数字放射学系统和实现放射学系统的方法.pdf

本发明涉及一种数字放射学系统和实现放射学系统的方法。放射学系统包括移动箱体(3)和固定基站(1)，所述箱体(3)包括取决于所述箱体(3)所暴露于的X射线的图像获取装置(5)，所述系统还包括所述箱体(3)和所述基站(1)之间的通信装置(12，13)，使其能够在箱体(3)和基站(1)之间传输诸如图像的数据。通信装置包括都能够传输数据的可拆除有线链路(12)和无线链路(13)，且所述系统包括用于在建立起所述有线链路(12)之后立即停用所述无线链路(13)的装置。所述方法包括建立通过无线链路(13)的数据交换作为优先项，并在建立起有线链路(12)时切换到通过有线链路(12)交换。

1、  一种数字放射学系统，其包括移动箱体(3)和固定基站(1)，所述箱体(3)包括取决于所述箱体(3)所暴露于的X射线的图像获取装置(5)，所述系统还包括在所述箱体(3)和所述基站(1)之间通信的装置(12，13)，使其能够在所述箱体(3)和所述基站(1)之间传输诸如图像的数据，其特征在于
所述通信装置包括可拆除有线链路(12)和无线链路(13)，两者都能够传输所述数据，且其特征在于
所述系统包括用于在建立起所述有线链路(12)之后立即停用所述无线链路(13)的装置。

2、  根据权利要求1所述的放射学系统，其特征在于
所述箱体(3)包括电源电池(9)，且所述系统包括用于为所述电池(9)再充电的装置(10)。

3、  根据前述权利要求之一所述的放射学系统，其特征在于
所述系统包括用于当建立起所述有线链路(12)时对所述基站(1)和所述箱体(3)进行配对的装置(20，21)。

4、  一种用于实现数字放射学系统的方法，所述数字放射学系统包括移动箱体(3)和固定基站(1)，所述箱体(3)包括取决于所述箱体(3)所暴露于的X射线的图像获取装置(5)，所述系统还包括在所述箱体(3)和所述基站(1)之间通信的装置(12，13)，使其能够在所述箱体(3)和所述基站(1)之间传输诸如图像的数据，所述通信装置包括可拆除有线链路(12)和无线链路(13)，两者都能够传输所述数据，其特征在于
所述方法包括建立通过所述无线链路(13)的数据交换作为优先项并在建立起所述有线链路(12)之后立即切换到通过所述有线链路(12)进行所述交换。

5、  根据权利要求4所述的方法，其特征在于
所述方法包括在建立起所述有线链路(12)之后立即经由所述有线链路(12)为所述箱体(3)供电。

6、  根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于
所述方法包括借助所述有线链路(12)对所述基站(1)和所述箱体(3)进行配对。

7、  根据权利要求6所述的方法，其特征在于
所述方法包括在建立起所述有线链路(12)之后立即自动对所述箱体(3)和所述基站(1)进行配对。

8、  根据权利要求6所述的方法，其特征在于
所述方法包括在就放射学系统操作员而言的有意介入之后对所述箱体(3)和所述基站(1)进行配对。

9、  根据权利要求8所述的方法，其特征在于
所述方法包括在就放射学系统操作员而言的受保护介入之后对所述箱体(3)和所述基站(1)进行配对。

10、  根据权利要求6到9的任一项所述的方法，其特征在于
所述基站(1)和所述箱体(3)均利用限定版本的软件工作，且所述配对包括依次进行以下操作：
·检查所述有线链路(12)的所述建立；
·检查所述基站(1)和所述箱体(3)的所述软件版本的兼容性；
·交换标识符和数据加密密钥，在通过所述无线链路(13)传输数据中实施所述加密。

数字放射学系统和实现放射学系统的方法
技术领域
本发明涉及一种数字放射学系统和实现放射学系统的方法。数字放射学系统基本上包括若干元件，例如诸如X射线管的生成X射线的电离辐射源、使其能够提供取决于所接收X射线的图像的X射线探测器以及包括信息处理系统的基站，所述基站用于使X射线管和探测器同步，还用于执行图像处理操作，例如向操作员提供探测器中固有的所有缺陷都得到校正且(例如通过轮廓提高过程)被增强的图像。将要针对其获得图像X的对象放置在源和探测器之间。这种系统可以用在很多应用中，例如用在医学放射学和非破坏性测试中。
背景技术
过去，放射学系统庞大且大多不能移动。必需要相对于系统定位对象以获得预期的图像。随着固体探测器，例如法国专利申请FR 2605166中所述的固体探测器的出现，探测器已经变得不那么大，且已经能够相对于保持固定的对象移动探测器。对于医学放射学而言，已经将数字探测器生产成可移动箱体的形式，在患者健康状况不允许其移动到放射专用房间时，就可以将数字探测器放置在需要图像的患者旁边。
为了确保系统的可用性高，通过有线链路将箱体链接到基站。不过，这个链路限制了箱体的移动性。可能会想到用无线链路替代有线链路。随着当前无线技术和功耗非常低的电子部件的出现，这已经变为可能。然而，在放射学系统中，由于链路干扰，例如电磁干扰的风险，从来没有使用过无线链路，这减小了系统的可用性。此外，假如箱体中包括的电池完全放电，在电池完全再充电(大约2个小时)之前，放射学系统都将保持无法使用。还曾实现过独立的箱体，使得能够获取和记录若干放射学图像。通过有线链路将这些箱体周期性地连接到基站以卸载图像。这种连接操作发生于已经拍摄图像之后，因此不允许即时使用图像。
发明内容
本发明意图提出一种放射学系统，该系统实施无线链路和有线链路以将箱体连接到基站，从而克服上述问题。
为此，本发明的主题是一种数字放射学系统，其包括移动箱体和固定基站，所述箱体包括取决于所述箱体所暴露于的X射线的图像获取装置，所述系统还包括所述箱体和所述基站之间通信的装置，使其能够在所述箱体和所述基站之间传输诸如图像的数据，其特征在于所述通信装置包括都能够传输数据的可拆除有线链路和无线链路，且其特征在于所述系统包括用于在建立起所述有线链路后立即停用所述无线链路的装置。
本发明的另一主题是一种用于实现数字放射学系统的方法，所述数字放射学系统包括移动箱体和固定基站，所述箱体包括取决于所述箱体所暴露于的X射线的图像获取装置，所述系统还包括所述箱体和所述基站之间通信的装置，使其能够在所述箱体和所述基站之间传输诸如图像的数据，所述通信装置包括可拆除有线链路和无线链路，两者都能够传输数据，其特征在于所述方法包括建立通过所述无线链路的数据交换并在建立起所述有线链路后立即切换到所述有线链路进行交换。
有利地，本发明使得在若干无线放射学系统共存的环境中能够使基站与箱体配对(例如，对于在售后服务背景下的更换而言)。
附图说明
通过阅读以举例方式给出的实施例的详细描述，本发明将得到更好理解且其他优点将变得显而易见，附图示出了说明书，附图中：
图1示意性示出了根据本发明包括基站和可移动箱体的放射学系统；
图2更详细地示出了箱体电源的各元件；
图3更详细地示出了箱体和基站之间的通信装置范例；
图4示出了将三个放射学系统均送入房间，以便更好地理解将基站与箱体配对而没有将箱体与相邻放射学系统混淆的风险的方法；
图5是示出了对基站和箱体进行配对的流程图。
为了清楚起见，为不同图示中相同的元件赋予相同的附图标记。
具体实施例
图1示出了用于医疗的放射学系统。系统包括固定基站1、X射线发生器2以及可移动箱体3的形式的辐射探测器。箱体可用于获得被X辐射穿过的患者4的图像。箱体3包括实现为平面面板5形式的数字探测器，其链接到导航模块6，使其能够读取由平面面板5获得的图像并通过模拟/数字转换器对其进行数字化。移动箱体3还包括数据管理模块7、无线电模块8、电池9和电池管理模块10。
基站包括无线电模块14、数据管理模块15和电源16。
箱体3和基站1之间的通信模块11使得能够在箱体3和基站1之间传输诸如图像的数据。数据可以从基站1运行到箱体3，或从箱体3运行到基站1。对于箱体3而言，数据是例如用于平面面板5的控制信息，对于基站1而言，数据包括例如由平面面板5产生的图像。
通信装置包括可拆除的有线链路12和无线链路13。两个链路12和13都能够传输数据。两个无线电模块8和14使得能够在基站1和箱体3之间交换数据。箱体3的数据管理模块7用于将接收自或源自导航模块6的数据切换到链路12或13之一。类似地，在基站1中，数据管理模块15用于切换接收自或源自链路12或13之一的数据。电源16提供基站1和箱体3的各模块工作所需的电能。
经由有线链路12或电池9为箱体3馈送电源。有利地，系统包括用于为电池9充电的装置。更具体而言，电池管理模块10测量电池9的电荷并在必要时发起其充电。
图2对电池管理模块10和电池9如何工作给出了更好的理解。电池管理模块10包括电子开关101，在有线链路建立时，电子开关的第一终端102经由有线链路从基站1接收电能。在有线链路断开时，电源存在探测模块103打开开关101。在未连接接收有线链路12的箱体3的连接器时，模块103确保箱体3的用户和患者4的安全。实际上，在医疗环境中，允许通过人体的最大电流非常低，仅为十微安左右。为了消除触电的危险，通过开关101断开电池管理模块10的连接器的管脚。经由电压调节器106将开关101的第二终端104连接到模块10的内核105，使其能够让有线链路12供应的电源电压的任何波动平滑化。这些波动例如是由于形成有线链路12的电缆长度造成的。应当指出，内核105控制着电池9的充电电流。第二电压调节器107向箱体3的其他部件，例如平面面板5供应电功率。如必要的话，电池管理模块10可以包括若干第二电压调节器107，使其能够供应箱体的各部件。微处理器108可以对所有电池管理模块10进行监督。微处理器8还可以通知基站1电池9的电量水平和其温度。
根据本发明，放射学系统包括用于在一连接有线链路12就立即停用无线链路13的装置。本发明的方法包括，建立通过无线链路13的数据交换作为优先项，在有线链路12连接时切换到有线链路12。例如，借助电源存在探测模块103探测有线链路12的连接。一旦建立起有线链路12，箱体3的电源就工作。
图3示出了链接基站1和箱体3的通信装置的示范性实施例。数据管理模块7和15的每个包括分别为20和21的处理器，它们有利地是相同的。例如，可以实现精简指令集处理器，即文献中公知的RISC处理器。这种类型的处理器对于实时工作的系统而言是理想的。每个处理器都具有若干端口，使其能够发送和/或接收数据流。处理器21的端口22链接到无线电模块14，处理器20的端口23链接到无线电模块8。模块8和14根据无线传输协议改变发送和/或接收的数据流，无线传输协议例如是IEEE(电气与电子工程师协会)标准802.11定义的协议，在文献中公知的名称为WI-FI，意思是无线保真。当然，可以使用其他协议，例如Bluetooth协议。这一协议是由电信、计算和网络领域的大公司定义的，这些公司例如有Agere、Ericsson、IBM、Intel、Microsoft、Motorola、Nokia和Toshiba。
数据管理模块7和15的每个包括分别为24和25的网络接口模块。模块24链接到处理器20的端口26，模块25链接到处理器21的端口27。模块24和25之间连接有线链路12的电缆。模块24和25根据有线传输协议改变发送和/或接收的数据流，有线传输协议例如是IEEE 802.3标准定义的公知的以太网协议。其他协议也是可能的，例如RS 232(由总部设在美国的电子工业协会定义的标准)或USB(通用串行总线，由总部设在美国的计算机制造商协会：USB实施者论坛公司定义的标准)。还可以建立专用于放射学系统的协议，被称为专有协议。有线链路12例如可以使用电缆或光缆。处理器20和21可以包括其他端口，用于基站1和箱体3内外的数据交换。例如，已将处理器21的端口28表示为链接到网络接口模块29。对于基站1而言，模块29例如用于向存储器和显示装置传输箱体3产生的图像。
图4示出了将三个放射学系统30、31和32分别送入房间33、34和35。对于数据交换而言，放射学系统30和32使用其无线链路13，放射学系统31使用其有线链路12。必须在没有与要安装在附近，例如隔壁房间中的另一基站1混淆的风险下，处理基站1之一和与其相关联的箱体3之间的数据交换。使用无线链路13会出现这种混淆的风险。在图4所示的情况下，在房间33和35中使用的放射学系统之间出现了混淆的风险。为此，至少在通过无线链路13进行数据交换中，基站1向箱体3索要标识符，并且仅在其接收到对应于基站1中为箱体3存储的标识符的响应时才允许继续进行数据交换。例如，这种检查是由IEEE 802.11标准定义的。可以想到在工厂中对基站1和箱体3进行配对。不过，这种方案非常不灵活。应当指出，这种方案无法在现场更换箱体3。因此，创建在现场在基站1和箱体3之间配对的过程是有用的。
有利地，放射学系统包括当建立有线链路12时对基站1和箱体3进行配对的装置。应将表述“建立有线链路”理解为表示电缆是连接的且数据通过有线链路12。本发明的方法包括借助有线链路12在基站1和箱体3之间进行配对。更具体而言，仅在建立起有线链路12时允许进行配对，而在建立起无线链路13时禁用所述配对。在实践中，使用无线链路13在基站1和的箱体3之间进行配对是有害的。在图4所示的情况下，存在着将房间33和35的箱体3与单个基站1相关联的风险。
有利地，一建立起有线链路就立即自动对箱体3和基站1进行配对。这个过程简化了放射学系统的操作。尽管如此，这种自动功能可能会带来无意配对的风险，仅在就放射学系统操作员而言的有意介入(deliberateintervention)之后进行配对可能是优选的。在这种情况下，甚至可能仅在就放射学系统操作员而言的受保护介入之后进行箱体3和基站1的配对。换言之，希望执行配对的操作员必需要持有特定的授权才能执行这种操作。这种操作可以体现为例如物理密钥的形式，甚至体现为操作员进入配对过程必需使用的密码形式。
配对过程包括例如交换标识符以及可能的数据加密密钥，在通过无线链路13进行数据传输中实施加密以确保被交换数据的保密性。
箱体3和基站1的处理器20和21的每一个都利用限定版本的软件工作。这些软件包的版本可以彼此独立地演化。在执行实际的配对操作之前检查基站1和箱体3的软件版本的兼容性是有利的。
可以由图5中所示的成功的操作序列概述配对方法：
●检查有线链路12的建立。在方框40中以测试的形式表示这种操作。如果未建立有线链路12，配对失败且通知操作员这一情况。另一方面，如果建立了有线链路12，以如下操作继续该方法：
●检查基站1和箱体3的软件版本的兼容性。为了执行这种检查，基站1询问箱体3其软件版本。在方框41中示出了该询问。基站1例如利用数据库验证兼容性。在方框42中示出了这种兼容性检查。在不兼容的情况下，配对失败并向操作员通知这一情况。另一方面，如果证实了兼容性，以如下操作继续该方法：
●交换标识符和数据加密密钥，在通过无线链路13传输数据中实施加密。在方框43中示出了从基站1向箱体3传输标识符和加密密钥，在方框44中示出了对传输的检查。这种检查可以包括基站1向箱体3询问已经接收到的标识符和密钥，基站1将其与那些发送的进行比较。如果在发送的要素和通过返回接收到的要素之间有差异，例如可以最多做出两次新的传输尝试。方框45中示出了对尝试次数的统计。超过三次尝试，如果检查不正确，则配对失败并向操作员通知这一情况。