CN104302081A - 一种ct球管中灯丝电流的控制方法和设备 - Google Patents

一种ct球管中灯丝电流的控制方法和设备 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种CT球管中灯丝电流的控制方法。该方法包括：检测CT球管当前的管电流作为mA反馈值；计算mA设定值与所述mA反馈值之差作为误差值；响应于所述误差值大于第一误差阈值，将当前的灯丝电流设置为目标电流上限值；响应于所述误差值小于第二误差阈值，将当前的灯丝电流设置为目标电流下限值；其中，所述目标电流上限值大于所述目标电流下限值，所述第一误差阈值大于0，所述第二误差阈值小于0。通过本发明提供的技术方案，可以使得实际管电流的变化速度能够迅速跟随上mA设定值的变化，从而实现了辐射剂量的快速调节。此外，本发明实施例还提供了一种CT球管中灯丝电流的控制设备。

Description

一种CT球管中灯丝电流的控制方法和设备
技术领域
本发明涉及CT设备的控制领域，特别是涉及一种CT球管中灯丝电流的控制方法和设备。
背景技术
X射线断层摄影(Computed Tomography，简称CT)设备是一种常用的医疗诊断设备。CT设备通过向受检人体照射X射线并接收穿透受检人体的X射线，可以形成能够呈现受检人体内器官组织形态的摄影图片。在CT设备中，X射线是由CT球管(也称X射线管)产生并发射出来的。
CT球管实际上是一个大的高真空的阴极射线二极管，其具有阴极和阳极，在阴极上设置有灯丝。在CT球管的工作过程中，通过向阴极灯丝加电流，使得灯丝加热并产生自由电子云集，再向阴阳两极加高压电，由于阴阳两极电势差陡增，在高压强电场驱动下，阴极灯丝上处于活跃状态的自由电子束将向阳极钼基钨靶撞击并发生能量转换，一部分电能被转换成X射线由窗口发射，另一部分电能被转换成热能由散热系统散发。其中，供给阴极灯丝的电流称为灯丝电流，阴阳两极之间的电压称为管电压，而灯丝加热产生的电子在阴阳两级高压电场作用下向阳极高速运动而形成的电流称为管电流(也称mA)。
目前，CT设备对辐射剂量的调节一般是通过控制CT球管的管电流来实现的，而CT球管的管电流控制一般是通过灯丝电流的调节来实现。一般情况下，灯丝电流越大，灯丝温度越高，灯丝加热产生的、由阴极向阳极发射的电子数量也就越多，从而管电流就越大。
现有技术对灯丝电流采用的是图1所示的调节方式。具体地说，以当前期望控制管电流处于的目标值作为mA设定值，以当前实际检测CT球管的管电流作为mA反馈值，计算mA设定值与mA反馈值两者之差得到误差值，再将误差值输入PID(比例proportion、积分integration、微分differentiation)控制器，PID控制器计算得到灯丝电流并输出，再以PID控制器输出的灯丝电流供给CT球管的阴极灯丝，以消除mA反馈值与mA设定值之间的误差。如此实时不断地通过mA反馈值与mA设定值之间的误差值来调节供给CT球管中阴极灯丝的灯丝电流，可以实现将CT球管的管电流控制在mA设定值上，最终实现CT设备的辐射剂量控制。
但是，由于现有技术中在由管电流的误差值计算灯丝电流时采用的是PID控制器，而PID控制器输出的灯丝电流是线性变换的，即其输出的灯丝电流与输入的管电流的误差值成一定的比例关系，因此，在mA设定值变化的过程中，线性变换的灯丝电流使得实际管电流(即mA反馈值)的变化速度(即dmA/dt)难以快速地跟随上mA设定值的变化，从而限制了辐射剂量的调节速度，难以实现辐射剂量的快速调节。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种CT球管中灯丝电流的控制方法和设备，以解决按照现有技术中采用PID控制器对管电流的误差值计算得到灯丝电流而导致的实际管电流难以快速地跟随上mA设定值的变化以及难以实现辐射剂量快速调节的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种CT球管中灯丝电流的控制方法，该方法包括：
检测CT球管当前的管电流作为mA反馈值；
计算mA设定值与所述mA反馈值之差作为误差值；
响应于所述误差值大于第一误差阈值，将当前的灯丝电流设置为目标电流上限值；
响应于所述误差值小于第二误差阈值，将当前的灯丝电流设置为目标电流下限值；
其中，所述目标电流上限值大于所述目标电流下限值，所述第一误差阈值大于0，所述第二误差阈值小于0。
可选的，所述方法还包括：
响应于所述误差值不大于所述第一误差阈值且不小于所述第二误差阈值，维持当前的灯丝电流值不变。
可选的，所述方法还包括：
以所述CT球管的管电流上限值对应的灯丝电流值作为待校正电流上限值、所述CT球管的管电流下限值对应的灯丝电流值作为待校正电流下限值，对所述待校正电流上限值和所述待校正电流下限值进行校正，得到所述目标电流上限值和所述目标电流下限值。
可选的，所述以所述CT球管的管电流上限值对应的灯丝电流值作为待校正电流上限值、所述CT球管的管电流下限值对应的灯丝电流值作为待校正电流下限值，对所述待校正电流上限值和所述待校正电流下限值进行校正，得到所述目标电流上限值和所述目标电流下限值，包括：
通过mA设定值与mA反馈值之间的误差值控制所述CT球管的灯丝电流在所述待校正电流上限值和所述待校正电流下限值之间切换设置，得到控制过程中所述CT球管的管电流的目标波动差值；所述目标波动差值为控制过程中所述mA反馈值与mA设定值之间最大差值的绝对值；
响应于所述目标波动差值大于第一波动阈值，减小所述待校正电流上限值并增大所述待校正电流下限值，返回执行所述通过mA设定值与mA反馈值之间的误差值控制所述CT球管的灯丝电流在所述待校正电流上限值和所述待校正电流下限值之间切换设置，得到控制过程中所述CT球管的管电流波动范围的目标波动差值；
响应于所述目标波动差值小于第二波动阈值，增大所述待校正电流上限值并减小所述待校正电流下限值，返回执行所述通过mA设定值与mA反馈值之间的误差值控制所述CT球管的灯丝电流在所述待校正电流上限值和所述待校正电流下限值之间切换设置，得到控制过程中所述CT球管的管电流波动范围的目标波动差值；
响应于所述目标波动差值不大于所述第一波动阈值且不小于所述第二波动阈值，将所述待校正电流上限值确定为所述目标电流上限值，并将所述待校正电流下限值确定为所述目标电流下限值；
其中，所述第一波动阈值大于所述第二波动阈值。
可选的，所述以所述待校正电流上限值和所述待校正电流下限值设置所述CT球管的灯丝电流，得到所述CT球管的管电流波动范围的波动差值，包括：
以所述管电流上限值作为mA设定值，通过所述管电流上限值与mA反馈值之间的误差值控制CT球管的灯丝电流在待校正电流上限值与待校正电流下限值之间切换，得到控制过程中所述CT球管的管电流的第一波动范围，并计算所述第一波动范围的第一波动差值；
以所述管电流下限值作为mA设定值，通过所述管电流下限值与mA反馈值之间的误差值控制CT球管的灯丝电流在待校正电流上限值与待校正电流下限值之间切换，得到控制过程中所述CT球管的管电流的第二波动范围，并计算所述第二波动范围的第二波动差值；
响应于所述第一波动差值大于所述第二波动差值，将所述第一波动差值选取为目标波动差值；
响应于所述第一波动差值不大于所述第二波动差值，将所述第二波动差值选取为目标波动差值。
此外，本发明还提供了一种CT球管中灯丝电流的控制设备，该设备包括：
反馈值检测模块，用于检测CT球管当前的管电流作为mA反馈值；
mA误差计算模块，用于计算mA设定值与所述mA反馈值之差作为误差值；
第一灯丝电流设置模块，用于响应于所述误差值大于第一误差阈值，将当前的灯丝电流设置为目标电流上限值；
第二灯丝电流设置模块，用于响应于所述误差值小于第二误差阈值，将当前的灯丝电流设置为目标电流下限值；
其中，所述目标电流上限值大于所述目标电流下限值，所述第一误差阈值大于0，所述第二误差阈值小于0。
可选的，所述设备还包括：
第三灯丝电流设置模块，用于响应于所述误差值不大于所述第一误差阈值且不小于所述第二误差阈值，维持当前的灯丝电流值不变。
可选的，所述设备还包括：
目标电流值校正模块，用于以所述CT球管的管电流上限值对应的灯丝电流值作为待校正电流上限值、所述CT球管的管电流下限值对应的灯丝电流值作为待校正电流下限值，对所述待校正电流上限值和所述待校正电流下限值进行校正，得到所述目标电流上限值和所述目标电流下限值。
可选的，所述目标电流值校正模块包括：
波动差子模块，用于通过mA设定值与mA反馈值之间的误差值控制所述CT球管的灯丝电流在所述待校正电流上限值和所述待校正电流下限值之间切换设置，得到控制过程中所述CT球管的管电流的目标波动差值；所述目标波动差值为控制过程中所述mA反馈值与mA设定值之间最大差值的绝对值；
第一校正子模块，用于响应于所述目标波动差值大于第一波动阈值，减小所述待校正电流上限值并增大所述待校正电流下限值，返回触发所述波动差子模块；
第二校正子模块，用于响应于所述目标波动差值小于第二波动阈值，增大所述待校正电流上限值并减小所述待校正电流下限值，返回触发所述波动差子模块；
校正确定子模块，用于响应于所述目标波动差值不大于所述第一波动阈值且不小于所述第二波动阈值，将所述待校正电流上限值确定为所述目标电流上限值，并将所述待校正电流下限值确定为所述目标电流下限值；
其中，所述第一波动阈值大于所述第二波动阈值。
可选的，所述波动差子模块包括：
第一波动差子模块，用于以所述管电流上限值作为mA设定值，通过所述管电流上限值与mA反馈值之间的误差值控制CT球管的灯丝电流在待校正电流上限值与待校正电流下限值之间切换，得到控制过程中所述CT球管的管电流的第一波动范围，并计算所述第一波动范围的第一波动差值；
第二波动差子模块，用于以所述管电流下限值作为mA设定值，通过所述管电流下限值与mA反馈值之间的误差值控制CT球管的灯丝电流在目标电流上限值与目标电流下限值之间切换，得到控制过程中所述CT球管的管电流的第二波动范围，并计算所述第二波动范围的第二波动差值；
第一选取子模块，用于响应于所述第一波动差值大于所述第二波动差值，将所述第一波动差值选取为目标波动差值；
第二选取子模块，用于响应于所述第一波动差值不大于所述第二波动差值，将所述第二波动差值选取为目标波动差值。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
根据本发明实施例提供的技术方案，在CT球管的灯丝电流控制过程中，检测CT球管当前的管电流作为mA反馈值，计算mA设定值与所述mA反馈值之差作为误差值，如果所述误差值大于第一误差阈值则将当前的灯丝电流设置为目标电流上限值，如果所述误差值小于第二误差阈值则将当前的灯丝电流设置为目标电流下限值，如此反复通过当前的mA反馈值控制当前的灯丝电流，从而实现了对实际管电流和辐射剂量的调节。其中，所述目标电流上限值大于所述目标电流下限值，所述第一误差阈值大于0，所述第二误差阈值小于0。由此可见，通过根据mA反馈值与mA设定值之间的误差控制灯丝电流在目标电流上限值与目标电流下限值两者中切换，当mA设定值明显大于mA反馈值时，将灯丝电流直接设置成目标电流上限值而不再是线性增大，可以使得实际管电流迅速增大从而跟随上mA设定值，而当mA设定值明显小于mA反馈值，将灯丝电流直接设置成目标电流下限值而不再是线性减小，可以使得实际管电流迅速减小从而跟随上mA设定值，因此，仅在上限值和下限值两者中切换的灯丝电流使得实际管电流的变化速度能够迅速跟随上mA设定值的变化，从而实现了辐射剂量的快速调节。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中对灯丝电流采用的调节方式示意图；
图2为本发明中CT球管中灯丝电流的控制方法一实施例的流程图；
图3为本发明实施例中一种灯丝电流控制方式示例的示意图；
图4为本发明实施例中校正灯丝电流上、下限一实施方式的流程图；
图5为本发明实施例中一种校正过程中产生的实际管电流波动曲线示例的示意图；
图6为本发明实施例中一种灯丝电流控制示例的管电流跟随效果示意图；
图7为本发明中CT球管中灯丝电流的控制设备一实施例的结构图；
图8为本发明实施例中目标电流值校正模块901一实施方式的结构图；
图9为本发明实施例中波动差子模块801一实施方式的结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的发明人经过研究发现，现有技术中，CT设备的辐射剂量调节受到了限制，难以实现对辐射剂量的快速调节，原因在于，对于发射X射线的CT球管，现有技术采用的是通过PID控制器对灯丝电流线性变换的控制来消除实际管电流与mA设定值之间的误差，线性变换的灯丝电流本身变化的速度不够迅速使得实际管电流的变化速度难以快速地跟随上mA设定值的变化，从而限制了CT设备辐射剂量的调节速度。由此可见，为了实现辐射剂量的快速调节，就需要对CT球管采用灯丝电流变化更加迅速的控制方式。
基于上述分析，本发明的主要思想之一在于：为了使得灯丝电流的控制变化更加迅速，可以选取灯丝电流控制范围的上限值、下限值分别作为目标电流上限值、目标电流下限值，根据mA反馈值与mA设定值之间的误差控制灯丝电流在目标电流上限值与目标电流下限值两者中切换，当mA设定值明显大于mA反馈值时，将灯丝电流直接设置成目标电流上限值而不再是线性增大，可以使得实际管电流迅速增大从而跟随上mA设定值，而当mA设定值明显小于mA反馈值，将灯丝电流直接设置成目标电流下限值而不再是线性减小，可以使得实际管电流迅速减小从而跟随上mA设定值，因此，仅在上限值和下限值两者中切换的灯丝电流使得实际管电流的变化速度能够迅速跟随上mA设定值的变化，从而实现了辐射剂量的快速调节。
在介绍了本发明的主要思想以后，下面结合附图，详细说明本发明的各种非限制性实施方式。
参见图2，示出了本发明中CT球管中灯丝电流的控制方法一实施例的流程图。在本实施例中，例如具体可以包括如下步骤：
S201、检测CT球管当前的管电流作为mA反馈值。
S202、计算mA设定值与所述mA反馈值之差作为误差值。
S203、响应于所述误差值大于第一误差阈值，将当前的灯丝电流设置为目标电流上限值。
S204、响应于所述误差值小于第二误差阈值，将当前的灯丝电流设置为目标电流下限值。
其中，所述目标电流上限值大于所述目标电流下限值，所述第一误差阈值大于0，所述第二误差阈值小于0。
具体实现时，以如图3所示的灯丝电流控制方式为例，在CT球管运行过程中，通过检测CT球管的管电流而得到的mA反馈信号与用于设定管电流的mA参考输入信号做差得到误差信号，将该误差信号可以输入一个双灯丝电流的PWM控制器，在PWM控制器中误差信号的实时值与第一误差阈值、第二误差阈值做比较并根据比较结果确定输出灯丝电流的实时值，从而PWM控制器输出用于控制灯丝电流的脉冲信号，再根据该脉冲信号调节输入CT球管的灯丝电流。对于CT球管运行过程中的某一时刻，mA反馈信号当前的实时值即是mA反馈值，mA参考输入信号当前的实时值即是mA设定值，误差信号当前的实时值即是该mA反馈值与该mA设定值之间的误差值，脉冲信号当前的实时值即是用于确定当前输入给CT球管的灯丝电流。其中，如果该误差值大于第一误差阈值，则脉冲信号当前的实时值即表示当前的灯丝电流为目标电流上限值，例如脉冲信号当前的实时值取“1”；如果该误差值小于第二误差阈值，则脉冲信息当前的实时值即表示当前的灯丝电流为目标电流下限值，例如脉冲信号当前的实时值取“0”。
在本实施例中，误差值表示的是mA设定值与所述mA反馈值之差，也即，误差值＝mA设定值－mA反馈值；并且，对于与误差值相比较的第一误差阈值与第二误差阈值，采用的是，第一误差阈值大于0，第二误差阈值小于0。因此，当误差值大于第一误差阈值时，表明mA设定值明显大于mA反馈值，此时需要使实际管电流迅速提高到mA设定值以消除实际管电流与mA设定值之间的误差，为此，将当前的灯丝电流设置成目标电流上限值这一可调范围的上限，可以使得实际管电流迅速增大，mA反馈值与mA设定值之间的误差也迅速缩小，从而实现了实际管电流对mA设定值的快速跟随；当误差值小于第二误差阈值时，表明mA设定值明显小于mA反馈值，此时需要使实际管电流迅速缩小到mA设定值以消除实际管电流与mA设定值之间的误差，为此，将当前的灯丝电流设置成目标电流下限值这一可调范围的下限，可以使得实际管电流迅速减小，mA反馈值与mA设定值之间的误差也迅速减小，从而实现了实际管电流与mA设定值的快速跟随。
可以理解的是，灯丝电流的控制可以是每隔一定的时间进行一次，也即，每隔一定的时间，采集一次mA反馈值和mA设定值，并利用当前采集的mA反馈值与mA设定值计算误差值并据此设置当前的灯丝电流。当然，灯丝电流的控制也可以是连续的，也即，实时地采集mA反馈值形成连续的反馈信号以及实时地采集mA设定值形成连续的mA参考输入信号，并实时地计算mA参考输入信号与mA反馈信号之间的误差信号并据此产生用于设置灯丝电流的电流信号。
在本实施例中，第一误差阈值与第二误差阈值，两者例如可以采用相同的绝对值，如假设第一误差阈值表示为ΔmA，则第二误差阈值可以表示为－ΔmA。或者，第一误差阈值与第二误差阈值，两者又如可以采用不同的绝对值，如假设第一误差阈值表示为ΔmA1，则第二误差阈值可以表示为－ΔmA2。此外，对于第一误差阈值和第二误差阈值具体采用怎样的数值，可以综合考虑CT图像质量的要求、CT设备精度的要求等方面来确定。
在本实施例中，在误差值介于第一误差阈值与第二误差阈值之间的情况下，对灯丝电流的控制方式可以有多种不同的实施方式。例如，为了使得实际管电流的变化具有一定的连贯性而进一步加快实际管电流跟随mA设定值的速度，在本实施例的一些实施方式中，还可以包括：响应于所述误差值不大于所述第一误差阈值且不小于所述第二误差阈值，维持当前的灯丝电流值不变。又如，在本实施例的另一些实施方式中，也可以在误差值介于第一误差阈值与第二误差阈值之间时采用线性变化的灯丝电流，具体地，本实施例中还可以包括：响应于所述误差值不大于所述第一误差阈值且不小于所述第二误差阈值，将当前的灯丝电流设置为所述误差值与预设的控制比例之间的乘积。
可以理解的是，本实施例中所采用的目标电流上限值、目标电流下限值，可以分别是灯丝电流可调节范围的上限值、下限值，即目标电流上限值大于目标电流下限值，这样就使得mA设定值与mA反馈值之间的误差较明显时使灯丝电流瞬间变化到可调的上限或下限，从而使得实际管电流可以迅速向mA设定值变化。
需要说明的是，对于灯丝电流可调节范围，可以有多种不同的实施方式来选择。例如，在一些实施方式中，灯丝电流可调节范围可以是直接由管电流上限值对应的灯丝电流值以及管电流下限值对应的灯丝电流值来界定，也即，目标电流上限值可以为该CT球管的管电流上限值对应的灯丝电流值，目标电流下限值可以为该CT球管的管电流下限值对应的灯丝电流值。又如，在另一些实施方式中，考虑到不同的CT球管安装在不同的CT设备或不同的应用环境中灯丝电流与管电流之间的关系会发生改变，灯丝电流可调节范围可以是对管电流上限值对应的灯丝电流值以及管电流下限值对应的灯丝电流值进行校正之后来界定，也即，目标电流上限值可以为对该CT球管的管电流上限值对应的灯丝电流值进行校正之后得到的灯丝电流值，目标电流下限值可以为对该CT球管的管电流下限值对应的灯丝电流值进行校正之后得到的灯丝电流值。具体地说，在这一实施方式中，本实施例例如还可以包括：以所述CT球管的管电流上限值对应的灯丝电流值作为待校正调节上限值、所述CT球管的管电流下限值对应的灯丝电流值作为待校正调节下限值，对所述待校正电流上限值和所述待校正电流下限值进行校正，得到所述目标电流上限值和所述目标电流下限值。
在上述通过校正获得目标电流上限值及目标电流下限值的实施方式中，例如具体可以先采用待校正调节上、下限值设置灯丝电流以实现将实际管电流控制在某一mA设定值上，然后根据实际管电流的波动范围大小来确定是否需要调整以及如何调整待校正调节上、下限值，并在需要调整时将调整后的待校正调节上、下限值继续设置灯丝电流以实际管电流控制在该mA设定值上，直至不需要调整时将此时的待校正调节上、下限值确定为目标电流上、下限值。更具体地，参见图4，校正灯丝电流上、下限的实施方式，例如具体可以包括如下步骤：
S401、通过mA设定值与mA反馈值之间的误差值控制所述CT球管的灯丝电流在所述待校正电流上限值和所述待校正电流下限值之间切换设置，得到控制过程中所述CT球管的管电流的目标波动差值；所述目标波动差值为控制过程中所述mA反馈值与mA设定值之间最大差值的绝对值。
具体实现时，可以选取用于校正的mA设定值并控制CT球管运行以使得球管的实际管电流保持在该mA设定值上，在控制CT球管运行的过程中，CT球管的灯丝电流可以实时地根据mA设定值与mA反馈值之间的误差值与第一误差阈值、第二误差阈值的比较结果而选择设置成当前的待校正电流上限值或待校正电流下限值，而在控制CT球管运行一段时间之后，可以得到CT球管实际管电流在控制过程中mA反馈值的波动情况，该波动情况下所述mA反馈值与mA设定值之间最大差值的绝对值即是该运行过程的波动差值。其中，更具体地说，在为校正而执行的CT球管控制运行过程中，对于检测到的当前mA反馈值，计算用于校正的mA设定值与mA反馈值之间的差值作为误差值，响应于该误差值大于第一误差阈值则将当前的灯丝电流设置为待校正电流上限值，响应于该误差值小于第二阈值则将当前的灯丝电流设置为待校正电流下限值，响应于该误差值不大于第一误差阈值且不小于第二误差阈值则维持当前的灯丝电流不变。
可以理解的是，在一些实施方式中，考虑到限制待校正电流上、下限值的因素主要在于CT球管的实际管电流有上、下限的要求，而实际上CT球管在实际管电流会处于一个波动状态，因此，用于校正的mA设定值可以分别选取CT球管的管电流上限值和管电流下限值，并对应获得两个不同的波动范围及波动差值，再从两个波动差值中来选取较大的一个作为目标波动差值来确定待校正电流上、下限是否能够适合CT球管对实际管电流的上、下限要求，这样可以使得校正出的目标电流上、下限值更加准确。具体地，S401例如可以包括以下步骤：
步骤A、以所述管电流上限值作为mA设定值，通过所述管电流上限值与mA反馈值之间的误差值控制CT球管的灯丝电流在待校正电流上限值与待校正电流下限值之间切换，得到控制过程中所述CT球管的管电流的第一波动范围，并计算所述第一波动范围的第一波动差值；
步骤B、以所述管电流下限值作为mA设定值，通过所述管电流下限值与mA反馈值之间的误差值控制CT球管的灯丝电流在待校正电流上限值与待校正电流下限值之间切换，得到控制过程中所述CT球管的管电流的第二波动范围，并计算所述第二波动范围的第二波动差值；
步骤C、响应于所述第一波动差值大于所述第二波动差值，将所述第一波动差值选取为目标波动差值；
步骤D、响应于所述第一波动差值不大于所述第二波动差值，将所述第二波动差值选取为目标波动差值。
其中，以管电流上限值、管电流下限值作为mA设定值在控制CT球管运行的过程中产生的实际管电流波动曲线，例如可以参见图5所示的示例。其中，“High mA Ref”是以管电流上限值作为mA设定值形成的实际管电流波动曲线，“Low mA Ref”是以管电流下限值作为mA设定值形成的实际管电流波动曲线，“ΔmA1”表示第一波动差值，“ΔmA2”表示第二波动差值，“FilH”表示当前的待校正电流上限值，“FilL”表示当前的待校正电流下限值。
接着返回图4。
S402、响应于所述目标波动差值大于第一波动阈值，减小所述待校正电流上限值并增大所述待校正电流下限值，返回执行S401。
当目标波动差值大于第一波动阈值时，表明当前的待校正电流上限值与待校正电流下限值之间的差距太大以至于实际管电流明显超出了管电流的上限或下限要求，此时可以适当减小待校正电流上限值并适当增大待校正电流下限值，以减小灯丝电流控制的上、下限值之间的差距，从而使得实际管电流向管电流上、下限要求变化。具体地，可以设置一个固定的调节量ΔFil，当目标波动差值大于第一波动阈值时，可以对待校正电流上限值FilH执行FilH＝FilH－ΔFil，并对待校正电流下限值FilL执行FilL＝FilL+ΔFil。
S403、响应于所述目标波动差值小于第二波动阈值，增大所述待校正电流上限值并减小所述待校正电流下限值，返回执行S401。
当目标波动差值小于第二波动阈值时，表明当前的待校正电流上限值与待校正电流下限值之间的差距太小以至于实际管电流明显小于管电流的上限要求或明显大于管电流的下限要求，此时可以适当增大待校正电流上限值并适当减小待校正电流下限值，以增大灯丝电流控制的上、下限值之间的差距，从而使得实际管电流向管电流上、下限要求变化。具体地，可以设置一个固定的调节量ΔFil，当目标波动差值小于第二波动阈值时，可以对待校正电流上限值FilH执行FilH＝FilH+ΔFil，并对待校正电流下限值FilL执行FilL＝FilL－ΔFil。
S404、响应于所述目标波动差值不大于所述第一波动阈值且不小于所述第二波动阈值，将所述待校正电流上限值确定为所述目标电流上限值，并将所述待校正电流下限值确定为所述目标电流下限值；其中，所述第一波动阈值大于所述第二波动阈值。
当目标波动差值不大于第一波动阈值且不小于第二波动阈值时，表明当前的待校正电流上限值与待校正电流下限值之间的差距较为合适以至于实际管电流刚好符合管电流的上限要求和管电流的下限要求，此时可以将当前的待校正电流上限值确定为目标校正电流上限值并将当前的待校正电流下限值确定为目标电流下限值，用于CT球管实际运行过程中对灯丝电流进行设置。具体地，可以对已确定的目标校正电流上限值和目标电流下限值进行保存，以便后续的读取和使用。
通过图4所示的实施方式，通过对管电流上、下限对应的灯丝电流进行校正得到实际用于设置灯丝电流的目标电流上限值和目标电流下限值，可以使得灯丝电流控制下的实际管电流更贴合管电流上、下限的要求，一方面使得灯丝电流的控制更加准确，另一方面也使得CT球管的辐射剂量范围得到更加充分的利用。
接着返回图2。
通过本实施例的技术方案，通过根据mA反馈值与mA设定值之间的误差控制灯丝电流在目标电流上限值与目标电流下限值两者中切换，当mA设定值明显大于mA反馈值时，将灯丝电流直接设置成目标电流上限值而不再是线性增大，可以使得实际管电流迅速增大从而跟随上mA设定值，而当mA设定值明显小于mA反馈值，将灯丝电流直接设置成目标电流下限值而不再是线性减小，可以使得实际管电流迅速减小从而跟随上mA设定值，因此，仅在上限值和下限值两者中切换的灯丝电流使得实际管电流的变化速度能够迅速跟随上mA设定值的变化，从而实现了辐射剂量的快速调节。
可以理解的是，实际管电流的变化速度能够快速跟随上mA设定值的变化，即是实际管电流与mA设定值两者的变化曲线更加贴合。如图6，示出了一种采用本实施例实现的灯丝电流控制示例的管电流跟随效果示意图。从图6中可以看出，mA反馈值与mA设定值两者的曲线几乎是一致的，可见本实施例对辐射剂量的控制不仅快速而且也十分准确。
在介绍了本发明示例性实施方式的方法之后，接下来，对本发明示例性实施方式的、用于CT球管中灯丝电流的控制设备进行介绍。
参见图7，示出了本发明中CT球管中灯丝电流的控制设备一实施例的结构图。在本实施例中，所述设备例如具体可以包括：
反馈值检测模块701，用于检测CT球管当前的管电流作为mA反馈值；
mA误差计算模块702，用于计算mA设定值与所述mA反馈值之差作为误差值；
第一灯丝电流设置模块703，用于响应于所述误差值大于第一误差阈值，将当前的灯丝电流设置为目标电流上限值；
第二灯丝电流设置模块704，用于响应于所述误差值小于第二误差阈值，将当前的灯丝电流设置为目标电流下限值；
其中，所述目标电流上限值大于所述目标电流下限值，所述第一误差阈值大于0，所述第二误差阈值小于0。
在本实施例的一些实施方式中，所述设备例如还可以包括：
第三灯丝电流设置模块705，用于响应于所述误差值不大于所述第一误差阈值且不小于所述第二误差阈值，维持当前的灯丝电流值不变。
在本实施例的另一些实施方式中，所述设备例如还可以包括：
目标电流值校正模块706，用于以所述CT球管的管电流上限值对应的灯丝电流值作为待校正电流上限值、所述CT球管的管电流下限值对应的灯丝电流值作为待校正电流下限值，对所述待校正电流上限值和所述待校正电流下限值进行校正，得到所述目标电流上限值和所述目标电流下限值。
在本实施例的又一些实施方式中，如图8所示，所述目标电流值校正模块901例如具体可以包括：
波动差子模块801，用于通过mA设定值与mA反馈值之间的误差值控制所述CT球管的灯丝电流在所述待校正电流上限值和所述待校正电流下限值之间切换设置，得到控制过程中所述CT球管的管电流的目标波动差值；所述目标波动差值为控制过程中所述mA反馈值与mA设定值之间最大差值的绝对值；
第一校正子模块802，用于响应于所述目标波动差值大于第一波动阈值，减小所述待校正电流上限值并增大所述待校正电流下限值，返回触发所述波动差子模块；
第二校正子模块803，用于响应于所述目标波动差值小于第二波动阈值，增大所述待校正电流上限值并减小所述待校正电流下限值，返回触发所述波动差子模块；
校正确定子模块804，用于响应于所述目标波动差值不大于所述第一波动阈值且不小于所述第二波动阈值，将所述待校正电流上限值确定为所述目标电流上限值，并将所述待校正电流下限值确定为所述目标电流下限值；
其中，所述第一波动阈值大于所述第二波动阈值。
在本实施例的又一些实施方式中，如图9所示，所述波动差子模块801例如具体可以包括：
第一波动差子模块901，用于以所述管电流上限值作为mA设定值，通过所述管电流上限值与mA反馈值之间的误差值控制CT球管的灯丝电流在待校正电流上限值与待校正电流下限值之间切换，得到控制过程中所述CT球管的管电流的第一波动范围，并计算所述第一波动范围的第一波动差值；
第二波动差子模块902，用于以所述管电流下限值作为mA设定值，通过所述管电流下限值与mA反馈值之间的误差值控制CT球管的灯丝电流在目标电流上限值与目标电流下限值之间切换，得到控制过程中所述CT球管的管电流的第二波动范围，并计算所述第二波动范围的第二波动差值；
第一选取子模块903，用于响应于所述第一波动差值大于所述第二波动差值，将所述第一波动差值选取为目标波动差值；
第二选取子模块904，用于响应于所述第一波动差值不大于所述第二波动差值，将所述第二波动差值选取为目标波动差值。
通过本发明设备实施例的技术方案，通过根据mA反馈值与mA设定值之间的误差控制灯丝电流在目标电流上限值与目标电流下限值两者中切换，当mA设定值明显大于mA反馈值时，将灯丝电流直接设置成目标电流上限值而不再是线性增大，可以使得实际管电流迅速增大从而跟随上mA设定值，而当mA设定值明显小于mA反馈值，将灯丝电流直接设置成目标电流下限值而不再是线性减小，可以使得实际管电流迅速减小从而跟随上mA设定值，因此，仅在上限值和下限值两者中切换的灯丝电流使得实际管电流的变化速度能够迅速跟随上mA设定值的变化，从而实现了辐射剂量的快速调节。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对于设备实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种CT球管中灯丝电流的控制方法，其特征在于，包括：
检测CT球管当前的管电流作为mA反馈值；
计算mA设定值与所述mA反馈值之差作为误差值；
响应于所述误差值大于第一误差阈值，将当前的灯丝电流设置为目标电流上限值；
响应于所述误差值小于第二误差阈值，将当前的灯丝电流设置为目标电流下限值；
其中，所述目标电流上限值大于所述目标电流下限值，所述第一误差阈值大于0，所述第二误差阈值小于0。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于所述误差值不大于所述第一误差阈值且不小于所述第二误差阈值，维持当前的灯丝电流值不变。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
以所述CT球管的管电流上限值对应的灯丝电流值作为待校正电流上限值、所述CT球管的管电流下限值对应的灯丝电流值作为待校正电流下限值，对所述待校正电流上限值和所述待校正电流下限值进行校正，得到所述目标电流上限值和所述目标电流下限值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述以所述CT球管的管电流上限值对应的灯丝电流值作为待校正电流上限值、所述CT球管的管电流下限值对应的灯丝电流值作为待校正电流下限值，对所述待校正电流上限值和所述待校正电流下限值进行校正，得到所述目标电流上限值和所述目标电流下限值，包括：
通过mA设定值与mA反馈值之间的误差值控制所述CT球管的灯丝电流在所述待校正电流上限值和所述待校正电流下限值之间切换设置，得到控制过程中所述CT球管的管电流的目标波动差值；所述目标波动差值为控制过程中所述mA反馈值与mA设定值之间最大差值的绝对值；
响应于所述目标波动差值大于第一波动阈值，减小所述待校正电流上限值并增大所述待校正电流下限值，返回执行所述通过mA设定值与mA反馈值之间的误差值控制所述CT球管的灯丝电流在所述待校正电流上限值和所述待校正电流下限值之间切换设置，得到控制过程中所述CT球管的管电流波动范围的目标波动差值；
响应于所述目标波动差值小于第二波动阈值，增大所述待校正电流上限值并减小所述待校正电流下限值，返回执行所述通过mA设定值与mA反馈值之间的误差值控制所述CT球管的灯丝电流在所述待校正电流上限值和所述待校正电流下限值之间切换设置，得到控制过程中所述CT球管的管电流波动范围的目标波动差值；
响应于所述目标波动差值不大于所述第一波动阈值且不小于所述第二波动阈值，将所述待校正电流上限值确定为所述目标电流上限值，并将所述待校正电流下限值确定为所述目标电流下限值；
其中，所述第一波动阈值大于所述第二波动阈值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述以所述待校正电流上限值和所述待校正电流下限值设置所述CT球管的灯丝电流，得到所述CT球管的管电流波动范围的波动差值，包括：
以所述管电流上限值作为mA设定值，通过所述管电流上限值与mA反馈值之间的误差值控制CT球管的灯丝电流在待校正电流上限值与待校正电流下限值之间切换，得到控制过程中所述CT球管的管电流的第一波动范围，并计算所述第一波动范围的第一波动差值；
以所述管电流下限值作为mA设定值，通过所述管电流下限值与mA反馈值之间的误差值控制CT球管的灯丝电流在待校正电流上限值与待校正电流下限值之间切换，得到控制过程中所述CT球管的管电流的第二波动范围，并计算所述第二波动范围的第二波动差值；
响应于所述第一波动差值大于所述第二波动差值，将所述第一波动差值选取为目标波动差值；
响应于所述第一波动差值不大于所述第二波动差值，将所述第二波动差值选取为目标波动差值。
6.一种CT球管中灯丝电流的控制设备，其特征在于，包括：
反馈值检测模块，用于检测CT球管当前的管电流作为mA反馈值；
mA误差计算模块，用于计算mA设定值与所述mA反馈值之差作为误差值；
第一灯丝电流设置模块，用于响应于所述误差值大于第一误差阈值，将当前的灯丝电流设置为目标电流上限值；
第二灯丝电流设置模块，用于响应于所述误差值小于第二误差阈值，将当前的灯丝电流设置为目标电流下限值；
其中，所述目标电流上限值大于所述目标电流下限值，所述第一误差阈值大于0，所述第二误差阈值小于0。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，还包括：
第三灯丝电流设置模块，用于响应于所述误差值不大于所述第一误差阈值且不小于所述第二误差阈值，维持当前的灯丝电流值不变。
8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，还包括：
目标电流值校正模块，用于以所述CT球管的管电流上限值对应的灯丝电流值作为待校正电流上限值、所述CT球管的管电流下限值对应的灯丝电流值作为待校正电流下限值，对所述待校正电流上限值和所述待校正电流下限值进行校正，得到所述目标电流上限值和所述目标电流下限值。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述目标电流值校正模块包括：
波动差子模块，用于通过mA设定值与mA反馈值之间的误差值控制所述CT球管的灯丝电流在所述待校正电流上限值和所述待校正电流下限值之间切换设置，得到控制过程中所述CT球管的管电流的目标波动差值；所述目标波动差值为控制过程中所述mA反馈值与mA设定值之间最大差值的绝对值；
第一校正子模块，用于响应于所述目标波动差值大于第一波动阈值，减小所述待校正电流上限值并增大所述待校正电流下限值，返回触发所述波动差子模块；
第二校正子模块，用于响应于所述目标波动差值小于第二波动阈值，增大所述待校正电流上限值并减小所述待校正电流下限值，返回触发所述波动差子模块；
校正确定子模块，用于响应于所述目标波动差值不大于所述第一波动阈值且不小于所述第二波动阈值，将所述待校正电流上限值确定为所述目标电流上限值，并将所述待校正电流下限值确定为所述目标电流下限值；
其中，所述第一波动阈值大于所述第二波动阈值。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述波动差子模块包括：
第一波动差子模块，用于以所述管电流上限值作为mA设定值，通过所述管电流上限值与mA反馈值之间的误差值控制CT球管的灯丝电流在待校正电流上限值与待校正电流下限值之间切换，得到控制过程中所述CT球管的管电流的第一波动范围，并计算所述第一波动范围的第一波动差值；
第二波动差子模块，用于以所述管电流下限值作为mA设定值，通过所述管电流下限值与mA反馈值之间的误差值控制CT球管的灯丝电流在目标电流上限值与目标电流下限值之间切换，得到控制过程中所述CT球管的管电流的第二波动范围，并计算所述第二波动范围的第二波动差值；
第一选取子模块，用于响应于所述第一波动差值大于所述第二波动差值，将所述第一波动差值选取为目标波动差值；
第二选取子模块，用于响应于所述第一波动差值不大于所述第二波动差值，将所述第二波动差值选取为目标波动差值。
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