CN116211337A - X射线成像系统监测方法、故障诊断方法、装置和系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种X射线成像系统监测方法、故障诊断方法、装置和系统。所述方法包括：获取所述球管的振动加速度；根据所述振动加速度获取阳极靶面的转速频率；根据所述转速频率监测X射线成像系统当前的运行状态。本申请可以通过获取球管的振动加速度，并对其进行数据处理以进一步获取阳极靶面的转速频率；根据转速频率，监测X射线成像系统当前的运行状态。

Description

X射线成像系统监测方法、故障诊断方法、装置和系统
分案说明
本发明文件是来源于发明专利201810002614.1，申请日：2018.01.02，发明名称：《X射线成像系统故障诊断方法、装置、系统和存储介质》的分案。
技术领域
本申请涉及医疗设备故障诊断领域，特别是涉及一种X射线成像系统监测方法、故障诊断方法、装置和系统。
背景技术
随着社会的不断发展，人们对X射线成像系统比如电子计算机断层扫描(ComputedTomography，简称CT)设备的需求也在不断增加。这就使得X射线成像系统使用次数要不断增加，然而，这也就使得X射线成像系统会因为各种各样的原因发生故障。
一旦发生故障而不能及时发现，则很容易产生扫描图像的失真，严重的还可能造成系统瘫痪。
发明内容
基于此，有必要针对如何判断X射线成像系统是否故障的问题，提供一种X射线成像系统监测方法、故障诊断方法、装置和系统。
第一方面，本申请提供了一种X射线成像系统的监测方法，所述X射线成像系统包括用于发射X射线的球管和用于接收所述X射线的探测器，所述方法包括：
获取所述球管的振动加速度；
根据所述振动加速度获取阳极靶面的转速频率；
根据所述转速频率监测X射线成像系统当前的运行状态。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
根据所述转速频率确定所述阳极靶面的使用寿命。
在其中一个实施例中，所述根据所述转速频率确定所述阳极靶面的使用寿命，包括：
获取预存的频率-使用寿命信息，其中，所述频率-使用寿命信息关联于和所述转速频率相关的历史数据；
将所述转速频率和所述频率-使用寿命信息进行匹配，以预测所述阳极靶面的使用寿命。
在其中一个实施例中，所述振动加速度是通过设置于所述球管上的振动传感器获取的。
第二方面，本申请提供了一种X射线成像系统故障诊断方法，所述X射线成像系统包括用于发射X射线的球管和用于接收所述X射线的探测器，所述方法包括：
获取所述探测器所接收到的投影数据；
对所述投影数据进行处理以获取当前X射线的特征参数；
根据所述特征参数，确定所述X射线成像系统是否发生故障。
在其中一个实施例中，所述探测器包括多个探测器单元，所述投影数据包括每个探测器单元所接收的X射线的强度和每个探测器单元的位置信息；
所述对所述投影数据进行处理以获取当前X射线的特征参数，包括：
根据所述X射线的强度和所述位置信息，获取所述X射线在所述探测器上的强度分布数据。
在其中一个实施例中，所述球管包括球管灯丝和阳极靶面，所述球管灯丝发射电子束轰击所述阳极靶面产生焦点，并在所述焦点处产生X射线以被所述探测器接收；
所述对所述投影数据进行处理以获取当前X射线的特征参数，还包括：
根据所述强度分布数据，确定焦点的参数；其中，所述焦点的参数包括焦点尺寸、焦点位置、焦点振荡频率或焦点振荡幅度中的至少一项。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：根据所述焦点的参数确定所述阳极靶面的使用寿命。
第三方面，本申请还提供了一种X射线成像系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面和第二方面中任意一项所述方法的步骤。
第四方面，本申请还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，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第一方面和第二方面中任意一项所述方法的步骤。
上述X射线成像系统监测方法、故障诊断方法、装置和系统，至少具有以下优点：
本申请可以通过获取球管的振动加速度，并对其进行数据处理以进一步获取阳极靶面的转速频率；根据转速频率，监测X射线成像系统当前的运行状态。
附图说明
图1为一实施例中X射线成像系统的示意图；
图2为图1中X射线成像系统故障诊断装置的模块示意图；
图3为图1中X射线成像系统故障诊断装置的内部结构图；
图4为一实施例中X射线成像系统故障诊断方法的流程示意图；
图5为一实施例中强度分布的示意图；
图6为一实施例中获取焦点尺寸值的示意图；
图7为一实施例中获取焦点位置的示意图；
图8为一具体实施例中X射线成像系统的示意图；
图9为一具体实施例中X射线成像系统故障诊断方法的流程示意图；
图10为一实施例中监测X射线成像系统运行的方法的流程示意图；
图11为一实施例中根据焦点振荡频率监测X射线成像系统运行的方法的流程示意图；
图12为另一实施例中根据焦点振荡频率监测X射线成像系统运行的方法的流程示意图；
图13为一实施例中焦点位置变化周期-幅度的示意图；
图14为一实施例中根据振动加速度频率监测X射线成像系统运行的方法的流程示意图；
图15为一实施例中监测X射线成像系统运行的装置的结构示意图；
图16为一实施例中监测X射线成像系统运行的装置的模块结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为一实施例中X射线成像系统的示意图。如图1所述，本实施例提供一种X射线成像系统，可以包括球管10、探测器11和X射线成像系统故障诊断装置12。其中，球管10包括球管灯丝101和阳极靶面102，由球管灯丝101在外接高压下产生大量的电子并轰击至阳极靶面102上，从而在阳极靶面102上产生一个焦点，从该焦点处可以产生X射线，该X射线会在探测器11的表面上产生投影，并进一步由探测器11接收该X射线的具体数据(也即投影数据)。X射线成像系统故障诊断装置12可以与探测器11通信连接，用于接收由探测器11当前采集到的投影数据，并对该数据进行进一步处理以判断当前X射线成像系统是否产生了故障。
具体地，图2是图1中X射线成像系统故障诊断装置的模块示意图。如图2所示，X射线成像系统故障诊断装置12可以进一步包括数据获取模块121和数据处理模块122，由数据获取模块121对上述投影数据进行获取，并将获得的投影数据传输至数据处理模块122以进行数据处理。进一步地，数据处理模块122还可以包括计算单元1221、确定单元1222、参考值获取单元1223和判断单元1224。具体地，计算单元1221用于根据投影数据的强度和位置信息建立所述投影数据的强度分布状况，确定单元1222用于从上述强度分布中确定出一个或几个特征参数。参考值获取单元1223可以在确定单元确定了特征参数后，从X射线成像系统故障诊断装置所预置的数据库中获取对应的参考值，并由判断单元1224对特征参数和参考值进行比较，如果二者的差异较大时，则可以确定当前在X系统中发生了故障，并可以通过操作人员的经验分析确定产生故障的可能原因。
在一些实施例中，确定单元可以根据强度分布获取一个最大强度值，并由参考值获取单元获取对应的标准最大强度值。判断单元可以对该最大强度值和标准最大强度值进行差运算并获得一个差值，当该差值大于一个阈值时，则可以确定当前X射线成像系统发生了故障。进一步地，由于是获得的投影数据的强度产生了异常，故可以判断很可能是X射线成像系统的高压发生器(图中未示出)或者球管发生异常，从而导致的X射线能量过高。
图3是图1中X射线成像系统故障诊断装置的内部结构图。如图3所示，上述的X射线成像系统故障诊断装置可包括通过系统总线连接的诸如处理器、非易失性存储介质、内存储器、通信接口、显示装置和输入装置等。上述的处理器可用于提供计算及控制功能，以支撑整个操作控制台的运行。非易失性存储介质中可存储诸如Unix或Windows等类型的操作系统。上述的内存储器可为非易失性存储介质中的操作系统提供运行环境，该内存储器中可存储有计算机可读取指令，且该计算机可读取指令被上述处理器执行时，可使得处理器执行一种X射线成像系统故障诊断的方法。通信接口可用于与扫描机架及通信连接，如可向扫描机架发送控制指令、从上下载图像质量参数等。上述的显示装置可为液晶显示屏或电子墨水显示屏等；输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备上设置的诸如物理按键、轨迹球或触控面板等，亦可以是外接诸如实体键盘、虚拟键盘、触控板或鼠标等。本领域技术人员可以理解，图3中所示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成本申请方案所应用于其上的用户端设备的限定，具体地用户端设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
图4是一实施例中X射线成像系统故障诊断方法的流程示意图。基于上述实施例中的X射线成像系统故障诊断装置，本实施例进一步提供一种X射线成像系统故障诊断方法，如图4所示，该方法可以包括以下步骤：
步骤S1：获取探测器所接收到的投影数据。
在球管发出了X射线，并投射在探测器上后，探测器可以采集到一系列的。可以获取这些，以进行后续判断X射线成像系统是否故障的操作。
步骤S2:对投影数据进行处理以获取当前X射线的特征参数。
在获取到投影数据后，可以进一步对该数据进行数据处理，藉以获得这些数据的特征参数。
具体地，图5是一实施例中强度分布的示意图，如图5所示，在同一时刻中，探测器所接收的投影数据是固定的，即对于探测器上的每一点都对应有一个投影数据。其中，由于X射线在探测器上的投射位置不同，其强度也可能不同。故对于探测器所接收的每一投影数据，都对应有一个其在探测器上的位置信息以及该位置处的X射线强度。可以根据该X射线强度和位置信息确定出X射线在探测器上的分布情况，也即投影数据的强度分布。
进一步地，在获取到该强度分布后，可以根据该强度分布按照经验获取该强度分布的特征参数以表征当前X射线的特性。
步骤S3：获取X射线成像系统中预存的与特征参数对应的参考值。
具体地，在用特征参数对当前X射线的状况进行数字化表征后，可以再次获取在X射线成像系统中预存的与该特征参数相对应的参考值。该参考值来源于以往X射线成像系统在运行正常时所采集的能够表征X射线当前特征的经验数据。
步骤S4：将特征参数与参考值进行比较，并根据比较结果确定X射线成像系统是否发生故障。
具体地，由于参考值是以往X射线成像系统在正常运作时的用于表征X射线的经验数据，而特征参数是当前获得的用于表征X射线的数据，故可以将特征参数与参考值进行比较，如果二者的差异过大，则可以确认当前X射线成像系统没有处于正常工作的状态，即此时X射线成像系统发生了故障。
上述X射线成像系统故障诊断方法可以通过获取探测器数据，并对其进行数据处理以进一步确定探测器数据的特征参数，并可以获取与特征参数相对应的参考值，通过比较特征参数与参考值之间有无明显差异，以确定当前X射线成像系统是否发生故障。
为了使本领域的技术人员能够更为清楚地了解本发明，基于上述实施例中提供的X射线成像系统故障诊断方法，以下对上述方法进行进一步阐述。
示例性地，请继续参阅图5，由于X射线的强度取决于球管发射的X射线数量以及当前X射线成像系统中所加载的高压和管电流情况，故可以通过获取X射线的强度情况以判断当前X系统是否发生故障。在一些实施例中，可以通过按照一定顺序(比如按照行或者按照列的顺序)逐一比较各个位置处的强度值，并确定出一个最大的强度值。在本实施例中，最大强度值为6μSv。之后，可以获取对应的标准最大强度值。比如，经过大量实验可以发现，在X系统正常工作时，采集到的X射线的强度的最大值总是介于4μSv和5μSv之间，故可以确定一个标准最大强度值为4.5μSv，若实际强度值与该标准强度值的差值超出-0.5μSv～+0.5μSv的范围，则可以确定当前X射线成像系统产生的X射线能量过高，即X射线成像系统发生了故障。在本实施例中，由于获取的实际的最大强度值为6μSv，其与标准最大强度值4.5μSv之间的差值为6μSv-4.5μSv＝1.5μSv，超出了容许的范围，因此，可以确定当前X系统发生了故障。进一步地，可以确定出可能是供电异常比如加载的电压过高；或者可能是球管产生异常导致单位面积内的X射线束增多，引起探测器采集到的投影数据的强度增加。
需要说明的是，在其他实施例中，上述特征参数还可以是X射线的最小强度值或者是平均强度值，此时，可以获取相应的X射线的标准最小强度值或标准平均强度值以进行后续的比较并确定当前X射线成像系统是否发生故障，具体的比较过程与上述实施例中的相类似，在此不做赘述。
在其他实施例中，还可以根据强度分布确定出焦点的尺寸值，通过比较实际获得的焦点尺寸值与标准焦点尺寸值，确定出当前X系统是否发生故障。
具体地，由于焦点是由电子束轰击阳极靶面时产生的，故球管灯丝发生故障导致电子束减少，或者是在阳极靶面出现损坏使得电子逃逸而不是被捕获，都有可能造成焦点的尺寸减小。图6为一实施例中获取焦点尺寸值的示意图，如图6所示，在本实施例中，可以取强度大于3μSv的区域(即图中方框所框住的区域)的面积大小作为焦点尺寸值。在本实施例中，实际获得的焦点尺寸值被确定为4mm2(即2mm×2mm＝4mm2)。为了便于说明本发明实施例，不妨假设在正常情况下的焦点尺寸值介于4.4mm2与4.8mm2之间，即可以一个标准焦点尺寸值为4.6mm2，并且可以确定一个阈值为-0.2mm2～+0.2mm2。然而，在本实施例中，实际获得的焦点尺寸值为4mm2，标准焦点尺寸为4.6mm2，二者的差值为4mm2-4.6mm2＝-0.6mm2，超出了上述阈值。故可以确定当前X射线成像系统发生了故障，且可以判断出故障位置可能为球管的球管灯丝或者阳极靶面。
在一些实施例中，上述特征参数也可以是焦点的位置，此时可以通过获取标准焦点位置，将实际的焦点位置与标准焦点位置进行比较，若实际焦点位置与标准焦点位置的偏移量超出某个既定范围，则可以确定X射线成像系统发生故障。
具体地，图7为一实施例中获取焦点位置的示意图，如图7所示，可以确定最大强度(即图中所示的5μSv)所在的位置为当前X射线成像系统中焦点所在的位置，坐标为(2,2)。为了便于阐述本发明实施例，不妨假设标准焦点位置被设置在(3,1)处，且容许焦点位置的偏移量为1mm，换句话说，如图中所示的圆以内的点都可以被视为正常情况下焦点所处的位置，即该偏移量的阈值为0mm～1mm。然而，在本实施例中，实际的焦点位置与标准焦点位置之间的偏移量为
Figure BDA0004103158420000071
超出了上述阈值。故可以确定X射线成像系统发生了故障。进一步地，由于焦点是由球管灯丝发出的电子束轰击阳极靶面产生，故可以确定可能是由于球管灯丝部分短路导致电子束分布不均，或者阳极靶面发生偏移，致使焦点位置发生移动。
图8为一具体实施例中X射线成像系统的示意图，如图8所示，本实施例提供一种具体的X射线成像系统，可以包括电源60、控制台61、高压发生器62、探测器63、准直器64和球管65。其中，电源60与控制台61电连接用于向控制台61供电，控制台61可以与探测器63通信连接并且与高压发生器62连接，高压发生器62与球管65可以通过高压电缆进行电连接，准直器64设置在球管65与探测器63之间。进一步地，球管65还可以包括相对设置的球管灯丝651和阳极靶面652。
基于上述X射线成像系统，本实施例提供一种具体的X射线成像系统故障诊断方法。图9是一具体实施例中X射线成像系统故障诊断方法的流程示意图，如图9所示，该方法可以包括：
步骤S70：设置扫描参数。
具体地，在扫描开始前，需要先设置扫描参数，比如扫描电压和扫描电流，以及扫描的时间。在本实施例中，为了获得可观的X射线，可以设置扫描电压为1.2kV，扫描电流可以设置为80mA，扫描时间可以设置为4.5s，即球管在发出X射线4.5s后停止工作。
步骤S71：设置准直位置。
具体地，可以调整准直器64的位置，使得球管65发射的X射线经过准直器64准直后能够全部被探测器63接收。
步骤S72：扫描并采集数据。
具体地，可以通过控制台61控制高压发生器62输出一个高压，该高压可以触发球管灯丝641发出大量电子以形成电子束，电子束可以轰击在阳极靶面652上形成一个焦点，在该焦点处可以产生大量X射线，并经由准直器64准直后投射在探测器63的表面。探测器63能够采集X射线所形成的投影的数据作为投影数据，并将这些投影数据传输给控制台61，由控制台61对该投影数据进行进一步数据处理。
步骤S73：分析采集数据。
具体地，控制台61可以获取投影数据的强度和位置信息，并整理成强度分布，再根据该强度分布确定诸如最大强度值、焦点尺寸值、焦点位置等能够表征X射线的特征参数。
进一步地，控制台61可以获取对应的标准最大强度值、标准焦点尺寸值以及标准焦点位置等参考值，并分别将特征参数和对应的参考值进行比较，若二者的差异超过容许的范围，则确定X射线成像系统发生了故障。本实施例中投影数据的处理过程与上述实施例中的相类似，在此不做赘述。
步骤S74：结果分析。
具体地，在确定X射线成像系统发生了故障后，可以由操作人员凭借经验进一步确定可能的故障原因。比如，当最大强度值正常，而焦点位置异常时，可以确定可能是电源失效。当最大强度值异常，而焦点位置正常时，可以确定可能是高压发生器失效。当最大强度值、焦点位置、焦点尺寸值均发生异常时，可以确定可能是高压发生器失效或者球管失效。在其他实施例中，还可以结合X射线成像系统的工作日志或者反馈参数数据以进一步确定具体的失效位置。
本实施例提供一种X射线成像系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如下步骤：获取所述探测器所接收到的投影数据；对所述投影数据进行处理以获取当前X射线的特征参数；获取预存的与所述特征参数对应的参考值；将所述特征参数与所述参考值进行比较，并根据比较结果确定所述X射线成像系统是否发生故障。
本实施例提供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，该计算机程序被处理器执行时实现如下步骤：获取所述探测器所接收到的投影数据；对所述投影数据进行处理以获取当前X射线的特征参数；获取预存的与所述特征参数对应的参考值；将所述特征参数与所述参考值进行比较，并根据比较结果确定所述X射线成像系统是否发生故障。
目前，X射线成像系统中球管的阳极靶面一般是在某一恒定的转速下工作，但由于诸如设计方案或加工工艺等之间的差别，会使得不同型号的球管之间、同一型号的不同球管之间均可能存在阳极靶面摇动幅度差异。基于此，在本申请的实施例中，进一步提供了根据焦点位置变化测量阳极靶面转速、摇动等来检测X射线成像系统运行状态的方法以及调节准直的方法，即通过X射线成像系统(如CT等医学影像设备)中球管焦点位置的振荡频率、振荡幅度等焦点振荡参数来确定阳极靶面摇动，来监测X射线成像系统的运行状态，并可基于振荡参数和焦点位置信息来调整诸如准直宽度和/或位置信息等准直器参数，进而提升剂量的利用效率。同时，还可根据焦点位置的振荡频率获取当前阳极靶面的旋转频率，而基于该旋转频率即可判断阳极靶面的转速是否正常。
图10是一个实施例中监测X射线成像系统运行的方法的流程示意图。如图10所示，一种监测X射线成像系统运行的方法，可应用于通过X射线成像系统中球管焦点位置的振荡频率、振荡幅度等焦点振荡参数确定阳极靶面摇动，可包括以下步骤：
步骤S11，获取X射线成像系统的投影数据。
具体的，在利用X射线成像系统进行检测、对受检者进行扫描成像或治疗的过程中，球管发射的X射线穿过目标区域后照射在探测器上，即基于该探测器所接收的X射线可生成投影数据。例如，在利用诸如CT、MR等医学影像设备对受检者进行扫描成像的过程中，对X射线成像系统中的探测器进行采集，以获取投影数据。其中，采集数据的采样频率大于阳极靶面的转速，例如采用大于阳极靶面的转速频率的两倍采样频率进行投影数据的采集(满足奈奎斯特采样定律)。
步骤S12，分析投影数据以获取球管的焦点振荡参数。
具体的，基于步骤S11中所获取的投影数据进行分析、处理后，可计算出焦点振荡频率和焦点震荡幅度等焦点振荡参数，且基于该焦点振荡参数还可获取诸如焦点位置、焦点尺寸以及X射线成像系统中探测器上的数据强度分布等信息。
步骤S13，根据焦点振荡参数监测X射线成像系统的运行状态。
具体的，可根据步骤S12中所获取的焦点振荡参数来实时的监测X射线成像系统的运行状态。例如，可根据焦点震荡频率获取阳极靶面转速、根据焦点震荡幅度获取阳极靶面转动晃动幅度等，来获取X射线成像系统中阳极靶面的运行状况；可根据焦点位置、焦点尺寸、焦点振荡频率、焦点震荡幅度以及X射线成像系统中探测器上的数据强度分布等来获取X射线成像系统中的球管灯丝的运行状况等；通过综合各个部件的运行状况即可实现监测X射线成像系统运行状态的目的。
另外，在监测到X摄像成像设备运行出现异常时，还可通过触发报警装置，并以诸如声音、光线和/或振动等方式通过报警设备或操控设备上呈现相应的报警信息，且该报警信息中可包括发生故障的模块、故障的种类及故障消除建议等相关讯息。
上述的检测X射线成像系统运行的方法，通过分析投影数据获取X射线成像系统的焦点振荡参数，并基于该焦点振荡参数获悉X射线成像系统的球管灯丝、阳极靶面等部件当前的运行状况，进而在实现检测X射线成像系统运行状态的同时，还能对X射线成像系统进行故障预测，以避免X射线成像系统在运行时突然发生故障，从而提升X射线成像系统的使用效率，确保受检者的人身安全。
图11是一个实施例中根据焦点振荡频率监测X射线成像系统运行的方法的流程示意图。如图11所示，在另一个可选的实施例中，一种监测X射线成像系统运行的方法，可包括以下步骤：
步骤S21，获取X射线成像系统的投影数据。
具体的，在利用X射线成像系统进行诸如测试或者对受检者进行扫描成像、治疗的过程中，可通过对探测器进行数据采集以获取投影数据。
步骤S22，根据投影数据的强度分布获取焦点位置的变化周期。
具体的，通过对步骤S21中所获取的投影数据的强度分布进行分析、处理，以获取X射线成像系统中焦点位置的变化情况，进而得到焦点位置的变化周期。
步骤S23，根据变化周期获取焦点振荡频率。
步骤S24，根据焦点振荡频率获取X射线成像系统的阳极靶面转速。
步骤S25，将阳极靶面转速与理想转速进行对比，以判断阳极靶面的运行状态是否正常；其中，上述的理想转速为根据器械性能而设定的额定转速，并可通过判断阳极靶面转速与理想转速之间的差值是否在器械预设的误差范围内来确定阳极靶面的运行状态是否正常。例如，若阳极靶面转速与理想转速之间的差值在上述预设的误差范围之外，则可确定当前阳极靶面的出现故障。或者根据误差随时间变化的趋势，预测球管的寿命，提前准备备件，提高服务效率。
图12是一个实施例中根据振动加速度频率监测X射线成像系统运行的方法的流程示意图，图13是焦点位置变化周期-幅度的示意图；图13中X轴为焦点位置变化周期(View)，Y轴为焦点位置变化幅度(Slice)。如图12～13所示，在另一个可选的实施例中，一种监测X射线成像系统运行的方法，可包括以下步骤：
步骤S31，获取X射线成像系统的投影数据。
步骤S32，在变化周期内计算焦点位置的变化值以获取焦点振荡幅度。
具体的，如图13所示，通过对诸如A(227，5.906)、B(182，6.223)、C(1655，5.787)、D(1541，6.331)、E(2615，5.88)、F(2578，6.452)等多个点坐标进行计算，即通过计算焦点(Focal spot)在Y轴方向上的移动距离可计算出此时当前X射线成像系统中焦点振荡幅度等参数。
步骤S33，根据焦点振荡幅度获取X射线成像系统的阳极靶面转动晃动幅度。
步骤S34，将阳极靶面晃动幅度与额定幅度阈值范围进行比较，以判断阳极靶面的运行状态是否正常。例如，若阳极靶面晃动幅度不在额定幅度阈值范围内，则可知悉当前阳极靶面的出现故障。
在另一个可选的实施例中，如图12～13所示，根据上述实施例中所获取的焦点振荡参数，来调整X射线成像系统中准直器的准直宽度和/或位置信息等准直器参数，以对准直器进行修正。例如，当焦点振荡幅度高于预设的振荡幅度阈值时，可通过增大准直器的准直宽度进行修正，且还可根据焦点振荡幅度和焦点位置等参数来调整准直器开口的位置，以进一步的提升剂量的利用效率和X射线成像系统扫描成像的质量。
在另一个可选的实施例中，如图11～13所示，还可根据上述实施例中所获取的阳极靶面转速和阳极靶面转动晃动幅度等参数，通过与历史累积数据进行匹配比较，进而可实现对阳极靶面的使用寿命的预测。
在另一个可选的实施例中，如图11～13所示，基于上述实施例的基础上，还可结合积分时间和焦点位置变化周期(View)值，来计算出焦点位置的振荡频率(即阳极靶面的转速)，以判断球管中阳极靶面是否处于正常状态。
在另一个可选的实施例中，如图11～13所示，基于上述实施例的基础上，还可根据上述获取的焦点振荡参数及投影数据等相关信息，获取X射线成像系统的焦点位置、焦点尺寸以及X射线成像系统中探测器上的数据强度分布等；后续可根据焦点位置、焦点尺寸以及X射线成像系统中探测器上的数据强度分布等来判断X射线成像系统的运行状态是否正常。
进一步地，通过将焦点位置、焦点尺寸，以及X射线成像系统中探测器上的数据强度分布等分别与预设的额定值进行比较，可确定各个焦点振荡参数是否存在异常。当判断到X射线成像系统中探测器上的数据强度分布一致、焦点尺寸正常，而焦点位置异常，则说明X射线成像系统中存在电场控制失效故障；当判断到X射线成像系统中探测器上的数据强度分布不一致、焦点位置正常，而焦点尺寸异常，则说明X射线成像系统中存在高压输出失效故障；当判断到X射线成像系统中探测器上的数据强度分布不一致，而焦点位置和焦点尺寸均异常，则说明X射线成像系统中存在高压失效或球管失效等故障；当判断到焦点特性不稳定时，则说明X射线成像系统中存在焦点控制模块失效故障。另外，在发现X射线成像系统中存在X射线的失效模块时，还可结合其他日志或者反馈参数等数据，对失效模块进行进一步的具体分析。
另外，在另一个可选的实施例中，还可通过对探测器上的数据强度分布进行分析还可获悉球管灯丝的异常情况。例如，由于球管灯丝正常时，投影数据强度是按照一定的规律均匀分布，故通过计算获取当前的数据强度分布，来获取球管焦点的大小和形状；即当球管灯丝出现异常时，探测器上电子束分布就会对应出现异常。同时，当X线系统高压发生器管电压输出异常，如低于正常值时，就会导致球管灯丝发射的有效电子密度相对正常情况下较低，数据强度及焦点形状与正常情况下均会明显不同。
在上述实施例中，上述的检测X射线成像系统运行的方法中，可通过分析X射线成像系统中球管的当前振动加速度获取阳极靶面的转速频率，并基于该阳极靶面的转速频率获悉诸如阳极靶面的轴承的使用寿命信息，进而在实现检测X射线成像系统运行状态的同时，还能对X射线成像系统进行故障预测，以避免X射线成像系统在运行时突然发生故障，从而提升X射线成像系统的使用效率，确保受检者的人身安全。同时，通过对投影数据的强度分布、焦点形状、焦点尺寸等进行分析，进而能及时的监测到X线系统故障并可快速根据其差异性判断出异常，以将所发现的故障及时的上报至系统便于及时修复，从而有效的避免故障设备继续使用导致临床扫描图像出现伪影。
图14是一个实施例中根据振动加速度频率监测X射线成像系统运行的方法的流程示意图。由于当前球管失效的主要模式为球管轴承失效，而由于当前对球管的阳极靶面轴承的寿命缺少有效的预测手段，只能当球管发生故障时才发现，进而会给使用者带来很多不确定性。所以如图14所示，本申请还提供了另一种监测X射线成像系统运行的方法，可包括以下步骤：
步骤S41，获取球管的振动加速度。
具体的，在球管中的阳极靶面转动时，可通过采用诸如加速度传感器等振动传感器来采集当前振动加速度。
步骤S42，根据振动加速度获取阳极靶面的转速频率。
具体的，根据步骤S41中的振动加速度，通过利用傅里叶变换来获取频谱信息，从而可以获取当前的阳极靶面的转速频率。
步骤S43，根据转速频率检测X射线成像系统当前的运行状态。
具体的，可通过诸如内置的频率-使用寿命信息进行匹配，以获取阳极靶面的轴承状态，并可根据该轴承状态来判断X射线成像系统当前的运行状态。
进一步地，可根据历史数据累积、统计、分析获取上述的频率-使用寿命信息，并可通过特定的通信方式同系统实现交互，对球管轴承状态进行实时记录，并将记录的数据与上述的频率-使用寿命信息进行匹配、比较，以预测球管的轴承寿命。
图15是一个实施例中监测X射线成像系统运行的装置的结构示意图，图16是一个实施例中监测X射线成像系统运行的装置的模块结构示意图。如图15～16所示，本申请实施例中还提供了一种检测X射线成像系统运行的装置，X射线成像系统可包括设置有转动式阳极靶面52的球管5，该装置可包括振动传感器53、数据处理器55和检测器56。其中，振动传感器53可临近阳极靶面52固定设置于区域54中外壳51之上，可用于感测球管5的当前振动加速度；数据处理器55与振动传感器53连接，可用于根据振动加速度获取阳极靶面的转速频率；检测器56与数据处理器55连接，可用于将转速频率与内置的频率-使用寿命信息进行匹配，以获取阳极靶面的轴承使用寿命信息。
在上述的实施例中，通过设置在球管上的振动传感器来获取球管的当前振动加速度，并利用数据处理器分析该当前振动加速度获取阳极靶面的转速频率，而检测器则可基于该阳极靶面的转速频率获悉诸如阳极靶面的轴承的使用寿命信息，进而在实现检测X射线成像系统运行状态的同时，还能对X射线成像系统进行故障预测，以避免X射线成像系统在运行时突然发生故障。
进一步地，由于球管的阳极靶面是通过电机驱动以进行旋转的，而电机在旋转过程中，不可避免会引起振动，故本实施例中通过在球管外壳上增加一个振动传感器(如加速度传感器)来记录加速度信号，并利用傅里叶变换获取频谱信息，从而可以获取当前的阳极靶面转速频率信息，从而可获取球管的轴承状态，后续再通过诸如CANOpen协议，SPI协议，RS485协议等特定的通信方式与扫描成像系统进行交互通信，以在实时记录球管轴承状态的同时，对所获取的数据与系统累计的历史数据进行比较，进而预测球管轴承使用寿命，同时还可将预测的数据进行输出显示，以提醒系统操作人员提早进行注意，从而提升X射线成像系统的使用效率，确保受检者的人身安全。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种X射线成像系统的监测方法，其特征在于，所述X射线成像系统包括用于发射X射线的球管和用于接收所述X射线的探测器，所述方法包括：
获取所述球管的振动加速度；
根据所述振动加速度获取阳极靶面的转速频率；
根据所述转速频率监测X射线成像系统当前的运行状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述转速频率确定所述阳极靶面的使用寿命。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述转速频率确定所述阳极靶面的使用寿命，包括：
获取预存的频率-使用寿命信息，其中，所述频率-使用寿命信息关联于和所述转速频率相关的历史数据；
将所述转速频率和所述频率-使用寿命信息进行匹配，以预测所述阳极靶面的使用寿命。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述振动加速度是通过设置于所述球管上的振动传感器获取的。
5.一种X射线成像系统故障诊断方法，其特征在于，所述X射线成像系统包括用于发射X射线的球管和用于接收所述X射线的探测器，所述方法包括：
获取所述探测器所接收到的投影数据；
对所述投影数据进行处理以获取当前X射线的特征参数；
根据所述特征参数，确定所述X射线成像系统是否发生故障。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述探测器包括多个探测器单元，所述投影数据包括每个探测器单元所接收的X射线的强度和每个探测器单元的位置信息；
所述对所述投影数据进行处理以获取当前X射线的特征参数，包括：
根据所述X射线的强度和所述位置信息，获取所述X射线在所述探测器上的强度分布数据。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述球管包括球管灯丝和阳极靶面，所述球管灯丝发射电子束轰击所述阳极靶面产生焦点，并在所述焦点处产生X射线以被所述探测器接收；
所述对所述投影数据进行处理以获取当前X射线的特征参数，还包括：
根据所述强度分布数据，确定焦点的参数；其中，所述焦点的参数包括焦点尺寸、焦点位置、焦点振荡频率或焦点振荡幅度中的至少一项。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述焦点的参数确定所述阳极靶面的使用寿命。
9.一种X射线成像系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任意一项所述方法的步骤，和权利要求5至7中任意一项所述方法的步骤。
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，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任意一项所述方法的步骤，和权利要求5至7中任意一项所述方法的步骤。
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