用于气垫不稳定性的机械阻尼器 【技术领域】
本发明涉及医学成像技术。具体来说，本发明涉及如包含在第三和第四代CT扫描器中的旋转台架，并且将参考所述旋转台架对本发明进行具体描述。但是，本发明还可以与其它系统如使用旋转台架的核照相机结合在一起应用，并且本发明不限于上述的这些应用。
背景技术
典型的情况是，第三和第四代CT系统配备有滚珠或滚柱轴承系统。由于轴承与旋转台架之间存在物理接触，因此在使用扫描器期间，出现摩擦和磨损。此外，旋转台架的工作速度受到轴承的限制。
为了努力克服用于这样的医学成像器的轴承系统的这些限制，正在使用液压轴承系统。一些液压轴承系统包括非常适合于旋转台架的轴承座圈的多孔轴承垫。当给轴承系统注油时，从多孔轴承垫向垫与轴承座圈之间喷出一个很薄的液体层。这样就给旋转台架提供了一个实际上无摩擦的支撑。
在这样的系统中，承担了旋转台架重量的轴承垫一般表现出一种称为气锤(air hammering)的现象。由于轴承垫的形状以及台架重量引起的作用在轴承上的应力，轴承的分压力不一致性会导致轴承垫的旋转摆动。气锤会导致轴承垫围绕边缘过早磨损，在边缘，轴承垫频繁地与座圈接触，同样原因导致座圈过早磨损，并且从扫描器发出过量噪声。
为了抑制由于气锤而导致地振动干扰，以前的系统已经包括了弹簧和阻尼器装置。阻尼器安装在刚性体上，如静止台架。然后将这个阻尼器安装在轴承元件上。这是一种笨重的设计，需要很大的空间，在狭窄的台架系统中，这也许是不可行的。此外，如果从静止台架取消轴承元件，则从轴承元件取消了这样的阻尼器。
本发明提出了改进的设备和方法，这些设备和方法克服了上述以及其他限制。
【发明内容】
按照本发明的一个方面，提供了一种诊断成像设备。第一和第二台架界定了一个成像区域。轴承系统包括多个轴承元件，这些轴承中的至少一个表现出机械扰动。将机械阻尼器与至少一个轴承元件安装在一起，该轴承元件抑制机械振动。
按照本发明的另一个方面，提供了一种诊断扫描方法。台架围绕检查区域中的对象旋转。由多个轴承元件支撑旋转台架，这些轴承元件中的至少一个趋于按照特征频率振动。对该轴承元件的振动进行抑制。
本发明的一个优点在于减少了液压轴承的部件部分的磨损。
另一个优点在于减少了液压轴承系统的噪音。
另一个优点在于增加了旋转台架的旋转势能。
另一个优点在于阻尼器不需要安装到固定体上。
对于本领域的一般技术人员，通过阅读以下对优选实施例的详细描述，本发明的许多其他优点和好处将变得更加清楚。
【附图说明】
本发明可以在部件和部件设计以及步骤和步骤设计等方面采用不同的形式。附图仅用于示出优选实施例，不应将其理解为对本发明进行限制。
图1为按照本发明的计算机断层扫描器的示意图；
图2为按照本发明的，包括惯性阻尼器的下层空气轴承元件的透视图；
图3为图2的具有单个实体连接器的惯性阻尼器的另一个实施例；
图4为图2的空气轴承元件的示意图。
【具体实施方式】
参照图1，CT扫描器10包括对象床12，用于将位于其上的对象移入或移出成像区域14。来自X射线源16的X射线被整形并校准为扇形光束，经过成像区域14并且被在成像区域14远侧的检测器部件20检测。在示出的第三代实施例中，源16与检测器部件20同时旋转，当源16围绕轴A旋转时，围绕成像区域14，源16距离检测器部件20总保持180°。或者，像在第四代CT扫描器中那样，在静止台架22上的各个检测器的静止环可以取代检测器阵列20。
当旋转台架24使X射线源16围绕对象旋转时，将检测到的X射线强度采集到数据存储器30中。在采集数据时，重构处理器32对采集到的数据实施卷积和反向投影算法或者其他重构技术，形成图像表示。图像表示被存储在图像存储器34中。视频处理器36提取图像表示的经过选择的部分并且对它们进行格式化，以便在人可读监视器38如CRT监视器、有源矩阵监视器或LCD显示器等上进行观察。
第一、旋转台架24位于第二、静止台架22里面。X射线源16和检测器阵列20安装在旋转台架24上。用球形接头将径向空气轴承元件40固定到静止台架22上并且紧挨着旋转台架24的轴承座圈42。如在背景技术中所讨论的，旋转台架24的重量使台架24与下层轴承元件40之间的空气轴承压缩，因而往往出现气锤现象。惯性阻尼器44被固定到下层轴承元件40上，以抑制气垫的移动。
参照图2，下层空气轴承元件40表现出气锤，即由箭头B表示的旋转。惯性阻尼器44包括阻尼器块46和弹性的阻尼连接器48。决46的尺寸与轴承元件40成比例，以便在气锤干扰的共振频率时起最大的阻尼作用。此外，距离干扰的旋转轴越远，(在这种情况下轴承元件40与静止台架22连接)阻尼器的作用将越强。最好，阻尼器44位于空气轴承元件40的端部，或者，可以将其置于轴承元件40的侧面而不是如图1、2和3所示的顶部。块46通过弹性连接器48与轴承元件40连接。连接器48由高阻尼的弹性聚合物制成。合适的聚合物包括聚氨酯和氨基中酸乙酯等，但不限于此。连接器48与惯性块46一起抑制固有气锤的主要部分。
连接器48起弹簧和阻尼器的作用。阻尼器块46和连接器48的阻尼频率被调整到比轴承元件40的不稳定频率略小的频率。当轴承元件40在其不稳定频率开始激励时，轴承元件40开始激励阻尼器块46。连接器吸收部分能量，由此减少了轴承元件40的运动。在优选实施例中，连接器包括多个销子，每个销子通过有螺纹的连接器固定到空气轴承元件40上。或者，如图3所示，连接器48可以是单个弹性块。应该理解，也可以考虑其它连接器和粘合剂。
参照图4，在机械示意图中可见优选实施例。可以由下列微分方程描述轴承元件40和阻尼器44的系统的运动：
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为沿着轴承元件40的一个轴线的位置，z2为沿着阻尼器块46的同一个轴线的位置，L为轴承元件40的旋转中心与阻尼器44的固定点之间的距离，Jp为轴承元件的旋转位移，Kp为空气轴承本身的旋转弹簧常数，K2为弹性连接器48的线性弹簧常数，Bp为将轴承元件40连接到静止台架22上的阻尼系数，B2为连接器48的阻尼系数，Ti为空气轴承元件40上的转矩，gc为重力转换常数，M为阻尼块48的质量。根据这些方程，假设Kp、Jp、Ti、L和Bp是已知的或测量得到的并且是固定的，则可以为B2、K2和M确定适当的值。