CN204133609U - 混合医学成像系统 - Google Patents

Abstract

一种混合医学成像系统，包括：多个医学成像子系统，总线通信单元，病床控制装置以及病床，所述总线通信单元分别与所述多个医学成像子系统以及所述病床控制装置相连，用于通过所述病床控制装置实现所述多个医学成像子系统对病床移动的控制；其中所述病床控制装置根据病床控制信号，切换所述多个医学成像子系统之一与所述病床的连接与否。本实用新型提供的混合医学成像系统，实现不同医学成像子系统可以完全独立控制同一个病床的移动，减少各个医学成像子系统之间的互相耦合和干扰，提高成像系统整体运行稳定性和安全性，也更好的支持系统的可配置性和可扩展性。

Description

混合医学成像系统

技术领域

本实用新型涉及一种医学成像系统，尤其涉及一种具有多种医学成像子系统的混合医学成像系统。

背景技术

在混合医学成像系统中，将两个或者多个医学成像子系统，例如，核磁共振成像系统(MRI)，正电子发射计算机断层扫描系统(PET)，电子计算机X射线断层扫描系统(CT)，单光子发射计算机断面成像系统(SPECT)等，集成到相同的设施或房间，或者集成到相同的台架上，这样一方面可以节省病因定位所需时间，另一方面由于集成了各独立子系统的优势对于部分病因的确诊能够提供更准确更有价值的诊断信息。

无论是融合了多种技术的一体机系统，还是整合了多种医学成像仪器的联合成像诊断系统，这些混合医学成像系统在临床应用中，都需要精确控制一台病床完成患者的定位来配合扫描检查。目前，混合系统中病床的控制多采用“一直接多间接”的方式，即由某一个子系统直接控制病床，其他子系统通过与该子系统交互达到间接控制病床的目的。

图1为现有混合医学成像系统中的一种病床控制的通信拓扑示例图。如图1所示，子系统0(MRI)直接与病床连接，当临床扫描使用到子系统0时，子系统0可以直接控制病床的运动；子系统1(PET)、子系统2(CT)和子系统3(SPECT)均与子系统0直接相连，而与病床间接连接，当临床扫描使用到子系统1、2或者3时，子系统1、2或者3需要通过与子系统0交互来间接完成对病床运动的控制；当混合医学成像系统中结合了更多子系统时，这些子系统都需要与子系统0相连交互完成对病床的间接控制。

然而这种架构，一方面由于增加了不同子系统的耦合度，也就必然降低了各个子系统运行的安全性和稳定性，另一方面随着混合系统中子系统的数目可能不断增多，各子系统与病床的通信速度将受到影响，而病床控制与信息反馈往往在临床扫描场景中都有一定的实时性要求。

实用新型内容

本实用新型提供一种混合医学成像系统，支持病床以动态可变方式接入不同的医学成像子系统。

根据本实用新型的实施例，一种混合医学成像系统，包括：多个医学成像子系统，总线通信单元，病床控制装置以及病床，所述总线通信单元分别与所述多个医学成像子系统以及所述病床控制装置相连；其中所述病床控制装置根据病床控制信号，控制所述多个医学成像子系统的其中之一与所述病床连接与否。所述多个医学成像子系统通过所述病床控制装置实现对病床移动的控制。

可选地，所述病床控制装置包括切换开关和逻辑控制单元，其中所述逻辑控制单元用于接收所述病床控制信号，并控制所述切换开关实现所述多个医学成像子系统的其中之一与所述病床连接与否。

可选地，所述病床控制信号包括：多个医学成像子系统的其中之一结束其临床扫描的信号，和/或多个医学成像子系统的其中之一开始其临床扫描的信号。

可选地，当接收到多个医学成像子系统的其中之一开始其临床扫描的信号时，所述病床控制装置控制所述病床与所述开始临床扫描的医学成像子系统连接。

可选地，当接收到多个医学成像子系统的其中之一结束其临床扫描的信号时，所述病床控制装置控制所述病床与所述结束临床扫描的医学成像子系统断开连接。

可选地，所述病床控制信号包括：病床的移动行程进入或超出所述多个医学成像子系统的其中之一的有效扫描行程范围。

可选地，当病床的移动行程进入所述多个医学成像子系统的其中之一的有效扫描行程范围时，所述病床控制装置控制所述病床与该医学成像子系统连接。

可选地，当病床的移动行程超出所述多个医学成像子系统的其中之一的有效扫描行程范围时，所述病床控制装置控制所述病床与该医学成像子系统断开连接。

可选地，所述病床控制装置预先存储有所述多个医学成像子系统控制病床移动的有效扫描行程范围。

可选地，所述总线通信单元采用CAN总线协议、USB总线协议、SPI总线协议中的其中一种。

可选地，所述多个医学成像子系统包括核磁共振成像系统,正电子发射计算机断层扫描系统，电子计算机X射线断层扫描系统，和单光子发射计算机断面成像系统等。

相比于现有技术，本实用新型专利提供的混合医学成像系统，所述病床没有直接与任何一个医学成像子系统连接，即没有通过某个医学成像子系统间接与其他子系统连接，而是通过病床控制装置的切换实现病床与某一个医学成像子系统直接链接，而与其他子系统断开链接，从而实现不同医学成像子系统可以完全独立控制同一个病床的移动，减少各个医学成像子系统之间的互相耦合和干扰，提高成像系统整体运行稳定性和安全性，也更好的支持系统的可配置性和可扩展性。即便是增加混合医学成像系统子系统的数量，也不会影响各子系统与病床的通信速度，满足临床扫描的实时性要求。

附图说明

图1为现有的混合医学成像系统的病床控制的通信拓扑示例图；

图2和图3为本实用新型混合医学成像系统结构示意框图的不同实施例；

图4为根据本实用新型一具体实施例的混合医学成像系统结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述，由于采用“一直接多间接”的病床控制方式，随着集成的子系统数量的增多，使得直接控制病床的子系统成为制约整个混合医学成像系统运行效率和稳定性的瓶颈，降低了医学通信要求的实时性，也降低了混合医学成像系统的可扩展性。

本实用新型提供一种混合医学成像系统，包括：多个医学成像子系统，总线通信单元，病床控制装置以及病床，

其中，所述总线通信单元分别与所述多个医学成像子系统以及所述病床控制装置相连；

所述病床控制装置根据病床控制信号，控制所述多个医学成像子系统的其中之一与所述病床连接与否。

其中，控制所述多个医学成像子系统的其中之一与所述病床连接与否，指的是所述多个医学成像子系统的其中之一可以由病床控制装置控制，与所述病床连接或不与所述病床连接。

其中，所述多个医学成像子系统通过所述病床控制装置实现对病床移动的控制，所述多个医学成像子系统包括核磁共振成像系统(MRI),正电子发射计算机断层扫描系统(PET)，电子计算机X射线断层扫描系统(CT)，单光子发射计算机断面成像系统(SPECT)等。

本实用新型提供的混合医学成像系统，其多个医学成像子系统没有任何一个与病床直接连接，而是通过病床控制装置间接连接，并且通过病床控制装置的切换实现病床与某一个医学成像子系统直接链接，而与其他子系统断开链接，实现多个不同的医学成像子系统对病床的独立且直接控制。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

其中，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

请参考图2，图2为本实用新型混合医学成像系统结构示意框图。如图2所示，该混合医学成像系统10包括多个医学成像子系统111、112、……和11n，所述多个医学成像子系统通过总线通信单元(未图示)与病床控制装置104连接。作为本实用新型的一个实施例，所述多个医学成像子系统111、112和11n分别具有一个总线通信单元与病床控制装置104进行通信连接。

所述总线通信单元用于传输来自医学成像子系统111、112或11n的病床控制信号，所述病床控制装置104接收所述病床控制信号，以控制病床105与所述多个医学成像子系统之一进行连接，并进而控制其移动完成临床扫描。

所述病床控制装置104可以进一步包括切换开关1041和逻辑控制单元1042。所述切换开关1041将各个医学成像子系统的通信单元与病床连接，逻辑控制单元1042与病床连接，根据病床移动行程的改变或根据临床扫描需要，控制切换开关1041以使病床与所述多个医学成像子系统之一连接，从而使子系统可以控制病床移动完成临床扫描。

举例而言，当临床扫描需要使用医学成像子系统111时，所述病床控制装置104切换所述医学成像子系统111与病床105连接；或者，当临床扫描需要使用医学成像子系统112时，所述病床控制装置104切换所述医学成像子系统112与病床105连接。也就是说，通过病床控制装置104，该多个医学成像子系统可以分别独立控制病床的移动。

如前所述，现有的混合医学成像子系统只能通过“一直接多间接”的方式控制病床移动，导致各子系统之间互相耦合和信息干扰的程度增加，降低了成像系统整体运行稳定性和安全性。

本实用新型的实施例中，在医学成像子系统与病床之间增加了病床控制装置104，所述病床控制装置104包括切换开关1041和逻辑控制单元1042，所述逻辑控制单元1042通过切换开关1041切换所述多个医学成像子系统之一分别与病床105相连。所述病床控制装置104可以作为独立的部件连接至病床105(如图2所示)，也可以集成在病床105上(如图3所示)。

请参考图4，图4为根据本实用新型一具体实施例的混合医学成像系统结构示意图。

如图4所示，该混合医学成像系统包括两个医学成像子系统201和202，作为本实用新型实施例，其中医学成像子系统201例如是CT系统，而医学成像子系统202例如是MRI系统。

图4所示实施例仅示例了两个医学成像子系统，本领域技术人员应该了解的是，根据实际需要，所述总线通信单元可以连接多于两个的医学成像子系统，实现临床扫描对病床移动的控制。

其中，该两个医学成像子系统201和202分别包括多个医学成像设备及系统主机(未图示)，各医学成像设备通过总线通信单元2031和2032实现信息传输，采集各医学成像设备的状态参数及信息。作为本实用新型的实施例，所述总线通信单元采用CAN总线协议，通过光纤传输医学成像设备数据。在其他实施方式中，可采用其他总线协议，比如：USB总线协议、SPI总线协议等。以下实施例中，将以CAN总线通信为例进行说明。

以图4中的医学成像子系统202(MRI)为例，所述MRI系统包括的多个医学成像设备，例如氦气压缩机、磁体系统，梯度系统、射频系统等，分别通过CAN总线2032上的多个不同通信节点，如图4中所示节点1和节点2等，连接到医学成像子系统202，实现对多个医学成像设备的控制及信息采集和传输。类似地，所述医学成像子系统201(CT)的多个医学成像设备也分别通过如图4中所示节点1和节点2等连接。

需要了解的是，为了实现不同医学成像子系统的独立通信，减少不同医学成像子系统的耦合性和信息干扰，本实用新型的不同医学成像子系统分别采用各自的CAN总线组成独立的CAN网络，如图4中分别以椭圆形虚线框所示的，分别由两套CAN总线2031和2032构成的两个独立CAN网络。本领域技术人员应该了解的是，不同的医学成像子系统采用一套CAN总线组成一个共同的CAN网络也是可以实现本实用新型的技术方案，只是系统整体运行的稳定性稍差。

如图4所示，所述病床控制装置(未图示)包括切换开关2041和逻辑控制单元2042，可以通过切换开关2041不同的切换状态实现病床动态接入不同的医学成像子系统，所述切换开关2041例如可以是模拟双刀多掷开关，可以是可编程器件或数字开关等。所述逻辑控制单元2042可以接收病床控制信号，所述病床控制信号可以是病床移动行程变化的指令，也可以是其他子系统发送的临床扫描控制命令，所述逻辑控制单元2042通过所述病床控制信号来转换切换开关2041的不同连接状态。所述病床控制装置作为病床接入CAN网络的硬件接口。

根据本实用新型的第一实施例，所述病床控制信号可以包括：病床的移动行程进入或超出了所述多个医学成像子系统的其中之一的有效扫描行程范围。当病床的移动行程进入某个医学成像子系统的有效扫描行程范围时，所述病床控制装置切换所述病床与该医学成像子系统连接；当病床的移动行程超出某个医学成像子系统的有效扫描行程范围时，所述病床控制装置切换所述病床与该医学成像子系统断开连接。

以下详细介绍病床控制装置的逻辑控制单元2042如何根据病床移动行程的变化，通过高低电平来控制切换开关2041实现病床与不同医学成像子系统的连接。

具体地，如图4所示，所述切换开关2041包括控制输入引脚CEN，该控制输入引脚CEN受到逻辑控制单元2042输出信号的控制，进而输出高/低电平；信号输入引脚CIa和CIb，分别与病床的输出信号CAN_H和CAN_L信号相连，其中，CAN_H代表高电平信号，CAN_L代表低电平信号；CO1a和CO1b,CO2a和CO2b为两组信号输出引脚，分别接入两个医学成像子系统201和202的CAN总线2031和2032。

所述病床控制装置预先储存有所述多个医学成像子系统可控制病床移动的有效扫描行程范围。例如，医学成像子系统201(CT)的有效扫描行程范围为0-1000cm,医学成像子系统202(MRI)的有效扫描行程范围为1000-2000cm，而2000-3000cm为另一医学成像子系统的有效扫描行程范围。

以图4所示整合MRI和CT的联合成像诊断的混合成像系统为例，当病床的移动行程在医学成像子系统201(CT)有效扫描行程范围0-1000cm以内时，逻辑控制单元2042控制引脚CEN为低电平，切换开关2041将它的输入端CIa与输出端CO2a相连，输入端CIb与输出端CO2b相连，此时病床通过逻辑控制单元2042控制切换开关2041连接至医学成像子系统201中的CAN总线网络。因此，CT扫描过程中可以完全独立控制病床，不会影响到MRI子系统的CAN总线网络通信。

当病床收到医学成像子系统201的移动控制命令自行移动或者被人工手动拖动超出0-1000cm的范围，进入1000-2000cm范围时，此时逻辑控制单元2042检测到病床行程发生变化，产生病床控制信号，指示病床的移动行程进入了医学成像子系统202(MRI)有效扫描行程范围，根据该病床控制信号控制引脚CEN为高电平，切换开关2041将它的输入端CIa与输出端CO1a相连，输入端CIb与输出端CO1b相连，此时病床通过逻辑控制单元2042控制切换开关2041连接至医学成像子系统202中的CAN总线网络，而与医学成像子系统201中的CAN总线网络完全断开，即，病床与医学成像子系统201(CT)断开连接，并与医学成像子系统202(MRI)的CAN总线2032连接。

根据本实用新型的第一实施例，所述病床控制装置仅需要在检测到病床移动行程发生上述改变的情况下，即进行切换，从而实现多个医学成像子系统的其中一个与病床连接。

根据本实用新型的第二实施例，所述病床控制信号可以包括：多个医学成像子系统的其中之一结束其临床扫描的信号，和/或多个医学成像子系统的其中之一开始其临床扫描的信号。

以下详细介绍逻辑控制单元2042如何根据临床扫描的需要，通过高低电平来控制切换开关2041实现病床与不同医学成像子系统的连接。

仍以图4所示MRI-CT一体机混合成像系统为例，当逻辑控制单元2042接收到病床控制信号：医学成像子系统(MRI)202开始进行临床扫描的信号，指示临床扫描需要使用医学成像子系统(MRI)202。此时，逻辑控制单元2042输出高电平至控制引脚CEN，切换开关2041将它的输入端CIa与输出端CO1a相连，输入端CIb与输出端CO1b相连，此时病床通过切换开关2041连接至医学成像子系统202中的CAN总线网络，而与医学成像子系统201中的CAN总线网络完全断开。因此，MRI扫描过程中可以完全独立控制病床，不会影响到CT子系统的CAN总线网络通信。

当MRI扫描结束，需要进行CT扫描时，逻辑控制单元2042接收到该病床控制信号：医学成像子系统(MRI)202结束其临床扫描的信号，以及医学成像子系统201(CT)开始进行临床扫描的信号。此时，逻辑控制单元2042输出低电平至控制引脚CEN，切换开关2041将它的输入端CIa与输出端CO2a相连，输入端CIb与输出端CO2b相连，此时病床通过切换开关连接至医学成像子系统201中的CAN总线网络，与医学成像子系统202中的CAN总线网络完全断开。因此，CT扫描过程中可以完全独立控制病床，不会影响到MRI子系统的CAN总线网络通信。

根据本实用新型的第二实施例，所述病床控制装置的逻辑控制单元2042在接收到临床扫描需要开始(停止)使用某一个医学成像子系统的控制命令时，即控制切换开关2041进行切换，从而实现多个医学成像子系统的某一个与病床连接(断开连接)。

根据本实用新型，病床可以通过切换开关2041作为CAN总线2031的某个通信节点接入医学成像子系统201，或通过切换开关2041以及CAN总线2032的某个节点接入医学成像子系统202。也就是说，本实用新型提供的混合医学成像系统，可以通过一个类似模拟双刀多掷开关的器件，通过切换开关2041的不同开关状态可以动态改变病床与CAN网络的物理连接，从而实现与不同医学成像子系统的独立通信，各个子系统扫描运行期间对病床的控制互不影响，与病床之间的通信速度也不受影响。

基于前述支持接入不同医学成像子系统的总线通信单元的技术，可以通过增减病床控制装置中切换开关2041的数目方便地支持由更多医学成像子系统组成的混合医学成像系统中的病床控制，并且各个医学成像子系统互不影响，各个医学成像子系统与病床的通信速度也不受影响。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种混合医学成像系统，其特征在于，包括：多个医学成像子系统，总线通信单元，病床控制装置以及病床，

其中，所述总线通信单元分别与所述多个医学成像子系统以及所述病床控制装置相连；

所述病床控制装置根据病床控制信号，控制所述多个医学成像子系统的其中之一与所述病床连接与否。

2.根据权利要求1所述的混合医学成像系统，其特征在于，所述病床控制装置包括切换开关和逻辑控制单元，其中所述逻辑控制单元用于接收所述病床控制信号，并控制所述切换开关实现所述多个医学成像子系统的其中之一与所述病床连接与否。

3.根据权利要求1或2所述的混合医学成像系统，其特征在于，所述病床控制信号包括：病床的移动行程进入或超出所述多个医学成像子系统的其中之一的有效扫描行程范围。

4.根据权利要求3所述的混合医学成像系统，其特征在于，当病床的移动行程进入所述多个医学成像子系统的其中之一的有效扫描行程范围时，所述病床控制装置控制所述病床与该医学成像子系统连接。

5.根据权利要求3所述的混合医学成像系统，其特征在于，当病床的移动行程超出所述多个医学成像子系统的其中之一的有效扫描行程范围时，所述病床控制装置控制所述病床与该医学成像子系统断开连接。

6.根据权利要求3所述的混合医学成像系统，其特征在于，所述病床控制装置预先存储有所述多个医学成像子系统控制病床移动的有效扫描行程范围。

7.根据权利要求1或2所述的混合医学成像系统，其特征在于，所述病床控制信号包括：所述多个医学成像子系统的其中之一结束其临床扫描的信号，和/或多个医学成像子系统的其中之一开始其临床扫描的信号。

8.根据权利要求7所述的混合医学成像系统，其特征在于，当接收到所述多个医学成像子系统的其中之一开始其临床扫描的信号时，所述病床控制装置控制所述病床与所述开始临床扫描的医学成像子系统连接。

9.根据权利要求7所述的混合医学成像系统，其特征在于，当接收到所述多个医学成像子系统的其中之一结束其临床扫描的信号时，所述病床控制装置控制所述病床与所述结束临床扫描的医学成像子系统断开连接。

10.根据权利要求1所述的混合医学成像系统，其特征在于，所述总线通信单元采用CAN总线协议、USB总线协议、SPI总线协议中的其中一种。

11.根据权利要求1所述的混合医学成像系统，其特征在于，所述多个医学成像子系统包括核磁共振成像系统,正电子发射计算机断层扫描系统，电子计算机X射线断层扫描系统，和单光子发射计算机断面成像系统。