本發(fā)明涉及具有在彼此可運(yùn)動的單元之間的電信號的無接觸式傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)X光斷層成像設(shè)備和患者平臺。

背景技術(shù)：

對于醫(yī)學(xué)技術(shù)中的許多應(yīng)用，必須將電信號或者數(shù)據(jù)從運(yùn)動的醫(yī)學(xué)技術(shù)設(shè)備部分傳輸?shù)届o止的醫(yī)學(xué)技術(shù)設(shè)備部分，并且反之亦然。

本發(fā)明的一個優(yōu)選的應(yīng)用領(lǐng)域涉及在計(jì)算機(jī)X光斷層成像設(shè)備的轉(zhuǎn)動部分和靜止部分之間的數(shù)據(jù)傳輸。在計(jì)算機(jī)X光斷層成像設(shè)備的運(yùn)行中，必須將由X射線探測器檢測的數(shù)據(jù)從所述轉(zhuǎn)動的部分傳輸?shù)接?jì)算機(jī)X光斷層成像設(shè)備的靜止部分上，以便在那里進(jìn)一步處理所述數(shù)據(jù)。在此，應(yīng)在短時間內(nèi)傳輸大的數(shù)據(jù)量。

在許多當(dāng)前可用的計(jì)算機(jī)X光斷層成像設(shè)備中應(yīng)用無接觸式“滑環(huán)”系統(tǒng)用于數(shù)據(jù)傳輸，如其例如由專利文獻(xiàn)US 5140696 A已知的那樣。在那里描述的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括在轉(zhuǎn)動部分上的發(fā)送單元以及在靜止部分上的接收單元。發(fā)送單元具有至少一個與發(fā)送器連接的高頻導(dǎo)線作為發(fā)送天線，其布置在旋轉(zhuǎn)框架的轉(zhuǎn)動部分的周邊上。接收單元包括一個接收器和至少一個與接收器連接的接收天線，所述至少一個接收天線通過高頻導(dǎo)線的短區(qū)段構(gòu)成。在計(jì)算機(jī)X光斷層成像設(shè)備的運(yùn)行中，發(fā)送天線在固定在靜止部分上的接收天線旁以小的間距運(yùn)動經(jīng)過，使得在發(fā)送高頻導(dǎo)線上傳播的信號通過近場耦合輸入到接收天線中。

公開文獻(xiàn)DE 102 06 160 A1公開了一種這樣的在運(yùn)動的部分之間的信號傳輸，其中高頻導(dǎo)線作為具有電介質(zhì)的條帶導(dǎo)線實(shí)施。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)是，說明一種計(jì)算機(jī)X光斷層成像設(shè)備和患者平臺，它們能夠?qū)崿F(xiàn)以高的數(shù)據(jù)傳輸能力和低的遠(yuǎn)場干擾進(jìn)行電數(shù)據(jù)傳輸。

根據(jù)本發(fā)明，所提出的任務(wù)借助獨(dú)立權(quán)利要求的計(jì)算機(jī)X光斷層成像設(shè)備和患者平臺來解決。有利的擴(kuò)展方案在從屬權(quán)利要求中說明。

根據(jù)本發(fā)明，在計(jì)算機(jī)X光斷層成像設(shè)備的或患者平臺的相互相對運(yùn)動的部分之間借助縱向開槽的同軸導(dǎo)體元件、所謂的同軸導(dǎo)體實(shí)施無接觸式信號傳輸。待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號被調(diào)制到高頻載波上。無接觸式傳輸于是窄帶地（至高頻載波頻率的約30%的調(diào)制帶寬）借助縱向開槽的、同軸構(gòu)造的導(dǎo)線耦合器結(jié)構(gòu)進(jìn)行。耦合器結(jié)構(gòu)自身的傳輸函數(shù)寬帶地具有相應(yīng)的頻率特性（高通表現(xiàn)）。同軸導(dǎo)線（例如發(fā)送耦合器）覆蓋整個活動范圍，在轉(zhuǎn)動部分的情況下即圓周邊。短的第二同軸導(dǎo)線（例如接收耦合器）通過其路程耦合輸出經(jīng)調(diào)制的高頻載波信號。耦合路程的長度由載波頻率和調(diào)制帶寬確定。

本發(fā)明要求保護(hù)一種具有無接觸式數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)X光斷層成像設(shè)備，所述計(jì)算機(jī)X光斷層成像設(shè)備具有：

- 至少一個縱向開槽的同軸導(dǎo)體元件，

- 至少一個高頻發(fā)送單元，所述至少一個高頻發(fā)送單元將借助待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號調(diào)制的高頻載波信號饋入到所述導(dǎo)體元件中，

- 至少一個縱向開槽的同軸的耦合導(dǎo)體元件，所述至少一個耦合導(dǎo)體元件被構(gòu)造用于從所述導(dǎo)體元件的近場接收所輻射的經(jīng)調(diào)制的高頻載波信號，

- 至少一個高頻接收單元，所述至少一個高頻接收單元與所述耦合導(dǎo)體元件電連接并且被構(gòu)造用于從所接收的經(jīng)調(diào)制的高頻載波信號提取所述數(shù)據(jù)信號，

-其中所述同軸導(dǎo)體元件布置在轉(zhuǎn)動的或者固定的機(jī)架部分上并且耦合導(dǎo)體元件對應(yīng)地布置在固定的或轉(zhuǎn)動的機(jī)架部分上。

基于縱向開槽的同軸導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)特性，本發(fā)明提供在遠(yuǎn)場衰減方面的突出表現(xiàn)，這導(dǎo)致高的抗干擾性并導(dǎo)致經(jīng)調(diào)制的信號的很低的發(fā)射。數(shù)據(jù)傳輸特別適合于在一位數(shù)和兩位數(shù)千兆Hz范圍中的傳輸。導(dǎo)線耦合器可以成本有利地由同軸導(dǎo)線通過部分剝皮或者通過嵌入到槽中的、具有定義的波阻抗的絕緣內(nèi)導(dǎo)體來實(shí)現(xiàn)。

在本發(fā)明的一種擴(kuò)展方案中，高頻載波信號的頻率可以大于10GHz。優(yōu)選地，可以在18GHz到35GHz處的K波段和Ka波段中進(jìn)行傳輸。更高的至60GHz的頻率是可以的，但導(dǎo)致同軸橫截面的減小。

在另一種實(shí)施方式中，所述設(shè)備包括第一載體元件，在第一載體元件中構(gòu)造有同軸導(dǎo)體元件。

在另一種實(shí)施方式中，所述第一載體元件可以由金屬制成并且構(gòu)成所述同軸導(dǎo)體元件的第一外導(dǎo)體。第一載體元件的橫截面優(yōu)選是矩形的并且第一內(nèi)導(dǎo)體布置在所述第一載體元件的槽內(nèi)。

在另一種擴(kuò)展方案中，所述設(shè)備包括第二載體元件，在所述第二載體元件中構(gòu)造有所述同軸的耦合導(dǎo)體元件。

在另一種構(gòu)造中，所述第二載體元件由金屬制成并且構(gòu)成所述同軸的耦合導(dǎo)體元件的第二外導(dǎo)體。第二載體元件的橫截面優(yōu)選是矩形的并且第二內(nèi)導(dǎo)體布置在所述第一載體元件的槽內(nèi)。

此外，本發(fā)明要求保護(hù)具有如先前描述的那樣的同軸設(shè)備的用于在平移地運(yùn)動的部分之間的數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)幕颊咂脚_。

附圖說明

本發(fā)明的其他特殊性和優(yōu)點(diǎn)由以下根據(jù)示意圖對實(shí)施例的闡述可見。

其中：

圖1示出同軸導(dǎo)體元件的橫截面，

圖2示出具有同軸導(dǎo)體元件和同軸的耦合導(dǎo)體元件的設(shè)備的橫截面，

圖3示出具有可轉(zhuǎn)動的同軸導(dǎo)體元件的設(shè)備的電路框圖，

圖4示出具有可轉(zhuǎn)動的分塊的同軸導(dǎo)體元件的設(shè)備的電路框圖，

圖5示出具有可平移地移動的同軸導(dǎo)體元件的設(shè)備的電路框圖，

圖6示出具有固定的同軸導(dǎo)體元件的設(shè)備的電路框圖，以及

圖7示出一種計(jì)算機(jī)X光斷層成像設(shè)備。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例的詳細(xì)描述

圖1示出縱向開槽的同軸導(dǎo)體元件1的橫截面。橫截面A）示出一個同軸線纜并且橫截面B）示出一個同軸線纜，從其已移除外導(dǎo)體并且其被插入到銑槽中?？v向開槽可以連續(xù)地或者周期性間隔開地實(shí)施。導(dǎo)體元件1包括第一內(nèi)導(dǎo)體9和第一外導(dǎo)體8。電介質(zhì)5位于第一內(nèi)導(dǎo)體9和第一外導(dǎo)體8之間，所述電介質(zhì)將第一內(nèi)導(dǎo)體9與第一外導(dǎo)體8同軸地固定。第一外導(dǎo)體8向上敞開，也即開槽。通過所形成的間隙，在導(dǎo)體元件1中引導(dǎo)的電波可以部分地泄漏。所產(chǎn)生的電場通過場線21示出。在橫截面B）中電介質(zhì)不完全填充銑槽。

圖2示出當(dāng)將縱向開槽的同軸的耦合導(dǎo)體元件2置入到開槽的同軸導(dǎo)體元件1的近場中發(fā)生了什么。電能量從近場耦合到耦合導(dǎo)體元件2中，例如也到同軸線纜中。電磁場通過其場線21示出。

圖2示出導(dǎo)體元件1的和相對于所述導(dǎo)體元件以空隙20間隔開地布置的耦合導(dǎo)體元件2的橫截面。導(dǎo)體元件1包括導(dǎo)電的第一載體元件6，所述第一載體元件6構(gòu)成第一外導(dǎo)體8。第一內(nèi)導(dǎo)體9連同電介質(zhì)5被擠壓到第一載體元件6中。耦合導(dǎo)體元件2包括導(dǎo)電的第二載體元件7，所述第二載體元件構(gòu)成第二外導(dǎo)體10。第二內(nèi)導(dǎo)體11連同電介質(zhì)5被擠壓到第二載體元件7中?？障?0僅僅數(shù)毫米大。

幾乎相疊的導(dǎo)電載體元件6和7容性地起作用并且對于高的頻率構(gòu)成短路。僅僅在第一和第二內(nèi)導(dǎo)體9、11之間能夠?qū)崿F(xiàn)信號傳輸。

電導(dǎo)體元件1和電耦合導(dǎo)體元件2具有例如約5.5mm的外導(dǎo)體8、10的直徑和約1.5mm的內(nèi)導(dǎo)體9、11的直徑。載體元件6、7例如由銅制成并且內(nèi)導(dǎo)體9、11由銀涂覆的銅制成。電介質(zhì)5例如由PTFE制成。因此能夠?qū)崿F(xiàn)以直至35GHz的載波頻率的數(shù)據(jù)傳輸。對于更高的頻率，必須減小同軸的橫截面，以便保持同軸導(dǎo)體無模式。由此也減小用于耦合器結(jié)構(gòu)的可能間距。

圖3示出具有可轉(zhuǎn)動的同軸導(dǎo)體元件1的設(shè)備的電路框圖。在導(dǎo)體元件1的第一端部處借助高頻發(fā)送單元3將借助數(shù)據(jù)信號調(diào)制的高頻載波信號饋入到導(dǎo)體元件1中。導(dǎo)體元件1根據(jù)圖2構(gòu)造并且在其第二端部處配備有終止部19，例如有損耗的導(dǎo)線或者終端電阻，用于無反射的終止。導(dǎo)體元件1沿轉(zhuǎn)動方向22可轉(zhuǎn)動地安裝。

為了從第一導(dǎo)體元件1耦合輸出高頻載波信號，兩個根據(jù)圖2構(gòu)造的耦合導(dǎo)體元件2彼此相對置地沿著導(dǎo)體元件1的周邊布置。耦合導(dǎo)體元件2優(yōu)選數(shù)個波長（幾cm）長并且在其第一端部處以終止部19終止。在耦合導(dǎo)體元件的第二端部上連接高頻接收單元4，所述高頻接收單元接收并且解調(diào)耦合輸出的高頻載波信號。

可選地，耦合導(dǎo)體元件2也可以可轉(zhuǎn)動地布置并且導(dǎo)體元件1固定地布置。

圖4示出具有劃分成兩個相同長度的區(qū)段的可轉(zhuǎn)動的同軸導(dǎo)體元件1的設(shè)備的電路框圖。在兩個導(dǎo)體元件1的第一端部處借助高頻發(fā)送單元3將借助數(shù)據(jù)信號調(diào)制的高頻載波信號饋入到兩個導(dǎo)體元件1中。導(dǎo)體元件1根據(jù)圖2構(gòu)造并且在其第二端部處配備有終止部19用于無反射的終止。導(dǎo)體元件1沿轉(zhuǎn)動方向22可轉(zhuǎn)動地安裝。

為了從第一導(dǎo)體元件1耦合輸出高頻載波信號，根據(jù)圖2構(gòu)造的耦合導(dǎo)體元件2沿著導(dǎo)體元件1的周邊布置。耦合導(dǎo)體元件2優(yōu)選是數(shù)個波長（幾cm）長并且在其第一端部處以終止部19終止。在耦合導(dǎo)體元件的第二端部上連接高頻接收單元4，所述高頻接收單元接收并且解調(diào)耦合輸出的高頻載波信號。

可選地，耦合導(dǎo)體元件2也可以可轉(zhuǎn)動地布置并且導(dǎo)體元件1固定地布置。

圖5示出具有可平移地移動的同軸導(dǎo)體元件1的設(shè)備的電路框圖。在導(dǎo)體元件1的第一端部處借助高頻發(fā)送單元3將借助數(shù)據(jù)信號調(diào)制的高頻載波信號饋入到導(dǎo)體元件1中。導(dǎo)體元件1根據(jù)圖2構(gòu)造并且在其第二端部處配備有終止部19用于無反射的終止。導(dǎo)體元件1沿運(yùn)動方向23可移動地安裝。

為了從第一導(dǎo)體元件1耦合輸出高頻載波信號，根據(jù)圖2構(gòu)造的耦合導(dǎo)體元件2沿著導(dǎo)體元件1布置。耦合導(dǎo)體元件2優(yōu)選是數(shù)個波長（幾cm）長并且在其第一端部處以終止部19終止。在耦合導(dǎo)體元件的第二端部上連接高頻接收單元4，所述高頻接收單元接收并且解調(diào)耦合輸出的高頻載波信號。

可選地，耦合導(dǎo)體元件2也可以可運(yùn)動地布置并且導(dǎo)體元件1固定地布置。

圖6示出具有固定的同軸導(dǎo)體元件1的設(shè)備的電路框圖。在導(dǎo)體元件1的第一端部處借助高頻發(fā)送單元3將借助數(shù)據(jù)信號調(diào)制的高頻載波信號饋入到導(dǎo)體元件1中。導(dǎo)體元件1根據(jù)圖2構(gòu)造并且在其第二端部處配備有終止部19用于無反射的終止。

為了從第一導(dǎo)體元件1耦合輸出高頻載波信號，根據(jù)圖2構(gòu)造的耦合導(dǎo)體元件2沿著導(dǎo)體元件1布置。耦合導(dǎo)體元件2優(yōu)選是數(shù)個波長（幾cm）長并且在其第一端部處以終止部19終止。在耦合導(dǎo)體元件的第二端部上連接高頻接收單元4，所述高頻接收單元接收并且解調(diào)耦合輸出的高頻載波信號。

圖7示出根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)X光斷層成像設(shè)備，所述計(jì)算機(jī)X光斷層成像設(shè)備具有固定的機(jī)架部分13，可轉(zhuǎn)動的機(jī)架部分12位于所述固定的機(jī)架部分中，在可轉(zhuǎn)動的機(jī)架部分上布置有兩個X射線管14和兩個X射線探測器15。為了進(jìn)行檢查，借助沿著設(shè)備軸線17可移動的患者檢查臺24將患者16運(yùn)送到測量區(qū)域中，使得可以測量來自于不同的投影角度的X射線輻射的吸收。計(jì)算機(jī)18用于控制所述設(shè)備，所述計(jì)算機(jī)作為控制與計(jì)算單元設(shè)計(jì)。在計(jì)算機(jī)18上運(yùn)行計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序?qū)嵤┯?jì)算機(jī)X光斷層成像設(shè)備的控制和所測量的數(shù)據(jù)的分析以及所期望的X光斷層成像的圖像數(shù)據(jù)的重構(gòu)。

尤其在傳輸在可轉(zhuǎn)動的機(jī)架部分12上的兩個探測器15的探測器數(shù)據(jù)的時候必需的是，無接觸式傳輸大量的積累的數(shù)據(jù)。為此，在可轉(zhuǎn)動的機(jī)架部分12和固定的機(jī)架部分13上安裝根據(jù)本發(fā)明的根據(jù)圖1至圖4的用于電信號的無接觸式傳輸?shù)脑O(shè)備，使得在這兩個相互相對可轉(zhuǎn)動的機(jī)架部分12和13之間可以傳輸所述電信號。

為了在成像醫(yī)學(xué)技術(shù)設(shè)備中控制患者平臺，也可以借助根據(jù)圖5或圖6的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

附圖標(biāo)記列表

1 同軸導(dǎo)體元件

2 同軸的耦合導(dǎo)體元件

3 高頻發(fā)送單元

4 高頻接收單元

5 電介質(zhì)

6 第一載體元件

7 第二載體元件

8 第一外導(dǎo)體

9 第一內(nèi)導(dǎo)體

10 第二外導(dǎo)體

11 第二內(nèi)導(dǎo)體

12 可轉(zhuǎn)動的機(jī)架部分

13 固定的機(jī)架部分

14 X射線管

15 X射線探測器

16 患者

17 設(shè)備軸線

18 計(jì)算機(jī)

19 終止部

20 空隙

21 場線

22 轉(zhuǎn)動方向

23 運(yùn)動方向

24 患者檢查臺