CN102688058A - 在计算机断层成像设备中无接触的信号传输的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在计算机断层成像设备(1)的固定机架部分和可旋转的机架部分(11)之间无接触地传输电信号的装置以及所属的方法。该装置包括至少一个布置在可旋转机架部分(11)上的用于发出电信号的圆环形电导体，其中将导体划分为n个导体圆环段(12)，其中n∈N并且n＞1，所述导体圆环段相互不具有电连接，并且装置包括n个发送单元(14)，所述发送单元分别与不同的导体圆环段(12)电连接，并且分别将不同的电信号馈送到导体圆环段(12)内，其中至少两个发送单元(14)与不同的信号源(5)电连接。本发明提供的优点在于，以唯一的环形传输路径可无接触地传输不同信号源、例如X射线检测器的数据，由此节约了空间和成本。

Description

在计算机断层成像设备中无接触的信号传输的装置和方法
技术领域
本发明涉及用于在计算机断层成像设备的固定机架部分和围绕旋转轴线可旋转机架部分之间无接触地传输至少两个信号源、例如两个X射线检测器的电信号的装置和方法。
背景技术
本发明的优选的应用领域涉及在双源计算机断层成像设备的旋转部分和静止部分之间的数据传输。在计算机断层成像设备运行时，必须将X射线检测器所采集的数据从计算机断层成像设备的旋转的部分传输到其静止的部分，以便在静止部分处对所述数据进一步处理。在此，在短时间内应传输大的数据量。
在许多目前可供使用的计算机断层成像设备中，将无接触的“滑环”系统用于数据传输，例如从US 5140696 A中已知的那样。该数据传输系统包括旋转部分上的发送单元以及静止部分上的接收单元。发送单元具有至少一个与发送器连接的高频导线作为发送天线，所述发送天线布置在旋转架的旋转部分的周边上。接收单元包括接收器和至少一个与接收器连接的接收天线，所述接收天线通过高频导线的短段形成。在计算机断层成像设备运行时，发送天线以小的距离在固定在静止部分上的接收天线上运动经过，使得在发送高频导线上传播的信号通过近场被耦合到接收天线内。
在现代的双源计算机断层成像设备中，图像数据必须甚至从两个X射线检测器传输。这以靠近的方式通过两个无接触的滑环系统进行。其缺点是，所要求的结构空间必须放大，以便安置两个滑环系统。为此所要求的支承环必须构造为更大，这提高了成本开销和空间要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，克服该缺点并且给出用于在带有至少两个信号源的计算机断层成像设备的两个相互相对可旋转机架部分之间无接触地传输电信号的改进的装置以及改进的方法。
根据本发明，所提出的技术问题通过按照本发明的装置和方法解决。
本发明要求保护一种用于在计算机断层成像设备的固定机架部分和围绕旋转轴线可旋转机架部分之间无接触地传输至少两个信号源的电信号的装置。该装置包括布置在可旋转机架部分上的至少一个用于发出电信号的圆环形电导体，其中该导体被划分为n个导体圆环段，其中n∈N并且n＞1，所述导体圆环段相互不具有电连接，并且包括n个发送单元，所述发送单元分别与不同的导体圆环段电连接，并且分别将不同的电信号馈送到导体圆环段内，其中至少两个发送单元与不同的信号源电连接。导体圆环段例如可旋转对称地布置。本发明提供了如下优点，即，不同的信号源的数据能够以唯一的环形传输路径无接触地传输，由此节约了空间和成本。
在一种扩展中，信号源形成为X射线检测器。由此，可节约空间并且节约成本地传输多个检测器的图像数据。
在另一种扩展实施方式中，导体圆环段可包括发射器元件，所述发射器元件将电信号以电磁波的形式发射。
此外，发射器元件可形成为条形导体。该所谓的“带状线”的制造简单。
在一种扩展中，旋转轴线可以是计算机断层成像设备的设备轴线。
在另一种实施方式中，圆环形导体的圆心位于可旋转机架部分的旋转轴线上。
此外，该装置可包括n+1个接收单元，所述接收单元从导体圆环段中无接触地耦合出馈送到导体圆环段内的电信号。
在一种扩展中，每个接收单元可包括天线，通过所述天线可耦合出电信号。
在另外的实施方式中，接收单元可圆环形地分布地布置在固定机架部分上。
在一种扩展中，n＞2并且至少一个信号源与两个发送单元电连接。
本发明也要求保护一种带有机架的计算机断层成像设备，所述机架带有两个机架部分并且带有根据本发明的装置。
本发明也要求保护一种在围绕旋转轴线可旋转的导体圆环段和固定的接收单元之间无接触地传输计算机断层成像设备的至少两个信号源的电信号的方法，其中，不同信号源的电信号从不同的导体圆环段传输到接收单元。
在该方法的一种扩展中，电信号可从分别与导体圆环段电连接的发送单元发出。
在另一种实施方式中，电信号可以电磁传输。
附图说明
本发明的另外的特点和优点从如下的多个实施例的解释中根据示意图显见。
各图中：
图1示出了计算机断层成像设备，
图2示出了用于以两个导体圆环段无接触地传输信号的装置的方框图，和
图3示出了用于以三个导体圆环段无接触地传输信号的装置的方框图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的带有固定机架部分6的双源计算机断层成像设备1，在固定机架部分6内具有可旋转机架部分11，在可旋转机架部分11上布置了两个X射线管/检测器系统，它们由X射线管2和检测器3以及X射线管4和检测器5组成。为检查，借助于沿设备轴线9可移动的患者卧榻8将患者9驶入到测量场内，使得可从不同的透射角度测量对于X射线辐射的吸收。设计为控制和计算单元的计算机10用来控制设备1。在计算机10上运行了计算机程序，所述计算机程序执行了对于设备1的控制和对于所测量的数据的分析，以及对希望的断层图像数据的重建。
特别地，在传输来自可旋转机架部分11上的两个检测器的检测数据时，必须无接触地传输大量的累积的数据。为此，在可旋转机架部分11上安装了根据本发明的装置以用于无接触地传输电信号，使得电信号能够在两个相互可旋转的机架部分6、11之间传输。在图2和图3中进一步描述了根据本发明的装置的实施例。
图2示出了用于以两个导体圆环段12无接触地传输信号的根据本发明的装置的方框图。导体圆环段12可布置在计算机断层成像设备的围绕旋转轴线13在旋转方向19上可旋转机架部分上。为此，导体圆环段12与支承环连接。每个信号源5(例如X射线检测器)与一个发送单元14电连接，所述发送单元14通过电连接将信号源5的电信号馈送到导体圆环段12内。电信号是提供有信号头的数字数据信号，所述信号头保证了与信号源5和与数据包的单义的对应性。导体圆环段12包括天线元件20(例如带状线)和未图示的导线终端。天线元件20作为发出电磁辐射的发送天线起作用。
借助于三个接收单元15的每个天线16，可从两个导体圆环段12耦合出在这些导体圆环段12内传播的电信号。在此，利用了天线元件20的电磁辐射。三个接收单元15在两个导体圆环段12的周边上分布地布置，使得避免了在从一个导体圆环段12向另一个导体圆环段12过渡时的传输间隙。接收单元15具有接收电路17，所述接收电路17将接收到的电信号发送到数据重建单元18。在数据重建单元18处，根据信号头信息将两个信号源5的数据与两个信号源5单义地对应，并且使之处于正确的次序。接收单元15和数据重建单元18例如位于固定机架部分上。
因为X射线检测器的数据传输量很大，所以每个信号源5的目前的传输率为大约4.25GBit/s。未来，可设想10GBit/s和更高的数据传输量。对于更大的数据传输量，也可使用根据图3的装置。
图3示出了用于以三个导体圆环段12无接触地传输信号的根据本发明的装置的方框图。导体圆环段12可以布置在计算机断层成像设备的围绕旋转轴线13在旋转方向19上可旋转机架部分上。为此，导体圆环段12与支承环连接。信号源5(例如X射线检测器)与发送单元14电连接，所述发送单元14通过电连接将信号源5的电信号馈送到导体圆环段12内。另一个的信号源5(例如另一个的X射线检测器)与两个发送单元14电连接，所述发送单元14通过电连接将信号源5的不同的电信号馈送到两个导体圆环段12内。电信号是提供有信号头的数字数据信号，所述信号头保证了与信号源5和与数据包的单义的对应性。导体圆环段12包括天线元件20(例如带状线)和未图示的导线终端。
借助于四个接收单元15的每个天线16，可以从三个导体圆环段12耦合出在这些导体圆环段12内传播的电信号。四个接收单元15在两个导体圆环段12的周边上分布地布置，使得避免了在从一个导体圆环段12向下一个导体圆环段12过渡时的传输间隙。接收单元15具有接收电路17，所述接收电路17将接收到的电信号发送到数据重建单元18。在数据重建单元18处，根据信号头信息将两个信号源5的数据与两个信号源5单义地对应，并且使之处于正确的次序。接收单元15和数据重建单元18例如位于固定机架部分上。每个发送单元14例如以4.25GBit/s的传输率传输。由此，与根据图2的装置中的情况相比，从两个信号源的一个可传输两倍的数据。
本发明可与其它的无接触传输方法组合。在此方面，参考申请DE 102005 035 207 A1，后者的内容在此被包括到本申请中。
参考标号列表
1计算机断层成像设备
2X射线管
3X射线检测器
4X射线管
5X射线检测器/信号源
6固定机架部分
7患者
8患者卧榻
9设备轴线
10计算机
11可旋转机架部分
12导体圆环段
13旋转轴线
14发送单元
15接收单元
16天线
17接收电路
18数据重建单元
19旋转方向
20天线元件/条形导体

Claims (14)

1.一种用于在计算机断层成像设备(1)的固定机架部分和围绕旋转轴线(13)可旋转的机架部分(11)之间无接触地传输至少两个信号源(5)的电信号的装置，其特征在于，
-至少一个布置在可旋转机架部分(11)上的用于发出电信号的圆环形电导体，其中，将该导体划分为n个导体圆环段(12)，其中n∈N并且n＞1，所述导体圆环段相互不具有电连接，和
-n个发送单元(14)，所述发送单元分别与不同的导体圆环段(12)电连接，并且分别将不同的电信号馈送到导体圆环段(12)内，其中，至少两个发送单元(14)与不同的信号源(5)电连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号源(5)形成为X射线检测器。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导体圆环段(12)包括发射器元件(20)，所述发射器元件将电信号以电磁波的形式发射。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述发射器元件(20)形成为条形导体。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述旋转轴线(13)是所述计算机断层成像设备(1)的设备轴线(9)。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述圆环形导体(12)的圆心位于所述可旋转机架部分(11)的旋转轴线(13)上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，
-n+1个接收单元(15)，所述接收单元从所述导体圆环段(12)中无接触地耦合出馈送到该导体圆环段(12)内的电信号。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，每个接收单元(15)包括天线(16)，通过所述天线能够耦合出电信号。
9.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述接收单元(15)圆环形地分布地布置在所述固定机架部分(6)上。
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，n＞2并且至少一个信号源(5)与两个发送单元(14)电连接。
11.一种带有机架的计算机断层成像设备，所述机架带有两个机架部分(6，11)以及根据前述权利要求中任一项所述的装置。
12.一种在围绕旋转轴线(13)可旋转的导体圆环段(12)和固定的接收单元(15)之间无接触地传输计算机断层成像设备(1)的至少两个信号源(5)的电信号的方法，
其特征在于，将不同信号源(5)的电信号从不同的导体圆环段(12)传输到所述接收单元(15)。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，将所述电信号从分别与导体圆环段(12)电连接的发送单元(14)发出。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，将所述电信号电磁地传输。
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