一种探测器智能控制系统、控制方法及pet设备的制造方法_5

文档序号:8480841阅读:来源:国知局
行访问、控制、交互;收集、采集探测器状态信息;局部数据统计分析;下载更新固件来完成探测器的功能、流程改变以根据应用不同,自主改变固件来实现不同的探测方式,应对不同的应用场景。
[0137](2-1)若第三控制器判断控制指令为指定探测器250参数的查询,则报文存储与下发部213将查询指令经由第五类接口 225发送至第一控制器228,第一控制器228接受查询指令后经由与指定探测器250通信连接的第一类接口 221查询指定探测器250的参数信息并反馈至第三控制器显示、处理;
[0138](2-2)若第三控制器判断控制指令为指定探测器250参数的配置,则报文存储与下发部213将指定探测器250的参数信息经由第五类接口 225下发至数第一控制器228,第一控制器228下载参数信息并经由与指定探测器250通信连接的第一类接口将参数信息发送至探测器250,探测器250配置参数信息;
[0139](2-3)若第三控制器判断控制指令为指定探测器250的固件升级指令,则报文存储与下发部213将指定探测器250的固件升级程序经由第五类接口 225打包下发至第一控制器228,数据传输及控制模块经由与指定探测器250通信连接的第一类接口 221将固件升级程序配置至指定探测器250中;
[0140](2-4)若第三控制器判断控制指令为数据传输及控制模块的固件升级指令,则报文存储与下发部113将控制指令及数据传输及控制模块的固件升级程序经第五类接口打包下发至数据传输及控制模块,数据传输及控制模块下载并配置的数据传输及控制模块固件升级程序。
[0141]步骤(2-4)中,外部控制模块210经由第五类接口发送数据传输及控制模块的固件升级指令及程序:(2-4-1)若报文存储与下发部213判断控制指令为第一控制器228的固件升级指令,则将第一控制器228固件升级程序及指令的报文经由第五类接口 225下发至第一控制器228,第一控制器228接收并分析报文后,下载并配置第一控制器228的固件升级程序;(2-4-2)若外部控制模块210判断控制指令为第二控制器229即FPGA的固件升级指令,则将第二控制器229固件升级程序及指令的报文经由第五类接口 225下发至第一控制器228,第一控制器228接收并解析报文后,下载第二控制器229的固件升级程序并经由J401接口配置至第二控制器229中;
[0142]当第二控制器229为除FPGA之外的其他处理元件时,第二控制器229的升级还可通过以下步骤完成:(2-4-2')若外部控制模块210判断控制指令为第二控制器229的固件升级指令,则将第二控制器229固件升级程序及指令的报文经由第六类接口 226下发至第二控制器229处理,第二控制器229接收并分析报文后,下载并配置第二控制器229的固件升级程序即可。
[0143]传统的探测器控制器都是固定好的配置参数,包括电压,增益,阈值等,本发明所示的探测器智能控制系统除在步骤(I)中,根据最优的配置文件来配置探测器外,在使用过程中,还通过实时监测探测器250、数据传输与控制模块220的工作状态,然后根据性能与工作参数的模型来动态改变探测器250、数据传输与控制模块220配置参数,让探测器与系统始终处于最优工作状态。
[0144](3)工作状态监测与处理步骤:数据传输及控制模块实时经由第三类接口接收工作状态监测模块传输的探测器150、数据传输与控制模块120的工作状态实时参数数据后,经由第五类接口上报至外部控制模块210的性能与工作状态参数配置部215处理,性能与工作状态参数配置部215处理根据探测器性能与参数模型、数据传输与控制模性能与参数模型以动态配置探测器150、数据传输与控制模块120的工作参数,性能与工作状态参数配置部215驱动工作状态监测模块130动态调整所监控设备的工作参数,以使探测器250、数据传输与控制模块220处于最佳工作状态。
[0145]此外,还通过实时监测探测器、所处的环境参数,根据性能与环境参数的模型来动态改变探测器250、数据传输及控制模块220的配置参数,让探测器与系统始终处于最优工作状态。
[0146](4)探测器250、数据传输及控制模块220的工作环境状态监测与处理步骤:数据传输及控制模块220的第一处理228实时经由第三类接口接收工作环境监测模块240传输的探测器250、数据传输及控制模块220的工作环境的实时参数数据后,经由第五类接口225上报至第三控制的性能与环境参数配置部214,性能与环境参数配置部214处理根据探测器、数据传输及控制模块的性能与环境参数模型以动态配置探测器、数据传输及控制模块的工作参数以使探测器和/或数据传输及控制模块处于最佳工作状态。
[0147]第三实施例中,本发明公开了一种PET设备,包括探测器、辅助系统以及探测器智能控制系统,辅助系统与外部控制模块通信连接以接受外部控制模块的驱动,包括校准系统、床位控制系统、配电系统、数据传输系统等,本实施例中,校准系统、床位控制系统、配电系统、数据传输系统等辅助系统分别经由以太网接口与外部控制模块相连以根据需要进行各自工作的控制,PET设备上的所有的探测器与都与数据传输及控制模块通信连接,具体的,每组数据传输及控制模块经由第一类接口与一定数量的探测器对应通信连接用于PET设备上探测器的控制,经由第二类接口与多个探测器对应通信连接用于PET设备上探测器原始数据的采集与传输。
[0148]以下以PET设备包括第二实施例中所示的探测器智能控制系统对PET设备进行说明。
[0149]一般的,外部控制模块与校准系统配合首先进行整体设备的校准,包括探测器灵敏度校准、探测器时间分辨率等的校准,该步骤可一个月进行一次。然后上电进行数据传输及控制模块的初始化步骤以为后续数据采集传输做好准备,最后通过外部控制模块与床位控制系统配合将待检测人员送入至指定位置,即可进行后续的PET扫描工作。
[0150]数据传输及控制模块包括第一控制器228其与第二控制器229,优选的,第一控制器228基于ARM+Linux平台,硬件架构包括Cortex M4内核的ARM外挂SRAM形成最小系统,控制多路可编程电压模块,结合电压、电路、温湿度传感器,软件系统采用SafeRTOS实时操作系统,为用户提供API接口,完成以下三个方面主要工作:①提供探测器250正常工作的基本需求:多路电源配置,探测器250参数配置;②提供探测器250有效工作保障:实时监护;③提供稳定工作基础:利用监护信息和已知探测器性能模型对探测器250进行最佳性能校正。
[0151]第二控制器229采用FPGA为核心,根据用户应用需求,在FPGA内部实现不同的数据获取流程,不同的数据处理机制和不同的数据输出格式。在数据输入和数据输出接口方面,采用千兆网络接口保证足够的数据通道。主要包括算法平台、数据处理流程和数据输出结构三部分。①算法平台:根据用户的应用,提供固定模式下的算法包,同时提供自定义算法功能。在PET领域可实现位置、时间、能量信息计算,能实现能量窗的设定等。②数据处理流程:根据用户需求,提供特定数据处理流程,如在PET领域中的能量计算、能量窗筛选,固定大小组包发送等。③数据输出结构:根据用户需求,提供自定义数据格式的封包、标记和数据输出。能实现标准TCP、UDP、CAN总线等标准格式数据包和各种自定义格式的数据包。
[0152]同时,第一控制器228、第二控制器229配合实现自定义固件动态维护。自定义探测器固件动态维护用于实现探测器的在线升级,根据应用不同,自主改变固件来实现不同的探测方式。目前主要包括:①控制信息的CAN总线控制:将所有的多节点探测器网络的数据传输及控制装置作为独立的单元挂载在CAN总线上,方便阵列化探测器和探测器组的逐一控制。通过CAN总线,能将控制信息进行在外部控制设备和数据传输及控制装置之间双向的传递,同时将探测器的固件按照固定的协议写入处理控制模块中,从而改变ARM和FPGA的程序,实现多样化的探测器功能。②探测器阵列的网络化访问:在多个探测器构成阵列时,能通过CAN总线和CAN总线交换机对所有探测器定点进行访问和控制。③固件信息(包括ARM和FPGA)的自动化加载:应用适应性的固件能在线烧写入ARM平台,进而ARM动态加载FPGA实现特定自定义的算法模块和探测器数据处理流程,从而完成整个探测器组件的固件更新,根据应用需求来改变或者自定义探测器的使用。
[0153]上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种探测器智能控制系统,其特征在于:包括外部控制模块以及至少一组与多个探测器分别通信连接的数据传输及控制模块; 所述外部控制模块与所述每组数据传输及控制模块分别通信连接以用于下发探测器、该组数据传输及控制模块的控制报文、接收并处理二者的反馈报文以及经由所述数据传输及控制模块发送的探测器原始数据或预处理数据; 所述每组数据传输及控制模块上下挂多个探测器,包括处理单元、数据预处理单元,以及至少一组第一类接口、至少一组第二类接口、第五类接口、第六类接口 ; 所述第五类接口和所述外部控制模块通信连接用于传输探测器和所述数据传输及控制模块的控制报文和反馈报文; 所述处理单元用于接收、解析、处理、转发所述探测器、数据传输及控制模块的控制报文和反馈报文; 所述至少一组第一类接口和多组探测器分别连接用于探测器控制报文和反馈报文的传输; 所述至少一组第二类接口和多组探测器分别连接用于探测器原始数据的传输; 所述数据预处理单元用于采集、接收、转发所述探测器原始数据,或所述数据预处理单元用于采集、接收、预处理所述探测器原始数据并转发探测器预处理数据; 所述第六类接口和所述外部控制模块通信连接用于探测器原始数据或探测器预处理数据的传输。
2.根据权利要求1所述的探测器智能控制系统,其特征在于:还包括至少一组探测器和/或数据传输及控制模块的工作状态监测与控制模块和/或外部工作环境监测模块,所述数据传输及控制模块设置至少一组第三类接口,所述第三类接口为预留控制接口,每组数据传输及控制模块经由所述第三类接口与一组所述工作状态监测与控制模块和/或外部工作环境监测模块通信连接,所述智能控制系统根据所述工作状态监测与控制模块和/或外部工作环境监测模块发送的监测信息动态配置所述探测器和/或数据传输及控制模块的工作参数。
3.根据权利要求2所述的探测器智能控制系统,其特征在于:所述工作状态监测与控制模块为电源监测与控制模块、风扇监测与控制模块中的一种或多种组合:所述电源监测与控制模块一端与探测器和/或数据传输及控制模块的电源通信连接,所述电源监测与控制模块的另一端经由其中一第三类接口与所述数据传输及控制模块通信连接以用于接受所述智能控制系统的驱动动态配置所述电源的输出;所述风扇监测与控制模块一端与多个风扇通信连接,所述风扇监测与控制模块的另一端经由其中一第三类接口与所述数据传输及控制模块通信连接以用于接受所述智能控制系统的驱动动态调整所述多个风扇的转速; 优选的,所述外部工作环境监测模块为工作温度监测模块、环境湿度监测模块中的一种或多种组合:所述工作温度监测模块一端与一温度传感单元通信连接、另一端与经由其中一第三类
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