CN105246240B - 医用x‑射线机自动调节系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种医用X‑射线机自动调节系统，其包括，灯丝预热电路，其向灯丝提供一预热电流；电压发生器，其在控制器的控制下向所述X‑射线管施加额定管电压；数据库，其预存有多个不重叠的管电流区间段相对应的多个控制策略；检测模块，其检测所述管电流，并将所述管电流值上传至数据库中；控制器，其比较所述管电流值和所述额定管电流值得到两个的差值；并根据所述差值从数据库中调取相对应的控制策略；控制器利用所述控制策略的调整值调整所述当前预热电流值，在X‑射线管中形成调整后的管电流值，经多次调整过程使得管电流值约等于额定管电流值。本系统操作简单，有效提高X‑射线机管电流的调节效率，并且实现对X‑射线管的单一调节。
Description
技术领域
本发明属于X-射线机管领域，特别是涉及一种医用X-射线机自动调节系统。
背景技术
X-射线机主要应用于医疗领域，是医院最基本的诊断设备之一。当前，医用X-射线机在临床上的应用已相当普及，并成为影像诊断和治疗的主要医疗器械设备。X-射线机其主要是利用X-射线管工作过程中产生能透过不透明物质的X射线来进行影像诊断和治疗的。X-射线管其包含有两个电极:一个是用于发射电子的灯丝，作为阴极，另一个是用于接受电子轰击的靶材，作为阳极。X-射线管产生X射线的过程为：利用灯丝预热回路电路对灯丝进行预热，使得灯丝释放一定数量点电子，然后对该X-射线管两端施加一高电压，该高电压驱动灯丝释放的电子从灯丝端向靶材端运动并轰击靶材并释放X光子，同时，由于电子的运动，在X-射线管中形成一管电流，
X-射线机在工作过程，需要保证所述X-射线管中的管电流值和施加在X-射线管两端的管电压值约等于其工作的额定管电流值和额定管电压值，这样才能保证X-射线机拍摄的影像的效果。X-射线管的管电压一般是利用电压发生器直接提供在X-射线管的两端，因此能够保证X-射线管的管电压约等于额定管电压。但是，X-射线管的管电流值与灯丝预热产生的电子量有很大的关系，不能进行直接的调控。
医用X射线机需要将管电流值校准为额定管电流值的情况如下：1)X射线机更换X射线管，即使是同型号的X射线管也需要重新进行灯丝预热电流值的校准。2)更换脉宽调制单元、高压电缆、高压油箱后需要重新进行灯丝预热电流值的校准。3)设备长时间停用后(半年以上)，重新使用应注意观察管电流波形，根据情况判断是否需要重新进行灯丝预热电流值的校准。
目前，X射线管灯丝预热电流值校准主要包括一下两种方式：手动逐项调节和加载已有X射线管数据表调节。但是，两种调节方式均存在一定缺陷。手动逐项调节方式其具有如下缺点：1)曝光时间长、曝光次数多、加速新X射线管的老化；2)需要用示波器检测管电流，若电流出现过冲则减小起始值，若电流出现爬坡则加大起始值，且每次调整管电流起始值后都要点按“存储键”存储，新的起始值才会有效，校准点较多，需重复多次，易遗漏；3)对操作人员要求很高，需具备一定的X射线机专业知识；4)耗时，完成管电流校准需要2～3小时。加载已有X射线管数据表的调节方式其缺点为，因为同一系列X射线管因制造工艺而不一致，使得利用原有数据无法对灯丝预热电流进行准确调节。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明一个目的是预先设定好的控制策略，根据检测X-射线管中实际的管电流值调取不同的控制策略，并通过系统自动调节灯丝预热电流改变灯丝产生的电子量，进而调节X-射线管管电流值并使得实际管电流值约等于额定管电流值。
本发明还有一个目的是利用控制策略系统自动校准，不需要人为操作，并控制曝光次数，调整预热灯丝并在几次曝光后，高效、快速地完成对管电流地校准。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种医用X-射线机自动调节系统，包括：
灯丝预热电路，其向所述灯丝提供一预热电流，灯丝预热后产生一定数量的电子；
电压发生器，其在控制器的控制下向所述X-射线管施加额定管电压，所述额定管电压驱动所述电子向远离灯丝的靶材轰击，在X-射线管中形成管电流；
数据库，其预存有与所述额定管电压相对应的额定管电流值和与多个不重叠的管电流区间段相对应的多个控制策略，每个所述控制策略包括一调整值，每个所述控制策略是利用所述调整值调整所述预热电路中的当前预热电流值，改变所述灯丝产生的电子的数量进而调整所述管电流值；
检测模块，其检测所述管电流，并将所述管电流值上传至数据库中
所述控制器，其从数据库中调取所述管电流值，和与所述额定管电压相对应的所述额定管电流值，比较所述管电流值和所述额定管电流值得到两个的差值；所述控制器根据所述差值所在的所述管电流区间段从所述数据库中调取相对应的控制策略；所述控制器利用所述控制策略的调整值调整所述当前预热电流值，在X-射线管中形成调整后的管电流值；
其中，所述控制器中还预存一阈值区间，当所述差值位于所述阈值区间时，则所述控制将所述当前预热电流值作为灯丝预热电路提供的最终预热电流值。
已知X-射线管中额定管电流值后，专家根据其经验设定预热电路的预热电流值，并测量该预热电流所对应的管电流值，当该管电流值与额定电流值不相等时，专家依据经验调整预热电流值，进一步得到一个调整后的管电流值，重复上述调整过程直至该管电流值等于额定管电流值。本发明将上述调整预热电流值的专家经验，利用模糊算法得到能规范化操作的模糊控制策略，当检测到X-射线机管电流值后，调取与该电流值相对应的控制策略，调整灯丝预热电路的预热电流值，直至X-射线机管电流值与额定电流值相等时，停止校准。
优选的是，所述医用X-射线机自动调节系统中，所述阈值区间为：0.1倍所述额定管电流值≥阈值区间≥-0.1倍所述额定管电流值。当实际管电流值的范围在0.9倍额定管电流值到1.1倍额定管电流值的范围内，即说明该管电流值越等于额定管电流值，停止对预热电流的操作。
优选的是，所述医用X-射线机自动调节系统中，
已知所述X-射线机进行不同X-射线检测时，所述灯丝需要的预热电流的不同的预热电流值；
构建包含每个所述预热电流值的不重叠的电流区间段，并将所述电流区间段作为输入值；
提取在不同输入值时所述X-射线管中的管电流值，并将所述管电流值作为输出值；
当所述输出值不等于所述额定电流值时，专家以经验按照一调整值调整所述输入值，直至所述输出值等于所述额定电流时；
统计专家调整过程中的调整值为所述控制策略。
优选的是，所述医用X-射线机自动调节系统中，所述控制器将所述最终预热电流值上传至所述数据库中；
所述X-射线机调节完成，所述控制器从数据库中调取所述最终预热电流值并控制灯丝预热电路提供给所述灯丝的预热电流值等于所述最终预热电流值。
优选的是，所述X-射线机管电流值的自动调节系统中，还包括主逆变器控制模块、旋转阳极模块和脉宽调制模块。
本发明提供一种X-射线机管电流值的自动调节系统，将专家对X-射线机灯丝预热电流的调节过程运用模糊算法，将调节过程转化为模糊控制策略。并在系统调节管电流值时，根据实际管电流值的大小调取相对应的控制策略，在控制策略的控制下，本系统自动完成对管电流值的调整过程。本发明具有如下优点：1)操作程序简单，对人员的要求不高，极大的提高了生产效率，由原来的2小时缩短为2分钟；2)缩短了曝光时间，减少了曝光次数，延长X射线管使用寿命；3)实现了X射线机X射线管的单个校准，使X射线图片的质量得到提升。
附图说明
图1为本发明所述的医用X-射线机自动调节系统的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明公开了一种医用X-射线机自动调节系统，如图1所示，该系统至少包括：
灯丝预热电路，其向所述灯丝提供一预热电流，灯丝预热后产生一定数量的电子；
电压发生器，其在控制器的控制下向所述X-射线管施加额定管电压，所述额定管电压驱动所述电子向远离灯丝的靶材轰击，在X-射线管中形成管电流；
数据库，其预存有与所述额定管电压相对应的额定管电流值和与多个不重叠的管电流区间段相对应的多个控制策略，每个所述控制策略包括一调整值，每个所述控制策略是利用所述调整值调整所述预热电路中的当前预热电流值，改变所述灯丝产生的电子的数量进而调整所述管电流值；
检测模块，其检测所述管电流，并将所述管电流值上传至数据库中
所述控制器，其从数据库中调取所述管电流值，和与所述额定管电压相对应的所述额定管电流值，比较所述管电流值和所述额定管电流值得到两个的差值；所述控制器根据所述差值所在的所述管电流区间段从所述数据库中调取相对应的控制策略；所述控制器利用所述控制策略的调整值调整所述当前预热电流值，在X-射线管中形成调整后的管电流值；
其中，所述控制器中还预存一阈值区间，当所述差值位于所述阈值区间时，则所述控制将所述当前预热电流值作为灯丝预热电路提供的最终预热电流值。
上述方案中，所述阈值区间为：0.1倍所述额定管电流值≥阈值区间≥-0.1倍所述额定管电流值。
上述方案中，所述控制策略的制作过程为：
已知所述X-射线机进行不同X-射线检测时，所述灯丝需要的预热电流的不同的预热电流值；
构建包含每个所述预热电流值的不重叠的电流区间段，并将所述电流区间段作为输入值；
提取在不同输入值时所述X-射线管中的管电流值，并将所述管电流值作为输出值；
当所述输出值不等于所述额定电流值时，专家以经验按照一调整值调整所述输入值，直至所述输出值等于所述额定电流时；
统计专家调整过程中的调整值为所述控制策略。
上述方案中，所述控制器将所述最终预热电流值上传至所述数据库中；
所述X-射线机调节完成，所述控制器从数据库中调取所述最终预热电流值并控制灯丝预热电路提供给所述灯丝的预热电流值等于所述最终预热电流值。
上述方案中，所述医用X-射线机自动调节系统还包括主逆变器控制模块、旋转阳极模块和脉宽调制模块。
尽管本发明的实施例已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
Claims (4)
1.一种医用X-射线机自动调节系统，其特征在于，包括；
灯丝预热电路，其向所述灯丝提供一预热电流，灯丝预热后产生一定数量的电子；
电压发生器，其在控制器的控制下向所述X-射线管施加额定管电压，所述额定管电压驱动所述电子向远离灯丝的靶材轰击，在X-射线管中形成管电流；
数据库，其预存有与所述额定管电压相对应的额定管电流值和与多个不重叠的管电流区间段相对应的多个控制策略，每个所述控制策略包括一调整值，每个所述控制策略是利用所述调整值调整所述预热电路中的当前预热电流值，改变所述灯丝产生的电子的数量进而调整所述管电流值；
检测模块，其检测所述管电流，并将所述管电流值上传至数据库中
所述控制器，其从数据库中调取所述管电流值，和与所述额定管电压相对应的所述额定管电流值，比较所述管电流值和所述额定管电流值得到两个的差值；所述控制器根据所述差值所在的所述管电流区间段从所述数据库中调取相对应的控制策略；所述控制器利用所述控制策略的调整值调整所述当前预热电流值，在X-射线管中形成调整后的管电流值；
其中，所述控制器中还预存一阈值区间，当所述差值位于所述阈值区间时，则所述控制将所述当前预热电流值作为灯丝预热电路提供的最终预热电流值，所述阈值区间为：0.1倍所述额定管电流值≥阈值区间≥-0.1倍所述额定管电流值。
2.如权利要求1所述医用X-射线机自动调节系统，其特征在于，
已知所述X-射线机进行不同X-射线检测时，所述灯丝需要的预热电流的不同的预热电流值；
构建包含每个所述预热电流值的不重叠的电流区间段，并将所述电流区间段作为输入值；
提取在不同输入值时所述X-射线管中的管电流值，并将所述管电流值作为输出值；
当所述输出值不等于所述额定电流值时，专家以经验按照一调整值调整所述输入值，直至所述输出值等于所述额定电流时；
统计专家调整过程中的调整值为所述控制策略。
3.如权利要求2所述医用X-射线机自动调节系统，其特征在于，所述控制器将所述最终预热电流值上传至所述数据库中；
所述X-射线机调节完成，所述控制器从数据库中调取所述最终预热电流值并控制灯丝预热电路提供给所述灯丝的预热电流值等于所述最终预热电流值。
4.如权利要求3所述医用X-射线机自动调节系统，其特征在于，还包括主逆变器控制模块、旋转阳极模块和脉宽调制模块。
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