一种使用无线数据传输装置的CT数据传输方法与流程

本发明涉及医疗器械，具体涉及一种使用无线数据传输装置的ct数据传输方法。

背景技术：

1、在ct系统中有关键部件为探测器系统，用于接收穿透人体或者物体的x射线粒子，探测器系统快速产生电数据信号并传输到计算机，用于断层图像的处理重建。而这些数据信息传输对于传输带宽要求较高，通常需要1gbits以上的传输带宽，因此也一般为光纤传输，而随着现在ct系统和探测器技术的快速发展，探测器已经从单排、16排、64排逐渐发展至640排，传输带宽也随之达到了10gbits或更高要求。

2、在ct系统中，探测器系统为转子上的零部件，所有的供电和信号传输无法通过有线直连，当前的常规方案，是通过滑环供电和传输数据信息，同时，滑环上部署高带宽的光电转换模块，便于传输ct探测器产生的大量数据信息。目前，高带宽的滑环方案包括滑环激光阵列光纤传输方案和非接触无线射频滑环天线方案两种。

3、滑环激光阵列光纤传输方案，是在转子上部署若干个激光发射头，并在定子对应的方向部署同样数量的激光接收头，定子和转子同样都各需要一个光电转换收发盒来处理不同方向的激光头的接收和发射，并进行链路检测，确保在转子高速旋转过程中，能够确保至少一组激光收发头能够顺利对准接收。因此对于工艺技术和生产过程要求极高，成本较高，并且需要经常维护以确保在高速运动中，激光头的方向不发生偏转。

4、非接触无线射频滑环天线方案，是在转子上部署一圈或多圈发射天线，采用精密缝隙天线部署方式贴在转子外圈上，同时接入光电转换和放大器，使得探测器系统的光纤传输的数据信息通过放大器传输到滑环天线发射，在定子端部署接收盒同时进行数据的光电转换，传输到ct计算机系统。在部署滑环天线和接收盒需要专门工具进行校准，确保转子旋转过程中滑环天线和接收端的距离保持相等并且在有效距离内，一般为5mm左右，波动误差1mm，因此对于生产工艺要求也极高。同时由于存在高频信号极易产生误码，在生产中需要做大量的检验工作，并且也需要进行长期维护确保数据传输过程正常。

5、而随着ct技术的发展，探测器排数的增加，采集速度的提高，在单位时间内的数据量呈几何量级的增大，而传输方案也成为了ct技术发展的一大瓶颈，在更高带宽要求的情况下，滑环激光阵列光纤传输方案和非接触无线射频滑环天线方案也相应的在生产工艺，成本等各方面成倍增加。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种使用无线数据传输装置的ct数据传输方法，以解决现有技术中，探测器排数的增加导致数据传输成本高的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、一种使用无线数据传输装置的ct数据传输方法，所述无线数据传输装置设置在ct系统上，所述ct系统包括ct扫描架、ct床和控制台主机，所述ct扫描架包括旋转机架和静止机架，所述无线数据传输装置包括：

4、探测器单元，设置在所述旋转机架上，用于采集ct扫描的x射线信号；

5、数据重建处理单元，设置在所述旋转机架上，用于根据所述x射线信号生成图像数据，所述数据重建处理单元与所述探测器单元通过有线信号连接，且所述数据重建处理单元包括有线信号接口、第一串行通信接口和第二串行通信接口；

6、cpe无线传输单元，设置在所述旋转机架上，并通过所述第一串行通信接口与所述数据重建处理单元连接，所述cpe无线传输单元用于发送所述图像数据，并通过所述第一串行通信接口管理和监控所述数据重建处理单元的工作状态；

7、所述cpe无线传输单元包括cpe无线传输模块和cpe天线模块，所述cpe无线传输模块与所述数据重建处理单元通过有线信号接口连接以传输数据；

8、所述cpe天线模块包括若干沿周向布置在所述旋转机架上的cpe天线，每个所述cpe天线朝向所述ct床布置，且每个所述cpe天线的轴线与所述ct系统的z方向相平行；

9、ap无线传输单元，设置在所述ct床上，用于接收所述图像数据，并将所述图像数据传输至所述控制台主机；

10、所述ap无线传输单元包括ap无线传输模块和ap天线模块，所述ap无线传输模块分别与所述ap天线模块、所述控制台主机之间有线信号连接，并通过所述cpe天线模块、所述ap天线模块与所述cpe无线传输模块之间建立网络连接；

11、所述ap天线单模块包括若干ap天线，每个所述ap天线朝向所述ct扫描架布置，且每个所述ap天线的轴线与所述ct系统的z方向相平行；

12、转子控制单元，设置在所述旋转机架上，所述转子控制单元与所述控制台主机通过can通信信号连接，并且，所述转子控制单元通过所述第二串行通信接口与所述数据重建处理单元连接，用于通过所述第二串行通信接口管理和监控所述数据重建处理单元的工作状态；

13、所述ct数据传输方法包括如下步骤：

14、s1：启动所述ct系统进行自检测；

15、s2：响应于所述控制台主机或用户的指令，所述ct扫描架、所述ct床和所述无线数据传输装置做扫描准备，通过所述指令预设的所述ct系统的几何参数计算出本次扫描的数据大小，并根据算得的数据大小，对所述控制台主机、所述数据重建处理单元进行存储空间检查，同时检查所述ct系统的网络通信状态；

16、计算公式为rawdata＝rownums×detectnums×pixelbits×acqnums，其中，rownums为所述探测器单元的探测器排数，detectnums为探测器列数，piexlbits为探测器像素位深，acqnums为旋转机架旋转一圈扫描的数量；

17、s3：检查所述cpe天线模块与所述ap天线模块的无线传输频率状态，确定并锁定当前的最优无线传输频率；

18、s4：确认扫描参数，开始扫描，所述探测器单元采集ct扫描的x射线信号，并将所述x射线信号传输至所述数据重建处理单元；

19、s5：所述数据重建处理单元将所述x射线信号处理重建为反投影数据或标准dicom图像，并通过所述cpe无线传输单元和所述ap无线传输单元建立的网络连接，将所述反投影数据或所述标准dicom图像传输至所述控制台主机，所述cpe无线传输单元、所述转子控制单元实时管理和监控所述数据重建处理单元的工作状态。

20、进一步地，步骤s1中，启动所述ct系统进行自检测包括分别对所述ct扫描架的工作状态、所述ct床的工作状态、所述控制台主机的网络连接状态、所述数据重建处理单元的网络连接状态、所述cpe无线传输单元与所述ap无线传输单元之间的网络连接状态进行检测。

21、进一步地，步骤s3中，确定并锁定当前最优的无线传输频率具体为：

22、所述cpe天线模块与所述ap天线模块在扫描前，根据步骤s2中算得的数据大小自动选频，并在扫描过程中锁定所述最优无线传输频率。

23、进一步地，步骤s4中，所述扫描参数包括x射线管电压、x射线管电流、扫描部位、扫描位置信息、所述探测器单元的工作模式以及所述数据重建处理单元的重建序列数量和重建图像数量。

24、进一步地，步骤s5中，所述数据重建处理单元的处理重建方式包括实时重建和后台数据重建，所述数据重建处理单元响应于所述控制台主机或用户的指令择一执行；

25、当所述数据重建处理单元采用实时重建，并在处理重建完成时，同时降低所述旋转机架的转速。

26、进一步地，所述第一串行通信接口、所述第二串行通信接口分别采用can总线串行接口、rs232串行接口、rs485串行接口、rs422串行接口中的任意一种。

27、进一步地，所述数据重建处理单元与所述探测器单元之间通过usb、pcie、光纤、有线网络端口中的任意一种或几种方式相连接；

28、所述数据重建处理单元与所述cpe无线传输单元之间通过有线网络端口、光纤、pcie、usb中的任意一种或几种方式相连接。

29、进一步地，所述cpe天线呈柱状结构，且所述cpe天线自靠近所述旋转机架的一端朝向所述ct床的一端直径逐渐减小；

30、所述ap天线呈柱状结构，且所述ap天线自靠近所述ct床的一端朝向所述旋转机架的一端直径逐渐减小。

31、进一步地，，所述ap天线的数量为两个，两个所述ap天线分别布置在所述ct床靠近所述ct扫描架的一端于宽度方向上的两侧；

32、所述cpe天线的数量为四个，四个所述cpe天线沿周向等间距布置在所述旋转机架上。

33、进一步地，所述cpe天线模块和所述ap天线模块的天线极化方式为水平极化。

34、由于上述技术方案的运用，本技术与现有技术相比的有益效果在于：

35、本技术的ct数据传输方法使用的无线数据传输装置，通过在旋转机架上设置数据重建处理单元，对探测器采集的x射线信号进行处理和重建，以形成图像数据，通过cpe无线传输单元将图像数据无线传输至ap无线传输单元，再由ap无线传输单元将图像数据传输至控制台主机。将x射线信号处理和重建以形成图像数据进行无线传输，可以降低采集的x射线信号的数据的冗余性和复杂性，从而降低需要无线传输的数据量，进而提高传输效率，降低传输成本。

36、同时，通过cpe无线传输单元与ap无线传输单元的配合，实现数据的无线传输，结构简单，成本低，且可降低信号干扰，提高数据传输的可靠性和稳定性，且可避免因有线连接对ct扫描架转动的限制。由于无线传输的特性，相对于有线传输，减少了数据线路被窃听或篡改的风险，从而降低了数据泄露和信息安全风险的可能性。使得使用该无线数据传输装置的ct数据传输方法更具有高效性和保密性，且传输成本更低。

37、此外，通过在数据重建处理单元上设置第一串行通信接口和第二串行通信接口，cpe无线传输单元通过第一串行通信接口管理和监控数据重建处理单元的工作状态，转子控制单元通过所述第二串行通信接口管理和监控所述数据重建处理单元的工作状态，以通过硬件监控的方式实时管理和监控数据重建处理单元的工作状态，且cpe无线传输单元和转子控制单元配合组成双重管理和监控，以保证数据重建处理单元的安全正常运行。