CN117679054A - 准直器的调整方法、控制器、准直器及ct机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于CT机的准直器的调整方法。用于CT机的准直器的调整方法在每次X射线工作和停止的扫描循环中包括如下步骤：检测步骤(S10)，判断是否有X射线在阳极板上产生；如果检测步骤(S10)检测到X射线，则控制器计算本次扫描时槽板的Z向热偏移量(S20)，其中α表示当前的循环；控制器驱动槽板沿Z向移动热偏移量(S22)；如果检测步骤(S10)没有检测到X射线，则控制器计算本次扫描结束时槽板的Z向的热偏移总量(S30)；控制器根据X射线的停止时间，计算本次停止时槽板的冷却位移量(S32)；和控制器驱动槽板移动(S34)。

Description

准直器的调整方法、控制器、准直器及CT机
技术领域
本发明涉及用于CT机的准直器的调整方法，具体来说涉及用于CT机的准直器的调整方法、准直器的控制器、准直器及CT机。
背景技术
在计算机断层扫描(简称CT)中，X射线管焦点位置的不稳定会导致图像质量下降，甚至造成图像伪影。导致焦点偏移的原因有多种，其主要是由X射线管的热状况引起的。
众所周知，在扫描过程中，X射线管阳极板受热膨胀，焦点位置会沿着Z轴向一个方向移动；而扫描停止后，随着温度降低，X射线管阳极板就会转过来并向相反的方向移动。这种现象在管状的Z向体现得特别明显，如果不采取任何措施，通过准直器(简称TCO)的X射线将偏离有效的检测器区域，从而降低图像质量。如图1所示，CT机包括用于产生X射线的阳极板10。用于CT机的准直器包括槽板20和控制器40。当阳极板受热膨胀焦点位置12会沿着Z轴向一个方向移动至12’，因此在扫描台面30上的被扫描目标32时，X射线会发生偏移。
为了解决这个问题，最常用的补偿焦点偏移的方法是热Z向控制(thermal z-control)。它用检测器获取的实时数据，并计算槽板所需的移动距离，以使射线始终保持在被扫描目标32的有效区域内。
如图2所示，P段Z向偏移表示在扫描期间槽板的Z向偏移，由于在上一次扫描关闭到下一次扫描开始之前的扫描停止期间内，没有X射线照射，无法进行热Z向控制。因此在扫描停止时，槽板的Z向偏移在扫描停止期间内，槽板没有任何偏移量。当下一次扫描开始时，实际焦点位置与槽板位置偏差较大，导致扫描之初的图像质量下降。
发明内容
本发明的目的在于提供用于CT机的准直器的调整方法，可以控制槽板在扫描停止阶段的偏移量，提高CT机扫描的图像质量。
本发明提供用于CT机的准直器。CT机包括阳极板。准直器包括槽板和控制器。用于CT机的准直器的调整方法在每次X射线工作和停止的扫描循环中包括如下步骤：检测步骤，判断是否有X射线照射从阳极板上产生；如果检测步骤检测到X射线，则控制器计算本次扫描时槽板的Z向热偏移量其中α表示当前的循环；控制器驱动槽板沿Z向移动热偏移量；如果检测步骤没有检测到X射线，则控制器计算本次扫描结束时槽板的Z向的热偏移总量/>控制器根据X射线的停止时间，计算本次停止时槽板的冷却位移量/>和控制器驱动槽板移动。
本发明提供的用于CT机的准直器的调整方法，通过“学习控制”，槽板可以根据前一次扫描的偏移总量和停止扫描的时间，因此可以控制槽板在扫描停止阶段的偏移量，最大限度地减少在扫描开始时和结束时槽板的大幅跳动，从而降低图像质量下降的风险。
在用于CT机的准直器的调整方法的一种示意性实施方式中，本次停止时的冷却偏移量为本次扫描热偏移总量/>与本次停止时间ΔTα的函数f(ΔTα)之差，即：这样可以用线性模型来估计扫描停止后经历冷却后再次进行扫描的冷却偏移量。
在用于CT机的准直器的调整方法的再一种示意性实施方式中，本次停止时间的函数f(ΔTα)为线性函数，即：f(ΔTα)＝κ·ΔTα，其中κ是阳极板的热系数。在扫描停止ΔT内，由于没有进行扫描，X射线管经历冷却。因此，焦点位置不断地与加热方向相反地漂移。因此建立一个以时间ΔT为单位的线性方程来估计下一次扫描前所需的槽板位置。
在用于CT机的准直器的调整方法的又一种示意性实施方式中，在每次X射线工作和停止扫描循环中还包括如下步骤：比较本次停止时的冷却偏移量与槽板的预定冷却位置Zmin；若冷却偏移量/>不小于预定冷却位置Zmin，则控制器驱动槽板移动冷却偏移量/>若冷却偏移量/>小于预定冷却位置Zmin，则控制器驱动槽板移动预定冷却位置Zmin。当计算出的槽板偏移超出预定值时，则偏移量为线性变化，当计算出的槽板偏移小于预定值时，则槽板偏移预定值。
在用于CT机的准直器的调整方法的又一种示意性实施方式中，本次扫描热偏移总量为前一次扫描冷却偏移总量/>与本次扫描受热偏移量/>之和，即：
在用于CT机的准直器的调整方法的又一种示意性实施方式中，本次扫描受热偏移量为本次扫描期间槽板逐次移动的偏移量之和，即：/>其中：n为本次扫描时槽板移动的总次数。因此/>也可以表示为：/> 因此在扫描期间的热偏移量可以是梯度变化。
在用于CT机的准直器的调整方法的又一种示意性实施方式中，本次停止时间的函数f(ΔTα)为线性函数，即：f(ΔTα)＝κ·ΔTα，其中κ是阳极板的热系数。因此在扫描期间的热偏移量可以是线性变化。
在用于CT机的准直器的调整方法的又一种示意性实施方式中，在每次X射线工作和停止扫描循环中还包括如下步骤：比较本次扫描时计算出的热偏移量与槽板的预定热偏移量Zmax；若计算出的热偏移量/>不大于预定热偏移量Zmax，则控制器驱动槽板移动热偏移量/>若计算出的热偏移量/>大于预定热偏移量Zmax，则控制器驱动槽板移动预定热偏移量Zmax。在扫描过程中，阳极板被加热，当计算出的槽板偏移未超出预定值时，则偏移量为线性变化，当计算出的槽板偏移大于预定值时，则槽板偏移预定值。
本发明还提供了一种用于CT机的准直器的控制器，该控制器包括用于执行上述步骤的控制模块。
本发明提供了一种用于CT机的准直器，其包括槽板和上述的控制器。
本发明还提供了一种CT机，其包括一个上述的准直器。
本发明提供的控制器、准直器和CT机可以根据前一次扫描的偏移总量和停止扫描的时间，控制槽板在扫描停止阶段偏移量或者同时控制槽板在扫描阶段的偏移量，使得CT机在扫描或停止时，槽板最大限度不发生大幅跳动，图像质量保持稳定。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
图1所示为现有技术中用于CT机的准直器发生阳极板Z向偏移的示意图。
图2展示了现有技术的中补偿焦点偏移的方法中Z向偏移随着时间的变化情况。
图3所示为本发明用于CT机的准直器的调整方法的一种示意性实施方式。
图4所示为本发明用于CT机的准直器的调整方法的一种示意性实施方式。
图5展示了根据图3所示的用于CT机的准直器的调整方法中Z向偏移随着时间的变化情况。
图6展示了根据图4所示的用于CT机的准直器的调整方法中Z向偏移随着时间的变化情况。
具体实施方式
为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。
在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
在本文中的各种数字并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。
图3所示为用于CT机的准直器的调整方法的一种示意性实施方式。如图3所示，用于CT机的准直器的调整方法在每次X射线工作和停止的扫描循环中包括如下步骤：
S10：检测步骤，判断是否有X射线从阳极板上产生；
S20：如果检测步骤检测到X射线，则控制器计算本次扫描时槽板的Z向热偏移量其中α表示当前的循环；
S22：控制器驱动槽板沿Z向移动热偏移量；
S30：如果检测步骤(S10)没有检测到X射线，则控制器计算本次扫描结束时槽板的Z向的热偏移总量
S32：控制器根据X射线的停止时间，计算本次停止时槽板的冷却位移量和S34：控制器驱动槽板移动。
图4所示为用于CT机的准直器的调整方法的一种示意性实施方式。如图4所示，用于CT机的准直器的调整方法在每次X射线工作和停止的扫描循环中包括如下步骤：
S10：检测步骤，判断是否有X射线从阳极板上产生；
S20：如果检测步骤检测到X射线，则控制器计算本次扫描时槽板的Z向热偏移量其中α表示当前的循环；
S22：控制器驱动槽板沿Z向移动热偏移量；
S30：如果检测步骤没有检测到X射线，则控制器计算本次扫描结束时槽板的Z向的热偏移总量本次扫描热偏移总量/>为前一次扫描冷却偏移总量/>与本次扫描受热偏移量/>之和，即：/>本次扫描受热偏移量/>为本次扫描期间槽板逐次移动的偏移量之和，即：/>其中：n为本次扫描时槽板移动的总次数。
S32：控制器根据X射线的停止时间，计算本次停止时槽板的冷却位移量本次停止时的冷却偏移量/>为本次扫描热偏移总量/>与本次停止时间ΔTα的函数f(ΔTα)之差，即：/>本次停止时间的函数f(ΔTα)为线性函数，即：f(ΔTα)＝κ·ΔTα，其中κ是阳极板的热系数；
S341：比较本次停止时的冷却偏移量与槽板的预定冷却位置Zmin；
S342：若冷却偏移量不小于预定冷却位置Zmin，则控制器驱动槽板移动冷却偏移量/>
S344：若冷却偏移量小于预定冷却位置Zmin，则控制器驱动槽板移动预定冷却位置Zmin。
图5展示了根据图3所示的用于CT机的准直器的调整方法中Z向偏移随着时间的变化情况。如图5所示，(a)部分所示为X射线扫描或停止的时间。(b)部分为Z向偏移随着时间的变化图。如图5所示，在扫描停止时间里，控制器根据X射线的停止时间，计算本次停止时槽板的冷却位移量在停止时间ΔT内为线性偏移。
图6展示了根据图4所示的用于CT机的准直器的调整方法中Z向偏移随着时间的变化情况。步骤S30中本次扫描受热偏移量可以通过控制器根据本次扫描热系数κHα和本次扫描时间ΔTHα计算得出：/>其中：κHα由储存在控制器中的一个查值表确定。使用这种实施方式的调整方法中Z向偏移随着时间的变化情况如图6所示，(a)部分所示为X射线扫描或停止的时间。(b)部分为Z想偏移随着时间的变化图。如图5所示，在扫描时间中，受热偏移量/>为线性偏移。在扫描停止时间里，控制器根据X射线的停止时间，计算本次停止时槽板的冷却位移量/>在停止时间ΔT内为线性偏移。
本发明还提供了一种用于CT机的准直器的控制器，该控制器包括用于执行上述步骤的控制模块。
本发明提供了一种用于CT机的准直器，其包括一个准直器的槽板和一个上述的控制器。
本发明还提供了一种CT机，其包括一个上述的准直器。
本发明提供的控制器、准直器和CT机可以根据前一次扫描的偏移总量和停止扫描的时间，控制槽板在扫描停止阶段偏移量或者同时控制槽板在扫描阶段的的偏移量，使得CT机在扫描或停止时，槽板最大限度不发生大幅跳动，图像质量保持稳定。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.用于CT机的准直器的调整方法，所述CT机包括阳极板(10)，所述准直器包括槽板(20)和控制器(40)，所述的调整方法在每次X射线工作和停止的扫描循环中包括如下步骤：
检测步骤(S10)，判断是否有X射线从阳极板产生；
如果所述检测步骤(S10)检测到X射线，则控制器计算本次扫描时槽板的Z向热偏移量其中α表示当前的循环；
控制器驱动槽板沿Z向移动所述热偏移量(S22)；
其特征在于：
如果所述检测步骤(S10)没有检测到X射线，则控制器计算本次扫描结束时槽板的Z向的热偏移总量
控制器根据X射线的停止时间，计算本次停止时槽板的冷却位移量和
控制器驱动槽板移动(S34)。
2.如权利要求1所述的调整方法，其特征在于：本次停止时的所述冷却偏移量为本次扫描所述热偏移总量/>与本次停止时间ΔTα的函数f(ΔTα)之差，即：
3.如权利要求2所述的调整方法，其特征在于：所述本次停止时间的函数f(ΔTα)为线性函数，即：
f(ΔTα)＝κ·ΔTα，
其中κ是阳极板的热系数。
4.如权利要求1所述的调整方法，其特征在于所述的调整方法在每次X射线工作和停止扫描循环中还包括如下步骤：
比较本次停止时的所述冷却偏移量与槽板的预定冷却位置Zmin；
若所述冷却偏移量不小于所述预定冷却位置Zmin，则控制器驱动槽板移动所述冷却偏移量/>
若所述冷却偏移量小于所述预定冷却位置Zmin，则控制器驱动槽板移动预定冷却位置Zmin(S344)。
5.如权利要求1所述的调整方法，其特征在于：本次扫描所述热偏移总量为前一次扫描所述冷却偏移总量/>与本次扫描所述受热偏移量/>之和，即：
6.如权利要求5所述的调整方法，其特征在于：本次扫描所述受热偏移量为本次扫描期间槽板逐次移动的偏移量之和，即：
其中：n为本次扫描时槽板移动的总次数。
7.如权利要求5所述的调整方法，其特征在于：本次扫描所述受热偏移量为控制器根据本次扫描热系数κHα和本次扫描时间ΔTHα计算得出，即：
其中：κHα由储存在控制器中的一个查值表确定。
8.如权利要求7所述的调整方法，其特征在于：所述的调整方法在每次X射线工作和停止扫描循环中还包括如下步骤：
比较本次扫描时计算出的所述热偏移量与槽板的预定热偏移量Zmax；
若计算出的所述热偏移量不大于所述预定热偏移量Zmax，则控制器驱动槽板移动所述热偏移量/>
若计算出的所述热偏移量大于所述预定热偏移量Zmax，则控制器驱动槽板移动所述预定热偏移量Zmax。
9.用于CT机的准直器的控制器，该控制器(40)包括用于执行如权利要求1所述步骤的控制模块。
10.用于CT机的准直器，包括一个槽板(20)和一个如权利要求9所述的控制器(40)。
11.一种CT机，其包括一个如权利要求10所述的准直器。
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