CN108956658B - X射线系统和校准x射线管的偏转电流的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种X射线系统和校准X射线管的偏转电流的方法。该X射线系统包括：一X射线管；一存储单元，其存储偏转电流校准因子与至少一个参数的对应关系；一参数监测单元，其监测所述至少一个参数的值；一偏转电流校准单元，其根据所述至少一个参数的值以及所述对应关系，以相应的偏转电流校准因子校准所述X射线管的偏转电流，从而纠正所述X射线管的焦点在所述X射线管的旋转方向上的偏移。本发明根据一个参数或复数个参数与偏转电流校准因子的对应关系以及这个或这些参数的值，直接调整偏转电流，降低了系统的复杂度。而且偏转电流也不再以上万赫兹的频率更新，从而降低了过度纠正的风险。X射线管的壳体也无须响应于高频变化的偏转电流。

Description

X射线系统和校准X射线管的偏转电流的方法
技术领域
本发明涉及X射线系统，特别是其X射线管。
背景技术
在CT扫描器中，X射线管的焦点会因多种因素移动，例如来自机架的旋转产生的重力效应，热效应，偏转电流的不精确，等。焦点在ψ方向上的漂移会导致图像质量的降低。ψ方向是X射线管的旋转方向。图像重建需要焦点在ψ方向上的位置信息，若该信息与实际情况不符，会影响图像质量。
目前，广泛采用闭环的焦点ψ控制来补偿这些效应。但是，闭环控制需要硬件和固件的支持。
图1为10周期间开环控制中的X射线管的焦点在X射线管旋转方向上的偏移，图2为1周期间开环控制中的X射线管的焦点在X射线管旋转方向上的偏移。如图1和2所示，焦点在X射线管旋转方向上除了高频的偏移外，还存在低频的偏移。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种X射线系统和校准X射线管的偏转电流的方法。
根据本发明的第一方面，提供一种X射线系统，包括：一X射线管；一存储单元，其存储偏转电流校准因子与至少一个参数的对应关系；一参数监测单元，其监测所述至少一个参数的值；一偏转电流校准单元，其根据所述至少一个参数的值以及所述对应关系，以相应的偏转电流校准因子校准所述X射线管的偏转电流，从而纠正所述X射线管的焦点在所述X射线管的旋转方向上的偏移。
在一实施例中，所述至少一个参数包括所述X射线管的角度。
在一实施例中，所述至少一个参数包括所述X射线管的温度。
根据本发明的第二方面，提供一种校准一X射线管的偏转电流的方法，包括：确定偏转电流校准因子与至少一个参数的对应关系；存储所述对应关系；监测所述至少一个参数的值；根据所述至少一个参数的值以及所述对应关系，以相应的偏转电流校准因子校准偏转电流，从而纠正所述X射线管的焦点在所述X射线管的旋转方向上的偏移。
在一实施例中，所述至少一个参数包括所述X射线管的角度。
在一实施例中，所述至少一个参数包括所述X射线管的温度。
在一实施例中，所述确定偏转电流校准因子与至少一个参数的对应关系包括：提供一准直屏蔽板，其具有一小孔，所述小孔小于所述焦点；在所述至少一个参数为一第一值时，计算从所述焦点发射透过所述小孔的X射线在一探测器上的投影处的光强的质心；在所述至少一个参数为一第二值时，以一偏转电流校准因子校准所述X射线管的偏转电流，从而使从所述焦点发射透过所述小孔的X射线在所示探测器上的投影处的光强的质心在所述X射线管的旋转方向上保持恒定。
本发明并不采用闭环方法控制焦点位置，即实时测量焦点的位置，再通过调整系统参数来使焦点位置恒定，而是根据一个参数或复数个参数与偏转电流校准因子的对应关系以及这个或这些参数的值，直接调整偏转电流。这就降低了系统的复杂度。而且偏转电流也不再以上万赫兹的频率频繁地更新，从而降低了过度纠正的风险。X射线管的壳体也无须响应于高频变化的偏转电流。在纠正重力效应时，更新率小于100赫兹，而在纠正热效应时，则仅须在每次扫描的一开始进行更新。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：
图1为10个周期间开环控制中的X射线管的焦点在X射线管旋转方向上的偏移；
图2为1个周期间开环控制中的X射线管的焦点在X射线管旋转方向上的偏移；
图3为根据本发明的一实施例的X射线系统的示意图。
图4为根据本发明的该实施例的偏转电流校准因子的示意图。
图5为根据本发明的该实施例的X射线系统的焦点在10个周期间在X射线管旋转方向上的偏移；
图6为根据本发明的该实施例的X射线系统的焦点在1个周期间在X射线管旋转方向上的偏移；
图7为根据本发明的一实施例的校准X射线管的偏转电流的方法的流程图。
在上述附图中，所采用的附图标记如下：
100 X射线系统 108 小孔
102 X射线管 109 参数监测单元
103 偏转电流校准单元 110 探测器
104 焦点 112 计算单元
106 准直屏蔽板 200 方法
107 存储单元
S202、S204、S206、S208、S210、S212 步骤
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。
图3为根据本发明的一实施例的X射线系统100的示意图。如图3所示，X射线系统100包括一X射线管102、一存储单元107、一参数监测单元109和一偏转电流校准单元103。X射线管102围绕一旋转中心在XY平面内旋转，其旋转方向也叫作ψ方向。X射线管102具有一焦点104，从焦点104发射X射线。X射线管102内具有一偏转线圈，借助控制偏转线圈的偏转电流，能调节焦点104的位置。存储单元107存储偏转电流校准因子与至少一个参数的对应关系，偏转电流校准因子能纠正X射线管102的焦点104在X射线管102的旋转方向上的偏移。在本实施例中，前述参数是X射线管102的角度，也就是说，仅考虑重力的影响。在其他实施例中，前述参数还可包括X射线管102的温度。参数监测单元109监测参数的值。偏转电流校准单元103根据参数的值以及前述对应关系，以相应的偏转电流校准因子校准X射线管102的偏转电流，从而纠正X射线管102的焦点104在X射线管102的旋转方向上的偏移。
图4为根据本发明的该实施例的偏转电流校准因子的示意图。图5为根据本发明的该实施例的X射线系统100的焦点104在10个周期间在X射线管102的旋转方向上的偏移。图6为根据本发明的该实施例的X射线系统100的焦点104在1个周期间在X射线管102的旋转方向上的偏移。如图5和6所示，由于根据X射线管102的角度采用了相应的偏转电流校准因子，因此重力效应得以抵消，焦点104在X射线管102的旋转方向上的低频偏移基本上受到了控制。
本发明并不采用闭环方法控制焦点位置，即实时测量焦点的位置，再通过调整系统参数来使焦点位置恒定，而是根据一个参数或复数个参数与偏转电流校准因子的对应关系以及这个或这些参数的值，直接调整偏转电流。这就降低了系统的复杂度。
图7为根据本发明的一实施例的校准X射线管102的偏转电流的方法200的流程图。如图7所示，并参考图3，校准X射线管102的偏转电流的方法200包括步骤S202、步骤S204、步骤S206和步骤S208。X射线管102内具有一偏转线圈，借助控制偏转线圈的偏转电流，能调节焦点104的位置。
在步骤S202中，确定偏转电流校准因子与至少一个参数的对应关系。偏转电流校准因子能纠正X射线管102的焦点104在X射线管102的旋转方向上的偏移。在本实施例中，前述参数是X射线管102的角度，也就是说，仅考虑重力的影响。在其他实施例中，前述参数还可包括X射线管102的温度。
在步骤S204中，存储前述对应关系。
在步骤S206中，监测前述至少一个参数的值；
在步骤S208中，根据前述至少一个参数的值以及前述对应关系，以相应的偏转电流校准因子校准偏转电流，从而纠正X射线管102的焦点104在X射线管102的旋转方向上的偏移。
在本实施例中，步骤S202可包括步骤S210、步骤S212和步骤S214.
在步骤S210中，提供一准直屏蔽板106，其具有一小孔108，小孔108小于焦点104，如图3所示。
在步骤S212中，前述至少一个参数为一第一值时，计算从焦点104发射透过小孔108的X射线在一探测器110上的投影处的光强的质心。连接至探测器110的一计算单元112可完成这一计算任务。
在步骤S214中，在前述至少一个参数为一第二值时，以一偏转电流校准因子校准X射线管102的偏转电流，从而使从焦点104发射透过小孔108的X射线在探测器110上的投影处的光强的质心在X射线管102的旋转方向上保持恒定。
本发明并不采用闭环方法控制焦点位置，即实时测量焦点的位置，再通过调整系统参数来使焦点位置恒定，而是根据一个参数或复数个参数与偏转电流校准因子的对应关系以及这个或这些参数的值，直接调整偏转电流。这就降低了系统的复杂度。而且偏转电流也不再以上万赫兹的频率频繁地更新，从而降低了过度纠正的风险。X射线管的壳体也无须响应于高频变化的偏转电流。在纠正重力效应时，更新率小于100赫兹，而在纠正热效应时，则仅须在每次扫描的一开始进行更新。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种校准一X射线管(102)的偏转电流的方法(200)，包括：
确定偏转电流校准因子与至少一个参数的对应关系；
存储所述对应关系；
监测所述至少一个参数的值；
根据所述至少一个参数的值以及所述对应关系，以相应的偏转电流校准因子校准偏转电流，从而纠正所述X射线管(102)的焦点(104)在所述X射线管(102)的旋转方向上的偏移；
所述确定偏转电流校准因子与至少一个参数的对应关系包括：
提供一准直屏蔽板(106)，其具有一小孔(108)，所述小孔(108)小于所述焦点(104)；
在所述至少一个参数为一第一值时，计算从所述焦点(104)发射透过所述小孔(108)的X射线在一探测器(110)上的投影处的光强的质心；
在所述至少一个参数为一第二值时，以一偏转电流校准因子校准所述X射线管(102)的偏转电流，从而使从所述焦点(104)发射透过所述小孔(108)的X射线在所示探测器(110)上的投影处的光强的质心在所述X射线管(102)的旋转方向上保持恒定。
2.如权利要求1所述的方法(200)，其特征是，所述至少一个参数包括所述X射线管(102)的角度。
3.如权利要求1所述的方法(200)，其特征是，所述至少一个参数包括所述X射线管(102)的温度。
4.一种X射线系统(100)，包括：
一X射线管(102)；
一存储单元(107)，其存储根据如权利要求1至3中任一项所述的方法确定的偏转电流校准因子与至少一个参数的对应关系；
一参数监测单元(109)，其监测所述至少一个参数的值；
一偏转电流校准单元(103)，其根据所述至少一个参数的值以及所述对应关系，以相应的偏转电流校准因子校准所述X射线管(102)的偏转电流，从而纠正所述X射线管(102)的焦点(104)在所述X射线管(102)的旋转方向上的偏移。
5.如权利要求4所述的X射线系统(100)，其特征是，所述至少一个参数包括所述X射线管(102)的角度。
6.如权利要求4所述的X射线系统(100)，其特征是，所述至少一个参数包括所述X射线管(102)的温度。
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