一種X射線管燈絲電流的校準方法及系統與流程
2023-10-06 09:38:04 2
本發明屬於醫療器械領域，尤其涉及一種X射線管燈絲電流的校準方法及系統。
背景技術：
X射線斷層攝影(Computed Tomography，簡稱CT)設備是一種常用的醫療診斷設備。CT設備通過向受檢人體照射X射線並接收穿透受檢人體的X射線，可以形成能夠呈現受檢人體內器官組織形態的攝影圖片。在CT設備中，X射線是由X射線管產生並發射出來的。
X射線管實際上是一個大的高真空的陰極射線二極體，其具有陰極和陽極，在陰極上設置有燈絲。在X射線管的工作過程中，通過向陰極燈絲加電流，使得燈絲加熱並產生自由電子云集，再向陰陽兩極加高電壓，由於陰陽兩極電勢差陡增，在高壓強電場驅動下，陰極燈絲上處於活躍狀態的自由電子束將向陽極鉬基鎢靶撞擊並發生能量轉換，一部分電能被轉換成X射線由窗口發射，另一部分電能被轉換成熱能由散熱系統散發。其中，供給陰極燈絲的電流稱為燈絲電流，陰陽兩極之間的電壓稱為管電壓，而燈絲加熱產生的電子在陰陽兩極高壓電場作用下向陽極高速運動而形成的電流稱為管電流(也稱mA)。
每個X射線管生產時，需要獲取X射線管的特性參數，所述特性參數包括燈絲電流和X射線管的電流的對應關係，並通過高壓發生器對X射線管的燈絲電流進行校準，目前獲取X射線管的特性參數的常用方法是通過燈絲電流逐漸增加方法，但是使用燈絲電流增加模式因為燈絲存在加熱不均勻的問題，因此校準出來的電流精度不夠、校準時間長、X射線管的陽極多次曝光導致陽極發熱嚴重的缺點，影響X射線管的使用壽命。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題在於提供一種X射線管燈絲電流的校準方法及系統，旨在解決現有技術中在進行燈絲電流校準時出現電流精度不夠、校準時間長、X射線管的陽極多次曝光導致陽極發熱嚴重的問題。
本發明是這樣實現的，一種X射線管燈絲電流的校準方法，包括：
多次採集X射線管的電流值，並計算平均電流值；
根據所述平均電流值判斷當前燈絲電流值是否適合所述X射線管的待校準電流檔位的預設電流值；
若不適合，則對所述燈絲電流值進行校準，並執行所述多次採集X射線管的電流值，並計算平均電流值的步驟；
若適合，則保存所述燈絲電流值，並結束校準。
進一步地，所述多次採集X射線管的電流值，並計算平均電流值包括：
在預置時間內，按照預置時間間隔採集流過所述X射線管的電流值；
根據所述預置時間內採集到的X射線管的電流值，計算所述X射線管在所述預置時間內的平均電流值；
則所述根據所述平均電流值判斷當前燈絲電流值是否適合所述X射線管的待校準電流檔位的預設電流值包括：
判斷所述平均電流值是否在預設電流值的誤差範圍內；
若在，則判斷所述當前燈絲電流值適合所述X射線管的待校準電流檔位的預設電流值，若不在，則判斷所述當前燈絲電流值不適合所述X射線管的待校準電流檔位的預設電流值。
進一步地，所述對所述燈絲電流值進行校準包括：
根據X射線管的電流值和燈絲電流值的對應關係，獲取所述預設電流值對應的目標燈絲電流值；
根據預置識別參數算法獲取所述預設電流值對應的實際燈絲電流值；
計算所述目標燈絲電流值和所述實際燈絲電流值的偏差量；
根據所述偏差量對所述燈絲電流值進行校準。
進一步地，所述根據預置識別參數算法獲取所述平均電流值對應的實際燈絲電流值包括：
以I表示所述預設電流值，分別以I1和I2表示上兩次的預設電流值，以Fdata1表示I1對應的燈絲電流值，以Fdata2表示I2對應的燈絲電流值，以Fdata表示所述預設電流值對應的實際燈絲電流值，則：
Fdata＝[(Fdata1-Fdata2)/(I1-I2)]*(I-I1)+Fdata1。
進一步地，所述保存所述燈絲電流值之後還包括：
判斷所述X射線管的所有待校準電流檔位是否全部完成校準，若完成，則結束校準；
若未完成，則執行所述對所述燈絲電流值進行校準的步驟。
本發明還提供了一種X射線管燈絲電流的校準系統，包括：
電流採集單元，用於多次採集X射線管的電流值，並計算平均電流值；
電流判斷單元，用於根據所述平均電流值判斷當前燈絲電流值是否適合所述X射線管的待校準電流檔位的預設電流值；
判斷執行單元，用於若不適合，則對所述燈絲電流值進行校準，並指示所述電流採集單元執行所述多次採集X射線管的電流值，並計算平均電流值的步驟，若適合，則保存所述燈絲電流值，並結束校準。
進一步地，所述電流採集單元具體用於：
在預置時間內，按照預置時間間隔採集流過所述X射線管的電流值，根據所述預置時間內採集到的X射線管的電流值，計算所述X射線管在所述預置時間內的平均電流值；
則所述電流判斷單元具體用於：
判斷所述平均電流值是否在預設電流值的誤差範圍內，若在，則判斷所述當前燈絲電流值適合所述X射線管的待校準電流檔位的預設電流值，若不在，則判斷所述當前燈絲電流值不適合所述X射線管的待校準電流檔位的預設電流值。
進一步地，所述判斷執行單元包括：
目標值獲取模塊，用於根據X射線管的電流值和燈絲電流值的對應關係，獲取所述預設電流值對應的目標燈絲電流值；
偏差量計算模塊，用於根據預置識別參數算法獲取所述預設電流值對應的實際燈絲電流值，計算所述目標燈絲電流值和所述實際燈絲電流值的偏差量；
電流值校準模塊，用於根據所述偏差量對所述燈絲電流值進行校準。
進一步地，所述偏差量計算模塊具體用於：
以I表示所述預設電流值，分別以I1和I2表示上兩次的預設電流值，以Fdata1表示I1對應的燈絲電流值，以Fdata2表示I2對應的燈絲電流值，以Fdata表示所述預設電流值對應的實際燈絲電流值，則：
Fdata＝[(Fdata1-Fdata2)/(I1-I2)]*(I-I1)+Fdata1。
進一步地，所述判斷執行單元還用於：
判斷所述X射線管的所有待校準電流檔位是否全部完成校準，若完成，則結束校準；
若未完成，則執行所述對所述燈絲電流值進行校準的步驟。
本發明與現有技術相比，有益效果在於：在本發明實施例中，通過多次採集X射線管的電流值，並計算平均電流值，以該平均電流值判斷當前燈絲電流值是否適合該X射線管的預設電流值，若適合，則保存該燈絲電流值，若不適合，則重新進行校準。通過本實施例，只需要通過平均電流值就能夠判斷當前燈絲電流值是夠適合X射線管的預設電流值，因為不需要經過大量測試即可知道燈絲電流值是否適合，校準時間短，減少陽極曝光次數，同時因為根據多次採樣計算得到平均電流值進行判斷並校準，校準出來的電流精度高，校準時間短。
附圖說明
圖1是本發明一實施例提供的一種X射線管燈絲電流的校準方法的流程圖；
圖2是本發明另一實施例提供的一種X射線管燈絲電流的校準系統的結構示意圖；
圖3是本發明實施例提供的判斷執行單元的結構示意圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
圖1示出了本發明實施例提供的一種X射線管燈絲電流的校準方法，包括：
S101，多次採集X射線管的電流值，並計算平均電流值；
S102，根據所述平均電流值判斷當前燈絲電流值是否適合所述X射線管的待校準電流檔位的預設電流值；
S103，若不適合，則對所述燈絲電流值進行校準，並返回步驟S101；
S104，若適合，則保存所述燈絲電流值，並判斷校準所述X射線管的所有待校準電流檔位是否全部完成校準，若完成則結束校準；
S105，若未完成，則返回步驟S103。
在上述步驟S101中，設定一個採樣時間跟採樣間隔，如在開始進行校準的某時間內，以50秒為採樣時間，以5秒為採樣間隔，對X射線管的電流進行採樣，得到10個採樣電流值，對得到的10個採樣電流值進行平均計算，得到平均電流值。
具體地，X射線管的常用電流檔位包括：10mA、11mA、12.5mA、14mA、16mA、18mA、20mA、22mA、25mA、28mA、32mA、36mA、40mA、45mA、50mA、56mA、63mA、71mA、80mA、90mA、100mA、110mA、125mA、140mA、160mA、180mA、200mA、220mA、250mA、280mA、320mA、360mA、400mA、450mA、500mA、560mA、630mA、X射線管的輸出電壓範圍為：40kv-150kv，其步進電壓為1kv。在具體校準過程中，一般以40kv的輸出電壓和10mA的電流檔位開始進行校準，在步驟S102中，設定一個預設電流值的誤差範圍，如在校準時，設定X射線管的電流值為200mA，並設定進行校準過程中計算得出的平均電流值的誤差範圍，如設定X射線的電流值的誤差上限+5mA，及誤差下限-5mA，當計算出的平均電流值在195mA到205mA範圍內，則可以判斷當前燈絲電流值適合該X射線管的該待校準電流檔位的預設電流值，若計算出的平均電流值不在195mA到205mA範圍內，則判斷當前燈絲電流值不適合該X射線管的該待校準電流檔位的預設電流值，需要對燈絲電流進行校準。
在步驟S103中，若步驟S102得出的判斷結果是當前燈絲電流值不適合該X射線管的該待校準電流檔位的預設電流值，則需要對燈絲電流重新進行校準，具體地校準步驟為：
S1031，根據X射線管的電流值和燈絲電流值的對應關係，獲取所述預設電流值對應的目標燈絲電流值。在本步驟中，校準系統根據預先設置的X射線管的電流值和燈絲電流值的對應關係，獲取該平均電流值對應的目標燈絲電流值，以根據該目標燈絲電流值進行後續步驟。
S1032，根據預置識別參數算法獲取所述預設電流值對應的實際燈絲電流值。在本步驟中，以I表示所述預設電流值，分別以I1和I2表示上兩次的預設電流值，以Fdata1表示I1對應的燈絲電流值，以Fdata2表示I2對應的燈絲電流值，以Fdata表示所述預設電流值對應的實際燈絲電流值，則根據公式Fdata＝[(Fdata1-Fdata2)/(I-I1)]*(I1-I2)+Fdata1計算得到預設電流值對應的實際燈絲電流值，具體地，在上述公式中，I1表示上一次設定的X射線管的預置電流值，I2表示上上一次設定的X射線管的預置電流值。例如，當前時刻設定X射線管的電流值是I＝80mA，上一次設定的X射線管的電流值是I1＝63mA，同時上一次燈絲電流值為Fdata1＝4.2A，上上一次設定的X射線管的電流值是I2＝50mA，同時上上一次的燈絲電流值為Fdata2＝4.0A，則當前時刻X射線管對應的燈絲電流值為Fdata＝[(Fdata1-Fdata2)/(I1-I2)]*(I-I1)+Fdata1＝[(4.2-4.0)/(63-50)]*[80-63]+4.2＝4.55mA。當燈絲以4.55mA加熱時，輸出的管電流為I3；如校準時採樣回來的電流值I3比預先設定的I偏差過大，需要重新校準：Fdata3＝[(Fdata2-Fdata)/(I2-I3)]*(I-I3)+Fdata2。
S1033，計算所述目標燈絲電流值和所述實際燈絲電流值的偏差量。在本步驟中，根據步驟S1031獲取的目標燈絲電流值和步驟S1032計算得到的實際燈絲電流值計算偏差量，假設步驟S1031獲取的目標燈絲電流值為4.7mA，則偏差量＝4.55-4.7＝-0.15mA，如步驟S1031獲取的目標燈絲電流值為4.3，則偏差量＝4.55-4.3＝0.25mA。
S1034，根據所述偏差量對所述燈絲電流值進行校準。在本步驟中，校準系統根據步驟S1033計算得到的偏差量進行校準。
在步驟S104中，在當前待校準電流檔位完成校準之後，將按照預置校準順繼續校準下一待校準電流檔位，當全部待校準電流檔位校準完成之後，退出校準程序，若有未完成校準的電流檔位，則繼續對該未完成的電流檔位進行校準。
通過本發明提供的上述實施例，只需要多次採集預置時間內X射線管的電流值，並根據多次採集到的電流值計算平均電流值就能夠確定當前燈絲電流值是否適合，若不適合，則對燈絲電流值進行校準，若適合則保存該燈絲電流值。進一步地，根據預置的公式對當前實際燈絲電流值進行計算，能夠準確計算當前實際燈絲電流值的準確數值。本發明實施例不需要經過大量測試即可知道燈絲電流值是否適合，校準時間短，減少陽極曝光次數，同時因為根據多次採樣計算得到平均電流值進行判斷並校準，校準出來的電流精度高。
本發明還提供了如圖2所示的一種X射線管燈絲電流的校準系統，包括：
電流採集單元201，用於多次採集X射線管的電流值，並計算平均電流值；
電流判斷單元202，用於根據所述平均電流值判斷當前燈絲電流值是否適合所述X射線管的預設電流值；
判斷執行單元203，用於若不適合，則對所述燈絲電流值進行校準，並指示所述電流採集單元執行所述獲取流過X射線管的電流值的步驟，若適合，則保存所述燈絲電流值，並結束校準。
進一步地，電流採集單元201具體用於：
在預置時間內，按照預置時間間隔採集流過所述X射線管的電流值，根據所述預置時間內採集到的X射線管的電流值，計算所述X射線管在所述預置時間內的平均電流值；
則電流判斷單元202具體用於：
判斷所述平均電流值是否在預設電流值的誤差範圍內，若在，則判斷所述當前燈絲電流值適合所述X射線管的待校準電流檔位的預設電流值，若不在，則判斷所述當前燈絲電流值不適合所述X射線管的預設電流值。
進一步地，如圖3所示，判斷執行單元203包括：
目標值獲取模塊2031，用於根據X射線管的電流值和燈絲電流值的對應關係，獲取所述預設電流值對應的目標燈絲電流值；
偏差量計算模塊2032，用於根據預置識別參數算法獲取所述預設電流值對應的實際燈絲電流值，計算所述目標燈絲電流值和所述實際燈絲電流值的偏差量；
電流值校準模塊2033，用於根據所述偏差量對所述燈絲電流值進行校準。
進一步地，偏差量計算模塊2032具體用於：
以I表示所述預設電流值，分別以I1和I2表示上兩次的預設電流值，以Fdata1表示I1對應的燈絲電流值，以Fdata2表示I2對應的燈絲電流值，以Fdata表示所述預設電流值對應的實際燈絲電流值，則：
Fdata＝[(Fdata1-Fdata2)/(I1-I2)]*(I-I1)+Fdata1。
進一步地，判斷執行單元203還用於：
判斷所述X射線管的所有待校準電流檔位是否全部完成校準，若完成，則結束校準；
若未完成，則執行所述對所述燈絲電流值進行校準的步驟。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。