基于探测器数据的CT系统动平衡检测分析方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于探测器数据的CT系统动平衡检测分析方法，包括如下步骤：建立悬空偏心式高衰减点状物模体；基于差异化转速旋转采集所述高衰减点状物模体在探测器的投影轨迹数据，通过所述投影轨迹数据计算分析获取空间圆轨迹；探测所述空间圆轨迹计算分析偶不平衡量的相位及大小；探测旋转平面的旋转中心偏移轨迹计算分析静不平衡量的相位及大小；观测差异化转速的偶不平衡量与静不平衡量差异。解决了现有技术中在定子端处安装传感器探测不平衡量的探测数据难以真实表现系统的不平衡量情况的问题。衡量情况的问题。衡量情况的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于探测器数据的CT系统动平衡检测分析方法


[0001]本专利技术涉及CT系统动平衡检测
，具体而言，涉及一种基于探测器数据的CT系统动平衡检测分析方法。

技术介绍

[0002]CT系统是一种通过旋转曝光及数据采集的扫描设备，设备的核心原理是旋转系统与被扫描物体(人体)的相对精确的几何进行数据采集，再对所采集的数据进行重建来获得图像，系统的旋转速度决定了系统的时间分辨率性能。随着行业技术的进步，CT系统的旋转速度逐步成为各CT系统厂商的竞争指标。
[0003]CT系统的旋转过程会导致机架倾斜部分的晃动，这种不稳定性影响扫描精度和图像质量，同时可能影响系统的噪音、安全以及使用寿命。就旋转而言，在不平衡量确定的情况下，系统受不平衡量的影响程度正比于系统转速的平方，也就是说，CT系统旋转速度的加快直接导致了对CT旋转部分更高的动平衡要求。由此可见，旋转速度的加快大大降低了系统对于动平衡量容忍程度。
[0004]静平衡状态是旋转体的旋转轴通过质心的状态。动平衡状态是旋转体的旋转轴与旋转体中心惯性主轴重合的状态。动平衡是静平衡的特殊状态，且旋转体若已经达到了静平衡状态，可通过进一步调整来消除掉偶不平衡量进而达到动平衡状态。因此，在日常工作中，对于具有较高转速的系统，有必要对系统的动平衡状态进行必要的检测调整，进一步保证系统的安全和正常使用。
[0005]现有技术中，CT系统的转子部分与轴承的活动部分传动连接，再通过轴承的固定部分与系统定子部分传动连接，由于整体系统体积及质量巨大，系统整体悬空来测试动平衡难度大；业界通常的解决方式是在定子端处安装传感器的方式来探测不平衡量，但由于转子内部连接的复杂性、定子的结构及机械特性的复杂性，传感器的探测数据往往无法真实表现系统的不平衡量情况。因此，更为准确地探测CT系统的不平衡量一直是行业的棘手难题。

技术实现思路

[0006]为此，本专利技术提供了一种基于探测器数据的CT系统动平衡检测分析方法，基于系统固有部件及固有的数据采集方式，以解决现有技术中在定子端处安装传感器探测不平衡量的探测数据难以真实表现系统的不平衡量情况的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种基于探测器数据的CT系统动平衡检测分析方法，包括如下步骤：
[0009]建立悬空偏心式高衰减点状物模体；
[0010]基于差异化转速旋转采集所述高衰减点状物模体在探测器的投影轨迹数据，通过所述投影轨迹数据计算分析获取空间圆轨迹；
[0011]探测所述空间圆轨迹计算分析偶不平衡量的相位及大小；
[0012]探测旋转平面的旋转中心偏移轨迹计算分析静不平衡量的相位及大小；
[0013]观测差异化转速的偶不平衡量与静不平衡量差异。
[0014]在上述技术方案的基础上，对本专利技术做如下进一步说明：
[0015]作为本专利技术的进一步方案，所述建立悬空偏心式高衰减点状物模体，具体包括：
[0016]悬空偏心式所述高衰减点状物模体安装于与定子坐标系相对静止且能够被所述探测器探测到的空间位置。
[0017]作为本专利技术的进一步方案，所述基于差异化转速旋转采集所述高衰减点状物模体在探测器的投影轨迹数据，通过所述投影轨迹数据计算分析获取空间圆轨迹，具体包括：
[0018]所述探测器平面的所述投影轨迹数据与所述空间圆轨迹为一一对应关系，使用旋转采集模式在周向各角度上采集所述高衰减点状物模体的所述投影轨迹数据；
[0019]静止坐标系中的所述高衰减点状物模体在旋转坐标系空间的轨迹形成一空间平面上的空间圆轨迹，通过所述探测器平面的所述投影轨迹数据进行计算分析获取所述空间圆轨迹。
[0020]作为本专利技术的进一步方案，所述基于差异化转速旋转采集所述高衰减点状物模体在探测器的投影轨迹数据，通过所述投影轨迹数据计算分析获取空间圆轨迹，具体还包括：
[0021]所述空间圆轨迹上的点在所述探测器平面的所述投影轨迹数据为一个类椭圆形状或一条直线，所述直线即是一个短轴为零的椭圆。
[0022]作为本专利技术的进一步方案，所述基于差异化转速旋转采集所述高衰减点状物模体在探测器的投影轨迹数据，通过所述投影轨迹数据计算分析获取空间圆轨迹，具体还包括：
[0023]通过高低转速切换的旋转采集模式获取所述探测器平面的所述投影轨迹数据以及所述高衰减点状物模体的所述空间圆轨迹。
[0024]作为本专利技术的进一步方案，所述探测空间圆轨迹计算分析偶不平衡量的相位及大小，具体包括：
[0025]所述探测器对应的旋转平面与所述空间圆轨迹对应静止平面的空间角及空间角相位通过所述空间圆轨迹的法向量在YOZ和XOZ两个平面上的投影分量α
y
和α
x
进行表征；
[0026]计算cos(α
y
)/cos(α
x
)可探测空间角相位，通过该空间角相位识别指示偶不平衡量的相位；空间角的幅值大小为arccoscos2α
x
+cos2α
y
，通过该空间角大小指示并标定偶不平衡量的大小。
[0027]作为本专利技术的进一步方案，所述空间圆轨迹及法向量在YOZ平面的投影角，即为α
y
对应在YOZ平面投影向量与Z轴之间的角度，所述空间圆轨迹及法向量在XOZ平面的投影角，即为α
x
对应在XOZ平面投影向量与Z轴之间的角度。
[0028]作为本专利技术的进一步方案，所述探测旋转平面的旋转中心偏移轨迹计算分析静不平衡量的相位及大小，具体包括：
[0029]探测器对应的旋转平面的旋转中心在静不平衡量作用下产生偏移向量，将偏移向量在旋转平面(X
‑
Y)坐标系上的分量分别定义为ΔX和ΔY；
[0030]基于计算确定的ΔX和ΔY，进一步计算偏移向量的相位为arctan(ΔY/ΔX)，通过该相位角的识别指示静不平衡量的在旋转坐标系中的相位；计算偏移向量大小为ΔX2+ΔY2，该偏移量大小指示并标定旋转系统的静不平衡量大小。
[0031]作为本专利技术的进一步方案，通过旋转平面(X
‑
Y)的旋转中心偏移轨迹在探测器平
面投影的通道覆盖数的变化值ΔCoverage计算确定ΔY；通过旋转平面(X
‑
Y)的旋转中心偏移轨迹在探测器表面投影的位置偏移量ΔCenter计算确定ΔX。
[0032]作为本专利技术的进一步方案，所述观测差异化转速的偶不平衡量与静不平衡量差异，具体包括：
[0033]相对慢的转速，观测较小的偶不平衡量与静不平衡量效应；相对快的转速，观测较大的偶不平衡量与静不平衡量效应；
[0034]通过差异化转速对离心力影响的因素差异化偶不平衡量和静不平衡量的影响，并进行相应的不平衡量相位及大小的观测；
[0035]对于偶不平衡量，分别以低速旋转和高速旋转扫描并获取投影轨迹数据，识别所述空间圆轨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于探测器数据的CT系统动平衡检测分析方法，其特征在于，包括如下步骤：建立悬空偏心式高衰减点状物模体(3)；基于差异化转速旋转采集所述高衰减点状物模体(3)在探测器(2)的投影轨迹(5)数据，通过所述投影轨迹(5)数据计算分析获取空间圆轨迹(4)；探测所述空间圆轨迹(4)计算分析偶不平衡量的相位及大小；探测旋转平面的旋转中心偏移轨迹计算分析静不平衡量的相位及大小；观测差异化转速的偶不平衡量与静不平衡量差异。2.根据权利要求1所述的基于探测器数据的CT系统动平衡检测分析方法，其特征在于，所述建立悬空偏心式高衰减点状物模体(3)，具体包括：悬空偏心式所述高衰减点状物模体(3)安装于与定子坐标系相对静止且能够被所述探测器(2)探测到的空间位置。3.根据权利要求2所述的基于探测器数据的CT系统动平衡检测分析方法，其特征在于，所述基于差异化转速旋转采集所述高衰减点状物模体(3)在探测器(2)的投影轨迹(5)数据，通过所述投影轨迹(5)数据计算分析获取空间圆轨迹(4)，具体包括：所述探测器(2)平面的所述投影轨迹(5)数据与所述空间圆轨迹(4)为一一对应关系，使用旋转采集模式在周向各角度上采集所述高衰减点状物模体(3)的所述投影轨迹(5)数据；静止坐标系中的所述高衰减点状物模体(3)在旋转坐标系空间的轨迹形成一空间平面上的空间圆轨迹(4)，通过所述探测器(2)平面的所述投影轨迹(5)数据进行计算分析获取所述空间圆轨迹(4)。4.根据权利要求3所述的基于探测器数据的CT系统动平衡检测分析方法，其特征在于，所述基于差异化转速旋转采集所述高衰减点状物模体(3)在探测器(2)的投影轨迹(5)数据，通过所述投影轨迹(5)数据计算分析获取空间圆轨迹(4)，具体还包括：所述空间圆轨迹(4)上的点在所述探测器(2)平面的所述投影轨迹(5)数据为一个类椭圆形状或一条直线，所述直线即是一个短轴为零的椭圆。5.根据权利要求4所述的基于探测器数据的CT系统动平衡检测分析方法，其特征在于，所述基于差异化转速旋转采集所述高衰减点状物模体(3)在探测器(2)的投影轨迹(5)数据，通过所述投影轨迹(5)数据计算分析获取空间圆轨迹(4)，具体还包括：通过高低转速切换的旋转采集模式获取所述探测器(2)平面的所述投影轨迹(5)数据以及所述高衰减点状物模体(3)的所述空间圆轨迹(4)。6.根据权利要求5所述的基于探测器数据的CT系统动平衡检测分析方法，其特征在于，所述探测空间圆轨迹(4)计算分析偶不平衡量的相位及大小，具体包括：所述探测器(2)对应的旋转平面与所述空间圆轨迹(4)对应静止平面的空间角及空间角相位通过所述空间圆轨迹(4)的法向量在YOZ和XOZ两个平面上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁健，
申请(专利权)人：赛诺威盛科技北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：