CN114372359A - 一种x光设备管电压校正方法及装置 - Google Patents

一种x光设备管电压校正方法及装置 Download PDF

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CN114372359A CN202111665277.2A CN202111665277A CN114372359A CN 114372359 A CN114372359 A CN 114372359A CN 202111665277 A CN202111665277 A CN 202111665277A CN 114372359 A CN114372359 A CN 114372359A
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孙元龙
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Abstract

本发明实施例提供了一种X光设备管电压校正方法及装置，包括如下步骤：确定所述X光设备的目标管电压，所述目标管电压为实际需要加载在X射线管上的电压；利用预先建立的目标管电压与输出给定电压的对应关系，确定所述目标管电压对应的输出给定电压，其中，所述输出给定电压为所述X光设备给定输出的管电压；控制所述X光设备的升压器件将输入电压升压至所述输出给定电压，用于加载在所述X射线管上。通过建立目标管电压与输出给定电压的对应关系，可以有效解决难以控制实际输出管电压精度的技术问题。

Description

一种X光设备管电压校正方法及装置
技术领域
本发明涉及校正技术领域，具体涉及一种X光设备管电压校正方法及装置。
背景技术
X射线管是工作在高电压下的真空二极管，是产生X线的重要元件，X射线管的管电压决定了X线的穿透力，它对诊断和治疗的质量起着决定性的影响。X射线管包含有阳极和阴极两个电极，利用高压发生器产生的高电压，使X射线管的阴极加热以及使阴极与阳极之间产生强电场。X线管产生的X线的最大光子能量等于高速电子流的最大能量，改变管电压即改变了最大光子能量及X线谱。在实际的管电压控制过程中，为了保证实际输出管电压的精度，需要对实际的管电压进行闭环控制，如图1所示。
在整个管电压控制系统中，需要通过对实际的高压进行电阻分压，按照一定的比例缩小，将高压的采样电压传送到控制回路中。由于实际采样回路中各个电阻阻值和标称值有一定偏差，所以导致了实际的采样电压精度会影响，进而导致了实际输出管电压的精度。目前传统的做法是在控制板的采样回路上增加了一个电位器，通过调节电位器的阻值来实现偏差的补偿，此种方法在操作上较为繁琐，调试人员操作不方便，电位器调节后需要对调节位置打胶处理，避免无意触碰影响阻值，长时间使用时可能温漂较大，影响阻值；其次，此种调节方式相当于在反馈电路上加了一个系数，但实际由于其他的因素可能存在偏差，实际精度并不理想。
发明内容
因此，本发明要解决现有技术中难以控制实际输出管电压精度的技术问题，从而提供一种X光设备管电压校正方法及装置。
根据第一方面，本发明实施例提供了X光设备管电压校正方法，包括如下步骤：确定所述X光设备的目标管电压，所述目标管电压为实际需要加载在X射线管上的电压；利用预先建立的目标管电压与输出给定电压的对应关系，确定所述目标管电压对应的输出给定电压，其中，所述输出给定电压为所述X光设备给定输出的管电压；控制所述X光设备的升压器件将输入电压升压至所述输出给定电压，用于加载在所述X射线管上。
可选地，所述X光设备管电压校正方法，通过以下方式建立目标管电压与输出给定电压的对应关系：获取多组样本参数，其中，所述样本参数为利用检测工具检测得到的所述X光设备的电压值，每组样本参数包括目标管电压以及输出给定电压；建立所述目标管电压和所述输出给定电压的坐标系，其中，所述坐标系以所述输出给定电压作为横轴，以所述目标管电压作为纵轴；在所述坐标系中确定每组样本参数对应的坐标点，得到离散的坐标点；对所述离散的坐标点进行拟合，生成拟合曲线，将所述拟合曲线作为所述目标管电压与输出给定电压的对应关系。
可选地，所述X光设备管电压校正方法，还包括：根据所述拟合曲线，确定出所述目标管电压与所述输出给定电压之间的关系函数；其中，所述确定所述目标管电压对应的输出给定电压包括：利用所述关系函数计算得到所述目标管电压对应的输出给定电压。
可选地，若所述关系函数为一次线性函数，所述确定出所述目标管电压与所述输出给定电压之间的关系函数，包括：利用至少两组样本参数对应的坐标点确定代入所述一次线性函数，计算得到所述一次线性函数的斜率和截距，从而确定出所述一次线性函数。
可选地，所述一次线性函数为：
kV_ACT＝K1*kV_REF+K2
其中，kV_ACT为所述目标管电压，kV_REF为所述输出给定电压，K1为斜率，K2为截距。
可选地，若所述关系函数为二次线性函数，所述确定出所述目标管电压与所述输出给定电压之间的关系函数，包括：利用至少三组样本参数对应的坐标点确定代入所述二次线性函数，计算得到所述二次线性函数的斜率和截距，从而确定出所述二次线性函数。
可选地，所述二次线性函数为：
kV_ACT＝K3*kV_REF2+K4*kV_REF+K5
其中，K3为二次项系数、K4为一次项系数，K5为常数。
根据第二方面，本发明实施例提供了X光设备管电压校正装置，包括：确定模块，用于确定所述X光设备的目标管电压，所述目标管电压为实际需要加载在X射线管上的电压；关系模块，用于利用预先建立的目标管电压与输出给定电压的对应关系，确定所述目标管电压对应的输出给定电压，其中，所述输出给定电压为所述X光设备给定输出的管电压；控制模块，用于控制所述X光设备的升压器件将输入电压升压至所述输出给定电压，用于加载在所述X射线管上。
根据第三方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行上述的X光设备管电压校正方法。
根据第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述的X光设备管电压校正方法。
本发明技术方案，具有如下优点：
1、本发明实施例提供一种X光设备管电压校正方法，首先确定所述X光设备的目标管电压，其次利用预先建立的目标管电压与输出给定电压的对应关系，根据目标管电压，确定对应的输出给定电压，最终通过计算机等设备控制X光设备的升压器件，将输入电压升压至输出给定电压，用于加载在所述X射线管上。通过建立目标管电压与输出给定电压的对应关系，可以有效解决难以控制实际输出管电压精度的技术问题。
2、本实施例中，将检测获得的多组离散的输出给定电压以及输出给定电压所对应的目标管电压建立坐标系，通过线性拟合的方法，将离散的坐标点生成连续的拟合曲线，最终通过拟合曲线，根据目标管电压，即可确定对应的输出给定电压。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中管电压闭环控制原理图；
图2为本发明实施例1中一种X光设备管电压校正方法的一个具体示例的流程图；
图3为本发明实施例1中管电压开环控制中目标管电压与输出给定电压示意图；
图4为本发明实施例1中一次线性函数关系图；
图5为本发明实施例1中二次线性函数关系图；
图6为本发明实施例2中一种X光设备管电压校正装置的一个具体示例的原理框图；
图7为本发明实施例3中一种计算机设备的一个具体示例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供一种X光设备管电压校正方法，该校正方法可以由服务器等设备来执行，通过服务器等设备对目标管电压及输出给定管电压的计算、数据输出及控制，从而实现X光设备管电压的校正，如图2所示，包括如下步骤：
步骤S101，确定所述X光设备的目标管电压，所述目标管电压为实际需要加载在X射线管上的电压。
如图3所示，在现有技术的基础上，对X光设备管电压进行校正，所述目标管电压kV_ACT为电压经过PID调节、调制、高压逆变电路以及反馈后，实际加载在X射线管上的电压。现有技术中，为了保证实际输出至X射线管上的电压的精度，需要对实际输出至X射线管上的电压进行闭环控制。而在闭环控制系统中，由于采样回路电路中电阻、电容、二极管等元器件的损耗或偏差，实际到达X射线管上的电压与理论计算到达的电压存在差异。因此，在本实施例中，采用开环控制，确定经过PID调节、调制、高压逆变电路后实际加载在X射线管上的电压为目标管电压，并建立对应关系。目标管电压也为理想管电压，也就是根据工作需求实际需要加载到X射线管上的电压。
步骤S102，利用预先建立的目标管电压与输出给定电压的对应关系，确定所述目标管电压对应的输出给定电压，其中，所述输出给定电压为所述X光设备给定输出的管电压。
所述输出给定电压kV_REF为X光设备给定输出的管电压，具体地，X光设备的输入电源为高压发生器所产生的高电压，相应的，高压发生器所产生的高电压同样作为X线管的输入电压。但对于高压发生器，是将高电压输出至X线管，因此，本实施例中所述的输出给定电压为传输至X线管的输入电压。
为了实现实际加载到X射线管上的电压为目标管电压，保证实际输出管电压的精度。需要利用预先建立的目标管电压与输出给定电压的对应关系，根据目标管电压，确定对应的输出给定电压。
步骤S103，控制所述X光设备的升压器件将输入电压升压至所述输出给定电压，用于加载在所述X射线管上。
所述升压器件为上述所述的高压发生器用于将电压进行升压，可以通过计算机等设备控制X光设备的升压器件，通过升压电路将输入电压升压至输出给定电压，用于加载在所述X射线管上。
本实施例中，首先确定所述X光设备的目标管电压，其次利用预先建立的目标管电压与输出给定电压的对应关系，根据目标管电压，确定对应的输出给定电压，最终通过计算机等设备控制X光设备的升压器件，将输入电压升压至输出给定电压，用于加载在所述X射线管上。通过建立目标管电压与输出给定电压的对应关系，可以有效解决难以控制实际输出管电压精度的技术问题。
作为一种可选实施方式，本发明实施例中，通过以下方式建立目标管电压与输出给定电压的对应关系：
步骤S201，获取多组样本参数，其中，所述样本参数为利用检测工具检测得到的所述X光设备的电压值，每组样本参数包括目标管电压以及输出给定电压。
具体地，利用检测工具检测在不同输出给定电压情况下对应的真实的实际输出管电压，将真实的实际输出管电压作为目标管电压，所述检测工具可以是软件或检测电路等。将不同输出给定电压情况下对应的目标管电压作为样本参数，所述样本参数为两组及两组以上参数，每组样本参数均包括目标管电压以及输出给定电压。
步骤S202，建立所述目标管电压和所述输出给定电压的坐标系，其中，所述坐标系以所述输出给定电压作为横轴，以所述目标管电压作为纵轴。
根据上述检测工具检测获得的多组不同输出给定电压情况下对应的目标管电压，建立目标管电压和输出给定电压的坐标系，其中，输出给定电压为横轴，目标管电压为纵轴。
步骤S203，在所述坐标系中确定每组样本参数对应的坐标点，得到离散的坐标点。
步骤S204，对所述离散的坐标点进行拟合，生成拟合曲线，将所述拟合曲线作为所述目标管电压与输出给定电压的对应关系。
将工具检测获得的多组不同输出给定电压情况下对应的目标管电压，分别作为坐标点，在坐标系中记录，从而得到离散的坐标点。可以通过线性拟合的方法将离散的坐标点进行拟合，生成拟合曲线，所述拟合曲线中包含目标管电压与输出给定电压的对应关系。通过拟合曲线，根据目标管电压，即可确定对应的输出给定电压。
本实施例中，将检测获得的多组离散的输出给定电压以及输出给定电压所对应的目标管电压建立坐标系，通过线性拟合的方法，将离散的坐标点生成连续的拟合曲线，最终通过拟合曲线，根据目标管电压，即可确定对应的输出给定电压。
作为一种可选实施方式，本发明实施例中，所述的X光设备管电压校正方法还包括：
根据所述拟合曲线，确定出所述目标管电压与所述输出给定电压之间的关系函数；其中，所述确定所述目标管电压对应的输出给定电压包括：利用所述关系函数计算得到所述目标管电压对应的输出给定电压。
如上所述，将检测获得的多组离散的输出给定电压以及输出给定电压所对应的目标管电压建立坐标系，通过线性拟合的方法，将离散的坐标点生成连续的拟合曲线。根据拟合曲线可以确定出目标管电压与输出给定电压之间的关系函数。根据关系函数可以计算得到所述目标管电压对应的输出给定电压。
作为一种可选实施方式，本发明实施例中，若所述关系函数为一次线性函数，所述确定出所述目标管电压与所述输出给定电压之间的关系函数，包括：
利用至少两组样本参数对应的坐标点确定代入所述一次线性函数，计算得到所述一次线性函数的斜率和截距，从而确定出所述一次线性函数。
本实施例中，若通过线性拟合获得的为线性关系，则确定出目标管电压与输出给定电压之间的关系函数为一次线性函数。利用至少两组样本参数对应的坐标点，代入所述一次线性函数，计算一次线性函数所对应的斜率K1和截距K2，从而确定出所述一次线性函数，如图4所示。
作为一种可选实施方式，本发明实施例中，所述一次线性函数为：
kV_ACT＝K1*kV_REF+K2
其中，kV_ACT为所述目标管电压，kV_REF为所述输出给定电压，K1为斜率，K2为截距。
通过两个点(kV_ACT1，kV_REF1)和(kV_ACT2，KV_REF2)即可算出实际的一次线性斜率K1和截距K2。
作为一种可选实施方式，本发明实施例中，若所述关系函数为二次线性函数，所述确定出所述目标管电压与所述输出给定电压之间的关系函数，包括：
利用至少三组样本参数对应的坐标点确定代入所述二次线性函数，计算得到所述二次线性函数的斜率和截距，从而确定出所述二次线性函数。
本实施例中，若通过线性拟合获得的为非线性关系，则确定出目标管电压与输出给定电压之间的关系函数为二次线性函数。利用至少三组样本参数对应的坐标点，代入所述二次线性函数，计算二次线性函数所对应的斜率和截距，也就是二次项系数K3、一次项系数K4以及常数K5。从而确定出所述二次线性函数，如图5所示。
作为一种可选实施方式，本发明实施例中，所述二次线性函数为：
kV_ACT＝K3*kV_REF2+K4*kV_REF+K5
其中，K3为二次项系数、K4为一次项系数，K5为常数。
通过三个点(kV_ACT3，kV_REF3)、(kV_ACT4，KV_REF4)和(kV_ACT5，KV_REF5)，列出对应的矩阵方程，可算出实际的二次线性系数K3、K4和常数K5。可以通过软件将对应系数值或常数应用到控制系统中，即可实现校正。
如图1所示，在现有技术的管电压闭环控制系统中，还存在管电压反馈kV_FB，通过调节kV_FB的比例也可以控制实际输出管电压kV_ACT的精度，但由于采样回路中元件的偏差量的不确定系，难以调节管电压反馈kV_FB。kV_REF和kV_FB在不考虑误差的情况下，两者在实际输出稳定的时候是一致的。如考虑实际DA的误差，通过实验证明，也是存在一次线性或者二次线性关系的。因此，本发明实施例中，直接采用开环控制，利用检测工具对目标管电压与输出给定电压进行检测，并建立函数关系，可以有效、准确的控制实际输出管电压精度。
实施例2
本实施例提供一种X光设备管电压校正装置，该装置可以用于执行上述实施例1中的X光设备管电压校正方法，该装置可以设置在服务器或其它设备内部，模块间相互配合，从而实现X光设备管电压的校正，如图6所示，该装置包括：
确定模块201，用于确定所述X光设备的目标管电压，所述目标管电压为实际需要加载在X射线管上的电压；
关系模块202，用于利用预先建立的目标管电压与输出给定电压的对应关系，确定所述目标管电压对应的输出给定电压，其中，所述输出给定电压为所述X光设备给定输出的管电压；
控制模块203，用于控制所述X光设备的升压器件将输入电压升压至所述输出给定电压，用于加载在所述X射线管上。
本实施例中，首先确定所述X光设备的目标管电压，其次利用预先建立的目标管电压与输出给定电压的对应关系，根据目标管电压，确定对应的输出给定电压，最终通过计算机等设备控制X光设备的升压器件，将输入电压升压至输出给定电压，用于加载在所述X射线管上。通过建立目标管电压与输出给定电压的对应关系，可以有效解决难以控制实际输出管电压精度的技术问题。
关于上述装置部分的具体描述，可以参见上述方法实施例，这里不再赘述。
实施例3
本实施例提供一种计算机设备，如图7所示，该计算机设备包括处理器301和存储器302，其中处理器301和存储器302可以通过总线或者其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。
处理器301可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器301还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)、嵌入式神经网络处理器(Neural-network ProcessingUnit，NPU)或者其他专用的深度学习协处理器、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器302作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中X光设备管电压校正方法对应的程序指令/模块。处理器301通过运行存储在存储器302中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中X光设备管电压校正方法。
存储器302还可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器301所创建的数据等。此外，存储器302可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或者其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器302可选包括相对于处理器301远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器301。上述网络的实施例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述存储器302中存储一个或者多个模块，当被所述处理器301执行时，执行如图2所示实施例中的X光设备管电压校正方法。
上述计算机设备具体细节可以对应参阅图2所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意实施例中的X光设备管电压校正方法。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard DiskDrive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种X光设备管电压校正方法，其特征在于，包括如下步骤：
确定所述X光设备的目标管电压，所述目标管电压为实际需要加载在X射线管上的电压；
利用预先建立的目标管电压与输出给定电压的对应关系，确定所述目标管电压对应的输出给定电压，其中，所述输出给定电压为所述X光设备给定输出的管电压；
控制所述X光设备的升压器件将输入电压升压至所述输出给定电压，用于加载在所述X射线管上。
2.根据权利要求1所述的X光设备管电压校正方法，其特征在于，通过以下方式建立目标管电压与输出给定电压的对应关系：
获取多组样本参数，其中，所述样本参数为利用检测工具检测得到的所述X光设备的电压值，每组样本参数包括目标管电压以及输出给定电压；
建立所述目标管电压和所述输出给定电压的坐标系，其中，所述坐标系以所述输出给定电压作为横轴，以所述目标管电压作为纵轴；
在所述坐标系中确定每组样本参数对应的坐标点，得到离散的坐标点；
对所述离散的坐标点进行拟合，生成拟合曲线，将所述拟合曲线作为所述目标管电压与输出给定电压的对应关系。
3.根据权利要求2所述的X光设备管电压校正方法，其特征在于，还包括：
根据所述拟合曲线，确定出所述目标管电压与所述输出给定电压之间的关系函数；
其中，所述确定所述目标管电压对应的输出给定电压包括：利用所述关系函数计算得到所述目标管电压对应的输出给定电压。
4.根据权利要求3所述的X光设备管电压校正方法，其特征在于，若所述关系函数为一次线性函数，所述确定出所述目标管电压与所述输出给定电压之间的关系函数，包括：
利用至少两组样本参数对应的坐标点确定代入所述一次线性函数，计算得到所述一次线性函数的斜率和截距，从而确定出所述一次线性函数。
5.根据权利要求4所述的X光设备管电压校正方法，其特征在于，所述一次线性函数为：
kV_ACT＝K1*kV_REF+K2
其中，kV_ACT为所述目标管电压，kV_REF为输出给定电压，K1为斜率，K2为截距。
6.根据权利要求3所述的X光设备管电压校正方法，其特征在于，若所述关系函数为二次线性函数，所述确定出所述目标管电压与所述输出给定电压之间的关系函数，包括：
利用至少三组样本参数对应的坐标点确定代入所述二次线性函数，计算得到所述二次线性函数的斜率和截距，从而确定出所述二次线性函数。
7.根据权利要求6所述的X光设备管电压校正方法，其特征在于，所述二次线性函数为：
kV_ACT＝K3*kV_REF2+K4*kV_REF+K5
其中，K3为二次项系数、K4为一次项系数，K5为常数。
8.一种X光设备管电压校正装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于确定所述X光设备的目标管电压，所述目标管电压为实际需要加载在X射线管上的电压；
关系模块，用于利用预先建立的目标管电压与输出给定电压的对应关系，确定所述目标管电压对应的输出给定电压，其中，所述输出给定电压为所述X光设备给定输出的管电压；
控制模块，用于控制所述X光设备的升压器件将输入电压升压至所述输出给定电压，用于加载在所述X射线管上。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：
存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1-7任一项所述的X光设备管电压校正方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-7任一项所述的X光设备管电压校正方法。
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