CN105534541A - 一种ct机的旋转速度校正方法及校正系统 - Google Patents

一种ct机的旋转速度校正方法及校正系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种CT机的旋转速度校正方法及校正系统。方法包括：检测CT机的旋转机架的实际旋转速度；将所述实际旋转速度与发送给旋转机架的指令旋转速度进行比较；如果所述实际旋转速度与设定旋转速度的误差百分比小于第一预设阈值且大于第二预设阈值，则对下一次的指令旋转速度按照所述误差百分比进行校正。检测旋转机架的实际旋转速度，将实际旋转速度与指令旋转速度进行比较，当实际旋转速度与指令旋转速度的偏差符合校正条件时，通过对指令旋转速度进行校正来补偿由于皮带传动机构带来的不良影响。

Description

一种CT机的旋转速度校正方法及校正系统
本申请要求于2014年12月16日提交中国专利局、申请号为201410784812.X、发明名称为“一种CT机的旋转速度校正方法及校正系统”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种CT机的旋转速度校正方法及校正系统。
背景技术
对于CT机的旋转部分，动力驱动系统通常采用变频电机或者伺服电机来进行驱动，动力传动机构通常采用皮带传动机构。
其中，皮带传动机构可以通过齿形带传动机构或者楔形带传动机构来传递动力。然而，为了达到高速旋转时整机的噪音控制目标，通常选用楔形带的传动机构。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种CT机的旋转速度校正方法及校正系统，能够准确校正CT机的旋转速度，从而保证患者的图像准确。
本发明实施例提供一种CT机的旋转速度校正方法，包括：
检测CT机的旋转机架的实际旋转速度；
将所述实际旋转速度与发送给所述旋转机架的指令旋转速度进行比较；
如果所述实际旋转速度与所述指令旋转速度的误差百分比小于第一预设阈值且大于第二预设阈值，则对下一次的指令旋转速度按照所述误差百分比进行校正。
优选地，所述检测CT机的旋转机架的实际旋转速度，具体包括：
控制旋转机架按照设定的指令旋转速度进行旋转，
测量所述旋转机架旋转一圈或多圈的时间，计算出所述旋转机架旋转一圈的平均速度作为所述实际旋转速度。
优选地，所述对下一次的指令旋转速度按照所述误差百分比进行校正，具体包括：
根据所述误差百分比的大小获得对应的校正系数，
将所述校正系数乘以这次的指令旋转速度作为下一次的指令旋转速度。
优选地，还包括：
如果所述实际旋转速度与所述指令旋转速度的误差百分比大于所述第一预设阈值，则提示检查所述CT机的传动机构。
本发明实施例还提供一种CT机的旋转速度校正系统，包括：
旋转速度测量机构，位于CT机的旋转机架上，用于测量所述旋转机架的实际旋转速度，并将所述实际旋转速度发送至所述CT机的旋转驱动板卡；以及
旋转速度校正机构，用于从所述旋转驱动板卡接收所述实际旋转速度，并将所述实际旋转速度与发送给所述旋转机架的指令旋转速度进行比较；如果所述实际旋转速度与所述指令旋转速度的误差百分比小于第一预设阈值且大于第二预设阈值，则对下一次的指令旋转速度按照所述误差百分比进行校正。
优选地，所述旋转速度测量机构包括：
脉冲产生器，用于在所述旋转机架每旋转一圈时产生一个脉冲；
速度计算器，用于对所述脉冲产生器输出的脉冲信号进行计数，来获得所述旋转机架旋转一圈或多圈的时间，并计算出所述旋转机架旋转一圈的平均速度作为所述实际旋转速度。
优选地，所述旋转速度校正机构包括：
差值计算模块，用于计算所述实际旋转速度与所述指令旋转速度的误差百分比；
校正系数确定模块，用于根据所述误差百分比的大小获得对应的校正系数，
指令速度计算模块，用于将所述校正系数乘以这次的指令旋转速度作为下一次的指令旋转速度。
优选地，
所述差值计算模块实现于CT机控制器中，所述CT机控制器用于控制所述CT机的整机操作，
所述校正系数确定模块实现于所述CT机控制器中，
所述指令速度计算模块实现于所述CT机控制器中。
优选地，所述CT机控制器通过网线与所述旋转驱动板卡进行通信。
优选地，所述校正系数存储于所述CT机控制器或者所述旋转驱动板卡中。
优选地，
所述差值计算模块实现于CT机控制器中，所述CT机控制器用于控制所述CT机的整机操作以及发送首次的指令旋转速度，
所述校正系数确定模块实现于所述CT机控制器，
所述指令速度计算模块实现于机架控制器中，所述机架控制器用于控制所述旋转机架的运动。
优选地，
所述CT机控制器通过网线与所述机架控制器进行通信；
所述机架控制器通过PC总线与所述旋转驱动板卡进行通信。
优选地，所述校正系数存储于所述机架控制器或者所述旋转驱动板卡中。
优选地，
所述差值计算模块实现于机架控制器中，所述机架控制器用于控制所述旋转机架的运动，
所述校正系数确定模块实现于所述机架控制器中，
所述指令速度计算模块实现于所述机架控制器中。
优选地，
所述机架控制器通过网线与CT机控制器进行通信，所述CT机控制器用于控制所述CT机的整机操作以及发送首次的指令旋转速度；
所述机架控制器通过PC总线与所述旋转驱动板卡进行通信。
优选地，所述校正系数存储于所述机架控制器或者所述旋转驱动板卡中。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明实施例提供的CT机的旋转速度校正方法，检测旋转机架的实际旋转速度，将实际旋转速度与指令旋转速度进行比较，当实际旋转速度与指令旋转速度的偏差符合校正条件时，通过对指令旋转速度进行校正来补偿由于皮带传动机构带来的不良影响。
附图说明
图1是根据本公开一个例子提供的CT机的旋转速度校正方法的流程图；
图2是根据本公开另一个例子提供的CT机的旋转速度校正方法的流程图；
图3A是根据本公开一个例子提供的CT机的旋转速度校正系统的示意图；
图3B是根据本公开一个例子的旋转速度校正机构的模块化功能框图；
图4是根据本公开另一个例子提供的CT机的旋转速度校正系统的示意图；
图5是根据本公开又一个例子提供的CT机的旋转速度校正系统的示意图。
具体实施方式
参见图1，为根据本公开一个例子提供的CT机的旋转速度校正方法的流程图。该方法可包括以下步骤：
S101：检测CT机的旋转机架的实际旋转速度；
本公开例子提供的方法可适用于CT机的皮带传动机构采用楔形带传动机构的情况。由于楔形带的传动比变化是以月甚至是以年为时间单位的渐进过程，通常不存在突变。因此，可以根据实际需要来选择校正的时间间隔，例如可以一天校正一次，也可以一周校正一次，或者也可以一个月校正一次。
S102：将所述实际旋转速度与发送给旋转机架的指令旋转速度进行比较；
由于随着使用时间的加长和负载过大，实际旋转速度与指令旋转速度会有偏差，这是由于楔形带传动机构相对滑动造成的。
S103：如果所述实际旋转速度与指令旋转速度的误差百分比小于第一预设阈值且大于第二预设阈值，则对下一次的指令旋转速度按照所述误差百分比进行校正。
其中，第一预设阈值是预先设置的一个门槛值，通常为相对比较大的一个数值，例如第一预设阈值可以设为10％。当误差百分比大于第一预设阈值时，说明实际旋转速度已经与指令旋转速度相差得太多，此时利用校正可能是解决不了问题的，而需要对皮带传动机构进行检查维护。第二预设阈值是预先设置的小于第一预设阈值的另一个门槛值，通常是相对比较小的一个数值，例如第二预设阈值可以设为0.5％等等。当误差百分比小于第二预设阈值时，说明实际旋转速度已经比较接近旋转速度，此时可能无需进行校正。而当所述误差百分比位于所述第一预设阈值和第二预设阈值之间时，对指令旋转速度进行校正。
该方法可以在CT机开机后对X射线球管预热的过程中自动完成，而不必人为地进行检测校正，提高了生产效率。
通过检测旋转机架的实际旋转速度，将实际旋转速度与指令旋转速度进行比较，并根据实际旋转速度与指令旋转速度的偏差对指令旋转速度进行校正，该方法可补偿由于皮带传动机构带来的不良影响。
参见图2，为根据本公开另一个例子提供的CT机的旋转速度校正方法的流程图。该方法可包括以下步骤：
S201：控制CT机的旋转机架按照设定的指令旋转速度进行旋转，测量所述旋转机架旋转一圈或多圈的时间，计算出所述旋转机架旋转一圈的平均速度作为实际旋转速度。
通过测量旋转机架旋转一圈的平均速度作为实际旋转速度，可以避免由于旋转配重问题导致的累计误差，也可以避免由于旋转机架惯量(inertia)大不能立即响应实时转速控制的时延问题。其中，所谓旋转配重是指机架的旋转部分的配重可能不一致，从而导致旋转速度在一圈之内有周期性变化。
此外，可以通过采用脉冲计数的方式来获得旋转机架旋转一圈或多圈的时间。由于该时间相对比较长，因此，通过脉冲计数的检测方式得到的旋转平均速度精确度很高。
S202：将所述实际旋转速度与发送给旋转机架的指令旋转速度进行比较。
S203：如果所述实际旋转速度与指令旋转速度的误差百分比大于第一预设阈值，则提示检测CT机的传动机构。
其中，第一预设阈值是预先设置的一个门槛值，当误差百分比大于该门槛值时，说明实际旋转速度已经与指令旋转速度相差得太多，此时利用校正是解决不了问题的，需要对皮带传动机构进行检查维护。
需要说明的是，S203和以下的S204是没有先后顺序的。
S204：如果所述实际旋转速度与指令旋转速度的误差百分比小于第一预设阈值且大于第二预设阈值，根据所述误差百分比的大小获得对应的校正系数，将所述校正系数乘以这次的指令旋转速度作为下一次的指令旋转速度。
根据一个例子，误差百分比不同对应的校正系数不同，以确保旋转速度的偏差越大则校正得越多。例如，可以设置校正系数与误差百分比成正比关系，误差百分比越大，则校正系数就越大。
指令旋转速度乘以校正系数作为下一次的指令旋转速度，这样下一次发送的指令旋转速度是进行校正之后的，从而可以补偿由于皮带传动机构带来的旋转速度偏差。
本公开还提供了CT机的旋转速度校正系统，下面结合附图来详细说明其工作原理。
参见图3A，为根据本公开一个例子提供的CT机的旋转速度校正系统的示意图。该系统可应用于包括旋转驱动板卡110、电机驱动器120、电机130、旋转机架140的CT机，该系统可包括旋转速度校正机构310和旋转速度测量机构320。
其中，旋转驱动板卡110用于通过向电机驱动器120发送旋转控制命令来控制旋转机架140的旋转运动。根据一个例子，旋转驱动板卡110可根据来自旋转速度校正机构310的指令旋转速度生成旋转控制命令。此外，旋转驱动板卡110上可具有非易失性存储器，用于存储校正旋转速度用的数据。
所述电机驱动器120用于驱动所述电机130旋转。根据一个例子，旋转驱动板卡110可通过电机驱动器120定义的标准差分通信接口来发送所述旋转控制命令。
所述电机130用于驱动所述旋转机架140旋转。例如，电机130可通过楔形带传递动力来驱动旋转机架140进行高速旋转运动。
旋转机架140作为CT机架上的旋转部分，通常设有用于发出X射线的X射线球管。
所述旋转速度测量机构320可位于CT机的旋转机架140上，用于测量旋转机架140旋转一圈的平均速度。根据一个例子，旋转速度测量机构320可通过标准差分通信接口与旋转驱动板卡110进行通信，以传输旋转机架140旋转一圈的平均速度。
根据一个例子，旋转速度测量机构320可包括脉冲产生器，用于在旋转机架140每旋转一圈时产生一个脉冲。这样，可以通过对脉冲计数的方式来获得旋转机架140旋转一圈或多圈的时间。例如，相邻两个脉冲之间所经过的时间为旋转机架140旋转一圈的时间，第i个脉冲与第i+N个脉冲之间所经过的时间为旋转机构140旋转N圈的时间。然后，可基于旋转机架140旋转一圈或多圈的时间，进一步计算出旋转机架140每旋转一圈的平均速度。
如图3A所示，旋转速度测量机构320可将所测量出的平均速度发送给所述旋转驱动板卡110作为旋转机架140的实际旋转速度，然后旋转驱动板卡110可通过PC总线将旋转机架140的实际旋转速度发送给旋转速度校正机构310。
这样，在获知指令旋转速度和实际旋转速度的情况下，旋转速度校正机构310可基于两者之间的误差百分比进行旋转速度校正，然后将校正后的旋转速度发送给旋转驱动板卡110。
例如，如果所述实际旋转速度与设定旋转速度的误差百分比小于第一预设阈值且大于第二预设阈值，则对下一次的指令旋转速度按照所述误差百分比进行校正。其中，第一预设阈值是预先设置的一个门槛值，当误差百分比大于该门槛值时，说明实际旋转速度已经与指令旋转速度相差得太多，此时利用校正可能无法解决问题，而需要对皮带传动机构进行检查维护。第一预设阈值可为相对比较大的一个数值，而第二预设阈值小于第一预设阈值，是相对比较小的一个数值。例如第一预设阈值可以设为10，而第二预设阈值可以设为0.5等等。
根据一个例子，对下一次的指令旋转速度按照所述误差百分比进行校正可具体为：根据所述误差百分比的大小获得对应的校正系数，将所述校正系数乘以这次的指令旋转速度作为下一次的指令旋转速度。其中，所述校正系数可存储在旋转驱动板卡110中，也可存储在旋转速度校正机构310中。
根据一个具体例子，误差百分比不同对应的校正系数不同，以确保旋转速度的偏差越大则校正得越多。例如，可以设置校正系数与误差百分比成正比关系，误差百分比越大，则校正系数就越大。或者，所述误差百分比可为将实际旋转速度与指令旋转速度之间的差值除以指令旋转速度后得到的值，而校正系数可为指令旋转速度除以实际旋转速度后得到的值。
需要说明的是，本系统可以在CT机开机后对X射线球管预热的过程中自动完成旋转速度校正，而不必人为地进行检测校正，提高了生产效率。
例如，如图3B所示，旋转速度校正机构310可包括：
差值计算模块311，用于计算所述实际旋转速度与所述指令旋转速度的误差百分比；
校正系数确定模块312，用于根据所述误差百分比的大小获得对应的校正系数，
指令速度计算模块313，用于将所述校正系数乘以这次的指令旋转速度作为下一次的指令旋转速度。
一般来说，CT机通常包括CT机控制器，用于控制CT机的整机操作，包括发送首次的指令旋转速度。CT机控制器可为用户使用的控制台计算机。例如，CT机控制器上可安装有CT机控制软件。
此外，CT机通常还包括机架控制器，用于控制CT机的旋转机架140的运动，包括例如将指令旋转速度发送至旋转驱动板卡110。机架控制器可为安装在CT机的旋转机架140上的控制计算机。根据一个例子，机架控制器可通过PC总线与CT机的旋转驱动板卡110进行通信，和/或，可通过网线与CT机控制器进行通信。
根据本公开的一些例子，上述旋转速度校正机构310可具体通过CT机控制器和/或机架控制器来实现。
例如，如图4所示，旋转速度校正机构310中的差值计算模块311以及校正系数确定模块312均可实现于CT机控制器410中，而旋转速度校正机构310中的指令速度计算模块313可实现于机架控制器420。
在这种情况下，CT机的旋转速度控制流程可大致如下：
a1、CT机上电后，CT机控制器410进行CT机准备操作，通过网线给机架控制器420发送一个设定的指令旋转速度，比如1S/R。
a2、机架控制器420接收到CT机控制器410的指令旋转速度后，通过PC总线给旋转驱动板卡110发送一个不包含校正系数的指令旋转速度，比如1S/R。
a3、旋转驱动板卡110收到指令旋转速度后，产生旋转速度控制命令并通过差分总线发送到电机驱动器120。
a4、电机驱动器120根据收到的旋转速度控制命令，控制电机130进行旋转运动。
a5、电机130在电机驱动器120的控制下进行旋转运动，电机130的旋转通过楔形带传递动力给CT机架的旋转部分、即旋转机架140，驱动旋转机架140进行旋转运动。
a6、机架上面的旋转速度测量机构320可以测量出旋转机架140每旋转一圈的平均速度，将这个平均速度通过标准差分通信接口传送给旋转驱动板卡110。
a7、旋转驱动板卡110接收到旋转速度测量机构310发送的平均速度，将该平均速度作为实际旋转速度通过PC总线通知给机架控制器420，机架控制器420再通过网线把实际旋转速度通知给CT机控制器410。
a8、CT机控制器410计算设定的指令旋转速度与反馈的实际旋转速度之间的误差百分比。如果该误差百分比大于第一预设阈值，则提示用户进行检修。如果该误差百分比小于第一预设阈值并且大于第二预设阈值，则确定相应的校正系数。
a9、CT机控制器410通过网线把校正系数发给机架控制器420，机架控制器420可将校正系数存储于自身中，也可通过PC总线把校正系数写入旋转驱动板卡110的非易失性存储器中。
a10、机架控制器420将当次的指令旋转速度与校正系数相乘，并把相乘结果作为校正后的指令旋转速度通过PC总线发送给旋转驱动板卡110。
a11、旋转驱动板卡110根据校正后的指令旋转速度进行旋转运动控制，即返回步骤a3。
在本例中，旋转速度校正主要由机架控制器420进行控制完成，由于CT控制器与机架的旋转速度控制之间没有耦合关系，在生产过程中不必对每台机器进行人工校正，保证了CT机产品性能的一致性和提高了生产效率。
又例如，如图5所示，旋转速度校正机构310中的差值计算模块311、校正系数确定模块312以及指令速度计算模块313均可实现于机架控制器520中。
在这种情况下，CT机的旋转速度控制流程可大致如下：
b1、按照上述a1-a7进行操作。
b2、机架控制器520计算指令旋转速度与反馈的实际旋转速度之间的误差百分比。如果该误差百分比大于第一预设阈值，传递信息给CT机控制器510以提示用户进行检修。如果该误差百分比小于第一预设阈值并且大于第二预设阈值，则确定相应的校正系数。
b3、机架控制器520将校正系数存储于自身中，或者通过PC总线把校正系数写入旋转驱动板卡110的非易失性存储器中。
b4、机架控制器520将当次的指令旋转速度与校正系数相乘，并把相乘结果作为校正后的指令旋转速度通过PC总线发送给旋转驱动板卡110。
b5、旋转驱动板卡110根据校正后的指令旋转速度进行旋转运动控制，即返回步骤a3。
再例如，图3B的旋转速度校正机构310中的差值计算模块311、校正系数确定模块312以及指令速度计算模块313均可实现于CT机控制器中。
在这种情况下，CT机的旋转速度控制可大致为：在CT机上电后，CT机控制器读取自身存储或者旋转驱动板卡110中存储的校正系数，将设定的指令旋转速度乘以校正系数的结果作为校正后的指令旋转速度直接发送给旋转驱动板卡110。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (16)

1.一种CT机的旋转速度校正方法，其特征在于，包括：
检测CT机的旋转机架的实际旋转速度；
将所述实际旋转速度与发送给所述旋转机架的指令旋转速度进行比较；
如果所述实际旋转速度与所述指令旋转速度的误差百分比小于第一预设阈值且大于第二预设阈值，则对下一次的指令旋转速度按照所述误差百分比进行校正。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测CT机的旋转机架的实际旋转速度，具体包括：
控制旋转机架按照设定的指令旋转速度进行旋转，
测量所述旋转机架旋转一圈或多圈的时间，计算出所述旋转机架旋转一圈的平均速度作为所述实际旋转速度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对下一次的指令旋转速度按照所述误差百分比进行校正，具体包括：
根据所述误差百分比的大小获得对应的校正系数，
将所述校正系数乘以这次的指令旋转速度作为下一次的指令旋转速度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
如果所述实际旋转速度与所述指令旋转速度的误差百分比大于所述第一预设阈值，则提示检查所述CT机的传动机构。
5.一种CT机的旋转速度校正系统，其特征在于，包括：
旋转速度测量机构，位于CT机的旋转机架上，用于测量所述旋转机架的实际旋转速度，并将所述实际旋转速度发送至所述CT机的旋转驱动板卡；以及
旋转速度校正机构，用于从所述旋转驱动板卡接收所述实际旋转速度，并将所述实际旋转速度与发送给所述旋转机架的指令旋转速度进行比较；如果所述实际旋转速度与所述指令旋转速度的误差百分比小于第一预设阈值且大于第二预设阈值，则对下一次的指令旋转速度按照所述误差百分比进行校正。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述旋转速度测量机构包括：
脉冲产生器，用于在所述旋转机架每旋转一圈时产生一个脉冲；
速度计算器，用于对所述脉冲产生器输出的脉冲信号进行计数，来获得所述旋转机架旋转一圈或多圈的时间，并计算出所述旋转机架旋转一圈的平均速度作为所述实际旋转速度。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述旋转速度校正机构包括：
差值计算模块，用于计算所述实际旋转速度与所述指令旋转速度的误差百分比；
校正系数确定模块，用于根据所述误差百分比的大小获得对应的校正系数，
指令速度计算模块，用于将所述校正系数乘以这次的指令旋转速度作为下一次的指令旋转速度。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，
所述差值计算模块实现于CT机控制器中，所述CT机控制器用于控制所述CT机的整机操作，
所述校正系数确定模块实现于所述CT机控制器中，
所述指令速度计算模块实现于所述CT机控制器中。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述CT机控制器通过网线与所述旋转驱动板卡进行通信。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述校正系数存储于所述CT机控制器或者所述旋转驱动板卡中。
11.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，
所述差值计算模块实现于CT机控制器中，所述CT机控制器用于控制所述CT机的整机操作以及发送首次的指令旋转速度，
所述校正系数确定模块实现于所述CT机控制器，
所述指令速度计算模块实现于机架控制器中，所述机架控制器用于控制所述旋转机架的运动。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，
所述CT机控制器通过网线与所述机架控制器进行通信；
所述机架控制器通过PC总线与所述旋转驱动板卡进行通信。
13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述校正系数存储于所述机架控制器或者所述旋转驱动板卡中。
14.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，
所述差值计算模块实现于机架控制器中，所述机架控制器用于控制所述旋转机架的运动，
所述校正系数确定模块实现于所述机架控制器中，
所述指令速度计算模块实现于所述机架控制器中。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，
所述机架控制器通过网线与CT机控制器进行通信，所述CT机控制器用于控制所述CT机的整机操作以及发送首次的指令旋转速度；
所述机架控制器通过PC总线与所述旋转驱动板卡进行通信。
16.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述校正系数存储于所述机架控制器或者所述旋转驱动板卡中。
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