一种用于保持扫描间隔不变的自适应时间触发装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及医疗设备领域，特别是一种用于保持扫描间隔不变的自适应时间触发装置。所述装置包括：一个接近开关，其通过对X射线球管的位置进行采样来获取当前X射线球管旋转一周所需的旋转时间；和一个间隔时间调整组件，用于根据所述旋转时间来调整所述间隔时间，使得与所述旋转时间对应的X射线管旋转角速度在调整后的间隔时间内的积分仍为所述扫描间隔的大小。本发明专利技术还提供一种用于保持扫描间隔不变的自适应时间触发方法。本发明专利技术的装置和方法相比固定时间触发的方式提高了成像质量，降低了对机架旋转的稳定性需求，同时节省了产品成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗设备领域，特别是。
技术介绍
在X射线计算机断层成像(Computed Tomography,CT)设备中，有两种方法来采集X射线投影数据。ー种方法为固定时间触发方法，该方法中检测器(D MS,Data measurementsystem)在固定的时间间隔t内读片(reading,即采集X射线投影数据)。在该时间间隔t内，X射线球管的旋转角度称为扫描间隔P，其为X射线管旋转角速度ω在间隔时间t内的积分，理论上角速度ω是固定不变的，所以两次读片间的扫描间隔应该是ー个常数。但是在CT扫描中，由于旋转机架不能保持绝对的平衡和稳定，且机架的旋转部分与静止部分间的摩擦会随着温度而变化，所以机架的旋转速度并不是固定不变的。当旋转速度的变化超过门限值时，图像质量就会变得很差。其中旋转速度V与角速度ω的关系为ω = v/r,r为机架孔的半径，因此当旋转速度变化时，角速度也相应地发生变化，进而两次读片间的扫描间隔也发生变化，这种变化会影响CT成像质量，如产生伪影等。所以，在实际应用中需要实时计算或测量两次连续读片间的扫描间隔P。另ー种方法是固定位置触发方法，该方法中检测器在X射线管的固定角度位置处读片。如利用安装在CT机架静止部分的复数个位置传感器和机架旋转部分的复数个感应部件来获取X射线球管的角度位置。其中感应部件例如为金属头(metal head)或凹槽(slot)，这里ー个位置传感器可与ー个金属头(或一个凹槽)组成ー个接近开关，只有当金属头或凹槽接近位置传感器到一定距离时，位置传感器才会有“感应”，接近开关才会动作，如产生高电平“I”或低电平“O”。在高端CT系统中通常设置有1000个以上的金属头用于采样X射线球管的角度位置，于是检测器可以每隔360° /1000 = 0.36°就进行一次读片，即在X射线管位于0.36°、0.72°、1.08°、1.44°……处进行读片，这种方式极大地減少了误差，从而极大地改善了成像质量。不过由于设置有大量金属头和复杂的信号采集和控制系统，使产品成本也极大地提高，而无法用于低端CT设备上。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，以用较低的成本来保持两次连续读片间的扫描间隔的大小基本不变，从而获得较高的成像质量。有鉴于此，本专利技术提出一种用于保持扫描间隔不变的自适应时间触发装置，所述装置包括ー个接近开关，其通过对X射线球管的位置进行采样来获取当前X射线球管旋转一周所需的旋转时间；和ー个间隔时间调整组件，用于根据所述旋转时间来调整所述扫描间隔的间隔时间，使得与所述旋转时间对应的X射线管旋转角速度在调整后的间隔时间内的积分仍为所述扫描间隔的大小。以用较低的成本保持两次连续读片间X射线球管的扫描间隔得大小基本不变。其中，所述间隔时间调整组件包括ー个固定単元，用于存储一间隔时间曲线；和一个调整単元，用于根据所述旋转时间来得到ー个系数，并用该系数来调整所述固定単元中间隔时间曲线的幅度，使得与所述旋转时间对应的X射线管旋转角速度在调整后的间隔时间内的积分仍为所述扫描间隔的大小。根据本专利技术的一个实施例，所述间隔时间调整组件为一个可编程计时器。进ー步，所述装置包括ー个执行组件，用于根据调整后的间隔时间进行读片。本专利技术还提供一种用于保持扫描间隔不变的自适应时间触发方法，所述方法包括提供ー个接近开关对X射线球管的位置进行采样，以获取当前X射线球管旋转一周所需的旋转时间；根据所述旋转时间来调整所述扫描间隔的间隔时间，使得与所述旋转时间对应的X射线管旋转角速度在调整后的间隔时间内的积分仍为所述扫描间隔的大小。 所述调整包括预先存储ー间隔时间曲线；根据所述旋转时间来得到ー个系数，并用该系数来调整所述间隔时间曲线的幅度，使得与所述旋转时间对应的X射线管旋转角速度在调整后的间隔时间内的积分仍为所述扫描间隔的大小。进ー步，所述方法包括根据调整后的间隔时间进行读片。从上述方案中可以看出，由于本专利技术能保持两次连续读片间X射线球管的扫描间隔的大小基本不变，相比固定时间触发的方式而言提高了成像质量；同吋，由于所述扫描间隔不会因机架的旋转速度而改变，所以也降低了对机架旋转的稳定性需求；而且本专利技术只需ー个感应部件，从而极大地減少了产品成本；而且只用ー个接近开关也減少了数据量，简化了数据采集系统控制电路板的结构，从而降低了数据采集系统的成本。附图说明下面将通过參照附图详细描述本专利技术的实施例，使本领域技术人员更清楚本专利技术的上述及其它特征和优点，附图中图I为本专利技术用于保持扫描间隔不变的自适应时间触发装置的示意图。图2为本专利技术X射线管旋转一周过程中机架旋转速度的变化示意图、与机架旋转速度的变化反向变化的间隔时间示意图、及二者积分得到的扫描间隔的示意图。图3为本专利技术用于保持扫描间隔不变的自适应时间触发方法的示意图。附图标记I自适应时间触发装置11接近开关12间隔时间调整组件13执行组件步骤101 103本专利技术用于保持扫描间隔不变的自适应时间触发方法。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本专利技术进ー步详细说明。以下以CT设备为例，具体说明本专利技术用于保持扫描间隔不变的自适应时间触发装置和方法。本专利技术提供一种用于保持两次读片间X射线球管扫描间隔不变的自适应时间触发装置和方法，通过改进现有的固定时间触发方法，以用较低的成本来获得ー种改变间隔时间曲线的幅度的装置和方法，从而获得较高的图像质量。图I为本专利技术用于保持扫描间隔不变的自适应时间触发装置的示意图。该自适应时间触发装置I包括ー个接近开关11和一个间隔时间调整组件12，具体地接近开关11包括ー个位置传感器和一个感应部件(图中未示出)，通过对X射线球管的位置进行采样来获取当前X射线球管旋转一周所需的旋转时间。由于只有当感应部件接近位置传感器到检出距离时，位置传感器才会有“感应”，接近开关才会产生响应信号，如高电平“ 1”，所以在X射线管旋转一周的过程中，位于机架旋转部分上的感应部件只有一次机会能与位于机架静止部分上的位置传感器达到检出距 离，也就是说X射线管旋转一周的过程中，接近开关只能输出一次高电平响应信号，这样接近开关第i次输出高电平与第α+1)次输出高电平的间隔时间即为X射线球管第i次旋转一周所需的旋转时间Ti，其中i为正整数。间隔时间调整组件12，用于根据旋转时间Ti来调整扫描间隔的间隔时间t，使得与旋转时间Ti对应的X射线管旋转角速度ω 在调整后的间隔时间、内的积分仍为所述扫描间隔的大小。其包括ー个固定単元和一个调整単元(图中未示出)。间隔时间调整组件12例如为ー个可编程计时器。如在
技术介绍
中所述，在CT扫描中机架的旋转速度并不是固定不变的，旋转速度可分解为四个分量不变的基线速度分量、重力感应变量、摩擦感应变量和随机变量。其中重力感应变量和摩擦感应变量是依赖于CT系统且可预测的，例如可以根据机架配重重心的偏移来得到重力感应变量。而随机变量对成像质量的影响相比重力感应变量和摩擦感应变量对成像质量的影响就相对小很多。基于此，可以预先存储X射线管旋转一周的过程中旋转速度的变化曲线Vtl，然后利用接近开关11来获取X射线球管第i次旋转一周所需的旋转时间Ti，再根据Ti来得到一速度系数ai;并用ai来调整预先存储的旋转速度变化曲线的幅度Vt本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于保持扫描间隔不变的自适应时间触发装置(1)，其特征在于，所述装置包括：一个接近开关(11)，其通过对X射线球管的位置进行采样来获取当前X射线球管旋转一周所需的旋转时间；和一个间隔时间调整组件(12)，用于根据所述旋转时间来调整所述扫描间隔的间隔时间，使得与所述旋转时间对应的X射线管旋转角速度在调整后的间隔时间内的积分仍为所述扫描间隔的大小。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张纪庄，王薇，
申请(专利权)人：上海西门子医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：