CN102551774B - 皮带式床和ct设备及用于ct设备校准数据的获取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种皮带式床和CT设备及用于CT设备校准数据的获取方法。本发明皮带式床包括床板和用于驱动所述床板移动的运动驱动装置，所述床板和所述运动驱动装置在扫描平面上对X射线的衰减非常低或者接近0。本发明CT设备包括本发明皮带式床。本发明用于CT设备校准数据的获取方法包括把球管旋转至0-180度之间的球管焦点与各检测器中心都存在一虚拟连线的某位置进行扫描以获取第一扫描数据；把球管旋转至180-360度之间的球管焦点与各检测器中心都存在一虚拟连线的某位置进行扫描以获取第二扫描数据；组合所述第一扫描数据和所述第二扫描数据。采用本发明的技术方案对病人来说更加安全且成本低。
Description
技术领域
本发明总体上涉及CT领域，特别涉及一种皮带式床和CT设备及用于CT设备校准数据的获取方法。
背景技术
使用CT设备来进行扫查以得到被扫查对象的清晰图像目前已得到广泛地应用。众所周知，如图1所示，典型地CT设备至少包括球管1、探测器2以及床3，其中，所述球管1用来发射X射线；所述探测器2用来接收所述球管1发射的X射线，显示控制台50对被扫查对象(例如病人)进行成像；所述床3用来承载被扫查对象，所述床3包括床板31和传动装置。通常球管1和探测器2设置在扫描架内的相对侧上。
美国US6185272B1文献公开了一种“ArchitectureforCTscansystem”，其主要是用于机场托运的行李的桌式床。另外，美国US7072434B1公开了一种“Carry-onBaggageTomographyScanningSystem”，也主要是用于行李及物品的扫描。
典型CT设备上所使用的床3的床板31常常采用碳纤维材料制成，由于碳纤维比较昂贵，所以使得整个CT设备的成本较高。
其次，由于在CT设备扫描过程中，需要床板31能够携带病人滑动，使床板滑动的滑动结构当前主要包括导轨、滑车等等，这是很复杂的，而且也同样增加了整个CT设备的成本。
再者，由于在扫描过程中病人是躺在床板31上的，所以从球管1发射出来的X射线需要穿过病人和床板31后才能到达探测器2，因而由于X射线通过床板31而被衰减了，要想得到清晰的图像就需要加大对病人施加的X射线剂量，我们知道，X射线对人体是有累积伤害的，因此从所施加的X射线的角度上来讲现有技术的床对病人有一定的局限性。
另外，现有技术的床的床板在垂直于扫描平面方向是悬(臂)梁结构的，因此在床板沿垂直于扫描平面方向滑动时是存在下垂的问题的，从而导致病人不同身体部位的图像下移，且病人体位在全扫描范围不是在图像最清楚的位置。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是提供一种安全且结构简单的皮带式床和CT设备及用于CT设备校准数据的获取方法。
为了解决上述问题，本发明皮带式床的技术方案包括：
床板和用于驱动所述床板移动的运动驱动装置，所述床板和所述运动驱动装置在扫描平面上对X射线的衰减非常低或者接近0。
优选地，所述运动驱动装置包括主动驱动部分和被动驱动部分且在所述主动驱动部分和所述被动驱动部分之间存在间隙，其中：
所述扫描平面能够穿过所述间隙。
优选地，所述主动驱动部分包括主动轮、从动轮、围绕所述主动轮和所述从动轮的皮带。
优选地，所述主动驱动部分还包括用于支撑所述皮带的中间支撑。
优选地，所述主动轮和所述从动轮具有齿，在所述皮带的内表面具有与所述主动轮和所述从动轮上的齿相配合的齿，这些齿在扫描过程中不经过扫描平面。
优选地，所述运动驱动装置包括主动轮和从动轮以及使所述主动轮和所述从动轮联动的皮带，其中，所述皮带只存在于与所述床板接触的一侧。
优选地，所述运动驱动装置包括主动轮和从动轮以及围绕所述主动轮和所述从动轮的皮带。
优选地，所述运动驱动装置还包括用于支撑所述皮带的中间支撑且在所述中间支撑中存在间隙，所述间隙能够使所述扫描平面从其穿过。
优选地，所述床板与所述皮带在它们彼此相接触的侧上分别存在相互配合的凹或凸结构。
优选地，所述床板与所述皮带在它们彼此相接触的侧上分别存在相互配合的公连接或者母连接。
优选地，在所述主动轮和所述从动轮上分别设有法兰。
优选地，在所述从动轮中部设有反向张力弹簧。
优选地，所述中间支撑为轮子组。
优选地，所述中间支撑为轮子阵列。
优选地，所述中间支撑为方形块。
优选地，所述中间支撑上涂有涂层。
在本发明的另一方面，本发明CT设备的技术方案包括本发明皮带式床。
在本发明的再一方面，本发明用于CT设备校准数据的获取方法包括步骤：
把球管旋转至0-180度之间的球管焦点与各检测器中心都存在一虚拟连线的某位置进行扫描以获取第一扫描数据；
把球管旋转至180-360度之间的球管焦点与各检测器中心都存在一虚拟连线的某位置进行扫描以获取第二扫描数据；
组合所述第一扫描数据和所述第二扫描数据。
优选地，所述步骤组合所述第一扫描数据和所述第二扫描数据进一步包括：剔除床体信息数据。
与现有技术相比，本发明皮带式床和CT设备及用于CT设备校准数据的获取方法的有益效果为：
首先，由于本发明的运动驱动装置在扫描平面上对X射线的衰减非常低或者接近0，所以床板的厚度也可以比较薄。床板在扫描平面上对X射线的衰减非常低，这样减少了能够呈现清晰图像所需要的X射线剂量，因此对病人是安全的。
其次，由于本发明的床没有导轨以及滑车等部件，因此结构简单且成本低。
再者，由于本发明的床板不是悬(臂)梁结构的，因此在床板垂直于扫描平面滑动时是不存在下垂的问题的，因而图像将更加清晰。
附图说明
为了对本公开内容更透彻的理解，下面参考结合附图所进行的下列描述，在附图中：
图1是典型CT设备的示意图；
图2A是依据本发明皮带式床的一个实施例的后视图；
图2B是图2A所示实施例的前视图；
图2C是图2A所示实施例的截面图；
图3是依据本发明皮带式床一个实施例的主动和被动驱动部分的示意图；
图4是依据本发明皮带式床又一实施例的示意图；
图5是依据本发明皮带式床又一实施例的示意图；
图6是床板和皮带结合的示意图；
图7是床板和皮带尼龙搭扣连接示意图；
图8是精确的内齿式皮带传动示意图；
图9是带两端法兰的棍子示意图；
图10是具有反向涨力弹簧传动示意图；
图11是长轮子支撑排示意图；
图12是小轮子支撑阵列示意图；
图13是块或板支撑示意图；
图14是本发明用于CT设备校准数据的获取方法的流程图；
图15是扫描系统在0度时的示意图；
图16是扫描系统在第一扫描位置时的示意图；
图17是扫描系统在第二扫描位置时的示意图；
图18是依据本发明用于CT设备校准数据的获取方法的一个实施例的在第一扫描位置得到的数据形态示意图；
图19是依据本发明用于CT设备校准的数据的获取方法的一个实施例的在第二扫描位置得到的数据形态示意图；
图20是依据本发明用于CT设备校准数据的获取方法的一个实施例的将在第一扫描位置得到的数据与在第二扫描位置得到的数据组合后的数据形态示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例，但本发明并不限于下述具体实施例。
如图2A、2B和2C所示，本发明皮带式床，包括床板5和用于驱动所述床板5移动的运动驱动装置6，其中，所述床板5和所述运动驱动装置6在扫描平面30上对X射线的衰减非常低或接近0。
本发明皮带式床的床板5和运动驱动装置6在扫描平面上对X射线的衰减非常低或接近0，这样球管1在不发射现有技术那么大剂量的X射线的情况下也能够清晰地成像，从而本发明皮带式床对被照对象来说更安全。
再如图2C所示，在本发明皮带式床的一个实施例中，所述运动驱动装置6包括主动驱动部分61和被动驱动部分62且在所述主动驱动部分61和所述被动驱动部分62之间存在间隙，所述主动驱动部分61带动被动驱动部分62运动，从而带动床板5移动，其中：
所述扫描平面30能够穿过所述间隙。
对于所述间隙的大小，只要稍微大于探测器的探测宽度即可。
如图3所示，所述主动驱动部分61包括主动轮11、从动轮12、围绕所述主动轮11和所述从动轮12的皮带13。
另外，所述主动驱动部分61还包括用于支撑所述皮带13的中间支撑14。
在本发明的另一个实施例中，如图4所示，所述运动驱动装置6包括主动轮11和从动轮12以及使所述主动轮11和所述从动轮12联动的皮带13，其中，所述皮带13只存在于与所述床板5接触的一侧。
在该例中，皮带13围绕主动轮11和从动轮12半周，所以只有一层皮带13会对X射线有衰减。
如图5所示，在本发明的又一实施例中，所述运动驱动装置6包括主动轮11和从动轮12以及围绕所述主动轮11和所述从动轮12的皮带13。
在本例中，皮带13围绕主动轮11和从动轮12一周，也就是有二层皮带13会对X射线造成衰减。
如图4和5所示，其中的皮带13可以采用对X射线衰减小的材料制成。
优选地，如图8所示，所述主动轮11和所述从动轮12具有齿21，在所述皮带13的内表面具有与所述主动轮11和所述从动轮12上的齿相配合的齿21，这样，床有更高的传动精度。对图4和图5的实例而言，皮带上的齿是两端有齿中部无齿，以减少齿对图像质量的影响。
在图4和5所示的示例中，所述运动驱动装置6还包括用于支撑所述皮带13的中间支撑14，且在所述中间支撑14中，即在中间制成14与扫描平面30相交处存在间隙，所述间隙能够使所述扫描平面30从其穿过，也就是说，中间支撑14不会对X射线造成衰减。该间隙的大小只要稍微大于探测器的探测宽度即可。
如图6所示，所述床板5与所述皮带13在它们彼此相接触的侧上分别存在相互配合的凹结构15或凸结构16。凹结构15和凸结构16的配合可以限制床板5移动，从而床板5与所述皮带13之间无滑动和旋转。
另外，如图7所示，所述床板5与所述皮带13在它们彼此相接触的侧上分别存在相互配合的公连接17或者母连接18。该公连接17和母连接18可以采用尼龙搭扣的形式，以限制床板5与所述皮带13之间的分离这样。这样，床板5就被完全固定在了皮带13上。
如图9所示，优选地，在所述主动轮11和所述从动轮12上分别设有法兰22，该法兰22能够限制皮带13左右运动。
在本发明的一个实施例中，如图10所示，在所述从动轮12中部设有反向张力弹簧23，这样，皮带总处于涨紧状态，减少了反向运动的误差。
如图11所示，所述中间支撑14可以为由小轮24组成的轮子组。
再如图12所示，所述中间支撑14还可以为小轮24组成的轮子阵列。
如图13所示，所述中间支撑14为方形块25。优选地，该方形块25上涂有涂层，该涂层可以起到光滑耐磨的作用。
另外，本发明皮带式床还可以包括位置探测器和控制器(未示出)，探测和控制床板的位置，床板的运动速度，床板的运动加速度。
在本发明的另一方面，本发明还公开了一种CT设备，该CT设备的技术方案包括本发明皮带式床，由于上面已经对本发明皮带式床的技术方案进行了详述，在此不再赘述。
对于一台CT设备而言，通常需要定期地对其进行校准。校准过程可以生成Aircal(空气校正)、Gsin和Gcos(重力正旋与余旋)、BH(波束硬化)、BIS(骨骼引入谱)、CT#调整(CT数调整)等等。对一台CT设备进行校准，首先需要获得完整的扫描数据，也就是需要获得对空气或者水膜进行扫描而得到的数据。通常的做法是先移除CT设备的床，然后再对空气或者水膜进行扫描以获得完整的扫描数据。众所周知，移除床是很麻烦的一件事情，如何在不移除床的情况下获得用于CT设备校准的数据是当前业界研究的重点之一。
如图14所示，在本发明的再一方面，本发明公开了一种用于CT设备校准数据的获取方法包括：
步骤1)把球管1旋转至0-180度之间的球管焦点与各检测器中心都存在一虚拟连线的某位置进行扫描以获取第一扫描数据；
步骤2)把1球管旋转至180-360度之间的球管焦点与各检测器中心都存在一虚拟连线的某位置进行扫描以获取第二扫描数据；
步骤3)组合所述第一扫描数据和所述第二扫描数据。
由上述可知本发明是采用把球管1旋转至0-180度之间的球管焦点与各检测器中心都存在一虚拟连线的某位置进行扫描以获取第一扫描数据，该步骤所说的0-180度之间的某位置，即，在该位置处球管焦点与各检测器中心都存在一虚拟连线，假设为L1，L2，....Ln，当上述某连线与床体Y向(上下方向)中心线的重合位置，在此位置进行静态(非旋转)放线；获得第一扫描数据后，把1球管旋转至180-360度之间的球管焦点与各检测器中心都存在一虚拟连线的某位置进行扫描以获取第二扫描数据，此180-360度之间的某位置，即球管焦点与各检测器中心都存在一虚拟连线，假设为L1，L2，....Ln，当上述某连线与床体Y向(上下方向)中心线的重合位置，在此位置进行静态(非旋转)放线。由于第一扫描和第二扫描中均包含床体数据，但床体信息位于不同的通道范围。这样将第一扫描数据和第二扫描数据进行组合就可以得到完整的扫描数据。
当然，从方法本质上，上述的“重合位置”附近上下若干角度(如20度)范围内的某角度位置也是可以选取的区域。
对于步骤组合第一扫描数据和第二扫描数据还包括剔除床体信息的数据。
由上述可知，本发明用于CT设备校准数据的获取方法，是采用将球管1分别旋转到如图16及17所示位置进行静态(非旋转)放线以获得第一扫描数据和第二扫描数据。
例如，如图15所示，图示了球管1在0度时的机架状态，图中L代表球管至虚拟旋转中心(ISO)的距离，H代表床体距离虚拟旋转中心(ISO)的距离，D代表检测器至虚拟旋转中心(ISO的距离)。
在本例中，如图16，表示球管和检测器在第一扫描位置的状态，图中A和B分别表示检测器的两端，T表示检测器上能接收到床体信号的通道位置。在该例中，将球管1移动到如下角度：
Angle1＝PI/2+Actan(H/L)
其中，PI表示π，Actan表示正切函数，H表示代表床体距离虚拟旋转中心(ISO)的距离，L表示代表球管至虚拟旋转中心(ISO)的距离。
如图17所示，表示球管和检测器在第二扫描位置的状态，图中A和B分别表示检测器的两端，T表示检测器上能接收到床体信号的通道位置。
在本例中，将球管1旋转到角度Angle2＝PI*3/2-Actan(H/L)。
例如，图15所示，L＝541，H＝135。可知，Angle1＝104°，Angle2＝256°。
在第一扫描位置得到的数据形态大致如图18所示。在第二扫描位置得到的数据形态大致如图19所示。图18和19中的数据一般是经过暗电流校正，参考通道校正，解Ganging处理后的数据。
下面就对第一扫描数据和第二扫描数据进行组合。
分别在图18和图19中选取T位置附近的区域(如虚线框所示)，T位置为距离床体Y向中心线最近的通道。首先剔除T位置附近包含床体信息的通道数据(如把此区域数据置为0)，分别对第一和第二位置的扫描数据做相似的操作。然后把“剔除床体信息”后的数据做通道对通道的加和处理，在第一第二位置皆处于“非床体信息位置”的数据加和后除以2即可，其余数据保持不变，即可得到如图20所示的加和结果。
由于本发明的运动驱动装置在两端支撑床板，因此对床板的强度和刚度要求大幅下降，低密度和低强度的材料可以被应用，例如泡沫塑料，工业有机玻璃，密度板等低X射线的衰减的材料。由于运动驱动装置对床板的两端支撑距离近，所以床板的厚度也可以比较薄。床板在扫描平面上对X射线的衰减非常低，这样减少了能够呈现清晰图像所需要的X射线剂量，因此对病人是安全的。
此外，本发明用于CT设备校准数据的获取方法能够在不移除床的情况下，获得完整的校准数据，大大提高了工作效率。
虽然上述已经结合附图描述了本发明的具体实施例，但是本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种改变、修改和等效替代。这些改变、修改和等效替代都意为落入随附的权利要求所限定的精神和范围之内。
Claims (13)
1.一种皮带式床，包括床板和用于驱动所述床板移动的运动驱动装置，所述床板和所述运动驱动装置在扫描平面上对X射线的衰减非常低或者接近0，其特征在于，所述运动驱动装置包括主动轮和从动轮以及使所述主动轮和所述从动轮联动的皮带，其中，所述皮带只存在于与所述床板接触的一侧，所述从动轮中部设有反向张力弹簧。
2.如权利要求1所述的皮带式床，其特征在于，所述主动轮和所述从动轮具有齿，在所述皮带的内表面具有与所述主动轮和所述从动轮上的齿相配合的齿，这些齿在扫描过程中不经过扫描平面。
3.如权利要求1所述的皮带式床，其特征在于，所述运动驱动装置还包括用于支撑所述皮带的中间支撑且在所述中间支撑中存在间隙，所述间隙能够使所述扫描平面从其穿过。
4.如权利要求1所述的皮带式床，其特征在于，所述床板与所述皮带在它们彼此相接触的侧上分别存在相互配合的凹或凸结构。
5.如权利要求4所述的皮带式床，其特征在于，所述床板与所述皮带在它们彼此相接触的侧上分别存在相互配合的公连接或者母连接。
6.如权利要求5所述的皮带式床，其特征在于，在所述主动轮和所述从动轮上分别设有法兰。
7.如权利要求3所述的皮带式床，其特征在于，所述中间支撑为轮子组。
8.如权利要求3所述的皮带式床，其特征在于，所述中间支撑为轮子阵列。
9.如权利要求3所述的皮带式床，其特征在于，所述中间支撑为方形块。
10.如权利要求9所述的皮带式床，其特征在于，所述中间支撑上涂有涂层。
11.一种CT设备，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的皮带式床。
12.一种用于CT设备校准数据的获取方法，其特征在于，包括步骤：
把球管旋转至0～180度之间的球管焦点与各检测器中心都存在一虚拟连线的某位置进行扫描以获取第一扫描数据；
把球管旋转至180～360度之间的球管焦点与各检测器中心都存在一虚拟连线的某位置进行扫描以获取第二扫描数据；
组合所述第一扫描数据和所述第二扫描数据；
其中，所述第一扫描数据中包含的床体信息数据所对应的检测器通道的范围与所述第二扫描数据中包含的床体信息数据位于不同的通道范围。
13.如权利要求12所述的用于CT设备校准数据的获取方法，其特征在于，所述组合所述第一扫描数据和所述第二扫描数据的步骤进一步包括：剔除床体信息数据。
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