CN109998580A - 转子驱动系统、计算机断层成像设备及扫描控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了计算机断层成像设备的转子驱动系统、计算机断层成像设备及其控制方法和存储介质，转子驱动系统包括：新能源模组，用于为计算机断层成像设备的电机装置提供电能；电机装置，用于在CT扫描时驱动计算机断层成像设备的旋转部件进行旋转；能量回收装置，用于通过所述电机装置将所述旋转部件旋转产生的再生电能转换存储于所述新能源模组。本发明避免了传统CT设备旋转部件停止旋转过程中的电能损耗，将再生电能存储在新能源模组内以便电机装置使用，更好地利用了有限的电能资源。

Description

转子驱动系统、计算机断层成像设备及扫描控制方法

技术领域

本发明涉及一种计算机断层成像设备，尤其涉及该设备的转子驱动系统。

背景技术

本部分的内容仅仅是提供与本发明相关的背景信息并不构成现有技术，也不表明本部分内容已在本发明申请日前已经被公开或已经被公众所知晓。

计算机断层成像设备，即CT(Computed Tomography)，其电力系统基本上是基于交流电模式设计。大部分的医疗CT，基本上工作时候都要从电网网络获取能量，这个特性限制了CT的应用场景。中国专利申请(发明名称为“一种新能源计算机断层成像设备”、申请号为CN201811644960.6)描述的计算机断层成像设备，解决了传统医疗设备严重依赖于稳定的电网网络的问题，具体的，在CT扫描时采用了新能源模组对CT设备供电，扫描所需的大功率供电不再依赖于电网网络，采用新能源模组的供电方案能够保证干净的电磁环境，新能源模组本身实现了供电端的电气隔离，省去了传统CT设备的电源分配单元，从而简化了CT设备的系统设计需求，同时降低了对医院供电配套设施的需求，极大地节约了成本。此外，不依赖于电网网络的CT设备能够应用于移动场景、手术中场景，灾难战争等电网失效环境，有效扩展了CT设备的应用环境。一般来说，CT在工作中，其转子部分一般需要反反复复由转子驱动系统去从静止加速到高速旋转，再从高速旋转制动到静止状态。在这个过程中，转子部分的转动动能一般都会使用再生电阻转化成热量，消耗到CT的机架内部。这种方式有明显的缺点，一是不够节能环保，二是对CT系统的热设计提出了挑战。

新能源CT在脱离电网网络工作时候，特别是在灾难等能量补充困难的情况下，提升持续工作能力，比较有意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种计算机断层成像设备的转子驱动系统，用来提升计算机断层成像设备的持续工作能力，使整个设备运转的更加绿色环保，并且更好地节约电能。

本发明提供了一种计算机断层成像设备的转子驱动系统，包括：新能源模组，用于为计算机断层成像设备的电机装置提供电能；电机装置，用于在CT扫描时驱动计算机断层成像设备的旋转部件进行旋转；能量回收装置，用于通过所述电机装置将所述旋转部件旋转产生的再生电能转换存储于所述新能源模组。

优选的，所述能量回收装置包括：开关，用于开启或关闭再生电能的回收；能量回收主电路模块，用于将所述电机装置的输出电压转换为适于所述新能源模组的输入电压，以进行能量回收；控制电路模块，用于通过控制能量回收主电路模块的开关的占空比和/或频率。

优选的，所述能量回收主电路模块包括直流转换模块。

优选的，所述能量回收主电路模块为非隔离式能量回收主电路模块或隔离式能量回收主电路模块。

优选的，所述能量回收装置还包括与所述电机装置输出端并联的短路支路，所述短路支路包括电阻和开关，所述短路支路用于在紧急情况下将所述电机装置输出的电能经由所述电阻快速消耗。

优选的，所述电机装置包括直流电机，所述直流电机的工作电压为电压区间。

优选的，所述电压区间为220V至400V，或者420V至650V。

优选的，所述新能源模组包括超级电容，所述超级电容为石墨烯超级电容或锂离子超级电容。

本发明还提供了一种计算机断层成像设备，包括：扫描架，所述扫描架包括和固定部件；所述旋转部件安装于所述固定部件，所述旋转部件上安装有高压发生器、X射线球管和CT探测器，所述旋转部件可绕自身中心轴旋转；所述高压发生器用于向所述X射线球管提供高压，所述X射线球管用于发射X射线，所述CT探测器用于在CT扫描时接收穿过被检者的X射线；扫描床，用于承载被检者进入所述扫描架的成像空间以进行CT扫描；所述的转子驱动系统，所述转子驱动系统设置于所述固定部件。

本发明还提供了一种基于前述计算机断层成像设备的扫描控制方法，包括：获取第一CT扫描协议；发送扫描指令，驱动电机装置驱动旋转部件旋转，执行CT扫描；读取所述第一CT扫描协议结束状态；读取后续扫描协议；若后续无扫描协议，启动能量回收；若后续有扫描协议，获取第二扫描协议；基于所述第二扫描协议判断是否启动能量回收。

优选的，所述基于所述第二扫描协议判断是否启动能量回收包括：识别所述第二扫描协议是否包含定位扫描协议；若所述第二扫描协议包含定位扫描协议，启动能量回收；若所述第二扫描协议未包含定位扫描协议，不启动能量回收。

优选的，所述启动能量回收包括：读取转子部件的转速；基于所述转速查找确定对应的能量回收控制程序指令，由控制电路根据控制程序指令控制能量回收主电路进行能量回收，所述能量回收控制指令与能量回收强度相关。

优选的，根据所述读取的旋转部件的转速，当转速大于阈值时选用非隔离式能量回收主电路进行能量回收，当转速小于阈值时选用隔离式能量回收主电路进行能量回收。

优选的，根据所述读取的旋转部件的转速，选择接收能量回收的新能源模组的超级电容模块或超级电容单体的个数。

本发明还提供了一种非暂失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现前述扫描控制方法。

与现有技术相比，本发明涉及的计算机断层成像设备能够在CT扫描时不依赖于电网网络的计算机断层成像设备，极大地扩展CT设备的应用场景，进一步的，本发明将现有CT设备在扫描中原本白白消耗掉的电能存储在新能源模组内，以供CT电机装置使用，实现了更好地利用自身持有的有限电能资源。

附图说明

图1是现有的医疗设备供电示意框图。

图2是本发明一些实施例的医疗设备的示意框图。

图3是本发明一些实施例的医疗设备的结构示意图。

图4是本发明一些实施例的转子驱动系统的示意图。

图5是本发明一些实施例的非隔离式能量回收主电路拓扑结构的示意图。

图6是本发明一些实施例的隔离式能量回收主电路拓扑结构的示意图。

图7是本发明一些实施例的新能源模组的结构示意图。

图8是本发明一些实施例的超级电容的结构示意图。

图9是本发明一些实施例的计算机断层成像设备的扫描控制方法的流程图。

图10是本发明一些实施例的计算机断层成像设备的扫描控制方法的流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合附图对实施例进行详细描述。

应当明确，下面描述中的实施例仅仅是本发明的一些示例或部分实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例将本发明应用于其他类似情景。给出这些示例性实施例仅仅是为了使相关领域的技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

如本发明和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

虽然本发明对根据本发明的实施例的系统中的某些模块做出了各种引用，然而，任何数量的不同模块可以被使用并运行在客户端和/或服务器上。所述模块仅是说明性的，并且所述系统和方法的不同方面可以使用不同模块。

本发明中使用了流程图用来说明根据本发明的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

本发明在中国专利申请(发明名称为“一种新能源计算机断层成像设备”、申请号为CN201811644960.6)的基础上，针对电能有限情况下更好地支持计算机断层成像扫描，对新能源计算机断层成像设备做了进一步优化。

图1是现有技术的计算机断层成像设备100由电网网络10供电的示意图。为满足计算机断层成像设备100的扫描功率要求，特别是对于高端CT设备或者扫描范围较大时，电网网络10通常需要120KVA乃至更大。电网网络10连接到CT设备100的电源分配单元(PDU，power distribution unit)110，由电源分配单元110将之转为标准380V交流电源，之后再分别供给CT的机架(gantry)120、扫描床(bed)以及控制台(console)。电源分配单元110起到分配电源以及隔离电网网络10的作用。

机架120包括了固定部件124(也可以称为定子)和旋转部件122(也可以称为转子)。固定部件124通常包括一些固定的机械结构(电机装置1241、冷却风扇)、电路处理模块等。旋转部件122安装于固定部件124上，旋转部件122通常为环状结构，旋转部件122可以围绕自身的中心轴进行旋转。供电线路可以通过滑环(图中未示出)为安装在旋转部件122上的各耗能模块供电。旋转部件130安装的耗能模块通常包括：用来产生高压的高压发生器(HVG，high voltage generator)1222，高压发生器1222起到倍压作用，将输入电压升压到X射线球管1224所需的高压，用来驱动X射线球管1224产生X射线。X射线球管1224所需的瞬时功率非常高，放线时的功率峰值可以达到50～150KW。旋转部件122上的耗能模块还可以包括CT探测器1226，以及一些其他的电子器件(例如信号采集电路板、信号处理电路板等)。高压发生器1222一般在输入端会配有AC/DC转换器，将由电源分配单元110输出的交流电转换成产生高压所需的直流电。

在进行CT扫描时，被检者通常躺在扫描床130的床板上，扫描床130的床板可以沿床板的长度方向移动，将被检者送入机架内部的成像空间。医生/技师在控制台140处进行被检者的信息登记、选择被检者的扫描范围、扫描协议等信息，控制X射线球管的放线、扫描床移动、CT图像重建等过程，从而最终产生供诊断的CT图像。

图2是中国专利申请(发明名称为“一种新能源计算机断层成像设备”、申请号为CN201811644960.6)描述的计算机断层成像设备，解决了传统医疗设备严重依赖于稳定的电网网络的问题，具体的，在CT扫描时采用了新能源模组对CT设备供电，扫描所需的大功率供电不再依赖于电网网络，采用新能源模组的供电方案能够保证干净的电磁环境，新能源模组本身实现了供电端的电气隔离，省去了传统CT设备的电源分配单元，从而简化了CT设备的系统设计需求，同时降低了对医院供电配套设施的需求，极大地节约了成本。此外，不依赖于电网网络的CT设备能够应用于移动场景、灾难战争等极端缺电环境，有效扩展了CT设备的应用环境。

参见图2，不同于传统的CT设备，这里提供的CT设备200不依赖于电网网络，不需要电源分配单元。CT设备200包括一个或多个新能源模组(2101、2102、2103)，新能源模组可以分别设置多个：新能源模组2102设置于机架的旋转部件222上并为旋转部件222的耗能模块(例如高压发生器2222、CT探测器2226、信号采集电路板、信号处理电路板等)供电；新能源模块2103固定安装于机架(非旋转部件的部分)、固定部件224旁，为固定部件的耗能模块(例如驱动旋转部件进行高速旋转的电机装置2241、控制风扇、信号处理电路板等)供电；新能源模组2101可以设置在机架之外，为扫描床230、控制台240供电。在一些实施例中，新能源模组2101可以固定安装于扫描床230仅为扫描床230供电，提供扫描床230升降、床板移动、信号控制电路板所需的电能。在一些实施例中，新能源模组可以单独设置在CT扫描室内或CT扫描室外。

新能源模组(2101、2102、2103)可以凭借自身存储的电能在CT扫描时为CT设备各耗能模块(特别是需要高功率的高压发生器)独立供电，不需要电网网络的供电辅助。新能源模组将在后面的段落进行更详细的描述。

图3是计算机断层成像设备的结构示意图。计算机断层成像设备200的旋转部件222设置于机架220内部，安装于固定部件的机械结构上。在进行CT扫描时，被检者躺在扫描床230的床板232上，随着床板232在z方向上的移动将被检者送入机架220的环形通道2227的成像空间，以便对被检者进行CT扫描。

新能源模组2102设置在旋转部件222上，其可以随旋转部件222一同转动。储能模组238可以为旋转部件230上的各部件：高压发生器2224、CT探测器2226、以及其他一些电子模块2228(例如信号采集电路板、信号处理电路板等)供电，高压发生器2222为X射线球管2224提供高压，X射线球管2224向被检者发射X射线，穿过被检者的X射线由CT探测器2226接收，从而根据CT探测器2226接收到的信号由CT算法进行数据重建，最终获得用于诊断的被检者CT断层图像。

发明人发现，对于患者的一个临床检查流程来说，通常首先需要患者在扫描床上摆好检查体位，有CT进行定位扫描获得定位片，然后医生/技师根据定位片制定针对患者的扫描协议(区别于定位扫描，此时的CT扫描可以称为“正式扫描”)，按照扫描协议进行轴向扫描或者螺旋扫描。对于传统的CT来说，在定位扫描时CT球管需要静止，也就是整个CT设备的旋转部件停止转动。而在进行正式扫描时，CT旋转部件需要由驱动电机装置驱动高速转动。这就决定了在一个患者扫描结束后，下一个患者进行定位扫描前，CT的旋转部件需要静止下来，然后再由静止启动到预定转速进行协议扫描。每次CT扫描过程中，旋转部件的电机装置需要驱动旋转部件的时间基本小于100秒。一般电机装置的功率小于10千瓦，这就决定了电机装置在每个工作日的工作时段，能量消耗有一个上限，可以根据这个上限和应用场景，合理配置新能源模块装置的能量容量。

一般的医疗机构，CT每个工作日要进行几十次患者扫描，这就意味着旋转部件的驱动电机装置基本上每个工作日会进行几十次到上百次启动-加速-停止动作。一般的CT旋转部件质量达七，八百公斤，高排数CT甚至达到一千公斤以上，旋转部件的最大半径达基本超过0.8米，转速一般都会达到2转/秒，最高甚至4转/秒。在转动时候，转动的动能非常可观。现在通用的CT，一般是使用再生电阻进行制动，基本上就是把这个动能转化成热能耗散掉，这些热如果不能疏散掉，不但会使设备内部温度提升，甚至会影响一些关键器件的性能，例如CT探测器。同时，本发明的新能源CT脱离电网工作时候，特别是地震，战争等特别情况下，自身持有的能量也相当宝贵。

本发明的一些实施例中，当CT扫描结束后，电机装置没有驱动CT转子但转子仍有较高转速时，在开启能量回收模式后，CT转子旋转驱动电机装置产生的再生电能可以存储于新能源模组，并且在这个架构中，在CT扫描时其转子电机装置的驱动能量本身就是由新能源模组供给，新能源模组有足够的容量来储存再生电能。

新能源模组可以包括石墨烯超级电容或者锂离子超级电容，其能够在几秒钟内回收这些能量，满足临床需求，满足医疗的长寿命和高可靠性要求。同时，新能源模组的能量回收方式可以完全取代传统的再生电阻形式，不仅简化了CT内部热设计，同时回收了能量，回收的能量马上就可以用来继续驱动旋转部件的电机装置，使CT运行的更加绿色节能环保。

参见图4，转子驱动系统包括能量回收装置2246、新能源模组2103以及电机装置2241。在计算机断层成像设备执行CT扫描时，新能源模组2103为电机装置2241供电，电机装置2241驱动旋转部件222进行高速旋转。当CT扫描结束后，旋转部件222仍处于高速旋转时，由能量回收装置2246通过电机装置2241将旋转部件222的旋转动能回收至新能源模组2103。

在本发明的一些实施例中，电机装置优选采用直流电机，特别工作电压在大幅电压区间内的直流电机，例如电压区间可以是220V至400V，或者400V至650V。不仅能方便和超级电容模组配合，提高超级电容模组的使用效能，同时，也能够方便选择能量回收的主电路拓扑，快速进行转动动能的回收。一般来说，随着能量的释放，超级电容模组的端电压会下降，直流电机的额定输入电压是一个区间，超级电容模组在这个电压区间内释放能量，提高了其能量利用率。

在本发明的一些实施例中，能量回收装置可以包括：开关，用于开启或关闭再生电能的回收；能量回收主电路模块，用于将电机装置的输出电压转换为适于新能源模组的输入电压，以便进行能量回收；控制电路模块，用来控制能量回收主电路的开关，控制电路模块包括有存储介质，存储介质上存储有控制程序，可以根据旋转部件不同的初始转子转动动能读取对应的控制程序，由控制电路控制能量回收主电路模块的开关，准确、平稳、及时地把转动动能回收到新能源模块中来。能量回收主电路模块可以是直流转换模块(DC-DC)。

在本发明的一些实施方式中，能量回收主电路模块可以是非隔离式DC/DC转换模块，如图5所示，其为能量回收主电路拓扑结构。电机装置系统输出电压V1，由开关K2控制开启能量回收，L1和C1构成高压侧滤波单元，三个开关IGBT1、IGBT2和IGBT3组成桥臂单元，L2和C2组成储能及低压侧滤波单元。当开关K2控制开启能量回收时，电压V1经过IGBT1、IGBT2和IGBT3的直流电压变换后，将电能充入新能源模组内。其中，控制电路可以通过控制开关IGBT2和IGBT3的PWM占空比和频率，从而改变直流电压转换的幅值。为了在紧急情况下能够快速消耗掉电机装置输出的能量，在电机装置输出端并联有短路支路，短路支路由开关K1和电阻R1组成，在一般情况下K1常开，在紧急情况下闭合开关K1形成短路，由电阻R1快速消耗掉电能。

在本发明的一些实施方式中，能量回收主电路模块可以是隔离式DC/DC转换电路模块，如图6所示，其为能量回收主电路拓扑结构。电机装置系统输出电压V1，由开关K3控制开启能量回收，C3作用为滤波平滑，L3作用为平滑，R3和C4组成滤波电路。当开关K3控制开启能量回收时，电压V1经过DC-DC直流变换后，充入到新能源模组的电压V2。电机装置输出端并联有短路支路，短路支路由开关K4和电阻R2组成，在一般情况下K4常开，在紧急情况下闭合开关K4形成短路，由电阻R2快速消耗掉电能。其中，开关K4可由控制电路控制其占空比PWM和频率，从而改变直流电压转换的幅值。

在本发明的一些实施例中，在能量回收开始(即转子转速较高)时切换到图5的能量回收主电路拓扑结构进行能量回收，此时电压效率更高。当能量回收后期(转速较低)时切换到图6的能量回收主电路拓扑结构进行能量回收。

在本发明的一些实施例中，新能源模组可以是利用新能源、新材料、复合材料或环保材料制成的电源单体或者电池单体所组成的模组。所利用的材料可以是超导材料、能源材料(太阳能电池材料、储氢材料、固体氧化物材料等)、功能材料(压电材料、高分子材料、磁致伸缩材料、电流变液和磁流变液材料等)、磁性材料(软磁材料、永磁材料等)或纳米材料(纳米金属、纳米陶瓷、纳米碳管等)。所采用的电源单体或者电池单体的形式可以是：电容、超级电容、铅酸电池、镍系电池(例如镍镉电池、镍氢电池)、锂系电池(例如锂离子电池、)、液流电池(例如全钒液流电池)、钠硫电池等。

在本发明的一些实施例中，新能源模组可以是由电源单体组成的模组，具体采用了超级电容单体组成电容模组，特别是石墨烯超级电容或者锂离子超级电容。石墨烯超级电容是将石墨烯材料作为超级电容的电极材料。石墨烯具有特高的表面面积对质量比例，常温下电子迁移率超过15000cm²/V·s，而电阻率极低只有约10^-6Ω·cm。超级电容相比普通电容的能量更大，寿命更长。

在本发明的一些实施例中，如图7所示，新能源模组可以是超级电容模组。为存储更高电容量，超级电容模组2103可以包括一组相互串联/并联的超级电容(supercapacitors)单体300，超级电容单体300可以组成一个或多个电容组30。超级电容的充电速度快，充电10秒～10分钟可以达到其额定容量的95％以上，是一般电池的5至10倍。超级电容具有超长的循环寿命，充放电可以大于50万次。超级电容的温度范围-40℃～+70℃，一般电池则只有-20℃～60℃。电量检测方便，剩余电量可以通过监测端电压读出。此外，超级电容产品原料的构成、生产、使用、存储以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源。

图8是超级电容单体的结构示意图，超级电容不同于普通电容，其在原理上可以用RC串并联模型表示，其等效于一个理想电容C0与一个较小阻值的电阻(等效串联阻抗ESR)，同时与一个较大阻值的电阻(等效并联阻抗EPR)相并联的结构。超级电容有非常高的功率密度，通常充放电速度快，使用寿命长，工作温度范围宽。

在本发明的一些实施例中，新能源模组优选的采用超级电容，尤其是石墨烯超级电容或者锂离子超级电容，不仅具有很高的比功率密度，目前同时也具有比较高的比能量密度，能够满足转子驱动系统中电机组件部分对能量和功率的要求。另外，石墨烯超级电容或者锂离子超级电容，能够反复充放电几十万次，也符合转子驱动系统高频率的使用要求。超级电容的模组技术，确保了可以根据应用场景要求，配置不同的能量和功率。另外，石墨烯超级电容或者锂离子超级电容可以兼容不同的补充能量方式，既可以使用高功率充电方式进行大电流快速补充能量，也可以小功率充电。同时超级电容也可以利用锂电池进行混合搭配，形成经济，可靠的混合型新能源模块。

在本发明的一些实施例中，为保证支持CT扫描工作时的能量和功率，由超级电容单体组成的电容模组优选采用不小于100Wh/Kg比能量密度的超级电容，比功率密度不小于3KW/Kg超级电容单体。

在本发明一些实施例中，用做新能源模组的超级电容/超级电容单体可以是如中国授权专利ZL 201610744968.4里所描述的。

在本发明的一些实施例中，新能源模组2103以及之前实施例提到的新能源模组2102在CT扫描时分别为电机装置、旋转部件222上的耗能模块供电，此时CT设备与电网网络隔离。在非CT扫描时段时，可以通过电网网络或其它方式为新能源模组进行充电。

在本发明的一些实施例中，新能源模组可以不同于之前实施例的分布式设置，可以改为集中设置在一个独立于机架、扫描床的机柜内。

在之前实施例提供的计算机断层成像设备的基础上，本发明一些实施例还提供了一种基于上述计算机断层成像设备的扫描控制方法，扫描控制方法内涉及到各部件/模块的描述可以参考之前实施例中对于相同部件/模块的描述，如图9流程图所示，该方法的各步骤包括：

步骤S901，获取第一CT扫描协议，第一CT扫描协议可以是进行CT成像的任意扫描协议。

步骤S902，根据第一CT扫描协议发送扫描指令，电机装置基于扫描指令工作并驱动旋转部件进行旋转，在扫描部件旋转时执行CT扫描。

步骤S903，待CT扫描完成后，读取第一CT扫描协议结束状态。

判断步骤S904，在第一CT扫描结束后的一段时间里，读取后续扫描协议，判断是否存在后续扫描协议。

步骤S905，若这一段时间里无扫描协议，则自动启动能量回收。

步骤S906，若这一段时间里有扫描协议，则获取第二扫描协议。这里的第二扫描协议可以是进行CT成像的任意扫描协议。

步骤S907，基于第二扫描协议判断是否启动能量回收。

进一步的，步骤S907包括判断步骤S9071，读取第二扫描协议，识别第二扫描协议是否包含定位扫描协议，若所述第二扫描协议包含定位扫描协议，则进入步骤S9071启动能量回收。若第二扫描协议未包含定位扫描协议，则进入步骤S9072不启动能量回收。定位扫描协议是为患者拍摄定位扫描的扫描协议，定位扫描即给患者拍摄横断位、矢状位或冠状位的定位片。

在本发明的一些实施方式中，在启动能量回收时可以先读取旋转部件的转速，旋转部件的转速对应转子的初始转动能量，由转速(即初始转动能量)确定对应的控制程序指令，控制程序指令存储在控制模块中，通过控制电路控制能量回收主电路进行动能回收。能量回收控制指令与能量回收强度相关，例如转速快时对应的初始转动能量大，读取能量回收强度大的控制指令；转速慢时对应的初始转动能量小，则读取能量回收强度大的控制指令。启动能量回收后，转子旋转产生的再生电能可以回收到新能源模组内，从而节约了电能，避免电能的白白损耗。

在本发明的一些实施例中，可以根据读取到旋转部件的转速来判断选用什么结构的能量回收主电路，当转速大于阈值时可以选用非隔离式能量回收主电路进行能量回收，当转速小于阈值时可以选用隔离式能量回收主电路进行能量回收。

在本发明的一些实施例中，可以根据转速来动态选取新能源模组的一部分(例如部分超级电容模块)来进行能量回收。在转速较低的情况下，其产生再生电能的电压较低，可以选择较少的超级电容模组/超级电容单体来进行能量回收，方便充电，能量回收的效率更高。

本发明实施例扫描控制方法的基础上，还提供了一种非暂失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时之前实施例的基于计算机断层成像设备的扫描控制方法。

本发明涉及的计算机断层成像设备能够在CT扫描时不依赖于电网网络的计算机断层成像设备，极大地扩展CT设备的应用场景，进一步的，本发明将现有CT设备在扫描中原本白白消耗掉的电能存储在新能源模组内，以供CT电机装置使用，实现了更好地利用自身持有有限的电能资源。

以上内容描述了本发明和/或一些其他的示例。根据上述内容，在不偏离本发明宗旨和范围的条件下，本发明的技术方案还可以作出不同的变形，可以广泛地构造本发明的多种实施方案。本发明披露的主题能够以不同的形式和例子所实现。

应当理解的是，除附属权利要求所定义的之外，本发明并不限于申请书中描述的具体实施方案。

Claims (15)

1.一种计算机断层成像设备的转子驱动系统，其特征在于，包括：

新能源模组，用于为计算机断层成像设备的电机装置提供电能；

电机装置，用于在CT扫描时驱动计算机断层成像设备的转子部件进行旋转；

能量回收装置，用于通过所述电机装置将所述转子部件旋转产生的再生电能转换存储于所述新能源模组。

2.根据权利要求1所述的转子驱动系统，其特征在于，所述能量回收装置包括：开关，用于开启或关闭再生电能的回收；能量回收主电路模块，用于将所述电机装置的输出电压转换为适于所述新能源模组的输入电压，以进行能量回收；控制电路模块，用于通过控制能量回收主电路模块的开关的占空比和/或频率。

3.根据权利要求1所述的转子驱动系统，其特征在于，所述能量回收主电路模块包括直流转换模块。

4.根据权利要求3所述的转子驱动系统，其特征在于，所述能量回收主电路模块为非隔离式或隔离式。

5.根据权利要求2至4任一项所述的转子驱动系统，其特征在于，所述能量回收装置还包括与所述电机装置输出端并联的短路支路，所述短路支路包括电阻和开关，所述短路支路用于在紧急情况下将所述电机装置输出的电能经由所述电阻快速消耗。

6.根据权利要求1所述的转子驱动系统，其特征在于，所述电机装置包括直流电机，所述直流电机的工作电压为电压区间。

7.根据权利要求6所述的转子驱动系统，其特征在于，所述电压区间为220V至400V，或者420V至650V。

8.根据权利要求1所述的转子驱动系统，其特征在于，所述新能源模组包括超级电容，所述超级电容为石墨烯超级电容或锂离子超级电容。

9.一种计算机断层成像设备，其特征在于，包括：

扫描架，所述扫描架包括旋转部件和固定部件；所述旋转部件安装于所述固定部件，所述旋转部件上安装有高压发生器、X射线球管和CT探测器，所述旋转部件可绕自身中心轴旋转；所述高压发生器用于向所述X射线球管提供高压，所述X射线球管用于发射X射线，所述CT探测器用于在CT扫描时接收穿过被检者的X射线；

扫描床，用于承载被检者进入所述扫描架的成像空间以进行CT扫描；

权利要求1所述的转子驱动系统，所述转子驱动系统设置于所述固定部件。

10.一种用于权利要求8所述的计算机断层成像设备的扫描控制方法，其特征在于，包括：

获取第一CT扫描协议；

发送扫描指令，驱动电机装置驱动旋转部件旋转，执行CT扫描；

读取所述第一CT扫描协议结束状态；

读取后续扫描协议；

若后续无扫描协议，启动能量回收；

若后续有扫描协议，获取第二扫描协议；

基于所述第二扫描协议判断是否启动能量回收。

11.根据权利要求10所述的扫描控制方法，其特征在于，所述基于所述第二扫描协议判断是否启动能量回收包括：

识别所述第二扫描协议是否包含定位扫描协议；

若所述第二扫描协议包含定位扫描协议，启动能量回收；

若所述第二扫描协议未包含定位扫描协议，不启动能量回收。

12.根据权利要求11所述的扫描控制方法，其特征在于，所述启动能量回收包括：

读取旋转部件的转速；

基于所述转速查找确定对应的能量回收控制程序指令，由控制电路根据控制程序指令控制能量回收主电路进行能量回收，所述能量回收控制指令与能量回收强度相关。

13.根据权利要求12所述的扫描控制方法，其特征在于，根据所述读取的旋转部件的转速，当转速大于阈值时选用非隔离式能量回收主电路进行能量回收，当转速小于阈值时选用隔离式能量回收主电路进行能量回收。

14.根据权利要求12所述的扫描控制方法，其特征在于，根据所述读取的旋转部件的转速，选择接收能量回收的新能源模组的超级电容模块或超级电容单体的个数。

15.一种非暂失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求10至14任一项所述的扫描控制方法。