DE10007601A1 - Einrichtung mit Mitteln zur Übertragung von Daten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, welche relativ zueinander verstellbare Daten erzeugende Mittel (10, 11) und Daten verarbeitende Mittel (12, 14) sowie Mittel (15, 16, 26, 35) zur Übertragung der Daten von den Daten erzeugenden Mitteln (10, 11) zu den Daten verarbeitenden Mitteln (12, 14) aufweist. Die Mittel zur Übertragung der Daten umfassen einen Hohlleiter (15, 35) und eine mit dem Hohlleiter (15, 35) zusammenwirkende Antenne (16), welche bei der Verstellung der Daten erzeugenden Mittel (10, 11) und der Daten verarbeitenden Mittel (12, 14) relativ zueinander in definierter Weise relativ zueinander verstellt werden, und über welche die Datenübertragung erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung aufweisend Daten er­ zeugende Mittel und Daten verarbeitende Mittel, welche rela­ tiv zueinander verstellbar sind, sowie Mittel zur Übertragung von Daten von den Daten erzeugenden Mitteln zu den Daten ver­ arbeitenden Mitteln.

In vielen Bereichen der Technik besteht zuweilen das Problem, hohe Volumina von Daten von Daten erzeugenden Mitteln zu Da­ ten verarbeitenden Mitteln, welche relativ zueinander ver­ stellbar sind, übertragen zu müssen. Ein derartiges Problem­ feld existiert in der medizinischen Technik beispielsweise bei Röntgengeräten mit einem relativ zu einem Geräteteil ver­ stellbaren C-Bogen. Von dem mit einer Bildaufnahmeeinheit versehenen C-Bogen müssen dabei Bilddaten zu einer in oder an dem Geräteteil angeordneten Bildwiedergabeeinheit übertragen werden. Bisher wurden für die Datenübertragung von dem C- Bogen auf das Geräteteil Koaxialkabel verwendet. Bei offener Kabelführung ist diese Technik einfach zu beherrschen. Prob­ lematischer ist hingegen die, beispielsweise in der DE 197 43 215 C1 beschriebene, verdeckte Kabelführung mit im C-Bogen verlaufenden und auf Kabeltrommeln auf- und abwickelbaren Ka­ beln, da einerseits eine geeignete Kabelführung zum Auf- und Abwickeln der Kabel auf die Kabeltrommeln erforderlich ist und andererseits die Kabel bei Verstellvorgängen des C-Bogens relativ zu dem Geräteteil vielen belastenden Biegevorgängen ausgesetzt sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrich­ tung der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass die Übertragung von Daten zwischen Daten erzeugenden Mitteln und Daten verarbeitenden Mitteln, welche relativ zueinander ver­ stellbar sind, vereinfacht ist.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Ein­ richtung aufweisend Daten erzeugende Mittel und Daten verar­ beitende Mittel, welche relativ zueinander verstellbar sind sowie Mittel zur Übertragung der Daten von den Daten erzeu­ genden Mitteln zu den Daten verarbeitenden Mitteln, wobei die Mittel zur Übertragung der Daten einen Hohlleiter und eine mit dem Hohlleiter zusammenwirkende Antenne aufweisen, welche bei der Verstellung der Daten erzeugenden Mittel und der Da­ ten verarbeitenden Mittel relativ zueinander in definierter Weise relativ zueinander verstellbar sind. Gemäß einer beson­ ders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Hohl­ leiter dabei mit den Daten erzeugenden Mitteln und die Anten­ ne mit den Daten verarbeitenden Mitteln verbunden. Für die Datenübertragung werden die von den Daten erzeugenden Mitteln erzeugten Daten auf ein Trägersignal, welches für medizini­ sche Anwendungen beispielsweise eine Trägerfrequenz von 5,8 Gigahertz aufweist, aufmoduliert und in den Hohlleiter einge­ koppelt. Die in definierter Weise, d. h. in geometrisch be­ stimmter Weise, relativ zu dem Hohlleiter angeordnete Anten­ ne, empfängt bzw. koppelt das Trägersignal berührungslos aus dem Hohlleiter aus, so dass nach einer Demodulation des Trä­ gersignals die erzeugten Daten für die Daten verarbeitenden Mittel in ihrer Ursprungsform zur Verfügung stehen. Die Ver­ wendung des Hohlleiters und der zu dem Hohlleiter ausgerich­ teten Antenne, welche bei Verstellbewegungen der Daten erzeu­ genden Mittel und der Daten verarbeitenden Mittel relativ zu­ einander ebenfalls definiert relativ zueinander verstellbar sind, ermöglicht es demnach, auf eine rein kabelbehaftete Ü­ bertragung der Daten zu verzichten, wodurch insbesondere durch die Kabelführung sowie das Auf- und Abwickeln von Ka­ beln hervorgerufene Probleme bei der Verstellung zweier rela­ tiv zueinander verstellbarer Mittel vermieden werden.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung ist der Hohlleiter mit einem Schlitz versehen, entlang dem oder in dem die Antenne bei der Verstellung der Daten er­ zeugenden Mittel und der Daten verarbeitenden Mittel relativ zueinander geführt wird. Auf diese Weise kann die Antenne mit hoher Effizienz das modulierte Trägersignal aus dem Hohllei­ ter auskoppeln.

Eine andere Variante der Erfindung sieht vor, dass der Hohl­ leiter mit einer Perforation versehen ist, entlang der die Antenne bei der Verstellung der Daten erzeugenden Mittel und der Daten verarbeitenden Mittel relativ zueinander geführt wird. Unter einer Perforation wird dabei eine gezielt herbei­ geführte Materialschwächung des Hohlleiters oder auch eine Reihe von lokalen Öffnungen im Hohlleiter verstanden, welche ausreichend ist bzw. sind, um den Austritt von in dem Hohl­ leiter geführten elektromagnetischen Wellen aus dem Hohllei­ ter zu ermöglichen. Die Perforation kann beispielsweise als kontinuierliche Lochung entlang des Verstellweges der Antenne ausgeführt sein. Die Perforation erlaubt ebenfalls einen Emp­ fang des modulierten Trägersignals durch die Antenne und so­ mit eine berührungslose Übertragung von Daten.

Nach einer Variante der Erfindung weisen die Daten erzeugen­ den Mittel eine Bildaufnahmeeinheit und die Daten verarbei­ tenden Mittel eine Bildwiedergabeeinheit auf, wobei gemäß ei­ ner weiteren Variante der Erfindung die von den Daten erzeu­ genden Mittel erzeugten Daten in digitaler Form zu den Daten verarbeitenden Mitteln übertragen werden. Erzeugt die Bild­ aufnahmeeinrichtung analoge Daten werden diese zunächst von einem Analog-Digital-Umsetzer in digitale Daten umgesetzt und mit einem Modulator auf ein Trägersignal aufmoduliert. Das modulierte Trägersignal wird auf Seiten der Bildaufnahmeein­ richtung in den Hohlleiter eingekoppelt und von der Antenne auf Seiten der Bildwiedergabemittel aus dem Hohlleiter ausge­ koppelt. Anschließend wird das modulierten Trägersignal einem Demodulator zur Rückgewinnung der digitalen Daten und einem Digital-Analog-Umsetzer zur Rückgewinnung der analogen Daten zugeführt. Sollten die Daten von der Bildaufnahmeeinrichtung digital geliefert werden bzw. die Bildwiedergabeeinrichtung digitale Daten verarbeiten können, kann auf die Analog- Digital- bzw. die Digital-Analog-Umsetzung verzichtet werden. Auf die beschriebenen Weise können beispielsweise bei 16 Bit Daten, 30 Bildern pro Sekunde und einer 1 k² Bildmatrizen (1000 × 1000 Pixel) Datenvolumen von 480 Megabit pro Sekunde und größer von der Bildaufnahmeeinrichtung zur der Bildwie­ dereinrichtung übertragen werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht eine Verwendung der Einrichtung in der Medizin, beispielsweise bei einem Röntgen­ gerät, vor. Handelt es sich nach einer Variante der Erfindung um ein Röntgengerät mit einem C-Bogen, welcher längs seines Umfanges in einer Lagerung des Röntgengerätes verstellbar ge­ lagert ist und mit einer Bildaufnahmeeinrichtung versehen ist, erstreckt sich der Hohlleiter nach einer Ausführungsform der Erfindung entlang des Umfanges des C-Bogens. Nach einer Variante der Erfindung ist die. Antenne dabei an der Lagerung des C-Bogens angeordnet. Die Antenne kann somit in einfacher Weise relativ zu dem Hohlleiter definiert ausgerichtet wer­ den. Die Antenne, welche relativ zu dem Hohlleiter ortsfest ist, wird dabei entweder nach der einen Variante der Erfin­ dung bei Verstellungen des C-Bogens längs seines Umfanges entlang oder in dem Schlitz des Hohlleiters bzw. nach der an­ deren Variante der Erfindung entlang der Perforation des Hohlleiters geführt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Einrichtung in Form eines C- Bogen-Röntgengerätes,

Fig. 2 eine Ansicht einer ersten Übertragungsstrecke zur be­ rührungslosen Übertragung von Daten in die Richtung der Pfeile II aus Fig. 1,

Fig. 3 in blockschaltartiger Darstellung die Übertragungs­ strecke zwischen Daten erzeugenden Mitteln und Daten verarbeitenden Mitteln und

Fig. 4 eine Ansicht einer zweite Ausführungsform einer Über­ tragungsstrecke zur berührungslosen Übertragung von Daten.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Einrichtung in Form eines C-Bogen-Röntgengerätes 1 mit einem auf Rädern 2 verfahrbaren Gerätewagen 3. Das C-Bogen-Röntgengerät 1 weist eine in Fig. 1 nur schematisch angedeutete Hubvorrichtung 4 mit einer eine Längsachse A aufweisenden Säule 5, um die die Säule 5 in die Richtungen des Doppelpfeiles α drehbar ist, auf. An der Säu­ le 5 ist ein Halteteil 6 angeordnet, an dem wiederum ein La­ gerteil 7 zur Lagerung eines C-Bogens 8 angeordnet ist. Das Lagerteil 7 ist zusammen mit dem C-Bogen 8 in an sich bekann­ ter Weise um eine gemeinsame Achse B des Halteteils 6 und des Lagerteils 7 drehbar (vgl. Doppelpfeil β, Angulation) und in Richtung der Achse B verschieblich (vgl. Doppelpfeil b) an dem Halteteil 6 gelagert. Der C-Bogen 8 ist längs seines Um­ fanges in die Richtungen des Doppelpfeiles α an dem Lagerteil 7 relativ zu dem Lagerteil 7 verstellbar gelagert (Orbitalbe­ wegung). Mit Hilfe der Hubvorrichtung 4 ist der C-Bogen 8, der über das Lagerteil 7 und das Halteteil 6 mit der Säule 5 der Hubvorrichtung 4 verbunden ist, relativ zu dem Gerätewa­ gen 3 vertikal verstellbar.

Der C-Bogen 8 weist einander gegenüberliegend eine Röntgen­ strahlenquelle 9 und einen Röntgenstrahlenempfänger auf, bei dem es sich im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels um einen Röntgenbildverstärker 10 handelt. Dem Röntgenbildver­ stärker 10 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine CCD-Kamera 11 zugeordnet, welche die am Ausgangsleucht­ schirm des Röntgenbildverstärkers 10 angezeigten Röntgenbil­ der aufnimmt. Die Bilddaten werden zu einem Bildrechner 12 übertragen und von diesem in einem Bildspeicher 13 zwischen­ gespeichert oder auf einem Sichtgerät 14 zur Anzeige ge­ bracht.

Für die berührungslose Datenübertragung der Bilddaten von dem mit der CCD-Kamera 11 versehenen C-Bogen 8 zu dem mit dem Ge­ rätewagen 3 verbundenen Lagerteil 7, zu dem der C-Bogen 8 verstellbar ist, sind ein Hohlleiter 15 und eine Antenne 16 vorgesehen. Der Hohlleiter 15 ist längs einer nach außen ge­ richteten Umfangsfläche 17 des C-Bogens 8 angeordnet. Wie aus der Fig. 2, welche eine Ansicht in Richtung der Pfeile II aus Fig. 1 zeigt, zu erkennen ist, ist das mit Rollen 18 zur Lage­ rung des C-Bogens 8 versehene Lagerteil 7 mit einer Ausspa­ rung 19 versehen, so dass sich der Hohlleiter 15 bei Verstel­ lungen des C-Bogens 8 relativ zu dem Lagerteil 7 durch das Lagerteil 7 bewegen kann.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der Hohl­ leiter 15 mit einem Schlitz 20 versehen, welcher sich längs des Hohlleiters 15 erstreckt und in den die an dem Lagerteil 7 angeordnete Antenne 16, bei der es sich um eine Dipolanten­ ne handelt, hineinragt. Bei einer Verstellung des C-Bogens 8 relativ zu dem Lagerteil 7 wird die Antenne 16 demnach in dem Schlitz 20 des Hohlleiters 15 geführt. Der Holleiter 15 und die Antenne 16 bilden eine Teilstrecke der in Fig. 3 block­ schaltartig dargestellten Datenübertragungsstrecke zwischen der CCD-Kamera 11 und dem Bildrechner 12.

Im Betrieb des C-Bogen-Röntgengerätes 1 nimmt die CCD-Kamera 11, wie bereits erwähnt, die auf dem Ausgangsleuchtschirm des Röntgenbildverstärkers 10 angezeigten Röntgenbilder auf, wo­ bei die CCD-Kamera 11 parallele Bilddaten liefert. Diese wer­ den von einem Konverter 21 in serielle Daten konvertiert, von einem Analog-Digital-Umsetzer 22 digital umgesetzt und von einem Modulator 23 einem von einem Oszillator 24 generierten Trägersignal mit einer Trägerfrequenz von im Falle des vor­ liegenden Ausführungsbeispiels 5,8 Gigahertz aufmoduliert. Das modulierte Trägersignal wird in das auf Seiten des Rönt­ genbildverstärkers 10 liegende Ende des längs der Umfangsflä­ che 17 des C-Bogens 8 angeordneten Hohlleiters 15 eingekoppelt, welcher an seinem anderen Ende mit einem auf das Trä­ gersignal abgestimmten Wellenwiderstand 25 abgeschlossen ist.

Mit der in den Schlitz 20 des Hohlleiters 15 eingeführten Di­ polantenne 16 wird das modulierte Trägersignal auf Seiten der relativ zu dem C-Bogen 8 ortsfesten Lagerung 7 aus dem Hohl­ leiter 15 ausgekoppelt und mit einem in Fig. 2 und in Fig. 3 schematisch dargestellten Kabel 26 mit einem Demodulator 27 verbunden. Die derart zurückgewonnen digitalen Bilddaten wer­ den schließlich, wie bereits erwähnt, zu dem in dem Gerätewa­ gen 3 des C-Bogen-Röntgengerätes 1 angeordneten Bildrechner 12 übertragen, welcher die Bilddaten in dem Bildspeicher 13 zwischenspeichert oder auf dem Sichtgerät 14 des C-Bogen- Röntgengerätes 1 zur Anzeige bringen kann.

Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform einer berührungslosen Übertragungsstrecke. Die Ansicht der Fig. 4 entspricht dabei im wesentlichen der Ansicht der Fig. 2, weshalb in Fig. 4 dar­ gestellte Komponenten, welche mit in Fig. 2 dargestellten Kom­ ponenten wenigstens im wesentlichen bau- und funktionsgleiche sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Im Unter­ schied zu der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform weist der in Fig. 4 gezeigte Hohlleiter 35 keinen Schlitz, sondern längs seines Umfanges eine Perforation 36 auf, welche derart ausge­ führt ist, dass das modulierte Trägersignal an der Perforati­ on 36 aus dem Hohlleiter 35 austreten kann. Die Dipolantenne 16 ist an dem Lagerteil 7 in definierter Weise relativ zu der Perforation 36 angeordnet, so dass sich bei Verstellungen des C-Bogens 8 längs seines Umfanges der Hohlleiter 35 mit seiner Perforation 36 in definierter Weise relativ zu der Dipolan­ tenne 16 bewegt. Auf diese Weise kann die Antenne 16 das an der Perforation 36 aus dem Hohlleiter 35 austretende modu­ lierte Trägersignal empfangen und das modulierte Trägersignal kann in der zuvor beschriebener Weise dem Bildrechner 12 zu­ geführt werden.

Im Unterschied zu den beschriebenen Ausführungsbeispielen muss der Hohlleiter 15 bzw. 35 nicht notwendigerweise an der nach außen gerichteten Umfangsfläche 17 des C-Bogens 8 ange­ ordnet sein. Vielmehr kann der Hohlleiter 15 sowie der Hohl­ leiter 35 auch an einer der Seitenflächen 37, 38 oder falls zweckmäßig auch an der inneren Umfangsfläche 39 des C-Bogens 8 angeordnet sein, wobei die Anordnung und Ausrichtung der Dipolantenne 16 relativ zu dem Hohlleiter 15, 35 entsprechend anzupassen ist.

Die Erfindung wurde vorliegend am Beispiel einer medizini­ schen Einrichtung in Form eines C-Bogen-Röntgengerätes be­ schrieben. Die Anwendung der Erfindung ist jedoch nicht auf Röntgengeräte und den Bereich der Medizin beschränkt.

Claims (10)

1. Einrichtung aufweisend Daten erzeugende Mittel (10, 11) und Daten verarbeitende Mittel (12, 14), welche relativ zu­ einander verstellbar sind, sowie Mittel (15, 16, 26, 35) zur Übertragung der Daten von den Daten erzeugenden Mitteln (10, 11) zu den Daten verarbeitenden Mitteln (12, 14), wobei die Mittel zur Übertragung der Daten einen Hohlleiter (15, 35) und eine mit dem Hohlleiter (15, 35) zusammenwirkende Antenne (16) aufweisen, welche bei der Verstellung der Daten erzeu­ genden Mittel (10, 11) und der Daten verarbeitenden Mittel (12, 14) relativ zueinander in definierter Weise relativ zu­ einander verstellbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der der Hohlleiter (15, 35) mit den Daten erzeugenden Mitteln (10, 11) und die Anten­ ne (16) mit den Daten verarbeitenden Mitteln (12, 14) verbun­ den ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der Hohl­ leiter (15) mit einem Schlitz (20) versehen ist, entlang wel­ chem oder in welchem die Antenne (16) bei der Verstellung der Daten erzeugenden Mittel (10, 11) und der Daten verarbeiten­ den Mittel (12, 14) relativ zueinander geführt wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der Hohl­ leiter (35) mit einer Perforation (36) versehen ist, entlang welcher die Antenne (16) bei der Verstellung der Daten erzeu­ genden Mittel (10, 11) und der Daten verarbeitenden Mittel (12, 14) relativ zueinander geführt wird.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Daten erzeugenden Mittel eine Bildaufnahmeeinrichtung (10, 11) und die Daten verarbeitenden Mittel eine Bildwiedergabe­ einrichtung (12, 14) aufweisen.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die von den Daten erzeugenden Mitteln (10, 11) erzeugten Daten in digitaler Form zu den Daten verarbeitenden Mitteln (12, 14) übertragen werden.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welche eine medizinische Einrichtung (1) ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welche ein Röntgengerät (1) ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, welche einen mit einer Bild­ aufnahmeeinrichtung (10, 11) versehenen C-Bogen (8) und eine Lagerung (7) für den C-Bogen (8) aufweist, welcher relativ zu der Lagerung (8) verstellbar ist, wobei der Hohlleiter (15, 35) entlang des Umfangs des C-Bogens (8) angeordnet ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, bei der die Antenne (16) an der Lagerung (7) angeordnet ist.