诊断扫描装置制造方法及图纸

一种诊断扫描装置，包括尺寸可容纳病人的中空转子。第一及第二凸缘以间隔开的关系连接至所述转子并从所述转子径向向外延伸，所述第一及第二凸缘各自至少部分地包括磁可渗透材料。辐射源连接至所述第一凸缘和/或所述转子。第一轴向驱动器生成可变磁场，固定地置于所述第一凸缘附近并可在所述转子的第一轴向方向上磁性地牵引所述第一凸缘。第二轴向驱动器生成可变磁场，固定地置于所述第二凸缘附近并可在与所述第一轴向方向相反的、转子的第二轴向方向上磁性地牵引所述第二凸缘。所述第一及第二轴向驱动器均至少基本上置于所述第一及第二凸缘之间。

【技术实现步骤摘要】

本教导大体涉及一种诸如计算机断层扫描成像系统的诊断扫描装置，其具有一个或多个用于可旋转地支撑环形转子或台架的磁轴承。本教导还更一般地涉及用于可旋转地支撑环形转子的布置，该环形转子使用一个或多个磁轴承、在例如基本垂直或水平的平面中旋转。
技术介绍
已知的计算机断层扫描(CT)成像系统包括具有容纳待进行内部成像的病人或其他对象的台架孔的、可旋转的环形台架或转子。在典型的CT应用中，环形台架上安装有X射线源，其在台架旋转的平面里福射扇形、楔形或锥形的X射线束。当环形台架旋转时X射线束穿透病人，并且通过置于X射线源对面的台架上的检测器阵列来感测衰减的X射线。因此，当环形台架旋转时，以不同角度获得病人的一系列X射线投影或2D切片。以数学方式重建这些投影以创建每个切片的断层图像。可以通过所述孔轴向地移动病人以获取与邻近的切片相关的数据，并且可以合并所述切片以生成感兴趣的3D图像。一般来说，期望较高的旋转速度来减少获取感兴趣的断层图像和/或提供高速或“运动定格”图像所需的时间。然而，较高的旋转速度常常导致关于旋转的环形转子的静态及动态平衡的问题。过去，试图为台架上安装的组件的重心和质量设置非常严格的公差来维持台架的平衡。这些组件通常包括X射线及检测器、信号处理电路、电源和冷却系统。然后，可以通过增加和调节平衡砝码来手动地平衡所述台架，这是耗时且困难的任务。因而，动态抵消操作期间出现的任何不平衡这一需求需要相对复杂的解决方案，例如美国专利N0.6748806中描述的解决方案，其在操作期间改变置于环形台架上的可移动砝码的位置以维持环形台架的动态平衡。进而，假如必须更换或维修支撑所述台架的机械轴承，那么随后的现场再平衡比制造时的平衡更难，也会导致损失宝贵的系统使用时间。此外，在诸如医疗设施的无菌环境中再施加诸如轴承润滑脂的润滑剂也是成问题的。美国专利N0.7277523提到使用高速机械轴承、空气轴承、磁轴承或类似物来可旋转地支撑环形台架，但没有提供关于轴承结构的细节。美国专利N0.7023952公开了用于可旋转地支撑诊断扫描设备的环形台架的空气轴承。W02010/026523A2公开了一种旋转的环形装置，其包括用于使旋转环相对于固定环悬浮并旋转的磁悬浮部件。US5481585公开了一种利用磁悬浮磁体使转子悬浮的CT机，其使用单独的驱动部件使转子围绕该转子的旋转轴旋转。US2011/0194669公开了一种诊断扫描装置，例如CT机，其使用磁轴承系统并对现有技术提供了显著改进。然而，可以有进一步的改进。
技术实现思路
本公开的目标是提供一种改进的诊断扫描装置，例如改进的计算机断层成像系统。另外或者可替换地，本公开的目标是使用磁轴承系统或布置来提供用于可旋转地支撑环形转子的改进的设计。在本教导的一个方面，公开了一种用于转子的磁轴承布置，其使用磁悬浮概念来提升和/或可旋转地支撑转子，因而它能够以无摩擦的方式旋转。所述转子优选地设计为围绕基本水平的轴线旋转，这样转子的径向方向在垂直或基本垂直的平面内。然而，这样的系统还能设计为允许旋转轴倾斜例如+/-30°或更多。在本教导的另一方面，所述转子可以围绕垂直轴或基本垂直的轴旋转，该轴同样可以倾斜例如+/-30°或更多。在本教导的另一方面，一种装置优选地包括围绕旋转轴旋转的转子。一种磁轴承系统影响环形转子在三维空间中的位置，优选地可以包括至少三个驱动器，例如:生成用于在垂直方向上提升环形转子的力的至少一个驱动器；在转子的径向方向上影响环形转子位置并且在操作期间至少有助于在径向方向上维持至少一个非磁轴承与该环形转子之间的环形间隙的至少一个驱动器；以及在转子的轴向方向上影响环形转子位置的至少一个驱动器。所述提升驱动器可以与径向驱动器和/或轴向驱动器之一结合，以使得例如所述径向驱动器还执行提升转子的功能和/或使得轴向驱动器还执行提升转子的功能。这样的装置可以进一步包括安装在转子上的至少一个辐射源，因而该装置被配置用于扫描和/或成像应用。另外或者可替换地，所述装置优选地包括第一及第二凸缘，其以间隔开的关系连接至所述转子并从所述转子径向向外延伸，并且在其间限定阱或中空空间，即:转子主体和所述第一及第二凸缘优选地构成限定所述阱或中空空间的U形的轴向横截面。至少将在转子的轴向方向上影响环形转子位置的该驱动器固定地置于所述阱或中空空间内，但优选地将所有驱动器置于所述阱或中空空间内。另外或者可替换地，所述装置可以优选地包括固定外壳或框架，其具有径向向内延伸至由第一及第二凸缘限定的阱或空间内的安装凸缘(或定子)。可以将一个或多个设备连接至所述安装凸缘，例如上述一个或多个被设计为在操作期间有源地调整或控制环形转子位置的驱动器，一个或多个被设计为无源地提升所述环形转子的永磁体，一个或多个被设计为抵消由连接至所述转子和/或其中一个凸缘的任意设备(例如放射源和/或检测器)的重量造成的倾斜力或力矩的永磁体，一个或多个用于在发生例如断电的故障时保护连接至所述安装凸缘的设备和/或用于轴向地支撑转子的轴向缓冲垫(landing pad)。另外或者可替换地，所述一个或多个被设计为抵消连接至转子和/或其凸缘的任意设备(例如，放射源和/或检测器)所造成的倾斜力或力矩的永磁体可以与没有凸缘的转子、单个径向延伸的凸缘或至少两个径向延伸的凸缘一起使用。在不利用凸缘或利用单个径向延伸的凸缘的实施例中，优选地将至少一个第一永磁体置于转子和/或单个径向延伸的凸缘的一个轴向侧上，并且将至少一个第二永磁体置于转子和/或单个径向延伸的凸缘的相对的轴向侧上。所述第一及第二永磁体可以例如分别连接至从固定外壳径向向内延伸的两个安装凸缘。所述至少一个第一永磁体优选地在固定外壳或转子的垂直方向上被设置得比所述至少一个第二永磁体高。进而，所述至少一个第一永磁体优选地置于与连接至所述转子并造成倾斜力或力矩的所述设备(例如，放射源和/或检测器)轴向相对的、所述转子和/或单个径向延伸的凸缘的轴向侧上。被设置得较低的所述至少一个第二永磁体优选地与造成倾斜的设备置于转子和/或单个径向延伸的凸缘的相同的轴向侧上。此外或者可替换地，所述一个或多个用于在发生例如停电的故障时保护连接至安装凸缘的设备和/或用于轴向支撑转子的轴向缓冲垫可以随没有凸缘的转子、单个径向延伸的凸缘或至少两个径向延伸的凸缘一起使用。在不利用凸缘或利用单个径向延伸的凸缘的实施例中，优选地将至少一个第一轴向缓冲垫置于转子和/或单个径向延伸的凸缘的一个轴向侧上，并且将至少一个第二轴向缓冲垫置于转子和/或单个径向延伸的凸缘的相对的轴向侧上。所述第一及第二轴向缓冲垫可以例如分别连接至从固定外壳径向向内延伸的两个安装凸缘。可以可选地围绕转子(或其凸缘)的周界成对地设置所述第一及第二轴向缓冲垫，或者可以在周向上彼此偏离地设置所述第一及第二轴向缓冲垫。在本教导的其他方面，公开了以下的非限制性实施例:1、一种装置，包括:可围绕旋转轴旋转的转子(例如，环形转子)，其具有中空内部并至少部分地包括磁可渗透材料，以间隔开的关系连接至所述转子并从所述转子径向向外延伸的第一及第二凸缘，该第一及第二凸缘各自至少部分地包括磁可渗透材料，配置为生成可变磁场并固定地置于所述第一凸缘附近的第一轴向驱动器，所述第一轴向驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：可围绕旋转轴旋转的转子，其具有中空内部并至少部分地包括磁可渗透材料，第一凸缘和第二凸缘，其以间隔开的关系连接至所述转子并从所述转子径向向外延伸，所述第一凸缘和第二凸缘中的每一凸缘至少部分地包括磁可渗透材料，配置为生成可变磁场的第一轴向驱动器，所述第一轴向驱动器固定地置于所述第一凸缘附近但与其间隔开，并配置为在所述转子的第一轴向方向上磁性地牵引所述第一凸缘，以及配置为生成可变磁场的第二轴向驱动器，所述第二轴向驱动器固定地置于所述第二凸缘附近但与其间隔开，并配置为在与所述第一轴向方向相反的、所述转子的第二轴向方向上磁性地牵引所述第二凸缘，其中所述第一轴向驱动器和第二轴向驱动器均至少基本上置于所述第一凸缘和第二凸缘之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J·R·史密斯阿尼克，C·威尔明，C·麦克法兰，HJ·米勒，W·斯帕林，
申请(专利权)人：SKF磁轴承公司，西门子公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA