CN102133105A - 计算机断层造影设备的用于数据传输的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于包括具有可旋转部件(4)和静止部件(3)的机架(2)的计算机断层造影设备(1)的装置。该装置具有用于在机架(2)的可旋转部件(4)和静止部件(3)之间的能量传输的至少一个装置(15至17)和用于在机架(2)的可旋转部件(4)和静止部件(3)之间通过用于能量传输的至少一个装置(15至17)进行数据传输的至少一个PLC组件(18至21)(PLC＝电源线通信)。本发明还涉及一种包括这样的装置的计算机断层造影设备，以及一种用于通过所述装置借助PLC进行数据传输的方法。

Description

计算机断层造影设备的用于数据传输的装置和方法
技术领域
本发明涉及用于在计算机断层造影设备的机架的可旋转部件和静止部件之间进行数据传输的一种装置和一种方法。本发明还涉及一种计算机断层造影设备，其具有这样的用于数据传输的装置。
背景技术
计算机断层造影设备、特别是X射线计算机断层造影设备具有机架，该机架包括相对于静止部件可旋转部件，在其上除了别的之外彼此相对地设置了X射线源和X射线探测器。在X射线计算机断层造影设备的运行中，通过记录X射线投影积累了大量测量数据，这些测量数据必须从机架的旋转部件被传输到机架的静止部件上，因为测量数据的处理、特别是层图像和3D图像的基于这些测量数据的重建，通常是利用一个在静止侧上设置的图像计算机进行的。
此外，在X射线计算机断层造影的运行中，X射线计算机断层造影设备的运行数据(其被理解为控制数据、状态数据等)必须被双向地从机架的静止部件传输到旋转部件以及从可旋转部件传输到静止部件。
在机架的静止部件和可旋转部件之间的数据传输，可以有接触地借助所谓的滑环或无接触地例如借助电容耦合来进行。例如，在DE 10 2005 056 049 A1中描述了计算机断层造影中借助电容耦合的无接触数据传输。在机架的可旋转部件上安装了至少一个带状导线对(Streifenleitungspaar)用于对称的信号传输，待传输的数据或携带信息的电信号从发送模块被馈入到该带状导线对中。在静止部件上安装了至少一个接收元件，其在两个部件的相对运动期间以小的距离沿着带状导线对的至少一个片段定位并且与接收模块相连。
通常计算机断层造影设备具有多个这样的分别包括一个带状导线对的数据传输链路。第一数据传输链路用于将利用X射线探测器获得的测量数据从机架的可旋转部件传输到静止部件。第二数据传输链路用于将计算机断层造影设备的运行数据从机架的静止部件传输到可旋转部件，而第三数据传输链路用于将计算机断层造影设备的运行数据从机架的可旋转部件传输到静止部件。第二和第三数据传输链路用于产生对于传输运行数据所需的冗余，以便实现在机架的可旋转部件和静止部件之间的安全的数据传输。
然而，用于数据的三个数据传输链路的提供和并行运行，与极高的技术上和经济上的开销相关。
此外，从US 6,798,309 B2公知一种用于在相对彼此可旋转部件之间传输电信号和/或能量的装置。发送单元具有两个环形的电导体、一个发送器和一个连接元件(Abschlusselement)，其中，发送器和连接元件被关于环形的电导体在直径上相对设置。两个环形导体通过连接元件尽可能无反射地连接。高阻的接收器具有两个与发送器的电导体匹配的导体，后者被无反射地连接并且与发送器的导体电流地、电感地和/或电容地耦合。发送器的导体是对称设置的导体对，发送器将待传输的信号对称地馈入到该导体对中。接收器可以借助滑动接触，电感地或电容地量取信号。
在Lewellen，T.K.et al.，“System Integration of the MiCES small animal PETScanner”，2004 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record，16-22October 2004，Vol.5，pp.3316-3320中，描述了用于小生物的PET扫描器的结构。该PET扫描器的机架具有用于传输能量和模拟信号的滑环装置。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，提供本文开头提到种类的一种装置、一种计算机断层造影设备和一种方法，使得对于在计算机断层造影设备的机架的静止部件和可旋转部件之间的数据传输的开销降低。
按照本发明，通过一种用于包括具有可旋转部件和静止部件的机架的计算机断层造影设备的装置来解决所述技术问题，该装置具有用于在机架的可旋转部件和静止部件之间的能量传输的至少一个装置和通过该用于能量传输的至少一个装置用于在机架的可旋转部件和静止部件之间的数据传输的至少一个PLC组件，其中，能量的传输和数据的传输优选同时或者并行地或者必要时也不同地通过用于能量传输的装置进行。
也就是说按照本发明提出，弃用用于在计算机断层造影设备的机架的可旋转部件和静止部件之间传输数据的单独的物理装置或单独的物理路径，并且取而代之借助PLC(Power Line Communication，电源线通信)通过本来就存在的用于能量传输的装置传输数据。
以这种方式可以节省用于数据的两个物理的传输链路，这不仅降低了用于在计算机断层造影设备的机架的可旋转部件和静止部件之间的数据传输的技术上的开销，而且也降低了经济上的开销。
按照本发明的一种变形，用于能量传输的至少一个装置具有至少一个环形的传输元件。至少一个环形传输元件优选地是用于能量传输的至少一个滑环，如在计算机断层造影设备中公知的。
按照本发明的一种实施方式，在机架的可旋转部件和静止部件之间的数据传输通过用于能量传输的至少一个装置双向地进行。
按照本发明的另一个实施方式，数据传输借助至少一个PLC组件有接触地或无接触地进行。如果至少一个滑环位于机架的可旋转部件上并且至少一个PLC组件位于机架的静止部件上，则用于在机架的可旋转部件和静止部件之间的数据传输的至少一个PLC组件通过电刷与用于有接触的数据传输的至少一个滑环相连。作为替换，用于数据传输的至少一个PLC组件可以将PLC信号无接触地、例如电感地耦合到至少一个滑环中和/或从中耦合出。在这种情况下，按照本发明的一个变形，至少一个PLC组件是用于无接触地耦合和/或退耦PLC信号的PLC耦合器。
按照本发明的另一个变形，数据传输在1MHz至40MHz的频率范围中进行。
此外，还通过一种计算机断层造影设备解决了本发明要解决的技术问题，该设备具有之前描述的用于在机架的可旋转部件和静止部件之间的数据传输的至少一个装置。
按照本发明的一种实施方式，至少一个滑环设置在机架的可旋转部件上并且与至少一个在机架的可旋转部件上设置的用于接收和/或用于发送用于数据传输的PLC信号的PLC组件相连。
按照本发明的另一种实施方式，机架的可旋转部件具有用于将PLC信号无接触地耦合到至少一个滑环和/或从至少一个滑环耦合出的至少一个PLC耦合器。
还通过一种用于包括具有可旋转和静止部件的机架的计算机断层造影设备的方法解决了本发明要解决的技术问题，在该方法中，通过用于在机架的可旋转和静止部件之间的能量传输的至少一个装置利用至少一个PLC组件在机架的可旋转和静止部件之间将数据优选与能量同时地或并行地或必要时也不同地通过用于能量传输的装置传输。
按照本发明的一种实施方式，在此传输计算机断层造影设备的运行数据和利用计算机断层造影设备产生的测量数据。
附图说明
以下附图示意性示出了本发明的实施例。其中，
图1示出了一种X射线计算机断层造影设备，并且
图2示出了图1的X射线计算机断层造影设备的机架的横截面。
附图中相同的或功能相同的元件始终用相同的附图标记表示。附图中的图示是示意性的并且不一定是按比例的。在以下并且不失一般性仅作为对于理解本发明来说是必须的来讨论在图1和图2中示出的X射线计算机断层造影设备1。
具体实施方式
在图1示出X射线计算机断层造影设备1包括具有静止部件3和具有围绕系统轴5可旋转部件4的机架2。在本发明的该实施例的情况下，该可旋转部件4具有X射线系统，该X射线系统包括X射线源6和X射线探测器7，它们彼此相对地安装在可旋转部件4上。在X射线计算机断层造影设备1的运行中，X射线8在X射线探测器7的方向上从X射线源6出发，穿透测量对象并且由X射线探测器7以测量数据或测量信号的形式采集。
此外，X射线计算机断层造影设备1还具有用于将待检查的患者P置于其上的患者卧榻9。患者卧榻9包括卧榻基座10，在其上设置了用于实际上支撑患者P的患者支撑板11。患者支撑板11这样相对于卧榻基座10在系统轴5的方向上可调，使得为了(例如按照螺旋扫描)记录患者P的二维X射线投影，其可以与患者P一起被驶入机架2的开口12中，该开口定义了圆柱形测量场。利用计算机断层造影设备1的图像计算机13，基于二维X射线投影的测量数据或测量信号，计算地处理利用X射线系统记录的二维X射线投影或者重建层图像、三维图像或三维数据组，层图像或三维图像可以在显示装置14上显示。
为了运行在可旋转部件4上设置的X射线计算机断层造影设备1的组件，例如X射线源6和X射线接收器7，必须对其提供电能。为了对组件提供电能，X射线计算机断层造影设备1在本发明的该实施例的情况下具有用于能量传输的装置，其包括以环形连接的滑环形式的环形传输元件。
在图2中示意性地示出了这样的滑环15。滑环15由在静止部件3上设置的能量供应单元16馈电，其中滑环15在本发明的该实施例的情况下与电刷17接触。在可旋转部件4上，滑环15以没有示出的方式与待供电的电气组件，例如X射线源6和/或X射线探测器7相连。
在计算机断层造影设备1的运行中，关于组件的运行状态的运行数据、控制数据和调节数据，既要从机架2的静止部件3被传输到可旋转部件4也要从可旋转部件4被传输到机架2的静止部件3。此外。大量由X射线探测器7采集的测量数据也要从可旋转部件4被传输到静止部件3。
按照本发明，这些数据的传输同样通过为能量供应而设置的滑环借助PLC(电源线通信)并且具体来说优选地同时地或并行地与能量传输一起进行。
在本发明的该实施例的情况下，在可旋转部件4上设置了用于发送和接收以PLC信号形式的运行数据的PLC发送和接收单元18，其与滑环15以及与在可旋转部件4上设置的组件相连。PLC发送和接收单元18可以接收作为PLC信号馈入到滑环15的运行数据或者其本身将运行数据作为PLC信号馈入到滑环15。
此外，在可旋转部件4上设置了用于传输利用X射线探测器7产生的测量数据或测量信号的第二PLC发送单元19，其与X射线探测器7和滑环15相连。PLC发送单元19可以将以PLC信号形式的测量信号馈入到滑环15中。
在静止部件3上设置了用于发送和接收以PLC信号的运行数据的第一PLC耦合器20和用于接收以PLC信号形式的测量数据的第二PLC耦合器21。在本发明的该实施例的情况下，这两个PLC耦合器无接触地(本例中是电感地)将PLC信号耦合到滑环15中或者从中耦合出。
按照这种方式，可以将运行数据双向地并且将测量数据或测量信号单向地、可选地也可以是双向地在机架的静止部件3与可旋转部件4之间，通过为能量供应而设置的滑环(例如滑环15)，借助PLC与能量传输同时或并行地传输，由此可以省略仅为数据传输而单独设置的传输路径。
替换地，还可以通过与滑环15利用未示出的电刷相连的PLC发送和/或接收单元来代替PLC耦合器20和21，从而在这种情况下数据传输是有接触的。
借助PLC信号的数据传输在本发明的该实施例的情况下在1MHz至40MHz的频率范围中进行。
如已经提到的那样，X射线计算机断层造影设备1可以具有多个为能量供应而设置的滑环，其中可以通过这些滑环的每一个借助PLC传输数据。
与本发明的所述实施例不同，滑环还可以设置在机架的静止部件3上，从而在机架的可旋转部件4上存在PLC耦合器或者PLC发送和/或接收单元例如借助电刷接触滑环。
给出的用于借助PLC信号传输数据的频率范围仅仅是示例性地理解并且可以与此不同。

Claims (12)

1.一种用于包括具有可旋转部件(4)和静止部件(3)的机架(2)的计算机断层造影设备(1)的装置，该装置具有
-用于在机架(2)的可旋转部件(4)和静止部件(3)之间的能量传输的至少一个装置(15至17)，和
-用于在机架(2)的可旋转部件(4)和静止部件(3)之间通过所述用于能量传输的至少一个装置(15至17)进行数据传输的至少一个PLC组件(18至21)(PLC＝电源线通信)。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述用于能量传输的至少一个装置(15至17)具有至少一个环形的传输元件(15)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述用于能量传输的至少一个装置(15至17)具有至少一个滑环(15)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述数据传输在机架(2)的可旋转部件(4)和静止部件(3)之间通过所述用于能量传输的至少一个装置(15至17)双向地进行。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述数据传输借助至少一个PLC组件(18至21)有接触地或无接触地进行。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述至少一个PLC组件是用于无接触地耦合和/或退耦PLC信号的PLC耦合器(20，21)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，所述数据传输在1MHz至40MHz的频率范围中进行。
8.一种计算机断层造影设备(1)，具有按照权利要求1至7中任一项所述的装置。
9.根据权利要求8所述的计算机断层造影设备(1)，其中，所述至少一个滑环(15)被设置在机架(2)的可旋转部件(4)上并且与用于接收和/或用于发送PLC信号的至少一个PLC组件(18，19)相连。
10.根据权利要求8或9所述的计算机断层造影设备(1)，其中，所述机架(2)的静止部件(3)具有用于将PLC信号耦合到至少一个滑环(15)和/或从至少一个滑环(15)中耦合出的至少一个PLC耦合器(20，21)。
11.一种用于包括具有可旋转部件(4)和静止部件(3)的机架(2)的计算机断层造影设备(1)的方法，在该方法中，通过用于在机架(2)的可旋转部件(4)和静止部件(3)之间进行能量传输的至少一个装置(15至17)利用至少一个PLC组件(18至21)(PLC＝电源线通信)在机架(2)的可旋转部件(4)和静止部件(3)之间传输数据。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，传输所述计算机断层造影设备(1)的运行数据和利用该计算机断层造影设备(1)所产生的测量数据。
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