CN203138522U - 一种通过电源线进行通信的医疗设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种通过电源线进行通信的医疗设备，包括：用于传送电源和通信信号的电源通信总线；通过电源通信总线，向控制板和末端设备提供电源的电源分配器；接入于电源通信总线、用于控制末端设备的控制板；接入于电源通信总线、在控制板的控制下进行操作的末端设备，所述控制板及末端设备均包括对通过电源通信总线发送和接收的信号进行编/解码的电源通信模块。根据本实用新型所述医疗设备可以通过电源线来完成信号的传递，并采用统一地通信协议，解决了部件之间连接复杂和扩展不便等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种医疗设备，尤其是一种通过电源线进行内部通信的医疗设备。
背景技术
现有电子领域中部件之间的控制通信协议有很多种，如UART、CAN、SPI等。在多个设备之间通信时，即使是使用同样的接口通信协议，也可能由于硬件电路的电平不同而不能相互连接。部件间的多种通信协议不但不利于***的扩展性，而且给***增加了处理不同通信协议软件代码的工作量。
上述问题在一些大型医疗成像设备中也是同样存在。图1是现有的医疗设备中电源线与通信线的连接示意图。如图1所示，在一些大型的医疗成像设备，如CT、磁共振等成像设备中，除了成像用的主机架与用于托举病人的病床***以外还包括设置在主机架与病床周围、用于显示主机架与病床工作状态的前、后、左、右显示面板；对检查中的患者进行呼吸导航的呼吸导航器80；及对上述病床和机架的位置进行控制的控制盒90等末端设备。上述设备都是在控制板30的控制下进行相应的操作，因此需要与控制板30进行信号交换，所以每个末端设备都需要通过数据线分别连接于控制板30。此外控制板30与末端设备为了获得电源供应，另外通过电源线连接于电源分配器20。上述连接中，控制板30与前、后、左、右显示面板和控制盒90是通过CAN协议通信；与呼吸导航器80是通过SPI协议通信。
现有的这种连接方法使各个部件之间除了需要电源线之外，还需要提供很多的信号线才能实现既定功能。由于部件间互连非常紧密，导致部件之间的信号线很多、维护困难，因此如何能够可靠且简单地实现多部件间的互连通信变成了当务之急。
实用新型内容
为了克服上述现有技术中的缺陷，本实用新型提供的一种通过电源线进行通信的医疗设备，所述医疗设备可以通过电源线来完成信号的传递，并采用统一地通信协议，解决了部件之间连接复杂和扩展不便等问题。
为了实现上述目的，根据本实用新型的一种通过电源线进行通信的医疗设备，包括：用于传送电源和通信信号的电源通信总线；通过电源通信总线，向控制板和末端设备提供电源的电源分配器；接入于电源通信总线、用于控制末端设备的控制板；接入于电源通信总线、在控制板的控制下进行操作的末端设备，所述控制板及末端设备均包括对通过电源通信总线发送和接收的信号进行编/解码的电源线通信模块。
上述一种通过电源线进行通信的医疗设备中，控制板包括，对通过电源通信总线传送过来的电源电压进行调节的内部电压转换器。
上述一种通过电源线进行通信的医疗设备中，末端设备包括，对通过电源通信总线传送过来的电源电压进行调节的内部电压转换器。
上述一种通过电源线进行通信的医疗设备中，所述控制面板及末端设备还包括：设置在内部电压转换器前段、用于除去电源通信总线的产生的电磁干扰的滤波器。
上述一种通过电源线进行通信的医疗设备中，所述电源总线为双绞线。
上述一种通过电源线进行通信的医疗设备中，所述医疗设备为CT成像设备，所述末端设备包括设置在CT机架前、后、左、右，显示病床与机架位置状态的前、后、左、右显示面板；设置在CT机架成像通道内、用于导航呼吸的呼吸导航器;及用于控制病床与机架位置的控制盒。
上述一种通过电源线进行通信的医疗设备中，所述医疗设备为MR成像设备，所述末端设备包括设置在MR机架前、后、左、右，显示病床与机架位置状态的前、后、左、右显示面板；设置在MR机架成像通道内、用于导航呼吸的呼吸导航器;及用于控制病床与机架位置的控制盒。
本实用新型中引入了电源线通信技术，借助于提供部件电源的线缆实现了部件间的通信，统一了部件间通信互连的硬件接口电路，完全替代了部件间原来的部件通信线缆，且***可扩展性强，实现成本非常低，但设计可靠性很高。
附图说明
图1为现有的医疗设备中各个部件间的电源与通信线的连接示意图；
图2为本实用新型的医疗设备中各个部件间的电源与通信线的连接示意图；
图3为本实用新型的医疗设备中末端设备的结构示意图；
图4为本实用新型的医疗设备中末端设备的另一结构示意图。
具体实施方式
本实用新型为了改善现有医疗设备中，很多部件之间除了电源线外还需要很多信号线而导致部件之间连接复杂的缺陷。为了上述目的，本实用新型中部件之间的信息传送在物理层上采用了PLC（Power Line Carrier）技术，即通过电力线进行载波通信，PLC技术是用OFDM调制技术将数据进行调制，然后在电力线上进行传输，在接收端，先经过滤波方式将调制信号滤出，再经过调解，就可以得到原通信信号；在数据链路层采用IEEE802.15.4协议，IEEE802.15.4描述了低速率无线个人局域网的物理层和媒体接入控制协议。通过上述方法将电源线和通信线结合在一起，方便了医疗设备中的***搭建、扩展及设备维护。
图2为本实用新型的医疗设备中的各个部件的电源线与通信线的连接示意图。如图2所示，本实用新型的医疗设备中包括用于传送电源和通信信号的电源通信总线10；通过电源通信总线10，向控制板35及其他末端设备提供电源的电源分配器20；接入于电源通信总线10、用于控制末端设备的控制板35；及接入于电源通信总线10，在控制面板35的控制下进行相应操作的末端设备31。上述末端设备31和控制板35通过电源通信总线10相互连接，并且都具有对通过电源通信总线10发送和接收的信号进行编/解码的电源线通信模块，在发送和接收信号时，根据控制板35及末端设备31的主芯片的地址（地址互不相同）发送和接收信号。
图3为本实用新型的医疗设备中末端设备31的结构示意图。如图3所示，末端设备31包括，对通过电源通信总线10接收发送的信号进行编解码的电源线通信模块33及在控制板35的控制下执行操作的末端设备31以外还包括对通过电源通信总线10提供的固定电压电源转为适于末端设备31电压的内部电压转换电路32。末端设备31和控制板35是串联连接，因此接收到的电压都是相同，但是根据不同的末端设备31，所需要的接收电压也会不同，为此部分末端设备31需要内置内部电压转换电路32。控制板35也可根据需要增加电压转换电路。
图4为本实用新型的医疗设备中末端设备31的另一结构示意图。如图4所示，末端设备31包括，对通过电源通信总线10接收发送的信号进行编解码的电源线通信模块；在控制板35的控制下执行操作的主芯片回路：对通过电源通信总线10提供的固定电压电源转为适于末端设备31电压的内部电压转换电路32；及设置在内部电压转换电路32的前端，用于消除电源通信总线上的高电功率产生的电磁干扰的滤波器34。
上述医疗设备可以是CT成像设备，其中末端设备31包括设置在CT机架前、后、左、右，用于显示病床与机架位置状态的前、后、左、右显示面板和设置在CT机架成像通道内、用于对进行导航呼吸的呼吸导航器，及用于控制病床与机架位置的控制盒。
上述医疗设备可以是MR成像设备，其中末端设备31包括设置在MR机架前、后、左、右，用于显示病床与机架位置状态的前、后、左、右显示面板和设置在MR机架成像通道内、用于对进行导航呼吸的呼吸导航器，及用于控制病床与机架位置的控制盒。
在上述CT成像设备或MR成像设备中，电源通信线为了传送电源和通信信号会产生高电功率，这些高电功率导致的电磁干扰会影响CT和MR成像设备的成像效果，为此本实用新型中的电源通信总线10及电源通信总线10与各个末端设备31的连接线进行双绞屏蔽设计，并且在每个末端设备31的内部电压转换电路32前设置一消除电磁干扰的滤波器34。双绞线是由一对相互绝缘的金属导线绞合而成，采用这种方式，不仅可以抵御一部分来自外界的电磁波干扰，而且可以降低自身信号的对外干扰。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。“双绞线”的名字也是由此而来。
双绞线可以分为屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair，STP)与非屏蔽双绞线(UnshieldedTwisted Pair，UTP)，所谓屏蔽双绞线就是指在双绞线与外层绝缘封套之间有一个金属层蔽层。屏蔽层可减少辐射，防止信息被窃听，也可阻止外部电磁干扰的进入，使屏蔽双绞线比同类的非屏蔽双绞线具有更高的传输速率。
本设计中用电源线通信方案优化医疗设备中多个部件间的通信控制，电力线通信可靠性很高，且利用已有的电源线作为通信物理链路，节省了***信号线缆，优化了***结构，提高了***的可扩展性。由于电源线上存在信号通信，不可避免地导致电源波动，因此针对通信电路的频率特征，需要适当地优化电源模块的滤波电路，来实现***稳定可靠地供电。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (7)
1.一种通过电源线进行通信的医疗设备，其特征在于包括：用于传送电源和通信信号的电源通信总线；通过电源通信总线，向控制板和末端设备提供电源的电源分配器；接入于电源通信总线、用于控制末端设备的控制板；及接入于电源通信总线、在控制板的控制下进行操作的末端设备，所述控制板及末端设备均包括对通过电源通信总线发送和接收的信号进行编/解码的电源通线信模块。
2.如权利要求1所述的一种通过电源线进行通信的医疗设备，其特征在于，上述控制板包括，对通过电源通信总线传送过来的电源电压进行调节的内部电压转换器。
3.如权利要求1所述的一种通过电压线进行通信的医疗设备，其特征在于，上述末端设备包括，对通过电源通信总新传送过来的电源电压进行调节的内部电压转换器。
4.如权利要求1或3所述的一种通过电压线进行通信的医疗设备，其特征在于，上述控制面板及末端设备还包括：设置在内部电压转换器前端、用于除去电源通信总线产生的电磁干扰的滤波器。
5.如权利要求1所述的一种通过电压线进行通信的医疗设备，其特征在于，所述电源总线为双绞线。
6.如权利要求1所述的一种通过电压线进行通信的医疗设备，其特征在于，所述医疗设备为CT成像设备，所述末端设备包括：设置在CT机架前、后、左、右，显示病床与机架位置状态的前、后、左、右显示面板；设置在CT机架成像通道内、用于导航呼吸的呼吸导航器；及用于控制病床与机架位置的控制盒。
7.如权利要求1所述的一种通过电压线进行通信的医疗设备，其特征在于，所述医疗设备为MR成像设备，所述末端设备包括：设置在MR机架前、后、左、右，显示病床与机架位置状态的前、后、左、右显示面板；设置在MR机架成像通道内、用于导航呼吸的呼吸导航器；及用于控制病床与机架位置的控制盒。
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| CN105943166A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-09-21 | 上海联影医疗科技有限公司 | 医疗设备、医疗***及医疗设备组件 |
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