CT系统中动平衡技术的研究与应用

发布时间：2020-07-16 00:16

【摘要】：CT(Computed Tomography),即X线计算机断层成像系统,能够在不同的角度对物体X射线的投影测量,从而获得物体的横断面信息的一种成像技术。特别是在医疗方面,CT为辅助诊断和治疗提供了一种快捷、无损的方式。随着《“健康中国2030”规划纲要》的印发,CT作为被普遍使用的医学影像设备,对于它的需求也是与日俱增。目前,CT在临床基本诊断中已被广泛应用,机架旋转速度已达到亚秒一级,拥有着很高的图像时间分辨率。随着对于扫描速度要求的不断提升CT的研究也随之不断深入和完善。除了对于探测器、X射线球管以及更高级的重建算法的追求以外,提升机架旋转速度已成为高速CT设计的基本需求。目前对于常见可用于心脏扫描的CT设备来说,≤0.5s的转速已经成为了标配。然而,控制在高速旋转时带来的机架的问题,改善机架旋转的稳定性和精度,由旋转机架不平衡所带来的影响就是其中需要解决的问题,也是提高CT使用寿命和可靠性的重要保证。本文基于CT的基本原理,研究和解决CT转子在高速旋转下,刚性非均匀转子的非平衡状态引起的机架晃动。建立CT机架不平衡转子的研究对象模型,以此分析和研究造成转子不平衡的原因,对刚性转子的不平衡控制问题进行系统的理论分析。以双面动平衡技术为主要方法,重点解决了动平衡测试中振动信号的采集、处理、分析和不平衡矢量的精确提取、计算等关键问题,本文提出了基于DFT的振动不平衡量提取算法的实现方案。结合动平衡理论和方法,利用VIBXpertII工具,本文设计和实现了应用于CT系统的双面动平衡调试系统,基于影响系数法和DFT对信号的提取,进行了系统设计、硬件选型、流程设计。该系统实现了适用于CT原型机上的对于双面盘转子系统的动平衡计算和调整。选取CT原型机对设计的系统方案进行实验和测试。通过对设计系统的验证,测试结果达到了设计要求,表明该设计方案运行正常、可行有效,系统符合设计要求。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP391.41;R814
【图文】：

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图 1-1 Hounsfield 和第一台临床 CTFig.1-1 Hounsfield and the first CT for clinical971 年 9 月，第一台临床 CT 设备在 Atkinson Morley 医院投入使用。可内生成图像，图 1-1 是第一台临床 CT 设备做头部扫描的情景，图像 1-看到病灶，它为检测囊性额叶肿瘤提供了令人信服的证明。1979 年 Counsfield 由于在 CT 方面做出开创性工作，共同获得诺贝尔生理学奖[1]。图 1-2 第一幅 CT 临床图像

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1-1 Hounsfield 和第一台临床 C-1 Hounsfield and the first CT for 床 CT 设备在 Atkinson Mo第一台临床 CT 设备做头部囊性额叶肿瘤提供了令人信做出开创性工作，共同获得

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连续旋转并连续采集数据特点，主要代表有西门和东芝开发的系统 TCT 900S。他们均采用“滑环滑环而不采用电缆输送。因此，这一技术舍弃了针方向启动-停止-逆时针方向启动-停止），代之了 CT 技术以及螺旋 CT 扫描的发展，节约了扫发展的 CT 系统都运用了连续旋转原理。平移的线形束扫描相比，采用扇形束和较大的完整的投影。这种方法使 X 线的利用效率更高就可完成。微出现了环绕病人一圈的固定的环形探测器，很快被人们所接受，同事完全淘汰了平移-旋转的讨论仍在继续；但是，不管从安装数量还是从 CT 无疑占有绝对的优势。

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