[发明专利]CT扫描仪台架的监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及X射线CT(计算机式X线断层摄影术)扫描仪，更具体地说涉及用于监测CT扫描仪的具体特征参数的装置。 

背景技术

传统的X射线CT扫描仪具有保持着X射线管和检测器的台架。该台架具有固定部件，它竖立或安装在医院房间的地板上。另外，它具有由轴承保持在固定部件处的旋转部件。该旋转部件将X射线管和X射线检测器保持在相对位置处，并且使之能够围绕着其上可以安放患者的患者工作台转动。对于特定成像类型而言，至少台架的旋转部件可以相对于固定部件的各个部件以及患者工作台倾斜。 

在美国专利US6,301,324中披露了普通的CT扫描仪。在美国专利6,097,030中披露了台架的可倾斜旋转部件。这里，检测器位置传感器例如解码器与倾斜驱动伺服马达连接，并且构成为产生出表示检测器倾角的信号。这个实施方案的缺点在于解码器非常复杂并且需要检测器倾斜的位置参考。另外，在CT扫描仪通电时需要进行解码器校准。解码器必须安装并且对准。相关的解码器需要在通电之后需要进行零位置搜索，并且因此倾斜台架会进行不利的运动。如在美国专利6,097,030中所披露的解码器通常被称为编码器或旋转式编码器。 

发明内容

本发明所要解决的问题在于对台架的机械状态进行简化的监测，这些状态至少包括台架的旋转部件的倾角。 

在独立权利要求中描述了对该问题的解决方案。从属权利要求涉及本发明的进一步改进方案。 

根据本发明，CT扫描仪台架具有底座，它是固定的并且优选位于或者甚至固定在医院房间的地板上。该底座保持着可倾斜框架，它框架可以相对于底座倾斜。用于保持X射线管和X射线检测器的旋转部件安装在可倾斜框架处。在可倾斜框架处设有倾斜传感器，用于确定与旋转部件的旋转轴线垂直的矢量相对于地球重心的角度。因此，在旋转部件的旋转轴线和地球重心之间的角度或者任意其他与该角度相关的测量值可以由倾斜传感器确定。这使得能够相对于患者工作台对CT扫描仪的旋转轴线进行非常精确的调节并且提供了非常好的长期稳定性。 

优选的是，所述可倾斜框架由驱动装置倾斜，该驱动装置可以为安装在底座和可倾斜框架之间以产生出转矩的升降轴。可以有两个平行的升降轴，它们在可倾斜框架处位于旋转部件的不同侧面处。这些升降轴优选由轴驱动装置驱动，该主轴驱动装置可以为与齿轮一起的马达。通常，如果升降轴具有相对较小的节距，这是优选的，这能够进行精确的调节并且使得主轴是自锁的。为了确定倾角，测量出升降轴或与之相关的任意装置例如马达的位置。在上面提到的现有技术中也是这样。对于角度测量而言最常见的是相对位置编码器，它需要至少一个另外的参考位置编码器来确定旋转部件的绝对倾角。不能使用标准的绝对角度编码器，因为升降轴需要多圈来在最小可能的倾角和最大的可能倾角之间运动。通过使用相对位置编码器，通常在接通CT设备的电源时，进行校准步骤，因此将可倾斜框架驱动至绝对位置参考点。在完成这项工作时，可以使用相对角度位置编码器来确定升降轴相对于绝对位置参考点的位置。校准步骤是耗时的，并且需要使得台架的相对较重并且庞大的可倾斜框架运动。另外，校准步骤会导致台架在使用之前在操作人员没有启动的情况下运动，因此是不好的。在使用倾斜传感器时不再需要这种校准步骤。 

虽然机械部件例如升降轴可以做得相对刚性，但是升降轴会存在一些长期偏离，或者通过其他连接部件将升降轴连接至底座或可倾斜框架上。这些偏离会由于由在CT扫描仪台架内的较大操作温度变化 而导致的热膨胀或者升降轴或任意其他部件的磨损而引起的。这些机械部件的长期稳定性对于以前CT扫描仪的工作而言是足够的。随着CT扫描仪的分辨率不断提高，对倾斜部件的精度要求也不断提高。由于倾斜传感器与在可倾斜机构中的任意其他机械部件完全无关，并且因此提供了最好的长期稳定性，这适用于将来更高的X线断层摄影术的精度和分辨率。 

由于倾斜传感器与升降轴无关，所以可以采用可选的倾斜驱动系统。例如，可以通过液压系统或齿轮或蜗轮来进行倾斜。