JP2005518230A - Ｃｔスキャナにおける無線データ伝送 - Google Patents
Ｃｔスキャナにおける無線データ伝送 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005518230A JP2005518230A JP2003546635A JP2003546635A JP2005518230A JP 2005518230 A JP2005518230 A JP 2005518230A JP 2003546635 A JP2003546635 A JP 2003546635A JP 2003546635 A JP2003546635 A JP 2003546635A JP 2005518230 A JP2005518230 A JP 2005518230A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- data
- transmitter
- scanner
- receiver
- thim
- 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.)
- Pending
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims description 40
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 12
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 3
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 66
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 6
- 210000000038 chest Anatomy 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 238000013523 data management Methods 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013170 computed tomography imaging Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/56—Details of data transmission or power supply, e.g. use of slip rings
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
- A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Public Health (AREA)
- Pathology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (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)
Abstract
Ｘ線源とＸ線検出器のアレイとが、ＣＴスキャナによって画像化される患者の身体を通過する経路上でのＸ線の吸収を決定する為にローターに装着された、ステーターとローターとを備えるガントリを有するＣＴスキャナであって、患者の画像を生成するために、検出器へ入射するＸ線源からのＸ線の強度に応じてＸ線検出器によって生成された信号中に含まれるデータを処理するプロセッサと、Ｘ線検出器によって生成された信号中に含められたデータを受信し、スペクトル拡散符号化にしたがって、データが符号化された信号を送信する、少なくとも一つのスペクトル拡散送信機と、少なくとも一つのスペクトル拡散送信機によって送信された符号化された信号を受信し、符号化されたデータをプロセッサに転送する、少なくとも一つのスペクトル拡散受信機と、を備える。
Description
【０００１】
［発明の技術分野］
本発明は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）Ｘ線画像化に関し、特に、ＣＴスキャナ内のＸ線検出器で生成されたデータを、そのデータに応じて画像を生成して表示するプロセッサに送信するための方法および装置に関する。
【０００２】
［発明の背景］
患者のＣＴＸ線画像化において、Ｘ線は、患者身体の部位の内部の組織や特徴を画像化するために用いられる。画像化は、Ｘ線を用いて身体の部位の連続した複数の比較的薄い平面スライスの内部の組織と特徴を画像化する、以下“ＣＴスキャナ”と呼ぶＣＴ画像化システムによって行われる。
【０００３】
ＣＴスキャナは、一般的に、平面の扇形のＸ線ビームを提供するＸ線源と、Ｘ線扇形ビームと同一面にありＸ線源と向かい合っている、近接配置されたＸ線検出器のアレイとを備える。Ｘ線源と検出器アレイは、一般に適切な診察台に横たわっている、ＣＴスキャナによって画像化される人物が、ガントリ内でＸ線源と検出器アレイの間に配置できるようにガントリに装着される。ガントリと診察台は、Ｘ線源と検出器アレイが患者に沿って軸方向で所望の位置に配置できるように互いに移動可能である。
【０００４】
ガントリは、ステーターと呼ばれる静止の構造と、ローターと呼ばれる、それが軸方向の周りで回転できるようにステーターに装着される回転部品とを備える。第３世代ＣＴスキャナにおいて、Ｘ線源と検出器は、ローターに装着される。軸方向の周りでのローターの角度位置は、Ｘ線源が、患者身体の周りで“ビューアングル（view angle）”と呼ばれる所望の角度に配置できるように制御可能である。
【０００５】
患者身体の部位のスライスを画像化するために、Ｘ線源は、スライスの軸方向の位置に配置され、またＸ線源は、そのスライスをＸ線を用いて複数の異なるビューアングルから照射するようにスライスの周りで回転する。それぞれのビューアングルで、検出器アレイ内の検出器は、スライスを透過した、Ｘ線源からのＸ線の強度を測定する。検出器アレイ内の特定の検出器によって検出されたＸ線の強度は、Ｘ線源からスライスを経由してその検出器に至る経路長上で、Ｘ線がスライス内の物質で減衰した量の関数である。測定は、経路長に沿ってのスライス内での、組織の組成および密度についての情報を提供する。
【０００６】
例えば、Ｘ線源がビューアングルθに位置するときの、検出器アレイ内の“ｎ番目”の検出器によって検出される、入射Ｘ線の輝度をＩ（ｎ，θ）で表すと、Ｉ（ｎ，θ）＝Ｉ０ｅｘｐ（−∫μ（ｌ）ｄｌ）である。Ｉ（ｎ，θ）についてのこの式において、Ｉ０は、Ｘ線源がスライスを照射するＸ線の強度であり、ｌに関する積分は、Ｘ線源からｎ番目の検出器に向う方向に沿ってスライス内の物質を経由する経路に関する積分を表し、μ（ｌ）は、その経路上の位置ｌでの物質の、単位経路長当たりのＸ線吸収係数である。（この積分のｎとθへの依存関係は明確には示しておらず、経路長ｌの長さおよび方向の、ｎとθへの依存によって決定される。）
【０００７】
Ｉ０および検出されたＩ（ｎ，θ）から、経路長ｌに沿って減衰したＸ線の量、および、以下“線積分”と呼ぶ積分∫μ（ｌ）ｄｌの値を決定することができる。したがって、ｎ番目の検出器によってビューアングルθで提供される減衰の測定は、θとｎ番目の検出器の既知の位置で決定される、スライスを経由する特定の経路長上での、Ｘ線源を基準とする、吸収係数の線積分の値を提供する。
【０００８】
特定のビューアングルθで検出器アレイ中の全ての検出器によって提供される、スライスについての減衰測定値の組はビュー（view）と呼ばれる。スライスについての全ビューの減衰測定値の組は、スライスの“投影(projection)”と呼ばれる。スライスの投影のデータによって提供される線積分の値は、スライス内での位置の関数として吸収係数μのマップを提供するための、当技術分野で知られたアルゴリズムを用いて処理される。患者身体の部位内での複数の隣接するスライスの吸収係数のマップは、その部位の内部の器官と特徴を表示および識別するために用いられる。
【０００９】
いくつかのＣＴスキャナでは、患者の部位を画像化するために、患者の連続したスキャンが実行される。このスキャンにおいて、その部位は、Ｘ線源と検出器アレイを収容するガントリを通して部位を移動させるために、患者をｚ方向で段階的に移動させる事によって走査される。それぞれの段階に続いて、その部位のスライスの投影を取得するために、Ｘ線源は、３６０または（１８０＋Δ）度で回転する。ここで、Δは、Ｘ線源が提供する扇形ビームの角度幅である。いくつかのＣＴイメージャでは、患者の“らせんスキャン”が行われる。このスキャンでは、患者の部位がガントリを通って着々と前進すると同時に、Ｘ線源が患者の周囲で回転し、部位のスライスの投影は“実行中に”に得られる。マルチスライススキャナと呼ばれるいくつかのＣＴスキャナでは、患者の部位の複数のスライスが同時に画像化される。多くの場合、患者の部位の４つのスライスが、マルシスライスＣＴスキャナで同時に画像化される。
【００１０】
第３世代ＣＴスキャナにおいて、Ｘ線源と検出器は、イメージャのローターに装着される。検出器に入射したＸ線の強度に応じて検出器によって生成されたデータは、ローターから、データによって画像を生成し生成された画像を表示するプロセッサの場所に転送されなければならない。
【００１１】
ＣＴスキャナのローター上の検出器によって生成されたデータを、処理及び表示の為の所望の場所に送信するための多くの様々な方法およびシステムが利用可能である。しかしながら、ローターのすぐ近くの環境は、一般に、電磁的に非常に雑音が多い。その結果、電磁波を用いた、データの自由空間伝送は、実用的であるとは考えられていなかった。通常、検出器によって生成されたデータは、非常に短い距離で、ローターとステーター間の接触接続または非接触の“近接”接続を介して、ローターからステータに転送される。データは、ステーターから、データが処理および／または表示される所望の場所に、ワイヤまたは光ファイバを介して伝送される。
【００１２】
いくつかの第３世代ＣＴスキャナにおいて電気機械式の、接触のスリップリングは、ローターからステーターにデータを伝送するための、イメージャのローターとステーター間の接触の接続を提供する。しかしながら、現在のＣＴスキャナは２０−８００Ｍｂｉｔ／ｓのデータ速度でデータを生成し、またデータ速度は、ＣＴスキャナが高速になるにつれ、およびマルチスライススキャナが同時に取得するスライスが増えるにつれ増加している。接触のスリップリングは、一般に、現在の第３世代ＣＴスキャナがデータを生成する速度に合うデータ転送速度での、信頼性のあるデータ転送に対応することができない。
【００１３】
したがって、通常、現在のＣＴスキャナでは、ローターとステーター間では非接触の近接結合を介してデータが送信される。このリンクは、例えば、光学的なまたは電磁的な結合であっても良い。様々なタイプのこのような非接触結合が、例えば、Schliefring（ドイツ）、Litton Poly-Scientific（米国）、およびElectro Tech（米国）から市販されている。しかしながら、現在利用可能なＣＴスキャナ用の非接触結合は、一般的に高価で、またそれらは通常、イメージャの機械的な構成を複雑にする。また、現在の非接触結合は、一般的に、１Ｇｂｉｔ／ｓ以上のデータ転送速度に対応できない。
【００１４】
米国特許5,577,026は、データがローターとステーター上のアンテナ組立品を介して転送される、ＣＴスキャナのローターとステーター間データ転送のための非接触データ結合について記載している。データ結合の実施形態において、アンテナ組立品は、容量結合され、データはＲＦ信号を用いてアンテナ間で転送される。発明者は、ＩＲ、ＵＶまたは光の周波数もまた、データを転送するために用いることができることに言及している。発明者は、イーサネット（登録商標）プロトコルを用いるリンク上で伝送されるデータの符号化、および毎秒約１０メガビット（Ｍｂｉｔ／ｓ）の信頼性のあるデータ転送速度の達成について記載している。
【００１５】
米国特許5,530,425は、ローターに装着された伝送ライン、およびその伝送ラインと結合されたステーターに装着された非接触の近接ＲＦカップラーを用いて、ＣＴスキャナのローターからイメージャのステーターまで、データを送信するためのシステムについて記載している。
【００１６】
米国特許5,469,488は、ＣＴスキャナーのローターとステーター間でデータを伝送するための光学システムを記載している。このシステムにおける複数の光放射素子は、ローターおよびステーター上に配置され、ステーターとローター間でデータを転送するために、ステーターまたはローター上にそれぞれ装着された受光素子に光信号を伝送する。
【００１７】
［発明の概要］
本発明のいくつかの実施形態の側面は、自由空間電磁波を用いて、ＣＴスキャナガントリのローターに装着されたＸ線検出器によって生成されたデータを、所望の場所の受信機に伝送するための方法および装置を提供することに関連する。
【００１８】
本発明のいくつかの実施形態の側面は、Ｘ線検出器によって生成されたデータを、ローターと離れた場所に配置された受信機に伝送するための方法および装置を提供することに関連する。
【００１９】
本発明のいくつかの実施形態の側面は、１Ｇｂｉｔ／ｓと等しいかまたはそれを超える伝送速度での信頼性のあるデータ伝送に対応した、検出器からデータを伝送するための方法および装置を提供することに関連する。
【００２０】
発明者は、電磁波のスペクトル拡散符号化を用いることにより、データを、ＣＴスキャナのローター内の検出器から所望の場所まで、高いデータ速度で自由空間を確実に伝送することができることを認識している。スペクトル拡散伝送は、とりわけ頑丈なものであり、自由空間電磁波を介して、電子的にノイズの多い環境において地点間で確実かつ正確にデータを伝送するために用いることができる。
【００２１】
特に、以下“ＴＨＩＭ”と記す、“時間ホッピング・インパルス変調（time hopping impulse modulation）”と呼ばれるスペクトル拡散伝送の技法は、同一の局部的なノイズの多い環境に位置する多数のデータ発生源からの、信頼性のある同時データ伝送に対応するために用いることができる。ＴＨＩＭ伝送では、信号は、インパルスまたはモノパルスといわれる非常に短いパルスのパルス列として伝送される。パルス列中のそれぞれのモノパルスおよび次の引き続いて起こるモノパルスは、パルス繰返し間隔（ＰＲＩ）といわれる時間間隔で分離される。ＰＲＩは、一般に、モノパルスの継続期間よりも非常に長く、モノパルスの継続期間の百から千倍の範囲にあっても良い。全ての連続した２つのモノパルス間のＰＲＩは、所定の周期的な“時間ホッピング符号”にしたがって規則正しく変化する。ＰＲＩを変化させることによって、データは、パルス列中に符号化される。この変化は、符号化すべきデータに応じて決定され、時間ホッピング符号に応じてなされる変化への付加である。同じ区域内で動作する、数多くのＴＨＩＭ送信機は、通常、一つの送信機が送信したデータが別の送信機が送信したデータと干渉することなしに、同一の受信機に同時にデータを送信することができる。それぞれの異なる送信機が異なる時間ホッピング符号を用いることによって、干渉は、概して防止され、または大きく低減される。
【００２２】
ＴＨＩＭは、1987年2月3日に発行された米国特許4,641,317に始まり、米国特許4,813,057、4,979,186および5,363,108がそれに続く、Fullertonの一連の特許に記載されている。また、Fullertonの米国特許6,031,862は、理論的な分析が、ＲＦ ＴＨＩＭがセルラー式の電話システムにおいてセル当たり何千もの音声チャンネルを提供できることを示唆していることについて述べている。上記の指摘された全てのFullertonの特許の開示は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【００２３】
本発明の実施形態によれば、イメージャのローターに装着されたＸ線検出器から所望の場所にデータを伝送するための、少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機を有するデータ伝送システムを備えるＣＴスキャナが提供される。本発明のいくつかの実施形態では、少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機は、検出器からガントリステーター上のＴＨＩＭ受信機までデータを伝送する。ローターからステーターにデータを伝送するための従来のシステムと異なり、本発明の実施形態によるローターからステーターへのデータのＴＨＩＭ伝送は、ＴＨＩＭ送信機および受信機が物理的に接触している事または接近していることを必要としない。その結果、ＴＨＩＭ伝送の使用は、ガントリの構造をシンプルにする。
【００２４】
本発明のいくつかの実施形態において、少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機は、ローター内の検出器から、ステーター上の受信機ではなく、ガントリから離れて配置された受信機までデータを伝送する。例えば、受信機は、ＣＴガントリが配置されるのと同じ部屋の異なる部分に配置されても良い。ＴＨＩＭ信号は、たいていのビルの壁を伝送された後でも比較的容易に検出できるので、受信機は、ＣＴガントリが配置されるのと異なる部屋にあっても良い。例えば、本発明のいくつかの実施形態において、受信機は、データが処理されおよび／または表示される場所に配置される。この場所は、ＣＴガントリが配置される部屋と異なる部屋に位置していても良い。
【００２５】
上記のように、多くのＴＨＩＭ送信機は、データを同時に伝送するように動作することができるので、本発明の実施形態によれば、データ伝送システムは、そのシステムに十分な数のＴＨＩＭ送信機を提供することによって、高いデータ伝送速度に対応するように構成することができる。例えば、約４０Ｍｂｉｔ／ｓｅｃまでのデータ伝送速度に対応するＴＨＩＭ送信機は、現在、米国アラバマの“Time Domain”から”PulsOnと呼ばれるチップセットで入手可能である。約１．２Ｍｂｉｔ／ｓｅｃのデータ伝送速度に対応するＣＴシステムのためのデータ伝送システムを提供するために、システムは、並列に動作する３０のPlusOnチップセットを備えるように構成することができる。
【００２６】
本発明のいくつかの実施形態において、検出器が生成したデータは、好適なプロセッサによってローターにおいて処理され、次に、処理されたデータは、少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機によって受信機に伝送される。処理は、本発明の実施形態によれば、例えば、識別のヘッダを有し当技術分野で知られたタイプの様々な誤り訂正符号を含むデータパケットにパックすることを含むであろう。本発明のいくつかの実施形態において、ヘッダは、データパケットが受信されていないこと、または破損したことを受信機が識別するために用いられる。紛失しおよび／または破損したデータパケットのために、受信機は、少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機によって、紛失しおよび／または破損したデータパケットが伝送される冗長のプロトコルを開始させる。
【００２７】
したがって本発明の実施形態によって提供されるのは、Ｘ線源とＸ線検出器アレイとが、ＣＴスキャナによって画像化される患者の身体を通過する経路上でのＸ線の吸収を決定する為にローターに装着された、ステーターとローターとを備えるガントリを有するＣＴスキャナであって、患者の画像を生成するために、Ｘ線源からの、検出器へ入射するＸ線の強度に応じてＸ線検出器によって生成された信号中に含まれるデータを処理するプロセッサと、Ｘ線検出器によって生成された信号中に含められたデータを受信し、スペクトル拡散符号化にしたがって、データが符号化された信号を送信する、少なくとも一つのスペクトル拡散送信機と、少なくとも一つのスペクトル拡散送信機によって送信された、符号化された信号を受信し、符号化されたデータをプロセッサに転送する、少なくとも一つのスペクトル拡散受信機と、を備える。
【００２８】
さらに、少なくとも一つの送信機は、ＴＨＩＭ符号にしたがって、データが符号化された信号を送信する少なくとも一つの時間ホッピングインパルス変調（ＴＨＩＭ）送信機を備え、少なくとも一つの受信機は、少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機によって送信された符号化された信号を受信する、少なくとも一つのＴＨＩＭ受信機を備えていても良い。追加としてまたは代替として、データが符号化された信号は、データが符号化された自由空間電磁波である。
【００２９】
本発明の実施形態によってさらに提供されるのは、Ｘ線源とＸ線検出器アレイとが、ＣＴスキャナによって画像化される患者の身体を通過する経路上でのＸ線の吸収を決定する為にローターに装着された、ステーターとローターとを備えるガントリを有するＣＴスキャナであって、患者の画像を生成するために、Ｘ線源からの検出器へ入射するＸ線の強度に応じてＸ線検出器によって生成された信号中に含まれるデータを処理するプロセッサと、Ｘ線検出器によって生成された信号中に含められたデータを受信し、データが符号化された自由空間電磁波の信号を送信する少なくとも一つの送信機と、少なくとも一つの送信機によって送信された符号化された自由空間電磁波を受信し、符号化されたデータをプロセッサに転送する少なくとも一つの受信機と、を備える。
【００３０】
さらに、少なくとも一つの送信機は、スペクトル拡散符号にしたがって自由空間電磁波中のデータを符号化する少なくとも一つのスペクトル拡散送信機を備え、少なくとも一つの受信機は、少なくとも一つのスペクトル拡散受信機を備えていても良い。
【００３１】
さらに、少なくとも一つの送信機は、ＴＨＩＭ符号にしたがって自由空間電磁波中のデータを符号化する少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機を備え、少なくとも一つの受信機は、少なくとも一つのＴＨＩＭ受信機を備えていても良い。
【００３２】
本発明のいくつかの実施形態において、前記送信機および受信機は、同一の部屋に配置される。
本発明のいくつかの実施形態において、送信機はガントリに配置され、受信機はガントリから離れている。さらに、送信機および受信機は、異なる部屋に配置されていても良い。
【００３３】
本発明のいくつかの実施形態において、送信機は、ステーターに配置される。
本発明のいくつかの実施形態において、送信機は、ローターに配置される。
本発明のいくつかの実施形態において、送信機は、ローターに配置され、少なくとも一つの受信機はステーターに配置される。
【００３４】
本発明のいくつかの実施形態において、少なくとも一つの受信機およびプロセッサは、同一の場所内で互いに近接している。
本発明のいくつかの実施形態において、受信機およびプロセッサは、異なる部屋にある。
【００３５】
本発明のいくつかの実施形態において、少なくとも一つの受信機は、受信機がデータをプロセッサに転送するワイヤによってプロセッサと接続される。
本発明のいくつかの実施形態において、少なくとも一つの受信機は、受信機がデータをプロセッサに転送する光ファイバによってプロセッサと接続される。
【００３６】
本発明のいくつかの実施形態において、少なくとも一つの送信機は、複数の送信機を備える。さらに、送信機は同時に送信をしても良い。
代替としてまたは追加として、少なくとも一つの受信機は、複数の受信機を備える。さらに、複数の受信機のうちの少なくとも２つは、異なる送信機からの送信を受信しても良い。
【００３７】
本発明のいくつかの実施形態において、ＣＴスキャナは、Ｘ線検出器によって生成された信号を受信し、そこからデジタルデータを生成する、ローターに装着され、Ｘ線検出器と接続された少なくとも一つのデータ取得システム（ＤＡＳ）を備え、デジタルデータの部分を、少なくとも一つのＤＡＳが、少なくとも一つの送信機のそれぞれに転送する。さらに、少なくとも一つのＤＡＳは、それぞれが異なる検出器からの信号を取得する複数のＤＡＳを備えていても良い。
【００３８】
本発明の実施形態によってさらに提供されるのは、ＣＴスキャナに備えられたガントリのローターに装着されたＸ線検出器によって生成される信号中に含められるデータを所望の場所に送信する方法であって、データが符号化された自由空間電磁波を生成し、所望の場所で電磁波を検出し、データを取り戻すために、検出された電磁波をデコードすること、を含む。
【００３９】
さらに、データは、スペクトル拡散符号にしたがって符号化されても良い。さらに、データは、時間ホッピングインパルス変調（ＴＨＩＭ）符号にしたがって符号化されても良い。
本発明の実施形態によってさらに提供されるのは、ＣＴスキャナに備えられたガントリのローターに装着されたＸ線検出器によって生成される信号中に含められるデータを所望の場所に送信する方法であって、スペクトル拡散符号にしたがってデータが符号化された信号を生成し、所望の場所で信号を検出し、データを取り戻すために、検出された信号をデコードすること、を含む。さらに、符号はＴＨＩＭ符号であっても良い。追加としてまたは代替として、データが符号化された信号は、データが符号化された自由空間電磁波である。
【００４０】
［模範的な実施形態の詳細］
図１は、本発明の実施形態による、ＴＨＩＭデータ伝送システムを備える第３世代ＣＴスキャナ２０を示している。図１では、一例として、ＣＴスキャナ２０が、患者２２の胸部を画像化していることが図示されている。図中の構成部品および特徴の寸法は、便宜のため、および表現を明瞭にする為に選択されており、必ずしも一定の割合で示されてはいない。
【００４１】
ＣＴスキャナ２０は、破線２６で示された扇形ビームを提供するように制御できるＸ線源２４と、扇形ビームのＸ線を検出するための、Ｘ線源と向かい合わせに装着されたＸ線検出器３２のアレイ３０を備える。ＣＴスキャナ２０は、一例として、ＣＴイメージャによって画像化される患者（図１において患者２２）の身体の部位の複数の４つのスライスを同時に画像化する、マルチスライスイメージャとする。したがって、アレイ３０中の検出器３２は、検出器の複数の４つの隣接する湾曲した列で構成される。ＣＴスキャナ２０は、ローターが軸３７の周りで回転するよう制御できるようローター３６が装着されるステーター３５を有するガントリ３４を備える。Ｘ線源２４および検出器アレイ３０は、ローター３６が軸３７の周りを回転するときに、Ｘ線源と検出器アレイもまた軸３７の周りを回転するように、ローター３６に固定して装着される。
【００４２】
患者２２は、ＣＴシステム２０によって画像化される間、診察台３８で支えられる。診察台３８は、軸３７に沿って軸方向で平行移動するよう制御できるように、好適な台の上に装着される。検出器アレイ３０中の検出器３２と、ＣＴスキャナにおける、患者２２および診察台３８で隠され、および図１の透視図で通常は見えない特徴とが、表現の明瞭のためにゴーストラインで示されている。
【００４３】
便宜の為に、図１に示される、水平のｘ軸、垂直のｙ軸、および軸３７と一致するｚ軸を有する座標系は、ＣＴスキャナ２０の構成部品と特徴、および患者２２の位置を特定する為に用いられる。この座標系は、ガントリ３４に固定されているとする。Ｘ線源２４のビューアングルは、座標系のｙ軸を基準として測定される。患者２２の身体のスライスは、ｚ軸上でのスライスの位置によって位置付けらる。
【００４４】
患者２２の胸部を画像化するために、診察台３８は、ｚ軸上で平行移動し、Ｘ線源２４と検出器アレイ３０の間の空間を胸部が通過するように制御され、それによりその胸部がＸ線に露光され、所望のビューアングルで胸部のスライスのビューが得られる。それぞれの所望のビューアングルで、検出器の列３３内の検出器３２は、露光されたＸ線の強度に応じた信号を生成し、患者２２のシングルスライスのビューを提供する。検出器３２の４つの列３３は、患者２２の４つの異なるスライスのビューを同時に提供する信号を生成する。図１では、一例として、ＣＴスキャナ２０は、約９０°のビューアングルで４つのスライス４０を取得していることが示されている。
【００４５】
データ取得システム（ＤＡＳ）５０および、本発明の実施形態による、少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機５２は、ローター３６に装着される。検出器３２で生成された信号は、ワイヤ（不図示）により、デジタルデータを発生する為に信号を処理する、ローター３６に装着されたデータ取得システムＤＡＳ５０まで転送される。ＤＡＳ５０は、適切なルーティングアルゴリズムに応じて、生成したデジタルデータの部分を、少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機のそれぞれに対して転送する。少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機のそれぞれは、“ＴＨＩＭ”データ信号として受信するデータを、所望の場所に配置された少なくとも一つのＴＨＩＭ受信機５８に伝送する。それぞれのＴＨＩＭ送信機５２によって送信されたＴＨＩＭ信号は、送信機によって発せられたモノパルス５６の列５４として図示されている。
【００４６】
図１には、単一のＤＡＳ５０が示されているが、本発明のいくつかの実施形態において、複数のＤＡＳ５０がローター３６に装着され、および、複数のＤＡＳと少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機の異なる構成が可能であり有利なものになり得ることが注目される。例えば、複数のＤＡＳの内の異なるＤＡＳは、それぞれの検出器３２の列３３と関連付けられ、それぞれのＤＡＳは、生成したデジタルデータを異なるＴＨＩＭ送信機または複数の送信機に対して転送する。
【００４７】
一例として、図１では、少なくとも一つのＴＨＩＭ受信機は、ＣＴスキャナが配置された部屋とは異なる部屋に配置された処理ステーション６０に備えられた単一のＴＨＩＭ受信機５８である。ＣＴスキャナ２０と処理ステーション６０の間の“壁”６２は、ＣＴスキャナと処理ステーションを異なる部屋に配置しても良いことを模式的に示している。処理ステーション６０は、プロセッサ６２と、少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機５２から受信したデータにより患者２２の部位の画像を生成し表示するための画像表示コンソール６４とを備える。
【００４８】
ＣＴスキャナ２０に備えられたＴＨＩＭ送信機の数は、検出器アレイ３０内の検出器３２がデータを生成するデータ速度に対応するための十分な伝送チャンネル容量を提供するよう決定される。例えば、ＣＴスキャナ２０が毎秒２３２０のビューアングルで患者２２のビューを取得し、また、検出器３２のそれぞれの列３３が６７２の検出器３２を備えると仮定する。さらに、ＤＡＳ５０が検出器３２の一つで生成されたそれぞれの信号を１６ビットワードに変換すると仮定する。この場合、ＣＴスキャナ２０に備えられた検出器３２の４つの列３３は、約１００Ｍｂｉｔ／ｓｅｃの速度でデータを生成する。それぞれのＴＨＩＭ送信機５２が、Time Domain のチップセット PulsOnによって提供されるＴＨＩＭ送信機が対応するデータ伝送速度と同様なデータ伝送速度に対応するとする。それぞれの PulsOnチップセットは、４０Ｍｂｉｔ／ｓｅｃまでのデータ伝送速度に対応するＴＨＩＭ送信機を提供する。この場合、本発明の実施形態によれば、図１に示されるように、少なくとも３つのＴＨＩＭ送信機５２が、ＣＴスキャナ２０によって生成されたデータを伝送することが必要である。
【００４９】
本発明の実施形態によれば、ＴＨＩＭ送信機を備える、ＣＴスキャナのためのデータ伝送システムは、図１に示される３つのＴＨＩＭ送信機のように比較的少ない数のＴＨＩＭ送信機を有するものに限られない。例えば、４つのスライスの代わりに同時に１６スライスのビューを取得し、それゆえ、４列の検出器の代わりにそれぞれが６７２の検出器を有する、検出器３２の１６の列３３を備える、ＣＴイメージャ２０と類似したＣＴスキャナを仮定する。ＣＴスキャナが、毎秒４６４０のビューアングルのビューを取得し、ＣＴスキャナの検出器３２からのそれぞれの信号が１６ビットワードに変換されるとする。ＣＴスキャナは、約８００Ｍｂｉｔ／ｓｅｃの速度でデータを生成するであろう。本発明の実施形態によれば、このようなＣＴスキャナのためのデータ伝送システムは、少なくとも２０のPulsOnタイプの４０Ｍｂｉｔ／ｓｅｃＴＨＩＭ送信機５２を有するであろう。
【００５０】
それぞれのＴＨＩＭ送信機５２を同時に動作させるために、また、１つのＴＨＩＭ送信機５２からの送信が別のＴＨＩＭ送信機５２からの送信と干渉することを実質的に防止する為に、本発明のいくつかの実施形態において、それぞれのＴＨＩＭ送信機５２は、異なる時間ホッピング符号を用いて動作する。図１には、ＴＨＩＭ送信機５２のそれぞれが異なるホッピング符号を用いてレシーバ５８にデータを送信していることが図示されている。異なるホッピング符号は、ＴＨＩＭ送信機５２によって発せられた異なるパルス列５４におけるモノパルス５６間の異なるＰＲＩ（すなわち、パルス繰返し間隔）で表された、異なる“時間”間隔によって示されている。
【００５１】
本発明のいくつかの実施形態において、それぞれのＴＨＩＭ送信機５２は、同一の時間ホッピング符号を用いて動作する。異なるＴＨＩＭ送信機５２からの送信を分離するために、異なる送信機からの送信は、その開示が参照によって本明細書に組み込まれる米国特許5,537,393に記載された方法を用いて、一時的に互いにオフセットを与えられる。
【００５２】
さらに、処理ステーション６０は、ＤＡＳ５０およびローター３６に装着されるであろう様々なサブシステム（不図示）にコントロールおよびデータ信号を送信するための送信機７０を備えていても良い。処理ステーション６０によって送信された信号を受信するために、ＤＡＳ５０およびローター３６の様々なサブシステムに接続される受信機７２は、ローターに装着される。処理センター６０とローター３６の間で無線通信が要求される本発明のいくつかの実施形態において、処理ステーション６０からローターへの送信は、ＴＨＩＭチャンネルによって提供され、送信機７０はＴＨＩＭ送信機であり、受信機７２はＴＨＩＭ受信機である。しかしながら、一般に、処理ステーション６０からＤＡＳ５０へのデータトラフィックは、ＤＡＳから処理ステーションへのデータトラフィックよりもかなり少ない。その結果、処理ステーション６０からローター３６へのコントロールおよびデータ信号の送信は、それがもし望まれれば、処理ステーションとステーター３５間の比較的シンプルなワイヤチャンネル、およびステーターとローター３６間のスリップリングのリンクによって一般的には対応できる。
【００５３】
本発明のいくつかの実施形態によれば、ＤＡＳ５０は、それが生成するデジタルデータを、当技術分野で知られた符号化方式およびエラー訂正アルゴリズムによって符号化する。例えば、本発明のいくつかの実施形態において、ＤＡＳ５０は、データを、パケット交換網で伝送するためのデータパケットにデータをパックする方式と同様に、識別ヘッダを含むデータパケットにデータをパックする。さらに、それぞれのデータパケットは、データパケット中に含められたデータに発生することがあるエラーを訂正するのに使用できるエラー訂正符号を用いて符号化されても良い。ＤＡＳ５０は、それぞれのデータパケットについて全てが単一のＴＨＩＭ送信機５２によって送信されるように、データパケットを転送する。
【００５４】
プロセッサ６２は、ＤＡＳ５０から受信すべき全てのパケットを受信したかどうかを決定するために、受信したパケットのヘッダ内のデータを用いる。プロセッサ６２がフレームが紛失していると判定した場合、プロセッサはＤＡＳ５０に対して、紛失したパケットを再送信するようＤＡＳに指示するメッセージを送信する。同様に、プロセッサ６２が、処理ステーション６０によって受信されたパケット内のデータがかなりひどく破損していると判定した場合、プロセッサはＤＡＳ５０に対して破損したパケットを再送するように指示する。
【００５５】
ＤＡＳ５０によるエラー符号化およびパケット化は、ＤＡＳ５０から処理ステーション６０へのデータ伝送の“データ管理”オーバーヘッドを付加することが注目される。オーバーヘッドに対応するための追加のチャンネル容量は、ＤＡＳ５０から処理ステーション６０へデータを送信するために用いられるＴＨＩＭ送信機の数を増加させることによって容易に提供することができる。例えば、発明者は、８００Ｍｂｉｔ／ｓｅｃの速度でデータを生成する、上述の１６スライスのＣＴスキャナに関して、約３００Ｍｂｉｔ／ｓｅｃのデータ管理オーバーヘッドが、パケット化、エラー訂正符号化、および紛失したまたは破損したパケットの再送信に対応するために要求されるであろうことを求めた。ＣＴスキャナによって必要になる総合のデータ伝送速度は１．１Ｇｂｉｔ／ｓｅｃになる。この伝送データ速度は、８つのＴＨＩＭ送信機５２を、管理オーバーヘッドのない８００Ｍｂｉｔ／ｓｅｃのデータを送信するのに必要な２０のＴＨＩＭ送信機に加えることによって提供することができる。
【００５６】
以上の段落に記載されたやり方以外の、ＴＨＩＭ送信機による送信のための、ＤＡＳ５０により生成されるデータストリーム内のデータを構成しおよび送信する方法を、当業者であれば気付くであろう。例えば、本発明のいくつかの実施形態において、ＤＡＳ５０は、Ｘ線検出器３２からの信号の複数の同時のデジタルデータストリームを生成し、それぞれのデータストリームをＴＨＩＭ送信機の異なるものに転送する。また、図１に示した構成とは異なる、ＤＡＳ、ＴＨＩＭ送信機、およびＴＨＩＭ受信機の構成が可能であり、このような異なる構成を当業者は気付くであろうし、またそれは有利なものである。例えば、図１に示された少なくとも一つのＴＨＩＭ受信機５８は、複数のＴＨＩＭ受信機を備えていても良い。それぞれのＴＨＩＭ送信機５２に対する一つ、つまりＴＨＩＭ受信機５８は、壁６２上に配置され、そしてワイヤまたは従来の無線リンクで処理ステーション６０に接続されていても良い。
【００５７】
なお、図１のＴＨＩＭ送信機５２はローター３６に装着されて図示されているけれども、ＴＨＩＭ送信機または複数の送信機は、本発明の実施形態によれば、ステーター３５上にまたはガントリ３４の周辺に都合がよいように装着することも可能である。例えば、ＣＴスキャナのローターからイメージャのステーターにデータを送信するために用いられないＴＨＩＭ送信機は、ＣＴスキャナのガントリの電磁的にノイズの多い環境から、ガントリと離れて配置された所望の場所まで無線データチャンネルを提供するために用いられても良い。ローターからステーターへのデータは、従来の手段によって送信され、そしてステーターからＴＨＩＭ送信機までは、ワイヤによって送信されても良い。それから、ＴＨＩＭ送信機は、例えば、異なる部屋まで無線伝送によってデータを送信するために用いられる。
【００５８】
本出願の説明および請求項における、それぞれの動詞“備える”、“含む”、“有する”およびその同一語源の語は、動詞の目的語が、動詞の主語の、部材、構成部品、要素、または部品の、必ずしも完全な列挙でないことを示す為に用いられている。
【００５９】
本発明は、例証によって提供され、発明の範囲を限定することを意図するものでない、その実施形態の詳細な説明を用いて記載されてきた。記載された実施形態は、発明の全ての実施形態においてその全てが必要なわけではない、異なる特徴を備えている。本発明のいくつかの実施形態は、その特徴のいくつか、または特徴の組み合わせのみを利用する。記載された本発明の実施形態の変形例、および記載された実施形態中で言及された特徴の異なる組み合わせを、当業者であれば気付くであろう。本発明の範囲は、請求項によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施形態による、少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機を備えるデータ伝送システムを有するＣＴスキャナを図示している。
【符号の説明】
２０ ＣＴスキャナ
２２ 患者
２４ Ｘ線源
３０ アレイ
３２ Ｘ線検出器
３５ ステーター
３６ ローター
５０ データ取得システム（ＤＡＳ）
５２ ＴＨＩＭ送信機
５８ ＴＨＩＭ受信機
６０ 処理ステーション
［発明の技術分野］
本発明は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）Ｘ線画像化に関し、特に、ＣＴスキャナ内のＸ線検出器で生成されたデータを、そのデータに応じて画像を生成して表示するプロセッサに送信するための方法および装置に関する。
【０００２】
［発明の背景］
患者のＣＴＸ線画像化において、Ｘ線は、患者身体の部位の内部の組織や特徴を画像化するために用いられる。画像化は、Ｘ線を用いて身体の部位の連続した複数の比較的薄い平面スライスの内部の組織と特徴を画像化する、以下“ＣＴスキャナ”と呼ぶＣＴ画像化システムによって行われる。
【０００３】
ＣＴスキャナは、一般的に、平面の扇形のＸ線ビームを提供するＸ線源と、Ｘ線扇形ビームと同一面にありＸ線源と向かい合っている、近接配置されたＸ線検出器のアレイとを備える。Ｘ線源と検出器アレイは、一般に適切な診察台に横たわっている、ＣＴスキャナによって画像化される人物が、ガントリ内でＸ線源と検出器アレイの間に配置できるようにガントリに装着される。ガントリと診察台は、Ｘ線源と検出器アレイが患者に沿って軸方向で所望の位置に配置できるように互いに移動可能である。
【０００４】
ガントリは、ステーターと呼ばれる静止の構造と、ローターと呼ばれる、それが軸方向の周りで回転できるようにステーターに装着される回転部品とを備える。第３世代ＣＴスキャナにおいて、Ｘ線源と検出器は、ローターに装着される。軸方向の周りでのローターの角度位置は、Ｘ線源が、患者身体の周りで“ビューアングル（view angle）”と呼ばれる所望の角度に配置できるように制御可能である。
【０００５】
患者身体の部位のスライスを画像化するために、Ｘ線源は、スライスの軸方向の位置に配置され、またＸ線源は、そのスライスをＸ線を用いて複数の異なるビューアングルから照射するようにスライスの周りで回転する。それぞれのビューアングルで、検出器アレイ内の検出器は、スライスを透過した、Ｘ線源からのＸ線の強度を測定する。検出器アレイ内の特定の検出器によって検出されたＸ線の強度は、Ｘ線源からスライスを経由してその検出器に至る経路長上で、Ｘ線がスライス内の物質で減衰した量の関数である。測定は、経路長に沿ってのスライス内での、組織の組成および密度についての情報を提供する。
【０００６】
例えば、Ｘ線源がビューアングルθに位置するときの、検出器アレイ内の“ｎ番目”の検出器によって検出される、入射Ｘ線の輝度をＩ（ｎ，θ）で表すと、Ｉ（ｎ，θ）＝Ｉ０ｅｘｐ（−∫μ（ｌ）ｄｌ）である。Ｉ（ｎ，θ）についてのこの式において、Ｉ０は、Ｘ線源がスライスを照射するＸ線の強度であり、ｌに関する積分は、Ｘ線源からｎ番目の検出器に向う方向に沿ってスライス内の物質を経由する経路に関する積分を表し、μ（ｌ）は、その経路上の位置ｌでの物質の、単位経路長当たりのＸ線吸収係数である。（この積分のｎとθへの依存関係は明確には示しておらず、経路長ｌの長さおよび方向の、ｎとθへの依存によって決定される。）
【０００７】
Ｉ０および検出されたＩ（ｎ，θ）から、経路長ｌに沿って減衰したＸ線の量、および、以下“線積分”と呼ぶ積分∫μ（ｌ）ｄｌの値を決定することができる。したがって、ｎ番目の検出器によってビューアングルθで提供される減衰の測定は、θとｎ番目の検出器の既知の位置で決定される、スライスを経由する特定の経路長上での、Ｘ線源を基準とする、吸収係数の線積分の値を提供する。
【０００８】
特定のビューアングルθで検出器アレイ中の全ての検出器によって提供される、スライスについての減衰測定値の組はビュー（view）と呼ばれる。スライスについての全ビューの減衰測定値の組は、スライスの“投影(projection)”と呼ばれる。スライスの投影のデータによって提供される線積分の値は、スライス内での位置の関数として吸収係数μのマップを提供するための、当技術分野で知られたアルゴリズムを用いて処理される。患者身体の部位内での複数の隣接するスライスの吸収係数のマップは、その部位の内部の器官と特徴を表示および識別するために用いられる。
【０００９】
いくつかのＣＴスキャナでは、患者の部位を画像化するために、患者の連続したスキャンが実行される。このスキャンにおいて、その部位は、Ｘ線源と検出器アレイを収容するガントリを通して部位を移動させるために、患者をｚ方向で段階的に移動させる事によって走査される。それぞれの段階に続いて、その部位のスライスの投影を取得するために、Ｘ線源は、３６０または（１８０＋Δ）度で回転する。ここで、Δは、Ｘ線源が提供する扇形ビームの角度幅である。いくつかのＣＴイメージャでは、患者の“らせんスキャン”が行われる。このスキャンでは、患者の部位がガントリを通って着々と前進すると同時に、Ｘ線源が患者の周囲で回転し、部位のスライスの投影は“実行中に”に得られる。マルチスライススキャナと呼ばれるいくつかのＣＴスキャナでは、患者の部位の複数のスライスが同時に画像化される。多くの場合、患者の部位の４つのスライスが、マルシスライスＣＴスキャナで同時に画像化される。
【００１０】
第３世代ＣＴスキャナにおいて、Ｘ線源と検出器は、イメージャのローターに装着される。検出器に入射したＸ線の強度に応じて検出器によって生成されたデータは、ローターから、データによって画像を生成し生成された画像を表示するプロセッサの場所に転送されなければならない。
【００１１】
ＣＴスキャナのローター上の検出器によって生成されたデータを、処理及び表示の為の所望の場所に送信するための多くの様々な方法およびシステムが利用可能である。しかしながら、ローターのすぐ近くの環境は、一般に、電磁的に非常に雑音が多い。その結果、電磁波を用いた、データの自由空間伝送は、実用的であるとは考えられていなかった。通常、検出器によって生成されたデータは、非常に短い距離で、ローターとステーター間の接触接続または非接触の“近接”接続を介して、ローターからステータに転送される。データは、ステーターから、データが処理および／または表示される所望の場所に、ワイヤまたは光ファイバを介して伝送される。
【００１２】
いくつかの第３世代ＣＴスキャナにおいて電気機械式の、接触のスリップリングは、ローターからステーターにデータを伝送するための、イメージャのローターとステーター間の接触の接続を提供する。しかしながら、現在のＣＴスキャナは２０−８００Ｍｂｉｔ／ｓのデータ速度でデータを生成し、またデータ速度は、ＣＴスキャナが高速になるにつれ、およびマルチスライススキャナが同時に取得するスライスが増えるにつれ増加している。接触のスリップリングは、一般に、現在の第３世代ＣＴスキャナがデータを生成する速度に合うデータ転送速度での、信頼性のあるデータ転送に対応することができない。
【００１３】
したがって、通常、現在のＣＴスキャナでは、ローターとステーター間では非接触の近接結合を介してデータが送信される。このリンクは、例えば、光学的なまたは電磁的な結合であっても良い。様々なタイプのこのような非接触結合が、例えば、Schliefring（ドイツ）、Litton Poly-Scientific（米国）、およびElectro Tech（米国）から市販されている。しかしながら、現在利用可能なＣＴスキャナ用の非接触結合は、一般的に高価で、またそれらは通常、イメージャの機械的な構成を複雑にする。また、現在の非接触結合は、一般的に、１Ｇｂｉｔ／ｓ以上のデータ転送速度に対応できない。
【００１４】
米国特許5,577,026は、データがローターとステーター上のアンテナ組立品を介して転送される、ＣＴスキャナのローターとステーター間データ転送のための非接触データ結合について記載している。データ結合の実施形態において、アンテナ組立品は、容量結合され、データはＲＦ信号を用いてアンテナ間で転送される。発明者は、ＩＲ、ＵＶまたは光の周波数もまた、データを転送するために用いることができることに言及している。発明者は、イーサネット（登録商標）プロトコルを用いるリンク上で伝送されるデータの符号化、および毎秒約１０メガビット（Ｍｂｉｔ／ｓ）の信頼性のあるデータ転送速度の達成について記載している。
【００１５】
米国特許5,530,425は、ローターに装着された伝送ライン、およびその伝送ラインと結合されたステーターに装着された非接触の近接ＲＦカップラーを用いて、ＣＴスキャナのローターからイメージャのステーターまで、データを送信するためのシステムについて記載している。
【００１６】
米国特許5,469,488は、ＣＴスキャナーのローターとステーター間でデータを伝送するための光学システムを記載している。このシステムにおける複数の光放射素子は、ローターおよびステーター上に配置され、ステーターとローター間でデータを転送するために、ステーターまたはローター上にそれぞれ装着された受光素子に光信号を伝送する。
【００１７】
［発明の概要］
本発明のいくつかの実施形態の側面は、自由空間電磁波を用いて、ＣＴスキャナガントリのローターに装着されたＸ線検出器によって生成されたデータを、所望の場所の受信機に伝送するための方法および装置を提供することに関連する。
【００１８】
本発明のいくつかの実施形態の側面は、Ｘ線検出器によって生成されたデータを、ローターと離れた場所に配置された受信機に伝送するための方法および装置を提供することに関連する。
【００１９】
本発明のいくつかの実施形態の側面は、１Ｇｂｉｔ／ｓと等しいかまたはそれを超える伝送速度での信頼性のあるデータ伝送に対応した、検出器からデータを伝送するための方法および装置を提供することに関連する。
【００２０】
発明者は、電磁波のスペクトル拡散符号化を用いることにより、データを、ＣＴスキャナのローター内の検出器から所望の場所まで、高いデータ速度で自由空間を確実に伝送することができることを認識している。スペクトル拡散伝送は、とりわけ頑丈なものであり、自由空間電磁波を介して、電子的にノイズの多い環境において地点間で確実かつ正確にデータを伝送するために用いることができる。
【００２１】
特に、以下“ＴＨＩＭ”と記す、“時間ホッピング・インパルス変調（time hopping impulse modulation）”と呼ばれるスペクトル拡散伝送の技法は、同一の局部的なノイズの多い環境に位置する多数のデータ発生源からの、信頼性のある同時データ伝送に対応するために用いることができる。ＴＨＩＭ伝送では、信号は、インパルスまたはモノパルスといわれる非常に短いパルスのパルス列として伝送される。パルス列中のそれぞれのモノパルスおよび次の引き続いて起こるモノパルスは、パルス繰返し間隔（ＰＲＩ）といわれる時間間隔で分離される。ＰＲＩは、一般に、モノパルスの継続期間よりも非常に長く、モノパルスの継続期間の百から千倍の範囲にあっても良い。全ての連続した２つのモノパルス間のＰＲＩは、所定の周期的な“時間ホッピング符号”にしたがって規則正しく変化する。ＰＲＩを変化させることによって、データは、パルス列中に符号化される。この変化は、符号化すべきデータに応じて決定され、時間ホッピング符号に応じてなされる変化への付加である。同じ区域内で動作する、数多くのＴＨＩＭ送信機は、通常、一つの送信機が送信したデータが別の送信機が送信したデータと干渉することなしに、同一の受信機に同時にデータを送信することができる。それぞれの異なる送信機が異なる時間ホッピング符号を用いることによって、干渉は、概して防止され、または大きく低減される。
【００２２】
ＴＨＩＭは、1987年2月3日に発行された米国特許4,641,317に始まり、米国特許4,813,057、4,979,186および5,363,108がそれに続く、Fullertonの一連の特許に記載されている。また、Fullertonの米国特許6,031,862は、理論的な分析が、ＲＦ ＴＨＩＭがセルラー式の電話システムにおいてセル当たり何千もの音声チャンネルを提供できることを示唆していることについて述べている。上記の指摘された全てのFullertonの特許の開示は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【００２３】
本発明の実施形態によれば、イメージャのローターに装着されたＸ線検出器から所望の場所にデータを伝送するための、少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機を有するデータ伝送システムを備えるＣＴスキャナが提供される。本発明のいくつかの実施形態では、少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機は、検出器からガントリステーター上のＴＨＩＭ受信機までデータを伝送する。ローターからステーターにデータを伝送するための従来のシステムと異なり、本発明の実施形態によるローターからステーターへのデータのＴＨＩＭ伝送は、ＴＨＩＭ送信機および受信機が物理的に接触している事または接近していることを必要としない。その結果、ＴＨＩＭ伝送の使用は、ガントリの構造をシンプルにする。
【００２４】
本発明のいくつかの実施形態において、少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機は、ローター内の検出器から、ステーター上の受信機ではなく、ガントリから離れて配置された受信機までデータを伝送する。例えば、受信機は、ＣＴガントリが配置されるのと同じ部屋の異なる部分に配置されても良い。ＴＨＩＭ信号は、たいていのビルの壁を伝送された後でも比較的容易に検出できるので、受信機は、ＣＴガントリが配置されるのと異なる部屋にあっても良い。例えば、本発明のいくつかの実施形態において、受信機は、データが処理されおよび／または表示される場所に配置される。この場所は、ＣＴガントリが配置される部屋と異なる部屋に位置していても良い。
【００２５】
上記のように、多くのＴＨＩＭ送信機は、データを同時に伝送するように動作することができるので、本発明の実施形態によれば、データ伝送システムは、そのシステムに十分な数のＴＨＩＭ送信機を提供することによって、高いデータ伝送速度に対応するように構成することができる。例えば、約４０Ｍｂｉｔ／ｓｅｃまでのデータ伝送速度に対応するＴＨＩＭ送信機は、現在、米国アラバマの“Time Domain”から”PulsOnと呼ばれるチップセットで入手可能である。約１．２Ｍｂｉｔ／ｓｅｃのデータ伝送速度に対応するＣＴシステムのためのデータ伝送システムを提供するために、システムは、並列に動作する３０のPlusOnチップセットを備えるように構成することができる。
【００２６】
本発明のいくつかの実施形態において、検出器が生成したデータは、好適なプロセッサによってローターにおいて処理され、次に、処理されたデータは、少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機によって受信機に伝送される。処理は、本発明の実施形態によれば、例えば、識別のヘッダを有し当技術分野で知られたタイプの様々な誤り訂正符号を含むデータパケットにパックすることを含むであろう。本発明のいくつかの実施形態において、ヘッダは、データパケットが受信されていないこと、または破損したことを受信機が識別するために用いられる。紛失しおよび／または破損したデータパケットのために、受信機は、少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機によって、紛失しおよび／または破損したデータパケットが伝送される冗長のプロトコルを開始させる。
【００２７】
したがって本発明の実施形態によって提供されるのは、Ｘ線源とＸ線検出器アレイとが、ＣＴスキャナによって画像化される患者の身体を通過する経路上でのＸ線の吸収を決定する為にローターに装着された、ステーターとローターとを備えるガントリを有するＣＴスキャナであって、患者の画像を生成するために、Ｘ線源からの、検出器へ入射するＸ線の強度に応じてＸ線検出器によって生成された信号中に含まれるデータを処理するプロセッサと、Ｘ線検出器によって生成された信号中に含められたデータを受信し、スペクトル拡散符号化にしたがって、データが符号化された信号を送信する、少なくとも一つのスペクトル拡散送信機と、少なくとも一つのスペクトル拡散送信機によって送信された、符号化された信号を受信し、符号化されたデータをプロセッサに転送する、少なくとも一つのスペクトル拡散受信機と、を備える。
【００２８】
さらに、少なくとも一つの送信機は、ＴＨＩＭ符号にしたがって、データが符号化された信号を送信する少なくとも一つの時間ホッピングインパルス変調（ＴＨＩＭ）送信機を備え、少なくとも一つの受信機は、少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機によって送信された符号化された信号を受信する、少なくとも一つのＴＨＩＭ受信機を備えていても良い。追加としてまたは代替として、データが符号化された信号は、データが符号化された自由空間電磁波である。
【００２９】
本発明の実施形態によってさらに提供されるのは、Ｘ線源とＸ線検出器アレイとが、ＣＴスキャナによって画像化される患者の身体を通過する経路上でのＸ線の吸収を決定する為にローターに装着された、ステーターとローターとを備えるガントリを有するＣＴスキャナであって、患者の画像を生成するために、Ｘ線源からの検出器へ入射するＸ線の強度に応じてＸ線検出器によって生成された信号中に含まれるデータを処理するプロセッサと、Ｘ線検出器によって生成された信号中に含められたデータを受信し、データが符号化された自由空間電磁波の信号を送信する少なくとも一つの送信機と、少なくとも一つの送信機によって送信された符号化された自由空間電磁波を受信し、符号化されたデータをプロセッサに転送する少なくとも一つの受信機と、を備える。
【００３０】
さらに、少なくとも一つの送信機は、スペクトル拡散符号にしたがって自由空間電磁波中のデータを符号化する少なくとも一つのスペクトル拡散送信機を備え、少なくとも一つの受信機は、少なくとも一つのスペクトル拡散受信機を備えていても良い。
【００３１】
さらに、少なくとも一つの送信機は、ＴＨＩＭ符号にしたがって自由空間電磁波中のデータを符号化する少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機を備え、少なくとも一つの受信機は、少なくとも一つのＴＨＩＭ受信機を備えていても良い。
【００３２】
本発明のいくつかの実施形態において、前記送信機および受信機は、同一の部屋に配置される。
本発明のいくつかの実施形態において、送信機はガントリに配置され、受信機はガントリから離れている。さらに、送信機および受信機は、異なる部屋に配置されていても良い。
【００３３】
本発明のいくつかの実施形態において、送信機は、ステーターに配置される。
本発明のいくつかの実施形態において、送信機は、ローターに配置される。
本発明のいくつかの実施形態において、送信機は、ローターに配置され、少なくとも一つの受信機はステーターに配置される。
【００３４】
本発明のいくつかの実施形態において、少なくとも一つの受信機およびプロセッサは、同一の場所内で互いに近接している。
本発明のいくつかの実施形態において、受信機およびプロセッサは、異なる部屋にある。
【００３５】
本発明のいくつかの実施形態において、少なくとも一つの受信機は、受信機がデータをプロセッサに転送するワイヤによってプロセッサと接続される。
本発明のいくつかの実施形態において、少なくとも一つの受信機は、受信機がデータをプロセッサに転送する光ファイバによってプロセッサと接続される。
【００３６】
本発明のいくつかの実施形態において、少なくとも一つの送信機は、複数の送信機を備える。さらに、送信機は同時に送信をしても良い。
代替としてまたは追加として、少なくとも一つの受信機は、複数の受信機を備える。さらに、複数の受信機のうちの少なくとも２つは、異なる送信機からの送信を受信しても良い。
【００３７】
本発明のいくつかの実施形態において、ＣＴスキャナは、Ｘ線検出器によって生成された信号を受信し、そこからデジタルデータを生成する、ローターに装着され、Ｘ線検出器と接続された少なくとも一つのデータ取得システム（ＤＡＳ）を備え、デジタルデータの部分を、少なくとも一つのＤＡＳが、少なくとも一つの送信機のそれぞれに転送する。さらに、少なくとも一つのＤＡＳは、それぞれが異なる検出器からの信号を取得する複数のＤＡＳを備えていても良い。
【００３８】
本発明の実施形態によってさらに提供されるのは、ＣＴスキャナに備えられたガントリのローターに装着されたＸ線検出器によって生成される信号中に含められるデータを所望の場所に送信する方法であって、データが符号化された自由空間電磁波を生成し、所望の場所で電磁波を検出し、データを取り戻すために、検出された電磁波をデコードすること、を含む。
【００３９】
さらに、データは、スペクトル拡散符号にしたがって符号化されても良い。さらに、データは、時間ホッピングインパルス変調（ＴＨＩＭ）符号にしたがって符号化されても良い。
本発明の実施形態によってさらに提供されるのは、ＣＴスキャナに備えられたガントリのローターに装着されたＸ線検出器によって生成される信号中に含められるデータを所望の場所に送信する方法であって、スペクトル拡散符号にしたがってデータが符号化された信号を生成し、所望の場所で信号を検出し、データを取り戻すために、検出された信号をデコードすること、を含む。さらに、符号はＴＨＩＭ符号であっても良い。追加としてまたは代替として、データが符号化された信号は、データが符号化された自由空間電磁波である。
【００４０】
［模範的な実施形態の詳細］
図１は、本発明の実施形態による、ＴＨＩＭデータ伝送システムを備える第３世代ＣＴスキャナ２０を示している。図１では、一例として、ＣＴスキャナ２０が、患者２２の胸部を画像化していることが図示されている。図中の構成部品および特徴の寸法は、便宜のため、および表現を明瞭にする為に選択されており、必ずしも一定の割合で示されてはいない。
【００４１】
ＣＴスキャナ２０は、破線２６で示された扇形ビームを提供するように制御できるＸ線源２４と、扇形ビームのＸ線を検出するための、Ｘ線源と向かい合わせに装着されたＸ線検出器３２のアレイ３０を備える。ＣＴスキャナ２０は、一例として、ＣＴイメージャによって画像化される患者（図１において患者２２）の身体の部位の複数の４つのスライスを同時に画像化する、マルチスライスイメージャとする。したがって、アレイ３０中の検出器３２は、検出器の複数の４つの隣接する湾曲した列で構成される。ＣＴスキャナ２０は、ローターが軸３７の周りで回転するよう制御できるようローター３６が装着されるステーター３５を有するガントリ３４を備える。Ｘ線源２４および検出器アレイ３０は、ローター３６が軸３７の周りを回転するときに、Ｘ線源と検出器アレイもまた軸３７の周りを回転するように、ローター３６に固定して装着される。
【００４２】
患者２２は、ＣＴシステム２０によって画像化される間、診察台３８で支えられる。診察台３８は、軸３７に沿って軸方向で平行移動するよう制御できるように、好適な台の上に装着される。検出器アレイ３０中の検出器３２と、ＣＴスキャナにおける、患者２２および診察台３８で隠され、および図１の透視図で通常は見えない特徴とが、表現の明瞭のためにゴーストラインで示されている。
【００４３】
便宜の為に、図１に示される、水平のｘ軸、垂直のｙ軸、および軸３７と一致するｚ軸を有する座標系は、ＣＴスキャナ２０の構成部品と特徴、および患者２２の位置を特定する為に用いられる。この座標系は、ガントリ３４に固定されているとする。Ｘ線源２４のビューアングルは、座標系のｙ軸を基準として測定される。患者２２の身体のスライスは、ｚ軸上でのスライスの位置によって位置付けらる。
【００４４】
患者２２の胸部を画像化するために、診察台３８は、ｚ軸上で平行移動し、Ｘ線源２４と検出器アレイ３０の間の空間を胸部が通過するように制御され、それによりその胸部がＸ線に露光され、所望のビューアングルで胸部のスライスのビューが得られる。それぞれの所望のビューアングルで、検出器の列３３内の検出器３２は、露光されたＸ線の強度に応じた信号を生成し、患者２２のシングルスライスのビューを提供する。検出器３２の４つの列３３は、患者２２の４つの異なるスライスのビューを同時に提供する信号を生成する。図１では、一例として、ＣＴスキャナ２０は、約９０°のビューアングルで４つのスライス４０を取得していることが示されている。
【００４５】
データ取得システム（ＤＡＳ）５０および、本発明の実施形態による、少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機５２は、ローター３６に装着される。検出器３２で生成された信号は、ワイヤ（不図示）により、デジタルデータを発生する為に信号を処理する、ローター３６に装着されたデータ取得システムＤＡＳ５０まで転送される。ＤＡＳ５０は、適切なルーティングアルゴリズムに応じて、生成したデジタルデータの部分を、少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機のそれぞれに対して転送する。少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機のそれぞれは、“ＴＨＩＭ”データ信号として受信するデータを、所望の場所に配置された少なくとも一つのＴＨＩＭ受信機５８に伝送する。それぞれのＴＨＩＭ送信機５２によって送信されたＴＨＩＭ信号は、送信機によって発せられたモノパルス５６の列５４として図示されている。
【００４６】
図１には、単一のＤＡＳ５０が示されているが、本発明のいくつかの実施形態において、複数のＤＡＳ５０がローター３６に装着され、および、複数のＤＡＳと少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機の異なる構成が可能であり有利なものになり得ることが注目される。例えば、複数のＤＡＳの内の異なるＤＡＳは、それぞれの検出器３２の列３３と関連付けられ、それぞれのＤＡＳは、生成したデジタルデータを異なるＴＨＩＭ送信機または複数の送信機に対して転送する。
【００４７】
一例として、図１では、少なくとも一つのＴＨＩＭ受信機は、ＣＴスキャナが配置された部屋とは異なる部屋に配置された処理ステーション６０に備えられた単一のＴＨＩＭ受信機５８である。ＣＴスキャナ２０と処理ステーション６０の間の“壁”６２は、ＣＴスキャナと処理ステーションを異なる部屋に配置しても良いことを模式的に示している。処理ステーション６０は、プロセッサ６２と、少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機５２から受信したデータにより患者２２の部位の画像を生成し表示するための画像表示コンソール６４とを備える。
【００４８】
ＣＴスキャナ２０に備えられたＴＨＩＭ送信機の数は、検出器アレイ３０内の検出器３２がデータを生成するデータ速度に対応するための十分な伝送チャンネル容量を提供するよう決定される。例えば、ＣＴスキャナ２０が毎秒２３２０のビューアングルで患者２２のビューを取得し、また、検出器３２のそれぞれの列３３が６７２の検出器３２を備えると仮定する。さらに、ＤＡＳ５０が検出器３２の一つで生成されたそれぞれの信号を１６ビットワードに変換すると仮定する。この場合、ＣＴスキャナ２０に備えられた検出器３２の４つの列３３は、約１００Ｍｂｉｔ／ｓｅｃの速度でデータを生成する。それぞれのＴＨＩＭ送信機５２が、Time Domain のチップセット PulsOnによって提供されるＴＨＩＭ送信機が対応するデータ伝送速度と同様なデータ伝送速度に対応するとする。それぞれの PulsOnチップセットは、４０Ｍｂｉｔ／ｓｅｃまでのデータ伝送速度に対応するＴＨＩＭ送信機を提供する。この場合、本発明の実施形態によれば、図１に示されるように、少なくとも３つのＴＨＩＭ送信機５２が、ＣＴスキャナ２０によって生成されたデータを伝送することが必要である。
【００４９】
本発明の実施形態によれば、ＴＨＩＭ送信機を備える、ＣＴスキャナのためのデータ伝送システムは、図１に示される３つのＴＨＩＭ送信機のように比較的少ない数のＴＨＩＭ送信機を有するものに限られない。例えば、４つのスライスの代わりに同時に１６スライスのビューを取得し、それゆえ、４列の検出器の代わりにそれぞれが６７２の検出器を有する、検出器３２の１６の列３３を備える、ＣＴイメージャ２０と類似したＣＴスキャナを仮定する。ＣＴスキャナが、毎秒４６４０のビューアングルのビューを取得し、ＣＴスキャナの検出器３２からのそれぞれの信号が１６ビットワードに変換されるとする。ＣＴスキャナは、約８００Ｍｂｉｔ／ｓｅｃの速度でデータを生成するであろう。本発明の実施形態によれば、このようなＣＴスキャナのためのデータ伝送システムは、少なくとも２０のPulsOnタイプの４０Ｍｂｉｔ／ｓｅｃＴＨＩＭ送信機５２を有するであろう。
【００５０】
それぞれのＴＨＩＭ送信機５２を同時に動作させるために、また、１つのＴＨＩＭ送信機５２からの送信が別のＴＨＩＭ送信機５２からの送信と干渉することを実質的に防止する為に、本発明のいくつかの実施形態において、それぞれのＴＨＩＭ送信機５２は、異なる時間ホッピング符号を用いて動作する。図１には、ＴＨＩＭ送信機５２のそれぞれが異なるホッピング符号を用いてレシーバ５８にデータを送信していることが図示されている。異なるホッピング符号は、ＴＨＩＭ送信機５２によって発せられた異なるパルス列５４におけるモノパルス５６間の異なるＰＲＩ（すなわち、パルス繰返し間隔）で表された、異なる“時間”間隔によって示されている。
【００５１】
本発明のいくつかの実施形態において、それぞれのＴＨＩＭ送信機５２は、同一の時間ホッピング符号を用いて動作する。異なるＴＨＩＭ送信機５２からの送信を分離するために、異なる送信機からの送信は、その開示が参照によって本明細書に組み込まれる米国特許5,537,393に記載された方法を用いて、一時的に互いにオフセットを与えられる。
【００５２】
さらに、処理ステーション６０は、ＤＡＳ５０およびローター３６に装着されるであろう様々なサブシステム（不図示）にコントロールおよびデータ信号を送信するための送信機７０を備えていても良い。処理ステーション６０によって送信された信号を受信するために、ＤＡＳ５０およびローター３６の様々なサブシステムに接続される受信機７２は、ローターに装着される。処理センター６０とローター３６の間で無線通信が要求される本発明のいくつかの実施形態において、処理ステーション６０からローターへの送信は、ＴＨＩＭチャンネルによって提供され、送信機７０はＴＨＩＭ送信機であり、受信機７２はＴＨＩＭ受信機である。しかしながら、一般に、処理ステーション６０からＤＡＳ５０へのデータトラフィックは、ＤＡＳから処理ステーションへのデータトラフィックよりもかなり少ない。その結果、処理ステーション６０からローター３６へのコントロールおよびデータ信号の送信は、それがもし望まれれば、処理ステーションとステーター３５間の比較的シンプルなワイヤチャンネル、およびステーターとローター３６間のスリップリングのリンクによって一般的には対応できる。
【００５３】
本発明のいくつかの実施形態によれば、ＤＡＳ５０は、それが生成するデジタルデータを、当技術分野で知られた符号化方式およびエラー訂正アルゴリズムによって符号化する。例えば、本発明のいくつかの実施形態において、ＤＡＳ５０は、データを、パケット交換網で伝送するためのデータパケットにデータをパックする方式と同様に、識別ヘッダを含むデータパケットにデータをパックする。さらに、それぞれのデータパケットは、データパケット中に含められたデータに発生することがあるエラーを訂正するのに使用できるエラー訂正符号を用いて符号化されても良い。ＤＡＳ５０は、それぞれのデータパケットについて全てが単一のＴＨＩＭ送信機５２によって送信されるように、データパケットを転送する。
【００５４】
プロセッサ６２は、ＤＡＳ５０から受信すべき全てのパケットを受信したかどうかを決定するために、受信したパケットのヘッダ内のデータを用いる。プロセッサ６２がフレームが紛失していると判定した場合、プロセッサはＤＡＳ５０に対して、紛失したパケットを再送信するようＤＡＳに指示するメッセージを送信する。同様に、プロセッサ６２が、処理ステーション６０によって受信されたパケット内のデータがかなりひどく破損していると判定した場合、プロセッサはＤＡＳ５０に対して破損したパケットを再送するように指示する。
【００５５】
ＤＡＳ５０によるエラー符号化およびパケット化は、ＤＡＳ５０から処理ステーション６０へのデータ伝送の“データ管理”オーバーヘッドを付加することが注目される。オーバーヘッドに対応するための追加のチャンネル容量は、ＤＡＳ５０から処理ステーション６０へデータを送信するために用いられるＴＨＩＭ送信機の数を増加させることによって容易に提供することができる。例えば、発明者は、８００Ｍｂｉｔ／ｓｅｃの速度でデータを生成する、上述の１６スライスのＣＴスキャナに関して、約３００Ｍｂｉｔ／ｓｅｃのデータ管理オーバーヘッドが、パケット化、エラー訂正符号化、および紛失したまたは破損したパケットの再送信に対応するために要求されるであろうことを求めた。ＣＴスキャナによって必要になる総合のデータ伝送速度は１．１Ｇｂｉｔ／ｓｅｃになる。この伝送データ速度は、８つのＴＨＩＭ送信機５２を、管理オーバーヘッドのない８００Ｍｂｉｔ／ｓｅｃのデータを送信するのに必要な２０のＴＨＩＭ送信機に加えることによって提供することができる。
【００５６】
以上の段落に記載されたやり方以外の、ＴＨＩＭ送信機による送信のための、ＤＡＳ５０により生成されるデータストリーム内のデータを構成しおよび送信する方法を、当業者であれば気付くであろう。例えば、本発明のいくつかの実施形態において、ＤＡＳ５０は、Ｘ線検出器３２からの信号の複数の同時のデジタルデータストリームを生成し、それぞれのデータストリームをＴＨＩＭ送信機の異なるものに転送する。また、図１に示した構成とは異なる、ＤＡＳ、ＴＨＩＭ送信機、およびＴＨＩＭ受信機の構成が可能であり、このような異なる構成を当業者は気付くであろうし、またそれは有利なものである。例えば、図１に示された少なくとも一つのＴＨＩＭ受信機５８は、複数のＴＨＩＭ受信機を備えていても良い。それぞれのＴＨＩＭ送信機５２に対する一つ、つまりＴＨＩＭ受信機５８は、壁６２上に配置され、そしてワイヤまたは従来の無線リンクで処理ステーション６０に接続されていても良い。
【００５７】
なお、図１のＴＨＩＭ送信機５２はローター３６に装着されて図示されているけれども、ＴＨＩＭ送信機または複数の送信機は、本発明の実施形態によれば、ステーター３５上にまたはガントリ３４の周辺に都合がよいように装着することも可能である。例えば、ＣＴスキャナのローターからイメージャのステーターにデータを送信するために用いられないＴＨＩＭ送信機は、ＣＴスキャナのガントリの電磁的にノイズの多い環境から、ガントリと離れて配置された所望の場所まで無線データチャンネルを提供するために用いられても良い。ローターからステーターへのデータは、従来の手段によって送信され、そしてステーターからＴＨＩＭ送信機までは、ワイヤによって送信されても良い。それから、ＴＨＩＭ送信機は、例えば、異なる部屋まで無線伝送によってデータを送信するために用いられる。
【００５８】
本出願の説明および請求項における、それぞれの動詞“備える”、“含む”、“有する”およびその同一語源の語は、動詞の目的語が、動詞の主語の、部材、構成部品、要素、または部品の、必ずしも完全な列挙でないことを示す為に用いられている。
【００５９】
本発明は、例証によって提供され、発明の範囲を限定することを意図するものでない、その実施形態の詳細な説明を用いて記載されてきた。記載された実施形態は、発明の全ての実施形態においてその全てが必要なわけではない、異なる特徴を備えている。本発明のいくつかの実施形態は、その特徴のいくつか、または特徴の組み合わせのみを利用する。記載された本発明の実施形態の変形例、および記載された実施形態中で言及された特徴の異なる組み合わせを、当業者であれば気付くであろう。本発明の範囲は、請求項によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施形態による、少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機を備えるデータ伝送システムを有するＣＴスキャナを図示している。
【符号の説明】
２０ ＣＴスキャナ
２２ 患者
２４ Ｘ線源
３０ アレイ
３２ Ｘ線検出器
３５ ステーター
３６ ローター
５０ データ取得システム（ＤＡＳ）
５２ ＴＨＩＭ送信機
５８ ＴＨＩＭ受信機
６０ 処理ステーション
Claims (28)
- Ｘ線源とＸ線検出器アレイとが、ＣＴスキャナによって画像化される患者の身体を通過する経路上でのＸ線の吸収を決定する為にローターに装着された、ステーターとローターとを備えるガントリを有するＣＴスキャナであって、
前記患者の画像を生成するために、前記Ｘ線源からの前記検出器へ入射するＸ線の強度に応じて前記Ｘ線検出器によって生成された信号中に含まれるデータを処理するプロセッサと、
前記Ｘ線検出器によって生成された信号中に含められたデータを受信し、スペクトル拡散符号化にしたがって、前記データが符号化された信号を送信する少なくとも一つのスペクトル拡散送信機と、
前記少なくとも一つのスペクトル拡散送信機によって送信された前記符号化された信号を受信し、前記符号化されたデータを前記プロセッサに転送する少なくとも一つのスペクトル拡散受信機と、を備える。 - 前記少なくとも一つの送信機は、ＴＨＩＭ符号にしたがって前記データが符号化された信号を送信する少なくとも一つの時間ホッピングインパルス変調（ＴＨＩＭ）送信機を備え、前記少なくとも一つの受信機は、前記少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機によって送信された符号化された信号を受信する少なくとも一つのＴＨＩＭ受信機を備える、請求項１に記載のＣＴスキャナ。
- 前記データが符号化された信号は、前記データが符号化された自由空間電磁波である、請求項１または請求項２に記載のＣＴスキャナ。
- Ｘ線源とＸ線検出器アレイとが、ＣＴスキャナによって画像化される患者の身体を通過する経路上でのＸ線の吸収を決定する為にローターに装着された、ステーターとローターとを備えるガントリを有するＣＴスキャナであって、
前記患者の画像を生成するために、前記Ｘ線源からの前記検出器へ入射するＸ線の強度に応じて前記Ｘ線検出器によって生成された信号中に含まれるデータを処理するプロセッサと、
前記Ｘ線検出器によって生成された信号中に含められたデータを受信し、前記データが符号化された自由空間電磁波の信号を送信する少なくとも一つの送信機と、
前記少なくとも一つの送信機によって送信された前記符号化された自由空間電磁波を受信し、前記符号化されたデータを前記プロセッサに転送する少なくとも一つの受信機と、を備える。 - 前記少なくとも一つの送信機は、スペクトル拡散符号にしたがって前記自由空間電磁波中のデータを符号化する少なくとも一つのスペクトル拡散送信機を備え、前記少なくとも一つの受信機は、少なくとも一つのスペクトル拡散受信機を備える、請求項４に記載のＣＴスキャナ。
- 前記少なくとも一つの送信機は、ＴＨＩＭ符号にしたがって前記自由空間電磁波中のデータを符号化する少なくとも一つのＴＨＩＭ送信機を備え、前記少なくとも一つの受信機は、少なくとも一つのＴＨＩＭ受信機を備える、請求項５に記載のＣＴスキャナ。
- 前記送信機および受信機は、同一の部屋に配置される、請求項１から請求項６のいずれかに記載のＣＴスキャナ。
- 前記送信機は前記ガントリに配置され、前記受信機は前記ガントリから離れている、請求項１から請求項６のいずれかに記載のＣＴスキャナ。
- 前記送信機および受信機は、異なる部屋に配置される、請求項８に記載のＣＴスキャナ。
- 前記送信機は、ステーターに配置される、請求項７から請求項９のいずれかに記載のＣＴスキャナ。
- 前記送信機は、ローターに配置される、請求項７から請求項９のいずれかに記載のＣＴスキャナ。
- 前記送信機は、ローターに配置され、前記少なくとも一つの受信機は前記ステーターに配置される、請求項１から請求項６のいずれかに記載のＣＴスキャナ。
- 前記少なくとも一つの受信機および前記プロセッサは、同一の場所内で互いに近接している、請求項１から請求項１２のいずれかに記載のＣＴスキャナ。
- 前記受信機および前記プロセッサは、異なる部屋にある、請求項１から請求項１２のいずれかに記載のＣＴスキャナ。
- 前記少なくとも一つの受信機は、前記受信機が前記データを前記プロセッサに転送するワイヤによって前記プロセッサと接続される、請求項１から請求項１４のいずれかに記載のＣＴスキャナ。
- 前記少なくとも一つの受信機は、前記受信機が前記データを前記プロセッサに転送する光ファイバによって前記プロセッサと接続される、請求項１から請求項１５のいずれかに記載のＣＴスキャナ。
- 前記少なくとも一つの送信機は、複数の送信機を備える、請求項１から請求項１６のいずれかに記載のＣＴスキャナ。
- 前記送信機は同時に送信する、請求項７に記載のＣＴスキャナ。
- 前記少なくとも一つの受信機は、複数の受信機を備える、請求項１７または請求項１８に記載のＣＴスキャナ。
- 前記複数の受信機のうちの少なくとも２つは、異なる送信機からの送信を受信する、請求項１９に記載のＣＴスキャナ。
- 前記Ｘ線検出器によって生成された信号を受信し、そこからデジタルデータを生成する、前記ローターに装着され前記Ｘ線検出器と接続された少なくとも一つのデータ取得システム（ＤＡＳ）を備え、デジタルデータの部分を、前記少なくとも一つのＤＡＳが前記少なくとも一つの送信機のそれぞれに転送する、請求項１から請求項２０のいずれかに記載のＣＴスキャナ。
- 前記少なくとも一つのＤＡＳは、それぞれが異なる検出器からの信号を取得する複数のＤＡＳを備える、請求項２１に記載のＣＴスキャナ。
- ＣＴスキャナに備えられたガントリのローターに装着されたＸ線検出器によって生成される信号中に含められるデータを所望の場所に送信する方法であって、
前記データが符号化された自由空間電磁波を生成し、
前記所望の場所で前記電磁波を検出し、
前記データを取り戻すために前記検出された電磁波をデコードすること、を含む。 - 前記データは、スペクトル拡散符号にしたがって符号化される、請求項２３に記載の方法。
- 前記データは、時間ホッピングインパルス変調（ＴＨＩＭ）符号にしたがって符号化される、請求項２４に記載の方法。
- ＣＴスキャナに備えられたガントリのローターに装着されたＸ線検出器によって生成される信号中に含められるデータを所望の場所に送信する方法であって、
スペクトル拡散符号にしたがって前記データが符号化された信号を生成し、
前記所望の場所で前記信号を検出し、
前記データを取り戻すために前記検出された信号をデコードすること、を含む。 - 前記符号はＴＨＩＭ符号である、請求項２６に記載の方法。
- 前記データが符号化された信号は、前記データが符号化された自由空間電磁波である、請求項２６または請求項２７に記載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/US2001/049152 WO2003053246A1 (en) | 2001-12-19 | 2001-12-19 | Wireless data transmission in ct-scanners |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005518230A true JP2005518230A (ja) | 2005-06-23 |
| JP2005518230A5 JP2005518230A5 (ja) | 2005-12-22 |
Family
ID=21743136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003546635A Pending JP2005518230A (ja) | 2001-12-19 | 2001-12-19 | Ｃｔスキャナにおける無線データ伝送 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6914957B2 (ja) |
| EP (1) | EP1463449A4 (ja) |
| JP (1) | JP2005518230A (ja) |
| AU (1) | AU2002231053A1 (ja) |
| IL (1) | IL152520A0 (ja) |
| WO (1) | WO2003053246A1 (ja) |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7072443B2 (en) * | 2002-10-03 | 2006-07-04 | Schick Technologies, Inc. | Intraoral image sensor |
| US6924486B2 (en) * | 2002-10-03 | 2005-08-02 | Schick Technologies, Inc. | Intraoral sensor having power conservation features |
| US6972411B2 (en) * | 2002-10-03 | 2005-12-06 | Schick Technologies, Inc. | Method of event detection for intraoral image sensor |
| CN1871508A (zh) * | 2003-10-23 | 2006-11-29 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 具有光电数据传输的计算机断层摄影装置 |
| DE102004019598B3 (de) * | 2004-04-22 | 2005-12-29 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur fehlertoleranten Datenübertragung für eine CT-Anlage |
| JP4948398B2 (ja) * | 2004-06-03 | 2012-06-06 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | コンピュータ断層撮影装置 |
| DE102005035207A1 (de) * | 2005-07-27 | 2007-02-01 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Datenübertragung zwischen zwei relativ zueinander bewegten Komponenten |
| CN101385254A (zh) | 2005-09-22 | 2009-03-11 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 数据处理装置、用于检验相关对象的断层摄影装置、用于检验相关对象的方法、计算机可读介质和程序单元 |
| DE602007000299D1 (de) * | 2006-01-18 | 2009-01-15 | Toshiba Kk | Röntgen-CT-Gerät und Verknüpfungssystem zur Kommunikation von medizinischen Daten |
| US7844097B2 (en) * | 2007-12-03 | 2010-11-30 | Samplify Systems, Inc. | Compression and decompression of computed tomography data |
| US20090272905A1 (en) * | 2008-05-05 | 2009-11-05 | Roderick Bernhard Richards | Wireless x-ray detector plate |
| CN101627918A (zh) * | 2008-07-18 | 2010-01-20 | Ge医疗系统环球技术有限公司 | Ct影像压缩方法和装置 |
| US7916830B2 (en) * | 2008-09-11 | 2011-03-29 | Samplify Systems, Inc. | Edge detection for computed tomography projection data compression |
| US7852977B2 (en) * | 2008-09-11 | 2010-12-14 | Samplify Systems, Inc. | Adaptive compression of computed tomography projection data |
| US8045811B2 (en) * | 2008-11-26 | 2011-10-25 | Samplify Systems, Inc. | Compression and storage of projection data in a computed tomography system |
| DE102009049052B4 (de) | 2009-10-12 | 2011-09-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Computertomographiegerät mit einer Vorrichtung zur Datenübertragung und Verfahren zur Datenübertragung in einem Computertomographiegerät |
| DE102009060316C5 (de) * | 2009-12-23 | 2019-10-31 | Siemens Healthcare Gmbh | Vorrichtung zur Datenübertragung, Computertomographiegerät und Verfahren zur Datenübertragung |
| US9173620B2 (en) | 2012-04-16 | 2015-11-03 | Neurologica Corp. | Imaging system with rigidly mounted fiducial markers |
| US20140254602A1 (en) * | 2013-03-05 | 2014-09-11 | Schleifring Und Apparatebau Gmbh | High Speed Network Contactless Rotary Joint |
| CN203634188U (zh) | 2013-11-14 | 2014-06-11 | 上海联影医疗科技有限公司 | 一种放射性医疗设备 |
| DE102014205735B4 (de) * | 2014-03-27 | 2017-10-12 | Siemens Healthcare Gmbh | Röntgendetektor für einen Computertomographen |
| US10357220B2 (en) | 2014-10-16 | 2019-07-23 | Analogic Corporation | Data transfer across a rotating boundary |
| US9968328B2 (en) | 2015-02-17 | 2018-05-15 | General Electric Company | Wireless data transfer in a deterministic rotating system |
| DE102015203764A1 (de) * | 2015-03-03 | 2016-09-08 | Siemens Healthcare Gmbh | CT-System mit modularem Röntgendetektor und Datenübertragungssystem zur Übertragung von Detektordaten |
| EP3377913A2 (en) | 2015-11-20 | 2018-09-26 | Koninklijke Philips N.V. | High data rate and real time operating system wireless coupling for medical imaging systems and method of operation thereof |
| US10441816B2 (en) * | 2015-12-31 | 2019-10-15 | Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. | Radiation therapy system |
| DE102016221221A1 (de) | 2016-10-27 | 2018-05-03 | Siemens Healthcare Gmbh | Datenübertragung zwischen einem Röntgendetektor und einer Recheneinheit mittels Netzwerkprotokoll |
| GB2563677B (en) | 2017-06-23 | 2019-10-02 | Elekta ltd | Communication apparatus for radiation therapy device |
| US11387917B2 (en) | 2018-11-05 | 2022-07-12 | General Dynamics Land Systems—Canada Corporation | Apparatus, system and method for wireless slip ring data transmission |
| CN109528220B (zh) * | 2018-11-29 | 2023-05-30 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 电子计算机断层扫描系统的调节方法、装置和计算机设备 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4813057A (en) * | 1984-12-03 | 1989-03-14 | Charles A. Phillips | Time domain radio transmission system |
| US4641317A (en) * | 1984-12-03 | 1987-02-03 | Charles A. Phillips | Spread spectrum radio transmission system |
| US5363108A (en) * | 1984-12-03 | 1994-11-08 | Charles A. Phillips | Time domain radio transmission system |
| US4928283A (en) * | 1988-02-26 | 1990-05-22 | Analogic Corporation | X-ray tomography apparatus |
| US5140696A (en) * | 1989-02-28 | 1992-08-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Communication system for transmitting data between a transmitting antenna utilizing strip-line transmission line and a receive antenna in relative movement to one another |
| JP3478566B2 (ja) * | 1993-09-16 | 2003-12-15 | 株式会社東芝 | Ｘ線ｃｔスキャナ |
| US5577026A (en) * | 1993-12-28 | 1996-11-19 | Analogic Corporation | Apparatus for transferring data to and from a moving device |
| US5537397A (en) * | 1994-06-07 | 1996-07-16 | Aloha Networks, Inc. | Spread aloha CDMA data communications |
| US5530422A (en) * | 1994-09-16 | 1996-06-25 | General Electric Company | Differentially driven transmission line for high data rate communication in a computerized tomography system |
| US5530424A (en) * | 1994-09-16 | 1996-06-25 | General Electric Company | Apparatus and method for high data rate communication in a computerized tomography system |
| US5530425A (en) * | 1994-09-16 | 1996-06-25 | General Electric Company | Radiation shielded apparatus for high data rate communication in a computerized tomography system |
| US5677927A (en) * | 1994-09-20 | 1997-10-14 | Pulson Communications Corporation | Ultrawide-band communication system and method |
| US5737356A (en) * | 1995-03-31 | 1998-04-07 | General Electric Company | Spectral spreading apparatus for reducing electromagnetic radiation from a transmission line used for high data rate communication in a computerized tomography system |
| US5978438A (en) * | 1997-12-12 | 1999-11-02 | Picker International, Inc. | Wideband non-contact data link using X-ray sources to excite scintillating material receiving device |
| US6181766B1 (en) * | 1998-08-25 | 2001-01-30 | General Electric Company | Digital encoding of RF computerized tomography data |
| US6301324B1 (en) * | 1999-03-31 | 2001-10-09 | General Electric Company | RF slipring receiver for a computerized tomography system |
| US6754297B2 (en) * | 2002-08-28 | 2004-06-22 | Imaging3, Inc. | Apparatus and method for three-dimensional real-time imaging system |
-
2001
- 2001-12-19 US US10/312,952 patent/US6914957B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-12-19 WO PCT/US2001/049152 patent/WO2003053246A1/en active Search and Examination
- 2001-12-19 IL IL15252001A patent/IL152520A0/xx unknown
- 2001-12-19 AU AU2002231053A patent/AU2002231053A1/en not_active Abandoned
- 2001-12-19 EP EP01991319A patent/EP1463449A4/en not_active Withdrawn
- 2001-12-19 JP JP2003546635A patent/JP2005518230A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1463449A1 (en) | 2004-10-06 |
| AU2002231053A1 (en) | 2003-07-09 |
| US20030185338A1 (en) | 2003-10-02 |
| EP1463449A4 (en) | 2005-05-25 |
| US6914957B2 (en) | 2005-07-05 |
| WO2003053246A1 (en) | 2003-07-03 |
| IL152520A0 (en) | 2003-12-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2005518230A (ja) | Ｃｔスキャナにおける無線データ伝送 | |
| US6292919B1 (en) | Methods and apparatus for exchanging data in an imaging system | |
| US6327327B1 (en) | Multi-channel segmented slip ring | |
| US7807981B2 (en) | Data processing device, tomography apparatus for examination of an object of interest, method of examining an object of interest, computer-readable medium and program element | |
| US7860126B2 (en) | Method and device for data transmission between two components moving relative to one another | |
| US4982415A (en) | X-ray CT scanner apparatus | |
| US7755055B2 (en) | Data transmission system for computer tomographs | |
| US10326561B2 (en) | Mirror-ring assembly for bi-directional optical communication between a rotor and a stator | |
| EP1124211A2 (en) | Wireless telemetry system integrated with a broadband network | |
| US5354993A (en) | Optical communication link for medical imaging gantry having continuous line of sight communications between transmitters and receivers | |
| US7519208B2 (en) | Method and apparatus for error-tolerant data transfer for a CT system | |
| US20020085682A1 (en) | X-ray apparatus with non-contacting transmission of data or energy between mechanically connected components | |
| US7599467B2 (en) | Device for contact-free transmission of signals and measured data in a computed tomography apparatus | |
| US4996435A (en) | Optical system for transmitting data between a stationary part and a rotating part | |
| JP4192000B2 (ja) | ギガビット／秒のデータの直流絶縁伝達方法とシステム | |
| CN108523822A (zh) | 一种图像传输方法及胶囊式内窥镜系统 | |
| CN107997772A (zh) | 通过网络协议在x射线检测器和运算单元之间传送数据 | |
| US7880569B2 (en) | Rotating data transmission device | |
| RU2730964C2 (ru) | Системы и способы беспроводной ретрансляции потоков данных | |
| CN101167276B (zh) | 用于计算机层析x射线摄影设备的多信道数据传输系统 | |
| US20130077740A1 (en) | Arrangement and method for contactless signal transmission in computed tomography systems | |
| US20210045621A1 (en) | Capsule endoscope, receiver interworking with capsule endoscope and method for control of capsule endoscope | |
| JP2007175206A (ja) | Ｘ線ｃｔ装置 | |
| KR102550809B1 (ko) | 광학확산단층영상의 다중획득과 합성을 위한 방법 및 장치 | |
| US6510194B1 (en) | Method and apparatus for acquiring transmitted-radiation image data |