用于减少医学成像振动的方法和系统与流程

文档序号:26090222发布日期:2021-07-30 17:58阅读:110来源:国知局
用于减少医学成像振动的方法和系统与流程

本文公开的主题的实施方案涉及医学成像,并且更具体地涉及计算机断层摄影(ct)医学成像。



背景技术:

非侵入式成像技术允许获得患者或对象的内部结构的图像,而无需对该患者或对象执行侵入式程序。具体地,诸如计算机断层摄影(ct)的技术使用各种物理原理(诸如通过靶体积的x射线的差分传输)来采集图像数据和构建断层析图像(例如,人体或其他成像结构的内部的三维表示)。ct扫描仪可包括可旋转机架,该可旋转机架上安装有x射线辐射源和x射线辐射检测器。机架在旋转时的振动直接转化为图像质量的下降,因为机架振动可以使图像失真并在患者数据中产生条纹/伪影。



技术实现要素:

在一个实施方案中,一种用于医学成像系统的动态振动吸收器(dva)包括:安装部分,该安装部分包括一个或多个开孔并且适于固定地联接到成像系统内的安装表面;簧载部分;和振动调谐器,其中当安装部分安装到安装表面时并且在成像系统的操作期间,簧载部分相对于安装表面移动,簧载部分的移动量至少部分地基于振动调谐器。

应当理解,提供上面的简要描述来以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的精选概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征,该主题的范围由具体实施方式后的权利要求书唯一地限定。此外,所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

通过参考附图阅读以下对非限制性实施方案的描述将更好地理解本公开,其中以下:

图1示出了根据一个实施方案的包括动态振动吸收器的成像系统的绘画视图。

图2示出了根据一个实施方案的包括动态振动吸收器的示例性成像系统的方框示意图。

图3示出了根据一个实施方案的包括动态振动吸收器的成像系统的内部的端视图。

图4示出了根据一个实施方案的动态振动吸收器的透视图。

图5示出图4的动态振动吸收器的端视图。

图6示出了根据一个实施方案的动态振动吸收器的透视图。

图7示出了图6的动态振动吸收器的横截面视图。

图8示出了图6至图7的动态振动吸收器,其中点画阴影指示动态振动吸收器的各部分的振动特性。

图9至图12示出了将不包括动态振动吸收器的成像系统的振动特性与包括动态振动吸收器的成像系统的振动特性进行比较的曲线图。

图13示出了根据本公开的实施方案的不同组的质量调节部分和偏置构件。

图14为示出了根据本公开的一个实施方案的用于调谐动态振动吸收器的方法的流程图。

图15示出了图4至图5的动态振动吸收器的横截面视图。

图16至图18示出了图6至图8的动态振动吸收器的不同横截面视图。

图4至图8、图13以及图15至图18是按比例示出的,但如果需要,可使用其他相对尺寸。

具体实施方式

以下描述涉及用于减少医学成像振动的各种实施方案。医学成像系统诸如图1所示的医学成像系统可包括x射线辐射源,该x射线辐射源被配置为将x射线辐射递送到设置在成像系统的机架的孔洞内的成像区域,如图2所示。成像系统包括动态振动吸收器(dva),诸如图3所示的dva。dva邻近x射线辐射源定位并且被配置为减少成像系统的振动。可通过用具有不同质量的不同质量调节部分(如图13所示)替换dva的一个或多个质量调节部分(如图4至图5以及图15所示)和/或用具有不同刚度的不同偏置构件(如图13所示)替换跨越dva的间隙的一个或多个偏置构件(如图6至图8所示,其中示例性间隙由图16至图18的横截面示出)来调节(例如,调谐)dva的振动特性。通过将dva配置为具有可调节振动特性(例如,根据图14的方法),dva可减小成像系统的一些部分由于x射线辐射源和/或成像系统的其他部分所产生的振动力而引起的振动响应,如图9至图12所示。这样,可减少由成像系统的操作产生的噪声,从而增加患者舒适度并改善患者-操作员交流。成像系统的振动减小另外可使得图像质量增加和/或成像系统的部件的磨损减小。

成像系统的x射线辐射源可以是被配置为产生x射线辐射的x射线管。x射线管可包括转子,该转子被配置为在x射线管内旋转以分布在x射线产生焦点处生成的热。例如,焦点可沿着转子的面连续移动,使得高转子温度不局限于单个点。在产生较高数量和/或强度的x射线辐射的情况下,可以较高的旋转速度利用这种热分布。一些成像系统可包括x射线管,该x射线管相对于其他成像系统的x射线管被配置用于更高的速度(例如,更高的转子旋转速度)。x射线管转子的旋转可产生成像系统的振动。例如,x射线管转子可在x射线管内旋转,这可导致x射线管的振动。在本文所述的一些示例中,x射线管的“旋转”和x射线管的“振动”这两个术语可同义地用于指由x射线管的旋转转子所产生的振动。x射线管的振动可导致成像系统的其他部分诸如机架的振动。因此,一些成像系统的振动特性可相对于其他成像系统不同。例如,一些x射线管可在操作期间以145hz振动,一些x射线管可在操作期间以160hz振动,并且一些x射线管可在操作期间以180hz振动,其中较高的振动频率对应于较高的x射线管速度。

在一些成像系统中,x射线管可在操作期间以与机架结构的谐振频率(例如,160hz)大致相同的频率振动,这可导致不期望的强制振动响应。谐振可增加由成像系统产生的噪声量和/或不期望的机架移动。

x射线管的速度可至少部分地基于机架的旋转速度。因为一些机架可相对于其他机架更快地旋转,所以一些x射线管可被配置用于比其他x射线管更高的速度。例如,包括具有较慢第一旋转速度的机架的成像系统还可包括具有较慢操作速度的x射线管,并且包括具有较高第二旋转速度的机架的成像系统可包括具有较高操作速度的x射线管。然而,为了将x射线管配置为具有较高操作速度,x射线管可相对于被配置为具有较低操作速度的x射线管具有不同的转子几何形状(例如,较长长度)。x射线管的几何形状改变可相对于比较x射线管改变x射线管的振动特性(例如,x射线管的振动振幅)。作为一个示例,被配置用于较高操作速度的一些x射线管可相对于被配置用于较低操作速度(例如,高15hz、高20hz等)的x射线管以较高振幅振动。振动的振幅增加可导致成像系统的部件的劣化(例如,成像系统的轴承上的磨损)。

可选择x射线管的速度,以便通过有目的地分离这两个频率(例如,分别为振动源频率和机架谐振频率)来减少x射线管的振动和机架的振动的不期望的谐振。作为一个示例,可选择x射线管的速度,使得x射线管具有180hz的峰值振动,其中机架具有160hz的峰值振动。然而,即使x射线管和机架具有不同的峰值振动频率,机架结构也可发生显著的强制响应。例如,虽然x射线管可在制造期间被校准为具有某些振动特性(例如,由于不平衡而导致的振动减小),但一些不平衡所产生的振动可随时间而发生和/或增加。另外,因为x射线管速度被选择为相对高以便以相对于机架的不同峰值频率振动,所以x射线管的不平衡可产生不期望的噪声量。x射线管的振动可作用于成像系统的支撑结构(例如,机架),并且可增加机架的振动和/或由机架产生的噪声。

为了减少x射线管和/或机架的振动和噪声,dva可在邻近振动源的位置处联接到成像系统。例如,dva可直接联接到x射线管或邻近x射线管(例如,联接到x射线管的外壳)。dva被配置为以大致相同的振动振幅相对于x射线管和/或机架异相振动,以便减少成像系统上的净振动。在一些示例中,dva可被配置为以与机架相同的频率但相对于机架异相振动,以便减少x射线管与机架之间的谐振。dva可联接到成像系统,使得dva响应于x射线管和/或机架的振动而自动振动,而无需成像系统的操作员的输入。

可调节(例如,调谐)本文所述的dva的振动特性以与各种成像系统一起使用,诸如包括x射线辐射源的成像系统,该x射线辐射源相对于其他成像系统的x射线辐射源具有不同的操作速度和/或振动特性,如上所述。例如,本文所述的dva可包括可影响dva的簧载部分的移动量的振动调谐器(其中簧载部分为dva的一个或多个质量,这些质量被配置为相对于dva的静止部分和/或dva所安装到的成像系统的部件移动)。振动调谐器可包括可替换偏置构件和/或可替换质量调节部分,可选择这些可替换偏置构件和/或可替换质量调节部分,以便调节dva的振动频率(例如,可将给定dva的振动频率调节为与包括dva的成像系统的x射线管的振动频率大致相同)。这样,可选择dva的振动频率,以便减少x射线管和/或机架的较大振动量。

在一些示例中,调节dva(诸如本文所公开的dva)的振动特性可包括将dva联接到成像系统,并且在机架不旋转的情况下测量x射线管的振动特性(例如,振动频率)。测量x射线管的振动特性可包括将振动测量设备(例如,加速度计换能器)联接到x射线管(例如,直接联接到x射线管、联接到x射线管的外壳或联接到邻近x射线管的机架的表面),并且以与在对受检者进行成像时所使用的x射线管的操作速度相同的速度操作x射线管。测量设备可在操作期间测量x射线管的振动特性,诸如振动振幅和频率。如果振动特性不令人满意(例如,振动频率与机架的振动频率大致相同),则可诸如通过用不同的质量调节部分(例如,较轻或较重的质量调节部分)替换dva的质量调节部分和/或用不同的偏置构件(例如,具有较高或较低刚度的弹簧)替换dva的偏置构件来调节振动调谐器,以便调节dva所抵消的x射线管的振动量。

参见图1,示出了成像系统100的透视图。成像系统100被配置为对受检者112(例如,患者)进行成像。在一些示例中,受检者可以是存在于患者的身体内的无生命物体、一个或多个制造部件或外来物体,诸如牙植入物、支架和/或造影剂。成像系统100包括机架102,该机架继而还可包括至少一个x射线辐射源104,该x射线辐射源被配置为投射x射线辐射束106(见图2)以用于对躺在检查台114上的受检者112进行成像。具体地,x射线辐射源104被配置为将x射线辐射束106朝向定位在机架102的相对侧上的检测器阵列108投射。成像系统100还包括动态振动吸收器(dva)105,该动态振动吸收器邻近x射线辐射源104定位在成像系统100的内部(如图1中的虚线所示)。dva被配置为减少由x射线辐射源104的操作所产生的振动量,诸如由x射线辐射源104的转子的旋转所产生的振动。dva105可类似于下文关于其他附图进一步所述的动态振动吸收器的实施方案(例如,与其相同)。

成像系统100还可包括图像处理器单元110,该图像处理器单元被配置为重建通过将x射线辐射106投射穿过受检者112并在检测器阵列108处接收衰减的x射线而采集的受检者112的靶体积的图像。在一些已知的ct成像系统配置中,x射线辐射源(例如,x射线辐射源104)投射锥形x射线辐射束,该锥形x射线辐射束被准直成位于笛卡尔坐标系的平面内并且通常被称为“成像平面”。x射线辐射束穿过正在被成像的对象,诸如患者或受检者112。x射线辐射束在被对象衰减之后撞击在x射线辐射检测器(例如,x检测器阵列108)上。在x射线辐射检测器阵列处接收的衰减x射线辐射束的强度取决于受检者对x射线辐射束的衰减。x射线辐射检测器阵列的每个检测器元件可产生单独的电信号,该电信号是x射线辐射检测器位置处的x射线辐射束衰减的测量结果。

在一些ct系统中,x射线辐射源和检测器阵列与机架(例如,机架102)一起在成像平面内并且围绕待成像的对象(例如,对象112)旋转,使得x射线辐射束与对象相交的角度不断变化。在一个机架角度下来自检测器阵列的一组x射线辐射衰减测量结果(例如,投影数据)被称为“视图”。对象的“扫描”包括在x射线辐射源和检测器的一次旋转期间在不同的机架角度或视角下制得的一组视图。可以设想的是,本文所述的实施方案源于ct之外的医学成像模态,因此如本文所用,术语“视图”不限于上文关于来自一个机架角度的投影数据所述的用途。术语“视图”用于意指每当存在来自不同角度的多个数据采集(无论是来自ct/pet、x射线(例如,血管、放射摄影/荧光镜检查或介入放射摄影)还是spect采集)时的一个数据采集,和/或任何其他模态(包括尚待开发的模态)以及它们在融合实施方案中的组合。

为了减少总扫描时间,可执行“螺旋”扫描。为了执行“螺旋”扫描,在采集到规定数量的切片的数据时,移动患者。此类系统从锥形束螺旋扫描产生单个螺旋。由锥形束绘制出(mappedout)的螺旋产生了投影数据,根据该投影数据可重建每个规定切片中的图像。

如本文所用,短语“重建图像”并非旨在排除生成表示图像的数据而不生成可视图像的情况。因此,如本文所用,术语“图像”广义地是指可视图像和表示可视图像的数据两者。

图2示意性地示出了类似于图1的成像系统100的成像系统200。成像系统200可包括类似于成像系统100所包括的那些部件的若干部件,并且类似的部件可被类似地标记并且不被重新引入(例如,成像系统200包括动态振动吸收器105、检测器阵列108、x射线辐射源104等)。

检测器阵列108包括多个检测器元件202,这些检测器元件一起感测穿过受检者204(例如,类似于图1所示的受检者112的患者)的x射线辐射106(例如,类似于图1所示的示例)以采集对应的投影数据。在此类配置中,一行或多行检测器元件202可以平行配置布置,以采集投影数据。

成像系统200被配置为遍历受检者204周围的不同角度位置,以采集期望的投影数据。因此,机架102和安装在其上的部件可以被配置为围绕旋转中心206旋转,以采集例如不同能级下的投影数据。另选地,在相对于受检者204的投影角度随时间的推移变化的实施方案中,所安装的部件可被配置为沿大致曲线而不是沿一段圆周移动。

当x射线辐射源104和检测器阵列108旋转时,检测器阵列108收集衰减的x射线束的数据。在一些示例中,检测器阵列108的各个检测器或检测器元件202可包括配准各个光子的相互作用的光子计数检测器。

在一个实施方案中,成像系统200包括控制机构208以控制部件的运动,诸如机架102的旋转和x射线辐射源104的操作。在某些实施方案中,控制机构208还包括x射线控制器210,该x射线控制器被配置为向x射线辐射源104提供功率和定时信号。另外,控制机构208包括机架马达控制器212,该机架马达控制器被配置为基于成像要求来控制机架102的旋转速度和/或位置。

在某些实施方案中,控制机构208还包括数据采集系统(das)214,该das被配置为对从检测器元件202接收的模拟数据进行采样,并将模拟数据转换为数字信号以用于后续处理。将由das214采样和数字化的数据传输到计算机或计算设备216。在一个示例中,计算设备216将数据存储在存储设备218中。例如,存储设备218可以包括硬盘驱动器、软盘驱动器、光盘-读/写(cd-r/w)驱动器、数字通用光碟(dvd)驱动器、闪存驱动器,以及/或者固态存储驱动器。

另外,计算设备216向das214、x射线控制器210和机架马达控制器212中的一者或多者提供命令和参数,以控制系统操作,诸如数据采集和/或处理。在某些实施方案中,计算设备216基于操作员输入来控制系统操作。计算设备216经由可操作地联接到计算设备216的操作员控制台220来接收操作员输入,该操作员输入例如包括命令和/或扫描参数。操作员控制台220可以包括键盘(未示出)或触摸屏,以允许操作员指定命令和/或扫描参数。

虽然图2仅示出了一个操作员控制台220,但是多于一个操作员控制台可以联接到成像系统200,例如以用于输入或输出系统参数、请求检查和/或查看图像。此外,在某些实施方案中,成像系统200可以经由一个或多个可配置的有线和/或无线网络(诸如互联网和/或虚拟专用网络)而联接到例如在机构或医院内或者处于完全不同位置的本地或远程地定位的多个显示器、打印机、工作站和/或类似设备。

计算设备216使用操作员供应的和/或系统定义的命令和参数来操作检查台马达控制器226,该检查台马达控制器继而可控制检查台114,该检查台可包括电动检查台。具体地,检查台马达控制器226移动检查台114以将受检者204适当地定位在机架102中,以采集对应于受检者204的靶体积的投影数据。

如前所述,das214对由检测器元件202采集的投影数据进行采样和数字化。随后,图像重建器230使用所采样和数字化的x射线数据来执行高速重建。虽然图2将图像重建器230示出为单独实体,但在某些实施方案中,图像重建器230可以形成计算设备216的一部分。另选地,图像重建器230可以不存在于成像系统200中,并且替代地计算设备216可以执行图像重建器230的一种或多种功能。图像重建器230可存储在存储设备218中重建的图像并/或将重建的图像传输到计算设备216(例如,计算设备216的显示器232),以生成有用的患者信息用于诊断和评估。例如,计算设备216的显示器232可允许操作员评估成像的解剖结构。显示器232还可允许操作员例如经由图形用户界面(gui)来选择感兴趣的体积(voi)和/或请求患者信息,以供后续扫描或处理。

本文进一步所述的各种方法和过程可作为可执行指令存储在成像系统200中的计算设备上的非暂态存储器中。在一个实施方案中,图像重建器230可在非暂态存储器中包括此类可执行指令,并且可应用本文所述的方法来由扫描数据重建图像。在另一个实施方案中,计算设备216可在非暂态存储器中包括指令,并且可在从图像重建器230接收到重建的图像之后至少部分地将本文所述的方法应用于该重建的图像。在另一个实施方案中,本文所述的方法和过程可分布在图像重建器230和计算设备216上。

参见图3,示出了成像系统300的内部的视图。成像系统300可类似于上文关于图1所述的成像系统100和/或上文参考图2所述的成像系统200。成像系统300包括机架302,该机架类似于上文参考图1至图2所述的机架102。机架302包括孔洞303,其中孔洞303被配置成接纳待由成像系统300成像的受检者(例如,类似于图1所示的示例的患者)。类似于上述示例,成像系统300包括x射线辐射源306(例如,x射线管),该x射线辐射源被配置为将x射线辐射递送到机架302的孔洞303的成像区域304。例如,在受检者定位在孔口303内以进行成像的情况下,机架302可围绕中心轴线310旋转,以便调节x射线辐射源306(以及由x射线辐射源产生的x射线束312)相对于受检者的位置。x射线辐射可被受检者拦截并被受检者的身体衰减,并且衰减的x射线辐射可被跨中心轴线310与x射线辐射源306相对定位的检测器阵列305接收。成像系统300可基于检测器阵列305的输出生成受检者的一个或多个视图,类似于上述示例。

成像系统300还包括布置在x射线辐射源306处的动态振动吸收器(dva)308。在一些示例中,dva308可直接联接到x射线辐射源306。例如,x射线辐射源306可以是被配置为产生x射线辐射的x射线管,并且dva308可直接连接到x射线管。在其他示例中,dva308可与x射线辐射源306相邻定位在成像系统300的内部,但可不直接联接到x射线辐射源306。例如,x射线辐射源306可安装到机架302的托架或其他安装表面(例如,安装表面311),并且dva308可安装到机架302的邻近x射线辐射源306(例如,与其相邻)的不同托架或安装表面(例如,安装表面309)。x射线辐射源306可包括外壳307,其中外壳307包封x射线辐射源306。在一些示例中,外壳307可安装到机架302,并且dva308可安装到外壳307。x射线辐射源306在本文中可被称为x射线管,并且外壳307在本文中可被称为x射线管外壳。

dva308可被配置为以与x射线辐射源306和/或机架302大致相同的频率振动。然而,dva308可相对于x射线辐射源306和/或机架302异相(例如,180度异相)振动,使得dva308的振动导致x射线辐射源306和/或机架302的振动的至少部分抵消。通过抵消x射线辐射源306和/或机架302的至少部分振动,可减少由成像系统300产生的噪声量和/或可提高成像质量。为了将dva308配置为以与x射线辐射源306和/或机架302大致相同的频率振动,dva308可包括被配置为用具有不同质量和/或刚度的类似部件替换的部件。例如,dva308可包括多个质量调节部分(例如,板),并且可用具有不同重量(例如,较重或较轻部件)的相应不同质量调节部分替换质量调节部分中的一个或多个质量调节部分,以便增加或减小dva308的振动频率。作为另一个示例,dva308可包括一个或多个偏置构件(例如,弹簧),并且可用具有不同刚度(例如,不同弹簧常数)的相应不同偏置构件替换偏置构件中的一个或多个偏置构件。在一些示例中,dva308可包括质量调节部分和偏置构件,使得dva308的振动频率的调节可包括质量调节部分中的一个或多个质量调节部分的替换、偏置构件中的一个或多个偏置构件的替换或这两种情况。包括质量调节部分和偏置构件的类似于dva308的dva的示例在下文参考图4至图8描述。

共同参见图4至图5,示出了用于成像系统的动态振动吸收器(dva)400。在一些示例中,dva400可包括在上述成像系统(例如,图1所示的成像系统100、图2所示的成像系统200和/或图3所示的成像系统300)中。例如,图3所示且上文所述的dva308可与图4至图5所示的dva400相同。图4示出dva400的透视图,并且图5示出dva400的端视图。包括参考轴线499以对所示的视图进行比较。

dva400包括被配置为设定dva400的振动特性(例如,振动频率)的多个节段。例如,dva400包括第一节段450、第二节段452和第三节段454,其中第一节段450包括分层布置的第一上部部分402、第二上部部分404、第三上部部分406、第四上部部分408和第五上部部分410,第二节段452包括中心部分412,并且第三节段454包括分层布置的第一下部部分422和第二下部部分424。第二节段452在dva400的上表面451与相对的下表面453之间的方向(例如,参考轴线499的z轴方向,其中在dva400联接到成像系统的情况下,z轴在成像系统的中心轴线(诸如上述中心轴线310)的径向方向上延伸)上设置在第一节段450与第三节段454中的每一者之间。

dva400可在第二节段452处联接到成像系统(例如,直接联接到成像系统的x射线管,或在成像系统的机架处邻近x射线管联接)。第二节段452的中心部分412包括具有第一安装件418(例如,第一开口)的第一臂414和具有第二安装件420(例如,第二开口)的相对的第二臂416。第一安装件418和第二安装件420可各自被布置成与x射线管、x射线管外壳或机架的对应安装表面对齐,并且相应的紧固件(例如,螺栓)可插入穿过第一安装件418和第二安装件420中的每一者,以便将dva400固定(例如,安装)到x射线管、x射线管外壳或机架。第一臂414与第一节段450被第一间隙442隔开(例如,间隔开),并且第一臂414与第三节段454被相对的第二间隙444隔开。第二臂416与第一节段450被第三间隙446隔开,并且第二臂416与第三节段454被相对的第四间隙448隔开。

在该配置中,第一臂414和第二臂416可相对于dva400所安装的表面(例如,x射线管、x射线管外壳或机架的安装表面)保持在适当位置(例如,保持静止),而第一节段450和第三节段454可相对于第一臂414和第二臂416移动(例如,振动)。这样,第一臂414和第二臂416可充当dva400的相应偏置构件。在图4至图5所示的示例中,dva400处于未负载状态(例如,未将振动负载施加到dva400并且dva400的部件不振动的状态)。然而,在将负载(例如,振动)施加到dva400使得第一节段450和第三节段454相对于第一臂414和第二臂416一起移动(例如,在平行于参考轴线499的z轴方向的第一方向461上)的情况下,第一臂414和第二臂416向第一节段450和第三节段454施加与第一节段450和第三节段454的运动方向相反的恢复力(例如,恢复力在与第一方向461相反的第二方向463上推动第一节段450和第三节段454)。第一臂414和第二臂416用于将dva400恢复到图4至图5所示的状态(例如,其中第一节段450和第三节段454不因施加到dva400的负载而变形或移动的状态)。

dva400的第一节段450、第二节段452和第三节段454的部件可经由插入穿过通道434和通道436的相应紧固件(例如,螺栓)联接在一起。通道434沿着轴线426从上表面451到下表面453延伸穿过dva400的每个部分,并且通道434在布置在上表面451处的开口430处和布置在下表面453处的开口438处打开。类似地,通道436沿着轴线428从上表面451到下表面453延伸穿过dva400的每个部分,并且通道436在布置在上表面451处的开口432处和布置在下表面453处的开口440处打开。如上所述经由设置在通道434和通道436内的紧固件将第一节段450、第二节段452和第三节段454联接在一起保持了每个节段的部件的相对布置(例如,将第二节段452保持在第一节段450与第三节段454之间),并且另外增加了移除一个或多个节段的部件的容易程度,如下所述。

dva400的每个节段(例如,第一节段450、第二节段452和第三节段454)有助于dva400的振动特性。可选择由各个节段产生的dva400的质量,以便提供dva400的期望振动特性。例如,第一上部部分402、第五上部部分410、第一下部部分422和第二下部部分424可各自具有大于第二上部部分404、第三上部部分406和第四上部部分408的质量。在一些示例中,第一上部部分402、第五上部部分410、第一下部部分422和第二下部部分424可各自具有大约0.5千克的质量。第一上部部分402、第五上部部分410、第一下部部分422和第二下部部分424可各自由具有较高密度的材料(例如,钢)形成,而包括第一臂414和第二臂416的中心部分412可由具有较低密度的材料(例如,铝)形成。此外,第二上部部分404、第三上部部分406和第四上部部分408中的每一者可由具有较高密度的第一材料形成,但可相对于第一上部部分402、第五上部部分410、第一下部部分422和第二下部部分424中的每一者具有较低厚度。

dva400可被配置成使得第一上部部分402、第五上部部分410、第一下部部分422和第二下部部分424的组合质量使在将振动负载施加到dva400的情况下dva400以接近成像系统的部件(例如,x射线管、x射线管外壳和/或机架)的振动频率(例如,在其10%内)的频率振动,并且相对于该部件异相振动。对dva400的较大部件的质量(诸如第一上部部分402、第五上部部分410、第一下部部分422和第二下部部分424的质量)的选择在本文中可被称为dva400的粗调。

为了将dva400的振动频率进一步调节为与dva400所安装的成像系统的部件(例如,x射线管、x射线管外壳或机架)的振动频率大致相同,dva400包括第二上部部分404、第三上部部分406和第四上部部分408,这些上部部分相对于第一上部部分402、第五上部部分410、第一下部部分422和第二下部部分424各自具有较小的质量。第二上部部分404、第三上部部分406和第四上部部分408中的一者或多者可从dva400移除或用具有不同质量(例如,较高质量或较低质量)的类似部分替换,以便调节dva400的振动频率。

因为第二上部部分404、第三上部部分406和第四上部部分408中的每一者相对于第一上部部分402、第五上部部分410、第一下部部分422和第二下部部分424中的每一者具有较小的质量,所以移除或替换第二上部部分404、第三上部部分406或第四上部部分408中的一者导致对dva400的振动频率进行相对较小的调节,而移除或替换第一上部部分402、第五上部部分410、第一下部部分422或第二下部部分424中的一者导致对振动频率进行相对较大的调节。通过如上所述移除或替换第二上部部分404、第三上部部分406或第四上部部分408中的一者或多者来调节振动频率在本文中可被称为dva400的微调。

作为将dva400配置为减少成像系统的振动的一个示例,成像系统的操作员(例如,技术人员)可经由第一安装件418和第二安装件420将dva400联接到x射线管。操作员可将振动测量设备(例如,加速度计换能器)联接到x射线管,并且可经由粗调(例如,移除或替换第一上部部分402、第五上部部分410、第一下部部分422和第二下部部分424中的一者或多者)来配置dva400,使得dva400的振动频率接近x射线管的振动频率(例如,在x射线管的振动频率的10%内)。然后操作员可经由微调(例如,移除或替换第二上部部分404、第三上部部分406或第四上部部分408中的一者或多者)来配置dva400,以便将dva400的振动频率调节为与x射线管的振动频率大致相同(例如,在x射线管的振动频率的5%或更小变化范围内)。在该配置中,在操作成像系统以对受检者进行成像的情况下,dva400以与x射线管大致相同的频率振动,其中dva400的振动相对于x射线管的振动是异相的(例如,180度异相)。因此,减少了成像系统的净振动,这可减少由成像系统产生的噪声和/或增加成像质量(例如,减少图像模糊)。

如上所述,dva400可被定位成非常靠近x射线管的安装位置(例如,大致在与x射线管的安装位置相同的位置处)。在该配置中,dva400的定位在安装位置处的部分以与x射线管的安装部分相同的同相关系(例如,大约零相移)移动。在dva400未联接到成像系统的情况下,x射线管所产生的力的驱动点传递函数具有与反谐振交替的谐振。在谐振频率附近,x射线管相对于强制函数的位移响应(随着力从较低频率变化到较高频率)在力与运动之间从同相转变为异相。在反谐振频率附近,x射线管的位移响应(随着力从较低频率变化到较高频率)相反地从异相转变为同相。反谐振频率是位移响应非常小时的频率,尽管来自x射线管转子的强制函数具有一些显著的输入。通过将dva400联接到成像系统,可通过将x射线管安装点处的反谐振偏移成以与转子旋转速度大致相同的频率发生来抵消振动。例如,可将dva400调谐成具有适当的谐振频率(例如,经由粗调和微调)和适当的质量,使得dva400的谐振改变机架的振动特性并且将反谐振频率偏移成以转子的旋转速度发生,从而减少成像系统的净振动。

通过将dva400邻近x射线管联接到成像系统,dva400的振动振幅可与x射线管的振动振幅更紧密地匹配。例如,将dva400更远离x射线管布置可减少由x射线管施加到dva400的振动负载量。因此,dva400的振动振幅可相对于x射线管的振动振幅减小,并且由dva400提供的振动抵消量(例如,由于dva400的振动相对于x射线管的振动异相)可减少。然而,通过将dva400邻近x射线管联接到成像系统(例如,直接联接到x射线管或x射线管外壳),dva400的振动振幅可增大,并且由于dva400的振动与x射线管的振动的相长干涉而引起的降噪可增加。

现在共同参见图6至图8,示出了另一个动态振动吸收器(dva)600。具体地,图6示出了dva600的透视图,图7示出了沿图6所示的轴线690的dva600的横截面视图,并且图8示出了dva600的端视图,其中包括点画阴影以指示dva600的响应于施加到dva600的振动负载而移动的部分。dva600可包括在成像系统(诸如图1所示的成像系统100、图2所示的成像系统200或图3所示且上文所述的成像系统300)中。例如,上文参考图3所述的dva308可类似于dva600(或与其相同)。参考轴线699包括在图6至图8中以对所示的视图进行比较。

dva600包括第一节段692、第二节段694和第三节段696。第一节段692包括上部部分682,第二节段694包括中心部分684,并且第三节段696包括下部部分686。上部部分682、中心部分684和下部部分686呈分层布置,使得中心部分684在dva600的上表面606与相对的下表面608之间的方向(例如,参考轴线699的z轴方向,其中在dva600联接到成像系统的情况下,z轴在成像系统的中心轴线(诸如上述中心轴线310)的径向方向上延伸)上设置在上部部分682与下部部分686之间。

在一些示例中,dva600的第一节段692、第二节段694和第三节段696可由单片材料(例如,钢、铝等)一起形成(例如,切割、模制等)。例如,dva600可经由电火花线切割加工形成。因为dva600被配置成在从成像系统的中心轴线偏移的位置联接到成像系统(例如,被配置成联接到成像系统的x射线管,类似于图3所示且上文所述的dva308的位置),所以因成像系统的机架的旋转而施加到dva600的离心力可相对较高(例如,高达dva600的重量的70倍)。通过由单片材料形成dva600,可增加dva600的耐久性,并且可降低dva600的未被配置成振动的部分的重量。

dva600包括第一臂651和第二臂653,其中第一臂651包括设置在凹陷部624内的第一安装件628和设置在凹陷部626内的第二安装件630,并且其中第二臂653包括设置在凹陷部670内的第三安装件658和设置在凹陷部672内的第四安装件660。第一安装件628包括第一开口636,第二安装件630包括第二开口638,第三安装件658包括第三开口666,并且第四安装件660包括第四开口668,其中第一开口636、第二开口638、第三开口666和第四开口668各自被配置成接纳相应的紧固件(例如,螺栓)以用于将dva600联接到成像系统(例如,将dva600联接到x射线管、x射线管外壳或机架)。dva600的第一端部602和相对的第二端部604可各自成形(例如,弯曲)为使得dva600可紧邻成像系统的其他部件(例如,传感器和其他设备)安装,同时仍然保持dva600减少x射线管、x射线管外壳和/或机架的振动的能力。在一些示例中,dva600还包括具有第五开口612的第五安装件610和具有第六开口616的第六安装件614,其中第五开口612和第六开口616各自被配置成接纳相应的紧固件。与第五开口612和第六开口616联接的每个紧固件可定位在对应的开口内并且与对应的开口被间隙(例如,紧固件的外表面和开口的内表面之间的缺口)隔开。在该配置中,紧固件可增强dva600与机架的联接配置(例如,除了插入穿过第一开口636、第二开口638、第三开口666和第四开口668的紧固件之外,还提供将dva600联接到机架的支撑)。

第一臂651与中心部分684被在dva600的第一端部602与第二端部604之间的方向上延伸的间隙618隔开(例如,间隔开)。间隙618包括朝向第一端部602定位并且与上表面606大致平行(例如,在与参考轴线699的x轴平行的方向上)延伸的第一部分619、定位在第一安装件628周围并且遵循第一安装件628的曲率的第二部分632、在第一安装件628与第二安装件630之间延伸并且与第一部分619平行的第三部分620、定位在第二安装件630周围并且遵循第二安装件630的曲率的第四部分634以及朝向第二端部604定位并且与第一部分619和第三部分620平行的第五部分622。第一部分619、第二部分632、第三部分620、第四部分634和第五部分622中的每一者接合(例如,不闭合或不被一个或多个壁、表面等隔开),使得间隙618是延伸穿过dva600的厚度(例如,在参考轴线699的y轴方向上)的单个连续开口(例如,狭槽)。

第二臂653与中心部分684被在dva600的第一端部602与第二端部604之间的方向上延伸的间隙652隔开(例如,间隔开)。间隙652包括朝向第一端部602定位并且与下表面608大致平行(例如,在与参考轴线699的x轴平行的方向上)延伸的第一部分655、定位在第三安装件658周围并且遵循第三安装件658的曲率的第二部分662、在第三安装件658与第四安装件660之间延伸并且与第一部分655平行的第三部分654、定位在第四安装件660周围并且遵循第四安装件660的曲率的第四部分664以及朝向第二端部604定位并且与第一部分655和第三部分654平行的第五部分656。第一部分655、第二部分662、第三部分654、第四部分664和第五部分656中的每一者接合(例如,不闭合或不被一个或多个壁、表面等隔开),使得间隙652是延伸穿过dva600的厚度(例如,在参考轴线699的y轴方向上)的单个连续开口(例如,狭槽)。

在上述配置中,在dva600经由第一安装件628、第二安装件630、第三安装件658和第四安装件660联接到成像系统(例如,联接到x射线管、x射线管外壳和/或机架)的情况下,第一臂651和第二臂653可相对于dva600所联接的安装表面保持大致静止,而中心部分684可由于中心部分684与第一臂651被间隙618隔开以及由于中心部分684与第二臂653被间隙652隔开而移动(例如,振动)。此外,dva600可包括一个或多个偏置构件(例如,弹簧),这些偏置构件被配置成在中心部分684由于施加到dva600的振动负载而移动的情况下将恢复力施加到中心部分684。偏置构件可朝向图6至图8所示的位置推动中心部分684,其中中心部分684在第一臂651与第二臂653之间居中。在一些示例中,间隙618和间隙652可各自在从上表面606到下表面608的方向(例如,参考轴线699的z轴方向)上具有2毫米的长度,并且在中心部分684由于施加到dva600的振动负载而移动的情况下,中心部分564可在间隙618和间隙652的长度方向(例如,参考轴线699的z轴方向)上移动0.5毫米或更小。

dva600的偏置构件可定位在间隙618的第三节段620内。在上述配置中,dva600包括布置在上表面606处的凹陷部644。第一通道640和第二通道642(图7所示)从中心部分684延伸穿过第一臂651,并且在凹陷部644处打开。第一偏置构件678(例如,第一弹簧)可设置在第一通道640内,并且第二偏置构件680(例如,第二弹簧)可设置在第二通道642内。第一偏置构件678和第二偏置构件680可通过盖646分别保持在第一通道640和第二通道642内,该盖布置在凹陷部644内并且通过第一紧固件648和第二紧固件650(例如,螺栓)联接到dva600。

为了调节dva600的振动特性(例如,响应于成像系统施加到dva600的振动的dva600的振动频率),可移除或替换第一偏置构件678和第二偏置构件680中的一者或多者。例如,可用具有不同刚度的偏置构件(例如,弹簧)替换第一偏置构件678,以便调节dva600的振动特性。移除或替换第一偏置构件678和/或第二偏置构件680以调节dva600的振动特性在本文中可被称为dva600的微调。对dva600的振动特性的较大调节(例如,dva600的粗调,类似于上述dva400的粗调)可通过调节第一臂651、第二臂653和/或中心部分684的厚度(例如,参考轴线699的z轴方向上的厚度)(例如,通过从第一臂651、第二臂653和/或中心部分684移除材料)和/或加宽间隙618和/或间隙652来执行。例如,在dva600的制造期间,可基于dva600所联接的成像系统的预先确定的振动特性来选择间隙618和间隙652的尺寸(例如,间隙618和间隙652在平行于参考轴线699的x轴从第一端部602到第二端部604的方向上的宽度)。

作为一个示例,dva600可被配置成减少成像系统的振动,该成像系统包括以相对高的速度驱动的x射线管,使得x射线管以180hz的频率振动。可选择第一臂651、第二臂653和/或中心部分684的厚度以及间隙618和间隙652的尺寸,以便粗调dva600的振动特性(例如,将振动特性调节较大的第一量),使得dva600以接近180hz(例如,在180hz的10%内)的频率振动。此外,可选择第一偏置构件678和第二偏置构件680的刚度以便微调dva600的振动特性(例如,将振动特性调节较小的第二量),使得dva600以大约180hz剧烈响应(例如,振动)。因此,dva600可在x射线管在180hz下操作的情况下抵消成像系统上期望位置处的振动(例如,减小振动)。

为了示出在将振动负载施加到dva600的情况下dva600的各部分相对于彼此的运动(例如,由于dva600所联接的表面(诸如x射线管)的振动),图8示出了dva600的端视图。dva600被示出为在dva600的各部分处具有不同尺寸的点画阴影,其中用较大点画阴影遮蔽的部分可振动较大的量,而用较小点画阴影遮蔽的部分可振动较小的量。因为第一安装件628、第二安装件630、第三安装件658和第四安装件660被配置成固定地安装到成像系统的安装表面(例如,x射线管、x射线管外壳或机架),所以第一安装件628、第二安装件630、第三安装件658和第四安装件660在将振动负载施加到dva600的情况下经受非常少量(或零)的振动。因此,第一安装件628、第二安装件630、第三安装件658和第四安装件660被示出为没有点画。然而,如上所述,中心部分684可响应于施加到dva600的振动负载而振动(例如,由于图7所示的第一偏置构件678和第二偏置构件680,以及中心部分684与第一臂651被间隙618隔开以及中心部分684与第二臂653被间隙652隔开),因此中心部分684被示出为具有重画点画。第一臂651和第二臂653的更靠近第一端部602和第二端部604定位的部分可比朝向安装件(例如,第一安装件628、第二安装件630、第三安装件658和第四安装件660)定位的部分经历更大的振动量,如在远离安装件并朝向第一端部602和第二端部604的方向上施加到第一臂651和第二臂653的逐渐增大的点画尺寸所指示。

类似于上述示例,在将振动负载施加到dva600(例如,由于成像系统的其他部件(诸如x射线管)的振动而将力施加到dva600)的情况下,dva600被配置成相对于所施加的振动以大致相同的频率但相对于所施加的振动异相振动。在一些示例中,dva600可相对于施加到dva600的振动(例如,振动负载)异相振动180度。在该配置中,dva600可抵消至少一部分振动负载(例如,降低成像系统的振动响应),使得成像系统的净振动减小。

虽然本文描述了图4至图5所示的dva400和图6至图8所示的dva,但在一些实施方案中,dva(例如,图3所示的dva308)可包括可移除和/或可替换质量调节部分(例如,类似于图4所示且上文所述的第二上部部分404、第三上部部分406、第四上部部分408等)以及可移除和/或可替换偏置构件(例如,图7所示且上文所述的第一偏置构件678和第二偏置构件680)。

参见图9至图12,示出了各种曲线图,这些曲线图示出了动态振动吸收器联接到成像系统的情况下以及动态振动吸收器未联接到成像系统的情况下成像系统的x射线辐射源和机架的振动特性。具体地,图9示出了曲线图900,该曲线图示出了x射线辐射源总体加速度振幅(例如,由x射线管振动引起的加速度)与x射线辐射源操作速度的关系;图10示出了曲线图1000,该曲线图示出了机架总体加速度振幅(例如,由机架振动引起的加速度)与x射线辐射源操作速度的关系;图11示出了曲线图1100,该曲线图示出了一次谐波振动的x射线辐射源加速度振幅与x射线辐射源操作速度的关系;并且图12示出了曲线图1200,该曲线图示出了一次谐波振动的机架加速度振幅与x射线辐射源操作速度的关系。在参考图9至图12所述的示例中,动态振动吸收器(dva)可以是上述dva(例如,图3所示的dva308、图4至图5所示的dva400、图6至图8所示的dva600等)中的任一种。成像系统可类似于图1所示的成像系统100、图2所示的成像系统200和/或图3所示的成像系统300(或与其相同)。x射线辐射源可类似于上述示例(例如,图3所示的x射线辐射源306和/或图1至图2所示的x射线辐射源104),并且在本文中可被称为x射线管。机架可类似于图1至图2所示的机架102和/或图3所示的机架302。

图9所示的曲线图900包括曲线902和曲线904,其中曲线902指示在成像系统不包括dva的情况下x射线辐射源加速度振幅与x射线辐射源操作速度的关系,并且曲线904指示在成像系统包括dva(例如,dva联接到x射线管、x射线管的外壳(诸如图3所示的外壳307)或机架)的情况下x射线辐射源加速度振幅与x射线辐射源操作速度的关系。x射线辐射源加速度振幅是指由x射线管在各种不同频率(包括但不限于x射线管的转子的旋转频率(例如,x射线辐射源操作速度))下的振动所引起的x射线辐射源的加速度。

如曲线902所示,在dva未联接到成像系统的情况下,对于各种x射线辐射源操作速度(例如,在x1与x2之间的范围内,其中在一个示例中,x1可对应于150hz,并且x2可对应于180hz),x射线辐射源的加速度可相对高,其中较高的加速度对应于较高的振动频率。然而,如曲线904所示,将dva联接到成像系统可显著减小x射线辐射源的加速度,这可显著降低x射线辐射源的振动频率。例如,对于介于x1与x2之间的x射线操作速度,dva可将x射线辐射源的加速度从y2(其可对应于1m/s^2)减小到y1(其可对应于0.5m/s^2)。

此外,如图10的曲线图1000所示,dva可另外减小机架加速度振幅(例如,由振动引起的加速度),从而减小机架的振动(例如,减小振动频率、减小振动振幅等)。曲线1002示出了在成像系统不包括dva的情况下机架加速度振幅与x射线辐射源操作速度的关系,并且曲线1004示出了在成像系统包括dva(例如,如上所述dva联接到成像系统)的情况下机架加速度振幅与x射线辐射源操作速度的关系。例如,对于介于x1与x2之间的x射线操作速度,dva可将由机架振动引起的机架的加速度振幅从y4(其可对应于3m/s^2)减小到y3(其可对应于1.5m/s^2)。

虽然曲线图900和曲线图1000针对各种x射线辐射源操作速度分别示出了x射线辐射源和机架的加速度,但曲线图900和曲线图1000所示的加速度振幅包括由所有振动频率(例如,谐波频率的组合)引起的加速度。然而,图11所示的曲线图1100和图12所示的曲线图1200示出了仅由一次谐波频率(例如,针对给定x射线辐射源操作速度对应于x射线管的转子的旋转速度的频率)引起的加速度振幅。具体地,曲线图1100包括曲线1102,该曲线示出了在成像系统不包括dva的情况下与一次谐波相关联的x射线辐射源加速度振幅与x射线辐射源操作速度的关系,并且曲线1104示出了在成像系统包括dva(例如,如上所述dva联接到成像系统)的情况下与一次谐波相关联的x射线辐射源加速度振幅与x射线辐射源操作速度的关系。曲线图1200包括曲线1202,该曲线示出了在成像系统不包括dva的情况下与一次谐波相关联的机架加速度振幅与x射线辐射源操作速度的关系,并且曲线1204示出了在成像系统包括dva(例如,如上所述dva联接到成像系统)的情况下与一次谐波相关联的机架加速度振幅与x射线辐射源操作速度的关系。对于x射线辐射源和机架两者,dva显著减小了由一次谐波振动引起的加速度。因此,可减少由成像系统产生的噪声量,并且可增加成像系统的部件的耐久性。

参见图13,示出了可包括在上述动态振动吸收器(dva)中的各种质量调节部分和偏置构件。在一些示例中,质量调节部分和偏置构件可被包括作为一组部件。例如,第一组1300质量调节部分包括第一质量调节部分1309(其可与上文参考图4至图5所述的第二上部部分404相同)、第二质量调节部分1310和第三质量调节部分1312。第二组1302质量调节部分包括第四质量调节部分1313(其可与上文参考图4至图5所述的第一下部部分422相同)、第五质量调节部分1314和第六质量调节部分1316。第三组1304偏置构件包括第一偏置构件1317(其可与图7的第一偏置构件678相同)、第二偏置构件1318和第三偏置构件1320。

参见第一组1300,第一质量调节部分1309包括顶表面1322和与顶表面相对的底表面1328。顶表面1322包括凸起部分1324。凸起部分1324被配置成与dva的第二节段的中心部分(诸如dva400的第二节段452的中心部分412)的底表面进行面共享接触。凸起部分1324可在顶表面1322的剩余部分上方凸起合适的量,该量为第四质量调节部分1313相对于dva的第二节段的移动提供间隙,如上文关于图4所述。凸起部分1324还包括两个通孔,即第一通孔1326a和第二通孔1326b。当第一质量调节部分1309安装在dva(例如,dva400)中时,通孔可各自形成相应通道的一部分,相应紧固件可插入穿过该部分以便将dva的部件保持在适当位置。底表面1328可被配置成当第一质量调节部分1309安装在dva中时与另一个质量调节部分(诸如第二下部部分424)的顶表面进行面共享接触。

第一质量调节部分1309可具有沿x轴(在坐标集1399中示出)延伸的长度、沿y轴延伸的宽度和沿z轴延伸的高度。第一质量调节部分1309可由高密度材料诸如钢构成,并且可具有第一高度h1,该第一高度使得第一质量调节部分具有第一质量。

组1300包括具有与第一质量调节部分不同的质量的两个附加质量调节部分,即第二质量调节部分1310和第三质量调节部分1312。第二质量调节部分1310和第三质量调节部分1312中的每一者可具有类似于第一质量调节部分1309的顶表面、顶表面的凸起部分、两个通孔和底表面。此外,第二质量调节部分1310和第三质量调节部分1312可各自具有与第一质量调节部分1309的长度和宽度相同的长度和宽度。第二质量调节部分1310可具有与第一质量调节部分1309相同的高度(h1),而第三质量调节部分1312可具有不同的高度(h2)。第三质量调节部分1312的高度h2可大于第一质量调节部分1309的高度h1。第二质量调节部分1310可由密度低于第一质量调节部分1309的材料(例如,铝)构成,并且/或者第二质量调节部分1310可包括内部空隙,这可使得第二质量调节部分1310具有低于第一质量调节部分1309的质量。第三质量调节部分1312可由与第一质量调节部分1309相同的高密度材料构成,但由于第三质量调节部分1312的高度增加,第三质量调节部分1312可相对于第一质量调节部分具有增加的质量。

这样,第一组1300可包括三个不同的质量调节部分,每个质量调节部分具有不同的质量。当调谐dva的振动特性时,可选择第一组1300的质量调节部分中的一个质量调节部分并将其安装在dva中,这可提供期望的振动特性以匹配和抵消dva所安装的机架的振动。

虽然在第一组1300中示出了三个质量调节部分,但在不脱离本公开的范围的情况下,第一组1300可包括更多或更少的质量调节部分。此外,第一组1300中的质量调节部分中的每一个可具有相同的尺寸,但可由于不同的材料组成而各自具有不同的质量。在其他示例(诸如图13所示的示例)中,第一组1300中的质量调节部分中的两个或更多个可具有不同的尺寸(例如,不同的高度),这可使得质量调节部分具有不同的质量。

接下来参见第二组1302,第四质量调节部分1313包括顶表面1330和与顶表面相对的底表面1332。顶表面1330被配置成与dva的第一节段的第一上部部分(诸如dva400的第一节段450的第一上部部分402)的底表面进行面共享接触。顶表面1330还包括两个通孔,即第一通孔1334a和第二通孔1334b。当第四质量调节部分1313安装在dva(例如,dva400)中时,通孔可各自形成相应通道的一部分,相应紧固件可插入穿过该部分以便将dva的部件保持在适当位置。底表面1332可被配置成当第四质量调节部分1313安装在dva中时与另一个质量调节部分(诸如第三上部部分406)的顶表面进行面共享接触。

第四质量调节部分1313可具有沿x轴(在坐标集1399中示出)延伸的长度、沿y轴延伸的宽度和沿z轴延伸的高度。第四质量调节部分1313可由高密度材料诸如钢构成,并且可具有小于上述第一高度和第二高度的第三高度,这使得第四质量调节部分具有第三质量。

第二组1302包括具有与第四质量调节部分不同的质量的两个附加质量调节部分,即第五质量调节部分1314和第六质量调节部分1316。第五质量调节部分1314和第六质量调节部分1316中的每一者可具有类似于第四质量调节部分1313的顶表面、两个通孔和底表面。此外,第五质量调节部分1314和第六质量调节部分1316可各自具有与第四质量调节部分1313的长度和宽度相同的长度和宽度。第五质量调节部分1314可具有与第四质量调节部分1313相同的高度,而第六质量调节部分1316可具有不同的高度。第六质量调节部分1316的高度可大于第四质量调节部分1313的高度。第五质量调节部分1314可由密度低于第四质量调节部分1313的材料(例如,铝)构成,并且/或者第五质量调节部分1314可包括内部空隙,这可使得第五质量调节部分1314具有低于第四质量调节部分1313的质量。第六质量调节部分1316可由与第四质量调节部分1313相同的高密度材料构成,但由于第六质量调节部分1316的高度增加,第六质量调节部分1316可相对于第四质量调节部分具有增加的质量。

这样,第二组1302可包括三个不同的质量调节部分,每个质量调节部分具有不同的质量。当调谐dva的振动特性时,可选择第二组1302的质量调节部分中的一个质量调节部分并将其安装在dva中,这可提供期望的振动特性以匹配和抵消dva所安装的机架的振动。

虽然在第二组1302中示出了三个质量调节部分,但在不脱离本公开的范围的情况下,第二组1302可包括更多或更少的质量调节部分。此外,第二组1302中的质量调节部分中的每一个可具有相同的尺寸,但可由于不同的材料组成而各自具有不同的质量。在其他示例(诸如图13所示的示例)中,第二组1302中的质量调节部分中的两个或更多个可具有不同的尺寸(例如,不同的高度),这可使得质量调节部分具有不同的质量。

另外,虽然上文将第一组1300描述为包括被配置成包括或替换第二上部部分404的质量调节部分,并且上文将第二组1302描述为包括配置成包括或替换第一下部部分422的质量调节部分,但是上述dva400的其他质量调节部分同样可被包括作为一组可替换质量调节部分的一部分,其中一组可替换质量调节部分中的每个质量调节部分具有不同的质量,但被配置(例如,由于尺寸、通孔的位置、存在或不存在凸起部分等)成安装在dva的相同位置。

第三组1304包括多个偏置构件,包括第一偏置构件1317、第二偏置构件1318和第三偏置构件1320,每个被配置成安装在dva(诸如dva600)中。第一偏置构件1317可具有沿z轴延伸的第一高度h1以及沿x轴延伸的长度和沿y轴延伸的宽度。第一偏置构件1317可被配置成定位在dva的通道(诸如dva600的第一通道640)中,并且可被配置成在偏置构件的顶部部分处接触dva的盖(例如,盖646)并且在偏置构件的底部部分处接触dva的凹陷部(例如,凹陷部644)的底表面。

同样,第二偏置构件1318和第三偏置构件1320可各自被配置成定位在dva的通道(诸如dva600的第一通道640)中,并且可被配置成在偏置构件的顶部部分处接触dva的盖(例如,盖646)并且在偏置构件的底部部分处接触dva的凹陷部(例如,凹陷部644)的底表面。第二偏置构件1318和第三偏置构件1320可各自具有与第一偏置构件1317相同的长度和宽度。然而,第二偏置构件1318可具有与第一偏置构件1317相同的高度h1,而第三偏置构件1320可具有不同的高度h2,该高度可高于第一高度h1。第一偏置构件1317和第三偏置构件1320可各自由相同的材料制成或可由具有类似刚度特性的材料制成。第二偏置构件1318可由具有不同刚度特性的不同材料制成。因此,当安装在dva中时,第三组1304的偏置构件中的每一个可具有不同的刚度/偏置特性。

这样,第三组1304可包括三个不同的偏置构件,每个偏置构件具有不同的刚度和/或偏置特性。当调谐dva的振动特性时,可选择第三组1304的偏置构件中的一个偏置构件并将其安装在dva中,这可提供期望的振动特性以匹配和抵消dva所安装的机架的振动。

虽然在第三组1304中示出了三个偏置构件,但在不脱离本公开的范围的情况下,第三组1304可包括更多或更少的偏置构件。此外,第三组1304中的偏置构件中的每一个可具有相同的尺寸,但可由于不同的材料组成而各自具有不同的刚度。在其他示例(诸如图13所示的示例)中,第三组1304中的偏置构件中的两个或更多个可具有不同的尺寸(例如,不同的高度),这可使得偏置构件在安装在dva中时具有不同的偏置特性。

另外,虽然上文将第三组1304描述为包括被配置成包括或替换第一偏置构件1317的偏置构件,但上述dva600的其他偏置构件(例如,第二偏置构件680)同样可被包括作为一组偏置构件的一部分,其中一组可替换偏置构件中的每个偏置构件具有不同的刚度和/或偏置特性,但被配置(例如,由于尺寸)成安装在dva的相同位置。

参见图14,示出了用于调节动态振动吸收器(dva)的振动特性的方法1400。在一些示例中,方法1400的dva可以是图4所示的dva400和/或图6所示且上文所述的dva600。

在1402处,估计和/或测量成像系统的x射线辐射源和动态振动吸收器(dva)的振动状况。振动状况可包括振动频率、振动振幅、振动相位等。振动状况可通过在如上所述已将dva安装到x射线辐射源(或其附近)之后将加速度计联接到dva来确定。dva可处于第一配置,该第一配置可包括选择dva中包括的可替换质量调节和/或偏置构件。当机架保持静止时,使x射线辐射源的转子以标准速度或目标速度旋转。加速度计可在x射线辐射源的转子旋转期间测量振动状况。加速度计可操作地联接到计算设备,该计算设备继而可包括或操作地联接到显示设备。振动状况(例如,振动频率)可(例如,由计算设备)基于来自加速度计的输出来确定,并且所确定的振动状况可显示在显示设备上。

在1404处,方法400包括确定dva的振动频率是否在第一阈值范围内。第一阈值范围可以是目标振动频率附近相对小的范围,诸如目标振动频率附近+/-2hz。目标振动频率可为+/-0.5hz。如果所测量的振动频率在第一阈值范围内,则方法1400前进到1408以保持当前dva配置。当前dva配置可充分地减少x射线辐射源的振动,因此不指示dva的调谐。然后,方法1400结束。

如果所测量的振动频率不在第一阈值频率内,则方法1400前进到1406以确定dva的振动频率是否在第二阈值范围内。第二阈值范围可以是大于第一范围的目标频率附近的范围,诸如在目标频率的+/-10hz内。如果振动频率不在第二阈值范围内,则方法1400前进到1410以经由粗调将dva振动频率调节为在第二阈值范围内。经由粗调将dva振动频率调节为在第二阈值范围内可包括移除dva的第一质量调节部分,如1414所示。第一质量调节部分可来自第一组质量调节部分,该第一组质量调节部分具有比dva的其他质量调节部分更大的质量。例如,第一质量调节部分可以是dva400的第一下部部分422或第二下部部分424。

经由粗调将dva振动频率调节为在第二阈值范围内还可包括用具有不同质量的不同质量调节部分替换第一下部部分(例如,第一质量调节部分),如1416所示。例如,如果移除第一下部部分422,则可用第二质量调节部分1310或第三质量调节部分1312替换第一下部部分422,第二质量调节部分或第三质量调节部分中的每一者具有与第一下部部分422不同的质量。哪个质量调节部分应替换第一质量调节部分(例如,替换质量调节部分是具有比第一质量调节部分更高的质量还是更低的质量)的决定可基于dva的振动频率,例如振动频率是大于还是小于dva的目标频率和/或目标频率与所测量的振动频率之间的差值大小。

在一些示例中,经由粗调将dva振动频率调节为在第二阈值范围内可包括用具有不同刚度和/或尺寸的不同偏置构件替换dva的偏置构件,如1418所示。例如,可移除当前安装在dva中的第一偏置构件(例如,偏置构件678)并用不同的偏置构件(例如,第二偏置构件1318或第三偏置构件1320)替换该第一偏置构件。在一些示例中,可替换第一质量调节部分和偏置构件两者。在其他示例中,可仅替换第一质量调节部分或仅替换偏置构件。在另外的示例中,可移除但不替换第一质量调节部分,而是可通过从dva中完全除去该质量调节部分来粗调dva。

返回1406,如果dva的振动频率在第二阈值范围内,则方法1400前进到1412以经由微调将dva振动频率调节为在第一阈值范围内。在一些示例中,在经由粗调将dva振动频率调节为在第二阈值范围内之后,如在1410处执行,方法1400还可前进到1412以微调dva的振动频率。例如,在1410处粗调dva之后,可通过使x射线辐射源的转子旋转来再次测量dva的振动,并且如果振动频率不在第一阈值范围内,则该方法可进行到1412。

经由微调将dva振动频率调节为在第一阈值范围内可包括移除dva的第二质量调节部分,如1420所示。第二质量调节部分可来自第二组质量调节部分,该第二组质量调节部分具有比dva的其他质量调节部分更小的质量。例如,第二质量调节部分可以是dva400的第二上部部分404。

经由微调将dva振动频率调节为在第一阈值范围内还可包括用具有不同质量的不同质量调节部分替换第二质量调节部分,如1422所示。例如,如果移除第二上部部分404,则可用第五质量调节部分1314或第六质量调节部分1316替换第二上部部分404,第五质量调节部分或第六质量调节部分中的每一者具有与第二上部部分404不同的质量。哪个质量调节部分应替换第二质量调节部分(例如,替换质量调节部分是具有比第二质量调节部分更高的质量还是更低的质量)的决定可基于dva的振动频率,例如振动频率是大于还是小于dva的目标频率和/或目标频率与所测量的振动频率之间的差值大小。

在一些示例中,经由微调将dva振动频率调节为在第一阈值范围内可包括用具有不同刚度和/或尺寸的不同偏置构件替换dva的偏置构件,如1424所示。例如,可移除当前安装在dva中的第一偏置构件(例如,偏置构件678)并用不同的偏置构件(例如,第二偏置构件1318或第三偏置构件1320)替换该第一偏置构件。在一些示例中,可替换第二质量调节部分和偏置构件两者。在其他示例中,可仅替换第二质量调节部分或仅替换偏置构件。在另外的示例中,可移除但不替换第二质量调节部分,而是可通过从dva中完全除去该质量调节部分来微调dva。然后,方法1400结束。

虽然图14中未示出,但应当理解,至少在一些示例中,在替换dva的质量调节部分和/或偏置构件之后,可测量dva的振动状况,并且可重复替换质量调节部分和/或偏置构件的过程,直到振动频率在第一阈值范围内。此外,虽然在机架静止时执行本文所述的调谐过程,但在一些示例中,可使机架在调谐过程期间旋转。此外,可基于来自成像系统上存在的一个或多个平衡传感器的输出来确定振动状况,而不是依赖于必须联接到dva然后被移除的外部加速度计。

参见图15,示出了图4至图5的dva400的横截面视图。图15示出了联接到安装表面1500(例如,包括机架的成像系统的x射线管的外壳,诸如包封上文参考图3所述的x射线辐射源306的外壳307)的dva400。dva400经由插入穿过第一安装件418和安装表面开口1510中的每一者的紧固件1502(例如,螺栓)联接(例如,安装)到安装表面1500。在一些示例中,紧固件1502可包括螺纹,该螺纹被配置成与第一安装件418和/或安装表面开口1510的配对螺纹接合,以便将dva400保持在与安装表面1500的联接配置中。紧固件1502的头部1503与第一臂414可被第一间隔件1504(例如,第一垫圈)间隔开,并且dva400的第一臂414与安装表面1500可被第二间隔件1506(例如,第二垫圈)间隔开。因此,在dva400与安装表面1500之间形成间隙1508,其中dva400仅在第一安装件418和第二安装件420(如图4至图5所示)处联接到安装表面1500。紧固件1502在第一安装件418和安装表面开口1510的位置处将第一间隔件1504、第一臂414、第二间隔件1506和安装表面1500压缩在一起,以便将dva400联接到安装表面1500。

通过经由第二间隔件1506在dva400与安装表面1500之间提供间隙1508,将dva400保持在与安装表面1500的联接配置中,同时dva400的各部分可相对于安装表面1500移动(例如,振动)。例如,在将振动负载施加到dva400的情况下(例如,在将x射线管通电并且x射线管的转子的运动使安装表面1500振动的情况下),可将第一臂414的在第一安装件418处联接到安装表面1500的部分相对于安装表面1500保持在适当位置,并且dva400的远离第一臂414定位的部分(例如,第一上部部分402、第二上部部分404、第三上部部分406、第四上部部分408、第五上部部分410、第一下部部分422和第二下部部分424)可相对于安装表面1500异相振动(例如,类似于上述示例)。dva400的各部分相对于安装表面1500的异相运动可减小x射线管对安装有x射线管的成像系统(例如,上文参考图3所述的成像系统300)的净振动影响。

共同参见图16至图18,示出了dva1601的不同横截面视图。dva1601被示出为联接(例如,安装)到安装表面1600,该安装表面可类似于上文参考图15所述的安装表面1500。dva1601可类似于上文参考图6至图8所述的dva600。例如,dva600包括第一臂1602、第二臂1606、中心部分1604、安装件1622、间隙1612和间隙1614,它们可分别类似于dva600的第一臂651、第二臂653、中心部分684、第五安装件610、间隙618和间隙652。dva1601包括开口1617和开口1619,每个开口适于接纳相应的紧固件(例如,螺栓)以将dva1601联接到安装表面1600。图16示出了插入穿过开口1617的紧固件1608和插入穿过开口1619的紧固件1610联接到安装表面1600的dva1601。紧固件1608进一步插入穿过安装表面1600的开口1621,并且紧固件1610进一步插入穿过安装表面1600的开口1623。在该配置中,dva1601通过紧固件1608和紧固件1610中的每一者保持联接到安装表面1600。dva1601可包括附加开口(例如,类似于图6至图8所示的第二开口638和第四开口668),这些附加开口适于接纳紧固件以进一步将dva1601的第一臂1602和第二臂1606联接到安装表面1600。

dva1601被配置成使得第一臂1602和第二臂1606被定位成在紧固件1608位于开口1617和开口1621内的位置处以及紧固件1610位于开口1619和开口1623内的位置处与安装表面1600进行直接面共享接触。例如,第一臂1602在开口1617处与安装表面1600形成界面1616,并且第二臂1606在开口1618处与安装表面1600形成界面1618,其中界面1616和界面1618不包括dva1601与安装表面1600之间的缺口或间隙。此外,第一臂1602和第二臂1606可被定位成在类似于图6至图8所示的第二开口638和第四开口668的附加开口处与安装表面1600进行直接面共享接触。

然而,dva1601的其他部分被配置成与安装表面1600间隔开,使得在将振动负载施加到dva1601的情况下,dva1601的未直接联接到安装表面1600的部分可相对于安装表面1600移动(例如,类似于上述示例)。例如,当由于安装表面1600的振动而将振动负载施加到dva1601时,dva1601的定位成与安装表面1600进行面部共享接触的部分可不相对于安装表面1600移动,而dva1601的布置成更远离开口1617和开口1619的部分(例如,布置在间隙1612与间隙1614之间的中心部分1604,其中间隙1612和间隙1614将中心部分1604与开口1617和开口1619隔开)可相对于安装表面1600异相振动(例如,类似于上文参考图8所述的示例)。具体地,间隙1620(在图16中以及在图17的插图1624和图18的插图1626的放大视图中示出)布置在至少中心部分1604与安装表面1620之间,其中间隙1620将中心部分1604与安装表面1620隔开(例如,间隔开)。间隙1620可另外在dva1601与安装表面1600之间延伸,以将dva1601的其他部分(诸如不形成界面1616和界面1618的部分(例如,远离开口1617和开口1619布置的部分,如图17至图18所示))与安装表面1600隔开。dva1601的各部分相对于安装表面1500的异相运动可减小x射线管对安装有x射线管的成像系统(例如,上文参考图3所述的成像系统300)的净振动影响。

将dva联接到成像系统并将dva配置为以与成像系统的部件大致相同的频率振动但相对于成像系统的部件异相振动的技术效果是减少由成像系统(例如,在成像系统的成像区域内)产生的噪声并增加成像系统的部件的可靠性(例如,降低由振动引起的部件(诸如x射线管)的磨损可能性)。dva可在不增加机架的尺寸和/或刚度的情况下减少成像系统的振动,这可减少成像系统所占用的成本和/或空间量。

在一个实施方案中,一种用于成像系统的动态振动吸收器(dva),包括:安装部分,该安装部分包括一个或多个开孔并且适于固定地联接到成像系统内的安装表面;簧载部分;和振动调谐器,其中当安装部分安装到安装表面时并且在成像系统的操作期间,簧载部分相对于安装表面移动,簧载部分的移动量至少部分地基于振动调谐器。在dva的第一示例中,在成像系统的操作期间,振动调谐器使簧载部分表现出与成像系统的一个或多个振动特性相匹配的一个或多个振动特性。dva的第二示例任选地包括第一示例,并且还包括其中振动调谐器使簧载部分表现出成像系统的振动频率的阈值范围内的振动频率。dva的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一项或多项,并且还包括其中振动调谐器使簧载部分表现出与成像系统的振动相异相的振动相。dva的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一项或多项或每一项,并且还包括其中振动调谐器是选自多个第一振动调谐器中的第一振动调谐器,每个第一振动调谐器具有不同的质量。dva的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一项或多项或每一项,并且还包括其中每个第一振动调谐器具有在较小的第一范围内的质量。dva的第六示例任选地包括第一示例至第五示例中的一项或多项或每一项,并且还包括选自多个第二振动调谐器中的第二振动调谐器,每个第二振动调谐器具有在较大的第二范围内的质量。dva的第七示例任选地包括第一示例至第六示例中的一项或多项或每一项,并且还包括其中振动调谐器联接在安装件部分与簧载部分之间,并且被配置成相对于安装件部分偏置簧载部分。dva的第八示例任选地包括第一示例至第七示例中的一项或多项或每一项,并且还包括其中振动调谐器包括选自多个偏置构件中的偏置构件,其中多个偏置构件中的至少两个偏置构件相对于彼此具有不同的刚度。dva的第九示例任选地包括第一示例至第八示例中的一项或多项或每一项,并且还包括其中安装部分包括第一臂和相对的第二臂,第一臂和第二臂各自具有适于接纳相应紧固件的开孔。

在一个实施方案中,一种方法包括:将动态振动吸收器(dva)联接到成像系统的安装表面;在使成像系统的转子旋转时确定dva的振动频率;以及基于所确定的振动频率微调dva的振动频率。在该方法的第一示例中,dva包括多个质量调节部分,并且其中微调振动频率包括将多个质量调节部分中的一个或多个质量调节部分从dva移除、替换或添加到dva。该方法的第二示例任选地包括第一示例,并且还包括其中通过移除、替换或添加多个质量调节部分中的一个或多个质量调节部分来微调振动频率包括通过移除、替换或添加第一较低质量的质量调节部分来微调振动频率。该方法的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一项或多项,并且还包括通过将第二较高质量的质量调节部分从dva移除、替换或添加到dva来粗调振动频率。该方法的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一项或多项或每一项,并且还包括其中dva包括一个或多个偏置构件,并且其中微调振动频率包括用具有不同刚度的偏置构件替换dva的一个或多个偏置构件中的偏置构件。

在一个实施方案中,一种系统包括:机架;x射线辐射源,该x射线辐射源联接到机架并且包括x射线管和外壳;和动态振动吸收器(dva),该动态振动吸收器被配置成联接到机架、x射线管或外壳中的一者,dva包括安装部分、簧载部分以及被配置成调节dva的振动特性的一个或多个可互换元件。在该系统的第一示例中,一个或多个可互换元件包括一个或多个质量调节部分。该系统的第二示例任选地包括第一示例,并且还包括其中一个或多个可互换元件包括一个或多个偏置构件。该系统的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一项或多项,并且还包括其中安装件部分和簧载部分形成为一体件。该系统的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一项或多项或每一项,并且还包括其中dva被配置成相对于x射线管的振动异相振动。

如本文所用,以单数形式列举并且以单词“一个”或“一种”开头的元件或步骤应当被理解为不排除多个所述元件或步骤,除非明确说明此类排除。此外,对本发明的“一个实施方案”的引用不旨在被解释为排除也包含所引用特征的附加实施方案的存在。此外,除非明确地相反说明,否则“包含”、“包括”或“具有”具有特定特性的元件或多个元件的实施方案可包括不具有该特性的附加此类元件。术语“包括”和“在…中”用作相应的术语“包含”和“其中”的简明语言等同形式。此外,术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记,而不旨在对其对象施加数字要求或特定位置次序。

该书面描述使用示例来公开本发明,包括最佳模式,并且还使相关领域中的普通技术人员能够实践本发明,包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何包含的方法。本发明可取得专利权的范围由权利要求书限定,并且可包括本领域普通技术人员想到的其他示例。如果此类其他示例具有与权利要求书的字面语言没有区别的结构元件,或者如果它们包括与权利要求书的字面语言具有微小差别的等效结构元件,则此类其他示例旨在落入权利要求书的范围内。

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