一种ct数据和系统信息同步系统和方法
技术领域：
：1.本发明涉及ct
技术领域：
：，尤其涉及一种ct数据和系统信息同步系统和方法。
背景技术：
：：2.ct图像反投影重建时需要两种信息，一是各个角度采集的投影数据（viewdata），二是与各个角度投影数据对应实时的系统信息(systeminfo)，系统信息包括机架位置（gantryposition）、扫描床位置（tableposition）、管电压（kv）、管电流（ma）等，投影数据是由探测器产生的，系统信息是由旋转端控制板（rcb）产生的，两者需要同步。3.如图1所示，为现有的系统架构示意图，静止端控制板（scb）在检测到机架旋转或扫描床运动时产生对应的脉冲信号（ticksignal），脉冲信号通过控制环传递给旋转端控制板。旋转端控制板的一项功能是根据收到脉冲信号计算出此时的机架位置和扫描床位置，同时旋转端控制板将脉冲信号整形后，作为探测器的数据采集触发信号（trigger）输出给探测器，以控制探测器的数据采集，可以简单的理解为，探测器每收到一个trigger就向外输出一次投影数据；旋转端控制板的另一项功能是控制x射线发生系统产生x射线，并实时记录管电压、管电流。当探测器的一个投影数据到达旋转端控制板后，旋转端控制板将此时记录的系统信息与投影数据打包之后，通过数据环传递给重建引擎进行断层图像重建。4.上述方案存在以下几处不足：1.数据链长度过长，增加了数据链的不稳定风险；2.trigger进入探测器的时间和探测器输出的对应此trigger的投影数据，由于数据流水线的层级和探测器工作模式的不同，使得延迟并不固定，导致和旋转端控制板中实时的系统信息会有几个trigger周期不等的延时，导致数据和系统信息很难同步；3.整个系统各模块间耦合性太大，不利于系统稳定；4.旋转端控制板承担了本不需要其参与的数据链的工作，在fpga选型时必须选在带有高速收发器的信号，提高了成本。技术实现要素：5.为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种ct数据和系统信息同步系统和方法，以增强系统稳定性，保证数据和系统信息的完全同步。6.为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种ct数据和系统信息同步系统，包括x射线发生系统、探测器、旋转端控制板、控制环、数据环、静止端控制板及重建引擎，所述静止端控制板的输出端与控制环的输入端连接，控制环的输出端与旋转端控制板的输入端连接，旋转端控制板的输出端与探测器的输入端连接，旋转端控制板与x射线发生系统双向通讯连接；所述探测器的输出端与数据环的输入端连接，数据环的输出端与重建引擎的输入端连接。7.一种基于上述系统的ct数据和系统信息同步方法，包括以下步骤：旋转端控制板将系统信息和数据采集触发信号发送给探测器；探测器根据数据采集触发信号生成投影数据，并将投影数据与系统信息组包，通过数据环发送给重建引擎。8.进一步的，所述旋转端控制板发出一个数据采集触发信号，经过时间t1后再发送此时记录的串行化的系统信息，且发送的系统信息的持续时间为t2；所述探测器检测到数据采集触发信号，经过时间t3后产生一个门控信号，门控信号的持续时间为t4，t1＞t3且t2＜t4。9.进一步的，所述系统信息和数据采集触发信号采用差分信号进行传输。10.进一步的，所述系统信息中包含有纠错码。11.进一步的，所述系统信息和投影数据采用深度为4的fifo进行缓存。12.本发明的优点在于：1.rcb不再承担任何数据传输的工作，数据将直接从探测器通过数据环输出给重建引擎，降低了系统成本，同时简化了数据链长度，增强了系统稳定性；2.投影数据和系统信息间，数据采集触发信号的延迟周期固定，可完全保证投影数据和系统信息的同步；3.系统模块间耦合低，增强了系统稳定性。附图说明13.图1为现有的ct图像反投影重建系统；图2为实施例中可实现ct数据和系统信息同步的ct图像反投影重建系统；图3为实施例中系统信息绑入数据采集触发信号的方法示意图；图4为实施例中简化后的探测器内部数据流水线。具体实施方式14.以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。15.本实施例提出一种ct数据和系统信息同步系统，如图2所示，包括x射线发生系统、探测器、旋转端控制板、控制环、数据环、静止端控制板及重建引擎，所述静止端控制板的输出端与控制环的输入端连接，控制环的输出端与旋转端控制板的输入端连接，旋转端控制板的输出端与探测器的输入端连接，旋转端控制板与x射线发生系统双向通讯连接；所述探测器的输出端与数据环的输入端连接，数据环的输出端与重建引擎的输入端连接。本方案系统与现有方案系统在架构上的最大区别是，旋转端控制板rcb不再承担任何数据传输的工作，数据将直接从探测器通过数据环输出给重建引擎。16.该实施例系统的控制方法如下所述：s100.静止端控制板在检测到机架旋转或扫描床运动时产生对应的脉冲信号，脉冲信号通过控制环传递给旋转端控制板；s200.旋转端控制板根据收到脉冲信号计算出此时的机架位置和扫描床位置，同时控制x射线发生系统产生x射线，并实时记录管电压、管电流；旋转端控制板将脉冲信号整形后，形成数据采集触发信号，并将包含机架位置、扫描床位置、管电压、管电流的系统信息连同数据采集触发信号发送给探测器；s300.探测器根据数据采集触发信号生成投影数据，并将投影数据与系统信息组包，通过数据环发送给重建引擎；s400.重建引擎进行断层图像重建。17.上述方法需要将系统信息传递给探测器，由探测器进行组包，为了不额外增加通信线路来传递系统信息，本方案采取将系统信息绑入数据采集触发信号的方法，如图3所示。该方法包括以下内容：旋转端控制板发出一个数据采集触发信号，经过时间t1后再发送此时记录的串行化的系统信息，且发送的系统信息的bit流持续时间为t2；所述探测器检测到数据采集触发信号，经过时间t3后产生一个门控信号，门控信号的持续时间为t4，同时t1＞t3且t2＜t4，门控信号持续时，探测器接收系统信息，从而成功的将系统信息从数据采集触发信号中分离出来。18.为了保证系统信息传输稳定，本实施例采用差分信号进行传输，同时系统信息中加入了纠错码，例如ecc。19.如图4所示，是简化后的探测器内部数据流水线，可知采用本实施例方案后，系统信息和投影数据间有4个trigger周期的延迟，且相比与现有方案，该延迟周期是固定的，为了将输出的系统信息和投影数据同步，本实施例采用深度为4的fifo进行缓存。20.上述实施例仅用于解释说明本发明的构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。技术特征：1.一种ct数据和系统信息同步系统，包括x射线发生系统、探测器、旋转端控制板、控制环、数据环、静止端控制板及重建引擎，所述静止端控制板的输出端与控制环的输入端连接，控制环的输出端与旋转端控制板的输入端连接，旋转端控制板的输出端与探测器的输入端连接，旋转端控制板与x射线发生系统双向通讯连接；其特征在于：所述探测器的输出端与数据环的输入端连接，数据环的输出端与重建引擎的输入端连接。2.一种基于权利要求1的ct数据和系统信息同步方法，其特征在于，包括以下步骤：旋转端控制板将系统信息和数据采集触发信号发送给探测器；探测器根据数据采集触发信号生成投影数据，并将投影数据与系统信息组包，通过数据环发送给重建引擎。3.如权利要求2所述的一种ct数据和系统信息同步方法，其特征在于：所述旋转端控制板发出一个数据采集触发信号，经过时间t1后再发送此时记录的串行化的系统信息，且发送的系统信息的持续时间为t2；所述探测器检测到数据采集触发信号，经过时间t3后产生一个门控信号，门控信号的持续时间为t4，t1＞t3且t2＜t4。4.如权利要求2所述的一种ct数据和系统信息同步方法，其特征在于：所述系统信息和数据采集触发信号采用差分信号进行传输。5.如权利要求2所述的一种ct数据和系统信息同步方法，其特征在于：所述系统信息中包含有纠错码。6.如权利要求2所述的一种ct数据和系统信息同步方法，其特征在于：所述系统信息和投影数据采用深度为4的fifo进行缓存。技术总结本发明涉及CT
技术领域：
：，尤其涉及一种CT数据和系统信息同步系统和方法，旋转端控制板将系统信息和数据采集触发信号发送给探测器；探测器根据数据采集触发信号生成投影数据，并将投影数据与系统信息组包，通过数据环发送给重建引擎；优点在于：RCB不再承担任何数据传输的工作，数据将直接从探测器通过数据环输出给重建引擎，降低了系统成本，同时简化了数据链长度，增强了系统稳定性；投影数据和系统信息间，数据采集触发信号的延迟周期固定，可完全保证投影数据和系统信息的同步；系统模块间耦合低，增强了系统稳定性。增强了系统稳定性。增强了系统稳定性。技术研发人员：陈修儒朱炯倪健周彬奇黄振强受保护的技术使用者：明峰医疗系统股份有限公司技术研发日：2022.01.13技术公布日：2022/3/22
技术领域：
：1.本发明涉及ct
技术领域：
：，尤其涉及一种ct数据和系统信息同步系统和方法。
背景技术：
：：2.ct图像反投影重建时需要两种信息，一是各个角度采集的投影数据（viewdata），二是与各个角度投影数据对应实时的系统信息(systeminfo)，系统信息包括机架位置（gantryposition）、扫描床位置（tableposition）、管电压（kv）、管电流（ma）等，投影数据是由探测器产生的，系统信息是由旋转端控制板（rcb）产生的，两者需要同步。3.如图1所示，为现有的系统架构示意图，静止端控制板（scb）在检测到机架旋转或扫描床运动时产生对应的脉冲信号（ticksignal），脉冲信号通过控制环传递给旋转端控制板。旋转端控制板的一项功能是根据收到脉冲信号计算出此时的机架位置和扫描床位置，同时旋转端控制板将脉冲信号整形后，作为探测器的数据采集触发信号（trigger）输出给探测器，以控制探测器的数据采集，可以简单的理解为，探测器每收到一个trigger就向外输出一次投影数据；旋转端控制板的另一项功能是控制x射线发生系统产生x射线，并实时记录管电压、管电流。当探测器的一个投影数据到达旋转端控制板后，旋转端控制板将此时记录的系统信息与投影数据打包之后，通过数据环传递给重建引擎进行断层图像重建。4.上述方案存在以下几处不足：1.数据链长度过长，增加了数据链的不稳定风险；2.trigger进入探测器的时间和探测器输出的对应此trigger的投影数据，由于数据流水线的层级和探测器工作模式的不同，使得延迟并不固定，导致和旋转端控制板中实时的系统信息会有几个trigger周期不等的延时，导致数据和系统信息很难同步；3.整个系统各模块间耦合性太大，不利于系统稳定；4.旋转端控制板承担了本不需要其参与的数据链的工作，在fpga选型时必须选在带有高速收发器的信号，提高了成本。技术实现要素：5.为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种ct数据和系统信息同步系统和方法，以增强系统稳定性，保证数据和系统信息的完全同步。6.为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种ct数据和系统信息同步系统，包括x射线发生系统、探测器、旋转端控制板、控制环、数据环、静止端控制板及重建引擎，所述静止端控制板的输出端与控制环的输入端连接，控制环的输出端与旋转端控制板的输入端连接，旋转端控制板的输出端与探测器的输入端连接，旋转端控制板与x射线发生系统双向通讯连接；所述探测器的输出端与数据环的输入端连接，数据环的输出端与重建引擎的输入端连接。7.一种基于上述系统的ct数据和系统信息同步方法，包括以下步骤：旋转端控制板将系统信息和数据采集触发信号发送给探测器；探测器根据数据采集触发信号生成投影数据，并将投影数据与系统信息组包，通过数据环发送给重建引擎。8.进一步的，所述旋转端控制板发出一个数据采集触发信号，经过时间t1后再发送此时记录的串行化的系统信息，且发送的系统信息的持续时间为t2；所述探测器检测到数据采集触发信号，经过时间t3后产生一个门控信号，门控信号的持续时间为t4，t1＞t3且t2＜t4。9.进一步的，所述系统信息和数据采集触发信号采用差分信号进行传输。10.进一步的，所述系统信息中包含有纠错码。11.进一步的，所述系统信息和投影数据采用深度为4的fifo进行缓存。12.本发明的优点在于：1.rcb不再承担任何数据传输的工作，数据将直接从探测器通过数据环输出给重建引擎，降低了系统成本，同时简化了数据链长度，增强了系统稳定性；2.投影数据和系统信息间，数据采集触发信号的延迟周期固定，可完全保证投影数据和系统信息的同步；3.系统模块间耦合低，增强了系统稳定性。附图说明13.图1为现有的ct图像反投影重建系统；图2为实施例中可实现ct数据和系统信息同步的ct图像反投影重建系统；图3为实施例中系统信息绑入数据采集触发信号的方法示意图；图4为实施例中简化后的探测器内部数据流水线。具体实施方式14.以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。15.本实施例提出一种ct数据和系统信息同步系统，如图2所示，包括x射线发生系统、探测器、旋转端控制板、控制环、数据环、静止端控制板及重建引擎，所述静止端控制板的输出端与控制环的输入端连接，控制环的输出端与旋转端控制板的输入端连接，旋转端控制板的输出端与探测器的输入端连接，旋转端控制板与x射线发生系统双向通讯连接；所述探测器的输出端与数据环的输入端连接，数据环的输出端与重建引擎的输入端连接。本方案系统与现有方案系统在架构上的最大区别是，旋转端控制板rcb不再承担任何数据传输的工作，数据将直接从探测器通过数据环输出给重建引擎。16.该实施例系统的控制方法如下所述：s100.静止端控制板在检测到机架旋转或扫描床运动时产生对应的脉冲信号，脉冲信号通过控制环传递给旋转端控制板；s200.旋转端控制板根据收到脉冲信号计算出此时的机架位置和扫描床位置，同时控制x射线发生系统产生x射线，并实时记录管电压、管电流；旋转端控制板将脉冲信号整形后，形成数据采集触发信号，并将包含机架位置、扫描床位置、管电压、管电流的系统信息连同数据采集触发信号发送给探测器；s300.探测器根据数据采集触发信号生成投影数据，并将投影数据与系统信息组包，通过数据环发送给重建引擎；s400.重建引擎进行断层图像重建。17.上述方法需要将系统信息传递给探测器，由探测器进行组包，为了不额外增加通信线路来传递系统信息，本方案采取将系统信息绑入数据采集触发信号的方法，如图3所示。该方法包括以下内容：旋转端控制板发出一个数据采集触发信号，经过时间t1后再发送此时记录的串行化的系统信息，且发送的系统信息的bit流持续时间为t2；所述探测器检测到数据采集触发信号，经过时间t3后产生一个门控信号，门控信号的持续时间为t4，同时t1＞t3且t2＜t4，门控信号持续时，探测器接收系统信息，从而成功的将系统信息从数据采集触发信号中分离出来。18.为了保证系统信息传输稳定，本实施例采用差分信号进行传输，同时系统信息中加入了纠错码，例如ecc。19.如图4所示，是简化后的探测器内部数据流水线，可知采用本实施例方案后，系统信息和投影数据间有4个trigger周期的延迟，且相比与现有方案，该延迟周期是固定的，为了将输出的系统信息和投影数据同步，本实施例采用深度为4的fifo进行缓存。20.上述实施例仅用于解释说明本发明的构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。技术特征：1.一种ct数据和系统信息同步系统，包括x射线发生系统、探测器、旋转端控制板、控制环、数据环、静止端控制板及重建引擎，所述静止端控制板的输出端与控制环的输入端连接，控制环的输出端与旋转端控制板的输入端连接，旋转端控制板的输出端与探测器的输入端连接，旋转端控制板与x射线发生系统双向通讯连接；其特征在于：所述探测器的输出端与数据环的输入端连接，数据环的输出端与重建引擎的输入端连接。2.一种基于权利要求1的ct数据和系统信息同步方法，其特征在于，包括以下步骤：旋转端控制板将系统信息和数据采集触发信号发送给探测器；探测器根据数据采集触发信号生成投影数据，并将投影数据与系统信息组包，通过数据环发送给重建引擎。3.如权利要求2所述的一种ct数据和系统信息同步方法，其特征在于：所述旋转端控制板发出一个数据采集触发信号，经过时间t1后再发送此时记录的串行化的系统信息，且发送的系统信息的持续时间为t2；所述探测器检测到数据采集触发信号，经过时间t3后产生一个门控信号，门控信号的持续时间为t4，t1＞t3且t2＜t4。4.如权利要求2所述的一种ct数据和系统信息同步方法，其特征在于：所述系统信息和数据采集触发信号采用差分信号进行传输。5.如权利要求2所述的一种ct数据和系统信息同步方法，其特征在于：所述系统信息中包含有纠错码。6.如权利要求2所述的一种ct数据和系统信息同步方法，其特征在于：所述系统信息和投影数据采用深度为4的fifo进行缓存。技术总结本发明涉及CT
技术领域：
：，尤其涉及一种CT数据和系统信息同步系统和方法，旋转端控制板将系统信息和数据采集触发信号发送给探测器；探测器根据数据采集触发信号生成投影数据，并将投影数据与系统信息组包，通过数据环发送给重建引擎；优点在于：RCB不再承担任何数据传输的工作，数据将直接从探测器通过数据环输出给重建引擎，降低了系统成本，同时简化了数据链长度，增强了系统稳定性；投影数据和系统信息间，数据采集触发信号的延迟周期固定，可完全保证投影数据和系统信息的同步；系统模块间耦合低，增强了系统稳定性。增强了系统稳定性。增强了系统稳定性。技术研发人员：陈修儒朱炯倪健周彬奇黄振强受保护的技术使用者：明峰医疗系统股份有限公司技术研发日：2022.01.13技术公布日：2022/3/22
再多了解一些
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