CN102759536B - 数据滑环系统及ct设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数据滑环系统，用于CT设备的机架，所述机架包括旋转部分和静止部分，在旋转部分设置有一数据管理系统，在静止部分设置有一图像重建系统，其中，所述数据滑环系统包括一个设置在所述旋转部分的发射天线和复数个设置在所述静止部分的接收器；所述发射天线形成一圆心角小于360度的弧形，利用电磁耦合将来自数据管理系统的数据信号传送给所述接收器；所述接收器通过传输线将数据信号传送给所述图像重建系统。本发明还公开了一种CT设备。通过上述技术方案，本发明降低了数据滑环系统的成本，还降低了电磁干扰度。
Description
技术领域
本发明涉及计算机X射线断层摄影(Computed Tomography，CT)设备的技术领域，特别是一种数据滑环系统以及一种CT设备。
背景技术
通常CT设备的机架包括两个部分，即静止部分和旋转部分。静止部分设置有图像重建系统(IRS)；旋转部分设置有X射线管和相应的探测器阵列、以及数据管理系统(DMS)。X射线管发射的X射线经过成像空间后，被探测器阵列接收，然后探测器阵列将模拟信号传送给数据管理系统。数据管理系统通常也称为数据采集系统(DAS)，对来自探测器阵列的模拟信号进行放大、积分、模数转换(从模拟信号转换为数字信号)，性能能够用来重建的图像的数据信号。为了获得CT图像，数据管理系统的数据信号必须传送到图像重建系统。
随着CT设备中探测器阵列的排数增多，以及旋转扫描的速度不断变快，数据管理系统在单位时间内采集的数据不断增加，需要更快地将采集的数据从数据管理系统传输到图像重建系统。
一种数据传输方式是利用光纤进行数据传输。例如，中国专利CN100448402C公开一种基于光纤数据传输的CT滑环系统。中国专利CN100486525C公开了一种基于光纤数据传输的CT滑环系统。中国专利CN100448403C公开了一种计算机断层扫描成像设备的光信号传输系统。这些中国专利采用非接触式的光信号传输方法将数据管理系统采集到的数据传输到旋转部分外部。
另一种数据传输方式是利用电容耦合的方式进行数据传输。例如，美国专利US7079619公开了一种无线电电容耦合的方式进行数据传输。
现有的利用电容耦合进行数据传输的数据滑环系统中，由于发射天线需要绕旋转部分一周，而发射天线所用的材料比较昂贵，所以整个数据滑环系统的成本较高。并且，由于发射天线绕旋转部分一周，那么在360度范围内都会发出电磁波，从而会产生较高申磁干扰度(EMI)。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种数据滑环系统，用以降低该系统的成本。本发明还欲提出一种包括该数据滑环系统的CT设备。
因此，根据本发明一实施例，提供了一种数据滑环系统，用于CT设备的机架，所述机架包括旋转部分和静止部分，在旋转部分设置有一数据管理系统，在静止部分设置有一图像重建系统，其中，所述数据滑环系统包括一个设置在所述旋转部分的发射天线和复数个设置在所述静止部分的接收器；所述发射天线形成一圆心角小于360度的弧形，利用电磁耦合将来自数据管理系统的数据信号传送给所述接收器；所述接收器通过传输线将数据信号传送给所述图像重建系统。
从上述方案中可以看出，由于本发明实施例的数据滑环系统的发射天线为圆心角小于360度的弧形，从而较少了发射天线材料的使用，虽然比现有技术多了接收器，但由于发射天线材料远远比接收器价格昂贵，所以总体来说，降低了数据滑环系统的成本。并且，由于发射天线小于360度，不会在整个360范围内都发出电磁波，所以根据本发明实施例的方案还降低了电磁干扰度。
优选地，所述发射天线沿旋转部分的边沿布置，从而更靠近接收器，可以用更低的功率来完成数据信号的传送。
较佳地，所述接收器等间距地布置在静止部分的圆周上。在这种情况下，可以利用最短的(相邻接收器之间距离的最大值)发射天线来实现数据信号的传输。
根据一种实施方式，所述数据滑环系统包括两个接收器，所述发射天线形成一圆心角大于等于180度的弧形。
根据另一种实施方式，所述数据滑环系统包括三个接收器，所述发射天线形成一圆心角大于等于120度的弧形。
可选地，所述数据滑环系统还包括一个位置探测器，用于获取数据管理系统的位置信息，并提供给图像重建系统，以便图像重建系统来决定从哪个接收器接收数据信号、或者控制哪个接收器接收发射天线的数据信号。
所述接收器可以在CT设备工作期间一直开启。这样可以简化对接收器的开启/关闭的控制。
优选地，所述接收器在发射天线经过时开启，并且在发射天线不经过时关闭。通过对接收器的开启/关闭控制，能够节省接收器所耗费的电能。
本发明实施例还提供了灵活的控制方式来控制接收器的开启/关闭，例如所述接收器根据图像重建系统的控制而开启或者关闭，或者根据预先设定的时间开启或者关闭。
本发明的实施例还提供了一种CT设备，所述CT设备包括如上所述的数据滑环系统。由于采用了上述数据滑环系统，相应地也会降低整个CT设备的成本，并且同时还降低了CT设备中的电磁干扰度。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：
图1为根据本发明一实施例的数据滑环系统的示意图。
图2和图3为根据本发明另一实施例的数据滑环系统的示意图，其中，图2中第一接收器接收数据信号，图3中第二接收器接收数据信号。
图4为根据本发明再一实施例的数据滑环系统的示意图。
其中，附图标号如下：
10旋转部分 12数据管理系统 14传输线
16、18发射天线 20、22阻抗 24接地端
26第一接收器 28第二接收器 30传输线
32传输线 34传输线 36图像重建系统
38第一接收器 40第二接收器 42第三接收器
44传输线 46传输线 48传输线
50传输线
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。
图1示意性地显示了根据本发明一实施例的数据滑环系统。该数据滑环系统用于CT设备的机架，CT设备的机架包括旋转部分和静止部分10。在旋转部分10设置有一数据管理系统(DMS)；在静止部分设置有一图像重建系统(IRS)36。
数据滑环系统包括一个发射天线16、18和复数个接收器26、28，例如第一接收器26和第二接收器28。其中，发射天线16、18设置在机架旋转部分10，沿着旋转部分10的边沿布置，形成一圆心角小于360度的弧形。在图1所示的实施例中，发射天线16和18优选地形成一圆心角大于等于180度的弧形，准确地说是略微大于180度的弧形，以便在任何时候都能与至少一个接收器耦合，不会出现数据中断的情况，并且最大限度地节省材料。第一接收器26和第二接收器28等接收器设置在机架的静止部分，并且可以等间距地布置。发射天线16、18利用电磁耦合将来自数据管理系统12的数据信号传送给接收器26、28。
请继续参考图1，在CT设备的成像过程中，机架的旋转部分上设置的X射线管(图中未示出)发出X射线束，该X射线束穿过成像空间以及成像空间中的待检对象后，被设置在机架旋转部分的探测器阵列(图中未示出)接收，然后探测器阵列将信号传送给数据管理系统12。数据管理系统12对来自探测器阵列的信号进行放大、积分、模数转换(从模拟信号转换为数字信号)，然后通过传输线14将数字信号传送给发射天线16和18。发射天线16和18的一端通过传输线14与数据管理系统12相连接，另一端分别通过阻抗20和22与接地端24相连接。
在CT机架的静止部分布置有复数个接收器26、28。如图1所示的结构包括两个接收器，即第一接收器26和第二接收器28。发射天线16和18利用电磁耦合将来自数据管理系统12的数据信号传送给第一接收器26和第二接收器28。然后，第一接收器26或者第二接收器28分别通过传输线30、32将数据信号传送给图像重建系统36。
进一步，数据滑环系统还包括一位置探测器(图中未示出)和第三传输线34。位置探测器用于获取数据管理系统12的位置信息(例如投影角)，并通过第三传输线34将数据管理系统12的位置信息传送给图像重建系统36。图像重建系统36可以根据数据管理系统12的位置来选择从哪个接收器接收数据信号，或者控制哪个接收器用于当前的数据信号接收。
图2和图3显示了利用不同接收器接收数据信号的示意图。
如图2所示，机架的旋转部分10在X-Y平面内逆时针旋转，此时投影角为α1，发射天线16、18正进入能够被第一接收器26接收的范围。因此，从此时开始，发射天线经过第一接收器26并与其耦合，第一接收器26接收来自发射天线16、18的数据信号。第一接收器26在发射天线经过时(例如从投影角α1到投影角α2)开启。进一步，第一接收器26在发射天线不经过时(即两者没有耦合时，例如从投影角α2到投影角α1)关闭，从而能够减少第一接收器26的耗电。
如图3所示，此时投影角为α2，发射天线16、18正进入能够被第二接收器28接收的范围。因此，从此时开始，第二接收器28接收来自发射天线16、18的数据信号。第二接收器28在发射天线经过时(例如从投影角α2到投影角α1)开启。进一步，第二接收器28在发射天线不经过时(例如从投影角α1到投影角α2)关闭，从而能够减少第二接收器28的耗电。
在图2和图3所示的实施例中，可以由位置探测器来获取数据管理系统12的位置信息(例如投影角)，并提供给图像重建系统36，并由图像重建系统36根据数据管理系统12的位置控制第一接收器26或者第二接收器28开启或者关闭，或者图像重建系统36根据数据管理系统12的位置而决定从第一接收器26或者第二接收器28接收数据信号。
一方面，第一接收器26和/或第二接收器28可以根据图像重建系统36的控制而开启或者关闭。另一方面，第一接收器26和/或第二接收器28也可以根据预先设定的时间开启或者关闭，其中，预先设定的时间与数据管理系统12的位置信息相关，例如，与表示发射天线16和18经过第一接收器26的位置信息相关的时间内，第一接收器26被设置为开启，而与表示发射天线16和18不经过第一接收器26的位置信息相关的时间内，第一接收器26被设置为关闭。
图4显示了根据本发明再一实施例的数据滑环系统，该数据滑环系统包括第一接收器38、第二接收器40和第三接收器42等三个接收器，这三个接收器等间距地布置在机架静止部分的圆周上。在如图4所示的数据滑环系统中，发射天线16和18形成一圆心角大于等于120度的弧形，准确地说是略微大于120度的弧形，以便能保证在任何时候至少有一个接收器与发射天线耦合，并且最大限度地节省材料。
图4与图1至图3最大的不同在于，图4的数据滑环系统包括三个接收器，并且发射天线进一步缩短，从而进一步降低了发射天线的成本乃至数据滑环系统的成本。
对于图4中与图1至图3相同或者相似的内容，在此处不一一赘述。本领域技术人员根据说明书的上述描述，理应能够知晓没有具体描述的内容。
根据本发明的实施例，数据滑环系统可以包括复数个(不妨称为N个，N为大于等于2的自然数)接收器和一个圆心角小于360度的发射天线。优选地，这N个发射天线等间距地布置在静止部分的圆周上，那么，相应地发射天线形成以圆心角大于等于360/N度的弧形。
根据本发明的又一实施例，一种CT设备包括上述的数据滑环系统。由于采用了上述数据滑环系统，相应地也会降低整个CT设备的成本，并且同时还降低了CT设备中的电磁干扰度。
本发明公开了一种数据滑环系统，用于CT设备的机架，所述机架包括旋转部分和静止部分，在旋转部分设置有一数据管理系统，在静止部分设置有一图像重建系统，其中，所述数据滑环系统包括一个设置在所述旋转部分的发射天线和复数个设置在所述静止部分的接收器；所述发射天线形成一圆心角小于360度的弧形，利用电磁耦合将来自数据管理系统的数据信号传送给所述接收器；所述接收器通过传输线将数据信号传送给所述图像重建系统。本发明还公开了一种CT设备。通过上述技术方案，本发明降低了数据滑环系统的成本，还降低了电磁干扰度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种数据滑环系统，用于CT设备的机架，所述机架包括旋转部分(10)和静止部分，在旋转部分设置有一数据管理系统(12)，在静止部分设置有一图像重建系统(36)，其特征在于，
所述数据滑环系统包括一个设置在所述旋转部分(10)的发射天线(16，18)和复数个设置在所述静止部分的接收器(26，28；38，40，42)；所述发射天线形成一圆心角小于360度的弧形，利用电磁耦合将来自数据管理系统(12)的数据信号传送给所述接收器(26，28；38，40，42)；所述接收器(26，28；38，40，42)通过传输线将数据信号传送给所述图像重建系统(36)；所述发射天线形成的圆心角大于等于相邻的接收器之间形成的最大圆心角。
2.根据权利要求1所述的数据滑环系统，其特征在于，所述发射天线(16，18)沿旋转部分的边沿布置。
3.根据权利要求1所述的数据滑环系统，其特征在于，所述接收器(26，28；38，40，42)等间距地布置在静止部分的圆周上。
4.根据权利要求3所述的数据滑环系统，其特征在于，所述数据滑环系统包括两个接收器(26，28)，所述发射天线形成一圆心角大于等于180度的弧形。
5.根据权利要求3所述的数据滑环系统，其特征在于，所述数据滑环系统包括三个接收器(38，40，42)，所述发射天线形成一圆心角大于等于120度的弧形。
6.根据权利要求1所述的数据滑环系统，其特征在于，所述数据滑环系统还包括：
位置探测器，用于获取数据管理系统(12)的位置信息，并提供给图像重建系统(36)。
7.根据权利要求1所述的数据滑环系统，其特征在于，所述接收器(26，28；38，40，42)在CT设备工作期间一直开启。
8.根据权利要求1所述的数据滑环系统，其特征在于，所述接收器(26，28；38，40，42)在发射天线经过时开启，并且在发射天线不经过时关闭。
9.根据权利要求8所述的数据滑环系统，其特征在于，所述接收器(26，28；38，40，42)根据图像重建系统(36)的控制而开启或者关闭，或者根据预先设定的时间开启或者关闭。
10.一种CT设备，包括如权利要求1-9中任一项所述的数据滑环系统。
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