连接器监测组件和包括该连接器监测组件的探测器组件的制作方法

专利名称：连接器监测组件和包括该连接器监测组件的探测器组件的制作方法
连接器监测组件和包括该连接器监测组件的探测器组件
背景技术：
本文公 开的主旨大体上涉及成像探测器，尤其是用于监测便携式成像探测器上的对接连接器(docking connector)的装置。在各种医学成像应用中，可利用便携式探测器来执行医学成像。在操作期间，X射线穿过正成像的对象并且照射在便携式探测器的多个探测器元件上。探测器元件产生表示照射X射线束强度的电信号，并且因此允许当射束穿过对象时估算对射束的衰减。便携式探测器用在移动和固定应用两者中。例如，当便携式探测器在移动应用中操作时，容纳在便携式探测器中的电池可用于为便携式探测器供电。可选择地，便携式探测器可经由系链(tether)耦合于远程成像系统，所述系链耦合于连接器(通常称为对接连接器)，其位于便携式探测器的外壳上。然后，便携式探测器经由系链从远程工作站接收电力并且与远程工作站通信。在固定应用中，便携式探测器插入到对接站中。对接站包括连接器，所述连接器直接耦合于便携式探测器上的连接器。然后，便携式探测器经由对接站从远程工作站接收电力并且与远程工作站通信。在便携式探测器使用寿命中，便携式探测器被多次耦合于系链或对接站，以及从其上去耦合，这通常称为配对循环。每个配对循环导致对接连接器的磨损。而且，每个配对循环可引起对接连接器受到灰尘、化学物质和/或患者体液的污染。结果，对接连接器可必须清洁和/或更换。然而，对操作者来说，确定对接连接器是否已经失效并且因此应该更换，或者对接连接器是否仅仅需要清洁是困难的。结果，服务技术人员必须对对接连接器进行大量测试来确定对接连接器是否需要清洁或更换。

发明内容
在一个实施例中，提供一种用于监测传输通过一对电连接器装置的电压的方法。 该对电连接器装置包括源连接器，其耦合于电源；和负载连接器，其耦合于负载，并且该源连接器耦合于该负载连接器。该方法包括确定在该负载处探测的电压，确定由该电源产生的电压，以及使用确定的由该负载利用的电压和由该电源产生的电压确定该对电连接器的电阻(electrical resistance)。在另一实施例中，提供了连接器监测组件。该连接器监测组件包括模数转换器，和耦合于该模数转换器的处理器。对该处理器进行编程以确定通过负载探测的电压，确定由电源产生的电压，以及使用确定的由该负载利用的电压和由该电源产生的电压确定该对电连接器的电阻，该对电连接器装置包括耦合于该电源的源连接器和耦合于该负载的负载连接器，该源连接器耦合于该负载连接器。在另一实施例中，提供便携式X射线探测器。该便携式X射线探测器包括探测器面板，其包括多个探测器元件；对接连接器，其配置成向该探测器面板提供电力，该对接连接器配置成耦合于电力连接器；以及连接器监测组件，其耦合于该对接连接器。该连接器监测组件配置成确定由探测器面板探测的电压，确定由电源产生的电压，以及使用确定的由该探测器面板利用的电压和由该电源产生的电压确定该对接连接器的电阻。


图1是根据本发明的实施例的耦合于医学成像系统的示范性便携式医学成像探测器的示图。图2是根据本发明实施例的图1中所示的示范性便携式探测器的顶剖视图。图3是图2中所示的便携式探测器沿着图2的线3-3观察的侧剖视图。图4是根据本发明实施例的可与图1-3中所示的探测器一起使用的示范性功率控制电路的示意图。图5是根据本发明实施例的用于将便携式探测器耦合于电源的示范性电路的简化示意图。图6是根据本发明实施例的可与图1-3中所示的探测器一起使用的示范性连接器监测电路的简化示意图。图7是根据本发明实施例的操作图6中所示的功率控制电路的示范性方法的流程图。图8是根据本发明实施例的示范性连接器磨损曲线的图示。图9是根据本发明实施例的图1中所示的示范性医学成像系统的示图。图10是根据本发明实施例的图9中所示的示范性医学成像系统的框示意图。
具体实施例方式前述的概要以及下面本发明某些实施例的详细描述在结合附图阅读时将更好地理解。就附示各种实施例功能块的图来说，功能块并不必须指示硬件电路之间的划分。 所以，例如可在单件硬件(例如通用信号处理器或随机存取存储器、硬盘或类似物的块)中实现功能块(如处理器或存储器)中的一个或多个。相似地，程序可是独立程序，可在操作系统中包含为子例程，可是在安装的软件包中的功能，以及相似的。应该理解的是，各种实施例不限于附图中所示的设置和手段。如本文使用的，以单数列举的并且具有单词“一”在前的元件或步骤应该理解成不排除复数个所述元件或步骤，除非明确地规定这种排除。此外，对本发明的“一个实施例”的引用不意在解释为排除附加实施例的存在，所述附加实施例也包含列举的特征。此外，除非明确陈述相反情况，“包括”或“具有”具有特定性质的元件或多个元件的实施例可包括不具有该性质的另外元件。图1是便携式医学成像探测器10的示图，其配置成耦合于示范性的医学成像系统 12。在示范性实施例中，该便携式探测器10配置成由操作者手持携带至各种位置来进行， 例如医学成像。另外，该便携式探测器10可安装在轮式推车或其它可移动 设备上，使操作者能够将探测器10从一个位置移动到另一位置。在一个操作模式中，当该便携式探测器10 在移动应用中操作时，容纳在该便携式探测器10中的电池(未示出)，可用于向该便携式探测器10供电。可选择地，该便携式探测器10可经由系链14从远程医学成像系统12中接收电力，以及与其通信。该系链14包括第一连接器16，在本文中称为源连接器16 ；第二连接器18 ；以及在第一和第二连接器16和18之间耦合的电引线20。在操作过程中，该源连接器16配置成耦合于连接器22或与其配对，所述连接器22在本文中称为负载或对接连接器22。该第二连接器18配置成耦合于医学成像系统12。源连接器16和负载连接器22的组合在本文中称为配对的一对或一对电连接器。当源连接器16耦合于负载连接器22时， 远程医学成像系统12经由系链14将电力传输至便携式探测器10，以及从其中接收信息。在固定应用中，便携式探测器10插入到对接站30中。该对接站30包括连接器 32，其配置成耦合于便携式探测器10上的对接连接器22或直接与其配对。在操作过程中， 便携式探测器10经由该对接站30从远程医学成像系统12中接收电力，并且与其通信。对接连接器22和连接器32的组合还表示配对的一对或一对电连接器。连接器16和32可重复地耦合于图1中所示的对接连接器22上并且从其上去耦合。

图2是图1中所示的便携式探测器10的顶剖视图。在操作过程中，如在下面更详细讨论的，连接器监测组件配置成让操作者能够确定对接连接器22什么时候应该清洁或更换。尽管参照对接连接器22解释了连接器监测电路的操作，但应该认识到连接器监测电路还可用于确定连接器16和/或连接器32中的至少一个什么时候应该清洁或更换。在示范性实施例中，连接器监测电路利用各种测量来确定配对对(例如与对接连接器22配对的连接器16)的电导率。然后，利用配对对的电导率来确定对接连接器22的磨损以及还确定对接连接器22是否应该清洁或更换。如在本文中使用的电导率指配对对传导电力的能力。因此，当对接连接器22的配对引脚磨损增加时，配对引脚的表面积减少，从而对接连接器22可能不再紧固地或牢固地耦合于连接器16。对接连接器22和连接器16之间的电连接的干扰(诸如磨损或污染等)也可能导致通过配对对的电导率的降低。电导率的降低一般与配对对电阻率的增加成比例。这样，连接器监测电路配置成基于所测量的配对对的电阻率来确定对接连接器22或连接器16中的至少一个什么时候应该清洁或更换。如图2所示，便携式探测器10包括外壳50。该外壳50形成以包括一对侧壁52和 54、底侧56和相对的顶侧58。该外壳50还包括前盖60，其示为与示意平面平行的表面，和相对的后盖62。该外壳还包括把手64，其从前盖60延伸到后盖62。在操作过程中，该把手 64使操作者能够运送便携式探测器10。具体地，该把手64可以使用以方便安装、携带和/ 或存储便携式探测器10。侧壁、顶壁和底壁，前盖和后盖一起形成外壳50。外壳50可由轻质、低原子序数(N)的材料制成，诸如铝或石墨材料等。石墨具有比铝更低的重量，但是更坚硬(stiff)并且更小能量吸收性。如上所述，便携式探测器10还包括对接连接器22。图3是图2所示的便携式探测器10沿着图2的线3_3观察的侧剖视图。如图3 所示，探测器10还包括电路板70，其固定至面板支撑72上，所述面板支撑由低N材料制造， 其进而固定(如使用粘合剂)至面板74上。面板74可是玻璃面板并且可包括X射线闪烁体材料。在示范性实施例中，面板74包括闪烁体。这样，在操作过程中，面板74形成以包括多个探测器行，其每个包括多个探测器元件(未示出)，其一起感测穿过对象(诸如患者等)的投影X射线。在操作过程中，每个探测器元件产生电信号，所述电信号表示照射X射线束的强度并且由此允许估算在射束穿过受治疗者18时射束的衰减。在一些实施例中，不使用面板支撑72，并且电路板70直接固定至面板74。电路板70和面板74 (以及面板支撑 72，如果存在的话)一起构成“电子组件”。为了向面板74提供一定程度的抗断裂性，在面板74和前盖60之间提供间隙76。 同样，电子组件不在物理上接触外壳50的任何壁，而安装到后盖62。另外，使用热传导复合物80将电路板70上的发热部件78热耦合于后盖62上。该热传导复合物80在电路板70 和后盖62之间直接或间接地提供机械耦合(mechanical coupling)。在示范性实施例中， 便携式探测器10还包括处理器82，其安装到电路板70。如上文讨论的，该处理器82配置成存储信息以操作便携式探测器10和/或经由无线收发器将信息传输至远程位置。在示范性实施例中，对接连接器22和处理器82形成示范性连接器监测电路120的一部分(图 6中所示)，其在下文更详细讨论。具体地，对处理器82编程以接收输入，并且基于所接收的输入来确定对接连接器22或连接器16中的至少一个什么时候应该清洁或更换。在示 范性实施例中，探测器10是便携的，但是典型地足够大以能够对人类患者的重要区域(诸如患者的胸腔等)进行成像。所以，便携式探测器10在厚度上仅仅大约1厘米或几厘米，但是在宽度和长度上为数十厘米。在一个实施例中，便携式探测器10还包括 X射线栅格或防散射栅格(anti-scatter grid)，或一些适于医学X射线成像的其它栅格。 再次参照图3，便携式探测器还包括对接连接器22。对接连接器22使诸如医学成像系统12 等远程工作站能够向便携式探测器10供电以及与其通信。可选择地，便携式探测器10可使用电池(未示出)来操作并且经由上述的无线链路与远程工作站12通信。图4是根据本发明实施例的示范性功率控制电路100的示意图，其可与图1-3所示的便携式探测器一起使用。功率控制电路100包括多功能开关102，其耦合于处理器(诸如处理器82等)。在示范性实施例中，该多功能开关102具体表现为按钮开关，其通过压下以及释放开关102上的按钮104来启动。多功能开关包括弹簧机构(未示出)，其将开关 102偏置在“出”、“未按下”或“停用”位置，使得流动通过开关的电流终止。当按钮104被按下时，开关使电流能够流动通过其中。可选择地，多功能开关102可具体表现为弹簧加载的选择器开关、拨动开关(toggle switch)、操纵杆或其它类型的开关，诸如触摸屏开关等。 功率控制电路100还包括声音指示器106和可视指示器108。声音指示器可具体表现为例如扬声器。可视指示器108可具体表现为例如发光二极管(LED)。在操作过程中，处理器 82将信号传输至声音指示器106和可视指示器108中的每一个从而启动每个装置。功率控制电路100进一步包括探测器控制模块110。该探测器控制模块110可实现为软件程序，其安装在处理器82上。可选择地，该探测器控制模块110可实现为硬件装置，诸如专用集成电路(ASIC)、逻辑电路或能够执行本文描述的功能的任何其它电路或处理器。在操作过程中，该探测器控制模块110配置成利用从多功能开关接收的信号来采用不同操作模式重新配置探测器10，从而减少功耗以及执行下文进一步详细描述的其它功能。在操作过程中，功率控制电路100使便携式探测器10能够在多种操作模式中操作。例如，在探测器睡眠模式中，通过使便携式探测器10内消耗大多数电力的部件停用而得以保存电力，同时例如多功能开关和处理器82的剩余部件维持启动从而使操作者能够操作多功能开关并且从而采用下文讨论的其它模式配置探测器。在“唤醒”操作模式中，便携式探测器10配置成从“睡眠模式”转换为“活动”或“空闲”模式。在空闲模式，对多功能开关 102操作从而向多功能开关102、处理器82、收发器544和探测器电子设备(如面板74)供电。在空闲模式，探测器10配置成与诸如医疗站12等远程工作站通信。在一些操作模式中，可只启动面板74上的一部分探测器元件来进行成像。应该认识到便携式探测器10配置成在多种操作模式中进行操作。而且，由便携式探测器消耗的电力在每个操作模式中可是不同的。例如，在睡眠模式，便携式探测器消耗相对小的电力。然而，在活动模式，便携式探测器比其在睡眠模式中操作时消耗更多的电力。 另外，即使便携式探测器在活动模式中工作，但探测器元件中的一些可能不用于成像，因此便携式探测器比在睡眠模式中消耗更多的电力，但比在完全活动模式操作时消耗更少的电力。因此，便携式成像系统探测器10配置成在多种操作模式中操作，其中至少一些操作模式消耗大量电力，其不同于其它操作模式中消耗的电力。此外，处理器82配置成或编程以确定便携式探测器正操作的操作模式。一旦确定了便携式探测器10的操作模式，该模式中便携式探测器10消耗的电力得以确定。在一个实施例中，便携式探测器10消耗的电力由物理测量来确定。可选择地，在每个操作模式中由便携式探测器10消耗的电力可基于先验知识确定。例如，在初始建立过程中，当便携式探测器在每个操作模式中操作时各种电力测量可对便携式探测器10做出。然后将测量存储在例如在处理器82上的查找表中。在正常操作过程中，查找表然后可通过处理器82访问，以基于便携式探测器10的操作模式确定便携式探测器10所消耗的电力。现在参照图5来说明便携式探测器10的一般电操作。图5是将便携式探测器10 耦合于诸如医学成像站12或对接站30等示范性电源的电路的简化示意图。在示范性实施例中，Ps表示从示范性电源向便携式探测器提供的电力，诸如从电源(诸如医学成像站12 或对接站30等)向便携式探测器10供应的。在示范性实施例中，电源Ps是直流(DC)电源，其具有电压输出^和内电阻Rs。因此，在正常操作过程中，示范性电源Ps输出相对恒定的电压，在本文中称为电源基线电压。应该认识到，每个电源可具有不同的基线电压。因此，可确定每个示范性电源(其可用于向便携式探测器10供电)的基线电压，并且表示电源己的基线电压\和内电阻Rs的值可输入并存储在处理器82的存储器内。Rl表示操作过程中由负载看到的电压。在示范性实施例中，负载是便携式探测器 10。在正常操作过程中，便携式探测器10从示范性电源Ps接收相对恒定的电压供应。此夕卜，便携式探测器在操作过程中消耗相对恒定数量的电力。因此，便携式探测器消耗的基线电力，以及由此要求由便携式探测器10接收以便于正常操作的基线电压可确定，并且值可输入并且存储在处理器82的存储器内。应该认识到，在正常操作过程中，便携式探测器10如上所述配置成在多个操作模式中操作。此外，应该认识到在每个操作模式中，便携式探测器10消耗不同量的电力。例如，在睡眠模式，便携式探测器10比在活动模式中操作时消耗更少的电力。因此，便携式探测器10的操作模式可由功率控制电路100来确定，然后存储在处理器82的存储器中。所以，在示范性实施例中，对每个操作模式确定输送至便携式探测器10和/或由其消耗的电力和电压，然后将其存储在处理器82的存储器中。所以，在每个操作模式中，\表示供应至探测器电子设备74的电压，而(IJVJ表示由探测器电子设备 74消耗的电力。Re表示将便携式探测器10耦合于电源的配对连接器对的电阻。例如，配对对130 可包括连接器22和16，或配对对130可包括连接器22和32。在操作过程中，连接器的配对对中的至少一个，例如连接器22或16因为配对循环而磨损。该磨损导致配对对两端测量的电阻发生改变。在示范性实施例中，配对对两端的电阻随着配对循环数量增加而降低。 因此，可基于由电源Ps产生的电压和便携式探测器10处看到的电压\来计算配对对的磨损。
更具体地，如上所述，对于示范性的便携式探测器10，在操作过程中，Vs和Rs近似恒定并且可以对每个电源来确定，所述电源用于向便携式探测器10供电。另外，对于每个操作模式，&和\也可确定。因此，明显影响供应至便携式探测器10的电压的仅有的变量是例如连接器22的电连接器Re的机械状况。在示范性实施例中，Rc通过测量&两端电压来确定。更具体地，基于电阻的改变，可通过测量探测器电子设备74两端的电压来确定电连接器22的机械状况或磨损。图6是示范性连接器监测电路120的简化示意图，其配置成确定配对对130的电导率或电阻。基于配对对130的电导率，连接器监测电路120配置成确定对接连接器22的磨损或其磨损状况的改变，以及还确定对接连接器22是否应该清洁或更换。在示范性实施例中，连接器监测电路120包括开关调整器板(SRB) 140，其配置成调整便携式探测器10的内电压。连接器监测电路120还包括处理器82和模数转换器142。在操作过程中，该模数转换器142耦合于便携式探测器并且从其接收模拟信号，其表示探测器电子设备74两端的电压\。该模数转换器142将模拟信号转换为数字信号，其传输至处理器82。然后处理器 82测量或确定电压\的值。例如，在操作过程中，探测器\的输入电压使用微控制器82根据下式来测量

V「-J^t^Vs可选择地，输入电压可从A/D转换器142直接测量。通常，电源的内电阻Rs远小于在便携式探测器看到的电阻&，并且当配对对连接器相对较新或具有很少磨损或没有磨损时，配对对连接器的电阻Rc近似为0。所以，探测器的输入电压\近似等于电源电压Vs。 但是，当配对对连接器122经受磨损或在配对对连接器122内具有物理污染时，配对对连接器的电阻Re增加，而针对便携式探测器10的对应输入电压\减小。当针对便携式探测器 10的输入电压\降低到预定阈值以下时，处理器82生成对接连接器22或连接器16应该进行清洁或更换的可视或声音指示。应该认识到，操作者应该确定供应电压没有降低，因为电压供应中的降低也可导致八的降低(即使连接依旧“良好”)。此外，如果Vs增加并且连接退化，则\可能“看起来”像依旧“良好”但可能已经不是了。图7是示范性方法300的流程图，其使用如图6所示的连接器监测电路120来监测对接连接器22的磨损。在302，连接器监测电路120确定便携式探测器10的操作模式。 例如，基于从探测器控制模块110接收的输入，处理器82确定便携式探测器10是在睡眠模式还是活动模式中操作。在304，连接器监测电路120确定最小基线电压该最小基线电压应该例如由 A-D转换器142、便携式探测器10基于302处确定的操作模式来探测。例如，在睡眠模式， 由便携式探测器10探测的基线电压大于由便携式探测器在活动模式探测的基线电压。典型地，探测器在睡眠模式吸取的电流小于探测器在活动模式吸取的电流。因此，仏和&两端的压降在睡眠模式中典型地小于在活动模式中的。因此，&两端将出现更大的Vs。然后将表示确定的操作模式的基线电压\的值存储在处理器82的存储器中。在306，连接器监测电路120确定由电源产生的基线电压Vs。如上所述，电源可是例如医疗站12或对接站30。在示范性实施例中，正由电源供应的基线电压Vs基于之前的测量确定。然后将表示基线电压Vs的值存储在处理器82的存储器中。
在308，连接器监测电路120测量正输送至便携式探测器10的实际电压。如上所述，对接连接器22和连接器16之间电连接的干扰，如磨损或污染，可导致通过配对对的电导率降低。电导率的降低一般与配对对电阻率的增加成比例。因此，当配对对的电阻率增加时，供应至便携式探测器的电压按比例地降低。因此，在308对正输送至便携式探测器10 的实际电压进行测量。在310，利用308处测量的实际电压根据下式来确定对接连接器22或连接器16中的至少一个的电阻
权利要求
1.一种连接器监测组件(120)，包括 模数转换器(142)；以及处理器(82)，其耦合于所述模数转换器，所述处理器编程成确定在负载(74)处探测的电压； 确定由电源(142)产生的电压；以及使用所确定的在所述负载处探测的电压以及由所述电源产生的电压确定一对电连接器(16、22或22，32)的电阻，所述一对电连接器装置包括耦合于所述电源的源连接器(16) 和耦合于所述负载的负载连接器(22)，所述源连接器耦合于所述负载连接器。
2.如权利要求1所述的连接器监测组件(120)，其中处理器(82)进一步编程成 比较所确定的电阻和预定阈值；以及基于所述比较确定所述负载连接器(22)或所述源连接器(16)中的至少一个的磨损。
3.如权利要求1所述的连接器监测组件(120)，其中为了确定在所述负载(74)处探测的电压，所述处理器(82)进一步编程为确定在便携式成像系统探测器(10)处探测的标称电压。
4.如权利要求3所述的连接器监测组件(120)，其中所述便携式成像系统探测器配置成采用多种操作模式操作，所述处理器(82)进一步编程为基于所述便携式成像系统探测器的操作模式确定所述一对电连接器(16，22或22，32)的电阻。
5.如权利要求1所述的连接器监测组件(120)，其中所述处理器(82)进一步编程为基于所确定的电阻提示用户清洁或更换所述源连接器(16)或所述负载连接器(22)中的至少一个。
6.如权利要求1所述的连接器监测组件(120)，其中所述处理器(82)进一步编程为当所述电阻大于第一预定阈值并且小于第二预定阈值时提示用户清洁所述源连接器(16)或所述负载连接器(22)中的至少一个。
7.如权利要求1所述的连接器监测组件(120)，其中所述处理器进一步编程为当所述源连接器(16)或所述负载连接器(22)中的至少一个需要清洁时生成第一指示；以及当所述源连接器(16)或所述负载连接器(22)中的至少一个需要更换时生成不同的第一指不。
8.一种便携式X射线探测器(10)，包括 探测器面板(74)，其包括多个探测器元件；对接连接器(22)，其配置成向所述探测器面板供电，所述对接连接器配置成耦合于源连接器(16)；以及连接器监测组件(120)，其耦合于所述对接连接器(22)，所述连接器监测组件配置成确定在探测器面板(74)处探测的电压； 确定由电源(142)产生的电压；以及使用所确定的在所述探测器面板处探测的电压和由所述电源产生的电压来确定所述对接连接器的电阻。
9.如权利要求8所述的便携式X射线探测器(10)，其中所述连接器监测电路(120)进一步配置成比较所确定的电阻和预定阈值；以及基于所述比较确定所述对接连接器的磨损。
10.如权利要求8所述的便携式X射线探测器(10)，其中所述便携式成像系统探测器配置成采用多种操作模式操作，所述连接器监测电路(120)进一步配置成基于所述便携式成像系统探测器的操作模式确定所述对接连接器(22)的电阻。
全文摘要
提供了一种监测传输通过一对电连接器装置的电压的方法。该对电连接器装置(120)包括耦合于电源的源连接器和耦合于负载的负载连接器，该源连接器(16)耦合于该负载连接器(22)。该方法包括确定由负载(74)利用的电压，确定由电源(142)产生的电压，以及使用所确定的由负载利用的电压和由电源产生的电压来确定该对电连接器(16，22或22，32)的电阻。还提供了连接器监测电路和包括该连接器监测电路的便携式X射线探测器。
文档编号G01N27/04GK102217945SQ201010625140
公开日2011年10月19日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年4月19日
发明者D·朗格勒, S·佩特里克, 刘整社 申请人:通用电气公司