CN104939856B - 计算机断层成像系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于产生检查对象的断层成像拍摄的CT系统(C1)，至少具有：带有可旋转的支撑体(1)的机架(C6)，用于容纳CT系统(C1)的部件；以及冷却系统，用于利用至少一个通风管冷却固定在机架(C6)上的部件，其中，冷却系统的通风送风管(Z)被分成至少两段(Z1至Z4)，以便确保在送风管(Z)中的均匀压力分布。

Description

计算机断层成像系统
技术领域
本发明涉及一种用于产生检查对象的断层成像拍摄的CT系统，至少具有：带有可旋转的支撑体的机架，用于容纳CT系统的部件；以及冷却系统，用于利用至少一个通风管冷却固定在机架上的部件。
背景技术
在CT系统的机架上布置的系统部件在运行中产生介于12kW到17kW 之间的热量。例如在产生X射线辐射的情况下，在CT系统的X射线管中所使用的大部分能量都被转化成热量。为了保护系统部件，特别是辐射器-探测器系统，必须从机架中排出这些热量。为此，需要随时给旋转的支撑体上的系统部件提供充足的冷却气体。
已知，利用安装在旋转的支撑体上的附加的风扇来冷却各个部件。然而，该风扇非常容易受支撑体加速旋转的影响。因此，出于可靠性原因，为了避免维护工作，经常弃用该附加的风扇。然而，在这种情况下，认为不总是能确保通过机架的圆周给部件提供均匀的空气。因此，在支撑体静止状态下可能出现温度问题，因为不能充分排出废热。
另外已知，通过在送风管中的导向隔板并且将送风管的出风口与部件进行匹配来局部修正压力，以便在送风管中产生尽可能均匀的压力，并且由此确保沿着机架的圆周尽可能均匀的冷却。
在沿着圆周不均匀的冷却的情况下，特别是机架在静止状态下运行时，还需要以更高的功率运行机架冷却。然而，由此也产生更高的噪声级。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，实现一种用于CT系统的机架的改善的冷却系统，其尤其在支撑体静止状态下能够均匀并可靠地冷却机架和位于其上的系统部件。
该技术问题通过根据本发明的特征解决。
发明人已经认识到，通过将送风管分成多个段，这些段可以单独通风并且在这些段中由此能够单独地调节压力，能够在送风管中实现均匀的压力。均匀的压力又能够沿着机架的圆周均匀并位置无关地冷却系统部件。这也在支撑体静止状态下得到确保。中央地向送风管的各个段提供冷却气体并且由此互相退耦，从而在段之间不出现相互作用。送风管的这些段经过待冷却的部件与排风管连接。
通过将送风管分段，能够为沿着机架圆周的所有区域简单并可靠地调节压力和体积流。由此可以互相匹配在各个段中的压力，从而形成均匀或者说统一的压力分布。沿着机架圆周对系统部件的冷却由此在支撑体静止状态下不再位置相关。因此，在支撑体静止状态下的冷却也是可靠的。
另外，能够以少的功率运行冷却系统，由此相对于已知利用在送风管中的导向隔板的解决方案降低了噪声级。
发明人相应地建议，如下地改善用于产生检查对象、特别是患者的断层成像拍摄的CT系统，其至少具有带有可旋转的支撑体的机架，用于容纳CT 系统的部件；以及冷却系统，用于利用至少一个通风管冷却固定在机架上的部件：即，将冷却系统的通风送风管分成至少两个段，以便确保在送风管中均匀的压力分布。
CT系统包括机架壳体，机架布置在该机架壳体中。在此，机架包括可旋转的支撑体，在该支撑体上布置CT系统的多个系统部件。这些系统部件主要是至少一个辐射器-探测器系统以及其它电子组件。
冷却系统包括至少一个通风管。通风管被构造成用于输送冷的新鲜气体或者说冷却气体的送风管。另一个通风管被构造成排风管，用于移除在系统部件进行冷却时加热的空气。
根据本发明，冷却系统的送风管被分成至少两个段。在一种实施方式中，送风管被正好分成两个段。在另一种实施方式中，送风管被分成多于两个段，例如三个段、四个段或五个段。
优选分别单独地给至少两个段通风，即互相退耦。换言之，气流在这些段中互相不相连，从而在此之间不产生相互作用。在此，送风管的这些段优选并行连接，即整个送风流被划分成多个段。
这些段与共同的送风供应连接。有利地，这些段分别具有至少一个入流口，通过该入流口使送风流入各个段。在一种实施方式中，一个段刚好具有一个入流口。在其它实施方式中，所述段具有多于一个的入流口，例如两个或更多。
优选分别通过入流口的大小能够调节所述段中的压力和由此也能调节体积流。在此，一方面成立，入流口越大，在该段中的体积流越大。另一方面成立，在该段中的流速越小，压力越大。有利地也就是，为了降低压力而减小入流口，反之亦然。
空气在段中的流速在紧随入流口之后最大。在段仅有一个入流口的情况下，流速随着流过该段而降低，从而压力随着到入流口距离增加而增加。
在具有两个入流口的段的实施方式中，入流口可以对置地布置在该段上。例如入流口分别布置在对置的末端，也就是在视为流动方向上该段的前端和后端。这样的段例如被构造成C形。入流口优选分别构造在C形边的末端处。于是，空气从两个C形边互相流入，从而在相对的气流彼此相遇的位置处流速最低并且压力最大。
在另一种实施方式中，也可以并排布置段的多个入流口。
各个段的形状优选不同地构造，特别是将段不同地布置在机架中。在此，段的形状和走向能够借助流模拟进行匹配以达到所希望的压力关系。通风管的一种实施方式是，至少部分同中心地互相布置所述段。
优选地，至少两段经过待冷却的部件与排风管连接。在送风通过入流口到达各个段之后，其通过多个进风口从送风管流进机架，其在那里流过系统部件并且进行冷却。加热的废气从那里通过出风口到达排风管。
到机架上的系统部件的进风口优选布置在各个段的整个长度上。在此，一个进风口可以对应多于一个段，即，来自多个段的空气可以通过一个共同的进风口流入系统部件。通过改善和简化压力调节，能够将沿着机架圆周的压力调节到均匀值，从而使空气始终以保持均匀的压力从所述段流入机架的旋转部分。
在段之间有利地布置不透气的分隔壁，其使所述段彼此隔离。在此，附加地通过分隔壁有利地提高整个送风管结构的刚性。
机架冷却系统可以不同地构造。在一种实施方式中，冷却系统具有空气冷却。在此，将热的废气排到CT系统的周围，例如检查室中，从而再由建筑物的空调冷却废气。冷却循环因此是开放式的。在另一种实施方式中，冷却系统具有水冷却。冷却循环在该实施方式中是封闭式的。热的废气例如借助制冷设备如热交换器再次冷却。
附图说明
以下借助优选实施例结合附图详细描述本发明，其中仅示出了为理解本发明所需的特征。使用以下附图标记：1：支撑体；2.1：进风口；2.2：出风口；3：机架内部；4：导向隔板；5：分隔壁；6：入流口；A：排风管；C1：CT系统；C2：第一X射线管；C3：第一探测器；C4：第二X 射线管(可选)；C5：第二探测器(可选)；C6：机架壳体；C7：患者； C8：患者卧榻；C9：系统轴；C10：计算及控制单元；Prg1至Prgn：计算机程序；Z：送风管；Z1.1、Z1.2至Z4：送风管的段。
附图中：
图1示出了具有计算单元的CT系统的示意图，
图2示出了机架壳体的示意图，
图3示出了根据图2的机架壳体沿截面A-A的示意图，
图4示出了根据图2的机架中沿截面B-B通风的示意图，
图5示出了根据图2的机架具有根据本发明的沿截面B-B通风的示意图，
图6示出了根据图2的机架具有另一种根据本发明的沿截面B-B通风的示意图，以及
图7示出了根据图2的机架具有另一种根据本发明的沿截面B-B通风的示意图。
具体实施方式
图1示出了示例性的CT系统C1。CT系统C1包括机架壳体C6，在机架壳体中具有这里未详细示出的带有可旋转支撑体的机架，其上固定有第一 X射线管C2和对置的第一探测器C3。可选地，设置第二X射线管C4和对置的第二探测器C5。另外，CT系统C1还具有冷却系统，用于从机架壳体 C6中移除电子部件的废热，参见图2至图7。
患者C7处于可在系统轴C9方向上移动的患者卧榻C8上，利用该患者卧榻使患者在利用X射线辐射扫描期间能够连续地或顺序地沿系统轴C9移动通过在X射线管C2和C4与分别对应的探测器C3和C5之间的测量场。通过计算及控制单元C10借助计算机程序Prg1至Prgn控制该过程。
图2示出了公知的示例性的机架壳体C6的示意图。截面A-A穿过机架壳体C6和安装在支撑体上的X射线管C2延伸。另外，还示出了CT系统的冷却系统的通风管。已经公知的冷却系统包括送风管Z，用于输入冷的新鲜空气。另外，冷却系统包括排风管A，用于移除被支撑体1上的系统部件加热的空气。
在图3中示出了沿截面A-A穿过公知的机架壳体C6的示意性横截面图。截面A-A穿过在机架的可旋转支撑体1上布置的X射线管C2延伸。空气通过进 风口2.1从送风管Z流入系统部件，尤其也就是也流入这里示出的 X射线管C2，并且流经该X射线管。在继续的进程中，现在被加热的空气通过出风口2.2从系统部件流入排风管A。在流经X射线管C2时，空气吸收X射线管的废热并由此使其冷却。这里以虚线箭头符号地示出了较冷送风的走向，并且以实线箭头符号地示出较热排风的走向。
图4示出了在根据图2的机架中沿截面B-B通风的示意图。截面B-B 平行于与系统轴C9垂直的平面切割机架壳体C6，并且根据图3在送风管Z与排风管A之间延伸。在送风管Z的进气口的区域中，排风管A被布置在不同于送风管Z的示图平面中，因此虚线示出。为了更好地概览，没有示出机架上待冷却的系统部件。示例性示出的并从现有技术中公知的冷却系统具有空气冷却。
在该示图中还示出了从通风管Z到系统部件的进风口2.1。这里均匀间隔地并沿着整个机架圆周布置进风口2.1。为了局部的压力修改并且为了沿着机架圆周实现尽可能均匀的冷却，在送风管Z中在进风口2.1之间布置多个导向隔板4。
图5至图7分别示出了根据图2的机架沿着截面B-B具有根据本发明的通风的不同实施方式的示意图。图5至图7的机架和冷却系统基本上对应在图4中示出的实施方式。因此，以下仅探讨与现有技术的区别和本发明的主要细节。相同的组件以相同的附图标记表示。
根据本发明，将通风管Z分成多个段Z1至Z4。各个段Z1至Z4通过不透气的分隔壁5互相隔离。所有段Z1至Z3都互相独立地构造，即，彼此不相连。在图5至图7的实施方式中，段Z1至Z4分别不同地构造。
段Z1至Z4分别具有至少一个入流口6，通过该入流口使冷的通风流入段Z1至Z4。通风并行流经段Z1至Z3。在段Z1至Z4中的压力被单独调节。为此，可以改变入流口6的大小。
在图5中示出的实施方式中，送风管Z被分成三个段Z1、Z2和Z3。两个段Z1和Z2被近似构造成C形，并且部分同中心地布置。中间的第三段Z3被近似构造成截顶圆锥形。
两个C形的段Z1和Z2在C形边的末端分别具有入流口6，通过该入流口流入冷的送风。截顶圆锥形的最小的段Z3仅具有一个入流口6。通过调节入流口6的大小，在段Z1至Z3的整个长度上实现近似均匀的压力，从而使空气沿着整个机架圆周以均匀的压力流入被冷却的系统部件，在系统部件中位置无关地进行冷却。既在支撑体旋转期间又在静止状态中确保该冷却。
在图6中示出了根据本发明的通风的另一种实施方式。这里送风管Z 被分成四个段Z1至Z4。构造有最外面的C形段Z1以及两个镜像地布置的弧形段Z2和Z3和中间的截顶圆锥形段Z4。段Z1具有两个入流口6，即， C形边的每个末端分别有一个入流口6。其余的段Z2至Z4仅具有一个入流口6。
空气从两个对置的末端流入到最外面的C形的段Z1中。由此在段Z1 的(这里相对于入流口6的)中间区域，当气流彼此相遇时形成强的涡流。由此在该段Z1中比在剩余的段Z2至Z4中更难调节成均匀的压力。
图7示出了另一种实施方式。这里利用另一个分隔壁5将C形段Z1分成两个段Z1.1和Z1.2。两个段Z1.1和Z1.2被隔离并且能够彼此独立地调节。
虽然细节上通过优选实施例详细图解和描述了本发明，但是本发明不限于公开的例子，技术人员可以从中推出其它变化，而不脱离本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种用于产生检查对象的断层成像拍摄的CT系统(C1)，具有：
带有可旋转的支撑体(1)的机架(C6)，CT系统(C1)的部件布置在所述机架上；以及
冷却系统，用于利用至少一个送风管冷却布置在所述机架(C6)上的部件，送风管(Z)被不透气的分隔壁分成互相隔离的至少两个段(Z1至Z4)，以便确保在至少一个送风管(Z)中的均匀压力分布，
其中，所有段都互相独立地构造，即彼此不相连。
2.按照权利要求1所述的CT系统(C1)，其中，所述至少两个段(Z1至Z4)被分别单独地通风。
3.按照权利要求1所述的CT系统(C1)，其中，所述至少两个段(Z1至Z4)分别具有至少一个各自的入流口(6)。
4.按照权利要求1所述的CT系统(C1)，其中，所述至少两个段(Z1至Z4)至少部分同中心地彼此布置。
5.按照权利要求3所述的CT系统(C1)，其中，在所述至少两个段(Z1至Z4)中的压力分别能够通过至少一个入流口(6)的大小来调节。
6.按照权利要求1所述的CT系统(C1)，其中，在所述至少两个段(Z1至Z4)之间布置分隔壁(5)。
7.按照权利要求1所述的CT系统(C1)，其中，所述至少两个段(Z1至Z4)经过待冷却的部件与排风管(A)连接。
8.按照权利要求1所述的CT系统(C1)，其中，所述冷却系统具有空气冷却。
9.按照权利要求1所述的CT系统(C1)，其中，所述冷却系统具有水冷却。
10.按照权利要求4所述的CT系统(C1)，其中，在所述至少两个段(Z1至Z4)中的压力分别能够通过至少一个入流口(6)的大小来调节。
11.按照权利要求2所述的CT系统(C1)，其中，所述至少两个段(Z1至Z4)至少部分同中心地彼此布置。
12.按照权利要求2所述的CT系统(C1)，其中，在所述至少两个段(Z1至Z4)之间布置分隔壁(5)。
13.按照权利要求2所述的CT系统(C1)，其中，所述至少两个段(Z1至Z4)经过待冷却的部件与排风管(A)连接。
14.按照权利要求2所述的CT系统(C1)，其中，所述冷却系统具有空气冷却。
15.按照权利要求2所述的CT系统(C1)，其中，所述冷却系统具有水冷却。
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