医疗设备以及对医疗设备进行散热的方法与流程

本发明涉及医疗领域，尤其涉及一种可以自适应散热的CT设备及散热方法。

背景技术：

医疗设备有很多，例如诊断设备、治疗设备，不管诊断设备还是治疗设备都有很多类型。CT(Computed Tomography)设备是由发射X光的球管、探测器等许多精密电气元件组成的复杂的诊断设备。这些电气元件被安装在一个转子上，并由一套外壳密封，避免和医生或者患者接触。这些电气元件对运行环境有很高的要求，例如对温度的要求较高，然而有些元件在运行中会产生大量的热量，例如球管，如果热量不能及时散发出去会严重影响电气元件的性能，造成图像伪影甚至停机，影响对患者的诊断，因此CT设备的散热性能成为了检验CT设备质量的重要因素。

在目前的CT设备中，散热主要通过风冷的方式进行，即通过风机转子的快速旋转将热量通过空气传递至CT设备外部。在该散热方式下，为了提高散热效率，需要增加风机数量或者提高风机转速。风机数量的增加或者风机转速的提高必然导致CT设备内部噪声加大，而噪声也是影响成像质量的重要因素，并且，风机数量的增加也会导致CT空间尺寸增大。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种医疗设备，包括：转子，可沿旋转轴旋转，所述旋转轴为所述转子的中心旋转轴，叶片，设置于所述转子上并沿所述转子的周向分布，所述叶片在所述转子的带动下沿所述旋转轴旋转。

可选的，所述转子包括环形侧板，所述叶片通过第二连接件设置于至少一个所述环形侧板。

可选的，所述叶片可以所述第二连接件为轴转动。

可选的，所述医疗设备还包括环形件，所述环形件可相对所述环形侧板绕所述旋转轴转动，所述环形件相对所述环形侧板转动时可驱动所述叶片绕所述第二连接件转动。

可选的，所述环形件上设置滑槽，所述叶片上具有与所述滑槽相配合的结构，且所述滑槽的不同位置与所述环形件的圆心之间的距离不同。

可选的，所述医疗设备还包括驱动组件，用于驱动所述环形件相对所述环形侧板转动。

可选的，所述医疗设备还包括温度反馈单元及处理器，所述温度反馈单元用于监测所述医疗设备内部的温度，所述处理器用于根据所述医疗设备内部的温度调整所述叶片的角度。

可选的，所述医疗设备还包括角度反馈单元，所述角度反馈单元用于监测所述叶片转动的角度，所述处理器用于根据叶片转动的角度获取叶片的当前角度。

可选的，所述转子为CT转子。

根据另一方面，本发明还提出一种对医疗设备进行散热的方法，包括：

在所述医疗设备的转子上设置多个叶片，所述多个叶片沿所述转子的圆周方向分布，

利用温度反馈单元监测所述医疗设备内部的温度，并与所述温度阈值进行比较，

如果温度超出所述温度阈值，则调整所述叶片的角度直至温度反馈单元监测的温度在所述温度阈值范围内。

相对于现有技术，本发明提供的医疗设备通过在转子上设置叶片，从而通过转子的快速旋转将热量传递至医疗设备外部，从而达到散热的目的；

本发明提供的医疗设备通过温度传感器监测医疗设备内部的实时温度，根据实时温度调节叶片的角度，从而自适应控制医疗设备的内部温度，保持温度的稳定性；

本发明提供的医疗设备通过角度编码器监测叶片转动的角度，根据该监测到的角度判断叶片是否能够继续转动，从而提高医疗设备的安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明实施例提供的CT设备的结构框图；

图2是本发明实施例提供的CT设备中转子的立体示意图；

图3(a)-(b)是本发明实施例提供的叶片与环形件的连接示意图；

图4是本发明另一实施例提供的CT设备的结构框图；

图5是本发明另一实施例中环形件的驱动单元示意图；

图6是本发明另一实施例提供的CT设备的结构框图；

图7是本发明另一实施例中CT设备的工作流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动的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。

医疗设备中的电气元件对运行环境的温度要求较高，为了提供适合的运行环境温度，本发明提出在医疗设备的转子上设置叶片，从而当转子高速旋转时可以将热量传递至医疗设备外部，达到散热的目的。本发明提出的散热方式尤其适用于高速旋转的医疗设备，例如CT设备。在下述实施例中，以CT设备为例进行介绍但并不以此限定本发明的保护范围。

图1是本发明实施例提供的CT设备的结构框图。参考图1所示，CT设备包括成像元件300、转子100和处理器200，所述成像元件300包括相对设置在转子100上的X射线球管301及探测器302，所述转子100可绕旋转轴(如图2中虚线O-O'所示)进行旋转，从而使得成像元件300绕所述旋转轴进行旋转，所述旋转轴O-O'为所述转子100的中心旋转轴，也是CT设备的旋转轴，其是一条经过CT设备旋转中心的几何直线，并不是实际存在的物理元件，所述处理器200可以控制转子100绕旋转轴进行旋转、可以控制X射线球管301进行出束、可以控制探测器302对CT数据进行采集、可以对采集的CT数据进行处理等。CT设备的其它组件及其工作原理是公知的，为避免繁琐在此并未示出或详细介绍。

图2是本发明实施例提供的CT设备中转子的立体示意图。参考图2所示，所述转子100上设置多个叶片101，多个叶片101沿转子100的周向分布，且可随转子100共同绕旋转轴旋转，在本实施例中，叶片101沿转子100的周向均匀分布。当CT设备处于工作状态时，所述成像元件300(图2中未示)产生大量的热量，由于转子100的周向设置叶片101，当转子100绕所述旋转轴高速旋转时转子100整体上相当于高速旋转的风机，从而在叶片101的作用下将热量迅速传递到CT设备外部，达到散热的目的。

转子100的散热能力与叶片101的角度、形状以及数量等参数有关，可以根据空气动力学进行计算确定这些参数，从而提高CT设备的散热效果。

在本实施例中，叶片101的角度为可调节的。

转子100包括限定有通孔H的第一圆筒部分110，所述通孔H用于放置待扫描的患者，在第一圆筒部分110沿径向的外侧设置至少一个环形侧板，在本实施例中，环形侧板为两个：第一环形侧板102和第二环形侧板103，但并不以此限定本发明的保护范围。所述第一环形侧板102和第二环形侧板103沿所述旋转轴方向排列并通过第一连接件104连接固定。在本实施例中，第一连接件104可以为螺钉但不限于此，其它可以将第一环形侧板102和第二环形侧板103进行连接固定的方式均可应用于本发明。第一圆筒部分110、第一环形侧板102以及第二环形侧板103以所述旋转轴为共同的旋转轴。在第一圆筒部分110与第一环形侧板102和第二环形侧板103之间的空间可以用于设置成像元件300或CT设备的其它组件。

叶片101通过第二连接件105设置于所述第一环形侧板102上，并可以第二连接件105为轴进行转动。第二连接件105与叶片101可以一体成型也可以为独立的两个部件，在此不作限定。在本实施例中，第二连接件105可以为导向销，在第一环形侧板102上设置与导向销相配合的滑槽1021，所述导向销可在滑槽1021内滑动且不会脱离，通过多个导向销将多个叶片101可转动地设置于所述第一环形侧板102且沿第一环形侧板102的圆周方向分布，但本发明不限于此，其它可以将叶片101可转动地设置于第一环形侧板102的方式均可应用于本发明。在其它实施例中，叶片101可转动的设置于第二环形侧板103或可转动地设置于第一环形侧板102和第二环形侧板103均可。在本实施例中，叶片101位于第一环形侧板102和第二环形侧板103之间，从而不会额外占用空间，缩小CT设备的体积。

在第一环形侧板102和第二环形侧板103之间设置环形件106，所述环形件106可相对所述第一环形侧板102和第二环形侧板103绕所述旋转轴转动。由于叶片101与环形件106可移动地连接，在环形件106相对所述第一环形侧板102和第二环形侧板103转动时可驱动叶片101绕第二连接件105转动。

例如，参考图2所示，转子100还包括第二圆筒部分120，所述第二圆筒部分120沿径向设置于第一圆筒部分110的外侧，且位于第一环形侧板102和第二环形侧板103之间，所述环形件106可绕第二圆筒部分120旋转，可以在第二圆筒部分120与环形件106接触的位置设置导轨，从而方便环形件106的转动。此时可以在第一圆筒部分110和第二圆筒部分120上对应设置一系列通孔，用于空气流通，叶片101可设置于所述通孔附近。在其它实施例中，也可以在第一环形侧板102上设置环形导轨，所述环形件106可沿所述环形导轨相对所述第一环形侧板102和第二环形侧板103绕所述旋转轴转动。

多个叶片101沿所述环形件106的圆周方向分布并与所述环形件106连接，当环形件106绕所述旋转轴旋转时，可以带动与其连接的多个叶片101绕各自的第二连接件105旋转。当转子100包括第二圆筒部分120时，第二圆筒部分120不应阻挡叶片101的转动。

图3(a)-(b)是本发明实施例提供的叶片与环形件的连接示意图。参考图3(a)和3(b)所示，环形件106上设置滑槽1061，叶片101上具有与所述滑槽1061相配合的结构1011，例如滑块，且可在所述滑槽1061内滑动。所述滑槽1061的不同位置与环形件106的圆心之间的距离不同，也就是说滑槽1061的不同位置与第二连接件105沿环形件106径向的距离不同，当环形件106相对第一环形侧板102转动时，滑槽1061的不同位置移动至第二连接件105与环形件106的圆心所在的直线上，由于第二连接件105与滑槽1061的不同位置沿环形件106径向的距离不同，叶片101上与滑槽1061相配合的结构1011在滑槽1061内滑动，使得叶片101绕第二连接件105发生转动，从而调整叶片101的角度。顺时针或逆时针旋转环形件106时，叶片101绕第二连接件105的转动方向相反，因此可以根据需要增大或减小叶片101的角度，叶片101绕第二连接件105的转动方向如图3中的双向箭头A所示。

在本实施例中，叶片101的角度可以进行调节，从而可以适用于不同散热要求的场合。在其它实施例中叶片101的角度也可为固定角度，该固定角度值可根据空气动力学进行设计。

由于转子100设置在CT设备的外壳内部，人工操作不方便，并且在诊断过程中，叶片101跟随转子100高速旋转，无法进行人工操作。因此在另一实施例中，叶片101的角度可以根据CT设备内部的实时温度自适应进行调节。

图4是本发明另一实施例提供的CT设备的结构框图。参考图4所示，所述CT设备包括成像元件300、转子100、处理器200以及温度反馈单元400。所述温度反馈单元400用于监测CT设备内部的实时温度，并将该实时温度传递至处理器200，所述处理器200根据温度反馈单元400提供的信号判断是否需要调节叶片101的角度，并根据判断结果控制叶片101。

所述温度反馈单元400可以为温度传感器，可固定设置于CT设备内部的任一位置，只要其可以监测CT设备内部的实时温度即可。

处理器200将所述CT设备内部的实时温度与温度阈值进行比较，如果在所述阈值范围内，则处理器200不需要控制所述叶片改变角度，如果超过所述阈值，处理器200驱动所述环形件106转动从而调整所述叶片101的角度。所述温度阈值可由用户根据CT设备运行环境的要求事先进行设置。

图5是本发明另一实施例中环形件的驱动单元示意图。结合图5所示，可以为环形件106设置驱动单元107，处理器200控制驱动单元107工作，从而驱动环形件106旋转。驱动单元107驱动环形件106旋转的方式有很多，以下仅以一示例进行介绍，但并不以此限定本发明的保护范围。

例如，驱动单元107包括电机1071、齿轮1072，电机1071的输出轴与所述齿轮1072连接，环形件106的外表面沿圆周方向设置多个与所述齿轮相配合的齿1062，当所述电机1071旋转时带动所述齿轮1072旋转，通过所述齿轮1072与所述环形件106上的齿1062的配合，将转动传递至环形件106，从而在电机1071的作用下环形件106旋转。

在本实施例中，通过温度反馈单元400实时监测CT设备内部的温度，一方面可以实时了解CT设备内部的温度，保障诊断的可靠性，另一方面，可以根据CT设备内部的实时温度调节叶片的角度，从而自适应控制医疗设备的内部温度，保持温度的稳定性，进一步提高诊断的可靠性。

在图4的实施例中，由于叶片101的转动角度有限，因此可以根据叶片101需要转动的角度范围在环形件106的外表面沿圆周方向设置一些齿1062，使得叶片101可以转动到目标位置即可。本实施例的技术细节可参考上述对图1-3的描述。

在其它实施例中，可以对叶片101转过的角度进行监测，从而实时掌握叶片101的位置。

图6是本发明另一实施例提供的CT设备的结构框图。参考图6所示，所述CT设备包括成像元件300、转子100、处理器200、温度反馈单元400以及角度反馈单元500。

所述温度反馈单元400用于监测CT设备内部的实时温度，并将该实时温度传递至处理器200，所述处理器200根据温度反馈单元400提供的信号判断是否需要调节叶片101的角度，并根据判断结果控制叶片101。

所述角度反馈单元500用于监测所述叶片101转动的角度，并将该角度传递至处理器200，所述处理器200根据叶片101的初始角度计算得到叶片101的当前角度，并判断叶片101是否可以继续转动。

所述角度反馈单元500可以为角度编码器，对应叶片101进行设置，用于测量叶片101绕第二连接件105转动的角度，每个叶片101对应设置至少一个角度编码器进行监测。以下举一示例进行介绍但并不以此限定本发明的保护范围。

例如角度反馈单元500为光电编码器。所述光电编码器包括码盘和光电检测装置，其中码盘是在圆盘上有规则地刻有透光和不透光的线条，光电检测装置包括光源和接收器，分别设置在码盘的两侧，当码盘旋转时，光源输出光，接收器接收的光通量随透光线条同步变化。在本实施例中，码盘和叶片101同轴，当叶片101旋转时，码盘和叶片101同步绕第二连接件105旋转，根据接收器接收的光信号可以得到叶片101转动的角度。

处理器200将叶片101的当前角度与预设角度范围进行比较，从而判断叶片101是否可以继续转动。预设角度范围由用户事先进行设置。

如果叶片101的当前角度在预设角度范围内，则处理器200根据其它信号对叶片101的角度进行调整，如果叶片101的当前角度已到达预设角度的上限，则表示叶片101只能减小角度，如果叶片101的当前角度已到达预设角度的下限，则表示叶片101只能增大角度。

图7是本发明另一实施例中CT设备的工作流程示意图。结合图7对本实施例提供的CT设备的工作过程简述如下：步骤S601，扫描前准备，例如设置扫描参数、利用病床等支撑设备将待扫描患者移至指定位置；步骤S602，启动CT设备，处理器200控制转子100旋转，成像元件300开始扫描；步骤S603，监测当前温度以及叶片的当前角度，在成像扫描过程中，由于发热元件开始工作导致CT设备内部温度开始升高，温度反馈单元400实时监测CT设备的内部温度，并将该温度传递至处理器200，角度反馈单元500实时监测CT设备中叶片101转过的角度，并将该角度信息传递至处理器200，所述处理器200根据叶片101的初始角度计算得到叶片的当前角度；步骤S604，判断当前温度是否满足温度阈值，例如将温度反馈单元400监测的实时温度与温度阈值进行比较，如果在所述温度阈值范围内，则处理器200可以不调整叶片101的角度，继续监测CT设备内部的实时温度，如果超出所述温度阈值，则进入下一步骤；步骤S605，判断叶片101是否可以继续转动，例如将角度反馈单元500监测的叶片101的当前角度与预设角度范围进行比较，如果叶片101可以继续转动，则处理器200控制叶片101转动从而增大或减小叶片101与环形件106的径向之间的角度，之后继续监测CT设备内的实时温度，如果叶片101不可以继续转动，则表示不能通过转动叶片101来调节CT设备的内部温度，则处理器200控制CT设备停止扫描并输出报错信号，等待用户进行处理。

本实施例通过如上的流程对CT设备进行散热，本实施例中的技术细节可参考上述对图1-5的描述。

由此可见，本实施例提供的CT设备通过判断叶片101与环形件106的径向之间的角度是否可以进一步调节，在可以进一步调节的情况下根据CT设备的内部温度自适应调节叶片101的角度，从而保持CT设备内部温度的稳定性，从而提高本实施例中散热方式的可靠性，并且可以避免在CT设备内部温度超过温度阈值时对患者进行扫描，从而提高CT设备的安全性能以及诊断的可靠性。

本发明还对应提出了一种对医疗设备进行散热的方法，包括：在所述医疗设备的转子上设置多个叶片，所述多个叶片沿所述转子的圆周方向分布，利用温度反馈单元监测所述医疗设备内部的温度，并与所述温度阈值进行比较，如果温度超出所述温度阈值，则调整所述叶片的角度直至温度反馈单元监测的温度在所述温度阈值范围内。

所述方法还包括利用角度反馈单元检测所述叶片的角度并判断所述叶片是否可以继续转动，如果叶片可以继续转动，则处理器控制叶片转动从而增大或减小叶片与环形件的径向之间的角度，之后继续监测CT设备内的实时温度，如果叶片不可以继续转动，则表示不能通过转动叶片来调节CT设备的内部温度，则处理器控制CT设备停止扫描并输出报错信号，等待用户进行处理。

上述方法实施例的技术细节可以参考对医疗设备的描述，在此不再赘述。

以上所揭露的仅为本发明的几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。