用於與醫學成像系統中的多個天線進行無線通信的系統的製作方法
2023-10-16 18:15:44 2
專利名稱：用於與醫學成像系統中的多個天線進行無線通信的系統的製作方法
技術領域：
本文公開的主題涉及醫學成像系統，並且更具體而言，涉及用於在醫學成像系統內進行無線通信的系統。
背景技術：
許多多種設計的醫學成像系統是已知的，並且目前正在使用。醫學成像系統的示例包括基本的X射線系統、計算斷層照相系統、正電子發送斷層照相系統、磁共振成像系統、螢光檢查法系統和超聲成像系統。通過使用醫學成像系統，諸如內科醫生的醫學專業人士能產生患者的內部組織、解剖體和器官的詳細圖像，從而減輕對入侵性探查過程的需要，以及提供有價值的工具來識別和診斷疾病和檢驗健康狀況。通常，這些醫學成像系統的組件以無線方式通信。例如，數字X射線檢測器可以無 線方式與醫學成像系統的圖像數據採集或處理系統(例如，移動式或固定式系統)的組件通信，以傳輸大量數據(例如，曝光圖像)。但是，對醫學成像系統的這些組件之間的無線通信進行配置可涉及成本高且複雜的無線設備。另外，為了遵守監管措施，這些複雜的無線設備可能會犧牲無線信號質量(例如，信號增益和信號接收)，從而妨礙醫學成像系統的組件之間的數據傳輸速率。因此，存在對改進醫學成像系統的組件之間的無線通信的信號質量的改進方法的需要。特別存在對醫學成像系統的組件之間的簡單且成本有效的無線通信設備的需要，該無線通信設備通過例如提高的信號增益和提高的信號接收來改進信號質量。
發明內容
根據本技術的某些方面，一種醫學成像系統包括移動式成像儀。該移動式成像儀包括X射線輻射源和用於無線通信的至少兩個天線。該醫學成像系統還包括配置成從源中接收X射線輻射的數字X射線檢測器，其中，該數字X射線檢測器包括用於以無線方式與移動式成像儀通信的至少一個天線。根據另一方面，一種醫學成像系統包括成像儀系統。該成像儀系統包括X射線輻射源和用於無線通信的至少兩個天線。該醫學成像系統還包括配置成從源中接收X射線輻射的數字X射線檢測器，其中，該數字X射線檢測器包括用於以無線方式與成像儀系統通信的至少一個天線。根據進一步的方面，一種醫學成像系統包括成像儀系統。該成像儀系統包括用於與醫學成像系統的不同的組件進行無線通信的至少兩個超寬帶天線。不同的組件包括用於以無線方式與成像儀系統通信的至少一個天線。而且，成像儀系統配置成通過在至少兩個天線之中具有最強的信號強度的天線、以無線方式與不同的組件通信。
當結合附圖來閱讀以下詳細描述時，本發明的這些和其它特徵、方面和優點將變得更好理解，其中，相同符號在圖中表示相同部件，其中
圖I是根據本公開的各方面而配備的固定式X射線系統的透視 圖2是根據本公開的各方面而配備的移動式X射線系統的透視 圖3是圖I和圖2中的X射線系統的概略 圖4是根據本公開的各方面而配備的超聲系統的概略 圖5是根據本公開的各方面的、用於在固定式X射線系統內進行無線通信的覆蓋的示意性俯視圖；以及
圖6是根據本公開的各方面的、用於在移動式X射線系統內進行無線通信的覆蓋的示意性俯視圖。
具體實施例方式大體參照圖1，醫學成像系統，具體而言X射線系統，大體由參考標號10表示和引用。在示出的實施例中，X射線系統10是數字X射線系統。X射線系統10設計成進行以下兩者獲取原始圖像數據，以及根據本技術來處理該圖像數據，以進行顯示。如下面論述的那樣，X射線系統10包括使用超寬帶(UWB)通信的無線通信系統，該無線通信系統配置成改進信號質量，以及提高X射線系統10的組件(例如成像儀系統和檢測器)之間的數據速率交換。除了基於放射性系統之外，無線通信系統可用於其它類型的醫學成像(例如超聲成像系統)中。在圖I中不出的實施例中，X射線系統10包括成像僅系統12。成像僅系統12包括過頂管支承臂14，過頂管支承臂14用於相對於患者20和可攜式數字X射線檢測器22定位諸如X射線管的輻射源16和準直儀18。在一個實施例中，成像儀系統12可與患者臺26和壁架28中的一個或兩者配合起來使用，以促進圖像採集。具體而言，臺26和壁架28可配置成接收檢測器22。例如，檢測器22可置於臺26的上表面、下表面或中間表面上，並且患者20 (更具體而言，患者20的關注的解剖體)可定位在檢測器22和輻射源16之間的臺26上。而且，壁架28可包括也適合於接收檢測器22的接收結構30，並且患者20可定位在壁架28附近，以使得能夠通過檢測器22來獲取圖像數據。接收結構30可沿著壁架28豎向移動。還在圖I中描繪了成像儀系統12，其包括系統機櫃31，系統機櫃31包括工作站32和顯示器34。在一個實施例中，工作站32可包括或提供成像儀系統12的功能性，使得用戶可通過與工作站32交互來控制源16和檢測器22的操作。檢測器22可如下面描述的那樣與工作站34通信。工作站34可容納系統電子電路，系統電子電路從檢測器22中獲取圖像數據，並且在恰當地配備的情況下(例如，當工作站34包括處理電路時)，系統電子電路可處理數據，以形成期望的圖像。另外，系統電子電路進行以下兩者對X射線源16提供功率，以及控制功率。工作站32可包括按鈕、開關等，以促進操作X射線源16和檢測器22。在一個實施例中，工作站32可配置成起醫療設施的網絡36上的指令和/或內容的伺服器的作用，諸如醫院信息系統(HIS)、輻射信息系統(RIS)和/或圖片存檔通信系統(PACS)。在某些實施例中，工作站32和/或檢測器22可通過無線方式與網絡36通信。 成像儀系統12和檢測器22的組件配置成以無線方式通信。具體而言，成像儀系統12和檢測器22配置成通過利用符合以下標準中的一個或多個的UWB通信標準來通信ECMA-368.ECMA -369、ETSI TS 102455、ISO/IEC 26907 :2007、ISO/IEC 26908 :2007，或者與UWB通信有關的任何其它標準。X射線系統10中的UWB無線通信配置成使得在檢測器22和成像儀系統12之間能夠有更高速率的數據交換，以提高信號增益，以及提高無線接收。成像儀系統12包括多個天線38，以促進在檢測器22和工作站32或成像儀系統12的另一個組件之間進行無線通信。天線38可設置在成像儀系統12的組件(例如，壁架28和鄰近的工作站32)上。備選地，天線38可位於成像儀系統12位於其中的房間40各處(例如，牆壁或天花板)。天線38中的至少兩個(例如,天線42和44)包括UWB天線。UWB天線42和44位於成像儀系統12的組件上和/或房間40各處，以提供互補的天線圖樣(例如，對房間40的大部分提供覆蓋)，以及使得在檢測器22和UWB天線42或44之間能夠以最強的信號強度來通信。例如，當在臺26上利用檢測器22時，成像儀系統12可利用UWB天線44，並且當結合壁架28和接收結構30來利用檢測器22時，成像儀系統12可利用UWB天線42，或者反之亦然，這取決於與檢測器22有關的天線42和44的信號強度。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。
檢測器22可一次僅以無線方式與單個UWB天線42或44通信。為了確保檢測器22和單個UWB天線42或44之間的通信，可將UWB天線42和44設定到不同的信道。備選地，UWB天線42和44可選擇性地打開或關閉，這取決於與檢測器有關的天線42和44的信號強度，如下面更加詳細地描述的那樣。在一些實施例中，UffB天線42和44中的至少兩個配置成起發送器和接收器兩者的作用。例如，UWB天線42和44中的至少兩個可包括全方向天線。全方向天線在一個平面上沿所有方向均勻地輻射功率；但是，輻射的功率會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，全方向天線形成環形形狀的輻射圖樣。在某些實施例中，UWB天線42或44中的至少一個配置成單獨地起發送器的作用，而其它UWB天線42或44中的至少一個則配置成單獨地起接收器的作用。起發送器的作用的UWB天線42或44可包括低增益天線(例如，全方向天線)，以遵守管理機構設定的功率輸出限制，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，定向式扇區天線(sector antenna)),以提高接收靈敏度。因而,在一些實施例中，至少兩個UWB天線42和44可包括至少一個全方向天線和至少一個定向式扇區天線。定向式扇區天線沿一個或多個方向(例如，扇區形狀的輻射圖樣)輻射更大的功率。除了至少兩個UWB天線42和44之外，成像儀系統12內的額外的天線38可利用任何適當的無線通信協議，諸如IEEE802. 15. 4協議、UffB通信標準、藍牙通信標準或任何IEEE 802. 11通信標準。在一個實施例中，成像儀系統12可為設置在固定式X射線成像室40中的固定的系統，諸如大體在圖I中描繪的以及在上面關於圖I所描述的那個。但是，將意識到，在其它實施例中，目前公開的技術也可用於其它成像系統，包括移動式X射線單元和系統。例如，如在圖2的醫學成像系統10(例如，X射線系統)中示出的那樣，可將成像儀系統12移到患者恢復室、急診室、手術室或任何其它空間，以使得能夠在不需要將患者20運到專用的(即，固定式)X射線成像室的情況下對患者20成像。X射線系統10包括移動式成像儀或移動式X射線基站50和可攜式的數字X射線檢測器22。如上，示出的X射線系統10是數字X射線系統。在一個實施例中，支承臂52可沿著支承柱54沿豎向移動，以促進相對於患者20來定位輻射源16和準直儀18。另外，支承臂52和支承柱54中的一個或兩者還可配置成允許繞著軸線的輻射源16的旋轉。另外，X射線基站50具有用於移動基站50帶輪子的基部58。患者20可位於X射線源24和檢測器22之間的床60 (或輪床，臺或任何其它支承件)上，並且經受穿過患者20的X射線。在使用數字X射線系統10進行成像序列的期間，檢測器22接收穿過患者20的X射線，並且將成像數據發送到基部單元56。檢測器22與基部單元56進行無線通信。基部單元56容納系統電子電路62，系統電子電路62從檢測器22中獲取圖像數據，並且在恰當地配備的情況下，系統電子電路62可處理數據，以形成期望的圖像。另外，系統電子電路62進行以下兩者對X射線源16和帶輪子的基部58提供功率，以及控制功率。基部單元56還具有操作者工作站32和使得用戶能夠操作X射線系統10的顯示器34。操作者工作站32可包括按鈕、開關等，以促進操作X射線源16和檢測器22。在一個實施例中，工作站32可配置成起醫療設施的網絡36上的指令和/或內容的伺服器的作用，諸如HIS、RIS和/或PACS。在某些實施例中，工作站32和/或檢測器22可用無線方式與網絡36通信。 類似於圖I中的X射線系統10，成像儀系統12的組件(例如，基部單元56)和檢測器22配置成以無線方式通信。成像儀系統12和檢測器22配置成如上面描述的那樣通過利用UWB通信標準來通信。X射線系統10中的UWB無線通信配置成使得在檢測器22和成像儀系統12之間能夠有更高速率的數據交換，以提高信號增益，以及提高無線接收。成像儀系統12包括多個天線38，以促進在檢測器22和工作站32或成像儀系統12的另一個組件之間進行無線通信。天線38可位於移動式X射線基站的基部單元56內(例如，天線42和44)。備選地，天線38可位於支承臂52、支承柱54和/或移動式X射線基站50的其它組件內或位於這些組件上。天線38中的至少兩個(例如，天線42和44)包括UWB天線。UffB天線42和44定位在移動式X射線基站50的基部單元56內，以避免UWB天線42和44發送和接收的無線信號被屏蔽。具體而言，UWB天線42和44位於X射線基站50的基部單元56內，以避免天線42和44被金屬覆蓋，金屬會屏蔽無線信號的發送和接收。例如，UffB天線42和44可在顯示器34下面的基部單元56內、位於基部單元56的握柄64附近，位於存儲託盤附近，以及/或者在支承柱54附近位於基部單元56的底部65附近。在某些實施例中，至少兩個UWB天線位於X射線基站50的基部單元56的相對側上。UWB天線42和44位於成像儀系統12內，以提供互補的天線圖樣(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器22和信號強度最強的UWB天線42或44之間通信。例如，成像儀系統12可利用最接近患者20的UWB天線42和44 (例如，天線42)，這取決於與檢測器22有關的天線42和44的信號強度。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12移來移去時的動態定位的因素。如上面提到的那樣，檢測器22可一次僅以無線方式與單個UWB天線42或44通信。為了確保在檢測器22和單個UWB天線42或44之間有通信，可將UWB天線42和44設定到不同的信道。備選地，可選擇性地打開或關閉UWB天線42和44，這取決於與檢測器有關的天線42和44的信號強度，如下面更加詳細地描述的那樣。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、定向式扇區天線、發送器、接收器等)。除了至少兩個UffB天線42和44，成像儀系統12內的額外的天線38可利用任何適當的無線通信協議，諸如IEEE 802. 15. 4協議、UffB通信標準、藍牙通信標準或任何802. 11通信標準。圖3概略地示出了圖I和圖2中描述的X射線系統10。如圖3中示出的那樣，X射線系統10包括定位在準直儀18附近的X射線輻射源16。光源66 (也稱為準直儀燈)定位在X射線源16和準直儀18之間。準直儀18容許輻射流68或光流被弓I導到諸如患者20的物體或受檢者定位在其中的特殊區域。輻射的部分70穿過受檢者，或者傳送到受檢者的周圍，並且衝擊數字X射線檢測器22。本領域技術人員將意識到，數字X射線系統10中的檢測器22將在其表面上接收到的X射線光子轉化成較低能量光子，並且隨後將其轉化成電信號，電信號被獲取和處理，以重構受檢者內的特徵的圖像。準直儀18中的準直儀燈66將光引導到X射線光子將經過的同一區域，並且能在曝光之前用來定位患者20。數字X射線檢測器22耦接到檢測器控制器72上，檢測器控制器72命令獲取檢測器22中產生的信號。檢測器控制器72還可執行多種信號處理和濾波功能，諸如用於對動態範圍進行初始調節，使數字圖像數據交錯等。檢測器控制器72對檢測器22的至少一個天線73從控制電路74中接收到的信號進行響應。具體而言，控制電路74使用上面描述的 UWB通信標準，通過信號強度最強的天線38 (例如，UWB天線42或44)以無線方式傳送信號。在某些實施例中，檢測器22包括用於與成像儀系統12通信的、多於一個的天線73。大體上，控制電路74命令成像儀系統12的操作，以執行檢查協議，以及處理獲取到的圖像數據。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專用數字計算機為基礎的信號處理電路；以及相關聯的裝置，諸如光學存儲器裝置、磁存儲器裝置或固態存儲器裝置，它們用於存儲由計算機的處理器執行來實現多種功能性的程序和例程，以及用於存儲配置參數和圖像數據；接口電路等。在數字X射線系統10中，輻射源16由控制電路74控制，控制電路74控制用於檢查序列的信號。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對輻射源16、光源66以及控制電路74供應功率。接口電路80促進對輻射源16、光源66和控制電路74提供功率。供電源78還對移動式驅動單元82 (在移動式X射線系統中)提供功率，以驅動X射線基站50的帶輪子的基部58的移動。在圖3中示出的實施例中，控制電路74連結到至少一個輸出裝置上，諸如顯示器或印表機34。輸出裝置可包括標準的或專用的計算機監視器和相關聯的處理電路。一個或多個操作者工作站32可進一步連結在系統中，以輸出系統參數，請求檢查，觀看圖像等。大體上，在系統內供應的顯示器、印表機、工作站和類似的裝置對成像組件可為本地的，或者可在這些組件的遠處，諸如在機構或醫院內的其它地方，或者在通過一個或多個可配置的網絡(諸如網際網路、虛擬個人網絡等)而連結到成像儀系統12上的完全不同的位置。例如，在一個實施例中，工作站32可配置成起醫療設施的網絡36上的指令和/或內容的伺服器的作用，諸如PACS 84、RIS 86和/或HIS 88。在某些實施例中，工作站32和/或檢測器22可用無線方式與網絡36通信。另外，在某些實施例中，控制電路74連結到切換電路90上。切換電路90配置成切換到在至少兩個UWB天線42和44之中具有最強的信號強度的UWB天線42或44，以通過無線方式與檢測器22通信。在某些實施例中，控制電路74可配置成控制切換電路90，例如以在緩慢的漫遊應用中，在UWB天線42和44之間切換。備選地，切換電路90可配置成獨立於控制電路74來控制UWB天線42和44之間的切換。所有UWB天線42和44均可經由單個線纜(例如，單個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可包括用於在UWB天線之間切換的硬體開關。在某些實施例中，切換電路90可包括單個物理層(PHY)晶片。備選地，切換電路90可包括連接到單個媒體訪問控制(MAC)晶片上的多個PHY晶片。作為另一個備選方案，切換電路可包括具有多個晶片的現場可編程門陣列(FPGA)，其中，每個MAC晶片均與每個PHY晶片通信。備選地，控制電路74可通過每個PHY晶片的不同的線纜(例如，USB或乙太網線纜)來連接到多個PHY晶片上，這會限制天線和PHY晶片之間的RF信號的長度，同時允許通過數字通信線纜來將PHY晶片 布置成彼此相距幾米。如上面提到的那樣，檢測器22可一次僅以無線方式與單個UWB天線42或44通信。為了確保檢測器22和單個UWB天線42或44之間的通信，可將UWB天線42和44設定到不同的信道。備選地，可選擇性地打開或關閉UWB天線42和44，這取決於與檢測器22有關的天線42和44的信號強度。在一些實施例中，UWB天線42和44中的至少兩個配置成起發送器(Tx)和接收器(Rx)兩者的作用。例如，UWB天線42和44中的至少兩個可包括全方向天線。全方向天線在一個平面上沿所有方向均勻地輻射功率；但是，輻射的功率會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，全方向天線形成環形形狀的輻射圖樣。在某些實施例中，UWB天線42或44中的至少一個配置成單獨地起發送器的作用，而其它UWB天線42或44中的至少一個則配置成單獨地起接收器的作用。起發送器的作用的UWB天線42或44可包括低增益天線(例如，全方向天線)，以遵守管理機構設定的功率輸出限制，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，定向式扇區天線)，以提高接收靈敏度。因而，在一些實施例中，至少兩個UWB天線42和44可包括至少一個全方向天線和至少一個定向式扇區天線。定向式扇區天線沿一個或多個方向(例如，扇區形狀的輻射圖樣)輻射更大的功率。如上面提到的那樣，除了至少兩個UWB天線42和44之外，成像儀系統12內的額外的天線38可利用任何適當的無線通信協議，諸如IEEE802. 15. 4協議、UWB通信標準、藍牙通信標準或任何IEEE 802. 11通信標準。如上面提到的那樣，除了基於放射性系統之外，無線通信系統可用於其它類型的醫學成像。圖4示出了醫學成像系統10，具體而言，用於獲取和處理超聲圖像的超聲系統。使用超寬帶(UWB)通信的無線通信系統配置成改進信號質量，以及提高超聲系統10的組件之間的數據速率交換。超聲系統10包括發送器，發送器驅動探測器94內的或形成為探測器94的一部分的一排或多排元件92 (例如，壓電晶體)，以將脈衝超聲信號發射到患者20的身體或容積中。可使用多種幾何構造，並且可提供一個或多個換能器作為探測器16的一部分。脈衝超聲信號從例如身體中的密度界面和/或結構(例如，血細胞或肌肉組織)散射回來，以產生回聲，回聲返回到元件92。回聲由接收器接收，並且被提供給射束形成器。射束形成器對接收到的回聲執行射束形成，並且輸出RF信號。然後RF信號由RF處理器處理。RF處理器可包括複雜的解調器，解調器對RF信號進行解調，以形成表示回聲信號的IQ數據對。然後RF或IQ信號數據可直接發送到RF/IQ緩衝器，以進行存儲(例如，臨時存儲)。
探測器94配置成利用上面描述的UWB通信標準、以無線方式與超聲系統10的成像儀系統12通信。具體而言，探測器94包括用於與成像儀系統通信的一個或多個天線96。成像儀系統12包括多個天線38，並且具體而言，至少兩個UWB天線42和44，以與探測器94的天線96通信。可如上面描述的那樣配置UWB天線42和44 (例如，全方向天線、定向式扇區天線、發送器、接收器等)。類似以上，探測器94和成像儀系統12之間的通信配置成通過信號強度最強的天線38 (例如，UWB天線42或44)而發生。成像儀系統12還包括控制電路74，控制電路74配置成將信號發送給探測器94，並且從探測器94中獲取超聲信息。另夕卜，在某些實施例中，控制電路74連結到切換電路90上。切換電路90配置成切換到在至少兩個UWB天線42和44之中具有最強的信號強度的UWB天線42或44，以通過無線方式與探測器94通信。切換電路90可如上面描述的那樣在輻射成像系統中配置和操作。控制電路74配置成處理獲取的超聲信息(即，RF信號數據或IQ數據對)，以及準備超聲信息的幀，以顯示在顯示系統98上。控制電路74可適合於根據獲取的超聲信息上
的多個可選擇的超聲形態來執行一個或多個處理操作。可在接收到回聲信號時的掃描時期期間實時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期期間暫時存儲在RF/IQ緩衝器中，並且可在實況操作或離線操作中較不實時地處理。可使用用戶接口 100來控制超聲系統10的操作。用戶接口 100可為用於接收用戶輸入的任何適當的裝置，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、滑鼠和/或觸控螢幕。超聲系統10可按期望的幀速率(諸如，超過每秒五十幀的速率)來持續地獲取超聲信息，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98上。可包括圖像緩衝器102，以存儲不打算立即顯示的、經處理的獲取的超聲信息幀。在一個實施例中，圖像緩衝器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根據它們的順序或獲取時間來檢索它們的方式存儲。圖像緩衝器102可包括任何已知的數據存儲介質。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10的房間40內或者在成像儀系統12的組件上的布置會幫助實現在檢測器22和成像儀系統12之間的、更高速率的數據交換，以提高信號增益，以及提高無線接收。圖5示出了在固定式X射線系統10的房間40內的UWB無線覆蓋。房間40包括系統機櫃31、臺26，以及具有如上面在圖I中描述的那樣的接收結構30的壁架28。檢測器22位於臺26上，並且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。在某些實施例中，多於兩個的UWB天線42和44可定位在房間40各處。另外，UffB天線可設置在成像儀系統12的組件(例如，壁架28或系統機櫃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，以提供互補的天線圖樣，以及使得能夠在檢測器22和信號強度最強的UWB天線42或44之間進行通信。UWB天線42具有第一覆蓋區域104，而UWB天線44具有第二覆蓋區域106。第一覆蓋區域104和第二覆蓋區域106在區域108中的房間40內重疊。第一覆蓋區域104和第二覆蓋區域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域104和第二覆蓋區域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12能夠利用信號最強的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器22通信。當在臺26上利用檢測器22時，可使用不同的UWB天線42或44，這與在結合壁架28和接收結構30來利用檢測器22時相反，這取決於天線42和44的信號強度。圖6示出了相對於移動式X射線系統10的UWB無線覆蓋。如上，UffB天線42、44和110在成像儀系統12的組件內和/或組件上的布置幫助實現在檢測器22和成像儀系統12之間的、更高速率的數據交換，以提高信號增益，以及提高無線接收。移動式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)分別位於側部112和116處。如所示出的那樣，支承臂52已經從側部116旋轉向側部118，以將源16置於床60 的上面。UWB天線42、44和110分別在側部114、116和118附近位於基部單元56內。如所示出的那樣，UWB天線44和110位於X射線基站50的相對側(即，移動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12移來移去時的動態定位的因素。例如，UWB天線42、44和110定位在移動式X射線基站50的基部單元56內，以避免UWB天線42、44和110發送和接收的無線信號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，以避免天線42、44和110被金屬覆蓋，金屬會屏蔽無線信號的發送和接收。如所示出的那樣，UWB天線42、44和110定位在成像儀系統12 (例如，基部單元56)內，以提供互補的天線圖樣，以及使得能夠在檢測器22和信號強度最強的UWB天線42、44或110之間進行通信。UWB天線44具有發源於側部114的第一覆蓋區域120，UffB天線42具有發源於側部116的第二覆蓋區域122，而UWB天線110具有發源於側部118的第三覆蓋區域124。第一覆蓋區域120和第二覆蓋區域122在區域126中重疊，而第二覆蓋區域122和第三覆蓋區域124在區域128中重疊。分別由UWB天線44、42和110提供的第一覆蓋區域120、第二覆蓋區域122和第三覆蓋區域124共同圍繞X射線基站50(例如，側部114,116和118)提供至少270度的覆蓋130。這使得成像儀系統12能夠利用信號最強的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器22通信。可使用不同的UWB天線42、44或110，這取決於基部單元56相對於床60上的檢測器22的定向。如所示出的那樣，可利用UWB天線110，因為側部118最接近床60和檢測器22。實施例的技術效果包括提供一種系統，該系統提供具有無線通信系統的醫學成像系統10，醫學成像系統10使用UWB通信，UWB通信配置成改進信號質量，以及提高醫學成像系統10(例如，帶有檢測器22或超聲探測器94的成像儀系統12)的組件之間的數據速率交換。在固定式成像系統中，至少兩個UWB天線42、44和110可設置在房間40各處，以及/或者設置在成像儀系統12的組件上，以在房間40的大部分中提供覆蓋。在移動成像系統中，至少兩個UWB天線42、44和110可設置在成像儀系統12的組件內和/或組件上，以圍繞移動式成像儀50提供至少270度的覆蓋。成像儀系統12配置成通過信號最強的UWB天線42、44或110來與檢測器22或超聲探測器94通信。為了使得能夠在信號最強的UWB天線42、44或110和檢測器22或超聲探測器94之間進行通信，成像儀系統12可包括用於在天線42、44和110之間切換的切換電路90。另外，UffB天線42、44和110可用作發送器和接收器兩者。備選地，UWB天線42、44和110可包括單獨地用作接收器(例如，高增益接收器)的至少一個天線42、44或110和單獨地用作發送器(例如，低增益發送器)的至少一個天線42、44或110，以改進接收靈敏度。無線通信系統的設計配置成提供簡單的低成本的系統，以提高信號增益和無線接收。本書面描述使用示例來公開包括最佳模式的本發明，以及還使本領域技術人員能實踐本發明，包括製作和使用任何裝置或系統及執行任何結合的方法。本發明可取得專利 的範圍由權利要求定義，且可包括本領域技術人員想到的其它示例。如果此類其它示例具有與權利要求字面語言無不同的結構要素，或者如果它們包括與權利要求字面語言無實質不同的等效結構要素，則它們規定為在權利要求的範圍之內。
權利要求
1.一種醫學成像系統，包括 移動式成像儀，其包括X射線輻射源和用於無線通信的至少兩個天線；以及 配置成從所述源接收X射線輻射的數字X射線檢測器，其中，所述數字X射線檢測器包括至少一個天線，以通過無線方式與所述移動式成像儀通信。
2.根據權利要求I所述的系統，其中，所述移動式成像儀配置成通過在所述至少兩個天線之中具有最強的信號強度的天線、以無線方式與所述數字X射線檢測器通信。
3.根據權利要求2所述的系統，其中，所述移動式成像儀包括切換電路，其配置成切換到在所述至少兩個天線之中具有最強的信號強度的天線，以通過無線方式與所述數字X射線檢測器通信。
4.根據權利要求I所述的系統，其中，所述至少兩個天線包括超寬帶天線。
5.根據權利要求I所述的系統，其中，所述至少兩個天線包括全方向天線。
6.根據權利要求I所述的系統，其中，所述至少兩個天線包括至少一個全方向天線和至少一個定向式扇區天線。
7.根據權利要求I所述的系統，其中，所述至少兩個天線包括至少一個發送器和至少一個接收器。
8.根據權利要求7所述的系統，其中，所述至少一個接收器比所述至少一個發送器具有更高的增益。
9.根據權利要求I所述的系統，其中，所述至少兩個天線位於所述移動式成像儀的相對側上。
10.根據權利要求I所述的系統，其中，所述至少兩個天線位於所述移動式成像儀內，以避免所述至少兩個天線發送和接收的無線信號被屏蔽。
11.根據權利要求10所述的系統，其中，所述至少兩個天線位於所述移動式成像儀內，以避免被金屬覆蓋。
12.根據權利要求I所述的系統，其中，所述至少兩個天線配置成圍繞所述移動式成像儀提供至少270度的覆蓋。
13.一種醫學成像系統，包括 成像儀系統，其包括X射線輻射源和用於無線通信的至少兩個天線；以及 配置成從所述源中接收X射線輻射的數字X射線檢測器，其中，所述數字X射線檢測器包括用於以無線方式與所述成像儀系統通信的至少一個天線。
14.根據權利要求13所述的系統，其中，所述成像儀系統包括移動式成像儀。
15.根據權利要求13所述的系統，其中，所述成像儀系統包括設置在房間內的固定式成像儀系統。
16.根據權利要求15所述的系統，其中，所述至少兩個天線的每個天線的布置配置成在所述房間的大部分中提供覆蓋。
17.根據權利要求13所述的系統，其中，所述成像儀系統配置成通過在所述至少兩個天線之中具有最強的信號強度的天線、以無線方式與所述數字X射線檢測器通信。
18.根據權利要求17所述的系統，其中，所述成像儀系統包括切換電路，其配置成切換到在所述至少兩個天線之中具有最強的信號強度的天線，以通過無線方式與所述數字X射線檢測器通信。
19.根據權利要求13所述的系統，其中，所述至少兩個天線包括超寬帶天線。
20.根據權利要求13所述的系統，其中，所述至少兩個天線包括全方向天線。
21.根據權利要求13所述的系統，其中，所述至少兩個天線包括至少一個全方向天線和至少一個定向式扇區天線。
22.根據權利要求13所述的系統，其中，所述至少兩個天線包括至少一個發送器和至少一個接收器，並且所述至少一個接收器比所述至少一個發送器具有更高的增益。
23.一種醫學成像系統，包括 成像儀系統，其包括用於與所述醫學成像系統的不同的組件進行無線通信的至少兩個超寬帶天線，其中，所述不同的組件包括用於以無線方式與所述成像儀系統通信的至少一個天線，並且所述成像儀系統配置成通過在所述至少兩個天線之中具有最強的信號強度的天線、以無線方式與所述不同的組件通信。
24.根據權利要求23所述的系統，其中，所述醫學成像系統的所述不同的組件包括數字X射線檢測器。
25.根據權利要求23所述的系統，其中，所述醫學成像系統的所述不同的組件包括超聲探測器。
全文摘要
本發明的名稱為「用於與醫學成像系統中的多個天線進行無線通信的系統」。一種醫學成像系統包括移動式成像儀。該移動式成像儀包括X射線輻射源和用於無線通信的至少兩個天線。該醫學成像系統還包括配置成從源中接收X射線輻射的數字X射線檢測器，其中，數字X射線檢測器包括用於以無線方式與移動式成像儀通信的至少一個天線。
文檔編號A61B8/00GK102860873SQ20121022913
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月4日 優先權日2011年7月8日
發明者J.P.漢農, L.G.貝諾 申請人:通用電氣公司