本发明涉及医疗设备监控技术领域，具体为一种适用于ct扫描设备的低功耗监控系统及方法。
背景技术：
目前，在我国的各级医院中，由于普遍存在设备管理人员及医务人员严重不足的情况，医疗设备的日常使用监管及维护保养工作均不能达到国家的相关要求。特别是对于大型医疗设备，如ct扫描机等，如果没有得到很好的日常监管及维护，极易在出现故障后导致更大的经济损失，同时，由于对使用情况没有精确的统计数据，这类大型医疗设备难以达到充分的物尽其用，导致设备闲置率过高，造成资源浪费。
目前使用的ct扫描机多为三四代全身ct扫描机，ct机的分代主要以期x线管和探测器的关系、探测器的数目、排列方式以及x线管与探测器的运动方式来划分。第四代螺旋ct机，具有一个2mhu的旋转阳极x线管和4800固体探测器，探测器环形排列，固定在扫描架上，螺旋扫描是利用x线管连续旋转，配合检查床的连续均匀运动，对某一部位持续不断的扫描，得到该部位连续的螺旋式端面解剖图像。
探测器是ct扫描系统中的的das的核心部件。探测器的类型、数量及其性能直接影响到ct图像质量。确保探测器的正常工作和它的稳定性是保证ct图像质量，更好地为临床诊断服务的前提与基础。多层螺旋ct由于探测器数目多、宽度尺寸小(z轴方向≤0.6毫米)，因此现在全都采用固体探测器。但是固体探测器对周围环境的温度、湿度比较敏感。而ct扫描系统中的x线管也对温度比较敏感。同时，高压发生器的高压值直接影响x射线能量变化，x射线能量又直接影响人体各组织的吸收系数。另外，x线管的管电流、扫描床的运动次数同样影响最终检测结果的准确度。因此，需要对ct扫描系统中的重要部件进行准确有效的日常监管及维护。
公开号cn106934215b的中国专利公开了一种医疗设备工作过程监控方法及装置，通过待监控医疗设备的通信接口提取所述待监控医疗设备的工作参数；根据所述工作参数确定所述待监控医疗设备的各检测项目对应的功能参数；根据所述待监控医疗设备的各检测项目对应的功能参数，确定所述待监控医疗设备的工作状态。本发明实现了对小型医疗设备工作状态的精确监控，即对各检测项目的精确监控，如对待监控医疗设备的当前检测项目进行监控，以根据待监控医疗设备的各检测项目的使用时长，对该医疗设备进行调配，从而有效节约成本。该专利的监控方法不适用于大型ct扫描设备内部器件的工作状态监测。
因此，有必要提供一种适用于ct扫描设备的低功耗监控系统及方法。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种适用于ct扫描设备的低功耗监控系统及方法，提高设备日常监管维护的效率和可靠性，降低设备监控的功耗开销。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种适用于ct扫描设备的低功耗监控系统，包括设备监控端、计算机监控端及附属设备监控端，所述设备监控端、计算机监控端及附属设备监控端与监控中心构成星型通信网络，所述监控中心与云服务器通信连接；所述设备监控端、计算机监控端及附属设备监控端用于监测扫描装置、计算机及附属设备的运行参数，对所述运行参数进行分类存储和传输；所述监控中心用于控制设备监控端、计算机监控端及附属设备监控端的数据传输、接收设备监控端、计算机监控端及附属设备监控端发送的数据并进行分析处理；所述云服务器用于基于数据分析处理进行故障预判。
优选地，所述设备监控端监控的运行参数包括：扫描床的运动速度、高压发生器的高压值、x线管的管电流、x线管的温度、固体探测器的温度。
优选地，所述计算机监控端监控的运行参数包括：ct扫描设备的开机次数、ct扫描设备的单次运行时长、ct扫描设备的正常运转率、附属设备的正常运转率。
优选地，所述附属设备监控端监控的运行参数包括：激光打印机的操作数据、洗片机的操作数据及高压注射器的操作数据。
一种适用于ct扫描设备的低功耗监控方法，采用所述的系统实现，所述设备监控端、计算机监控端及附属设备监控端在未被唤醒时均处于休眠状态，所述方法包括：
监控中心发送第一次广播指令，所述第一次广播指令包括要唤醒的监控端的编号；
收到广播指令的监控端被唤醒并发送确认信息，未收到广播指令的监控端保持休眠状态；
监控端收到确认信息后，发送第二次广播指令，所述第二次广播指令包括确认进行数据传输的监控端编号、监控端编号对应的唤醒时间及传输时间；
监控端在对应的唤醒时间醒来，与监控中心进行数据传输。
优选地，所述方法包括：
云服务发送数据收集指令，所述数据收集指令包括需要收集的监控端的编号；
监控中心根据数据收集指令唤醒对应编号的监控端。
优选地，所述传输时间包括传输数据时间和冗余时间。
优选地，所述方法包括：所述冗余时间用于监控端向监控中心发送数据传输成功信息并接收到监控中心回复的数据接收成功信息。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的监控系统通过设备监控端监控扫描装置的运行参数，包括扫描床的运动速度、高压发生器的高压值、x线管的管电流、x线管的温度、固体探测器的温度等；通过计算机监控端监控ct扫描设备的开机次数、ct扫描设备的单次运行时长、ct扫描设备的正常运转率、附属设备的正常运转率；通过附属设备监控端监控激光打印机、洗片机、高压注射器等附属设备的运行数据，这些监控端与监控中心组成星型通信网络，基于休眠与唤醒机制，在需要某个监控端传输监控数据的时候，通过唤醒该监控端来进行数据传输，在不需要传输监控数据的时候，所有监控端处于休眠状态，实现多个监控端与监控中心之间的低功耗监控。
(2)本发明的监控方法基于休眠与唤醒机制，在需要监控端发送数据时，发送指令给监控中心，由监控中心唤醒对应的监控端，通过发送第一次广播指令，确认需要被唤醒的监控端接收到需要传输数据的指令，通过第二次广播指令，发送具体的监控端的唤醒时间及传输时间，确保监控端仅在需要自己传输数据的时间段醒来，在其他时间段保持低功耗休眠状态，降低整个监控系统的功耗需求，实现更长期更稳定的设备监控。
附图说明
图1为根据本发明实施例的低功耗监控系统的示意图。
图2为根据本发明实施例的低功耗监控方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种适用于ct扫描设备的低功耗监控系统，如图1所示，包括设备监控端、计算机监控端及附属设备监控端，所述设备监控端、计算机监控端及附属设备监控端与监控中心构成星型通信网络，所述监控中心与云服务器通信连接；所述设备监控端、计算机监控端及附属设备监控端用于监测扫描装置、计算机及附属设备的运行参数，对所述运行参数进行分类存储和传输；所述监控中心用于控制设备监控端、计算机监控端及附属设备监控端的数据传输、接收设备监控端、计算机监控端及附属设备监控端发送的数据并进行分析处理；所述云服务器用于基于数据分析处理进行故障预判。本发明的监控系统基于休眠与唤醒机制，在需要某个监控端传输监控数据的时候，通过唤醒该监控端来进行数据传输，在不需要传输监控数据的时候，所有监控端处于休眠状态，实现多个监控端与监控中心之间的低功耗监控。
作为一种实施方式，在ct成像过程中，通过计算机发送控制指令，使扫描床匀速运动，运动速度的误差不超过0.15mm；通过计算机发送控制指令，使高压发生器工作而产生高压，高压使x线管发射x线；x线束被准直后，对被检体某一层面进行透射，经固体探测器测得透过层面x线量衰减值，经处理获得一组完整数据投影，再将其转换成数字信号，传输到计算机；由计算机计算出该层面组织各单位容积的吸收系数，并排列成数字矩阵，而后转换成模拟信号；最后，在显示器上以不同灰阶形式显示该层面的断面图像。在此过程中，设备监控端监控扫描床的运动速度、高压发生器的高压值、x线管的管电流、x线管的温度、固体探测器的温度；计算机监控端监控ct扫描设备的开机次数、单次运行时长，并基于当前数据及历史相关数据计算得到ct扫描设备的正常运转率；附属设备监控端监控附属设备的运行数据，并根据所述运行数据计算得到附属设备的正常运转率。
进一步地，扫描床是被检者的承载体，利用扫描床将被检者送进扫描机架内，并将被检部位准确地定位到扫描的位置上。因此，对扫描床的定位精度、匀速移动精度要求很高，对于匀速移动的精度，其绝对误差应控制在不超过0.15mm。设备监控端记录扫描床使用过程中的实时速度。且扫描床的床面设置为可升降，方便被检者上下床。一般情况下，扫描床上还配置有投光器、托架、腰垫、绑带等辅助设施。
进一步地，高压发生器由ct扫描系统的计算机程序控制，以产生稳定的具有足够功率的高频逆变后的直流高压供给x线管，同时提供旋转阳极驱动电路电压和灯丝电路电压，灯丝电路电压供给线管灯丝产生稳定的管电流。高压发生器包括主控电路、监控电路、高压逆变电路、调制变压器、高压变压器、储能电容、开关电路、灯丝电路、驱动电路及其他附属电路，其中，对高压变压器的初级电压、线管电流、旋转阳极的转速都设置相应的监控电路，设备监控端记录这三项的工作数据，上述三项一旦产生偏差，则产生报错信号给主控电路，由主控电路传送至计算机端，同时切断高压输出，计算机监控端记录高压发生器非正常运转次数。在使用过程中，根据管电流的变化，及时调整高压变压器的初级电压以保证产生平稳的脉冲高压和较为恒定的管电流。另外，在实际应用中，可通过设置稳压装置增强稳压效果。
x线管对温度比较敏感，因此，在x线管管壁的外侧设置温度传感器。具体地，利用热敏电阻作为温度传感器，将温度信号转换为电压信号，电压信号经放大后驱动继电器动作，使x线管的控制线路在温度超过预设温度时断开，并在温度降至预设温度时接通，以达到保护x线管的目的；设备监控端记录继电器驱动控制线路断开和接通的次数，断开和接通所持续的时长。
固体探测器的输出信号强度与温度的关系极大，因此，在ct扫描系统中需要设置温度调控系统来稳定固体探测器的温度。所述温度调控系统包括加热装置，与加热装置连接的温度传感器，以及转换开关，所述转换开关分别与温度传感器的输出及加热装置的输入连接。当固体探测器的温度低于预设温度时，加热装置对探测器进行加温，一旦温度接近预设温度，加热装置则降低加热功率加热，直到探测器温度达到预设温度时停止加热。当温度低于预设温度时，温度传感器的反馈信号使转换开关处于导通状态，加热装置开始加热，探测器温度上升，当上升至预设温度时，温度传感器的反馈信号使转换开关从导通状态翻转为断开状态，加热装置断电，探测器温度保持在正常范围。设备监控端记录转换开关的翻转次数、开关导通时间及开关断开时间。
进一步地，对设备监控端记录的运行数据进行分类存储，如，扫描床使用过程中的运动速度；高压变压器的初级电压；继电器驱动控制线路断开和接通的次数，断开和接通所持续的时长；转换开关的翻转次数、开关导通时间及开关断开时间等，为每一项运行数据加上时间戳、数据来源编号和数据类型，形成按时间戳和数据来源编号分类存储的一个一个的数据包。当需要知道某个部件某段时间的运行参数时，可通过监控中心发送部件对应的编号，该编号与数据来源编号一致，由设备监控端将对应编号的数据传输至监控中心，从而避免大量非当前需要数据的传输，节省传输资源，提高数据调用效率。
计算机监控端监控ct扫描设备的开机次数、单次运行时长，并基于当前数据及历史相关数据计算得到ct扫描设备的正常运转率。计算机监控端通过监控ct扫描设备的电压/电流变化记录ct扫描设备的开机次数、单次运行时长，并通过电压/电流的变化判断设备是否异常，统计出设备的正常运转率。通过开机次数和单次运行时长可分析得到当前设备的利用率，为以后的设备采购提供参考，避免出现不能物尽其用的情况。
附属设备监控端监控附属设备的运行数据，并根据所述运行数据计算得到附属设备的正常运转率。附属设备一般包括激光打印机、洗片机、高压注射器等，附属设备监控端通过监控附属设备的电压/电流变化记录附属设备的开机次数、单次运行时长，并通过电压/电流的变化判断设备是否异常，统计出设备的正常运转率。同样，通过附属设备开机次数和单次运行时长可分析得到当前设备的利用率，为以后的设备采购提供参考，避免出现不能物尽其用的情况。
所述设备监控端、计算机监控端及附属设备监控端基于低功耗休眠与唤醒的模式进行监控，通过所述监控中心控制设备监控端、计算机监控端及附属设备监控端的数据传输、接收设备监控端、计算机监控端及附属设备监控端发送的数据并进行分析处理；所述云服务器用于基于数据分析处理进行故障预判。工作人员可根据数据需求单独调取不同的监控数据，或者按照预定周期上传所有的监控数据，各个监控端的数据无需实时传输至监控中心，仅在需要数据传输时启动通信传输即可，降低了通信成本开销，实现了大型ct设备的低功耗监控。同时，监控中心的数据可上传至云服务器进行分析处理，对设备进行故障预判，及时进行设备日常维护，避免造成大的经济损失。
另一方面，如图2所示，本发明还提供一种适用于ct扫描设备的低功耗监控方法，采用所述的监控系统实现，所述设备监控端、计算机监控端及附属设备监控端在未被唤醒时均处于休眠状态，所述方法包括：
监控中心发送第一次广播指令，所述第一次广播指令包括要唤醒的监控端的编号；
收到广播指令的监控端被唤醒并发送确认信息，未收到广播指令的监控端保持休眠状态；
监控端收到确认信息后，发送第二次广播指令，所述第二次广播指令包括确认进行数据传输的监控端编号、监控端编号对应的唤醒时间及传输时间；
监控端在对应的唤醒时间醒来，与监控中心进行数据传输。
进一步地，云服务发送数据收集指令，所述数据收集指令包括需要收集的监控端的编号；监控中心根据数据收集指令唤醒对应编号的监控端。工作人员可根据数据需求单独调取不同的监控数据，各个监控端的数据无需实时传输至监控中心，仅在需要数据传输时启动通信传输即可。
进一步地，所述传输时间包括传输数据时间和冗余时间。所述冗余时间用于监控端向监控中心发送数据传输成功信息并接收到监控中心回复的数据接收成功信息。举例而言，如果将传输时间设为2分钟，则这2分钟传输时间包括90秒的传输数据时间和30秒的冗余时间，在这30秒冗余时间内，监控端向监控中心发送数据传输成功信息，并接收监控中心回复的数据接收成功信息，通过冗余时间确保数据传输链路的正常，保证当前的数据已准确送达监控中心，避免丢包现象。
本发明的监控方法基于休眠与唤醒机制，在需要监控端发送数据时，发送指令给监控中心，由监控中心唤醒对应的监控端，通过发送第一次广播指令，确认需要被唤醒的监控端接收到需要传输数据的指令，通过第二次广播指令，发送具体的监控端的唤醒时间及传输时间，确保监控端仅在需要自己传输数据的时间段醒来，在其他时间段保持低功耗休眠状态，降低整个监控系统的功耗需求，实现更长期更稳定的设备监控。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
1.一种适用于ct扫描设备的低功耗监控系统，其特征在于，包括设备监控端、计算机监控端及附属设备监控端，所述设备监控端、计算机监控端及附属设备监控端与监控中心构成星型通信网络，所述监控中心与云服务器通信连接；所述设备监控端、计算机监控端及附属设备监控端用于监测扫描装置、计算机及附属设备的运行参数，对所述运行参数进行分类存储和传输；所述监控中心用于控制设备监控端、计算机监控端及附属设备监控端的数据传输、接收设备监控端、计算机监控端及附属设备监控端发送的数据并进行分析处理；所述云服务器用于基于数据分析处理进行故障预判。
2.根据权利要求1所述的适用于ct扫描设备的低功耗监控系统，其特征在于，所述设备监控端监控的运行参数包括：扫描床的运动速度、高压发生器的高压值、x线管的管电流、x线管的温度、固体探测器的温度。
3.根据权利要求1所述的适用于ct扫描设备的低功耗监控系统，其特征在于，所述计算机监控端监控的运行参数包括：ct扫描设备的开机次数、ct扫描设备的单次运行时长、ct扫描设备的正常运转率、附属设备的正常运转率。
4.根据权利要求1所述的适用于ct扫描设备的低功耗监控系统，其特征在于，所述附属设备监控端监控的运行参数包括：激光打印机的操作数据、洗片机的操作数据及高压注射器的操作数据。
5.一种适用于ct扫描设备的低功耗监控方法，采用权利要求1至4中任一项所述的系统实现，其特征在于，所述设备监控端、计算机监控端及附属设备监控端在未被唤醒时均处于休眠状态，所述方法包括：
监控中心发送第一次广播指令，所述第一次广播指令包括要唤醒的监控端的编号；
收到广播指令的监控端被唤醒并发送确认信息，未收到广播指令的监控端保持休眠状态；
监控端收到确认信息后，发送第二次广播指令，所述第二次广播指令包括确认进行数据传输的监控端编号、监控端编号对应的唤醒时间及传输时间；
监控端在对应的唤醒时间醒来，与监控中心进行数据传输。
6.根据权利要求5所述的适用于ct扫描设备的低功耗监控方法，其特征在于，所述方法包括：
云服务发送数据收集指令，所述数据收集指令包括需要收集的监控端的编号；
监控中心根据数据收集指令唤醒对应编号的监控端。
7.根据权利要求5所述的适用于ct扫描设备的低功耗监控方法，其特征在于，所述传输时间包括传输数据时间和冗余时间。
8.根据权利要求7所述的适用于ct扫描设备的低功耗监控方法，其特征在于，所述方法包括：所述冗余时间用于监控端向监控中心发送数据传输成功信息并接收到监控中心回复的数据接收成功信息。
技术总结