本文中公開的主題涉及高電壓線纜組件，并且特別地，涉及用于CT系統(tǒng)的超低電容線纜組件。

背景技術(shù)：
在非侵入性成像系統(tǒng)中，X射線管作為X射線輻射源用于熒光鏡檢查、投射X射線、層析X射線照相組合和計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)系統(tǒng)中。典型地，X射線管包括陰極和靶。陰極內(nèi)的熱離子細(xì)絲響應(yīng)于由施加的電流產(chǎn)生的熱朝向靶發(fā)射電子流，其中，電子最終沖擊靶。X射線管內(nèi)的轉(zhuǎn)向磁體組件可在電子流撞擊靶時(shí)控制電子流的大小和位置。一旦以電子流轟擊靶，則其產(chǎn)生X射線輻射。X射線輻射穿過感興趣的對(duì)象(諸如患者)，并且輻射的一部分沖擊檢測(cè)器或收集圖像數(shù)據(jù)的感光片。大體上，有區(qū)別地吸收或減弱穿過感興趣的對(duì)象的X射線光子流的組織在產(chǎn)生的圖像中產(chǎn)生對(duì)比。在一些X射線系統(tǒng)中，感光片接著顯影以產(chǎn)生圖像，該圖像可出于診斷目的由放射科醫(yī)師或主治醫(yī)師使用。在數(shù)字X射線系統(tǒng)中，數(shù)字檢測(cè)器產(chǎn)生代表接收的X射線輻射的信號(hào)，該X射線輻射沖擊檢測(cè)器表面的離散的像素區(qū)。接著，信號(hào)可處理成生成圖像，該圖像可為了查閱而顯示。在CT系統(tǒng)中，包括一系列檢測(cè)器元件的檢測(cè)器陣列在機(jī)架圍繞患者移位時(shí)通過各種位置產(chǎn)生相似的信號(hào)。一種CT系統(tǒng)中的成像方法包括雙能成像。在雙能應(yīng)用中，使用X射線源的兩個(gè)操作電壓從物體取得數(shù)據(jù)，以使用不同的X射線光譜獲得兩組測(cè)量的強(qiáng)度數(shù)據(jù)，該X射線光譜代表在給定的曝光時(shí)間期間撞擊檢測(cè)器元件的X射線通量。因?yàn)楸仨毴〉脤?duì)應(yīng)于兩個(gè)單獨(dú)的能譜的投射數(shù)據(jù)組，所以典型地迅速地切換X射線管的操作電壓。使用快速電壓切換方法的與CT系統(tǒng)相關(guān)的一個(gè)障礙為對(duì)高電壓線纜和X射線管充電和放電所需的時(shí)間。一旦發(fā)電機(jī)電容減小到可接受的水平，則在CT系統(tǒng)內(nèi)，線纜電容變成限制進(jìn)一步增大切換頻率的瓶頸。因此，存在對(duì)將要求較少的充電和放電時(shí)間的、用于CT系統(tǒng)的低電容高電壓線纜的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種高電壓線纜組件，其包括具有第一端部和第二端部的線纜、端接第一端部的第一連接器和端接第二端部的第二連接器。線纜包括保護(hù)套、配置在套內(nèi)部的電磁兼容性防護(hù)層、配置在電磁兼容性防護(hù)層內(nèi)部的外部半導(dǎo)電層，以及配置在外部半導(dǎo)電層內(nèi)部的主線纜絕緣層。主線纜絕緣層包括低電容率絕緣材料。內(nèi)部纜芯組件配置在主線纜絕緣層內(nèi)部，并且包括內(nèi)部半導(dǎo)電層、一個(gè)或更多個(gè)細(xì)絲導(dǎo)體、一個(gè)或更多個(gè)偏壓導(dǎo)體，以及一個(gè)或更多個(gè)高電壓公共導(dǎo)體。細(xì)絲導(dǎo)體、偏壓導(dǎo)體和高電壓公共導(dǎo)體配置在內(nèi)部半導(dǎo)電層內(nèi)部，并且與彼此絕緣。在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種高電壓線纜組件，其包括具有第一端部和第二端部的線纜、端接第一端部的第一低電容連接器和端接第二端部的第二低電容連接器。線纜包括保護(hù)套、配置在套內(nèi)部的電磁兼容性防護(hù)層、配置在電磁兼容性防護(hù)層內(nèi)部的外部半導(dǎo)電層、配置在外部半導(dǎo)電層內(nèi)部的主線纜絕緣層，以及配置在主線纜絕緣層內(nèi)部的內(nèi)部纜芯組件。內(nèi)部纜芯組件包括內(nèi)部半導(dǎo)電層、一個(gè)或更多個(gè)細(xì)絲導(dǎo)體、一個(gè)或更多個(gè)偏壓導(dǎo)體，以及一個(gè)或更多個(gè)高電壓公共導(dǎo)體。細(xì)絲導(dǎo)體、偏壓導(dǎo)體和高電壓公共導(dǎo)體配置在內(nèi)部半導(dǎo)電層內(nèi)部，并且與彼此絕緣。另外，低電容連接器均包括內(nèi)部杯和至少部分地包繞每個(gè)杯的低電容率材料。在第三實(shí)施例中，提供了一種線纜組件，其包括連接管和配置在連接管內(nèi)部的纜芯。纜芯具有第一端部和第二端部。纜芯包括一個(gè)或更多個(gè)偏壓導(dǎo)體、一個(gè)或更多個(gè)細(xì)絲導(dǎo)體，以及一個(gè)或更多個(gè)高電壓公共導(dǎo)體。導(dǎo)體與彼此絕緣。另外，線纜組件包括可將纜芯的第一端部接收在第一內(nèi)部杯中的第一低電容連接器和可將纜芯的第二端部接收在第二內(nèi)部杯中的第二低電容連接器。低電容率絕緣介質(zhì)(更具體地，真空或氣體絕緣物)至少部分地包繞第一內(nèi)部杯和第二內(nèi)部杯，并且包繞連接管內(nèi)部的纜芯。附圖說明當(dāng)參考附圖閱讀下列詳細(xì)描述時(shí)，將更好地理解本發(fā)明的這些和其它的特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，其中，同樣的標(biāo)記在所有附圖中表示同樣的部件，其中：圖1為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的線纜組件的側(cè)視圖；圖2為圖1中描繪的線纜的截面圖；圖3為內(nèi)部纜芯組件的放大圖；圖4為主線纜絕緣層與內(nèi)部纜芯組件的縱橫比的示意圖；以及圖5為線纜組件的實(shí)施例，示出了連接管絕緣布置。具體實(shí)施方式利用快速電壓切換能力的X射線系統(tǒng)時(shí)常在通過X射線系統(tǒng)線纜電容可出現(xiàn)多快的電壓切換方面受限制。當(dāng)切換電壓時(shí)，具有高電容的線纜可使系統(tǒng)不能夠以及時(shí)的方式切換電壓。在本背景下，在線纜組件內(nèi)利用低電容率材料和設(shè)計(jì)進(jìn)一步減小線纜電容的線纜縱橫比和長(zhǎng)度可具有顯著減小線纜內(nèi)的充電和放電時(shí)間的效果，并且因此加速X射線系統(tǒng)內(nèi)的電壓切換。低電容率材料為具有非常低的介電常數(shù)從而減小電容的材料。在優(yōu)選實(shí)施例中，介電常數(shù)將為近似2.1至2.3，但是可包括具有小于2.8的介電常數(shù)的任何材料。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，圖1為連接線纜組件10的側(cè)視圖。線纜組件10通過連接器12連接于電源組件，其為X射線系統(tǒng)提供高電壓電源。線纜組件10還通過連接器14連接于X射線管。線纜組件10包括高電壓線纜16、高電壓連接器12和14。如在下面更詳細(xì)地討論的，高電壓線纜16可為能夠快速切換電壓的低電容線纜。在優(yōu)選實(shí)施例中，高電壓線纜16的線纜電容將小于或等于近似100pF/m。高電壓線纜16可獲得減小的電容的一種方式是通過減小線纜長(zhǎng)度18。在優(yōu)選實(shí)施例中，線纜長(zhǎng)度18減小至近似0.5米，而在附加實(shí)施例中，線纜長(zhǎng)度18可低至200毫米。另外，高電壓線纜16由連接器12和14端接。連接器12和14均包括構(gòu)造成接收線纜16的端部的內(nèi)部杯17。連接器12和14可包括至少部分地包繞內(nèi)部杯17的低電容率材料19。低電容率材料的實(shí)例可包括諸如未填充的環(huán)氧樹脂、填充玻璃中空球的環(huán)氧樹脂或聚雙環(huán)戊二烯(DCPD)的材料。當(dāng)使用填充玻璃中空球的環(huán)氧樹脂時(shí)，由于它們的低密度，故玻璃中空球必須進(jìn)行表面處理。在沒有表面處理的情況下，玻璃中空球具有浮動(dòng)至環(huán)氧樹脂的頂部的傾向，并且因此不良好地分散。高電壓線纜16中的各種元件可提供低電容高電壓線纜。圖2示出了高電壓線纜16的截面圖，示范了這些技術(shù)中的一些。高電壓線纜16包括內(nèi)部纜芯組件20。將在下面更詳細(xì)地討論的內(nèi)部纜芯組件20容納內(nèi)部半導(dǎo)電層22。內(nèi)部半導(dǎo)電層22向包繞內(nèi)部纜芯組件20的主線纜絕緣層24提供保護(hù)。主線纜絕緣層24由低電容率橡膠組成。這種材料的一些實(shí)例包括低電容率的乙丙烯橡膠和氟化乙丙烯。主線纜絕緣層24的外邊緣構(gòu)成高電壓線纜絕緣部的外徑26。主線纜絕緣層24由外部半導(dǎo)電層28包繞，外部半導(dǎo)電層28向主線纜絕緣層24提供保護(hù)。在優(yōu)選實(shí)施例中，外部半導(dǎo)電層28具有近似1毫米的厚度。外部半導(dǎo)電層28由電磁兼容性(EMC)防護(hù)層30包繞。在優(yōu)選實(shí)施例中，EMC防護(hù)層30具有近似0.45毫米的厚度。電磁兼容性防護(hù)層30由保護(hù)套32包繞。在優(yōu)選實(shí)施例中，保護(hù)套32具有近似1.5毫米的厚度和36毫米的直徑。在優(yōu)選實(shí)施例中，因?yàn)楸Ｗo(hù)套32構(gòu)成高電壓線纜16的外壁，所以高電壓線纜16的直徑也為近似36毫米。圖3提供了內(nèi)部纜芯組件20的截面圖。內(nèi)部纜芯組件20包括一個(gè)或更多個(gè)高電壓公共導(dǎo)體34。另外，內(nèi)部纜芯組件20容納細(xì)絲導(dǎo)體36和偏壓導(dǎo)體38。細(xì)絲導(dǎo)體36為向X射線系統(tǒng)內(nèi)的細(xì)絲提供驅(qū)動(dòng)電流的絕緣線。細(xì)絲導(dǎo)體36可由一個(gè)或更多個(gè)線組成。高電壓公共導(dǎo)體34典型地為裸線，其為細(xì)絲驅(qū)動(dòng)電流提供返回路徑。高電壓公共導(dǎo)體34可由一個(gè)或更多個(gè)線組成。偏壓導(dǎo)體38為向X射線管電極提供數(shù)千伏(高達(dá)20kV)的絕緣線，從而使得能夠網(wǎng)格化(grinding)或靜電地控制X射線管中的焦點(diǎn)。細(xì)絲導(dǎo)體36和偏壓導(dǎo)體38以乙烯四氟乙烯(ETFE)絕緣，并且偏壓導(dǎo)體38以金屬化膜防護(hù)。高電壓公共導(dǎo)體34、細(xì)絲導(dǎo)體36和偏壓導(dǎo)體38封裝在內(nèi)部半導(dǎo)電層22中。雖然當(dāng)前的實(shí)施例僅描繪了一個(gè)細(xì)絲導(dǎo)體36、兩個(gè)偏壓導(dǎo)體38和三個(gè)公共導(dǎo)體34，但是其它實(shí)施例可包括更少或更多的細(xì)絲導(dǎo)體36、偏壓導(dǎo)體38和公共導(dǎo)體34。在整個(gè)線纜電容中起作用的另一個(gè)因素為如圖4所示的主線纜絕緣層26與內(nèi)部纜芯組件20的縱橫比。縱橫比可限定為外徑24/內(nèi)部纜芯組件的內(nèi)徑。當(dāng)縱橫比增大時(shí)，電容減小。雖然在典型高電壓線纜組件中，縱橫比在2.5到3內(nèi)，但是本文中描述的超低電容線纜組件具有3.5以上的縱橫比。在優(yōu)選實(shí)施例中，主線纜絕緣層26將為近似30毫米，而內(nèi)部纜芯組件將為近似7毫米。當(dāng)與本文中描述的其它技術(shù)組合時(shí)，該縱橫比示出為產(chǎn)生具有近似89pF/m+/-10%的電容的線纜。圖5示出了高電壓線纜組件10的可選實(shí)施例，其利用連接管40而不是高電壓線纜16。高電壓線纜組件10以與圖1的高電壓線纜組件10相似的方式經(jīng)由連接器12和14連接于電源組件和X射線管。然而，在該實(shí)施例中，高電壓連接管40通過配置在連接器12和14中和在高電壓連接管40的內(nèi)室42內(nèi)部的絕緣介質(zhì)43提供低電容率絕緣。絕緣介質(zhì)43可包括真空絕緣物、絕緣油、壓縮空氣、SF6，或其它絕緣氣體。承載高電壓公共導(dǎo)體34、細(xì)絲導(dǎo)體36和偏壓連接器38的纜芯44配置在內(nèi)室42內(nèi)部，并且由連接管40的內(nèi)室42中的絕緣介質(zhì)43包繞。連接器12和14端接纜芯44的端部。纜芯44進(jìn)入連接器12和14的內(nèi)部杯46。絕緣介質(zhì)43至少部分地包繞連接器12和14的內(nèi)部杯46。該書面的描述使用實(shí)例以公開本發(fā)明(包括最佳模式)，并且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明(包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何并入的方法)。本發(fā)明的可專利范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果這些其它實(shí)例具有不與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果這些其它實(shí)例包括與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言無(wú)顯著差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這些其它實(shí)例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。