DE3923525C2 - Computertomographie-(CT)-Scanner - Google Patents

Computertomographie-(CT)-Scanner

Info

Publication number
DE3923525C2
DE3923525C2 DE3923525A DE3923525A DE3923525C2 DE 3923525 C2 DE3923525 C2 DE 3923525C2 DE 3923525 A DE3923525 A DE 3923525A DE 3923525 A DE3923525 A DE 3923525A DE 3923525 C2 DE3923525 C2 DE 3923525C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ring
portal
energy
rotary component
scanner according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE3923525A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3923525A1 (de
Inventor
Steve Beer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Philips Medical Systems Technologies Ltd
Original Assignee
Picker Medical Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Picker Medical Systems Ltd filed Critical Picker Medical Systems Ltd
Publication of DE3923525A1 publication Critical patent/DE3923525A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3923525C2 publication Critical patent/DE3923525C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05GX-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/08Electrical details
    • H05G1/10Power supply arrangements for feeding the X-ray tube
    • H05G1/20Power supply arrangements for feeding the X-ray tube with high-frequency ac; with pulse trains
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03Computed tomography [CT]
    • A61B6/032Transmission computed tomography [CT]
    • A61B6/035Mechanical aspects of CT
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/56Details of data transmission or power supply, e.g. use of slip rings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/18Rotary transformers
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05GX-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/08Electrical details

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Computertomographie-(CT)-Scanner, um Energie zwischen einem statischen Portal und einem Drehbauteil wirksam und zuverlässig zu übertragen.
Die meisten Computertomographie-Scanner, die derzeit im Einsatz sind, sind so ausgelegt, dass sie entweder als "Dreh-Dreh"-Scanner (dritte Generation) oder "Nur- Dreh"-Scanner (vierte Generation) arbeiten. Bei einem "Dreh-Dreh"-Scanner sind sowohl die Röntgenröhre als auch die Detektoranordnung auf einer gemeinsamen Vorrichtung befestigt, die auf einem stationären Bauteil um eine zentrische Achse drehbar ist. Bei einem "Nur-Dreh"-Scanner ist nur die Röntgenröhre auf einem stationären Bauteil um eine zentrische Achse drehbar, während die Detektoren auf dem stationären Bauteil so befestigt sind, dass sie koaxial und koplanar (mit einem größeren Radius als dem Röhrenradius) mit dem Pfad verlaufen, dem die Röntgenröhre folgt. In beiden Fällen ist das stationäre Bauteil mit einer zentrischen axialen Öffnung versehen, die mit der Drehachse der Röntgenröhre konzentrisch verläuft. Die Öffnung hat eine axiale Länge, die etwas größer ist als die Höhe einer normalen Person und hat einen Durchmesser von etwa 2 m, so dass eine liegende Person in den Scanner hinein und aus ihm heraus in Längsachse bewegt werden kann. Aufgrund dieser Konfiguration nehmen die meisten Scanner die Röntgenröhre auf einem drehbaren Ring auf, der auf von einem stationären Ring getragenen Lagern abgestützt ist.
Um die Röntgenröhe zu betreiben, muss elektrische Energie zwischen 20 und 60 kW auf den Drehring gespeist und eine Betriebsspannung in der Größenordnung von 100-­ 150 kW an die Röhre angelegt werden. In herkömmlicher Weise wird die erforderliche Energie auf das Drehbauteil, das die Röntgenröhre aufnimmt, über flexible Hoch­ spannungskabel übertragen. In einem solchen Fall muss ein Kabelaufnahme- oder - aufwickelsystem vorgesehen sein, das mindestens eine vollständige Umdrehung der Röhre zuläßt.
Alternativ kann eine Schleifringkonstruktion verwendet werden, wobei Energie von dem stationären Bauteil auf das Drehbauteil über einen Gleitkontakt übertragen wird, der eine unbegrenzte Winkeldrehung ermöglicht. Ein Schleifring kann für den Betrieb entweder bei Niederspannung (d. h. Netzspannung) oder Hochspannung (d. h. Betriebs­ spannung der Röhre) verwendet werden. Wenn Schleifringe mit geringer Spannung verwendet werden, muss eine Spannungserhöhung am Drehbauteil vorgenommen werden, damit die gewünschte Hochspannung für den Betrieb der Röntgenröhre erzielt wird.
Obgleich die Schleifringlösung für die Energieübertragung üblicherweise gegenüber der Verwendung von flexiblen Hochspannungskabeln bevorzugt wird, hat eine derartige Lösung verschiedene Nachteile, nämlich hohe Kosten und eine komplizierte Herstellung aufgrund der speziellen Materialien und der mechanischen Präzision, die wegen der verwendeten hohen Energiewerte erforderlich ist, sowie hohe Betriebs­ kosten, weil eine dauernde Wartung und Auswechslung von Verschleißteilen erforder­ lich ist.
Aus der DE 28 55 379 C2 ist ein CD-Gerät mit einer induktiven Röntgenröhren- Energieübertragungsvorrichtung bekannt, bei der die Energie zum Erregen und zum Betreiben von rotierenden Teilen des Portals, z. B. der Röntgenröhre, übertragen wird. Das Portal ist mit einem Motor ausgerüstet, der die rotierenden Teile des CT-Systems in Drehung versetzt. Hierbei handelt es sich jedoch nicht um eine induktive Rotations­ vorrichtung, da die Übertragung von Energie von einem stationären auf einen rotieren­ den Teil des CT-Scanners beschrieben und dargestellt ist, bei der die Ringe keine gegenüberliegenden Stirnflächen haben und die Wicklungen nicht in Form von im Azimuth gewickelten Leitern ausgeführt sind. Grundsätzlich sind aus dem Stand der Technik Motoren bekannt, die elektromagnetische Segmente und Permanentmagnet- Segmente aufweisen.
Des weiteren ist aus der DE 33 42 493 C3 bekannt, bei anderen Systemen als Computertomographie-Systemen kurzgeschlossene Spulen zu verwenden, um ein Querübersprechen zu reduzieren. Auch aus dem übrigen, der Anmelderin zugänglichen Stand der Technik sind nur CT-Systeme bekannt, die externe Motoren verwenden, welche mit den rotierenden Teilen des Portals über mechanische Verbindungen, z. B. Zahnradgetriebe oder Bänder bzw. Riemen gekoppelt sind, um diese Teile in Drehung zu versetzen.
Aufgabe der Erfindung ist, eine verbesserte Energieübertragungseinrichtung für einen Computertomographie-Scanner zu schaffen, bei der die Nachteile herkömmlicher bekannter Schleifring/Bürsten-Anordnungen beseitigt werden und eine Kombination der induktiven Übertragung der Energie, die für den Betrieb der Röntgenröhre erforderlich ist, in Verbindung mit einem induktiven Antrieb der rotierenden Teile des CT-Portals vorgenommen wird, ohne dass ein externer Motor und eine Getriebe- oder Riemenverbindung zum Koppeln des Motors mit dem Portal erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die verwendeten Ringe haben sich gegenüberstehende Ringflächen, deren jede mindestens eine Ringnut enthält. Die Nut im einen Ring ist dabei mit der Nut im anderen Ring ausgerichtet; die induktive Kopplungsvorrichtung weist eine in Umfangsrichtung verlaufende stromleitende Wicklung auf, die in jeder Ringnut untergebracht ist. Zum Aufgeben eines hochfrequenten Wechselstromes an eine der Wicklungen ist eine Energieeinspeisevorrichtung vorgesehen, wobei ein Wechselstrom in der anderen Wicklung induziert wird. Vorzugsweise legen die gegenüberliegenden Ringflächen auf dem Ring in engem Abstand versetzte, axial angeordnete Ebenen fest, die senkrecht zur zentrischen Achse liegen. Wahlweise können die gegenüberliegen­ den Flächen konzentrische zylindrische Flächen mit geringem Abstand sein.
Hochpermeable Ringe einer Größe, die für die Anforderungen eines CT-Scanners genügen, sind relativ billig und leicht herzustellen; sie stellen einen Teil einer induktiven Energieübertragungseinrichtung dar, die einen mechanischen Kontakt zwischen den Ringen vermeidet und dadurch die charakteristischen Eigenschaften eines CT-Scanners sowohl in Hinblick auf Leistung als auch auf Wartung verbessert.
Mit der Erfindung wird somit die Lehre vermittelt, bei einem Computertomographie- (CT)-Scanner Energie zum Betreiben der Röntgenröhre in Verbindung mit einer Drehung der sich bewegenden Teile des Portals auf induktive Weise ohne externen Motor und ohne den Einsatz von Kopplungsvorrichtungen zu übertragen; der Antrieb für die Drehung erfolgt dabei über eine induktive Vorrichtung anstatt über einen getrennten Motor.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen schematischen vertikalen Schnitt durch einen CT-Scanner der vierten Generation zur Darstellung der induktiven Energieeinspeisevorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 eine schematische, elektrische Darstellung, die zeigt, wie die Energie induktiv in den Scanner nach Fig. 1 übertragen wird,
Fig. 3 eine Modifizierung der schematischen elektrischen Schaltung nach Fig. 2,
Fig. 4 eine Detailansicht von stationären und beweglichen Ringen, die zum Antrieb des drehbaren Ringes relativ zum stationären Ring modifiziert sind,
Fig. 5a und 5b zwei unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung,
Fig. 6 eine weitere schematische Darstellung, wie sie mit vorliegender Erfindung verwendet wird, und
Fig. 7 eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
Mit 10 ist in den Zeichnungen ein CT-Scanner bezeichnet. Er weist ein statisches bzw. stationäres Portal 12 auf, das starr auf einer Basis 14 ruht, ferner ein Drehbauteil 16, das auf dem Portal drehbar um die zentrale Achse 18 befestigt ist. Rollenlager 20 sind in Umfangsrichtung auf einem inneren Laufring 22 vorgesehen, der mit dem Drehbauteil verbunden ist und stehen in Eingriff mit dem äußeren Laufring 24 auf dem Portal. Auf diese Weise ist das Drehbauteil 16 frei um die Achse 18 drehbar. Der Durchmesser des Drehbauteiles 16 beträgt etwa 2 m; diese Konfiguration des Rignes ergibt einen Freiraum für das starre Befestigen des den Patienten aufnehmenden Tisches 26 etwa längs der Achse 18.
Fest mit dem Drehbauteil 16 ist eine Röntgenröhre 28 verbunden, die in herkömmlicher Weise so ausgelegt ist, dass sie eine fächerförmige Strahlung 30 erzeugt, deren Scheitelpunkt an der Röntgenröhre angeordnet ist und die durch die Achse 18 geht. Der Fächerstrahl fällt auf eine stationäre, zylindrische Anordnung von Detektoren 32, deren Achse mit der Achse 18 zusammenfällt. Die Energieeinspeisevorrichtung 34, die dem stationären Bauteil 12 zugeordnet ist, ergibt die Leistung für den Betrieb der Röntgenröhre 28.
Um elektrische Leistung aus der Energieeinspeisevorrichtung in die Röntgenröhre 28 zu übertragen, ist eine induktive Kopplungsvorrichtung 36 vorgesehen. Diese Vorrichtung 36 spricht auf die Energieeinspeisung 34 zur Übertragung elektrischer Leistung von dem stationären Bauteil auf das Drehbauteil an. Die Röntgenröhre 28, die auf dem Drehbauteil befestigt ist, wird in Abhängigkeit von der auf das Drehbauteil übertragenen Leistung zur Erzeugung von Röntgenstrahlen betrieben.
Die induktive Kopplungsvorrichtung 36 weist einen hochpermeablen Ring, der auf dem Portal befestigt ist, einen hochpermeablen Ring, der auf dem Drehbauteil befestigt ist, mindestens eine Wicklung auf dem Ring, der auf dem Portal festgelegt ist und mindestens eine Wicklung auf dem Ring, der auf dem Drehbauteil befestigt ist, auf jede dieser Wicklungen hat eine Achse, die mit der zentralen Achse 18 zusammenfällt und hat die Form eines im Azimuth gewickelten Stromleiters.
Fig. 5a zeigt eine Ausführungsform der induktiven Kopplungsvorrichtung 36. Der drehbare Ring 40, der auf dem Drehbauteil 16 befestigt ist, weist eine Ringfläche 41 auf, die der Ringfläche 43 des auf dem Portal 12 befestigten Ringes 42 zugewandt ist. Die Flächen 41 und 43 sind axial angeordnet; sie haben einensehr geringen Abstand voneinander, so dass ein kleiner Luftspalt zwischen diesen beiden Flächen entsteht. Diese Ringe bestehen aus hochpermeablem Material, z. B. Ferrit und jede der Ringflächen enthält mindestens eine ringförmige Nut, deren Achse konzentrisch mit der Achse 18 verläuft. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5a weist die Stirnfläche 41 eine Nut 44 und die Stirnfläche 43 eine Nut 45, die mit der Nut 44 ausgerichtet ist, auf. Jede dieser Nuten enthält im Azimuth gewickelte Stromleiter 46. Die Stromleiter, die in der Nut 44 gewickelt sind, bilden die Spule 47, und die in der Nut 45 gewickelten Stromleiter die Wicklung 48.
Die Energieeinspeisung 34 legt einen hochfrequenten Wechselstrom an die Wicklung 48, die in der Nut 45 des stationären Ringes 42 angeordnet ist. Wenn die Augenblicksrichtung des Stromflusses in der Wicklung 47 die in Fig. 5a dargestellte ist (d. h. in die Zeichenebene hinein), ist die Richtung des Flusses im Ring 42 wie durch die Flusspfeile 49 in Fig. 5b angedeutet (d. h. im Uhrzeigersinn). Der relativ kleine axiale Spalt zwischen den gegenüberliegenden Stirnflächen 41 und 43 vergrößert den magnetischen Widerstand des Flusskreises nicht entscheidend, so dass der Fluss durch den drehbaren Ring 40 in der angezeigten Weise fließt. Die Flussänderung im Ring 40 bewirkt, dass ein Strom in der Wicklung 47 im drehbaren Ring induziert wird; der induzierte Strom hat dabei die angezeigte Augenblicksrichtung (d. h. aus der Zeichenebene heraus).
Fig. 6 zeigt, wie ein hochfrequenter Wechselstrom an die Wicklungen im Portal angelegt werden kann; insbes. zeigt Fig. 6 einen stationären Inverter 50, mit dem ein Dreiphasennetz zum Antrieb des Transformators-/Vervielfachers/Gleichrichter/Filters 52, der auf dem Drehbauteil befestigt ist, mit Hilfe der induktiven Kopplung 36 geschaltet ist, die die in Fig. 5a dargestellte Form haben kann.
Eine abgeänderte Ausführungsform der induktiven Kopplung nach Fig. 5a ist in Fig. 5b gezeigt, bei der ein drehbarer Ring 40A mit in radialer Richtung versetzten Nuten 44A, 44B in der Stirnfläche 41A versehen ist und ein stationärer Ring 42A mit komplementären, in radialer Richtung versetzten Nuten 45A, 45B in der Stirnfläche 43A ausgebildet ist. Jede der Nuten in den beiden Ringen enthält im Azimuth gewickelte Stromleiter 46A, die getrennte Wicklungen 47A, 47B im drehbaren Ring und 48A, 48B im stationären Ring festlegen. Die Augenblicksrichtung des Stromes in jeder Wicklung ist die in Fig. 5b angedeutete. In den Wicklungen des stationären Ringes 42A können Ströme, die die dargestellten Augenblickspolaritäten haben, über eine Energieeinspeisevorrichtung aufgegeben werden. Solche Ströme induzieren Ströme mit komplementären Paritäten in den im drehbaren Ring 40A enthaltenen Wicklungen.
Eine weitere Ausführungsform der induktiven Kopplung ist in Fig. 7 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist die zylikndrische Stirnfläche 50 des drehbaren Ringes 51 in radialer Richtung in geringem Abstand zur entgegengesetzten zylindrischen Stirnfläche 50 des stationären Ringes 53 versetzt. Die Achsen der zylindrischen Stirnflächen 50, 52 fallen mit der Achse 18 des Scanners zusammen. Jede Stirnfläche enthält mindestens eine Nut, die eine Wicklung 54 in Form eines im Azimuth gewickelten Leiters enthält. Während Fig. 7 Ringe zeigt, deren jeder eine einzelne Nut enthält, kann jeder Ring aber auch zwei Nuten enthalten, wie in Fig. 5b dargestellt.
Bei einem herkömmlichen CT-Scanner wird die Drehung des drehbaren Bauteiles relativ zum stationären Bauteil durch verschiedene Mittel erreicht, z. B. eine direkte mechanische Kopplung zwischen dem stationären und dem drehbaren Bauteil. Die Vorrichtung 60 (Fig. 4) dient dazu, das drehbare Bauteil 40 gegenüber dem stationären Bauteil 42 zu drehen. Wie in Fig. 4 gezeigt, weist die Vorrichtung 60 eine Vielzahl von Permanentmagnetsegmenten 61 auf, die im Azimuth auf dem äußeren Umfang des drehbaren Ringes 40 befestigt sind. Die Polarität benachbarter Segmente wird vertauscht. Wenn somit der Nordpol eines bestimmten magnetischen Segmentes in unmittelbarer Nähe der Endfläche des Ringes 40 steht, sind die Segmente auf einer der Seiten des gegebenen Segmentes so angeordnet, dass ihre Südpole nahe der Stirnfläche 41 stehen.
Die Vorrichtung 60 weist ferner eine Vielzahl von individuell betätigbaren elektromagnetischen Segmenten 62 auf, die auf dem äußeren Umfang des stationären Ringes 42 befestigt sind. Jeder dieser Elektromagneten kann durch ein Motorsteuersystem 63 so erregt werden, dass die Drehung des Ringes 40 relativ zum Ring 42 durch Vertauschen der Polarität der Erregung der elektromagnetischen Segmente 62 erzielt werden kann. In ähnlicher Weise kann eine durch Vertauschen der Polarität erfolgende Erregung der elektromagnetischen Segmente verwendet werden, um ein Drehen des drehbaren Ringes zu bremsen. Wie in Fig. 4 gezeigt, sind beide Segmente 61 und 62 von den entsprechenden Ringen durch eine Schicht 64 aus Mu-Metall mit hoher magnetischer Permeabilität und niedrigem Hystereseverlust getrennt.
Fig. 2 zeigt schematisch, wie Energie in die Röntgenröhre 28 aus einer stationären Energiequelle 34 des Scanners eingespeist werden kann. Die Dreiphasenenergie wird einem AC/DC-Umwandler 70 aufgegeben, dessen Ausgang an den Inverter 71 gelegt wird. Der Ausgang dieses Inverters 71 treibt die Wicklung 48 des stationän Ringes in der Konfiguration nach Fig. 4 an. Aufgrund der magnetischen Kopplung zwischen den Wicklungen 47 und 48 in den stationären und drehbaren Ringen wird Energie an den AC/DC-Umwandler 72 übertragen, der auf dem Drehbauteil 16 angeordnet ist. Der Ausgang des Wandlers 72 wird an die Röntgenröhre 28 gelegt, die Röntgenstrahlen erzeugt. Die Konfiguration der induktiven Kopplung 36 nach Fig. 2 ergibt eine Nutkonfiguration, wie sie in Fig. 5a oder in Fig. 7 dargestellt ist.
Fig. 3 zeigt eine schematische Anordnung, die für die induktive Kopplungsvorrichtung nach Fig. 5b geeignet ist. Die Dreiphasenenergie wird dem AC/DC-Umwandler 73 zugeführt, der den Eingang in zwei Ausgänge teilt, die in die Inverter 74, 75 eingespeist werden. Jeder dieser Inverter bildet einen Energieübertragungskanal 76, 77, der Strom in die beiden Wicklungen einspeist, die dem stationären Ring 42 nach Fig. 5b zugeordnet sind. Die in den Wicklungen im drehbaren Ring 40 induzierten Ströme werden den AC/DC-Umwandlern 78, 79 zugeführt, um an den Anoden/Kathodenelektroden der Röntgenröhre 28B eine ausreichend hohe Spannung für die Röntgenstrahlung zu erzeugen. Die Anordnung nach Fig. 3 ist deshalb vorteilhaft, weil sie eine natürliche Möglichkeit darstellt, um die der Röhre zugeführte Energie in zwei Komponenten zu teilen, deren eine die Anode der Röhre und deren andere die Kathode der Röhre speist. Somit kann die Anode mit einer Leistung von + 75 kV und die Kathode mit einer Leistung von -75 kV gespeist werden.
Um den Betrieb der Röntgenröhre 28 und anderer zugehöriger Vorrichtungen 85 zu steuern, wird üblicherweise in einem CT-Scanner ein Hilfskanal 80 verwendet. Dabei wird die Steuerinformation, die bei 81 für den Betrieb der Röhre 28 erzeugt wird, einem Sender/Empfänger 82 aufgegeben, der an dem Portal angeordnet ist. Ein typischer Sender/Empfänger erzeugt einen Laser- oder einen Infrarotstrahl, der auf dem Drehbauteil durch einen komplementären Sender/Empfänger 83 aufgenommen wird. Die Information zur Steuerung der Röntgenröhre und der zugeordneten Vorrichtungen wird auf den Laser- oder IR-Strahl durch das Steuergerät 81 moduliert. Bei einer Demodulation bewirkt das Steuergerät 84 die Steuerung der Betriebsweise der Röntgenröhre und der zugeordneten Einrichtungen.
Ein herkömmlicher CT-Scanner ist ferner mit verschiedenen Zubehörteilen 85 auf dem Drehbauteil versehen. Die Energie zum Speisen dieser Zubehörteile kann aus dem Umwandler 79 entnommen werden. Andererseits kann ein getrennt induktiv gekoppelter Kanal zur Speisung der Zubehörteile mit Energie vorgesehen sein.
Die Erfindung ist auch anwendbar auf einen "Dreh-Dreh"-Scanner, wobei die Detektoren auf dem Drehbauteil befestigt sind. In diesem Fall weisen die Zubehörteile 85 die Detektoren und ihre zugeordnete Schaltung auf. Die von den Detektoren gemessenen Daten werden in das stationäre Bauteil über den gleichen oder einen getrennten Hochband-Sender-/Empfänger-Kanal, vorzugsweise digital, zurück übertragen.

Claims (10)

1. Computer-Tomographie-(CT)-Scanner mit
  • a) einem statischen Portal (12) mit eine zentrale Achse (18) festlegender zentrischer axialer Öffnung,
  • b) einem Drehbauteil (16), das auf dem Portal (12) drehbar um die zentrale Achse (18) befestigt ist,
  • c) einer Patientenaufnahmevorrichtung (26), die innerhalb der Öffnung auf der zentralen Achse (18) angeordnet ist,
  • d) einer dem Portal (12) zugeordneten Eingangsenergiequelle (34),
gekennzeichnet durch
  • a) eine induktiven Kopplungsvorrichtung (36), die auf die Eingangsenergiequelle (34) anspricht, um elektrische Energie von dem Portal (12) zum Drehbauteil (16) zu übertragen,
  • b) einer Energieumwandlungsvorrichtung (52), die auf dem Drehbauteil (16) befestigt ist und die die elektrische Energie in Gleichstrom hoher, für Röntgenstrahlerzeugung geeigneter Spannung umwandelt,
  • c) einer auf dem Drehbauteil (16) befestigten Röntgenröhre (28), die in Abhängigkeit von der auf das Drehbauteil (16) übertragenen Energie zur Erzeugung von durch die zentrale Achse gehenden Röntgenstrahlen arbeitet,
  • d) wobei die induktive Kopplungsvorrichtung (36) einen ersten, hochpermeablen Ring (42), der auf dem Portal (12) befestigt ist, einen zweiten hochpermeablen Ring (40), der auf dem Drehbauteil (16) befestigt ist, mindestens eine Wicklung (48) auf dem ersten Ring (42), der auf dem Portal (12) befestigt ist, und mindestens eine Wicklung (47) auf dem zweiten Ring (40), der auf dem Drehbauteil (16) befestigt ist, aufweist, und jede der Wicklungen (48, 47) eine Achse besitzt, die mit der zentralen Achse (18) zusammenfällt und die Form eines im Azimuth gewickelten Leiters hat, und
  • e) wobei die Ringe (42, 40) gegenüberliegende Stirnflächen (41, 43) aufweisen, von denen jede mindestens eine Ringnut (44, 45) enthält, und die Wicklung (47, 48) auf jedem Ring (40, 42) in der darin ausgebildeten Ringnut angeordnet ist,
  • f) eine Energieeinspeisevorrichtung (34) zum Aufgeben eines hochfrequenten Wechselstromes an die mindestens eine Wicklung (48) auf den ersten Ring (42), um einen hochfrequenten Wechselstrom in der mindestens einen Wicklung auf dem zweiten, auf dem Drehbauteil befestigten Ring zu induzieren, und eine Schaltvorrichtung auf dem Drehbauteil, das in Abhängigkeit von dem in der mindestens einen Wicklung auf dem zweiten Ring induzierten Strom zum Betreiben der Röntgenröhre (28) anspricht,
  • g) eine Vorrichtung (60) zum Drehen des Drehbauteils (16), die
  • h) eine Mehrzahl von Permanentmagnetsegmenten (61) wechselnder Polarität, die im Azimuth auf dem Drehbauteil (16) um eine mit der zentralen Achse zusammenfallenden Achse befestigt ist, und
  • i) eine Mehrzahl von Elektromagnetsegmenten (62), die auf dem Portal (12) um eine mit der zentrischen Achse zusammenfallenden Achse befestigt ist, und die relativ zu den Elektromagnetsegmenten im Betrieb so angeordnet sind, daß eine selektive Drehung oder Bremsung des Drehbauteiles (16) beim selektiven Aufgeben elektrischen Stromes an die Elektromagnetsegmente erzielt wird.
2. CT-Scanner nach Anspruch 1, bei dem die Permanentmagnetsegmente (61) auf dem zweiten, auf dem Drehbauteil (12) festgelegten Ring (41) und die Elektromagnet­ segmente (62) auf dem auf dem Portal (42) festgelegten ersten Ring (42) befestigt sind.
3. CT-Scanner nach Anspruch 1, mit einer elektrischen Energiezusatzvorrichtung (85) auf dem Drehbauteil, die einen induktiven Hilfskopplungskanal (80) zum Übertragen elektrischer Energie von dem Portal auf das Drehbauteil besitzt, und einer Schaltungsanordnung (84) zum Aufgeben von Energie, die von dem Hilfskanal auf die Hilfsmittel übertragen werden.
4. CT-Scanner nach Anspruch 3, bei dem eine induktiv gekoppelte Vorrichtung eine AC/DC-Energiespeisequelle (79) an dem Drehbauteil aufweist, wobei der Eingang in die AC/DC-Energiespeisequelle von dem Eingang in einen Hochspannungs­ abschnitt (85) abgenommen wird, und der Ausgang der AC/DC-Energieeinspeisung die Zusatzvorrichtung (85) antreibt.
5. CT-Scanner nach Anspruch 3, bei dem der Hilfskanal getrennt von der induktiven Kopplungsvorrichtung angeordnet ist.
6. CT-Scanner nach Anspruch 5, bei dem der Hilfskanal eine HF-Energiespeisequelle mit einer Inverterstufe (75) aufweist, die am Portal befestigt ist, und eine Ausgangsstufe an dem Drehbauteil befestigt ist.
7. CT-Scanner nach Anspruch 1, bei dem eine Mehrzahl von Wicklungen auf beiden ersten und zweiten Ringen befestigt sind, und die Richtung des Stromflusses in einer der Wicklungen am ersten Ring, der am Portal befestigt ist, entgegengesetzt zur Richtung des Stromflusses in der anderen der Wicklungen auf dem ersten Ring verläuft.
8. CT-Scanner nach Anspruch 7, bei dem die Schaltungsanordnung einen Konverter (72) aufweist, der auf den induzierten Wechselstrom anspricht, um eine Hoch­ spannungsquelle für die Röntgenröhre zu erzielen.
9. CT-Scanner nach Anspruch 8, bei dem der Konverter einen Transformator (36) und einen Gleichrichter (72) aufweist.
10. CT-Scanner nach Anspruch 9, bei dem der Konverter einen Spannungsvervielfacher (52) aufweist.
DE3923525A 1988-07-18 1989-07-15 Computertomographie-(CT)-Scanner Expired - Fee Related DE3923525C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/220,680 US4912735A (en) 1988-07-18 1988-07-18 Power transfer apparatus particularly for CT scanner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3923525A1 DE3923525A1 (de) 1990-03-22
DE3923525C2 true DE3923525C2 (de) 2003-04-03

Family

ID=22824526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3923525A Expired - Fee Related DE3923525C2 (de) 1988-07-18 1989-07-15 Computertomographie-(CT)-Scanner

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4912735A (de)
DE (1) DE3923525C2 (de)
IL (1) IL90754A0 (de)
NL (1) NL193773C (de)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62148651A (ja) * 1985-12-20 1987-07-02 横河メディカルシステム株式会社 X線断層撮影装置
IL90853A0 (en) * 1989-07-03 1990-02-09 Elscint Ltd Optical communication link
IL96230A0 (en) * 1990-11-02 1991-08-16 Elscint Ltd Gantry for nuclear medicine imaging systems
IL98421A (en) * 1991-06-09 1995-07-31 Elscint Ltd Optical communication link
US5434900A (en) * 1992-07-08 1995-07-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Computed tomography apparatus
DE4402114C2 (de) * 1994-01-25 1999-06-02 Sirona Dental Systems Gmbh Strahlendetektor mit einem Gehäuse zur Aufnahme eines Strahlungswandlers
DE4428228C2 (de) * 1994-08-10 1996-07-25 Eppendorf Geraetebau Netheler Handhabungssystem für Reaktionsgefäße
US5608771A (en) * 1995-10-23 1997-03-04 General Electric Company Contactless power transfer system for a rotational load
EP0823717A3 (de) * 1996-08-09 1998-04-08 SUMITOMO WIRING SYSTEMS, Ltd. Verbinderanordnung zum Laden eines elektrischen Fahrzeugs
US8571179B2 (en) * 1999-11-10 2013-10-29 Robert Beland Computed tomography systems
US6674836B2 (en) 2000-01-17 2004-01-06 Kabushiki Kaisha Toshiba X-ray computer tomography apparatus
US7868723B2 (en) * 2003-02-26 2011-01-11 Analogic Corporation Power coupling device
US9368272B2 (en) 2003-02-26 2016-06-14 Analogic Corporation Shielded power coupling device
US9490063B2 (en) * 2003-02-26 2016-11-08 Analogic Corporation Shielded power coupling device
US8350655B2 (en) * 2003-02-26 2013-01-08 Analogic Corporation Shielded power coupling device
US6975698B2 (en) * 2003-06-30 2005-12-13 General Electric Company X-ray generator and slip ring for a CT system
WO2005064625A1 (de) * 2003-11-27 2005-07-14 Schleifring Und Apparatebau Gmbh Computertomograph mit berührungsloser energieübertragung
DE10356109B4 (de) * 2003-11-27 2006-09-21 Schleifring Und Apparatebau Gmbh Computertomographen mit berührungsloser Energieübertragung
US7054411B2 (en) * 2004-04-01 2006-05-30 General Electric Company Multichannel contactless power transfer system for a computed tomography system
CN1946343B (zh) * 2004-04-27 2011-09-07 皇家飞利浦电子股份有限公司 开放通路的空气轴承机架
DE102004035603A1 (de) * 2004-07-22 2006-03-16 Siemens Ag Gantry für eine Röntgeneinrichtung
DE102004051170B4 (de) * 2004-10-20 2015-03-05 Siemens Aktiengesellschaft Computertomographiegerät mit gleichzeitiger kontaktloser elektrischer Übertragung von Versorgungsspannung und Mess- und Steuerdaten
JP4676810B2 (ja) * 2005-04-25 2011-04-27 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ コンピュータ断層撮影システム用の多チャンネル無接触電力伝送システム
CN1853563B (zh) * 2005-04-29 2010-04-28 通用电气公司 用于计算机断层扫描***的多通道无接触功率传递***
US7957786B2 (en) * 2005-08-15 2011-06-07 General Electric Company Methods and apparatus for communicating signals between portions of an apparatus in relative movement to one another
DE102005047050B4 (de) * 2005-09-30 2007-09-20 Siemens Ag Anordnung zur elektrisch leitenden Verbindung
US7197113B1 (en) 2005-12-01 2007-03-27 General Electric Company Contactless power transfer system
DE102006009227A1 (de) * 2006-02-28 2007-09-06 Siemens Ag Computertomograph
US7593502B2 (en) * 2006-10-13 2009-09-22 General Electric Company Methods and apparatus for fast rotation speed scanners
US8581437B2 (en) * 2006-12-20 2013-11-12 Analogic Corporation Non-contact rotary power transfer system
DE102008056359A1 (de) * 2007-11-07 2009-05-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Röntgen-CT-Gerät und Verfahren zur Herstellung desselben
US7717619B2 (en) * 2008-01-18 2010-05-18 General Electric Company Contactless power and data transmission apparatus
CN102046088A (zh) * 2008-06-02 2011-05-04 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于计算机断层成像机架的变压器
JP2011521699A (ja) * 2008-06-02 2011-07-28 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 電気エネルギを非接触で伝送するためのコンピュータ断層撮影ガントリのための装置
WO2010026523A2 (en) * 2008-09-04 2010-03-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Rotating ring apparatus
CN101732059A (zh) * 2008-11-21 2010-06-16 Ge医疗***环球技术有限公司 一种ct扫描设备
CH700533A1 (de) * 2009-03-11 2010-09-15 Alstom Technology Ltd Rotierender Transformator zur Versorgung der Feldwicklung in einer dynamoelektrischen Maschine.
US8379797B2 (en) 2010-07-29 2013-02-19 Analogic Corporation Power management of CT systems
DE102010041836A1 (de) * 2010-10-01 2012-04-05 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung zur kontaktlosen Leistungsübertragung und kontaktloser Datenübertragung in einer Computertomographieanlage
EP2715750B1 (de) 2011-06-01 2020-07-29 Analogic Corporation Abgeschirmte leistungskopplungsvorrichtung
US9538963B2 (en) * 2013-03-15 2017-01-10 Aktiebolaget Skf Diagnostic scanning apparatus
GB2519605B (en) * 2013-10-28 2015-10-21 Elekta Ab Image guided radiation therapy apparatus
DE102016123434A1 (de) * 2016-12-05 2018-06-07 Voith Patent Gmbh Drahtloses Messsystem für ein rotierendes Bauteil
CN112367916A (zh) 2018-12-26 2021-02-12 雫石诚 摄影装置及其驱动方法
US10918345B2 (en) * 2019-07-10 2021-02-16 Analogic Corporation Assembly for a computer tomography (CT) system and related method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2347656A1 (de) * 1972-09-22 1974-04-04 Rade Koncar Produzece Za Proiz Transformator mit umlaufenden teilen
DE2845438A1 (de) * 1977-10-19 1979-04-26 Renault Schaltung zur uebertragung von elektrischer energie an einem roboter
JPS59155107A (ja) * 1983-02-24 1984-09-04 Nippon Ferrite Ltd ロ−タリ−トランス
DE3342493C2 (de) * 1982-11-25 1989-10-12 Victor Company Of Japan, Ltd., Yokohama, Kanagawa Drehtransformatorvorrichtung für ein 4-Kopf-Aufzeichnungs- und/oder -Wiedergabegerät
DE2855379C2 (de) * 1978-12-21 1993-07-15 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3924174A (en) * 1975-03-26 1975-12-02 Johnson Electric Coil Co Rotary power transformer
US4321572A (en) * 1980-11-13 1982-03-23 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Non-contacting power transfer device
US4723259A (en) * 1984-11-05 1988-02-02 Picker International Inc. Computed tomography motor
DE3538035A1 (de) * 1985-10-25 1987-04-30 Siemens Ag Rotierende datenuebertragungsvorrichtung
JPS62148651A (ja) * 1985-12-20 1987-07-02 横河メディカルシステム株式会社 X線断層撮影装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2347656A1 (de) * 1972-09-22 1974-04-04 Rade Koncar Produzece Za Proiz Transformator mit umlaufenden teilen
DE2845438A1 (de) * 1977-10-19 1979-04-26 Renault Schaltung zur uebertragung von elektrischer energie an einem roboter
DE2855379C2 (de) * 1978-12-21 1993-07-15 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De
DE3342493C2 (de) * 1982-11-25 1989-10-12 Victor Company Of Japan, Ltd., Yokohama, Kanagawa Drehtransformatorvorrichtung für ein 4-Kopf-Aufzeichnungs- und/oder -Wiedergabegerät
JPS59155107A (ja) * 1983-02-24 1984-09-04 Nippon Ferrite Ltd ロ−タリ−トランス

Also Published As

Publication number Publication date
NL8901855A (nl) 1990-02-16
US4912735A (en) 1990-03-27
NL193773B (nl) 2000-06-05
NL193773C (nl) 2000-10-06
DE3923525A1 (de) 1990-03-22
IL90754A0 (en) 1990-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3923525C2 (de) Computertomographie-(CT)-Scanner
DE2811282C2 (de) Trägheitsschwungrad
EP1938443B1 (de) Synchronmaschine
DE2949172C2 (de)
DE2840562C2 (de) Elektromotor
EP3920385A1 (de) Elektrisch erregte maschine und anordnung für eine elektrisch erregte maschine
EP0178380A1 (de) Elektronisch kommutierte Gleichstrommaschine und deren Verwendung
DE2800886A1 (de) Gleichstrommotor
EP0954087A1 (de) Elektrodynamisches Getriebe und Kreiselpumpe mit einem derartigen Getriebe
EP0554900A1 (de) Induktiv arbeitender Stellungsdetektor für einen Elektromotor
DE69824059T2 (de) Resolver mit Verlustfluxabsorber
DE69214700T2 (de) Supraleitender bürstenloser Homopolarmotor mit einem Läufer mehrerer Windungen
DE2712795C2 (de) Synchronübertragungsgerät der Vernier- Resolver-Bauart
DE2423665C3 (de) Kommutatorloser Gleichstrommotor mit axialem Luftspalt
DE3320644A1 (de) Synchronmaschine
DE10356109B4 (de) Computertomographen mit berührungsloser Energieübertragung
DE3447979A1 (de) Elektronisch kommutierte gleichstrommaschine und deren verwendung
DE3942811C2 (de) Handbetätigter Drehgeber mit taktiler Rastung
DE3341693A1 (de) Wechselstromgenerator
DE2222928C3 (de) Drehtransformator oder Drehdrosselspule
DE4419780A1 (de) Ringförmiger Stator für elektrodynamische Drehmaschine
DE3506651A1 (de) Wechselstrommotor
DE3439341A1 (de) Verfahren zur erkennung einer magnetischen vororientierung bei bauteilen, verwendung dieses verfahrens sowie zugehoerige vorrichtung zur magnetisierung der bauteile
DE2165785A1 (de) Drehmelder
DE1817496B2 (de) Synchrouebertrager

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: A61B 6/03

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: PICKER MEDICAL SYSTEMS, LTD., HAIFA, IL

8304 Grant after examination procedure
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee