CN113038883A - 用于x射线成像系统的计时器电路 - Google Patents
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Abstract
一种用于X射线成像系统的计时器电路，该X射线成像系统具有用于产生患者的图像的X射线发生器。该电路包括连接在主电力系统和电路中断器之间的电流传感器，其中，电路中断器还连接到X射线发生器。该电路还包括耦接在电流传感器和控制计算机之间的计时装置。当电流传感器检测到的电流水平超过了其中X射线发生器不产生X射线的空闲电流水平时，计时装置被触发。然后，计时装置测量空闲电流水平被超过的时间段。当测得的时间段超过预定时间段达10%时，电路中断器被激活以关断流到X射线发生器的电流。
Description
优先权要求
本申请在35 U.S.C. §119(e)下要求2018年11月19日提交的、名称为“用于X射线成像系统的计时器电路”、律师案号为No. 2018P23366US的共同未决的美国临时申请No.62/769,116的权益，该美国临时申请通过引用整体结合于本文中，并且本申请要求其优先权的权益。
技术领域
本发明的方面涉及一种用于X射线成像系统的计时器电路，并且更具体地涉及一种计时器电路，该计时器电路具有电流传感器和计时装置，当由电流传感器检测到的电流水平超过X射线成像系统的预定电流水平时，计时装置被触发，其中，计时装置测量预定电流水平被超过的时间段，并且当测得的时间段超过预定时间段时，电路中断器被激活，以关断流到X射线发生器的电流。
背景技术
诸如食品和药品管理局（FDA）和国际电工委员会（IEC）的政府管理机构要求诸如计算机断层摄影（CT）系统的X射线医疗成像系统具有两种不同的方法来监视和控制X射线的产生。所述方法提供了停止产生或终止X射线的主要和备份方法，以使患者不会暴露于X射线达到比推荐时间段（即预定时间段）更长的时间段，而这可能导致患者的潜在不安全暴露条件。在主方法经历故障使得X射线的产生不受控制并且持续超过预定时间段的情况下，备份方法被激活以停止X射线的产生。特别地，如果X射线暴露时间段超过预定时间段达10%（即，已知为110%备份要求），则备份方法被需要以能够终止X射线。
控制X射线的主方法通常是通过复杂的计算装置或电路，例如计算机、微型计算机、FPGA等。然后，通过软件/固件执行实际控制。这种方法的缺点是软件/固件可能具有错误、缺陷、失效或故障（即计算机程序错误），或者计算机可能遇到某种异常条件，由此它“挂起”、“冻结”等，从而允许比预定时间段更长地产生X射线，并且可能导致对患者的不安全条件。大多数系统还在备份计时器循环中使用可编程装置。因此，备份方法也倾向于具有与主方法相同的缺点。此外，向管理机构证明和/或表明备份方法符合政府安全法规是相对代价高的。此外，无论何时对任何程序或计算装置或电路进行改变，都必须证明符合安全规定。
发明内容
公开了一种用于X射线成像系统的计时器电路，该X射线成像系统具有用于产生患者的图像的X射线发生器。该电路包括连接在主电力系统和电路中断器之间的电流传感器，其中，电路中断器还连接到X射线发生器。该电路还包括耦接在电流传感器和控制计算机之间的计时装置。当电流传感器检测到的电流水平超过了其中X射线发生器不产生X射线的空闲电流水平时，计时装置被触发。然后，计时装置测量空闲电流水平被超过的时间段。当测得的时间段超过预定时间段达10%时，电路中断器被激活以关断流到X射线发生器的电流并且停止X射线的产生。
本领域技术人员可以以任何组合或子组合的方式联合地或分别地应用本发明的各个特征。
附图说明
在以下详细描述中结合附图进一步描述了本发明的示例性实施例，附图中：
图1描绘了根据本发明的一个方面的备份安全计时器电路。
为了便于理解，在可能的情况下，使用相同的参考数字来表示附图中共有的相同元件。附图不是按比例绘制的。
具体实施方式
尽管在本文中已经详细示出和描述了结合本公开的教导的各种实施例，但是本领域技术人员可以容易地设计出仍然结合这些教导的许多其他变化的实施例。本公开的范围在其应用中不限于在说明书中阐述的或在附图中示出的示例性实施例的构造细节和部件的布置。本公开涵盖了其它实施例并且以各种方式实施或执行。而且，应当理解，本文所使用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应当被认为是限制。“包含”、“包括”或“具有”及其变型在本文中的使用旨在涵盖其后列出的项目及其等同物以及另外的项目。除非另外指定或限制，术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变型被广泛地使用，并且涵盖直接和间接的安装、连接、支撑和联接。此外，“连接”和“联接”不限于物理的或机械的连接或联接。
诸如FDA和IEC的管理机构要求主方法和备份方法来停止X射线的产生或终止X射线，使得患者不会暴露于X射线达到比推荐时间段（即预定时间段）更长的时间段。在主方法经历故障使得X射线的产生不受控制并且持续超过预定时间段的情况下，备份方法被激活以停止X射线的产生。特别地，如果X射线暴露时间段超过预定时间段达10%（即，已知为110%备份要求），则备份方法被需要以能够终止X射线。
参考图1，示出了根据本发明的一个方面的备份安全计时器电路10。计时器电路10用作上述主备份方法的备份，并且在主方法经历故障使得X射线的产生不受控制并且持续超过预定时间段的情况下被激活。虽然本发明涉及X射线成像系统，但是应当理解，本发明也能够应用于希望限制患者暴露于辐射的其它辐射装置。
计时器电路10与产生辐射的辐射装置结合使用。在一个实施例中，辐射装置可以是X射线医疗成像系统，例如计算机断层摄影（CT）系统12。CT系统12包括CT台架14，CT台架14具有X射线发生器16、X射线检测器组件18、用于接收患者的患者孔20以及用于产生CT扫描的各种电子硬件和软件。根据本发明的一个方面，计时器电路10包括连接在主电力系统24和电路中断器26之间的电流传感器22，电路中断器26连接到X射线发生器16。在一个实施例中，电流传感器22包括用于测量电流的电阻器25。当被激活时，电路中断器26停止流向X射线发生器16的电流。在一个实施例中，计时器电路10可以连接到单独的X射线电力线28，该X射线电力线28用于仅向X射线发生器16供电以便产生X射线。特别地，CT系统12的部件，例如冷却系统、阳极旋转装置等不位于电力线28上。在一个实施例中，计时器电路12相对靠近输入电源。计时器电路10还包括计时装置30，其耦接在电流传感器22和控制计算机32之间，控制计算机32控制X射线发生器16的操作。如将要描述的，当电流传感器22检测到预定的电流水平时，计时装置30被激活或触发。
当CT系统12处于空闲模式时（即，当X射线发生器16不产生X射线时），在电力线28上产生相对小的电流消耗，其形成空闲电流水平。当X射线发生器16被激活以产生用于CT成像的X射线时，例如当CT系统12被设置到其最低暴露设置时，在电力线28上出现明显更高的电流消耗（即，工作电流水平）。根据本发明的一个方面，当空闲电流水平被超过从而指示正在产生X射线时，计时装置30被触发。然后，计时装置30测量空闲电流水平被超过的时间量，从而指示患者暴露于X射线的对应时间量。当空闲电流水平被超过的时间段大于预定时间段时，电路中断器26被激活，从而停止流向X射线发生器16的电流并且关断X射线发生器16。在一个实施例中，当患者暴露于X射线的时间段超过预定时间段达10%时，电路中断器26被激活。注意，10%是示例性数字。本发明的实施例可以在10%触发以上或以下被触发。例如，根据本发明的一个实施例，电路中断器可以在8%时被激活，以允许缓冲区来对抗过度辐射所允许的最大时间段。
此外，本发明的计时器电路10还可用于在预定时间段被超过时操作CT系统12的强制性X射线报警灯34。因此，本发明的方面提供了一种备份安全计时器电路10，其避免了使用可能发生故障的复杂计算装置和相关联的软件/固件，并且提供了一种更可靠的方式来监测是否正在产生X射线并终止患者的X射线暴露。
尽管已图示和描述了本公开的特定实施例，但对于本领域技术人员明显的是，在不背离本公开的精神和范围的情况下可作出各种其它变化和修改。因此，所附权利要求书旨在覆盖本公开的范围内的所有此类变化和修改。
Claims (19)
1. 一种用于辐射装置的计时器电路，所述辐射装置产生辐射，所述计时器电路包括：
连接在主电力系统和电路中断器之间的电流传感器，其中，所述电路中断器还连接到所述辐射装置；和
耦接在所述电流传感器和控制计算机之间的计时装置，其中，当由所述电流传感器检测到的电流水平超过预定电流水平时，所述计时装置被触发，并且其中，所述计时装置测量所述预定电流水平被超过的时间段，并且其中，当测得的时间段超过预定时间段时，所述电路中断器被激活以关断流到所述辐射装置的电流。
2.根据权利要求1所述的电路，其中，所述辐射装置是具有X射线发生器的X射线成像系统，并且所述预定电流水平是其中所述X射线发生器不产生X射线的空闲电流水平。
3.根据权利要求1所述的电路，其中，当所述测得的时间段超过所述预定时间段达10%时，所述电路中断器被激活。
4.根据权利要求1所述的电路，其中，所述电流传感器包括电阻器。
5.根据权利要求1所述的电路，其中，当所述预定时间段被超过时，所述计时装置触发报警灯的操作。
6.根据权利要求1所述的电路，其中，所述电路是备份电路，当用于检测所述预定时间段是否被超过的主方法经历故障时，所述备份电路被激活。
7.根据权利要求1所述的电路，其中，所述传感器连接在所述主电力系统的仅向所述辐射装置供电的电力线上。
8. 一种用于X射线成像系统的计时器电路，所述X射线成像系统具有用于产生患者的图像的X射线发生器，所述计时器电路包括：
连接在主电力系统和电路中断器之间的电流传感器，其中，所述电路中断器还连接到所述X射线发生器；和
耦接在所述电流传感器和控制计算机之间的计时装置，其中，当由所述电流传感器检测到的电流水平超过了其中所述X射线发生器不产生X射线的空闲电流水平时，所述计时装置被触发，并且其中，所述计时装置测量所述空闲电流水平被超过的时间段，并且其中，当测得的时间段超过预定时间段达10%时，所述电路中断器被激活以关断流到所述X射线发生器的电流。
9.根据权利要求8所述的电路，其中，所述电流传感器包括电阻器。
10.根据权利要求8所述的电路，其中，当所述预定时间段被超过时，所述计时装置触发X射线报警灯的操作。
11.根据权利要求8所述的电路，其中，所述电路是备份电路，当用于检测所述预定时间段是否被超过的主方法经历故障时，所述备份电路被激活。
12.根据权利要求8所述的电路，其中，所述传感器连接在所述主电力系统的仅向所述X射线发生器供电的电力线上。
13.一种关断用于产生患者的图像的X射线发生器的方法，包括：
提供连接在主电力系统和电路中断器之间的电流传感器，其中，所述电路中断器还连接到所述X射线发生器；
当由所述电流传感器检测到的电流水平超过预定电流水平时，触发计时装置；
测量所述预定电流水平被超过的时间段；以及
当测得的时间段超过预定时间段时，激活所述电路中断器以关断流到所述X射线发生器的电流。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述预定电流水平是其中所述X射线发生器不产生X射线的空闲电流水平。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，当所述测得的时间段超过所述预定时间段达10%时，所述电路中断器被激活。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，所述电流传感器包括电阻器。
17.根据权利要求13所述的方法，其中，当所述预定时间段被超过时，所述计时装置触发X射线报警灯的操作。
18.根据权利要求13所述的方法，其中，所述电路是备份电路，当用于检测所述预定时间段是否被超过的主方法经历故障时，所述备份电路被激活。
19.根据权利要求13所述的方法，其中，所述传感器连接在所述主电力系统的仅向所述X射线发生器供电的电力线上。
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