CN102949202B - 用于冷却成像检测器的液体冷却热控制系统和方法 - Google Patents

用于冷却成像检测器的液体冷却热控制系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供用于冷却成像系统的液体冷却热控制系统和方法。一个成像系统(100)是计算机断层摄影(CT)系统，其具有安置在检测器轨道上的检测器(400)。该检测器包括多个检测器部件。检测器部件中的至少一些配置成检测x射线。提供液体冷却热控制系统(100)，其具有与检测器轨道(102)热传递的冷却通道(104)。这些冷却通道具有流过冷却通道以响应改变x射线检测器的温度的一个或多个干扰来控制检测器部件的温度的冷却流体。还在液体冷却热控制系统中提供控制模块(160)以响应这些干扰来调节液体冷却热控制系统的参数。

Description

用于冷却成像检测器的液体冷却热控制系统和方法
技术领域
本文描述的主题一般涉及成像检测器，例如计算机断层摄影(CT)检测器，并且更具体地，涉及CT检测器的冷却系统。
背景技术
CT检测器可包括检测器轨道，其具有多个安置在其上的检测器部件。这些检测器部件还可包括准直仪，其具有在其中形成以将从受检者发出的x射线引导到闪烁体的开口。准直仪使x射线沿着闪烁体分开。X射线然后转换成光波，其中多个光电二极管安置在闪烁体后。模数转换器将模拟光波转换成可生成到受检者的图像中的数字信号。
一般，CT检测器的检测器部件生成相当量的热。检测器部件对于由CT检测器生成的热可以是敏感的。例如，热可使检测器部件在检测器轨道上漂移。这样，准直仪的开口可变得与闪烁体中的开口未对准，从而导致由CT检测器生成的图像中的散射或噪声。另外，一些检测器部件对于温度变化是敏感的。例如，光电二极管如果经受大的温度变化可过热或变得受损。假如大量的热由邻近光电二极管安置的模数转换器生成，这尤其成问题。
冷却由CT检测器生成的热的常规手段包括用风扇、散热器或类似物来冷却检测器。然而，这样的方法没有维持CT检测器的温度，相反，仅向部件供应冷空气。这样，在CT检测器内仍存在温度变化，从而导致检测器部件的漂移和/或部件的敏感。其他CT检测器未试图冷却部件，相反，通过软件补偿检测器内的热。特别地，监控CT检测器的温度并且基于所检测的温度来补偿数据采集和图像形成。这样的方法可因为软件校正可导致数据内的误差而是不希望的。
发明内容
在一个实施例中，提供计算机断层摄影(CT)检测器，其具有检测器轨道。X射线检测器安置在该检测器轨道上。该x射线检测器包括多个检测器部件。这些检测器部件中的至少一些配置成检测x射线。提供液体冷却热控制系统，其具有与检测器轨道热传递的冷却通道。这些冷却通道具有流过冷却通道以响应改变x射线检测器的温度的一个或多个干扰来控制检测器部件的温度的冷却流体。在液体冷却热控制系统中提供控制模块以响应这些干扰来调节液体冷却热控制系统的参数。
在另一个实施例中，提供用于计算机断层摄影(CT)检测器的液体冷却热控制系统。提供与CT检测器的检测器轨道热传递的一个或多个冷却通道。这些冷却通道具有流过冷却通道以响应改变检测器轨道的温度的一个或多个干扰来控制安置在检测器轨道上的检测器部件的温度的冷却流体。提供换热器，其用于接收来自冷却通道的经加热的冷却流体。该换热器使冷却流体冷却。还提供加热器，其用于接收来自换热器的经冷却的冷却流体。该加热器加热来自换热器的冷却的冷却流体并且使冷却流体排入冷却通道内。提供控制模块，其用于控制换热器、加热器或换热器的风扇中的至少一个来控制冷却流体的温度。
在又一个实施例中，提供冷却计算机断层摄影(CT)检测器的检测器部件的方法。该方法包括控制液体冷却热控制以将冷却流体的温度控制在预定温度。用液体冷却热控制将该冷却流体冷却到预定温度。该冷却流体排入与具有多个检测器部件的CT检测器的检测器轨道热传递地安置的冷却通道内。冷却通道中的冷却流体将检测器部件的温度控制在预定温度。
附图说明
参照附图从阅读下列非限制性实施例的描述将更好地理解目前公开的主题，其中在下文：
图1是根据实施例形成的液体冷却热控制系统的示意图；
图2是根据实施例形成的检测器轨道的顶视图；
图3图示根据实施例形成的用于液体冷却热控制系统的控制系统的示意框图；
图4是根据实施例形成并且配置成控制液体冷却热控制系统的控制模块的框图；
图5是根据另一个实施例形成的液体冷却热控制系统的示意框图；
图6是根据实施例形成的液体冷却热控制系统的示意图；
图7图示代表根据实施例形成的液体冷却热控制系统的性能的曲线图；
图8图示代表根据其他实施例形成的液体冷却热控制系统的性能的曲线图；
图9图示代表没有外环控制的控制系统的性能的曲线图；
图10图示代表具有外环控制的控制系统的性能的曲线图；
图11图示用于控制计算机断层摄影(CT)成像系统的温度的方法；
图12是根据各种实施构造的计算机断层摄影(CT)成像系统的插图。
图13是图12的CT成像系统的示意框图。
具体实施方式
前面的简要说明以及某些实施例的下列详细描述当与附图结合阅读时将更好理解。就图示各种实施例的功能框的图来说，功能框不一定指示硬件电路之间的划分。从而，例如，功能框(例如处理器控制器、电路或存储器)中的一个或多个可采用单件硬件或多件硬件实现。应该理解各种实施例不限于图中示出的设置和工具。
如本文使用的，采用单数列举的并且具有单词“一”在前的元件或步骤应该理解为不排除复数个所述元件或步骤，除非这样的排除明确地规定。此外，对“一个实施例”的引用不意在解释为排除也结合了列举的特征的另外的实施例的存在。此外，除非对相反情况明确规定，“包括”或“具有”具有特定性质的元件或多个元件的实施例可包括不具有该性质的另外的这样元件。
尽管关于计算机断层摄影(CT)检测器描述实施例，应该注意本文描述的液体冷却热控制可修改供与其他检测器或系统一起使用。例如，液体冷却热控制可至少与正电子发射断层摄影(PET)系统、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)系统、磁共振成像(MRI)系统和/或X射线系统等一起使用。在一个实施例中，液体冷却热控制可与由不同材料形成的检测器一起使用。
图1是用于CT检测器101的液体冷却热控制系统100的示意图，该液体冷却热控制系统100可体现为在图11和12中示出的CT检测器400。热控制系统100与CT检测器的检测器轨道102热传递。特别地，热控制系统100的冷却通道104与检测器轨道102热传递。冷却通道104包括冷通道103和热通道105。在一个实施例中，冷却通道104可贯穿检测器轨道102。备选地，冷板(cold palte，未示出)可耦合于检测器轨道102。在这样的实施例中，冷却通道104可贯穿该冷板。备选地，冷却通道104可配置成贯穿检测器轨道102和冷板两者。冷却通道104具有流过冷却通道的冷却流体，其可以是任何适合的冷却流体(例如液体或气体)。
蓄积器106和泵108安置在冷却通道104下游。该蓄积器106接收来自冷却通道104的冷却流体。如在下文描述的，蓄积器106中接收的冷却流体的量可取决于热控制系统100内的冷却流体的压力。泵108安置在蓄积器106下游来控制整个热控制系统100中的冷却流体的流动。泵108可以是单速泵或变速泵。
泵108将冷却流体向下游排放到换热器110。该换热器110可以是任何适合的换热器，例如，空气－流体（air-to-liquid）换热器或流体－流体换热器。在图示的实施例中，换热器110是具有风扇112的气液换热器。冷却流体从换热器110向下游流到加热器114。加热器114可以是电加热器、气体加热器或任何其他适合的加热器。加热器114使冷却流体向下游排放到冷却通道104。
在运行期间，冷通道103接收来自加热器114的冷却流体。以配置成维持检测器轨道102的温度的预定温度提供冷却流体。冷却通道104中的冷却流体依靠通过热诱导或对流中的至少一个接收来自检测器轨道102的热来冷却检测器轨道102。经加热的冷却流体然后向下游通过热通道105流到蓄积器106。蓄积器106基于热控制系统100内的压力来存储冷却流体的一部分。例如，当热控制系统100以高压运行时，蓄积器106可存储比当系统100以低压运行时要多的冷却流体。蓄积器106存储冷却流体来维持热控制系统100的恒定的运行压力。蓄积器106是冷却流体在高压的膨胀并且可用于对泵108加压的原因，由此，防止泵108内的气蚀（cavitation）。
泵108接收来自蓄积器106的冷却流体。泵108可以是被控制成调节排放到换热器110的冷却流体的量的变速泵。通过控制泵108的速度，冷却流体的温度可受到控制。例如，当冷却流体行进通过换热器110时，增加泵108的速度使液体流速增加，这使冷却速率增加。相反，当冷却流体流过换热器110时，降低泵108的速度使流体流速减小，这使冷却速率减小。在一个实施例中，泵108使冷却流体以配置成实现预定的冷却流体温度的速率排放到换热器110。
在一个实施例中，换热器110接收来自泵108的冷却流体。换热器110将冷却流体冷却到预定温度以下的温度。换热器110的风扇112可被控制成调节冷却流体的温度。例如，风扇112可以较高的速度运行以增加冷却流体的冷却量。相反，风扇112可以较低的速度运行以降低冷却流体的冷却量。控制风扇112的速度以实现将冷却流体冷却到预定温度以下。
冷却流体从换热器110向下游排放到加热器114。加热器114将冷却流体从预定温度以下加热到预定温度。特别地，加热器114能够精调谐冷却流体的温度，然而，换热器110可不能提供精确的温度。因此，换热器110用于使冷却流体的温度降低到预定温度以下。加热器114然后精调谐冷却流体的温度来实现预定温度。可控制供应给加热器114的功率来调节冷却流体的温度。通过调节供应给加热器114的功率，调节由加热器产生的热。例如，加热器114可以较高的功率运行来提供冷却流体的补充加热。相反，加热器114可以较低功率运行来降低冷却流体的加热量。加热器114使冷却流体以预定温度排入冷通道103内以维持检测器轨道102的温度。
在各种实施例中，控制系统100用于使检测器轨道102的温度维持在稳态温度。控制系统100便于降低或防止检测器轨道102的温度变化。控制系统100可调节若干参数来控制冷却流体的温度。例如，可调节泵108的速度、风扇112的速度或加热器114的功率中的任何一个来实现冷却流体的预定温度。
在一个实施例中，控制系统100还可用于降低CT检测器的预热时间。例如，可关闭换热器110并且加热器114可以较高功率运行以向冷却通道104供应经加热的冷却流体。经加热的冷却流体可减少使CT检测器预热所需要的时间。在另一个实施例中，加热器114可用于增加空气温度或扫描架旋转的动态范围来维持液体温度。
图2是检测器轨道102的顶视图，其图示检测器轨道102的部件。一个或多个x射线检测器116(示出一个)安置在检测器轨道102上。该x射线检测器116包括多个检测器部件。提供准直仪118以引导从受检者发出的x射线119或使其准直。准直仪118包括多个板120，例如，限定其间的开口122的钨板。开口122配置成将x射线119引导到闪烁体124。X射线检测器116不限于包括闪烁体124。在其他实施例中，x射线检测器116可包括其他检测器材料，例如，直接转换材料。闪烁体124包括采用像素配置中的开口126。闪烁体124的开口126与准直仪118的开口122对准。闪烁体124检测不同像素位置的x射线119并且将x射线119引导到多个光电二极管128。闪烁体124将x射线119转换成光波。光电二极管128将光转换成电荷(例如，电信号)，利用模数转换器(A/D)130将该电荷转换成数字信号。这些数字信号可用于生成受检者的图像。电子部件132接收来自A/D转换器130的数字信号并且处理这些数字信号以生成图像。
在图示的实施例中，冷却通道104贯穿检测器轨道102。冷却通道104与检测器轨道102热接触并且接收来自检测器轨道102的热以使检测器轨道102维持在恒定或近似恒定的温度，例如在公差或方差范围内。冷却通道104可使检测器轨道102的温度维持在正常检测器运行的范围内。特别地，如果检测器轨道102的温度在运行期间变化，检测器轨道102可收缩和/或膨胀。检测器轨道102的收缩和/或膨胀可导致检测器部件的漂移。例如，准直仪118和闪烁体124可漂移，从而使准直仪118的开口122变得与闪烁体124的开口126未对准。这样的未对准可导致图像数据中的散射和/或噪声。冷却通道104维持检测器轨道102的温度以减少检测器轨道102的收缩和/或膨胀的量或防止检测器轨道102的收缩和/或膨胀，由此减少或防止检测器部件的漂移。这样，冷却通道104便于维持准直仪118的开口122和闪烁体124的开口126的对准。
冷却通道104还配置成接收来自x射线检测器116的热134。冷却通道104与x射线检测器116热接触并且接收来自x射线检测器116的热以维持检测器部件的恒定或近似恒定的温度。特别地，一些部件例如光电二极管128可对于温度变化敏感。温度变化可使光电二极管128变得受损和/或失灵。冷却通道104通过热诱导或对流接收来自x射线检测器116的热以维持光电二极管128和其他检测器部件的温度，来降低部件受损和/或失灵的可能性或防止部件受损和/或失灵。
图3图示控制系统100的示意框图。检测器轨道102和x射线检测器116(都在图2中示出)图示为模块140。模块140接收处于预定温度的输入冷却流体142。另外，模块140接收来自例如检测器部件和/或扫描架的热负荷144。来自热负荷144的热转移到冷却流体以产生输出冷却流体146，其有大于输入冷却流体142的温度的温度。当冷却流体流过蓄积器106和泵108时，热损耗149从模块140释放。泵108基于被选择以控制冷却流体温度的流速控制信号148而运行。
冷却流体向下游流到换热器110并且在输入150以大于预定温度的温度进入换热器110。换热器110以风扇速度运行，例如，基于风扇速度控制信号111，以使冷却流体的温度降低到处于预定温度以下的温度的输出152。冷却流体然后向下游行进到加热器114。冷却流体以处于或大约处于输出152的流体的温度进入加热器114。加热器114以限定加热水平的功率水平运行，例如，基于热控制信号115，以将冷却流体加热到预定温度。加热器114使冷却流体排放到模块140作为输入冷却流体142。可调节泵108的流速控制信号148、换热器110的风扇速度控制信号111和/或加热器114的热控制信号115来控制输入冷却流体142的温度。
图4是根据实施例形成并且配置成控制流体体冷却热控制系统100的控制模块160的框图。该控制模块160可以是配置成向控制系统100提供例如本文描述的各种控制信号等指令的硬件、软件或其组合。该控制模块160可配置成运行软件以向控制系统100提供指令。软件可以是有形的且非暂时性的机器可读介质或多个介质，其具有记录在其上供处理器运行控制系统100的指令。介质或多个介质可以是任何类型的CD-ROM、DVD、硬盘、光盘、闪速RAM驱动器或任何其他类型的计算机可读介质或其组合。
控制模块160与泵108、换热器110的风扇112和加热器114通信。控制模块160配置成控制泵108、风扇112或加热器114中的任何一个或多个的运行。例如，控制模块160可控制泵108的速度、风扇112的速度和/或加热器114的功率水平。控制模块160接收指示检测器轨道102或x射线检测器116(都在图2中示出)中的至少一个的温度的温度输入信号162。控制模块160比较温度输入信号162与温度设置点164，设置点164可预先确定。温度设置点164指示检测器轨道102的期望或需要的预定温度或x射线检测器116的期望或需要的预定温度。温度设置点164可例如由操作者在运行CT检测器之前输入。
控制模块160确定温度输入信号162与温度设置点164之间的差来确定对控制系统100的调节。例如，控制模块160调节控制系统100的运行以实现基于大致上相当于温度设置点164的温度输入信号162(其可以是反馈信号)的温度。例如，控制模块160可调节风扇112的速度、泵108的速度、加热器114的功率水平或其组合来实现大致上相当于或等于温度设置点164的温度水平。
图5是根据另一个实施例形成的液体冷却热控制系统200的示意图。控制系统200与检测器轨道202和x射线检测器204进行流体传递。检测器轨道202和x射线检测器204都接收来自CT检测器的扫描架的热负荷203。X射线检测器204还可生成热负荷205。控制系统200包括换热器206、内联（in-line）加热器208和泵210。在运行中，冷却流体穿过检测器轨道202来冷却检测器轨道202和x射线检测器204。控制系统200包括内控制环201。检测器轨道温度信号212和泵流速信号214被传递到控制模块216。控制模块216基于检测器轨道温度信号212和泵流速信号214中的至少一个的比较将换热器206的风扇速度218调节到冷却流体温度设置点220，设置点220可预先确定。备选地或另外，泵流速信号214可由控制模块216基于检测器轨道温度信号212和泵流速信号214中的至少一个的比较而调节到冷却流体温度设置点220。备选地或另外，加热器208的功率水平信号221可由控制模块216基于检测器轨道温度信号212和泵流速信号214中的至少一个的比较而调节到冷却流体温度设置点220。
控制系统200还包括外控制环222。该外控制环222包括控制模块224，其接收来自x射线检测器204的温度输入226(例如所测量的温度或温度信号)。控制模块224还接收x射线检测器温度设置点228。基于温度输入226和温度设置点228的比较，控制模块224可调节冷却流体温度设置点220。因此，控制系统200包括两个能够调节泵流速214、换热器206的风扇速度218或加热器输出221中的至少一个来控制冷却流体温度的反馈环。内控制环201和外控制环222可独立或单独运行。
图6是根据另一个实施例形成的液体冷却热控制系统250的示意图。该控制系统250与包括检测器轨道和x射线检测器的检测器模块252进行流体传递。该控制系统250包括换热器254、表面加热器256和泵258。换热器254和检测器模块252都接收来自CT检测器的扫描架的热负荷253。该控制系统250包括具有控制模块261的内控制环260。该内控制模块261接收来自换热器254的温度输入262。温度输入262通过控制模块261与冷却流体温度设置点264比较。基于该比较，控制模块261可调节泵258的泵流速268、换热器254的风扇速度270或加热器256的加热器输出272中的至少一个来控制冷却流体的温度。
控制系统250还包括具有外控制模块276的外控制环274。控制模块276接收检测器模块温度输入278(例如所测量的温度或温度信号)和检测器模块温度设置点280。基于该检测器模块温度输入278和该检测器模块温度设置点280的比较，控制模块276可调节冷却流体温度设置点264。因此，控制系统250包括两个能够调节泵258的泵流速268、换热器254的风扇速度270或加热器256的加热器输出272中的至少一个来控制冷却流体温度的反馈环。内控制环260和外控制环274可独立或单独运行。
图7图示代表控制系统200的性能的曲线图。曲线图310图示由控制系统200冷却的A/D转换器的温度，例如A/D转换器130(在图2中示出)。X轴314图示以秒计的时间并且y轴316图示以摄氏度计的温度。曲线图330图示通过控制系统200的换热器206的空气流量331。X轴332代表以秒计的时间并且y轴334代表以每分钟立方英尺计的空气流量。曲线图350图示控制系统200的加热器208的加热器功率351。X轴352图示以秒计的时间并且y轴354图示以瓦特计的加热器功率。在图示的实施例中，加热器功率在70W以下。
图8图示代表控制系统250的性能的曲线图。曲线图300图示由控制系统250冷却的A/D转换器的温度302。X轴304代表以秒计的时间并且y轴306图示以摄氏度计的温度。曲线图320图示通过控制系统250的换热器254的空气流量321。X轴322代表以秒计的时间并且y轴324代表以每分钟立方英尺计的空气流量。曲线图340图示控制系统250的加热器256的加热器功率341。X轴342图示以秒计的时间并且y轴344图示以瓦特计的加热器功率。在图示的实施例中，加热器功率在50W以下。
图9图示代表没有外控制环的控制系统的性能的曲线图。曲线图360图示与不具有外环控制的控制系统一起使用的A/D转换器的温度361。X轴362代表以秒计的时间并且y轴364代表温度。曲线图380图示在不具有外控制环的控制系统中使用的冷却通道中的冷却流体的入口温度381。X轴382代表以秒计的时间并且y轴384代表温度。
图10图示代表具有外环控制的控制系统的性能的曲线图。曲线图370图示与具有外控制环的控制系统一起使用的A/D转换器的温度371。X轴372代表以秒计的时间并且y轴374代表温度。曲线图390图示在具有外控制环的控制系统中使用的冷却通道中的冷却流体的入口温度391。X轴392代表以秒计的时间并且y轴394代表温度。
如在图9和10中图示的，具有一个或多个外环的控制系统的各种实施例调节液体温度以在基于检测器电子器件的温度变化而调节液体设置点的情况下维持恒定的检测器电子器件(例如，光电二极管)温度。在各种实施例中，该方案可补偿检测器电子器件的热负荷的变化以及出自对流的旋转对轨道的影响。没有一个或多个调节液体温度的外环的控制系统不补偿检测器电子器件的热负荷变化以及扫描架旋转对检测器冷却的影响，其由使电子器件的功率保持在恒定值的设计以及通过提供被隔离的轨道来降低扫描架旋转对检测器电子器件的温度的影响而实现。
图11图示用于控制计算机断层摄影(CT)成像系统的温度的方法500。该方法包括控制502液体冷却热控制系统以将冷却流体的温度控制在预定温度。该液体冷却热控制系统可包括换热器、加热器或风扇。该换热器、加热器或风扇中的至少一个的输出可响应CT成像系统中的干扰而受到控制。例如，这些干扰可包括扫描架空气温度和/或由旋转扫描架而生成的热对流。这些干扰还可包括由CT系统内的检测器部件生成的热。例如，模数转换器可在CT系统内生成热。
方法500还包括用液体冷却热控制系统将冷却流体冷却504到预定温度。控制模块可响应干扰而调节506液体冷却热控制系统的参数。例如，在一个实施例中，液体冷却热控制系统的控制模块可调节508换热器的输出。在另一个实施例中，液体冷却热控制系统可调节510加热器的输出。在又一个实施例中，液体冷却热控制系统可调节512风扇的输出。此外，液体冷却热控制系统可调节514蓄积器或泵中的至少一个的输出。在示范性实施例中，液体冷却热控制系统可实施调节步骤508、510、512和/或514的任何组合。
方法500还包括将冷却流体排入516与具有多个检测器部件的CT检测器的检测器轨道热传递地安置的冷却通道内。这些冷却通道中的冷却流体将检测器部件的温度控制在预定温度。
在一个实施例中，换热器的初始电导定义为：
G = 总计热负荷/ ITD= Qtotal / (Tliq-hot – Tair)
通过改变空气流速(例如通过调节液体冷却热控制系统内的风扇速度而改变每分钟立方英尺的空气流量)，电导可变化以对于扫描架内的各种空气温度条件控制液体温度。对于换热器设计，初始电导是空气流速(CFM)和液体流速(GPM)的函数。使用这两个变量，换热器的输出液体温度可以受到控制。换热器中的风扇速度控制可减少距设置点的误差。
内联加热器可在控制环中使用以精调谐液体温度的控制。可操纵加热器功率以精调谐内联加热器处的馈送到检测器的液体温度出口。在一些实施例中，功率可以随着连同空气温度变化而变化的对流边界条件而易变。在这样的实施例中，包含级联环，其中内环使用风扇和/或泵和/或内联加热器控制到检测器的液体入口温度，而外环反馈检测器模块温度并且由此重新设置内环液体温度用于控制。
参考图12和13，多层扫描成像系统(例如，CT成像系统400)示出为包括多个检测器402并且其中可实现各种实施例。系统400可与上文描述的液体冷却热控制系统一起使用。CT成像系统400包括扫描架404，其包括x射线源406(在本文中也称为x射线源406)，该x射线源406将x射线束408朝扫描架404的相对侧上的检测器阵列410投射。冷却系统411，例如，上文描述的冷却系统中的任何冷却系统，与检测器阵列410热接触。备选地，冷却系统411可以与CT成像系统400的部件中的任何部件热接触。检测器阵列410由多个检测器行(未示出)形成，该检测器行包括多个在一起感测穿过例如阵列410与源406之间的医疗患者412等对象的所投射x射线的检测器402。每个检测器402产生电信号，其代表入射的x射线束的强度并且因此可以用于估计在束通过患者412时束的衰减。在扫描以采集x射线投射数据期间，扫描架404和安装在其中的部件绕着旋转414的中心旋转。图7只示出单行的检测器402(即，检测器行)。然而，多层检测器阵列410包括检测器402的多个平行的检测器行使得对应于多个准平行或平行层的投射数据可以在扫描期间被同时采集。
扫描架404上的部件的旋转和x射线源406的运行由CT成像系统400的控制机构416控制。该控制机构416包括x射线控制器418，其向x射线源406和控制扫描架404上的部件的旋转速度和位置的扫描架马达控制器420提供功率和定时信号。控制机构416中的数据采集系统(DAS)422从检测器402抽样模拟数据并且将该数据转换成数字信号用于后续处理。图像重构器424接收来自DAS 422的经抽样且数字化的x射线数据并且进行高速图像重构。所重构的图像作为输入应用于计算机426，其将图像存储在存储装置428中。图像重构器424可以是专用硬件或在计算机426上执行的计算机程序。
计算机426还经由控制台430接收来自操作者的命令和扫描参数，该控制台430具有键盘和/或其他用户输入和/或标记装置，例如鼠标、轨迹球或光笔。关联的显示器432允许操作者观察来自计算机426的重构图像和其他数据，该关联的显示器432的示例包括阴极射线管(CRT)显示器、液晶显示器(LCD)或等离子体显示器。显示器432可包括用户指点装置，例如压敏输入屏。操作者供应的命令和参数由计算机426使用以向DAS 422、x射线控制器418和扫描架马达控制器420提供控制信号和信息。另外，计算机426操作台架马达控制器434，其控制电动台架436以将患者412安置在扫描架404中。例如，台架436使患者412的部分移动通过扫描架开口438。
各种实施例提供热控制系统，其可安装到检测器轨道和/或冷板并且接收来自检测器轨道和/或冷板的热以接收来自检测器部件的热。该热控制系统具有在冷却通道循环以例如响应一个或多个干扰(其使检测器轨道或耦合于检测器轨道的x射线检测器的温度波动或变化)而使检测器轨道维持在恒定温度的受控温度(例如大致上恒定的温度)冷却流体。在各种实施例中使用换热器、加热器和起到用于温度控制的制动器作用的泵来控制冷却流体温度。可基于所需要的冷却流体温度误差和所测量的冷却流体温度使用控制模块来控制换热器的风扇速度。还可调制加热器功率来控制供应给检测器轨道的冷却流体温度。还可控制泵速来实现通过热控制系统的所需要的冷却流体流速。
在各种实施例中，基于冷却流体温度和空气温度的差来计算控制模块参数以说明实现温度控制所需要的增益差。在一个实施例中，提供级联外环中的反馈以改变冷却流体温度设置点来补偿检测器部件的热负荷变化。备选地，表面加热器可安装到冷板和/或检测器轨道。调制加热器的功率以在安装热控制系统的地方控制轨道温度。
一些实施例的至少一个技术效果是维持恒定的检测器电子器件温度。
本文描述的各种实施例提供有形的且非暂时性的机器可读介质或多个介质，其具有记录在其上供处理器或计算机操作成像设备来进行本文描述的方法的实施例的指令。介质或多个介质可以是任何类型的CD-ROM、DVD、硬盘、光盘、闪速RAM驱动器或任何其他类型的计算机可读介质或其组合。
各种实施例和/或部件，例如模块或其中的部件和控制器，还可实现为一个或多个计算机或处理器的部分。该计算机或处理器可包括计算装置、输入装置、显示器单元和例如用于访问互联网的接口。该计算机或处理器可包括微处理器。该微处理器可连接到通信总线。该计算机或处理器还可包括存储器。该存储器可包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。该计算机或处理器还可包括存储装置，其可以是硬盘驱动器或可移除的存储驱动器，例如软盘驱动器、光盘驱动器等。该存储装置还可是用于将计算机程序或其它指令装载到该计算机或处理器中的其它相似的装置。
如本文使用的，术语“计算机”或“模块”可包括任何基于处理器或基于微处理器的系统，其包括使用微控制器、精简指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、逻辑电路和能够执行本文描述的功能的任何其它电路或处理器的系统。上文的示例只是示范性的，并且从而不意在采用任何方式限定术语“计算机”的定义和/或含义。
为了处理输入数据，计算机或处理器执行存储在一个或多个存储元件中的指令集。这些存储元件还可根据期望或需要存储数据或其它信息。存储元件可采用在处理机内的信息源或物理存储器元件的形式。
指令集可包括各种命令，其指示作为处理机的计算机或处理器进行特定的操作，例如本文描述的主题的各种实施例的方法和过程。指令集可采用软件程序的形式。该软件可采用例如系统软件或应用软件等各种形式。此外，该软件可采用单独程序或模块的集合、更大程序内的程序模块或程序模块的一部分的形式。该软件还可包括采用面向对象编程的形式的模块化编程。输入数据由处理机的处理可以是响应用户命令、或响应之前处理的结果或响应由另外一个处理机做出的请求。
如本文使用的，术语“软件”和“固件”是可互换的，并且包括存储在存储器中供计算机执行的任何计算机程序，该存储器包括RAM存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器以及非易失性RAM(NVRAM)存储器。上文的存储器类型只是示范性的，并且从而关于可用于存储计算机程序的存储器类型不是限制性的。
要理解上文的描述意在说明性而非限制性。例如，上文描述的实施例（和/或其的方面）可互相组合使用。另外，可做出许多修改以使特定情况或材料适应所描述的主题的各种实施例的教导而没有偏离它们的范围。虽然本文描述的材料的尺寸和类型意在定义本发明的各种实施例的参数，它们绝不是限制性的而仅仅是示范性的。当查阅上文的描述时，许多其他的实施例对于本领域内技术人员将是明显的。发明性主题的各种实施例的范围因此应该参照所附权利要求以及这样的权利要求拥有的等价物的全范围而确定。在所附权利要求中，术语“包含”和“在…中”用作相应术语“包括”和“其中”的通俗语的等价物。此外，在随附权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅仅用作标签，并且不意在对它们的对象施加数值要求。此外，随附权利要求的限制没有采用部件加功能格式书写并且不意在基于35U.S.C§112的第六段解释，除非并且直到这样的权利要求限定明确地使用后跟功能描述而无其他结构的短语“用于…的部件”。
该书面描述使用示例来公开本发明的各种实施例，其中包括最佳模式，并且还使本领域内技术人员能够实施本发明的各种实施例，包括制作和使用任何装置或系统和进行任何包含的方法。本发明的各种实施例的专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他示例。这样的其他示例如果它们具有不与权利要求的书面语言不同的结构单元，或者如果它们包括与权利要求的书面语言无实质区别的等同结构单元，则预计在权利要求的范围内。
附图标记说明
100 热控制系统 102 检测器轨道
103 冷通道 104 冷却通道
105 热通道 106 蓄积器
108 泵 110 换热器
112 风扇 114 加热器
116 x射线检测器 118 准直仪
119 x射线 120 板
122 开口 124 闪烁体
126 开口 128 光电二极管
130 A/D转换器 132 电子部件
134 热 140 模块
142 输入冷却流体 144 热负荷
146 输出冷却流体 148 流速
149 热损耗 150 温度
152 温度 160 控制模块
162 温度输入 164 温度设置点
200 控制系统 201 内控制环
202 检测器轨道 204 x射线检测器
206 换热器 208 内联加热器
210 泵 212 检测器轨道温度
214 泵流速 216 控制模块
218 风扇速度 220 冷却流体温度设置点
221 加热器输出 222 外控制环
224 控制模块 226 温度输入
228 温度设置点 250 控制系统
252 检测器模块 254 换热器
256 加热器 258 泵
260 内控制环 262 温度输入
264 冷却流体温度设置点 266 控制模块
268 泵流速 270 风扇速度
272 加热器输出 274 外控制环
276 控制模块 278 检测器模块温度输入
280 检测器模块温度设置点 300 曲线图
302 图示温度 304 x轴
306 y轴 310 曲线图
312 图示温度 314 x轴
316 y轴 320 曲线图
322 x轴 324 y轴
330 曲线图 332 x轴
334 y轴 340 曲线图
342 x轴 344 y轴
350 曲线图 352 x轴
354 y轴 360 曲线图
362 x轴 364 y轴
370 曲线图 372 x轴
374 y轴 380 曲线图
382 x轴 384 y轴
390 曲线图 392 x轴
394 y轴 400 CT成像系统
402 检测器 404 扫描架
406 x射线源 408 x射线
410 检测器阵列 412 患者
414 旋转中心 416 控制机构
418 x射线控制器 420 扫描架马达控制器
422 系统(DAS) 424 图像重构器
426 计算机 428 存储装置
430 控制台 432 显示器
434 台架马达控制器 436 电动台架
438 扫描架开口 。

Claims (10)

1.一种用于计算机断层摄影检测器的液体冷却热控制系统，包括：
与所述计算机断层摄影检测器的检测器轨道热传递的冷却通道，所述冷却通道具有流过冷却通道以响应改变所述检测器轨道的温度的一个或多个干扰来控制安置在所述检测器轨道上的检测器部件的温度的冷却流体；
换热器，用于接收来自所述冷却通道的经加热的冷却流体，所述换热器使所述冷却流体冷却；
加热器，用于接收来自所述换热器的经冷却的冷却流体，所述加热器加热来自所述换热器的所述经冷却的冷却流体并且将所述冷却流体排入所述冷却通道内；以及
控制模块，用于控制所述换热器、所述加热器中的至少一个来控制所述冷却流体的温度。
2.如权利要求1所述的控制系统，还包括泵，以便控制所述冷却流体从所述冷却通道到所述换热器的流动，所述控制模块控制所述泵的速度。
3.如权利要求1所述的控制系统，其中：
所述换热器使所述冷却流体冷却到预定温度以下；并且
所述加热器使所述冷却流体的温度从所述预定温度以下升高到所述预定温度。
4.如权利要求1所述的控制系统，其中，所述加热器加热排入所述冷却通道内的所述冷却流体来加热所述计算机断层摄影检测器。
5.如权利要求1所述的控制系统，还包括安置在所述换热器上游和所述冷却通道下游的蓄积器，所述控制模块控制所述蓄积器来控制所述冷却流体的压力。
6.如权利要求1所述的控制系统，还包括扫描架，所述检测器轨道安置在所述扫描架内，所述干扰包括所述扫描架的空气温度和由所述扫描架的旋转生成的热对流。
7.一种冷却计算机断层摄影检测器的检测器部件的方法，包括：
使冷却流体排入与具有多个检测器部件的计算机断层摄影检测器的检测器轨道热传递地安置的冷却通道内，所述冷却通道具有流过冷却通道以响应改变所述检测器轨道的温度的一个或多个干扰来控制安置在所述检测器轨道上的检测器部件的温度的冷却流体；
使用换热器接收来自所述冷却通道的经加热的冷却流体，所述换热器使所述冷却流体冷却；
使用加热器基于调节加热来自所述换热器的冷却流体；
使用控制模块来控制所述换热器和所述加热器中的至少一个来控制所述冷却流体的温度。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述检测器部件包括准直仪和闪烁体，所述准直仪具有与所述闪烁体的开口对准的开口，所述方法还包括用排入所述冷却通道内的所述冷却流体控制所述检测器轨道的温度以维持所述准直仪的所述开口与所述闪烁体的开口的对准。
9.如权利要求7所述的方法，其中，使用与所述冷却通道进行流体传递的换热器和加热器，
所述方法还包括：
用所述换热器将流动的所述冷却流体冷却到预定温度以下；以及
用所述加热器将所述冷却流体的所述温度从所述预定温度以下升高到所述预定温度。
10.如权利要求7所述的方法，其中，使用与所述冷却通道进行流体传递的加热器，所述方法还包括用所述加热器加热所述冷却流体来加热所述计算机断层摄影检测器。
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