專利名稱：在計算機斷層成像設備中無接觸的信號傳輸?shù)难b置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于在計算機斷層成像設備的固定機架部分和圍繞旋轉軸線可旋轉機架部分之間無接觸地傳輸至少兩個信號源、例如兩個X射線檢測器的電信號的裝置和方法。
背景技術：
本發(fā)明的優(yōu)選的應用領域涉及在雙源計算機斷層成像設備的旋轉部分和靜止部分之間的數(shù)據(jù)傳輸。在計算機斷層成像設備運行吋，必須將X射線檢測器所采集的數(shù)據(jù)從計算機斷層成像設備的旋轉的部分傳輸?shù)狡潇o止的部分，以便在靜止部分處對所述數(shù)據(jù)進一歩處理。在此，在短時間內應傳輸大的數(shù)據(jù)量。 在許多目前可供使用的計算機斷層成像設備中，將無接觸的“滑環(huán)”系統(tǒng)用于數(shù)據(jù)傳輸，例如從US 5140696 A中已知的那樣。該數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括旋轉部分上的發(fā)送單元以及靜止部分上的接收單元。發(fā)送單元具有至少ー個與發(fā)送器連接的高頻導線作為發(fā)送天線，所述發(fā)送天線布置在旋轉架的旋轉部分的周邊上。接收單元包括接收器和至少ー個與接收器連接的接收天線，所述接收天線通過高頻導線的短段形成。在計算機斷層成像設備運行時，發(fā)送天線以小的距離在固定在靜止部分上的接收天線上運動經過，使得在發(fā)送高頻導線上傳播的信號通過近場被耦合到接收天線內。在現(xiàn)代的雙源計算機斷層成像設備中，圖像數(shù)據(jù)必須甚至從兩個X射線檢測器傳輸。這以靠近的方式通過兩個無接觸的滑環(huán)系統(tǒng)進行。其缺點是，所要求的結構空間必須放大，以便安置兩個滑環(huán)系統(tǒng)。為此所要求的支承環(huán)必須構造為更大，這提高了成本開銷和空間要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題在于，克服該缺點并且給出用于在帶有至少兩個信號源的計算機斷層成像設備的兩個相互相對可旋轉機架部分之間無接觸地傳輸電信號的改進的裝置以及改進的方法。根據(jù)本發(fā)明，所提出的技術問題通過按照本發(fā)明的裝置和方法解決。本發(fā)明要求保護ー種用于在計算機斷層成像設備的固定機架部分和圍繞旋轉軸線可旋轉機架部分之間無接觸地傳輸至少兩個信號源的電信號的裝置。該裝置包括布置在可旋轉機架部分上的至少ー個用于發(fā)出電信號的圓環(huán)形電導體，其中該導體被劃分為η個導體圓環(huán)段，其中n e N并且η > I，所述導體圓環(huán)段相互不具有電連接，并且包括η個發(fā)送単元，所述發(fā)送単元分別與不同的導體圓環(huán)段電連接，并且分別將不同的電信號饋送到導體圓環(huán)段內，其中至少兩個發(fā)送單元與不同的信號源電連接。導體圓環(huán)段例如可旋轉對稱地布置。本發(fā)明提供了如下優(yōu)點，即，不同的信號源的數(shù)據(jù)能夠以唯一的環(huán)形傳輸路徑無接觸地傳輸，由此節(jié)約了空間和成本。在一種擴展中，信號源形成為X射線檢測器。由此，可節(jié)約空間并且節(jié)約成本地傳輸多個檢測器的圖像數(shù)據(jù)。在另ー種擴展實施方式中，導體圓環(huán)段可包括發(fā)射器元件，所述發(fā)射器元件將電信號以電磁波的形式發(fā)射。此外，發(fā)射器元件可形成為條形導體。該所謂的“帯狀線”的制造簡單。在一種擴展中，旋轉軸線可以是計算機斷層成像設備的設備軸線。在另ー種實施方式中，圓環(huán)形導體的圓心位于可旋轉機架部分的旋轉軸線上。此外，該裝置可包括n+1個接收単元，所述接收単元從導體圓環(huán)段中無接觸地耦合出饋送到導體圓環(huán)段內的電信號。在一種擴展中，每個接收單元可包括天線，通過所述天線可耦合出電信號。
在另外的實施方式中，接收單元可圓環(huán)形地分布地布置在固定機架部分上。在一種擴展中，η > 2并且至少ー個信號源與兩個發(fā)送単元電連接。本發(fā)明也要求保護ー種帶有機架的計算機斷層成像設備，所述機架帶有兩個機架部分并且?guī)в懈鶕?jù)本發(fā)明的裝置。本發(fā)明也要求保護ー種在圍繞旋轉軸線可旋轉的導體圓環(huán)段和固定的接收單元之間無接觸地傳輸計算機斷層成像設備的至少兩個信號源的電信號的方法，其中，不同信號源的電信號從不同的導體圓環(huán)段傳輸?shù)浇邮諉卧?。在該方法的一種擴展中，電信號可從分別與導體圓環(huán)段電連接的發(fā)送單元發(fā)出。在另ー種實施方式中，電信號可以電磁傳輸。


本發(fā)明的另外的特點和優(yōu)點從如下的多個實施例的解釋中根據(jù)示意圖顯見。各圖中圖I示出了計算機斷層成像設備，圖2示出了用于以兩個導體圓環(huán)段無接觸地傳輸信號的裝置的方框圖，和圖3示出了用于以三個導體圓環(huán)段無接觸地傳輸信號的裝置的方框圖。
具體實施例方式圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的帶有固定機架部分6的雙源計算機斷層成像設備1，在固定機架部分6內具有可旋轉機架部分11，在可旋轉機架部分11上布置了兩個X射線管/檢測器系統(tǒng)，它們由X射線管2和檢測器3以及X射線管4和檢測器5組成。為檢查，借助于沿設備軸線9可移動的患者臥榻8將患者9駛入到測量場內，使得可從不同的透射角度測量對于X射線輻射的吸收。設計為控制和計算單元的計算機10用來控制設備I。在計算機10上運行了計算機程序，所述計算機程序執(zhí)行了對于設備I的控制和對于所測量的數(shù)據(jù)的分析，以及對希望的斷層圖像數(shù)據(jù)的重建。特別地，在傳輸來自可旋轉機架部分11上的兩個檢測器的檢測數(shù)據(jù)時，必須無接觸地傳輸大量的累積的數(shù)據(jù)。為此，在可旋轉機架部分11上安裝了根據(jù)本發(fā)明的裝置以用于無接觸地傳輸電信號，使得電信號能夠在兩個相互可旋轉的機架部分6、11之間傳輸。在圖2和圖3中進ー步描述了根據(jù)本發(fā)明的裝置的實施例。圖2示出了用于以兩個導體圓環(huán)段12無接觸地傳輸信號的根據(jù)本發(fā)明的裝置的方框圖。導體圓環(huán)段12可布置在計算機斷層成像設備的圍繞旋轉軸線13在旋轉方向19上可旋轉機架部分上。為此，導體圓環(huán)段12與支承環(huán)連接。每個信號源5 (例如X射線檢測器)與一個發(fā)送単元14電連接，所述發(fā)送単元14通過電連接將信號源5的電信號饋送到導體圓環(huán)段12內。電信號是提供有信號頭的數(shù)字數(shù)據(jù)信號，所述信號頭保證了與信號源5和與數(shù)據(jù)包的單義的對應性。導體圓環(huán)段12包括天線元件20 (例如帶狀線)和未圖示的導線終端。天線元件20作為發(fā)出電磁輻射的發(fā)送天線起作用。借助于三個接收單元15的每個天線16，可從兩個導體圓環(huán)段12耦合出在這些導體圓環(huán)段12內傳播的電信號。在此，利用了天線元件20的電磁輻射。三個接收単元15在兩個導體圓環(huán)段12的周邊上分布地布置，使得避免了在從ー個導體圓環(huán)段12向另ー個導體圓環(huán)段12過渡時的傳輸間隙。接收單元15具有接收電路17，所述接收電路17將接收到的電信號發(fā)送到數(shù)據(jù)重建単元18。在數(shù)據(jù)重建単元18處，根據(jù)信號頭信息將兩個信號源5的數(shù)據(jù)與兩個信號源5單義地對應，并且使之處于正確的次序。接收單元15和數(shù)據(jù)重建單元18例如位于固定機架部分上。 因為X射線檢測器的數(shù)據(jù)傳輸量很大，所以每個信號源5的目前的傳輸率為大約4. 25GBit/s。未來，可設想lOGBit/s和更高的數(shù)據(jù)傳輸量。對于更大的數(shù)據(jù)傳輸量，也可使用根據(jù)圖3的裝置。圖3示出了用于以三個導體圓環(huán)段12無接觸地傳輸信號的根據(jù)本發(fā)明的裝置的方框圖。導體圓環(huán)段12可以布置在計算機斷層成像設備的圍繞旋轉軸線13在旋轉方向19上可旋轉機架部分上。為此，導體圓環(huán)段12與支承環(huán)連接。信號源5 (例如X射線檢測器)與發(fā)送單元14電連接，所述發(fā)送単元14通過電連接將信號源5的電信號饋送到導體圓環(huán)段12內。另ー個的信號源5 (例如另ー個的X射線檢測器)與兩個發(fā)送単元14電連接，所述發(fā)送単元14通過電連接將信號源5的不同的電信號饋送到兩個導體圓環(huán)段12內。電信號是提供有信號頭的數(shù)字數(shù)據(jù)信號，所述信號頭保證了與信號源5和與數(shù)據(jù)包的單義的對應性。導體圓環(huán)段12包括天線元件20 (例如帶狀線)和未圖示的導線終端。借助于四個接收單元15的每個天線16，可以從三個導體圓環(huán)段12耦合出在這些導體圓環(huán)段12內傳播的電信號。四個接收単元15在兩個導體圓環(huán)段12的周邊上分布地布置，使得避免了在從ー個導體圓環(huán)段12向下一個導體圓環(huán)段12過渡時的傳輸間隙。接收單元15具有接收電路17，所述接收電路17將接收到的電信號發(fā)送到數(shù)據(jù)重建單元18。在數(shù)據(jù)重建単元18處，根據(jù)信號頭信息將兩個信號源5的數(shù)據(jù)與兩個信號源5單義地對應，并且使之處于正確的次序。接收單元15和數(shù)據(jù)重建単元18例如位于固定機架部分上。每個發(fā)送単元14例如以4. 25GBit/s的傳輸率傳輸。由此，與根據(jù)圖2的裝置中的情況相比，從兩個信號源的一個可傳輸兩倍的數(shù)據(jù)。本發(fā)明可與其它的無接觸傳輸方法組合。在此方面，參考申請DE 102005 035 207Al，后者的內容在此被包括到本申請中。參考標號列表I計算機斷層成像設備2X射線管3X射線檢測器4X射線管
5X射線檢測器/信號源6固定機架部分7 患者8患者臥榻9設備軸線10計算機 11可旋轉機架部分12導體圓環(huán)段13旋轉軸線14發(fā)送單元15接收單元16 天線17接收電路18數(shù)據(jù)重建單元19旋轉方向20天線元件/條形導體
權利要求
1.一種用于在計算機斷層成像設備(I)的固定機架部分和圍繞旋轉軸線(13)可旋轉的機架部分(11)之間無接觸地傳輸至少兩個信號源(5)的電信號的裝置，其特征在干， -至少ー個布置在可旋轉機架部分(11)上的用于發(fā)出電信號的圓環(huán)形電導體，其中，將該導體劃分為η個導體圓環(huán)段(12)，其中n e N并且η > 1，所述導體圓環(huán)段相互不具有電連接，和 -η個發(fā)送単元(14)，所述發(fā)送単元分別與不同的導體圓環(huán)段(12)電連接，并且分別將不同的電信號饋送到導體圓環(huán)段(12)內，其中，至少兩個發(fā)送單元(14)與不同的信號源(5)電連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述信號源(5)形成為X射線檢測器。
3.根據(jù)權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述導體圓環(huán)段(12)包括發(fā)射器元件(20)，所述發(fā)射器元件將電信號以電磁波的形式發(fā)射。
4.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述發(fā)射器元件(20)形成為條形導體。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述旋轉軸線(13)是所述計算機斷層成像設備(I)的設備軸線(9)。
6.根據(jù)權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述圓環(huán)形導體(12)的圓心位于所述可旋轉機架部分(11)的旋轉軸線(13)上。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在干， -η+1個接收単元(15)，所述接收單元從所述導體圓環(huán)段(12)中無接觸地耦合出饋送到該導體圓環(huán)段(12)內的電信號。
8.根據(jù)權利要求6所述的裝置，其特征在于，每個接收單元(15)包括天線(16)，通過所述天線能夠耦合出電信號。
9.根據(jù)權利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述接收単元(15)圓環(huán)形地分布地布置在所述固定機架部分(6)上。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的裝置，其特征在干，η> 2并且至少ー個信號源(5)與兩個發(fā)送単元(14)電連接。
11.一種帶有機架的計算機斷層成像設備，所述機架帶有兩個機架部分出，11)以及根據(jù)前述權利要求中任一項所述的裝置。
12.ー種在圍繞旋轉軸線(13)可旋轉的導體圓環(huán)段(12)和固定的接收單元(15)之間無接觸地傳輸計算機斷層成像設備(I)的至少兩個信號源(5)的電信號的方法， 其特征在于，將不同信號源(5)的電信號從不同的導體圓環(huán)段(12)傳輸?shù)剿鼋邮諉卧?15)ο
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其特征在于，將所述電信號從分別與導體圓環(huán)段(12)電連接的發(fā)送單元(14)發(fā)出。
14.根據(jù)權利要求12或13所述的方法,其特征在于,將所述電信號電磁地傳輸。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在計算機斷層成像設備(1)的固定機架部分和可旋轉的機架部分(11)之間無接觸地傳輸電信號的裝置以及所屬的方法。該裝置包括至少一個布置在可旋轉機架部分(11)上的用于發(fā)出電信號的圓環(huán)形電導體，其中將導體劃分為n個導體圓環(huán)段(12)，其中n∈N并且n＞1，所述導體圓環(huán)段相互不具有電連接，并且裝置包括n個發(fā)送單元(14)，所述發(fā)送單元分別與不同的導體圓環(huán)段(12)電連接，并且分別將不同的電信號饋送到導體圓環(huán)段(12)內，其中至少兩個發(fā)送單元(14)與不同的信號源(5)電連接。本發(fā)明提供的優(yōu)點在于，以唯一的環(huán)形傳輸路徑可無接觸地傳輸不同信號源、例如X射線檢測器的數(shù)據(jù)，由此節(jié)約了空間和成本。
文檔編號A61B6/03GK102688058SQ20121006838
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月15日 優(yōu)先權日2011年3月22日
發(fā)明者H.雷普, T.盧薩特 申請人:西門子公司