CN104661421A - 转子及具有该转子的旋转单元和计算机断层造影设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种计算机断层造影设备的转子，所述转子包括用于机械地固持电气元件的可旋转机械支承框架和用于与计算机断层造影设备的电气元件电连接的电连接元件，其中，所述电连接元件被布置在至少一个背板总线中。此外，本发明还涉及具有该转子的旋转单元和计算机断层造影设备。

Description

转子及具有该转子的旋转单元和计算机断层造影设备

技术领域

本发明涉及一种计算机断层造影设备的转子，所述转子具有用于机械地固持电气元件的可旋转机械支承框架和用于与计算机断层造影设备的电气元件进行电连接的电连接元件，其中，所述电连接元件布置在至少一个背板总线内。此外，本发明涉及具有该转子的旋转单元和计算机断层造影设备。

背景技术

在本发明的主要应用领域成像医学技术中，经常使用计算机断层造影设备。计算机断层造影设备基本上包括静止部分和旋转或可旋转部分，其中可旋转部分具有拍摄系统，所述拍摄系统包括被固定在可旋转安装的支架上的至少一个辐射源和探测器。这样的可旋转支架或转子包括便于患者或检查对象通过的穿透开口以及通常静止的支承框架和可旋转的支承框架，以便对转子的、尤其是拍摄系统的电气元件进行固定、例如旋紧。

在应用这种设备的情况下，必须在非常短的时间内采集非常大量的测量数据，传递至图像重建单元，并且继续处理以便重建期望的图像。此外已知的是，在计算机断层造影的情况下，在带有连续旋转部分的CT(计算机X射线断层摄影术)系统中，必须既在计算机断层造影设备的静止部分和可旋转部分之间又在旋转部分的不同部件之间传输电功率和电信号。在此，在计算机断层造影设备的可旋转部分或转子上布置的部件、例如X射线管和X射线辐射探测器需要电能供应。通常在此借助滑动接触来传输高电功率，相较而言，就像在探测器数据或时间信号和/或控制信号的数据传输中所使用的电信号那样，通常借助非接触的数据传输、例如电容的或光学的传递手段来传递电信号。总而言之，在CT设备的机架的静止部分和旋转部分之间一方面发生巨大的能量传输，另一方面发生频繁的数据交换。

现有计算机断层造影设备通常具有多个滑环(Schleifring)，尤其用于从计算机断层造影设备的静止部分向旋转部分传输能量，其中至少一个能量传输段被设置用于辐射源。在这样的滑环上已经实现了多个与部分固定的电缆线路和插入元件的电连接。此外，这种计算机断层造影设备的转子的多种电气元件、例如探测器或辐射源通常安装、例如旋紧在设备的旋转部分上，其中，借助导线、例如借助电缆将不同的部件彼此连接或者连接至各个供能接口或数据接口。在此，借助电缆夹或电缆扎带(Kabelbinder)将电缆或导线这样固定在旋转部分上，使得导线或线缆连接即使在旋转状态下受到离心力的影响时也是稳定的。为此，尤其需要在旋转部分上实现附加或辅助的锚定点(Verankerungspunkt)。例如通过由金属层构成的、具有专门用于线缆扎带的容纳部的特定装置来实现附加的固定点，其中该装置被旋紧在旋转部分上。

此外，在位于计算机断层造影设备的旋转部分上的不同部件之间的功率传输以及一般的信号传输也部分地通过在各个电缆和部件之间的插接(Steckverbindung)来实现。然而，尤其在旋转系统中，由于作用在部件上的离心力和电缆的部分的可移动性，这种类型的连接仅在某些情况下是有利的。尤其在速度较高或速度变化的情况下，这种电连接特别在传输高的电功率时出现稳定性和耐用性的问题。因此，必须定期地检验或检修该连接。此外，所应用的电缆连接需要很多价格持续上涨的材料、尤其是铜，从而提高整体成本。因此，每个额外地安装(aufbringen)在旋转部分上的部件都增加了电缆的数量、材料成本以及设备的重量。即使通过已经存在的电缆和电缆锚定装置在旋转部分上集成新部件也非常麻烦。最后必须麻烦地单独安装和固定电缆连接。在维修情况下、例如在更换部件的情况下，必须首先单独地拆卸该部件，然后再重新安装，这延长了工作时间。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种医学成像设备、尤其是一种计算机断层造影设备，其中简化对电气元件的电接触。由此还应该能够这样实现在医学成像设备的静止部分和旋转部分的部件之间以及在旋转部分的部件彼此之间实现巨大的能量和信号传输，从而简单地设置在转子内部和从计算机断层造影设备的转子到静止部分的能量或信号传输，并且简化转子的电气元件的装配、拆卸或更换。

根据本发明，通过一种计算机断层造影设备的转子以及带有所述转子的旋转单元和计算机断层造影设备来解决，所述转子包括：

-用于机械地固持电气元件的可旋转的机械支承框架，和

-用于与所述电气元件电接触的电连接元件，

其中，所述电连接元件被布置在至少一个背板总线中。

因此，本发明的思想是，通过至少一个共同的背板总线来代替所有的或者至少大部分的电缆和插入元件，所述电缆和插入元件通常应用于转子中，以便实现转子的电气元件的电接触。各个电气元件这样被改造，即，通过电气元件在转子上的固定既形成机械连接又形成至少一个电连接。在此，该电连接允许尤其至少一个能量或信号传输。

根据本发明提供一种转子，其包括用于机械固持或固定电气元件的可旋转的机械支承框架、至少一个背板总线以及用于与电气元件进行电连接的电连接元件，其中，所述电连接元件被布置在所述至少一个背板总线内。借此，在转子上可以优选直接地或至少无需松散的电缆就能实现转子的电气元件的至少部分电接触、优选地实现电气元件彼此之间的电接触和/或电气元件与外部部件的电接触。由此节约电缆以及插接元件，并且因此节约了材料。

有利地，可旋转部分的部件具有相应的接口，所述接口如此构造，使得直接地或至少无需松散的电缆就能与电连接元件连接。这种接口例如可以被构造为插孔或插头装置。因此，相应构造的电气元件可以以简单的方式与电连接元件相连。电连接元件尤其包括电引线。这种电引线优选地被设计用于传输信号和/或功率。这些电连接元件优选地至少单侧地连接至医学成像设备的可旋转部分的至少一个电气元件，或者优选地构成在医学成像设备的可旋转部分的至少两个部件之间的至少一个电连接。优选地，这些电连接元件在医学成像设备的可旋转部分的至少两个部件之间形成多个电连接。这些电连接元件优选地集成在背板总线中。由此，简化了各个电气元件的安装、拆卸和/或更换。因此也不必设置用于将电缆机械固定在转子上的附加的锚定点，从而既节省空间又减轻重量和节约材料。

根据按照本发明的转子的有利扩展形式，电连接元件被构用于信号和/或能量传输。将例如图像数据和例如控制数据都理解为信号。因此，可以考虑使电气元件的电接触与固定所述部件的机械手段相互独立的方案。

提供转子的另一有利扩展形式，使得转子包括至少两个背板总线。在此，优选地在第一背板总线中布置用于信号传输的电连接元件，而在第二背板总线中优选地设置用于能量传输的电连接元件。优选地，第一背板总线可以被主要构造用于图像数据传输和/或控制数据传输。也可以有利地设置其他背板总线，用于图像数据传输、控制数据传输或其他电信号传输。因此，实现不同传输的物理划分，从而可以在各个背板总线上有针对性地、彼此独立并且不同地制造相应的电连接元件。因此，可以根据传输路径为不同背板总线或用于不同导线和/或接口并且根据所设置的功能选择相应的不同标准和质量。因此，简化各个背板总线的制造，并且同时实现功能分化。其中一个背板总线优选地安装在另一背板总线的侧面，优选地固定在所述另一背板总线上。备选地，至少两个背板总线构成一个单元，或彼此集成地或一体式地构造。

提供转子的又一有利扩展形式，使得至少一个背板总线具有开口，用于与电气元件进行电接触的电连接元件在该开口中，并且可触及该开口。例如，所述开口是非穿透开口，其中，电连接元件优选地设置在开口的底部和/或边缘。优选地，与转子的电气元件的至少一个部分形状匹配地构造开口的外部轮廓。例如，所述开口是穿透开口，其这样布置和构造在背板总线中，使得所述开口实现用于与其他背板总线的电连接元件进行接触的通道。

提供转子的又一有利扩展形式，使得计算机断层造影设备的至少一个背板总线和电气元件布置在转子的可旋转机械支承框架的对置侧上。借此，电气元件的机械固定和其敷设电缆在位置上发生分离，从而可以在通过至少一个背板总线进行部件的电连接的过程中优化部件的机械支撑。优选地，所述至少一个背板总线固定在可旋转机械支承框架上，优选地固定在可旋转机械支承框架的一侧上。

背板总线可以这样布置在可旋转机械支承框架上，使得待接触的电气元件被布置在可旋转机械支承框架的一侧的范围内，而背板总线布置在另一侧的范围内。

提供转子的又一有利扩展形式，使得可旋转支承框架具有用于至少一个电气元件的至少一个穿透开口，这样布置所述开口，使得用于与电气元件进行电接触的电连接元件是可接触的。优选地构造至少一个穿透的开口，以便容纳电气元件。容纳部优选地被这样构造，使得当容纳部固定在可旋转机械支承框架上时，该容纳部与电气元件的至少一部分进行形状配合的连接。因此，电气元件在可旋转机械支承框架上的安装被简化，并且改进了电气元件尤其在旋转状态下的固定。借此还使得对电气元件的固定和对电气元件的电接触可以相互独立地进行。例如，可旋转机械支承框架具有多个穿透的开口，在所述开口中可以布置和固定不同的电气元件，其中，电气元件面向背板总线的一侧被构造用于与电连接元件进行电接触。优选地，转子具有用于每个固定于转子上的电气元件的开口、优选穿透的开口。因此，所有电气元件可以以相同的原理机械地固定在可旋转机械框架上，并且电连接在至少一个背板总线上。

提供转子的又一有利扩展形式，使得电连接元件包括至少一个插孔和/或至少一个插头，用于与至少一个部件以插接的形式进行电连接。有利地，电连接元件具有用于与至少一个部件进行电连接的插孔和/或插头装置。由此实现简单稳定的接触。

提供转子的又一有利扩展形式，使得在背板总线上设置至少一个插孔和/或至少一个插头和/或插孔装置和/或插头装置。优选地，所述至少一个插孔和/或至少一个插头和/或插孔装置和/或插头装置被布置于在至少一个背板总线上的开口的底部。转子优选地具有两个背板总线，并且所述至少一个插孔和/或至少一个插头布置于第一背板总线上，其中，另一背板总线具有穿透的开口，由此使得所述至少一个插孔和/或至少一个插头能通过所述开口与至少一个部件电连接。

提供转子的又一有利扩展形式，使得通过各个电气元件与转子的机械连接来进行在电气元件和至少一个背板总线的各个电连接元件之间的电连接。借此实现电气元件在其被机械地安装和固定在转子上的同时还实现了电连接。因此避免后续的电连接，从而显著地简化部件的安装。

提供转子的又一有利扩展形式，使得至少一个背板总线包括滑环，其中，所述至少一个滑环与至少一个背板总线的至少一个电连接元件进行电连接。优选地，滑环安装在至少一个背板总线远离转子的电气元件的侧面上。借助滑环可以进行在计算机断层造影设备的转子部分和静止部分之间的能量传输和/或信号传输。滑环优选地集成在至少一个背板总线中，并且与该背板总线形成一个单元。

此外，本发明涉及一种具有这样的转子的计算机断层造影设备的旋转单元。

最后，本发明涉及一种计算机断层造影设备，所述计算机断层造影设备优选地具有带有该转子的可翻转的旋转单元。

附图说明

在所附的示意图中示出本发明的实施例。在附图中，用相同的附图标记来表示相同的或功能相同的元件。附图中的描述是示意性的，而不是严格成比例的。关于装置和计算机断层造影设备，下文中并不限制一般性，仅看作为理解本发明所需。在附图中：

图1示出计算机断层造影设备的可翻转转子的示意图，所述可翻转转子具有静止框架和用于对电气元件进行机械固持的可旋转机械框架以及在所述可旋转机械框架的侧面安装的背板总线，

图2示出转子的示意图，所述转子具有静止框架和用于对电气元件进行机械固持的可旋转机械框架以及在所述机械框架的侧面安装的、具有集成式电连接元件的背板总线，以及

图3示出垂直于系统轴心线B的图2中的转子的示意性部分截面图。

具体实施方式

图1示出计算机断层造影设备的可翻转转子1的示意图，所述可翻转转子具有静止的机械框架2/1、在轴承上作为电气元件3的机械固持件的可旋转的机械框架2/2、以及在可旋转的机械框架2/2的侧面所安装的背板总线4。在此，转子1相对于静止部分6围绕轴A可翻转地支承。可旋转的机械框架2/2具有不同的穿透开口7，所述穿透开口被构造用于容纳不同的电气元件3。此外，可旋转的机械框架2/2还具有固定面8，所述固定面例如围绕用于容纳电气元件3的穿透开口地构造。背板总线4包括电连接元件5，用于电气元件3的电接触。特别地，背板总线4包括集成在背板总线4中的电引线以及在此例如被构造为插孔装置或插接装置的接口9，所述接口被这样布置在背板总线4的一侧，从而使得能够从可旋转机械支承框架2/2的远离背板总线4的一侧通过穿透的开口7触及所述接口。特别地，可旋转的机械支承框架2/2具有不同造型的穿透开口，所述穿透开口被构造用于部分地形状配合地容纳不同的电气元件3。在本示例中示出部件3、例如处于装配状态下的X射线源。

图2示出转子1的示意性的部分示图，所述转子具有静止的框架2/1和用于机械固持电气元件3的可旋转的机械框架2/2以及具有集成式的电连接元件5的安装在可旋转的机械框架2/2侧面的背板总线4。可旋转的机械支承框架2/2具有用于容纳电气元件3的穿透开口7和带有用于与电气元件3电接触的多个接口9的背板总线4，其中，可旋转的机械支承框架2/2的穿透开口7和电连接元件5的接口9这样相对布置，使得可以从可旋转的机械支承框架2/2的远离背板总线的一侧通过所述穿透开口7触及电连接元件的接口9。在此情况下仅仅部分地示出静止机械支承框架2/1和可旋转支承框架2/2，以便可以看到背板总线4。在此，背板总线4从一侧固定在可旋转机械支承框架2/2的侧面。在背板总线4中，电连接元件5的引线被示意性地并且仅仅示例性通过虚线示出。在未示出的示例中，转子1具有第二背板总线，所述第二背板总线与第一背板总线4相连接，其中，在两个背板总线中构造不同功能的电连接元件。

图3示例性地并且简化地示出根据图1的垂直于转子1系统轴B的转子1的截面图。在此，仅仅示出截面图的位于系统轴B上方的部分。在静止的机械框架2/1和可旋转的机械支承框架2/2之间布置轴承12，所述轴承允许可旋转的机械支承框架2/2相对于静止框架2/1旋转。此外示出了在可旋转的支承框架2/2中安装的部件3，所述部件通过例如插接10与背板总线4的电连接元件5相连。此外，背板总线4的背侧具有四个带有滑环轨道(Schleifringbahn)11的滑环，所述滑环例如可以与对置布置的、未示出的静止电刷电连接。

Claims (14)

1.一种计算机断层造影设备的转子(1)，所述转子包括：

-用于机械地固持电气元件(3)的可旋转的机械支承框架(2/2)，和

-用于与所述电气元件(3)电接触的电连接元件(5)，

其中，所述电连接元件(5)被布置在至少一个背板总线(4)中。

2.根据权利要求1所述的转子(1)，其中，所述电连接元件(5)被构造用于信号传输和/或能量传输。

3.根据权利要求1或2所述的转子(1)，所述转子包括至少一个第二背板总线(4)，其中，在第一背板总线(4)中布置用于信号传输的电连接元件(5)，并且在另一背板总线(4)中布置用于能量传输的电连接元件(5)。

4.根据上述权利要求中任一项所述的转子(1)，其中，至少一个背板总线(4)具有用于至少一个电气元件(3)的至少一个穿透的开口(7)，所述开口被这样布置，使得用于与所述电气元件(3)电接触的电连接元件(5)是可触及的。

5.根据上述权利要求中任一项所述的转子(1)，其中，所述至少一个背板总线(4)和所述电气元件(3)被布置在所述可旋转的机械支承框架(2/2)的对置侧上。

6.根据上述权利要求中任一项所述的转子(1)，其中，所述可旋转的机械支承框架(2/2)具有用于至少一个电气元件(3)的至少一个穿透的开口(7)，所述开口被这样布置，使得用于与所述电气元件(3)电接触的电连接元件(5)是可触及的。

7.根据权利要求5或6所述的转子(1)，其中，为每一个所述电气元件(3)设置一个所述开口(7)。

8.根据上述权利要求中任一项所述的转子(1)，其中，所述电连接元件(5)包括至少一个插孔和/或至少一个插头，以便与所述电气元件(3)中的至少一个以插接的方式进行连接。

9.根据权利要求8所述的转子(1)，其中，所述至少一个插孔和/或所述至少一个插头被布置在所述至少一个背板总线(4)上。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的转子(1)，其中，在所述电气元件(3)和所述电连接元件之间的电连接通过各个所述电气元件(3)与所述转子(1)的机械连接来实现。

11.根据上述权利要求中任一项所述的转子(1)，所述转子包括至少一个滑环，其中，所述至少一个滑环与所述背板总线(4)的至少一个电连接元件电连接。

12.根据权利要求11所述的转子(1)，其中，所述滑环和所述至少一个背板总线(4)构成单元。

13.一种计算机断层造影设备的旋转单元，其具有根据权利要求1至12中任一项所述的转子(1)。

14.一种计算机断层造影设备，其具有根据权利要求1至12中任一项所述的转子(1)。