CN115005849A - Ct机的球管保护方法、系统及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种CT机的球管保护方法、系统及计算机可读存储介质，从单次曝光时间限制和长时平均功率限制这两个角度来约束球管的使用，使球管的热量聚散稳定在合理范围之内，以提高球管的寿命和保证球管的性能；本发明可配置多个限制档位，对于不同的球管只需更改参数而不需改变控制逻辑。还可进行多档位的单次曝光时间限制和多档位的平均功率限制。

Description

CT机的球管保护方法、系统及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及CT机技术领域，尤其涉及一种CT机的球管保护方法、系统及计算机可读存储介质。
背景技术
X光球管是CT系统的最重要部件之一，正是球管提供了进行CT扫描所必须的X光子。目前大多数CT的球管使用的是热阴极设计，在高压电场下用阴极发射的电子轰击阳极靶来产生X射线的效率是极低的，球管的的输入能量仅有不到1％的部分转换成X光子，超过99％的能量变成热。
影响球管寿命和性能的最大问题是热量的管理，这是一项重要和复杂的事情。CT球管在不能有效及时散热情况下导致相对长期的高温，旋转阳极由于过热抱死，或是玻璃管芯碎裂或是阳极靶面烧焦导致球管损坏。传统的热量管理方法仅仅通过，查表获得球管当前的热容量来进行热量管理，但这种方法经过长期实践我们认为是不足够的，因为热容量反应的是球管整体在此时热量水平，但不足够表示球管内部各个组件的热量水平，例如阳极靶靶面，阳极靶轴承，阳极靶的与玻璃外壳的焊接处。
另外还使用的球管主要依靠热容数据做约束；高压允许的各种剂量下单次最长曝光时间的约束。或使用单独温度的传感器探测球管温度做约束。但这些约束不足以完全保障球管安全，稳定，长寿的运行。温度传感器无法全面的探测球管各个部件的温度。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种将球管的热量聚散稳定在合理范围之内的CT机的球管保护方法、系统及计算机可读存储介质。
本发明公开了一种CT机的球管保护方法，所述CT机在开始扫描过程前，包括准备过程，所述准备过程包括如下步骤：获取设定不同功率等级的球管分别的单次曝光时间限制；判断每个当前所使用球管的单次曝光时间是否超过该球管所处所述功率等级相对应的所述单次曝光时间限制；若有一个以上超过，则中止所述准备过程；若否，则判断当前热熔是否超过预设热熔限制；若是，则中止所述准备过程；若否，则判断当前所使用球管的平均功率是否超过预设平均功率限制，若是，则中止所述准备过程；若否，则开始所述扫描过程。
优选的，所述获取不同功率等级的球管分别的单次曝光时间限制；判断每个当前所使用球管的单次曝光时间是否超过该球管所处所述功率等级相对应的所述单次曝光时间限制；若有一个以上超过，则中止所述准备过程包括：若否，则重新设定不同所述功率等级相对应的所述单次曝光时间限制，并重新进行上述判断。
优选的，每个所述功率等级的范围跨度大于等于2kw、且小于等于10kw。
优选的，40kw-50kw所对应的单次曝光时间限制为小于等于10s；30kw-40kw所对应的单次曝光时间限制为小于等于30s；20kw-30kw所对应的单次曝光时间限制为小于等于40s；10kw-20kw所对应的单次曝光时间限制为小于等于60s；小于5kw的功率所对应的单次曝光时间限制为小于等于100s。
优选的，所述预设热熔限制包括第一热熔限制和第二热熔限制，所述第二热熔限制高于所述第一热熔限制；所述判断当前热熔是否超过预设热熔限制；若是，则中止所述准备过程，若否，则判断当前所使用球管的平均功率是否超过预设平均功率限制包括：判断当前所使用的一组球管的热熔是否超过所述第一热熔限制，若是，则中止所述准备过程；若否，则判断所有当前所使用的球管的热熔是否超过所述第二热熔限制，若是，则中止所述准备过程；若否，则判断当前所使用球管的平均功率是否超过预设平均功率限制。
优选的，所述预设平均功率限制包括第一平均功率限制和第二平均功率限制，所述第二平均功率限制高于所述第一平均功率限制；所述判断当前所使用球管的平均功率是否超过预设平均功率限制包括：判断当前所使用的一组球管的平均功率是否超过第二平均功率限制；若是，则中止所述准备过程；若否，则判断所有当前所使用的球管的平均功率是否超过第一平均功率限制；若是，则进行所述扫描过程后等待第一预设时长后再进行下一组球管扫描；若否，则进行所述扫描过程后直接进行下一组球管扫描。
优选的，所述若是，则中止所述准备过程包括：若是，则等待第二预设时长后重新开始所述判断当前热熔是否超过预设热熔限制。
优选的，所述第一平均功率限制中，一分钟内的平均功率限制为20kw；两分钟内的平均功率限制为15kw；所述第二平均功率限制中，一分钟内的平均功率限制为15kw；两分钟内的平均功率限制为12kw。
本发明还提供了一种CT机的球管保护系统，包括控制模块，所述控制模块与所述CT机电连接；所述CT机在开始扫描过程前，包括准备过程，所述准备过程包括如下步骤：所述控制模块获取设定的不同功率等级的球管分别的单次曝光时间限制；所述控制模块判断每个当前所使用球管的单次曝光时间是否超过该球管所处所述功率等级相对应的所述单次曝光时间限制；若有一个以上超过，则中止所述准备过程；若否，则所述控制模块判断当前热熔是否超过预设热熔限制；若是，则中止所述准备过程；若否，则所述控制模块判断当前所使用球管的平均功率是否超过预设平均功率限制，若是，则中止所述准备过程；若否，则开始所述扫描过程。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的球管保护方法的步骤。
采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.从单次曝光时间限制和长时平均功率限制这两个角度来约束球管的使用，使球管的热量聚散稳定在合理范围之内，以提高球管的寿命和保证球管的性能；
2.本发明可配置多个限制档位，对于不同的球管只需更改参数而不需改变控制逻辑。还可进行多档位的单次曝光时间限制和多档位的平均功率限制。
附图说明
图1为本发明提供的CT机的球管保护方法的一种优选实施例的流程图；
图2为本发明提供的CT机的球管保护方法的一种优选的单次曝光时间限制的档位图；
图3为本发明提供的CT机的球管保护方法的一种优选的平均功率限制的第一等级的档位图；
图4为本发明提供的CT机的球管保护方法的一种优选的平均功率限制的第二等级的档位图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。
参见附图1，一种CT机的球管保护方法，CT机在开始扫描过程前，进行扫描准备过程，该准备过程具体包括如下步骤：
获取设定不同功率等级的球管分别的单次曝光时间限制；
判断每个当前所使用球管的单次曝光时间是否超过该球管所处功率等级相对应的单次曝光时间限制；
若有一个以上的球管的单次曝光时间超过该球管所处功率等级相对应的单次曝光时间限制，则中止准备过程；
若所使用球管的单次曝光时间都没有超过该球管所处功率等级相对应的单次曝光时间限制，则判断当前热熔是否超过预设热熔限制；
若当前热熔超过了预设热熔限制，则中止准备过程；
若当前热熔没有超过预设热熔限制，则判断当前所使用球管的平均功率是否超过预设平均功率限制；
若已超过，则中止准备过程；
若未超过，则说明所使用球管都符合要求，即正式开始扫描过程。
在一种优选实施例中，若当前所使用球管中有一个以上超过该球管所处功率等级相对应的单次曝光时间限制，则中止准备过程，而重新设定参数，即设定不同功率等级相对应的单次曝光时间限制，再进行上述单次曝光时间限制的判断。
而若当前所使用球管的平均功率超过预设平均功率限制，则中止准备过程，并且等待一预设时长后重新开始判断当前热熔是否超过预设热熔限制。
较佳的，上述的所设定的每个功率等级的范围跨度大于等于2kw、且小于等于10kw。
进一步的，40kw-50kw所对应的单次曝光时间限制为小于等于10s；30kw-40kw所对应的单次曝光时间限制为小于等于30s；20kw-30kw所对应的单次曝光时间限制为小于等于40s；10kw-20kw所对应的单次曝光时间限制为小于等于60s；小于5kw的功率所对应的单次曝光时间限制为小于等于100s。
由于单次超负荷曝光会导致球管热量短时间急剧上升，热量聚集在阳极靶/轴承连接处导致这些地方温度同样飙升，严重影响球管使用寿命，甚至会直接导致球管损坏。本发明设置的单次曝光时间的限制可将各个功率等级的球管的单次曝光时间(特别是大功率球管)约束在合理范围之内。
在图1中，study代表同一项研究，该研究可以理解为一个扫描过程，而一项研究里包括若干系列(series)，可以理解为一个扫描过程包括若干组扫描子过程。
参见附图2，本发明提供了一种单次曝光时间限制的档位图，图中示出了不同球管的曝光功率等级所对应的单次曝光时间限制。
该档位参数为预设参数，当不符合实际需求可随时进行更改，如上述的若当前所使用球管中有一个以上超过该球管所处功率等级相对应的单次曝光时间限制，则中止准备过程，则重新设定参数。
较佳的，预设热熔限制包括第一热熔限制和第二热熔限制，其中第二热熔限制高于第一热熔限制。
判断当前热熔是否超过预设热熔限制具体包括：
判断当前所使用的一组球管的热熔是否超过第一热熔限制；
若是，则中止准备过程，并且等待一预设时长后重新开始判断当前热熔是否超过预设热熔限制；
若否，则判断所有当前所使用的球管的热熔是否超过第二热熔限制；
若是，则中止准备过程，并且等待一预设时长后重新开始判断当前热熔是否超过预设热熔限制；
若否，则说明热熔都符合要求，则继续判断当前所使用球管的平均功率是否超过预设平均功率限制。
较佳的，本发明提供了预设平均功率限制两种等级，第一平均功率限制和第二平均功率限制，第二平均功率限制高于第一平均功率限制。判断当前所使用球管的平均功率是否超过预设平均功率限制具体包括：
判断当前所使用的一组球管的平均功率是否超过第二平均功率限制；
若是，则中止准备过程，并且等待一预设时长后重新开始判断当前热熔是否超过预设热熔限制；
若否，则判断所有当前所使用的球管的平均功率是否超过第一平均功率限制；
若是，则进行扫描过程后等待另一预设时长后再进行下一组球管扫描；
若否，则进行扫描过程后直接进行下一组球管扫描。
参见附图3，本发明提供的一种平均功率限制的第一等级的档位图，图中示出了第一平均功率限制中，一分钟内的平均功率限制为20kw；两分钟内的平均功率限制为15kw。
参见附图4，本发明提供的一种平均功率限制的第二等级的档位图，图中示出了第二平均功率限制中，一分钟内的平均功率限制为15kw；两分钟内的平均功率限制为12kw。
即使单次曝光符合条件，若短时间多次重复曝光，仍然会造成热量聚集和管内部分位置温度飙升，(例如常用的repeat协议，在60s内以45KW 8s的条件连续曝光5次)。本发明设置的平均功率限制可以对单次曝光时间限制进行补充。以在任何单次曝光协议中的对短时间多次运行的情况进行监测，使其满足多次重复曝光的要求。
需要说明的是，除了短时间多次重复曝光的监测中，可以如上述监测平均功率，也可以监测功率时间积分值。
本发明还提供了一种CT机的球管保护系统，包括控制模块，控制模块与CT机电连接。CT机在开始扫描过程前，进行准备过程，准备过程包括如下步骤：
控制模块获取设定的不同功率等级的球管分别的单次曝光时间限制；
控制模块判断每个当前所使用球管的单次曝光时间是否超过该球管所处功率等级相对应的单次曝光时间限制；
若有一个以上的球管的单次曝光时间超过该球管所处功率等级相对应的单次曝光时间限制，则中止准备过程，重新设定参数，即设定不同功率等级相对应的单次曝光时间限制，再进行上述单次曝光时间限制的判断；
若若所使用球管的单次曝光时间都没有超过该球管所处功率等级相对应的单次曝光时间限制，则控制模块判断当前热熔是否超过预设热熔限制；
若当前热熔超过了预设热熔限制，则中止准备过程，并且等待一预设时长后重新开始判断当前热熔是否超过预设热熔限制；
若当前热熔没有超过预设热熔限制，则控制模块判断当前所使用球管的平均功率是否超过预设平均功率限制；
若已超过，则中止准备过程，并且等待一预设时长后重新开始判断当前热熔是否超过预设热熔限制；
若未超过，说明所使用球管都符合要求，即正式则开始扫描过程。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现的球管保护方法的步骤。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡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修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种CT机的球管保护方法，其特征在于，所述CT机在开始扫描过程前，包括准备过程，所述准备过程包括如下步骤：
获取设定不同功率等级的球管分别的单次曝光时间限制；
判断每个当前所使用球管的单次曝光时间是否超过该球管所处所述功率等级相对应的所述单次曝光时间限制；若有一个以上超过，则中止所述准备过程；
若否，则判断当前热熔是否超过预设热熔限制；若是，则中止所述准备过程；
若否，则判断当前所使用球管的平均功率是否超过预设平均功率限制，若是，则中止所述准备过程；
若否，则开始所述扫描过程。
2.根据权利要求1所述的球管保护方法，其特征在于，所述获取不同功率等级的球管分别的单次曝光时间限制；判断每个当前所使用球管的单次曝光时间是否超过该球管所处所述功率等级相对应的所述单次曝光时间限制；若有一个以上超过，则中止所述准备过程包括：
若否，则重新设定不同所述功率等级相对应的所述单次曝光时间限制，并重新进行上述判断。
3.根据权利要求2所述的球管保护方法，其特征在于，每个所述功率等级的范围跨度大于等于2kw、且小于等于10kw。
4.根据权利要求3所述的球管保护方法，其特征在于，40kw-50kw所对应的单次曝光时间限制为小于等于10s；
30kw-40kw所对应的单次曝光时间限制为小于等于30s；
20kw-30kw所对应的单次曝光时间限制为小于等于40s；
10kw-20kw所对应的单次曝光时间限制为小于等于60s；
小于5kw的功率所对应的单次曝光时间限制为小于等于100s。
5.根据权利要求1所述的球管保护方法，其特征在于，所述预设热熔限制包括第一热熔限制和第二热熔限制，所述第二热熔限制高于所述第一热熔限制；
所述判断当前热熔是否超过预设热熔限制；若是，则中止所述准备过程，若否，则判断当前所使用球管的平均功率是否超过预设平均功率限制包括：
判断当前所使用的一组球管的热熔是否超过所述第一热熔限制，若是，则中止所述准备过程；
若否，则判断所有当前所使用的球管的热熔是否超过所述第二热熔限制，若是，则中止所述准备过程；若否，则判断当前所使用球管的平均功率是否超过预设平均功率限制。
6.根据权利要求5所述的球管保护方法，其特征在于，所述预设平均功率限制包括第一平均功率限制和第二平均功率限制，所述第二平均功率限制高于所述第一平均功率限制；
所述判断当前所使用球管的平均功率是否超过预设平均功率限制包括：
判断当前所使用的一组球管的平均功率是否超过第二平均功率限制；若是，则中止所述准备过程；
若否，则判断所有当前所使用的球管的平均功率是否超过第一平均功率限制；
若是，则进行所述扫描过程后等待第一预设时长后再进行下一组球管扫描；若否，则进行所述扫描过程后直接进行下一组球管扫描。
7.根据权利要求6所述的球管保护方法，其特征在于，所述若是，则中止所述准备过程包括：
若是，则等待第二预设时长后重新开始所述判断当前热熔是否超过预设热熔限制。
8.根据权利要求1或7所述的球管保护方法，其特征在于，所述第一平均功率限制中，一分钟内的平均功率限制为20kw；两分钟内的平均功率限制为15kw；
所述第二平均功率限制中，一分钟内的平均功率限制为15kw；两分钟内的平均功率限制为12kw。
9.一种CT机的球管保护系统，其特征在于，包括控制模块，所述控制模块与所述CT机电连接；
所述CT机在开始扫描过程前，包括准备过程，所述准备过程包括如下步骤：
所述控制模块获取设定的不同功率等级的球管分别的单次曝光时间限制；
所述控制模块判断每个当前所使用球管的单次曝光时间是否超过该球管所处所述功率等级相对应的所述单次曝光时间限制；若有一个以上超过，则中止所述准备过程；
若否，则所述控制模块判断当前热熔是否超过预设热熔限制；若是，则中止所述准备过程；
若否，则所述控制模块判断当前所使用球管的平均功率是否超过预设平均功率限制，若是，则中止所述准备过程；
若否，则开始所述扫描过程。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8中任一所述的球管保护方法的步骤。
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