JPH09252553A - 信号伝達方法および装置並びにx線ct装置 - Google Patents
信号伝達方法および装置並びにx線ct装置Info
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Abstract
号伝達を行なう信号伝達方法および装置並びにX線CT
装置を実現する。 【解決手段】 相対的に運動する2つの系の一方Rに、
両端が抵抗21,22で終端された導体11,12を相
対的な運動の軌道に沿って設け、相対的に運動する2つ
の系の他方Sには導体11,12の一部に非接触で高周
波結合する結合手段40を設けたことを特徴とする。
Description
び装置並びにX線CT装置に関し、特に、相対的に運動
する2つの系の間で信号を伝達する方法および装置の改
良並びにそのような信号伝達装置を利用したX線CT装
置に関する。
ては、X線照射器とX線検出器を回転枠上に互いに対向
させて搭載し、これらX線照射器とX線検出器の対向空
間に被検体を挿入し、扇状のX線ビームを照射しながら
回転枠を回転(スキャン(scan))させて被検体を透過し
たX線を被検体の周囲の複数の方向(ビュー(view))に
おいて測定するようになっている。
ビームの広がりの方向に配列した多チャンネルのX線検
出器によって測定される。それら測定データは画像再構
成装置に与えられ被検体の断層像の再構成に利用され
る。
測定データを非回転側にある画像再構成装置に伝達する
ために、スリップリング(slip ring) 機構が用いられ
る。スリップリング機構はスリップリングとブラシとの
接触部を通じて回転側から非回転側へ電気信号の伝達を
行なうようになっている。このため、回転側はエンドレ
ス(endless) に回転できるようになり、回転側から非回
転側に信号線を用いて信号伝達する場合に比べて遙かに
スキャンの自由度が高くなる。
スリップリングとブラシとの接触部を通じて電気信号の
伝達を行なうものであるから、この部分の接触抵抗は長
期間にわたって安定したものでなければならない。さも
ないと電気信号の伝達が不安定になって測定データに誤
差や欠落を生じ、結果として再構成画像の品質低下を招
く。
材料、表面処理、接触機構等について種々の工夫がなさ
れているが、多様な環境条件の下で長期にわたって安定
な信号伝達を行なうスリップリング機構を実現すること
は容易でない。
されたもので、その目的は、相対的に運動する2つの系
の間で非接触で信号伝達を行なう信号伝達方法および装
置並びにX線CT装置を実現することである。
動する2つの系の一方に前記相対的な運動の軌道に沿っ
て導体を設け、前記導体を両端においてそれぞれ実質的
に抵抗で終端し、前記相対的に運動する2つの系の他方
から一方に前記導体の一部への非接触な高周波結合によ
り電気信号を伝達することを特徴とする信号伝達方法で
ある。
ば、相対的に運動する2つの系の一方に相対的な運動の
軌道に沿って導体を設け、この導体の両端をそれぞれ抵
抗で終端するとともに導体の一部への非接触な高周波結
合により電気信号を伝達するようにしたので、相対的に
運動する2つの系の間で非接触で信号伝達を行なう信号
伝達方法を実現することができる。
おいて、「実質的に抵抗で終端」することの範疇には下
記のものが含まれる。但し下記は例示であって限定を意
味しない。 (1)実際に抵抗で終端すること (2)導体に接続された電気回路等の等価入力抵抗で実
質的に終端すること (3)導体に接続された電気回路等の等価出力抵抗で実
質的に終端すること (4)導体に接続された電気回路等の等価内部抵抗で実
質的に終端すること
は、相対的に運動する2つの系の一方に前記相対的な運
動の軌道に沿って設けられ両端がそれぞれ実質的に抵抗
で終端された導体と、前記相対的に運動する2つの系の
他方に設けられ前記導体の一部に非接触で高周波結合す
る結合手段とを具備することを特徴とする信号伝達装置
である。
ば、相対的に運動する2つの系の一方に相対的な運動の
軌道に沿って導体を設けてこの導体の両端をそれぞれ抵
抗で終端し、相対的に運動する2つの系の他方に導体の
一部に非接触で高周波結合する結合手段を設けるように
したので、相対的に運動する2つの系の間で非接触で信
号伝達を行なう信号伝達装置を実現することができる。
おいて、「実質的に抵抗で終端」することの範疇は前述
の通りである。 〔3〕課題を解決するための第3の発明は、X線照射手
段と、X線検出手段と、前記X線照射手段と前記X線検
出手段とを空間を隔てて互いに対向させて搭載した回転
枠と、非回転側に配置され前記X線検出手段の検出信号
に基づいて画像再構成を行う画像再構成手段とを有する
X線CT装置において、前記回転枠の回転の軌道と同心
の円に沿って前記非回転側に設けられ両端がそれぞれ実
質的に抵抗で終端された導体と、前記回転枠側に設けら
れ前記導体の一部への非接触な高周波結合により前記X
線検出器の検出信号に基づく信号を前記導体に供給する
信号供給手段と、前記非回転側に設けられ前記導体に供
給された信号を受信してそれに基づく出力信号を前記画
像再構成手段に供給する受信手段とを具備することを特
徴とするX線CT装置である。
ば、回転枠の回転の軌道と同心の円に沿って設けられ両
端がそれぞれ抵抗で終端された導体を非回転側に設け、
導体の一部への非接触な高周波結合によりX線検出器の
検出信号に基づく信号を導体に供給する信号供給手段を
回転枠側に設け、導体に供給された信号を受信してそれ
に基づく出力信号を画像再構成手段に供給する受信手段
を非回転側に設けるようにしたので、X線検出器の測定
データを回転枠側から非回転側に非接触で供給できるX
線CT装置を実現することができる。
おいて、「実質的に抵抗で終端」することの範疇は前述
の通りである。
施の形態を詳細に説明する。図1に信号伝達装置のブロ
ック図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例であ
る。なお、本装置の構成によって本発明の装置に関する
実施の形態の一例が示される。また、本装置の動作によ
って本発明の方法に関する実施の形態の一例が示され
る。
気的な導体である。導体11および12は同心の円を描
くように互いに平行に配置される。導体11および12
の両端部は間隙gを隔てて対向するようになっている。
導体11および12は本発明における導体の実施の形態
の一例である。
20が接続される。受信機20は入力抵抗21を有し、
この入力抵抗21によって導体11および12の一端が
実質的に終端される。入力抵抗21は導体11および1
2からなる線路の特性インピーダンスに整合する、すな
わち整合終端とすることが信号伝達の周波数帯域を広帯
域化する点で好ましい。
って終端されている。抵抗22も整合抵抗とすることが
信号伝達の周波数帯域を広帯域化する点で好ましい。以
上の導体11,12、受信機20および抵抗22からな
る回路が受信系Rを構成する。受信系Rは本発明におけ
る2つの系のうちの一方の実施の形態である。
の送信信号を出力するものである。送信信号はループコ
イル40に供給される。ループコイル40は例えば矩形
のループをなすように構成される。ループコイル40は
1対の対辺41および42をそれぞれ導体11および1
2に概ね平行になるようにして導体11および12に近
接して配置されている。ループコイル40は導体11お
よび12とは非接触となっている。ループコイル40は
本発明における結合手段の実施の形態の一例である。
路が送信系Sを構成する。送信系Sは受信系Rは本発明
における2つの系のうちの他方の実施の形態である。送
信系Sは受信系Rに対して導体11および12が形成す
る円と同心の円運動ができるようになっている。なお、
この円運動は相対的なものであって、固定された受信系
Rに関して送信系Sが円運動しても、あるいは固定され
た送信系Sに関して受信系Rが円運動しても、さらには
両者がそれぞれの速度で円運動しそれらの差の速度で相
対的に円運動するようにしても良い。
40は導体11および12が形成する円に沿って相対的
に移動する。ループコイル40は、その1対の対辺41
および42の長さdが導体11および12の両端が対向
する間隙gの長さより長くなるように形成するのが好ま
しい。そうすることにより、ループコイル40が間隙g
を通過するとき対辺41および42が間隙gを跨いで通
過できるようになり、後に述べるように信号伝達が円滑
になる。
について説明する。送信機30が高周波の送信信号を出
力したとき、この送信信号はループコイル40の1対の
対辺41および42と導体11および12とのそれぞれ
の電磁的な結合を通じて導体11および12の線間に印
加される。そして、この送信信号に基づく電流が導体1
1および12からなる往復線路に流れる。
プコイル40と導体11および12との結合点すなわち
信号印加点から受信機20の入力抵抗21に向かう電流
と同印加点から抵抗22に向かう電流の2つとなる。導
体11および12の両端をそれぞれ入力抵抗21および
抵抗22で整合終端したとき、これら2つの電流は値が
等しいものとなる。
機20によって受信される。これによって、送信機30
の出力信号が受信機20で受信されることになる。この
ような信号の送受信はループコイル40が導体11およ
び12上のどの位置にあっても行える。また、ループコ
イル40が導体11および12の両端部にかかる場合で
も、ループコイル40の対辺41および42の長さが間
隙gを跨げる長さとすることにより、電磁的な結合によ
る送信信号は途切れることなく導体11および12に印
加されるので、受信信号が途切れることがない。
送信機30の送信信号を受信系R側の受信機20に非接
触で伝達することができる。送信機30の送信信号を導
体11および12に印加する結合手段としては、ループ
コイル40の他に図2に示すような静電結合器を利用す
るようにしても良い。図2において、50が静電結合器
であって、1対の電極板51および52からなる。その
他の構成は図1に示したものと同様であり、同一の記号
を付してある。静電結合器50は本発明における結合手
段の実施の形態の一例である。
体11および12と近接して対向している。これら電極
板51および52は導体11および12とは非接触であ
る。電極板51および52は、導体11および12に沿
った方向の長さdが導体11および12の両端の間隙g
の長さよりも長くなるように構成するのが後述のように
信号伝達の円滑化の点で好ましい。
び52間に送信機30の高周波の出力信号が与えられ
と、この出力信号が電極板51と導体11との静電結合
および電極板52と導体12との静電結合を通じて導体
11および12の線間に印加される。それによって、図
1の場合と同様に、信号印加点から受信機20の入力抵
抗21に向かう電流と同印加点から抵抗22に向う電流
がそれぞれ生じる。
の出力信号を非接触で受信機20に伝達することができ
る。信号の伝達は電極板51および52が導体11およ
び12上の何処にあっても行える。また、電極板51お
よび52の長さを導体11および12の両端の間隙gの
長さよりも長くすれば、電極板51および52が間隙g
にかかる場合でも静電結合が維持され信号が途切れるこ
とがない。したがって、相対的に回転する送信系Sから
受信系Rに信号を伝達することができる。
ると、図1の装置はループコイル40を用いるのでコモ
ンモードノイズ(common mode noise) に強い信号伝達が
行える点で好ましい。図2に示す装置は静電結合器50
を利用するので不要な電磁放射が少ない点で好ましい。
(キャリヤ)を変調した信号である。そのため、送信機
30には図示しない変調回路が設けられている。変調は
周波数変調または位相変調がS/N(signal-to-noise
ratio )の点で好ましいが、信号条件が良いときは振幅
変調でも差し支えない。
1および12によって構成される伝送線路の共振周波数
を避けることが信号伝送の周波数を広帯域化する点で好
ましい。その意味では、図1および図2に示すように受
信機20の入力抵抗21および抵抗22を整合終端とす
ることが最も好ましい。
に導体11および12の線間の適宜の複数個所に設ける
ようにしても良い。図3において、抵抗61〜64が共
振防止用の抵抗であり、その値は導体11および12を
終端する受信機20の入力抵抗21および抵抗22の値
よりも十分大きく選ばれる。
び12の長さの整数分の1となるように選ぶことが、導
体11および12の両端部で信号の位相が互いに同一に
なる点で好ましい。これによって、電磁的結合用のルー
プコイル40または静電結合器50が間隙gを通過する
ときの伝送信号の位相の不連続性を無くすことができ
る。そして、これによって連続的に相対的回転をする送
信系S側から受信系R側に連続性の良い信号を伝達する
ことができる。
50が間隙gを通過するときに送信機30の送信を止め
るようにした場合は、上記のようなキャリヤ周波数に対
する考慮は不要となる。
るときはそのようにすることがキャリヤ周波数について
の制約が少ない点で好ましい。また、この場合、ループ
コイル40または静電結合器50の寸法を間隙gとの関
係を考慮せずに決めることができる点でも好ましい。
回路に対応して図示しない復調回路が設けられ、それに
よってキャリヤに乗っている信号を復調する。受信機2
0にはさらにAGC(auto gain control) 回路を設け、
回転中のループコイル40または静電結合器50と導体
11および12の間の距離変化等に伴う信号レベルの変
化を補正するのが安定な信号受信を行う点で好ましい。
また、位相の変化を伴う場合はDPSK(digital phase
sift keying) 回路を用いてそれを補正することができ
る。
なすように構成した例であるが、これら導体は送信系S
と受信系Rの相対運動の軌道に沿ったものであれば良
く、必ずしも円形経路に限定されない。例えば、両系の
相対運動が直線運動であればそれに合わせて導体11お
よび12による導電経路を直線的に展開すれば良い。ま
た、楕円や双曲線、その他任意の曲線の軌道についても
それに合わせて導体11および12の経路を自在に構成
することができる。
置において、回転する支持枠に搭載されたX線検出器の
測定データを非回転側にある画像再構成装置に伝達する
装置として利用することができる。図4に、そのように
構成したX線CT装置のブロック図を示す。
器DTが支持枠FMによって互いに対向する位置関係に
支持されている。X線照射器XSは本発明におけるX線
照射手段の実施の形態の一例である。X線検出器DT本
発明におけるX線検出手段の実施の形態の一例である。
扇状のX線ビームBMを照射するものである。X線検出
器DTは複数(例えば1000個)のX線検出素子を有
するものである。それら複数のX線検出素子は扇状のX
線ビームBMの広がりの方向に配列されて多チャンネル
のX線検出器DTを構成している。
けられた支持枠FMはX線CT装置のいわゆるガントリ
を構成する。支持枠FMは図示しない駆動装置によって
駆動され、図4に示すxy面内で回転中心Oの周りを回
転するようになっている。支持枠FMは本発明における
回転枠の実施の形態の一例である。
被検体OBが配置される。被検体OBは支持板TB上に
載置される。支持板TBは上下方向(y方向)に移動で
きるようになっており、これによって被検体OBの上下
方向の位置が調節できるようになっている。支持板TB
は、また、紙面に垂直な方向(z方向)に進退できるよ
うになっており、それによって被検体OBをX線照射領
域に搬入および搬出できるようになっている。
るものである。これによってX線の強度、照射タイミン
グ等が制御される。回転制御部RCは支持枠FMの回転
を制御するものである。これによって支持枠FMの回転
速度、起動および停止等が制御される。支持板制御部T
Cは支持板TBを制御するものである。これによって支
持板TBのz方向の移動および上下移動が制御が制御さ
れる。
出力される多チャンネルのX線検出信号を収集するもの
である。このデータ収集部DASはX線検出器DTと共
に支持枠FM上に搭載されている。
図5に示すように、X線検出素子DTeの出力信号が積
分器INTによって積分され、積分器INTの出力信号
がマルチプレクサMXを通じてA/D(analog-to-digit
al) 変換器ADCに与えられ、ディジタル信号に変換さ
れてメモリMEMに記憶される。
ンネルの積分器が複数個接続されており、それらが順次
切り換えられてA/D変換器ADCに接続される。制御
装置CNTは積分器INTの動作を制御し、所定の周期
で積分とリセットを行なわせる。すなわち、例えば図6
に示すように、周期TsのうちTi時間で積分を行なわ
せTr時間でリセットを行なわせる。
御し、積分器INTがTi時間の積分を完了したタイミ
ングでそれをA/D変換器ADCに接続する。制御装置
CNTは、また、メモリMEMの書込アドレスを制御し
てA/D変換器ADCの出力信号をX線検出素子DTe
チャンネル番号およびビュー番号に対応したアドレスに
記憶する。
御装置CNTによって所定のタイミングで逐次読み出さ
れ、次に述べる信号伝達部TRに出力される。図4に戻
って、信号伝達部TRはデータ収集部DASの出力デー
タをコンピュータCOMに伝達するものであり、図1ま
たは図2に示したものと同様な基本構成を有する。
ば、送信系Sが支持枠FM上に搭載され、受信系Rが固
定側に設置される。送信系Sのループコイル40または
静電結合器50は支持枠FMと共に回転し円軌道を描
く。それに対応して、受信系Rの導体11および12は
ループコイル40または静電結合器50の回転の軌道に
近接した円を描くように設置される。この場合、導体1
1および12は図示しない適宜の支持板機構によって支
持される。
データが入力される。送信機30は例えば図7に示す構
成により、入力されたデータをパラレル・シリアル変換
器PSでシリアルデータに変換し、変調器MODでキャ
リヤを変調し、変調されたキキャリヤを増幅器AMPo
で増幅してループコイル40または静電結合器50に出
力する。送信器30とループコイル40または静電結合
器50は本発明における信号供給手段の実施の形態の一
例である。
触で受信系Rに伝達され受信機20で受信される。受信
機20は例えば図8に示す構成により、受信信号を増幅
器AMPiで増幅し、復調器DEMで復調し、シリアル
・パラレル変換器SPでパラレルデータに変換する。こ
のデータがコンピュータCOMに入力される。受信機2
0は本発明における受信手段の実施の形態の一例であ
る。
転制御部RCおよび支持板制御部TCを管制して所定の
シーケンスに基づくスキャンを遂行し、データ収集部D
ASが収集したデータに基づいて被検体OBの断層像を
再構成する。コンピュータCOMは本発明における画像
再構成手段の実施の形態の一例である。再構成画像は画
像出力部IMを通じて出力される。
び操作部OPが接続される。これらは操作者のためのマ
ンマシン・インタフェイス(man-machine interface) を
構成する。
するための第1の発明によれば、相対的に運動する2つ
の系の一方に相対的な運動の軌道に沿って導体を設け、
この導体の両端をそれぞれ抵抗で終端するとともに導体
の一部への非接触な高周波結合により電気信号を伝達す
るようにしたので、相対的に運動する2つの系の間で非
接触で信号伝達を行なう信号伝達方法を実現することが
できる。
よれば、相対的に運動する2つの系の一方に相対的な運
動の軌道に沿って導体を設けてこの導体の両端をそれぞ
れ抵抗で終端し、相対的に運動する2つの系の他方に導
体の一部に非接触で高周波結合する結合手段を設けるよ
うにしたので、相対的に運動する2つの系の間で非接触
で信号伝達を行なう信号伝達装置を実現することができ
る。
よれば、回転枠の回転の軌道と同心の円に沿って設けら
れ両端がそれぞれ抵抗で終端された導体を非回転側に設
け、導体の一部への非接触な高周波結合によりX線検出
器の検出信号に基づく信号を導体に供給する信号供給手
段を回転枠側に設け、導体に供給された信号を受信して
それに基づく出力信号を画像再構成手段に供給する受信
手段を非回転側に設けるようにしたので、X線検出器の
測定データを回転枠側から非回転側に非接触で供給でき
るX線CT装置を実現することができる。
である。
である。
である。
である。
タ収集部のブロック図である。
タ収集部の動作のタイムチャートである。
機のブロック図である。
機のブロック図である。
Claims (3)
- 【請求項1】相対的に運動する2つの系の一方に前記相
対的な運動の軌道に沿って導体を設け、前記導体を両端
においてそれぞれ実質的に抵抗で終端し、前記相対的に
運動する2つの系の他方から一方に前記導体の一部への
非接触な高周波結合により電気信号を伝達することを特
徴とする信号伝達方法。 - 【請求項2】相対的に運動する2つの系の一方に前記相
対的な運動の軌道に沿って設けられ両端がそれぞれ実質
的に抵抗で終端された導体と、前記相対的に運動する2
つの系の他方に設けられ前記導体の一部に非接触で高周
波結合する結合手段とを具備することを特徴とする信号
伝達装置。 - 【請求項3】X線照射手段と、X線検出手段と、前記X
線照射手段と前記X線検出手段とを空間を隔てて互いに
対向させて搭載した回転枠と、非回転側に配置され前記
X線検出手段の検出信号に基づいて画像再構成を行う画
像再構成手段とを有するX線CT装置において、 前記回転枠の回転の軌道と同心の円に沿って前記非回転
側に設けられ、両端がそれぞれ実質的に抵抗で終端され
た導体と、 前記回転枠側に設けられ、前記導体の一部への非接触な
高周波結合により前記X線検出器の検出信号に基づく信
号を前記導体に供給する信号供給手段と、 前記非回転側に設けられ、前記導体に供給された信号を
受信してそれに基づく出力信号を前記画像再構成手段に
供給する受信手段とを具備することを特徴とするX線C
T装置。
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
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JP2007185513A (ja) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Siemens Ag | 移動側システムと固定側システムとを備えた装置 |
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