改进X射线管的灯丝故障预测的系统和方法与流程

以下内容总体上涉及医疗成像技术、x射线成像技术、x射线管技术、x射线管维护技术以及相关技术。

背景技术：

1、x射线管是任何医疗x射线成像机的昂贵部件，且x射线管的使用寿命有限，从几年到十年或更长，这取决于安装的具体因素，例如x射线成像机的使用有多么强烈。每个x射线管也有各自的性能特点。因此，通常执行x射线管的监测和维护。在初次安装新的x射线管时，测量x射线管的特性。这些特性通常包括管电压、灯丝电流和管电流之间的关系，且在可行的情况下包括其他参数，如栅压(grid voltage)，这取决于管的配置。初始特性测量导致生成用于新的x射线管的x射线管校准数据。例如，koninklijke philips n.v.(荷兰，埃因霍温)生产的一些x射线成像机将x射线管校准数据存储为x射线管调整表。

2、在这种初始x射线管校准之后，偶尔执行手动校准(在本文中也被称为手动调整)，例如，按照固定的计划表(比如每两年一次)或当x射线成像设备的操作员认为可能有用时。执行手动调整是为了调整初始校准数据，以适应x射线管特性随时间的变化(主要是由于灯丝磨损造成的)。每当x射线管的灯丝以高的(例如，运作的)灯丝电流运行时，灯丝被加热，这导致灯丝材料的蒸发。随着时间的推移，这使灯丝的直径变细，因此随着时间的推移增加灯丝的电阻，使得需要较低的灯丝电流(在给定的管电压和(在适用的情况下)栅压下)来实现相同量的灯丝加热和由此引起的管电流。这有时被称为灯丝磨损。在两次手动校准之间，保持校正因数(c因数)，以应对灯丝电阻的逐渐变化。c因数在手动校准时被重置为1。在该c因数的基础上，保留了被称为实际c因数的附加因数，其最初与c因数相等并随着其衰减而衰减，但在手动校准时不被重置为1。然而，在手动校准后，灯丝的电阻可能已发生变化，从而导致实际c因数中发生相应的变化。实际c因数随着灯丝的磨损而减小。

3、x射线管监测和维护的另一个常见方面是提供x射线管的剩余使用寿命(rul)(或等同于故障时间预测)的自动估计。这种估计可以简单地基于x射线管的使用小时数。然而，灯丝磨损不仅仅取决于管使用小时数，例如，以更高的灯丝电流运行x射线管会加速灯丝磨损。因此，在一些x射线成像机的监测中，采用更先进的预测模型，比如基于历史x射线管性能信息的rul的人工智能(ai)模型。现代x射线成像机已被计算机化，且通常保持关键运行参数和运行历史的机器日志，其通常包括关于x射线管电压、灯丝电流和管电流的信息以及其他数据。因此，可以从机器日志中挖掘待输入到ai模型中的数据，以生成rul估计值。在常见的情形中，当rul落在一定阈值(如大约一周或两周)下方时，故障时间估计值被显示在远程监测工程师的工作站上和/或x射线成像机的控制台上。这样的预测有利地允许x射线成像机的操作员提前规划更换x射线管，在理想情况下是在低使用率的时间间隔内或在一些其他计划的机器停机期间。

4、rul估计值的准确性是有益的。如果rul估计值错误地过长，那么x射线管可能在其可被更换之前就发生故障。在这种情况下，x射线成像机无法使用，直到更换发生故障的x射线管。这可能造成严重的不良后果，其中最明显的是患者成像时间的延迟或取消，以及医疗机构的由此引起的经济损失。x射线管故障还会对x射线成像机的辅助部件产生电应力和/或损坏，从而使维护工作变得更加复杂和昂贵。另一方面，错误地过短的rul估计值可导致过早地更换x射线管，这会导致额外的成本。

5、以下内容公开了克服这些问题和其他问题的一些改进。

技术实现思路

1、在本文公开的一些实施例中，一种非暂时性计算机可读介质存储有指令，该指令可由至少一个电子处理器执行，以执行监测医疗设备的部件的方法。该方法包括：从医疗设备中检索关于该部件的信息；从检索到的信息中得出指示该部件的一部分的磨损情况的磨损度量；以及响应于该磨损度量满足预定手动调整禁止标准，输出指示医疗设备的该部件正接近其剩余使用寿命(rul)的终点的警报。

2、在本文公开的一些实施例中，一种装置包括x射线成像设备，该x射线成像设备包括具有灯丝的x射线管。至少一个电子处理器被编程以：从医疗成像设备中检索关于x射线管的x射线管信息；从检索到的x射线管信息得出指示x射线管的灯丝的磨损情况的磨损度量；以及响应于该磨损度量满足预定手动调整禁止标准，输出指示x射线管正接近其rul的终点的警报。

3、在本文公开的一些实施例中，一种监测医疗成像设备的x射线管的方法包括：从医疗成像设备中检索关于x射线管的x射线管信息并将其提供给电子处理器；使用电子处理器，从检索到的x射线管信息中得出指示x射线管的灯丝的磨损情况的磨损度量，并确定该磨损度量是否满足预定手动调整禁止标准；以及响应于该磨损度量满足预定手动调整禁止标准，在远程监测工作站的显示设备上输出指示x射线管(10)正接近其剩余使用寿命rul的终点的警报。

4、一个优点在于仅在适当的时候执行手动校准以优化x射线管的使用寿命。

5、另一个优点在于为x射线管提供更准确的rul估计值。

6、另一个优点在于预测x射线管的故障时间，以确定x射线设备的最佳维修时间，从而减少x射线设备的停机时间。

7、另一个优点在于减少被延迟或取消的x射线检查。

8、另一个优点在于，基于准确地确定x射线管的预测故障日期，减少了医疗机构的经济损失。

9、给出的实施例可不提供、提供一个、提供两个、提供更多个或提供全部上述优点，和/或提供本领域普通技术人员在阅读和理解本公开后将变得明显的其他优点。

技术特征：

1.一种非暂时性计算机可读介质(26)，其存储有指令，所述指令能够由至少一个电子处理器(20)执行，以执行监测医疗设备(1)的部件(10)的方法(100)，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的非暂时性计算机可读介质(26)，其中，所述警报(30)指示不应执行所述部件(10)的手动校准。

3.根据权利要求2所述的非暂时性计算机可读介质(26)，其中，所述医疗设备(1)是医疗成像设备，所述部件(10)是所述医疗成像设备的x射线管，且所述方法(100)包括：

4.根据权利要求3所述的非暂时性计算机可读介质(26)，其中，所述方法(100)还包括：

5.根据权利要求4所述的非暂时性计算机可读介质(26)，其中：

6.根据权利要求5所述的非暂时性计算机可读介质(26)，其中，所述预定手动调整禁止阈值时间大于所述预定管更换警报阈值时间。

7.根据权利要求3和4中的任一项所述的非暂时性计算机可读介质(26)，其中：

8.根据权利要求7所述的非暂时性计算机可读介质(26)，其中：

9.根据权利要求7所述的非暂时性计算机可读介质(26)，其中：

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的非暂时性计算机可读介质(26)，其中，输出所述警报(30)包括：

11.根据权利要求10所述的非暂时性计算机可读介质(26)，其中，所述远程监测工作站(18)接收来自包括所述医疗设备(1)的医疗设备机群的警报，并且所述方法(100)还包括：

12.一种装置，包括：

13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述警报(30)指示不应执行所述部件(10)的手动校准。

14.根据权利要求12所述的装置，其中，所述至少一个电子处理器(20)被进一步编程以：

15.根据权利要求12和13中的任一项所述的装置，其中：

16.一种监测医疗成像设备(1)的x射线管(10)的方法(100)，所述方法包括：

17.根据权利要求16所述的方法(100)，其中，所述警报(30)指示不应执行所述x射线管(10)的手动校准。

18.根据权利要求16所述的方法(100)，其中，所述方法还包括：

19.根据权利要求18所述的方法(100)，其中：

20.根据权利要求16和17中的任一项所述的方法(100)，其中：

21.根据权利要求20所述的方法(100)，其中：

22.根据权利要求20所述的方法(100)，其中：

23.根据权利要求16至22中的任一项所述的方法(100)，其中，所述方法还包括：

24.根据权利要求23所述的方法(100)，其中，所述x射线管(10)的每次被执行的手动校准由所述电子处理器(20)响应于用户输入给所述医疗设备(1)的手动调整输入来执行。

25.根据权利要求16至24中的任一项所述的方法(100)，其中，输出所述警报(30)包括：

技术总结
一种非暂时性计算机可读介质(26)存储有指令，该指令可由至少一个电子处理器(20)执行，以执行监测医疗设备(1)(尤其是X射线管)的部件(10)的方法(100)。该方法包括：从医疗设备中检索关于该部件的信息；从检索到的信息中得出指示该部件的一部分(尤其是灯丝)的磨损情况的磨损度量；以及响应于该磨损度量满足预定手动调整禁止标准，输出指示该医疗设备的该部件正接近其剩余使用寿命(RUL)的终点以及任选地指示不应对该部件执行手动校准的警报(30)。

技术研发人员：S·P·P·普龙克,J·H·M·科斯特,T·Z·德梅韦兹,H·P·施普龙
受保护的技术使用者：皇家飞利浦有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15