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Die Erfindung betrifft ein Röntgensystem mit einem multimodalen Kommunikationssystem. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur multimodalen Kommunikation.
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Mit Hilfe moderner bildgebender Verfahren werden häufig zwei- oder dreidimensionale Bilddaten erzeugt, die zur Visualisierung eines abgebildeten Untersuchungsobjekts und darüber hinaus auch für weitere Anwendungen genutzt werden können.
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Häufig basieren die bildgebenden Verfahren auf der Erfassung von Röntgenstrahlung. Ein Röntgensystem umfasst üblicherweise eine Röntgenquelle, einen Röntgendetektor zur Detektion von Röntgenstrahlung, welche von der Röntgenquelle emittiert wurden, und eine zentrale Steuerungseinrichtung, mit der die einzelnen Komponenten des Röntgensystems gesteuert werden können und auch Bilddaten bzw. Rohdaten von dem Röntgendetektor verarbeitet werden.
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Einen speziellen Typ von Röntgendetektoren bilden sogenannte kabellose Röntgenflachdetektoren, welche in der Radiographie verstärkt zum Einsatz kommen. Diese Röntgenflachdetektoren lassen sich flexibel in verschiedenen Röntgensystemen einsetzen. Ein weiterer Vorteil dieser Röntgenflachdetektoren besteht darin, dass diese nicht ortsfest sind, sondern ihre Position geändert werden kann. Typischerweise sind diese Detektoren sowohl mit einer Kommunikationsschnittstelle auf Kabelbasis als auch einer drahtlosen WLAN-Schnittstelle (WLAN = wireless local area network = drahtloses lokales Netzwerk) zum Datenaustausch mit der Röntgensteuerungseinheit ausgestattet. Die kabellose Datenübertragung erfolgt typischerweise per WLAN. Aus der klinischen Praxis sind Fälle bekannt, bei denen es nach Störungen oder dem Ausfall des WLAN-Netzes zu Fehlfunktionen der Detektoren aufgrund von Kommunikationsproblemen kommt, die vom Röntgensystem unzureichend abgesichert werden können. Ein Problem bei der Datenübertragung mit Hilfe von WLAN besteht also in der Ausfallanfälligkeit des Röntgensystems aufgrund von Unterbrechungen und Störungen der Netzverbindung. Wird die Kommunikation während einer Röntgenaufnahme unterbrochen, kann es auch zu Sicherheitsproblemen kommen, die damit verbunden sind, dass zum Beispiel die Gefahr einer zu hohen Dosisbelastung des Patienten besteht.
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In
US 2014/ 0 362 975 A1 wird ein drahtloses Röntgensystem beschrieben. Das drahtlose Röntgensystem umfasst einen Generator, welcher ein erstes Funk-Kommunikationsmodul umfasst. Zudem umfasst das drahtlose Röntgensystem einen Strahlendetektor, der einen digitalen Bildschirm und ein zweites Funk-Kommunikationsmodul umfasst. Dabei ist der Strahlendetektor dazu eingerichtet, ein aufgenommenes Bild auf dem digitalen Bildschirm anzuzeigen und es über das zweite Funk-Kommunikationsmodul an einen Server zu übermitteln. Das erste und das zweite Funk-Kommunikationsmodul sind dazu eingerichtet, eine Emission von Röntgenstrahlung durch den Generator und eine Erfassung der Röntgenstrahlung durch den Strahlendetektor zu synchronisieren.
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In
US 2008/ 0 029 707 A1 wird eine Kommunikation zwischen einem Server und einem mobilen Gerät, beispielsweise ein Röntgendetektor, beschrieben. Die Kommunikation erfolgt sowohl über ein Datenkabel als auch über einen drahtlosen Kommunikationskanal.
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In
EP 1 935 110 B1 wird ein Mehrkanalfunksystem zur Übertragung von Zustandssignalen zwischen einer Steuereinheit und einem Serversystem, welches Teil eines Operationssystems in einem Operationsraum ist, beschrieben. Einer der Kommunikationskanäle wird als Backup-Kommunikationskanal verwendet, für den Fall, dass ein anderer Kommunikationskanal defekt ist.
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Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Röntgensystem mit einer Kommunikationseinrichtung mit erhöhter Zuverlässigkeit und verbesserter Flexibilität zu entwickeln.
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Diese Aufgabe wird durch ein Röntgensystem mit einem multimodalen Kommunikationssystem gemäß Patentanspruch 1 und durch ein Verfahren zur Steuerung der Kommunikation eines Röntgensystems gemäß Patentanspruch 12 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Röntgensystem umfasst eine Systemsteuereinheit, einen mobilen Röntgendetektor und ein multimodales Kommunikationssystem. Als multimodales Kommunikationssystem soll ein Kommunikationssystem verstanden werden, welches mehrere unterschiedliche, voneinander weitgehend unabhängige Kommunikationskanäle aufweist. Das Kommunikationssystem weist einen ersten drahtlosen Kommunikationskanal zwischen dem mobilen Röntgendetektor und der Systemsteuereinheit auf. Zusätzlich weist es mindestens einen zweiten drahtlosen Kommunikationskanal zwischen dem mobilen Röntgendetektor und der Systemsteuereinheit auf. Der erste Kommunikationskanal und der zweite Kommunikationskanal sind jeweils zur Fernkommunikation geeignet und dazu eingerichtet, Bilddaten von dem mobilen Röntgendetektor an die Systemsteuereinheit zu übertragen, und basieren vorzugsweise auf unterschiedlichen, voneinander unabhängigen Kommunikationstechnologien.
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Als drahtloser Kommunikationskanal soll in diesem Zusammenhang eine Funktionalität zur Datenübertragung zwischen zwei voneinander räumlich getrennten Einheiten des Röntgensystems betrachtet werden. Einem Datenübertragungskanal sind gewisse physische Randbedingungen, wie zum Beispiel eine Frequenz eines Trägersignals, eine Bandbereite der Übertragung, ein Protokoll, nach dem die Datenübertragung formal geregelt ist, sowie die Hardware, wie zum Beispiel Datenübertragungsschnittstellen, welche zur Realisierung der Datenübertragung notwendig sind, zugeordnet. Indem das Röntgensystem zwei voneinander weitgehend unabhängige Kommunikationskanäle zur Fernkommunikation zwischen dem mobilen Röntgendetektor und der Systemsteuereinheit umfasst, ist ein redundantes Fernkommunikationssystem geschaffen, mit dem die Sicherheit, Einsatzbereitschaft und die Verfügbarkeit des Systems deutlich verbessert werden. Treten einmal Störungen bei der Übertragung auf dem als Standardkommunikationskanal verwendeten ersten Kommunikationskanal auf, so bricht die Kommunikation zwischen dem Röntgendetektor und der Systemsteuerung nicht zusammen und bereits begonnene Prozeduren können noch abgeschlossen werden. Versagt die Übertragungsmethode des Standardübertragungskanals, so kann ein alternativer Kommunikationskanal mit einer vorzugsweise technisch andersgearteten Datenübertragungsmethode eingesetzt werden, so dass eine Fortführung des begonnenen Arbeitsprozesses in der Regel gewährleistet ist. Als mobiler Röntgendetektor soll ein Röntgendetektor verstanden werden, welcher leicht transportabel ist, um vorzugsweise in mehreren Röntgensystemen eingesetzt werden zu können.
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Außerdem weist das erfindungsgemäße Röntgensystem eine Kommunikationskanal-Überwachungseinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, zu überwachen, ob eine Kommunikation über den ersten Kommunikationskanal gewährleistet ist, und für den Fall, dass eine Kommunikation über den ersten Kommunikationskanal nicht gewährleistet ist, zur Kommunikation zwischen dem mobilen Röntgendetektor und der Systemsteuereinheit auf den zweiten Kommunikationskanal umzuschalten. Das Umschalten der drahtlosen Kommunikation zwischen der Systemsteuereinheit und dem Röntgendetektor erfolgt also bevorzugt automatisiert ohne zusätzliche Interaktionen mit dem Benutzer. Beispielsweise kann auf diese Weise auch ein Unterbrechen einer Untersuchungsprozedur und ein Eingreifen des Bedienpersonals, wie zum Beispiel das Anschließen eines Kabels, während der Untersuchung eines Patienten vermieden werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung der Kommunikation eines Röntgensystems wird zumindest ein erster drahtloser Kommunikationskanal zwischen einem mobilen Röntgendetektor und einer Systemsteuereinheit des Röntgensystems, vorzugsweise in festen Zeitabständen, bezüglich seiner Übertragungsqualität überwacht. Falls der erste Kommunikationskanal nicht störungsfrei funktioniert, so wird vorzugsweise automatisiert auf einen zweiten drahtlosen Kommunikationskanal zwischen dem mobilen Röntgendetektor und der Systemsteuereinheit umgeschaltet. Vorteilhaft sind der erste Kommunikationskanal und der zweite Kommunikationskanal jeweils zur Fernkommunikation geeignet und dazu eingerichtet, Bilddaten von dem mobilen Röntgendetektor an die Systemsteuereinheit zu übertragen, und basieren auf unterschiedlichen, voneinander unabhängigen Kommunikationstechnologien. Auf diese Weise werden redundante Kommunikationsmöglichkeiten geschaffen, mit denen eine erhöhte Robustheit des Systems gegenüber technischen Störungen erzielt wird.
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Ein Teil der Komponenten des erfindungsgemäßen Röntgensystems kann in Form von Softwarekomponenten ausgebildet sein. Dies betrifft insbesondere Komponenten der Systemsteuerung sowie der Überwachung der Qualität der Datenübertragung der einzelnen Kommunikationskanäle. Ebenso können die benötigten Schnittstellen als hardwaremäßig aufgebaute Schnittstellen ausgebildet sein, die durch geeignete Software angesteuert werden.
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Eine zumindest teilweise softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher verwendete Steuersysteme eines Röntgensystems auf einfache Weise durch ein Software-Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemä-ße Weise zu arbeiten. Insofern wird die Aufgabe auch durch ein entsprechendes Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm gelöst, welches direkt in eine Speichereinrichtung einer Systemsteuereinheit des Röntgensystems und/oder eine Steuereinheit des Röntgendetektors ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung der Kommunikation eines Röntgensystems auszuführen, wenn das Computerprogramm in der Systemsteuereinheit des Röntgensystems und/oder der Steuereinheit des Röntgendetektors ausgeführt wird. Ein solches Computerprogrammprodukt kann neben dem Computerprogramm gegebenenfalls zusätzliche Bestandteile wie z. B. eine Dokumentation und/oder zusätzliche Komponenten auch Hardware-Komponenten, wie z.B. Hardware-Schlüssel (Dongles etc.) zur Nutzung der Software, umfassen
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Zum Transport zur Systemsteuereinheit des Röntgensystems und/oder der Steuereinheit des Röntgendetektors und/oder zur Speicherung an oder in der Systemsteuereinheit des Röntgensystems oder der Steuereinheit des Röntgendetektors kann ein computerlesbares Medium, beispielsweise ein Memorystick, eine Festplatte oder ein sonstiger transportabler oder fest eingebauter Datenträger dienen, auf welchem die von einer Rechnereinheit der Steuereinrichtung einlesbaren und ausführbaren Programmabschnitte des Computerprogramms gespeichert sind. Die Rechnereinheit kann z.B. hierzu einen oder mehrere zusammenarbeitende Mikroprozessoren oder dergleichen aufweisen.
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Die abhängigen Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung enthalten jeweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Dabei können insbesondere die Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein. Zudem können im Rahmen der Erfindung auch die verschiedenen Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele und Ansprüche auch zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden.
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In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Röntgensystems sind der erste Kommunikationskanal und der zweite Kommunikationskanal dazu eingerichtet, zumindest eine der folgenden Datenübertragungsfunktionen auszuführen. Wie bereits erwähnt, betrifft eine Funktion das Übertragen von Bilddaten von dem mobilen Röntgendetektor an die Systemsteuereinheit. Eine andere Funktion betrifft das Austauschen von Informationen über den Betriebszustand der einzelnen Komponenten des Systems. Noch eine andere Funktion betrifft das Übermitteln von Befehlsdaten zwischen dem mobilen Röntgendetektor und der Systemsteuereinheit.
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In einer besonders praktikablen Variante des erfindungsgemä-ßen Röntgensystems ist die Kommunikationskanal-Überwachungseinrichtung dazu eingerichtet, nach dem Umschalten auf den zweiten Kommunikationskanal den ersten Kommunikationskanal abzuschalten. Auf diese Weise wird eine störungsfreie Übertragung von wichtigen Informationen über den Ersatzkanal gewährleistet.
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In einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Röntgensystems ist die Kommunikationskanal-Überwachungseinrichtung dazu eingerichtet, nach dem Umschalten auf den zweiten Kommunikationskanal in regelmäßigen zeitlichen Abständen zu überprüfen, ob eine Kommunikation über den ersten Kommunikationskanal wieder möglich ist und für den Fall, dass eine Kommunikation über den ersten Kommunikationskanal wieder möglich ist, zur Kommunikation zwischen dem mobilen Röntgendetektor und der Systemsteuereinheit auf den ersten Kommunikationskanal umzuschalten. Indem, sobald möglich, automatisiert auf den Standardkommunikationskanal umgeschaltet wird, können technische Vorteile dieses Datenübertragungskanals, wie zum Beispiel eine erhöhte Bandbreite und eine höhere Geschwindigkeit der Datenübertragung, erzielt werden. Zudem können eventuell auch niedrigere Kosten oder eine Freigabe von Kapazitäten des Ersatzkommunikationskanals für andere Teilnehmer erreicht werden.
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In einer besonders vorteilhaft anzuwendenden Variante des erfindungsgemäßen Röntgensystems umfasst der mobile Röntgendetektor eine Kommunikationskanal-Überwachungseinrichtung. Zusätzlich oder alternativ umfasst die Systemsteuereinheit eine Kommunikationskanal-Überwachungseinrichtung.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Röntgensystems beruhen der erste und der zweite Kommunikationskanal jeweils auf einer der folgenden Technologlen:
- - WLAN,
- - Bluetooth,
- - Mobilfunk.
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Bevorzugt können die unterschiedlichen Kommunikationskanäle des erfindungsgemäßen Röntgensystems dazu eingerichtet sein, unterschiedliche Sende- und Empfangsfrequenzen zu nutzen. Durch die Nutzung unterschiedlicher Frequenzen wird eine gewisse Robustheit des Systems gegenüber auf einen bestimmten Frequenzbereich beschränkten Störsignalen erreicht, da bei dem Auftreten eines Störsignals, welches auf einen bestimmten Frequenzbereich beschränkt ist, der zum Beispiel zufällig mit dem Frequenzbereich eines Trägersignals eines der beiden Kommunikationskanäle übereinstimmt, einfach auf den jeweils anderen Kommunikationskanal umgeschaltet werden kann, dessen Frequenzbereich nicht von dem Störsignal beeinträchtigt wird.
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In einer speziellen Variante des erfindungsgemäßen Röntgensystems weisen die Systemsteuereinheit und der mobile Röntgendetektor jeweils mindestens erste und zweite Funkübertragungsschnittstellen auf, welche zur Kommunikation über den ersten bzw. den zweiten Kommunikationskanal eingerichtet sind. Vorzugsweise sind die beiden Funkübertragungsschnittstellen technisch bzw. räumlich getrennt aufgebaut, was zu einer Verbesserung der Robustheit des Systems gegenüber Störungen führt. Als Schnittstellen sollen in diesem Zusammenhang auch die einzelnen Komponenten einer Schnittstelle zwischen der Systemsteuereinheit und dem mobilen Röntgendetektor verstanden werden. Diese Komponenten sind beispielsweise Sende/Empfangseinrichtungen sowohl auf der Seite der Systemsteuereinheit als auch auf der Seite des mobilen Röntgendetektors, die gemeinsam eine Datenübertragungsschnittstelle bilden.
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In einer besonders effektiven Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Röntgensystems weist der mobile Röntgendetektor einen Bilddatenspeicher auf, welcher dazu eingerichtet ist, bei dem Ausfall des ersten Kommunikationskanals Bilddaten zu speichern, bis zur Kommunikation zwischen dem mobilen Röntgendetektor und der Systemsteuereinheit auf den zweiten Kommunikationskanal umgeschaltet wurde. Der Bilddatenspeicher kann allgemein als Pufferspeicher für die Speicherung von Bilddaten oder Messdaten zum Einsatz kommen. Durch den Einsatz einer Art Pufferspeicher wird eine lückenlose Wiedergabe von Bilddaten des mobilen Röntgendetektors erreicht, auch für den Fall, dass durch eine Störung der Datenübertragung eines oder gar beider Kommunikationskanäle eine Datenübertragung zwischen dem mobilen Röntgendetektor und der Systemsteuereinheit für einen kurzen Zeitraum nicht gewährleistet ist.
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In einer besonders praktikablen Ausgestaltung weist das erfindungsgemäße Röntgensystem zusätzlich eine Röntgenquelle auf. In dieser Ausgestaltung hat die Systemsteuereinheit des Röntgensystems die Funktion, die Röntgenquelle an eine gewünschte Position zu verfahren und in einer gewünschten Richtung auszurichten. Weiterhin hat die Systemsteuereinheit die Funktionen, dem Röntgendetektor ein Signal zum Start einer Bildaufnahme zu geben und den Betrieb der Röntgenquelle zu starten.
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In einer besonders kostengünstig und technisch leicht zu realisierenden Variante des erfindungsgemäßen Röntgensystems sind die beiden voneinander unabhängigen Kommunikationskanäle wie folgt implementiert. Es wird ein herkömmliches Röntgensystem mit einer Kabelschnittstelle und einer Funkschnittstelle derart modifiziert, dass an die Kabelschnittstelle auf der Seite der Systemsteuereinheit und auf der Seite des mobilen Röntgendetektors jeweils ein Adapter mit einer Funkschnittstelle angeschlossen werden. Der Adapter überträgt die von der Kabelschnittstelle übertragenen Daten in ein der Funkschnittstelle gemäßes Format. Diese Ausgestaltung erlaubt eine im Wesentlichen unveränderte Weiterverwendung eines herkömmlichen Röntgensystems, wobei sich die Modifizierung auf einen Anschluss einer zusätzlichen Einheit zur Funkübertragung an die Kabelschnittstelle sowie entsprechende Software für die Steuerung der Kommunikation über die beiden Schnittstellen beschränkt.
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In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Röntgensystems ist der mobile Röntgendetektor ein Röntgenflachdetektor. Ein solcher Röntgenflachdetektor kann platzsparend beispielsweise in Patientenliegen eines Röntgensystems untergebracht werden und ist auch leicht transportierbar.
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Röntgensystem mit einem Röntgenflachdetektor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 2 eine detaillierte Darstellung einer Systemsteuereinheit und einer Datenübertragungseinheit eines Röntgenflachdetektors eines Röntgensystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 3 ein Flussdiagramm, mit dem ein Verfahren zur Steuerung der Kommunikation eines Röntgensystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht wird.
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In 1 ist ein Röntgensystem 1 mit einem Röntgenflachdetektor 4 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Das Röntgensystem 1 umfasst eine Patientenliege 2, auf der ein zu untersuchendes Objekt P positioniert ist. Das zu untersuchende Objekt wird von einer Röntgenquelle 3 mit Röntgenstrahlen RS durleuchtet. In einem Fach der Patientenliege 2 ist der genannte Röntgenflachdetektor 4 angeordnet. Der Röntgenflachdetektor 4 empfängt die von der Röntgenquelle 3 emittierten Röntgenstrahlen RS und erzeugt aus der detektierten Röntgendosis Bilddaten. Die Bilddaten werden von einer Datenübertragungseinheit 6 des Röntgenflachdetektors 4 an eine Datenübertragungseinheit 7 einer Systemsteuereinheit 5 übermittelt. Die Datenübertragung zwischen den Datenübertragungseinheiten 6, 7 erfolgt in dem gezeigten Beispiel per Funk.
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Die Systemsteuereinheit 5 des Röntgensystems 1 verarbeitet die erfassten Bilddaten weiter und übermittelt die fertigen Bilddaten beispielsweise an eine Bildanzeigeeinheit (nicht gezeigt), auf der das Behandlungspersonal einen untersuchten Bereich des Patienten P betrachten kann. Zusätzlich weist die Systemsteuereinheit 5 auch Steuerfunktionen auf, mit denen die Position und die Orientierung der Röntgenquelle 3 geändert werden kann. D.h., von der Systemsteuereinheit 5 werden Steuerbefehle SB an eine Aktoreinheit (nicht gezeigt) der Röntgenquelle 3 übermittelt, welche die Röntgenquelle 3 in eine vorbestimmte Position verfährt. Das in 1 gezeigte Röntgensystem 1 umfasst zur Verbesserung der Übertragungssicherheit ein redundantes Datenübertragungssystem 6, 7 mit parallel angeordneten Schnittstellen. Der Aufbau des Datenübertragungssystems 6, 7 ist in 2 im Detail veranschaulicht. Die einzelnen Bauelemente des Datenübertragungssystems 6,7, wie zum Beispiel die Schnittstellen 63, 64 bzw. Sende/Empfangseinrichtungen im Röntgenflachdetektor 4 können zum Beispiel als Module bzw. auf Karten realisiert sein, welche von außen in das Gehäuse des Detektors 4 gesteckt werden können und leicht zugänglich und austauschbar sind.
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In 2 ist das Zusammenwirken der Systemsteuereinheit 5 mit dem Röntgenflachdetektor 4 im Detail gezeigt. Die Datenübertragungseinheit 7 der Systemsteuereinheit 5 umfasst eine erste drahtlose Schnittstelle 71 bzw. Sende/Empfangseinheit, welche standardmäßig der Kommunikation mit dem Röntgenflachdetektor 4 dient. Die erste drahtlose Schnittstelle 71 ist dazu eingerichtet, mit einer ersten drahtlosen Schnittstelle 63 des Röntgenflachdetektors 4 zu kommunizieren. Die beiden ersten Schnittstellen 71, 63 bzw. Sende/Empfangseinheiten bilden gemeinsam einen ersten Kommunikationskanal K1 (in 2 gestrichelt markiert). Beispielsweise kommunizieren die beiden ersten Schnittstellen 71, 63 bzw. Sende/Empfangseinheiten miteinander nach dem WLAN-Standard. Die Systemsteuereinheit 5 umfasst zusätzlich eine zweite Schnittstelle 72 bzw. Sende/Empfangseinheit, welche zum Beispiel nach einem anderen Standard, wie zum Beispiel Bluetooth, GSM oder LTE kommuniziert. Der zweiten drahtlosen Schnittstelle 72 bzw. Sende/Empfangseinheit der Systemsteuereinheit 5 entspricht eine zweite Schnittstelle 64 bzw. Sende/Empfangseinheit des Röntgenflachdetektors 4, welche dem Datenaustausch mit der zweiten Schnittstelle 72 bzw. Sende/Empfangseinheit der Systemsteuereinheit 5 per Funk dient.
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Die beiden zweiten Schnittstellen 72, 64 bilden eine Art Ersatzkommunikationskanal K2 (in 2 gestrichelt markiert), welcher vorzugsweise nur dann in Betrieb genommen wird, wenn die Kommunikation zwischen den beiden ersten Schnittstellen 71, 63 gestört ist. Die Datenübertragungseinheit 7 der Systemsteuereinheit 5 weist zusätzlich eine Kommunikationskanal-Überwachungseinheit 73 auf. Die Kommunikationskanal-Überwachungseinheit 73 der Datenübertragungseinheit 7 der Systemsteuereinheit 5 überwacht die Kommunikation zwischen der Systemsteuereinheit 5 und dem Röntgenflachdetektor 4. Ermittelt die Kommunikationskanal-Überwachungseinheit 73 zum Beispiel, dass die Kommunikation über den ersten Kommunikationskanal K1, d.h. zwischen den beiden ersten Schnittstellen 71, 63, gestört ist, so schaltet sie automatisch auf die zweite Schnittstelle 72 um. D.h., ein Schalter S2 der Kommunikationskanal-Überwachungseinheit 73 zu der zweiten Schnittstelle 72 wird durchgeschaltet, so dass die Datenübertragung der Systemsteuereinheit 5 nun über den zweiten Kommunikationskanal K2 erfolgt, und ein Schalter S1 der Kommunikationskanal-Überwachungseinheit 73 zu der ersten Schnittstelle 71 wird geöffnet, so dass während der Datenübertragung über den zweiten Kommunikationskanal keine Datenübertragung über den ersten Kommunikationskanal erfolgt.
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Analog umfasst auch die Datenübertragungseinheit 6 des Röntgenflachdetektors 4 eine Kommunikationskanal-Überwachungseinheit 62, welche die Kommunikation des Röntgenflachdetektors 4 mit der Systemsteuereinheit 5 überwacht. Wird zum Beispiel von der Kommunikationskanal-Überwachungseinheit 62 ermittelt, dass die Kommunikation über den ersten Kanal, d.h. zwischen der ersten Datenübertragungsschnittstelle 63 des Röntgenflachdetektors 4 und der ersten Datenübertragungsschnittstelle 71 der Systemsteuereinheit gestört ist, so schaltet die Kommunikationskanal-Überwachungseinheit 62 auf den zweiten Kommunikationskanal K2 um. D.h., der Empfang und die Übertragung von Daten erfolgt anschließend über die zweite Schnittstelle 64 des Röntgenflachdetektors 4 zu der zweiten Datenübertragungsschnittstelle 72 der Systemsteuereinheit. Die Datenübertragungseinheit 6 des Röntgenflachdetektors 4 umfasst ferner auch eine zentrale Steuereinheit 61 und eine Datenspeichereinheit 65. Die Datenspeichereinheit 65 kann zum Beispiel dazu dienen, während des Auftretens einer Störung der Datenübertragung zwischen dem Röntgenflachdetektor 4 und der Systemsteuereinheit 5 Bilddaten zwischenzuspeichern, die anschließend über den jeweils ungestörten Kommunikationskanal K1, K2 übertragen werden. Die zentrale Steuereinheit 65 ist mit einer Datenübertragungsleitung 66 mit der Sensorik des Röntgenflachdetektors 4 verbunden.
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Auch die Systemsteuereinheit 5 umfasst eine zentrale Steuereinheit 8, welche unter anderem auch mit der Datenübertragungseinheit 5 der Systemsteuereinheit 5 verbunden ist und zusätzlich auch Steuerbefehle SB an die Aktoreinheit (nicht gezeigt) zur Betätigung der Röntgenquelle 3 (siehe 1) übermittelt.
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Die Überwachung der Funktionsfähigkeit der Übertragungskanäle kann auch durch das periodische Senden und Empfangen von Testsignalen als „Lebenszeichen“ des jeweiligen Übertragungspartners realisiert werden. Beispielsweise wird von den ersten und zweiten Schnittstellen 63, 64 des Röntgenflachdetektors 4 regelmäßig ein Kontrollsignal an die erste und zweite Schnittstelle 71, 72 der Systemsteuereinheit 5 gesendet. Wird zum Beispiel von der Kommunikationskanal-Überwachungseinheit 73 der Systemsteuereinheit 5 während der Kommunikation per Standardübertragungskanal kein „Lebenszeichen“ in Form eines regelmäßigen Testsignals von der ersten Schnittstelle 63 des Röntgenflachdetektors 4 über die erste Schnittstelle 71 der Datenübertragungseinheit 7 der Systemsteuereinheit 5 mehr empfangen, so wird automatisch die Kommunikation über die zweiten Schnittstellen 72, 64 aktiviert, indem der Schalter S2 durchgeschaltet wird und zum Beispiel ein Steuerbefehl über den Ersatzkommunikationskanal gesandt wird, so dass auch in dem Röntgenflachdetektor 4 die Kommunikation über den Ersatzkanal mit der zweiten Schnittstelle 64 freigeschaltet wird. Bei dieser Ausführungsform genügt also eine einseitige Überwachung der Kommunikationskanäle, was den Prozess der Überwachung und Steuerung der Kommunikation sowie den Aufbau der dafür notwendigen Strukturen noch vereinfacht.
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Umgekehrt kann alternativ auch eine einseitige Überwachung der Funktionsfähigkeit der Übertragungskanäle ausschließlich auf der Detektorseite implementiert sein. Die beiden Schnittstellenpaare 71, 63, 72, 64 sind bevorzugt derart ausgelegt, dass unterschiedliche Sende- und Empfangsfrequenzen für unterschiedliche Schnittstellenpaare bzw. Kommunikationskanäle genutzt werden. Die Reichweite der Datenübertragung über beide Kommunikationskanäle sollte einen Mindestwert, wie zum Beispiel 10 Meter, erreichen. Weiterhin sind die Kommunikationskanäle vorzugsweise zur Unterstützung von Echtzeitkommunikation ausgelegt und weisen eine ausreichende Bandbreite zur Daten- und Bildübertragung auf.
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In 3 ist ein Verfahren zur Steuerung der Kommunikation eines Röntgensystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Bei dem Schritt 3.1 erfolgt eine Kommunikation zwischen einem Röntgenflachdetektor 4 des Röntgensystems 1 und einer Systemsteuereinheit 5 über einen drahtlosen Standardkommunikationskanal. Der Standardkommunikationskanal kann zum Beispiel eine WLAN-Verbindung umfassen. Routinemäßig, beispielsweise in regelmäßigen Abständen, wird bei dem Schritt 3.II von einer Kommunikationskanal-Überwachungseinheit 73, 62 geprüft, ob die Übertragungsqualität der Kommunikation über den Standardkommunikationskanal vorbestimmten Mindestanforderungen MA genügt. Für den Fall, dass die Mindestanforderungen MA an die Übertragungsqualität für den Standardkommunikationskanal erfüllt sind, was in 3 mit „j“ gekennzeichnet ist, wird zu dem Schritt 3.1 zurückgekehrt und die Kommunikation zwischen dem Röntgenflachdetektor 4 des Röntgensystems 1 und der Systemsteuereinheit 5 über den Standardkommunikationskanal fortgesetzt.
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Für den Fall, dass festgestellt wurde, dass die Übertragungsqualität über den Standardübertragungskanal nicht den vorbestimmten Anforderungen entspricht, was in 3 mit „n“ gekennzeichnet ist, wird zu dem Schritt 3.III übergegangen, bei dem auf einen drahtlosen Ersatzkommunikationskanal umgeschaltet wird. Bei dem Schritt 3.IV wird nun die Kommunikation zwischen dem Röntgenflachdetektor 4 des Röntgensystems 1 und der Systemsteuereinheit 5 auf dem drahtlosen Ersatzkommunikationskanal fortgesetzt. Der drahtlose Ersatzkommunikationskanal kann zum Beispiel auf einer Technologie basieren, welche sich von der technischen Implementierung des Standardkommunikationskanals deutlich unterscheidet. Beispielsweise kann die Datenübertragung des Ersatzkommunikationskanals auf dem Bluetooth-Standard oder einer Übertragung per Mobilfunk basieren.
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Anschließend wird bei dem Schritt 3.V geprüft, ob die Übertragungsqualität des aktuell unbenutzten Standardkommunikationskanals wieder den vorbestimmten Mindestanforderungen MA entspricht. Falls die Mindestanforderungen MA an die Übertragungsqualität des Standardkanals nicht erfüllt sind, was in 3 mit „n“ gekennzeichnet ist, so wird zu dem Schritt 3.IV zurückgekehrt und die Kommunikation zwischen dem Röntgenflachdetektor 4 des Röntgensystems 1 und der Systemsteuereinheit 5 auf dem Ersatzkommunikationskanal fortgesetzt. Wird jedoch bei dem Schritt 3.V festgestellt, dass sich die Übertragungsqualität des drahtlosen Standardkommunikationskanals wieder ausreichend verbessert hat, dass die Übertragungsqualität den vorbestimmten Mindestanforderungen MA entspricht, was in 3 mit „j“ gekennzeichnet ist, so wird zu dem Schritt 3.VI übergegangen, bei dem wieder auf den Standardkommunikationskanal gewechselt wird. Anschließend wird zu dem Schritt 3.1 zurückgekehrt, bei dem die Kommunikation zwischen dem Röntgenflachdetektor 4 des Röntgensystems 1 und der Systemsteuereinheit 5 über den drahtlosen Standardkommunikationskanal fortgesetzt wird.
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Es wird also während der Benutzung des Ersatzkommunikationskanals ein in vorbestimmten Zeitintervallen wiederholter Funktionstest des Standardkommunikationskanals durchgeführt und geprüft, ob der Standardkommunikationskanal seine technische Verfügbarkeit wiedererlangt hat. Anschließend wird zu dem Schritt 3.1 zurückgekehrt, bei dem die Kommunikation zwischen dem Röntgenflachdetektor 4 des Röntgensystems 1 und der Systemsteuereinheit 5 auf dem Standardkommunikationskanal fortgesetzt wird. Somit kann für den Fall, dass die Prüfung der Funktionsfähigkeit des Standardkommunikationskanals erfolgreich war, die weitere Kommunikation zwischen der Systemsteuereinheit 5 und dem Röntgenflachdetektor 4 des Röntgensystems wieder auf dem Standardkommunikationskanal erfolgen.
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Vorteilhafterweise werden der Standardkommunikationskanal und der Ersatzkommunikationskanal technisch so implementiert, dass hinreichende Redundanz erzielt wird. Dies kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass die beiden Kommunikationskanäle auf völlig unterschiedlichen Technologien und Standards beruhen. Weiterhin kann eine solche Redundanz dadurch erreicht werden, dass die Kommunikationskanäle mit Hilfe von jeweils voneinander unabhängigen, gegebenenfalls auch räumlich getrennten Bauelementen realisiert sind. Der Ersatzkommunikationskanal sollte technisch derart ausgelegt sein, dass er sich möglichst robust hinsichtlich Störungen verhält. Insbesondere sollte eine möglichst geringe Korrelation der Störanfälligkeit der beiden Kommunikationskanäle bestehen.
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Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorbeschriebenen Röntgensystemen und Verfahren lediglich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung handelt und dass die Erfindung vom Fachmann variiert werden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist. So wurden die konkreten Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der Anwendung eines Röntgenflachdetektors beschrieben. Die Erfindung ist aber nicht auf Anordnungen mit Röntgenflachdetektoren beschränkt, sondern betrifft beliebige, für den mobilen Einsatz geeignete Röntgendetektoren. Es wird der Vollständigkeit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit“ nicht aus, dass diese aus mehreren Komponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.
