遠程控制系統(tǒng)和方法
【專利摘要】一種遠程控制系統(tǒng)被配置用于支持具有第一中子放射水平的第一環(huán)境與具有第二中子放射水平的第二環(huán)境之間的通信，包括第一計算設備和第二計算設備。第一計算設備被配置用于控制在第一環(huán)境中的治療系統(tǒng)。第二計算設備被配置用于在第二環(huán)境中對治療系統(tǒng)發(fā)布命令。第一計算設備進一步被配置用于確定是啟用還是禁用由治療系統(tǒng)支持的功能，確定是否有未決的時間敏感數(shù)據(jù)要發(fā)送，以及在伺服回路中周期性地發(fā)送在第一環(huán)境中采集的第一放射治療數(shù)據(jù)和第一中斷至第二計算設備。
【專利說明】遠程控制系統(tǒng)和方法
[0001] 相關(guān)申請的奪叉引用
[0002] 本申請要求于2012年1月25日遞交的并且具有代理人案卷號124-0008-US-PR0 的第61/590, 784號美國臨時申請的權(quán)益。該臨時申請（包括其任何附錄或附件）據(jù)此通 過引用被整體并入。

【技術(shù)領域】

【背景技術(shù)】
[0003] 除非本文另有所指，在該部分中描述的方法對于該申請中的權(quán)力要求而言不是現(xiàn) 有技術(shù)，并且不通過包含在該部分中而被承認為現(xiàn)有技術(shù)。
[0004] 放射治療系統(tǒng)包括被配置用于控制系統(tǒng)參數(shù)（例如軸運動、束生成和功率分布） 的多個電子部件。電子部件通常被定位為與它們控制的元件相鄰，以使通過放射治療系統(tǒng) 布設的電纜數(shù)量或者在長電纜中可能發(fā)生的所拾取的噪聲量最小化。
[0005] 在放射治療系統(tǒng)被配置用于遞送相對高的能量放射（例如12MV以上）的時候，這 樣的布置（即，電子部件被定位為與它們控制的元件相鄰）就成為問題。在該能量水平，生 成中子，并且它們可以與電子部件相互作用。這樣的相互作用可能創(chuàng)建造成比特翻轉(zhuǎn)（bit flip)的內(nèi)部瞬變。對于微處理器來說，這樣的比特翻轉(zhuǎn)的影響是顯著的和不期望的。
[0006] 此外，不像其它高中子通量行業(yè)（如軍事和航空航天）中的現(xiàn)有系統(tǒng)，放射治療系 統(tǒng)通常被定位為距離具有正常中子水平的位置不到幾十米。因此，現(xiàn)有系統(tǒng)不足以應對至 少如下挑戰(zhàn)，該挑戰(zhàn)與這樣的正常通量區(qū)域（有時也被稱為控制臺區(qū)域）與放射治療系統(tǒng) 之間的緊密靠近相關(guān)聯(lián)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 在本公開的至少一些實施例中，被配置用于支持具有第一中子放射水平的第一環(huán) 境與具有第二中子放射水平的第二環(huán)境之間的通信的遠程控制系統(tǒng)包括第一計算設備和 第二計算設備。第一計算設備被配置用于控制在第一環(huán)境中的治療系統(tǒng)。第二計算設備被 配置用于在第二環(huán)境中對治療系統(tǒng)發(fā)布命令。第一計算設備進一步被配置用于確定是啟用 還是禁用由治療系統(tǒng)支持的功能，確定是否有未決的時間敏感數(shù)據(jù)要發(fā)送，以及在伺服回 路中周期性地發(fā)送在第一環(huán)境中采集的第一放射治療數(shù)據(jù)和第一中斷至第二計算設備。
[0008] 在本公開的至少一些其它實施例中，被配置用于支持具有第一中子放射水平的第 一環(huán)境與具有第二中子放射水平的第二環(huán)境之間的通信的遠程控制系統(tǒng)包括第一計算設 備和第二計算設備。第一計算設備被配置用于控制在第一環(huán)境中的治療系統(tǒng)，并且第二計 算設備被配置用于在第二環(huán)境中對治療系統(tǒng)發(fā)布命令。第二計算設備進一步被配置用于確 定是否發(fā)布命令至第一計算設備以啟用或禁用由治療系統(tǒng)支持的第一功能，確定是否有未 決的時間敏感數(shù)據(jù)要發(fā)送，以及響應于由第一計算設備主張（assert)的第一中斷并且基 于從第一計算設備接收到的第一放射治療數(shù)據(jù)來執(zhí)行第二功能。
[0009] 前述概要僅是說明性的，并不旨在于以任何方式進行限制。除上面描述的說明性 的方面、實施例和特征之外，通過參考附圖和以下詳細說明，進一步的方面、實施例和特征 將變得顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1是說明性的遠程控制系統(tǒng)；
[0011] 圖2是圖示了被配置用于治療系統(tǒng)的部件的節(jié)點載板和控制器板的某些元件的 框圖；
[0012] 圖3是圖示了被配置用于治療系統(tǒng)的另一個部件的節(jié)點載板和控制器板的某些 元件以及至子控制器板的鏈路的框圖；
[0013] 圖4至圖5是從包括控制器板的設備的角度來看用于操作遠程控制系統(tǒng)的方法的 流程圖；
[0014] 圖6至圖7是從包括節(jié)點載板的設備的角度來看用于操作遠程控制系統(tǒng)的方法的 流程圖；以及
[0015] 圖8是圖示了一個示例中斷流的框圖，全部根據(jù)本公開的至少一些實施例來布 置。

【具體實施方式】
[0016] 在以下詳細說明中，參考了形成該詳細說明的一部分的附圖。在附圖中，相似的符 號通常標識相似的部件，除非上下文另有所指。在詳細說明中描述的說明性的實施例、附圖 和權(quán)利要求不是意在限制性的?？梢岳闷渌鼘嵤├⑶铱梢宰龀銎渌淖?，而不背離在 本文中呈現(xiàn)的主題的精神或范圍。將容易理解的是，如在本文中總體描述的并且在附圖中 圖示的，本公開的方面可以以各種不同配置被布置、替換、組合、分離和設計，所有這些在本 文中都被明確地預期。
[0017] 圖1是根據(jù)本公開的一些實施例的遠程控制系統(tǒng)100的說明性實施例。遠程控制 系統(tǒng)100包括耦合到治療系統(tǒng)110的第一計算設備101以及第二計算設備103。第二計算 設備103可以包括在一個或多個印刷電路板（PCB)上的諸如處理器（如嵌入式技術(shù)擴展 (ETX)、microblaze等）和現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA)之類的數(shù)據(jù)處理部件，以經(jīng)由第一計算 設備101對治療系統(tǒng)110進行通信和/或管理。相似地，第一計算設備101還可以包括在一 個或多個PCB上的、其中一些可以是基于閃存的并且對中子較不敏感的FPGA，以與治療系 統(tǒng)110的一個或多個部件交互。在一些實施例中，第一計算設備101和治療系統(tǒng)110被定 位在第一環(huán)境120中，并且第二計算設備103被定位在第二環(huán)境130中。第一環(huán)境120具 有第一中子放射水平，并且第二環(huán)境130具有第二中子放射水平。在一些實施例中，第一中 子放射水平顯著高于第二中子放射水平，并且第一環(huán)境120與第二環(huán)境130緊密靠近（如 相距不到25米）。
[0018] 貫穿本公開，第一環(huán)境120還被稱為治療區(qū)/室，并且第一環(huán)境120內(nèi)的前述PCB 還被稱為控制器板或控制器PCB。第二環(huán)境130還被稱為控制臺區(qū)域，并且第二環(huán)境130 中的前述PCB還被稱為節(jié)點載板或節(jié)點PCB。在一些實施例中，控制器板可以托管夾層板 (Mezzanine board)以與節(jié)點載板通信。夾層板通常具有比控制器板更小的PCB封裝。
[0019] 第一計算設備101可以被配置用于發(fā)送由治療系統(tǒng)110采集的數(shù)據(jù)至第二計算設 備103。數(shù)據(jù)可以包括與治療系統(tǒng)110關(guān)聯(lián)的放射治療數(shù)據(jù)，諸如（但不限于）位置信息、 用量信息以及其它信息。響應于接收到的數(shù)據(jù)，第二計算設備103可以被配置用于針對治 療系統(tǒng)110發(fā)布和發(fā)送諸如馬達驅(qū)動命令、用量遞送命令或者其它命令之類的控制命令至 第一計算設備101。第一計算設備101可以進一步被配置用于根據(jù)從第二計算設備103接 收到的控制命令來控制治療系統(tǒng)110。
[0020] 在一些實施例中，第一計算設備101被配置用于經(jīng)由通信鏈路105與第二計算設 備103通信。示例鏈路可以包括（但不限于）高速串行總線。由遠程控制系統(tǒng)100支持的 通信基礎設施提供至少以下功能：節(jié)點與控制器PCB之間的多個以太網(wǎng)（或者修改的以太 網(wǎng)協(xié)議）鏈路、包括時間關(guān)鍵型和非時間關(guān)鍵型數(shù)據(jù)傳送的鏡像數(shù)據(jù)傳送模式、看門狗、中 斷、互鎖以及回路控制。
[0021] 第一計算設備101和第二計算設備103可以基于數(shù)據(jù)的優(yōu)先級支持它們之間的至 少兩種類型的數(shù)據(jù)傳送。這樣的數(shù)據(jù)傳送是雙向的，即，從第一計算設備101至第二計算設 備103或者從第二計算設備103至第一計算設備101。例如，非時間敏感數(shù)據(jù)可以以較低的 優(yōu)先級發(fā)送。在一些實施例中，非時間敏感數(shù)據(jù)被存儲在一組預定的寄存器/端口 /存儲 器區(qū)域中。該組預定的寄存器/端口 /存儲器區(qū)域被反復循環(huán)，以使得存儲在其中的數(shù)據(jù) 也被反復發(fā)送。存儲在該組預定的寄存器/端口/存儲器區(qū)域中并且在上面描述的物質(zhì)中 發(fā)送的數(shù)據(jù)還可以被稱為"刷新數(shù)據(jù)"。當非時間敏感數(shù)據(jù)的一部分因為傳輸錯誤而未能到 達其目的地的時候，該部分非時間敏感數(shù)據(jù)隨后可以被重新發(fā)送。因為該循環(huán)方法，所以對 于非時間敏感數(shù)據(jù)傳輸而言存在延遲。
[0022] 時間敏感數(shù)據(jù)可以以較高的優(yōu)先級來發(fā)送。例如，存儲時間敏感數(shù)據(jù)的寄存器/ 端口 /存儲器區(qū)域的地址可以以先進先出（FIFO)方式被寫入。第一計算設備101和第二計 算設備103可以具有它們自己的FIFO緩沖器并且可以被配置用于監(jiān)控這些緩沖器。如果 在第一計算設備101處的FIFO緩沖器中找到入口，那么第一計算設備101被配置用于從由 入口指向的寄存器/端口訪問時間敏感數(shù)據(jù)并且發(fā)送時間敏感數(shù)據(jù)至第二計算設備103。 相似地，如果在第二計算設備103處的FIFO緩沖器中找到入口，那么第二計算設備103被 配置用于從由入口指向的寄存器/端口 /存儲器區(qū)域訪問時間敏感數(shù)據(jù)并且發(fā)送時間敏感 數(shù)據(jù)至第一計算設備101。在上面闡述的FIFO方法中，時間敏感數(shù)據(jù)被發(fā)送一次。在一些 實施例中，如果這樣的時間敏感數(shù)據(jù)碰巧被存儲在被指定用于存儲非時間敏感數(shù)據(jù)的該組 預定的寄存器/端口 /存儲器區(qū)域的范圍內(nèi)，那么時間敏感數(shù)據(jù)可以被重新發(fā)送。例如，第 一計算設備101和第二計算設備103可以各自包括可以被配置用于監(jiān)控與寄存器/端口 / 存儲器區(qū)域關(guān)聯(lián)的預定地址的刷新看門狗。當預定地址在預定的時間量中不被更新的時 候，刷新看門狗超時，并且存儲在該組預定地址中的、包括非時間敏感數(shù)據(jù)和時間敏感數(shù)據(jù) 的數(shù)據(jù)塊可以被發(fā)送（要么從第一計算設備101至第二計算設備103,要么從第二計算設備 103至第一計算設備101)。
[0023] 在一些其它實施例中，如果目的地沒有及時接收預期的時間敏感數(shù)據(jù)，那么時間 敏感數(shù)據(jù)可以響應于來自其目的地的重新傳輸請求而被重新發(fā)送。例如，除了上面討論的 刷新看門狗之外，第一計算設備101和第二計算設備103可以各自包括一個或多個看門狗。 這些看門狗可以被配置用于在指定的時間量內(nèi)尋找某些預期的信息，諸如（但不限于）互 鎖數(shù)據(jù)、中斷、時間敏感數(shù)據(jù)以及其它。當看門狗超時并且未接收到預期的信息的時候，第 一計算設備101或第二計算設備103可以發(fā)送重新傳輸請求至另一側(cè)。
[0024] 假設第一計算設備101被配置用于支持伺服機構(gòu)（還被稱為伺服）中的馬達控制 板。一些示例時間敏感數(shù)據(jù)可以包括位置信息（從第一計算設備101至第二計算設備103) 和馬達驅(qū)動命令（從第二計算設備103至第一計算設備101)。如果第一計算設備101被配 置用于支持也在伺服中的用量相關(guān)板，那么一些示例時間敏感數(shù)據(jù)可以包括測量的用量信 息（從第一計算設備101至第二計算設備103)和用量遞送命令（從第二計算設備103至 第一計算設備101)。
[0025] 在一些實施例中，多個獨立的通信鏈路建立在第一計算設備101與第二計算設備 103之間。第一鏈路可以具有與第二鏈路成鏡像的架構(gòu)。利用該鏡像架構(gòu)，鏈路兩側(cè)中的任 何一側(cè)可以被配置用于對其自己的資源（如存儲器空間、寄存器等）進行操作。該架構(gòu)還 可以允許在鏈路的兩側(cè)上的大量數(shù)據(jù)被雙向發(fā)送，其中鏈路的每一側(cè)對于所涉及的大量數(shù) 據(jù)而言獨立操作。備選地，在主/從方法中，第二計算設備103可以是主設備并且可以被配 置用于控制至第一計算設備101 (從設備）的數(shù)據(jù)傳送以及從第一計算設備101的數(shù)據(jù)傳 送。當主設備從從設備請求數(shù)據(jù)的時候，主設備可以等待兩次鏈接時間以用于數(shù)據(jù)到達，包 括首先發(fā)送請求至從設備的時間以及等待來自從設備的數(shù)據(jù)的時間。
[0026] 圖2是圖示了根據(jù)本公開的一些實施例的被配置用于治療系統(tǒng)110 (如準直器） 的部件的節(jié)點載板203和控制器板201的某些元件的框圖。結(jié)合圖1，控制器板201可以駐 留在第一計算設備101中，并且節(jié)點載板203可以駐留在第二計算設備103中?？刂破靼?201和節(jié)點載板被連接至多個全雙工鏈路，諸如鏈路205。在一些實施例中，鏈路205可以 支持以太網(wǎng)協(xié)議或者協(xié)議的修改版本。鏈路205還可以支持鏡像數(shù)據(jù)傳送功能。如所示出 的，控制器板201包括夾層PCB207,夾層PCB 207包括用于發(fā)送數(shù)據(jù)至節(jié)點載板203以及從 節(jié)點載板203接收數(shù)據(jù)的邏輯。在備選實施例中，由夾層PCB 207支持的功能可以在控制 器板201中實現(xiàn)。
[0027] 在一些實施例中，控制器板201包括可能對中子較不敏感的基于閃存的FPGA 209?；陂W存的FPGA 209可以被配置用于支持三重模塊冗余（TMR)，其中FPGA中的存儲 寄存器可以被增至三倍，并且投票系統(tǒng)可以被實現(xiàn)以利用多數(shù)寄存器狀態(tài)產(chǎn)生輸出，由此 抵抗比特翻轉(zhuǎn)。換句話說，如果三組寄存器狀態(tài)中的任何一組出現(xiàn)故障，那么其它兩組可以 糾正并且屏蔽故障?；陂W存的FPGA 209還可以被配置用于至少支持互鎖機構(gòu)（如（多 個）互鎖控制器和多個寄存器）、中斷機構(gòu)（如（多個）中斷控制器和多個寄存器）、看門 狗定時器以及錯誤檢測和/或糾正機構(gòu)。
[0028] 在一些實施例中，節(jié)點PCB 203包括兩個FPGA :211和213。類似于基于閃存的 FPGA 209,這些FPGA中的每個FPGA還可以被配置用于至少支持互鎖機構(gòu)（如（多個）互 鎖控制器和多個寄存器）、中斷機構(gòu)（如（多個）中斷控制器和多個寄存器）、看門狗定時 器以及錯誤檢測和/或糾正機構(gòu)。結(jié)合圖8進一步描述關(guān)于互鎖機構(gòu)的附加細節(jié)。
[0029] 圖3是圖示了根據(jù)本公開的一些實施例的被配置用于治療系統(tǒng)110的另一部件 (如束生成和監(jiān)控（BGM)部件）的節(jié)點載板303和控制器板301的某些元件以及至子控制 器板305(如用于生成束所需的軸的馬達控制的BGM-定位（BGM-P0S)部件）的鏈路的框圖。 在一些實施例中，控制器板301和子控制器板305的基于閃存的FPGA可以被配置用于支持 與圖2的基于閃存的FPGA 209相似的功能，并且節(jié)點載板303的FPGA可以被配置用于支 持與圖2的FPGA 211和FPGA 213相似的功能。
[0030] 圖4和圖5是根據(jù)本公開的一些實施例的從包括控制器板的設備的角度來看用于 操作遠程控制系統(tǒng)（諸如遠程控制系統(tǒng)100)的方法的流程圖。方法400可以包括如由一 個或多個塊401、403、405、407、409、411、413和/或415圖示的一個或多個操作、功能或動 作。方法500可以包括如由一個或多個塊501、503、505和/或507圖示的一個或多個操作、 功能或動作?；谒谕膶嵤┓绞剑鞣N塊可以被組合成較少的塊，被分割成附加的塊以 及/或者被消除。如上面所闡述的，控制器板被配置用于發(fā)送信息至節(jié)點載板并且從節(jié)點 載板接收命令。
[0031] 圖4是從包括諸如圖1的第一計算設備101、圖2的控制器板201或者圖3的控制 器板301之類的控制器板的設備的發(fā)送角度來看的方法400的流程圖。結(jié)合圖1，用于方 法400的處理可以在塊401"用于下一個數(shù)據(jù)包的時間？ "處開始。第一計算設備101被配 置用于捕獲由治療系統(tǒng)110采集的數(shù)據(jù)，并且在一些實施例中被配置用于周期性地檢查采 集的數(shù)據(jù)的該下一個數(shù)據(jù)包。如果到了發(fā)送采集的數(shù)據(jù)的下一個數(shù)據(jù)包的時間，那么在塊 401之后可以跟隨塊403 "時間敏感數(shù)據(jù)包準備好了？"，其中第一計算設備101被配置用 于分析所采集的數(shù)據(jù)，諸如所采集的數(shù)據(jù)是否可能是時間敏感的。例如，第一計算設備101 中的控制器板可以檢查其FIFO并且作為時間敏感數(shù)據(jù)來服務FIFO中的數(shù)據(jù)。如果時間敏 感數(shù)據(jù)包的確是準備好的，那么在塊403之后可以跟隨塊405 "中斷準備好了？"。如果是 這樣，那么在塊405之后可以跟隨塊407"發(fā)送具有中斷的時間敏感數(shù)據(jù)"，或者否則跟隨塊 409 "發(fā)送沒有中斷的時間敏感數(shù)據(jù)"。在一些實施例中，第一計算設備101被配置用于以 較高的優(yōu)先級發(fā)送這樣的時間敏感數(shù)據(jù)至第二計算設備103。
[0032] 如果時間敏感數(shù)據(jù)包如在塊403中確定的未準備好，那么在塊403之后可以跟隨 塊411 "互鎖數(shù)據(jù)準備好了？"。如果互鎖數(shù)據(jù)是準備好的，那么在塊411之后可以跟隨塊 413"發(fā)送互鎖數(shù)據(jù)"。否則，在塊411之后可以跟隨塊415"發(fā)送常規(guī)刷新數(shù)據(jù)"。在一些實 施例中，如果所采集的數(shù)據(jù)與啟用/禁用由治療系統(tǒng)110支持的功能關(guān)聯(lián)，那么第一計算設 備101可以被配置用于主張互鎖?；ユi數(shù)據(jù)可以與時間敏感數(shù)據(jù)或非時間敏感數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)， 并且可以與所采集的數(shù)據(jù)一起被發(fā)送至第二計算設備103用于進一步的處理。
[0033] 圖5是從包括諸如圖1的第一計算設備101、圖2的控制器板201或者圖3的控制 器板301之類的控制器板的設備的接收角度來看的方法500的流程圖。結(jié)合圖1，在發(fā)送所 采集的數(shù)據(jù)和/或中斷至第二計算設備103之后，第一計算設備101被配置用于響應于所 采集的數(shù)據(jù)和/或中斷從第二計算設備103接收命令?；诮邮盏降拿?，第一計算設備 101被配置用于相應地控制治療系統(tǒng)110。第一計算設備101可以被配置用于控制治療系 統(tǒng)110以執(zhí)行一個或多個功能。治療系統(tǒng)110的功能可以包括功率、軸移動、放射束配置以 及用量測量和遞送。
[0034] 在發(fā)送所采集的數(shù)據(jù)和/或互鎖至第二計算設備103之后，第一計算設備101被 配置用于從第二計算設備103接收命令以啟用/禁用治療系統(tǒng)110的功能。用于方法500 的處理可以在塊501 "接收到數(shù)據(jù)包？"處開始。如果數(shù)據(jù)包的確被接收到了，在塊501之 后可以跟隨塊503 "重新請求（re-request)命令？ "。如果接收到的命令不是重新請求命 令，那么在塊503之后可以跟隨塊507"接受數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)"。例如，基于接收到的命令，第一計 算設備101可以被配置用于啟用或禁用治療系統(tǒng)110的功率、軸移動和放射束配置功能之 一。另一方面，如果接收到的命令是重新請求命令，那么在塊503之后可以跟隨塊505 "建 立請求數(shù)據(jù)的時間敏感發(fā)送"，以使得正被重新請求的數(shù)據(jù)可以作為時間敏感數(shù)據(jù)被發(fā)送 并且被分配較高的優(yōu)先級。
[0035] 為了增強遠程控制系統(tǒng)100的容錯性（fault tolerance)，在一些實施例中，看門 狗機構(gòu)可以在第一計算設備101的控制器板中被采用。例如，用于控制器板的一個看門狗 機構(gòu)可以被配置用于檢查預期要從第二計算設備103接收的命令在某時間量內(nèi)是否的確 被接收到。如果預期的命令不知怎的沒有被接收到，那么看門狗超時，并且控制器板可以被 配置用于發(fā)送具有中斷的時間敏感消息至第二計算設備103以請求重新發(fā)送該命令。
[0036] 圖6和圖7是根據(jù)本公開的一些實施例的從包括節(jié)點載板的設備的角度來看用于 操作諸如遠程控制系統(tǒng)1〇〇之類的遠程控制系統(tǒng)的方法的流程圖。方法600可以包括如由 一個或多個塊601、603、605和/或607圖示的一個或多個操作、功能或動作。方法700可 以包括如由一個或多個塊701、703、705、707、709和/或711圖示的一個或多個操作、功能 或動作。基于期望的實施方式，各種塊可以被組合成較少的塊，被分割成附加的塊以及/或 者被消除。如上面所闡述的，響應于由節(jié)點載板采集的數(shù)據(jù)，節(jié)點載板被配置用于發(fā)布命令 至控制器板。
[0037] 圖6是從包括諸如圖1的第二計算設備103、圖2的節(jié)點載板203或者圖3的節(jié)點 載板303之類的載板的設備的發(fā)送角度來看的方法600的流程圖。結(jié)合圖1，用于方法600 的處理可以在塊601 "用于下一個數(shù)據(jù)包的時間？"處開始。在一些實施例中，第二計算設 備103可以被配置用于發(fā)送命令至第一計算設備101。當?shù)搅税l(fā)送下一個數(shù)據(jù)包的時候，在 塊601之后可以跟隨塊603 "時間敏感數(shù)據(jù)包準備好了？"。如果時間敏感數(shù)據(jù)包準備好要 被發(fā)送，那么在塊603之后可以跟隨塊605"發(fā)送時間敏感數(shù)據(jù)"，其中被發(fā)送至第一計算設 備101的數(shù)據(jù)被分配較高的優(yōu)先級。另一方面，如果時間敏感數(shù)據(jù)包沒有準備好要被發(fā)送， 那么在塊603之后可以跟隨塊607 "發(fā)送常規(guī)刷新數(shù)據(jù)"。
[0038] 圖7是從包括諸如圖1的第二計算設備103、圖2的節(jié)點載板203或者圖3的節(jié)點 載板303之類的載板的設備的接收角度來看的方法700的流程圖。結(jié)合圖1，用于方法700 的處理可以在塊701 "接收到數(shù)據(jù)包？"處開始。第二計算設備103可以被配置用于從第一 計算設備101接收信息。該信息可以包括從治療系統(tǒng)110采集的數(shù)據(jù)、由第一計算設備101 主張的中斷或者也由第一計算設備101主張的互鎖。如果接收到數(shù)據(jù)包，那么在塊701之 后可以跟隨塊703 "互鎖數(shù)據(jù)？"。如果接收到的數(shù)據(jù)是互鎖數(shù)據(jù)，那么在塊703之后可以 跟隨塊705 "呈現(xiàn)互鎖數(shù)據(jù)至互鎖控制器"，其中第二計算設備103的互鎖控制器可以被配 置用于處理互鎖數(shù)據(jù)。例如，互鎖控制器可以在一組設置下重寫所主張的互鎖，或者在另一 組設置下發(fā)布用于啟用/禁用治療系統(tǒng)110的一些功能的命令。在一些實施例中，用于啟 用/禁用治療系統(tǒng)110的功能的這樣的命令可以被認為是時間敏感的并且可以以高的優(yōu)先 級發(fā)送。
[0039] 如果接收到的數(shù)據(jù)不是互鎖數(shù)據(jù)，那么在塊703之后可以跟隨塊707 "在數(shù)據(jù)包 中主張的中斷？"。如果中斷在接收到的數(shù)據(jù)包中被主張，那么在塊707之后可以跟隨塊 709"主張中斷"，其中中斷可以被主張至由第二計算設備103支持的處理器。否則，在塊707 之后可以跟隨塊711 "接受數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)"，其中響應于不與中斷或互鎖關(guān)聯(lián)的接收到的和接 受的數(shù)據(jù)，第二計算設備103可以被配置用于使用非時間敏感方法將對應數(shù)據(jù)往回發(fā)送至 第一計算設備101。
[0040] 為了增強遠程控制系統(tǒng)100的容錯性，在一些實施例中，看門狗機構(gòu)可以在第二 計算設備103的節(jié)點載板中被采用。例如，用于節(jié)點載板的一個看門狗機構(gòu)可以被配置用 于監(jiān)控預期要從第一計算設備101接收的互鎖數(shù)據(jù)在特定的時間量內(nèi)是否的確被接收到。 如果看門狗超時，那么鎖存器（latcher)錯誤情況可能發(fā)生，這可能致使節(jié)點載板過渡到 安全狀態(tài)中。
[0041] 對于第一計算設備101與第二計算設備103之間的非時間敏感數(shù)據(jù)傳送，預定義 的一組寄存器可以被反復循環(huán)，以使得即使一個數(shù)據(jù)包由于錯誤丟失，數(shù)據(jù)包仍然可以到 達其目的地。延遲可以對應于第一計算設備101和第二計算設備103被配置用于支持的數(shù) 據(jù)刷新區(qū)域的大小。在一個實施例中，該數(shù)據(jù)刷新區(qū)域可以通過設置緩沖區(qū)域的起始地址 和結(jié)束地址來定義。
[0042] 對于時間敏感數(shù)據(jù)傳送，時間敏感寄存器可以是被映射至某一偏移的存儲器。任 何寄存器可以被選擇用于時間敏感數(shù)據(jù)傳送，即使它在用于非時間敏感數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)刷 新區(qū)域之外或之內(nèi)。如果有多于兩個用于時間敏感數(shù)據(jù)傳送的請求者，那么可以利用仲裁 邏輯。
[0043] 圖8是圖示了根據(jù)本公開的一個實施例的一個示例中斷流的框圖。如所示出的， 中斷功能可以由在控制器板上的控制器板FPGA 801和子控制器板FPGA 803以及在節(jié)點載 板上的節(jié)點載板FPGA 805來支持。多個中斷可以被鏡像1控制器、鏡像2控制器、處理器 1和處理器2共享。鏡像1控制器和/或鏡像2控制器可以中斷節(jié)點載板的處理器1、處理 器2和ETX。相似地，節(jié)點載板的處理器1或處理器2可以中斷相同節(jié)點載板的ETX。
[0044] 如所示出的，中斷可以作為號碼從控制器板FPGA 801和子控制器板FPGA 803被 傳送至節(jié)點載板。中斷還可以在正常數(shù)據(jù)包期間被發(fā)送（如占據(jù)數(shù)據(jù)包的某些比特）。在 一些實施例中，可以每個數(shù)據(jù)包發(fā)送有限的中斷信息（如每個數(shù)據(jù)包可以包含與一個中斷 關(guān)聯(lián)的信息）。中斷功能的一些另外的特征可以包括（但不限于）：1)某些中斷號可以被 預定為有效的；2)在節(jié)點載板上，可以設置對應于接收到的中斷號的中斷比特；3)雖然不 是必要條件，但是時間敏感數(shù)據(jù)傳送可以被啟動并且然后在提供數(shù)據(jù)的同時，中斷號可以 通過FPGA邏輯被提供在臨界周期（TX_MIRROR_CRITICAL_CYCLE)的讀選通（TX_MIRR0R_RD_ EN_C0MB_0UT)上；4)為了應對在節(jié)點載板上可能錯過中斷的可能性，節(jié)點載板上的處理器 (如ETX、microblaze等）可以支持用于從控制器板提出的中斷的看門狗機構(gòu)；5)在與處 理器關(guān)聯(lián)的本地寄存器區(qū)域中，內(nèi)置中斷定時器可以對于每個處理器（如microblaze)的 使用是可用的。非零值的寫入可以觸發(fā)定時器，造成定時器倒計時，并且然后中斷處理器； 以及6)中斷0可以由處理器1或處理器2提出。如果啟用了與處理器關(guān)聯(lián)的中斷定時器 (如中斷定時器1和中斷定時器2)，那么該中斷可以與這樣的定時器共享。
[0045] 在一些實施例中，節(jié)點板FPGA 805可以被配置用于支持互鎖控制器（在圖8中未 示出）。除了互鎖控制器之外，還可以有多個具有互鎖功能的多個比特的互鎖寄存器?？梢?有與這些互鎖寄存器中的每個互鎖寄存器關(guān)聯(lián)的重寫寄存器。一些互鎖寄存器可以被圖8 的鏡像1控制器、鏡像2控制器、處理器1和處理器2共享。其它互鎖寄存器可以被節(jié)點載 板的處理器1和處理器2共享。
[0046] 這些互鎖寄存器還可以被編程用于對啟用可能與患者碰撞的任何軸的移動的運 動啟用回路（"MEL")、啟用用于支持諸如移動軸或束之類的系統(tǒng)功能所要求的功率的功率 啟用回路（"PEL"）、啟用要被遞送的放射的束啟用回路（"BEL"）或者也啟用要被遞送的 放射的千伏BEL( "KVBEL"）產(chǎn)生影響。在一些實施例中，這些回路可以對應于在諸如圖1 的遠程控制系統(tǒng)100之類的遠程控制系統(tǒng)中被路由至大多數(shù)板的物理電流回路。對于每個 回路，電流可以從源發(fā)送出去，并且可以路由穿過所有控制器板然后回到源?；芈返穆窂街?的任何控制器板可以被配置用于打開或閉合其與回路串聯(lián)的控制開關(guān)。如果所有與回路串 聯(lián)的控制開關(guān)閉合，那么允許電流流動并且這可以啟用功能。相反，如果與回路串聯(lián)的任何 控制器板打開其控制開關(guān)，那么電流流動被阻止，并且功能可以被禁用。
[0047] 回路影響可以通過諸如IL0CK_C0NFIG寄存器之類的對應互鎖寄存器的編程來配 置。例如，如果在IL0CK_C0NFIG寄存器中設置比特0,則其可以被配置用于PEL影響。如 果在IL0CK_C0NFIG寄存器中設置比特1，則其可以被配置用于MEL影響。如果在IL0CK_ CONFIG寄存器中設置比特2,則其可以被配置用于BEL影響。如果在IL0CK_C0NFIG寄存器 中設置比特3,則其可以被配置用于KVBEL影響。
[0048] 互鎖控制器可以被配置用于監(jiān)控互鎖源并且鎖存它們直到節(jié)點載板的諸如ETX 之類的處理器清除它們。如果互鎖不被重寫，則回路的寄存器中的任何被主張的互鎖可以 導致開環(huán)。為了調(diào)試的目的，節(jié)點載板有時可能重寫互鎖。
[0049] 為了說明，假設圖1的計算設備101中的控制器板感測到在治療系統(tǒng)110中與運 動關(guān)聯(lián)的反饋編碼器可能已經(jīng)出故障了。在一些實施例中，控制器板可以被配置用于主張 專用于該特定反饋編碼器的互鎖，并且以特別的時間敏感信息發(fā)送該互鎖至計算設備103 中的節(jié)點載板。節(jié)點載板的互鎖控制器將明白互鎖數(shù)據(jù)（如通過檢查互鎖寄存器）并且檢 查與PEL、BEL、MEL和KVBEL關(guān)聯(lián)的狀態(tài)信息（如配置比特）。假設該示例與運動相關(guān)，則 MEL比特將被設置。因為設置了 MEL比特，所以如果節(jié)點載板還沒有重寫互鎖，則節(jié)點載板 可以被配置用于發(fā)送MEL打開控制比特至控制器板。一接收到MEL打開控制比特，控制器 板就可以被配置用于打開MEL回路并且因此禁用在治療系統(tǒng)110上的運動，以阻止出故障 的反饋編碼器引入不恰當?shù)倪\動。
[0050] 在一些實施例中，控制器板中的通信控制邏輯可以通過8個數(shù)據(jù)包發(fā)送來自4個 互鎖寄存器的互鎖信息。該互鎖信息可以在發(fā)送具有特定地址的時間敏感數(shù)據(jù)包的同時在 數(shù)據(jù)字段中被發(fā)送。當在控制器板中設置互鎖信號的時候，共同的控制邏輯可以使用于該 互鎖的二比特互鎖計數(shù)器加一（如果以前的互鎖已經(jīng)被發(fā)送至節(jié)點載板），并且等待發(fā)送 互鎖數(shù)據(jù)包的輪次。二比特互鎖計數(shù)器還可以有助于鏈路的鏡像架構(gòu)以及任何錯過的互鎖 數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)。如果任何互鎖數(shù)據(jù)包由于錯誤而被丟棄，則相同的信息可以在下一個可用的 互鎖數(shù)據(jù)包上被發(fā)送。
[0051 ] 通信控制邏輯可以提供用于指定互鎖數(shù)據(jù)的傳輸之間的時間的選項。通信控制邏 輯還可以提供用于控制器板的泛型，以指示多少互鎖正被使用。例如，值〇可以意指互鎖數(shù) 據(jù)不被發(fā)送至節(jié)點載板（不發(fā)送兩個互鎖數(shù)據(jù)包）。小于16的值（在寄存器的較低16比 特中的互鎖數(shù)據(jù)）可以導致一個互鎖數(shù)據(jù)包的節(jié)省?；ユi數(shù)據(jù)包的數(shù)目越少，鏈路的帶寬 利用就越好（時間可以用于發(fā)送其它數(shù)據(jù)包）。
[0052] 在節(jié)點載板上，如果二比特計數(shù)器值不同于現(xiàn)有的計數(shù)器值，則可以接受互鎖。否 貝1J，沒有互鎖可以被提出。
[0053] 在一些實施例中，節(jié)點載板FPGA 805可以被配置用于支持啟用回路控制邏輯，以 使得所有前述回路（PEL、BEL、MEL和KVBEL)可以被節(jié)點載板FPGA 805 控制。受制于其它 鏈路的L00P_MPACT寄存器的設置，如果滿足以下條件中的任一項：a)對應互鎖被主張，b) ETX回路控制比特未設置，c)處理器1回路控制比特未設置，d)處理器2回路控制比特未 設置，e)通信錯誤由鏡像1(鏈路1)主張，f)通信錯誤由鏡像2(鏈路2)主張，g)ETX看門 狗超時，h)處理器1看門狗超時，以及g)處理器2看門狗超時，那么回路控制邏輯可以被 配置用于打開對應回路。
[0054] 在控制器板上，PEL_CTRL、MEL_CTRL、BEL_CTRL和KVBEL_CTRL信號可以從共同的 控制邏輯獲得以控制回路。這些信號可以具備控制器板上的錯誤信號。在以下端口-- PEL_STAT、MEL_STAT、BEL_STAT和KVBEL_STAT中，鏡像1控制器和鏡像2控制器可以將回 路的狀態(tài)往回提供至共同的控制邏輯。
[0055] 在一些實施例中，多個看門狗機構(gòu)可以被控制器板和節(jié)點載板來支持。在節(jié)點載 板上被支持的一些示例看門狗機構(gòu)包括（但不限于）外圍部件互連（PCI)看門狗、處理器 (如microblaze)看門狗、節(jié)點刷新看門狗以及節(jié)點互鎖刷新看門狗。PCI看門狗可以用于 節(jié)點載板的ETX并且可以在22mS內(nèi)被命中。microblaze看門狗可以在lmS內(nèi)被命中。節(jié) 點刷新看門狗可以被配置用于監(jiān)控從控制器板發(fā)送至節(jié)點載板的數(shù)據(jù)的更新次數(shù)。用于監(jiān) 控的地址區(qū)域和超時值可以通過寄存器RX_CHECK_CONFIG進行編程。節(jié)點互鎖刷新看門狗 可以被配置用于監(jiān)控從控制器板發(fā)送至節(jié)點載板的互鎖數(shù)據(jù)的更新次數(shù)。
[0056] 在控制器板上被支持的一些示例看門狗機構(gòu)包括可以被配置用于監(jiān)控從節(jié)點載 板發(fā)送至控制器板的數(shù)據(jù)的更新次數(shù)的控制器刷新看門狗。
[0057] 前述詳細說明經(jīng)由框圖、流程圖和/或示例的使用已經(jīng)闡述了設備和/或過程的 各種實施例。由于這樣的框圖、流程圖和/或示例包含一個或多個功能和/或操作，因此本 領域技術(shù)人員將要明白，在這樣的框圖、流程圖或示例內(nèi)的每個功能和/或操作可以通過 范圍廣泛的硬件、軟件、固件或者實際上其任意組合來單獨地和/或共同地實現(xiàn)。本領域技 術(shù)人員將要意識到，本文公開的實施例的一些方面可以整體地或部分地在集成電路中被等 效地實現(xiàn)為運行在一個或多個計算機上的一個或多個計算機程序（如運行在一個或多個 計算機系統(tǒng)上的一個或多個程序）、運行在一個或多個處理器上的一個或多個程序（如運 行在一個或多個微處理器上的一個或多個程序）、固件或者實際上其任意組合，并且根據(jù)本 公開設計電路和/或編寫用于軟件和/或固件的代碼將完全在本領域技術(shù)人員的技能之 內(nèi)。
[0058] 雖然已經(jīng)參考特定示例性實施例描述了本公開，但是將要意識到的是，本公開不 限于所描述的實施例，而是可以在所附權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)以修改和改變來實踐。 因此，說明書和附圖要以說明性的意義而不是限制性的意義來看待。
【權(quán)利要求】
1. 一種被配置用于支持具有第一中子放射水平的第一環(huán)境與具有第二中子放射水平 的第二環(huán)境之間的通信的系統(tǒng)，包括： 第一計算設備，被配置用于控制在所述第一環(huán)境中的治療系統(tǒng)；以及 第二計算設備，被配置用于在所述第二環(huán)境中對所述治療系統(tǒng)發(fā)布命令，其中 所述第一計算設備進一步被配置用于 確定是啟用還是禁用由所述治療系統(tǒng)支持的功能， 確定是否有未決的時間敏感數(shù)據(jù)要發(fā)送，以及 在伺服回路中周期性地發(fā)送在所述第一環(huán)境中采集的第一放射治療數(shù)據(jù)和第一中斷 至所述第二計算設備。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一計算設備進一步被配置用于發(fā)送在所述 第一環(huán)境中采集的第二放射治療數(shù)據(jù)和第一互鎖至所述第二計算設備。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一計算設備進一步被配置用于確定是否發(fā) 送互鎖數(shù)據(jù)至所述第二計算設備。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一計算設備進一步被配置用于在發(fā)送時間 敏感數(shù)據(jù)包之前放置所述第一放射治療數(shù)據(jù)和所述第一中斷處于所述數(shù)據(jù)包中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述第一計算設備進一步被配置用于基于從所述 第二計算設備接收的啟用回路的控制狀態(tài)來啟用或禁用所述功能。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一計算設備進一步被配置用于如果所述第 一計算設備未能在預定的時間量內(nèi)接收到所述命令，則發(fā)送具有中斷的時間敏感數(shù)據(jù)包以 請求重新發(fā)送所述命令。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一環(huán)境與所述第二環(huán)境緊密靠近。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一計算設備進一步被配置用于從被指定用 于存儲時間敏感數(shù)據(jù)的第一預定組地址取回所述第一放射治療數(shù)據(jù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中鏡像架構(gòu)在所述第一計算設備與所述第二計算設 備之間被支持。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述第一計算設備進一步被配置用于周期性地 發(fā)送被存儲在第二預定組地址中的數(shù)據(jù)至所述第二計算設備，所述第二預定組地址被指定 用于存儲非時間敏感數(shù)據(jù)和時間敏感數(shù)據(jù)兩者。
11. 一種被配置用于支持具有第一中子放射水平的第一環(huán)境與具有第二中子放射水平 的第二環(huán)境之間的通信的系統(tǒng)，包括： 第一計算設備，被配置用于控制在所述第一環(huán)境中的治療系統(tǒng)；以及 第二計算設備，被配置用于在所述第二環(huán)境中對所述治療系統(tǒng)發(fā)布命令，其中 所述第二計算設備進一步被配置用于 確定是否發(fā)布第一命令至所述第一計算設備以啟用或禁用由所述治療系統(tǒng)支持的第 一功能， 確定是否有未決的時間敏感數(shù)據(jù)要發(fā)送，以及 響應于由所述第一計算設備主張的第一中斷并且基于來自所述第一計算設備的放射 治療數(shù)據(jù)來執(zhí)行功能。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述第二計算設備進一步被配置用于基于是否 在預定的時間段內(nèi)從所述第一計算設備接收到互鎖數(shù)據(jù)來確定是否發(fā)布所述第一命令。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述第二計算設備進一步被配置用于檢查用于 所述互鎖數(shù)據(jù)的預定的寄存器以確定是否接收到所述互鎖數(shù)據(jù)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述第二計算設備進一步被配置用于在所述第 二計算設備未能在預定的時間段內(nèi)接收到所述互鎖數(shù)據(jù)之后過渡至安全狀態(tài)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述第一環(huán)境與所述第二環(huán)境緊密靠近。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述第二計算設備進一步被配置用于從第一預 定組地址取回所述時間敏感數(shù)據(jù)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中鏡像架構(gòu)在所述第一計算設備與所述第二計算 設備之間被支持。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述第二計算設備進一步被配置用于周期性地 發(fā)送被存儲在第二預定組地址中的數(shù)據(jù)至所述第一計算設備，所述第二預定組地址被指定 用于存儲非時間敏感數(shù)據(jù)和時間敏感數(shù)據(jù)兩者。
【文檔編號】A61N5/10GK104066480SQ201380006527
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月25日
【發(fā)明者】P·達拉里卡, K·格林伯格 申請人:瓦里安醫(yī)療系統(tǒng)公司