[发明专利]空气轴承动态Z轴平衡

说明书

技术领域

本申请涉及医学成像系统，具体应用于计算机断层成像(CT)。但也可用于其它医学成像以及非医学成像应用。

背景技术

计算机断层成像(CT)扫描机包括固定机架与转动机架，所述转动机架在检查区域周围相对于固定机架围绕纵轴或Z轴转动。转动机架经由例如球轴承等轴承支承在固定机架上。辐射源与辐射敏感探测器阵列附连到转动机架上位于检查区域相对两侧。例如热交换器、准直器、电源模块等其它元件也附连到转动机架。辐射源发出辐射穿过检查区域并照射探测器阵列，由此产生指示辐射的信号。重构器重构所述信号以产生容积图像数据。

在一种布局中，辐射源、探测器阵列与多种其它元件从转动机架悬出。在这种布局中，每一悬臂伸出的元件所关联力矩往往导致所述元件围绕附连到转动机架的端部转动。通常，所述力矩为所述元件在Z轴方向长度和作用在元件上力(重力和径向力)的函数，所述力为元件质量和角加速度的函数。因此，元件围绕转动机架的分布可造成动态不平衡，或往往使转动机架和轴承在Z轴方向摆动或扭曲。通常所述扭曲随转速增加而加大。

动态Z轴平衡是将平衡质量(balancing mass)安装到转动机架以使Z轴方向平衡(或减小不平衡)的技术。对于动态Z轴平衡，应确定例如每一元件质量以及元件从转动机架沿Z轴方向延伸距离的平方等参数。距离的平方源自作用力与力矩臂尺寸。动态平衡的作用力是由于系统转动，并以径向方向定向。动态Z轴不平衡也可认为是两平面不平衡，并代表在所述两平面内所需的校正质量以消除不平衡。

对于转动机架经由球轴承由固定机架支承的扫描机，加速计等已用于测量Z轴不平衡。作为其实例，加速计已安装到固定机架中指定区域，以测量与不平衡转动机架相关联并已转移到固定机架的振动。加速计产生电气信号指示不平衡，所述信号用于确定适当的平衡质量以及平衡质量的Z轴位置以抵消不平衡。但是，扫描机相关技术的不断进步可使扫描机采用其它类型的轴承用于在固定机架上支承转动机架。尽管安装到固定机架的加速计很好地适用于基于球轴承的系统，它们对于其它类型的轴承则未必适用。

发明内容

本申请各方面可解决前述问题。

根据一个方面，一种成像系统包括固定机架和在检查区域周围绕着Z轴转动的转动机架。空气轴承将转动机架可转动地联结到固定机架。辐射源附连到转动机架、随转动机架一起转动、并发出穿过检查区域的辐射。探测器阵列附连到转动机架上位于所述检查区域的相对于所述辐射源相对一侧，探测器阵列探测穿过所述检查区域的辐射。动态Z轴不平衡确定系统直接从空气轴承确定转动机架在Z轴方向的不平衡，所确定的不平衡用于在Z轴方向定位附连到转动机架的平衡质量，由此沿Z轴平衡转动机架。

根据另一方面，一种方法包括测量医用成像系统的转动机架的Z轴不平衡。转动机架经由联结到固定机架的空气轴承而转动，并在空气轴承处测量Z轴不平衡。该方法还包括确定平衡质量的Z轴位置以抵消所测量的Z轴不平衡，以及根据所确定的位置定位平衡质量，由此在Z轴方向平衡转动机架。

根据另一方面，一种方法包括将空气轴承的轴承座从医学成像系统的固定机架的轴承座安装位置拆卸下来；将动态Z轴不平衡确定系统附加到所述位置；以及使医学成像系统的转动机架在Z轴方向动态地平衡，其中，转动机架经由空气轴承可转动地联结到固定机架，且由动态Z轴不平衡确定系统在轴承处直接测量从转动机架转移到轴承的振动载荷。

根据另一方面，一种用于成像系统的动态Z轴不平衡确定系统包括配置为安装到成像系统的固定部分的安装支架；轴承座垫块；联结到并置于安装支架与轴承座垫块之间的载荷测量装置；以及空气轴承的轴承座，其中，所述轴承座联结到所述轴承座垫块与载荷测量装置相反的一侧。

本发明采用多种元件和元件配置，且以不同步骤和步骤配置的形式。附图仅用于描述优选实施例，不应视为限制本发明。

附图说明

图1显示医学成像系统的实例。

图2显示空气轴承的后视图，包括环状部分和多个轴承座。

图3显示空气轴承的透视图，包括环状部分和多个轴承座。

图4显示空气轴承以及转子和动态Z轴不平衡确定系统的侧视图。

图5显示动态不平衡确定系统的实例。

图6显示动态Z轴不平衡其标定方法的实例。

图7显示用于动态Z轴不平衡确定系统的方法的实例。

具体实施方式