NL1026535C2 - Röntgenstralingsgenerator en slipring voor een CT-systeem. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Röntgenstralingsgenerator en slipring voor een CT-systeem.

De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op diagnostische beeldvormingssystemen, die computertomografie gebruiken, en meer in het bijzonder op een röntgenstralingsgenerator en slipring voor een CT-systeem, zodat een stationaire invertor energie levert 5 aan de slipring voor overdracht aan een roterende hoogspanningstank voor het creëren van een spanning over een roterende röntgenbuis.

In computertomografie(CT)beeldvormingssystemen zendt een röntgenstralingsbron typisch een waaiervormige bundel uit naar een subject of object, zoals een patiënt of een stuk bagage. Hierna zullen 10 de termen "subject" en "object" alles, dat in staat is om op beeld te worden weergegeven, omvatten. Na door het subject te zijn verzwakt, treft de bundel een reeks van stralingsdetectoren. De intensiteit van de op de detectorreeks ontvangen stralingsbundel is typisch afhankelijk van de door het subject veroorzaakte verzwakking van de röntgen-15 stralingsbundel. Elk detectorelement van de detectorreeks produceert een afzonderlijk elektrisch signaal, dat een indicatie is voor de door elk detectorelement ontvangen verzwakte bundel. De elektrische signalen worden aan een gegevensbewerkingssysteem voor analyse overgedragen, welk systeem uiteindelijk een beeld produceert.

20 In het algemeen roteren de stralingsbron en de detectorreeks met het portaal binnen een beeldvormingsvlak en rond het subject. Röntgenstralingsbronnen bevatten typisch röntgenbuizen, die de rönt-genstralingsbundel naar een brandpunt uitzenden. Röntgenstralingsde-tectoren bevatten typisch een collimator voor het collimeren van op de 25 detector ontvangen röntgenstralingsbundels, een aan de collimator grenzende scintillator voor het omzetten van röntgenstralen in lichtenergie, en fotodiodes voor het van de aangrenzende scintillator ontvangen van de lichtenergie en voor het daaruit produceren van elektrische signalen.

30 Elke scintillator van een scintillatorreeks zet typisch rönt genstralen in lichtenergie om. Elke scintillator geeft lichtenergie aan een daaraan grenzende fotodiode af. Elke fotodiode detecteert de lichtenergie en genereert een corresponderend elektrisch signaal. De 1026535“ - 2 - uitgangssignalen van de fotodiodes worden vervolgens naar het gege-vensbewerkingssysteem gezonden voor beeldreconstructie.

De röntgenstralingsgenerator van een CT-systeem is gelegen binnen het portaal en roteert als zodanig tijdens gegevensverwerving rond 5 een beeldvormingsboring. De röntgenstralingsgenerator bevat in het algemeen een röntgenbuis, een gegevensverwervingssysteem en boogvormige detectorreeksen. Deze algemeen bekende configuratie is weergegeven in fig. 1. Zoals getoond, bevat de röntgenstralingsgenerator en scintil-latorreeksconfiguratie 2 een röntgenbuis 3, een hoogspanning(HV)tank 4 10 en een operationeel met een slipring 6 verbonden invertor 5. De buis 3, de HV-tank 4 en de invertor zijn elk verbonden met en bevestigd aan een roterende basis 7, die elk element ondersteunt tijdens rotatie van het portaal. Buiten de roterende basis 7 en met de slipring 6 elektrisch verbonden, bevindt zich een vermogensverdelingseenheid (PDU) 8, 15 die stationair is en daardoor niet met de buis 3, de tank 4 en de invertor 5 mee roteert. De invertor 5 wordt typisch gevoed met een DC-spanning, bijvoorbeeld 650 VDC, en genereert een AC-spanningsgolfvorm, bijvoorbeeld ongeveer 300 VAC, bij een gespecificeerde frequentie, bijv. 20-50 kHz. De AC-spanning wordt vervolgens aan de HV-tank 4 toe-20 gevoerd, welke HV-tank 4 een transformator en gelijkrichters (niet weergegeven), die een DC HV-spanning ontwikkelen, heeft. De HV-span-ning wordt vervolgens toegevoerd aan de röntgenbuis 3. Aangezien de HV-tank en de invertor op de roterende basis zijn gepositioneerd, wordt het vermogen voor de invertor eenvoudig overgedragen aan de ro-25 terende zijde via laagspanning (~650 VDC) slipring 6. De roterende basis 7 is ook voorzien van één of meer hulpinrichtingen, die hulpvermo-gensinrichtingen, in het algemeen met het verwijzingscijfer 4a aangeduid, kunnen bevatten.

Bij deze configuratie is de invertor 5 op de roterende basis 7 30 gepositioneerd en roteert daardoor tijdens gegevensverwerving. Een schakelingsschema van de invertor is weergegeven in fig. 2. De invertor 5 bevat een aantal vermogensschakelaars 9 (bijv. IGBT's), die in een H-configuratie zijn aangebracht. Met één uitgang van de H-configu-ratie is een een resonantieschakeling 10 vormende LC-schakeling ver-35 bonden. De uitgang van de resonantieschakeling 10 en de andere uitgang van de H-configuratie 9 zijn met de HV-tank 4 verbonden. De HV-tank bevat een met een gelijkrichter en filterschakeling 12 verbonden transformator 11 om een spanning over de monopolaire röntgenbuis 3 te creëren. De invertor 5, de HV-tank 4 en de buis 3 zijn op de roterende 1026535" - 3 - zijde van de slipring 6 gepositioneerd. Bij deze bekende configuratie wordt een relatief lage DC-spanning geleverd aan de slipring 6, welke spanning vervolgens voor conditionering naar de invertor 5 wordt gezonden .

5 Deze plaatsing van de invertor op de roterende zijde van de slipring heeft een aantal nadelen. Bijvoorbeeld is het roteren met hogere portaalsnelheden problematisch, omdat de massa van de componenten aan de roterende zijde alsmede hun bijbehorende rotatiekrachten de portaalsnelheid begrenzen. Indien de portaalsnelheid wordt verhoogd, 10 nemen bovendien de vermogenseisen van de röntgenstralingsgenerator toe om een constante SNR te handhaven. De omvang en de massa van de componenten van de röntgenstralingsgenerator dienen ook te worden vergroot om het vereiste vermogen te verschaffen. Verder hebben de omvang van de componenten van de röntgenstralingsgenerator in huidige CT-systemen 15 geresulteerd in een vrijdragende-balkconfiguratie vanuit de roterende basis. Deze vrijdragende-balkconfiguratie oefent een moment uit op montagesteunen, die worden gebruikt om de componenten te bevestigen, en vergroot de op steunconsoles uitgeoefende krachten. Dit begrenst de rotatiesnelheid van het portaal.

20 Het zou daarom wenselijk zijn om een röntgenstralingsgenerator- architectuur te ontwerpen, die de aan de roterende basis van een CT-systeem op te leggen omvangs- en gewichtsbeperkingen vermindert, waardoor een toename in de rotatiesnelheid van het portaal mogelijk is zonder verlies aan vèrmogensaflevering aan de röntgenbuis.

25 De uitvinding is gericht op een inrichting voor het leveren van vermogen aan een röntgenbuis voor het opwekken van een röntgenstra-lingsbundel voor CT-gegevensverwerving, welke inrichting de hiervoor genoemde nadelen overwint. De inrichting bevat een slipring, die is ontworpen om vermogen vanaf een stationaire invertor aan een roteerba-30 re HV-tank over te dragen. De HV-tank is ontworpen om het overgedragen vermogen te conditioneren en een spanning over de röntgenbuis te creëren voor opwekking van röntgenstralen. De invertor is verder geconstrueerd om een enkele resonantieschakeling of een paar van in serie geschakelde resonantieschakelingen, die ofwel rechtstreeks of indirect 35 via een transformator met de slipring zijn verbonden, te hebben.

Volgens één aspect van de uitvinding bevat een röntgenstralingsgenerator voor een CT-scanner een slipring om vermogen aan een roterende hoogspanningstank over te dragen en een operationeel met de slipring verbonden roteerbare röntgenbuis om van de hoogspanningstank 1 026535" - 4 - afkomstig vermogen te ontvangen. De röntgenbuis is ingericht om röntgenstralen naar een in een aftastcompartiment gepositioneerd af te tasten subject te projecteren. De röntgenstralingsgenerator bevat ook een stationaire invertor om AC-vermogen aan de slipring te verschaffen 5 voor overdracht aan de hoogspanningstank.

Volgens een ander aspect van de uitvinding bevat een CT-beeld-vormer een roteerbaar portaal, dat een daar doorheen aangebrachte beeldvormingsboring heeft, en een stationaire basis, die het portaal ondersteunt. Een slipring is in het roteerbare portaal aangebracht en 10 is elektrisch met een röntgenbuis en een hoogspanningstank verbonden. De hoogspanningstank is ontworpen om een hoge spanning aan de röntgenbuis te leveren voor opwekking van röntgenstralen voor gegevensverwerving. De CT-beeldvormer bevat ook een buiten het portaal gelegen ver-mogensconditioneringselement om een DC-spanning te ontvangen en een 15 AC-spanningsgolfvorm op te wekken, welke spanningsgolfvorm via de slipring aan de hoogspanningstank wordt toegevoerd.

Volgens een ander aspect van de uitvinding bevat een CT-scanner een röntgenbuis en een hoogspanningstank. De hoogspanningstank is ingericht om een hoge spanning aan de röntgenbuis toe te voeren. De CT-20 scanner bevat ook een slipring om stroom aan de hoogspanningstank over te dragen. Eveneens wordt een stationaire basis met een invertor voor het leveren van AC-vermogen aan de slipring voor overdracht aan de hoogspanningstank geopenbaard. De invertor bevat ten minste één reso-nantieschakeling, die met de slipring is verbonden.

25 Verschillende andere kenmerken, doelen en voordelen van de uit vinding zullen duidelijk worden uit de volgende gedetailleerde beschrijving en de tekeningen.

De tekeningen tonen één voorkeursuitvoeringsvorm , die op dit moment beoogd wordt voor het uitvoeren van de uitvinding.

30 In de tekeningen:

Fig. 1 is een schema van een bekende röntgenstralingsgenerator en slipringconfiguratie voor een CT-beeldvormingssysteem.

Fig. 2 is een schakelingsschema van een bekende invertortopo-logie voor gebruik bij de in fig. 1 weergegeven configuratie.

35 Fig. 3 is een illustratief aanzicht van een CT-systeem vol gens één uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Fig. 4 is een blokschema van het in fig. 1 getoonde systeem.

Fig. 5 is een schema van een röntgenstralingsgenerator en slipringconfiguratie volgens één uitvoeringsvorm van de uitvinding.

1026535“ - 5 -

Fig. 6 is een schakelingsschema van een invertortopologie voor de in fig. 5 weergegeven configuratie volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Fig. 7 is een schakelingsschema van een alternatieve inver-5 tortopologie voor de in fig. 5 weergegeven configuratie volgens nog een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Fig. 8 is een schakelingsschema van een andere invertortopologie voor de in fig. 5 weergegeven configuratie volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding.

10 Fig. 9 is een illustratief aanzicht van een CT-systeem voor gebruik bij een niet-ingrijpend pakketinspectiesysteem.

Er wordt nu verwezen naar fig. 3 en 4, waarin een computertomografie (CT) beeldvormingssysteem 14 is weergegeven, welk systeem 14 een roteerbaar portaal 15, representatief voor een "derde genera-15 tie" CT-scanner, bevat. Het portaal 15 is gepositioneerd in een portaalondersteuning 16 en heeft een röntgenbuis 17, die een bundel röntgenstralen 18 naar een detectorreeks 19 aan de tegenovergestelde zijde van het portaal 15 projecteert. Het portaal 15 is ontworpen om te roteren en is als zodanig gedefinieerd als een roterende zij-20 de, terwijl de ondersteuning 16 niet roteert en als zodanig is gedefinieerd als een stationaire zijde. Een slipring (niet weergegeven) is gepositioneerd nabij een roterende basis (niet weergegeven) voor overdracht van stroom aan componenten van een röntgenstralings-generator, welke componenten tijdens gegevensverwerving roteren. De 25 roterende basis is ontworpen om de röntgenbuis 17, een hoogspanning-(HV)tank (niet weergegeven) en andere hulpcomponenten (niet weergegeven) tijdens rotatie rond een medische patiënt 22 te ondersteunen. Zoals hieronder in detail zal worden beschreven, is de slipring geconstrueerd om van een stationaire invertor (niet weergegeven) in de por-30 taalondersteuning of de basis ontvangen vermogen aan de HV-tank over te dragen, zodat een spanning aan de röntgenbuis 17 kan worden toegevoerd. De vakman zal onderkennen, dat de uitvinding ook toepasbaar is op de projectie en detectie van gammastralen en andere HF elektromagnetische energie.

35 De detectorreeks 19 wordt gevormd door een aantal detectoren 20, die tezamen de geprojecteerde röntgenstralen, die door de medische patiënt 22 heen gaan, waarnemen. Elke detector 20 produceert een elektrisch signaal, dat de intensiteit van een invallende röntgenstra-lingsbundel en daardoor de verzwakking van de bundel bij doorgang door 1026535© - 6 - de patiënt 22 representeert. Tijdens een aftasting voor het verwerven van röntgenstralingsprojectiegegevens roteren het portaal 12 en de daarop gemonteerde componenten rond een rotatiecentrum 24.

Rotatie van het portaal 15 en de werking van de röntgenstra-5 lingsbron 17 worden bestuurd door een stuurmechanisme 26 van het CT-systeem 14. Het stuurmechanisme 26 bevat een röntgenstralingsbesturing 28, die vermogen en tijdbepalingssignalen aan de röntgenstralingsbron 17 verschaft, en een portaalmotorbesturing 30, die de rotatiesnelheid en de positie van het portaal 15 bestuurt. Een gegevensverwervingssys-10 teem (DAS) 32 in het stuurmechanisme 26 bemonstert van detectoren 20 afkomstige analoge gegevens en zet de gegevens in digitale signalen om voor daaropvolgende bewerking. Een beeldreconstructie-element 34 ontvangt bemonsterde en gedigitaliseerde röntgenstralingsgegevens van DAS 32 en voert een snelle reconstructie uit. Het gereconstrueerde beeld 15 wordt als een invoer aan een computer 36 toegevoerd, welke computer het beeld in een massaopslaginrichting 38 opslaat.

De computer 36 ontvangt ook commando's en aftastparameters van een bediener via een console 40, dat een toetsenbord heeft. Een bijbehorende kathodestraalbuisweergave 42 maakt het voor de bediener moge-20 lijk om het gereconstrueerde beeld en andere van de computer.36 afkomstige gegevens te observeren. De door de bediener geleverde commando's en parameters worden door de computer 36 gebruikt om stuursignalen en informatie aan DAS 32, de röntgenstralingsbesturing 28 en de portaalmotorbesturing 30 te verschaffen. Bovendien stuurt de computer 36 een 25 tafelmotorbesturing 44 aan, welke besturing een gemotoriseerde tafel 46 bestuurt om een patiënt 22 en het portaal 15 te positioneren. In het bijzonder beweegt de tafel 46 delen van de patiënt 22 door een portaalopening 48 heen.

Er wordt nu verwezen naar fig. 5, waarin een röntgenstralings-30 generator en slipringconfiguratie volgens de uitvinding is weergegeven. De röntgenstralingsgenerator en slipringconfiguratie 48 bevat een röntgenbuis 17 en een hoogspanningstank, die met een roterende basis 52 zijn verbonden. De roterende basis 52 is binnen het portaal van het CT-systeem aangebracht en is ontworpen om de rotatiebeweging van de 35 röntgenbuis 17 en de hoogspanning(HV)tank 50 te ondersteunen. Door de roterende basis 52 wordt ook een hulpinrichting 54 ondersteund. De HV-tank 50 is ontworpen om een AC-signaal te transformeren teneinde een hoge DC-spanning te genereren, welke hoge DC-spanning aan de röntgenbuis 17 kan worden toegevoerd. In één uitvoeringsvorm is de HV-tank 50 1026535'

1 I

- 7 - bijvoorbeeld ontworpen om een spanning van maximaal 160 kV voor toevoer aan de röntgenbuis 17 te genereren. De röntgenbuis genereert röntgenstralen voor projectie naar een af te tasten patiënt toe als een functie van de daaroverheen aangelegde spanning.

5 De configuratie 48 bevat ook een slipring, die schematisch door middel van een boog 56 is weergegeven, welke slipring in het algemeen ringvormig van vorm is en is ontworpen om elektrische stroom aan de HV-tank 50 over te dragen. In dit opzicht is de slipring 56 ontworpen om een AC-spanningsgolfvorm van de vermogensverdelingseenheid (PDÜ) 58 10 te ontvangen. Zoals is weergegeven, kan de PDÜ 58 een invertor 60 bevatten, welke invertor is ontworpen om de AC-golfvorm aan de slipring 56 te leveren. De vakman zal echter onderkennen, dat de invertor buiten de PDU geplaatst kan zijn. Bovendien is de invertor 60 stationair ten opzichte van de rotatiecomponenten van de configuratie 48 en 15 draait dus niet rond de patiënt tijdens gegevensverwerving, zoals hieronder in detail zal worden toegelicht. Verder is de invertor 60 in één uitvoeringsvorm ontworpen om een ~300V AC-golfvorm met een frequentie van 30 kHz aan de slipring 56 te leveren. De vakman zal onderkennen, dat andere frequentiebereiken worden beoogd, zoals bij benade-20 ring van 20 kHz tot 1 MHz.

De slipring 56 heeft een relatief grote diameter en kan zich daardoor gedragen als een stralende antenne. Om elektromagnetische straling te minimaliseren is het daarom noodzakelijk om de frequentie-inhoud van de stroom- en spanningsgolfvormen op de slipring te beper-25 ken. Voor dit doel bevat de uitvinding een invertortopologie om de frequentie-inhoud van de aan de slipring overgedragen golfvormen te beperken, zoals is weergegeven in fig. 6. De invertor 60 bevat een paar resonantieschakelingen 62. Elke resonantieschakeling bevat een (in serie geschakelde?) condensator C en inductor L. Elke resonantie-30 schakeling 62 is met een uitgang van een aantal in een H-configuratie aangebrachte vermogensschakelaars 64 verbonden. De vermogensschake-laars kunnen MOSFET's, IGBT's en dergelijke bevatten. De vermogensschakelaars 64 zijn ontworpen om een hoogspanning-DC-invoer, zoals 650 V DC, te ontvangen en een AC-spanning met een variabele frequen-35 tie, d.w.z. bij benadering 20-100 kHz te genereren.

De resonantieschakelingen zijn verbonden met de uitgangen van de vermogensschakelaarconfiguratie en zijn dus gepositioneerd tussen de vermogensschakelaaruitgangen en de slipring 56. Er dient opgemerkt te worden dat in één uitvoeringsvorm de waarden van de inductieve en 10265 35' - 8 - reactieve componenten van de resonantieschakelingen gelijk zijn voor elke invertor. De resonantieschakelingen zijn ontworpen om de snelle overgangen van de vermogensschakelaars af te vlakken, teneinde daardoor de frequentie-inhoud te beperken en de gemeenschappelijke-modus-5 component Van de aan de slipring 56 overgedragen golfvormen te reduceren .

Er wordt nog steeds verwezen naar fig. 6, waarin de slipring 56 een grens tussen een stationaire zijde en een roterende zijde van de röntgenstralingsgenerator definieert. Zoals hierboven is opgemerkt, is 10 de invertor en zijn bijbehorende topologie gepositioneerd aan de stationaire zijde van de slipring 56. Als zodanig roteert de invertor niet met de hoogspanningstank 50 of de röntgenbuis 17 mee tijdens het gegevensverwervingsproces. De roterende zijde van de röntgenstralingsgenerator en slipringconfiguratie bevat de HV-tank 50, die is ontwor-15 pen om een AC-golfvorm van de slipring 56 te ontvangen en om de golf-vorm te conditioneren teneinde een hoge DC-spanning aan de röntgenbuis 17 te verschaffen. De HV-tank 50 bevat een transformator 66 en een ge-lijkrichter- en filterschakeling 68 om het door de slipring 56 overgedragen AC-spanningssignaal te conditioneren. In één voorbeelduitvoe-20 ringsvorm is de HV-tank 50 ontworpen om een 160 kV DC-spanning over de röntgenbuis 17 aan te leggen.

Er wordt nu verwezen naar fig. 7, waarin een invertortopologie volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding is weergegeven.

In deze uitvoeringsvorm is de invertor 60 soortgelijk aan de met be-25 trekking tot fig. 6 beschreven topologie en bevat de invertor 60 een aantal in een H-configuratie aangebrachte vermogensschakelaars, welke zijn ontworpen om een AC-spanningsgolfvorm af te geven, welke span-ningsgolfvorm door een paar in serie geschakelde resonantieschakelingen 62 wordt afgevlakt. In tegenstelling tot de in fig. 6 getoonde to-30 pologie, bevat de in fig. 7 weergegeven configuratie echter een tussen de resonantieschakelingsuitgangen en de slipring 56 gepositioneerde transformator. De transformator 70 is in de configuratie ingebracht om de effectieve inductantie van de slipring 56 te besturen. De slipring 56 heeft bijvoorbeeld een inductantie, die typische varieert van 35 0,2 mH tot 0,6 mH, afhankelijk van zijn rotatiepositie. Door middel van het toevoegen van de transformator 70 aan de schakeling is de effectieve inductantie met N2 gereduceerd, waarin N de wikkelingenverhouding van de transformator 70 is. Indien de wikkelingenverhouding van de transformator 70 bijvoorbeeld 1:N is, dan wordt de inductantie 1 026535' - 9 - of variatie van de slipring 56 met een factor 25 gereduceerd, bijvoorbeeld van 0,4 mH tot 0,016 mH. Verder heeft de slipring een serieweer-stand, die eveneens met N2 is gereduceerd, waardoor verliezen zijn gereduceerd.

5 Het opnemen van de transformator 70 met een wikkelingenverhou ding van 1:N in de röntgenstralingsgenerator en slipringconfiguratie vereist, dat de wikkelingenverhouding van de transformator 66 en de HV-tank 50 met N dient te worden gereduceerd om de opname van de transformator 70 te compenseren. Dit wil zeggen, dat de wikkelingen-10 verhouding van de transformator 66 1:X-N dient te zijn, wanneer N de wikkelingenverhouding van de transformator 70 is en X de wikkelingenverhouding van de transformator 66 is zonder transformator 70 in het systeem. Indien de transformator 66 bijvoorbeeld een wikkelingenverhouding van 8 zou hebben bij afwezigheid van de transformator 70, dan 15 zou de opname van de transformator 70 met een wikkelingenverhouding van 5 vereisen, dat de transformator 66 zodanig is gevormd, dat deze een wikkelingenverhouding van 3 heeft. Bovendien heeft de slipring een effectieve inductantie van Y/N2, waarin Y gelijk is aan de inductantie van de slipring zonder dat de transformator 70 in de schakelingstopo-20 logie is opgenomen.

Met de hiervoor beschreven uitvinding, waarbij het invertorsa-menstel en de bijbehorende steun daarvan van de roterende zijde zijn verwijderd, kan er een typisch met het CT-systeem geassocieerde tegen-balans zijn, die nu kan worden verwijderd en die in massa gelijk is 25 aan het invertorsamenstel. Het herpositioneren van de invertor aan de stationaire zijde van het systeem alsmede verwijdering van een tegen-balans kan eliminering van een vrijdragende-balkconfiguratie mogelijk maken en verschaft dus een meer uniform gebalanceerd portaal, dat kritisch is voor hogere portaalsnelheden, zoals 0,2 seconden per omwente-30 ling. Bovendien kan de hoogfrequente AC-golfvorm in de slipring een contactloze slipring mogelijk maken, teneinde daardoor slipringbor-stels te elimineren. Door middel van het herpositioneren van de invertor vanaf de roterende zijde naar de stationaire zijde van het systeem, is nu ruimte beschikbaar voor een grotere generatoromvang voor 35 opwekking van hogere vermogensniveaus zoals 150 kW en 200 kW, welke niveaus typisch benodigd zijn voor een snellere aftasting.

Er wordt nu verwezen naar fig. 8, waarin een röntgenstralingsgenerator en slipringconfiguratie volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding is weergegeven. De configuratie van fig. 8 is soort- 1026535"

- 10 -I

gelijk aan de uitvoeringsvorm van fig. 7; echter gebruikt de configuratie van fig. 8 slechts een enkele resonantieschakeling 62. In dit opzicht is één uitgang van de H-configuratie van vermogensschakelaars 64 verbonden met de resonantieschakeling 62 en is de andere uitgang 5 rechtstreeks verbonden met de transformator 70. De uitgang van de resonantieschakeling 62 is eveneens met de transformator 70 verbonden. Het positieve gedeelte van de door de vermogensschakelaars afgegeven AC-golfvorm wordt toegevoerd aan de resonantieschakeling voor afvlak-king, terwijl het negatieve gedeelte van de AC-golfvorm direct aan de 10 transformator 70 wordt toegevoerd. Overeenkomstig de uitvoeringsvormen van fig. 6 en 7, is de invertor 60 stationair, terwijl de HV-tank 50 en de röntgenbuis 17 roteren. Door de transformator 70 naar de slip-ring 56 geleide stroom wordt aan de HV-tank 50 overgedragen voor opwekking van een hoge spanning, die over de röntgenbuis 17 wordt aan-15 gelegd voor opwekking van röntgenstralen voor CT-gegevensverwerving. Overeenkomstig de in fig. 7 getoonde configuratie, beïnvloedt de wikkelingenverhouding van de transformator 70 in fig. 8 de wikkelingenverhouding van de transformator 66 van de HV-tank 50. Bovendien worden ook hoge-frequentie- en gemeenschappelijke-moduscomponenten op de 20 slipringgolfvormen gereduceerd.

Er wordt nu verwezen naar fig. 9, waarin een pakket/bagage-in-spectiesysteem 100, waarin de hierboven beschreven röntgenstralingsge-nerator een slipringconfiguratie en invertortopologie zijn opgenomen, een roteerbaar portaal 102 met een opening 104, waardoorheen pakketten 25 of bagage kunnen passeren, heeft. Het draaibare portaal 102 behuist een hoogfrequente elektromagnetische energiebron 106 alsmede een de-tectorsamenstel 108. Ook is een transportsysteem 110 verschaft en dit transportsysteem bevat een door een structuur 114 ondersteunde transportband 112 om op automatische en continue wijze af te tasten pakket-30 ten of bagagestukken 116 door de opening 104 te leiden. Door middel van de transportband 112 worden voorwerpen 116 door de opening 104 heen gevoerd, worden vervolgens de beeldvormende gegevens verworven en verwijdert de transportband 112 op een bestuurde en continue wijze de pakketten 116 uit de opening 104. Als gevolg hiervan kunnen postcon-35 troleurs, bagageafhandelaars en ander beveiligingspersoneel op niet-ingrijpende wijze de inhoud van pakketten 116 op explosieven, messen, wapens, smokkelwaar enz. inspecteren.

Volgens één uitvoeringsvorm van de uitvinding bevat een rönt-genstralingsgenerator voor een CT-scanner daarom een slipring voor het 1 0265 35“ * - 11 - overdragen van vermogen aan een roterende hoogspanningstank en een roterende röntgenbuis, die elektrisch met de slipring is verbonden om vermogen van de hoogspanningstank te ontvangen. De röntgenbuis is ingericht om röntgenstralen naar een in een aftastruimte gepositioneerd, 5 af te tasten subject toe te projecteren. De röntgenstralingsgenerator bevat ook een stationaire invertor om AC-vermogen aan de slipring te verschaffen voor overdracht aan de hoogspanningstank. Volgens een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding bevat een CT-beeldvormer een roteerbaar portaal, dat een daardoorheen aangebrachte beeldvormingsbo-10 ring heeft, en een het portaal ondersteunende stationaire basis. In het roteerbare portaal is een slipring aangebracht en deze is elektrisch verbonden met een röntgenbuis en een hoogspanningstank. De hoogspanningstank is ontworpen om een hoge spanning aan de röntgenbuis toe te voeren voor opwekking van röntgenstralen voor gegevensverwer-15 ving. De CT-beeldvormer bevat ook een buiten het portaal gelegen ver-mogensconditioneringsorgaan om een DC-spanning te ontvangen en een AC-spanningsgolfvorm te genereren, welke spanningsgolfvorm via de slipring aan de hoogspanningstank wordt toegevoerd.

Volgens een andere uitvinding van de uitvinding bevat een CT-20 scanner een röntgenbuis en een hoogspanningstank. De hoogspanningstank is ingericht om een hoge spanning aan de röntgenbuis toe te voeren. De CT-scanner bevat ook een slipring om stroom aan de hoogspanningstank over te dragen. Ook is een stationaire basis, die een invertor heeft, om AC-vermogen aan de slipring te leveren voor overdracht aan de hoog-25 spanningstank geopenbaard. De invertor bevat een enkele resonantie-schakeling of een paar van resonantieschakelingen, die rechtstreeks of via een transformator met de slipring zijn verbonden.

De uitvinding is beschreven in termen van de voorkeursuitvoeringsvorm, en het zal duidelijk zijn, dat equivalenten, alternatieven 30 en modificaties naast de uitdrukkelijk genoemde equivalenten, alternatieven en modificaties, mogelijk zijn en dat deze binnen het kader van de bijgevoegde conclusies liggen.

1026535"

Claims (6)

1. Röntgenstralingsgenerator voor een CT-scanner (14), waarbij de generator omvat ·. een slipring (56) om vermogen aan een roterende hoogspanning (HV)tank (50) over te dragen; 5 een operationeel met de slipring (56) verbonden roteerbare röntgenbuis (17) om van de HV-tank (50) afkomstig vermogen te ontvangen en röntgenstralen naar een af te tasten subject (22) te projecteren; en een stationaire invertor om AC-vermogen aan de slipring (56) te 10 verschaffen voor overdracht aan de HV-tank (50), waarin de stationaire invertor een aantal in een H-brugconfiguratie aangebrachte vermogensschakelaars (64) bevat, waarbij de configuratie een zodanig paar uitgangen heeft, dat ten minste één uitgang met een resonantieschakeling (62) is verbonden. 15

2. Röntgenstralingsgenerator volgens conclusie 1, waarin de ten minste ene resonantieschakeling (62) met de slipring (56) is verbonden.

3. Röntgenstralingsgenerator volgens conclusie 2, waarin de resonantieschakeling een condensator en een inductor, die in serie 20 zijn geschakeld, bevat.

4. Röntgenstralingsgenerator volgens conclusie 1, waarin de ten minste ene resonantieschakeling (62) met een ingang van een transformator (70) is verbonden en waarin de transformator (70) met de slipring (56) verbonden uitgangen heeft. 25

5. Röntgenstralingsgenerator volgens conclusie 4, waarin de transformator (70) een wikkelingenverhouding van 1:N heeft en een transformator (66) van de hoogspanningstank een wikkelingenverhouding van 1:X-N heeft.

6. Röntgenstralingsgenerator volgens conclusie 5, waarin de 30 slipring (56) een effectieve inductantie van Y/N2 heeft. 1026535