CN1371662A - 计算机层析x射线摄影机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有可围绕旋转轴(4)转动的台架(2)的计算机层析X射线摄影机,它具有用于测定所述台架台架(2)不平衡的装置(11,13,16a,16b)和用于计算一个或多个重物(15)应在所述台架(2)上的一个或多个摆放位置以补偿不平衡的装置(11)。

Description

计算机层析X射线摄影机
技术领域
本发明涉及一种具有可围绕旋转轴转动的台架的计算机层析X射线摄影机，它具有用于测定所述台架不平衡的装置。
背景技术
譬如在US 5,610,968中曾讲述过上述类型的计算机层析X射线摄影机。该计算机层析X射线摄影机包括一个可围绕旋转轴转动的台架，在该台架上布置了诸如X射线辐射源或辐射检测器等部件，在台架工作时这些部件可以随着该台架围绕待检查的病人进行转动。台架可能出现的不平衡、也即所述台架相对于其旋转轴的径向和/或轴向摆动将可能导致利用计算机层析X射线摄影机所产生的图像不清楚。因此，在制造计算机层析X射线摄影机时，利用一种特殊的平衡设备来测定台架的不平衡性，然后给该台架装设一个或多个重物，以便补偿所述的不平衡或至少降至合适的公差范围之内。因此，所述的台架是借助平衡设备和重物来进行平衡的。譬如Brüel & Kjr Vibro公司曾提供过合适的平衡设备(Brüel & Kjr Vibro股份有限公司，Landwehr大街55，64293达姆斯塔特)。
在更换布置于所述台架上的部件之后，通常需要重新平衡所述的台架。为此必须把所述的平衡设备摆放到计算机层析X射线摄影机所在的位置。
然而，这种平衡设备非常昂贵，而且其操作也非常复杂，因此在更换完布置于台架上的部件之后重新进行平衡是非常费劲的。
发明内容
因此本发明的任务在于如此地实施一种计算机层析X射线摄影机，使得能满足简单地平衡所述计算机层析X射线摄影机的台架这个前提条件。
根据本发明，该任务由一种具有可围绕旋转轴转动的台架的计算机层析X射线摄影机来解决，它具有用于测定所述台架不平衡的装置和用于计算一个或多个重物应在所述台架上的一个或多个摆放位置以补偿不平衡的装置。也就是说，所述的计算机层析X射线摄影机具有集成在该计算机层析X射线摄影机内的用于测定台架不平衡的装置。因此，在更换布置于台架上的部件时，无须向该计算机层析X射线摄影机的位置摆放外部的平衡设备。由此取消了可能复杂的、外部平衡设备的校准，从而可以减小平衡时的误差，而且经验较少的技术人员就可以可靠地平衡该台架。此外，集成在该计算机层析X射线摄影机内的用于测定不平衡的装置还可以特别地与该计算机层析X射线摄影机进行匹配，以便实现更准确的平衡。出于成本的原因，在维护期间技术人员通常在手头都没有外部平衡设备。本发明的计算机层析X射线摄影机的一个主要优点在于，技术人员也可以在计算机层析X射线摄影机的维护过程中便宜而可靠地控制所述台架的不平衡。
当利用所述用于测定不平衡的装置测出台架的不平衡之后，由所述用于计算位置的装置计算出应该在台架上摆放一个或多个重物的位置以补偿不平衡。这些位置譬如可以利用所述计算机层析X射线摄影机的控制计算机的监视器进行显示。由此比较容易找到重物的摆放位置。
根据本发明的一种变型方案，所述用于测定不平衡的装置包括一个测试接收器，由该测试接收器测定相对于所述台架的旋转轴的径向或轴向摆动。该测试接收器与所述用于测定台架相对于所述计算机层析X射线摄影机的固定部分的位置的装置一起工作，后者同时还是所述用于测定不平衡的装置的一部分。当该测试接收器测定相对于旋转轴的径向摆动时，可以按照已知的方法通过把所述相对于旋转轴的径向摆动与所述台架相对于计算机层析X射线摄影机外壳的位置进行逻辑连接来推断出台架相对于旋转轴的径向不平衡。相反，通过把测定相对于旋转轴的轴向摆动与测定台架相对于计算机层析X射线摄影机外壳的位置结合起来，可以推断出台架相对于旋转轴的轴向不平衡。
如果按照本发明的一种非常有利的方案使所述用于测定不平衡的装置包括至少两个测试接收器，并由该测试接收器测定相对于所述台架的旋转轴的径向或轴向摆动，那么既可以测出所述台架相对于旋转轴的径向不平衡，也可以测出该台架相对于其旋转轴的轴向不平衡。在此，所述的测试接收器被如此地安装在所述的计算机层析X射线摄影机上，使得譬如一个测试接收器只测定相对于旋转轴的径向摆动，而另一个测试接收器则只测定相对于旋转轴的轴向摆动。
为了重构用所述计算机层析X射线摄影机所产生的图像，必须在台架转动期间知道所述台架相对于所述计算机层析X射线摄影机的固定外壳的位置。因此，在本发明的一种尤其有利的实施方案中规定，用于测定所述台架相对于所述计算机层析X射线摄影机的固定部分的位置的装置必须被用来重构用所述计算机层析X射线摄影机所产生的图像，而且也是所述用于测定不平衡的装置的一部分。因此，所述用于测定台架相对于所述计算机层析X射线摄影机的固定部分的位置的装置只须被实施一次，由此在制造计算机层析X射线摄影机时大大地节省了成本。
根据本发明的另一扩展方案，所述用于测定台架不平衡的装置包括一个计算机，该计算机可连接到一种信息传输网上，以便把所测定的台架不平衡的有关数据传输给一个中央数据库。所述的中央数据库譬如可以由所述计算机层析X射线摄影机的制造商、销售组织或营业组织配备。但它们也可以由那些维护所述计算机层析X射线摄影机的业务提供者运营。每次当所述计算机层析X射线摄影机工作时，也可以由所述用于测定台架不平衡的装置自动地检验所述台架的不平衡，以便尤其识别出所述台架的不平衡的改变。如果譬如所述台架的不平衡超出一个预定的公差范围，则可以譬如由计算机自动地通过信息传输网联系所述的中央数据库。但也可以把台架不平衡超出公差范围的有关数据保留在计算机的存储器中，以便由制造商、营业组织、销售组织或维护该计算机层析X射线摄影机的业务提供者譬如通过信息传输网有规律地联系所述的计算机，并利用数据库读出所述计算机的存储器。因此，在上述两种情况下，制造商、营业组织、销售组织或维护该计算机层析X射线摄影机的业务提供者能快速地获取关于所述台架的不平衡被改变的信息，由此可以快速地向该计算机层析X射线摄影机派送技术人员，以便重新平衡所述的台架。于是可以基本连续地监视所述计算机层析X射线摄影机在工作时的台架不平衡。
根据本发明的另一种变型方案，所述用于计算台架的一个或多个位置的装置包括所述计算机层析X射线摄影机的一个控制计算机。除了计算重物在台架上的摆放位置以进行平衡之外，所述的控制计算机还在制造用计算机层析X射线摄影机所产生的病人图像期间控制着台架的转动、所述的X射线辐射源和辐射检测器。
根据本发明的尤其优选的实施方案，由所述用于计算台架的一个或多个位置的装置来考虑所述台架上摆放了部件的位置。根据本发明的一种方案，所述的部件包括X射线辐射源、辐射检测器和/或用于对所述X射线辐射源的X射线管进行冷却的冷却装置。众所周知，在已经摆放部件的那些位置不能布置用于平衡台架的重物。在已知的平衡设备中忽略了这个事实，并且也测出这些已放置部件的位置来放置所述的重物。尽管如此，为了平衡所述的台架，有经验的技术人员必须根据平衡设备所测出的位置来找出仍有地方可用于重物的那些位置。于是，平衡的精度取决于执行该平衡的技术人员的经验，该技术人员譬如也必须进行多次平衡尝试，直到所述的台架被平衡到预定的公差范围之内。
由于本发明用于计算台架的一个或多个位置的装置考虑了在台架上已布放部件的位置，也就是说只测出台架上仍有地方可用于摆放重物的那些位置，所以经验较少的技术人员也可以快速而又精确地实现所述的平衡。这也取消了多次平衡尝试，由此节省了宝贵的时间，也由此节省了成本。
附图说明
在附图中示例和简略地示出了本发明的实施例。其中：
图1和2示出了计算机层析X射线摄影机的侧视图。
具体实施方式
在图1中示例和简略地示出了一个计算机层析X射线摄影机的侧视图，它具有圆形构造的台架2，该台架2被放置在计算机层析X射线摄影机1的固定的外壳3上，并可围绕一个垂直于图1的纸轴的旋转轴4在箭头a所示的方向上旋转。图2简要地示出了图1所示的计算机层析X射线摄影机1在图1的箭头B所指的方向上的另一侧视图。在该实施例中没有详细示出所述计算机层析X射线摄影机1的外壳3。
在台架2上布置了多个部件，在该实施例中，所述的部件包括X射线辐射源5、位于该X射线辐射源5对面的辐射检测器6、以及未详细示出的冷却装置7，该冷却装置7被用来排出所述X射线辐射源5的X射线管在计算机层析X射线摄影机1的工作期间所产生的热。当计算机层析X射线摄影机工作时，所述的台架2绕着旋转轴4转动，其中，从X射线辐射源5发出的扇形X射线辐射束8以不同的投射角穿过测试区9，并进入辐射检测器6。数据测定设备10从所述辐射检测器6产生的输出信号中求出一些测试值，并将其输入到计算机层析X射线摄影机1的控制计算机11中。控制计算机11由此计算出一个位于测试区9内、且在图1和2中未示出的病人的图像。在该实施例的情况下，数据测定系统10利用电线12与控制计算机11相连，所述的电线譬如以未示出的方式包括有一个接触环系统或无线传输线路。所述X射线辐射源5与辐射检测器6的电连接以公知的、未示出的方式通过接触环来实现。
为了根据所述的测试值重构图像，在所述计算机层析X射线摄影机1的外壳3上装设了一种公知的位置接收器13，在台架2工作时，由该位置接收器测定所述台架2相对于外壳3的位置，并借助电线14把该信息传送给控制计算机11。
在制造计算机层析X射线摄影机1时，所述的台架2通常会在旋转轴4的径向和轴向产生不平衡，使得该台架2不能准确地相对于其旋转轴4进行转动。然而，较大的不平衡会导致利用计算机层析X射线摄影机1得出的图像产生不清晰，或导致损害该计算机层析X射线摄影机。因此通常在台架2上布置了重物15，由该重物来补偿所述台架2的不平衡，或将其至少降至合适的公差范围之内。
为了在没有布置重物15时确定所述台架2的不平衡，并由此找准重物15的位置，在外壳3内集成了一种如图1所示的测试接收器16a和如图2所示的测试接收器16b。当台架2绕着旋转轴4转动时，由图1所示的测试接收器16a测定因台架2的不平衡而沿旋转轴4产生的径向摆动，并将该信息经电线17传输给控制计算机11。相反，在台架2绕着旋转轴4转动期间，由图2所示的测试接收器16b测定因台架2的不平衡而沿旋转轴4产生的轴向摆动，并借助图1和2中未示出的电线将该信息同样传输给控制计算机11。在台架2旋转期间，所示的位置接收器13同时还测定所述台架2相对于外壳3的位置，这样，控制计算机11可以利用在测定相对于旋转轴4的径向和轴向不平衡时所调用的计算机程序来测定所述台架2的不平衡，这类似于图1和2未示出的外部平衡设备。
根据所测定的不平衡，控制计算机11利用另一计算机程序在第一计算步骤中计算出那个在台架2上必须布置合适质量的重物15的位置，以便补偿台架2的不平衡，其中所述的计算步骤类似于外部平衡设备的计算。在该第一计算步骤中，整个台架2是以布置重物15为基础，也就是说，根据该第一计算步骤也可能测出台架2的如下位置，即该位置已被X射线辐射源5、辐射检测器6和冷却装置7等部件占用，因而没有位置可用于装设重物15。
在基于第一计算步骤的第二计算步骤中，由控制计算机11利用计算机程序并借助合适的内插方法计算出台架2上的如下位置，即在这些位置上还有地方放置所述的重物15。也就是说，在该第二计算步骤中是考虑如下位置，即在所述台架2的这些位置上已布置了诸如X射线辐射源5、辐射检测器6和冷却装置7等部件。
为了使在图1和2中没有示出的技术人员也能识别所述台架2上需要放置重物15的那些位置，在一种借助电线19与控制计算机11相连的监视器18上显示这些位置。
当更换诸如X射线辐射源5、辐射检测器6和冷却装置7等部件时，所述台架2通常会产生新的不平衡，使得必须把所述的重物15放到台架2的另一位置上，或使用一些在图1和2中未示出的其它重物，或拿掉一部分重物15。为此，技术人员可以调用控制计算机11的上述计算机程序，以便找到在台架2上必须放置重物15的位置，从而可以补偿因更换部件而产生的台架2的不平衡变化，或将其降至预定的公差范围之内。
另外还规定，在该实施例的情况下，每当计算机层析X射线摄影机1工作时，便由用于测定台架2的不平衡的计算机程序测出所述台架2的不平衡。如果台架2的不平衡已随时间变化或超出所述的公差范围，则由控制计算机11自动地联系中央数据库20，在该实施例的情况下，所述的数据库由计算机层析X射线摄影机1的制造商21运营。
控制计算机11通过如下方式来联系所述的数据库20，即由该控制计算机以公知的方式拨入到图1未示出的电话网中，并由此联系同样与该电话网相连的数据库20。
在控制计算机11联系所述的数据库20之后，该控制计算机11把所述台架2的不平衡超出公差范围的有关数据传送给数据库20。由此制造商21可以得知关于台架2的不平衡的信息，并向该计算机层析X射线摄影机1派送技术人员，由此让该技术人员重新平衡所述的台架2。
但是，在测出台架2的不平衡超出公差范围的情况下，也可以把该信息存储到控制计算机11的存储器22中。然后由制造商21譬如通过信息传输网有规律地利用数据库20来联系所述的控制计算机11，由此识别出所述台架2何时具有超出公差范围的不平衡。
制造商21不必有规律地联系所述的控制计算机11。数据库20也可以由其它管理部门或个人来运营。所述的信息传输网也不必非得是电话网。它尤其也可以是因特网。中央数据库20对本发明也不一定是必须的。也不必在计算机层析X射线摄影机1工作时，由测定不平衡的装置每次都自动地测定所述台架2的不平衡。
另外，根据本发明，用于计算重物15的摆放位置的控制计算机11也不必考虑各部件在台架2上的摆放位置。
出于成本的原因，尽管也可以采用所述用于重构用计算机层析X射线摄影机1所产生的图像的位置接收器13来测定所述台架2所不平衡，但这对本发明并不是必须的。也可以使用第二个单独的位置接收器。
但是，所述用于测定台架2不平衡的装置的两个测试接收器16a和16b也可以被如此地布置在计算机层析X射线摄影机1的外壳3上，使得它们俩能测定相对于旋转轴4的径向摆动。为了使它们也能测定台架2相对于旋转轴4的轴向摆动，它们必须相对于旋转轴4轴向偏置地装设在台架2的外壳3上。
所述用于测定台架2的不平衡的装置也可以只有一个测试接收器。该测试接收器被如此地装设在计算机层析X射线摄影机1的外壳3上，使得它能测定相对于旋转轴4的径向摆动和轴向摆动。但所述用于测定台架2的不平衡的装置也可以包含两个以上的测试接收器。
所述用于测定不平衡和用于计算重物15的摆放位置的计算机程序也不必存放在控制计算机11上。它们尤其还可以存放到集成于计算机层析X射线摄影机1之内的单独模块上，或存放到与该计算机层析X射线摄影机1相连的单独计算机上。
另外，还可以在台架2上布置其它的部件，譬如所述X射线辐射源5的X射线管所使用的高压发生器等等。
在该实施例中所讲述的病人可以是人，也可以是动物。本发明也可以是工业上使用的计算机层析X射线摄影机。
参考符号表1        计算机层析X射线摄影机2        台架3        外壳4        旋转轴5        X射线辐射源6        辐射检测器7        冷却装置8        X射线辐射束9        测试区10       数据测定设备11       控制计算机12       电线13       位置接收器14       电线15       重物16a，16b 测试接收器17       电线18       监视器19       电线20       数据库21       制造商22       存储器a，B     箭头

Claims (8)

1.具有可围绕旋转轴(4)转动的台架(2)的计算机层析X射线摄影机，它具有用于测定所述台架(2)不平衡的装置(11，13，16a，16b)和用于计算一个或多个重物(15)应在所述台架(2)上的一个或多个摆放位置以补偿不平衡的装置(11)。
2.如权利要求1所述的计算机层析X射线摄影机，其中，
所述用于测定不平衡的装置(11，13，16a，16b)包括一个测试接收器(16a，16b)，由该测试接收器测定相对于所述台架(2)的旋转轴(4)的径向或轴向摆动。
3.如权利要求1所述的计算机层析X射线摄影机，其中，
所述用于测定不平衡的装置(11，13，16a，16b)包括至少两个测试接收器(16a，16b)，由这些测试接收器测定相对于所述台架(2)的旋转轴(4)的径向或轴向摆动。
4.如权利要求1～3之一所述的计算机层析X射线摄影机，其中，
装设一些用于测定所述台架(2)相对于所述计算机层析X射线摄影机(1)的固定部分(3)的位置的装置(13)，它们对重构用所述计算机层析X射线摄影机(1)所产生的图像是必须的，而且也是所述用于测定不平衡的装置(11，13，16a，16b)的一部分。
5.如权利要求1～4之一所述的计算机层析X射线摄影机，其中，
所述用于测定台架(2)不平衡的装置(11，13，16a，16b)包括计算机(1)，该计算机可连接到一种信息传输网上，以便把所测定的台架(2)不平衡的有关数据传输给一个中央数据库(20)。
6.如权利要求1～5之一所述的计算机层析X射线摄影机，其中，
所述用于测定不平衡的装置(11，13，16a，16b)包括所述计算机层析X射线摄影机(1)的一个控制计算机(11)。
7.如权利要求1～6之一所述的计算机层析X射线摄影机，其中，
由所述用于计算台架(2)的一个或多个位置的装置(11)来考虑所述台架(2)上摆放了部件(5，6，7)的位置。
8.如权利要求7所述的计算机层析X射线摄影机，其中，
所述的部件包括X射线辐射源(5)、辐射检测器(6)和/或用于对所述X射线辐射源(5)的X射线管进行冷却的冷却装置(7)。
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