CN116098645A - 基于ct扫描床负载变化自适应降低冲击振动的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于CT扫描床负载变化自适应降低冲击振动的方法及系统，包括如下过程：实时检测扫描床体的负载变化数据；负载变化数据实时发送至控制器；对接收到的负载变化数据经数据分析，从控制参数存储器中调用匹配相应负载变化数据的最优运动控制参数；基于最优运动控制参数带动扫描床体完成水平驱动。解决了现有扫描床的水平运动控制参数为默认固定设置，而导致其无法适配负载大小变化而产生振动，影响成像质量的技术问题。

Description

基于CT扫描床负载变化自适应降低冲击振动的方法及系统

技术领域

本发明涉及CT扫描系统技术领域，具体而言，涉及一种基于CT扫描床负载变化自适应降低冲击振动的方法及系统。

背景技术

目前，CT扫描系统（如图1所示）主要由扫描机架和扫描床两部分组成，其中，扫描机架用于发射和接受射线，扫描床用于通过Y向升降和Z向平移运动将患者送入扫描机架的扫描孔中，实现CT系统的扫描成像过程。

现有技术中，扫描床的Z向水平运动控制参数均为默认设置，不会根据扫描床的负载大小发生变化。当负载出现较大区间变化时，由于运动控制参数的固定设置，使得扫描床在停至设定位置进行轴向扫描会产生Z向和Y向振动（如图2所示），此振动会导致CT图像质量下降，进而影响了诊断效率和结果。

发明内容

为此，本发明提供了一种基于CT扫描床负载变化自适应降低冲击振动的方法及系统，以解决现有技术中扫描床的Z向水平运动控制参数为默认固定设置，而导致其无法适配负载大小变化而产生振动，影响成像质量的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于CT扫描床负载变化自适应降低冲击振动的方法，包括如下过程：

实时检测扫描床体的负载变化数据；

负载变化数据实时发送至控制器；

对接收到的负载变化数据经数据分析，从控制参数存储器中调用匹配相应负载变化数据的最优运动控制参数；

基于最优运动控制参数带动扫描床体完成水平驱动。

在上述技术方案的基础上，对本发明做如下进一步说明：

作为本发明的进一步方案，所述实时检测扫描床体的负载变化数据，具体包括：

通过传感器形成负载检测模块实时检测扫描床体的负载变化数据。

作为本发明的进一步方案，所述负载变化数据实时发送至控制器，具体包括：

传感器检测到的负载变化数据经数据采集模块实时发送至控制器。

作为本发明的进一步方案，所述对接收到的负载变化数据经数据分析，从控制参数存储器调用匹配相应负载变化数据的最优运动控制参数，具体包括：

执行判断数据区间单元的内置程序判断当前负载所处的区间范围，根据判断确定的区间范围执行调用控制参数单元从控制参数存储器中调用对应适配的最优运动控制参数。

作为本发明的进一步方案，所述对接收到的负载变化数据经数据分析，从控制参数存储器中调用匹配相应负载变化数据的最优运动控制参数，还包括：

当负载变化数据自数据采集模块传递给控制器后，借助控制器中的滤波器的选频特性滤除干扰噪声。

作为本发明的进一步方案，所述基于最优运动控制参数带动扫描床体完成水平驱动，具体包括：

控制器将最优运动控制参数进一步下发配置到驱动器，由驱动器基于最优运动控制参数驱动位于水平床架的水平运动执行结构带动床板完成水平运动，进而完成扫描动作。

一种基于CT扫描床负载变化自适应降低冲击振动的系统，用于执行所述的基于CT扫描床负载变化自适应降低冲击振动的方法，所述系统包括：

传感器、数据采集模块、控制器、控制参数存储器、驱动器和水平运动执行机构。

所述传感器为压力传感器，所述压力传感器形成负载检测模块；且所述压力传感器的输出端与所述数据采集模块的输入端之间通过电路相连，所述数据采集模块的输出端与所述控制器的控制输入端之间通过电路相连；所述控制器与所述控制参数存储器之间通过电路相连，且所述控制器的控制输出端经所述驱动器与所述水平运动执行机构之间通过电路相连；所述水平运动执行机构传动装配于所述扫描床体。

作为本发明的进一步方案，所述扫描床体包括床板、水平床架、剪叉升降架、升降驱动机构和底板。

所述床板水平滑动装配于所述水平床架的顶端面。

所述剪叉升降架的顶部两端包括顶转接端和顶滑动端，所述顶转接端转接装配于所述水平床架的底端面，所述顶滑动端滑动装配于所述水平床架的底端面，且所述剪叉升降架的底部两端包括底转接端和底滑动端，所述底转接端转接装配于所述底板的顶端面，所述底滑动端滑动装配于所述底板的顶端面。

所述升降驱动机构的两个工作端分别一一对应与所述底板的顶端面和所述剪叉升降架的一侧力臂之间转接相连。

所述传感器为装配于所述床板和/或所述剪叉升降架和/或所述底板的压力传感器形成的负载检测模块。

所述水平运动执行机构传动装配设于所述水平床架与所述床板之间，且所述水平运动执行机构为滚珠丝杠传动平台。

作为本发明的进一步方案，所述控制器包括判断数据区间单元、调用控制参数单元和数据发送端口。

所述数据采集模块的输出端与所述判断数据区间单元的输入端之间通过电路相连，所述判断数据区间单元的输出端与所述调用控制参数单元的输入端之间通过电路相连，所述调用控制参数单元与所述控制参数存储器之间通过电路相连；所述调用控制参数单元的输出端经所述数据发送端口与所述驱动器之间通过电路相连。

作为本发明的进一步方案，所述控制器包括滤波器；

所述滤波器的输入端与所述数据采集模块的输出端之间通过电路相连，且所述滤波器的输出端与所述判断数据区间单元的输入端之间通过电路相连。

本发明具有如下有益效果：

该方法及系统通过在扫描床体增加负载检测模块，同时在扫描床体控制系统中增加多组运动控制参数，有效实现当检测到扫描床体的负载发生变化时，水平运动控制系统可根据负载大小自动调取并配置最优的运动控制参数，以此显著提升系统在不同负载状态下的运行稳定性，减少扫描床体冲击振动，进而提升了图像扫描质量，有效增强了功能实用性及灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对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，本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为现有技术中提供的CT扫描系统的整体架构示意图。

图2为现有技术中提供的CT扫描系统中扫描床体的振动状态示意图。

图3为本发明实施例提供的基于自适应负载降低CT扫描床冲击振动系统中扫描床体的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的基于自适应负载降低CT扫描床冲击振动方法的整体流程示意图。

图5为本发明实施例提供的基于自适应负载降低CT扫描床冲击振动方法的控制原理示意图。

图6为本发明实施例提供的基于自适应负载降低CT扫描床冲击振动方法及系统的应用效果曲线变化示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

床板101、水平床架102、剪叉升降架103、升降驱动机构104、底板105；

传感器201、数据采集模块202、控制器203、控制参数存储器204、驱动器205、水平运动执行机构206；

滤波器301、判断数据区间单元302、调用控制参数单元303、数据发送端口304；

调整前振幅时间变化曲线x；调整后振幅时间变化曲线y。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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。

本说明书所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图3至图6所示，本发明实施例提供了一种基于CT扫描床负载变化自适应降低冲击振动的方法及系统，用以通过在扫描床体增加负载检测模块，同时在扫描床体控制系统中增加多组运动控制参数，有效实现当检测到扫描床体的负载发生变化时，水平运动控制系统可根据负载大小自动调取并配置最优的运动控制参数，以此显著提升系统在不同负载状态下的运行稳定性，减少扫描床体冲击振动，进而提升了图像扫描质量，增强了功能实用性。具体设置如下：

请参考图3，所述扫描床体包括床板101、水平床架102、剪叉升降架103、升降驱动机构104和底板105；其中，所述床板101水平滑动装配于所述水平床架102的顶端面；所述剪叉升降架103的顶部两端包括顶转接端和顶滑动端，所述顶转接端转接装配于所述水平床架102的底端面，所述顶滑动端滑动装配于所述水平床架102的底端面，且所述剪叉升降架103的底部两端包括底转接端和底滑动端，所述底转接端转接装配于所述底板105的顶端面，所述底滑动端滑动装配于所述底板105的顶端面；所述升降驱动机构104的两个工作端分别一一对应与所述底板105的顶端面和所述剪叉升降架103的一侧力臂之间转接相连；用以通过上述结构有效完成既定的扫描床体升降及平移功能。

请参考图3至图4，所述基于CT扫描床负载变化自适应降低冲击振动的系统，包括传感器201、数据采集模块202、控制器203、控制参数存储器204、驱动器205和水平运动执行机构206；其中，所述传感器201可采用但不限于装配于所述床板101和/或所述剪叉升降架103和/或所述底板105的压力传感器形成负载检测模块，用以通过传感器201实时检测扫描床体的负载变化情况；且所述传感器201的输出端与所述数据采集模块202的输入端之间通过电路相连，所述数据采集模块202的输出端与所述控制器203的控制输入端之间通过电路相连，用以实现将传感器201检测到的负载变化数据经数据采集模块202实时发送至控制器203；所述控制器203与所述控制参数存储器204之间通过电路相连，且所述控制器203的控制输出端经所述驱动器205与所述水平运动执行机构206之间通过电路相连，所述水平运动执行机构206传动装配设于所述水平床架102与所述床板101之间，且所述水平运动执行机构206可采用但不限于滚珠丝杠传动平台；用以通过控制器203对接收到的负载变化数据经数据分析后，从控制参数存储器204中调用匹配相应负载变化数据的运动控制参数，包括但不限于平移速度参数、加速度参数，并利用控制器203将上述参数进一步下发到驱动器205，由驱动器205驱动位于水平床架102的水平运动执行结构206带动床板101进行Z向水平运动，进而完成扫描动作。

具体的是，请参考图5，所述控制器203包括滤波器301、判断数据区间单元302、调用控制参数单元303和数据发送端口304；其中，所述滤波器301的输入端与所述数据采集模块202的输出端之间通过电路相连，用以当负载变化数据自数据采集模块202传递给控制器203后，借助滤波器301的选频特性有效滤除干扰噪声；所述滤波器301的输出端与所述判断数据区间单元302的输入端之间通过电路相连，所述判断数据区间单元302的输出端与所述调用控制参数单元303的输入端之间通过电路相连，所述调用控制参数单元303与所述控制参数存储器204之间通过电路相连，用以在采集分析负载变化数据之后，执行判断数据区间单元302的内置程序判断当前负载所处的区间范围，并根据判断确定的区间范围执行调用控制参数单元303从控制参数存储器204中调用对应适配的最优运动控制参数；所述调用控制参数单元303的输出端经所述数据发送端口304与所述驱动器205之间通过电路相连，用以基于调用的最优运动控制参数配置于驱动器205，并以此显著提升系统在不同负载状态下的运行稳定性，减少扫描床体冲击振动，进而有助于提升图像扫描质量。

所述基于CT扫描床负载变化自适应降低冲击振动的方法，包括如下步骤：

S1：实时检测扫描床体的负载变化数据；

具体为：通过传感器201形成负载检测模块实时检测扫描床体的负载变化数据；

S2：负载变化数据实时发送至控制器203；

具体为：传感器201检测到的负载变化数据经数据采集模块202实时发送至控制器203；

S3：对接收到的负载变化数据经数据分析，从控制参数存储器204中调用匹配相应负载变化数据的最优运动控制参数；

具体为：当负载变化数据自数据采集模块202传递给控制器203后，借助控制器203中的滤波器301的选频特性滤除干扰噪声，而后执行判断数据区间单元302的内置程序判断当前负载所处的区间范围，根据判断确定的区间范围执行调用控制参数单元303从控制参数存储器204中调用对应适配的最优运动控制参数，运动控制参数包括但不限于平移速度参数、加速度参数；

S4：基于最优运动控制参数带动扫描床体完成水平驱动；

具体为：控制器203将最优运动控制参数进一步下发配置到驱动器205，由驱动器205基于最优运动控制参数驱动位于水平床架102的水平运动执行结构206带动床板101完成Z向水平运动，进而完成扫描动作。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于CT扫描床负载变化自适应降低冲击振动的方法，其特征在于，包括如下过程：

实时检测扫描床体的负载变化数据；

负载变化数据实时发送至控制器（203）；

对接收到的负载变化数据经数据分析，从控制参数存储器（204）中调用匹配相应负载变化数据的最优运动控制参数；

基于最优运动控制参数带动扫描床体完成水平驱动。

2.根据权利要求1所述的基于CT扫描床负载变化自适应降低冲击振动的方法，其特征在于，

所述实时检测扫描床体的负载变化数据，具体包括：

通过传感器（201）形成负载检测模块实时检测扫描床体的负载变化数据。

3.根据权利要求2所述的基于CT扫描床负载变化自适应降低冲击振动的方法，其特征在于，

所述负载变化数据实时发送至控制器（203），具体包括：

传感器（201）检测到的负载变化数据经数据采集模块（202）实时发送至控制器（203）。

4.根据权利要求3所述的基于CT扫描床负载变化自适应降低冲击振动的方法，其特征在于，

所述对接收到的负载变化数据经数据分析，从控制参数存储器（204）中调用匹配相应负载变化数据的最优运动控制参数，具体包括：

执行判断数据区间单元（302）的内置程序判断当前负载所处的区间范围，根据判断确定的区间范围执行调用控制参数单元（303）从控制参数存储器（204)中调用对应适配的最优运动控制参数。

5.根据权利要求4所述的基于CT扫描床负载变化自适应降低冲击振动的方法，其特征在于，

所述对接收到的负载变化数据经数据分析，从控制参数存储器（204）中调用匹配相应负载变化数据的最优运动控制参数，还包括：

当负载变化数据自数据采集模块（202）传递给控制器（203）后，借助控制器（203）中的滤波器（301）的选频特性滤除干扰噪声。

6.根据权利要求5所述的基于CT扫描床负载变化自适应降低冲击振动的方法，其特征在于，

所述基于最优运动控制参数带动扫描床体完成水平驱动，具体包括：

控制器（203）将最优运动控制参数进一步下发配置到驱动器（205），由驱动器（205）基于最优运动控制参数驱动位于水平床架（102）的水平运动执行结构（206）带动床板（101）完成水平运动，进而完成扫描动作。

7.一种基于CT扫描床负载变化自适应降低冲击振动的系统，其特征在于，用于执行如权利要求1-6任一项所述的基于CT扫描床负载变化自适应降低冲击振动的方法，所述系统包括：

传感器（201）、数据采集模块（202）、控制器（203）、控制参数存储器（204）、驱动器（205）和水平运动执行机构（206）；

所述传感器（201）为压力传感器（201），所述压力传感器（201）形成负载检测模块；且所述压力传感器（201）的输出端与所述数据采集模块（202）的输入端之间通过电路相连，所述数据采集模块（202）的输出端与所述控制器（203）的控制输入端之间通过电路相连；所述控制器（203）与所述控制参数存储器（204）之间通过电路相连，且所述控制器（203）的控制输出端经所述驱动器（205）与所述水平运动执行机构（206）之间通过电路相连；所述水平运动执行机构（206）传动装配于所述扫描床体。

8.根据权利要求7所述的基于CT扫描床负载变化自适应降低冲击振动的系统，其特征在于，

所述扫描床体包括床板（101）、水平床架（102）、剪叉升降架（103）、升降驱动机构（104）和底板（105）；

所述床板（101）水平滑动装配于所述水平床架（102）的顶端面；

所述剪叉升降架（103）的顶部两端包括顶转接端和顶滑动端，所述顶转接端转接装配于所述水平床架（102）的底端面，所述顶滑动端滑动装配于所述水平床架（102）的底端面，且所述剪叉升降架（103）的底部两端包括底转接端和底滑动端，所述底转接端转接装配于所述底板（105）的顶端面，所述底滑动端滑动装配于所述底板（105）的顶端面；

所述升降驱动机构（104）的两个工作端分别一一对应与所述底板（105）的顶端面和所述剪叉升降架（103）的一侧力臂之间转接相连；

所述传感器（201）为装配于所述床板（101）和/或所述剪叉升降架（103）和/或所述底板（105）的压力传感器（201）形成的负载检测模块；

所述水平运动执行机构（206）传动装配设于所述水平床架（102）与所述床板（101）之间，且所述水平运动执行机构（206）为滚珠丝杠传动平台。

9.根据权利要求7所述的基于CT扫描床负载变化自适应降低冲击振动的系统，其特征在于，

所述控制器（203）包括判断数据区间单元（302）、调用控制参数单元（303）和数据发送端口（304）；

所述数据采集模块（202）的输出端与所述判断数据区间单元（302）的输入端之间通过电路相连，所述判断数据区间单元（302）的输出端与所述调用控制参数单元（303）的输入端之间通过电路相连，所述调用控制参数单元（303）与所述控制参数存储器（204）之间通过电路相连；所述调用控制参数单元（303）的输出端经所述数据发送端口（304）与所述驱动器（205）之间通过电路相连。

10.根据权利要求9所述的基于CT扫描床负载变化自适应降低冲击振动的系统，其特征在于，

所述控制器（203）还包括滤波器（301）；

所述滤波器（301）的输入端与所述数据采集模块（202）的输出端之间通过电路相连，且所述滤波器（301）的输出端与所述判断数据区间单元（302）的输入端之间通过电路相连。

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