專利名稱：用于氣墊不穩(wěn)定性的機械阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。具體來說，本發(fā)明涉及如包含在第三和第四代CT掃描器中的旋轉(zhuǎn)臺架，并且將參考所述旋轉(zhuǎn)臺架對本發(fā)明進(jìn)行具體描述。但是，本發(fā)明還可以與其它系統(tǒng)如使用旋轉(zhuǎn)臺架的核照相機結(jié)合在一起應(yīng)用，并且本發(fā)明不限于上述的這些應(yīng)用。
背景技術(shù)：
典型的情況是，第三和第四代CT系統(tǒng)配備有滾珠或滾柱軸承系統(tǒng)。由于軸承與旋轉(zhuǎn)臺架之間存在物理接觸，因此在使用掃描器期間，出現(xiàn)摩擦和磨損。此外，旋轉(zhuǎn)臺架的工作速度受到軸承的限制。
為了努力克服用于這樣的醫(yī)學(xué)成像器的軸承系統(tǒng)的這些限制，正在使用液壓軸承系統(tǒng)。一些液壓軸承系統(tǒng)包括非常適合于旋轉(zhuǎn)臺架的軸承座圈的多孔軸承墊。當(dāng)給軸承系統(tǒng)注油時，從多孔軸承墊向墊與軸承座圈之間噴出一個很薄的液體層。這樣就給旋轉(zhuǎn)臺架提供了一個實際上無摩擦的支撐。
在這樣的系統(tǒng)中，承擔(dān)了旋轉(zhuǎn)臺架重量的軸承墊一般表現(xiàn)出一種稱為氣錘(air hammering)的現(xiàn)象。由于軸承墊的形狀以及臺架重量引起的作用在軸承上的應(yīng)力，軸承的分壓力不一致性會導(dǎo)致軸承墊的旋轉(zhuǎn)擺動。氣錘會導(dǎo)致軸承墊圍繞邊緣過早磨損，在邊緣，軸承墊頻繁地與座圈接觸，同樣原因?qū)е伦^早磨損，并且從掃描器發(fā)出過量噪聲。
為了抑制由于氣錘而導(dǎo)致的振動干擾，以前的系統(tǒng)已經(jīng)包括了彈簧和阻尼器裝置。阻尼器安裝在剛性體上，如靜止臺架。然后將這個阻尼器安裝在軸承元件上。這是一種笨重的設(shè)計，需要很大的空間，在狹窄的臺架系統(tǒng)中，這也許是不可行的。此外，如果從靜止臺架取消軸承元件，則從軸承元件取消了這樣的阻尼器。
本發(fā)明提出了改進(jìn)的設(shè)備和方法，這些設(shè)備和方法克服了上述以及其他限制。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種診斷成像設(shè)備。第一和第二臺架界定了一個成像區(qū)域。軸承系統(tǒng)包括多個軸承元件，這些軸承中的至少一個表現(xiàn)出機械擾動。將機械阻尼器與至少一個軸承元件安裝在一起，該軸承元件抑制機械振動。
按照本發(fā)明的另一個方面，提供了一種診斷掃描方法。臺架圍繞檢查區(qū)域中的對象旋轉(zhuǎn)。由多個軸承元件支撐旋轉(zhuǎn)臺架，這些軸承元件中的至少一個趨于按照特征頻率振動。對該軸承元件的振動進(jìn)行抑制。
本發(fā)明的一個優(yōu)點在于減少了液壓軸承的部件部分的磨損。
另一個優(yōu)點在于減少了液壓軸承系統(tǒng)的噪音。
另一個優(yōu)點在于增加了旋轉(zhuǎn)臺架的旋轉(zhuǎn)勢能。
另一個優(yōu)點在于阻尼器不需要安裝到固定體上。
對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，通過閱讀以下對優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的許多其他優(yōu)點和好處將變得更加清楚。


本發(fā)明可以在部件和部件設(shè)計以及步驟和步驟設(shè)計等方面采用不同的形式。附圖僅用于示出優(yōu)選實施例，不應(yīng)將其理解為對本發(fā)明進(jìn)行限制。
圖1為按照本發(fā)明的計算機斷層掃描器的示意圖；圖2為按照本發(fā)明的，包括慣性阻尼器的下層空氣軸承元件的透視圖；圖3為圖2的具有單個實體連接器的慣性阻尼器的另一個實施例；圖4為圖2的空氣軸承元件的示意圖。
具體實施例方式
參照圖1，CT掃描器10包括對象床12，用于將位于其上的對象移入或移出成像區(qū)域14。來自X射線源16的X射線被整形并校準(zhǔn)為扇形光束，經(jīng)過成像區(qū)域14并且被在成像區(qū)域14遠(yuǎn)側(cè)的檢測器部件20檢測。在示出的第三代實施例中，源16與檢測器部件20同時旋轉(zhuǎn)，當(dāng)源16圍繞軸A旋轉(zhuǎn)時，圍繞成像區(qū)域14，源16距離檢測器部件20總保持180°?；蛘?，像在第四代CT掃描器中那樣，在靜止臺架22上的各個檢測器的靜止環(huán)可以取代檢測器陣列20。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)臺架24使X射線源16圍繞對象旋轉(zhuǎn)時，將檢測到的X射線強度采集到數(shù)據(jù)存儲器30中。在采集數(shù)據(jù)時，重構(gòu)處理器32對采集到的數(shù)據(jù)實施卷積和反向投影算法或者其他重構(gòu)技術(shù)，形成圖像表示。圖像表示被存儲在圖像存儲器34中。視頻處理器36提取圖像表示的經(jīng)過選擇的部分并且對它們進(jìn)行格式化，以便在人可讀監(jiān)視器38如CRT監(jiān)視器、有源矩陣監(jiān)視器或LCD顯示器等上進(jìn)行觀察。
第一、旋轉(zhuǎn)臺架24位于第二、靜止臺架22里面。X射線源16和檢測器陣列20安裝在旋轉(zhuǎn)臺架24上。用球形接頭將徑向空氣軸承元件40固定到靜止臺架22上并且緊挨著旋轉(zhuǎn)臺架24的軸承座圈42。如在背景技術(shù)中所討論的，旋轉(zhuǎn)臺架24的重量使臺架24與下層軸承元件40之間的空氣軸承壓縮，因而往往出現(xiàn)氣錘現(xiàn)象。慣性阻尼器44被固定到下層軸承元件40上，以抑制氣墊的移動。
參照圖2，下層空氣軸承元件40表現(xiàn)出氣錘，即由箭頭B表示的旋轉(zhuǎn)。慣性阻尼器44包括阻尼器塊46和彈性的阻尼連接器48。決46的尺寸與軸承元件40成比例，以便在氣錘干擾的共振頻率時起最大的阻尼作用。此外，距離干擾的旋轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)，(在這種情況下軸承元件40與靜止臺架22連接)阻尼器的作用將越強。最好，阻尼器44位于空氣軸承元件40的端部，或者，可以將其置于軸承元件40的側(cè)面而不是如圖1、2和3所示的頂部。塊46通過彈性連接器48與軸承元件40連接。連接器48由高阻尼的彈性聚合物制成。合適的聚合物包括聚氨酯和氨基中酸乙酯等，但不限于此。連接器48與慣性塊46一起抑制固有氣錘的主要部分。
連接器48起彈簧和阻尼器的作用。阻尼器塊46和連接器48的阻尼頻率被調(diào)整到比軸承元件40的不穩(wěn)定頻率略小的頻率。當(dāng)軸承元件40在其不穩(wěn)定頻率開始激勵時，軸承元件40開始激勵阻尼器塊46。連接器吸收部分能量，由此減少了軸承元件40的運動。在優(yōu)選實施例中，連接器包括多個銷子，每個銷子通過有螺紋的連接器固定到空氣軸承元件40上?；蛘撸鐖D3所示，連接器48可以是單個彈性塊。應(yīng)該理解，也可以考慮其它連接器和粘合劑。
參照圖4，在機械示意圖中可見優(yōu)選實施例?？梢杂上铝形⒎址匠堂枋鲚S承元件40和阻尼器44的系統(tǒng)的運動z··=LJp[-(KpL+K2L)z-(BpL+B2L)z·+K2Lz2+B2Lz·2+Ti]]]>以及z··2=gcM[-K2(z2-z)-B2(z·2-z·)]]]>式中，z為沿著軸承元件40的一個軸線的位置，z2為沿著阻尼器塊46的同一個軸線的位置，L為軸承元件40的旋轉(zhuǎn)中心與阻尼器44的固定點之間的距離，Jp為軸承元件的旋轉(zhuǎn)位移，Kp為空氣軸承本身的旋轉(zhuǎn)彈簧常數(shù)，K2為彈性連接器48的線性彈簧常數(shù)，Bp為將軸承元件40連接到靜止臺架22上的阻尼系數(shù)，B2為連接器48的阻尼系數(shù)，Ti為空氣軸承元件40上的轉(zhuǎn)矩，gc為重力轉(zhuǎn)換常數(shù)，M為阻尼塊48的質(zhì)量。根據(jù)這些方程，假設(shè)Kp、Jp、Ti、L和Bp是已知的或測量得到的并且是固定的，則可以為B2、K2和M確定適當(dāng)?shù)闹怠?br> 權(quán)利要求
1.一種診斷掃描設(shè)備，該設(shè)備包括第一旋轉(zhuǎn)臺架(24)；第二靜止臺架(22)；由所述第一臺架(24)的內(nèi)膛界定的成像區(qū)域(14)；包括多個軸承裝置(40)軸承系統(tǒng)，其中，至少一個軸承裝置(40)表現(xiàn)出機械擾動；機械阻尼裝置(44)，與至少一個軸承裝置(40)安裝在一起，以抑制所述機械擾動。
2.如權(quán)利要求1所述的診斷掃描設(shè)備，其中，所述軸承系統(tǒng)是空氣軸承系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求2所述的診斷掃描設(shè)備，其中，所述機械擾動是沿著與由軸承裝置(40)對旋轉(zhuǎn)臺架(24)的作用力的方向垂直的方向的氣錘。
4.如權(quán)利要求1、2和3中的任何一項所述的診斷掃描設(shè)備，其中，所述機械阻尼裝置(44)包括阻尼塊(46)，用于提供與機械擾動的動量相反的動量；彈性連接裝置(48)，用于吸收來自機械擾動的能量。
5.如權(quán)利要求4所述的診斷掃描設(shè)備，其中，所述彈性連接裝置(48)包括多個連桿，用于將軸承裝置(40)與阻尼裝置(46)連接。
6.如權(quán)利要求5所述的診斷掃描設(shè)備，其中，用有螺紋的固定器將每個所述連桿固定到所述軸承裝置(40)上。
7.如權(quán)利要求4、5和6中的任何一項所述的診斷掃描設(shè)備，其中，所述彈性連接裝置(48)是聚氨酯和氨基甲酸乙酯中的一種。
8.如權(quán)利要求4-7中的任何一項所述的診斷掃描設(shè)備，其中，將所述彈性連接裝置(48)和所述阻尼裝置(46)調(diào)整為比機械擾動的共振頻率略低的頻率。
9.如前述權(quán)利要求中的任何一項所述的診斷掃描設(shè)備，其中，在機械擾動具有最大幅值的位置將所述機械阻尼裝置(44)固定到所述軸承裝置(40)上。
10.如前述權(quán)利要求中的任何一項所述的診斷掃描設(shè)備，還包括X射線產(chǎn)生裝置(16)，被安裝到所述旋轉(zhuǎn)臺架(24)上，與所述旋轉(zhuǎn)臺架(24)一起旋轉(zhuǎn)；檢測裝置(20)陣列，用于在來自所述X射線產(chǎn)生裝置(16)的X射線穿過所述成像區(qū)域(14)之后對X射線進(jìn)行檢測；重構(gòu)裝置(32)，用于將檢測到的X射線重構(gòu)為圖像表示。
11.一種診斷掃描方法，該方法包括使旋轉(zhuǎn)臺架(24)圍繞檢查區(qū)域(14)中的對象旋轉(zhuǎn)；將所述旋轉(zhuǎn)臺架(24)支撐在多個軸承元件(40)上，其中，至少一個軸承元件(40)趨于按照特征頻率振動；對振動的軸承元件(40)進(jìn)行機械阻尼。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述機械阻尼的步驟包括用彈性連接器(48)將塊(46)安裝到至少一個軸承元件(40)上。
13.如權(quán)利要求11和12中的一個所述的方法，還包括將所述塊(46)和所述彈性連接器(48)的阻尼頻率調(diào)整到接近所述特性振動頻率的頻率。
14.如權(quán)利要求11、12和13中的任何一項所述的方法，其中，所述阻尼頻率略小于所述特性振動頻率。
15.如權(quán)利要求11-14中的任何一項所述的方法，其中所述軸承元件(40)是空氣軸承元件。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述空氣軸承元件(40)的振動引起氣錘，氣錘的能量被機械阻尼吸收，以減少氣錘的運動。
17.如權(quán)利要求15和16中的一個所述的方法，其中，所述機械阻尼步驟包括用彈性元件(48)和與所述空氣軸承元件(40)連接的所述塊(46)吸收能量。
18.如權(quán)利要求11-17中的任何一項所述的方法，還包括發(fā)射穿過所述檢查區(qū)域(14)的X射線；檢測穿過所述檢查區(qū)域(14)之后的X射線；將檢測到的X射線重構(gòu)為圖像表示。
19.一種CT掃描器，包括靜止臺架(22)；多個空氣軸承墊(40)，被可移動地安裝到所述靜止臺架上；塊(46)，至少被通過彈性元件(18)安裝到所述空氣軸承墊中的下面的一個上；旋轉(zhuǎn)臺架(24)，具有由所述空氣軸承墊(40)支撐的環(huán)形座圈(42)；X射線源(16)，被安裝到所述旋轉(zhuǎn)臺架上；X射線檢測器陣列(20)，被安裝到所述旋轉(zhuǎn)和靜止臺架中的一個上，用于接收來自所述X射線源的X射線；重構(gòu)處理器(32)，與所述檢測器陣列連接，用于將所述檢測器陣列的輸出重構(gòu)為電子圖像表示。
全文摘要
在診斷成像設(shè)備中，由多個空氣軸承元件(40)連接靜止臺架(24)和旋轉(zhuǎn)臺架(22)。下層空氣軸承元件承擔(dān)旋轉(zhuǎn)臺架(22)的重量，這引起了特性振動頻率的氣錘現(xiàn)象。為了抑制氣錘，將阻尼部件(44)安裝至少一個下層軸承元件(40)上。阻尼部件(44)包括阻尼器塊(46)以及彈性連接器(48)，將它們調(diào)整到接近氣錘頻率的頻率，以吸收振動能量并且抑制氣錘振動。
文檔編號F16C32/06GK1684631SQ03823487
公開日2005年10月19日 申請日期2003年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月1日
發(fā)明者W·C·布倫內(nèi)特 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司