專利名稱：用于與醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)中的多個(gè)天線進(jìn)行無線通信的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的主題涉及醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，并且更具體而言，涉及用于在醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行無線通信的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
許多多種設(shè)計(jì)的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)是已知的，并且目前正在使用。醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的示例包括基本的X射線系統(tǒng)、計(jì)算斷層照相系統(tǒng)、正電子發(fā)送斷層照相系統(tǒng)、磁共振成像系統(tǒng)、熒光檢查法系統(tǒng)和超聲成像系統(tǒng)。通過使用醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，諸如內(nèi)科醫(yī)生的醫(yī)學(xué)專業(yè)人士能產(chǎn)生患者的內(nèi)部組織、解剖體和器官的詳細(xì)圖像，從而減輕對(duì)入侵性探查過程的需要，以及提供有價(jià)值的工具來識(shí)別和診斷疾病和檢驗(yàn)健康狀況。通常，這些醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的組件以無線方式通信。例如，數(shù)字X射線檢測(cè)器可以無 線方式與醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的圖像數(shù)據(jù)采集或處理系統(tǒng)(例如，移動(dòng)式或固定式系統(tǒng))的組件通信，以傳輸大量數(shù)據(jù)(例如，曝光圖像)。但是，對(duì)醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的這些組件之間的無線通信進(jìn)行配置可涉及成本高且復(fù)雜的無線設(shè)備。另外，為了遵守監(jiān)管措施，這些復(fù)雜的無線設(shè)備可能會(huì)犧牲無線信號(hào)質(zhì)量(例如，信號(hào)增益和信號(hào)接收)，從而妨礙醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的組件之間的數(shù)據(jù)傳輸速率。因此，存在對(duì)改進(jìn)醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的組件之間的無線通信的信號(hào)質(zhì)量的改進(jìn)方法的需要。特別存在對(duì)醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的組件之間的簡(jiǎn)單且成本有效的無線通信設(shè)備的需要，該無線通信設(shè)備通過例如提高的信號(hào)增益和提高的信號(hào)接收來改進(jìn)信號(hào)質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本技術(shù)的某些方面，一種醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)包括移動(dòng)式成像儀。該移動(dòng)式成像儀包括X射線輻射源和用于無線通信的至少兩個(gè)天線。該醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)還包括配置成從源中接收X射線輻射的數(shù)字X射線檢測(cè)器，其中，該數(shù)字X射線檢測(cè)器包括用于以無線方式與移動(dòng)式成像儀通信的至少一個(gè)天線。根據(jù)另一方面，一種醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)包括成像儀系統(tǒng)。該成像儀系統(tǒng)包括X射線輻射源和用于無線通信的至少兩個(gè)天線。該醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)還包括配置成從源中接收X射線輻射的數(shù)字X射線檢測(cè)器，其中，該數(shù)字X射線檢測(cè)器包括用于以無線方式與成像儀系統(tǒng)通信的至少一個(gè)天線。根據(jù)進(jìn)一步的方面，一種醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)包括成像儀系統(tǒng)。該成像儀系統(tǒng)包括用于與醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的不同的組件進(jìn)行無線通信的至少兩個(gè)超寬帶天線。不同的組件包括用于以無線方式與成像儀系統(tǒng)通信的至少一個(gè)天線。而且，成像儀系統(tǒng)配置成通過在至少兩個(gè)天線之中具有最強(qiáng)的信號(hào)強(qiáng)度的天線、以無線方式與不同的組件通信。


當(dāng)結(jié)合附圖來閱讀以下詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，其中，相同符號(hào)在圖中表示相同部件，其中
圖I是根據(jù)本公開的各方面而配備的固定式X射線系統(tǒng)的透視 圖2是根據(jù)本公開的各方面而配備的移動(dòng)式X射線系統(tǒng)的透視 圖3是圖I和圖2中的X射線系統(tǒng)的概略 圖4是根據(jù)本公開的各方面而配備的超聲系統(tǒng)的概略 圖5是根據(jù)本公開的各方面的、用于在固定式X射線系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行無線通信的覆蓋的示意性俯視圖；以及
圖6是根據(jù)本公開的各方面的、用于在移動(dòng)式X射線系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行無線通信的覆蓋的示意性俯視圖。
具體實(shí)施例方式大體參照?qǐng)D1，醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，具體而言X射線系統(tǒng)，大體由參考標(biāo)號(hào)10表示和引用。在示出的實(shí)施例中，X射線系統(tǒng)10是數(shù)字X射線系統(tǒng)。X射線系統(tǒng)10設(shè)計(jì)成進(jìn)行以下兩者獲取原始圖像數(shù)據(jù)，以及根據(jù)本技術(shù)來處理該圖像數(shù)據(jù)，以進(jìn)行顯示。如下面論述的那樣，X射線系統(tǒng)10包括使用超寬帶(UWB)通信的無線通信系統(tǒng)，該無線通信系統(tǒng)配置成改進(jìn)信號(hào)質(zhì)量，以及提高X射線系統(tǒng)10的組件(例如成像儀系統(tǒng)和檢測(cè)器)之間的數(shù)據(jù)速率交換。除了基于放射性系統(tǒng)之外，無線通信系統(tǒng)可用于其它類型的醫(yī)學(xué)成像(例如超聲成像系統(tǒng))中。在圖I中不出的實(shí)施例中，X射線系統(tǒng)10包括成像僅系統(tǒng)12。成像僅系統(tǒng)12包括過頂管支承臂14，過頂管支承臂14用于相對(duì)于患者20和便攜式數(shù)字X射線檢測(cè)器22定位諸如X射線管的輻射源16和準(zhǔn)直儀18。在一個(gè)實(shí)施例中，成像儀系統(tǒng)12可與患者臺(tái)26和壁架28中的一個(gè)或兩者配合起來使用，以促進(jìn)圖像采集。具體而言，臺(tái)26和壁架28可配置成接收檢測(cè)器22。例如，檢測(cè)器22可置于臺(tái)26的上表面、下表面或中間表面上，并且患者20 (更具體而言，患者20的關(guān)注的解剖體)可定位在檢測(cè)器22和輻射源16之間的臺(tái)26上。而且，壁架28可包括也適合于接收檢測(cè)器22的接收結(jié)構(gòu)30，并且患者20可定位在壁架28附近，以使得能夠通過檢測(cè)器22來獲取圖像數(shù)據(jù)。接收結(jié)構(gòu)30可沿著壁架28豎向移動(dòng)。還在圖I中描繪了成像儀系統(tǒng)12，其包括系統(tǒng)機(jī)柜31，系統(tǒng)機(jī)柜31包括工作站32和顯示器34。在一個(gè)實(shí)施例中，工作站32可包括或提供成像儀系統(tǒng)12的功能性，使得用戶可通過與工作站32交互來控制源16和檢測(cè)器22的操作。檢測(cè)器22可如下面描述的那樣與工作站34通信。工作站34可容納系統(tǒng)電子電路，系統(tǒng)電子電路從檢測(cè)器22中獲取圖像數(shù)據(jù)，并且在恰當(dāng)?shù)嘏鋫涞那闆r下(例如，當(dāng)工作站34包括處理電路時(shí))，系統(tǒng)電子電路可處理數(shù)據(jù)，以形成期望的圖像。另外，系統(tǒng)電子電路進(jìn)行以下兩者對(duì)X射線源16提供功率，以及控制功率。工作站32可包括按鈕、開關(guān)等，以促進(jìn)操作X射線源16和檢測(cè)器22。在一個(gè)實(shí)施例中，工作站32可配置成起醫(yī)療設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)36上的指令和/或內(nèi)容的服務(wù)器的作用，諸如醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)、輻射信息系統(tǒng)(RIS)和/或圖片存檔通信系統(tǒng)(PACS)。在某些實(shí)施例中，工作站32和/或檢測(cè)器22可通過無線方式與網(wǎng)絡(luò)36通信。 成像儀系統(tǒng)12和檢測(cè)器22的組件配置成以無線方式通信。具體而言，成像儀系統(tǒng)12和檢測(cè)器22配置成通過利用符合以下標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)或多個(gè)的UWB通信標(biāo)準(zhǔn)來通信ECMA-368.ECMA -369、ETSI TS 102455、ISO/IEC 26907 :2007、ISO/IEC 26908 :2007，或者與UWB通信有關(guān)的任何其它標(biāo)準(zhǔn)。X射線系統(tǒng)10中的UWB無線通信配置成使得在檢測(cè)器22和成像儀系統(tǒng)12之間能夠有更高速率的數(shù)據(jù)交換，以提高信號(hào)增益，以及提高無線接收。成像儀系統(tǒng)12包括多個(gè)天線38，以促進(jìn)在檢測(cè)器22和工作站32或成像儀系統(tǒng)12的另一個(gè)組件之間進(jìn)行無線通信。天線38可設(shè)置在成像儀系統(tǒng)12的組件(例如，壁架28和鄰近的工作站32)上。備選地，天線38可位于成像儀系統(tǒng)12位于其中的房間40各處(例如，墻壁或天花板)。天線38中的至少兩個(gè)(例如,天線42和44)包括UWB天線。UWB天線42和44位于成像儀系統(tǒng)12的組件上和/或房間40各處，以提供互補(bǔ)的天線圖樣(例如，對(duì)房間40的大部分提供覆蓋)，以及使得在檢測(cè)器22和UWB天線42或44之間能夠以最強(qiáng)的信號(hào)強(qiáng)度來通信。例如，當(dāng)在臺(tái)26上利用檢測(cè)器22時(shí)，成像儀系統(tǒng)12可利用UWB天線44，并且當(dāng)結(jié)合壁架28和接收結(jié)構(gòu)30來利用檢測(cè)器22時(shí)，成像儀系統(tǒng)12可利用UWB天線42，或者反之亦然，這取決于與檢測(cè)器22有關(guān)的天線42和44的信號(hào)強(qiáng)度。另外，UWB天線42和44的布置可考慮諸如天線極化、與大型金屬物體或反射物的接近度、線纜布線和人體載荷的因素。
檢測(cè)器22可一次僅以無線方式與單個(gè)UWB天線42或44通信。為了確保檢測(cè)器22和單個(gè)UWB天線42或44之間的通信，可將UWB天線42和44設(shè)定到不同的信道。備選地，UWB天線42和44可選擇性地打開或關(guān)閉，這取決于與檢測(cè)器有關(guān)的天線42和44的信號(hào)強(qiáng)度，如下面更加詳細(xì)地描述的那樣。在一些實(shí)施例中，UffB天線42和44中的至少兩個(gè)配置成起發(fā)送器和接收器兩者的作用。例如，UWB天線42和44中的至少兩個(gè)可包括全方向天線。全方向天線在一個(gè)平面上沿所有方向均勻地輻射功率；但是，輻射的功率會(huì)隨平面的上面或下面的仰角的增大而減少，在天線的軸線附近降為零。具體而言，全方向天線形成環(huán)形形狀的輻射圖樣。在某些實(shí)施例中，UWB天線42或44中的至少一個(gè)配置成單獨(dú)地起發(fā)送器的作用，而其它UWB天線42或44中的至少一個(gè)則配置成單獨(dú)地起接收器的作用。起發(fā)送器的作用的UWB天線42或44可包括低增益天線(例如，全方向天線)，以遵守管理機(jī)構(gòu)設(shè)定的功率輸出限制，而起接收器的作用的UWB天線42或44則可包括高增益天線(例如，定向式扇區(qū)天線(sector antenna)),以提高接收靈敏度。因而,在一些實(shí)施例中，至少兩個(gè)UWB天線42和44可包括至少一個(gè)全方向天線和至少一個(gè)定向式扇區(qū)天線。定向式扇區(qū)天線沿一個(gè)或多個(gè)方向(例如，扇區(qū)形狀的輻射圖樣)輻射更大的功率。除了至少兩個(gè)UWB天線42和44之外，成像儀系統(tǒng)12內(nèi)的額外的天線38可利用任何適當(dāng)?shù)臒o線通信協(xié)議，諸如IEEE802. 15. 4協(xié)議、UffB通信標(biāo)準(zhǔn)、藍(lán)牙通信標(biāo)準(zhǔn)或任何IEEE 802. 11通信標(biāo)準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施例中，成像儀系統(tǒng)12可為設(shè)置在固定式X射線成像室40中的固定的系統(tǒng)，諸如大體在圖I中描繪的以及在上面關(guān)于圖I所描述的那個(gè)。但是，將意識(shí)到，在其它實(shí)施例中，目前公開的技術(shù)也可用于其它成像系統(tǒng)，包括移動(dòng)式X射線單元和系統(tǒng)。例如，如在圖2的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)10(例如，X射線系統(tǒng))中示出的那樣，可將成像儀系統(tǒng)12移到患者恢復(fù)室、急診室、手術(shù)室或任何其它空間，以使得能夠在不需要將患者20運(yùn)到專用的(即，固定式)X射線成像室的情況下對(duì)患者20成像。X射線系統(tǒng)10包括移動(dòng)式成像儀或移動(dòng)式X射線基站50和便攜式的數(shù)字X射線檢測(cè)器22。如上，示出的X射線系統(tǒng)10是數(shù)字X射線系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，支承臂52可沿著支承柱54沿豎向移動(dòng)，以促進(jìn)相對(duì)于患者20來定位輻射源16和準(zhǔn)直儀18。另外，支承臂52和支承柱54中的一個(gè)或兩者還可配置成允許繞著軸線的輻射源16的旋轉(zhuǎn)。另外，X射線基站50具有用于移動(dòng)基站50帶輪子的基部58?；颊?0可位于X射線源24和檢測(cè)器22之間的床60 (或輪床，臺(tái)或任何其它支承件)上，并且經(jīng)受穿過患者20的X射線。在使用數(shù)字X射線系統(tǒng)10進(jìn)行成像序列的期間，檢測(cè)器22接收穿過患者20的X射線，并且將成像數(shù)據(jù)發(fā)送到基部單元56。檢測(cè)器22與基部單元56進(jìn)行無線通信?；繂卧?6容納系統(tǒng)電子電路62，系統(tǒng)電子電路62從檢測(cè)器22中獲取圖像數(shù)據(jù)，并且在恰當(dāng)?shù)嘏鋫涞那闆r下，系統(tǒng)電子電路62可處理數(shù)據(jù)，以形成期望的圖像。另外，系統(tǒng)電子電路62進(jìn)行以下兩者對(duì)X射線源16和帶輪子的基部58提供功率，以及控制功率?；繂卧?6還具有操作者工作站32和使得用戶能夠操作X射線系統(tǒng)10的顯示器34。操作者工作站32可包括按鈕、開關(guān)等，以促進(jìn)操作X射線源16和檢測(cè)器22。在一個(gè)實(shí)施例中，工作站32可配置成起醫(yī)療設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)36上的指令和/或內(nèi)容的服務(wù)器的作用，諸如HIS、RIS和/或PACS。在某些實(shí)施例中，工作站32和/或檢測(cè)器22可用無線方式與網(wǎng)絡(luò)36通信。 類似于圖I中的X射線系統(tǒng)10，成像儀系統(tǒng)12的組件(例如，基部單元56)和檢測(cè)器22配置成以無線方式通信。成像儀系統(tǒng)12和檢測(cè)器22配置成如上面描述的那樣通過利用UWB通信標(biāo)準(zhǔn)來通信。X射線系統(tǒng)10中的UWB無線通信配置成使得在檢測(cè)器22和成像儀系統(tǒng)12之間能夠有更高速率的數(shù)據(jù)交換，以提高信號(hào)增益，以及提高無線接收。成像儀系統(tǒng)12包括多個(gè)天線38，以促進(jìn)在檢測(cè)器22和工作站32或成像儀系統(tǒng)12的另一個(gè)組件之間進(jìn)行無線通信。天線38可位于移動(dòng)式X射線基站的基部單元56內(nèi)(例如，天線42和44)。備選地，天線38可位于支承臂52、支承柱54和/或移動(dòng)式X射線基站50的其它組件內(nèi)或位于這些組件上。天線38中的至少兩個(gè)(例如，天線42和44)包括UWB天線。UffB天線42和44定位在移動(dòng)式X射線基站50的基部單元56內(nèi)，以避免UWB天線42和44發(fā)送和接收的無線信號(hào)被屏蔽。具體而言，UWB天線42和44位于X射線基站50的基部單元56內(nèi)，以避免天線42和44被金屬覆蓋，金屬會(huì)屏蔽無線信號(hào)的發(fā)送和接收。例如，UffB天線42和44可在顯示器34下面的基部單元56內(nèi)、位于基部單元56的握柄64附近，位于存儲(chǔ)托盤附近，以及/或者在支承柱54附近位于基部單元56的底部65附近。在某些實(shí)施例中，至少兩個(gè)UWB天線位于X射線基站50的基部單元56的相對(duì)側(cè)上。UWB天線42和44位于成像儀系統(tǒng)12內(nèi)，以提供互補(bǔ)的天線圖樣(例如，以圍繞X射線基站50提供至少270度的覆蓋)，以及使得能夠在檢測(cè)器22和信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的UWB天線42或44之間通信。例如，成像儀系統(tǒng)12可利用最接近患者20的UWB天線42和44 (例如，天線42)，這取決于與檢測(cè)器22有關(guān)的天線42和44的信號(hào)強(qiáng)度。另外，UWB天線42和44的布置可考慮諸如天線極化、與大型金屬物體或反射物的接近度、線纜布線、人體載荷以及在成像儀系統(tǒng)12移來移去時(shí)的動(dòng)態(tài)定位的因素。如上面提到的那樣，檢測(cè)器22可一次僅以無線方式與單個(gè)UWB天線42或44通信。為了確保在檢測(cè)器22和單個(gè)UWB天線42或44之間有通信，可將UWB天線42和44設(shè)定到不同的信道。備選地，可選擇性地打開或關(guān)閉UWB天線42和44，這取決于與檢測(cè)器有關(guān)的天線42和44的信號(hào)強(qiáng)度，如下面更加詳細(xì)地描述的那樣。另外，可如上面描述的那樣配置UffB天線42和44 (例如，全方向天線、定向式扇區(qū)天線、發(fā)送器、接收器等)。除了至少兩個(gè)UffB天線42和44，成像儀系統(tǒng)12內(nèi)的額外的天線38可利用任何適當(dāng)?shù)臒o線通信協(xié)議，諸如IEEE 802. 15. 4協(xié)議、UffB通信標(biāo)準(zhǔn)、藍(lán)牙通信標(biāo)準(zhǔn)或任何802. 11通信標(biāo)準(zhǔn)。圖3概略地示出了圖I和圖2中描述的X射線系統(tǒng)10。如圖3中示出的那樣，X射線系統(tǒng)10包括定位在準(zhǔn)直儀18附近的X射線輻射源16。光源66 (也稱為準(zhǔn)直儀燈)定位在X射線源16和準(zhǔn)直儀18之間。準(zhǔn)直儀18容許輻射流68或光流被弓I導(dǎo)到諸如患者20的物體或受檢者定位在其中的特殊區(qū)域。輻射的部分70穿過受檢者，或者傳送到受檢者的周圍，并且沖擊數(shù)字X射線檢測(cè)器22。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，數(shù)字X射線系統(tǒng)10中的檢測(cè)器22將在其表面上接收到的X射線光子轉(zhuǎn)化成較低能量光子，并且隨后將其轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，電信號(hào)被獲取和處理，以重構(gòu)受檢者內(nèi)的特征的圖像。準(zhǔn)直儀18中的準(zhǔn)直儀燈66將光引導(dǎo)到X射線光子將經(jīng)過的同一區(qū)域，并且能在曝光之前用來定位患者20。數(shù)字X射線檢測(cè)器22耦接到檢測(cè)器控制器72上，檢測(cè)器控制器72命令獲取檢測(cè)器22中產(chǎn)生的信號(hào)。檢測(cè)器控制器72還可執(zhí)行多種信號(hào)處理和濾波功能，諸如用于對(duì)動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)行初始調(diào)節(jié)，使數(shù)字圖像數(shù)據(jù)交錯(cuò)等。檢測(cè)器控制器72對(duì)檢測(cè)器22的至少一個(gè)天線73從控制電路74中接收到的信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)。具體而言，控制電路74使用上面描述的 UWB通信標(biāo)準(zhǔn)，通過信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的天線38 (例如，UWB天線42或44)以無線方式傳送信號(hào)。在某些實(shí)施例中，檢測(cè)器22包括用于與成像儀系統(tǒng)12通信的、多于一個(gè)的天線73。大體上，控制電路74命令成像儀系統(tǒng)12的操作，以執(zhí)行檢查協(xié)議，以及處理獲取到的圖像數(shù)據(jù)。在目前的語境中，控制電路74還包括典型地以編程的通用或?qū)Ｓ脭?shù)字計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的信號(hào)處理電路；以及相關(guān)聯(lián)的裝置，諸如光學(xué)存儲(chǔ)器裝置、磁存儲(chǔ)器裝置或固態(tài)存儲(chǔ)器裝置，它們用于存儲(chǔ)由計(jì)算機(jī)的處理器執(zhí)行來實(shí)現(xiàn)多種功能性的程序和例程，以及用于存儲(chǔ)配置參數(shù)和圖像數(shù)據(jù)；接口電路等。在數(shù)字X射線系統(tǒng)10中，輻射源16由控制電路74控制，控制電路74控制用于檢查序列的信號(hào)。例如，如果正確的檢查條件不到位，控制電路74能禁止輻射源16的操作。另外，控制電路74控制供電源78，供電源78對(duì)輻射源16、光源66以及控制電路74供應(yīng)功率。接口電路80促進(jìn)對(duì)輻射源16、光源66和控制電路74提供功率。供電源78還對(duì)移動(dòng)式驅(qū)動(dòng)單元82 (在移動(dòng)式X射線系統(tǒng)中)提供功率，以驅(qū)動(dòng)X射線基站50的帶輪子的基部58的移動(dòng)。在圖3中示出的實(shí)施例中，控制電路74鏈接到至少一個(gè)輸出裝置上，諸如顯示器或打印機(jī)34。輸出裝置可包括標(biāo)準(zhǔn)的或?qū)Ｓ玫挠?jì)算機(jī)監(jiān)視器和相關(guān)聯(lián)的處理電路。一個(gè)或多個(gè)操作者工作站32可進(jìn)一步鏈接在系統(tǒng)中，以輸出系統(tǒng)參數(shù)，請(qǐng)求檢查，觀看圖像等。大體上，在系統(tǒng)內(nèi)供應(yīng)的顯示器、打印機(jī)、工作站和類似的裝置對(duì)成像組件可為本地的，或者可在這些組件的遠(yuǎn)處，諸如在機(jī)構(gòu)或醫(yī)院內(nèi)的其它地方，或者在通過一個(gè)或多個(gè)可配置的網(wǎng)絡(luò)(諸如互聯(lián)網(wǎng)、虛擬個(gè)人網(wǎng)絡(luò)等)而鏈接到成像儀系統(tǒng)12上的完全不同的位置。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，工作站32可配置成起醫(yī)療設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)36上的指令和/或內(nèi)容的服務(wù)器的作用，諸如PACS 84、RIS 86和/或HIS 88。在某些實(shí)施例中，工作站32和/或檢測(cè)器22可用無線方式與網(wǎng)絡(luò)36通信。另外，在某些實(shí)施例中，控制電路74鏈接到切換電路90上。切換電路90配置成切換到在至少兩個(gè)UWB天線42和44之中具有最強(qiáng)的信號(hào)強(qiáng)度的UWB天線42或44，以通過無線方式與檢測(cè)器22通信。在某些實(shí)施例中，控制電路74可配置成控制切換電路90，例如以在緩慢的漫游應(yīng)用中，在UWB天線42和44之間切換。備選地，切換電路90可配置成獨(dú)立于控制電路74來控制UWB天線42和44之間的切換。所有UWB天線42和44均可經(jīng)由單個(gè)線纜(例如，單個(gè)USB線纜)來耦接到切換電路90和/或控制電路74上。切換電路90可包括用于在UWB天線之間切換的硬件開關(guān)。在某些實(shí)施例中，切換電路90可包括單個(gè)物理層(PHY)芯片。備選地，切換電路90可包括連接到單個(gè)媒體訪問控制(MAC)芯片上的多個(gè)PHY芯片。作為另一個(gè)備選方案，切換電路可包括具有多個(gè)芯片的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)，其中，每個(gè)MAC芯片均與每個(gè)PHY芯片通信。備選地，控制電路74可通過每個(gè)PHY芯片的不同的線纜(例如，USB或以太網(wǎng)線纜)來連接到多個(gè)PHY芯片上，這會(huì)限制天線和PHY芯片之間的RF信號(hào)的長(zhǎng)度，同時(shí)允許通過數(shù)字通信線纜來將PHY芯片 布置成彼此相距幾米。如上面提到的那樣，檢測(cè)器22可一次僅以無線方式與單個(gè)UWB天線42或44通信。為了確保檢測(cè)器22和單個(gè)UWB天線42或44之間的通信，可將UWB天線42和44設(shè)定到不同的信道。備選地，可選擇性地打開或關(guān)閉UWB天線42和44，這取決于與檢測(cè)器22有關(guān)的天線42和44的信號(hào)強(qiáng)度。在一些實(shí)施例中，UWB天線42和44中的至少兩個(gè)配置成起發(fā)送器(Tx)和接收器(Rx)兩者的作用。例如，UWB天線42和44中的至少兩個(gè)可包括全方向天線。全方向天線在一個(gè)平面上沿所有方向均勻地輻射功率；但是，輻射的功率會(huì)隨平面的上面或下面的仰角的增大而減少，在天線的軸線附近降為零。具體而言，全方向天線形成環(huán)形形狀的輻射圖樣。在某些實(shí)施例中，UWB天線42或44中的至少一個(gè)配置成單獨(dú)地起發(fā)送器的作用，而其它UWB天線42或44中的至少一個(gè)則配置成單獨(dú)地起接收器的作用。起發(fā)送器的作用的UWB天線42或44可包括低增益天線(例如，全方向天線)，以遵守管理機(jī)構(gòu)設(shè)定的功率輸出限制，而起接收器的作用的UWB天線42或44則可包括高增益天線(例如，定向式扇區(qū)天線)，以提高接收靈敏度。因而，在一些實(shí)施例中，至少兩個(gè)UWB天線42和44可包括至少一個(gè)全方向天線和至少一個(gè)定向式扇區(qū)天線。定向式扇區(qū)天線沿一個(gè)或多個(gè)方向(例如，扇區(qū)形狀的輻射圖樣)輻射更大的功率。如上面提到的那樣，除了至少兩個(gè)UWB天線42和44之外，成像儀系統(tǒng)12內(nèi)的額外的天線38可利用任何適當(dāng)?shù)臒o線通信協(xié)議，諸如IEEE802. 15. 4協(xié)議、UWB通信標(biāo)準(zhǔn)、藍(lán)牙通信標(biāo)準(zhǔn)或任何IEEE 802. 11通信標(biāo)準(zhǔn)。如上面提到的那樣，除了基于放射性系統(tǒng)之外，無線通信系統(tǒng)可用于其它類型的醫(yī)學(xué)成像。圖4示出了醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)10，具體而言，用于獲取和處理超聲圖像的超聲系統(tǒng)。使用超寬帶(UWB)通信的無線通信系統(tǒng)配置成改進(jìn)信號(hào)質(zhì)量，以及提高超聲系統(tǒng)10的組件之間的數(shù)據(jù)速率交換。超聲系統(tǒng)10包括發(fā)送器，發(fā)送器驅(qū)動(dòng)探測(cè)器94內(nèi)的或形成為探測(cè)器94的一部分的一排或多排元件92 (例如，壓電晶體)，以將脈沖超聲信號(hào)發(fā)射到患者20的身體或容積中?？墒褂枚喾N幾何構(gòu)造，并且可提供一個(gè)或多個(gè)換能器作為探測(cè)器16的一部分。脈沖超聲信號(hào)從例如身體中的密度界面和/或結(jié)構(gòu)(例如，血細(xì)胞或肌肉組織)散射回來，以產(chǎn)生回聲，回聲返回到元件92。回聲由接收器接收，并且被提供給射束形成器。射束形成器對(duì)接收到的回聲執(zhí)行射束形成，并且輸出RF信號(hào)。然后RF信號(hào)由RF處理器處理。RF處理器可包括復(fù)雜的解調(diào)器，解調(diào)器對(duì)RF信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，以形成表示回聲信號(hào)的IQ數(shù)據(jù)對(duì)。然后RF或IQ信號(hào)數(shù)據(jù)可直接發(fā)送到RF/IQ緩沖器，以進(jìn)行存儲(chǔ)(例如，臨時(shí)存儲(chǔ))。
探測(cè)器94配置成利用上面描述的UWB通信標(biāo)準(zhǔn)、以無線方式與超聲系統(tǒng)10的成像儀系統(tǒng)12通信。具體而言，探測(cè)器94包括用于與成像儀系統(tǒng)通信的一個(gè)或多個(gè)天線96。成像儀系統(tǒng)12包括多個(gè)天線38，并且具體而言，至少兩個(gè)UWB天線42和44，以與探測(cè)器94的天線96通信?？扇缟厦婷枋龅哪菢优渲肬WB天線42和44 (例如，全方向天線、定向式扇區(qū)天線、發(fā)送器、接收器等)。類似以上，探測(cè)器94和成像儀系統(tǒng)12之間的通信配置成通過信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的天線38 (例如，UWB天線42或44)而發(fā)生。成像儀系統(tǒng)12還包括控制電路74，控制電路74配置成將信號(hào)發(fā)送給探測(cè)器94，并且從探測(cè)器94中獲取超聲信息。另夕卜，在某些實(shí)施例中，控制電路74鏈接到切換電路90上。切換電路90配置成切換到在至少兩個(gè)UWB天線42和44之中具有最強(qiáng)的信號(hào)強(qiáng)度的UWB天線42或44，以通過無線方式與探測(cè)器94通信。切換電路90可如上面描述的那樣在輻射成像系統(tǒng)中配置和操作?？刂齐娐?4配置成處理獲取的超聲信息(即，RF信號(hào)數(shù)據(jù)或IQ數(shù)據(jù)對(duì))，以及準(zhǔn)備超聲信息的幀，以顯示在顯示系統(tǒng)98上?？刂齐娐?4可適合于根據(jù)獲取的超聲信息上
的多個(gè)可選擇的超聲形態(tài)來執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)處理操作。可在接收到回聲信號(hào)時(shí)的掃描時(shí)期期間實(shí)時(shí)地處理獲取的超聲信息。另外或備選地，超聲信息可在掃描時(shí)期期間暫時(shí)存儲(chǔ)在RF/IQ緩沖器中，并且可在實(shí)況操作或離線操作中較不實(shí)時(shí)地處理。可使用用戶接口 100來控制超聲系統(tǒng)10的操作。用戶接口 100可為用于接收用戶輸入的任何適當(dāng)?shù)难b置，以控制例如掃描的類型或待在掃描中使用的換能器的類型。因而，用戶接口 100可包括鍵盤、鼠標(biāo)和/或觸摸屏。超聲系統(tǒng)10可按期望的幀速率(諸如，超過每秒五十幀的速率)來持續(xù)地獲取超聲信息，期望的幀速率近似人眼接收的速率。獲取的超聲信息可按更緩慢的幀速率顯示在顯示系統(tǒng)98上?？砂▓D像緩沖器102，以存儲(chǔ)不打算立即顯示的、經(jīng)處理的獲取的超聲信息幀。在一個(gè)實(shí)施例中，圖像緩沖器102具有足夠的容量來存在至少幾秒的超聲信息幀。超聲信息幀可按促進(jìn)根據(jù)它們的順序或獲取時(shí)間來檢索它們的方式存儲(chǔ)。圖像緩沖器102可包括任何已知的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)。如上面提到的那樣，UffB天線42和44或者在固定式X射線系統(tǒng)10的房間40內(nèi)或者在成像儀系統(tǒng)12的組件上的布置會(huì)幫助實(shí)現(xiàn)在檢測(cè)器22和成像儀系統(tǒng)12之間的、更高速率的數(shù)據(jù)交換，以提高信號(hào)增益，以及提高無線接收。圖5示出了在固定式X射線系統(tǒng)10的房間40內(nèi)的UWB無線覆蓋。房間40包括系統(tǒng)機(jī)柜31、臺(tái)26，以及具有如上面在圖I中描述的那樣的接收結(jié)構(gòu)30的壁架28。檢測(cè)器22位于臺(tái)26上，并且X射線源16的位置由X指示。如所示出的那樣，UWB天線42和44定位在房間40各處，以最大程度地提高天線42和44之間的UWB無線覆蓋。在某些實(shí)施例中，多于兩個(gè)的UWB天線42和44可定位在房間40各處。另外，UffB天線可設(shè)置在成像儀系統(tǒng)12的組件(例如，壁架28或系統(tǒng)機(jī)柜31)上。如上面提到的那樣，UWB天線42和44的布置可考慮諸如天線極化，與大型金屬物體或反射物的接近度、線纜布線和人體載荷的因素。如所示出的那樣，UWB天線42和44定位在房間40內(nèi)，以提供互補(bǔ)的天線圖樣，以及使得能夠在檢測(cè)器22和信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的UWB天線42或44之間進(jìn)行通信。UWB天線42具有第一覆蓋區(qū)域104，而UWB天線44具有第二覆蓋區(qū)域106。第一覆蓋區(qū)域104和第二覆蓋區(qū)域106在區(qū)域108中的房間40內(nèi)重疊。第一覆蓋區(qū)域104和第二覆蓋區(qū)域106各自可跨越房間40的30%至70%。UffB天線42和44所提供的第一覆蓋區(qū)域104和第二覆蓋區(qū)域106共同跨越房間40的大部分(例如，房間40的80%至100%)。這使得成像儀系統(tǒng)12能夠利用信號(hào)最強(qiáng)的UWB天線42或44 (例如，通過在天線42和44之間切換)，以如上面描述的那樣與檢測(cè)器22通信。當(dāng)在臺(tái)26上利用檢測(cè)器22時(shí)，可使用不同的UWB天線42或44，這與在結(jié)合壁架28和接收結(jié)構(gòu)30來利用檢測(cè)器22時(shí)相反，這取決于天線42和44的信號(hào)強(qiáng)度。圖6示出了相對(duì)于移動(dòng)式X射線系統(tǒng)10的UWB無線覆蓋。如上，UffB天線42、44和110在成像儀系統(tǒng)12的組件內(nèi)和/或組件上的布置幫助實(shí)現(xiàn)在檢測(cè)器22和成像儀系統(tǒng)12之間的、更高速率的數(shù)據(jù)交換，以提高信號(hào)增益，以及提高無線接收。移動(dòng)式X射線基站50如上面在圖2中描述的那樣。如所示出的那樣，X射線基站50的基部單元56包括側(cè)部112、114、116和118。握柄64和支承柱54 (在上面描述且未顯示)分別位于側(cè)部112和116處。如所示出的那樣，支承臂52已經(jīng)從側(cè)部116旋轉(zhuǎn)向側(cè)部118，以將源16置于床60 的上面。UWB天線42、44和110分別在側(cè)部114、116和118附近位于基部單元56內(nèi)。如所示出的那樣，UWB天線44和110位于X射線基站50的相對(duì)側(cè)(即，移動(dòng)式成像儀的基部單元56)上。如上面提到的那樣，UWB天線42、44和110的布置可考慮諸如天線極化、與大型金屬物體或反射物的接近度、線纜布線、人體載荷，以及在成像儀系統(tǒng)12移來移去時(shí)的動(dòng)態(tài)定位的因素。例如，UWB天線42、44和110定位在移動(dòng)式X射線基站50的基部單元56內(nèi)，以避免UWB天線42、44和110發(fā)送和接收的無線信號(hào)UWB被屏蔽。具體而言，UWB天線42、44和110定位在X射線基站50的基部單元56內(nèi)，以避免天線42、44和110被金屬覆蓋，金屬會(huì)屏蔽無線信號(hào)的發(fā)送和接收。如所示出的那樣，UWB天線42、44和110定位在成像儀系統(tǒng)12 (例如，基部單元56)內(nèi)，以提供互補(bǔ)的天線圖樣，以及使得能夠在檢測(cè)器22和信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的UWB天線42、44或110之間進(jìn)行通信。UWB天線44具有發(fā)源于側(cè)部114的第一覆蓋區(qū)域120，UffB天線42具有發(fā)源于側(cè)部116的第二覆蓋區(qū)域122，而UWB天線110具有發(fā)源于側(cè)部118的第三覆蓋區(qū)域124。第一覆蓋區(qū)域120和第二覆蓋區(qū)域122在區(qū)域126中重疊，而第二覆蓋區(qū)域122和第三覆蓋區(qū)域124在區(qū)域128中重疊。分別由UWB天線44、42和110提供的第一覆蓋區(qū)域120、第二覆蓋區(qū)域122和第三覆蓋區(qū)域124共同圍繞X射線基站50(例如，側(cè)部114,116和118)提供至少270度的覆蓋130。這使得成像儀系統(tǒng)12能夠利用信號(hào)最強(qiáng)的UWB天線42、44或110(例如，通過在天線42、44和110之間切換)來如上面描述的那樣與檢測(cè)器22通信?？墒褂貌煌腢WB天線42、44或110，這取決于基部單元56相對(duì)于床60上的檢測(cè)器22的定向。如所示出的那樣，可利用UWB天線110，因?yàn)閭?cè)部118最接近床60和檢測(cè)器22。實(shí)施例的技術(shù)效果包括提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供具有無線通信系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)10，醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)10使用UWB通信，UWB通信配置成改進(jìn)信號(hào)質(zhì)量，以及提高醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)10(例如，帶有檢測(cè)器22或超聲探測(cè)器94的成像儀系統(tǒng)12)的組件之間的數(shù)據(jù)速率交換。在固定式成像系統(tǒng)中，至少兩個(gè)UWB天線42、44和110可設(shè)置在房間40各處，以及/或者設(shè)置在成像儀系統(tǒng)12的組件上，以在房間40的大部分中提供覆蓋。在移動(dòng)成像系統(tǒng)中，至少兩個(gè)UWB天線42、44和110可設(shè)置在成像儀系統(tǒng)12的組件內(nèi)和/或組件上，以圍繞移動(dòng)式成像儀50提供至少270度的覆蓋。成像儀系統(tǒng)12配置成通過信號(hào)最強(qiáng)的UWB天線42、44或110來與檢測(cè)器22或超聲探測(cè)器94通信。為了使得能夠在信號(hào)最強(qiáng)的UWB天線42、44或110和檢測(cè)器22或超聲探測(cè)器94之間進(jìn)行通信，成像儀系統(tǒng)12可包括用于在天線42、44和110之間切換的切換電路90。另外，UffB天線42、44和110可用作發(fā)送器和接收器兩者。備選地，UWB天線42、44和110可包括單獨(dú)地用作接收器(例如，高增益接收器)的至少一個(gè)天線42、44或110和單獨(dú)地用作發(fā)送器(例如，低增益發(fā)送器)的至少一個(gè)天線42、44或110，以改進(jìn)接收靈敏度。無線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)配置成提供簡(jiǎn)單的低成本的系統(tǒng)，以提高信號(hào)增益和無線接收。本書面描述使用示例來公開包括最佳模式的本發(fā)明，以及還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能實(shí)踐本發(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)及執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明可取得專利 的范圍由權(quán)利要求定義，且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果此類其它示例具有與權(quán)利要求字面語言無不同的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求字面語言無實(shí)質(zhì)不同的等效結(jié)構(gòu)要素，則它們規(guī)定為在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，包括 移動(dòng)式成像儀，其包括X射線輻射源和用于無線通信的至少兩個(gè)天線；以及 配置成從所述源接收X射線輻射的數(shù)字X射線檢測(cè)器，其中，所述數(shù)字X射線檢測(cè)器包括至少一個(gè)天線，以通過無線方式與所述移動(dòng)式成像儀通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述移動(dòng)式成像儀配置成通過在所述至少兩個(gè)天線之中具有最強(qiáng)的信號(hào)強(qiáng)度的天線、以無線方式與所述數(shù)字X射線檢測(cè)器通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述移動(dòng)式成像儀包括切換電路，其配置成切換到在所述至少兩個(gè)天線之中具有最強(qiáng)的信號(hào)強(qiáng)度的天線，以通過無線方式與所述數(shù)字X射線檢測(cè)器通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述至少兩個(gè)天線包括超寬帶天線。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述至少兩個(gè)天線包括全方向天線。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述至少兩個(gè)天線包括至少一個(gè)全方向天線和至少一個(gè)定向式扇區(qū)天線。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述至少兩個(gè)天線包括至少一個(gè)發(fā)送器和至少一個(gè)接收器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)接收器比所述至少一個(gè)發(fā)送器具有更高的增益。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述至少兩個(gè)天線位于所述移動(dòng)式成像儀的相對(duì)側(cè)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述至少兩個(gè)天線位于所述移動(dòng)式成像儀內(nèi)，以避免所述至少兩個(gè)天線發(fā)送和接收的無線信號(hào)被屏蔽。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述至少兩個(gè)天線位于所述移動(dòng)式成像儀內(nèi)，以避免被金屬覆蓋。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述至少兩個(gè)天線配置成圍繞所述移動(dòng)式成像儀提供至少270度的覆蓋。
13.一種醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，包括 成像儀系統(tǒng)，其包括X射線輻射源和用于無線通信的至少兩個(gè)天線；以及 配置成從所述源中接收X射線輻射的數(shù)字X射線檢測(cè)器，其中，所述數(shù)字X射線檢測(cè)器包括用于以無線方式與所述成像儀系統(tǒng)通信的至少一個(gè)天線。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述成像儀系統(tǒng)包括移動(dòng)式成像儀。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述成像儀系統(tǒng)包括設(shè)置在房間內(nèi)的固定式成像儀系統(tǒng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述至少兩個(gè)天線的每個(gè)天線的布置配置成在所述房間的大部分中提供覆蓋。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述成像儀系統(tǒng)配置成通過在所述至少兩個(gè)天線之中具有最強(qiáng)的信號(hào)強(qiáng)度的天線、以無線方式與所述數(shù)字X射線檢測(cè)器通信。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述成像儀系統(tǒng)包括切換電路，其配置成切換到在所述至少兩個(gè)天線之中具有最強(qiáng)的信號(hào)強(qiáng)度的天線，以通過無線方式與所述數(shù)字X射線檢測(cè)器通信。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述至少兩個(gè)天線包括超寬帶天線。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述至少兩個(gè)天線包括全方向天線。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述至少兩個(gè)天線包括至少一個(gè)全方向天線和至少一個(gè)定向式扇區(qū)天線。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述至少兩個(gè)天線包括至少一個(gè)發(fā)送器和至少一個(gè)接收器，并且所述至少一個(gè)接收器比所述至少一個(gè)發(fā)送器具有更高的增益。
23.一種醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，包括 成像儀系統(tǒng)，其包括用于與所述醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的不同的組件進(jìn)行無線通信的至少兩個(gè)超寬帶天線，其中，所述不同的組件包括用于以無線方式與所述成像儀系統(tǒng)通信的至少一個(gè)天線，并且所述成像儀系統(tǒng)配置成通過在所述至少兩個(gè)天線之中具有最強(qiáng)的信號(hào)強(qiáng)度的天線、以無線方式與所述不同的組件通信。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的所述不同的組件包括數(shù)字X射線檢測(cè)器。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中，所述醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的所述不同的組件包括超聲探測(cè)器。
全文摘要
本發(fā)明的名稱為“用于與醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)中的多個(gè)天線進(jìn)行無線通信的系統(tǒng)”。一種醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)包括移動(dòng)式成像儀。該移動(dòng)式成像儀包括X射線輻射源和用于無線通信的至少兩個(gè)天線。該醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)還包括配置成從源中接收X射線輻射的數(shù)字X射線檢測(cè)器，其中，數(shù)字X射線檢測(cè)器包括用于以無線方式與移動(dòng)式成像儀通信的至少一個(gè)天線。
文檔編號(hào)A61B8/00GK102860873SQ20121022913
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者J.P.漢農(nóng), L.G.貝諾 申請(qǐng)人:通用電氣公司