NL1034519C2 - Werkwijzen en apparatuur voor scanners met hoge rotatiesnelheid. - Google Patents

Description

P2905NL00/GB/fhe

Korte aanduiding: Werkwijzen en apparatuur voor scanners met hoge rotatiesnelheid.

De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op roterende afbeeldende scanner-systemen en meer in het bijzonder op werkwijzen en apparatuur voor scannersystemen met hoge rotatiesnelheden.

Hoog-spanningstransformatoren worden gebruikt in een verscheidenheid aan toe-5 passingen, zoals in bagagescannersystemen, computertomografie(CT)systemen en dergelijke. CT-systemen worden dikwijls gebruikt om niet-invasieve doorsnedeafbeeldingen van te onderzoeken voorwerpen, in het bijzonder inwendige afbeeldingen van menselijk weefsel voor medische analyse en behandeling, te verkrijgen. Huidige bagagescannersystemen en CT-systemen positioneren het te onderzoeken voorwerp, zoals bagage of een patiënt, op 10 een transportband of tafel binnen een centrale opening van een roterend frame, dat door een stationair frame wordt ondersteund. Het roterende frame bevat een röntgenbron en een detectorarray, die aan tegenovergestelde zijden van de opening zijn gepositioneerd, waarbij de röntgenbron en de detectorarray beide rond het af te beelden, te onderzoeken voorwerp roteren. In elk van verschillende hoekposities langs de rotatiebaan (ook wel aangeduid aan "projecties"), 15 zendt de röntgenbron een bundel uit, die door het te onderzoeken voorwerp heengaat, door het te onderzoeken voorwerp wordt afgezwakt en door de röntgenarray wordt ontvangen. De röntgenbron gebruikt hoogspanningsenergie om de röntgenbundels op te wekken.

Elk detectorelement in de detectorarray produceert een afzonderlijk elektrisch signaal, dat een indicatie is voor de afgezwakte röntgenbundelintensiteit. De van alle detectorelementen 20 afkomstige elektrische signalen worden verzameld en bewerkt door op het roterende frame gemonteerde schakelingen om een projectiegegevensverzameling bij elke portaal positie of projectiehoek te produceren. Projectiegegevensverzamelingen worden verkregen bij verschillende projectiehoeken tijdens één omwenteling van de röntgenbron en detectorarray. De projectiegegevensverzamelingen worden vervolgens door een computer bewerkt om de projectie-25 gegevensverzamelingen tot een afbeelding van een bagagestuk of een CT-afbeelding van een patiënt te reconstrueren.

De op het roterende frame gemonteerde schakelingen worden door een laagspan-ningsvoeding van energie voorzien, terwijl de röntgenbron door een hoogspanningsvoeding van energie wordt voorzien. Conventionele, op een roterend portaal gebaseerde systemen gebruiken 30 een borstel-en-slipringmechanisme om energie met een relatief lage spanning tussen de stationaire en roterende delen van het portaalframe over te dragen. Het roterende portaalge-deelte heeft een daarop gemonteerde en met het borstel-en-slipringmechanisme verbonden omzetter en hoogspanningstank. De omzetter en hoogspanningstank bevat transformator-, -2- gelijkrichter- en filtercapaciteitscomponenten, die de door het borstel-en-slipringmechanisme overgedragen spanning van een lage waarde naar de voor het aandrijven van de röntgenbron benodigde hoge spanningswaarde omhoog transformeren. De transformator in de hoogspan-ningstank produceert een wisselstroomsignaal met hoge spanning, dat door gelijkrichterscha-5 kelingen in de hoogspanningstank in een gelijkstroomsignaal met hoge spanning wordt omgezet.

Conventionele, op een roterend portaal gebaseerde scannersystemen ondervinden echter bepaalde nadelen. De omzetter en hoogspanningstank op het roterende portaalgedeelte doet het gewicht, volume en complexiteit van het systeem toenemen. Verder zijn de borstel-en-slipringmechanismen (die typisch worden gebruikt om een aanmerkelijke stroom te voeren) 10 onderhevig aan een verminderde betrouwbaarheid, onderhoudsproblemen en opwekking van elektrische ruis, die gevoelige elektronische componenten beïnvloeden. Aangezien systemen worden ontwikkeld, die sneller roteren, is het wenselijk geworden om het volume en gewicht van de roterende componenten te verminderen.

Scannerapparatuur en een werkwijze, welke de bovenstaande kwesties en andere in 15 het verleden ondervonden problemen aanpakken, zijn nodig.

In één uitvoeringsvorm bevat een afbeeldingssysteem een portaal, dat een aan een roterend element gekoppeld stationair element heeft, waarbij het roterende element een geopend gebied nabij een as, rond welke het roterende element roteert, heeft; een röntgenbron, die op het roterende element is verschaft; een röntgendetector, die op het 20 roterende element is aangebracht en is ingericht om van de röntgenbron afkomstige röntgenstralen te ontvangen; een resonerende omzetter, die op het stationaire element is verschaft, om een ingangsspanning van de röntgenbron te besturen; en een roterende transformator met omtreksgewijs aangebrachte primaire en secundaire wikkelingen, waarbij de primaire wikkeling is aangebracht op het stationaire element en de secundaire wikkeling is 25 aangebracht op het roterende element, welke roterende transformator een lekinductantie L, die aan de resonerende omzetter is gekoppeld, bevat om een resonantienetwerk te vormen.

In een andere uitvoeringsvorm kan een afbeeldingssysteem een portaal met een stationair element, dat aan een roterende element is gekoppeld, bevatten. Het roterende element kan een geopend gebied nabij een as, rond welke het roterende element roteert, hebben. Het 30 afbeeldingssysteem bevat ook een aantal op het roterende element verschafte röntgenbronnen, waarvan een eerste röntgenbron een röntgenbuis van een eerste type bevat en een tweede röntgenbron een röntgenbuis van een tweede type bevat, waarbij de eerste en tweede typen verschillend zijn, een resonerende omzetter, die op het stationaire element is verschaft, om een ingangsspanning van de röntgenbron te besturen. Het afbeeldingssysteem bevat verder een 35 aantal röntgendetectoren, die op het roterende element zijn aangebracht en zijn ingericht om van ten minste één van de röntgenbronnen afkomstige röntgenstralen te ontvangen, waarvan een eerste röntgendetector een röntgendetector van een eerste type bevat en een tweede -3- röntgendetector een röntgendetector van een tweede type bevat, waarbij de eerste en tweede typen verschillend zijn, en een roterende transformator met omtreksgewijs aangebrachte primaire en secundaire wikkelingen, waarbij de primaire wikkeling is aangebracht op het stationaire element en de secundaire wikkeling is aangebracht op het roterende element, waarbij een 5 resonantienetwerk wordt gevormd door een condensator, die langs een uitgangsbeen van de stroomomzetter is verschaft en die in serie is geschakeld met de lekinductantie van de roterende transformator.

In nog een andere uitvoeringsvorm kan een portaalmechanisme van een afbeeldings-systeem een stationair element en een roterend element, dat roteerbaar is gekoppeld aan het 10 stationaire element, bevatten. Het roterende element kan een geopend gebied nabij een as, rond welke as het roterende element roteert, hebben. Het portaalmechanisme van het afbeel-dingssysteem kan verder een op het roterende element verschafte röntgenbron, een röntgendetector, die is aangebracht op het roterende element en is ingericht om van de röntgenbron afkomstige röntgenstralen te ontvangen, en een roterende transformator met omtreksgewijs 15 aangebrachte primaire en secundaire wikkelingen, waarbij de primaire wikkeling is aangebracht op het stationaire element en de secundaire wikkeling is aangebracht op het roterende element, bevatten. De secundaire wikkelingen zijn gekoppeld aan een hoogspanningstank, die is verdeeld over een buitenomtrek van het roterende element.

In nog een andere uitvoeringsvorm bevat een portaalmechanisme van een afbeel-20 dingssysteem een stationair element, een roteerbaar aan het stationaire element gekoppeld roterend element, waarbij het roterende element een geopend gebied nabij een as, rond welke het roterende element roteert, heeft, een op het roterende element verschafte röntgenbron, en een röntgendetector, die op het roterende element is aangebracht en is ingericht om van de röntgenbron afkomstige röntgenstralen te ontvangen. Het portaalmechanisme van het afbeel-25 dingssysteem bevat verder een roterende transformator mët een omtreksgewijs aangebrachte primaire wikkeling en een aantal omtreksgewijs aangebrachte secundaire wikkelingen, die complementair zijn aan de primaire wikkeling. De primaire wikkelingen zijn aangebracht op het stationaire element en de secundaire wikkelingen zijn aangebracht op het roterende element.

Elke secundaire wikkeling verschaft energie aan een respectief roterend-elementsubsysteem.

30 Elke secundaire wikkeling is gekoppeld aan een respectieve hoogspanningstank, die is verdeeld over een buitenomtrek van het roterende element, om energie aan het respectieve roterend-elementsubsysteem toe te voeren.

Fig. 1 is een vooraanzicht van een voorbeeld van een portaalmechanisme van een af-beeldingssysteem, waarbij omhulsels zijn verwijderd, welk portaalmechanisme een roterend 35 element en een stationair basiselement bevat; fig. 2 toont een contactloos energieoverdrachtssysteem, dat is ingericht om de sliprin-gen en borstels van conventionele CT-systemen te vervangen; -4- fig. 3 toont een contactloos energieoverdrachtssysteem, dat is gevormd volgens een alternatieve uitvoeringsvorm; fig. 4 toont een dwarsdoorsnede van een vereenvoudigde primaire wikkeling en een enkele secundaire subwikkeling, aangebracht in evenwijdige vlakken alsmede een vooraanzicht 5 van de secundaire subwikkeling; fig. 5 toont een zijaanzicht van een roterend element, dat een plaat met de daarop gemonteerde roterende kern bevat; fig. 6 is een schematisch vooraanzicht van een portaalmechanisme, dat is geconstrueerd volgens een voorbeelduitvoeringsvorm; 10 fig. 7 is een schematisch vooraanzicht van een portaalmechanisme, dat is gecon strueerd volgens een andere voorbeelduitvoeringsvorm; fig. 8 is een schematisch vooraanzicht van een portaalmechanisme, dat is geconstrueerd volgens een andere voorbeelduitvoeringsvorm; fig. 9 is een schematisch vooraanzicht van een portaalmechanisme, dat is gecon-15 strueerd volgens een andere voorbeelduitvoeringsvorm; fig. 10 is een schematisch vooraanzicht van een portaalmechanisme, dat is geconstrueerd volgens nog een andere voorbeelduitvoeringsvorm; en fig. 11 is een schematisch aanzicht van een voorbeelddetector, die kan worden gebruikt bij de verschillende uitvoeringsvormen van het portaalmechanisme volgens een uitvoeringsvorm; 20 fig. 12 is een schematisch aanzicht van een contactloos energieoverdrachtssysteem volgens een uitvoeringsvorm; fig. 13 is een schematisch aanzicht van een contactloos energieoverdrachtssysteem volgens een uitvoeringsvorm.

Fig. 1 is een vooraanzicht van een voorbeeld van een portaalmechanisme 10, waar-25 bij omhulsels zijn verwijderd, welk portaalmechanisme een roterend basiselement 20 en een stationair basiselement 22 bevat. Een röntgenbuis 24 en een collimator 25 zijn gepositioneerd op het roterende basiselement 20 tezamen met een detectorplaatelement 26. Een patiënt of ander voorwerp (niet weergegeven) is gepositioneerd op een tafelelement (niet weergegeven) en wordt langs een z-as 32, die de rotatieas van het roterende basiselement 20 is, 30 bewogen. Het röntgenbuiselement 24 en het detectorplaatelement 26 zijn tegenover elkaar op het roterende basiselement 20 gepositioneerd en röntgenafbeeldingen van de patiënt of het object op het tafelelement worden gemaakt wanneer het tafelelement door de centrale opening van het portaalmechanisme 10 beweegt.

Het roterende basiselement 20 bevat extra componenten, die in omtreksrichting daar-35 over verdeeld zijn aangebracht. Deze componenten kunnen een warmtewisselaar 34, een hoogspanningsgenerator 36 en een hoogspanningstank 38 bevatten. Zoals gebruikelijk is bij CT-systemen, zijn ook een axiaal lager en slipring (niet weergegeven) bevestigd aan het roterende -5- basiselement 20. Een lagersteun 40 wordt gebruikt om het axiale lager aan het stationaire basiselement 22 te bevestigen. Elektrische energie wordt via de slipring en slipringborstels, zoals typisch is in CT-systemen, geleverd aan de elektrische componenten op het roterende basiselement. Een axiaal motorsamenstel 44 wordt gebruikt om het roterende basiselement 20 5 ten opzichte van het stationaire basiselement 22 te roteren.

De relatieve posities van de componenten op een roterend basiselement 20 zijn aangegeven door middel van graden vanaf de 12-uurspositie, zoals weergegeven in fig. 1, waarbij het 0°-punt is aangegeven op de 12-uurspositie. Zoals getoond, worden de graden gemeten in een richting tegen de wijzers van de klok in, wanneer het portaalelement vanaf de voorzijde 10 wordt bekeken. De 90°-positie bevindt zich dus op de 9-uurspositie en de 180°-positie bevindt zich op de 6-uurspositie, enz.

Als gevolg van het gewicht van de verschillende componenten, die op het roterende basiselement 20 zijn gepositioneerd, en hun relatieve posities is het portaalelement typisch ongebalanceerd wanneer dit element roteert. Deze onbalans doet zich in zowel de X-as- als de Y-15 asrichtingen alsmede de Z-asrichting voor. Om een dergelijke onbalans te compenseren worden balansgewichtsystemen gebruikt op twee vooraf geselecteerde plaatsen 50 en 52.

Onbalans van het roterende basiselement 20 resulteert in een oscillatiebeweging van het gehele portaal met een frequentie van één per omwenteling. Deze beweging is nadelig voor de beeldkwaliteit aangezien deze beweging artefacten kan genereren, wanneer de beweging 20 wordt vergroot tot boven enige drempel. Bij verhoogde rotatiesnelheden kan de oscillatiebeweging krachten opwekken, die foutdrempels van componenten kunnen overschrijden, hetgeen resulteert in verzwaarde onderhoudseisen van het systeem 10.

Fig. 2 toont een contactloos energieoverdrachtssysteem 250, dat is ingericht om de siipringen en borstels van conventionele CT-systemen te vervangen. Het systeem 250 bevat een 25 stationair element 252 en een roterend element 254, die nabij elkaar en in een concentrische opstelling rond as 256 zijn geplaatst. Het roterende element 254 roteert rond as 256 ten opzichte van het stationaire element 252. Bij wijze van voorbeeld kan het stationaire element 252 eenvoudig een stator representeren, terwijl het roterende element 254 een rotor kan representeren, die beide aan een gemeenschappelijke frameconstructie, zoals een portaal, gekoppeld 30 kunnen zijn. Het stationaire element 252 heeft een stationaire kem 258, terwijl het roterende element 254 een roterende kem 260 heeft. De stationaire en roterende kernen 258 en 260 hebben corresponderende binnen- en buitenoppervlakken 264 respectievelijk 266. De binnen-en buitenoppervlakken 264 en 266 zijn door een luchttussenruimte 262 van elkaar gescheiden, zijn naar elkaar toegekeerd en roteren in dichte nabijheid van elkaar.

35 De stationaire en roterende kernen 258 en 260 hebben met elkaar uitgelijnde E-vormige dwarsdoorsneden, die naar elkaar toe geopend zijn en die zich op een cilindrische of buisvormige wijze rond de as 256 uitstrekken. De E-vormige dwarsdoorsnede in de stationaire kern -6- 258 bevat in het binnenoppen/lak 64 gesneden evenwijdige wikkelingssleuven 268, die dooreen middenbeen 272 zijn gescheiden. De wikkelingssleuven 268 en het middenbeen zijn binnenwaarts gericht en strekken zich in een omtreksrichting rond de as 256 uit. De roterende kern 260 bevat in het buitenoppervlak 266 en door een middenbeen 274 van elkaar gescheiden 5 evenwijdige wikkelingssleuven 270. De wikkelingssleuven 270 en het middenbeen 274 zijn buitenwaarts gericht en strekken zich in een omtreksrichting rond de as 256 uit.

De stationaire kern 258 ontvangt een primaire wikkeling 276, die in de wikkelingssleuven 268 is verschaft en rond het middenbeen 272 is gewikkeld. De primaire wikkeling 276 gaat rond de volledige omtrek van het binnenoppervlak 264 in de wikkelingssleuven 268. De primaire 10 wikkeling is in één richting in één van de wikkelingssleuven 268 gewikkeld en keert terug in de tegengestelde richting in de andere wikkelingssleuf 268. De roterende kern 260 ontvangt een secundaire wikkeling 278, die in de wikkelingssleuven 270 is verschaft en rond segmenten van het middenbeen 274 is gewikkeld. De secundaire wikkeling 278 is verdeeld in gescheiden subwikkelingen, die in tegengestelde richtingen in de secundaire-wikkelingssleuven 270 zijn 15 gewikkeld. De roterende kern 260 en de secundaire wikkelingen 278 zijn verdeeld in boogvormige secties 282 en 284. Elke boogvormige sectie 282 en 284 bevat een afzonderlijke en onafhankelijk secundaire subwikkeling. Elke secundaire subwikkeling bevat een heenweg 278a en een terugweg 278b. De heen- en terugwegen 278a en 278b zijn op een in hoofdzaak gelijke afstand van de primaire wikkeling 268 gelegen. De afstand tussen de primaire wikkeling 268 en 20 heen- en terugwegen 278a en 278b correspondeert met een dikte of breedte van de luchttussenruimte 262. De heen- en terugwegen 278a en 278b zijn in een gemeenschappelijk gekromd of cilindrisch vlak, dat wordt gedefinieerd door een contour van het buitenoppervlak 266 van de roterende kern 260 en dat deze contour volgt, aangebracht. In het voorbeeld van fig. 2 is de helft van de stationaire en roterende elementen 252 en 254 weergegeven, maar het zal duidelijk zijn, 25 dat de andere helft op overeenkomstige wijze is gestructureerd. In het voorbeeld van fig. 2 bevat de roterende kern 260 vier boogvormige secties, die elk ongeveer 90° van de roterende kern 260 omvatten.

De externe magnetische velden zijn zeer klein, waardoor magnetische en elektrische interferentie met roterende elektronica, waaronder het gegevensverwervingssysteem, wordt 30 beperkt. De magnetische velden zijn klein op enige afstand vanaf de kernen als gevolg van de magnetisch-veldcompensatie tussen de primaire en secundaire wikkelingen 276 en 278. De magnetisch-veldcompensatie in de E-vormige kemconfiguratie wordt verkregen door de terugweg van de primaire wikkeling en elke secundaire subwikkeling onmiddellijk aangrenzend aan elkaar te plaatsen, en de door de primaire en secundaire wikkelingen gevormde vlakken (plat of 35 gekromd) zijn onder tussenkomst van alleen de luchttussenruimte 262 naar elkaar toegekeerd.

Fig. 3 toont een contactloos energieoverdrachtssysteem 350, dat volgens een alternatieve uitvoeringsvorm is geconstrueerd. Het systeem 350 bevat een stationair element 352 en -7- een roterend element 354, die in de nabijheid van elkaar en in naar elkaar toegekeerde evenwijdige vlakken, die zich loodrecht op een as 356 uitstrekken, zijn gelegen. Het roterende element 354 roteert ten opzichte van het stationaire element 352 rond as 356 en in een evenwijdig aan een het stationaire element 352 bevattende vlak uitgelijnd vlak. Bij wijze van voorbeeld kan 5 het stationaire element 352 eenvoudig een stator representeren, terwijl het roterende element 354 een rotor kan representeren. Het stationaire element 352 heeft een stationaire kern 358, terwijl het roterende element 354 een roterende kern 360 heeft. De stationaire en roterende kernen 358 en 360 zijn door middel van een luchttussenruimte 362 van elkaar gescheiden en hebben open, naar elkaar toegekeerde zijden 364 en 366, die in dichte nabijheid van elkaar 10 roteren. De stationaire en roterende kernen 358 en 360 strekken zich langs corresponderende evenwijdige vlakken uit.

De stationaire en roterende kernen 358 en 360 hebben met elkaar uitgelijnde en naar elkaar toegekeerde E-vormige dwarsdoorsneden. De E-vormige dwarsdoorsnede in de stationaire kern 258 bevat in de zijde 364 gesneden en door een middenbeen 372 van elkaar ge-15 scheiden evenwijdige wikkelingssleuven 368. De wikkelingssleuven 368 en het middenbeen 372 strekken zich rond de as 356 uit en liggen in het de stationaire kern 358 bevattende vlak. De roterende kern 360 bevat in de zijde 366 gesneden en door een middenbeen 374 van elkaar gescheiden evenwijdige wikkelingssleuven 370. De wikkelingssleuven 370 en het middenbeen 374 strekken zich rond de as 356 uit en liggen in het de stationaire kern 360 bevattende vlak.

20 De stationaire kem 358 ontvangt een primaire wikkeling 376, die in de wikkelingssleu ven 368 is verschaft en rond het middenbeen 372 is gewikkeld. De primaire wikkeling 376 strekt zich langs de zijde 364 rond de as 356 uit en is uitgelijnd met het de stationaire kern 358 bevattende vlak. De primaire wikkeling 376 is gewikkeld in één richting in één van de wikkelingssleuven 368 en keert om om in de tegengestelde richting in de andere van de wikkelings-25 sleuven 368 terug te keren. De roterende kern 360 ontvangt een secundaire wikkeling 378, die in de wikkelingssleuven 370 is verschaft en rond segmenten van het middenbeen 374 is gewikkeld. De secundaire wikkelingen 378 zijn gewikkeld in tegengestelde richtingen aan de primaire wikkeling 376 in de secundaire wikkelingssleuven 370. De roterende kern 360 en de secundaire wikkelingen 378 zijn verdeeld in boogvormige secties 382 en 384. Elke boogvormige sectie 382 30 en 384 bevat een afzonderlijke en onafhankelijke secundaire subwikkeling (zoals hieronder zal worden beschreven). Elke secundaire subwikkeling 378 bevat een heenweg 378a en een terugweg 378b. De heen- en terugwegen 378a en 378b zijn op een in hoofdzaak gelijke afstand (corresponderend met de breedte van de luchttussenruimte 362) van de primaire wikkeling 376 gescheiden. De heen- en terugwegen 378a en 378b zijn uitgelijnd in een gemeenschappelijk plat 35 vlak, dat wordt gedefinieerd door de zijde 366 van de roterende kern 360 en dat deze zijde volgt.

Zoals hierboven is toegelicht in samenhang met fig. 2, zijn de externe magnetische velden zeer klein op enige afstand vanaf de roterende kern 360. In de configuratie van fig. 3 zijn -8- de magnetische velden klein op enige afstand vanaf de roterende kernen als gevolg van de magnetisch-veldcompensatie tussen de primaire en secundaire wikkelingen 376 en 378. De magnetisch-veldcompensatie in de E-kernconfiguratie is tamelijk aanzienlijk wanneer in de configuratie de terugweg van de primaire en secundaire wikkelingen onmiddellijk aangrenzend aan 5 elkaar zijn plaatst en slechts door de luchttussenruimte 362 worden gescheiden.

Fig. 4 toont een dwarsdoorsnede van een vereenvoudigde primaire wikkeling 476 en een enkele secundaire subwikkeling 492, die in evenwijdige vlakken zijn aangebracht, alsmede een vooraanzicht van de secundaire subwikkeling 492. De secundaire subwikkeling 492 wordt in een boogvormig gedeelte van een roterende kern 460 in dichte nabijheid van de primaire 10 wikkeling 476 vastgehouden. De secundaire wikkeling 478 bevat een geleidende draad 479, die door een hoogspanningsisolatie 481 wordt omringd. Eén of meer lussen van de draad 479 en isolatie 481 kunnen de subwikkeling 492 vormen. Wanneer de roterende kern 460 ten opzichte van de stationaire kern 458 roteert, blijven de primaire wikkeling 476 en secundaire subwikkeling 492 in dichte nabijheid van elkaar, slechts gescheiden door de luchttussenruimte 462.

15 Fig. 5 toont een zijaanzicht van een roterend element 554, dat een plaat 555 met de daarop gemonteerde roterende kern 560 bevat. De roterende kem 560 is voorzien aan een eerste zijde van de plaat 555, terwijl een signaalconditioneringsmoduul 557 is verschaft aan de tegenovergestelde zijde van de plaat 555. Het signaalconditioneringsmoduul 557 is via subwik-kelinguitgangsleidingen 559 met de secundaire subwikkeling 592 verbonden. Bij wijze van 20 voorbeeld kan de over de subwikkelinguitgangsleidingen 559 aangelegde spanning 40 kV AC zijn, welke spanning vervolgens door het signaalconditioneringsmoduul 557 in 40 kV DC wordt omgezet.

Fig. 6 is een schematisch vooraanzicht van een portaalmechanisme 600, dat is geconstrueerd volgens een voorbeelduitvoeringsvorm. Het portaalmechanisme 600 bevat een 25 roteerbaar element 602, dat ook een roterende kern 604 van een contactloos energieover-drachtssysteem 606 (slechts het roterende gedeelte is getoond in fig. 6), bevat. Eén of meer gelijkrichters 608 zijn gekoppeld aan de roterende kern 604 op posities, die in omtreksrichting over het roteerbare element 602 zijn verdeeld. Het rond het roteerbare element 602 op afstanden van elkaar aanbrengen van de gelijkrichters maakt een relatief gelijkmatige verdeling van 30 gewicht rond het roteerbare element 602 mogelijk, hetgeen op zijn beurt het reduceren van onbalans in een volledig geassembleerd roteerbaar element 602 vergemakkelijkt. Het in omtreksrichting op afstand van elkaar plaatsen van een aantal gelijkrichters 608 rond het roteerbare element 602 maakt ook het dichter bij componenten, die de door de gelijkrichters 608 geproduceerde energie gebruiken, positioneren van de gelijkrichters 608 mogelijk. Het roteerbare 35 element 602 vertoont een lekinductantie, die wordt gebruikt als deel van een resonantienetwerk van een resonerende omzetter.

-9- ln een voorbeelduitvoeringsvorm bevat het roteerbare element 602 een röntgenbuis 610 en een bijbehorende pre-patiëntcollimator 612, die in verschillende uitvoeringsvormen ook een energiefilter614 bevat. Een detector 616 is verbonden met de röntgenbuis 610 en is in omtreksrichting op ongeveer 180° langs het roteerbare element 602 vanaf de röntgenbuis 610 5 aangebracht. De detector 616 is ingericht om door de röntgenbuis 610 uitgezonden straling te ontvangen, waarvan een gedeelte door een te onderzoeken object heen gaat, en om de ontvangen straling om te zetten in gegevens, die gerelateerd zijn aan een verzwakking van de straling, die door het voorwerp is heen gegaan. Gegevensverwervingselektronica 618 is gekoppeld aan de detector 616 om de gegevenssignalen om te zetten in signalen, die naar een 10 processor kunnen worden gezonden voor analyse en afbeeldingsopwekking.

Een warmtewisselaar 620 bevat apparatuur, die is ingericht om van het in het roteerbare element 602 circulerende fluïdum afkomstige warmte te verwijderen. De warmtewisselaar 620 kan ook zijn ingericht om het fluïdum te conditioneren teneinde werking van de met de röntgenbuis 610, detector 616 en roteerbare element 602 verbonden componenten te bevorde-15 ren.

Een hulppaneel 622 kan op het roteerbare element 602 in de nabijheid van de röntgenbuis 610 zijn gemonteerd en kan een rotorstuursectie 624 en een filamentaanstuursectie 626 en een hulpsectie 628 bevatten. De rotorstuursectie bevat de stuurelementen voor het besturen van de werking van de röntgenbuisrotor. De filamentaanstuursectie 626 bevat de stuurelementen 20 voor het besturen van de aan het röntgenbuisfilament geleverde spanning en de hulpsectie 628 bevat elementen voor het besturen van andere op het roteerbare element 602 gepositioneerde componenten, zoals een brandpuntsslingeringversterker en communicatiehardware, en systemen om directe terugkoppeling naar de röntgenbuis 610 en de filamentaanstuursectie 626 te verschaffen onder gebruikmaking van bijvoorbeeld, doch niet daartoe beperkt, een reële-tijd 25 dosimeter, een verstrooiingsdetector en een röntgendeteclorelement. De hulpsectie 628 bevat ook elementen voor toekomstige uitbreiding en kenmerken, die op het roteerbare element 602 opnieuw kunnen worden aangebracht.

In praktijk kan een voorbeelduitvoeringsvorm van het roteerbare element 602 minder fysieke hardware hebben dan een vergelijkbaar bekend roterend basiselement 20 (weergegeven 30 in fig. 1). Het gebruik van het contactloze energieoverdrachtssysteem 606 maakt eliminatie of herplaatsing van een omzetter of hoogspanningsgenerator 36 en hoogspanningstank (beide weergegeven in fig. 1) vanaf het roteerbare element 602 naar een stationair element (niet weergegeven), dat met het roteerbare element 602 is verbonden, mogelijk. Wanneer een omzetter en/of een hoogspanningstank worden gebruikt, kunnen deze bijvoorbeeld op het statio-35 naire element, zoals stationair basiselement 22 (fig. 1) of het stationaire element 252 (fig. 2), worden verschaft.

-10-

Bovendien zijn andere in het bekende roterende basiselement 20 (weergegeven in fig.

1) vereiste energievoorzieningsmodules geëlimineerd als gevolg van een afzonderlijk energie-voedingskanaal van het contactloze energieoverdrachtssysteem 606, dat energie voor de respectieve componenten levert. Omdat het roteerbare element 602 minder massa bevat dan het 5 roterende basiselement 20, is het roteerbare element 602 minder gevoelig voor onbalanskrach-ten, die groot genoeg zijn om componenten te beschadigen, zelfs bij hoge rotatiesnelheden, die voorheen in afbeeldingssystemen werden gebruikt.

Fig. 7 is een schematisch vooraanzicht van een portaalmechanisme 700 volgens een andere voorbeelduitvoeringsvorm van de uitvinding. Het portaalmechanisme 700 is in hoofdzaak 10 gelijk aan het portaalmechanisme 600 (weergegeven in fig. 6) en componenten van het portaalmechanisme 700, die identiek zijn aan componenten van het portaalmechanisme 600, zijn in fig. 7 onder gebruikmaking van dezelfde verwijzingscijfers als in fig. 6 aangeduid. Het portaalmechanisme 700 bevat een roteerbaar element 602, dat ook een roterende kern 604 bevat. Eén of meer gelijkrichters 608 zijn gekoppeld aan de roterende kern 604 op posities, die in 15 omtreksrichting rond het roteerbare element 602 verdeeld zijn aangebracht.

In de voorbeelduitvoeringsvorm bevat het roteerbare element 602 een röntgenbuis 610 en een tweede röntgenbuis 710. Elke röntgenbuis 710 bevat typisch een bijbehorende pre-patiëntcollimator 612 respectievelijk 712, die in verschillende uitvoeringsvormen ook een bijbehorend energiefilter 614 en 714 bevat. Stralingsdetector 616 is verbonden met de röntgenbuis 20 610 en een tweede stralingsdetector 716 is verbonden met de röntgenbuis 710. De stralings-detectoren 616 en 716 zijn elk in omtreksrichting op ongeveer 180° langs het roteerbare element 602 vanaf hun respectieve röntgenbuis 610 en 710 geplaatst. Gegevensverwervingselektronica 618 en 718 is gekoppeld aan detectoren 616 respectievelijk 716 om van de detectoren 616 en 716 ontvangen verzwakkingsgegevens om te zetten in signalen, die naar een processor kunnen 25 worden gezonden voor analyse en voor het genereren van afbeeldingen. Warmtewisselaars 620 en 720 zijn ingericht om van het in het roteerbare element 602 circulerende fluïdum afkomstige warmte te verwijderen. De warmtewisselaars 620 en 720 kunnen ook zijn ingericht om het fluïdum te conditioneren teneinde werking van de met de röntgenbuizen 610 en 710 verbonden componenten, detectoren 616 en 716 en het roteerbare element 602 te bevorderen.

30 Conditionering kan bevatten, doch is niet beperkt tot, verwarming, koeling, ontvochtiging, bevochtiging en filtering.

Hulppanelen 622 en 722 zijn gemonteerd op het roteerbare element 602 nabij elke bijbehorende röntgenbuis 610 en 710. De hulppanelen 622 en 722 bevatten elk een rotorstuur-sectie 624 en 724, een filamentaanstuursectie 626 en 726 en een hulpsectie 628 en 728. De 35 rotorstuursecties 624 en 724 bevatten de stuurelementen voor het besturen van de werking van de respectieve röntgenbuisrotor. De filamentaanstuursecties 626 en 726 bevatten de stuurelementen voor het besturen van de aan het respectieve röntgenbuisfilament geleverde spanning, -11 - en de hulpsecties 628 en 728 bevatten elementen voor het besturen van andere op het roteerbare element 602 gepositioneerde componenten en voor toekomstige uitbreiding en kenmerken, die op het roteerbare element 602 opnieuw kunnen worden aangebracht.

In praktijk is een voorbeelduitvoeringsvorm van het roteerbare element 602 in staat om 5 installatie van twee röntgenbuizen en twee stralingsdetectoren te ondersteunen, omdat het gebruik van het contactloze energieoverdrachtssysteem 606 eliminatie of herplaatsing van hoog-spanningsgenerator 36 en hoogspanningstank 38 (beide weergegeven in fig. 1) vanaf het roteerbare element 602 naar het met het roteerbare element 602 verbonden stationaire element (niet weergegeven) mogelijk maakt. Bovendien zijn andere in het bekende roterende basisele-10 ment 20 (weergegeven in fig. 1) vereiste energievoedingsmodules geëlimineerd als gevolg van een afzonderlijk energievoedingskanaal van het contactloze energieoverdrachtssysteem 606, dat energie voor de respectieve componenten levert.

Fig. 8 is een schematisch vooraanzicht van een portaalmechanisme (800) dat is geconstrueerd volgens een andere voorbeelduitvoeringsvorm, Het portaalmechanisme 800 is in 15 hoofdzaak gelijk aan het portaalmechanisme 700 (weergegeven in fig. 7) en componenten van het portaalmechanisme 800, die identiek zijn aan componenten van het portaalmechanisme 700, zijn onder gebruikmaking van de in fig. 7 gebruikte verwijzingscijfers in fig. 8 aangeduid.

In een voorbeelduitvoeringsvorm bevat het portaalmechanisme 800 röntgenbuizen 610 en 710 en bijbehorende collimators 612 respectievelijk 712. Detectoren 616 en 716 zijn rond een 20 omtrek van het roteerbare element 602 op ongeveer 180° ten opzichte van de röntgenbuizen 610 en 710 geplaatst. Hoewel de detectoren 616 en 716 en de röntgenbuizen 610 en 710 in andere uitvoeringsvormen typisch in de z-richting uitgelijnd zouden zijn, zijn in deze voorbeelduitvoeringsvorm de detectoren 616 en 716 en de röntgenbuizen 610 en 710 elk gekoppeld aan actuatoren 802,804,806 en 808, die beweging van één of meer de detectoren 616 25 en 716 en de röntgenbuizen 610 en 710 mogelijk maken om in de z-richting te worden ge-transleerd. In het bijzonder ondersteunt actuator 802 de röntgenbuis 610 op het roteerbare element 602 en verschaft deze actuator een aandrijfkracht en uitlijning voor de röntgenbuis 610 bij translatie vanaf een eerste positie in de z-richting en een tweede positie in de z-richting. Elke actuator 804,806 en 808 ondersteunt en verschaft ook een aandrijfkracht en uitlijning voor de-30 tector 616, röntgenbuis 710 respectievelijk detector 716. De actuators 802,804,806 en 808 kunnen een zuiger-en-cilinderactuator omvatten, die beweegbaar is onder gebruikmaking van hydraulische of pneumatische elementen. Als alternatief kunnen de actuators 802, 804, 806 en 808 een schroefassamenstel en een aandrijfmotor omvatten.

De actuators 802,804, 806 en 808 worden gebruikt om één of meer detectoren 616 en 35 716 en röntgenbuizen 610 en 710 in een z-richting te bewegen, zodat alle detectoren 616 en 716 en röntgenbuizen 610 en 710 zijn uitgelijnd in de z-richting often opzichte van elkaar zijn verschoven in de z-richting. Wanneer één of meer detectoren 616 en 716 en röntgenbuizen 610 -12- en 710 ten opzichte van elkaar zijn uitgelijnd, getoond bij 810, vindt bemonstering van de door het te onderzoeken voorwerp heengaande straling met een grotere tijdsresolutie plaats. De verzwakkingsgegevens worden twee maal zo snel verzameld ten opzichte van het geval waarin slechts één detector beschikbaar is om gegevens in elke omwenteling te verzamelen. Wanneer 5 de detector 616 en de detector 716 ten opzichte van elkaar in de z-richting over een afstand 812, die kleiner is dan de z-afmeting van de detectoren, zijn verschoven, zoals getoond bij 814, worden de verzwakkingsgegevens verzameld met een resolutie, die groter is dan de resolutie in het geval dat slechts één detector per omwenteling wordt gebruikt. Wanneer de detector 616 en de detector 716 ten opzichte van elkaar in de z-richting over een afstand, die gelijk is aan de z-10 afmeting van de detectoren, zijn verschoven, zoals getoond bij 816, worden de verzwakkingsgegevens verzameld over een volume, dat twee maal zo groot is per omwenteling dan in het geval waarin een enkele detector wordt gebruikt, In de voorbeelduitvoeringsvorm zijn de actuators 802,804,806 en 808 ingericht om de detectoren 616 en 716 en de röntgenbuizen 610 en 710 in bedrijf, dat wil zeggen, tijdens een aftasting van een voorwerp, te bewegen, 15 waarbij een bediener een stuursignaal kan initiëren om actuators 802, 804, 806 en 808 aan te sturen. Het naar een andere positie sturen van de actuators 802, 804,806 en 808 transleert ook de detectoren 616 en 716 en de röntgenbuizen 610 en 710 naar een andere locatie ten opzichte van elkaar. Tijdens een gedeelte van een aftasting, waarin geen gedetailleerde informatie is vereist, kunnen de detectoren 616 en 716 en de röntgenbuizen 610 en 710 bijvoorbeeld 20 verschoven ten opzichte van elkaar in een mate gelijk aan afstand 812 zijn uitgelijnd. Een dergelijke uitlijning maakt aftasting van een relatief groot volume met een relatief lage tijdsresolutie en relatief lage ruimtelijke resolutie in de z-richting mogelijk. Tijdens een gedeelte van de aftasting, waarin gedetailleerde informatie is vereist, kunnen de detectoren 616 en 716 en de röntgenbuizen 610 en 710 verschoven ten opzichte van elkaar in een mate kleiner dan afstand 25 812 zijn uitgelijnd. Een dergelijke uitlijning maakt aftasting met een relatief hoge ruimtelijke resolutie in de z-richting bij een relatief lage tijdsresolutie en relatief klein volume in de z-richting mogelijk.

In een alternatieve uitvoeringsvorm zijn de detectoren 616 en 716 en de röntgenbuizen 610 en 710 verschoven ten opzichte van elkaar in een mate groter dan de afstand 812 uitgelijnd 30 om een uitgebreide volumebemonstering tijdens een aftasting mogelijk te maken. Van gebieden, die tijdens elke omwenteling zijn gemist, afkomstige gegevens worden vervolgens berekend uit gegevens, die zijn ontvangen van gedeelten van detectoren 616 en 716 grenzend aan de ontbrekende gebieden. Bovendien kunnen de röntgenbuis 610 en de detector 616 en/of de röntgenbuis 710 en de detector 716 verschoven ten opzichte van elkaar in de z-richting zijn 35 uitgelijnd. In een verdere uitvoeringsvorm zijn de actuators 802 en 806 ingericht om röntgenbuizen 610 respectievelijk 710 te kantelen, zodat een door de röntgenbuizen 610 en 710 opgewekte röntgenbundel detectoren 616 en 716 schuin treft in plaats van loodrecht.

-13-

Fig. 9 is een schematisch vooraanzicht van een portaalmechanisme 900 volgens een andere voorbeelduitvoeringsvorm. In deze uitvoeringsvorm bevat het portaalmechanisme 900 meerdere roterende transformatoren, die zijn gerepresenteerd als een radiaal binnenste roterende transformator 902 en een radiaal buitenste roterende transformator 904. De roterende 5 transformatoren 902 en 904 zijn elk gekoppeld aan respectieve verdeelde hoogspanningstanken voor het variëren van energie en onafhankelijke besturing van elke röntgenbuisspanning en -stroom. Eén of meer gelijkrichters 906 zijn gekoppeld aan wikkelingen 908 van de binnenste roterende transformator 902 en gelijkrichters 910 zijn gekoppeld aan wikkelingen 912 van de buitenste roterende transformator 904. Een filamenttransformator 914 en 916 is gekoppeld aan 10 wikkelingen 908 respectievelijk 912. De filamenttransformatoren 914 en 916 zijn in het algemeen gekoppeld tussen de gelijkrichter, die zich het dichtst bij de respectieve buis bevindt, en de buis.

De onafhankelijke aard van de afzonderlijke roterende transformatoren 902 en 903 maakt het variëren van de energiebehoeften van de op het portaalmechanisme 900 geplaatste componenten mogelijk. Bijvoorbeeld kunnen twee roterende transformatoren worden gebruikt 15 om een enkele röntgenbuis, zoals een hoog-vermogensbuis, te voeden. De keuze van een buistype kan afhankelijk zijn van een uit te voeren aftasting. Bijvoorbeeld kunnen een laag-vermogen microfocusröntgenbuis en een respectieve detector met hoge resolutie in samenhang worden gebruikt om een aftasting met hoge resolutie te verschaffen. Een buis met een relatief hoge energie en een respectieve energie-onderscheidende detector kunnen worden gebruikt 20 voor een ander aftastprotocol.

Fig. 10 is een schematisch vooraanzicht van een portaalmechanisme 1000 volgens nog een andere voorbeelduitvoeringsvorm. Het portaalmechanisme 1000 is in hoofdzaak gelijk aan het portaalmechanisme 600 (weergegeven in fig. 6) en componenten van het portaalmechanisme 1000, die identiek zijn aan de componenten van het portaalmechanisme 600, zijn in 25 fig. 10 onder gebruikmaking van de in fig. 6 gebruikte ven/Vijzingscijfers aangeduid. Het portaalmechanisme 1000 bevat roteerbaar element 602, dat ook roterende kern 604 van contactloos energieoverdrachtssysteem 606 bevat. Eén of meer gelijkrichters 608 zijn gekoppeld aan de roterende kern 604 in posities, die in omtreksrichting rond het roteerbare element 602 zijn verdeeld. Het rond het roteerbare element 602 verdelen van de gelijkrichters maakt een relatief 30 gelijkmatige verdeling van gewicht rond het roteerbare element 602 mogelijk, hetgeen op zijn beurt het reduceren van onbalans in een volledig geassembleerd roteerbaar element 602 bevordert. Het in omtreksrichting op afstand van elkaar over het roteerbare element 602 aanbrengen van de gelijkrichters 608 maakt ook positionering van gelijkrichters 608 dichterbij componenten, die de door de gelijkrichters 608 geproduceerde energie gebruiken, mogelijk.

35 In de voorbeelduitvoeringsvorm bevat het roteerbare element 602 een röntgenbuis 610 en een bijbehorende pre-patiëntcollimaior 612, die in verschillende uitvoeringsvormen ook een energiefilter 614 bevat. Met de röntgenbuis 610 is een detector 616 verbonden, die in om- -14- ireksrichting langs het roteerbare element 602 op ongeveer 180° vanaf de röntgenbuis 610 is geplaatst. De detector 616 is ingericht om door de röntgenbuis 610 uitgezonden straling te ontvangen, van welke straling een gedeelte door een te onderzoeken voorwerp heengaat, en de detector zet de ontvangen straling om in gegevens, die betrekking hebben op een verzwakking 5 van de straling, die door het voorwerp is heengegaan. Gegevensverwervingselektronica 618 is gekoppeld aan de detector 616 om de gegevens om te zetten in signalen, die naar een processor kunnen worden gezonden voor analyse en het opwekken van afbeeldingen.

Een warmtewisselaar 620 bevat apparatuur, die is ingericht om van het in het roteerbare element 602 circulerende fluïdum afkomstige warmte te verwijderen. De warmtewisselaar 10 620 kan ook zijn ingericht om het fluïdum te conditioneren teneinde werking van de met de röntgenbuis 610, de detector 616 en het roteerbare element 602 verbonden componenten te bevorderen.

Een hulppaneel 622 is op het roteerbare element 602 gemonteerd nabij de röntgenbuis 610 en bevat een rotorstuursectie 624 en een filamentaanstuursectie 626 en een hulpsectie 628. 15 De rotorstuursectie bevat stuurelementen voor het besturen van de werking van de röntgenbuisrotor. De filamentaanstuursectie 626 bevat de stuurelementen voor het besturen van de aan het röntgenbuisfilament geleverde spanning, en de hulpsectie 628 bevat elementen voor het besturen van andere op het roteerbare element 602 gepositioneerde componenten, zoals de brandpuntsslingeringversterker en communicatiehardware, en systemen om directe 20 terugkoppeling naar de röntgenbuis 610 en de filamentaanstuursectie 626 te verschaffen, onder gebruikmaking van bijvoorbeeld, doch niet daartoe beperkt, de reële-tijd dosimeter, de ver-strooiingsdetector en het röntgendetectorelement. De hulpsectie 628 bevat ook elementen voor toekomstige uitbreiding en kenmerken, die op het roteerbare element 602 opnieuw kunnen worden aangebracht.

25 In de voorbeelduitvoeringsvorm bevat het portaalmechanisme 1000 ook een eerste gamma-camera of positronemissietomografie(PET)detector 1002 en een tweede gamma-ca-mera of positronemissietomografie(PET)detector 1004, die in omtreksrichting rond het portaalmechanisme 1000 op afstand van elkaar zijn aangebracht. De detectoren 1002 en 1004 zijn ingericht om gamma-emissies te detecteren, welke gamma-emissies afkomstig zijn van een aan 30 een tussen de detectoren 1002 en 1004 gepositioneerde patiënt toegediend farmaceutisch middel. De detectoren 1002 en 1004 kunnen worden gebruikt voor enkelvoudige positronemis-siecomputertomografie(SPECT)afbeelding, PET-afbeelding en andere nucleaire medicijnaf-beeldingsmodaliteiten. In de voorbeelduitvoeringsvorm worden de detectoren 1002 en 1004 van energie voorzien door afzonderlijke roterende transformatoren of als alternatief door dezelfde op 35 het portaalmechanisme 1000 opgenomen roterende transformator. In de voorbeelduitvoeringsvorm is een middenlijn in de z-richting van de detectoren 1002 en 1004 uitgelijnd met een middenlijn in de z-richting van de detector 616. Een dergelijke uitlijning verschaft sa- -15- menvallende afbeeldingsvlakken voor beide modaliteiten van een afbeeldingssysteem met meervoudige modaliteit met een inherente uitlijning van van elke modaliteit afkomstige afbeeldingen.

In bedrijf wordt het portaalmechanisme geroteerd met een eerste rotatiesnelheid, die 5 verwerving van computertomografie(CT)gegevens sequentieel met bij een tweede rotatiesnelheid verworven emissiegegevens mogelijk maakt, welke tweede rotatiesnelheid in het algemeen relatief kleiner is dan de eerste rotatiesnelheid. In een alternatieve uitvoeringsvorm worden CT-en emissiegegevens gelijktijdig bij dezelfde rotatiesnelheid verworven. Emissiegegevens omvatten PET-gegevens, SPECT-gegevens en andere nucleaire afbeeldingsgegevens.

10 Fig. 11 is een schematisch aanzicht van een voorbeelddetector 1100, die kan worden gebruikt bij de verschillende uitvoeringsvormen van het portaalmechanisme volgens een uitvoeringsvorm. De detector 1100 bevat een radiaal binnenste oppervlak 1102, dat een aantal van pixels voorziene detectorelementen 1104 omvat. Elk element bevat structuurkarakteristieken, die zijn gevoeligheid voor invallende straling en zijn mogelijkheid om het invalsgebied te lokaliseren, 15 bijvoorbeeld zijn resolutie, bepalen. In de voorbeelduitvoeringsvorm bevat de detector 1100 elementen 1106, die zijn ingericht voor afbeelding met lage resolutie en elementen 1108, die zijn ingericht voor afbeelding met hoge resolutie. De elementen 1106 en 1108 zijn ingericht voor hun afbeelding met respectieve resolutie onder gebruikmaking van een pixelomvang, waarbij pixels van kleinere omvang worden gebruikt voor afbeelding met hoge resolutie en pixels met grotere 20 omvang worden gebruikt voor afbeelding met lage resolutie. In een alternatieve uitvoeringsvorm wordt een masker of post-patiëntcollimator gebruikt om hoge- en lage-resolutiecapaciteiten aan elementen 1108 respectievelijk 1106 te verschaffen. De hoge- en lage-resolutie-elementen 1108 en 1106 zijn gegroepeerd in hoge- en lage-resolutiegebieden 1110 respectievelijk 1112. Dienovereenkomstig kan de detector 1100 worden gebruikt bij een stralingsbron, zoals een 25 röntgenbuis (niet weergegeven), voor het afbeelden van een specifiek gebied van belang van een object met hoge resolutie, waarbij het restant van de afbeelding is afgebeeld met een relatief lage resolutie.

Fig. 12 is een schematisch diagram van een meerkanaals, contactloos energieover-drachtssysteem 1200. Het systeem 1200 kan mechanisch zijn gestructureerd in overeenstem-30 ming met de inrichtingen van fig. 2 of 3 of op een alternatieve wijze. Van het stationaire frame 1213 afkomstige energie wordt overgedragen aan het roterende frame 1212 door middel van een meerkanaals, roterende transformator 1202. De roterende transformator 1202 draagt de primaire röntgenopwekenergie via één of meerdere kanalen over. Energieomzettingsinrichtingen (zoals omzetter 1208) kunnen op het stationaire frame 1213 zijn aangebracht. De omzetter 1208 35 bevat vier geïsoleerde-poort bipolaire (IBT) transistorschakelaars 1209, die worden gebruikt om hoogfrequente stroom en spanning te produceren. De omzetter 1208 bevat een paar van uitgangsbenen 1214 en 1215 aan de AC-uitgangszijde van de omzetter1208. De uitgangsbenen -16- 1214en 1215bevatten elk één of meer resonantiecondensatoren 1210en 1211. De condensatoren 1210 en 1211 vormen een serieresonantieschakeling met de in de roterende transformator 1202 gevormde lekinductantiecomponent. De roterende transformator 1202 is ingericht om een primaire wikkelingl206 en secundaire wikkeling 1208 te bevatten. Eventueel 5 kunnen meerdere secundaire wikkelingen (met gelijke of verschillende aantallen windingen) zijn geïntegreerd in de roterende transformator 1202 om de verschillende gewenste DC-spanningen (bijv., 600 VDC, 48 VDC, 24 VDC, enz.) te verschaffen. De roterende transformator 1202 bevat een lekinductantie L, die dient als het resonerende inductie-element van de energieomzetter 1208. In de uitvoeringsvorm van fig. 12 is een afzonderlijke inductiecomponent uit de omzetter 10 1208 verwijderd. De lekinductantie van de roterende transformator 1202 is gekoppeld aan en wordt gebruikt als deel van het resonantienetwerk van de resonerende omzetter 1208. Bijvoorbeeld wordt het resonantienetwerk gevormd door het selecteren van een grootte voor de condensatoren 1210 en 1211 op basis van een grootte van de lekinductantie van de roterende transformator 1202.

15 In nog een andere alternatieve uitvoeringsvorm, weergegeven in fig. 13, is de roterende transformator1202 voorzien van inductie-elementen 1221 en condensatoren 1223, die in serie met elkaar geschakeld zijn. De inductie-elementen 1221 en condensatoren 1223 zijn direct gevormd in de primaire wikkelingen 1206 van de roterende transformator 1202, aldus de sterkte van de daardoor ondervonden spanning reducerend. Voor een primaire wikkeling 1206 met één 20 winding, kunnen de condensatoren 1221 bijvoorbeeld op 180° vanaf de wikkelingsingangen zijn geplaatst, teneinde daardoor de door de wikkelingen voor de configuratie van twee resonantiecondensatoren ondervonden spanning tot een minimum te beperken. Deze conden-satorplaatsing beperkt de door de lekinductantie L ontwikkelde resonantiespanning. Deze configuratie is slechts bedoeld als voorbeeld en de bijzondere configuratie kan worden gevarieerd 25 met verschillende aantallen condensatoren en primaire windingen met het doel de wikkelings-spanning te verminderen.

Door het gebruik van het hierboven beschreven meerkanaals contactloze energie-overdrachtssysteem resulteert de eliminatie van alle contactslipringborstels, bijbehorend stof, slijtage en preventief onderhoud in gunstige kostenbesparingen. Verder resulteert de verwijde-30 ring van het röntgenenergieomzettersamenstel en steun in een directe vermindering van de massa van het roterende frame van het systeem. Bovendien is er een tegenbalans van gelijk gewicht, dat dienovereenkomstig van het roterende frame kan worden verwijderd. Doordat de omzetter en de tegenbalans zijn verwijderd, is er meer ruimte aanwezig om vrijdragende componenten te elimineren, teneinde een veel uniformer gebalanceerd portaal te hebben, waardoor 35 het verkrijgen van een grotere portaalsnelheid wordt vergemakkelijkt. Nog een verdere kostenreductie komt voort uit de plaatsing van de omzetter(s) en ondersteunende DC-DC-omzetters aan de stationaire zijde van het frame.

-17-

Bovendien resulteert het hebben van meerdere secundaire wikkelingen op de roterende transformator in een verdere reductie van de complexiteit, het aantal onderdelen en het volume van het systeem, Bovendien verschaft het systeem gereduceerde uitgestraalde elektromagnetische emissies als een resultaat van de gesplitste impedantie in de uitgangsbenen van 5 de omzetter en de configuratie van de E-vormige kern van de roterende transformator,

De hierboven beschreven scanners met hoge rotatiesnelheid kunnen een kostprijseffectief en uiterst betrouwbaar systeem verschaffen. Verschillende uitvoeringsvormen van een scanner met een hoge rotatiesnelheid kunnen een portaalmechanisme bevatten, dat roteert met snelheden, die groter zijn dan van de portalen huidige medische, industriële en bagageaf-10 beeldingssystemen. De hogere rotatiesnelheden kunnen gedeeltelijk het gevolg zijn van het verplaatsen van zware componenten vanaf het roterende portaal naar het stationaire gedeelte van de scanner. Bovendien kunnen andere lichtere componenten worden geplaatst op het roteerbare portaal om aanvullende kenmerken te verschaffen en kostprijs-effectieve en betrouwbare werking van de scanner te bevorderen.

15 Hoewel de uitvinding is beschreven in termen van verschillende specifieke uitvoerings vormen, zal de vakman onderkennen, dat de uitvinding in praktijk kan worden gebracht met modificaties binnen de gedachte en het kader van de conclusies.

-18-

ONDERDELENLIJST

10 systeem 20 roterend basiselement 22 stationair basiselement 24 röntgenbuis 25 collimator 26 detectorplaatelement 32 z-as 34 wisselaar 36 hoogspanningsgenerator 38 hoogspanningstank 40 lagersteun 44 axiaal motorsamenstel

48 VDC

50 plaatsen 52 geselecteerde plaatsen 60 roterende kern 64 binnenoppervlak 68 primaire wikkeling 250 contactloos energieoverdrachtssysteem 252 Stationaire elementen 254 roterend element 256 as 258 stationaire kern 260 roterende kern 262 luchttussenruimte 264 binnenoppervlak 266 buitenoppervlak 268/270 wikkelingssleuven 272/274 middenbeen 276 primaire wikkeling 278 secundaire wikkeling 282/284 boogvormige secties 350 contactloos energieoverdrachtssysteem 352 stationair element -19- 354 roterend element 356 as 358 stationaire kern 360 roterende kern 362 luchttussenruimte 364/366 zijde 368/370 wikkelingssleuven 372/374 middenbeen 376 primaire wikkeling 378 secundaire subwikkeling 382/384 boogvormige sectie 458 stationaire kem 460 roterende kern 460 luchttussenruimte 476 primaire wikkeling 478 secundaire wikkeling 479 draad 481 isolatie 492 subwikkeling 554 roterend element 555 plaat 557 signaalconditioneringsmoduul 559 uitgangsleidingen van wikkeling 560 roterende kern 592 secundaire subwikkeling 600 portaal 602 roteerbaar element 604 roterende kern 606 contactloos energieoverdrachtssysteem 608 gelijkrichters 610 röntgenbuizen 612 collimator 614 energiefilter 616 detector 618 elektronica 620 warmtewisselaar -20- 622 hulppaneel 624 rotorstuursectie 626 filamentaanstuursecties 628 hulpsectie 700 portaal 710 röntgenbuis 712 collimators 714 energiefilter 716 detector 718 elektronica 720 warmtewisselaars 722 hulppanelen 724 stuursectie 726 aandrijfsecties 728 hulpsectie 800 portaal 802/804/806/808 actuators 812 afstand 816 detectorconfiguratie 818 hoge tijdsresolutie 820 hoge Z-resolutie 822 groot Z-volume 900 portaal 902/904 roterende transformatoren 906/910 gelijkrichters 908/912 wikkelingen 914/916 filamenttransformatoren 1000 portaal 1002/1004 detectoren 1100 detector 1102 binnenoppervlak 1104 detectorelementen 1106 resolutie-elementen 1108 elementen 1110 gebieden met lage resolutie 1112 resolutie -21 - 1200 systeem 1202 roterende transformator 1206 primaire wikkelingen 1208 omzetter/röntgenenergieomzetter 1209 transistorschakelaars 1210/1211 condensatoren 1212 roterend frame 1213 stationair frame 1214/1215 uitgangsbenen 1221 inductie-elementen 1223 condensatoren

Claims (9)

1. Afbeeldingssysteem, omvattende: een portaal (600), dat een aan een roterend element (254, 602,1212) gekoppeld stationair element (252,1213) heeft, waarbij het roterende element (254, 602,1212) een geopend gebied nabij een as, rond welke het roterende element (254, 602, 1212) roteert, 5 heeft; een röntgenbron (610), die op het roterende element (254, 602,1212) is verschaft; een resonerende omzetter (1208), die op het stationaire element (252,1213) is verschaft, om een ingangsspanning van de röntgenbron (610) te besturen; een röntgendetector (615), die op het roterende element (254, 602,1212) is aange- 10 bracht en is ingericht om van de röntgenbron (610) afkomstige röntgenstralen te ontvangen; een roterende transformator (250,1202) met omtreksgewijs aangebrachte primaire (276) en secundaire (278) wikkelingen, waarbij de primaire (276) wikkeling is aangebracht op het stationaire element (252,1213) en de secundaire (278) wikkeling is aangebracht op het roterende element (254, 602,1212), welke roterende transformator (250,1202) een lekinduc- 15 tantie L, die aan de resonerende omzetter (1208) is gekoppeld, bevat om een resonantienet-werk te vormen; en een hoogspanningstank verschaft op het stationaire element.

2. Afbeeldingssysteem volgens conclusie 1, waarin het resonantienetwerk wordt gevormd door een condensator C, die langs een uitgangsbeen van de omzetter (1208) is ver- 20 schaft, in serie met de lekinductantie van de roterende transformator (250,1202).

3. Afbeeldingssysteem volgens conclusie 1 of 2, omvattende een detector (616), die een eerste gebied van detectorelementen (1106) met een eerste omvang en een tweede gebied van detectorelementen (1108) met een tweede omvang bevat, waarbij de eerste omvang zodanig verschilt van de tweede omvang, dat de resolutie van het eerste gebied verschilt van 25 de resolutie van het tweede gebied op basis van de respectieve element(1106,1108)omvang in elk gebied.

4. Afbeeldingssysteem volgens conclusie 1, omvattende een aantal op het roterende element verschafte röntgenbronnen, waarin een eerste van het aantal röntgen bronnen (612) een eerste röntgenbuis (610), die werkt bij een eerste spanning, omvat en een tweede van het 30 aantal röntgenbronnen (712) een tweede röntgenbuis (710), die bij een tweede spanning werkt, omvat, waarbij de eerste en tweede spanningen verschillend zijn.

5. Afbeeldingssysteem volgens conclusie 1 omvattende een aantal op het roterende element verschafte röntgenbronnen, waarin een eerste van het aantal röntgenbronnen (612) een eerste filter (614) omvat, welk eerste filter is ingericht om röntgenstralen met een eerste energiespectrum door te laten, en een tweede van het aantal röntgenbronnen (712) een tweede filter (714) omvat, welk tweede filter is ingericht om röntgenstralen met een tweede energiespectrum door te laten, waarbij de eerste en tweede energiespectra verschillend zijn.

6. Afbeeldingssysteem volgens enige van conclusies 1-5, omvattende een aantal rönt-5 gendetectoren (616, 716), die op het roterende element (254, 602,1212) zijn aangebracht.

7. Afbeeldingssysteem volgens conclusie 6, dat is ingericht om verwerving van meerdere verkenningsaftastingen gelijktijdig uit te voeren.

8. Afbeeldingssysteem volgens conclusie 6 of 7, waarin de detectoren (616,716) een aantal detectorrijen in een z-richting omvatten en waarin de detectoren in een z-richting ten 10 opzichte van elkaar zijn verschoven, ten minste één van met meer dan één rij om een vergroot axiaal bestrijkingsgebied van het systeem in de z-richting te bewerkstelligen en met minder dan één rij om een resolutie van een verworven afbeelding te bevorderen.

9. Afbeeldingssysteem volgens conclusie 6, 7 of 8, waarin een axiale positie van ten minste één detector (616) beweegbaar is ten opzichte van een andere van het aantal detecto- 15 ren (716), zodat de detectoren (616,716) positioneerbaar zijn, ten minste één van in in hoofdzaak z-axiale uitlijning om het vergroten van een tijdsresolutie van het systeem te bevorderen, verschoven z-axiaal met minder dan één detectorrij om ruimtelijke resolutie van het systeem te bevorderen, en verschoven z-axiaal met meer dan één detectorrij om een groter bestrijkingsgebied in de z-richting te bewerkstelligen.