專利名稱：X射線輻射器內(nèi)主動(dòng)抑制x射線輻射器振蕩的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種借助作用于X射線輻射器的反向振蕩主動(dòng)抑制X射線輻射器的振蕩的裝置和方法。
背景技術(shù)：
為了診斷或治療的目的利用斷層造影設(shè)備對(duì)患者的檢查區(qū)域建立二維或三維的圖像。例如利用計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備產(chǎn)生三維層圖像。計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備的結(jié)構(gòu)包括具有靜止的支承框架的機(jī)架(=Trageportal支撐入口)，在該支承框架中放置可圍繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)框架。在該旋轉(zhuǎn)框架上布置拍攝系統(tǒng)，該拍攝系統(tǒng)包括X射線輻射器和與X射線輻射器相對(duì)布置的探測(cè)器。在系統(tǒng)軸的方向上同時(shí)連續(xù)地進(jìn)給放置在臥榻裝置上的患者時(shí)通過轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)框架螺旋形地從多個(gè)不同的投影方向采集投影。因?yàn)樵诋a(chǎn)生X射線輻射器的·
X射線輻射中使用的電能大約99%被轉(zhuǎn)換為熱能，所以計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備具有冷卻裝置，以便避免電子組件過熱。在斷層造影設(shè)備的機(jī)械和電的組件運(yùn)行時(shí)形成使患者以及操作人員覺得不舒服的噪聲電平。由于旋轉(zhuǎn)框架的轉(zhuǎn)動(dòng)、由于X射線輻射器內(nèi)的陽(yáng)極的轉(zhuǎn)動(dòng)或者由于冷卻裝置的運(yùn)行由此形成例如干擾的固體聲波和空氣聲波。通過X射線輻射的外罩構(gòu)成放大了聲幅度的諧振腔。恰好在患者在掃描時(shí)移動(dòng)穿過其的機(jī)架的通道開口中患者被置于特別高的噪聲電平。因此，在設(shè)計(jì)斷層造影設(shè)備時(shí)的重要的方面是減小在斷層造影設(shè)備運(yùn)行時(shí)形成的干擾聲。為了在斷層造影設(shè)備中抑制或減小干擾的固體聲波和空氣聲波的傳播，存在兩個(gè)不同的方案。一方面存在如下的可能性，直接通過優(yōu)化引起聲音的組件來減小干擾聲產(chǎn)生。例如能夠通過使用噪聲優(yōu)化的旋轉(zhuǎn)軸承來減小旋轉(zhuǎn)框架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)或陽(yáng)極轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的固體聲波傳播。但這種優(yōu)化具有高的成本開銷并且通常不能充分實(shí)現(xiàn)干擾聲減小。另一種可能性在于,通過使用噪聲隔音層(Gemuschdammmatte )來抑制聲
傳播。為了減小空氣聲傳播例如在斷層造影設(shè)備的殼體的內(nèi)側(cè)上貼上噪聲隔音層。此外，固體聲傳播也可以通過在為支撐組件而設(shè)置的接觸位置上使用相應(yīng)的無源的抑制材料來減小。但聲傳播十分有效的減小需要隔音材料達(dá)到特定的厚度才能實(shí)現(xiàn)。但可用于隔音的建筑體積非常有限，從而該措施通常不足以將干擾聲減小到期望的水平。因此，在申請(qǐng)文獻(xiàn)DE 102008047814A1中給出一種具有反向聲裝置的斷層造影設(shè)備以及一種用于減小在斷層造影設(shè)備運(yùn)行時(shí)形成的干擾聲的方法。反向聲裝置包括用于提供反向聲信號(hào)的控制單元和用于將反向聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為與干擾聲相移180°的反向聲的聲產(chǎn)生單元。通過這種方式可以在斷層造影設(shè)備運(yùn)行時(shí)十分有效地減小干擾聲。專利申請(qǐng)US 2005/0281391A1公開了一種計(jì)算機(jī)斷層造影設(shè)備，其中確定支承框架的振蕩并且基于該振蕩做出用于消除該振蕩的措施
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，給出用于減小X射線裝置的干擾聲(系統(tǒng)噪聲)的另一種裝置和另一種方法。本發(fā)明的基本構(gòu)思在于，X射線輻射器的引起干擾聲的振蕩通過機(jī)械的反相的反向振蕩來補(bǔ)償。通過干涉或疊加振蕩與反向振蕩導(dǎo)致消除。本發(fā)明要求保護(hù)一種具有X射線輻射器以及具有在X射線輻射器內(nèi)布置的、用于減小在X射線輻射器運(yùn)行時(shí)形成的振蕩的反向振蕩產(chǎn)生單元的裝置。反向振蕩產(chǎn)生單元與X射線輻射器，例如與旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極有效連接，并且產(chǎn)生與振蕩相移180°的反向振蕩。通過直接靠近振蕩產(chǎn)生器安裝有源反向振蕩器可以將從X射線輻射器產(chǎn)生的振蕩直接在形成位置處減小，由此減少或阻止振蕩在其它設(shè)備部件上的進(jìn)一步傳輸。按照一種擴(kuò)展，反向振蕩產(chǎn)生單元可以包括至少一個(gè)電動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)換器、壓電轉(zhuǎn)換器或電動(dòng)轉(zhuǎn)換器(elektromotorischen Wandler)。·在另一種實(shí)施方式中，該裝置可以包括振蕩測(cè)量單元，該振蕩測(cè)量單元確定振蕩的振幅、頻率和相位。此外，振蕩測(cè)量單元還可以包括加速度傳感器或麥克風(fēng)，或者根據(jù)X射線輻射器的旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極的轉(zhuǎn)速來確定振蕩參數(shù)。該裝置還可以包括控制單元，該控制單元根據(jù)所確定的振幅、頻率和相位來確定反向振蕩信號(hào)并且由此控制反向振蕩產(chǎn)生單元。本發(fā)明還要求保護(hù)一種具有按照本發(fā)明的裝置的斷層造影裝置。本發(fā)明還要求保護(hù)一種用于主動(dòng)補(bǔ)償X射線輻射器的振蕩的方法，其中在X射線輻射器內(nèi)產(chǎn)生反向振蕩，該反向振蕩與在X射線輻射器運(yùn)行時(shí)形成的振蕩移相180°，并且其中反向振蕩被施加到X射線輻射器上。由振蕩與反向振蕩組成的和應(yīng)當(dāng)是最小的。按照一種擴(kuò)展，確定振蕩的振幅、頻率和相位。在另一種實(shí)施方式中，根據(jù)所確定的振蕩的振幅、頻率和相位確定反向振蕩信號(hào)，并且借助反向振蕩信號(hào)控制反向振蕩。


本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)借助于示意性的附圖由下面對(duì)多個(gè)實(shí)施例的描述給出。附圖中圖I示出了具有X射線輻射器和反向振蕩產(chǎn)生單元的C形臂，圖2示出了振蕩和反向振蕩的示圖，圖3示出了具有反向振蕩產(chǎn)生單元的X射線管的框圖，以及圖4示出了用于X射線輻射器的主動(dòng)振蕩補(bǔ)償?shù)姆椒ǖ牧鞒虉D。
具體實(shí)施例方式圖I示出了 C形臂X射線裝置的一部分。所示出的C形臂6在其兩端布置了彼此相對(duì)設(shè)置的X射線輻射器5和X射線探測(cè)器7。例如通過未示出的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極使X射線輻射器5處于振蕩，該振蕩傳輸?shù)紺形臂6并且導(dǎo)致干擾聲波。圖2的線圖的曲線8示出了這樣形成的振蕩的時(shí)間上的歷程。按照本發(fā)明，現(xiàn)在借助與X射線輻射器5有效連接的振蕩測(cè)量單元3，例如利用加速度計(jì)在所有重要方向上確定干擾振蕩的振幅、相位和頻率。
借助例如包含四個(gè)在不同方向上布置的壓電轉(zhuǎn)換器2的反向振蕩產(chǎn)生單元I此時(shí)在X射線輻射器5內(nèi)向X射線輻射器5施加相同頻率和相同振幅的相移了 180°的反向振蕩。通過疊加干擾振蕩與這樣施加的反向振蕩實(shí)現(xiàn)了減小或者在理想情況下消除合成振蕩。借助調(diào)整回路可以跟蹤干擾振蕩的變化。干擾振蕩的振蕩參數(shù)也可以通過在其中安裝了 C形臂X射線設(shè)備的房間中的麥克風(fēng)確定。圖2示出了按照本發(fā)明的疊加原理的線圖。示出了在IOms的間隔內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化的振幅A與按照毫秒的時(shí)間t的依賴關(guān)系。曲線8示出了X射線輻射器的干擾振蕩。曲線9示出了與X射線輻射器有效連接的反向振蕩產(chǎn)生單元的等頻率的反向振蕩。反向振蕩9具有與干擾振蕩8幾乎相同的振幅A。通過180°相移在疊加的情況下得出按照曲線10的合成振蕩?？梢钥闯龅氖牵铣烧袷?0的振幅A幾乎為零。該現(xiàn)象在波動(dòng)說中公知為干涉。圖3示出了按照本發(fā)明的裝置的框圖。在X射線輻射器內(nèi)布置的反向振蕩產(chǎn)生單元I的四個(gè)轉(zhuǎn)換器2與X射線輻射器5相連接。與X射線輻射器5有效連接的振蕩測(cè)量單元3采集X射線輻射器5的振蕩并且將測(cè)量值進(jìn)一步傳輸?shù)娇刂茊卧?。該測(cè)量值確定了·振蕩的振幅、頻率和相位并且由此計(jì)算出控制反向振蕩產(chǎn)生單元I的反向振蕩信號(hào)U。反向振蕩產(chǎn)生單元I的四個(gè)轉(zhuǎn)換器2將反向振蕩以不同的方向施加到X射線輻射器5。由此最小化合成振蕩。圖4示出了按照本發(fā)明的方法的流程圖以用于X射線輻射器的主動(dòng)振蕩補(bǔ)償。在步驟100中確定X射線福射器的振湯的振幅、頻率和相位。在隨后的步驟101中由此確定反向振蕩信號(hào)，該反向振蕩信號(hào)在步驟102中控制反向振蕩的振幅、頻率和相位。在步驟103中根據(jù)反向振蕩信號(hào)產(chǎn)生反向振蕩并且在步驟104中將反向振蕩從內(nèi)部施加到X射線輻射器。該方法在考慮變化的調(diào)節(jié)回路中運(yùn)行。附圖標(biāo)記列表I 反向振蕩產(chǎn)生單元2 轉(zhuǎn)換器/傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(Aktuator)3 振蕩測(cè)量單元4 控制單元5 X射線輻射器6 C 形臂7 X射線探測(cè)器8 X射線輻射器5的振蕩9 反向振蕩10 合成振蕩11 反向振蕩信號(hào)100確定振蕩的振幅、頻率和相位101確定反向振蕩信號(hào)102控制反向振蕩103產(chǎn)生反向振蕩104將反向振蕩施加到X射線輻射器A 振幅
t 時(shí)間。
權(quán)利要求
1.一種裝置，具有 -X射線輻射器(5)， 其特征在于 -在所述X射線輻射器(5)內(nèi)布置的用于減小在X射線輻射器運(yùn)行時(shí)形成的振蕩(8)的反向振蕩產(chǎn)生單元(1)，其中所述反向振蕩產(chǎn)生單元(I)與所述X射線輻射器(5)有效連接，并且產(chǎn)生與所述振蕩(8 )相移180 °的反向振蕩(9 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于， 所述反向振蕩產(chǎn)生單元(I)包括至少一個(gè)電動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)換器(2 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝置，其特征在于， 所述反向振蕩產(chǎn)生單元(I)包括至少一個(gè)壓電轉(zhuǎn)換器(2 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于， 所述反向振蕩產(chǎn)生單元(I)包括至少一個(gè)電動(dòng)轉(zhuǎn)換器(2 )。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于 -振蕩測(cè)量單元(3)，所述振蕩測(cè)量單元(3)確定所述振蕩(8)的振幅(A)、頻率和相位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于， 所述振蕩測(cè)量單元(3)包括加速度傳感器和/或麥克風(fēng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于， 所述振蕩測(cè)量單元(3)根據(jù)所述X射線輻射器(5)的旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極的轉(zhuǎn)速來確定所述振蕩(8)的振幅(A)、頻率和相位。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于 -控制單元(4)，所述控制單元(4)根據(jù)所確定的振幅(A)、頻率和相位來確定反向振蕩信號(hào)(11)并且由此控制所述反向振蕩產(chǎn)生單元(I)。
9.一種具有根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置的斷層造影裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的斷層造影裝置，其特征在于 -C形臂或機(jī)架。
11.一種用于主動(dòng)補(bǔ)償X射線輻射器(5)的振蕩的方法，其特征在于 -在X射線輻射器(5)內(nèi)產(chǎn)生(103)反向振蕩(9)，所述反向振蕩(9)與在所述X射線輻射器(5)運(yùn)行時(shí)形成的振蕩(8)移相180°，并且 -所述反向振蕩(9)被施加(104)到所述X射線輻射器(5)上，其中由振蕩(8)與反向振湯(9 )組成的和(10 )是最小的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于 -確定(100)振蕩(8)的振幅(A)、頻率和相位。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于 -根據(jù)振蕩(8)的所確定的振幅(A)、頻率和相位確定(101)反向振蕩信號(hào)(11)，并且 -借助所述反向振蕩信號(hào)(11)控制(102 )反向振蕩(9 )。
全文摘要
本發(fā)明要求保護(hù)一種用于主動(dòng)抑制X射線輻射器(5)的振蕩的裝置和相關(guān)的方法，其中在X射線輻射器(5)內(nèi)布置的、用于減小在X射線輻射器運(yùn)行時(shí)形成的振蕩(8)的反向振蕩產(chǎn)生單元(1)與X射線輻射器(5)，有效連接，并且產(chǎn)生與振蕩(8)相移180°的反向振蕩(9)。通過直接靠近振蕩產(chǎn)生器安裝有源反向振蕩器可以將從X射線輻射器(5)產(chǎn)生的振蕩(8)直接在形成位置處減小，由此減少或阻止振蕩在其它設(shè)備部件，例如C形臂(6)上的進(jìn)一步傳輸。
文檔編號(hào)A61B6/00GK102783957SQ20121014447
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者A.科納, B.鮑曼, C.奧布斯特 申請(qǐng)人:西門子公司