JP2004337611A - コンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なｘ線装置におけるデータ伝送システムおよびデータ伝送監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エラーをリアルタイムで識別可能にする。
【解決手段】測定データを検出してビットストリームに変換し、コンピュータ断層撮影装置の回転部分４にある送信装置２に伝達するデータ検出ユニット１を備え、送信装置２からビットストリームがコンピュータ断層撮影装置の固定部分５に伝送され、固定部分５には送信装置２からのビットストリームを受信して画像再構成ユニット７に伝達する受信装置３を設け、画像再構成ユニット７が画像再構成のために受信装置３から伝達されたビットストリームを継続処理し、少なくとも送信装置２および受信装置３はそれぞれ、ビットストリームのエラーを検査し識別されたエラーをエラープロセッサ９ａ，９ｂに伝えるエラー識別モジュール８を含み、エラープロセッサは識別されたエラーの個数とエラー率および／またはエラー継続時間とを求め、評価のためにログファイル１０内に保存する。
【選択図】図１

Description

本発明は、測定データを検出してビットストリームに変換し、コンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置の回転部分にある送信装置に伝達するデータ検出ユニットを備え、送信装置からビットストリームがコンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置にある固定部分に伝送され、この固定部分には送信装置からのビットストリームを受信して画像再構成ユニットに伝達する受信装置を設け、画像再構成ユニットが画像再構成のために受信装置から伝達されたビットストリームを継続処理するコンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置におけるデータ伝送システムに関する。
さらに、本発明は、コンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置におけるデータ伝送を監視するために、データ検出ユニットにおいて測定データを検出してビットストリームに変換し、コンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置の回転部分にある送信装置に伝達し、送信装置からビットストリームをコンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置の固定部分にある受信装置に伝送し、受信装置は受信したビットストリームを画像再構成ユニットに伝達し、画像再構成ユニットにおいて画像再構成のためにビットストリームを継続処理するコンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置におけるデータ伝送監視方法に関する。

画像形成医療技術において、非常に多数の測定データが同時に検出され、これらのデータが画像再構成ユニットに伝達され、所望画像の再構成のために継続処理されるコンピュータ断層撮影装置がしばしば使用される。このために必要なデータ伝送システムは、一方では時間単位当たりに大量の測定データが発生するために高速伝送を可能にし、他方ではコンピュータ断層撮影装置の回転部分すなわちガントリと固定部分との間のできるだけ乱れのない伝送を保証しなければならない。類似の要求はＣアームＸ線装置においても存在する。以下において、この種のまたは他の断層撮影装置は用語「断層撮影装置」に包含されるものとする。

回転部分と固定部分との間のデータ伝送については種々の技術が知られている。公知の技術は容量結合による伝送技術と光結合による伝送技術とに分類される。容量結合による伝送技術の場合、回転部分に固定された送信器の信号が固定部分に配置されたアンテナに伝送される。送信器として導波管を使用するデータ伝送装置が知られている（例えば特許文献１参照）。データ伝送のために、データが搬送波信号で変調され、導波管内に入射する。幾何学的に定められて導波管に対して相対的に配置されたアンテナが搬送波信号を無接触で受信するので、搬送波信号の復調後にデータが固定部分で使用できる。図示された適用では導波管がこのＣアーム装置のＣアームの周囲に沿って固定され、アンテナがこのＣアームの支承部に固定されている。

とりわけコンピュータ断層撮影において互いに相対的に移動する要素の間で信号伝送を行ない、送信器として環状の帯導体がガントリの周囲に配置され、受信器として帯導体の短い部分が送信側導体の直近に設けられている信号伝送装置が知られている（例えば特許文献２参照）。データ伝送は上述の特許文献１と同様に行なわれる。

光結合による信号伝送の場合、データの伝送が光学式インターフェースを介して行なわれる。例えば、回転中心の周りを延びる光導波路リングが固定部分に固定され、この出射部に復調器が配置されている特にコンピュータ断層撮影のための信号伝送装置が知られている（例えば特許文献３参照）。回転部分には光導波路に対向して、伝送すべきデータにより変調された光強度を有する光源が固定されている。変調された光信号が幾何学的配置により相対移動中常に光導波路リング内に入射し、復調器によって受信される。復調器はデータを復調により抽出する。

コンピュータ断層撮影装置の回転部分に光伝導材料からなるリングが送信装置の一部分として固定され、そのリングが、入射した光をその長手軸線に対して直角方向に放射する信号伝送装置も知られている（例えば特許文献４参照）。伝送すべきデータは光源の変調によってこのリング内に入射し、固定部分で光電検出器を介して受信される。送信装置のリング状構成によってこの場合にもほぼ各回転位相の期間中に受信器によるデータ受信が可能である。

使用されたデータ伝送技術に関係なく、コンピュータ断層撮影装置は、多数の検出器チャネルから得られた測定データを一般にシリアルビットストリームに変換し、ビットストリームをガントリにある送信装置に伝達する。送信装置はシリアルビットストリームをコンピュータ断層撮影装置の固定部分にある受信装置に伝送し、受信装置はビットストリームを更に画像再構成ユニットに伝達し、画像再構成ユニットにおいてビットストリームは一般に先ず多重化され、引き続いて画像再構成のために継続処理される。データ検出器ユニットと画像再構成ユニットとの間のこの信号接続路は、多数の関与する構成要素のゆえに比較的複雑であるので、起こり得る伝送エラーが診断を困難にする。これは、一方ではシステムの設計および組込み段階並びに製造段階に関係し、これらの段階ではデータ接続路の品質を検査し、データ伝送系内における過敏な個所を識別することは困難である。

他方では、サービスマンにとって、病院内でデータ伝送エラーが発生した時に、データ伝送系におけるエラーを有する構成要素を見つけ出すことは非常に困難で、時間がかかり、従って高コストである。コンピュータ断層撮影装置におけるデータ伝送の検査は、コンピュータ断層撮影装置の作動中ガントリが連続的に回転するので、データ源としてのデータ検出ユニットに検査装置を接続することが殆どできないことによって困難である。

データ接続路の品質検査のために、通信技術から、予め与えられた間隔内において伝達される全ビット数に対するエラーのある伝送ビット数を表わすエラー率（ＢＥＲ：Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｉｏ）の検出および評価は公知である。この場合に、ＢＥＲＴシステム（ＢＥＲＴ：Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ Ｔｅｓｔｅｒ）としても知られているビットエラー率を求めるための特殊な測定器が使用可能である。この検査システムは、予め定められたビットシーケンスをデータ伝送システムを介して送信するビットパターン発生器と、伝送されたビットシーケンスを解析するエラー解析ユニットとを持っている。ビットパターン発生器とエラー解析ユニットとの間の直接の接続路を介して、得られたビットシーケンスを正確に読取るために基準クロックが伝送される。図３は、データ伝送システム２６を検査するためにビットパターン発生器２３およびエラー解析ユニット２４を備えたこの種の検査システム２２を例示する。エラー解析ユニット２４は、データ伝送中におけるエラー回数の検出、エラーの分類並びにデータストリームの内部におけるエラービットの位置決定を可能にするので、これらのデータからエラー原因を逆推論することができる。２５は基準クロックである。例えば、この種のエラー解析については、既に発行されている刊行物から得ることができる（例えば、非特許文献１および非特許文献２参照）。

この種の公知の検査システムはコンピュータ断層撮影装置には勿論使用できない。なぜならば、データ検出ユニットがデータ源として、画像再生ユニットがデータ受信器として連続的に互いに回転状態にあるからである。しかしながら、使用可能な大抵の検査システムはビットパターン発生器およびエラー解析ユニットを同一ハウジング内に保持しているので、物理的な分離が不可能である。たとえビットパターン発生器が分離して存在していても、ビットパターン発生器は、少ないスペース割合および機械的なバランスの乱れのために、回転するガントリに追加固定することは殆どできないであろう。更に、コンピュータ断層撮影装置の場合、回転部分と固定部分との間に唯一の高速接続路しか存在しないので、基準クロックの伝達のための分離された接続路が使用できない。別の問題はコンピュータ断層撮影装置におけるデータ伝送系の複雑さにある。コンピュータ断層撮影装置においては、先ず、パラレルデータストリームがシリアルビットストリームに変換され、クロック信号をデータストリームに組み入れるためにデータがコード化され、連続的に回転する回転部分と固定部分との間でシリアルビットストリームが伝送され、抽出されたクロック信号でデータを走査するためにデータストリーム内に含まれているクロック信号が抽出され、最後にシリアルデータストリームがパラレルのワードに逆変換される。この種のデータ伝送系を検査するためには、非常に高コストで複雑なインターフェースを要求するパラレルの検査システムが必要である。

従って、従来、病院内でのコンピュータ断層撮影装置におけるデータ伝送エラーの際には、サービスマンによって、エラー原因を探索するために次々と個別構成部品が交換されるだけであった。しかし、この「試行錯誤」技術は時間がかかり高コストである。なぜならば、交換可能な全ての部品が使用できるようにしなければならないからである。それに加えて、例えば、外乱源と、コンピュータ断層撮影装置の送信装置−受信装置間の伝送路との間の干渉により発生するエラーのような外側から作用するエラー原因の場合にはまさにこの技術は役に立たない。
独国特許出願公開第１０００７６０１号明細書 米国特許第５１４０６９６号明細書 米国特許第４２５９５８４号明細書 米国特許第５５３５０３３号明細書 刊行物「Ｇ．Ｍ．Ｆｏｓｔｅｒ，Ｔ．Ｗａｓｃｈｕｒａ，"Ｂｅｙｏｎｄ Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｉｏ−Ｇａｉｎ Ｎｅｗ Ｉｎｓｉｇｈｔ ｆｒｏｍ Ｓｔｕｄｙｉｎｇ Ｅｒｒｏｒ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ"，Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒ， Ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ Ｎｏ．５９８８−８０３７ＥＮ， Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２６，２００２ ？２００２ Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｈｔｔｐ：／／ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ．ａｇｉｌｅｎｔ．ｃｏｍ／ｌｉｔｗｅｂ／ｐｄｆ／５９８８−８０３７ＥＮ．ｐｄｆ， 刊行物「"Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｅｒｒｏｒ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ−Ａｒｅ ａｌｌ ｙｏｕｒ ｅｒｒｏｒ ｔｒｕｌｙ ｒａｎｄｏｍ？"，Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｎｏｔｅ １５５０−２，Ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ Ｎｏ．５９８０−０６４８Ｅ，Ａｐｒｉｌ ２０００」

本発明の課題は、この従来技術から出発して、エラー識別およびエラー解析を簡単化するコンピュータ断層撮影装置におけるデータ伝送のためのデータ伝送システムおよびデータ伝送監視方法を提供することにある

データ伝送システムに関する課題は、コンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置におけるデータ伝送のために、測定データを検出してビットストリームに変換し、コンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置の回転部分にある送信装置に伝達するデータ検出ユニットを備え、送信装置からビットストリームがコンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置の固定部分に伝送され、この固定部分には送信装置からのビットストリームを受信して画像再構成ユニットに伝達する受信装置を設け、画像再構成ユニットが画像再構成のために受信装置から伝達されたビットストリームを継続処理するコンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置におけるデータ伝送システムにおいて、少なくとも送信装置および受信装置はそれぞれ、ビットストリームのエラーを検査し識別されたエラーをエラープロセッサに伝えるエラー識別モジュールを含み、エラープロセッサは識別されたエラーの個数とエラー率および／またはエラー継続時間とを求め、評価のためにログファイル内に保存することによって解決される。
データ伝送監視方法に関する課題は、コンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置におけるデータ伝送を監視するために、データ検出ユニットにおいて測定データを検出してビットストリームに変換し、コンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置の回転部分にある送信装置に伝達し、送信装置からビットストリームをコンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置の固定部分にある受信装置に伝送し、受信装置は受信したビットストリームを画像再構成ユニットに伝達し、画像再構成ユニットにおいて画像再構成のためにビットストリームを継続処理するコンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置におけるデータ伝送監視方法において、少なくとも送信装置および受信装置にてリアルタイムでビットストリームのエラーを検査し、識別されたエラーの個数とエラー率および／またはエラー継続時間とを求め、評価のためにログファイル内に保存することによって解決される。
データ伝送システムおよびデータ伝送監視方法の有利な構成は従属請求項の対象であり、以下の記載並びに実施例から引き出すことができる。

コンピュータ断層撮影装置におけるデータ伝送のための本発明によるデータ伝送システムは、公知の如く、測定データを検出してビットストリームに変換し、コンピュータ断層撮影装置の回転部分にある送信装置に伝達するデータ検出ユニットを備え、送信装置からビットストリームがコンピュータ断層撮影装置の固定部分に伝送され、この固定部分には送信装置からのビットストリームを受信して画像再構成ユニットに伝達する受信装置を設け、画像再構成ユニットが受信装置から伝達されたビットストリームを再構成のために継続処理するように構成されている。更に、本発明によるデータ伝送システムにおいて、少なくとも送信装置および受信装置はそれぞれ、ビットストリームのエラーを検査し識別されたエラーをエラープロセッサに伝えるエラー識別モジュールを含み、エラープロセッサは識別されたエラーの個数およびエラー継続時間、またはエラーの個数およびエラー率、またはエラー持続時間およびエラー率を求め、評価のためにログファイルに保存する。このエラー検査はコンピュータ断層撮影装置の作動中にリアルタイムで行なわれるので、いつでも、ログファイルを覗き込むことによってデータ伝送系の現在の状態を検査可能である。本発明によるデータ伝送システムおよびデータ伝送監視方法の特別な実施態様において、エラー率、エラー個数および／またはエラー継続時間が予め設定可能な閾値を上回った際に警が発生される。画像再構成ユニットがこの種のエラー識別モジュールを含み、識別されたエラーをエラーの個数とエラー率および／またはエラー継続時間と共にログファイル内に保存すると好ましい。

データ伝送系の種々の個所でのビットストリームにおけるエラーの分離された検出によって、エラー発生時にいつでもエラーがどの伝送枝路で発生したかを識別することができる。これは、サービスマンにとってエラー原因の位置決めを容易にする。例えば閉じられたネットワークまたはインターネットを介するログファイルへの遠隔アクセスを提供することによって、このようにして遠隔診断も実現することができ、サービスマンには現地到着前に既に実施すべき他の検査に対して的確な準備を可能にする。

本発明によるデータ伝送システムもしくはデータ伝送監視方法の有利な実施態様において、エラー識別はビットストリームにおけるデータと共に伝送されるＣＲＣコードによる検査に基づいている。このＣＲＣコードは付属のデータワードのシグネチャであるので、このシグネチャの相違によって伝送エラーを識別することができる。他の構成では、代替的にまたは付加的にクロック信号をビットストリームから回収することができる。これができない場合、このことがエラーを表わす。更に、ビットストリームの信号強さの十分な高さを検査することができる。

本発明によるデータ伝送システムの特に有利な実施態様において、データ検出ユニットは、サービスマンの入力で選択可能に予め与えられるまたは予め与え得るビットパターンを発生するビットパターン発生器を有し、ビットパターンはデータ検出ユニットにおいてシリアルビットストリームに変換され、測定データと同様に画像再構成ユニットに伝達される。このようにして、サービスマンは画像再構成ユニットに組み込まれたエラー解析モジュールにより、エラー原因を見出す的確な検査を実施することができる。この場合に発生されるビットパターン並びに実施可能な評価ステップは、冒頭に述べた如き従来技術から公知であり、ここでも同様に使用することができる。しかしながら、本発明によるデータ伝送システムおよびデータ伝送監視方法は外部の検査システムの使用を必要としないので、この場合に生じる問題は回避される。有利な実施態様では、エラー解析モジュールは、ビットエラー率を求め、このビットエラー率が予め設定可能な閾値を上回った際に他の評価ステップを実行する。この場合にエラー解析モジュールは、体系的なビットエラーおよびバーストエラーの検出のために、偶発のビットエラーおよびバーストエラーの検出のために、あるいは位置またはパターンに関係したエラーを検出するエラー相関解析のために構成することができる。

本発明によるデータ伝送システムの別の有利な実施態様においては、各エラー識別モジュールにエラーの識別を表示するビジュアル表示手段が付設されている。この種の表示手段は、例えばエラー発生時に相応に点灯する１つまたは複数の発光ダイオードの形で、それぞれのエラー識別モジュールの範囲、すなわち送信装置の範囲、受信装置の範囲並びに場合によってはコンピュータ断層撮影装置における画像再構成ユニットの範囲に配置することができる。このようなビジュアル表示手段の局所的な配置によって、どの伝送枝路においてエラーが発生しているかを即座に見分けることができる。勿論、この種のビジュアル表示手段はコンピュータ断層撮影装置の使用者のモニタにおいて画面挿入することもできる。

以下において図面を参照しながら実施例に基づいて本発明によるデータ伝送システムおよびデータ伝送監視方法をもう一度例示的に説明する。
図１は本発明のデータ伝送システムの構成例、
図２は本発明のデータ伝送システムにおけるデータ伝送系内のビジュアル表示手段の例、
図３は公知のＢＥＲＴシステムの例、
図４は識別されたエラーに基づくヒストグラムの例、
図５はガントリ位置に対して相関関係にあるエラー発生の例、
図６はガントリ位置に対するエラーの相関を示すヒストグラムの例、
図７はエラーのないインターバルの分布のヒストグラムの例、
図８は１つのワード内のエラー位置に関係したエラー個数に対するヒストグラムの例、
図９はデータパケット内のエラーのあるワードの位置に関係したエラー個数のヒストグラムの例、
図１０はバースト長の分布並びにエラーのないインターバルの分布のヒストグラムの例、
図１１はバースト長の分布並びにエラーのないインターバルの個数の分布のヒストグラムの他の例、を示す。

次の例はコンピュータ断層撮影装置の具体的なデータ伝送システムに関係し、このシステムでは回転部分と固定部分との間の伝送が送信アンテナを形成する所謂スリップリングにより高周波接続路を介して行なわれる。勿論、これは単にこの種のデータ伝送システムの特殊な例にすぎない。本発明は、回転部分と固定部分との間の多数の他の伝送技術にも適用でき、例えば光学式伝送技術または無接触でない伝送技術並びに多重平行なまたは区分されたスリップリングによる伝送技術にも適用することができる。

図１は、まず概略図で固定部分５とこの固定部分５内で回転するガントリ４とを備えたコンピュータ断層撮影装置の一部を示す。ガントリ４には、図示されていないＸ線管と、このＸ線管に対向する検出器バンク１７が配置されている。検出器バンク１７の個々の検出器チャネルから得られた電圧信号は、パラレル／シリアル変換器を備えたデータ検出ユニット１によってシリアルビットストリームに変換され、電気光学変換器により光ビットストリームとして光導波路２０を介して送信装置２に伝達される。送信装置２は光電気変換器および高周波出力部を含み、この高周波出力部を介してシリアルビットストリームが高周波信号として組込み式送信アンテナを有する伝送リング１３に供給される。回転するガントリ４の高周波信号は、固定部分５に固定された受信装置３によって受信アンテナ１４を介して受信され、電気光学変換器を介して光ビットストリームに変換され、光導波路２０を介して画像再構成ユニット７に伝送される。画像再構成ユニット７は光電気変換器と得られたシリアルデータをパラレルデータに変換するためのシリアル／パラレル変換器とを含む。パラレルデータは画像再構成のために公知のように継続処理される。

本発明によるデータ伝送システムの場合、ここでの例では付加的にビットパターン発生器１１がデータ検出ユニット１内に組み込まれている。データ検出ユニット１内にビットパターン発生器１１を組み込むことによって、外部の検査システムの使用が回避される。それにより、このビットパターン発生器１１はコンピュータ断層撮影装置の場所でいつでも検査者が使用できる。この組込み式ビットパターン発生器１１の利点は、直接にデータ接続路のパラレル／シリアル部分、シリアル／パラレル部分およびパラレル部分を検査できることにある。ビットパターン発生器１１は、選択可能に予め与えられるかまたは予め与え得る検査ビットパターンを発生するために、サービスマンによって画像再構成ユニット上で走るソフトウェアプログラムを介して構成され始動させられる。この検査ビットパターンはデータ検出ユニット１内でシリアルビットストリームに変換され、データ伝送系を介して画像再構成ユニット７に伝送される。そこで、コンピュータ断層撮影装置の通常作動中における測定データと同様にメモリに保存される。画像再構成ユニット７は、ソフトウェアモジュールの形のエラー解析モジュール１２を含む。このエラー解析モジュール１２は、エラー率の算出によってコンピュータ断層撮影装置の異なった作動モードにおけるデータ接続路の品質に関する定量的予測をするために、得られたもしくは保存されたデータを公知のように評価する。求められたビットエラー率が予め与え得る閾値を上回った際、得られたビットパターンがエラーの分類のために公知のように評価される。この受信されたビットパターンの評価の例につては以下の実施例においてもう一度詳述する。評価結果はコンピュータ１５への使用可能なインターフェースを介して使用者に伝達される。

データ伝送システムの本発明による構成においては、シリアルビットストリームおよび信号強さがデータ接続路に沿って通常作動中にリアルタイムで監視され、発生したエラーは個数および継続時間についてコンピュータ１５内のログファイル１０に取込まれる。ログファイル１０は遠隔アクセス手段１６、例えばインターネットを介してサービスマンによって照会可能であるので、サービスセンターは現地到着前に既にエラー位置および場合によっては必要な交換部品に関する多数の情報を得る。リアルタイムでのこのエラー監視のために、送信装置２、受信装置３並びに画像再構成ユニット７はそれぞれ、その都度受信したビットストリームのエラーを継続して検査するエラー識別モジュール８を有する。これは、データ検出ユニット１によってシリアルビットストリーム内のデータに付加されるＣＲＣコードに基づいて行なわれる。このＣＲＣコードは一般には画像再構成ユニット７において正確さを検査される。差異がある場合にはその都度のデータパケットはエラーを有するパケットとして標識を付される。伝達されたパケットの総数に対する、エラーを有するパケットの個数はデータ接続路の品質の尺度として使用される。エラーを有するデータパケットの個数が予め与えられた値を上回った際、警戒通報が発せられる。同じように、送信装置２および受信装置３のエラー識別モジュール８がシリアルビットストリームを検査し、回転部分４にあるエラープロセッサ９ａもしくは固定部分５に配置されたエラープロセッサ９ｂにエラーを知らせる。これらのエラープロセッサ９ａ，９ｂはエラー個数およびエラー継続時間を計数する。これらの値が予め与えられた限界を上回るかもしくは下回ったときに、同様に警戒警報が発せられる。エラー個数およびエラー継続時間はエラープロセッサ９ａ，９ｂによってその都度ログファイル１０内に保存される。エラーモジュール８によって、エラー識別のほかに、送信装置２の場合には到来する光信号の信号強さが検出され、受信装置３の場合には到来する高周波信号の信号強さが検出され、そして画像再構成ユニット７の場合には到来する光信号の信号強さが検出される。更に、勿論、シリアルデータストリームに含まれるクロック信号の回収可能性の如き他のパラメータも検査することができる。

図２は本発明によるデータ伝送システムの構成を概略図で示す。このデータ伝送システムにおいては、それぞれのエラー識別モジュール８の状態を表示するためにビジュアル表示手段１８が使用されている。データ検出ユニット１から発生されたシリアルビットストリームは光導波路２０を介して送信装置２に伝達され、送信装置２においてエラー識別モジュールがシリアルビットストリームの信号強さおよびエラーを検査する。この送信装置２には多数の発光ダイオード１９を備えたビジュアル表示手段１８が取付けられており、これらの発光ダイオードは十分な信号の強さ、電源の使用可能性並びに発生エラーを点灯によって表示する。同様に、この種のビジュアル表示手段１８が、高周波接続路２１を介して受信されたシリアルビットストリームを相応に検査する受信装置３に取付けられている。図から明らかのように、同じことが画像再構成ユニット７におけるビジュアル表示手段１８に対して当てはまる。ビジュアル表示手段のこの配置によってエラー状態がシステムへのアクセスなしに即座に明らかになる。これは検査者に時間を節約させ、定められた重大なエラーの際に全部の検査シーケンス実行しなければならない必要性を回避させる。

画像再構成ユニット７のエラー解析モジュール１２は、画像再構成ユニット７によって受取られたデータまたはログファイル１０から呼び出されたデータを予め設定された基準に従って解析し、特にシリアルビットストリーム内でエラーを位置決めおよび分類するソフトウェアモジュールとして実現されている。コンピュータ断層撮影装置のデータ接続路におけるビットエラーは種々のエラー源に起因する。エラー源に関する知識は、サービス活動を管理することができるために重要である。例えば、エラー原因がデータ接続路の故障した構成要素にあるのかどうか、またはＣＴシステムの内部または外部の障害源による干渉の増大によって惹き起こされたかどうかを区別することが重要である。

図４は、ログファイルから得られたエラーデータの評価例または伝送された予め与えられたビットパターンの評価によって得られたエラーの評価例を示す。この例ではデータ接続路自体の外部ではあるがコンピュータ断層撮影装置の内部にある非同期の干渉源が位置決めされる。送信装置と受信装置との間の高周波接続路は、高周波発生器と回転モータまたはこのモータを駆動する高出力周波数インバータとの間の干渉に非常に敏感である。この干渉の識別のために、図４に示されている２つのヒストグラムが作成される。両ヒストグラムはエラーバースト長の分布並びにエラーのないインターバルの分布を示す。これらのヒストグラムから、体系的な繰り返し率および繰り返し継続時間を有する非同期干渉が存在するかどうか明らかである。データ速度およびエラー率との相関で非同期干渉の度数が算出される。これは、干渉源の第１の示唆を与える。これに続いて、サービスマンは対応検査によってこの示唆が正しいかどうかを確認することができる。

図５は得られたエラーデータの評価のための他の例を示す。コンピュータ断層撮影装置において、公差に起因する高周波アンテナの形状誤差は、ガントリの同一の角度位置でしばしば生じるエラーをもたらす。この種のエラーの識別は、ガントリに固定されたＸ線管の位置により指定されるガントリ角度位置と発生エラーとの相関によって行なうことができる。図５は、定められた時間に亘って測定されたガントリ位置とこの時間内でのエラーの時間的発生との対比の一部分を示す。図６は、この測定から導き出された、ガントリ位置に関係したエラー個数を表わすヒストグラムを示す。この種のヒストグラムが本例のように定まったガントリ位置において明確なピークを示す場合、これは、この位置における伝送リングのエラーに対する示唆である。

図７および図８は、パラレル／シリアル変換器およびシリアル／パラレル変換器によってまたはパラレルプロセッサによって惹き起こされるエラーを識別するための異なるヒストグラムを示す。この種のエラーを識別するために、本例では、エラーのないインターバル長の分布（図７）並びに３２ビットワード内のエラー位置に関係したエラー個数（図８）を表わすヒストグラムがエラーデータから作成される。これらのヒストグラムにおいて、データ検出ユニット１におけるワード長のビットインターバル（本例では１６ビット）または画像再構成ユニット７の受信装置におけるワード長のビットインターバル（本例では３２ビット）でピークが生じる場合、これは、対応する構成要素においてエラーが存在することの示唆である。図７は１６ビットパラレルバス内の同じビットにおける内部の偶発ビットエラーを示唆する。図８は３２ビットワード内の２つのビット位置における内部エラーを示唆する。

図９は、伝達されたデータパケット内におけるデータワードの位置に関係したエラー個数を与えるヒストグラムの他の例を示す。このヒストグラムによって、パラレル処理時にデータパケット内に生じるエラーが検出される。パラレル処理時にはエラーの場合にデータパケット内の幾つかのワードのみが誤って処理される。ヒストグラムにおいて定まったワード位置にピークが生じる場合、このことはエラー源がパラレルパケットプロセッサ内にあることを意味する。

ビットパターン発生器による繰り返しのビットパターンを有するパケットの発生によって、定まったビット組合せによって惹き起こされるエラー（所謂パターン感応エラー）も識別することができる。この種のエラーは図９に示されているヒストグラムによって、同様に識別することができる。これらのエラーは一般に電子回路におけるエラーによって惹き起こされる。

このエラー解析モジュールは、悪い信号ノイズ比によって惹き起こされる偶発ビットエラーの発生源または外部の干渉源によるエラーの発生源も検出することができる。このために、図１０および図１１において明らかであるように、エラーバースト長の分布並びにエラーのないインターバルの分布のヒストグラムが作成される。図１０は偶発ビットエラーを示唆するヒストグラムを示す。この場合にエラー分布においては孤立したビットエラーが支配的である。なぜならば、２つまたはそれ以上の相次ぐビットエラーの確率は非常に少ないからである。付加的にエラーのないインターバル長のヒストグラムは、付加的にエラーの偶発性を示唆するエラーのランプ状分布を示す。この種の偶発ビットエラーが検出されたとき、このエラーは一般に低レベル信号を伝送するデータ伝送系の一部における悪い信号ノイズ比に起因する。従って、これは、光学式受信器の光入力信号または高周波受信器の入力端における電気信号レベルが許容限界値内にあることを示唆する。図２に示されているように適当な構成要素におけるビジュアル表示手段によって付加的にその推測が正しいことを確認することができる。

図１１のヒストグラムは外部干渉源の存在を示唆する。この場合にエラーバースト長の分布およびエラーのないインターバル長の分布は偶発バーストエラー分布を示唆する。この種の偶発バーストエラーは、例えばコンピュータ断層撮影装置近傍で作動される他の医療機器または非医療機器による自明の外部干渉の示唆である。

本発明によるデータ伝送システムは組込み式のエラー監視および診断機器を装備しており、これにより、コンピュータ断層撮影装置が通常の作動モードにあるときにも、すなわち通常の患者撮影中においても、付加的な検査機器を使用する必要なしに、データ接続路の品質が定量的に検出可能である。組み込まれたエラー解析モジュールおよび組み込まれたビットパターン発生器によって、病院内においてエラー探索を迅速に、簡単に、且つ低減されたコストで実施することができる。

本発明のデータ伝送システムの構成例を示すブロック図 本発明のデータ伝送システムのデータ伝送系内のビジュアル表示手段の例を示すブロック図 公知のＢＥＲＴシステムの例を示すブロック図 識別されたエラーに基づくヒストグラムの例を示す図 ガントリ位置に対して相関関係にあるエラー発生の例を示す図 ガントリ位置に対するエラーの相関を示すヒストグラムの例を示す図 エラーなしのインターバルの分布のヒストグラムの例を示す図、 ワード内のエラー位置に関係したエラー個数のヒストグラムの例を示す図 データパケット内のエラーのあるワードの位置に関係したエラー個数のヒストグラムの例を示す図 バースト長の分布並びにエラーのないインターバルの分布のヒストグラムの例を示す図 バースト長の分布並びにエラーのないインターバルの個数の分布のヒストグラムの他の例を示す図

符号の説明

１ データ検出ユニット
２ 送信装置
３ 受信装置
４ 回転部分（ガントリ）
５ 固定部分
７ 画像再構成ユニット
８ エラー識別モジュール
９ａ 回転部分にあるエラープロセッサ
９ｂ 固定部分にあるエラープロセッサ
１０ ログファイル
１１ ビットパターン発生器
１２ エラー解析モジュール
１３ 伝送リング
１４ 受信アンテナ
１５ ログファイルを備えたコンピュータ
１６ 遠隔アクセス手段
１７ 検出器バンク
１８ ビジュアル表示手段
１９ 発光ダイオード
２０ 光導波路
２１ 高周波接続路
２２ 検査システム
２３ ビットパターン発生器
２４ エラー解析ユニット
２５ 基準クロック
２６ 検査されるデータ伝送システム

Claims (28)

1. コンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置におけるデータ伝送のために、測定データを検出してビットストリームに変換し、コンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置の回転部分（４）にある送信装置（２）に伝達するデータ検出ユニット（１）を備え、送信装置（２）からビットストリームがコンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置の固定部分（５）に伝送され、固定部分（５）には送信装置（２）からのビットストリームを受信して画像再構成ユニット（７）に伝達する受信装置（３）を設け、画像再構成ユニット（７）が画像再構成のために受信装置（３）から伝達されたビットストリームを継続処理するコンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置におけるデータ伝送システムにおいて、少なくとも送信装置（２）および受信装置（３）はそれぞれ、ビットストリームのエラーを検査し識別されたエラーをエラープロセッサ（９ａ，９ｂ）に伝えるエラー識別モジュール（８）を含み、エラープロセッサ（９ａ，９ｂ）は識別されたエラーの個数とエラー率および／またはエラー継続時間とを求め、評価のためにログファイル（１０）内に保存することを特徴とするコンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置におけるデータ伝送システム。
2. エラー識別モジュール（８）がビットストリームに含まれているＣＲＣコードを検査するために構成されていることを特徴とする請求項１記載のデータ伝送システム。
3. エラー識別モジュール（８）がビットストリームの信号レベルを検査するために構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のデータ伝送システム。
4. エラー識別モジュール（８）がビットストリームに含まれているクロック信号の回収可能性を検査するために構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載のデータ伝送システム。
5. 画像再構成ユニット（７）もエラー識別モジュール（８）を有することを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載のデータ伝送システム。
6. データ検出ユニット（１）は、使用者の指令入力で選択可能に予め与えられるかまたは予め与え得る変換および伝達のためのビットパターンを発生するビットパターン発生器を有することを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載のデータ伝送システム。
7. 画像再構成ユニット（７）は、伝達されたビットパターンおよび／またはログファイル（１０）内に保存された識別されたエラーの個数およびエラー継続時間の評価によってエラー解析するためのエラー解析モジュール（１２）を有することを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載のデータ伝送システム。
8. エラー解析モジュール（１２）は、コンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置の異なった作動様式においてデータ検出ユニット（１）から画像再構成ユニット（７）までのデータ接続路の品質を定量的に予測するためにビットエラー率を算出するために構成されていることを特徴とする請求項７記載のデータ伝送システム。
9. エラー解析モジュール（１２）は、ビットエラー率が予め設定可能な閾値を上回った際に、エラーを識別するための評価を行なうために構成されていることを特徴とする請求項８記載のデータ伝送システム。
10. エラー解析モジュール（１２）は、体系的なビットエラーおよびバーストエラーを検出するために構成されていることを特徴とする請求項７乃至９の１つに記載のデータ伝送システム。
11. エラー解析モジュール（１２）は、偶発のビットエラーおよびバーストエラーを検出するために構成されていることを特徴とする請求項７乃至１０の１つに記載のデータ伝送システム。
12. エラー解析モジュール（１２）は、位置に関係したおよび／またはパターンに感応したエラーを検出するために構成されていることを特徴とする請求項７乃至１１の１つに記載のデータ伝送システム。
13. エラープロセッサ（９ａ，９ｂ）および／または画像再構成ユニット（７）は、識別されたエラーの個数、エラー継続時間およびビットエラー率のどれか１つまたは複数が予め設定可能な閾値を上回った際に警報を発生することを特徴とする請求項１乃至１２の１つに記載のデータ伝送システム。
14. 各エラー識別モジュール（８）には、エラー識別モジュール（８）によって識別されたエラーのビジュアル表示手段（１８）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１３の１つに記載のデータ伝送システム。
15. ビジュアル表示手段（１８）は、エラー識別時に点灯する発光ダイオード（１９）を備えていることを特徴とする請求項１４記載のデータ伝送システム。
16. コンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置におけるデータ伝送を監視するために、データ検出ユニット（１）において測定データを検出してビットストリームに変換し、コンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置の回転部分（４）にある送信装置（２）に伝達し、送信装置（２）からビットストリームをコンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置の固定部分（５）にある受信装置（３）に伝送し、受信装置（３）は受信したビットストリームを画像再構成ユニット（７）に伝達し、画像再構成ユニットにおいて画像再構成のためにビットストリームを継続処理するコンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置におけるデータ伝送監視方法において、少なくとも送信装置（２）および受信装置（３）にてリアルタイムでビットストリームのエラーを検査し、識別されたエラーの個数とエラー率および／またはエラー継続時間とを求め、評価のためにログファイル（１０）内に保存することを特徴とするコンピュータ断層撮影装置または断層撮影可能なＸ線装置におけるデータ伝送監視方法。
17. ビットストリームに含まれるＣＲＣコードに基づいてビットストリームのエラーを検査することを特徴とする請求項１６記載の方法
18. ビットストリームの信号レベルを検査することを特徴とする請求項１６または１７記載の方法。
19. ビットストリームに含まれるクロック信号の回収可能性を検査することを特徴とする請求項１６乃至１８の１つに記載の方法。
20. ビットストリームのエラーを画像再構成ユニット（７）においても検査し、識別されたエラーの個数および／またはエラー継続時間を求め、評価のためにログファイル（１０）内に保存することを特徴とする請求項１６乃至１９の１つに記載の方法。
21. データ検出ユニット（１）から使用者の指令入力で選択可能に予め与えられるかまたは予め与え得るビットパターンを発生し、ビットパターンをビットストリームに変換して伝達することを特徴とする請求項１６乃至２０の１つに記載の方法。
22. 画像再構成ユニット（７）によって受信されたビットパターンのエラーを解析することを特徴とする請求項２１記載の方法。
23. コンピュータ断層撮影装置もしくはＸ線装置の異なった作動様式においてデータ検出ユニット（１）から画像再構成ユニット（７）に至るデータ接続路の品質の定量的予測を得るために、受信されたビットパターンからおよび／またはログファイル（１０）内に保存された識別されたエラーの個数およびエラー継続時間からビットエラー率を求めることを特徴とする請求項１６乃至２２の１つに記載の方法。
24. ビットエラー率が予め与え得る閾値を上回った際、エラーバースト長の分布並びにエラーのないインターバル長の分布を表わすヒストグラムを作成することを特徴とする請求項２３記載の方法。
25. ビットエラー率が予め与え得る閾値を上回った際、コンピュータ断層撮影装置もしくはＸ線装置の回転部分（４）のその都度の位置に関係したエラー個数を表わすヒストグラムを作成することを特徴とする請求項２３または２４記載の方法。
26. ビットエラー率が予め与え得る閾値を上回った際、伝送されたビットワード内のビット位置に関係したエラー個数を表わすヒストグラムを作成することを特徴とする請求項２３乃至２５の１つに記載の方法。
27. ビットエラー率が予め与え得る閾値を上回った際、伝送されたデータパケット内のエラーのあるワードの位置に関係したエラー個数を表わすヒストグラムを作成することを特徴とする請求項２３乃至２６の１つに記載の方法。
28. 識別されたエラーの個数、エラー継続時間およびビットエラー率のどれか１つまたは複数が予め与え得る閾値を上回った際、警報を発生することを特徴とする請求項１６乃至２７の１つに記載の方法。

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