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CT系统及控制其X射线管的位置的方法、装置

申请号 CN202011339298.0 申请日 2020-11-25 公开(公告)号 CN112472113B 公开(公告)日 2024-04-23
申请人 上海西门子医疗器械有限公司; 发明人 王颖利; 丁金华; 张剑; 朱家鹏;
摘要 本公开涉及控制CT系统中的 X射线 管的 位置 的方法、装置及系统。该方法包括:获取所述CT系统中AP 传感器 输出的AP 信号 、IP传感器输出的IP信号和 电机 输出的 编码器 数据;基于所述AP信号和所述IP信号确定所述AP信号中的归位 定位 信号AP0,其中,所述归位定位信号AP0用于确定所述 X射线管 的旋转周期的起始点;基于所确定的归位定位信号AP0,利用所述编码器数据计算具有编码器数据的AP信号,其中,具有编码器数据的AP信号是用所述编码器 数据处理 后的AP信号;以及基于所述具有编码器数据的AP信号控制所述X射线管的位置。通过本公开,解决了相关技术中CT系统无法精确控制X射线管的位置的技术问题。
权利要求

1.控制CT系统中的X射线管的位置的方法,包括:
获取所述CT系统中位置传感器输出的角位置信号、指引脉冲传感器输出的指引脉冲信号和电机输出的编码器数据;
基于所述角位置信号和所述指引脉冲信号确定所述角位置信号中的归位定位信号AP0,其中,所述归位定位信号AP0用于确定所述X射线管的旋转周期的起始点;
基于所确定的归位定位信号AP0,利用所述编码器数据计算具有编码器数据的角位置信号,其中,具有编码器数据的角位置信号是用所述编码器数据校正后的角位置信号;以及基于所述具有编码器数据的角位置信号控制所述X射线管的位置;
其中,所述角位置传感器和指引脉冲传感器以相邻的方式设置在机架的静止部件的内周面上;
所述角位置信号是通过所述角位置传感器检测以均匀间隔布置在所述CT系统中机架旋转部分的外周面的多个检查点而获取的角位置信号;
所述指引脉冲信号是通过所述指引脉冲传感器检测布置在所述CT系统中机架旋转部分的外周面的一个参考检查点而获取的指引脉冲信号,所述指引脉冲信号用于确定所述X射线管的旋转周期;
所述编码器数据是所述电机的编码器输出的数据,用于控制所述X射线管的旋转速度。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,基于所述角位置信号和所述指引脉冲信号确定所述角位置信号中的归位定位信号AP0包括:
检测当前的指引脉冲信号是否为高电平信号
在检测到所述当前的指引脉冲信号为高电平信号时,将所述当前的指引脉冲信号持续为高电平的期间内的所述角位置信号中的高电平信号确定为所述归位定位信号AP0。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,基于所确定的归位定位信号AP0,利用所述编码器数据计算具有编码器数据的角位置信号包括:
检测自所述归位定位信号AP0起至检测到所述指引脉冲信号再次为高电平信号的期间内所述角位置信号中的各个高电平信号APi;
分别计算在所述归位定位信号AP0和各个高电平信号APi中的每一个之间的时间段内的所述编码器数据的脉冲数;以及
保存所计算出的编码器数据的脉冲数和所述角位置信号的对应关系,作为具有编码器数据的角位置信号。
4.根据权利要求3所述的方法,基于所述具有编码器数据的角位置信号控制所述X射线管的位置包括:
在所述CT系统的机架旋转的过程中,读取所保存的具有编码器数据的角位置信号;
利用所述具有编码器数据的角位置信号校正所述X射线管的位置,以控制所述X射线管的位置。
5.控制CT系统中的X射线管的位置的装置,包括:
获取模,被配置为获取所述CT系统中角位置传感器输出的角位置信号、指引脉冲传感器输出的指引脉冲信号和电机输出的编码器数据;
确定模块,被配置为基于所述角位置信号和所述指引脉冲信号确定所述角位置信号中的归位定位信号AP0,其中,所述归位定位信号AP0用于确定所述X射线管的旋转周期的起始点;
计算模块,被配置为基于所确定的归位定位信号AP0,利用所述编码器数据计算具有编码器数据的角位置信号,其中,具有编码器数据的角位置信号是用所述编码器数据校正后的角位置信号;以及
制模块,被配置为基于所述具有编码器数据的角位置信号控制所述X射线管的位置;
其中,所述角位置传感器和指引脉冲传感器以相邻的方式设置在机架的静止部件的内周面上;
所述角位置信号是通过所述角位置传感器检测以均匀间隔布置在所述CT系统中机架旋转部分的外周面的多个检查点而获取的角位置信号;
所述指引脉冲信号是通过所述指引脉冲传感器检测布置在所述CT系统中机架旋转部分的外周面的一个参考检查点而获取的指引脉冲信号,所述指引脉冲信号用于确定所述X射线管的旋转周期;
所述编码器数据是所述电机的编码器输出的数据,用于控制所述X射线管的旋转速度。
6.根据权利要求5所述的装置,其中,所述确定模块还被配置为:
检测当前的指引脉冲信号是否为高电平信号;
在检测到所述当前的指引脉冲信号为高电平信号时,将所述当前的指引脉冲信号持续为高电平的期间内的所述角位置信号中的高电平信号确定为所述归位定位信号AP0。
7.根据权利要求5所述的装置,其中,所述计算模块还被配置为:
检测自所述归位定位信号AP0起至检测到所述指引脉冲信号再次为高电平信号的期间内所述角位置信号中的各个高电平信号APi;
分别计算在所述归位定位信号AP0和各个高电平信号APi中的每一个之间的时间段内的所述编码器数据的脉冲数;以及
保存所计算出的编码器数据的脉冲数和所述角位置信号的对应关系,作为具有编码器数据的角位置信号。
8.根据权利要求5所述的装置,所述控制模块还被配置为:
在所述CT系统的机架旋转的过程中,读取所保存的具有编码器数据的角位置信号;
利用所述具有编码器数据的角位置信号校正所述X射线管的位置,以控制所述X射线管的位置。
9. CT系统,包括机架、角位置传感器、指引脉冲传感器、电机和电机控制器,其中,所述角位置传感器被配置为检测以均匀间隔布置在机架旋转部分的外周面的多个检查点而获取的角位置信号;
所述指引脉冲传感器被配置为检测布置在机架旋转部分的外周面的一个参考检查点而获取的作为指引脉冲信号的指引脉冲信号;
所述电机被配置为输出所述电机的编码器数据;以及
电机控制器,被实现为权利要求5至8任一项所述的装置。

说明书全文

CT系统及控制其X射线管的位置的方法、装置

技术领域

[0001] 本公开涉及医疗器械领域,具体而言,涉及一种控制计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)系统中的X射线管的位置的方法、装置及CT系统。

背景技术

[0002] CT系统主要包括X射线管、X射线探测器阵列、机架和病床等。X射线管和X射线探测器阵列设置在围绕病床转动的机架上。通常,病床可以相对机架移动。X射线管产生一扇形X射线束,该X射线束经过正在成像的物体(例如患者)的一个切片,照射到X射线探测器阵列上。在CT成像过程中,X射线束和患者身体切片的夹和病床相对于机架的位置是不断变化的。
[0003] X射线管的角位置(Angular position,AP)是CT系统非常重要的参数,影响CT系统的成像质量。特别是,如果患者需要使用CT进行X射线介入治疗(interventional therapy)时,则需要精确定位X射线管。
[0004] 为了获得精确的X射线管的角位置,高端CT系统(例如,Definition系统)采用了成本较高的AP测量系统和电机。在高端CT系统中,虽然使用了具有精确定位传感器的直流电机来获得精确的X射线管的位置,但是,由于轴承需要利用直流驱动来组装,因此需要花费很多的工作时间和成本。而在低端CT系统中,由于检查点的个数所限,通常X射线管位置的最小步近为15deg,准确度为2deg。由于低端CT系统无法确保X射线管以1deg的步进停止,因此在低端CT系统中难以应用介入治疗。
[0005] 针对上述问题,目前尚未提出有效的解决方案。发明内容
[0006] 根据本公开实施方式的一个方面,提供了一种控制CT系统中的X射线管的位置的方法,包括:获取所述CT系统中AP传感器输出的AP信号、IP传感器输出的IP信号和电机输出的编码器数据;基于所述AP信号和所述IP信号确定所述AP信号中的归位定位信号AP0,其中,所述归位定位信号AP0用于确定所述X射线管的旋转周期的起始点;基于所确定的归位定位信号AP0,利用所述编码器数据计算具有编码器数据的AP信号,其中,具有编码器数据的AP信号是用所述编码器数据校正后的AP信号;以及基于所述具有编码器数据的AP信号控制所述X射线管的位置。
[0007] 通过上述方法,解决了相关技术中CT系统无法精确控制X射线管的位置的技术问题,具有能够精确控制X射线管的位置的有益效果。
[0008] 在本公开的一个示例性实施方式中,所述AP信号是通过所述AP传感器检测以均匀间隔布置在所述CT系统中的机架的外周面的多个检查点而获取的角位置信号;和/或所述IP信号是通过所述IP传感器检测布置在所述CT系统中的机架的外周面的一个参考检查点而获取的指引脉冲信号,所述IP信号用于确定所述X射线管的旋转周期;和/或所述编码器数据是所述电机的编码器输出的数据,用于控制所述X射线管的旋转速度。
[0009] 通过上述方法,消除了皮带打滑引起的定位计算误差,从而提高了X射线管的定位精度
[0010] 在本公开的一个示例性实施方式中,基于所述AP信号和所述IP信号确定所述AP信号中的归位定位信号AP0包括:检测当前的IP信号是否为高电平信号;在检测到所述当前的IP信号为高电平信号时,将所述当前的IP信号持续为高电平的期间内的所述AP信号中的高电平信号确定为所述归位定位信号AP0。
[0011] 通过上述方法,无需新增任何组件,将X射线管的步进定位提高到1deg。
[0012] 在本公开的一个示例性实施方式中,基于所确定的归位定位信号AP0,利用所述编码器数据计算具有编码器数据的AP信号包括:检测自所述归位定位信号AP0起至检测到所述IP信号再次为高电平信号的期间内所述AP信号中的各个高电平信号APi;分别计算在所述归位定位信号AP0和各个高电平信号APi中的每一个之间的时间段内的所述编码器数据的脉冲数;以及保存所计算出的编码器数据的脉冲数和所述AP信号的对应关系,作为具有编码器数据的AP信号。
[0013] 通过上述方法,能够更精确地计算出AP信号和编码器数据的对应关系,从而为精准定位X射线管提供了可能。
[0014] 在本公开的一个示例性实施方式中,基于所述具有编码器数据的AP信号控制所述X射线管的位置包括:在所述CT系统的机架旋转的过程中,读取所保存的具有编码器数据的AP信号;利用所述具有编码器数据的AP信号校正所述X射线管的位置,以控制所述X射线管的位置。
[0015] 通过上述方法,在不增加任何传感装置或组件的情况下,采用预调节的方式,在后续运转的过程中校正了X射线管的位置,从而提高了X射线管的定位精度。
[0016] 根据本公开实施方式的另一个方面,提供了一种控制CT系统中的X射线管的位置的装置,包括:获取模,被配置为获取所述CT系统中AP传感器输出的AP信号、IP传感器输出的IP信号和电机输出的编码器数据;确定模块,被配置为基于所述AP信号和所述IP信号确定所述AP信号中的归位定位信号AP0,其中,所述归位定位信号AP0用于确定所述X射线管的旋转周期的起始点;计算模块,被配置为基于所确定的归位定位信号AP0,利用所述编码器数据计算具有编码器数据的AP信号,其中,具有编码器数据的AP信号是用所述编码器数据校正后的AP信号;以及控制模块,被配置为基于所述具有编码器数据的AP信号控制所述X射线管的位置。
[0017] 通过上述结构,解决了相关技术中CT系统无法精确控制X射线管的位置的技术问题,具有能够精确控制X射线管的位置的有益效果。
[0018] 在本公开的一个示例性实施方式中,所述确定模块还被配置为:检测当前的IP信号是否为高电平信号;在检测到所述当前的IP信号为高电平信号时,将所述当前的IP信号持续为高电平的期间内的所述AP信号中的高电平信号确定为所述归位定位信号AP0。
[0019] 通过上述结构,无需新增任何组件,将X射线管的步进定位提高到1deg。
[0020] 在本公开的一个示例性实施方式中,所述计算模块还被配置为:检测自所述归位定位信号AP0起至检测到所述IP信号再次为高电平信号的期间内所述AP信号中的各个高电平信号APi;分别计算在所述归位定位信号AP0和各个高电平信号APi中的每一个之间的时间段内的所述编码器数据的脉冲数;以及保存所计算出的编码器数据的脉冲数和所述AP信号的对应关系,作为具有编码器数据的AP信号。
[0021] 通过上述结构,能够更精确地计算出AP信号和编码器数据的对应关系,从而为精准定位X射线管提供了可能。
[0022] 在本公开的一个示例性实施方式中,所述控制模块还被配置为:在所述CT系统的机架旋转的过程中,读取所保存的具有编码器数据的AP信号;利用所述具有编码器数据的AP信号校正所述X射线管的位置,以控制所述X射线管的位置。
[0023] 通过上述结构,在不增加任何传感装置或组件的情况下,采用预调节的方式,在后续运转的过程中校正了X射线管的位置,从而提高了X射线管的定位精度。
[0024] 根据本公开的再一个方面,提供了一种CT系统,包括机架、AP传感器、IP传感器、电机、电机控制器,其中,所述AP传感器被配置为检测以均匀间隔布置在机架的外周面的多个检查点而获取的AP信号;所述IP传感器被配置为检测布置在机架的外周面的一个参考检查点而获取的作为指引脉冲信号的IP信号;所述电机配置为输出所述电机的编码器数据;以及电机控制器,被实现为上述任一项所述的装置。
[0025] 通过上述CT系统,解决了相关技术中CT系统无法精确控制X射线管的位置的技术问题,具有能够精确控制X射线管的位置的有益效果。
[0026] 根据本公开的又一个方面,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,当被执行时,所述计算机指令使处理器执行上述任一项所述的方法。附图说明
[0027] 构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解,本公开的示意性实施方式及其说明用于解释本公开,并不构成对本公开的不当限定。在附图中:
[0028] 图1示出了根据本公开示例性实施方式的CT系统的结构示意图;
[0029] 图2示出了根据本公开示例性实施方式的脉冲信号的示意图;
[0030] 图3示出了根据本公开示例性实施方式对机架的旋转进行闭环控制的示意图;
[0031] 图4示出了根据本公开示例性实施方式的控制CT系统中的X射线管的位置的装置的结构示意图;以及
[0032] 图5示出了根据本公开示例性实施方式的控制CT系统中的X射线管的方法的装置的结构示意图。
[0033] 其中,上述附图包括以下附图标记:
[0034] 100: CT系统
[0035] 10: AP传感器
[0036] 11: IP传感器
[0037] 12: X射线管
[0038] 13: 电机控制器
[0039] 14: 电机
[0040] 15: 机架
[0041] 16: 检查点
[0042] 17: 参考检查点
[0043] 18: 张紧轮
[0044] AP: AP信号
[0045] TD: 数据表数据
[0046] ED: 编码器数据
[0047] 30: CT扫描仪
[0048] 32: AP&IP传感器
[0049] 34: 皮带/轴承
[0050] 142: 电机编码器
[0051] 40: 装置
[0052] 42: 获取模块
[0053] 44: 确定模块
[0054] 46: 计算模块
[0055] 48: 控制模块

具体实施方式

[0056] 为了使本技术领域的人员更好地理解本公开的方案,下面将结合本公开实施方式中的附图,对本公开实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0057] 需要说明的是,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或模块或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块或单元。
[0058] 根据本公开的一个示例性实施方式,提供了一种CT系统,如图1所示,该CT系统100包括:AP传感器10、指引脉冲(index pulse,IP)传感器11、X射线管12、电机控制器13、电机14、机架15、多个检查点16、参考检查点17、张紧轮18。
[0059] 机架15也称台架或龙架,其由旋转部件和静止部件两部分组成,其中,旋转部件能够在图1所示的直角座标系X,Y,Z的X‑Y平面(通常称为成像平面”)内围绕机架15的中心轴转动,其外周面上安装有多个检查点16和一个参考检查点17,其内周面上彼此相对地安装有X射线管12和探测器阵列;静止部件的内周面上布置有AP传感器10和IP传感11,二者相隔一定距离。机架15内设置有病床(未示出),患者躺在病床上,病床可沿直角座标系的Z轴方向移动。该机架15的旋转部件可以绕病床连续地转动。
[0060] X射线管12设置在机架15的旋转部件的内周面上,向与X射线管12相对的、位于旋转部件的内周面另一侧的探测器阵列(未示出)发射一扇形X射线束。X射线管12发射的X射线束在穿过患者衰减之后,撞击到探测器阵列。在探测器阵列处接收的衰减的辐射束的强度取决于由于患者引起的X射线束的能量相关衰减。该阵列的每个检测器元件产生独立的电信号,该电信号表征X射线束衰减之后的强度测量值。之后,采集探测器阵列中的每一个检测器的强度测量值,该强度测量值是模拟电信号,因此,通常还需发送到使模拟信号数字化的模数转换器进行模数转换处理。图像重建器(未示出)从模数转换器接收采样的数字化的X射线数据并进行高速图像重建,并以重构图像。
[0061] AP传感器10和IP传感器11以相邻的方式设置在机架15的静止部件的内周面上。多个检查点16以均匀间隔的方式布置在旋转部件的外周面上。在本公开的一个示例性实施方式中,AP传感器10和IP传感器11为接近开关,检查点16金属头和参考检查点17为金属凹槽。接近开关是一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关,当物体(例如,检查点16或参考检查点17)接近开关的感应面到检出距离时,不需要机械接触及施加任何压即可使开关动作,从而能够准确反应出运动机构的位置和行程。
[0062] 在机架15旋转的过程中,当某一检查点16与AP传感器10的距离到达预定检出距离时,AP传感器10会感应到该检查点16,AP传感器10的开关状态被设置为开状态,并输出一高电平信号作为响应信号;在该检查点16离开AP传感器10并与AP传感器10的距离大于预定检出距离时,AP传感器10会感应不到该检查点而输出低电平信号。同样的,在参考检查点17与IP传感器11之间的距离小于预定参考检出距离的情况下,IP传感器11输出高电平信号,否则一直输出低电平信号。
[0063] IP传感器11和AP传感器10生成的脉冲信号如图2所示。在X射线管12随着机架15围绕机架15的旋转中心轴旋转一周的情况下,IP传感器11仅生成一个脉冲信号,即一个高电平信号,而AP传感器10生成一具有周期T的脉冲序列,该脉冲系列中包含与检查点16的个数对应个数的脉冲信号。每两个检查点16之间的角度由检查点16的个数决定。假定检查点16的个数为n,则每两个检查点16之间的角度为360/n度。由图2可见,AP信号与IP信号的脉冲宽度不一致,这是由于设置在检查点16与参考检查点17的个数不同,所以导致响应信号的持续时间不同。
[0064] 另外,由于只设置了一个参考检查点17,所以在机架15旋转一周的周期内,参考检查点17与IP传感器11的距离达到预定参考检出距离的机会只有一次,于是能以此作为机架15或X射线管12旋转一周的标志,所以IP传感器11的响应信号用IP来表示。图1中当X射线管
12从0°位置顺时针旋转时,AP传感器10输出的响应信号为AP0,IP传感器11输出的响应信号为IP。由于检查点16是均匀间隔地设置在机架15的旋转部件外周面上的,因此,检查点16是按一定的时间间隔一个接一个地移向AP传感器10,因此AP传感器10依次会产生n个高电平信号,其中,n为检查点16的个数。图2中,只示意了AP的一部分。
[0065] 电机14被配置为在电机控制器13的控制下控制机架15的旋转速度和旋转方向,从而进一步控制设置在机架15上的X射线管12的位置。电机14具有编码器,该编码器通常是增量编码器,其输出的编码器数据主要是每转脉冲数。编码器数据的脉冲数如图2中的ED所示。张紧轮1819被配置为控制连接机架15和电机14的皮带的松紧。
[0066] 电机控制器13基于从AP传感器10获取的AP信号、IP传感器11获取的IP信号和电机14的编码器获取的编码器数据来控制电机14的运转,以控制X射线管12的位置。电机控制器
13可以是个人计算机或者工作站或者内嵌在CT系统中的中央处理器的形式。在本公开的其他实施方式中,电机控制器13也可以包括更高级的处理系统,例如,分布式处理系统。
[0067] 电机控制器13使用IP传感器11的IP信号和AP传感器10的AP信号计算X射线管12的归位定位(Homing positioning),即找出AP0信号。在确定了AP0之后,电机控制器13以AP0为起点,利用编码器数据计算各个AP信号之间的编码器数据中的脉冲数,如图2所示,AP0和AP1之间的编码器数据中的脉冲数为1360个,AP0和AP2之间的编码器数据中的脉冲数为2700个,AP0和AP3之间的编码器数据中的脉冲数为4060个。由于编码器数据具有稳定的转速,没有皮带打滑等外界因素的影响,因此可以认为利用与AP信号对应的编码器数据中的脉冲数来定位X射线管12是没有定位误差的。将这些计算出的脉冲数根据实践经验微调后(例如,将1360微调到1350,2700微调到2708,4060微调到4070……),保存到数据表中,作为数据表数据,如图2中的TD所示。在X射线管12定位期间,电机控制器13使用数据表中记录的AP信号和编码器数据的对应脉冲数来校正X射线管12的实际位置。
[0068] 电机控制器13还被配置为与存储装置或存储器(未示出)通信。存储装置用于存储电机控制器13计算出的具有编码器数据的AP信号。存储装置包括各种类型的可用于存储数据的计算机存储器。存储装置相对于电机控制器13可以作为独立部件,但应该理解,存储装置可以形成为电机控制器13的集成部分。电机控制器13还被配置为利用存储装置中存储的具有编码器数据的AP信号控制电机14的运转,以控制X射线管12的位置。
[0069] 图3示出了根据本公开的一个示例性实施方式对机架的旋转进行闭环控制的示意图。在本公开的一个示例性实施方式中,当机架顺时针旋转时,检查点按一定的时间间隔一个接一个地移向AP和IP传感器32,其中,AP和IP传感器32中的AP传感器依次产生n个高电平信号,而IP传感器在参考检查点与IP传感器间的距离大于预定参考检出距离时,输出一个高电平信号,随着参考检查点的远离,IP传感器一直输出低电平信号直至本周期结束。AP和IP传感器32将检测到的AP信号和IP信号输入到电机控制器13中。电机编码器142中的编码器数据也输入到电机控制器13中。电机控制器13基于从AP传感器获取的AP信号、IP传感器获取的IP信号和电机编码器142获取的编码器数据来控制电机14的运转,进一步控制皮带/轴承34以及X射线管12的位置。电机控制器13也控制CT扫描仪30的其他操作,比如转向。
[0070] 图4示出了根据本公开的一个示例性实施方式的控制CT系统中的X射线管的位置的装置的结构示意图,如图4所示,该装置40包括获取模块42、确定模块44、计算模块46和控制模块48。
[0071] 在本公开的一个示例性实施方式中,获取模块42被配置为获取该CT系统中AP传感器输出的AP信号、IP传感器输出的IP信号和电机输出的编码器数据;确定模块44,被配置为基于该AP信号和该IP信号确定该AP信号中的归位定位信号AP0,其中,该归位定位信号AP0用于确定该X射线管的旋转周期的起始点;计算模块46,被配置为基于所确定的归位定位信号AP0,利用该编码器数据计算具有编码器数据的AP信号,其中,具有编码器数据的AP信号是用该编码器数据校正后的AP信号;控制模块48,被配置为基于该具有编码器数据的AP信号控制该X射线管的位置。
[0072] 在本公开的一个示例性实施方式中,该确定模块44还被配置为:检测当前的IP信号是否为高电平信号;在检测到该当前的IP信号为高电平信号时,将该当前的IP信号持续为高电平的期间内的该AP信号中的高电平信号确定为该归位定位信号AP0。该计算模块46还被配置为:检测自该归位定位信号AP0起至检测到该IP信号再次为高电平信号的期间内该AP信号中的各个高电平信号APi;分别计算在该归位定位信号AP0和各个高电平信号APi中的每一个之间的时间段内的该编码器数据的脉冲数;以及保存所计算出的编码器数据的脉冲数和该AP信号的对应关系,作为具有编码器数据的AP信号。该控制模块还被配置为:在该CT系统的机架旋转的过程中,读取所保存的具有编码器数据的AP信号;利用该具有编码器数据的AP信号校正该X射线管的位置,以控制该X射线管的位置。
[0073] 通过上述结构,在不增加任何传感装置或组件的情况下,采用预调节的方式,在后续运转的过程中校正了X射线管的位置,从而提高了X射线管的定位精度。
[0074] 图5示出了根据本公开的一个示例性实施方式的控制CT系统中的X射线管的位置的方法的流程图,如图5所示,该方法包括以下步骤:
[0075] 步骤S502,获取所述CT系统中AP传感器输出的AP信号、IP传感器输出的IP信号和电机输出的编码器数据。
[0076] AP传感器与任一个检查点之间的距离小于一预定检出距离的情况下,AP传感器会感应到该检查点,生成高电平信号,在大于等于该检出距离的情况下,AP传感器会感应不到该检查点,生成低电平信号。IP传感器与参考检查点之间的距离小于一预设参考检出距离的情况下,IP传感器会感应到该参考检查点,并生成高电平信号,在大于等于该参考检测距离的情况下,IP传感器感应不到该参考检查点,生成低电平信号。电机输出表示机架转速的编码器数据。AP信号和IP信号以及编码器数据都被传送到电机控制器中。
[0077] 步骤S504,基于所述AP信号和所述IP信号确定所述AP信号中的归位定位信号AP0,其中,所述归位定位信号AP0用于确定所述X射线管的旋转周期的起始点。
[0078] X射线管随着机架围绕机架的中心轴旋转一周(即360度)为一个周期。在参考检查点与IP传感器之间的距离达到预定参考检出距离时,IP传感器产生一个高电平的响应信号,此时,与检查点与AP传感器的距离也达到预定检出距离,产生一个高电平的响应信号,AP传感器此时产生的高电平响应信号记为AP0,用作一个旋转周期的起点。
[0079] 步骤S506,基于所确定的归位定位信号AP0,利用所述编码器数据计算具有编码器数据的AP信号,其中,具有编码器数据的AP信号是用所述编码器数据校正后的AP信号。
[0080] 电机控制器在确定了AP0之后,以AP0为起点,利用编码器数据计算各个AP信号之间的编码器数据中的脉冲数,如图2所示,AP0和AP1之间的编码器数据中的脉冲数为1360个,AP0和AP2之间的编码器数据中的脉冲数为2700个,AP0和AP3之间的编码器数据中的脉冲数为4060个。
[0081] 步骤S508,将具有编码器数据的AP信号保存到数据表中。
[0082] 将这些计算出的脉冲数根据实践经验微调后(例如,将1360微调到1350,2700微调到2708,4060微调到4070……),保存到数据表中,作为数据表数据。
[0083] 上述步骤S502至S508是在调试阶段执行的。
[0084] 步骤S510,基于所述具有编码器数据的AP信号控制所述X射线管的位置[0085] 在X射线管12定位期间,电机控制器13使用数据表中记录的AP信号和编码器数据的对应脉冲数来校正X射线管12的实际位置。该步骤是在CT扫描仪正式运行的阶段执行的。
[0086] 本公开的示例性实施方式还提供了一种存储介质,该存储介质存储有计算机程序,在该计算机程序执行时,可以使处理器执行本公开实施方式提供的控制CT系统中的X射线管的位置的方法。
[0087] 在本实施方式中,上述存储介质可以包括但不限于:U盘、只读存储器(ROM,Read‑Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0088] 在本公开所提供的几个实施方式中,应该理解到,所揭露的技术内容,可通过其它的方式实现。其中,以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的,例如所述单元或模块的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,模块或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
[0089] 所述作为分离部件说明的单元或模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元或模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元或模块,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元或模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元或模块来实现本实施方式方案的目的。
[0090] 另外,在本公开各个实施方式中的各功能单元或模块可以集成在一个处理单元或模块中,也可以是各个单元或模块单独物理存在,也可以两个或两个以上单元或模块集成在一个单元或模块中。上述集成的单元或模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元或模块的形式实现。
[0091] 所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本公开各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、只读存储器(ROM,Read‑Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0092] 以上所述仅是本公开的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本公开原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本公开的保护范围。