CN102723984A - 一种计算机断层扫描成像设备中基于平面反射的数据传输装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种计算机断层扫描成像设备中基于平面反射的数据传输装置。所述数据传输装置包括设置在计算机断层扫描成像设备的旋转体上的光发射模块，用于将所述旋转体在旋转过程中扫描采集到的数据信息转化为光信号，并向所述旋转体旋转轴上的某一轴心点发射该光信号；设置在所述计算机断层扫描成像设备的固定体上的光反射模块和光接收模块，所述光接收模块位于所述轴心点以所述平面镜面的反射面为镜面的镜像位置，用于接收通过所述光反射模块反射来的光信号。通过该数据传输装置能够实现数据由旋转体向固定体的可靠传输，并使数据传输过程更加的稳定、数据传输速率更快。

Description

一种计算机断层扫描成像设备中基于平面反射的数据传输装置

技术领域

本发明涉及计算机断层扫描成像技术领域，尤其涉及一种计算机断层扫描成像设备中基于平面反射的数据传输装置。

背景技术

目前，在螺旋计算机断层扫描成像***中，如何将作旋转运动的探测器(旋转体)采集到的数据快速可靠地传输到旋转体外部的图像处理单元(固定体)是很重要的问题，早期CT中信号传输是利用电缆完成的，但是电缆的有限长度限制了扫描的连续性和速度。

滑环技术的出现解决了上述问题，使扫描***可以连续旋转，极大地提升了扫描速度，传统的接触式滑环在高速旋转过程中，电刷与滑环紧密接触，这样会导致电刷的磨损，产生很多粉尘颗粒，从而影响数据传输的准确性以及电刷的寿命。此外，由于旋转体在旋转过程中电刷和导电环之间的接触电阻电阻值在不断变化，这种变化会产生较大信号噪声，从而降低数据传输的可靠性，数据传输速率也会大幅降低；最后，在高压环境下，旋转体与固定结构之间高压放电会给***带来更大的噪声。

随着CT技术的发展，***的数据传输量越来越大，对数据的传输速率及精度也有了更高的要求，采用碳刷和滑环方法实现数据高速传输变得越来越困难，面对这个问题，国外的一些CT制造厂商提出了用无线电容耦合的方式来代替碳刷滑环方式，通过非接触式方式快速地传输探测器输出信号，降低滑环设计的复杂性和加工成本。但是由于无线电容耦合方式采用电磁场方式来传递信号，极易受到外界电压、电流、和电磁场的影响，因此在高速、大数据量传输方面受到很大限制和影响。

因此，如何方便、快速地将旋转体上探测器所采集到的大量数据稳定、可靠传输到旋转体外的固定体上是现有技术需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种计算机断层扫描成像设备中基于平面反射的数据传输装置，能够实现数据由旋转体向固定体的可靠传输，并使数据传输过程更加的稳定、提高数据传输速率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种计算机断层扫描成像设备中基于平面反射的数据传输装置，所述数据传输装置包括：

设置在计算机断层扫描成像设备的旋转体上的光发射模块，用于将所述旋转体在旋转过程中扫描采集到的数据信息转化为光信号，并向所述旋转体旋转轴上的某一轴心点发射光信号；

设置在所述计算机断层扫描成像设备的固定体上的光反射模块和光接收模块，其中：

所述光反射模块为平面镜面，且该平面镜面的反射面位于所述光接收模块与所述轴心点的中间位置，并垂直于所述轴心点与所述光接收模块的连线，反射镜宽度能完全反射全部光信号；

所述光接收模块位于所述轴心点以所述光反射模块的反射面为镜面的镜像位置，用于接收通过所述光反射模块反射来的光信号。

所述光反射模块进一步为多边形平面镜面，且所述多边形平面镜面的每一个反射面均对应有一个光接收模块。

所述多边形平面镜面进一步为四边形平面镜面，该四边形平面镜面将圆周划分为90度角的四个区域，其中：

当所述光发射模块随旋转体旋转到相应角度的区域时，由该相应角度的区域所对应的光接收模块来接收光信号。

所述光反射模块进一步包含1-2个反射面，形成非连续反射面信号传输，其中：

当所述光发射模块随旋转体旋转到某一反射面的反射范围时，该光发射模块向所述轴心点发射光信号，并由该反射面所对应的光接收模块来接收通过该反射面反射来的光信号；当所述光发射模块随旋转体旋转到所有反射面的反射范围之外时，该光发射模块停止发射光信号。

所述光发射模块进一步在旋转体圆周上设置有多个，且具有多传输通道。

所述数据传输装置进一步采用多个光发射模块对应一个光接收模块，并通过门控信号控制所述多个光发射模块发射光信号的发出时间。

所述光发射模块由电光转换单元和聚焦透镜组成，该电光转换单元为半导体激光二极管；

所述光接收模块由聚集透镜和光电转换单元组成，该光电转换单元为光电二极管。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，所述数据传输装置包括设置在计算机断层扫描成像设备的旋转体上的光发射模块，用于将所述旋转体在旋转过程中扫描采集到的数据信息转化为光信号，并向所述旋转体旋转轴上的某一轴心点发射该光信号；设置在所述计算机断层扫描成像设备的固定体上的光反射模块和光接收模块，其中：所述光反射模块为平面镜面，且该平面镜面的反射面位于所述光接收模块与所述轴心点的中间位置，并垂直于所述轴心点与所述光接收模块的连线，反射镜宽度能完全反射全部光信号；所述光接收模块位于所述轴心点以所述平面镜面的反射面为镜面的镜像位置，用于接收通过所述光反射模块反射来的光信号。通过该数据传输装置能够实现数据由旋转体向固定体的可靠传输，并使数据传输过程更加的稳定、数据传输速率更快。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的计算机断层扫描成像设备中基于平面反射的数据传输装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所举出的实例中光反射模块为四边形平面镜面的传输结构示意图；

图3为本发明实施例所举出的实例中光接收模块接收光信号的过程示意图；

图4为本发明实施例所述单点双通道的发送/接收的结构示意图；

图5为本发明实施例所述多点单通道发送/接收的结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的数据传输死角解决方案结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例提供的计算机断层扫描成像设备中基于平面反射的数据传输装置的结构示意图，图1的数据传输装置包括：光发射模块1，光反射模块2和光接收模块3，其中：

光发射模块1设置在计算机断层扫描成像设备的旋转体上，4为旋转体的运行轨迹，光发射模块1用于将所述旋转体在旋转过程中扫描采集到的数据信息转化为光信号，并向所述旋转体旋转轴(如图1中的Z轴)上的某一轴心点发射该光信号，如图1中所选取的轴心点5，在具体实现过程中，该轴心点5的位置可以离旋转体平面尽可能的近，以使各模块的布置更紧密，最大程度的节省数据传输装置的空间。

光反射模块2和光接收模块3设置在所述计算机断层扫描成像设备的固定体上，其中：

光反射模块2为平面镜面，且该平面镜面的反射面位于所述光接收模块3与所述轴心点5的中间位置，并垂直于所述轴心点5与所述光接收模块3的连线，该平面镜面反射镜的宽度能完全反射全部光信号；

光接收模块3位于所述轴心点5以所述光反射模块2的反射面为镜面的镜像位置，用于接收通过所述光反射模块2反射来的光信号。

通过上述数据传输装置的结构，就可以利用平面镜象反射原理将射向轴心点的光信号转移至固定体上的接收模块，从而实现数据由旋转体向固定体的可靠传输。

在具体实现过程中，上述的光反射模块可以进一步为多边形平面镜面，且所述多边形平面镜面的每一个反射面均对应有一个光接收模块。举例来说，若多边形平面镜面进一步为四边形平面镜面，则该四边形平面镜面将圆周划分为90度角的四个区域，如图2所示为本发明实施例所举出的实例中光反射模块为四边形平面镜面的传输结构示意图，图2中：

该光反射模块2的每一个反射面均对应有一个光接收模块，如图2中所示的四个模块

，并在光发射模块(如图2中的模块

)随旋转体旋转到相应角度的区域时，由该相应角度的区域所对应的光接收模块来接收光信号。

具体来说，如图3所示为本发明实施例所举出的实例中光接收模块接收光信号的过程示意图，图3中：

当光发射模块位于0°-90°时，由对应的光接收模块1来接收数据；

当光发射模块

位于90°-180°时，由对应的光接收模块2来接收数据；

当光发射模块

位于180°-270°时，由对应的光接收模块3来接收数据；

当光发射模块

位于270°-360°(0°)时，由对应的光接收模块4来接收数据。

另外，在具体实现过程中，光反射模块还可以仅仅包含1-2个反射面，从而形成非连续反射面信号传输，具体来说，当所述光发射模块随旋转体旋转到某一反射面的反射范围时，该光发射模块向所述轴心点发射光信号，并由该反射面所对应的光接收模块来接收通过该反射面反射来的光信号；而当所述光发射模块随旋转体旋转到所有反射面的反射范围之外时，该光发射模块停止发射光信号，从而优化了光反射模块的结构，使其更加简单。

进一步的，光发射模块还可以在旋转体上设置多个，且具有多传输通道。具体来说，为了提高数据传输的稳定性，可以通过增加通道数目，降低单个通道传输速率的方法来实现大数据量稳定传输，即多点发射和多点接收的方式，具体来说：

如图4所示为本发明实施例所述单点双通道的发送/接收的结构示意图，图4中包含一个光发射模块

，且该光发射模块

为双通道结构，对应的四个光接收模块

也为双通道结构。

如图5所示为本发明实施例所述多点单通道发送/接收的结构示意图，图5中在旋转体圆周上均匀分布有四个光发射模块

，由这四个光发射模块

同时发射光信号。上述图4和图5的结构都能有效提高数据传输速度，在具体实现中也可以将两种结构结合在一起使用，即多点多通道的传输结构，从而大大提高数据传输速度。

另外，在具体实现中，当光发射模块发射的光信号处于光反射模块的两个反射面之间时，会出现数据无法传输的情况，这就出现了两个反射面之间的数据传输死角问题，在本发明实施例中，可以采用多个光发射模块对应一个光接收模块，并通过门控信号控制所述多个光发射模块发射光信号的发出时间，以来解决两个反射镜面之间的数据传输死角问题，如图6所示为本发明实施例所提供的数据传输死角解决方案结构示意图，图6中：

光反射模块的每一个反射面对应有两个光发射模块，当然也可以对应两个以上的光发射模块，该两个光发射模块所发射的光信号均传输到同一个光接收模块，并通过门控信号控制所述两个光发射模块发射光信号的发出时间，使得当一个光发射模块发射的光信号处于光反射模块的两个反射面之间时，另一个光发射模块发射的光信号能够顺利的被光接收模块所接收，从而克服数据传输死角的问题。

另外，上述的光发射模块可以由电光转换单元和聚焦透镜组成，该电光转换单元为半导体激光二极管；上述的光接收模块可以由聚集透镜和光电转换单元组成，该光电转换单元为光电二极管，在光接收模块上安装聚焦透镜是为了汇聚光反射模块的反射面所反射的光束，使其聚焦后的光束面积小于光电转换单元的有效面积，有效保证光信号的接收。

综上所述，该数据传输装置由于采用镜面反射，结构简单实用；且光路等长，数据传输稳定可靠，从而实现了数据由旋转体向固定体的可靠传输，使数据传输过程更加的稳定、数据传输速率更快。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种计算机断层扫描成像设备中基于平面反射的数据传输装置，其特征在于，所述数据传输装置包括：

设置在计算机断层扫描成像设备的旋转体上的光发射模块，用于将所述旋转体在旋转过程中扫描采集到的数据信息转化为光信号，并向所述旋转体旋转轴上的某一轴心点发射光信号；

设置在所述计算机断层扫描成像设备的固定体上的光反射模块和光接收模块，其中：

所述光反射模块为平面镜面，且该平面镜面的反射面位于所述光接收模块与所述轴心点的中间位置，并垂直于所述轴心点与所述光接收模块的连线，反射镜宽度能完全反射全部光信号；

所述光接收模块位于所述轴心点以所述光反射模块的反射面为镜面的镜像位置，用于接收通过所述光反射模块反射来的光信号。

2.根据权利要求1所述的计算机断层扫描成像设备中基于平面反射的数据传输装置，其特征在于，

所述光反射模块进一步为多边形平面镜面，且所述多边形平面镜面的每一个反射面均对应有一个光接收模块。

3.根据权利要求2所述的计算机断层扫描成像设备中基于平面反射的数据传输装置，其特征在于，

所述多边形平面镜面进一步为四边形平面镜面，该四边形平面镜面将圆周划分为90度角的四个区域，其中：

当所述光发射模块随旋转体旋转到相应角度的区域时，由该相应角度的区域所对应的光接收模块来接收光信号。

4.根据权利要求1所述的计算机断层扫描成像设备中基于平面反射的数据传输装置，其特征在于，

所述光反射模块进一步包含1-2个反射面，形成非连续反射面信号传输，其中：

当所述光发射模块随旋转体旋转到某一反射面的反射范围时，该光发射模块向所述轴心点发射光信号，并由该反射面所对应的光接收模块来接收通过该反射面反射来的光信号；当所述光发射模块随旋转体旋转到所有反射面的反射范围之外时，该光发射模块停止发射光信号。

5.根据权利要求1所述的计算机断层扫描成像设备中基于平面反射的数据传输装置，其特征在于，

所述光发射模块进一步在旋转体上设置有多个，且具有多传输通道。

6.根据权利要求1所述的计算机断层扫描成像设备中基于平面反射的数据传输装置，其特征在于，

所述数据传输装置进一步采用多个光发射模块对应一个光接收模块，并通过门控信号控制所述多个光发射模块发射光信号的发出时间。

7.根据权利要求1-6其中之一所述的计算机断层扫描成像设备中基于平面反射的数据传输装置，其特征在于，

所述光发射模块由电光转换单元和聚焦透镜组成，该电光转换单元为半导体激光二极管；

所述光接收模块由聚集透镜和光电转换单元组成，该光电转换单元为光电二极管。

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