-
Die
Erfindung betrifft ein Röntgengerät aufweisend
einen mit Daten erzeugenden Mitteln versehenen C-Bogen und Daten
verarbeitende Mittel, welche relativ zueinander verstellbar sind,
sowie Mittel zur Übertragung
von Daten von den Daten erzeugenden Mitteln zu den Daten verarbeitenden
Mitteln.
-
In
vielen Bereichen der Technik besteht zuweilen das Problem, hohe
Volumina von Daten von Daten erzeugenden Mitteln zu Daten verarbeitenden Mitteln,
welche relativ zueinander verstellbar sind, übertragen zu müssen. Ein
derartiges Problemfeld existiert in der medizinischen Technik beispielsweise bei
Röntgengeräten mit
einem relativ zu einem Geräteteil
verstellbaren C-Bogen.
-
Ein
derartiges Röntgengerät ist aus
der
DE 197 46 096
A1 bekannt. Das Röntgengerät ist zur
Erzeugung von 3D-Bildern aus einer Serie von aus unterschiedlichen
Projektionsrichtungen aufgenommenen 2D-Projektionen vorgesehen.
-
Bei
derartigen C-Bogen-Röntgengeräten müssen die
von einer an dem C-Bogen angeordneten Bildaufnahmeeinheit gewonnen
Bilddaten zu einer in oder an dem Geräteteil angeordneten Bildwiedergabeeinheit übertragen
werden. Bisher wurden für
die Datenübertragung
von dem C-Bogen auf das Geräteteil
Koaxialkabel verwendet. Bei offener Kabelführung ist diese Technik einfach
zu beherrschen. Problematischer ist hingegen die, beispielsweise
in der
DE 197 43 215
C1 beschriebene, verdeckte Kabelführung mit im C-Bogen verlaufenden
und auf Kabeltrommeln auf- und abwickelbaren Kabeln, da einerseits
eine geeignete Kabelführung
zum Auf- und Abwickeln der Kabel auf die Kabeltrommeln erforderlich
ist und andererseits die Kabel bei Verstellvorgängen des C-Bogens relativ zu
dem Geräteteil
vielen belastenden Biegevorgängen
ausgesetzt sind.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Röntgengerät der eingangs
genannten Art derart auszuführen,
dass die Übertragung
von Daten zwischen Daten erzeugenden Mitteln und Daten verarbeitenden
Mitteln, welche relativ zueinander verstellbar sind, vereinfacht
ist.
-
Nach
der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Röntgengerät aufweisend
einen mit Daten erzeugenden Mitteln versehenen C-Bogen und Daten
verarbeitende Mittel, welche relativ zueinander verstellbar sind,
sowie Mittel zur Übertragung der
Daten von den Daten erzeugenden Mitteln zu den Daten verarbeitenden
Mitteln, wobei die Mittel zur Übertragung
der Daten einen Hohlleiter und eine mit dem Hohlleiter zusammenwirkende
Antenne aufweisen, welche bei der Verstellung des mit den Daten
erzeugenden Mitteln versehenen C-Bogens und der Daten verarbeitenden
Mittel relativ zueinander in definierter Weise relativ zueinander
verstellbar sind, wobei der Hohlleiter entlang des Umfangs des C-Bogens
angeordnet und mit den Daten erzeugenden Mitteln verbunden ist,
und wobei die Antenne mit den Daten verarbeitenden Mitteln verbunden
ist. Für
die Datenübertragung
werden die von den Daten erzeugenden Mitteln erzeugten Daten auf
ein Trägersignal, welches
für medizinische
Anwendungen beispielsweise eine Trägerfrequenz von 5,8 Gigahertz
aufweist, auf moduliert und in den Hohlleiter eingekoppelt. Die
in definierter Weise, d. h. in geometrisch bestimmter Weise, relativ
zu dem Hohlleiter angeordnete Antenne, empfängt bzw. koppelt das Trägersignal berührungslos
aus dem Hohlleiter aus, so dass nach einer Demodulation des Trägersignals
die erzeugten Daten für
die Daten verarbeitenden Mittel in ihrer Ursprungsform zur Verfügung stehen.
Die Verwendung des Hohlleiters und der zu dem Hohlleiter ausgerichteten
Antenne, welche bei Verstellbewegungen der Daten erzeugenden Mittel
und der Daten verarbeitenden Mittel relativ zueinander ebenfalls
definiert relativ zueinander verstellbar sind, ermöglicht es
demnach, auf eine rein kabelbehaftete Übertragung der Daten zu verzichten,
wodurch insbe sondere durch die Kabelführung sowie das Auf- und Abwickeln
von Kabeln hervorgerufene Probleme bei der Verstellung zweier relativ
zueinander verstellbarer Mittel vermieden werden.
-
In
der Zeitschrift „Elektrotechnik", 73, Heft 11, 23.
Nov. 1991, Seiten 48 bis 53 ist im Übrigen von Uwe Bültmann in
einem Artikel mit dem Titel „Schlitz im
Kleid" eine Datenschiene
beschrieben, welche für die
berührungslose Übertragung
von Daten in der Automatisierungstechnik vorgesehenen ist und einen Schlitzhohlleiter
sowie eine Antenne, welche in dem Schlitzhohlleiter geführt wird,
umfasst.
-
Nach
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Hohlleiter mit einem Schlitz versehen, entlang
dem oder in dem die Antenne bei der Verstellung des mit den Daten
erzeugenden Mitteln versehenen C-Bogens und der Daten verarbeitenden
Mittel relativ zueinander geführt
wird. Auf diese Weise kann die Antenne mit hoher Effizienz das modulierte
Trägersignal
aus dem Hohlleiter auskoppeln.
-
Eine
andere Variante der Erfindung sieht vor, dass der Hohlleiter mit
einer Perforation versehen ist, entlang der die Antenne bei der
Verstellung des mit den Daten erzeugenden Mitteln versehenen C-Bogens
und der Daten verarbeitenden Mittel relativ zueinander geführt wird.
Unter einer Perforation wird dabei eine gezielt herbeigeführte Materialschwächung des
Hohlleiters oder auch eine Reihe von lokalen Öffnungen im Hohlleiter verstanden,
welche ausreichend ist bzw. sind, um den Austritt von in dem Hohlleiter
geführten
elektromagnetischen Wellen aus dem Hohlleiter zu ermöglichen.
Die Perforation kann beispielsweise als kontinuierliche Lochung
entlang des Verstellweges der Antenne ausgeführt sein. Die Perforation erlaubt
ebenfalls einen Empfang des modulierten Trägersignals durch die Antenne
und somit eine berührungslose Übertragung
von Daten.
-
Nach
einer Variante der Erfindung weisen die Daten erzeugenden Mittel
eine Bildaufnahmeeinheit und die Daten verarbeitenden Mittel eine
Bildwiedergabeeinheit auf, wobei gemäß einer weiteren Variante der
Erfindung die von den Daten erzeugenden Mittel erzeugten Daten in
digitaler Form zu den Daten verarbeitenden Mitteln übertragen
werden. Erzeugt die Bildaufnahmeeinrichtung analoge Daten werden diese
zunächst
von einem Analog-Digital-Umsetzer in digitale Daten umgesetzt und
mit einem Modulator auf ein Trägersignal
aufmoduliert. Das modulierte Trägersignal
wird auf Seiten der Bildaufnahmeeinrichtung in den Hohlleiter eingekoppelt
und von der Antenne auf Seiten der Bildwiedergabemittel aus dem
Hohlleiter ausgekoppelt. Anschließend wird das modulierten Trägersignal
einem Demodulator zur Rückgewinnung
der digitalen Daten und einem Digital-Analog-Umsetzer zur Rückgewinnung
der analogen Daten zugeführt.
Sollten die Daten von der Bildaufnahmeeinrichtung digital geliefert
werden bzw. die Bildwiedergabeeinrichtung digitale Daten verarbeiten können, kann
auf die Analog-Digital-
bzw. die Digital-Analog-Umsetzung verzichtet werden. Auf die beschriebenen
Weise können
beispielsweise bei 16 Bit Daten, 30 Bildern pro Sekunde und einer
1k2 Bildmatrizen (1000 × 1000 Pixel) Datenvolumen
von 480 Megabit pro Sekunde und größer von der Bildaufnahmeeinrichtung
zur der Bildwiedereinrichtung übertragen
werden.
-
Nach
einer Variante der Erfindung weist das Röntgengerät eine Lagerung für den C-Bogen
auf, bezüglich
welcher der C-Bogen verstellbar ist, wobei die Antenne an der Lagerung
angeordnet ist. Die Antenne kann somit in einfacher Weise relativ
zu dem Hohlleiter definiert ausgerichtet werden. Die Antenne, welche
relativ zu dem Hohlleiter ortsfest ist, wird dabei entweder nach
der einen Variante der Erfindung bei Verstellungen des C-Bogens
längs seines Umfanges
entlang oder in dem Schlitz des Hohlleiters bzw. nach der anderen
Variante der Erfindung entlang der Perforation des Hohlleiters geführt.
-
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den beigefügten
schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
-
1 ein
erfindungsgemäßes C-Bogen-Röntgengerät,
-
2 eine
Ansicht einer ersten Übertragungsstrecke
zur berührungslosen Übertragung
von Daten in die Richtung der Pfeile II aus 1,
-
3 in
blockschaltartiger Darstellung die Übertragungsstrecke zwischen
Daten erzeugenden Mitteln und Daten verarbeitenden Mitteln und
-
4 eine
Ansicht einer zweite Ausführungsform
einer Übertragungsstrecke
zur berührungslosen Übertragung
von Daten.
-
1 zeigt
ein erfindungsgemäßes C-Bogen-Röntgengerät 1 mit
einem auf Rädern 2 verfahrbaren
Gerätewagen 3.
Das C-Bogen-Röntgengerät 1 weist
eine in 1 nur schematisch angedeutete Hubvorrichtung 4 mit
einer eine Längsachse
A aufweisenden Säule 5,
um die die Säule 5 in
die Richtungen des Doppelpfeiles α drehbar
ist, auf. An der Säule 5 ist
ein Halteteil 6 angeordnet, an dem wiederum ein Lagerteil 7 zur
Lagerung eines C-Bogens 8 angeordnet ist. Das Lagerteil 7 ist
zusammen mit dem C-Bogen 8 in an sich bekannter Weise um
eine gemeinsame Achse B des Halteteils 6 und des Lagerteils 7 drehbar
(vgl. Doppelpfeil β,
Angulation) und in Richtung der Achse B verschieblich (vgl. Doppelpfeil
b) an dem Halteteil 6 gelagert. Der C-Bogen 8 ist längs seines
Umfanges in die Richtungen des Doppelpfeiles a an dem Lagerteil 7 relativ
zu dem Lagerteil 7 verstellbar gelagert (Orbitalbewegung).
Mit Hilfe der Hubvorrichtung 4 ist der C-Bogen 8,
der über
das Lagerteil 7 und das Halteteil 6 mit der Säule 5 der Hubvorrichtung 4 verbunden
ist, relativ zu dem Gerätewagen 3 vertikal
verstellbar.
-
Der
C-Bogen 8 weist einander gegenüberliegend eine Röntgenstrahlenquelle 9 und
einen Röntgenstrahlenempfänger auf,
bei dem es sich im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels um einen Röntgenbildverstärker 10 handelt.
Dem Röntgenbildverstärker 10 ist
im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
eine CCD-Kamera 11 zugeordnet, welche die am Ausgangsleuchtschirm
des Röntgenbildverstärkers 10 angezeigten
Röntgenbilder
aufnimmt. Die Bilddaten werden zu einem Bildrechner 12 übertragen
und von diesem in einem Bildspeicher 13 zwischengespeichert
oder auf einem Sichtgerät 14 zur
Anzeige gebracht.
-
Für die berührungslose
Datenübertragung der
Bilddaten von dem mit der CCD-Kamera 11 versehenen C-Bogen 8 zu
dem mit dem Gerätewagen 3 verbundenen
Lagerteil 7, zu dem der C-Bogen 8 verstellbar
ist, sind ein Hohlleiter 15 und eine Antenne 16 vorgesehen.
Der Hohlleiter 15 ist längs
einer nach außen
gerichteten Umfangsfläche 17 des
C-Bogens 8 angeordnet. Wie aus der 2, welche
eine Ansicht in Richtung der Pfeile II aus 1 zeigt,
zu erkennen ist, ist das mit Rollen 18 zur Lagerung des C-Bogens 8 versehene
Lagerteil 7 mit einer Aussparung 19 versehen,
so dass sich der Hohlleiter 15 bei Verstellungen des C-Bogens 8 relativ
zu dem Lagerteil 7 durch das Lagerteil 7 bewegen
kann.
-
Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
ist der Hohlleiter 15 mit einem Schlitz 20 versehen,
welcher sich längs
des Hohlleiters 15 erstreckt und in den die an dem Lagerteil 7 angeordnete
Antenne 16, bei der es sich um eine Dipolantenne handelt,
hineinragt. Bei einer Verstellung des C-Bogens 8 relativ
zu dem Lagerteil 7 wird die Antenne 16 demnach
in dem Schlitz 20 des Hohlleiters 15 geführt. Der
Holleiter 15 und die Antenne 16 bilden eine Teilstrecke
der in 3 blockschaltartig dargestellten Datenübertragungsstrecke
zwischen der CCD-Kamera 11 und dem Bildrechner 12.
-
Im
Betrieb des C-Bogen-Röntgengerätes 1 nimmt
die CCD-Kamera 11, wie bereits erwähnt, die auf dem Ausgangsleuchtschirm
des Röntgenbildverstärkers 10 angezeigten
Röntgenbilder
auf, wobei die CCD-Kamera 11 parallele Bilddaten liefert.
Diese wer den von einem Konverter 21 in serielle Daten konvertiert,
von einem Analog-Digital-Umsetzer 22 digital umgesetzt
und von einem Modulator 23 einem von einem Oszillator 24 generierten
Trägersignal
mit einer Trägerfrequenz
von im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels 5,8 Gigahertz
auf moduliert.
-
Das
modulierte Trägersignal
wird in das auf Seiten des Röntgenbildverstärkers 10 liegende
Ende des längs
der Umfangsfläche 17 des
C-Bogens 8 angeordneten Hohlleiters 15 eingekoppelt,
welcher an seinem anderen Ende mit einem auf das Trägersignal
abgestimmten Wellenwiderstand 25 abgeschlossen ist.
-
Mit
der in den Schlitz 20 des Hohlleiters 15 eingeführten Dipolantenne 16 wird
das modulierte Trägersignal
auf Seiten der relativ zu dem C-Bogen 8 ortsfesten Lagerung 7 aus
dem Hohlleiter 15 ausgekoppelt und mit einem in 2 und
in 3 schematisch dargestellten Kabel 26 mit
einem Demodulator 27 verbunden. Die derart zurückgewonnen
digitalen Bilddaten werden schließlich, wie bereits erwähnt, zu dem
in dem Gerätewagen 3 des
C-Bogen-Röntgengerätes 1 angeordneten
Bildrechner 12 übertragen, welcher
die Bilddaten in dem Bildspeicher 13 zwischenspeichert
oder auf dem Sichtgerät 14 des C-Bogen-Röntgengerätes 1 zur Anzeige
bringen kann.
-
4 zeigt
eine zweite Ausführungsform
einer berührungslosen Übertragungsstrecke.
Die Ansicht der 4 entspricht dabei im wesentlichen
der Ansicht der 2, weshalb in 4 dargestellte Komponenten,
welche mit in 2 dargestellten Komponenten
wenigstens im wesentlichen bau- und funktionsgleiche sind, mit gleichen
Bezugszeichen versehen sind. Im Unterschied zu der in 2 gezeigten
Ausführungsform
weist der in 4 gezeigte Hohlleiter 35 keinen
Schlitz, sondern längs
seines Umfanges eine Perforation 36 auf, welche derart
ausgeführt
ist, dass das modulierte Trägersignal
an der Perforation 36 aus dem Hohlleiter 35 austreten
kann. Die Dipolantenne 16 ist an dem Lagerteil 7 in
definierter Weise relativ zu der Perforation 36 angeordnet,
so dass sich bei Verstellungen des C-Bogens 8 längs seines
Umfanges der Hohlleiter 35 mit seiner Perforation 36 in
definierter Weise relativ zu der Dipolantenne 16 bewegt.
Auf diese Weise kann die Antenne 16 das an der Perforation 36 aus
dem Hohlleiter 35 austretende modulierte Trägersignal
empfangen und das modulierte Trägersignal
kann in der zuvor beschriebener Weise dem Bildrechner 12 zugeführt werden.
-
Im
Unterschied zu den beschriebenen Ausführungsbeispielen muss der Hohlleiter 15 bzw. 35 nicht
notwendigerweise an der nach außen
gerichteten Umfangsfläche 17 des
C-Bogens 8 angeordnet sein. Vielmehr kann der Hohlleiter 15 sowie
der Hohlleiter 35 auch an einer der Seitenflächen 37, 38 oder falls
zweckmäßig auch
an der inneren Umfangsfläche 39 des
C-Bogens 8 angeordnet sein, wobei die Anordnung und Ausrichtung
der Dipolantenne 16 relativ zu dem Hohlleiter 15, 35 entsprechend
anzupassen ist.