CN103330571A - 数据采集***及其控制方法、移动ct扫描仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种数据采集***及其控制方法、移动CT扫描仪,其中数据采集***包括与多个探测器对应的多个信号采集模块,用于采集探测器输出的电流信号并转换为数字信号;DAS控制板,用于获取信号采集所需的配置信息,以及将所述数字信号进行打包并进行串行化处理;采集控制模块,用于对所述配置信息进行计算处理并根据计算处理后的配置信息控制所述信号采集模块进行信号采集;采用模块化设计,方便整机的安装调试,同时使得***具有良好的易维护性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种医学检测设备,特别是涉及一种数据采集***及其控制方法、移动CT扫描仪。
背景技术
计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)成像技术在临床诊断中发挥着重要的作用,但现有的CT扫描仪体积较大,如果要将一些重危病人送到CT室进行扫描检查非常危险,因为转送病人到CT室时要暂停各种重要的生理监测和一些抢救设备的使用,有可能导致并发症或加重患者病情,若不及时进行CT扫描检查又有延误诊断的危险,因此,需要一种小型移动CT扫描仪为病人提供床旁扫描服务。
数据采集***(Data Acquisition System,DAS)是CT扫描仪的重要组成部分,因此需要提供一种易于维护、稳定性高的数据采集***。
发明内容
本发明提供一种数据采集***及其采集方法、移动CT扫描仪,其中数据采集***具有良好的易维护性、稳定性较高。
一种数据采集***,包括:
与多个探测器对应的多个信号采集模块,用于采集探测器输出的电流信号并转换为数字信号;
DAS控制板,用于获取信号采集所需的配置信息,以及将所述数字信号进行打包并进行串行化处理;
采集控制模块,用于对所述配置信息进行计算处理并根据计算处理后的配置信息控制所述信号采集模块进行信号采集。
本发明还提供一种数据采集控制方法,包括:
DAS控制板获取信号采集所需的配置信息;
采集控制模块对所述配置信息进行处理,根据处理后的配置信息控制多个信号采集模块采集多个探测器输出的电流信号并将所述电流信号转换为数字信号;
DAS控制板将所述数字信号进行打包并进行串行化处理。
本发明还提供一种移动CT扫描仪,包括上述的数据采集***以及呈周向均匀布置的多个探测器。
本发明提供的数据采集***及其采集方法、移动CT扫描仪,其中数据采集***采用模块化设计,方便整机的安装调试,同时使得***具有良好的易维护性和稳定性。
附图说明
图1为本发明提供的数据采集***一种实施例的结构示意图。
图2为本发明提供的数据采集***中温度控制单元一种实施例的结构示意图。
图3为本发明提供的数据采集***中信号采集模块一种实施例的结构示意图。
图4为本发明提供的数据采集***中采集控制模块一种实施例的结构示意图。
图5为本发明提供的数据采集***中DAS控制板一种实施例的结构示意图。
图6为本发明提供的数据采集控制方法一种实施例的流程图。
图7为本发明提供的数据采集控制方法中采集控制模块的工作流程图。
图8为本发明提供的数据采集控制方法中DAS控制板的工作流程图。
图9为本发明提供的移动CT扫描仪一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或者更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意,为了清楚目的,附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
数据采集***实施例:
如图1所示,本实施例提供的数据采集***包括:
与多个探测器101对应的多个信号采集模块102,用于采集探测器101输出的电流信号并转换为数字信号;
DAS控制板103,用于获取信号采集所需的配置信息,以及将数字信号进行打包并进行串行化处理;
采集控制模块104,用于对配置信息进行处理并根据处理后的配置信息控制信号采集模块进行信号采集。
其中多个探测器呈周向布置,本实施例提供的数据采集***可实现信号多方位采集,有利于图像的多层显示;另外,使信号采集具有较高的准确性和可靠性。
假设探测器101有28个,每个探测器又由384个探测单元组成,每个探测单元由闪烁体以及与闪烁体耦合的光电二极管组成,数据采集***需要采集探测器这10752通道的光电二极管输出的电流信号。
作为一种可选的实施方式,信号采集模块102采用28个,与探测器对应,采用一个采集控制模块104控制四个信号采集模块102,因此需要7个采集控制模块104。
作为一种可选的实施方式,信号采集模块102、DAS控制板103、采集控制模块104插接在背板105上,背板105的主要用于提供数据交互通道,实现数据采集***内部和外部的信号传输,背板上设置有控制总线接口、信号定时、探测器I/O总线接口、***自检控制总线和电源等接口,通过背板可以实现模块化设计,方便移动CT扫描仪的转增及安装调试,同时使得***具有良好的易维护性。
如图1和图2所示,本实施例提供的数据采集***还包括温度控制单元106,温度控制单元106包括设置于探测器101周围的多个温度传感器107、风扇108以及温度控制器109,多个温度传感器107用于检测探测器101的环境温度,温度控制器109用于在环境温度超过设定温度时控制风扇108进行散热以控制探测器101的环境温度保持在预设温度范围内。
温度控制单元106采用一个闭环的温控***,保证探测器101在不同条件下能够维持一个较为稳定的工作温度,从而保证数据采集***获取的信号具有较高的一致性和稳定性。
如图3所示,本实施例提供的信号采集模块102包括:电流/数字转换模块110以及供电模块111,具体地,电流/数字转换模块110用于将探测器101输出的电流信号转换为数字信号,电流/数字转换模块110采用ADAS1128。
ADAS1128的特性为:128通道电流输入模/数转换器;128通道电流输入模/数转换器,具有128个低功耗、低噪声、低输入电流电路;同步采样保持,双通道、高速、高分辨率的可配置采样率和分辨17-20Bit模/数转换器;大动态范围,且在单量程范围中不用重新选择放大增益,可达到最大动态范围,;128通道A/D转换输出,合并成单路LVDS接口输出,SPI兼容串行总线接口。
信号采集模块102的尺寸大小根据探测器101的尺寸设定,一般信号采集模块102的宽度不超过探测模块的宽度。
作为一种可选的实施方式,数据采集模块102通过FPC连接器112与采集控制模块104连接,探测器101的输出为pA级弱电流信号,如此微弱的信号极易收到外界的噪声干扰,因此采用FPC连接器连接,可以很好的解决这一问题。
如图4所示,本实施例提供的数据采集***中的采集控制模块104包括:驱动模块113、配置模块114、第一微处理器115、存储器116、总线接口模块117、时钟模块118、第一数据处理模块119以及数据发送模块120;驱动模块113与信号采集模块102连接,第一微处理器115用于控制驱动模块113驱动信号采集模块进行信号采集;配置模块114与第一处理器115连接,用于计算配置参数;第一数据处理模块119用于对采集的数字信号进行如滤波等处理,处理后的数字信号通过存储器116进行缓存,并通过数据发送模块120发送;总线接口模块117用于通过CAN总线与DAS控制板103连接,时钟模块118与与第一数据处理模块连接,用于提供时钟周期脉冲。
此外,采集控制模块104还包括第一状态指示单元,第一状态指示单元包括8个发光二极管,用于在对应的模块发生错误时进行闪烁提示。
如图5所示,本实施例提供的数据采集***中的DAS控制板103包括:第二微处理器121、第二数据处理模块122、温度控制接口模块123、数据接收模块124、电源模块125以及数据输出模块126;第二数据处理模块122、温度控制接口模块123、数据接收模块124、电源模块125以及数据输出模块126均与第二微处理器121连接;电源模块125用于为***供电;数据接收模块124用于接收数据发送模块102发送的数字信号,第二数据处理模块122用于将数字信号进行串行化,数据输出模块126用于将串行化的数字信号进行输出,温度控制接口模块123用于与温度控制单元106连接,具体地,温度控制接口模块123通过RS232总线与温度控制单元106进行通信,温度控制单元106中的温度传感器107检测探测器周围的环境温度,并将检测温度通过温度控制接口模块123发送给第二微处理器121,第二微处理器121将环境温度与设定温度进行比较,当环境温度超过设定温度时通过温度控制接口模块123发送控制命令给温度控制单元106中的温度控制器109,温度控制器根据该控制命令控制风扇108进行散热。
DAS控制板103在获取到上级控制***发送的配置信息后发送给采集控制模块104,采集控制模块104中的配置模块114对该配置信息进行计算,包括采样频率、过采频率、过采样辅助参数、增益校准参数、迭代滤波参数等计算,将计算后的配置信息写入存储器116进行缓存,之后向DAS控制板103发送确认信号;DAS控制板在收到该确认信号后发送采集命令,采集控制模块104在接收到该采集命令后控制驱动模块113驱动信号采集模块102进行信号采集,采集的电流信号转换为数字信号并经过第一数据处理模块119进行滤波等处理,处理后的数字信号发送至存储器116进行缓存,最终通过数据发送模块120发送给DAS控制板104,DAS控制板104中的数据接收模块124接收该数字信号,并通过第二数据处理模块122对该数字信号进行串行化,串行化后的数字信号通过数据输出模块126进行输出,发送至后续的数据传输***。
此外,DAS控制板还包括第二状态指示单元,第二状态指示单元包括8个发光二极管,用于在相应的模块出现错误时进行闪烁提示。
本实施例提供的数据采集***,能实现高密度的模拟信号采集,数据传输效率高;采用模块化设计,方便整机的安装调试,同时使得***具有良好的易维护性,通过温度控制单元,保证探测器在不同条件下能够维持一个较为稳定的工作温度,从而保证数据采集***获取的信号具有较高的一致性和稳定性。
数据采集控制方法实施例
如图6所示,本实施例提供的数据采集控制方法包括:
步骤S201,DAS控制板获取信号采集所需的配置信息;
步骤S202,采集控制模块对所述配置信息进行处理,根据处理后的配置信息控制多个信号采集模块采集探测器输出的多路电流信号并将所述电流信号转换为数字信号;
步骤S203,DAS控制板将所述数字信号进行打包并进行串行化处理。
具体地,在步骤S101之前,还包括:
DAS控制板对自身进行电压、内存、固件、通信、温度、中断检测。
DAS控制板的一个可选的工作流程如图7所示:
DAS控制板在上电后首先检测供电状态,在供电状态正常的情况下启动自检,自检包括电压、内存、固件、通信、温度、中断检测,自检完成后进行初始化暗电流校准,校准完成后向上级控制***发送准备就绪信息,上级控制***在接收到该信息后开始根据需要向DAS控制板发送配置信息,DAS控制板在接收到该配置信息后开始作出相应处理,包括暗电流校准、扫描参数配置、进入采集等,每次指令处理完毕后向上级控制***返回状态信息并等待下次指令。
DAS控制板上设置有第二状态指示单元,可包括8个发光二极管,用于在自检过程中出现错误时进行相应的闪烁提示。
DAS控制板在上电后进行自检,能够产生故障时进行自动提示,有效提高信号采集的准确性和可靠性,保证***的稳定运行。
DAS控制板在对自身进行检测的同时还控制采集控制模块进行自检,包括电源工作状态检测、暗电流校准、电流/数字转换工作校准以及增益校准。
采集控制模块的一个可选的工作流程如图8所示:
采集控制模块在上电后首先检测供电状态,在供电状态正常的情况下使电流/数字转换模块复位,之后进行自检,在自检通过后获取DAS控制板发送的配置信息,对该配置信息进行计算,包括计算采样频率、过采频率、过采样辅助参数、增益校准参数以及迭代滤波参数,并将计算完成后的配置信息写入存储器,之后再进行暗电流校准以及增益修正参数设置,并向DAS控制板返回确认信号,DAS控制板在接收到该确认信号时控制信号采集模块进行采集,信号采集模块采集探测器输出的电流信号并转换为数字信号,采集控制模块将采集到的数字信号进行缓存和处理,在处理之后将该数字信号移出,发送给DAS控制板,DAS控制板对该数字信号进行串行化处理后发送至后续的数据传输***。
采集控制模块上还设置有第一状态指示单元,用于在自检过程中出现错误时进行闪烁提示。
采集控制模块在上电后进行自检,在故障产生时能够自动进行提示,保证信号采集的准确性,提高与DAS控制板信息交互的可靠性。
本实施例提供的数据采集控制方法还包括:检测探测器的环境温度,在所述环境温度超过设定温度时控制风扇进行散热以控制探测器的环境温度保持在预设范围内。
本实施例提供的数据采集控制方法,能实现高密度的模拟信号采集,数据传输效率高;***具有良好的易维护性,通过温度控制,保证探测器在不同条件下能够维持一个较为稳定的工作温度,从而保证数据采集***获取的信号具有较高的一致性和稳定性。
移动CT扫描仪实施例
如图9所示,本实施例提供的移动CT扫描仪,包括多个探测器301以及数据采集***302。
数据采集***302的结构和工作原理请参考数据采集***实施例以及数据采集控制方法实施例。
其中多个探测器呈周向布置。
本实施例提供的移动CT扫描仪,其中数据采集***能实现高密度的模拟信号采集,数据传输效率高;采用模块化设计,方便整机的安装调试,同时使得***具有良好的易维护性,通过温度控制单元,保证探测器在不同条件下能够维持一个较为稳定的工作温度,从而保证数据采集***获取的信号具有较高的一致性和稳定性。
虽然已经详细说明了本发明及其优点,但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且,本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解,根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此,所附的权利要求旨在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。
Claims (10)
1.一种数据采集***,其特征在于,包括:
与多个探测器分别对应的多个信号采集模块,用于采集探测器输出的电流信号并转换为数字信号;
DAS控制板,用于获取信号采集所需的配置信息,以及将所述数字信号进行打包并进行串行化处理;
采集控制模块,用于对所述配置信息进行计算处理并根据计算处理后的配置信息控制所述信号采集模块进行信号采集。
2.根据权利要求1所述的数据采集***,其特征在于,所述数据采集***还包括温度控制单元,所述温度控制单元包括:
设置于所述探测器周围的多个温度传感器、风扇以及温度控制器,所述多个温度传感器用于检测所述探测器的环境温度,所述温度控制器用于在所述环境温度超过设定温度时控制所述风扇进行散热以控制探测器的环境温度保持在预设温度范围内。
3.根据权利要求2所述的数据采集***,其特征在于,所述信号采集模块、DAS控制板以及采集控制模块插接在背板上;和/或,
所述信号采集模块与所述采集控制模块通过FPC连接器连接;和/或,
所述采集控制模块与DAS控制板通过CAN总线连接;和/或,
所述温度控制单元和所述DAS控制板通过RS232总线连接。
4.根据权利要求1所述的数据采集***,其特征在于,
所述信号采集模块包括电流/数字转换模块以及供电模块;和/或,
所述采集控制模块包括驱动模块、配置模块、第一微处理器、存储器、总线接口模块、时钟模块、第一数据处理模块以及数据发送模块;所述时钟模块与所述第一数据处理模块连接,用于提供时钟周期脉冲;所述驱动模块与所述信号采集模块连接,所述第一微处理器用于控制所述驱动模块驱动信号采集模块进行信号采集;所述配置模块与所述第一微处理器连接,用于计算配置参数;所述第一数据处理模块用于对采集的数字信号进行处理,处理后的数字信号通过存储器进行缓存,并通过数据发送模块发送,所述总线接口模块用于通过CAN总线与DAS控制板连接;和/或,
所述DAS控制板包括第二微处理器、第二数据处理模块、温度控制接口模块、数据接收模块、电源模块以及数据输出模块;所述电源模块用于提供电能;所述数据接收模块、第二数据处理模块、数据输出模块、温度控制接口模块均与所述第二微处理器连接,所述第二微处理器用于控制各模块间的信息交互;所述数据接收模块用于接收数据发送模块发送的数字信号;第二数据数据处理模块用于将所述数字信号进行串行化处理;所述数据输出模块用于将串行化的数字信号进行输出;所述温度控制接口模块用于与温度控制单元连接,所述第二微处理器用于将温度控制单元检测到的环境温度与设定温度进行比较,在环境温度超过设定温度时通过温度控制接口模块发送控制命令控制温度控制单元进行散热以控制探测器的环境温度保持在预设温度范围内。
5.一种数据采集控制方法,其特征在于,包括:
DAS控制板获取信号采集所需的配置信息;
采集控制模块对所述配置信息进行计算处理,根据计算处理后的配置信息控制多个信号采集模块采集多个探测器输出的电流信号并将所述电流信号转换为数字信号;
DAS控制板将所述数字信号进行打包并进行串行化处理。
6.根据权利要求5所述的数据采集控制方法,其特征在于,所述获取信号采集模块所述的配置信息之前,还包括:
DAS控制板对自身进行电压、内存、固件、通信、温度和/或中断检测。
7.根据权利要求6所述的数据采集控制方法,其特征在于,所述DAS控制板在对自身进行检测的同时控制采集控制模块进行电源工作状态检测、暗电流校准、电流/数字转换模块工作校准、和/或增益校准。
8.根据权利要求6所述的数据采集控制方法,其特征在于,所述采集控制模块对所述配置信息进行计算处理包括:计算采样频率、过采频率、过采样辅助参数、增益校准参数以及迭代滤波参数,并将计算完成的配置信息写入存储器,并向DAS控制板返回确认信号。
9.根据权利要求8所述的数据采集控制方法,其特征在于,所述DAS控制板在收到所述确认信号时向所述采集控制模块发送采集命令,所述采集控制模块在接收到所述采集命令后根据计算处理后的配置信息控制信号采集模块对探测器的输出的多路电流信号进行采集并转换为数字信号;和/或,
所述方法还包括:检测探测器的环境温度,在所述环境温度超过设定温度时控制风扇进行散热以控制探测器的环境温度保持在预设范围内。
10.一种移动CT扫描仪,其特征在于,包括如权利要求1-4任一所述的数据采集***以及呈周向均匀布置的多个探测器。
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C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Xu Ruxiang Inventor after: Gao Feng Inventor before: Xu Ruxiang Inventor before: Dai Qiusheng Inventor before: Gao Feng Inventor before: Zhang Tao |
|
COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: XU RUXIANG DAI QIUSHENG GAO FENG ZHANG TAO TO: XU RUXIANG GAO FENG |
|
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20131002 |