一种X射线管灯丝电流的校准方法及系统与流程

本发明属于医疗器械领域，尤其涉及一种X射线管灯丝电流的校准方法及系统。

背景技术：

X射线断层摄影(Computed Tomography，简称CT)设备是一种常用的医疗诊断设备。CT设备通过向受检人体照射X射线并接收穿透受检人体的X射线，可以形成能够呈现受检人体内器官组织形态的摄影图片。在CT设备中，X射线是由X射线管产生并发射出来的。

X射线管实际上是一个大的高真空的阴极射线二极管，其具有阴极和阳极，在阴极上设置有灯丝。在X射线管的工作过程中，通过向阴极灯丝加电流，使得灯丝加热并产生自由电子云集，再向阴阳两极加高电压，由于阴阳两极电势差陡增，在高压强电场驱动下，阴极灯丝上处于活跃状态的自由电子束将向阳极钼基钨靶撞击并发生能量转换，一部分电能被转换成X射线由窗口发射，另一部分电能被转换成热能由散热系统散发。其中，供给阴极灯丝的电流称为灯丝电流，阴阳两极之间的电压称为管电压，而灯丝加热产生的电子在阴阳两极高压电场作用下向阳极高速运动而形成的电流称为管电流(也称mA)。

每个X射线管生产时，需要获取X射线管的特性参数，所述特性参数包括灯丝电流和X射线管的电流的对应关系，并通过高压发生器对X射线管的灯丝电流进行校准，目前获取X射线管的特性参数的常用方法是通过灯丝电流逐渐增加方法，但是使用灯丝电流增加模式因为灯丝存在加热不均匀的问题，因此校准出来的电流精度不够、校准时间长、X射线管的阳极多次曝光导致阳极发热严重的缺点，影响X射线管的使用寿命。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种X射线管灯丝电流的校准方法及系统，旨在解决现有技术中在进行灯丝电流校准时出现电流精度不够、校准时间长、X射线管的阳极多次曝光导致阳极发热严重的问题。

本发明是这样实现的，一种X射线管灯丝电流的校准方法，包括：

多次采集X射线管的电流值，并计算平均电流值；

根据所述平均电流值判断当前灯丝电流值是否适合所述X射线管的待校准电流档位的预设电流值；

若不适合，则对所述灯丝电流值进行校准，并执行所述多次采集X射线管的电流值，并计算平均电流值的步骤；

若适合，则保存所述灯丝电流值，并结束校准。

进一步地，所述多次采集X射线管的电流值，并计算平均电流值包括：

在预置时间内，按照预置时间间隔采集流过所述X射线管的电流值；

根据所述预置时间内采集到的X射线管的电流值，计算所述X射线管在所述预置时间内的平均电流值；

则所述根据所述平均电流值判断当前灯丝电流值是否适合所述X射线管的待校准电流档位的预设电流值包括：

判断所述平均电流值是否在预设电流值的误差范围内；

若在，则判断所述当前灯丝电流值适合所述X射线管的待校准电流档位的预设电流值，若不在，则判断所述当前灯丝电流值不适合所述X射线管的待校准电流档位的预设电流值。

进一步地，所述对所述灯丝电流值进行校准包括：

根据X射线管的电流值和灯丝电流值的对应关系，获取所述预设电流值对应的目标灯丝电流值；

根据预置识别参数算法获取所述预设电流值对应的实际灯丝电流值；

计算所述目标灯丝电流值和所述实际灯丝电流值的偏差量；

根据所述偏差量对所述灯丝电流值进行校准。

进一步地，所述根据预置识别参数算法获取所述平均电流值对应的实际灯丝电流值包括：

以I表示所述预设电流值，分别以I₁和I₂表示上两次的预设电流值，以F_data1表示I₁对应的灯丝电流值，以F_data2表示I₂对应的灯丝电流值，以F_data表示所述预设电流值对应的实际灯丝电流值，则：

F_data＝[(F_data1-F_data2)/(I₁-I₂)]*(I-I₁)+F_data1。

进一步地，所述保存所述灯丝电流值之后还包括：

判断所述X射线管的所有待校准电流档位是否全部完成校准，若完成，则结束校准；

若未完成，则执行所述对所述灯丝电流值进行校准的步骤。

本发明还提供了一种X射线管灯丝电流的校准系统，包括：

电流采集单元，用于多次采集X射线管的电流值，并计算平均电流值；

电流判断单元，用于根据所述平均电流值判断当前灯丝电流值是否适合所述X射线管的待校准电流档位的预设电流值；

判断执行单元，用于若不适合，则对所述灯丝电流值进行校准，并指示所述电流采集单元执行所述多次采集X射线管的电流值，并计算平均电流值的步骤，若适合，则保存所述灯丝电流值，并结束校准。

进一步地，所述电流采集单元具体用于：

在预置时间内，按照预置时间间隔采集流过所述X射线管的电流值，根据所述预置时间内采集到的X射线管的电流值，计算所述X射线管在所述预置时间内的平均电流值；

则所述电流判断单元具体用于：

判断所述平均电流值是否在预设电流值的误差范围内，若在，则判断所述当前灯丝电流值适合所述X射线管的待校准电流档位的预设电流值，若不在，则判断所述当前灯丝电流值不适合所述X射线管的待校准电流档位的预设电流值。

进一步地，所述判断执行单元包括：

目标值获取模块，用于根据X射线管的电流值和灯丝电流值的对应关系，获取所述预设电流值对应的目标灯丝电流值；

偏差量计算模块，用于根据预置识别参数算法获取所述预设电流值对应的实际灯丝电流值，计算所述目标灯丝电流值和所述实际灯丝电流值的偏差量；

电流值校准模块，用于根据所述偏差量对所述灯丝电流值进行校准。

进一步地，所述偏差量计算模块具体用于：

以I表示所述预设电流值，分别以I₁和I₂表示上两次的预设电流值，以F_data1表示I₁对应的灯丝电流值，以F_data2表示I₂对应的灯丝电流值，以F_data表示所述预设电流值对应的实际灯丝电流值，则：

F_data＝[(F_data1-F_data2)/(I₁-I₂)]*(I-I₁)+F_data1。

进一步地，所述判断执行单元还用于：

判断所述X射线管的所有待校准电流档位是否全部完成校准，若完成，则结束校准；

若未完成，则执行所述对所述灯丝电流值进行校准的步骤。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：在本发明实施例中，通过多次采集X射线管的电流值，并计算平均电流值，以该平均电流值判断当前灯丝电流值是否适合该X射线管的预设电流值，若适合，则保存该灯丝电流值，若不适合，则重新进行校准。通过本实施例，只需要通过平均电流值就能够判断当前灯丝电流值是够适合X射线管的预设电流值，因为不需要经过大量测试即可知道灯丝电流值是否适合，校准时间短，减少阳极曝光次数，同时因为根据多次采样计算得到平均电流值进行判断并校准，校准出来的电流精度高，校准时间短。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的一种X射线管灯丝电流的校准方法的流程图；

图2是本发明另一实施例提供的一种X射线管灯丝电流的校准系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的判断执行单元的结构示意图。

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示出了本发明实施例提供的一种X射线管灯丝电流的校准方法，包括：

S101，多次采集X射线管的电流值，并计算平均电流值；

S102，根据所述平均电流值判断当前灯丝电流值是否适合所述X射线管的待校准电流档位的预设电流值；

S103，若不适合，则对所述灯丝电流值进行校准，并返回步骤S101；

S104，若适合，则保存所述灯丝电流值，并判断校准所述X射线管的所有待校准电流档位是否全部完成校准，若完成则结束校准；

S105，若未完成，则返回步骤S103。

在上述步骤S101中，设定一个采样时间跟采样间隔，如在开始进行校准的某时间内，以50秒为采样时间，以5秒为采样间隔，对X射线管的电流进行采样，得到10个采样电流值，对得到的10个采样电流值进行平均计算，得到平均电流值。

具体地，X射线管的常用电流档位包括：10mA、11mA、12.5mA、14mA、16mA、18mA、20mA、22mA、25mA、28mA、32mA、36mA、40mA、45mA、50mA、56mA、63mA、71mA、80mA、90mA、100mA、110mA、125mA、140mA、160mA、180mA、200mA、220mA、250mA、280mA、320mA、360mA、400mA、450mA、500mA、560mA、630mA、X射线管的输出电压范围为：40kv-150kv，其步进电压为1kv。在具体校准过程中，一般以40kv的输出电压和10mA的电流档位开始进行校准，在步骤S102中，设定一个预设电流值的误差范围，如在校准时，设定X射线管的电流值为200mA，并设定进行校准过程中计算得出的平均电流值的误差范围，如设定X射线的电流值的误差上限+5mA，及误差下限-5mA，当计算出的平均电流值在195mA到205mA范围内，则可以判断当前灯丝电流值适合该X射线管的该待校准电流档位的预设电流值，若计算出的平均电流值不在195mA到205mA范围内，则判断当前灯丝电流值不适合该X射线管的该待校准电流档位的预设电流值，需要对灯丝电流进行校准。

在步骤S103中，若步骤S102得出的判断结果是当前灯丝电流值不适合该X射线管的该待校准电流档位的预设电流值，则需要对灯丝电流重新进行校准，具体地校准步骤为：

S1031，根据X射线管的电流值和灯丝电流值的对应关系，获取所述预设电流值对应的目标灯丝电流值。在本步骤中，校准系统根据预先设置的X射线管的电流值和灯丝电流值的对应关系，获取该平均电流值对应的目标灯丝电流值，以根据该目标灯丝电流值进行后续步骤。

S1032，根据预置识别参数算法获取所述预设电流值对应的实际灯丝电流值。在本步骤中，以I表示所述预设电流值，分别以I₁和I₂表示上两次的预设电流值，以F_data1表示I₁对应的灯丝电流值，以F_data2表示I₂对应的灯丝电流值，以F_data表示所述预设电流值对应的实际灯丝电流值，则根据公式F_data＝[(F_data1-F_data2)/(I-I₁)]*(I₁-I₂)+F_data1计算得到预设电流值对应的实际灯丝电流值，具体地，在上述公式中，I₁表示上一次设定的X射线管的预置电流值，I₂表示上上一次设定的X射线管的预置电流值。例如，当前时刻设定X射线管的电流值是I＝80mA，上一次设定的X射线管的电流值是I₁＝63mA，同时上一次灯丝电流值为F_data1＝4.2A，上上一次设定的X射线管的电流值是I₂＝50mA，同时上上一次的灯丝电流值为F_data2＝4.0A，则当前时刻X射线管对应的灯丝电流值为F_data＝[(F_data1-F_data2)/(I₁-I₂)]*(I-I₁)+F_data1＝[(4.2-4.0)/(63-50)]*[80-63]+4.2＝4.55mA。当灯丝以4.55mA加热时，输出的管电流为I₃；如校准时采样回来的电流值I₃比预先设定的I偏差过大，需要重新校准：F_data3＝[(F_data2-F_data)/(I₂-I₃)]*(I-I₃)+F_data2。

S1033，计算所述目标灯丝电流值和所述实际灯丝电流值的偏差量。在本步骤中，根据步骤S1031获取的目标灯丝电流值和步骤S1032计算得到的实际灯丝电流值计算偏差量，假设步骤S1031获取的目标灯丝电流值为4.7mA，则偏差量＝4.55-4.7＝-0.15mA，如步骤S1031获取的目标灯丝电流值为4.3，则偏差量＝4.55-4.3＝0.25mA。

S1034，根据所述偏差量对所述灯丝电流值进行校准。在本步骤中，校准系统根据步骤S1033计算得到的偏差量进行校准。

在步骤S104中，在当前待校准电流档位完成校准之后，将按照预置校准顺继续校准下一待校准电流档位，当全部待校准电流档位校准完成之后，退出校准程序，若有未完成校准的电流档位，则继续对该未完成的电流档位进行校准。

通过本发明提供的上述实施例，只需要多次采集预置时间内X射线管的电流值，并根据多次采集到的电流值计算平均电流值就能够确定当前灯丝电流值是否适合，若不适合，则对灯丝电流值进行校准，若适合则保存该灯丝电流值。进一步地，根据预置的公式对当前实际灯丝电流值进行计算，能够准确计算当前实际灯丝电流值的准确数值。本发明实施例不需要经过大量测试即可知道灯丝电流值是否适合，校准时间短，减少阳极曝光次数，同时因为根据多次采样计算得到平均电流值进行判断并校准，校准出来的电流精度高。

本发明还提供了如图2所示的一种X射线管灯丝电流的校准系统，包括：

电流采集单元201，用于多次采集X射线管的电流值，并计算平均电流值；

电流判断单元202，用于根据所述平均电流值判断当前灯丝电流值是否适合所述X射线管的预设电流值；

判断执行单元203，用于若不适合，则对所述灯丝电流值进行校准，并指示所述电流采集单元执行所述获取流过X射线管的电流值的步骤，若适合，则保存所述灯丝电流值，并结束校准。

进一步地，电流采集单元201具体用于：

在预置时间内，按照预置时间间隔采集流过所述X射线管的电流值，根据所述预置时间内采集到的X射线管的电流值，计算所述X射线管在所述预置时间内的平均电流值；

则电流判断单元202具体用于：

判断所述平均电流值是否在预设电流值的误差范围内，若在，则判断所述当前灯丝电流值适合所述X射线管的待校准电流档位的预设电流值，若不在，则判断所述当前灯丝电流值不适合所述X射线管的预设电流值。

进一步地，如图3所示，判断执行单元203包括：

目标值获取模块2031，用于根据X射线管的电流值和灯丝电流值的对应关系，获取所述预设电流值对应的目标灯丝电流值；

偏差量计算模块2032，用于根据预置识别参数算法获取所述预设电流值对应的实际灯丝电流值，计算所述目标灯丝电流值和所述实际灯丝电流值的偏差量；

电流值校准模块2033，用于根据所述偏差量对所述灯丝电流值进行校准。

进一步地，偏差量计算模块2032具体用于：

以I表示所述预设电流值，分别以I₁和I₂表示上两次的预设电流值，以F_data1表示I₁对应的灯丝电流值，以F_data2表示I₂对应的灯丝电流值，以F_data表示所述预设电流值对应的实际灯丝电流值，则：

F_data＝[(F_data1-F_data2)/(I₁-I₂)]*(I-I₁)+F_data1。

进一步地，判断执行单元203还用于：

判断所述X射线管的所有待校准电流档位是否全部完成校准，若完成，则结束校准；

若未完成，则执行所述对所述灯丝电流值进行校准的步骤。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。