CN116196023A - 架台装置以及x射线ct装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种架台装置以及X射线CT装置。实施方式的架台装置包括旋转部、固定部以及PLC单元。PLC单元包括设置在旋转部的旋转部PLC单元和设置在固定部的固定部PLC单元，旋转部上设置有滑环或电刷中的一方，固定部上设置有滑环或电刷中的另一方，滑环和电刷通过滑动接触将固定部的电力向旋转部传输，PLC单元通过与滑环和电刷连接使旋转部与固定部进行通信，旋转部PLC单元和固定部PLC单元中的至少一方，以至少两个接触点与滑环连接。通过本发明，可以稳定旋转部与固定部之间数据传输的速率。

Description

架台装置以及X射线CT装置

技术领域

本发明的实施方式涉及一种架台装置以及X射线CT装置。

背景技术

现有技术中，已知一种通过架台装置对载置在寝台装置上的被检体进行拍摄的X射线CT(Computed Tomography)装置，该X射线CT装置一边使一对X射线产生器和检测器绕被检体高速旋转，一边对拍摄的数据进行重构以生成被检体的断层图像。X射线CT装置包括搭载X射线产生器和检测器的旋转部，以及以可旋转地方式支撑旋转部的固定部。为了将旋转部上检测器检测到的数据传输到固定部上，需要实现旋转部与固定部之间的数据传输。现有技术中，已知一种利用PLC(Power Line Communication：电力线通信技术)进行通信的技术。PLC通信是通过将X射线CT装置上的滑环和电刷作为通信路径的方式来实现的。

然而，由于滑环为环形的，因此数据信号从流入滑环的接触点到从滑环流出的接触点可以沿两个不同的路径进行传输，即沿顺时针行进的传输路径以及沿逆时针行进的传输路径。由于旋转部的旋转，当电刷、滑环的相对位置产生变化时，两个传输路径的长度也会改变，这会导致沿不同传输路径传输的数据信号在到达接收侧时产生相位差，当相位相差过大时，各路径的信号会完全抵消，由此影响数据的传输速度。

发明内容

本发明提供一种保证旋转部与固定部之间数据传输的速率及稳定性的架台装置以及具有该架台装置的X射线CT装置。

实施方式的架台装置，包括：旋转部；固定部，其以可旋转的方式支撑所述旋转部；以及PLC单元，其包括设置在所述旋转部的旋转部PLC单元和设置在所述固定部的固定部PLC单元，所述旋转部上设置有滑环或电刷中的一方，所述固定部上设置有滑环或电刷中的另一方，所述滑环和所述电刷通过滑动接触将所述固定部的电力向所述旋转部传输，所述PLC单元通过与所述滑环和所述电刷连接使所述旋转部与所述固定部进行通信，其中，所述旋转部PLC单元和固定部PLC单元中的至少一方，以至少两个接触点与所述滑环连接。

另一实施方式的X射线CT装置包括：上述的架台装置。

通过本发明，通过调节PLC单元与滑环以及电刷的连接方式，缩小不同传输路径之间的路径差，将旋转部与固定部之间的通信信号衰减的中心频率增大到比PLC单元的工作频率大的值，可以改善PLC通信时的多径效应的影响，从而保证旋转部与固定部之间数据传输的速率及稳定性。

附图说明

图1是表示第一实施方式所涉及的X射线CT装置的结构的一个例子的示意图；

图2是表示从前方观察第一实施方式所涉及的X射线CT装置的架台装置时的平面示意图；

图3是表示现有技术所涉及的X射线CT装置通过PLC单元传输数据的示意图；

图4是表示本发明第一实施方式所涉及的X射线CT装置的PLC单元与滑环、电刷之间的连接示意图；

图5是表示本发明第二实施方式所涉及的X射线CT装置的PLC单元与滑环、电刷之间的连接示意图；

图6是表示本发明第三实施方式所涉及的X射线CT装置的PLC单元与滑环、电刷之间的连接示意图。

具体实施方式

以下，参照附图，对实施方式的架台装置及X射线CT装置进行说明。另外，在各图中，对同一结构标注相同符号。另外，有时为了便于说明，将结构适当地放大、缩小或省略地表示。

(第一实施方式)

图1是表示第一实施方式所涉及的X射线CT装置1的结构的一个例子的示意图。

在第一实施方式中，如图1所示，将旋转部11的旋转轴线方向或寝台装置30的顶板33的长度方向定义为Z轴方向，将与Z轴方向正交并与地面水平的轴方向定义为X轴方向，将与Z轴方向正交且与地面垂直的轴方向定义为Y轴方向。图1中X轴箭头朝向的方向相当于架台装置10的右侧(右方)，与上述相对的即为左侧(左方)。Z轴箭头朝向的方向相当于架台装置10的后侧(或后方)，相对架台装置10设置寝台装置30的一侧为前侧(前方)。Y轴箭头朝向的方向相当于架台装置10的上侧(上方)，与上述相对的即为下侧(下方)。

如图1所示，X射线CT装置1例如具有架台装置10、寝台装置30以及控制台装置40。架台装置10例如具有旋转部11以及固定部12等。

旋转部11是在中央形成有开口13的外周形状为圆筒状的框体(框架)。开口13是在拍摄时输送被检体的空间。开口13从架台装置10的前侧贯穿到后侧。旋转部11上安装并固定有多个设备，例如，X射线产生器20、X射线高压装置21及检测器22。安装于旋转部11的各设备可以通过固定单元等固定于旋转部11以充分耐受高速旋转。从安全方面等观点出发，安装或固定有各设备的旋转部11收纳于圆筒状的壳体。

固定部12设置在旋转部11的后侧。固定部12由从地面延伸的直立框架以可倾斜的方式支撑。固定部12以可旋转的方式支撑旋转部11。

X射线产生器20例如具有X射线管14、楔形件15以及准直器16。X射线管14是通过施加来自X射线高压装置21的高压来生成X射线的真空管。从X射线管14照射的X射线通过楔形件15和准直器16，然后穿过被检体P到达检测器22。

楔形件15是用于调节从X射线管14照射的X射线剂量的滤光器。例如，楔形件15是衰减从X射线管14照射的X射线以使得从X射线管14照射到被检体P的X射线具有预先设定的分布的滤光器。例如，楔形件15通过加工铝来形成。

准直器16用于缩小透过楔形件15的X射线的照射范围，有时也称为X射线可动光阑。准直器16通过例如由多个铅板等组合形成的狭缝来缩小X射线的照射范围。

检测器22例如具有X射线检测部17和DAS(Data Acquisition System：数据采集系统)18。X射线检测部17检测穿过被检体P的X射线并将其转换为与该X射线剂量对应的电信号。例如，X射线检测部17具有X射线检测元件列,该X射线检测元件列是由多个X射线检测元件沿以X射线管14的焦点为中心的一个圆弧在通道方向上排列而成的。此外，X射线检测部17具有多个X射线检测元件列在与通道方向正交的切片方向上排列的结构。

此外，X射线检测部17例如具有栅格、闪烁体阵列以及光学传感器阵列。栅格配置在闪烁体阵列的X射线入射侧的表面上，并且包括具有吸收散射X射线的功能的X射线遮蔽板。栅格有时也被称为准直器(一维准直器或二维准直器)。闪烁体阵列由多个闪烁体排列而成。各闪烁体都具有输出与入射X射线剂量相对应的光子量的光的闪烁体晶体。光学传感器阵列由多个光学传感器排列而成。各光学传感器用于转换成与从闪烁体输出的光的光量相应的电信号。X射线检测部17可以具有包括将入射的X射线直接转换为电信号的半导体元件的结构，来代替上述闪烁体和光学传感器的结构。

DAS(Data Acquisition System：数据采集系统)18例如具有放大电路、模数转换电路、数据传输电路等。从X射线检测部17的各X射线检测元件输出的电信号被放大电路放大后，通过模数转换电路从模拟信号转换为数字信号，并生成检测数据。

寝台装置30是载置作为X射线拍摄对象(扫描对象)的被检体P并使其移动的装置。寝台装置30例如具有基台31、寝台驱动装置32、顶板33和支撑框架34。基台31是以能够在竖直方向(Y轴方向)上移动的方式支撑支撑框架34的箱体。寝台驱动装置32是使载置有被检体P的顶板33沿顶板33的长轴方向(Z轴方向)移动的马达或致动器。设置在支撑框架34上部的顶板33是载置被检体P的板。另外，除了使顶板33移动之外，寝台驱动装置32还可以使支撑框架34沿顶板33的长轴方向(Z轴方向)移动。此外，寝台驱动装置32可以与寝台装置30的基台31一起移动。

控制台装置40具有例如存储器41、显示器42、输入接口43、网络连接电路44和处理电路45。控制台装置40可以与架台装置10分开，或者架台装置10可以包括控制台装置40的结构要素的一部分或全部。此外，虽然以下假设控制台装置40作为单个控制台执行所有功能来进行说明，但是这些功能可以通过使用多个控制台来实现。

存储器41可以存储例如由X射线CT装置1获取的检测数据、投影数据、重构图像、CT图像等。

显示器42显示各种信息。例如，显示器42输出由处理电路45生成的医用图像(CT图像)、用于接收来自用户的各种操作(例如动作模式的指示)的图形用户界面等。此外，显示器42也可以设置在架台装置10上。

输入接口43接收来自用户的各种输入操作，并将与接收到的输入操作相关的信息输出到处理电路45。例如，输入接口43接收X射线CT装置1的动作模式的输入。此外，输入接口43可以设置于架台装置10。

网络连接电路44安装与网络的形态相应的各种信息通信用协议。网络连接电路44根据各种协议连接X射线CT装置1和图像服务器等其他机器。

处理电路45控制X射线CT装置1整体的动作。处理电路45通过例如硬件处理器执行存储在存储器41中的程序来实现这些功能。

控制台装置40可以与架台装置10分开，或者架台装置10可以包括控制台装置40的结构要素的一部分或全部。

架台装置10的控制装置19例如具有设置在控制基板上的处理器、存储电路以及马达和致动器等驱动机构。控制装置19具有接收来自控制台装置40或架台装置10的输入信号以控制架台装置10和寝台装置30的功能。例如，基于接收到的信号，控制装置19执行控制以使旋转部11旋转、执行控制以使架台装置10倾斜、以及执行控制以使寝台装置30的顶板33动作。控制装置19可以设置于架台装置10或控制台装置40。

为了对架台装置10进行供电，架台装置10上还需要具有用于电量传输的装置。

图2是表示从前方(Z轴方向)观察第一实施方式所涉及的X射线CT装置1的架台装置10时的平面示意图。

如图2所示，在本实施方式中，在固定部12与旋转部11之间，设置有圆环形的滑环51，滑环51固定在旋转部11的外周侧，滑环51与旋转部11的相对位置固定，滑环51可以随着旋转部11的旋转而旋转。滑环51与旋转部11上的各个部件电连接，各个部件例如为X射线产生器20、检测器22等。

在固定部12与旋转部11之间，还设置有电刷52，电刷52固定在固定部12的内周侧，电刷52与固定部12的相对位置固定，电刷52为与滑环51滑动接触地接触体。

在本实施方式中，外部电源25通过与固定部12的电刷52电连接的方式向架台装置10进行供电。滑环51以及电刷52通过滑动接触将固定部12的电力向旋转部11进行传输。

另外，虽然在接下来的说明中，以滑环51设置在旋转部11上、电刷52设置在固定部12上为例进行了说明，但是并不以此进行限定，也可以将滑环51与电刷52的安装位置互换。即可以将电刷52设置在旋转部11上、将滑环51设置在固定部12上。也就是说，只要在旋转部11上设置有滑环51或电刷52中的一方，在固定部12上设置有滑环51或电刷52中的另一方即可。

为了实现架台装置10的旋转部11以及固定部12之间的数据通信，架台装置10上还需要具有用于数据传输的装置。

在本实施方式中，数据传输可以借助用于电力传输的滑环51以及电刷52来进行。如图2所示，为了实现旋转部11上的部件与固定部12上的部件之间的数据传输，架台装置10上还设置有PLC(Power Line Communication：电力线通信)单元53。

在以下的说明中，参照图2，以滑环51设置在旋转部11上，电刷52设置在固定部12上为例进行说明。

在本实施方式中，旋转部11与固定部12之间的数据通信通过滑环51、电刷52、PLC单元53实现。

PLC单元53包括旋转部PLC单元54以及固定部PLC单元55。旋转部PLC单元54设置在旋转部11上，旋转部PLC单元54与滑环51相连，旋转部PLC单元54用于发送和接收以PLC信号形式存在的数据。固定部PLC单元55设置在固定部12上，固定部PLC单元55与电刷52相连，固定部PLC单元55用于发送和接收以PLC信号形式存在的数据。

通过旋转部PLC单元54，滑环51以与电量传输并行地方式将以PLC信号形式存在的数据信号传输到电刷52或从电刷52接收以PLC信号形式存在的数据信号。

通过固定部PLC单元55，电刷52以与电量传输并行地方式将以PLC信号形式存在的数据信号传输到滑环51或从滑环51接收以PLC信号形式存在的数据信号。

通过滑环51、电刷52、以及包括旋转部PLC单元54、固定部PLC单元55的PLC单元53，可以实现旋转部11与固定部12之间双向地数据传输。也就是说，PLC单元53通过与滑环51和电刷52连接使旋转部11与固定部12进行通信。

图3是表示现有技术所涉及的X射线CT装置1通过PLC单元传输数据的示意图。

在现有技术中，如图3所示，滑环510从接触点E1接收从旋转部PLC单元540传入的数据信号，电刷520从接触点E2接收从滑环510传入的数据信号并将该数据信号传输到固定部PLC单元550。由于滑环510为环形的，因此数据信号从接触点E1到接触点E2可以沿两种不同的路径进行传输，即沿顺时针行进的传输路径以及沿逆时针行进的传输路径。由于旋转部的旋转，当电刷520、滑环510的相对位置产生变化时，两个传输路径的长度也会改变，当两个传输路径的长度相差过大时，会导致对传输速度产生影响的多径效应的发生。

多径效应是指：由于不同路径之间存在路径差，当数据信号沿不同的路径传输时，达到接收侧的时间是不同的。当路径差过大时，由于信号到达接收侧时的相位不同，会导致数据信号在接收侧叠加时发生信号衰减，当相位差为180°时，各路径的信号会完全抵消。

根据波长等于波速除以频率，可得旋转部与固定部之间的通信信号衰减的中心频率(相位差为180°时的频率)与不同传输路径之间的路径差成反比。当不同传输路径之间的路径差变小的时候，通信信号衰减的中心频率(相位差为180°时的频率)增大。

在本实施方式中，为了减少多径效应对信号的影响，通过缩小不同传输路径之间的路径差，将旋转部与固定部之间的通信信号衰减的中心频率增大到比PLC单元的工作频率(一般为1.8-80MHz)大的值，就可以减少多径效应对信号的影响。也就是说，在旋转部PLC单元与固定部PLC单元之间的不同传输路径之间的路径差为最大值的情况下，旋转部与固定部之间的通信信号衰减的中心频率大于PLC单元的工作频率，就可以减少多径效应对信号的影响。

图4是表示本发明第一实施方式所涉及的X射线CT装置的PLC单元与滑环、电刷之间的连接示意图。

在本实施方式中，为了缩小不同传输路径之间的路径差，旋转部PLC单元通过多条路径与滑环连接。具体地，X射线CT装置的旋转部与固定部之间的通信通过一个滑环51、一个电刷52以及旋转部PLC单元54、固定部PLC单元55实现。

如图4所示，本实施方式中，旋转部PLC单元54通过三条线缆LA1、LA2、LA3与滑环51连接，三条线缆LA1、LA2、LA3与滑环51连接的接触点分别为A1、A2、A3，三个接触点A1、A2、A3在滑环51的圆周方向上错开。也就是说，旋转部PLC单元54通过三个接触点A1、A2、A3与滑环51连接。

固定部PLC单元55通过一条线缆LA4与电刷52连接，电刷52与滑环51通过接触点A4滑动连接。

在本实施方式中，当旋转部PLC单元54发送信号，固定部PLC单元55接收信号时，接触点A1、A2、A3相对于滑环51作为发送侧，接触点A4相对于滑环51作为接收侧，当固定部PLC单元55发送信号，旋转部PLC单元54接收信号时，接触点A1、A2、A3相对于滑环51作为接收侧，接触点A4相对于滑环51作为发送侧。

以下，以接触点A1、A2、A3作为发送侧，接触点A4作为接收侧为例进行说明。

当旋转部向固定部发送数据时，旋转部PLC单元54将数据信号通过线缆LA1、LA2、LA3向滑环51传输，滑环51在作为发送侧的接触点A1、A2、A3分别接收旋转部PLC单元54的数据信号，并使该数据信号沿圆环形的滑环51朝作为接收侧的接触点A4进行传输。数据信号从接触点A1、A2、A3到接触点A4均可以沿两种不同的路径进行移动，即沿滑环51的顺时针方向以及沿滑环51的逆时针方向移动。

由于滑环51上存在有阻抗，因此信号会优选最近的路径进行传输。当滑环51与电刷52之间的相对位置处于图4中所示的情况时，作为接收侧的接触点A4会接收到从接触点A1沿顺时针发送的数据信号，以及从接触点A3沿逆时针发送的数据信号，也就是说，接触点A4从距离自己最近的两个接触点A1、A3接收信号。

由于各个接触点A1、A2、A3在滑环51上的位置错开，因此从接触点A1沿顺时针方向传输到接触点A4的传输路径与从接触点A3沿逆时针方向传输到接触点A4的传输路径之间的路径差比较小。并且，即使滑环51上的作为发送侧的接触点A1、A2、A3与电刷52的作为接收侧的接触点A4之间的相对位置发生变化，作为接收侧的接触点A4也只会接收到距离自己最近的作为发送侧的接触点的信号，因此不同传输路径之间的路径差不会很大。

当不同传输路径之间的路径差较小时，旋转部与固定部之间的通信信号衰减的中心频率会变大。因此，根据上述实施方式，通过在滑环51上设置与旋转部PLC单元54连接的更多的接触点，可以将旋转部与固定部之间的通信信号衰减的中心频率增大到比PLC单元的工作频率大的值，达到降低信号衰减，减少多径效应对信号传输速度影响的效果。

另外，为了更好的降低信号衰减，以及更大程度地减少多径效应对信号传输速度的影响，需要对旋转部PLC单元54与滑环51的接触点的位置进行合适的设定。

为了最大程度的缩小不同传输路径之间的路径差，优选地，需要将滑环51上的作为发送侧的接触点设置在将滑环51等分的位置处，此时，降低信号衰减以及减少多径效应对信号传输速度的影响的效果最好。

如图4所示，在本实施方式中，优选地，将接触点A1、A2、A3设置在能够将滑环51三等分的位置处，此时在滑环51的圆周方向上，各个接触点A1、A2、A3之间的距离是相等的，因此不同传输路径之间的路径差的最大值是一致的，并且不会出现部分传输路径的路径差非常小，而部分传输路径的路径差仍然过大的情况。

另外，为了避免连接旋转部PLC单元54与滑环51的线缆对不同传输路径之间的路径差造成影响，优选地，需要使旋转部PLC单元54连接滑环51的各个线缆的长度保持一致。

如图4所示，在本实施方式中，优选地，将连接旋转部PLC单元54与滑环51的接触点A1、A2、A3的三条线缆LA1、LA2、LA3的长度设置为等长的。因此不会由于线缆的长度不同，而影响降低信号衰减的效果。

另外，虽然上述以接触点A1、A2、A3作为发送侧，接触点A4作为接收侧为例进行说明，但并不以此进行限定。也可以是接触点A1、A2、A3作为接收侧，接触点A4作为发送侧，此时的情况与上述情况原理一致，只是传输方向的改变，因此不过多赘述。

另外，虽然示出了在滑环51上设置三个与旋转部PLC单元54连接的接触点的例子，但是并不以此进行限定，也可以是在滑环51上设置两个或三个以上与旋转部PLC单元54连接的接触点的方式。也就是说，在本实施方式中，只要旋转部PLC单元54以至少两个接触点与滑环51连接即可。

另外，根据上述说明，虽然通过在滑环51上设置更多的接触点可以进一步减小不同传输路径之间的路径差。但是过多的接触点会影响实际加工时的难度，并且会导致成本的上升。因此需要对旋转部PLC单元54与滑环51的接触点的数量进行合适的设定。

下面，对确定合适的接触点的数量的计算过程进行说明。

对于不同性能的PLC单元(即旋转部PLC单元以及固定部PLC单元)，由于其工作频率的不同，因此在滑环51上需要设置的接触点的数量也不同。

设旋转部与固定部之间的通信信号衰减的中心频率为f，设PLC单元的工作频率为f1，设电磁波传输速度为v，设不同传输路径之间的路径差为l，则可以得出发生多径效应时：l＝v/2f。

在本实施方式中，为了减少发生信号衰减，避免多径效应对信号传输速度的影响，需要使旋转部与固定部之间的通信信号衰减的中心频率f大于PLC单元的工作频率f1，即需要使不同传输路径之间的路径差l的最大值lmax满足：lmax＜v/2*f1。

设在滑环51上设置的接触点的数量为M，设滑环51的周长为C，当各个接触点设置在将滑环51等分的位置处时，可以得出lmax＝C/M，因此，在接触点将滑环51等分的情况下，只需要使接触点的数量满足下述公式即可：M＞2C*f1/v。

但在具体情况中，可能由于实装位置的影响，导致无法将接触点设置在将滑环等分的位置上。例如，根据上述公式M＞2C*f1/v计算得出，设置三个将滑环等分的接触点时能够满足降低信号衰减的要求，但是由于实装情况无法在滑环上找到合适的等分点时，可以通过以下方式实现同样地效果：在滑环上设置四个或更多个不等分滑环的接触点，并使设置四个或更多个不等分滑环的接触点时的不同传输路径之间的路径差的最大值不大于设置三个等分滑环的接触点时的不同传输路径之间的路径差的最大值。

也就是说，当无法将接触点设置在将滑环等分的位置上时，可以通过增加设置在滑环上的接触点的数量的方式，使不同传输路径之间的路径差的最大值满足公式lmax＜v/2*f1即可。

在本实施方式中，通过使旋转部PLC单元以至少两个接触点与滑环连接的方式，可以缩小不同传输路径之间的路径差，以此将旋转部与固定部之间的通信信号衰减的中心频率增大到比PLC单元的工作频率大的值，避免多径效应对信号传输速度产生影响。

另外，虽然上述以滑环设置在旋转部上、电刷设置在固定部上，旋转部PLC单元通过三个接触点与滑环连接为例进行说明，但是当电刷设置在旋转部上、将滑环设置在固定部上时，固定部PLC单元通过三个接触点与滑环连接，固定部PLC单元与滑环连接的各个接触点将滑环三等分，连接固定部PLC单元与滑环的接触点的三条线缆的长度相同。也就是说，只要旋转部PLC单元和固定部PLC单元中的一方通过三个接触点与滑环连接，旋转部PLC单元和固定部PLC单元中的一方与滑环连接的各个接触点将滑环三等分，连接旋转部PLC单元和固定部PLC单元中的一方与滑环的接触点的三条线缆的长度相同即可。

(第二实施方式)

下面，通过图5对本发明第二实施方式所涉及的X射线CT装置的PLC单元与滑环、电刷之间的连接关系进行说明。

在本实施方式中与第一实施方式相同的部分不再赘述。仅针对不同的部分进行说明。其他未说明的部分均与第一实施方式相同或等同。

图5是表示本发明第二实施方式所涉及的X射线CT装置的PLC单元与滑环、电刷之间的连接示意图。

在本实施方式中，为了缩小不同传输路径之间的路径差，固定部PLC单元通过多条路径与电刷连接。具体地，X射线CT装置的旋转部与固定部之间的通信通过一个滑环51、两个电刷521、522以及旋转部PLC单元54、固定部PLC单元55实现。

如图5所示，本实施方式中，固定部PLC单元55通过线缆LB1与电刷521连接，电刷521与滑环51通过接触点B1滑动连接，固定部PLC单元55通过线缆LB2与电刷522连接，电刷522与滑环51通过接触点B2滑动连接。两个接触点B1、B2在滑环51的圆周方向上错开。也就是说，固定部PLC单元55通过两个电刷521、522、和两个接触点B1、B2分别与滑环51滑动连接。

旋转部PLC单元54通过一条线缆LB3与滑环51连接，线缆LB3与滑环51的接触点为B3。

在本实施方式中，当固定部PLC单元55发送信号，旋转部PLC单元54接收信号时，接触点B1、B2相对于滑环51作为发送侧，接触点B3相对于滑环51作为接收侧，当固定部PLC单元55接收信号，旋转部PLC单元54发送信号时，接触点B1、B2相对于滑环51作为接收侧，接触点B3相对于滑环51作为发送侧。

以下，以接触点B1、B2作为发送侧，接触点B3作为接收侧为例进行说明。

当固定部向旋转部发送数据时，固定部PLC单元55将数据信号通过线缆LB1向电刷521传输，电刷521接收固定部PLC单元55的数据信号，固定部PLC单元55将数据信号通过线缆LB2向电刷522传输，电刷522接收固定部PLC单元55的数据信号。

与第一实施方式中说明的相同，到达接触点B1、接触点B2的数据信号均可以沿顺时针和逆时针两个方向进行传输，由于滑环51上存在有阻抗，因此信号会优选最近的路径进行传输。当滑环51与电刷521、电刷522之间的相对位置处于图5中所示的情况时，作为接收侧的接触点B3会接收到从接触点B1沿顺时针发送的数据信号，以及从接触点B2沿逆时针发送的数据信号。

由于接触点B1、接触点B2在滑环51上的位置错开，因此从接触点B1沿顺时针方向传输到接触点B3的传输路径与从接触点B2沿逆时针方向传输到接触点B3的传输路径之间的路径差比较小。并且，即使滑环51与电刷521、电刷522的相对位置发生变化，作为接收侧的接触点B3也只会接收到距离自己最近的作为发送侧的接触点的信号，因此不同传输路径之间的路径差不会很大。

当不同传输路径之间的路径差较小时，旋转部与固定部之间的通信信号衰减的中心频率会变大。因此，根据上述实施方式，可以将旋转部与固定部之间的通信信号衰减的中心频率增大到比PLC单元的工作频率大的值，达到降低信号衰减，减少多径效应对信号传输速度的影响的效果。

另外，与第一实施方式相同地，为了最大程度的缩小不同传输路径之间的路径差，优选地，将电刷521、电刷522上的作为发送侧的接触点B1、接触点B2设置在将滑环51二等分的位置处。此时在滑环51的圆周方向上，各个接触点B1、B2之间的距离是相等的，因此不同传输路径之间的路径差的最大值是一致的，并且不会出现部分传输路径的路径差非常小，而部分传输路径的路径差仍然过大的情况。

另外，与第一实施方式相同地，为了避免连接固定部PLC单元55与电刷521、电刷522的线缆对不同传输路径之间的路径差造成影响，优选地，需要使连接固定部PLC单元55与两个电刷521、522的两条线缆LB1、LB2的长度保持一致。因此不会由于线缆的长度不同，而影响降低信号衰减的效果。

另外，虽然上述以接触点B1、B2作为发送侧，接触点B3作为接收侧为例进行说明，但并不以此进行限定。也可以是接触点B1、B2作为接收侧，接触点B3作为发送侧，此时的情况与上述说明的原理一致，只是传输方向的改变，因此不过多赘述。

另外，对确定合适的接触点的数量的计算过程与第一实施方式相同，因此不过多赘述。

另外，虽然上述示出了在两个电刷上分别设置与固定部PLC单元连接的接触点的例子，即相当于固定部PLC单元通过两个电刷以两个接触点的方式与滑环进行滑动连接。但是并不以此进行限定，也可以是固定部PLC单元通过两个以上电刷以两个以上接触点的方式与滑环进行滑动连接。也就是说，在本实施方式中，只要固定部PLC单元通过至少两个电刷以至少两个接触点与滑环滑动连接即可。

在本实施方式中，使固定部PLC单元通过至少两个电刷以至少两个接触点与滑环滑动连接的方式，可以缩小不同传输路径之间的路径差，以此将旋转部与固定部之间的通信信号衰减的中心频率增大到比PLC单元的工作频率大的值，避免多径效应对信号传输速度产生影响。

另外，虽然上述以滑环设置在旋转部上、至少两个电刷设置在固定部上，固定部PLC单元通过至少两个电刷以至少两个接触点与滑环滑动连接为例进行说明，但是当至少两个电刷设置在旋转部上、将滑环设置在固定部上时，旋转部PLC单元通过至少两个电刷以至少两个接触点与滑环滑动连接，两个电刷与滑环接触的接触点将滑环二等分，两个电刷通过两条长度相同的线缆与旋转部PLC单元连接。也就是说，只要固定部PLC单元和旋转部PLC单元中的一方通过至少两个电刷以至少两个接触点与滑环滑动连接，两个电刷与滑环接触的接触点将滑环二等分，两个电刷通过两条长度相同的线缆与固定部PLC单元和旋转部PLC单元中的一方连接即可。

(第三实施方式)

下面，通过图6对本发明第三实施方式所涉及的X射线CT装置的PLC单元与滑环、电刷之间的连接关系进行说明。

在本实施方式中与第一实施方式相同的部分不再赘述。仅针对不同的部分进行说明。其他未说明的部分均与第一实施方式相同或等同。

图6是表示本发明第三实施方式所涉及的X射线CT装置的PLC单元与滑环、电刷之间的连接示意图。为了更清楚的示出连接关系，在图6中，将滑环51a与滑环51b以在X轴方向上错开一定距离的方式示出，在实际情况中，滑环51a与滑环51b是同轴地。

与第一实施方式将PLC单元通过多个连接点接入一个滑环不同，在本实施方式中，可以设置两个或两个以上的电刷及滑环。PLC单元通过多条路径分别与每个滑环以及每个电刷连接，并且PLC单元与每个滑环的接触点在圆周方向上错开。

以下，以设置两个电刷以及两个滑环为例进行说明。在本实施方式中，X射线CT装置的旋转部与固定部之间的通信通过两个滑环51a、51b，两个电刷52a、52b，以及旋转部PLC单元54、固定部PLC单元55实现。

如图6所示，本实施方式中，旋转部PLC单元54通过一条线缆LD1与滑环51a连接，线缆LD1与滑环51a的接触点为D1。旋转部PLC单元54通过一条线缆LD2与滑环51b连接，线缆LD2与滑环51b的接触点为D2。两个接触点D1、D2在滑环51a以及滑环51b的圆周方向上错开。旋转部PLC单元54通过两个接触点D1、D2分别与滑环51a、51b连接。

固定部PLC单元55通过一条线缆LD3与电刷52a连接，电刷52a与滑环51a的接触点为D3。固定部PLC单元55通过一条线缆LD4与电刷52b连接，电刷52b与滑环51b的接触点为D4。

在本实施方式中，当旋转部PLC单元54发送信号，固定部PLC单元55接收信号时，接触点D1、D2相对于滑环51a、51b作为发送侧，接触点D3、D4相对于滑环51a、51b作为接收侧，当固定部PLC单元55发送信号，旋转部PLC单元54接收信号时，接触点D1、D2相对于滑环51a、51b作为接收侧，接触点D3、D4相对于滑环51a、51b作为发送侧。

以下，以接触点D1、D2作为发送侧，接触点D3、D4作为接收侧为例进行说明。

当旋转部向固定部发送数据时，旋转部PLC单元54将数据信号通过线缆LD1向滑环51a传输，滑环51a在作为发送侧的接触点D1接收旋转部PLC单元54的数据信号，该数据信号沿圆环形的滑环51a朝作为接收侧的接触点D3进行传输。同时，旋转部PLC单元54将数据信号通过线缆LD2向滑环51b传输，滑环51b在作为发送侧的接触点D2接收旋转部PLC单元54的数据信号，该数据信号沿圆环形的滑环51b朝作为接收侧的接触点D4进行传输。

根据第一实施方式中说明的，对于滑环51a或滑环51b中的任意一个而言，由于只有一个作为发送侧的接触点，因此数据信号在到达电刷52a或电刷52b时仍有可能产生多径效应。但在本实施方式中，由于两个滑环51a、51b分别与旋转部PLC单元54连接，并且旋转部PLC单元54与每个滑环连接的接触点D1、D2在圆周方向上错开，因此，可以避免不同传输路径之间的路径差过大，达到降低信号衰减，减少多径效应对信号传输速度影响的效果。

另外，虽然上述示例性的以接触点D1、D2作为发送侧，接触点D3、D4作为接收侧进行说明，但并不以此进行限定。也可以是接触点D3、D4作为发送侧，接触点D1、D2作为接收侧，此时的情况与上述说明的原理一致，只是传输方向的改变，因此不过多赘述。

另外，对确定合适的接触点的数量的计算过程与第一实施方式相同，因此不过多赘述。

另外，虽然上述示出了在不同的滑环上分别设置一个与旋转部PLC单元连接的接触点，并且在不同的电刷上分别设置一个与固定部PLC单元连接的接触点的例子，但是并不以此进行限定。也可以在不同的滑环上分别设置两个以上与旋转部PLC单元连接的接触点，并且在不同的电刷上分别设置两个以上与固定部PLC单元连接的接触点。也就是说，在本实施方式中，只要PLC单元通过至少两条路径分别与每个滑环以及每个电刷连接即可。

在本实施方式中，通过使旋转部PLC单元与至少两个滑环连接，固定部PLC单元与至少两个电刷连接，并使旋转部PLC单元和固定部PLC单元与每个滑环的接触点在圆周方向上错开，可以缩小不同传输路径之间的路径差，以此将旋转部与固定部之间的通信信号衰减的中心频率增大到比PLC单元的工作频率大的值，避免多径效应对信号传输速度产生影响。

另外，虽然上述以至少两个滑环设置在旋转部上、至少两个电刷设置在固定部上，旋转部PLC单元与至少两个滑环连接，固定部PLC单元与至少两个电刷连接为例进行说明，但是当至少两个电刷设置在旋转部上、至少两个滑环设置在固定部上时，固定部PLC单元与至少两个滑环连接，旋转部PLC单元与至少两个电刷连接。也就是说，只要旋转部PLC单元和固定部PLC单元中的一方与至少两个滑环和至少两个电刷中的一方连接，旋转部PLC单元和固定部PLC单元中的另一方与至少两个滑环和至少两个电刷中的另一方连接，并使旋转部PLC单元和固定部PLC单元与每个滑环的接触点在圆周方向上错开即可。

另外，在上述各个实施方式中，虽然以滑环设置在旋转部上、电刷设置在固定部上，旋转部PLC单元与滑环连接，固定部PLC单元与电刷连接为例进行了说明，但是并不以此进行限定，也可以将滑环与电刷的安装位置互换。即将电刷设置在旋转部上、将滑环设置在固定部上，将旋转部PLC单元与电刷连接，将固定部PLC单元与滑环连接。此时滑环与电刷进行电力传输、数据传输的工作原理以及避免发生多径效应，减少信号衰减的原理与上述实施方式中说明的完全一致，因此不再赘述。也就是说，只要旋转部PLC单元和固定部PLC单元中的一方，以至少两个接触点与滑环连接即可。

另外，虽然上述示出了几种不同的实施方式，但是也可以将上述各个实施方式进行任意的组合，例如，将第一实施方式和第二实施方式进行组合，使旋转部PLC单元通过至少两个接触点与滑环连接，并且使固定部PLC单元通过至少两个电刷以至少两个接触点与滑环连接，也可以达到同样的效果。也就是说，只要旋转部PLC单元和固定部PLC的单元中的至少一方，以至少两个接触点与滑环连接即可。

因此，以上说明的任一实施方式都可以如下表达。

一种架台装置，包括：

旋转部；

固定部，其以可旋转的方式支撑所述旋转部；以及

PLC单元，其包括设置在所述旋转部的旋转部PLC单元和设置在所述固定部的固定部PLC单元，

所述旋转部上设置有滑环或电刷中的一方，所述固定部上设置有滑环或电刷中的另一方，所述滑环和所述电刷通过滑动接触将所述固定部的电力向所述旋转部传输，所述PLC单元通过与所述滑环和所述电刷连接使所述旋转部与所述固定部进行通信，

其中，所述旋转部PLC单元和固定部PLC单元中的至少一方，以至少两个接触点与所述滑环连接。

根据上述至少一个实施方式，通过调节PLC单元与滑环、电刷的连接方式，缩小不同传输路径之间的路径差，将旋转部与固定部之间的通信信号衰减的中心频率增大到比PLC单元的工作频率大的值，可以改善PLC通信时的多径效应的影响，从而保证旋转部与固定部之间数据传输的速率及稳定性。

虽然说明了本发明的几种实施方式，但是这些实施方式只是作为例子而提出的，并非意图限定本发明的范围。这些新的实施方式，能够以其他各种方式进行实施，在不脱离发明的要旨的范围内，能够进行各种省略、置换、组合及变更。这些实施方式和其变形都包含于本发明的范围及要旨中，并且包含于权利要求书所记载的本发明及其均等范围内。

Claims (14)

1.一种架台装置，其特征在于，包括：

旋转部；

固定部，其以可旋转的方式支撑所述旋转部；以及

PLC单元，其包括设置在所述旋转部的旋转部PLC单元和设置在所述固定部的固定部PLC单元，

所述旋转部上设置有滑环或电刷中的一方，所述固定部上设置有滑环或电刷中的另一方，所述滑环和所述电刷通过滑动接触将所述固定部的电力向所述旋转部传输，所述PLC单元通过与所述滑环和所述电刷连接使所述旋转部与所述固定部进行通信，

其中，

所述旋转部PLC单元和固定部PLC单元中的至少一方，以至少两个接触点与所述滑环连接。

2.根据权利要求1所述的架台装置，其特征在于，

在所述旋转部PLC单元与所述固定部PLC单元之间的不同传输路径之间的路径差为最大值的情况下，所述旋转部与所述固定部之间的通信信号衰减的中心频率大于所述PLC单元的工作频率。

3.根据权利要求2所述的架台装置，其特征在于，

所述接触点将所述滑环等分。

4.根据权利要求2所述的架台装置，其特征在于，

在将所述PLC单元的工作频率设为f1，将电磁波传输速度设为v，将不同传输路径之间的路径差的最大值设为lmax时，lmax＜v/2*f1。

5.根据权利要求3所述的架台装置，其特征在于，

在将所述滑环的周长设为C，将所述PLC单元的工作频率设为f1，将电磁波传输速度设为v，将接触点的数量设为M时，M＞2C*f1/v。

6.根据权利要求2所述的架台装置，其特征在于，

所述滑环为一个。

7.根据权利要求6所述的架台装置，其特征在于，

所述旋转部PLC单元和所述固定部PLC单元中的一方通过三个接触点与所述滑环连接。

8.根据权利要求7所述的架台装置，其特征在于，

所述旋转部PLC单元和所述固定部PLC单元中的一方与所述滑环连接的各个接触点将所述滑环三等分。

9.根据权利要求7所述的架台装置，其特征在于，

连接所述旋转部PLC单元和所述固定部PLC单元中的一方与所述滑环的接触点的三条线缆的长度相同。

10.根据权利要求6所述的架台装置，其特征在于，

所述电刷至少为两个，所述固定部PLC单元和所述旋转部PLC单元中的一方通过至少两个所述电刷以至少两个接触点与所述滑环滑动连接。

11.根据权利要求10所述的架台装置，其特征在于，

所述电刷为两个，两个所述电刷与所述滑环接触的接触点将所述滑环二等分。

12.根据权利要求10所述的架台装置，其特征在于，

所述电刷为两个，两个所述电刷通过两条长度相同的线缆与所述固定部PLC单元和所述旋转部PLC单元中的一方连接。

13.根据权利要求2所述的架台装置，其特征在于，

所述滑环以及所述电刷至少各为两个，所述旋转部PLC单元和所述固定部PLC单元中的一方与至少两个所述滑环和至少两个所述电刷中的一方连接，所述旋转部PLC单元和所述固定部PLC单元中的另一方与至少两个所述滑环和至少两个所述电刷中的另一方连接，所述旋转部PLC单元和所述固定部PLC单元与每个滑环的接触点在圆周方向上错开。

14.一种X射线CT装置，其特征在于，包括：

权利要求1至13中任一项所述的架台装置。

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