[发明专利]用于计算机断层摄影扫描仪中的声学噪声减轻的系统和方法

说明书

技术领域

本发明的实施例大体上涉及计算机断层摄影（CT）扫描仪，并且更具体地，涉及用于减轻CT扫描仪中的声学噪声的系统和方法。

背景技术

典型地，在CT成像系统中，x射线源朝受检者或物体（例如患者或一件行李）发射扇形束。在下文中，术语“受检者”和“物体”将包括能够成像的任何东西。束在由受检者衰减后撞击辐射检测器的阵列。在该检测器阵列处接收的衰减束辐射的强度典型地取决于由受检者对x射线束的衰减。检测器阵列的每个检测器元件产生指示由每个检测器元件接收的衰减束的独立电信号。这些电信号传送到数据处理系统用于分析，其最终产生图像。

一般，x射线源和检测器阵列在成像平面内并且围绕受检者绕着机架旋转。X射线源典型地包括x射线管，其在焦点处发射x射线束。X射线检测器典型地包括用于准直在检测器处接收的x射线束的准直器、邻近该准直器用于将x射线转换成光能的闪烁体和用于从该邻近的闪烁体接收光能并且由此产生电信号的光电二极管。典型地，闪烁体阵列中的每个闪烁体将x射线转换成光能。每个闪烁体向邻近其的光电二极管释放光能。每个光电二极管检测该光能并且生成对应的电信号。光电二极管的输出然后传送到数据处理系统用于图像重建。

在操作中，CT扫描仪从多种源产生声学噪声。例如，用于各种子系统的冷却风扇、冷却泵、x射线管转子、机架轴承、机架风扇等，全部可产生声学噪声。另外，机架的旋转也产生声学噪声，并且认识到来自机架旋转的这样的噪声将基于加速的机架旋转而只会在下一代CT系统中增加，并且伴随的由此产生的增加的气动声学噪声增加在其中存在。尽管从这些源产生的噪声不直接影响医学成像过程，噪声对成像受检者可是令人不舒服或不安的。这对于具有空气冷却机架的CT系统尤其是这样，其中声学噪声基于用于使用扫描室空气来冷却机架的风扇的使用而增加。

在一些现有技术的CT系统中，噪声问题已经忽略，且没有采用噪声降低方法或系统来降低CT系统产生的噪声。在其他现有技术的CT系统中，已经开发试图降低成像受检者的噪声感知并且由此在成像过程期间为受检者呈现更舒适环境的“噪声消除”装置。然而，之前的噪声消除装置和方法由于许多原因而未被普遍接收。例如，对于某些现有技术的具有空气冷却机架的CT系统，已经通过在系统中减免冷却风扇而实现噪声减轻。然而，这样的冷却风扇的减免大体上仍不足以完全解决噪声问题。为了解决噪声问题，其他现有技术的CT系统已经采用对外部环境封闭/密封的冷冻机架。尽管这样的冷冻机架冷却系统构造在冷却CT系统以及使声学噪声水平降低到环境水平方面是有效的，建造和操作冷冻机架是极其昂贵的，因为需要巨大且昂贵的热交换器来向CT系统提供足够的冷却。

因此，设计用于减轻CT扫描仪中的噪声的设备和方法将是可取的。

发明内容

本发明的实施例包括用于减轻CT扫描仪中的声学噪声的针对性方法和系统。

根据本发明的一个方面，CT系统包括外壳、安置在该外壳内并且具有机架开口来收容要扫描的对象的可旋转机架、安装在该可旋转机架上并且配置成朝该对象投射x射线束的x射线源、安装在该可旋转机架上并且配置成检测通过该对象的x射线能量而且响应于该x射线能量而生成检测器输出（其可以重建成该对象的图像）的检测器阵列，以及配置成减轻由该CT系统在操作期间产生的噪声的混合噪声减轻系统，该混合噪声减轻系统包括配置成采用被动方式控制噪声的被动噪声减轻装置和配置成采用主动方式控制噪声的主动噪声减轻装置。

根据本发明的另一个方面，CT系统包括具有机架开口来收容要扫描的对象的可旋转机架和安置在该可旋转机架周围的外壳，其中该外壳具有在其中形成的机架进气道和机架排气道，其每个分别包括用于将空气传入和传出该外壳的内部的风扇。该CT系统还包括安装在该可旋转机架上并且配置成朝该对象投射x射线束的x射线源、安装在该可旋转机架上并且配置成检测通过该对象的x射线能量而且响应于该x射线能量而生成检测器输出（其可以重建成该对象的图像）的检测器阵列，以及对应于该x射线源和检测器阵列中的每个并且安装在该可旋转机架上的热交换器，这些热交换器配置成向该x射线源和检测器阵列提供冷却。该CT系统进一步包括配置成减轻由该CT系统在其操作期间产生的噪声的多个噪声减轻系统，其中向机架进气道、机架排气道和热交换器中的每个提供噪声减轻装置用于采用被动方式和主动方式中的至少一个减轻其产生的噪声。