一种检测球管阳极靶转速的方法和装置与流程

本发明涉及计算机断层扫描领域,尤其涉及一种检测计算机断层扫描设备球管阳极靶转速的方法以及装置。

背景技术：

计算机断层扫描(CT)是以X射线从多个方向某一选定断层层面进行照射，测定透过的X射线量，数字化后经过计算机算出该层面组织各个单位容积的吸收系数，然后重建图像的一种技术。

计算机断层扫描球管曝光时的功率或者能量较高，需要将阳极靶驱动到一定转速，防止焦点长时间聚焦在靶面同一位置导致靶面局部过热，造成靶面材料融化，靶面损坏。

当靶面材料和球管的设计方案确定后，阳极靶不同的转速下支持的最大扫描功率是不同的。阳极靶旋转越快，支持的扫描功率越高。而球管轴承的寿命与阳极靶的转速有直接的关系，球管阳极靶处于高转速的比例越高，球管轴承寿命越短。球管设计时会综合考虑确定球管的最大转速和最高扫描功率。实际扫描时，阳极靶通常在某一恒定的转速下工作。但是随着使用时间的增加，轴承会逐渐老化，金属滚珠润滑材料的磨损导致轴承摩擦力增大。当球管接近失效时，轴承老化对阳极靶转速的影响会更加明显，从而导致阳极靶实际的转速与目标转速偏差逐渐增加。进一步地，在实际使用中，尽力保持阳极靶在低转速下工作，只有进行高功率扫描时，再将阳极靶切换到高速模式，扫描完成后，再降低到低速，从而提高球管轴承的寿命。但是对于采用多个转速方案的球管，可能出现低转速下进行大功率扫描的异常情况。

因而在实际使用中，有效地对阳极靶转速进行检测，是监控系统运行状态及进行质量控制的重要途径。但在现有技术中，阳极靶的转速不易检测，更无法有效地根据阳极靶转速变化来预测球管轴承的寿命。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种检测球管阳极靶转速的方法，其能够提前检测阳极靶转速，并判断当前扫描参数是否合理，防止低转速进行高功率放线造成阳极靶损坏的情况，而且进一步实现根据阳极靶转速来预测球管轴承的寿命。

为实现上述目的，本发明提供了一种检测球管阳极靶转速的方法，包括：第一步骤：使用球管进行扫描，并获取利用球管进行扫描得到的采集数据；得到球管阳极靶的旋转频谱和强度分布；从球管阳极靶的旋转频谱和强度分布中提取出阳极靶旋转频率，以分析阳极靶转速的变化趋势。

根据本发明的一个实施例，对采集数据进行快速傅里叶变换以得到球管阳极靶的旋转频谱和强度分布。

根据本发明的一个实施例，在获取利用球管进行扫描得到的采集数据之后对采集数据进行预处理。

根据本发明的一个实施例，根据阳极靶转速对球管的失效时间进行预测。

根据本发明的一个实施例，在第四步骤，结合历史累积的采集数据来对球管的失效时间进行预测。

根据本发明的一个实施例，在第四步骤，根据球管阳极靶的旋转频谱和强度分布中显示的阳极靶的频率的下降幅度和/或噪声频率幅值来对球管的失效时间进行预测。

根据本发明的一个实施例，在所述检测球管阳极靶转速的方法中，结合历史累积的采集数据来对球管的失效时间进行预测。

根据本发明的一个实施例，在所述检测球管阳极靶转速的方法中，所述扫描是空气校正扫描。

根据本发明的一个实施例，在所述检测球管阳极靶转速的方法中，所述扫描是定位像扫描。

根据本发明的一个实施例，在所述检测球管阳极靶转速的方法中，所述预处理是去除采集的数据中的噪声等处理和/或归一化处理。

为实现上述目的，本发明还提供了一种检测球管阳极靶转速的装置，包括：采集数据获取单元，用于获取利用球管进行扫描得到的采集数据；频谱及强度分布获取单元，用于根据采集数据得到球管阳极靶的旋转频谱和强度分布；变化趋势分析单元，用于从球管阳极靶的旋转频谱和强度分布中提取出阳极靶旋转频率，根据旋转频率获取阳极靶转速。

由此，本发明提供了一种检测球管阳极靶转速的方法，其能够提前检测阳极靶转速，在实际扫描时起到对球管进行保护的同时预测球管失效，并判断当前扫描参数是否合理，防止低转速进行高功率放线造成阳极靶损坏的情况。本发明从生数据中进行频谱及强度分析获取阳极靶转速情况，从而解决了阳极靶转速在现有技术条件下不易检测的技术问题，而且进一步实现了根据阳极靶转速来预测球管轴承的寿命。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是根据本发明优选实施例的检测球管阳极靶转速的方法的流程图。

图2是根据本发明优选实施例的检测球管阳极靶转速的方法所获得的球管失效前七天前阳极靶旋转频率的检测结果示意图。

图3是根据本发明优选实施例的检测球管阳极靶转速的方法所获得的球管失效前四天前阳极靶旋转频率的检测结果示意图。

图4是根据本发明优选实施例的检测球管阳极靶转速的方法所获得的球管失效当天阳极靶旋转频率的检测结果示意图。

图5是根据本发明优选实施例的检测球管阳极靶转速的装置的功能框图。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

图1是根据本发明优选实施例的检测球管阳极靶转速的方法的流程图。

具体地说，如图1所示，根据本发明优选实施例的检测球管阳极靶转速的方法包括：

第一步骤S1：获取利用球管进行扫描得到的采集数据；在该步骤中，例如可以使用球管进行扫描以获取利用球管进行扫描得到的采集数据；或者，也可通过读取预存数据方式获得采集数据。

其中，第一步骤S1扫描生成的原始数据是二进制数据，不是直接的球管转速数据。

例如，在第一步骤S1，利用探测器使用球管进行扫描，并且获取探测器边缘模块中的原始数据。

其中，第一步骤S1的所述扫描可以是空气校正扫描或者可以是定位像扫描。或者，第一步骤S1的所述扫描也可以符合其他临床扫描协议。

第二步骤S2：对采集数据进行预处理；

优选地，例如，所述预处理是去除采集的数据中的噪声等和/或归一化处理等处理。

需要说明的是，第二步骤的对采集数据进行预处理并非必要步骤，在某些情况下可以跳过该步骤。

第三步骤S3：得到球管阳极靶的旋转频谱和强度分布；

具体地，可以对采集数据进行快速傅里叶变换以得到球管阳极靶的旋转频谱和强度分布；在对采集数据进行预处理的情况下，对预处理后的采集数据进行快速傅里叶变换以得到球管阳极靶的旋转频谱和强度分布。

第四步骤S4：从球管阳极靶的旋转频谱和强度分布中提取出阳极靶旋转频率，根据旋转频率获取阳极靶转速。这样，能够提前检测阳极靶转速，在实际扫描时起到对球管进行保护的同时预测球管失效，并判断当前扫描参数是否合理，防止低转速进行高功率放线造成阳极靶损坏的情况。可以看出，本发明从生数据中进行频谱及强度分析获取阳极靶转速情况，从而解决了阳极靶转速现有技术条件下不易检测的技术问题。

优选地，在第四步骤S4：根据阳极靶转速对球管的失效时间进行预测。由此，本发明进一步实现了根据阳极靶转速来预测球管轴承的寿命。

优选地，在第四步骤S4，结合经验数据(历史累积的采集数据)来对球管的失效时间进行预测。

具体地，球管的正常转速应该是一个固定转速值，如果球管轴承失效，转速一般相比正常值偏小；由此，可以根据获取利用球管进行扫描得到的采集数据的积累的历史数据的变化趋势，提前对球管的失效时间进行预测。而且，例如，在具体实施中，变化趋势的分析可以利用统计分析获取。

相应地，图5是根据本发明优选实施例的检测球管阳极靶转速的装置的功能框图。如图5所示，在本发明的另一优选实施例中，本发明还提供了一种检测球管阳极靶转速的装置，包括：采集数据获取单元10，用于获取利用球管进行扫描得到的采集数据；频谱及强度分布获取单元20，用于根据采集数据得到球管阳极靶的旋转频谱和强度分布；变化趋势分析单元30，用于从球管阳极靶的旋转频谱和强度分布中提取出阳极靶旋转频率，根据旋转频率获取阳极靶转速。

具体实施时，例如，采用探测器边缘模块的数据，得到原始数据(生数据)后，首先对左右边缘模块进行是否有遮挡的判断；如果左右边缘模块有遮挡，则不再用该生数据计算(相当于去除采集的数据中的噪声)，而是计算下一条协议的数据；如果左右边缘模块没有遮挡，再进行下面的处理。在判断左右边缘模块进行是否有遮挡完成之后，对边缘模块的数据信道方向去平均，进行归一化处理。然后，对数据进行傅里叶变换，进而得到旋转频率及其强度的关系分布图，排除噪声，得到球管的旋转频率。

图2至图4是基于本发明的方法所获得的球管失效前阳极靶旋转频率的检测结果示意图。图2是球管失效前七天前阳极靶旋转频率的检测结果示意图。图3是球管失效前四天前阳极靶旋转频率的检测结果示意图。图4是球管失效当天阳极靶旋转频率的检测结果示意图。从图2至图4可以看出，球管失效前7天的时候，阳极靶旋转频率正常为105Hz。失效前4天的时候降低到103.7Hz,已经偏离了预定转速；失效的时候频谱分析显示阳极靶的频率已经降到83.5Hz，而且噪声频率幅值已经非常大。

总之，如上所述，球管轴承的寿命与阳极靶的转速有直接的关系，球管阳极靶处于高转速的比例越高，球管轴承寿命越短。所以，在实际使用中，尽力保持阳极靶在低转速下工作，只有进行高功率扫描时，再将阳极靶切换到高速模式，扫描完成后，再降低到低速，从而提高球管轴承的寿命。但是对于采用多个转速方案的球管，可能出现低转速下进行大功率扫描的异常情况。通过本发明提供的检测方法可以提前检测阳极靶转速，并判断当前扫描参数是否合理，防止低转速进行高功率放线造成阳极靶损坏的情况。具体地说，由于球管轴承寿命与阳极靶的转速强相关，所以在本发明中提出，可以通过检测阳极靶转速来预测球管轴承寿命(失效时间)，从而提供了一种测量球管阳极靶转速的方法。

由此，本发明提供了一种检测球管阳极靶转速的方法，其能够提前检测阳极靶转速，在实际扫描时起到对球管进行保护的同时预测球管失效，并判断当前扫描参数是否合理，防止低转速进行高功率放线造成阳极靶损坏的情况。而且，本发明从生数据中进行频谱及强度分析获取阳极靶转速情况，从而解决了阳极靶转速现有技术条件下不易检测的技术问题，而且进一步实现了根据阳极靶转速来预测球管轴承的寿命。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。