测器等部件；检查床306，用于承托受检者，通过进行升降及水平运动将受检者送入CT机架302内的有效诊断区域内进行成像检查；控制装置304，例如包括移动按钮和停止按钮，响应于操作人员对移动按钮或停止按钮的操作，使检查床306移动或停止，并且控制X光球管302-4的运行。具体地，在检查床306处还设置有位置检测模块306-2，位置检测模块306-2持续检测CT机系统30的检查床306的位置并生成表示位置的位置检测信号。此外，在CT机架302内设置有保护模块302-2，如图3中所示，保护模块302-2与位置检测模块306-2进行数据通信，保护模块302-2接收从位置检测模块306-2传输的位置检测信号，并且基于位置检测信号，计算检查床306在预定时间内的移动距离，并且在判定移动距离满足预定条件的情况下生成终止信号。在判定移动距离满足预定条件的情况下，保护模块302-2生成终止信号并将该终止信号发送至终止模块(未示出)，终止模块根据终止信号，使检查床306停止移动并且使X光球管302-4停止发射X射线。
如前所述，在CT机系统对受检者进行CT扫描期间，承载受检者的检查床可能在移动过程中意外停止，则可能出现以下问题：X光球管持续发出X射线，并且照射同一位置长达一定时间。虽然在现有技术中存在控制路径使得CT机系统能够具备自身检测移动轨迹的机制，但是在发生单一故障的情况下，控制路径并不能被视为有效的安全措施。例如，如图3中所示，承载受检者的检查床306可能在如箭头B所示的移动过程中意外停止并且该停止持续一定时间，则可能出现以下问题：X光球管302-4持续发出X射线，并且照射同一位置长达一定时间。为了解决上述问题，本申请中提供了保护模块302-2作为附加的安全措施，从而使发生紧急状况时，能够有效地使X光球管302-4停止发射X射线。
以下，参考图4，描述图3中的医疗器械的CT机系统的控制方法的流程图。该控制方法包括以下步骤：S402，操作人员按下控制装置304的移动按钮，然后，用于承托受检者的检查床306响应于该操作开始移动；S404，位置检测模块306-2持续检测CT机系统30的检查床306的位置并生成表示位置的位置检测信号P，保护模块302-2接收从位置检测模块306-2传输的位置检测信号P，并且基于位置检测信号，计算检查床106的移动距离dP，具体地，检查床306的移动距离dP可以按照以下公式进行计算：移动距离dP＝P(i)－Pref，其中，P(i)表示检查床306在时刻i的位置，Pref表示检查床306的参考位置，并且保护模块302-2中的计数器初始设置为0；S406，保护模块302-2判断在步骤S404中计算的检查床306的移动距离dP是否小于或等于一预定容限；在步骤S406中判定检查床306的移动距离dP大于一预定容限时，该控制方法返回至步骤S404；在步骤S406中判定检查床306的移动距离dP小于或等于一预定容限时，该控制方法前进至步骤S408，在步骤408中，保护模块302-2中的计数器递增1，并且判定计数器的计数值是否大于预先设定的极限值；在步骤S408中判定计数器的计数值小于或等于预先设定的极限值时，该控制方法返回至步骤S404；在步骤S408中判定计数器的计数值大于预先设定的极限值时，该控制方法前进至步骤S410，在步骤410中，保护模块302-2生成终止信号并将该终止信号发送至终止模块(未示出)，终止模块根据终止信号，使检查床306停止移动并且使X光球管302-4停止发射X射线。
在此，以最优选的方式实施了本发明，提供了一种CT机系统及用于控制CT机系统的方法，其能够为CT机系统提供额外的安全保护，从而保证具有高移动速度的检查床也能够在故障容限距离内停止，并且防止在单一故障情况下X射线对于同一位置的持续辐射。
此外，可以利用Mathworks产品Matlab和Simulink的建模和仿真优势，在Simulink环境中实施解决方案，具有仿真和MIL(模型在环)测试的灵活性，解决方案在虚拟模型和具体的系统集成测试。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
1)即使检查床的移动速度高于250mm/s，也可以使检查床在故障容限距离内停止；
2)防止由于检查床在移动过程中意外停止导致X射线照射同一位置长达一定时间，即，由于检查床意外停止移动而导致额外剂量；
3)不同检查床型的CT产品将更加可靠，这增强了审查的功能安全要求的合规性。
显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种CT机系统，其特征在于，包括：
位置检测模块，持续检测所述CT机系统的检查床的位置并生成表示所述位置的位置检测信号；
保护模块，接收从所述位置检测模块传输的位置检测信号，并且基于所述位置检测信号，计算所述检查床在预定时间内的移动速度或移动距离，并且在判定所述移动速度或移动距离满足预定条件的情况下生成终止信号；以及
终止模块，根据从所述保护模块传输的所述终止信号，所述终止模块使所述检查床停止移动。
2.根据权利要求1所述的CT机系统，其特征在于，所述移动速度或移动距离满足预定条件，包括：
所述检查床的移动速度超出预设速度的次数大于第一阈值。
3.根据权利要求1所述的CT机系统，其特征在于，所述移动速度或移动距离满足预定条件，包括：
所述检查床的移动距离小于或等于参考移动距离的次数大于第二阈值。
4.根据权利要求1所述的CT机系统，其特征在于，所述终止模块进一步根据从所述保护模块传输的所述终止信号，使所述CT机系统的X光球管停止发射X射线。
5.根据权利要求1所述的CT机系统，其特征在于，所述CT机系统还包括：手动控制模块，所述手动控制模块包括移动按钮和停止按钮，响应于用户对所述移动按钮或所述停止按钮的操作，使所述检查床移动或停止。
6.一种用于控制CT机系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：
位置检测步骤，持续检测所述CT机系统的检查床的位置并生成表示所述位置的位置检测信号；
保护步骤，接收在所述位置检测步骤中生成的所述位置检测信号，并且基于所述位置检测信号，计算所述检查床在预定时间内的移动速度或移动距离，并且在判定所述移动速度或移动距离满足预定条件的情况下生成终止信号；以及
终止步骤，根据所述保护步骤中生成的所述终止信号，使所述检查床停止移动。
7.根据权利要求6所述的用于控制CT机系统的方法，其特征在于，所述移动速度或移动距离满足预定条件，包括：
所述检查床的移动速度超出预设速度的次数大于第一阈值。
8.根据权利要求6所述的用于控制CT机系统的方法，其特征在于，所述移动速度或移动距离满足预定条件，包括：
所述检查床的移动距离小于或等于参考移动距离的次数大于第二阈值。
9.根据权利要求6所述的用于控制CT机系统的方法，其特征在于，所述终止步骤进一步根据所述保护步骤生成的所述终止信号，使所述CT机系统的X光球管停止发射X射线。
10.根据权利要求6所述的用于控制CT机系统的方法，其特征在于，所述方法还包括：手动控制步骤，响应于用户对所述CT机系统的手动控制模块中的移动按钮和停止按钮的操作，使所述检查床移动或停止。
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