CN106098514A - 一种球管及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种球管，所述球管包括至少一记录装置，所述记录装置包括存储模块和接口模块；所述存储模块用于存储球管基本信息、球管校正信息、球管历史使用信息中的至少一种；所述接口模块与所述存储模块连接，所述接口模块包括数据接口单元和电源接口单元，所述数据接口单元用于实现所述记录装置与外部的数据传输。本发明的球管带有记录装置，可保存球管的相关信息，无需手动输入相关信息，并且在球管更换时仍可保留并直接读取这些信息，用于球管校正或球管失效分析和监控，简化了球管的管理和更换流程，为球管维护保养提供了方便，提高了用户体验。此外，本发明还提出了一种球管工作方法。

Description

一种球管及其工作方法

【技术领域】

本发明涉及医疗影像技术领域，尤其涉及一种球管及其工作方法。

【背景技术】

球管用于产生X射线，也称为X射线源。X光球管包括管套、管芯以及散热部分，其中所述管芯由阴极灯丝、阳极靶以及金属陶瓷或者玻璃管芯壳组成，高压发生器用于为灯丝加热，高压发生器的高压输出端分别夹在阴极灯丝和阳极靶两端，提供一个高压电场使灯丝上活跃的电子加速流向阳极靶，形成一个高速的电子流，轰击阳极靶面后，由于康普顿效应而产生X射线。

球管是X光成像系统的一个重要部件。现有的球管的基本信息通常是以标签的形式贴在球管表面，必须通过人工录入球管的基本信息并进行管理，这样会耗费大量的时间和人力。现有的另一种方法是在球管表面贴有序列号或二维码，使用专用工具读取序列号或二维码，就可以获取所述球管的基本信息，但是这种方法仍需要耗费一定的时间和人力。

现有的球管会具有一套校正参数对其使用情况进行校正，以获得更好的使用效果。由于校正参数会随球管的使用时间变化，因此一般情况下，每隔一段时间，就会对球管执行一套校正程序以获得新的校正参数。现有的球管的校正参数通常是保存在外部系统(例如CT系统)上，当球管更换时，之前保存的校正参数丢失，当球管每次更换到新的系统上时，都需要再重新执行一次校正程序，这样浪费了时间，并使球管的更换流程复杂化。

另一方面，球管的历史使用信息对分析和监控球管的失效非常重要，现有的球管是将这些历史使用信息实时传输到正在使用的外部系统(例如CT系统)上进行记录，当球管失效后，无法从球管中直接获取到其历史使用信息；或者当球管从一个系统更换到另一个系统上时，其历史使用信息就会丢失。这样会对球管失效的监控和分析都造成困扰，不利于球管的维护保养。

因此，需要提出一种新的带有独立记录装置的球管。

【发明内容】

本发明解决的是现有的球管需要人工录入基本信息，以及当球管失效或更换时无法独立保存信息的问题。

为解决上述问题，本发明提出了一种球管，包括至少一记录装置，所述记录装置包括存储模块和接口模块；

所述存储模块用于存储球管基本信息、球管校正信息、球管历史使用信息中的至少一种；

所述接口模块与所述存储模块连接，所述接口模块包括数据接口单元和电源接口单元，所述数据接口单元用于实现所述记录装置与外部的数据传输。

可选地，所述球管基本信息包括球管型号、球管序列号、制造日期、生产地点、球管版本信息、球管制造商中的至少一种。

可选地，所述球管校正信息包括原始校正参数或/和可更新校正参数。

可选地，所述球管历史使用信息包括球管的累计曝光秒、球管累计扫描能量、球管阳极靶旋转圈数或球管累计灯丝电流能量中的至少一个。

可选地，所述存储模块包括只读单元和可读写单元，所述只读单元用于存储所述球管基本信息或/和所述原始校正参数，所述可读写单元用于存储所述可更新校正参数或/和所述球管历史使用信息。

可选地，还包括处理模块，所述处理模块用于实现对所述存储模块中的数据的读写校验或/和用于根据所述球管的使用情况计算所述球管的历史使用信息。

可选地，还包括检测电路，所述检测电路用于检测所述球管的使用情况。

本发明还提出了一种球管工作方法，所述球管包括记录装置，所述记录装置包括存储模块、接口模块和处理模块，所述存储模块包括只读单元和可读写单元，所述只读单元存储有所述原始校正参数，所述方法包括以下步骤：

记录装置获取球管的可更新校正参数；

处理模块比较所述原始校正参数和所述可更新校正参数之间的差值是否超过预先设定的阈值；

若否，则将所述可更新校正参数写入到所述存储模块的可读写单元中。

可选地，所述记录装置还包括处理模块和检测电路，

所述获取球管的可更新校正参数包括以下步骤：

检测电路检测所述球管的使用情况；

处理模块对所述使用情况进行分析计算，获取所述可更新校正参数。

本发明还提出了一种球管工作方法，所述球管包括记录装置，所述记录装置包括存储模块、处理模块和检测电路，所述存储装置包括可读写单元，所述方法包括以下步骤：

检测电路检测所述球管的使用情况；

处理模块根据所述球管的使用情况计算所述球管的历史使用信息；

将所述历史使用信息写入到所述存储模块的可读写单元中。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：

本发明的球管带有独立的记录装置，可记录球管的相关信息，简化了球管的管理和更换流程，为球管维护保养提供了方便。

在本发明的可选实施方式中，所述球管的记录装置可用于存储球管的基本信息，减少了由于手动输入球管基本信息而耗费的时间和人力，简化了球管的管理流程。

在本发明的可选实施方式中，所述球管的记录装置可用于存储所述球管校正信息，当球管从一个CT系统更换到另一CT系统时，无需重新执行校正程序，直接读取记录装置中的校正信息即可，简化了球管的更换流程，减少了球管更换安装的时间。

在本发明的可选实施方式中，所述球管的记录装置可用于存储所述球管历史使用信息，所述历史使用信息可用于监控和分析球管的失效，为球管的保养维护提供了方便，提高了用户体验。

【附图说明】

图1是本发明一实施例的用于球管的记录装置的结构框图；

图2是本发明一实施例的球管工作方法的流程图；

图3是本发明另一实施例的球管工作方法的流程图；

图4是本发明另一实施例的球管的结构图。

【具体实施方式】

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

本发明提出了一种球管，所述球管包括至少一记录装置，图1是本发明一实施例的用于球管的记录装置的结构框图，如图1所示，所述记录装置100包括存储模块101和接口模块102。

优选地，所述存储模块101包括只读单元1011和可读写单元1012。

所述只读单元1011写入后不可更改，用于存储球管的基本信息，所述球管基本信息包括但不限于：球管型号、球管序列号、制造日期、生产地点、球管版本信息、球管制造商。

表1是本发明一实施例的只读单元1011中存储的球管基本信息数据格式的定义。

序号	项目	Bit
			1	球管制造商	32Bit
2	球管型号	32Bit
			3	球管序列号	32Bit
4	制造日期	32Bit
			5	生产地点	32Bit
6	球管版本信息	32Bit
			……	其他	32Bit

表1只读单元中存储的球管基本信息数据格式定义

如表1所示，球管型号、球管序列号、制造日期、生产地点、球管版本信息、球管制造商的信息分别占据所述存储模块101的只读模块1011中32Bit的空间。

表1只是以示例形式列出了一种所述只读单元1011中存储的球管基本信息的数据格式定义，本领域技术人员应当可以理解，在本发明的范围内，并不限制所述只读单元1011中的数据的格式定义。

所述只读单元1011还可用于存储球管的原始校正参数，所述可读写单元1012可用于存储球管的可更新校正参数。

需要说明的是，所述存储模块101可以是任何计算机可读介质，所述机器可读介质可包括，但不限于，ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、磁卡或光卡、闪存、或适于存储机器可执行指令的其他类型的介质/机器可读介质。

本发明的所述原始校正参数和可更新校正参数是指与所述球管相关的校正参数，可以是但不限于，网格电压校正表或灯丝校正表。

对于某一特定型号或某一个球管，其具有一套校正参数，在球管出厂时，通常厂家会提供一套原始校正参数，然而随着球管的使用，校正参数会随时间变化，因此需要执行一套校正程序重新获得新的校正参数，即可更新校正参数。

所述网格电压(grid voltage)校正表用于控制球管的电子束的大小，从而实现对焦点大小的控制。对于不同的管电压，不同的焦点，对应不同的校正表格，以下以120kV为例：

焦点	低/电压(V)	高/电压(V)
			大	700	1200
小	950	1680

表2存储模块中存储的网格电压校正表格式定义

所述原始校正参数和可更新校正参数还可以包括灯丝校正表。当一个新的球管安装到系统后，系统不需再做灯丝校正，直接读取球管的可读写单元1012中的灯丝校正表即可。不同的管电压，不同的焦点，应对不同的灯丝校正表，以下以120kV为例：

焦点	管电流(mA)	灯丝电流(A)
			大	10	3.3
小	100	3.95

表3存储模块中存储的灯丝校正表格式定义

优选地，所述记录装置100还可以包括处理模块103，所述处理模块103与所述存储模块101相连，所述处理模块103可用于实现对所述存储模块101中的数据的读写校验。

可选地，所述处理模块103还可以用于判断新球管的所述记录装置100的存储模块101中是否存储有初始数据(即球管基本信息、球管校正信息、球管历史使用信息中的至少一个)，若否，则提醒厂家或用户录入相关信息。

可选地，所述记录装置100的处理模块103还可以用于比较所述可更新校正参数和所述原始校正参数的差值是否超过预先设定的阈值，若否，则在所述可读写单元1012中写入所述可更新校正参数；若是，则提醒用户所述可更新校正参数异常，并重新获取所述可更新校正参数，以避免使用不当对球管造成损害。

可选地，所述处理模块103可以是MCU处理模块。

可选地，所述记录装置100还可以包括检测电路104，所述检测电路104与所述处理模块103相连，所述检测电路104可检测所述球管的使用情况，例如：球管的管电流、管电压等。

可选地，所述处理模块103还可以用于对所述球管的使用情况进行分析计算，从而获取所述可更新校正参数。

所述接口模块102与所述存储模块101或/和处理模块103连接，所述接口模块102包括数据接口单元1021，用于实现所述记录装置100与外部的数据传输。

所述接口模块102与所述存储模块101或/和处理模块103之间可以使用数据总线等方式连接。

通过所述接口模块102可以将所述球管的记录装置100接入到外部系统中，所述外部系统可以包括但不限于读卡器、计算机系统、X光成像系统等。

可选地，所述接口模块102的数据接口单元1021可以是USB接口、网络接口、串行接口或无线传输接口等；所述数据接口单元1021可支持多种接口协议，包括但不限于，CANOpen协议、SPI协议、RS485协议或无线传输协议，例如蓝牙、Wifi或ZigBee协议等。

所述接口模块102还可以包括电源接口单元1022，用于为所述记录装置100提供电源。

可选地，使用5V/12V电源为所述记录装置100供电，所述电源接口单元1022可直接与独立电源连接，也可以与外部系统(如CT系统或计算机系统)连接，为所述记录装置100供电。

可选地，所述数据接口单元1021和所述电源接口模块1022可以分别独立设置；也可以形成一体式结构，通过同一个硬件接口实现。

实施例一

本发明还提出了一种具有上述记录装置的球管的工作方法，图2是本发明一实施例的球管工作方法的流程图，如图2所示，所述方法包括以下步骤：

执行步骤S201，记录装置100获取球管的可更新校正参数。

本发明中的所述原始校正参数和所述可更新校正参数指的是指与所述球管相关的校正参数，所述可更新校正参数可以包括但不限于：如表2所示的网格电压校正表或如表3所示的球管灯丝校正表等。

通常会执行一套校正程序获得球管的可更新校正参数，所述获取球管的可更新校正参数的方法可以是根据球管的使用情况(例如管电流、管电压)获得所述可更新校正参数；也可以对与所述球管相连接的X光成像系统的扫描情况或扫描结果(生数据或图像)进行分析计算，从而获得所述可更新校正参数。获取所述可更新校正参数的方法属于现有技术，本领域技术人员应当知晓，这里不再敷述。

可选地，可以通过所述检测电路105获得所述球管的使用情况(如球管的管电压、管电流)，使用所述处理模块103对所述使用情况进行分析计算，从而获取所述可更新校正参数。在本发明的另一些实施例中，也可以使用与所述球管连接的外部系统(例如X光成像系统)获取所述可更新校正参数，再通过所述接口模块102的数据接口单元1021将所述可更新校正参数传输至所述球管的记录装置100中。

执行步骤S202，处理模块103比较所述球管的原始校正参数和可更新校正参数之间的差值是否超过预先设定的阈值。

执行步骤S203，若否，则将所述可更新校正参数写入到所述记录装置100的可读写单元1012中。

执行步骤S204，若是，则提醒用户所述可更新校正参数异常，重新获取所述可更新校正参数。

使用本实施例的球管，通过所述记录装置100的存储模块101记录球管的基本信息和校正参数，并通过接口模块102实现球管与外部系统之间的数据交互，提高了球管的管理效率，并在一定程度上简化了球管的校正流程。在球管出厂之后安装到新的X光成像系统，或从一台样机更换到另一台样机时，可以方便地读取到球管的基本信息、原始校正参数以及可更新校正参数，简化了球管的更换流程。

实施例二

在实施例一的基础上，本实施例的记录装置100的存储模块101的可读写单元1012还可以用于存储球管的历史使用信息。

所述历史使用信息包括但不限于，球管的累计曝光秒、球管累计扫描能量、球管阳极靶旋转圈数或球管累计灯丝电流能量等。

所述检测电路104还可以用于在球管使用时检测所述球管的使用情况，包括但不限于，球管的管电压、球管的管电流、球管灯丝电流回路或球管阳极转速。

所述处理模块103还可以用于根据所述球管的使用情况，计算所述球管的历史使用信息。

图3是本实施例的球管工作方法的流程图。如图3所示，本实施例的球管工作方法包括以下步骤：

执行步骤S301，检测电路104检测所述球管的使用情况。

所述球管的使用情况包括但不限于，球管的管电流、球管的管电压以及球管阳极转速检测等。

可选地，所述球管的管电流通过如图4所示的检测电路104测量所述灯丝的输入电流减去接地电流而获得；所述球管的管电压也可以通过所述检测电路104测量电压而获得；所述球管的阳极转速也可以通过所述检测电路104测量频率而获得。

执行步骤S302，处理模块103根据所述球管的使用情况计算所述球管的历史使用信息。

所述球管的历史使用信息包括但不限于，球管的累计曝光秒、球管累计扫描能量、球管阳极靶旋转圈数或球管累计灯丝电流能量等。

具体地，所述球管累计扫描能量可以通过以下方式获得：先通过在步骤S301中获得的球管管电流和管电压计算球管功率，再将所述球管功率加上所述可读写单元1012中存储的之前的球管累计扫描能量，即可获得新的球管累计扫描能量。

所述球管累计曝光秒可通过以下方式获得：球管的扫描时间可以根据管电压阈值确定，例如：如果球管管电压在118kV至122kV范围内，即对应球管120kV放线。将所述球管的放线的时间加上所述可读写单元1012中存储的之前的球管累计曝光秒，即可获得新的球管累计曝光秒。并且在每次球管放线后更新一次所述累计曝光秒。

执行步骤S303，将所述历史使用信息写入到所述存储模块101的可读写单元1012中。

本实施例通过在球管上的检测电路104和处理模块103，实现在球管部件上检测球管的扫描参数，获得球管的使用情况，并获得球管的历史使用信息；通过在球管上的存储模块101，将所述球管的历史使用信息永久保存；通过提供接口模块102，存储的历史使用信息可以方便的被系统或专用工具读取，所述球管的历史使用信息可用于球管的寿命分析和失效监控。如果将球管安装到下一台系统，可以继续累计记录历史使用信息。从而提高球管维护保养的便利性。

图4是一种具有上述记录装置100的球管的结构图，参见图4，本实施例的球管40包括阳极41和阴极42，所述阳极41包括定子411、转子412和阳极靶413；所述阴极42包括灯丝421。在球管40工作时，高压发生器(图中未示出)为灯丝421加热，产生自由电子并云集在阴极附近，球管阳极41在转子412的带动下高速旋转，当高压发生器(图中未示出)向球管40的两极提供高压电时，阳极41与阴极42间的电势差陡增，处于活跃状态的自由电子，受强有力的吸引，使成束的电子，以高速由阴极42向阳极41行进，撞击阳极靶413。此时发生了能量转换，其中99％以上的能量转换为热能，其余约1％以下的能量形成了X射线。本实施例的检测电路104与所述灯丝421的分压电路和所述球管阳极41的分压电路相连，可检测球管40的管电流、管电压及阳极转速。需要注意的是，本实施例的所述记录装置100的存储模块101、接口模块102和处理模块103在图4中并未示出。

本发明中记载的X光成像系统可以包括但不限于，数字X光成像系统(Digital X-ray,DR)、CT(Computed Tomography，计算机断层成像)系统、使用X射线的C型臂系统等设备，或包括X成像系统的组合式医疗成像系统，例如：组合式正电子发射断层成像-计算机断层成像(Positron Emission Tomography-Computed Tomography,PET-CT)等，本发明对此不做限制。

本发明中，各实施例采用递进式写法，重点描述与前述实施例的不同之处，各实施例中的相同方法或结构参照前述实施例的相同部分。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，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作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种球管，其特征在于，包括至少一记录装置，所述记录装置包括存储模块和接口模块；

所述存储模块用于存储球管基本信息、球管校正信息、球管历史使用信息中的至少一种；

所述接口模块与所述存储模块连接，所述接口模块包括数据接口单元和电源接口单元，所述数据接口单元用于实现所述记录装置与外部的数据传输。

2.如权利要求1所述的球管，其特征在于，所述球管基本信息包括球管型号、球管序列号、制造日期、生产地点、球管版本信息、球管制造商中的至少一种。

3.如权利要求1所述的球管，其特征在于，所述球管校正信息包括原始校正参数或/和可更新校正参数。

4.如权利要求1所述的球管，其特征在于，所述球管历史使用信息包括球管的累计曝光秒、球管累计扫描能量、球管阳极靶旋转圈数或球管累计灯丝电流能量中的至少一个。

5.如权利要求3所述的球管，其特征在于，所述存储模块包括只读单元和可读写单元，所述只读单元用于存储所述球管基本信息或/和所述原始校正参数，所述可读写单元用于存储所述可更新校正参数或/和所述球管历史使用信息。

6.如权利要求1所述的球管，其特征在于，还包括处理模块，所述处理模块用于实现对所述存储模块中的数据的读写校验或/和用于根据所述球管的使用情况计算所述球管的历史使用信息。

7.如权利要求6所述的球管，其特征在于，还包括检测电路，所述检测电路用于检测所述球管的使用情况。

8.一种球管工作方法，其特征在于，所述球管包括记录装置，所述记录装置包括存储模块、接口模块和处理模块，所述存储模块包括只读单元和可读写单元，所述只读单元存储有所述原始校正参数，所述方法包括以下步骤：

记录装置获取球管的可更新校正参数；

处理模块比较所述原始校正参数和所述可更新校正参数之间的差值是否超过预先设定的阈值；

若否，则将所述可更新校正参数写入到所述存储模块的可读写单元中。

9.如权利要求8所述的球管工作方法，其特征在于，所述记录装置还包括处理模块和检测电路，

所述获取球管的可更新校正参数包括以下步骤：

检测电路检测所述球管的使用情况；

处理模块对所述使用情况进行分析计算，获取所述可更新校正参数。

10.一种球管工作方法，其特征在于，所述球管包括记录装置，所述记录装置包括存储模块、处理模块和检测电路，所述存储装置包括可读写单元，所述方法包括以下步骤：

检测电路检测所述球管的使用情况；

处理模块根据所述球管的使用情况计算所述球管的历史使用信息；

将所述历史使用信息写入到所述存储模块的可读写单元中。