WO2005117706A1 - Vorrichtung zur kontaktlosen übermittlung von signalen und messdaten bei einem computertomografen - Google Patents

Vorrichtung zur kontaktlosen übermittlung von signalen und messdaten bei einem computertomografen Download PDF

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WO2005117706A1
WO2005117706A1 PCT/DE2004/001129 DE2004001129W WO2005117706A1 WO 2005117706 A1 WO2005117706 A1 WO 2005117706A1 DE 2004001129 W DE2004001129 W DE 2004001129W WO 2005117706 A1 WO2005117706 A1 WO 2005117706A1
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transmitting
ray
computer tomograph
receiving
stationary unit
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PCT/DE2004/001129
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Stefan Popescu
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/56—Details of data transmission or power supply, e.g. use of slip rings
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    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7232—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes involving compression of the physiological signal, e.g. to extend the signal recording period
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    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]

Definitions

  • the invention relates to a device for the contactless transmission of signals and measurement data in a computer tomograph according to the preamble of claim 1.
  • Such a device is for example from the
  • a shortening of the antennas is necessary to increase the data rate of the transmission.
  • the shorter the antennas the more susceptible the transmission of the signals to external influences, such as e.g. B. interference or electromagnetic interference fields. Shortening the antennas causes a loss of quality in the transmitted signal.
  • a device is known from US Pat. No. 4,525,025, in which the signals between a rotor and a stator are transmitted optically.
  • the signals are over Light guide coupled into a ring located on the stator, which is provided with a reflective inner surface to adapt the transmission and reception directions.
  • the signals are detected by receiving devices attached to the rotor.
  • non-linear, e.g. B. self-phase modulations, and chromatically dispersive effects are detrimental to the quality of the transmitted signals.
  • the object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art.
  • a device is to be specified with which an improved transmission of signals and measurement data is possible.
  • Another object of the invention is to provide a device with which a high data rate can be transmitted.
  • the first and the second transceiver each have a transceiver for transmitting and / or receiving a directional signal and a means for automatically aligning the one transceiver with the other transceiver.
  • the signal is transmitted directly between two transmitting / receiving devices. No means of transmission such as B. light guide or multiple reflections on large mirror surfaces to adjust the send and receive directions. Absorption, non-linear and chromatically dispersive effects can be avoided. The quality of the transmitted signals can be significantly improved.
  • the emission of electromagnetic interference radiation is low when transmitting with directional signals. Interference with nearby electrical equipment can be significantly reduced. In particular, the electromagnetic radiation exposure for a patient examined by means of computer tomography can be reduced.
  • the stationary portion is configured to:
  • a CT x-ray examination usually shows a patient in the area of the central opening of the computer tomograph's gantry.
  • signal transmission between a first and a second transceiver is not possible in every angular position of the rotatable x-ray device.
  • With a suitable arrangement of a total of three transmitting / receiving devices and by switching the transmitting / receiving devices involved in the transmission it is possible to transmit signals almost continuously over the full angle of rotation of the gantry.
  • the transfer can only be briefly interrupted when switching. Such an interruption can e.g. B. can be compensated by buffering and compression of the data to be transmitted.
  • the stationary unit and the rotating x-ray device each have two
  • a suitable arrangement of a total of four transmitting / receiving devices enables continuous signal transmission between a first and a second transmitting / receiving device over the full angle of rotation.
  • the transmitting / receiving devices of the stationary unit or of the x-ray device are arranged approximately equally distributed azimuthally with respect to the z-axis.
  • the angular range within which signal transmission between a first and a second transceiver is possible can be increased. This is possible, in particular, for two transmitting / receiving devices mounted on the stationary unit at an angle of approximately 180 degrees.
  • two transmitting / receiving devices on the X-ray device can also be arranged offset by an angle of approximately 180 degrees.
  • a further embodiment of the invention provides for the transmitting / receiving devices of the stationary unit or the
  • the transmitting / receiving devices of the stationary unit and the transmitting / receiving devices of the rotatable x-ray device are each attached with the same radial distance from the z axis.
  • a simple geometry of the arrangement of the transmitting / receiving devices makes it possible to use alignment data from one transmitting / receiving device in a simple manner for aligning another transmitting / receiving device.
  • the transmitting / receiving devices of the stationary unit or of the rotating x-ray device are arranged offset in the direction of the z-axis. In this way, mutual interference between transmitting / receiving devices can be avoided and an improved transmission can be achieved.
  • the transmission takes place between a transmitting / receiving device of the stationary unit, each with a transmitting / receiving device of the x-ray device.
  • the transmitting / receiving devices can be combined into pairs, each consisting of a first and a second transmitting / receiving device. This can reduce alignment effort and speed up alignment. In particular, mutual interference between two pairs can be prevented during the transmission. For example, a specific frequency or modulation of the signals can be used for the transmission of the signals for each pair.
  • the directional signal is transmitted optically, preferably by means of laser light.
  • the transmission can take place, for example, with modulated laser light.
  • the optical transmission of signals, especially with laser light, enables a high data rate and quality of the transmitted signals.
  • Dry air hardly absorbs light, the dispersion is close to 0. In addition, there are no losses due to reflections and non-linear effects, such as. B. with light guides and reflective surfaces. The transmitted signals are hardly weakened.
  • the beam expansion is particularly small with laser light.
  • the laser beam does not have to be refocused, such as B. in a transmission via light guides and reflecting surfaces.
  • the directional signal can be transmitted by means of electromagnetic waves, preferably by means of radio or radio waves.
  • the radiation of interference fields and the electromagnetic radiation exposure of the patient can be reduced.
  • the transmission is carried out with directional antennas, such as. B. with radar, the directed electromagnetic waves can be emitted in the form of a cone-shaped beam. Reflections on the housing of the computer tomograph and interference can be avoided.
  • transmitting / receiving means are provided for the bidirectional transmission of the signals. This is a transmission of image data from the X-ray device to a data processing device and control signals, operating data and measurement protocols to the X-ray device possible.
  • the transmitting / receiving means are designed such that the signals are transmitted in the form of data packets of a fixed size.
  • Data packets of a fixed size facilitate the processing and processing of sent and received signals. Transmission errors can be recognized and corrected.
  • means are provided for adding additional information to a data packet, preferably in the form of headers and / or footers.
  • a package number in the header and a quality factor in the footer such as Checksum, Cyclic Redundancy Check Code or Forward Error Correction Code of a data packet can be added.
  • the additional information enables simplified processing and processing of the data packets.
  • the data packets can be identified on the basis of the packet number and joined together in a correct order. For example, in the case of data packets transmitted twice, a decision can be made as to whether and which should be discarded. Transmission errors can be identified and corrected based on the quality factor.
  • the header or footer can also contain information about the type of data transmitted, e.g. whether the data packet contains control signals or data from the detector.
  • encryption means are provided for encrypting the data packets, preferably according to the 8B10B encryption.
  • 8B10B encryption an approximately constant signal intensity or light intensity is transmitted on average.
  • the transmitted signals can thus be used to align the transmitting / receiving devices. For example, without Encryption a sequence of zero values of the intensity can be interpreted as a missing signal or incorrect alignment.
  • the means for aligning do not require separate sending / receiving means.
  • the transmitting / receiving devices can be made simpler and more compact.
  • the 8B10B encryption of the data packets results in an increase in the number of bits / s to be sent.
  • the data rate of the transmission can be further reduced by compression methods.
  • the signals are transmitted at a data rate in the range from 1 to 100 gigabits per second (Gbps).
  • Gbps gigabits per second
  • Computer tomographs with multi-cell detectors, complicated recording protocols and control instructions require reliable transmission at a high data rate.
  • the device according to the invention enables largely interference-free transmission, with data rates of 100 Gbps and more. Even with short pulses and large amounts of data, the signals can be transmitted quickly and reliably.
  • the means for aligning the transmitting / receiving means comprise detection means for directional light-optical signals, or electromagnetic radio or radio waves.
  • Optical signals or electromagnetic waves can be used to control the alignment.
  • the means for alignment it is possible for the means for alignment to use the signals of the transmission / reception means. No separate means of sending alignment signals are required.
  • the transmitting / receiving devices can be built simply, compactly and inexpensively. Quad photo detectors are particularly well suited for the detection of changes in direction of a light-optical signal. These enable precise and quick alignment and are particularly suitable for the relatively rotating transmitting / receiving devices of a computer tomograph.
  • FIG. 1 shows a schematic structure of a computer tomograph
  • Fig. 5 shows a third arrangement of transmitting / receiving devices
  • Fig. 6 shows a schematic structure of a transceiver.
  • the gantry 3 has a central opening 5, into which the patient is examined during an examination Patient couch 2 with a patient on it can be moved in a z-direction z.
  • the gantry 3 consists of a stationary unit 6 and an x-ray device 7 rotatable about a z-axis A.
  • the x-ray device 7 has an x-ray tube 8 and a detector 9 arranged opposite one another.
  • the reference numeral 10 denotes an X-ray radiation emanating from the X-ray tube 8.
  • a second transmitting / receiving device 11 and a further second transmitting / receiving device 12 are attached to the x-ray device 7. These are in the z
  • a first transmitting / receiving device 13 is attached to the stationary unit 6 in an upper region. In a lower area, offset by 180 ° about the z-axis A, a further first transmitting / receiving device 14 is attached. The first transmitting / receiving device 13 and the further first transmitting / receiving device 14 are equally spaced from the z-axis A.
  • a directed first laser beam 15 emanates from the second transmitting / receiving device 11 in the direction of the first transmitting / receiving device 13.
  • a laser beam 16 directed in the direction of the further first transmitting / receiving device 14 originates from the further second transmitting / receiving device 12.
  • the first transmission / reception device 13 and the further first transmission / reception device 14 of the stationary unit 6 are connected to the data processing unit 4 by means of first lines 17.
  • the reference symbols x and y identify the x and y directions belonging to the z direction z.
  • the term "transmitting / receiving device” is abbreviated to "SE" below.
  • the couch 2 with a patient on it is
  • Direction z moves such that the object to be examined is located in the area of the central opening 5 of the gantry 3 det.
  • the x-ray device 7 rotatable about the z-axis A, projection data of the examination object are recorded for different angles.
  • the X-ray radiation 10 starts from an X-ray tube 8 attached to the X-ray device 7 and strikes the examination object.
  • the X-ray radiation not absorbed by the examination object is detected by the detector 9 and converted into digital electronic data.
  • the data are transmitted from the x-ray device 7 to the stationary unit 6 by means of “directed signals.
  • the signals between the second SE 11 and the first SE 13 are transmitted by means of the first directed laser beam 15.
  • the directional signals are transmitted between the further second SE 12 and the further first SE 14 by means of the second directed laser beam 16.
  • Die Signals are transmitted in the form of encrypted data packets of a fixed size.
  • the data packets contain a unique number in the header by which the data packets are identified.
  • a quality key is included in the footer.
  • Signals are each routed to the data processing unit 4 by means of a first line 17 and processed further by the latter.
  • the second SE 11 and the further second SE 12 are connected to the detector via a second line 18.
  • the first SE 13 and the further first SE 14 are connected to one another via a third line 19.
  • the reference symbols 11A, 12A, 13A and 14A denote a first, second, third and fourth transmission / reception means of the second SE 11, the further second SE 12, the first SE 13 and the further first SE 14.
  • the reference symbols 11B, 12B, 13B and 14B denote first, second, third and fourth means for automatically aligning the first, second, third and fourth transceivers 11A, 12A, 13A and 14A.
  • the term “means of transmission / reception” is used below Abbreviated "SEM”.
  • the term “The means for automatic alignment” is abbreviated to "AM”.
  • the first SEM 11A or the third SEM 13A can transmit signals directly to the third SEM 13A or fourth SEM 14A.
  • the first SEM 11A or the second SEM 12A transmits the data received via the second line 18 in the form of encrypted data packets of the same size to the third SEM 13A or the fourth SEM 14A.
  • the data packets are decrypted by the data processing unit 4, assembled according to the number in the correct order and processed further. The number is also used to identify duplicate data packets. The one with the poorer quality key is discarded.
  • Alignment data are exchanged via the third line 19 and via a connection (not shown) of the second SE 11 and the further second SE 12. Together with the known symmetry of the arrangement of the second SE 11, the further second SE 12, the first SE 13 and the further first SE 14, these are taken into account in their alignment.
  • FIG. 3 to 5 show a first, second and third arrangement of the second SE 11 and further second SE 12 attached to the X-ray device 7.
  • the second SE 11 and further second SE 12 are at an angle of 0 ° to the negative x direction x with respect to the z axis A. 4, these are rotated counterclockwise by an angle ⁇ of 30 ° and in FIG. 5 by an angle ⁇ of 135 ° about the z-axis A.
  • the first SEM 11A transmits data packets to the third SEM 13A by means of the directional signals 15 and 16.
  • the second SEM 12A does not transmit any data packets to the fourth SEM 14A.
  • the first through fourth AM 11B through 14B automatically align the first through fourth SEM 11A through 14A with each other.
  • the first SEM 11A can always transmit signals to the third SEM 13A.
  • the signal transmission between the second SEM 12A and the fourth SEM 14A is increasingly disturbed by the housing 20 rotating around the central opening 5 during the rotation from the first to the second position.
  • the transmission of the data packets is increasingly incorrect. From a first angle, signal transmission between the second SEM 12A and the fourth SEM 14A is no longer possible. The second SEM 12A and the fourth SEM 14A are deactivated. The data packets are transmitted exclusively via the first SEM 11A and the third SEM 13A.
  • the signal transmission between the second SEM 12A and the fourth SEM 14A is improved with further rotation. If the x-ray device 7 rotates counterclockwise beyond the position shown in FIG. 2, the signal transmission between the first SEM 11A and the third SEM 13A is disturbed at a third angle. The quality of the transmission between see the first SEM 11A and the third SEM 13A decreases. After the first and third SEMs ILA and SEM 13A have been deactivated, the data packets are transmitted exclusively via the second SEM 12A and the fourth SEM 14A.
  • the transmission / reception means for. B. from the first and third SEM 11A and 13A to the second and fourth SEM 12A and 14A.
  • Two transmission / reception means e.g. B. the first SEM 11A and the third SEM 13A activated and realigned.
  • the other two e.g. B. the second SEM 12A and the fourth SEM 14A are deactivated.
  • Fig. 6 shows schematically a structure of a transceiver.
  • a dichromatic mirror 22, a movable mirror, is arranged one after the other in the beam path of a laser 21
  • Convex mirror 23 and a concave mirror 24 Convex mirror 23 and a concave mirror 24.
  • a modulated laser beam emanating from the laser is designated by reference numeral 25.
  • An incoming, modulated laser beam is designated by reference number 26. In its beam path there is a distance p from the convex mirror 23
  • Quad photo detector 27 The quad photo detector 27 is connected to a data processing device 29 by fourth lines 28. This is connected to a control device 31 by a fifth line 30.
  • the reference numbers 32 and 33 denote an incoming and an outgoing data line.
  • the data lines are connected to the laser 21 or the data processing device 29.
  • the send / receive Fall arrester is arranged on an alignment device 34.
  • the reference symbol ⁇ denotes a first rotation of the alignment device 34 about a ⁇ axis ⁇ .
  • the reference symbol ⁇ denotes a second rotation of the alignment device 34 about a ⁇ axis ⁇ .
  • the function of the transceiver is as follows:
  • the laser 21 of the transmitting / receiving means receives an incoming signal via the incoming data line 32.
  • the laser emits the outgoing, modulated laser beam 25 in accordance with the signal.
  • the laser beam 25 is emitted by the transceiver via the dichromatic mirror 22, the convex mirror 23 and the concave mirror 24 and transmitted to a further transceiver.
  • the transceiver receives the incoming, modulated laser beam 26.
  • the laser beam 26 is focused by the concave mirror 24, the convex mirror 23 onto a quad photodetector 27, without the dichroic
  • the quad photodetector 27 has four active quadrants for detecting the incoming laser beam 26. Each quadrant is connected to the data processing device 29 via a fourth line 28. The laser beam 26 detected by the quadrants is from the
  • Data processing device 29 converted into a signal and forwarded via the outgoing data line 33.
  • a rotation of two communicating active transmitting / receiving means against each other changes their mutual position.
  • a change in the distance between the transmitting / receiving means changes the size of the focus on the quad photo detector 27. This is associated with a change in the signals of the quadrants.
  • the focus on the quad photodetector 27 is shifted due to the rotation. This also causes a change in the signals of the quadrants.
  • the data processing device 29 detects the signals of the quadrants and generates three error signals.
  • the error signals are forwarded to the control device 31 via the fifth line 30.
  • control loops and electronic actuators (not shown) arranged on the alignment device 34, the alignment of the transmission
  • the error signals are minimized by the actuators adapting the focus length p to compensate for a changed distance between two transmitting / receiving means, carry out a first rotation ⁇ about the ⁇ axis ⁇ , to compensate for a changed azimuth angle with respect to the z axis A and one Carry out a second rotation ⁇ about the ⁇ axis ⁇ to compensate for refugee errors in the z direction z.
  • Alignment data of the transmission / reception means previously stored as well as alignment data of other transmission / reception means can be used for the alignment. This speeds up the alignment and improves the transmission of the signals.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Röntgencomputertomografen (1) mit einer stationären Einheit (6) und einer rotierbaren Röntgenvorrichtung (7). Die Röntgenvorrichtung (7) ist relativ zur stationären Einheit (6) um eine z-Achse A rotierbar. Zur Übermittlung von Signalen und Messdaten zwischen Röntgenvorrichtung (7) und stationärer Einheit (6) sind darauf Sende-/Empfangseinrichtungen (11- 14) angebracht. Die Sende-/Empfangseinrichtungen (11-14) übermitteln gerichtete Signale und richten sich bei einer durch eine Rotation der Röntgenvorrichtung (7) verursachten Relativbewegung automatisch aufeinander aus.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zur kontaktlosen Übermittlung von Signalen und Messdaten bei einem Computertomografen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontaktlosen Übermittlung von Signalen und Messdaten bei einem Computertomografen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der
US 5,577,026 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung wird das Signal mittels elektromagnetischer Strahlung über Antennen übermittelt .
Zur Steigerung der Datenrate der Übermittlung ist eine Verkürzung der Antennen erforderlich. Je kürzer die Antennen sind, desto anfälliger ist die Übermittlung der Signale für externe Einflüsse, wie z. B. Interferenzen oder elektromagnetische Störfelder. Eine Verkürzung der Antennen verursacht Qualitätseinbußen beim übermittelten Signal.
Bei der Übermittlung von Signalen über Antennen als Sende- /Empfangseinrichtungen wird eine gewisse Menge an elektromagnetischer Strahlung an die Umgebung abgestrahlt. In der Nähe der Sende-/Empfangseinrichtungen befindliche elektrische Geräte und Schaltungen können gestört werden. Die Sende- /Empfangseinrichtungen müssen an elektromagnetische Kompatibilitätsstandards angepasst werden.
Des Weiteren ist bei der bekannten Vorrichtung stets ein sehr guter Erdungskontakt der Sende-/Empfangseinrichtungen erforderlich. Andernfalls kann die Übermittlung durch Gleichtaktstörspannungen erheblich gestört werden.
Aus der US 4,525,025 ist eine Vorrichtung bekannt, bei welcher die Signale zwischen einem Rotor und einem Stator lichtoptisch übermittelt werden. Dabei werden die Signale über Lichtleiter in einen am Stator befindlichen Ring eingekoppelt, der zur Anpassung der Sende- und Empfangsrichtungen mit einer reflektierenden Innenfläche versehen ist. Die Signale werden von am Rotor angebrachten Empfangseinrichtungen detek- tiert. Mit steigenden Datenraten bei sehr kurzen Pulsen mit hohen Pulsleistungen treten in Lichtleitern nichtlineare, z. B. Selbstphasenmodulationen, und chromatisch dispersive Effekte auf. Diese Effekte sind der Qualität der übermittelten Signale abträglich.
Die DE 195 43 386 beschreibt eine Vorrichtung, bei welcher die Übermittlung der Signale über einen optischen Schleifring erfolgt. Dabei muss das Licht im Lichtleiter unterschiedlich lange Wege zurücklegen. Mit steigenden Datenraten sind nicht- lineare und chromatisch dispersive Effekte auch hier der Qualität der übermittelten Signale abträglich.
Abgesehen davon verursachen bei den bekannten lichtoptischen Vorrichtungen Oberflächenrauigkeiten, mechanische Herstel- lungstoleranzen und mechanische Vibrationen von reflektierenden Flächen eine Modendispersion des Lichts und verschlechtern weiter die Qualität der übermittelten Signale. Des Weiteren wird das Signal durch Mehrfachreflexionen an reflektierenden Flächen geschwächt .
Aufgabe der Erfindung ist, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere eine Vorrichtung angegeben werden, mit der eine verbesserte Übermittlung von Signalen und Messdaten möglich ist. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, mit der eine hohe Datenrate übermittelbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 18. Nach Maßgabe der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste und die zweite Sende-/Empfangseinrichtung jeweils ein Sende- /Empfangsmittel zum Senden und/oder Empfangen eines gerichteten Signals und ein Mittel zum automatischen Ausrichten des einen Sende-/Empfangsmittels auf das andere Sende-/Empfangs- mittel aufweisen, so dass bei einer Bewegung der zweiten Sende-/Empfangseinrichtung relativ zur ersten Sende-/Empfangseinrichtung das gerichtete Signal übermittelbar ist. - Die Übermittlung des Signals zwischen zwei Sende-/Empfangsein- richtungen erfolgt direkt. Es werden keine Mittel zur Übermittlung wie z. B. Lichtleiter oder Mehrfachreflexionen auf große Spiegelflächen zur Anpassung von Sende- und Empfangsrichtungen benötigt. Absorption, nichtlineare und chromatisch dispersive Effekte können vermieden werden. Die Qualität der übermittelten Signale kann deutlich verbessert werden.
Des Weiteren ist bei der Übermittlung mit gerichteten Signalen die Abstrahlung von elektromagnetischer StörStrahlung gering. Eine Störung von in der Nähe befindlichen elektri- sehen Geräten kann wesentlich verringert werden. Insbesondere kann die elektromagnetische Strahlenbelastung für einen mittels Computertomografie untersuchten Patienten reduziert werden.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die stationäre
Einheit zwei erste Sende- /Empfangseinrichtungen und die Rönt- genvorrichtung zumindest eine zweite Sende-/Empfangseinrichtung auf. Alternativ kann die zumindest stationäre Einheit eine erste Sende-/Empfangseinrichtung und die rotierende Röntgenvorrichtung zwei zweite Sende-/Empfangseinrichtungen aufweisen. - Üblicherweise befindet sich bei einer CT Rönt- genuntersuchung ein Patient im Bereich der zentralen Öffnung der Gantry des Computertomografen. Infolge dessen ist eine Signalübermittlung zwischen einer ersten und einer zweiten Sende-/Empfangseinrichtung nicht in jeder Winkelposition der rotierbaren Röntgenvorrichtung möglich. Bei einer geeigneten Anordnung von insgesamt drei Sende-/Empfangseinrichtungen und einem Umschalten der an der Übermittlung beteiligten Sende- /Empfangseinrichtungen ist es möglich, Signale nahezu kontinuierlich über den vollen Drehwinkel der Gantry zu übermitteln. Lediglich beim Umschalten kann die Übermittlung kurz- zeitig unterbrochen sein. Eine solche Unterbrechung kann z. B. durch ein Zwischenspeichern und eine Kompression der zu übermittelnden Daten ausgeglichen werden.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weisen die stationäre Einheit und die rotierende Röntgenvorrichtung jeweils zwei
Sende-/Empfangseinrichtungen auf. - Eine geeignete Anordnung von insgesamt vier Sende-/Empfangseinrichtungen ermöglicht über den vollen Drehwinkel eine kontinuierliche Signalübermittlung zwischen einer ersten und einer zweiten Sende-/Emp- fangseinrichtung.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Sende-/Empfangseinrichtungen der stationären Einheit oder der Röntgenvorrichtung bezüglich der z-Achse azimutal etwa gleich verteilt angeordnet. Der Winkelbereich, innerhalb dessen eine Signalübermittlung zwischen einer ersten und einer zweiten Sende-/Empfangseinrichtung möglich ist, kann vergrößert werden. Dies ist insbesondere für zwei an der stationären Einheit um einen Winkel von etwa 180 Grad versetzt angebrachten Sende-/Empfangseinrichtungen möglich. Analog können auch zwei Sende-/EmpfangSeinrichtungen an der Röntgenvorrichtung um einen Winkel von etwa 180 Grad versetzt angeordnet sein.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Sen- de-/Empfangseinrichtungen der stationären Einheit oder der
Röntgenvorrichtung bezüglich der z-Achse unter einem gleichen Azimutwinkel anzubringen. Derart angeordnete Sende- /Empf ngseinrichtungen können in einfacher Weise verkabelt und zum Datenaustausch miteinander gekoppelt werden. Es werden weni- ger Signalleitungen benötigt. Störungen der zu übermittelnden Signale durch Zuleitungen werden reduziert. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind jeweils die Sende-/Empfangseinrichtungen der stationären Einheit und die Sende-/Empfangseinrichtungen der rotierbaren Röntgenvorrichtung mit einem gleichen radialen Abstand von der z-Achse angebracht. Durch eine einfache Geometrie der Anordnung der Sende-/Empfangseinrichtungen ist es möglich, Ausrichtungsdaten einer Sende-/Empfangseinrichtung in einfacher Weise zur Ausrichtung einer anderen Sende-/Empfangseinrichtung zu verwenden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung sind die Sende-/Empfangseinrichtungen der stationären Einheit oder der rotierende Röntgenvorrichtung in Richtung der z-Achse versetzt angeordnet. Damit kann eine gegenseitige Beeinflussung von Sende- /Empfangseinrichtungen vermieden und eine verbesserte Übermittlung erreicht werden.
Nach einer Ausgestaltung erfolgt die Übermittlung zwischen einer Sende-/Empfangseinrichtung der stationären Einheit mit jeweils einer Sende-/Empfangseinrichtung der Röntgenvorrichtung. Die Sende-/Empfangseinrichtungen können zu Paaren, jeweils aus einer ersten und einer zweiten Sende-/Empfangseinrichtung bestehend, zusammengefasst werden. Damit kann der Aufwand bei der Ausrichtung reduziert und die Ausrichtung beschleunigt werden. Insbesondere kann bei der Übertragung eine gegenseitige Beeinflussung zweier Paare verhindert werden. Beispielsweise können für die Übermittlung der Signale für jedes Paar eine spezifische Frequenz oder Modulation der Signale verwendet werden.
Nach einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Übermittlung des gerichteten Signals lichtoptisch, vorzugsweise mittels Laserlicht. Die Übermittlung kann beispielsweise mit moduliertem Laserlicht erfolgen. Die lichtoptische Übermittlung von Signalen, insbesondere mit Laserlicht, ermöglicht eine hohe Datenrate und Qualität der übermittelten Signale.
Trockene Luft absorbiert Licht kaum, die Dispersion liegt nahe bei 0. Darüber hinaus treten keine Verluste durch Reflexionen und nichtlineare Effekte auf, wie z. B. bei Lichtleitern und reflektierenden Flächen. Die übermittelten Signale werden kaum geschwächt .
Bei Laserlicht ist die Strahlaufweitung besonders klein. Der Laserstrahl muss nicht aufwändig refokussiert werden, wie z. B. bei einer Übermittlung über Lichtleiter und spiegelnde Flächen.
Des Weiteren werden bei der lichtoptischen Übermittlung keine elektromagnetischen Störfelder abgestrahlt. Eine Anpassung der Sende-/Empfangseinrichtungen an Kompatibilitätsstandards kann wesentlich vereinfacht werden.
Alternativ kann die Übermittlung des gerichteten Signals mittels elektromagnetischen Wellen, vorzugsweise mittels Radiooder Funkwellen erfolgen. Die Abstrahlung von Störfeldern und die elektromagnetische Strahlenbelastung des Patienten können reduziert werden.
Erfolgt die Übermittlung mit Richtungsantennen, wie z. B. beim Radar, so können die gerichteten elektromagnetischen Wellen in Form eines konusförmigen Strahls abgestrahlt wer- den. Reflexionen am Gehäuse des Computertomografen sowie Interferenzen können vermieden werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind Sende- /Empfangsmittel zur bidirektionalen Übermittlung der Signale vorgesehen. Damit ist eine Übermittlung von Auf ahmedaten der Röntgenvorrichtung zu einer Datenverarbeitungsvorrichtung und von Steuersignalen, Betriebsdaten und Messprotokolle zur Röntgenvorrichtung möglich.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Sende-/Empfangsmittel derart ausgebildet, dass die Übermittlung der Signale in Form von Datenpaketen einer festen Größe erfolgt. Datenpakete einer festen Größe erleichtern die Be- und Verarbeitung von gesendeten und empfangenen Signalen. Übermittlungsfehler können erkannt und korrigiert werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Mittel zum Anfügen von zusätzlichen Informationen an ein Datenpaket, vorzugsweise in Form von Kopf- und/oder Fußzeilen vorgesehen. Beispielsweise kann in der Kopfzeile eine Paketnummer und in der Fußzeile ein Qualitätsfaktor wie z.B. Prüfsumme (Check- sum) , Fehlerentdeckungscode (Cyclic Redundancy Check Code) oder Fehlerkorrekturcode (Forward Error Correction Code) eines Datenpakets angefügt werden. Die zusätzlichen Informationen ermöglichen eine vereinfachte Be- und Verarbeitung der Datenpakete. Anhand der Paketnummer können die Datenpakete identifiziert und in einer richtigen Reihenfolge aneinander gefügt werden. Z. B. kann bei doppelt übermittelten Datenpaketen, entschieden werden, ob und welches verworfen werden soll. Anhand des Qualitätsfaktors können Übermittlungsfehler erkannt und korrigiert werden.
Die Kopf- oder Fußzeile kann des Weiteren Information über die Art der übermittelten Daten enthalten, z.B. ob dass Datenpaket Steuersignale oder Daten des Detektors enthält.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind Verschlüsselungsmittel zur Verschlüsselung der Datenpakete, vorzugsweise nach der 8B10B Verschlüsselung vorgesehen. Bei der 8B10B Verschlüsselung wird im Mittel eine etwa konstante Sig- nalintensität bzw. Lichtintensität übermittelt. Die übermittelten Signale können so zur Ausrichtung der Sende-/Empfangseinrichtungen verwendet werden. Beispielsweise würde ohne Verschlüsselung eine Aufeinanderfolge von Nullwerten der Intensität als fehlendes Signal bzw. falsche Ausrichtung interpretiert werden. Des Weiteren benötigen die Mittel zum Ausrichten keine separaten Sende-/Empfangsmittel . Die Sende- /Empfangseinrichtungen können einfacher und kompakter gebaut werden.
Die 8B10B Verschlüsselung der Datenpakete ergibt eine Steigerung der Anzahl der zu sendenden Bits/s. Jedoch die Datenrate der Übermittlung kann durch Komprimierungsverfahren weiter reduziert werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Übermittlung der Signale mit einer Datenrate im Bereich von 1 bis 100 Gigabits pro Sekunde (Gbps) . Computertomografen mit mehrzelligen Detektoren, komplizierte Aufnahmeprotokolle und Steueranweisungen erfordern eine zuverlässige Übermittlung mit einer hohen Datenrate. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine weit gehend störungsfreie Übermittlung, mit Datenraten von 100 Gbps und mehr. Selbst bei kurzen Pulsen und hohen Datenmengen können die Signale schnell und zuverlässig übermittelt werden.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Mittel zum Ausrichten der Sende-/Empfangsmittel Detektionsmittel für gerichtete lichtoptische Signale, oder elektromagnetische Radio- oder Funkwellen aufweisen. Zur Kontrolle der Ausrichtung können lichtoptische Signale oder elektromagnetische Wellen verwendet werden. Insbesondere ist es möglich, dass die Mittel zum Ausrichten die Signale der Sende-/Empfangsmittel verwenden. Es werden keine separaten Mittel zum Senden von Signalen zur Ausrichtung benötigt. Insbesondere wird eine gegenseitige Störung der Signale der Ausrichtung der Sende-/Empfangsein- richtungen und der Signale der Übermittlung von z. B. Messda- ten vermieden. Die Sende-/Empfangseinrichtungen können einfach, kompakt und kostengünstig gebaut werden. Quad-Fotodetektoren eignen sich besonders gut zur Detektion von Richtungsänderungen eines lichtoptischen Signals. Diese ermöglichen eine präzise und schnelle Ausrichtung und sind für relativ gegeneinander rotierende Sende-/Empfangsein- richtungen eines Computertomografen besonders geeignet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Aufbau eines Co putertomogra- fen,
Fig. 2 eine Ansicht des Computertomografen in einer z- Richtung,
Fig. 3 eine erste Anordnung von Sende- /Empfangseinrichtungen,
Fig. 4 eine zweite Anordnung von Sende-/Empfangseinrich- tungen,
Fig. 5 eine dritte Anordnung von Sende- /Empfangseinrichtungen und
Fig. 6 einen schematischen Aufbau einer Sende-/Empfangseinrichtung.
Zur Vereinfachung wird eine unidirektionale Übermittlung von Signalen beschrieben. Eine Übermittlung in der dazu entgegen- gesetzten Richtung erfolgt analog. Insbesondere ist mit der beschriebenen Vorrichtung eine bidirektionale Übermittlung von Signalen möglich.
Fig. 1 zeigt einen schematischen Aufbau eines Computerto- mografen 1 mit einer Patientenliege 2, einer Gantry 3 und einer Datenverarbeitungseinheit 4. Die Gantry 3 weist eine zentrale Öffnung 5 auf, in die bei einer Untersuchung die Patientenliege 2 mit einem darauf befindlichen Patienten in einer z-Richtung z hineingefahren werden kann. Die Gantry 3 besteht aus einer stationären Einheit 6 und einer um eine z- Achse A rotierbaren Röntgenvorrichtung 7. Die Röntgenvorrich- tung 7 weist eine Röntgenröhre 8 und einen gegenüberliegend angeordneten Detektor 9 auf. Mit dem Bezugszeichen 10 ist eine von der Röntgenröhre 8 ausgehende Röntgenstrahlung bezeichnet. An der Röntgenvorrichtung 7 ist eine zweite Sende- /Empfangseinrichtung 11 und eine weitere zweite Sende- /Empfangseinrichtung 12 angebracht. Diese sind in der z-
Richtung z versetzt und bezüglich der z-Achse A mit gleichen radialen Abständen und Azimutwinkeln angebracht. An der stationären Einheit 6 ist in einem oberen Bereich eine erste Sende-/Empfangseinrichtung 13 angebracht. In einem unteren Bereich, 180° um die z-Achse A versetzt, ist eine weitere erste Sende-/Empfangseinrichtung 14 angebracht. Die erste Sende- /Empfangseinrichtung 13 und die weitere erste Sende- /E pfangseinrichtung 14 sind von der z-Achse A gleich weit beabstandet. Von der zweiten Sende-/Empfangseinrichtung 11 geht in Richtung der ersten Sende-/Empfangseinrichtung 13 ein gerichteter erster Laserstrahl 15 aus. Von der weiteren zweiten Sende-/Empfangseinrichtung 12 geht ein in Richtung der weiteren ersten Sende-/Empfangseinrichtung 14 gerichteter Laserstrahl 16 aus. Die erste Sende-/Empfangseinrichtung 13 und die weitere erste Sende-/Empfangseinrichtung 14 der stationären Einheit 6 sind mittels ersten Leitungen 17 mit der Datenverarbeitungseinheit 4 verbunden. Die Bezugszeichen x und y Kennzeichnen die zur z-Richtung z gehörenden x- und y- Richtungen. Der Begriff "Sende-/Empfangseinrichtung" wird im Weiteren mit "SE" abgekürzt.
Die Funktion des Computertomografen 1 ist folgende:
Bei einer computertomografischen Röntgenuntersuchung wird die Liege 2 mit einem darauf befindlichen Patienten in der z-
Richtung z derart bewegt, dass sich das zu untersuchende Objekt im Bereich der zentralen Öffnung 5 der Gantry 3 befin- det. Mit der um die z-Achse A rotierbaren Röntgenvorrichtung 7 werden für unterschiedliche Winkel Projektionsdaten vom Untersuchungsobjekt aufgenommen. Dabei geht von einer an der Röntgenvorrichtung 7 angebrachten Röntgenröhre 8 die Röntgen- Strahlung 10 aus und trifft auf das Untersuchungsobjekt. Die vom Untersuchungsobjekt nicht absorbierte Röntgenstrahlung wird vom Detektor 9 erfasst und in digitale elektronische Daten umgewandelt. Die Daten werden von der Röntgenvorrichtung 7 zur stationären Einheit 6 mittels „gerichteter Signale übermittelt. Die Übermittlung der Signale zwischen der zweiten SE 11 und der ersten SE 13 erfolgt mittels des ersten gerichteten Laserstrahls 15. Die Übermittlung der gerichteten Signale zwischen der weiteren zweiten SE 12 und der weiteren ersten SE 14 erfolgt mittels des zweiten gerichteten Laser- Strahls 16. Die Signale werden in Form von verschlüsselten Datenpaketen einer festen Größe übermittelt. Zur Kennzeichnung enthalten die Datenpakete in der Kopfzeile eine eindeutige Nummer, anhand der die Datenpakete identifiziert werden. In der Fußzeile ist ein Qualitätsschlüssel enthalten. Die von der ersten SE 13 und der weiteren ersten SE 14 empfangenen
Signale werden jeweils mittels einer ersten Leitung 17 an die Datenverarbeitungseinheit 4 geleitet und von dieser weiterverarbeitet .
Fig.2 zeigt eine schematische Ansicht des Computertomografen 1 der Fig. 1 in der z-Richtung z. Die zweite SE 11 und die weitere zweite SE 12 sind über eine zweite Leitung 18 mit dem Detektor verbunden. Die erste SE 13 und die weitere erste SE 14 sind über eine dritte Leitung 19 miteinander verbunden. Die Bezugszeichen 11A, 12A, 13A und 14A bezeichnen ein erstes, zweites, drittes und viertes Sende-/Empfangsmittel der zweiten SE 11, der weiteren zweiten SE 12, der ersten SE 13 und der weiteren ersten SE 14. Die Bezugszeichen 11B, 12B, 13B und 14B bezeichnen ein erstes, zweites, drittes und vier- tes Mittel zum automatischen Ausrichten des ersten, zweiten, dritten und vierten Sende-/Empfangsmittels 11A, 12A, 13A und 14A. Der Begriff "Sende/Empfangsmittel" wird im Weiteren mit "SEM" abgekürzt. Der Begriff "Die Mittel zum automatischen Ausrichten" wird mit "AM" abgekürzt.
Bei der gezeigten Anordnung der zweiten SE 11, der weiteren zweiten SE 12, der ersten SE 13 und der weiteren ersten SE 14 kann das erste SEM 11A bzw. das dritte SEM 13A direkt Signale zum dritten SEM 13A bzw. vierten SEM 14A übermitteln. Das erste SEM 11A bzw. das zweite SEM 12A übermittelt die über die zweite Leitung 18 in Form von verschlüsselten Datenpake- ten gleicher Größe erhaltenen Daten an das dritte SEM 13A bzw. das vierte SEM 14A. Von der Datenverarbeitungseinheit 4 werden die Datenpakete entschlüsselt, entsprechend der Nummer in der richtigen Reihenfolge zusammengesetzt und weiterverarbeitet. Anhand der Nummer werden zudem doppelt übermittelte Datenpakete identifiziert. Dasjenige mit dem schlechteren Qualitätsschlüssel wird verworfen.
Über die dritte Leitung 19 und über eine nicht dargestellte Verbindung der zweiten SE 11 und der weiteren zweiten SE 12 werden Ausrichtungsdaten ausgetauscht. Diese werden zusammen mit der bekannten Symmetrie der Anordnung der zweiten SE 11, der weiteren zweiten SE 12, der ersten SE 13 und der weiteren ersten SE 14 bei deren Ausrichtung berücksichtigt.
In Fig. 3 bis Fig. 5 sind eine erste, zweite und dritte Anordnung der an der Röntgenvorrichtung 7 angebrachten zweiten SE 11 und weiteren zweiten SE 12. gezeigt. In Fig. 3 befinden sich die zweite SE 11 und weitere zweite SE 12 bezüglich der z-Achse A in einem Winkel von 0° zur negativen x-Richtung x. In Fig. 4 sind diese gegen den Uhrzeigersinn um einen Winkel α von 30° und in Fig.5 um einen Winkel ß von 135° um die z- Achse A rotiert.
In Fig. 3 übermittelt das erste SEM 11A Datenpakete mittels der gerichteten Signale 15 und 16 zum dritten SEM 13A. Das zweite SEM 12A übermittelt keine Datenpakete zum vierten SEM 14A. In Fig. 4 ist die Röntgenvorrichtung 7 gegenüber der Position in Fig. 3 um einen Winkel =30° gegen den Uhrzeigersinn rotiert dargestellt. Bei der Rotation richten das erste bis vierte AM 11B bis 14B das erste bis vierte SEM 11A bis 14A automatisch aufeinander aus. Während der Rotation von der Position in Fig. 3 zu der in Fig. 4 kann das erste SEM 11A stets Signale zum dritten SEM 13A übermitteln. Die Signalübermittlung zwischen dem zweiten SEM 12A und dem vierten SEM 14A wird bei der Rotation von der ersten zur zweiten Position zunehmend durch das um die zentrale Öffnung 5 umlaufende Gehäuse 20 gestört. Die Übermittlung der Datenpakete ist zunehmend fehlerhaft. Ab einem ersten Winkel ist eine Signalübermittlung zwischen dem zweiten SEM 12A und dem vierten SEM 14A nicht mehr möglich. Das zweite SEM 12A und das vierte SEM 14A werden deaktiviert. Die Datenpakete werden ausschließlich über das erste SEM 11A und das dritte SEM 13A übermittelt.
In Fig. 5 ist die Röntgenvorrichtung 7 gegenüber der zweiten Position in Fig. 4 um einen Winkel ß= 135° gegen den Uhrzeigersinn rotiert dargestellt. Ausschließlich das erste SEM 11A übermittelt Datenpakete an das dritte SEM 13A. Das zweite SEM 12A und das vierte SEM 14A sind inaktiv. Dreht sich die Röntgenvorrichtung weiter, so wird bei einem zweiten Winkel eine Signalübermittlung zwischen dem zweiten SEM 12A und dem vierten SEM 14A möglich. Diese werden bei Erreichen des zweiten Winkels aktiviert und die Ausrichtung wird initiiert. Dabei werden gespeicherte Ausrichtungsdaten der ersten bis vierten SEM 11A bis 14A verwendet. Bei der weiteren Rotation richten das zweite AM 12B das zweite SEM12 und das vierte AM 14B das vierte SEM 14A automatisch aufeinander aus. Die Signalübermittlung zwischen dem zweiten SEM 12A und dem vierten SEM 14A, wird bei weiterer Drehung verbessert. Dreht sich die Röntgenvorrichtung 7 gegen den Uhrzeigersinn über die in Fig. 2 gezeigte Position hinaus, so wird bei einem dritten Winkel die Signalübermittlung zwischen dem ersten SEM 11A und dem dritten SEM 13A gestört. Die Qualität der Übermittlung zwi- sehen dem ersten SEM 11A und dem dritten SEM 13A sinkt. Die Übermittlung der Datenpakete erfolgt nach Deaktivieren des ersten und dritten SEMs ILA und SEM 13A ausschließlich über das zweite SEM 12A und das vierte SEM 14A.
In einem Übergangsbereich, z. B. zwischen dem zweiten und dritten Winkel, erfolgt bezüglich der Übermittlung ein Umschalten der Sende-/Empfangsmittel, z. B. vom ersten und dritten SEM 11A und 13A zum zweiten und vierten SEM 12A und 14A. Dabei werden zwei Sende-/Empfangsmittel, z. B. das erste SEM 11A und das dritte SEM 13A aktiviert und neu aufeinander ausgerichtet. Die anderen zwei, z. B. das zweite SEM 12A und das vierte SEM 14A werden deaktiviert. Beim neuen Ausrichten von Sende-/Empfangsmitteln, vor allem während der Initiierung treten vermehrt Übermittlungsfehler auf. Dies wird durch eine vorübergehende doppelte Übermittlung von Datenpaketen kompensiert. Die Qualität von doppelt übermittelten Datenpaketen wird unter Verwendung der Qualitätsfaktoren überprüft. Nur das qualitativ bessere Datenpaket wird beibehalten. Insgesamt erfolgt die Übermittlung während einer vollen Umdrehung der
Röntgenvorrichtung 7 ohne Datenverlust und Qualitätseinbußen.
Fig. 6 zeigt schematisch einen Aufbau einer Sende-/Empfangseinrichtung. Im Strahlengang eines Lasers 21 sind nacheinan- der angeordnet ein dichromatischer Spiegel 22, ein bewegbarer
Konvexspiegel 23 und ein Hohlspiegel 24. Ein vom Laser ausgehender, modulierter Laserstrahl ist mit dem Bezugszeichen 25 bezeichnet. Ein eingehender, modulierter Laserstrahl ist mit dem Bezugszeichen 26 bezeichnet. In dessen Strahlengang be- findet sich in einem Abstand p vom Konvexspiegel 23, ein
Quad-Fotodetektor 27. Der Quad-Fotodetektor 27 ist mit vierten Leitungen 28 mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung 29 verbunden. Diese ist mit einer fünften Leitung 30 mit einer Kontrollvorrichtung 31 verbunden. Mit den Bezugszeichen 32 und 33 sind eine eingehende und eine ausgehende Datenleitung bezeichnet. Die Datenleitungen sind mit dem Laser 21 bzw. der Datenverarbeitungsvorrichtung 29 verbunden. Die Sende-/Emp- fangseinrichtung ist auf einer Ausrichtungsvorrichtung 34 angeordnet. Das Bezugszeichen Φ bezeichnet eine erste Drehung der Ausrichtungsvorrichtung 34 um eine φ-Achse φ. Das Bezugszeichen Δ bezeichnet eine zweite Drehung der Ausrich- tungsvorrichtung 34 um eine δ-Achse δ.
Die Funktion der Sende-/Empfangseinrichtung ist folgende:
Über die eingehende Datenleitung 32 erhält der Laser 21 des Sende-/Empfangsmittels ein eingehendes Signal. Der Laser e- mittiert entsprechend dem Signal den ausgehenden, modulierten Laserstrahl 25. Der Laserstrahl 25 wird über den dichromati- schen Spiegel 22, den Konvexspiegel 23 und den Hohlspiegel 24 vom Sende-/Empfangsmittel abgestrahlt und zu einem weiteren Sende-/Empfangsmittel übermittelt.
Gleichzeitig empfängt das Sende-/Empfangsmittel den eingehenden, modulierten Laserstrahl 26. Der Laserstrahl 26 wird durch den Hohlspiegel 24, den Konvexspiegel 23 auf einen Quad-Fotodetektor 27 fokussiert, ohne vom dichromatischen
Spiegel 22 abgelenkt zu werden. Der Quad-Fotodetektor 27 besitzt vier aktive Quadranten zur Detektion des eingehenden Laserstrahls 26. Jeder Quadrant ist über eine vierte Leitung 28 mit der Datenverarbeitungsvorrichtung 29 verbunden. Der von den Quadranten detektierte Laserstrahl 26 wird von der
Datenverarbeitungsvorrichtung 29 in ein Signal umgewandelt und über die ausgehende Datenleitung 33 weitergeleitet.
Eine gegeneinander erfolgende Rotation von zwei kommunizie- renden aktiven Sende-/Empfangsmittel ändert deren gegenseitige Lage. Eine Änderung des Abstands zwischen den Sende- /Empfangsmitteln verändert die Größe des Fokus auf dem Quad- Fotodetektor 27. Damit verbunden ist eine Veränderung der Signale der Quadranten. Des Weiteren wird auf Grund der Rotation der Fokus auf dem Quad-Fotodetektor 27 verschoben. Dadurch wird ebenfalls eine Änderung der Signale der Quadranten verursacht .
Die Datenverarbeitungsvorrichtung 29 erfasst die Signale der Quadranten und erzeugt drei Fehlersignalen. Die Fehlersignalen werden über die fünfte Leitung 30 an die Kontrollvorrichtung 31 weitergeleitet. Mittels Regelschleifen und auf der Ausrichtungsvorrichtung 34 angeordneten, nicht dargestellten elektronischen Aktoren wird die Ausrichtung des Sende-
/Empfangsmittels derart verändert, dass die Fehlersignale minimiert und eine bestmögliche Übermittlung von Signalen gewährleistet wird. Eine Minimierung der Fehlersignale wird erreicht, indem die Aktoren die Fokuslänge p zum Ausgleich eines veränderten Abstands zweier Sende-/Empfangsmittel anpassen, eine erste Drehung Φ um die φ-Achse φ, zum Ausgleich eines veränderten Azimutwinkels bezüglich der z-Achse A durchführen und eine zweite Drehung Δ um die δ-Achse δ, zum Ausgleich von Flüchtlingsfehlem in der z-Richtung z durchführen.
Zur Ausrichtung können vorher gespeicherte Ausrichtungsdaten des Sende-/Empfangsmittels sowie Ausrichtungsdaten von anderen Sende-/Empfangsmitteln herangezogen werden. Dadurch wird die Ausrichtung beschleunigt und die Übermittlung der Signale verbessert.

Claims

Patentansprüche
1. Röntgencomputertomograf (1), mit einer an einer stationären Einheit (6) angebrachten, relativ zur stationären Ein- heit (6) um eine z-Achse (A) rotierbaren Röntgenvorrichtung (7) und einer Einrichtung zur kontaktlosen Übermittlung von Signalen und Messdaten zwischen der rotierbaren Röntgenvorrichtung (7) und der stationären Einheit (6), wobei mindestens eine erste Sende-/Empfangseinrichtung (13, 14) an der stationären Einheit (6) und mindestens eine zweite Sende-
/Empfangseinrichtung (11, 12) an der rotierbaren Röntgenvorrichtung (7) angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (13, 14) und die zweite Sende-/Empfangseinrichtung (11, 12) jeweils ein Sende-/Empfangsmittel (13A, 14A und 11A, 12A) zum Senden und/oder Empfangen eines gerichteten Signals (15, 16) und ein Mittel zum automatischen Ausrichten (13B, 14B und 11B, 12B) des einen Sende-/Empfangsmittels auf das andere Sende-/Empfangsmittel aufweisen, so dass bei einer Bewegung der zweiten Sende-/Empfangseinrichtung (11, 12) re- lativ zur ersten Sende-/Empfangseinrichtung (13, 14) das gerichtete Signal (15,16) übermittelbar ist.
2. Röntgencomputertomograf (1) nach Anspruch 1, wobei die stationäre Einheit (6) zwei erste Sende-/Empfangseinrich- tungen (13, 14) und die Röntgenvorrichtung (7) mindestens eine zweite Sende-/Empfangseinrichtung (11 oder 12) oder die stationäre Einheit (6) mindestens eine erste Sende-/Empfangseinrichtung (13 oder 14) und die Röntgenvorrichtung (7) zwei zweite Sende-/Empfangseinrichtungen (11, 12) aufweisen.
3. Röntgencomputertomograf (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die stationäre Einheit (6) und die Röntgenvorrichtung (7) jeweils zwei Sende-/Empfangseinrichtungen (13, 14 und 11, 12) aufweisen.
4. Röntgencomputertomograf (1) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Sende-/Empfangseinrichtungen (13, 14 oder 11, 12) der stationären Einheit (6) oder der Röntgenvorrichtung (7) bezüglich der z-Achse (A) azimutal etwa gleich verteilt angeordnet sind.
5. Röntgencomputertomograf (1) Anspruch 4, wobei auf der stationären Einheit (6) und/oder auf der Röntgenvorrichtung (7) zwei Sende-/Empfangseinrichtungen (13, 14) um einen Winkel von etwa 180 Grad versetzt angeordnet sind.
6. Röntgencomputertomograf (1) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Sende-/Empfangseinrichtungen (13, 14 oder 11, 12) der stationären Einheit (6) oder der Röntgenvorrichtung (7) bezüglich der z-Achse (A) unter einem gleichen Azimutwinkel angebracht sind.
7. Röntgencomputertomograf (1) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei jeweils die Sende-/Empfangseinrichtungen (13, 14) der stationären Einheit (6) und die Sende-/Empfangseinrichtungen (11, 12) der rotierbaren Röntgenvorrichtung (7) mit einem gleichen radialen Abstand von der z-Achse (A) angebracht sind.
8. Röntgencomputertomograf (1) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Sende-/Empfangseinrichtungen (13, 14 oder 11, 12) der stationären Einheit (6) oder der Röntgenvorrichtung (7) in Richtung der z-Achse (A) versetzt angeordnet sind.
9. Röntgencomputertomograf (1) nach einem der vorausgehen- den Ansprüche, wobei die Übermittlung zwischen einer Sende-
/Empf ngseinric tung (13, 14) der stationären Einheit (6) mit jeweils einer Sende-/Empfangseinrichtung (11, 12) der Röntgenvorrichtung (7) erfolgt.
10. Röntgencomputertomograf (1) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Übermittlung des gerichteten Signals (15, 16) lichtoptisch, vorzugsweise mittels Laserlicht (25, 26) , erfolgt.
11. Röntgencomputertomograf (1) nach einem der vorausgehen- den Ansprüche, wobei die Übermittlung des gerichteten Signals mittels elektromagnetischen Wellen, vorzugsweise mittels Radio- oder Funkwellen, erfolgt.
12. Röntgencomputertomograf (1) nach einem der vorausgehen- den Ansprüche, wobei Sende-/Empfangsmittel (11A - 14A) zur bidirektionalen Übermittlung der Signale vorgesehen sind.
13. Röntgencomputertomograf (1) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Sende-/Empfangsmittel (11A - 14A) derart ausgebildet sind, dass die Übermittlung der Signale in Form von Datenpaketen einer festen Größe erfolgt.
14. Röntgencomputertomograf (1) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei Mittel zum Anfügen von zusätzlichen In- formationen an ein Datenpaket, vorzugsweise in Form von Kopf- und/oder Fußzeilen, vorgesehen sind.
15. Röntgencomputertomograf (1) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei Verschlüsselungsmittel zur Verschlüsse- lung der Datenpakete, vorzugsweise nach der 8B10B Verschlüsselung, vorgesehen sind.
16. Röntgencomputertomograf (1) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Signalübermittlung mit einer Daten- rate im Bereich von 1 bis 100 Gbps erfolgt.
17. Röntgencomputertomograf (1) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Mittel zum Ausrichten (11B - 14B) der Sende- /Empfangsmittel (11A - 14A) Detektionsmittel für gerichtete lichtoptische Signale oder elektromagnetische Radio- oder Funkwellen aufweisen.
18. Röntgencomputertomograf (1) nach Anspruch 17, wobei die Detektionsmittel für gerichtete lichtoptische Signale Quad- Fotodetektoren (27) sind.
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