專利名稱：從外部對x 射線輻射器的主動振蕩衰減的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種借助從外部作用于X射線輻射器的反振蕩對X射線輻射器的主動振蕩衰減的裝置和方法。
背景技術(shù)：
利用斷層造影設(shè)備為診斷或治療目的建立患者檢查區(qū)域的二維或三維圖像。例如利用計算機斷層造影設(shè)備產(chǎn)生三維的層圖像。計算機斷層造影設(shè)備的結(jié)構(gòu)包括機架(=支架)，所述機架具有靜止的支撐框，在該支撐框中圍繞軸可旋轉(zhuǎn)地支承旋轉(zhuǎn)框架。在旋轉(zhuǎn)框架上布置了拍攝系統(tǒng)，該拍攝系統(tǒng)包括X射線輻射器和與X射線輻射器相對布置的探測器。通過旋轉(zhuǎn)框架的旋轉(zhuǎn)在同時在系統(tǒng)軸的方向上連續(xù)移動在患者臥榻上放置的患者的情況下螺旋形地從多個不同的投影方向采集投影。因為在X射線輻射器產(chǎn)生X射線時所采用的·電能的99%都轉(zhuǎn)換為熱能，所以計算機斷層造影設(shè)備具有冷卻裝置，用于避免電子組件過熱。在斷層造影設(shè)備的機械和電氣組件的運行中，形成噪聲電平，無論患者還是操作人員都覺得所述噪聲電平是不舒適的。例如通過旋轉(zhuǎn)框架的旋轉(zhuǎn)，通過在X射線輻射器內(nèi)部陽極的旋轉(zhuǎn)或通過冷卻裝置的運行由此形成干擾的固體聲波和空氣聲波。通過X射線輻射器的隔熱材料形成諧振腔，該諧振腔放大聲音振幅。恰好在機架的隧道開口中(患者在掃描時被推入該隧道開口中)患者置于特別高的噪聲電平中。在構(gòu)造斷層造影設(shè)備時重要的方面由此是將在斷層造影設(shè)備的運行中產(chǎn)生的干擾聲音最小化。為了抑制或最小化在斷層造影設(shè)備中干擾的固體聲波和空氣聲波的傳播，存在兩種不同的方案。一方面存在如下可能性直接通過優(yōu)化產(chǎn)生聲音的組件來降低干擾聲音產(chǎn)生。例如通過采用噪聲最優(yōu)化的旋轉(zhuǎn)軸承可以最小化在旋轉(zhuǎn)框架旋轉(zhuǎn)時或在陽極旋轉(zhuǎn)時的固體聲波傳播。然而這樣的優(yōu)化與高的成本開銷相關(guān)并且有針對地降低干擾聲音通常是不足夠的。另一種可能性在于，通過采用噪聲隔音墊來抑制聲音傳播。為了降低空氣聲音傳播例如在斷層造影設(shè)備的殼體的內(nèi)部粘貼噪聲隔音墊。固體聲音傳播此外還可以通過在為了支撐組件而設(shè)置的接觸位置上采用相應(yīng)的無源衰減材料來最小化。然而聲音傳播的最有效的降低從隔音材料的一個特定厚度起才實現(xiàn)。然而對于隔音而采用的結(jié)構(gòu)體積是非常有限的，從而該措施通常不足以將干擾聲音降低到期望的水平。由此在申請文件DE 102008047814 Al中提出了一種具有反聲音裝置(Gegenschalleinrichtung)的斷層造影設(shè)備和一種用于降低在斷層造影設(shè)備運行時形成的干擾聲音的方法。該裝置包括用于提供反聲音信號的控制單元和用于將反聲音信號轉(zhuǎn)換到相對干擾聲音在該相位中以180度移動的反聲音的聲音產(chǎn)生單元。以這種方式可以十分有效地降低在斷層造影設(shè)備的運行中的干擾聲音。專利申請US 2005/0281391 Al公開了一種計算機斷層造影技術(shù)，其中確定支撐框的振蕩并且根據(jù)該振蕩找到用于消除該振蕩的措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提出用于降低X射線裝置的干擾聲音(系統(tǒng)噪聲)的另一種裝置和另一種方法。本發(fā)明的基本思路在于，X射線輻射器的產(chǎn)生干擾聲音的振蕩通過機械反相的反振蕩來補償。通過干涉或振蕩和反振蕩的疊加實現(xiàn)了消除。本發(fā)明要求保護一種具有X射線輻射器和在X射線輻射器外部布置的用于降低在X射線輻射器運行時形成的振蕩的反振蕩產(chǎn)生單元的裝置。反振蕩產(chǎn)生單元與X射線輻射器，例如利用管支架或管套，處于有效連接并且產(chǎn)生相對于振蕩以180度相移的反振蕩。通過在振蕩產(chǎn)生器附近安裝主動反振蕩可以將由X射線輻射器產(chǎn)生的振蕩直接在形成處降低，由此減小或防止振蕩進一步傳輸?shù)狡渌O(shè)備部件。按照一種擴展，反振蕩產(chǎn)生單元可以包括至少一個電動力學轉(zhuǎn)換器、壓電轉(zhuǎn)換器或電動轉(zhuǎn)換器。 按照另一種實施方式，該裝置包括振蕩測量單元，其確定振蕩的振幅、頻率和相位。此外，振蕩測量單元可以包括加速度傳感器或麥克風，或者根據(jù)X射線輻射器的旋轉(zhuǎn)陽極的轉(zhuǎn)速確定振蕩參數(shù)。此外，該裝置還可以包括控制單元，其根據(jù)確定的振幅、頻率和相位確定反振蕩信號并且由此控制反振蕩產(chǎn)生單元。本發(fā)明還要求保護一種具有按照本發(fā)明的裝置的斷層造影設(shè)備。本發(fā)明還要求保護一種用于X射線輻射器的主動振蕩補償?shù)姆椒?，其中在X射線輻射器外部產(chǎn)生反振蕩，該反振蕩相對于在X射線輻射器運行時形成的振蕩以180度相移，并且其中反振蕩被引入到X射線輻射器。振蕩和反振蕩的和應(yīng)當是最小的。按照一種擴展，確定振蕩的振幅、頻率和相位。按照另一種實施方式，從振蕩的確定的振幅、頻率和相位確定反振蕩信號并且借助反振蕩信號控制反振蕩。


本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點從以下結(jié)合示意性附圖對多個實施例的解釋中可以看出。附圖中圖I示出具有X射線輻射器和反振蕩產(chǎn)生單元的C形臂，圖2示出了振蕩和反振蕩的圖解，圖3示出了具有反振蕩產(chǎn)生單元的X射線管的框圖，并且圖4示出了用于X射線輻射器的主動振蕩補償?shù)姆椒鞒虉D。
具體實施例方式圖I示出了 C形臂X射線設(shè)備的部分。示出了 C形臂6，在該C形臂的兩個末端相對地布置X射線輻射器5和X射線探測器7。X射線輻射器5例如通過未示出的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)陽極而被置于振蕩，該振蕩傳輸?shù)紺形臂6并且導致干擾的聲波。圖2的線圖的曲線8示出了這樣形成的振蕩的隨時間的走向。按照本發(fā)明，此時借助與X射線輻射器5處于有效連接的振蕩測量單元3，例如利用加速度測量器，在所有相關(guān)方向上確定干擾的振蕩的振幅、相位和頻率。借助例如包括四個在不同方向上布置的壓電轉(zhuǎn)換器2的反振蕩產(chǎn)生單元1，此時相同頻率并相同振幅地以180度相移的反振蕩從外部施加在X射線輻射器5上。通過干擾的振蕩的疊加和這樣施加的反振蕩實現(xiàn)了，所產(chǎn)生的振蕩得到最小化，或者在理想情況下得到消除。借助調(diào)節(jié)電路可以跟蹤干擾的振蕩的變化。干擾的振蕩的振蕩參數(shù)還可以通過在房間中(在該房間中設(shè)置了 C形臂X射線設(shè)備)的麥克風來確定。圖2示出了按照本發(fā)明的疊加原理的線圖。在IOms間隔內(nèi)示出了標準化的振幅A與按照暈秒為單位的時間的依賴關(guān)系。曲線8不出了 X射線福射器的干擾的振蕩。曲線9示出了與X射線輻射器處于有效連接的反振蕩產(chǎn)生單元的同頻率的反振蕩。反振蕩9具有與干擾的振蕩8幾乎相同的振幅A。通過180度相移在疊加的情況下得到按照曲線10的所產(chǎn)生的振蕩。可以看出，所產(chǎn)生的振蕩10的振幅A幾乎為零。該現(xiàn)象在波理論中作為干·涉公知。圖3示出了按照本發(fā)明的裝置的框圖。利用X射線輻射器5，反振蕩產(chǎn)生單元I的四個轉(zhuǎn)換器2相連。與X射線輻射器5處于有效連接的振蕩測量單元3采集X射線輻射器5的振蕩并且將測量值進一步傳輸?shù)娇刂茊卧?。該控制單元確定振蕩的振幅、頻率和相位并且從中計算出反振蕩信號11，該反振蕩信號控制反振蕩產(chǎn)生單元I。反振蕩產(chǎn)生單元I的四個轉(zhuǎn)換器2將反振蕩在不同的方向上引入到X射線輻射器5。所產(chǎn)生的振蕩由此被最小化。圖4示出了按照本發(fā)明的用于X射線輻射器的主動振蕩補償?shù)姆椒ǖ牧鞒虉D。步驟100中確定X射線輻射器的振蕩的振幅、頻率和相位。接下來的步驟101從中確定反振蕩信號，該反振蕩信號在步驟102中控制反振蕩的振幅、頻率和相位。在步驟103中根據(jù)反振蕩信號產(chǎn)生反振蕩并且在步驟104中施加到X射線輻射器。該方法按照調(diào)節(jié)循環(huán)運行，該調(diào)節(jié)循環(huán)考慮了改變。附圖標記列表I 反振蕩產(chǎn)生單元2 轉(zhuǎn)換器/執(zhí)行機構(gòu)3 振蕩測量單元4 控制單元5 X射線輻射器6 C 形臂7 X射線探測器8 X射線輻射器5的振蕩9 反振蕩10 所產(chǎn)生的振蕩11 反振蕩信號100確定振蕩的振幅、頻率和相位
101確定反振蕩信號102控制反振蕩103產(chǎn)生反振蕩104將反振蕩引入到X射線輻射器

A振幅t時間
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)外部布置的反振蕩產(chǎn)生單元(I )，后者降低了在所述X射線輻射器(5)運行時所形成的所述X射線輻射器(5)的振蕩(8)，其中，所述反振蕩產(chǎn)生單元(I)與所述X射線輻射器(5)處于有效連接并且產(chǎn)生相對于振蕩(8)以180度相移的反振蕩(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述反振蕩產(chǎn)生單元(I)包括至少一個電動力學轉(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，所述反振蕩產(chǎn)生單元(I)包括至少一個壓電轉(zhuǎn)換器(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的裝置，其特征在于，所述反振蕩產(chǎn)生單元(I)包括至少一個電動轉(zhuǎn)換器(2)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于 -振蕩測量單元(3)，其確定所述振蕩(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，所述振蕩測量單元(3)包括加速度傳感器和/或麥克風。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述振蕩測量單元(3)根據(jù)所述X射線輻射器(5)的旋轉(zhuǎn)陽極的轉(zhuǎn)速確定所述振蕩(8)的振幅(A)、頻率和相位。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項所述的裝置，其特征在于 -控制單元(4 )，其根據(jù)所確定的振幅(A)、頻率和相位確定反振蕩信號(11)并且由此控制所述反振蕩產(chǎn)生單元(I)。
9.一種具有按照上述權(quán)利要求中任一項所述的裝置的斷層造影設(shè)備。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的斷層造影設(shè)備，其特征在于 -C形臂或機架。
11.一種用于X射線輻射器(5)的主動振蕩補償?shù)姆椒?，其特征在? -在所述X射線輻射器(5)外部產(chǎn)生(103)反振蕩(9)，該反振蕩相對于在所述X射線輻射器(5)運行時所形成的所述X射線輻射器(5)的振蕩(8)以180度相移，并且 -將所述反振蕩(9)引入(104)到所述X射線輻射器(5)，其中，振蕩(8)和反振蕩(9)的和(10)最小。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于 -確定(100)所述振蕩(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)所述振蕩(8)的所確定的振幅(A)、頻率和相位確定(101)反振蕩信號(11)并且 -借助所述反振蕩信號(11)控制(102 )所述反振蕩(9 )。
全文摘要
本發(fā)明要求保護一種用于X射線輻射器(5)的主動振蕩補償?shù)难b置和對應(yīng)的方法，其中，在X射線輻射器(5)外部布置的、用于降低在X射線輻射器運行時形成的振蕩(8)的反振蕩產(chǎn)生單元(1)與X射線輻射器(5)處于有效連接并且產(chǎn)生相對于振蕩(8)以180度相移的反振蕩(9)。通過在振蕩產(chǎn)生器附近引入主動反振蕩，可以將由X射線輻射器(5)產(chǎn)生的振蕩(8)直接在產(chǎn)生處降低，由此減小或防止了振蕩進一步傳輸?shù)狡渌O(shè)備部件，例如C形臂(6)。
文檔編號A61B6/03GK102783963SQ201210151958
公開日2012年11月21日 申請日期2012年5月16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 申請人:西門子公司