專利名稱：快速重連的分集無(wú)線電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及無(wú)線數(shù)據(jù)通信。本申請(qǐng)尤其應(yīng)用于提高在不利環(huán)境中，特別是在RF屏蔽室內(nèi)，無(wú)線數(shù)據(jù)通信的可靠性，且將參考其進(jìn)行描述。
背景技術(shù)：
磁共振(MR)成像系統(tǒng)使用相對(duì)強(qiáng)的RF脈沖誘發(fā)相對(duì)弱的磁共振信號(hào)。通常，這些信號(hào)處在兆赫(MHz)范圍，該范圍與通常用于諸如通信、在電子設(shè)備中的定時(shí)振蕩器等的其他目的的頻率范圍重疊。為避免環(huán)境信號(hào)與共振信號(hào)一起被接收并改變共振信號(hào)所傳達(dá)的明顯信息，以及避免RF激勵(lì)信號(hào)干擾附近電子設(shè)備，磁共振成像系統(tǒng)經(jīng)常放置在法拉第籠或RF屏蔽室中。RF屏蔽MR室是無(wú)線電通信極端困難的環(huán)境。由于來(lái)自RF屏蔽墻的反射和衰減存在顯著的無(wú)線電信號(hào)退化。例如，在天線處同時(shí)被接收的反射信號(hào)，多次反射信號(hào)，以及直射信號(hào)能夠彼此相消地干涉或者相長(zhǎng)地干涉。 在MR成像會(huì)話期間，患者通常電線連接著心電圖(ECG)電極，SpO2脈沖血氧傳感器等。通過電線將這些生理參數(shù)監(jiān)測(cè)器連接到在RF屏蔽室外的控制室中的顯示器將產(chǎn)生長(zhǎng)的接線路線，以及屏蔽室中的凌亂。此外，需要RF屏蔽端口以防止穿過針對(duì)電線的端口的RF泄露。優(yōu)選采用無(wú)線解決方案，但其可靠性是一個(gè)問題。其他人也提出過在遠(yuǎn)離MR頻率的頻率上使用無(wú)線通信。在室內(nèi)的天線與控制室中的醫(yī)療監(jiān)測(cè)器的顯示器無(wú)線通信。但是，與醫(yī)療監(jiān)測(cè)器通信的任何信號(hào)損失，例如，由于相消干涉，通常導(dǎo)致在醫(yī)療監(jiān)測(cè)器顯示器上顯示平坦直線，這將誤傳患者的生理狀態(tài)。平坦直線的顯示通常與被監(jiān)視生理參數(shù)的中斷有關(guān)，該中斷通常指示嚴(yán)重的，威脅生命的生理狀況。因此，不同于在一些其他無(wú)線通信系統(tǒng)中，在MR應(yīng)用中即使短暫的通信損失也是成問題的。跳頻擴(kuò)頻無(wú)線電，其已經(jīng)使用在其他應(yīng)用中，在多個(gè)頻率通道間轉(zhuǎn)換。因?yàn)橄嚅L(zhǎng)和相消干涉在任何一個(gè)時(shí)間內(nèi)僅僅在頻譜的有限部分產(chǎn)生，擴(kuò)頻通信能夠抑制或者消除由于相消干涉、噪聲、或其他通道問題所導(dǎo)致的信號(hào)損失。但是，由于遠(yuǎn)程接收器應(yīng)當(dāng)正確跟蹤發(fā)射器所采用的頻率跳變，當(dāng)在頻率間跳頻時(shí)存在同步問題。如果失去同步，在重新同步階段期間將存在短暫的通信損失，這在MR應(yīng)用在可能再次導(dǎo)致數(shù)據(jù)中斷和顯示器上的平坦直線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種新的經(jīng)改進(jìn)的無(wú)線通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)克服了上述問題和其他問題。根據(jù)一個(gè)方面，提供一種用于通信患者數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。位于RF屏蔽室內(nèi)的患者監(jiān)測(cè)器包括多個(gè)傳感器，所述傳感器收集關(guān)于患者的生理數(shù)據(jù)；以及至少一個(gè)發(fā)射器，所述發(fā)射器在寬帶頻譜的至少兩個(gè)頻率通道上交替地發(fā)射生理數(shù)據(jù)。位于所述RF頻率屏蔽室外側(cè)的通信單元包括第一接收器，所述第一接收器被配置為在所述頻率通道中的第一個(gè)上接收來(lái)自所述患者監(jiān)測(cè)器的生理數(shù)據(jù)；以及第二接收器，所述第二接收器被配置為在所述頻率通道中的第二個(gè)上接收來(lái)自所述患者監(jiān)測(cè)器的生理數(shù)據(jù)。所述通信單元還包括處理器，所述處理器與所述第一和第二接收器通信以組合由所述第一和第二接收器接收到的生理數(shù)據(jù)并產(chǎn)生接收到的生理數(shù)據(jù)流。顯示器顯示所述接收到的生理數(shù)據(jù)流。根據(jù)另一方面，提供一種用于通信患者數(shù)據(jù)的方法。從RF屏蔽室內(nèi)在第一 RF頻率通道和第二 RF頻率通道交替發(fā)射患者數(shù)據(jù)。用所述RF屏蔽室外的第一接收器接收在第一 RF頻率通道發(fā)射的所述患者數(shù)據(jù)。用所述RF屏蔽室外的第二接收器接收在第二 RF頻率通道發(fā)射的所述患者數(shù)據(jù)。組合并顯示由所述第一和第二接收器接收的所述患者數(shù)據(jù)。根據(jù)另一方面，通信單元包括多個(gè)接收器，所述接收器在不同的各自的無(wú)線電頻率上接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；處理器，所述處理器被配置為組合由所述多個(gè)接收器所接收到的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以產(chǎn)生接收到的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流；多個(gè)天線；以及轉(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器被配置為使用天線/接收器配對(duì)的可選擇配置連接所述多個(gè)天線與所述多個(gè)接收器；所述處理器還被配置為響應(yīng)于對(duì)所述多個(gè)接收器中的至少一個(gè)的信號(hào)衰落的檢測(cè)，使所述轉(zhuǎn)換器對(duì)不同的天線/接收器配對(duì)的可選擇配置進(jìn)行選擇。
一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于可靠的無(wú)線數(shù)據(jù)通信。另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于在通信丟失的情況下更快和更加可靠的重連。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在閱讀和理解下列具體的描述的基礎(chǔ)上能夠認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)。


本發(fā)明可以采用不同的部件和部件的組合，不同的步驟和步驟的組合的形式。附圖僅僅是用于圖示優(yōu)選實(shí)施例，而不應(yīng)被解讀為限制本發(fā)明。圖I和圖2是根據(jù)本申請(qǐng)的通信系統(tǒng)的示意圖；圖3是根據(jù)本申請(qǐng)的通信系統(tǒng)的示意圖；以及圖4是根據(jù)本申請(qǐng)的通信單元的操作的流程圖。
具體實(shí)施例方式本申請(qǐng)使用寬帶數(shù)字技術(shù)和跳頻技術(shù)的組合。定義相對(duì)窄的寬頻帶及使用頻率將該寬頻帶劃分為多個(gè)通道，其中在圖示實(shí)施例中使用兩個(gè)通道。為每個(gè)通道提供分立的RF接收器(以及可選的發(fā)射器)。監(jiān)測(cè)每個(gè)通道接收的信號(hào)并且系統(tǒng)在這些(兩個(gè)或以上)通道之間跳變以接收最強(qiáng)信號(hào)。參照?qǐng)D1，其圖示了位于鄰近RF屏蔽的MRI檢查室14處的、用于控制MRI掃描器12操作的MRI控制室10。RF屏蔽16通過用薄銅片、金屬箔、等離子體、高金屬含量(例如，金屬網(wǎng))玻璃或者其他合適的諸如線網(wǎng)的導(dǎo)電層圍住所述室而獲得。給患者成像(未示出)的MRI掃描器12具有一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程醫(yī)療裝置18，該遠(yuǎn)程醫(yī)療裝置18測(cè)量患者的生理參數(shù)并產(chǎn)生指示生理參數(shù)的生理數(shù)據(jù)。這些遠(yuǎn)程醫(yī)療裝置18包括心電圖(ECG)傳感器、靜脈(IV)輸液泵、血壓傳感器、SpO2傳感器、脈搏傳感器、溫度計(jì)、呼吸傳感器、呼出氣體傳感器等等。其他遠(yuǎn)程醫(yī)療裝置18也能與患者相關(guān)聯(lián)，且并不是所有上述的遠(yuǎn)程醫(yī)療裝置18必須在任何指定的時(shí)間和患者相關(guān)聯(lián)。如這里所使用的，醫(yī)療裝置表示指示患者健康等的數(shù)據(jù)源。
遠(yuǎn)程醫(yī)療裝置18報(bào)告所測(cè)量的或者其他生理數(shù)據(jù)給同樣位于MRI檢查室14內(nèi)的患者監(jiān)測(cè)器20。該患者監(jiān)測(cè)器20充當(dāng)針對(duì)由遠(yuǎn)程醫(yī)療裝置18所測(cè)量的生理數(shù)據(jù)的聚集點(diǎn)，并且為所述數(shù)據(jù)提供暫時(shí)存儲(chǔ)?；颊弑O(jiān)測(cè)器20，例如，可以是患者床邊監(jiān)測(cè)器，也可以是隨著患者移動(dòng)的監(jiān)測(cè)器，例如非住院患者所穿著的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)射器等?；颊弑O(jiān)測(cè)器20還可以是諸如安裝在墻上的監(jiān)測(cè)器的更加固定的裝置，其與每張床或者屋子固定地關(guān)聯(lián)。在遠(yuǎn)程醫(yī)療裝置18和患者監(jiān)測(cè)器20之間的通信鏈路可以是光纖光學(xué)系統(tǒng)、無(wú)線、硬線連接或者其組合。類似的，患者監(jiān)測(cè)器可以由電池、外部交流電源或者兩者的組合供電?；颊弑O(jiān)測(cè)器20與檢查室通信單元22連接，檢查室通信單元22無(wú)線發(fā)射測(cè)得的生理數(shù)據(jù)。可以連續(xù)或者周期性地發(fā)射該生理數(shù)據(jù)。針對(duì)指定的患者，諸如EGG的一些數(shù)據(jù)可以連續(xù)地發(fā)射，或者諸如血壓的其他數(shù)據(jù)可以周期性地發(fā)射。檢查室通信單元22包括天線24以將測(cè)得的生理數(shù)據(jù)無(wú)線通信給控制室通信單元26，并且從控制室通信單元接收信號(hào)。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，雖然在檢查室通信單元22上僅圖示了一根天線24，更多的天線也是可以預(yù)期的。在圖示的實(shí)施例中，所述監(jiān)測(cè)器包括給在屏蔽室中的護(hù)理員顯示生理數(shù)據(jù)的顯示器27.、在圖示的實(shí)施例中，控制室通信單元26包括兩根無(wú)線電天線28、29，所述天線延伸通過RF屏蔽16以從檢查室通信單元22接收測(cè)得的生理數(shù)據(jù)。控制室通信單元天線28、29定位在，例如，MRI檢查室14的RF屏蔽墻16上。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，雖然該控制室通信單元天線28、29如圖所示定位在MRI檢查室14的RF屏蔽墻16上，但當(dāng)通信頻率和該屏蔽被配置為使信號(hào)穿透屏蔽進(jìn)入控制室中時(shí)，將控制室通信單元天線定位在MRI控制室10內(nèi)也是可以預(yù)期的。此外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，雖然僅示意性圖示了兩根天線28、29，更多的天線也是可以預(yù)期的。控制室通信單元26發(fā)送測(cè)得的生理數(shù)據(jù)至控制MRI掃描器12操作的MRI控制單元30。該MRI控制單元30還包括顯示器32，所述顯示器32上顯示經(jīng)由患者監(jiān)測(cè)器20從患者接收的測(cè)得的生理數(shù)據(jù)和與MR掃描器有關(guān)的信息?；蛘?，提供獨(dú)立的監(jiān)測(cè)器。參考圖2，患者監(jiān)測(cè)器20圖示為與兩個(gè)遠(yuǎn)程醫(yī)療裝置18連接，例如，感測(cè)患者生理數(shù)據(jù)的傳感器。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，雖然僅圖示了兩個(gè)遠(yuǎn)程醫(yī)療裝置18，更多的遠(yuǎn)程醫(yī)療裝置也是可以預(yù)期的。所收集的生理數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)射給在患者監(jiān)測(cè)器20中的控制器40。檢查室通信單元42控制發(fā)射器44以在多個(gè)頻率上發(fā)射由控制器40接收到的生理數(shù)據(jù)給控制室通信單元26。更具體而言，通信單元42是單獨(dú)的或者與控制器組合，將生理數(shù)據(jù)編譯為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)包，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)包可選地為部分冗余。每個(gè)數(shù)據(jù)包包括當(dāng)前數(shù)據(jù)段，可選地，還帶有包括從通信單元或者控制器的數(shù)據(jù)緩存中檢索到的一個(gè)或多個(gè)先前數(shù)據(jù)段的冗余數(shù)據(jù)。包括先前數(shù)據(jù)包使得如果信號(hào)變?nèi)趸蛘唠S著在頻率通道之間的轉(zhuǎn)換在重新同步期間可能丟失的任何的數(shù)據(jù)段從后續(xù)數(shù)據(jù)包中恢復(fù)。檢查室通信單元42還控制接收器46以接收從控制室通信單元26發(fā)射的數(shù)據(jù)和控制信息。接收器46可以接收指令以重發(fā)射數(shù)據(jù)包、改變頻率或頻率通道，以及接收其他控制數(shù)據(jù)?？刂剖彝ㄐ艈卧?6與兩根天線28，29電線連接以接收生理數(shù)據(jù)以及，可選地，發(fā)射患者監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)給患者監(jiān)測(cè)器20。第一天線28通過轉(zhuǎn)換器56連接至均操作在第一無(wú)線電頻率的第一發(fā)射器52和第一接收器54。此外，第二天線29通過轉(zhuǎn)換器56連接至均操作在不同于第一無(wú)線電頻率的第二無(wú)線電頻率的第二接收器58和第二發(fā)射器60。然而，轉(zhuǎn)換器56也能夠轉(zhuǎn)換這些連接，即，通過對(duì)轉(zhuǎn)換器56進(jìn)行轉(zhuǎn)換，交替地，第一天線28能夠與第二發(fā)射器60和第二接收器58連接，并且第二天線29能夠與第一發(fā)射器52和第一接收器54連接。通過具有兩根分離的天線28、29，存在兩個(gè)冗余的交替的空間路徑，通過所述路徑患者監(jiān)測(cè)器20所發(fā)射的生理數(shù)據(jù)能夠被接收。兩個(gè)接收器54、58同時(shí)在第一和第二不同的無(wú)線電頻率上工作，而患者監(jiān)測(cè)器20的發(fā)射器44在第一無(wú)線電頻率或者第二無(wú)線電頻率上交替發(fā)射。通過這種方式，實(shí)現(xiàn)類似于跳頻的操作，盡管該轉(zhuǎn)換被限制在兩個(gè)頻率。有利的是，由于兩個(gè)接收器54，58同時(shí)工作以接收發(fā)射器44當(dāng)前輸出的任何無(wú)線電頻率，因此無(wú)需針對(duì)在發(fā)射器44和該(兩個(gè))接收器54、58之間的跳變同步?？刂剖彝ㄐ艈卧?6使用接收器54接收在第一無(wú)線電頻率的發(fā)射或使用接收器58接收在第二無(wú)線電頻率的發(fā)射。這種操作模式在此被稱為簡(jiǎn)要跳變方案，其提供了跳頻的主要優(yōu)點(diǎn)而無(wú)須同步電路的開銷或者由于同步損失而導(dǎo)致信號(hào)損失的風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，雖然圖示了支持在兩個(gè)頻率(即，第一和第二)之間簡(jiǎn)要跳頻的僅僅兩個(gè)接收器54，58。通過增加工作在第三、第 四或更多頻率的第三，第四或更多的接收器可以實(shí)現(xiàn)到第三、第四或更多頻率的擴(kuò)展。由簡(jiǎn)要跳變方案所提供的頻率分集有利地減少了由于通道中的一個(gè)的問題所導(dǎo)致的信號(hào)損失的可能性。另外一個(gè)潛在的問題是存在相消干涉在接收器中的一個(gè)上導(dǎo)致信號(hào)丟失的可能性。在MR設(shè)置中，相消干涉可能源于通常由來(lái)自RF屏蔽的反射所引入的多傳輸路徑。在圖示的實(shí)施例中，通過響應(yīng)于在接收器54、58中的一個(gè)的低的信號(hào)水平、在天線28、29之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換從而改變?cè)撀窂介L(zhǎng)度，解決了針對(duì)相消干涉的潛在問題。天線28、29是空間上分開的，因此到這兩根天線28、29的路徑長(zhǎng)途通常是不同的。雖然在此描述了通信單元26操作于接收模式的操作，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，通過具有兩個(gè)分離的發(fā)射器52、58，也存在著兩個(gè)可轉(zhuǎn)換的分離路徑，通過所述路徑數(shù)據(jù)能夠從通信單元26發(fā)射至患者監(jiān)測(cè)器20。通過使接收器46成為類似于通信單元26的雙接收器54、58的雙頻接收器，從通信單元26至患者監(jiān)測(cè)器20的發(fā)射也能使用在此公開的簡(jiǎn)要跳變方案。第一發(fā)射器52和第二發(fā)射器58，以及第一接收器54和第二接收器56，連接至處理器62，處理器62在圖示實(shí)施例中為現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)?；蛘撸幚砥?2可以是微處理器、微控制器、專用集成電路(ASIC)等。處理器62接收并組合通過在第一無(wú)線電頻率的第一接收器54和在第二無(wú)線電頻率的第二接收器58接收到的生理數(shù)據(jù)，且使用第一發(fā)射器52和第二發(fā)射器60發(fā)射數(shù)據(jù)給患者監(jiān)測(cè)器20。當(dāng)生理數(shù)據(jù)正由第一接收器54或第二接收器60接收時(shí)，處理器62還禁用第一發(fā)射器52和第二發(fā)射器58，且可選的，在發(fā)射階段期間類似地關(guān)閉或者禁用接收器54、58。由于患者監(jiān)測(cè)器20的發(fā)射器44交替地在第一無(wú)線電頻率或第二無(wú)線電頻率上發(fā)射，而從不同時(shí)在兩個(gè)頻率上發(fā)射，處理器62通過隨時(shí)間添加來(lái)自第一和第二接收器54、58的解調(diào)和解碼的生理數(shù)據(jù)信號(hào)能夠組合第一和第二接收器54、58接收到的生理數(shù)據(jù)以產(chǎn)生接收到的生理數(shù)據(jù)流。該組合的數(shù)據(jù)流期望是在時(shí)間上連續(xù)而沒有中斷的，除了在患者監(jiān)測(cè)器20不發(fā)射生理數(shù)據(jù)期間的間隔之外。為了解決多路徑衰落問題，處理器62控制轉(zhuǎn)換器56選擇性地在(i)第一配置和
(ii)第二配置之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在第一配置中第一天線28饋給第一接收器54且第二天線29饋給第二接收器58 ;在第二配置中第一天線28饋給第二接收器58且第二天線29饋給第一接收器54。在兩個(gè)接收器54、58之間的天線28、29的調(diào)換是響應(yīng)于來(lái)自接收器54、58中的一個(gè)的低信號(hào)而發(fā)生的，該低信號(hào)可能指示了對(duì)于表現(xiàn)出低信號(hào)的接收器的相消干涉狀況。例如，假設(shè)轉(zhuǎn)換器56正設(shè)置于第一配置(i)，且存在對(duì)于饋給第一接收器54的第一天線28的相消干涉。在配置(i)中，天線28正工作在第一無(wú)線電頻率。在轉(zhuǎn)換至配置(ii)后，第一天線28現(xiàn)在操作性地與第二接收器58連接，且因此現(xiàn)在正工作在第二無(wú)線電頻率。由于第二無(wú)線電頻率相比于第一無(wú)線電頻率具有不同的波長(zhǎng)，改變了路徑長(zhǎng)度，且因此消除了相消干涉狀況。因?yàn)樵?兩個(gè))接收器54、58具有寬帶數(shù)字帶寬，第一和第二無(wú)線電頻率的波長(zhǎng)不同但相當(dāng)接近(例如，不具有2 :1或3 :2或類似的比值)，且因此在第一無(wú)線電頻率的相消干涉也會(huì)出現(xiàn)在不同的(但相對(duì)接近的)第二無(wú)線電頻率的可能性相當(dāng)?shù)?。任何空間上不同的天線(包括不同的天線28、29)將具有不同的多路徑分布。通過調(diào)換天線，能保持低天線數(shù)量，不過，更一般地，對(duì)不同空間天線的任何轉(zhuǎn)換將適于糾正多路徑衰落狀況。兩個(gè)接收器54、58同時(shí)工作，且處理器62組合從第一接收器54和第二接收器58所接收到的生理數(shù)據(jù)以產(chǎn)生所接收到的生理數(shù)據(jù)流。處理器62被配置為運(yùn)行用于執(zhí)行此處所描述操作的軟件。
參考圖3，其圖示了一個(gè)控制室通信單元實(shí)施例的圖解。天線連接器48、50適宜地以有線方式連接至各自的天線28、29。該多天線連接器48、50連接至參考圖2所描述的負(fù)責(zé)在配置(i)和配置(ii)之間對(duì)天線進(jìn)行交換的轉(zhuǎn)換單元56。轉(zhuǎn)換單元56包括諸如ISM帶2. 4GHz SAW濾波器等的RF帶通濾波器70，該濾波器濾除在預(yù)先選定頻率帶之外的頻率。第一接收器54和第二接收器58提供兩個(gè)具有匹配部件的分離的接收鏈，這些部件功能相同，只是被配置為在不同的第一和第二各自無(wú)線電頻率上進(jìn)行接收。接收器54、58中每個(gè)包括低噪音放大器74以對(duì)經(jīng)過放大和其他RF帶通濾波器76的小信號(hào)的接收進(jìn)行改進(jìn)。接收器54、60中的混頻器78下變頻2. 4GHz信號(hào)至140MHz的中頻。具有140MHz中心頻率的IMHz寬中頻聲表面波(IF SAW)濾波器80抑制由混頻器78產(chǎn)生的所有的寄生響應(yīng)(spurious response)。接收器54、48還包括數(shù)字步進(jìn)衰減器以在一定范圍內(nèi)調(diào)整進(jìn)入調(diào)頻解調(diào)器82的輸入信號(hào)，例如_40dBm至_90dBm。調(diào)頻解調(diào)器82下變頻該140MHz信號(hào)至10.7MHz的第二中頻，該第二中頻信號(hào)然后由處理器62解釋。鎖相環(huán)84也包括在接收器中，且是包括分?jǐn)?shù)N雙頻合成器(Fractional N dual frequency synthesizer)、溫度補(bǔ)償晶體振蕩(TCXO)基準(zhǔn)振蕩器、RF和IF堆環(huán)路(pile loop)濾波器、RF和IF電壓控制振蕩器的若干部分的聚集。無(wú)線電系統(tǒng)還包括由轉(zhuǎn)換單元56控制的發(fā)射器52、58。發(fā)射器52,60連接至可變?cè)鲆娣糯笃?6以操控發(fā)射器的發(fā)射功率。發(fā)射器52、60還包括RF轉(zhuǎn)換器88以便其能夠發(fā)射信號(hào)給天線28、29中的一個(gè)或兩個(gè)。在圖3中所示的控制室通信單元的描述中所提及的中頻和其他參數(shù)以及部件均是作為示例，且應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，其他工作頻率，電子部件等也能使用。為實(shí)現(xiàn)空間分集方面，處理器62確定是否存在接收多路徑問題(適當(dāng)?shù)乩?，由在接收?4、58中一個(gè)上的低信號(hào)來(lái)指示)，且如果存在，從第一天線28饋給第一接收器54且第二天線29饋給第二接收器58的配置(i)轉(zhuǎn)換至第一天線28饋給第二接收器58且第二天線29饋給第一接收器54的配置(ii)。在圖示實(shí)施例中，存在兩個(gè)接收器54、58和兩根天線28、29。但是，包括多于兩根的天線也是可以預(yù)期的。例如,如果有三個(gè)天線(例如,Am、An、Ap)，則可以采用例如下列的天線/接收器配對(duì)的可轉(zhuǎn)換的配置配置(i ) =Am/第一接收器，An/第二接收器；配置(ii )=An/第一接收器，Ap/第二接收器；以及配置(iii) =Ap/第一接收器，Am/第二接收器。
空間分集也可以擴(kuò)展至更多數(shù)量的無(wú)線電頻率。例如，如果存在三個(gè)接收器(例如，Rm、Rn、Rp)和三根天線(例如，Am、An、Ap),則可以采用例如下列的天線/接收器配對(duì)的可轉(zhuǎn)換的配置配置(i) =Am/Rm,An/Rn,Ap/Rp ;配置(ii) =An/Rm,Ap/Rn,Am/Rp ;配置(iii)=Ap/Rm, Am/Rn, An/Rp。參考圖4，其中圖示了在處理器62控制下無(wú)線通信系統(tǒng)26操作的流程圖。在步驟100中，確定是否在兩個(gè)接收器54、58中的任一個(gè)處正接收信號(hào)。響應(yīng)于兩個(gè)接收器54、58中的任一個(gè)沒有接收到信號(hào)，在步驟102中確定是否正由兩個(gè)發(fā)射器52、60中的一個(gè)發(fā)射信號(hào)。響應(yīng)于兩個(gè)發(fā)射器52、60中的一個(gè)正發(fā)射信號(hào),在步驟104中禁用兩個(gè)接收器54、58。響應(yīng)于正由兩個(gè)接收器中的任意一個(gè)接收信號(hào)，在步驟106中禁用發(fā)射器52、60。在步驟108中，處理器62確定是否存在針對(duì)接收器中一個(gè)的多路徑相消干涉狀況，且如果存在，則對(duì)天線28、29進(jìn)行交換以便實(shí)現(xiàn)空間分集。在步驟110中，處理器62組合由第一和第二接收器54、58接收到的生理數(shù)據(jù)以便產(chǎn)生接收到的生理數(shù)據(jù)流，期望該生理數(shù)據(jù)流在時(shí)間上是連續(xù)而沒有中斷的，只要患者監(jiān)測(cè)器20在發(fā)射。處理器62使用已知的數(shù)據(jù)速度和比特長(zhǎng)度來(lái)確定時(shí)鐘。時(shí)鐘被用于同步由兩個(gè) 接收器54、58同時(shí)接收到的冗余數(shù)據(jù)流。在一個(gè)實(shí)施例中為了確定接收器正在接收弱信號(hào)，處理器62使用時(shí)鐘確定數(shù)據(jù)包是否正在被準(zhǔn)時(shí)的接收。因?yàn)槊總€(gè)數(shù)據(jù)包包括先前數(shù)據(jù)段，當(dāng)在接收器之間轉(zhuǎn)換和重新同步時(shí)，處理器62能夠使用先前數(shù)據(jù)段替代任何丟失的數(shù)據(jù)。通過組合通過第一和第二接收器54、58接收到的生理數(shù)據(jù)，處理器62向控制室中的監(jiān)測(cè)器輸出連續(xù)且完整的數(shù)據(jù)流用于在顯示器32上顯示、存儲(chǔ)在本地存儲(chǔ)器或者在中央數(shù)據(jù)庫(kù)中，等等。已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明。在閱讀和理解了上述詳細(xì)描述的基礎(chǔ)上可以進(jìn)行修改和變更。旨在將本發(fā)明解讀為包括所有這樣的修改和變更，只要其涵蓋在所附權(quán)利要求書及其等同替代的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于通信患者數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 患者監(jiān)測(cè)器(20)，所述患者監(jiān)測(cè)器位于無(wú)線電頻率(RF)屏蔽室(14)內(nèi)，所述患者監(jiān)測(cè)器包括 多個(gè)傳感器(18)，所述傳感器收集關(guān)于患者的數(shù)據(jù)；以及 至少一個(gè)發(fā)射器，所述發(fā)射器在寬帶頻譜的至少兩個(gè)頻率通道上交替發(fā)射所述生理數(shù)據(jù)； 通信單元(26 )，所述通信單元位于所述RF屏蔽室外側(cè)，所述通信單元包括 第一接收器(54)，所述第一接收器被配置為在所述頻率通道中的第一個(gè)上接收來(lái)自所述患者監(jiān)測(cè)器的生理數(shù)據(jù)； 第二接收器(58)，所述第二接收器被配置為與所述第一接收器同時(shí)工作以在所述頻率通道中的第二個(gè)上接收來(lái)自所述患者監(jiān)測(cè)器的生理數(shù)據(jù)； 處理器(62)，所述處理器與所述第一和第二接收器通信以組合由所述第一和第二接收器(54、58)接收到的生理數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)生接收到的生理數(shù)據(jù)流；以及 顯示器(32 )，所述顯示器顯示所述接收到的生理數(shù)據(jù)流。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述通信單元(26)還包括 第一和第二天線(28、29);以及 轉(zhuǎn)換器(56)，所述轉(zhuǎn)換器被配置為在第一配置和第二配置之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在所述第一配置中所述第一天線(28 )饋給所述第一接收器(54)且所述第二天線(29 )饋給所述第二接收器(58)，在所述第二配置中所述第一天線(28)饋給所述第二接收器(58)且所述第二天線(29 )饋給所述第一接收器(54 ); 其中，所述處理器(62)還被配置為響應(yīng)于對(duì)多路徑相消干涉衰落狀況的檢測(cè)來(lái)操作所述轉(zhuǎn)換器對(duì)天線/接收器配對(duì)進(jìn)行調(diào)換。
3.如權(quán)利要求I和2中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述通信單元還包括 至少一個(gè)發(fā)射器(52、60)，所述發(fā)射器發(fā)射控制數(shù)據(jù)至所述患者監(jiān)測(cè)器(20)的接收器(46)。
4.如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，響應(yīng)于所述第一或第二接收器中的任意一個(gè)正接收生理數(shù)據(jù)，所述處理器(62)禁用所述至少一個(gè)發(fā)射器(52、60);以及響應(yīng)于所述至少一個(gè)發(fā)射器正發(fā)射控制數(shù)據(jù)至所述患者監(jiān)測(cè)器(20)，所述處理器(62)禁用所述第一和第二接收器(54、58)。
5.如權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述監(jiān)測(cè)器(20)還包括 單元(40、42)，所述單元數(shù)字化所述生理數(shù)據(jù)且編譯經(jīng)數(shù)字化的生理數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)包，每個(gè)數(shù)據(jù)包包括當(dāng)前數(shù)據(jù)段和至少一個(gè)先前數(shù)據(jù)段。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器(62)還被配置為 同步從所述第一和第二接收器(54、58)接收到的數(shù)據(jù)包以產(chǎn)生接收到的生理數(shù)據(jù)流，而沒有冗余數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng),還包括 磁共振(MR)掃描器，所述磁共振掃描器設(shè)置在所述RF屏蔽室中。
8.如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述患者監(jiān)測(cè)器(20)包括給在所述RF屏蔽室(14)中的護(hù)理員顯示所述生理數(shù)據(jù)的顯示器(27)。
9.一種用于通信患者數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括 從無(wú)線電頻率(RF)屏蔽室(14)內(nèi)在第一 RF頻率通道和第二 RF頻率通道交替發(fā)射患者數(shù)據(jù)； 利用所述RF屏蔽室(14)外的第一接收器(54)接收在所述第一 RF頻率通道發(fā)射的所述患者數(shù)據(jù)； 利用所述RF屏蔽室(14)外的第二接收器(58)接收在所述第二 RF頻率通道發(fā)射的所述患者數(shù)據(jù)； 組合通過所述第一和第二接收器(54、58)接收到的患者數(shù)據(jù)； 對(duì)由所述第一和第二接收器接收到的經(jīng)組合的患者數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)中的至少一個(gè)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述組合由數(shù)字處理器(62)執(zhí)行。
11.如權(quán)利要求9-10中的任意一項(xiàng)所述的方法，還包括 響應(yīng)于對(duì)在所述第一和第二接收器(54、58)中的至少一個(gè)上的信號(hào)衰落的檢測(cè)，轉(zhuǎn)換與所述第一和第二接收器(54、58)中相應(yīng)的連接的天線(28、29)。
12.如權(quán)利要求9-11中任意一項(xiàng)所述的方法，還包括從所述RF屏蔽室(14)外發(fā)射控制數(shù)據(jù)至所述RF屏蔽室(14)內(nèi)的患者監(jiān)測(cè)器(20)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括 響應(yīng)于所述第一和第二接收器(54、58)中的一個(gè)正接收生理數(shù)據(jù)，禁止發(fā)射器(52、60)從所述RF屏蔽室(14)的外部向所述RF屏蔽室(14)中的所述患者監(jiān)測(cè)器(20)發(fā)射數(shù)據(jù)；以及 當(dāng)發(fā)射控制數(shù)據(jù)至所述患者監(jiān)測(cè)器(20)時(shí)，禁用所述第一和第二接收器。
14.如權(quán)利要求9-13中任意一項(xiàng)所述的方法，還包括 檢測(cè)所述第一和第二接收器(54、58)中的至少一個(gè)上的多路徑衰落；以及 響應(yīng)于所述檢測(cè)，對(duì)所述第一和第二接收器(54、58)的天線連接(58，60)進(jìn)行調(diào)換。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括在設(shè)置于所述RF屏蔽室(14)中的患者監(jiān)測(cè)器(20)上； 數(shù)字化所述生理數(shù)據(jù)； 編譯經(jīng)數(shù)字化的生理數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)包，每個(gè)數(shù)據(jù)包包括當(dāng)前段和至少一個(gè)先前段。
16.如權(quán)利要求9-15中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一和第二RF頻率通道定義了寬帶數(shù)字傳輸?shù)膶掝l帶。
17.如權(quán)利要求9-16中任意一項(xiàng)所述的方法，還包括 同時(shí)地產(chǎn)生患者的磁共振成像數(shù)據(jù)和從所述患者測(cè)量所述患者數(shù)據(jù)。
18.如權(quán)利要求9-17中任意一項(xiàng)所述的方法，還包括 顯示所述生理數(shù)據(jù)給在所述RF屏蔽室(14)內(nèi)的護(hù)理員。
19.一種通信單元包括 多個(gè)接收器(54、58)，所述多個(gè)接收器在不同的各自的無(wú)線電頻率上接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)；處理器(62)，所述處理器被配置為組合由所述多個(gè)接收器(54、58)所接收到的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以產(chǎn)生接收到的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流；多個(gè)天線(28、29);以及 轉(zhuǎn)換器(56)，所述轉(zhuǎn)換器被配置為使用天線/接收器配對(duì)的可選擇配置連接所述多個(gè)天線與所述多個(gè)接收器； 其中，所述處理器(62)還被配置為響應(yīng)于對(duì)在所述多個(gè)接收器中的至少一個(gè)上的信號(hào)衰落的檢測(cè)，使所述轉(zhuǎn)換器選擇天線/接收器配對(duì)的不同的可選擇配置。
全文摘要
RF屏蔽室(14)，其容納磁共振掃描器(12)，還容納患者監(jiān)測(cè)器(20)，所述患者監(jiān)測(cè)器包括多個(gè)傳感器(18)，所述傳感器收集關(guān)于正受磁共振檢查的患者的生理數(shù)據(jù)。所述監(jiān)測(cè)器包括發(fā)射器(46)，所述發(fā)射器在寬帶頻譜的至少兩個(gè)頻率通道上發(fā)射生理數(shù)據(jù)。位于所述RF屏蔽室外側(cè)的通信單元(26)包括第一和第二接收器(54、58)，所述接收器分別在第一和第二頻率通道上接收來(lái)自監(jiān)測(cè)器的生理數(shù)據(jù)。處理器(62)組合由第一和第二接收器接收到的生理數(shù)據(jù)。顯示器(32)顯示經(jīng)組合的生理數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換器(56)響應(yīng)于多路徑衰落的檢測(cè)對(duì)接收器(54、58)的天線連接進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
文檔編號(hào)H04B7/08GK102687418SQ201080050881
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月13日
發(fā)明者O·R·哈里斯三世, R·哈韋爾 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司