[实用新型]一种基于光纤通信的数字医学成像设备的数据传输系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种数字医学成像设备的数据传输系统。特别是涉及一种基于光纤通信的数字医学成像设备的数据传输系统。

背景技术

数字化的医学成像设备，通常由图像传感器、数据发送模块、数据接收模块、数据处理与显示模块组成，常见形式是医学成像设备包含图像传感器和数据发送模块，外部的计算机包含数据接收模块、数据处理与显示模块，医学成像设备通过某种高速数据接口向计算机传输数据。

随着图像传感器成像分辨率和帧率的提高，成像设备获得的原始图像的数据量越来越大。成像设备输出图像的方式可分为压缩与非压缩两大类，或非实时传输与实时传输两大类。压缩方式例如数字电视采用MPEG-2、H.264等视频编码方式，或数字相机采用JPEG、JPEG2000等图像编码方式对原始图像进行压缩，减小数据量后进行传输，但是在医学成像领域，为了保证不丢失图像的细节，很少采用压缩方式。非实时传输方式是先将图像缓存在本地存储器中，然后通过较慢的线路进行传输，例如数字相机先将照片存在存储卡中，然后通过USB2.0接口将照片上传到计算机；实时传输方式是将图像传感器持续获取的图像不间断地传输到接收端，实时传输方式需要传输带宽大于成像的数据速率。

在工业应用领域，高分辨率的工业相机采用千兆以太网接口或USB3.0接口向计算机传输图像数据。医学成像设备，以数字化X光机为例，其早先采用的数据传输方式为图像传感器以视频格式并行输出图像数据，而接收模块为一个高速视频采集卡，通过PCI总线将数据输入计算机，这种方式的缺点是采用多位并行传输线缆，线缆较粗，连接的可靠性较差；目前新的图像传感器产品已配备了千兆以太网接口，可通过千兆以太网传输数据，但这种方式的缺点是千兆以太网的带宽限制了图像传输的帧率。以日本HAMAMATSU公司的平板X射线传感器为例，其C10502D型传感器在成像时的像素时钟为30MHz，在有效数据传输期间，A、B两个端口在每个时钟周期同时输出一个14-bit的像素数据，即最高的数据速率为(2x14-bit x30MHz)=840Mbps。通过千兆以太网传输数据时，由于网络协议的开销和硬件处理数据包的延时，一般只能实现600Mbps左右的稳定可靠的数据传输，可见千兆以太网接口不能满足这种图像传感器的实时数据传输要求。HAMAMATSU公司新推出的C10500D-42型传感器配备了千兆以太网接口，但该传感器只有一个端口输出数据，最高的数据速率降低为420Mbps，代价是降低了成像分辨率（C10502D的分辨率是2268x60，C10500D-42的分辨率是1480x60）。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种采用光纤作为传输介质，能够支持更高的成像速率的基于光纤通信的数字医学成像设备的数据传输系统。

本实用新型所采用的技术方案是：一种基于光纤通信的数字医学成像设备的数据传输系统，包括有用于接收X射线的平板X射线传感器，所述的平板X射线传感器的输出端连接数据发送模块，所述的数据发送模块通过光纤连接数据采集模块，所述的数据采集模块通过PCI-E接口连接计算机。

所述的数据发送模块包括有数据收发单元和第一光通信单元，其中，所述的数据收发单元的信号输入端连接所述平板X射线传感器的信号输出端，所述数据收发单元的信号输出端连接第一光通信单元的信号输入端，所述的第一光通信单元的信号输出端通过光纤连接数据采集模块。

所述的数据收发单元采用能够支持LVDS接口的可编程逻辑器件。

所述的光通信单元采用型号为SFP-GE-SX-MM850-A的光模块或型号为M-D1203-L3320C的光模块或型号为SFP-LX-SM1310的光模块构成。

所述的数据采集模块包括有第二光通信单元、数据采集存储单元、PCI-E接口芯片以及外部存储器，其中，所述的第二光通信单元的信号输入端通过光纤连接数据发送模块中的第一光通信单元的信号输出端，所述的第二光通信单元的信号输出端连接数据采集存储单元的信号输入端，所述数据采集存储单元的信号输出端连接PCI-E接口芯片，所述的数据采集存储单元还连接外部存储器，所述的PCI-E接口芯片的信号输出端连接计算机的PCI-E接口。

所述的数据采集存储单元包括有依次串接的数据收发单元、存储控制单元和PCI-E接口芯片控制单元，其中，所述的数据收发单元的输入端连接所述的第二光通信单元的信号输出端，所述的存储控制单元连接所述的外部存储器，所述的PCI-E接口芯片控制单元的信号输出端连接所述的PCI-E接口芯片的信号输入端。