醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種醫(yī)學(xué)成像設(shè)備，該醫(yī)學(xué)成像設(shè)備包括具有能在熱力學(xué)平衡狀態(tài)下運(yùn)行的有源材料的探測(cè)器以及主電源，其中，主電源被設(shè)置用于在運(yùn)行狀態(tài)下給醫(yī)學(xué)成像設(shè)備供能。本發(fā)明還涉及一種用于運(yùn)行這種醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)斷層掃描儀中，尤其將一種基于碲化鎘或碲鋅鎘的直接轉(zhuǎn)變的X射線探測(cè)器用于光子計(jì)數(shù)。這種探測(cè)器在啟動(dòng)之后具有在成像時(shí)會(huì)導(dǎo)致偽影的計(jì)數(shù)率漂移。對(duì)于可靠的、高分辨率的且無(wú)干擾的圖像生成必要的是，碲化鎘或碲鋅鎘在計(jì)算機(jī)斷層掃描儀接通過程之后達(dá)到就晶格缺陷占據(jù)而言穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。
[0003]晶格缺陷占據(jù)的這種平衡狀態(tài)在此取決于X射線探測(cè)器上施加的電壓。在接通X射線探測(cè)器上的高壓之后達(dá)到滿足無(wú)偽影成像要求的平衡狀態(tài)是一個(gè)過程，該過程會(huì)持續(xù)數(shù)小時(shí)的一段時(shí)間。出于效率的原因期望計(jì)算機(jī)斷層掃描儀對(duì)于日常的醫(yī)學(xué)運(yùn)行可以盡可能持續(xù)地運(yùn)行。而需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到一種平衡狀態(tài)，這在實(shí)踐運(yùn)行的日常接通過程中導(dǎo)致對(duì)檢查時(shí)間的巨大損失。因此，會(huì)傾向于考慮X射線探測(cè)器的電源的持續(xù)運(yùn)行。
[0004]X射線探測(cè)器與一些另外的用電器，例如X射線管、圖像處理電子部件以及冷卻器和通風(fēng)裝置，共同地布置在計(jì)算機(jī)斷層掃描儀的旋轉(zhuǎn)環(huán)上。這些用電器，除了 X射線管的陽(yáng)極電壓外，是持續(xù)運(yùn)行的、數(shù)千瓦的基本負(fù)荷。由于該基本負(fù)荷，為維持在X射線探測(cè)器中的平衡狀態(tài)而使旋轉(zhuǎn)環(huán)不間斷地運(yùn)行(即便是晚上和周末)在能耗方面是非常不利的。
[0005]作為避免此種情況的可能性是，將用電器的主電源這樣地設(shè)置在旋轉(zhuǎn)環(huán)的用電器上，使得它們具有兩個(gè)開關(guān)或運(yùn)行狀態(tài)，其中，在主運(yùn)行下所有用電器被供以能量，在輔運(yùn)行下，僅X射線探測(cè)器被供以能量。但這種方法的要求是，旋轉(zhuǎn)環(huán)的配電器必須設(shè)計(jì)成對(duì)于單個(gè)用電器的切斷是智能的，并且因?yàn)樗辛硗獾碾娮硬考谳o運(yùn)行中都被切斷，所以在此必須在針對(duì)性地設(shè)置的控制電子設(shè)備本身中承受兩個(gè)運(yùn)行狀態(tài)的區(qū)別。
[0006]該控制電子設(shè)備必須本身連接入與另外的電子部件的通信，其中，需要考慮的是，在從輔運(yùn)行到主運(yùn)行的過渡中，其余部件在它們完全能夠通信之前就進(jìn)行它們的系統(tǒng)啟動(dòng)，因此在電源的控制電子設(shè)備已經(jīng)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)信號(hào)錯(cuò)誤。因此，這種通過主電源的分配方案易于導(dǎo)致故障，從而考慮到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)對(duì)特別穩(wěn)定的運(yùn)行的高要求(這也表現(xiàn)在審批程序中)并非最后致使摒棄這種方案變型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種醫(yī)學(xué)成像設(shè)備，其能夠?qū)⒕哂心茉跓崃W(xué)平衡狀態(tài)下運(yùn)行的有源材料的探測(cè)器盡可能快速且容易地置入即可使用狀態(tài)。本發(fā)明進(jìn)一步所要解決的技術(shù)問題，提供一種用于運(yùn)行這種醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的方法。
[0008]所提到的前一個(gè)技術(shù)問題按本發(fā)明通過一種醫(yī)學(xué)成像設(shè)備解決，該醫(yī)學(xué)成像設(shè)備包括具有能在熱力學(xué)平衡狀態(tài)下運(yùn)行的有源材料的探測(cè)器、被設(shè)置用于在運(yùn)行狀態(tài)下給醫(yī)學(xué)成像設(shè)備供能的主電源和輔助電源，該輔助電源被設(shè)置用于在醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的待機(jī)狀態(tài)下在探測(cè)器的有源材料中維持熱力學(xué)平衡，以保持探測(cè)器在做好使用準(zhǔn)備的狀態(tài)下。
[0009]探測(cè)器的有源材料在此是這種材料，從用于檢查的設(shè)備中發(fā)射的射線入射到這種材料上，此射線可能被待檢查的樣品散射，該射線通過物理過程光學(xué)地或光電地轉(zhuǎn)換成尤其是光信號(hào)或電流信號(hào)或電壓信號(hào)。在此，有源材料的可運(yùn)行性是一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，通過醫(yī)學(xué)成像設(shè)備可以執(zhí)行具有至少足夠圖像質(zhì)量和分辨率的拍攝過程。熱力學(xué)的平衡狀態(tài)在此還包括在材料中晶格缺陷的一個(gè)定義的分布。尤其是熱力學(xué)平衡狀態(tài)也包括這種具有僅電動(dòng)力學(xué)平衡的狀態(tài)。
[0010]待機(jī)狀態(tài)理解為其中主電源關(guān)閉的狀態(tài)。主電源在運(yùn)行狀態(tài)下尤其給探測(cè)器和明顯多個(gè)另外的在醫(yī)學(xué)成像設(shè)備上的用電器供能。若醫(yī)學(xué)成像設(shè)備具有多個(gè)彼此完全分離的供電回路，則主電源理解為在拍攝過程中和在拍攝過程周圍時(shí)間內(nèi)給該探測(cè)器和多個(gè)其它用電器供給能量的電源。
[0011]所提及的第二個(gè)技術(shù)問題按本發(fā)明通過一種用于運(yùn)行這種醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的方法解決，其中，在運(yùn)行狀態(tài)下，醫(yī)學(xué)成像設(shè)備通過主電源供能，并且其中，在待機(jī)狀態(tài)下通過輔助電源的功率在探測(cè)器的有源材料中維持熱力學(xué)平衡，并以此將探測(cè)器保持在做好使用準(zhǔn)備的狀態(tài)下。
[0012]本發(fā)明基于這種考慮:熱力學(xué)平衡狀態(tài)的達(dá)到根據(jù)其方式可以持續(xù)多達(dá)幾小時(shí)，并因此探測(cè)器的有源材料在平衡狀態(tài)保持持續(xù)時(shí)以最簡(jiǎn)單的方式置于做好使用準(zhǔn)備的狀態(tài)。這意味著持續(xù)地給至少探測(cè)器供能。因?yàn)樵卺t(yī)學(xué)成像設(shè)備中通常出現(xiàn)相互通信以生成并且處理圖像的各種不同電子部件復(fù)雜的配合，所以不期望主電源分配到單個(gè)地可接通和切斷的供給元件中，因?yàn)檫@尤其會(huì)不利地影響共同的時(shí)間同步并因此不利地影響圖像處理電子部件的通信。但尤其是在醫(yī)學(xué)成像設(shè)備中，通常期望特別穩(wěn)定和可靠的運(yùn)行。
[0013]出于空間和成本的原因首先同樣拒絕主要被設(shè)置用于使探測(cè)器在主電源的待機(jī)狀態(tài)下保持在可運(yùn)行的狀態(tài)的輔助電源。但本發(fā)明的中心認(rèn)識(shí)是，通過探測(cè)器的輔助電源僅略微提高的、整個(gè)醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的系統(tǒng)復(fù)雜性可以通過探測(cè)器的原則上持續(xù)可能地做好使用準(zhǔn)備的優(yōu)點(diǎn)抵消。
[0014]探測(cè)器優(yōu)選設(shè)計(jì)成X射線探測(cè)器。正好在X射線探測(cè)器中，作為有源材料經(jīng)常使用的材料是，它應(yīng)當(dāng)用更長(zhǎng)的時(shí)間置于電壓下和/或被冷卻或加熱以便達(dá)到可運(yùn)行狀態(tài)。
[0015]適宜地，為此可以在探測(cè)器上設(shè)有用于加熱和/或冷卻的器件，該器件具有用于輔助電源的連接裝置。尤其可以在此包括歐姆加熱器、冷卻器或通風(fēng)裝置，其分別由輔助電源在待機(jī)狀態(tài)下供能。此處，尤其是還可以使用在運(yùn)行狀態(tài)下由主電源供能的并且也被設(shè)置用于使探測(cè)器的有源材料在運(yùn)行狀態(tài)下保持可運(yùn)行的冷卻器和/或通風(fēng)裝置和/或加熱器。
[0016]已證實(shí)有利的是，醫(yī)學(xué)成像設(shè)備具有固定設(shè)備部分和相對(duì)該固定設(shè)備部分以可移動(dòng)的方式支承的可動(dòng)設(shè)備部分，其中，探測(cè)器布置在可動(dòng)設(shè)備部分上，其中，主電源包括布置在固定設(shè)備部分上的第一電源和第一輸電線路，其中，輔助電源包括布置在固定設(shè)備部分上的第二電源和第二輸電線路，并且其中，第一輸電線路和第二輸電線路設(shè)置用于將功率從固定設(shè)備部分傳遞到可動(dòng)設(shè)備部分。在此，尤其是主電源在運(yùn)行狀態(tài)下供給所有對(duì)于運(yùn)行重要的、在可動(dòng)設(shè)備部分上的用電器。
[0017]鑒于提供在可動(dòng)設(shè)備部分上的有限空間，此處特別有利的是，不通過對(duì)可動(dòng)設(shè)備部分內(nèi)的現(xiàn)有主電源的結(jié)構(gòu)改變進(jìn)行給探測(cè)器供能以維持在有源材料中的熱力學(xué)平衡，而是將占用空間的這種供能部件例如變壓器和/或變流器布置在固定設(shè)備部分上。
[0018]適宜地，探測(cè)器與其周圍環(huán)境電絕緣地布置。這尤其意味著，除了通過通過主或輔助電源外不可能在探測(cè)器和其周圍環(huán)境之間進(jìn)行其它的電能傳輸。這能夠?qū)崿F(xiàn)在裝入相應(yīng)的保護(hù)電路的情況下使探測(cè)器與醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的其余部分完全地絕緣。
[0019]優(yōu)選，在探測(cè)器的主電源上設(shè)置保護(hù)電路，該保護(hù)電路被設(shè)置用于(例如通過主電源的導(dǎo)線)阻止、亦即強(qiáng)力地抑制從探測(cè)器到醫(yī)學(xué)成像設(shè)備其余部分上的功率反饋，使得也就還有最小的漏電流或剩余電壓從探測(cè)器轉(zhuǎn)移到醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的其余部分上。
[0020]在本發(fā)明的一種有利的結(jié)構(gòu)方案中，第二輸電線路包括布置在固定設(shè)備部分上的散能部件和布置在可動(dòng)設(shè)備部分上的吸能部件，其中，散能部件和吸能部件在待機(jī)位置中對(duì)置。
[0021]散能或吸能部件在此分別理解為在輔助電源運(yùn)行中釋放或吸收能量的部件。待機(jī)位置在此正好通過其中散能和吸能部件相互對(duì)置的位置獲得。在此，散能和吸能部件尤其可以分別包括用于傳輸?shù)碾娊佑|裝置。這允許尤其是吸能部件在可動(dòng)設(shè)備部分上空間有利地尺寸設(shè)計(jì)并且盡可能靠近探測(cè)器地布置在其上。
[0022]優(yōu)選，第二輸電線路的散能部件和吸能部件分別包括感應(yīng)線圈。這能夠?qū)崿F(xiàn)探測(cè)器通過輔助電源感應(yīng)式的并因此無(wú)接觸的能量傳遞。
[0023]在本發(fā)明的另一種有利的結(jié)構(gòu)方案中，醫(yī)學(xué)成像設(shè)備設(shè)計(jì)成計(jì)算機(jī)斷層掃描儀，其中，固定設(shè)備部分包括固定架，其中，可動(dòng)設(shè)備部分包括旋轉(zhuǎn)環(huán)，并且，計(jì)算機(jī)斷層掃描儀具有控制單元，該控制單元被設(shè)置用于使可動(dòng)設(shè)備部分在主電源切斷時(shí)移動(dòng)到待機(jī)位置。這樣設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)斷層掃描儀的優(yōu)點(diǎn)尤其是，探測(cè)器在比較低的功率消耗下可以保持持續(xù)地即可使用。
[0024]優(yōu)選，在醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的待機(jī)狀態(tài)下，在探測(cè)器上施加電壓，以便在探測(cè)器的有源材料中維持熱力學(xué)平衡。尤其是在例如碲化鎘或碲鋅鎘的材料中，這種平衡狀態(tài)的特點(diǎn)在于晶格缺陷的一種能決定性地受到電壓施加的影響的預(yù)定分布。
[0025]在探測(cè)器上，在醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的待機(jī)狀態(tài)下優(yōu)選通過加熱或冷卻設(shè)定一個(gè)溫度，以便在探測(cè)器的有源材料中維持熱力學(xué)平衡。熱力學(xué)的平衡狀態(tài)通?？梢酝ㄟ^一個(gè)確定的溫度保持優(yōu)先穩(wěn)定的。
[0026]已證實(shí)進(jìn)一步有利的是，探測(cè)器的有源材料在醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的待機(jī)狀態(tài)下照射，以便在有源材料中維持熱力學(xué)平衡。除其它之外，這種照射的結(jié)果是使在探測(cè)器中的電流增大。以此，在探測(cè)器的有源材料中的熱力學(xué)和/或電動(dòng)力學(xué)分布函數(shù)