專利名稱：用于高轉(zhuǎn)速掃描器的方法與儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及旋轉(zhuǎn)成像掃描器系統(tǒng)，更具體地說，本發(fā)明涉 及用于具有高轉(zhuǎn)速的掃描器系統(tǒng)的方法和儀器。
背景技術(shù)：
高壓電源變壓器被應(yīng)用于各種場(chǎng)合，諸如在行李掃描器系統(tǒng)、計(jì)算斷層照相(CT)系統(tǒng)和相似物中。通常使用CT系統(tǒng)以獲得測(cè)試物體的非侵入式的斷層圖像，尤其是獲得人體組織內(nèi)影像，以用于醫(yī)療分析和治療的目的。當(dāng)前的行李掃描器系統(tǒng)和CT系統(tǒng)把測(cè)試物體 (諸如行李箱或病人)置于旋轉(zhuǎn)機(jī)架的中央敞口內(nèi)的傳送帶上或工作臺(tái)上，旋轉(zhuǎn)機(jī)架由固定機(jī)架支撐。旋轉(zhuǎn)機(jī)架包括X射線源和檢測(cè)器陣 列，其位于敞口的相對(duì)側(cè)上，X射線源和檢測(cè)器陣列會(huì)圍繞需成像 的測(cè)試物體。在若干角位置中的每個(gè)角位置處沿著旋轉(zhuǎn)路徑(即"投影 "),X射線源發(fā)出穿透測(cè)試物體的光束，其^皮測(cè)試物體衰減，并由檢 測(cè)器陣列接收。X射線源利用高壓電源，以產(chǎn)生X射線光束。檢測(cè)器陣列中的每個(gè)檢測(cè)器元件產(chǎn)生分離的電信號(hào)，以指示衰 減的X射線光束強(qiáng)度。來自所有檢測(cè)器元件的電信號(hào)被安裝在旋轉(zhuǎn) 機(jī)架上的電路采集和處理，以產(chǎn)生各臺(tái)架位置或投影角度處的投影 數(shù)據(jù)集。在X射線源和檢測(cè)器陣列的一次回轉(zhuǎn)期間，可從不同的臺(tái) 架角度獲得投影數(shù)據(jù)集。然后由計(jì)算機(jī)處理投影數(shù)據(jù)集，以把投影 數(shù)據(jù)集重建成包袋的圖像或病人的CT圖像。安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)架上的電路由低壓電源供電，而X射線源則由高 壓電源供電。傳統(tǒng)的基于旋轉(zhuǎn)臺(tái)架的系統(tǒng)利用電刷和滑動(dòng)環(huán)機(jī)構(gòu)， 以在臺(tái)架框的固定部分和旋轉(zhuǎn)部分之間以相對(duì)較低壓傳輸功率。旋 轉(zhuǎn)臺(tái)架部分具有變換器和高壓拒，其安裝于旋轉(zhuǎn)臺(tái)架部分上且連接 到電刷和滑動(dòng)環(huán)機(jī)構(gòu)。變換器和高壓拒包括變壓器、整流器和濾波電容(filter capacitance)組件，其對(duì)巴電壓從低壓(通過電刷和滑動(dòng)環(huán)才幾構(gòu) 轉(zhuǎn)換)建立起驅(qū)動(dòng)X射線源所需的高壓。高壓拒中的變壓器產(chǎn)生高壓 AC信號(hào)，高壓拒內(nèi)的整流電路則把高壓AC信號(hào)轉(zhuǎn)換為高壓DC信 號(hào)。然而，傳統(tǒng)的基于旋轉(zhuǎn)臺(tái)架的掃描器系統(tǒng)帶有某些特定的缺點(diǎn)。 旋轉(zhuǎn)臺(tái)架部分上的高壓拒和變換器會(huì)增加系統(tǒng)的重量、體積和復(fù)雜 度。然而，電刷和滑動(dòng)環(huán)機(jī)構(gòu)(其通常用于運(yùn)載可觀電流)也會(huì)面臨可 靠性降低、維護(hù)問題和產(chǎn)生電噪聲的問題，這些都會(huì)干擾到靈敏電 子儀器。在開發(fā)旋轉(zhuǎn)速度更快的系統(tǒng)時(shí)，所希望的是，能夠減少旋 轉(zhuǎn)部件的體積和重量。需要一種掃描器儀器和方法，以解決上面關(guān)注的問題及過去經(jīng) 歷過的問題。發(fā)明內(nèi)容在一個(gè)實(shí)施例中，成像系統(tǒng)包括，具有固定部件的臺(tái)架(gantry), 該固定部件聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)部件上，該旋轉(zhuǎn)部件在接近旋轉(zhuǎn)部件圍繞其 旋轉(zhuǎn)的軸線處具有敞口區(qū)域，X射線源設(shè)置于旋轉(zhuǎn)部件上，X射線檢 測(cè)器設(shè)置于旋轉(zhuǎn)部件上，并構(gòu)造成能夠接收來自X射線源的X射線， 設(shè)置于固定部件上的諧振變換器(resonant inverter)用來控制到X射線 源的輸入電壓，旋轉(zhuǎn)變壓器具有沿環(huán)向設(shè)置的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組， 初級(jí)繞組設(shè)置于固定部件上，且次級(jí)繞組設(shè)置于旋轉(zhuǎn)部件上，旋轉(zhuǎn) 變壓器包括漏電感，該漏電感聯(lián)接到諧振變換器，以形成諧振網(wǎng)絡(luò)。在另一實(shí)施例中，成像系統(tǒng)可以包括具有固定部件的臺(tái)架，該 固定部件聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)部件。旋轉(zhuǎn)部件可以在接近旋轉(zhuǎn)部件圍繞其旋 轉(zhuǎn)的軸線處具有敞口區(qū)域。成像系統(tǒng)也可以包括設(shè)置于旋轉(zhuǎn)部件上 的多個(gè)X射線源，第一X射線源包括第一型X射線管，第二X射線
源包括第二型x射線管，其中第一型和第二型射線管是不相同的， 成像系統(tǒng)還包括設(shè)置在固定部件上的諧振變換器，用以向X射線源 輸入電壓。成像系統(tǒng)還包括多個(gè)X射線檢測(cè)器，其設(shè)置于旋轉(zhuǎn)部件上，并構(gòu)造成能接收來自至少一個(gè)x射線源的x射線，第一x射線檢測(cè)器包括第一型X射線檢測(cè)器，第二 X射線檢測(cè)器包括第二型X射線檢測(cè)器，其中第一和第二型射線檢測(cè)器是不同的，并且旋轉(zhuǎn)變 壓器具有沿環(huán)向設(shè)置的初級(jí)和次級(jí)繞組，初級(jí)繞組設(shè)置于固定部件 上，而次級(jí)繞組設(shè)置于旋轉(zhuǎn)部件上，諧振網(wǎng)絡(luò)通過沿變換器的輸出 引線設(shè)置的電容器與旋轉(zhuǎn)變壓器的漏電感串聯(lián)而形成。在還有一個(gè)實(shí)施例中，成像系統(tǒng)臺(tái)架機(jī)構(gòu)可以包括固定部件和 旋轉(zhuǎn)部件，轉(zhuǎn)部件可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)4妾到固定部件。旋轉(zhuǎn)部件可以在接近 旋轉(zhuǎn)部件圍繞其旋轉(zhuǎn)的軸線處具有敞口區(qū)域。成像系統(tǒng)臺(tái)架機(jī)構(gòu)可以進(jìn)一步包括設(shè)置于旋轉(zhuǎn)部件上的X射線源，X射線檢測(cè)器設(shè)置于旋轉(zhuǎn)部件上，并構(gòu)造成能夠接收來自x射線源的x射線，旋轉(zhuǎn)變壓 器具有沿環(huán)向設(shè)置的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組，其中初級(jí)繞組設(shè)置于固 定部件上，次級(jí)繞組設(shè)置于旋轉(zhuǎn)部件上。次級(jí)繞組聯(lián)接到分布于旋 轉(zhuǎn)部件的外圍附近的高壓枉。在另外還有一個(gè)實(shí)施例中，成像系統(tǒng)臺(tái)架機(jī)構(gòu)包括固定部件和 旋轉(zhuǎn)部件，旋轉(zhuǎn)部件可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到固定部件，旋轉(zhuǎn)部件在接近旋轉(zhuǎn)部件圍繞其旋轉(zhuǎn)的軸線處具有敞口區(qū)域，X射線源設(shè)置于旋轉(zhuǎn)部 件上，并且X射線檢測(cè)器設(shè)置于旋轉(zhuǎn)部件上，并構(gòu)造成能夠接收來 自x射線源的x射線。成像系統(tǒng)臺(tái)架機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包括旋轉(zhuǎn)變壓器，其具有沿環(huán)向設(shè)置的初級(jí)繞組和多個(gè)沿環(huán)向設(shè)置的次級(jí)繞組，次級(jí) 繞組互補(bǔ)于初級(jí)繞組。初級(jí)繞ia于設(shè)置于固定部件上，次級(jí)繞組設(shè) 置于旋轉(zhuǎn)部件上。各次級(jí)繞組為各自的旋轉(zhuǎn)部件子系統(tǒng)供電。各次 級(jí)繞組聯(lián)接到各自的高壓柜，高壓根分布于旋轉(zhuǎn)部件外圍附近，以 輸送電能到各自的旋轉(zhuǎn)部件子系統(tǒng)。


圖1是示例性的成像系統(tǒng)臺(tái)架機(jī)構(gòu)(已經(jīng)去除外罩)的正視圖，其包括旋轉(zhuǎn)部件和固定的基座部件；圖2顯示了無接觸式功率傳送系統(tǒng)(power transfer system),其構(gòu)造成能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)CT系統(tǒng)的滑動(dòng)環(huán)和電刷；圖3顯示了根據(jù)可選實(shí)施例而形成的無接觸式功率傳送系統(tǒng)； 圖4顯示了設(shè)置于平行平面中的簡(jiǎn)化的初級(jí)繞組和單一次級(jí)子繞組的截面布置，以及次級(jí)子繞組的正視圖；圖5顯示了旋轉(zhuǎn)部件的側(cè)視圖，其包括底板，而旋轉(zhuǎn)鐵心(rotatingcore)安裝于底板上；圖6是根據(jù)示例性實(shí)施例構(gòu)建的臺(tái)架機(jī)構(gòu)的示意性正視圖； 圖7是根據(jù)另一示例性實(shí)施例構(gòu)建的臺(tái)架機(jī)構(gòu)的示意性正視圖； 圖8是根據(jù)又一示例性實(shí)施例構(gòu)建的臺(tái)架機(jī)構(gòu)的示意性正視圖； 圖9是根據(jù)還有一個(gè)示例性實(shí)施例構(gòu)建的臺(tái)架機(jī)構(gòu)的示意性正視圖；圖10是根據(jù)還有另一個(gè)示例性實(shí)施例構(gòu)建的臺(tái)架機(jī)構(gòu)的示意性 正4見圖；及圖11是示例性檢測(cè)器的示意圖，該檢測(cè)器能夠與根據(jù)實(shí)施例的 臺(tái)架機(jī)構(gòu)的各種實(shí)施例 一起使用。圖12是根據(jù)實(shí)施例的無接觸式功率傳送系統(tǒng)的示意圖。圖13是根據(jù)另 一 實(shí)施例的無接觸式功率傳送系統(tǒng)的示意圖。零部件清單系統(tǒng)10 . 旋轉(zhuǎn)的基部部件20 固定的基部部件22 X射線管24 準(zhǔn)直器25
檢波器板部件26 Z軸32 交換器34 高壓發(fā)生器36 高壓箱38 支架40軸向電動(dòng)才幾組件44 VDC(直流電壓)48 位置50 選擇位置52旋轉(zhuǎn)鐵心60 內(nèi)表面64 初級(jí)繞組68非接觸式功率傳送系統(tǒng)250固定的旋轉(zhuǎn)部件252旋轉(zhuǎn)部件254軸線256固定鐵心258旋轉(zhuǎn)鐵心260氣隙262內(nèi)表面264外表面266繞組槽口 268繞組槽口 270中間支柱272中間支柱274初級(jí)繞組276次級(jí)繞組278 弧形部段282弧形部段284非接觸式功率傳送系統(tǒng)350固定部件352旋轉(zhuǎn)部件354軸線356固定鐵心358旋轉(zhuǎn)鐵心360氣隙362側(cè)部364側(cè)部366繞組槽口 368繞組槽口 370中間支柱372中間支柱374 初級(jí)繞組376 次級(jí)子繞組378 弧形部段382 弧形部段384 固定鐵心458 旋轉(zhuǎn)鐵心460 氣隙462 初級(jí)繞組476 次級(jí)繞組478 導(dǎo)線479 絕緣體481 子繞組492 旋轉(zhuǎn)部件554 底板555信號(hào)調(diào)理模塊557 繞組輸出引線559 旋轉(zhuǎn)鐵心560 次級(jí)子繞組592 臺(tái)架600 可旋轉(zhuǎn)部件602 旋轉(zhuǎn)鐵心604非接觸式功率傳送系統(tǒng)606整流器608X射線管610準(zhǔn)直器612能量過濾器614檢測(cè)器616電子儀器618熱交換器620輔助面才反622面板622動(dòng)子控制部分624 燈絲驅(qū)動(dòng)部分626 輔助部分628 臺(tái)架700 X射線管710 準(zhǔn)直器712 能量過濾器714 檢測(cè)器716 電子儀器718 熱交換器720 輔助面板722 控制部段724 驅(qū)動(dòng)部段726 輔助部分728 臺(tái)架800 促動(dòng)器802 促動(dòng)器804 促動(dòng)器806 促動(dòng)器808 距離812 臺(tái)架900 旋轉(zhuǎn)變壓器卯2 旋轉(zhuǎn)變壓器904 整流器906 繞組908 整流器910 繞組912 燈絲變壓器914 燈絲變壓器916 臺(tái)架1000 檢測(cè)器1002 檢測(cè)器1004 檢測(cè)器1100 內(nèi)表面1102 ^r測(cè)器元件1104 分辨率元件1106 元件1108 低分辨率區(qū)域1110 分辨率1112 系統(tǒng)1200 旋轉(zhuǎn)變壓器1202 初級(jí)繞組1206 變換器1208 晶 體管開關(guān)1209 電容器1210 電容器1211 旋轉(zhuǎn)框架1212 輸出引線1213 輸出引線1214 電感1221 電容器122具體實(shí)施方式
圖1是示例性臺(tái)架機(jī)構(gòu)(10)(其外罩已經(jīng)被去除)的正視圖，包括 旋轉(zhuǎn)基座部件(20)和固定基座部件(22)。 X射線管(24)和準(zhǔn)直器(25)與 檢測(cè)器底板部件(26)—起位于旋轉(zhuǎn)基座部件(20)上。病人或其它物體 (未示出)位于工作臺(tái)部件(未示出)上，并沿Z軸(32)移動(dòng)，Z軸(32)是 旋轉(zhuǎn)基座部件(20)旋轉(zhuǎn)的軸線。X射線管部件(24)和檢測(cè)器底板部件 (26)相互相對(duì)地位于旋轉(zhuǎn)基座部件(20)上，并且在工作臺(tái)部件移動(dòng)穿 過臺(tái)架機(jī)構(gòu)(10)的中央敞口時(shí)，完成工作臺(tái)部件上的病人或物體的X 射線圖像。旋轉(zhuǎn)基座部件(20)包括附加組件，其圍繞旋轉(zhuǎn)基座部件(20)沿環(huán) 向地間隔開。其中附加組件可以包括熱交換器(34)、高壓發(fā)生器(36) 和高壓拒(38)。同樣，如同普通的CT系統(tǒng)，軸向軸承和滑動(dòng)環(huán)(未示 出)附接到旋轉(zhuǎn)基座部件(20)。支撐托架(bearing bmcket)(40)用于附接 軸向軸承到固定基座部件(22)。如同CT系統(tǒng)常用的，電能通過通過
滑動(dòng)環(huán)和滑動(dòng)環(huán)電刷被供給到旋轉(zhuǎn)基座部件(20)上的電子組件?？梢?件(20)。
旋轉(zhuǎn)基座部件(20)上部件的相對(duì)位置由離開12點(diǎn)位置(如圖1中 所示)的角度來表示，其中O度點(diǎn)就是指位于12點(diǎn)的位置。如圖所示， 從正視圖中看臺(tái)架部件時(shí)，以逆時(shí)針測(cè)量角度。因此，90度的位置 位于9點(diǎn)位置，而180度位置位于6點(diǎn)位置，等等。
由于設(shè)置于旋轉(zhuǎn)基座部件(20)上的各種組件的重量和它們的相對(duì) 位置，在其旋轉(zhuǎn)時(shí)，臺(tái)架部件通常是不平衡的。這種不平衡會(huì)同時(shí) 出現(xiàn)在X軸、Y軸方向以及Z軸方向。為了防止這種不平衡，平衡-配重(balance weight)系統(tǒng)被應(yīng)用于兩個(gè)預(yù)選的位置(50)和(52)。
旋轉(zhuǎn)基座部件(20)的不平^f導(dǎo)致整個(gè)臺(tái)架以每回轉(zhuǎn)一次的頻率振 動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)有損于圖像質(zhì)量，因在運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)到一定門限時(shí)會(huì)產(chǎn)生 偽影。增加旋轉(zhuǎn)速度，振動(dòng)可能會(huì)產(chǎn)生超過某些部件的誤差門限的 力，這會(huì)引起增加系統(tǒng)(10)維護(hù)需求的后果。
圖2顯示了無接觸式功率傳送系統(tǒng)(250),其構(gòu)造成能夠代替?zhèn)?統(tǒng)CT系統(tǒng)的滑動(dòng)環(huán)和電刷。該系統(tǒng)(250)包括固定部件(252)和旋轉(zhuǎn) 部件(254),其位置相互接近且圍繞軸線(256)同心設(shè)置。旋轉(zhuǎn)部件(254) 相對(duì)于固定部件(252)圍繞軸線(256)旋轉(zhuǎn)。通過示例的方式，固定部 件(252)可以簡(jiǎn)單地表現(xiàn)為定子，而旋轉(zhuǎn)部件(254)可以表現(xiàn)為轉(zhuǎn)子， 兩者都可以聯(lián)接到公共機(jī)架，諸如臺(tái)架。固定部件(252)具有固定鐵 心(stationary core)(258)，而旋轉(zhuǎn)部件(254)具有旋轉(zhuǎn)鐵心(260)。固定 鐵心(258)和旋轉(zhuǎn)鐵心(260)各具有相應(yīng)的內(nèi)表面(264)和外表面(266)。 內(nèi)表面(264)和外表面(266)由氣隙(262)分離開，并彼此相互朝向且相 互靠近地旋轉(zhuǎn)。
固定鐵心(258)和旋轉(zhuǎn)鐵心(260)具有相互對(duì)準(zhǔn)的E形截面，其開 口朝向彼此，并以圓柱形或管^1犬方式圍繞軸線(256)延伸。固定4^心 (258)中的E形截面包括平行繞組槽口 (winding slot)(268),其開口于
內(nèi)表面(64)中且由中間支柱(272)分開。繞組槽口 (268)和中間支柱(272) 朝向內(nèi)部，且圍繞軸線(256)在環(huán)向方向延伸。旋轉(zhuǎn)鐵心(260)包括平 行繞組槽口 (270),其開口于外表面(266)中且由中間支柱(274)分開。 繞組槽口 (270)和中間支柱(274)朝向外部，且圍繞軸線(256)在環(huán)向方 向延伸。
固定鐵心(258)可以容納初級(jí)繞組(276)，初級(jí)繞組(276)設(shè)置于繞 組槽口(268)內(nèi)且圍繞中間支柱(272)纏繞。在繞組槽口(268)內(nèi)，初級(jí) 繞組(276)圍繞內(nèi)表面(264)—整圏。初級(jí)繞組(276)在一個(gè)繞組槽口 (268) 中向一個(gè)方向纏繞，并且在另一繞組槽口(268)中以反向繞回來。旋 轉(zhuǎn)鐵心(260)可以容納次級(jí)繞組(278),次級(jí)繞組(278)設(shè)置于繞組槽口 (270)中且圍繞中間支柱(274)部,史纏繞。次級(jí)繞組(278)被分成分離的 子繞組，子繞組在次級(jí)繞組槽(270)內(nèi)以相反方向圍繞或纏繞。旋轉(zhuǎn) 鐵心(260)和次級(jí)繞組(278)被分成弧形部段(282)和(284)。各弧形部段 (282)和(284)都包括分開且獨(dú)立的次級(jí)子繞組。各次級(jí)子繞組包括正 向路徑(278a)和返回路徑(278b)。正向路徑(278a)和返回路徑(278b)大 致等距離地與初級(jí)繞組(268)間隔開。初級(jí)繞組(68)和正向路徑(278a) 及返回路徑(278b)之間的距離與氣隙(262)的厚度或?qū)挾认嚓P(guān)。正向路 徑(278a)和返回路徑(278b)設(shè)置在相同的彎曲面或圓柱面中，其由旋 轉(zhuǎn)鐵心(260)的外表面(266)的輪廓限定且隨之延伸。在圖1的例子中， 顯示了固定部件(252)和旋轉(zhuǎn)部件(254)的一半，但是需要明白，也可 以構(gòu)造成其它相似結(jié)構(gòu)。因此，在圖1的例子中，旋轉(zhuǎn)鐵心(260)包 括四個(gè)弧形部段，每個(gè)部段都包括旋轉(zhuǎn)鐵心(260)的約為90度的部段。
外部磁場(chǎng)非常的小，因此可以限制對(duì)包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在內(nèi)的 旋轉(zhuǎn)電子儀器的磁干擾和電干擾。由于初級(jí)繞組(276)和次級(jí)繞組(278) 之間的磁場(chǎng)對(duì)消，在離鐵心特定的距離處磁場(chǎng)很小。E形鐵心結(jié)構(gòu)中 的石茲場(chǎng)對(duì)消可以通過如下方式來實(shí)現(xiàn)，對(duì)巴初級(jí)和各次級(jí)子繞組的返 回路徑很相鄰的放置，并且使由初級(jí)繞組和次級(jí)繞組形成的面(平面 或彎曲面)相互朝向，且只通過氣隙(262)分開。
圖3所示的是，根據(jù)可選實(shí)施例構(gòu)造的無接觸式功率傳送系統(tǒng) (350)。功率傳送系統(tǒng)(350)包括固定部件(352)和旋轉(zhuǎn)部件(354),兩者 位置相互靠近，且位于垂直于軸線(356)延伸的相向平行平面中。旋 轉(zhuǎn)部件(354)相對(duì)于固定部件(352)旋轉(zhuǎn)，其圍繞著軸線(356)且在一個(gè) 平行對(duì)準(zhǔn)包含固定部件(352)的面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。通過示例的方式，固定部 件(352)可以簡(jiǎn)單地表示成定子，而旋轉(zhuǎn)部件(354)可以表示成動(dòng)子。 固定部件(352)具有固定鐵心(358),而旋轉(zhuǎn)部件(354)具有旋轉(zhuǎn)鐵心 (360)。固定鐵心(358)和旋轉(zhuǎn)鐵心(360)由氣隙(362)分開，且具有面向 側(cè)部(364)和(366)的開口 ，側(cè)部(364)和(366)相應(yīng)地相互朝向，并相互 靠近地旋轉(zhuǎn)。固定鐵心(358)和旋轉(zhuǎn)鐵心(360)沿相應(yīng)平行平面延伸。
固定鐵心(358)和旋轉(zhuǎn)鐵心(360)具有E形截面，E形截面彼此對(duì) 準(zhǔn)且彼此朝向。固定鐵心(358)中的E形截面包括平行的繞組槽口 (368)，其開口于側(cè)部(364)中，且由中間支柱(372)分開。繞組槽口(368) 和中間支柱(372)圍繞軸線(356)延伸，且位于包含固定鐵心(358)的面 內(nèi)。旋轉(zhuǎn)鐵心(360)包括平行繞組槽口(370),其開P于側(cè)部(366)中， 且由中間支柱(374)分開。繞組槽口(370)和中間支柱(374)圍繞軸線(356) 延伸，且位于包含固定鐵心(360)的面內(nèi)。
固定鐵心(358)可以容納初級(jí)繞組(376),容納初級(jí)繞組(376)設(shè)置 于繞組槽口(368)中，且圍繞中間支柱(372)纏繞。初級(jí)繞組(376)圍繞 軸線(356)沿側(cè)部(364)延伸，并且與包含固定鐵心(358)的面對(duì)準(zhǔn)。初 級(jí)繞組(376)在一個(gè)繞組槽口 (368)中沿一個(gè)方向纏繞，并且在另 一繞 組槽口 (368)中沿相反方向繞回。旋轉(zhuǎn)鐵心(360)可以容納次級(jí)繞組 (378),次級(jí)繞組(378)設(shè)置在繞纟且槽口(370)內(nèi)，且圍繞中間支柱(374)
的方向纏繞。旋轉(zhuǎn)鐵心(360)和次級(jí)繞組(378)被分成弧形部段(382)和 (384)。各弧形部段(382)和(384)包括分開且獨(dú)立的次級(jí)子繞組(將在下 文做更詳細(xì)的介紹)。各次級(jí)子繞組(378)包括正向路徑(378a)和返回 路徑(378b)。正向路徑(378a)和返回路徑(378b)大致等距離(與氣隙362
的寬度相關(guān))地與初級(jí)繞組(376)間隔開。正向路徑(378a)和返回路徑 (378b)在公共平面中對(duì)準(zhǔn)，公共平面由旋轉(zhuǎn)鐵心(360)的側(cè)部(366)限 定且隨之延伸。就如上文結(jié)合圖2所做的說明，在離開旋轉(zhuǎn)鐵心(360)的特定距 離處，外部磁場(chǎng)4艮小。在圖3的結(jié)構(gòu)中，由于初級(jí)繞組(376)和次級(jí) 繞組(378)之間的磁場(chǎng)對(duì)消，在離開旋轉(zhuǎn)鐵心的特定距離處磁場(chǎng)很小。 如果結(jié)構(gòu)中把初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的返回路徑相互很相鄰地;改置且 只通過氣隙(362)分開的話，E形鐵心結(jié)構(gòu)中的磁場(chǎng)對(duì)消是相當(dāng)大的。圖4所示的是簡(jiǎn)化的、設(shè)置于平行平面中的初級(jí)繞組(476)和單 一次級(jí)子繞組(492)的截面布置，同時(shí)還示出了次級(jí)子繞組(492)的正 視圖。在很靠近于初級(jí)繞組(476)處，次級(jí)子繞組(492)固定于旋轉(zhuǎn)鐵 心(460)的弧形部分中。次級(jí)繞組(478)包括由高壓絕緣體(481)環(huán)繞的 傳導(dǎo)線(479)。 一圈或多圈的導(dǎo)線(479)和絕緣體(481)可以形成子繞組 (492)。在旋轉(zhuǎn)鐵心(460)相對(duì)于固定鐵心(458)旋轉(zhuǎn)時(shí)，初級(jí)繞組(476) 和次級(jí)子繞組(492)保持相互很靠近，且只通過氣隙(462)相互分開。圖5所示的是，旋轉(zhuǎn)部件(554)的側(cè)視圖，旋轉(zhuǎn)部件(554)包括底 板(555),而旋轉(zhuǎn)鐵心(560)安裝于底板(555)上。旋轉(zhuǎn)鐵心(560)設(shè)置于 底板(555)的第一側(cè)部上，而信號(hào)調(diào)理模塊(557)設(shè)置于底板(555)的另 一側(cè)部上。通過子繞組輸出引線(559),信號(hào)調(diào)理才莫塊(557)結(jié)合到次 級(jí)子繞組(592)。通過示例的方法，子繞組輸出引線(559)上提供的電 壓可以為40kV AC，然后其會(huì)由信號(hào)調(diào)理模塊(557)轉(zhuǎn)換到40kV DC。圖6是根據(jù)示例性實(shí)施例構(gòu)造的臺(tái)架機(jī)構(gòu)(600)的示意性正視 圖。臺(tái)架機(jī)構(gòu)(600)包括可旋轉(zhuǎn)部件(602)，可旋轉(zhuǎn)部件(602)也包括無 接觸式功率傳送系統(tǒng)(606)(在圖6中示意的只是旋轉(zhuǎn)部分)的旋轉(zhuǎn)鐵心 (604)。 一個(gè)或多個(gè)整流器(608)聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)鐵心(604)，整流器(608)沿 環(huán)向地圍繞可旋轉(zhuǎn)部件(602)分布。把整流器圍繞可旋轉(zhuǎn)部件(602)間 隔開，可以實(shí)現(xiàn)圍繞可旋轉(zhuǎn)部件(602)的相對(duì)均勻的重量分布，而這 部件(602)沿環(huán)向間隔開的多個(gè)整流器(608)允許把整流器(608)定位成 靠近那些使用整流器(608)產(chǎn)生的電能的部件。可旋轉(zhuǎn)部件(602)呈現(xiàn) 出漏電感，漏電感用作諧振變換器的諧振網(wǎng)絡(luò)的 一 部分。在示例性實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)部件(602)包括X射線管(610)和相應(yīng) 的病人前準(zhǔn)直器(pre-patient collimator)(612)，病人前準(zhǔn)直器在不同實(shí) 施例也同樣包括能量過濾器(614)。檢測(cè)器(616)相應(yīng)于X射線管 (610),并且沿環(huán)向地沿可旋轉(zhuǎn)部件(602)離開X射線管(610)約180度。 檢測(cè)器(616)構(gòu)造成，能夠接收從X射線管(610)發(fā)射的射線(部分射線 穿透被測(cè)物體)，并能夠把接收的射線轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)相關(guān)于 已經(jīng)穿透物體的射線的衰減。數(shù)據(jù)采集器(618)聯(lián)接到檢測(cè)器(616)， 以把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信號(hào)，該信號(hào)能夠傳輸?shù)教幚砥鳎杂糜诜治雠c 產(chǎn)生圖像。熱交換器(620)包括，構(gòu)造成能夠從在可旋轉(zhuǎn)部件(602)中循環(huán)的 流體散熱的儀器。熱交換器(620)也可以構(gòu)造成能夠調(diào)節(jié)流體，以促 進(jìn)與X射線管(610)、檢測(cè)器(616)和可旋轉(zhuǎn)部件(602)相關(guān)的部件的操作。在靠近X射線管(610)處，輔助面板(622)可以安裝到可旋轉(zhuǎn)部件 (602)上，并且可以包含動(dòng)子控制部分(624)、燈絲驅(qū)動(dòng)部分(626)和輔 助部分(628)。動(dòng)子控制部分包4舌用于控制X射線管轉(zhuǎn)子的控制元件。 燈絲驅(qū)動(dòng)部分(626)包括用于控制供給到X射線管燈絲(x-ray tube filament)的電壓的控制元件，并且輔助部分(628)包括用來控制位于可 旋轉(zhuǎn)部件(602)上的其它組件的元件，這些其它組件包括(諸如)焦點(diǎn)抖 動(dòng)放大器(focal spot wobble amplifier)和通信硬件和系統(tǒng)，以能夠提供 實(shí)時(shí)反饋到X射線管(610)和燈絲驅(qū)動(dòng)部分(626),且使用(例如)但并 不僅限于，實(shí)時(shí)放射性劑量器散射檢測(cè)器和X射線檢測(cè)器元件。輔 助部分(628)也包括可以改進(jìn)到可旋轉(zhuǎn)部件(602)上的后續(xù)擴(kuò)展的元件 和特征。在實(shí)際中，可旋轉(zhuǎn)部件(602)的示例性實(shí)施例，對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)的
旋轉(zhuǎn)基座部件(20)(圖1所示)，可以具有更少的物理硬件。無接觸式 功率傳送系統(tǒng)(606)的使用，可以允許省去變換器或高壓發(fā)生器(36)和 高壓柜(38)(兩者在圖1中都未示出)，或相關(guān)于可^走轉(zhuǎn)部件(602)，將 其從可旋轉(zhuǎn)部件(602)重新定位到固定部件(未示出)。例如，在使用變 換器和/或高壓拒時(shí)，它們可以設(shè)置于固定部件上，諸如固定基座部 件(22)上(圖1)或固定部件(252)上(圖2)。另外，現(xiàn)有技術(shù)的旋轉(zhuǎn)基座部件(20)(圖1所示)中所需的其它電 源模塊也被省去了 ，因?yàn)闊o接觸式功率傳送系統(tǒng)(606)的分離電源通 道能夠?yàn)楦髯缘慕M件供電。由于可旋轉(zhuǎn)部件(602)包括比旋轉(zhuǎn)基座部 件(20)更少的組件，即使是在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，比起以前在成像系統(tǒng)中使 用的可旋轉(zhuǎn)部件來，該可旋轉(zhuǎn)部件(602)更不易于遭受足夠^到損壞 組件的不平衡力的影響。圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例的臺(tái)架機(jī)構(gòu)的示意性正 視圖。臺(tái)架機(jī)構(gòu)(700)大致與臺(tái)架機(jī)構(gòu)(600)相似，(如圖6所示)，并 且與臺(tái)架機(jī)構(gòu)(600)的部件相同的臺(tái)架機(jī)構(gòu)(700)的組件，在圖7中用 相同于圖6的引用標(biāo)號(hào)表示。臺(tái)架機(jī)構(gòu)(700)包括可旋轉(zhuǎn)部件(602), 可旋轉(zhuǎn)部件(602)也包括旋轉(zhuǎn)鐵心(604)。在沿環(huán)向地圍繞可旋轉(zhuǎn)部件 (602)分布的位置上， 一個(gè)或多個(gè)整流器(608)聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)鐵心(604)。在該示例性實(shí)施例中，可旋轉(zhuǎn)部件(602)包括X射線管(610)和第 二X射線管(710)。每個(gè)X射線管(610)和(710)典型地包括，相應(yīng)的病 人前準(zhǔn)直器(612)和(712),其分別地在不同實(shí)施例也包括相應(yīng)的能量 過濾器(614)和(714)。射線檢測(cè)器(616)相應(yīng)于X射線管(610)，且第二 射線檢測(cè)器(716)相應(yīng)于X射線管(710)。各射線檢測(cè)器(616)和(716)沿 環(huán)向地沿可旋轉(zhuǎn)部件(602)，離幵各自的X射線管(610)和(710)約180 度。數(shù)據(jù)采集器(618)和(718)聯(lián)接到檢測(cè)器(616)和(716)，分別地用于 將從檢測(cè)器(616)和(716)接收的衰減數(shù)據(jù)，以轉(zhuǎn)換成這樣的信號(hào)，其 能夠-陂傳輸?shù)教幚砥?，用于分才斤與產(chǎn)生圖像。熱交換器(620)和(720) 被構(gòu)造成能夠從循環(huán)于可旋轉(zhuǎn)部件(602)中的流體中散熱。熱交換器
(620)和(720)也可以被構(gòu)造成，能夠調(diào)理流體，以促進(jìn)一些組件的操 作，這些組件與X射線管(610)和(710)、檢測(cè)器(616)和(716)和可旋轉(zhuǎn) 部件(602)相關(guān)。調(diào)理可以包括，但并不僅限于，加熱、冷卻、除濕、 加濕和過濾。在靠近每個(gè)相應(yīng)的X射線管(610)和(710)處，輔助面板(622)和(722) 安裝到可旋轉(zhuǎn)部件(602)。輔助面板(622)和(722)各包括動(dòng)子控制部分 (624)和(724)、燈絲驅(qū)動(dòng)部分(626)和(726)和輔助部分(628)和(728)。 動(dòng)子控制部分(624)和(724)包括用于控制相應(yīng)X射線管轉(zhuǎn)子的控制元 件。燈絲驅(qū)動(dòng)部分(626)和(726)包括用于控制供給到各自的X射線管 燈絲的電壓的控制元件，并且輔助部分(628)和(728)包括這樣的元件， 其能夠用于控制位于可旋轉(zhuǎn)部件(602)上的其它組件，以及用于可旋 轉(zhuǎn)部件(602)上的后續(xù)擴(kuò)展和可能的改進(jìn)。在實(shí)際中，可旋轉(zhuǎn)部件(602)的示例性實(shí)施例能夠支持安裝兩根 X射線管和兩臺(tái)射線檢測(cè)器，因?yàn)闊o接觸式功率傳送系統(tǒng)(606)的使 用，允許省去了高壓發(fā)生器(36)和高壓拒(38)(兩者都未在圖1中示 出)，或?qū)?yīng)于可旋轉(zhuǎn)部件(602),將其從可旋轉(zhuǎn)部件(602)重新定位到 固定部件(未示出)。另外，在現(xiàn)有技術(shù)的旋轉(zhuǎn)基座部件(20)(圖1中未 示出)中所需的其它電源模塊也可以被省去，因?yàn)闊o接觸式功率傳送 系統(tǒng)(606)的分離電源通道能夠?yàn)橄鄳?yīng)的組件供電。圖8是根據(jù)另一示例性實(shí)施例構(gòu)造的臺(tái)架機(jī)構(gòu)(800)的示意性正 視圖。臺(tái)架機(jī)構(gòu)(800)大致與臺(tái)架機(jī)構(gòu)(700)(如圖7所示)相似，并且 在圖8，臺(tái)架機(jī)構(gòu)(800)的、與臺(tái)架機(jī)構(gòu)(700)的部件相同的部件用相 同于圖7的引用標(biāo)號(hào)表示。在一示例性實(shí)施例中，臺(tái)架機(jī)構(gòu)(800)包括X射線管(610)和(710) 及相應(yīng)的準(zhǔn)直器(612)和(712)。檢測(cè)器(616)和(716)圍繞可旋轉(zhuǎn)部件 (602)的周圍相對(duì)于相應(yīng)X射線管(610)和(710)間隔開約180度。盡管 在其它實(shí)施例中，典型地，檢測(cè)器(616)和(716)及X射線管(610)和(710) 將會(huì)在Z軸方向上對(duì)準(zhǔn)，在此示例性實(shí)施例中，各檢測(cè)器(616)和(716) 和X射線管(610)和(710)聯(lián)接到促動(dòng)器(802,804,806)和(808)上，這些 促動(dòng)器允許一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器(616)和(716)和X射線管(610)和(710)在 Z軸方向上平移的運(yùn)動(dòng)。具體地，促動(dòng)器(802)支撐可旋轉(zhuǎn)部件(602) 上的X射線管(610),并在X射線管(610)從Z軸方向的第一位置平移 到Z軸方向的第二位置時(shí)，為X射線管(610)提供原動(dòng)力并使其對(duì)準(zhǔn)。 相應(yīng)地，各促動(dòng)器(804,806)和(808)也支撐檢測(cè)器(616)、 X射線管(710) 和檢測(cè)器(716)，并為其提供原動(dòng)力，并對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。促動(dòng)器 (802,804,806)和(808)可以包括活塞和氣缸促動(dòng)器，其是可移動(dòng)的的， 且使用液壓技術(shù)或氣動(dòng)技術(shù)?？蛇x的是，促動(dòng)器(802,804,806)和(808) 可以包括導(dǎo)螺桿組件和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。促動(dòng)器(802，804,806)和(808)用于在Z軸方向移動(dòng)一個(gè)或多個(gè)枱， 測(cè)器(616)和(716)及X射線管(610)和(710)，以使所有檢測(cè)器(616)和 (716)和X射線管(610)和(710)在Z軸方向?qū)?zhǔn)，或相互在Z軸方向偏 移。在一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器(616)和(716)和X射線管(610)和(710)相互對(duì) 準(zhǔn)時(shí)，如(810)所示，穿透測(cè)試物體的射線的取樣的發(fā)生有很高的時(shí) 間分辨率。衰減數(shù)據(jù)采集速度是一 回轉(zhuǎn)中只有 一 個(gè)檢測(cè)器能夠#皮用 來采集數(shù)據(jù)時(shí)的兩倍。當(dāng)檢測(cè)器(616)和檢測(cè)器(716)相互在Z軸方向 有一定距離(812)的偏移(此偏移小于檢測(cè)器在Z軸方向的尺寸)時(shí)，如 (814)處所示，比起每回轉(zhuǎn)只用一個(gè)檢測(cè)器的情況來，能以更高的分 辨率采集衰減數(shù)據(jù)。相似的，在檢測(cè)器(616)和檢測(cè)器(716)相互在Z 軸方向以相等于檢測(cè)器Z軸方向尺寸的距離偏移時(shí)，如(816)處所示， 衰減數(shù)據(jù)的采集就超過容積了 ，其為每回轉(zhuǎn)使用一個(gè)檢測(cè)器的兩倍。 在示例性實(shí)施例中，促動(dòng)器(802,804,806)和(808)構(gòu)造成能夠，移動(dòng)工 作中的檢測(cè)器(616)和(716)和X射線管(610)和(710),即，在掃描物體 期間，操作者可以啟動(dòng)用以促動(dòng)器(802,804,806)和(808)的控制信號(hào)。 把促動(dòng)器(802,804,806)和(808)驅(qū)動(dòng)到不同位置，也會(huì)把檢測(cè)器(616) 和(716)和X射線管(610)和(710)轉(zhuǎn)換到相互不同的位置。例如，在不 需要詳細(xì)信息的掃描部分期間，檢測(cè)器(616)和(716)及X射線管(610)
和(710)可以定位成相互偏移距離(812)。這種定位，在相對(duì)較小的時(shí) 間分辨率和相對(duì)較小的Z軸方向空間分辨率情況下，實(shí)現(xiàn)相對(duì)較高 容量的掃描。在需要詳細(xì)信息的掃描部分期間，檢測(cè)器(616)和(716) 及X射線管(610)和(710)可以定位成相互以小于距離(812)的距離偏 移。這種定位，在相對(duì)較小的時(shí)間分辨率和相對(duì)較小的Z軸方向容 量情況下，實(shí)現(xiàn)具有相對(duì)較高Z軸方向空間分辨率的掃描。在可選實(shí)施例中，檢測(cè)器(616)和(716)及X射線管(610)和(710)成 相互以大于距離(812)的距離偏移，以在掃描期間允許擴(kuò)展采樣容量。 然后，各回轉(zhuǎn)期間未掃描到的區(qū)域的數(shù)據(jù)，由相鄰于未掃描區(qū)域的 部分的數(shù)據(jù)(其由檢測(cè)器(616)和CH6)接收而來)計(jì)算出來。另外，X 射線管(610)和檢測(cè)器(616)和/或X射線管(710)和檢測(cè)器(716)可以定 位成相互在Z軸方向偏移。在其它實(shí)施例中，相應(yīng)地，促動(dòng)器(802) 和(806)構(gòu)造成，能夠使X射線管(610)和(710)傾斜，以使由X射線管 (610)和(710)產(chǎn)生的X射線光束偏斜地撞擊檢測(cè)器(616)和(716),而不 是正交地撞擊。圖9是根據(jù)另一示例性實(shí)施例的臺(tái)架機(jī)構(gòu)(900)的示意性正禍L 圖。在此實(shí)施例中，臺(tái)架機(jī)構(gòu)(900)包括表示成內(nèi)徑向旋轉(zhuǎn)變壓器(902) 和外徑向旋轉(zhuǎn)變壓器(904)的多個(gè)旋轉(zhuǎn)變壓器。旋轉(zhuǎn)變壓器(902)和(904) 各聯(lián)接到相應(yīng)的分布式高壓拒，其用于變換功率(scalable power)和對(duì) 各X射線管電壓和電流進(jìn)行相應(yīng)地獨(dú)立控制。 一個(gè)或多個(gè)整流器(906) 聯(lián)接到內(nèi)旋轉(zhuǎn)變壓器(902)的繞組(908),整流器(910)聯(lián)接到外旋轉(zhuǎn)變 壓器(904)的繞組(912)。燈絲變壓器(914)和(916)相應(yīng)地聯(lián)接到繞組 (908)和(912)。燈絲變壓器(914)和(916)大致聯(lián)接在靠近相應(yīng)管子的整 流器和管子之間。分離旋轉(zhuǎn)變壓器(902)和(904)的獨(dú)立本質(zhì)，允許位于臺(tái)架機(jī)構(gòu)(900) 上的各種組件的功率需求的范圍變化。例如，可以用兩個(gè)旋轉(zhuǎn)變壓 器來向單個(gè)X射線管(諸如高功率管)供電。管子的選擇可以依賴于所 執(zhí)行的掃描。例如，小功率微焦點(diǎn)X射線管和相應(yīng)的高分辨率檢測(cè)
器可以聯(lián)合使用，以實(shí)現(xiàn)高分辨率的掃描。相對(duì)較高功率的管子和 相應(yīng)的能量識(shí)別檢測(cè)器同，則可以用于另外的掃描協(xié)議。圖10是根據(jù)又一個(gè)示例性實(shí)施例的臺(tái)架機(jī)構(gòu)(1000)的示意性正 視圖。臺(tái)架機(jī)構(gòu)(1000)基本上與臺(tái)架機(jī)構(gòu)(600)(圖6)相似，并且在圖 10中，與臺(tái)架機(jī)構(gòu)(600)的部件相同的、臺(tái)架機(jī)構(gòu)(1000)的部件用與 圖6中相同的標(biāo)號(hào)表示。臺(tái)架機(jī)構(gòu)(1000)包括可旋轉(zhuǎn)部件(602)，可碌 轉(zhuǎn)部件(602)也包括無接觸式功率傳送系統(tǒng)(606)的旋轉(zhuǎn)鐵心(604)。在 圍繞可旋轉(zhuǎn)部件(602)沿環(huán)向分布的位置處， 一個(gè)或多個(gè)整流器(608) 聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)鐵心(604)。把整流器圍繞可旋轉(zhuǎn)部件(602)間隔開，能夠 實(shí)現(xiàn)圍繞可旋轉(zhuǎn)部件(602)的相^"較均勻的重量分布，這又會(huì)促進(jìn)完 全裝配的可旋轉(zhuǎn)部件(602)中的不平衡性的降低。圍繞可旋轉(zhuǎn)部件(602) 沿環(huán)向間隔開整流器(608)，也允許把整流器(608)定位成靠近那些使 用由整流器(608)產(chǎn)生的電能的組件。在該示例性實(shí)施例中，可4t轉(zhuǎn)部件(602)包括X射線管(610)和相 應(yīng)的病人前準(zhǔn)直器(612)，其在不同實(shí)施例中也包括能量過濾器(614)。 檢測(cè)器(616)相關(guān)于X射線管(610),并沿著可旋轉(zhuǎn)部件(602)沿環(huán)向地 與X射線管(610)間隔開約180度。檢測(cè)器(616)構(gòu)造成能夠接收從X 射線管(610)發(fā)射的射線(其中部分穿透被測(cè)物體)，并能夠把接收的射 線轉(zhuǎn)換成與已經(jīng)穿透物體的射線的衰減相關(guān)的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集器(618) 聯(lián)接到檢測(cè)器(616),以把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成這樣的信號(hào)，這種信號(hào)可以傳 輸至處理器，以用于分析和產(chǎn)生圖像。熱交換器(620)包括，構(gòu)造成能夠從循環(huán)于可旋轉(zhuǎn)部件(602)中的 流體中散熱的儀器。熱交換器(620)也可以構(gòu)造成，能夠調(diào)理流體， 以促進(jìn)相關(guān)于X射線管(610)、檢測(cè)器(616)和可旋轉(zhuǎn)部件(602)的組件 的操作。在靠近X射線管(610)處，輔助面板(622)安裝到可旋轉(zhuǎn)部件 (602)，并且包含動(dòng)子控制部分(624)和燈絲驅(qū)動(dòng)部分(626)及輔助部分 (628)。動(dòng)子控制部分包括用于控制X射線管轉(zhuǎn)子的控制元件。燈絲 驅(qū)動(dòng)部分(626)包括用于控制供給到X射線管燈絲的電壓的控制元 件，并且輔助部分(628)包括用來控制位于可旋轉(zhuǎn)部件(602)上的其它 組件的元件，這些其它組件包括(諸如)焦點(diǎn)抖動(dòng)放大器及通信硬件和 系統(tǒng)，其能夠提供實(shí)時(shí)反饋到X射線管(610)和燈絲驅(qū)動(dòng)部分(626), 且使用(例如)但并不僅限于，實(shí)時(shí)力丈射性劑量器、散射檢測(cè)器和X射 線檢測(cè)器元件。輔助部分(628)也包括可以改進(jìn)到可旋轉(zhuǎn)部件(602)上 的后續(xù)擴(kuò)展的元件和特征。在該示例性實(shí)施例中，臺(tái)架機(jī)構(gòu)(1000)也包括第一 Y射線攝影機(jī) (gamma camem)或正電子發(fā)射斷層掃描(PET)檢測(cè)器(1002)和第二 y 射線攝影機(jī)或正電子發(fā)射斷層掃描(PET)檢測(cè)器(1004),其沿環(huán)向地 圍繞臺(tái)架機(jī)構(gòu)(1000)間隔開。檢測(cè)器(1002)和(1004)構(gòu)造成，能夠檢 測(cè)到來自放射性藥物(其被用藥于檢測(cè)器(1002)和(1004)間的病人上) 的y放射(gamma emission)。檢測(cè)器(1002)和(1004)也可以用于單一 正電子發(fā)射計(jì)算斷層照相(SPECT)成像、PET成像和其它原子醫(yī)學(xué)成 像方式。在該示例性實(shí)施例中，檢測(cè)器(1002)和(1004)由分開的旋轉(zhuǎn) 變壓器來供電，或者備選地由包括在臺(tái)架機(jī)構(gòu)(1000)上的同 一旋轉(zhuǎn)變 壓器來供電。在示例性實(shí)施例中，檢測(cè)器(1002)和(1004)在Z軸方向 的中心線與檢測(cè)器(616)在Z軸方向的中心線對(duì)準(zhǔn)。這種對(duì)準(zhǔn)為多沖莫 態(tài)成像系統(tǒng)的兩種模態(tài)提供了重合的成像平面，其中這種多沖莫態(tài)成 像系統(tǒng)帶有根據(jù)來自于模態(tài)的配準(zhǔn)圖像的固有特性。在操作中，臺(tái)架機(jī)構(gòu)以第一旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，這個(gè)第一旋轉(zhuǎn)速度 能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算斷層照相(CT)數(shù)據(jù)的獲得，這些數(shù)據(jù)連續(xù)于以第二旋轉(zhuǎn) 速度獲得的發(fā)射數(shù)據(jù)，笫二旋轉(zhuǎn)速度通常相對(duì)于第 一旋轉(zhuǎn)速度要慢。 在可選實(shí)施例中，CT數(shù)據(jù)和發(fā)射數(shù)據(jù)以相同的旋轉(zhuǎn)速度而同時(shí)獲得。 發(fā)射數(shù)據(jù)包括PET數(shù)據(jù)、SPECT數(shù)據(jù)和其它放射成像數(shù)據(jù)。圖11是示例性檢測(cè)器(1100)的示意圖，其可以與根據(jù)實(shí)施例的 臺(tái)架機(jī)構(gòu)的各種實(shí)施例 一起使用。檢測(cè)器(l 100)包括徑向內(nèi)表面 (1102)，徑向內(nèi)表面(1102)包括多個(gè)象素檢測(cè)器(pixilated detector)元 件(1104)。每個(gè)元件包括結(jié)構(gòu)化特性，結(jié)構(gòu)化特性決定了其對(duì)入射射 線的靈敏性，并決定了定位入射區(qū)域的性能，例如，其分辨率。在 示例性實(shí)施例中，檢測(cè)器(1100)包括，構(gòu)造成能夠用于低分辨率成像 的元件(1106),和構(gòu)造成能夠用于高分辨率成像的元件(1108)。元件 (1106)和(1108)構(gòu)造成，能夠?yàn)槠湎鄳?yīng)分辨率的成像而使用相應(yīng)象素 尺寸，其中小尺寸象素用于高分辨率成像，而大尺寸象素則用于低 分辨率成像。在可選實(shí)施例中，遮蔽或病人后準(zhǔn)直器(mask or post patient collimator)相應(yīng)地用于為元件(l 108)和(1106)，以提供高分辨 率和低分辨率的性能。高分辨率元件(1108)和低分辨率元件(1106)相 應(yīng)地組合成高分辨率區(qū)域(1110)和低分辨率區(qū)域(1112)。因此，檢測(cè) 器(1100)可以與射線源，諸如X射線管(未示出)， 一起用于物體中感 興趣的特定區(qū)域的高分辨率成^f象，而圖像的其它部分則以相對(duì)低分 辨率成像。圖12是多通道、無接觸式功率傳送系統(tǒng)(1200)的示意圖。系統(tǒng) (1200)在機(jī)械上構(gòu)建成對(duì)應(yīng)于圖2或3的設(shè)置，或以其它方式建成。 來自固定機(jī)架(1213)的功率通過多通道、變壓器(1202)而傳輸?shù)叫D(zhuǎn) 機(jī)架(1212)。旋轉(zhuǎn)變壓器(1202)通過一個(gè)或多個(gè)通道來傳輸用于產(chǎn)生 初級(jí)X射線的功率(primary x-ray generation power)。功率變換裝置(諸 如變換器1208)能夠設(shè)置在固定才幾架(1213)上。變換器(1208)包括四個(gè) 絕緣柵雙極性晶體管(IBT)開關(guān)(l209)，其用于產(chǎn)生高頻電流和電壓。 變換器(1208)包括變換器(1208)AC輸入側(cè)上的一對(duì)輸出引線(1213)和 (1214)。輸出引線(1213)和(1214)各包括一個(gè)或多個(gè)諧振電容器(1210)感部件組成串聯(lián)諧振電路。旋轉(zhuǎn)變壓器(1202)構(gòu)造成包括X射線功率 (x-ray power)的初級(jí)繞組(1206)和次級(jí)繞組(1208)?？蛇x的是，多個(gè)次 級(jí)繞組(具有相同或不同的匝數(shù))可以集成到旋轉(zhuǎn)變壓器(1202)中，以 提供所希望的各種DC電壓(例如600VDC、 48VDC、 24VDC等)。旋 轉(zhuǎn)變壓器(12&)包括漏電感L，其用作為功率傳送器(1208)的諧振電
感。在圖12的實(shí)施例中，已經(jīng)從變換器(1208)省去了分離電感部件。 旋轉(zhuǎn)變壓器的漏電感(1202)聯(lián)接到諧振變換器(1208)的諧振網(wǎng)絡(luò)，并 成為其中一部分。例如，基于旋轉(zhuǎn)變壓器(1202)的漏電感的容量，通 過選擇電容器(1210)和(1211)的容量，可以形成諧振網(wǎng)絡(luò)。在圖13所示的另一可選實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)變壓器(1202)設(shè)有相互 串聯(lián)的電感(1221)和電容器(1223)。電感(1221)和電容器(1223)構(gòu)造成 直接位于旋轉(zhuǎn)變壓器(1202)的初級(jí)繞組(1206)內(nèi)，因此降低了其處所 經(jīng)受的電壓的幅度。例如，對(duì)于單匝初級(jí)繞組(1206)而言，電容器(1221) 可以設(shè)置成離開繞組輸入達(dá)180度，因而降低了用于兩個(gè)諧振電容 器構(gòu)造的繞組所經(jīng)受的電壓。這種電容器布置限制了由漏電感L產(chǎn) 生的諧振電壓。這種構(gòu)造只是示例性的，特定的構(gòu)造可以因?yàn)殡娙?與初級(jí)線圈(primary turn)的數(shù)量而變化，以用于降低繞組電壓。通過上述多通道、無接觸式功率傳送系統(tǒng)的使用，可以去除所 有接觸式的集電環(huán)電刷、相應(yīng)的灰塵、磨損和所需的預(yù)防性維護(hù)， 這可以導(dǎo)致節(jié)約成本的優(yōu)點(diǎn)。另外，X射線功率變換器組件和托架 的去除，導(dǎo)致系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)架的質(zhì)量的直接降低。相應(yīng)地，同樣也 可以有相等重量的配重從旋轉(zhuǎn)4幾架去除。隨著變換器和配重的拆除， 就有了更大的余地，以去除懸臂構(gòu)件，以具有更均勻平穩(wěn)的臺(tái)架， 因此，促進(jìn)于實(shí)現(xiàn)更快的臺(tái)架速度。在機(jī)架固定側(cè)上， 一個(gè)變換器(或 多個(gè)變換器)和輔助DC-DC轉(zhuǎn)換器的布置，會(huì)進(jìn)一步降低成本。另外，通過使旋轉(zhuǎn)變壓器具有多個(gè)次級(jí)繞組，會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致復(fù) 雜性、零件數(shù)量和系統(tǒng)體積的降低。另外，系統(tǒng)可以使放射的電磁 射線減少，這是由變換器輸出引線中的分離阻抗和E形旋轉(zhuǎn)變壓器 鐵心的構(gòu)造所導(dǎo)致的。上述介紹的快速旋轉(zhuǎn)掃描器可以提供，價(jià)格合理且高可靠性的 系統(tǒng)?？焖傩D(zhuǎn)掃描器的各種實(shí)施例都包括這樣的臺(tái)架機(jī)構(gòu)，其轉(zhuǎn) 速大于當(dāng)前的醫(yī)用、工業(yè)用和4亍李成像系統(tǒng)中的臺(tái)架?？梢袁F(xiàn)實(shí)高 速旋轉(zhuǎn)，部分是因?yàn)榘演^重組件從旋轉(zhuǎn)臺(tái)架重新定位到了掃描器的
固定部分。另外，其它較輕組件可以放置到可旋轉(zhuǎn)臺(tái)架上，以提供 附加的特征，并促進(jìn)掃描器的合理價(jià)格與可靠的操作。盡管是按照各種具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做的介紹，但是本領(lǐng)域技 術(shù)人員能夠認(rèn)識(shí)到，可以在本發(fā)明的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)進(jìn)行 改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種成像系統(tǒng)，包括臺(tái)架(600)，其包括聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)部件(254，602，1212)上的固定部件(252，1213)，在靠近所述旋轉(zhuǎn)部件(254，602，1212)圍繞其旋轉(zhuǎn)的軸線處，所述旋轉(zhuǎn)部件(254，602，1212)具有敞口區(qū)域；X射線源(610)，其設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)部件(254，602，1212)上；諧振變換器(1208)，其設(shè)置于固定部件(252，1213)上，以控制到所述X射線源(610)的輸入電壓；X射線檢測(cè)器(615)，其設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)部件(254，602，1212)上，并構(gòu)造成能夠接收來自所述X射線源(610)的X射線；以及旋轉(zhuǎn)變壓器(250，1202)，其具有沿環(huán)向設(shè)置的初級(jí)繞組(276)和次級(jí)繞組(278)，所述初級(jí)繞組(276)設(shè)置于所述固定部件(252，1213)上，而所述次級(jí)繞組(278)設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)部件(254，602，1212)上，所述旋轉(zhuǎn)變壓器(250，1202)包括漏電感L，其聯(lián)接到所述諧振變換器(1208)上，以形成諧振網(wǎng)絡(luò)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，所述諧振網(wǎng) 絡(luò)通過沿所述變換器(1208)的輸出引線設(shè)置的電容器C和所述旋轉(zhuǎn)變 壓器(250,1202)的所述漏電感L串聯(lián)聯(lián)"l妄而形成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像系統(tǒng)，其特征在于,還包括檢測(cè) 器(616),其包括具有第一尺寸的檢測(cè)器元件(1106)的第一區(qū)域，和具 有第二尺寸的檢測(cè)器元件(1108)的第二區(qū)域，其中，所述第一尺寸不 同于所述第二尺寸，使得基于各區(qū)域中的所述相應(yīng)元件(1106,1108)的 尺寸，而使所述第 一區(qū)域分辨率不同于所述第二區(qū)域分辨率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置 于所述旋轉(zhuǎn)部件(254,602,1212)上的多個(gè)X射線源(612,712)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，第一組多個(gè) X射線源(612)包括以第一電壓才喿作的第一 X射線管(610)，第二組多 個(gè)X射線源(712)包括以第二電壓操作的第二 X射線管(710),其中， 所述第一電壓和第二電壓是不相同的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，第一組多個(gè) X射線源(612)包括構(gòu)造成能夠允許具有第一能語的X射線從中通過 的第一過濾器(614),而第二組多個(gè)X射線源(712)包括構(gòu)造成能夠允 許具有第二能譜的X射線從中通過的第二過濾器(714),其中，所述 第一能譜和第二能譜是不相同的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，還包括多個(gè) X射線4企測(cè)器(616,716),其設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)部件(254,602,1212)上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，所述成像系 統(tǒng)構(gòu)造成能夠同時(shí)執(zhí)行多個(gè)搜索掃描的釆集。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測(cè)器 (616,716)包括Z軸方向的多個(gè)檢測(cè)器行，其中，所述的這些檢測(cè)器 在Z軸方向上彼此相對(duì)移位達(dá)到下列的至少其中之一，即大于一 行，以促進(jìn)增加所述系統(tǒng)在所迷Z軸方向上的軸向覆蓋；和小于一 行，以促進(jìn)所獲圖像的分辨率。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的成像系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè) 檢測(cè)器中的至少一個(gè)檢測(cè)器(616)的軸向位置相對(duì)于另一檢測(cè)器(716) 是可移動(dòng)的，以使所述檢測(cè)器(616,716)能夠定位成實(shí)現(xiàn)下列的至少其 中之一，即在Z軸方向上大致對(duì)準(zhǔn)，以促進(jìn)增大所述系統(tǒng)的時(shí)間 分辨率；在Z軸方向上移位小于一個(gè)檢測(cè)器行，以促進(jìn)系統(tǒng)的空間 分辨率；和在Z軸方向上移位大于一個(gè)檢測(cè)器行，以促進(jìn)在所述Z 軸方向上的更大覆蓋。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于成像系統(tǒng)的方法和儀器。該成像系統(tǒng)包括臺(tái)架(600)，臺(tái)架(600)具有聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)部件(254，602，1212)上的固定部件(252，1213)。在靠近旋轉(zhuǎn)部件(254，602，1212)圍繞其旋轉(zhuǎn)的軸線處，該旋轉(zhuǎn)部件(254，602，1212)具有敞口區(qū)域。X射線源(610)設(shè)置于旋轉(zhuǎn)部件(254，602，1212)上。X射線檢測(cè)器(616)設(shè)置于旋轉(zhuǎn)部件(254，602，1212)上，并被構(gòu)造成能夠接收來自X射線源(610)的X射線。具有沿環(huán)向設(shè)置的初級(jí)繞組(276)和次級(jí)繞組(278)的旋轉(zhuǎn)變壓器(250，1202)可以形成無接觸式功率傳送系統(tǒng)部分，其能夠使臺(tái)架(600)的可旋轉(zhuǎn)部分以很高的速度旋轉(zhuǎn)，初級(jí)繞組(276)設(shè)置于固定部件(252，1213)上，而次級(jí)繞組(278)設(shè)置于旋轉(zhuǎn)部件(254，602，1212)上。
文檔編號(hào)H05G1/00GK101163367SQ20071018197
公開日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2007年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月13日
發(fā)明者B·M·鄧漢, D·M·霍夫曼, J·R·施米德特, J·S·卡查, P·E·小皮爾森, R·森茨, T·L·托思, 強(qiáng) 謝 申請(qǐng)人:通用電氣公司