一种CT球管故障预警方法、装置及存储介质

本发明涉及医疗器械，具体是一种ct球管故障预警方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、ct(computed tomography)，即电子计算机断层扫描，利用精确准直的x射线和灵敏度极高的探测器围绕人体某部位做断面扫描，具备扫描时间快、图像清晰的特点，在医疗诊断中发挥着重要作用。其中ct球管的热分析，ct球管是ct设备的核心部件，同时也是昂贵的损耗品。以南京市某三甲医院检测科西门子型ct为例，在近3年，每年球管的更换多达2-3次，从官方的价格来看每支球管在50～80万元之间，而且需要提前预订或者进行工作安排，且需要一定的时间。由此预先知晓ct球管的状态，对于ct机的保养、维护、报修计划及作业安排尤为重要。

2、ct球管主要由管芯、管套、高压电路、循环冷却系统等几部分组成，其中管芯是由杯状阴极灯丝、旋转阳极钼基钨靶、高速轴承、附属散热装置等部件组成。

3、申请号为cn201910035954.9的中国专利申请公开了“一种ct球管故障预警的控制方法及系统”，具体公开了“采用在球管及散热系统内安装若干传感器，获取ct球管内各参数的一个或多个基本信息，如：ct球管内油温、风扇转速、ct球管两侧温度、油压、ct球管进出口油温、ct球管整体温度、灯丝电流大小以及ct球管电压值，通过数据处理芯片实施预警”。该方法的不足在于：一是ct球管属于精密器件，在上面加装传感器实施难度大，容易对ct球管本身造成不可预期的损坏；二是在改造加装传感器过程中缺乏统一标准工艺和流程，工程的一致性不能保证，从而势必会影响预警的准确性。

4、在实际工作现场工作人员可以根据ct机工作的声音判断出ct机球管的状态，是由于ct机在工作时，ct球管各个工作部分都会有一定的工作噪声声音，例如：阳极靶的高速旋转、阴极电阻高速撞击阳极、冷却循环液系统等等。这些声音包含ct球管状态信息，在系统发生疲劳或者机械的润滑和冷却装置问题，均能够反应出声音的变化，现场工程师凭借经验在现场能够听出这种变化，在工作中现场ct检测的医生和维护人员通过声音可以预警或者做出相应的判断。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种ct球管故障预警方法、装置及存储介质，以解决现有技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种ct球管故障预警方法，所述方法包括如下步骤：

4、对工作状态下的ct机进行录音，获取录音数字信号序列；

5、对录音数字信号序列先进行限幅处理，再进行滤波处理，获取去噪的录音数字信号序列；

6、对去噪的录音数字信号序列进行标准化处理，获取标准的录音数字信号序列；

7、对标准的录音数字信号序列进行傅里叶变换，并进行特征提取，获取幅频傅里叶变换后的录音数字信号序列的频谱信息和音频变换的特征信息；

8、根据幅频傅里叶变换后的录音数字信号序列的频谱信息和音频变换的特征信息对ct球管进行故障预警。

9、进一步的，所述对工作状态下的ct机进行录音的方法包括：采用间断录音模式，每次录音持续20s，每天获取100条以内的录音数字信号序列。

10、进一步的，所述对录音数字信号序列先进行限幅处理，再进行滤波处理的方法包括：

11、对录音数字信号序列先进行限幅处理的具体算法为：{x|amin<xi<＝amax}，其中，amin为最小幅度分贝值75，amax为最大幅度分贝值100,xi为第i时刻的录音数字信号序列，x为录音数字信号序列；

12、再进行滤波处理的具体算法为：其中，y(k)为滤波处理后k时刻的录音数字信号序列，x(k)为限幅处理后的录音数字信号序列。

13、进一步的，所述对去噪的录音数字信号序列进行标准化处理的方法包括：

14、找出去噪的录音数字信号序列中最大幅度分贝值，具体算法为：ai＝max[y(1)…y(n)]，其中，

15、将去噪的录音数字信号序列的幅度分贝值进行标准化比例放大，具体算法为：其中，y(k)为标准的录音数字信号序列，θ为标准化比例系数，b为85幅度分贝值。

16、进一步的，所述对标准的录音数字信号序列进行傅里叶变换，并进行特征提取的方法包括：

17、对标准的录音数字信号序列进行傅里叶变换，得到幅频特性值，具体算法为：a(k)＝dft(y(k))，其中，a(k)为k点的幅频特性值，y(k)为标准的录音数字信号序列；

18、根据音频幅频参考值和幅频特性值，计算幅频特性值和音频幅频参考值的比值，获得幅频特性值增加变化率，具体算法为：其中，at2为实时t＝t2时的幅频均值，aδ为变化率；

19、根据幅频特性值获得关键频点的变化率，具体算法为：其中，bt1为录音频率1250-1350hz的幅度与录音频率1250-1450hz幅度比，bt2为录音频率1550-1650hz的幅度与录音频率1550-1750hz的幅度比；

20、将aδ、bt1、bt2作为标签值进行加权分类，分为数个等级：一级、二级…损坏数个等级，根据等级获得报警类型。

21、进一步的，所述音频幅频参考值为保存更换新球管的ct机或新ct机工作时的录音音频幅频值，具体算法为：其中，at1为更换新球管的ct机或新ct机工作初始时刻t＝t1时的幅频均值，式中a(k)，为k点的采样点幅度值；将n个采样点的平均幅度值作为参考值存储。

22、第二方面，本发明提供了一种ct球管故障预警装置，包括：

23、录音数字信号序列获取模块：用于对工作状态下的ct机进行录音，获取录音数字信号序列；

24、去噪的录音数字信号序列获取模块：用于对录音数字信号序列先进行限幅处理，再进行滤波处理，获取去噪的录音数字信号序列；

25、标准的录音数字信号序列获取模块：用于对去噪的录音数字信号序列进行标准化处理，获取标准的录音数字信号序列；

26、幅频傅里叶变换后的录音数字信号序列的频谱信息和音频变换的特征信息获取模块：用于对标准的录音数字信号序列进行傅里叶变换，并进行特征提取，获取幅频傅里叶变换后的录音数字信号序列的频谱信息和音频变换的特征信息；

27、ct球管故障预警模块：用于根据幅频傅里叶变换后的录音数字信号序列的频谱信息和音频变换的特征信息对ct球管进行故障预警。

28、第三方面，本发明提供了一种ct球管故障预警装置，包括处理器及存储介质；

29、所述存储介质用于存储指令；

30、所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行前述方法的步骤。

31、第四方面，本发明提供了计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述方法的步骤。

32、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

33、本发明提供的一种ct球管故障预警方法，对ct机工作现场声音进行采集，然后进行分析处理，本发明通过非接触式方式采集ct球管声音，然后对声音进行分析，对球管进行故障和状态预测，本发明不会对ct球管本身加工，使用安装方便，更加能够满足用户需求。