JP3846961B2 - データ通信方法および装置並びにｘ線ｃｔ装置 - Google Patents
データ通信方法および装置並びにｘ線ｃｔ装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ（data）通信方法および装置並びにＸ線ＣＴ装置に関し、特に、電磁波放射ノイズ（noise ）のレベル(rebel) を低減したデータ通信方法および装置並びにＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、Ｘ線照射・検出系を連続的に回転させてスキャン（scan）を行うＸ線ＣＴ(computed tomography) 装置においては、回転部に搭載されたＸ線照射・検出系から固定部に配置されたデータ処理系に、検出データ（透過Ｘ線データ）をスリップリング（slip ring ）等を介して伝送するようにしている。データ伝送は、スリップリングおよび信号線の数を節約するためシリアル（serial）通信によって行われる。
【０００３】
データをシリアル通信するにあたり、送信側と受信側の間でクロック（clock ）の同期化が必要とされる。このため、Ｘ線ＣＴ装置の稼働開始時には、送信側から受信側に同期信号を一定期間送信し、受信側の例えばＰＬＬ（phase-locked loop)回路等に、送信側のクロックと同期したクロックを発生させる。同期成立すなわちフェーズロック（phase lock）した後は、ＰＬＬ回路等により受信側のクロックが維持される。
【０００４】
送信側と受信側でクロックの同期化が成立した後にスキャンが開始される。スキャンに伴ってＸ線照射・検出系により透過Ｘ線データが収集される。透過Ｘ線データはスキャンの過程で複数のビュー（view）方向において逐次収集される。それらのビューデータが、収集され次第にデータ処理系側にシリアル通信される。
【０００５】
シリアル通信されるデータ間には、例えば、ビュー間隔またはスキャン間隔（インタースキャン・ディレイ(inter scan delay : ＩＳＤ) ）に相当するすき間が生じるので、データの通信は間欠的に行われることになる。
【０００６】
データ通信が間欠する期間中は同期信号の通信が行われ、この同期信号をＰＬＬ回路に入力して、外来ノイズ等による受信側の同期外れを予防している。もし、この期間に同期信号の送信をしないとすると、受信側では外来ノイズ等により同期外れを起こし易くなり、初期同期のとり直しが必要とされ、通信の能率が低下する。同期信号は、所定のビット数からなる特定のビットパターン（pattern)で規定される。このパターンによって受信側は同期信号を認識する。同期信号の通信中はこのパターンが繰返される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
同一パターンの同期信号が繰り返し通信されるとき、例えばスリップリング等の通信経路から放射される電磁波（放射ノイズ）は、パターン繰り返し周波数の高調波成分を顕著に含むものとなり、近隣の電子機器等に妨害を与えるおそれがある。
【０００８】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、放射ノイズのレベルが低いデータ通信方法および装置並びにＸ線ＣＴ装置を実現することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
〔１〕上記の課題を解決する第１の発明は、送信側と受信側の間でクロックの同期を確立した後にデータのシリアル通信を間欠的に行うデータ通信方法であって、少なくとも前記データの通信が間欠する期間は実質的に繰返し性を持たない信号を通信することを特徴とする。
【００１０】
第１の発明では、データの通信が間欠する期間は実質的に繰返し性を持たない信号を通信することにより、パターンの繰返し周波数ないしその高調波の放射ノイズを発生させない。すなわち、放射ノイズのレベルが低いデータ通信方法を実現することができる。
【００１１】
第１の発明において、前記繰返し性を持たない信号は乱数に基づいて形成することが、放射ノイズを効果的に低減する点で好ましい。
また、第１の発明において、前記繰返し性を持たない信号中に同期信号のパターンを分散的に挿入することが、受信側の同期の維持を確実にする点で好ましい。
【００１２】
〔２〕上記の課題を解決する第２の発明は、送信側と受信側の間でクロックの同期を確立した後にデータのシリアル通信を間欠的に行うデータ通信装置であって、少なくとも前記データの通信が間欠する期間は実質的に繰返し性を持たない信号を通信する信号通信手段を具備することを特徴とする。
【００１３】
第２の発明では、信号通信手段によって、データの通信が間欠する期間は実質的に繰返し性を持たない信号を通信することにより、パターンの繰返し周波数ないしその高調波の放射ノイズを発生させない。すなわち、放射ノイズのレベルが低いデータ通信装置を実現することができる。
【００１４】
第２の発明において、前記繰返し性を持たない信号は乱数に基づいて形成することが、放射ノイズを効果的に低減する点で好ましい。
また、第２の発明において、前記繰返し性を持たない信号中に同期信号のパターンを分散的に挿入することが、受信側の同期の維持を確実にする点で好ましい。
【００１５】
〔３〕上記の課題を解決する第３の発明は、被検体にＸ線ビーム照射して透過Ｘ線データを収集するデータ収集手段と、送信側と受信側の間でクロックの同期を確立した後に前記データ収集手段が収集した透過Ｘ線データのシリアル通信を行うデータ通信手段と、前記データ通信手段を通じて与えられた透過Ｘ線データに基づいて画像を再構成する画像再構成手段とを有するＸ線ＣＴ装置であって、前記データ通信手段は少なくとも前記透過Ｘ線データの通信が間欠する期間は実質的に繰返し性を持たない信号を通信する信号通信手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
第３の発明では、信号通信手段によって、データの通信が間欠する期間は実質的に繰返し性を持たない信号を通信することにより、パターンの繰返し周波数ないしその高調波の放射ノイズを発生させない。すなわち、放射ノイズのレベルが低いＸ線ＣＴ装置を実現することができる。
【００１７】
第３の発明において、前記繰返し性を持たない信号は乱数に基づいて形成することが、放射ノイズを効果的に低減する点で好ましい。
また、第３の発明において、前記繰返し性を持たない信号中に同期信号のパターンを分散的に挿入することが、受信側の同期の維持を確実にする点で好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。
【００１９】
図１にＸ線ＣＴ装置のブロック図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。なお、本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。また、本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００２０】
〔構成〕
本装置の構成を説明する。図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール(console) １と、撮影テーブル(table) １０と、走査ガントリ(gantry)２０とを具備している。
【００２１】
操作コンソール１は、操作者の指示や情報等を入力する入力装置２と、スキャンや画像再構成を実行する中央処理装置３と、制御信号等を撮影テーブル１０や走査ガントリ２０へ出力する制御インタフェース(interface) ４と、走査ガントリ２０で取得したデータを収集するデータ収集バッファ(buffer)５と、画像等を表示するＣＲＴ(cathod-ray tube) ６と、各種のデータや再構成画像およびプログラム等を記憶する記憶装置７とを具備している。
【００２２】
中央処理装置３は、例えばコンピュータ等によって構成される。データ収集バッファ５には、走査ガントリ２０で取得したデータがデータ通信装置を通じて入力される。データ通信装置は、本発明におけるデータ通信手段の実施の形態の一例である。データ通信装置については後にあらためて説明する。
【００２３】
撮影テーブル１０は、図示しない被検体を走査ガントリ２０のＸ線照射空間に搬入および搬出するようになっている。撮影テーブル１０の進退は制御インタフェース４によって制御される。
【００２４】
走査ガントリ２０は、Ｘ線管３０と、Ｘ線ビーム(beam)を形成するコリメータ(collimater)５０と、検出器アレイ(array) ６０と、Ｘ線照射のタイミングや照射量を調整するＸ線コントローラ(controller)２１と、コリメータ５０のＸ線通過開口（アパーチャ(aperture)）を調整するコリメータコントローラ２２と、検出器アレイ６０が検出したデータを収集するデータ収集部２３と、被検体の体軸の周りにＸ線管３０や検出器アレイ６０等を回転させる回転コントローラ２４とを具備している。
【００２５】
データ収集部２３は、本発明におけるデータ収集手段の実施の形態の一例である。データ収集部２３は、収集したデータをデータ通信装置を通じてデータ収集バッファ５に入力する。データ通信装置についてはあらためて説明する。
【００２６】
図２に、Ｘ線管３０とコリメータ５０と検出器アレイ６０の相互関係を示す。図２の（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。Ｘ線管３０から放射されたＸ線は、コリメータ５０により偏平な扇状のＸ線ビームＸｒに成形され、検出器アレイ６０に照射される。
【００２７】
Ｘ線ビームＸｒの扇面に体軸を交叉させて被検体が搬入される。この状態を図３に示す。同図に示すように、扇状のＸ線ビームＸｒによってスライス（slice)された被検体ＯＢの投影像が検出器アレイ６０に投射される。被検体ＯＢのアイソセンタ(isocenter) におけるＸ線ビームＸｒの厚みが、スライス厚ｔｈを与える。スライス厚ｔｈはコリメータ５０のアパーチャによって調節される。
【００２８】
Ｘ線管３０、コリメータ５０および検出器アレイ６０（Ｘ線照射・検出系）はこの関係を保ったまま被検体ＯＢの周りを回転（スキャン）する。スキャンの１回転当たり複数（例えば１０００）のビュー(view)角度で被検体の投影データが収集される。投影データの収集は、検出器アレイ６０−データ収集部２３−データ通信装置−データ収集バッファ５の系統によって行われる。
【００２９】
データ収集バッファ５に収集された投影データに基づいて、中央処理装置３により画像再構成が行われる。中央処理装置３は、本発明における画像再構成手段の実施の形態の一例である。画像再構成は、１回転のスキャンで得られた例えば１０００ビューの投影データを、例えばフィルタード・バックプロジェクション(filtered back-projection)処理すること等により行われる。
【００３０】
再構成された画像すなわち被検体ＯＢの断層画像は記憶装置７に記憶される。記憶装置７に記憶された断層画像は、入力装置２を通じて操作者から与えられる指令に応じて読み出され、ＣＲＴ６に可視像として表示される。
【００３１】
図４に、データ通信装置のブロック図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。なお、本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。また、本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００３２】
同図に示すように、データ通信装置は、送信機ＴＲＮとスリップリング機構ＲＮＧと受信機ＲＣＶとを備えている。
スリップリング機構ＲＮＧは、１対のリングＲ１，Ｒ２とそれらにそれぞれ接触する１対のブラシ(brush) Ｂ１，Ｂ２を有する。リングＲ１，Ｒ２はＸ線照射・検出系の回転の軌道と同心円をなす裸導線である。これらリングＲ１，Ｒ２は走査ガントリ２０の回転部に配設されている。ブラシＢ１，Ｂ２は走査ガントリ２０の固定部に配設されている。
【００３３】
送信機ＴＲＮは走査ガントリ２０の回転部に搭載されている。送信機ＴＲＮの出力端はリングＲ１，Ｒ２に接続されている。受信機ＲＣＶは走査コンソール１内に配設されている。受信機ＲＣＶの入力端はブラシＢ１，Ｂ２に接続されている。
【００３４】
送信機ＴＲＮにはデータ収集部２３から透過Ｘ線データ（データ）が入力される。入力データは例えば１６ビット(bit) のパラレルデータ(parallel data) である。送信機ＴＲＮは入力データをシリアル信号に変換してスリップリング機構ＲＮＧに出力する。送信機ＴＲＮの詳細については後述する。
【００３５】
送信機ＴＲＮの出力信号は、スリップリング機構ＲＮＧを介して受信機ＲＣＶに入力される。スリップリング機構ＲＮＧは回転部と固定部の間の信号伝達を媒介する。受信機ＲＣＶは入力のシリアル信号をパラレルデータに変換してデータ収集バッファ５に入力する。受信機ＲＣＶの詳細については後述する。
【００３６】
図５に、送信機ＴＲＮのブロック図を示す。同図に示すように、送信機ＴＲＮはファーストイン・ファーストアウト・メモリ(first-in first-out memory :ＦＩＦＯ）ＦＦＭを有し、これにデータ収集部２３から入力されるデータを記憶する。
【００３７】
ファーストイン・ファーストアウト・メモリＦＦＭの出力データはパラレル・シリアル(parallel-to-serial)変換器ＰＳＣに入力される。パラレル・シリアル変換器ＰＳＣには、また、乱数テーブル(table) ＴＢＬから乱数データが入力される。乱数テーブルＴＢＬおよびパラレル・シリアル変換器ＰＳＣは、本発明における信号通信手段の実施の形態の一例である。
【００３８】
パラレル・シリアル変換器ＰＳＣは、入力信号をシリアル信号に変換して送信する。パラレル・シリアル変換には、図示しないクロック回路のクロックが使用される。シリアル送信信号には、データ、コマンド(command) および同期信号が含まれる。制御回路ＣＮＴｔはファーストイン・ファーストアウト・メモリＦＦＭ、乱数テーブルＴＢＬおよびパラレル・シリアル変換器ＰＳＣを制御して通信の実行を司る。
【００３９】
図６に、受信機ＲＣＶのブロック図を示す。同図に示すように、受信機ＲＣＶはシリアル・パラレル(serial-to-parallel)変換器ＳＰＣを有する。シリアル・パラレル変換器ＳＰＣは図示しないＰＬＬ回路を内蔵している。シリアル・パラレル変換器ＳＰＣにはシリアル信号（シリアル受信信号）が入力される。シリアル受信信号には、データ、コマンドおよび同期信号が含まれる。
【００４０】
シリアル・パラレル変換器ＳＰＣに内蔵されたＰＬＬ回路は、シリアル受信信号に含まれる同期信号に基づいて、送信機ＴＲＮのクロックと同期したクロックを生成する。このクロックを用いて入力信号のシリアル・パラレル変換が行われる。
【００４１】
シリアル・パラレ変換器ＳＰＣのパラレル出力信号は制御回路ＣＮＴｒに入力される。出力信号はデータまたはコマンドを表す。制御回路ＣＮＴｒはコマンドに従って動作し受信の実行を司る。制御回路ＣＮＴｒは、また、パラレルデータをデータ収集バッファ５に入力する。
【００４２】
〔動作〕
本装置の動作を説明する。操作者により入力装置２を通じて電源投入等の始動操作が行われると、Ｘ線ＣＴ装置１００が始動し下記の動作が行われる。
【００４３】
図７に、送信機ＴＲＮの動作のフロー図を示す。この動作は制御回路ＣＮＴｔによる制御の下で行われる。同図に示すように、送信機ＴＲＮの動作開始に伴って、先ず、ステップＳＴ１１において、同期信号の送信が所定時間行われる。ここでは、これを同期信号の長い送信という。
【００４４】
これに呼応して、受信機ＲＣＶの動作が行われる。図８に、受信機ＲＣＶの動作のフロー図を示す。この動作は制御回路ＣＮＴｒによる制御の下で行われる。同図に示すように、受信機ＲＣＶは動作開後のステップＳＴ２１において、同期信号の受信を行う。
【００４５】
本装置では、同期信号は、例えば図９に示すように、〔１０１１１０１１０１〕の１０ビットからなる特定のビットパターン信号として規定されている。このビットパターン信号が所定時間（長い送信）中に繰返し送信される。ビットパターン信号のビットレート(bit rate)は例えば４０ＭＨｚである。受信機ＲＣＶにおいては、このような同期信号を受信し、それに基づいてＰＬＬ回路のフェーズロック(phase lock)が行われる。
【００４６】
同期信号の長い送信はＰＬＬ回路が確実にフェーズロックするのに十分な時間継続される。そのような時間として例えば１ｍｓが選ばれる。これによって、ＰＬＬ回路により、送信機ＴＲＮにおけるクロックに同期したクロックが生成される。クロックの周波数は、同期信号のビットレートに対応し例えば４０ＭＨｚである。一旦フェーズロックが成立した後は、同期信号無しでも、受信機ＲＣＶのクロックは送信機ＴＲＮのクロックと同期した状態が維持される。
【００４７】
例えば１ｍｓ経過後に、送信機ＴＲＮは、ステップＳＴ１２において、送信データの有無を判定する。送信データの有無はファーストイン・ファーストアウト・メモリＦＦＭについて行われる。ファーストイン・ファーストアウト・メモリＦＦＭに送信データが有る場合にはステップＳＴ１３に分岐し、無い場合にはステップＳＴ１４に分岐する。
【００４８】
いま、始動直後でまだ送信データが無いとすると、ステップＳＴ１４に分岐する。ステップＳＴ１４においては乱数データの送信が行われる。すなわち、乱数テーブルＴＢＬからそれに書き込まれている乱数を逐一読み出し、パラレル・シリアル変換器ＰＳＣによってシリアル送信する。乱数データは例えば８ビットで与えられる。これによって、８ビット毎にビットパターンがランダム(radom) に変わる信号が送信される。乱数データは所定の数だけ送信されれる。
【００４９】
次に、ステップＳＴ１５において、同期信号を送信する。ここでは、これを同期信号の短い送信という。短い送信とは、例えば同期信号のビットパターンを１回だけあるいはせいぜい数回送信することをいう。同期信号の短い送信の後にステップＳＴ１２に戻る。
【００５０】
送信データが無い間はステップＳＴ１２，ＳＴ１４，ＳＴ１５をループ(loop)する。これによって、乱数データの中に同期信号が分散挿入されたシリアル信号が送信される。
【００５１】
Ｘ線ＣＴ装置１００がスキャンを開始すると、データ収集部２３からファーストイン・ファーストアウト・メモリＦＦＭにデータが入力されるので、ステップＳＴ１２において「送信データ有り」と判定され、ステップＳＴ１３に分岐してデータ送信を行う。
【００５２】
データ送信に際しては、データの先頭に特定のコマンドを付けて以下の信号がデータであることを示される。また、データの末尾に別なコマンドを付けてデータ部分が終わったことが示される。なお、乱数データについてはこのようなコマンドは付されない。
【００５３】
ファーストイン・ファーストアウト・メモリＦＦＭにデータが存在する間、ステップＳＴ１２，ＳＴ１３のループにより、上記のようなデータ送信が行われる。送信データが無くなれば、ステップＳＴ１２，ＳＴ１４，ＳＴ１５による乱数データと同期信号の送信に戻る。
【００５４】
受信機ＲＣＶは、上記のようなシリアル送信信号を受信し、ステップＳＴ２２において同期信号の有無を判定し、ステップＳＴ２３においてデータの有無を判定する。同期信号の有無はビットパターンに基づいて判定される。データの有無はコマンドに基づいて判定される。このような判定により、受信信号は、データと同期信号とその他の信号に区別される。乱数データはその他の信号される。
【００５５】
データと判定されたものはステップＳＴ２４によりデータ収集バッファ５に送られる。同期信号およびその他の信号と判定されたものについては、何らのデータ処理も行われない。ただし、同期信号はシリアル・パラレル変換器ＳＰＣの回路構成に従ってＰＬＬ回路に入力される。この同期信号によりＰＬＬ回路のフェーズロックが補強される。これにより、ＰＬＬ回路の同期外れが予防される。すなわち、クロック同期の安定性が維持される。
【００５６】
上記のような通信が行われるとき、通信線路上のシリアル通信信号は、例えば、図１０に示すようになる。同図に示すように、最初に同期信号ＳＹＣが１ｍｓ送信される。それが終わると乱数データＲＡＭの中に同期信号パターンＰＴＮが分散した信号が送信される。次に、スキャンに伴う送信データの発生により、データＤＡＴが送信される。データＤＡＴの前後にはコマンドＣＭＤｓ，ＣＭＤｅが付されている。
【００５７】
また、データ通信の間欠期間にも乱数データＲＡＭの中に同期信号パターンＰＴＮが分散した信号が送信される。データ通信の間欠期間は、ビュー間隔またはインタースキャン・ディレイ（ＩＳＤ）に相当する。
【００５８】
図１０に示すように、データ通信の間欠期間は、主として乱数データからなるシリアル信号が送信される。乱数データを表すビットパターンはランダムなパターンになる。したがって、この期間の信号パターンは繰返し性を持たない。また、乱数データの間に分散する同期信号は１パターンないしせいぜい数パターンなので、この程度の同期信号が分散的に挿入されても、この期間の信号に実質的に繰返し性は生じない。このため、パターンの繰返し周波数ないしその高調波の周波数を持つ放射ノイズは発生しない。
【００５９】
また、その他の周波数を持つ放射ノイズは、乱数データのビットパターンがランダムであることにより、エネルギーが広い周波数帯域に分散する。このため、個々の周波数ごとの放射ノイズについてもレベルが低下する。
【００６０】
なお、最初に受信機ＲＣＶを同期化するために、同期信号を例えば１ｍｓにわたって送信するが、１ｍｓの間に行われるパターンの繰返しで発生する繰返し周波数ないしその高調波の放射ノイズはきわめて低レベルであり、現実には問題にならない。
【００６１】
また、データを表すシリアル信号はデータの値に応じてパターンが変化するので、通常は繰り返し性を有しない。したがって、この期間にも繰り返し性に由来する放射ノイズは発生しない。
【００６２】
以上は、データ通信が間欠する期間に乱数データを送信するようにした例であるが、乱数データの代わりに、絶えず変化するデータ、例えば、漸次に増加または減少するデータを利用するようにしても良い。これは数値テーブルの内容を単純化する点で好ましい。あるいは、所定のビットパターン信号につき、ビット位置を漸次シフト(shift) させるようにしても良い。これは記憶する信号のパターンが１種類で済む点で好ましい。これに対して、乱数データを利用するものは、完全なランダム性を実現する点で好ましい。
【００６３】
図１１に、送信機ＴＲＮの他の構成例を示す。同図において、図５と同様の部分には同一の符号を付して説明を省略する。同図に示すように、パラレル・シリアル変換器ＰＳＣの出力側にエクスクルーシブ・オア(exclusive OR)回路ＸＯＲｔが設けられている。
【００６４】
エクスクルーシブ・オア回路ＸＯＲｔは、パラレル・シリアル変換器ＰＳＣの出力信号と乱数テーブルＴＢＬｔの出力データとの排他的論理和（エクスクルーシブ・オア）を求めるようになっている。なお、乱数テーブルＴＢＬｔの出力データすなわち乱数データはシリアル信号としてエクスクルーシブ・オア回路ＸＯＲｔに入力される。これによって、パラレル・シリアル変換器ＰＳＣの送信信号が乱数データと排他的論理和されて送信される。
【００６５】
図１２に、受信機ＲＣＶの他の構成例を示す。同図において、図６と同様の部分には同一の符号を付して説明を省略する。同図に示すように、シリアル・パラレル変換器ＳＰＣの入力側にエクスクルーシブ・オア回路ＸＯＲｒが設けられている。
【００６６】
エクスクルーシブ・オア回路ＸＯＲｒは、受信したシリアル通信信号と乱数テーブルＴＢＬｒの出力データとの排他的論理和を求めるようになっている。なお、乱数テーブルＴＢＬｒの出力データすなわち乱数データはシリアル信号としてエクスクルーシブ・オア回路ＸＯＲｒに入力される。これによって、シリアル受信信号が乱数データと排他的論理和されてシリアル・パラレル変換器ＳＰＣに入力される。
【００６７】
これら送信機ＴＲＮと受信機ＲＣＶは、対にして用いられる。その際、通信開始時のクロック同期化すなわち最初の１ｍｓの同期信号の送信は、双方のエクスクルーシブ・オア回路をバイパス(bypass)した状態で行われ、同期成立後に双方のエクスクルーシブ・オア回路を有効にする。
【００６８】
また、乱数データは送信側と受信側で同じデータが同期して用いられる。そのようにすることにより、送信側から、エクスクルーシブ・オア回路ＸＯＲｔにより乱数を用いて論理的に変調されて通信されたパラレル・シリアル変換回路ＰＳＣの出力信号が、受信側のエクスクルーシブ・オア回路ＸＯＲｒにより、同じ乱数を用いた論理的な復調により復元される。この復元された信号がシリアル・パラレル変換器ＳＰＣの入力信号となる。
【００６９】
このとき、通信信号は乱数データによって変調されているので、繰返し性を持たない信号となる。このため、繰返し性に由来する放射ノイズの発生が無い。また、通信信号の周波数が広範囲に拡散するので放射ノイズは全体的にもレベルが低下する。
【００７０】
この特徴は、パラレル・シリアル変換回路ＰＳＣの出力信号が、従来のように、データ通信が間欠する期間に同期信号の繰返しパターンを送信するようなものであっても維持される。そこで、受信側の同期維持の都合で長い同期信号を必要とするデータ通信系には、こちらを採用することにより効果的に放射ノイズを低減することができる。
【００７１】
また、これら送受信機においても、乱数データの代わりに、前述のように漸増または漸減するデータあるいはビット位置が逐次シフトするデータを用いることができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、第１の発明では、データの通信が間欠する期間は実質的に繰返し性を持たない信号を通信することにより、パターンの繰返し周波数ないしその高調波の放射ノイズを発生させないようにしたので、放射ノイズのレベルが低いデータ通信方法を実現することができる。
【００７３】
また、第２の発明では、信号通信手段によって、データの通信が間欠する期間は実質的に繰返し性を持たない信号を通信することにより、パターンの繰返し周波数ないしその高調波の放射ノイズを発生させないようにしたので、放射ノイズのレベルが低いデータ通信装置を実現することができる。
【００７４】
また、第３の発明では、信号通信手段によって、データの通信が間欠する期間は実質的に繰返し性を持たない信号を通信することにより、パターンの繰返し周波数ないしその高調波の放射ノイズを発生させないようにしたので、放射ノイズのレベルが低いＸ線ＣＴ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】 本発明の実施の形態の一例の装置におけるＸ線照射・検出系の模式的構成図である。
【図３】 本発明の実施の形態の一例の装置におけるＸ線照射・検出系の模式的構成図である。
【図４】 本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図５】 本発明の実施の形態の一例の装置における送信機のブロック図である。
【図６】 本発明の実施の形態の一例の装置における受信機のブロック図である。
【図７】 本発明の実施の形態の一例の装置における送信機の動作を示すフロー図である。
【図８】 本発明の実施の形態の一例の装置における受信機の動作を示すフロー図である。
【図９】 本発明の実施の形態の一例の装置における同期信号のパターンを示す図である。
【図１０】 本発明の実施の形態の一例の装置におけるデータ通信状態を示す図である。
【図１１】 本発明の実施の形態の一例の装置における送信機のブロック図である。
【図１２】 本発明の実施の形態の一例の装置における受信機のブロック図である。
【符号の説明】
１００ Ｘ線ＣＴ装置
１ 操作コンソール
２ 入力装置
３ 中央処理装置
４ 制御インタフェース
５ データ収集バッファ
６ ＣＲＴ
７ 記憶装置
１０ 撮影テーブル
２０ 走査ガントリ
２１ Ｘ線コントローラ
２２ コリメータコントローラ
２３ データ収集部
２４ 回転コントローラ
３０ Ｘ線管
５０ コリメータ
６０ 検出器アレイ
ＯＢ 被検体
ＴＲＮ 送信機
ＲＮＧ スリップリング機構
ＲＣＶ 受信機
ＣＮＴｔ，ＣＮＴｒ 制御回路
ＦＦＭ ファーストイン・ファーストアウト・メモリ
ＴＢＬ，ＴＢＬｔ，ＴＢＬｒ 乱数テーブル
ＰＳＣ パラレル・シリアル変換器
ＳＰＣ シリアル・パラレル変換器
ＸＯＲｔ，ＸＯＲｒ エクスクルーシブ・オア回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ（data）通信方法および装置並びにＸ線ＣＴ装置に関し、特に、電磁波放射ノイズ（noise ）のレベル(rebel) を低減したデータ通信方法および装置並びにＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、Ｘ線照射・検出系を連続的に回転させてスキャン（scan）を行うＸ線ＣＴ(computed tomography) 装置においては、回転部に搭載されたＸ線照射・検出系から固定部に配置されたデータ処理系に、検出データ（透過Ｘ線データ）をスリップリング（slip ring ）等を介して伝送するようにしている。データ伝送は、スリップリングおよび信号線の数を節約するためシリアル（serial）通信によって行われる。
【０００３】
データをシリアル通信するにあたり、送信側と受信側の間でクロック（clock ）の同期化が必要とされる。このため、Ｘ線ＣＴ装置の稼働開始時には、送信側から受信側に同期信号を一定期間送信し、受信側の例えばＰＬＬ（phase-locked loop)回路等に、送信側のクロックと同期したクロックを発生させる。同期成立すなわちフェーズロック（phase lock）した後は、ＰＬＬ回路等により受信側のクロックが維持される。
【０００４】
送信側と受信側でクロックの同期化が成立した後にスキャンが開始される。スキャンに伴ってＸ線照射・検出系により透過Ｘ線データが収集される。透過Ｘ線データはスキャンの過程で複数のビュー（view）方向において逐次収集される。それらのビューデータが、収集され次第にデータ処理系側にシリアル通信される。
【０００５】
シリアル通信されるデータ間には、例えば、ビュー間隔またはスキャン間隔（インタースキャン・ディレイ(inter scan delay : ＩＳＤ) ）に相当するすき間が生じるので、データの通信は間欠的に行われることになる。
【０００６】
データ通信が間欠する期間中は同期信号の通信が行われ、この同期信号をＰＬＬ回路に入力して、外来ノイズ等による受信側の同期外れを予防している。もし、この期間に同期信号の送信をしないとすると、受信側では外来ノイズ等により同期外れを起こし易くなり、初期同期のとり直しが必要とされ、通信の能率が低下する。同期信号は、所定のビット数からなる特定のビットパターン（pattern)で規定される。このパターンによって受信側は同期信号を認識する。同期信号の通信中はこのパターンが繰返される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
同一パターンの同期信号が繰り返し通信されるとき、例えばスリップリング等の通信経路から放射される電磁波（放射ノイズ）は、パターン繰り返し周波数の高調波成分を顕著に含むものとなり、近隣の電子機器等に妨害を与えるおそれがある。
【０００８】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、放射ノイズのレベルが低いデータ通信方法および装置並びにＸ線ＣＴ装置を実現することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
〔１〕上記の課題を解決する第１の発明は、送信側と受信側の間でクロックの同期を確立した後にデータのシリアル通信を間欠的に行うデータ通信方法であって、少なくとも前記データの通信が間欠する期間は実質的に繰返し性を持たない信号を通信することを特徴とする。
【００１０】
第１の発明では、データの通信が間欠する期間は実質的に繰返し性を持たない信号を通信することにより、パターンの繰返し周波数ないしその高調波の放射ノイズを発生させない。すなわち、放射ノイズのレベルが低いデータ通信方法を実現することができる。
【００１１】
第１の発明において、前記繰返し性を持たない信号は乱数に基づいて形成することが、放射ノイズを効果的に低減する点で好ましい。
また、第１の発明において、前記繰返し性を持たない信号中に同期信号のパターンを分散的に挿入することが、受信側の同期の維持を確実にする点で好ましい。
【００１２】
〔２〕上記の課題を解決する第２の発明は、送信側と受信側の間でクロックの同期を確立した後にデータのシリアル通信を間欠的に行うデータ通信装置であって、少なくとも前記データの通信が間欠する期間は実質的に繰返し性を持たない信号を通信する信号通信手段を具備することを特徴とする。
【００１３】
第２の発明では、信号通信手段によって、データの通信が間欠する期間は実質的に繰返し性を持たない信号を通信することにより、パターンの繰返し周波数ないしその高調波の放射ノイズを発生させない。すなわち、放射ノイズのレベルが低いデータ通信装置を実現することができる。
【００１４】
第２の発明において、前記繰返し性を持たない信号は乱数に基づいて形成することが、放射ノイズを効果的に低減する点で好ましい。
また、第２の発明において、前記繰返し性を持たない信号中に同期信号のパターンを分散的に挿入することが、受信側の同期の維持を確実にする点で好ましい。
【００１５】
〔３〕上記の課題を解決する第３の発明は、被検体にＸ線ビーム照射して透過Ｘ線データを収集するデータ収集手段と、送信側と受信側の間でクロックの同期を確立した後に前記データ収集手段が収集した透過Ｘ線データのシリアル通信を行うデータ通信手段と、前記データ通信手段を通じて与えられた透過Ｘ線データに基づいて画像を再構成する画像再構成手段とを有するＸ線ＣＴ装置であって、前記データ通信手段は少なくとも前記透過Ｘ線データの通信が間欠する期間は実質的に繰返し性を持たない信号を通信する信号通信手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
第３の発明では、信号通信手段によって、データの通信が間欠する期間は実質的に繰返し性を持たない信号を通信することにより、パターンの繰返し周波数ないしその高調波の放射ノイズを発生させない。すなわち、放射ノイズのレベルが低いＸ線ＣＴ装置を実現することができる。
【００１７】
第３の発明において、前記繰返し性を持たない信号は乱数に基づいて形成することが、放射ノイズを効果的に低減する点で好ましい。
また、第３の発明において、前記繰返し性を持たない信号中に同期信号のパターンを分散的に挿入することが、受信側の同期の維持を確実にする点で好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。
【００１９】
図１にＸ線ＣＴ装置のブロック図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。なお、本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。また、本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００２０】
〔構成〕
本装置の構成を説明する。図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール(console) １と、撮影テーブル(table) １０と、走査ガントリ(gantry)２０とを具備している。
【００２１】
操作コンソール１は、操作者の指示や情報等を入力する入力装置２と、スキャンや画像再構成を実行する中央処理装置３と、制御信号等を撮影テーブル１０や走査ガントリ２０へ出力する制御インタフェース(interface) ４と、走査ガントリ２０で取得したデータを収集するデータ収集バッファ(buffer)５と、画像等を表示するＣＲＴ(cathod-ray tube) ６と、各種のデータや再構成画像およびプログラム等を記憶する記憶装置７とを具備している。
【００２２】
中央処理装置３は、例えばコンピュータ等によって構成される。データ収集バッファ５には、走査ガントリ２０で取得したデータがデータ通信装置を通じて入力される。データ通信装置は、本発明におけるデータ通信手段の実施の形態の一例である。データ通信装置については後にあらためて説明する。
【００２３】
撮影テーブル１０は、図示しない被検体を走査ガントリ２０のＸ線照射空間に搬入および搬出するようになっている。撮影テーブル１０の進退は制御インタフェース４によって制御される。
【００２４】
走査ガントリ２０は、Ｘ線管３０と、Ｘ線ビーム(beam)を形成するコリメータ(collimater)５０と、検出器アレイ(array) ６０と、Ｘ線照射のタイミングや照射量を調整するＸ線コントローラ(controller)２１と、コリメータ５０のＸ線通過開口（アパーチャ(aperture)）を調整するコリメータコントローラ２２と、検出器アレイ６０が検出したデータを収集するデータ収集部２３と、被検体の体軸の周りにＸ線管３０や検出器アレイ６０等を回転させる回転コントローラ２４とを具備している。
【００２５】
データ収集部２３は、本発明におけるデータ収集手段の実施の形態の一例である。データ収集部２３は、収集したデータをデータ通信装置を通じてデータ収集バッファ５に入力する。データ通信装置についてはあらためて説明する。
【００２６】
図２に、Ｘ線管３０とコリメータ５０と検出器アレイ６０の相互関係を示す。図２の（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。Ｘ線管３０から放射されたＸ線は、コリメータ５０により偏平な扇状のＸ線ビームＸｒに成形され、検出器アレイ６０に照射される。
【００２７】
Ｘ線ビームＸｒの扇面に体軸を交叉させて被検体が搬入される。この状態を図３に示す。同図に示すように、扇状のＸ線ビームＸｒによってスライス（slice)された被検体ＯＢの投影像が検出器アレイ６０に投射される。被検体ＯＢのアイソセンタ(isocenter) におけるＸ線ビームＸｒの厚みが、スライス厚ｔｈを与える。スライス厚ｔｈはコリメータ５０のアパーチャによって調節される。
【００２８】
Ｘ線管３０、コリメータ５０および検出器アレイ６０（Ｘ線照射・検出系）はこの関係を保ったまま被検体ＯＢの周りを回転（スキャン）する。スキャンの１回転当たり複数（例えば１０００）のビュー(view)角度で被検体の投影データが収集される。投影データの収集は、検出器アレイ６０−データ収集部２３−データ通信装置−データ収集バッファ５の系統によって行われる。
【００２９】
データ収集バッファ５に収集された投影データに基づいて、中央処理装置３により画像再構成が行われる。中央処理装置３は、本発明における画像再構成手段の実施の形態の一例である。画像再構成は、１回転のスキャンで得られた例えば１０００ビューの投影データを、例えばフィルタード・バックプロジェクション(filtered back-projection)処理すること等により行われる。
【００３０】
再構成された画像すなわち被検体ＯＢの断層画像は記憶装置７に記憶される。記憶装置７に記憶された断層画像は、入力装置２を通じて操作者から与えられる指令に応じて読み出され、ＣＲＴ６に可視像として表示される。
【００３１】
図４に、データ通信装置のブロック図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。なお、本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。また、本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００３２】
同図に示すように、データ通信装置は、送信機ＴＲＮとスリップリング機構ＲＮＧと受信機ＲＣＶとを備えている。
スリップリング機構ＲＮＧは、１対のリングＲ１，Ｒ２とそれらにそれぞれ接触する１対のブラシ(brush) Ｂ１，Ｂ２を有する。リングＲ１，Ｒ２はＸ線照射・検出系の回転の軌道と同心円をなす裸導線である。これらリングＲ１，Ｒ２は走査ガントリ２０の回転部に配設されている。ブラシＢ１，Ｂ２は走査ガントリ２０の固定部に配設されている。
【００３３】
送信機ＴＲＮは走査ガントリ２０の回転部に搭載されている。送信機ＴＲＮの出力端はリングＲ１，Ｒ２に接続されている。受信機ＲＣＶは走査コンソール１内に配設されている。受信機ＲＣＶの入力端はブラシＢ１，Ｂ２に接続されている。
【００３４】
送信機ＴＲＮにはデータ収集部２３から透過Ｘ線データ（データ）が入力される。入力データは例えば１６ビット(bit) のパラレルデータ(parallel data) である。送信機ＴＲＮは入力データをシリアル信号に変換してスリップリング機構ＲＮＧに出力する。送信機ＴＲＮの詳細については後述する。
【００３５】
送信機ＴＲＮの出力信号は、スリップリング機構ＲＮＧを介して受信機ＲＣＶに入力される。スリップリング機構ＲＮＧは回転部と固定部の間の信号伝達を媒介する。受信機ＲＣＶは入力のシリアル信号をパラレルデータに変換してデータ収集バッファ５に入力する。受信機ＲＣＶの詳細については後述する。
【００３６】
図５に、送信機ＴＲＮのブロック図を示す。同図に示すように、送信機ＴＲＮはファーストイン・ファーストアウト・メモリ(first-in first-out memory :ＦＩＦＯ）ＦＦＭを有し、これにデータ収集部２３から入力されるデータを記憶する。
【００３７】
ファーストイン・ファーストアウト・メモリＦＦＭの出力データはパラレル・シリアル(parallel-to-serial)変換器ＰＳＣに入力される。パラレル・シリアル変換器ＰＳＣには、また、乱数テーブル(table) ＴＢＬから乱数データが入力される。乱数テーブルＴＢＬおよびパラレル・シリアル変換器ＰＳＣは、本発明における信号通信手段の実施の形態の一例である。
【００３８】
パラレル・シリアル変換器ＰＳＣは、入力信号をシリアル信号に変換して送信する。パラレル・シリアル変換には、図示しないクロック回路のクロックが使用される。シリアル送信信号には、データ、コマンド(command) および同期信号が含まれる。制御回路ＣＮＴｔはファーストイン・ファーストアウト・メモリＦＦＭ、乱数テーブルＴＢＬおよびパラレル・シリアル変換器ＰＳＣを制御して通信の実行を司る。
【００３９】
図６に、受信機ＲＣＶのブロック図を示す。同図に示すように、受信機ＲＣＶはシリアル・パラレル(serial-to-parallel)変換器ＳＰＣを有する。シリアル・パラレル変換器ＳＰＣは図示しないＰＬＬ回路を内蔵している。シリアル・パラレル変換器ＳＰＣにはシリアル信号（シリアル受信信号）が入力される。シリアル受信信号には、データ、コマンドおよび同期信号が含まれる。
【００４０】
シリアル・パラレル変換器ＳＰＣに内蔵されたＰＬＬ回路は、シリアル受信信号に含まれる同期信号に基づいて、送信機ＴＲＮのクロックと同期したクロックを生成する。このクロックを用いて入力信号のシリアル・パラレル変換が行われる。
【００４１】
シリアル・パラレ変換器ＳＰＣのパラレル出力信号は制御回路ＣＮＴｒに入力される。出力信号はデータまたはコマンドを表す。制御回路ＣＮＴｒはコマンドに従って動作し受信の実行を司る。制御回路ＣＮＴｒは、また、パラレルデータをデータ収集バッファ５に入力する。
【００４２】
〔動作〕
本装置の動作を説明する。操作者により入力装置２を通じて電源投入等の始動操作が行われると、Ｘ線ＣＴ装置１００が始動し下記の動作が行われる。
【００４３】
図７に、送信機ＴＲＮの動作のフロー図を示す。この動作は制御回路ＣＮＴｔによる制御の下で行われる。同図に示すように、送信機ＴＲＮの動作開始に伴って、先ず、ステップＳＴ１１において、同期信号の送信が所定時間行われる。ここでは、これを同期信号の長い送信という。
【００４４】
これに呼応して、受信機ＲＣＶの動作が行われる。図８に、受信機ＲＣＶの動作のフロー図を示す。この動作は制御回路ＣＮＴｒによる制御の下で行われる。同図に示すように、受信機ＲＣＶは動作開後のステップＳＴ２１において、同期信号の受信を行う。
【００４５】
本装置では、同期信号は、例えば図９に示すように、〔１０１１１０１１０１〕の１０ビットからなる特定のビットパターン信号として規定されている。このビットパターン信号が所定時間（長い送信）中に繰返し送信される。ビットパターン信号のビットレート(bit rate)は例えば４０ＭＨｚである。受信機ＲＣＶにおいては、このような同期信号を受信し、それに基づいてＰＬＬ回路のフェーズロック(phase lock)が行われる。
【００４６】
同期信号の長い送信はＰＬＬ回路が確実にフェーズロックするのに十分な時間継続される。そのような時間として例えば１ｍｓが選ばれる。これによって、ＰＬＬ回路により、送信機ＴＲＮにおけるクロックに同期したクロックが生成される。クロックの周波数は、同期信号のビットレートに対応し例えば４０ＭＨｚである。一旦フェーズロックが成立した後は、同期信号無しでも、受信機ＲＣＶのクロックは送信機ＴＲＮのクロックと同期した状態が維持される。
【００４７】
例えば１ｍｓ経過後に、送信機ＴＲＮは、ステップＳＴ１２において、送信データの有無を判定する。送信データの有無はファーストイン・ファーストアウト・メモリＦＦＭについて行われる。ファーストイン・ファーストアウト・メモリＦＦＭに送信データが有る場合にはステップＳＴ１３に分岐し、無い場合にはステップＳＴ１４に分岐する。
【００４８】
いま、始動直後でまだ送信データが無いとすると、ステップＳＴ１４に分岐する。ステップＳＴ１４においては乱数データの送信が行われる。すなわち、乱数テーブルＴＢＬからそれに書き込まれている乱数を逐一読み出し、パラレル・シリアル変換器ＰＳＣによってシリアル送信する。乱数データは例えば８ビットで与えられる。これによって、８ビット毎にビットパターンがランダム(radom) に変わる信号が送信される。乱数データは所定の数だけ送信されれる。
【００４９】
次に、ステップＳＴ１５において、同期信号を送信する。ここでは、これを同期信号の短い送信という。短い送信とは、例えば同期信号のビットパターンを１回だけあるいはせいぜい数回送信することをいう。同期信号の短い送信の後にステップＳＴ１２に戻る。
【００５０】
送信データが無い間はステップＳＴ１２，ＳＴ１４，ＳＴ１５をループ(loop)する。これによって、乱数データの中に同期信号が分散挿入されたシリアル信号が送信される。
【００５１】
Ｘ線ＣＴ装置１００がスキャンを開始すると、データ収集部２３からファーストイン・ファーストアウト・メモリＦＦＭにデータが入力されるので、ステップＳＴ１２において「送信データ有り」と判定され、ステップＳＴ１３に分岐してデータ送信を行う。
【００５２】
データ送信に際しては、データの先頭に特定のコマンドを付けて以下の信号がデータであることを示される。また、データの末尾に別なコマンドを付けてデータ部分が終わったことが示される。なお、乱数データについてはこのようなコマンドは付されない。
【００５３】
ファーストイン・ファーストアウト・メモリＦＦＭにデータが存在する間、ステップＳＴ１２，ＳＴ１３のループにより、上記のようなデータ送信が行われる。送信データが無くなれば、ステップＳＴ１２，ＳＴ１４，ＳＴ１５による乱数データと同期信号の送信に戻る。
【００５４】
受信機ＲＣＶは、上記のようなシリアル送信信号を受信し、ステップＳＴ２２において同期信号の有無を判定し、ステップＳＴ２３においてデータの有無を判定する。同期信号の有無はビットパターンに基づいて判定される。データの有無はコマンドに基づいて判定される。このような判定により、受信信号は、データと同期信号とその他の信号に区別される。乱数データはその他の信号される。
【００５５】
データと判定されたものはステップＳＴ２４によりデータ収集バッファ５に送られる。同期信号およびその他の信号と判定されたものについては、何らのデータ処理も行われない。ただし、同期信号はシリアル・パラレル変換器ＳＰＣの回路構成に従ってＰＬＬ回路に入力される。この同期信号によりＰＬＬ回路のフェーズロックが補強される。これにより、ＰＬＬ回路の同期外れが予防される。すなわち、クロック同期の安定性が維持される。
【００５６】
上記のような通信が行われるとき、通信線路上のシリアル通信信号は、例えば、図１０に示すようになる。同図に示すように、最初に同期信号ＳＹＣが１ｍｓ送信される。それが終わると乱数データＲＡＭの中に同期信号パターンＰＴＮが分散した信号が送信される。次に、スキャンに伴う送信データの発生により、データＤＡＴが送信される。データＤＡＴの前後にはコマンドＣＭＤｓ，ＣＭＤｅが付されている。
【００５７】
また、データ通信の間欠期間にも乱数データＲＡＭの中に同期信号パターンＰＴＮが分散した信号が送信される。データ通信の間欠期間は、ビュー間隔またはインタースキャン・ディレイ（ＩＳＤ）に相当する。
【００５８】
図１０に示すように、データ通信の間欠期間は、主として乱数データからなるシリアル信号が送信される。乱数データを表すビットパターンはランダムなパターンになる。したがって、この期間の信号パターンは繰返し性を持たない。また、乱数データの間に分散する同期信号は１パターンないしせいぜい数パターンなので、この程度の同期信号が分散的に挿入されても、この期間の信号に実質的に繰返し性は生じない。このため、パターンの繰返し周波数ないしその高調波の周波数を持つ放射ノイズは発生しない。
【００５９】
また、その他の周波数を持つ放射ノイズは、乱数データのビットパターンがランダムであることにより、エネルギーが広い周波数帯域に分散する。このため、個々の周波数ごとの放射ノイズについてもレベルが低下する。
【００６０】
なお、最初に受信機ＲＣＶを同期化するために、同期信号を例えば１ｍｓにわたって送信するが、１ｍｓの間に行われるパターンの繰返しで発生する繰返し周波数ないしその高調波の放射ノイズはきわめて低レベルであり、現実には問題にならない。
【００６１】
また、データを表すシリアル信号はデータの値に応じてパターンが変化するので、通常は繰り返し性を有しない。したがって、この期間にも繰り返し性に由来する放射ノイズは発生しない。
【００６２】
以上は、データ通信が間欠する期間に乱数データを送信するようにした例であるが、乱数データの代わりに、絶えず変化するデータ、例えば、漸次に増加または減少するデータを利用するようにしても良い。これは数値テーブルの内容を単純化する点で好ましい。あるいは、所定のビットパターン信号につき、ビット位置を漸次シフト(shift) させるようにしても良い。これは記憶する信号のパターンが１種類で済む点で好ましい。これに対して、乱数データを利用するものは、完全なランダム性を実現する点で好ましい。
【００６３】
図１１に、送信機ＴＲＮの他の構成例を示す。同図において、図５と同様の部分には同一の符号を付して説明を省略する。同図に示すように、パラレル・シリアル変換器ＰＳＣの出力側にエクスクルーシブ・オア(exclusive OR)回路ＸＯＲｔが設けられている。
【００６４】
エクスクルーシブ・オア回路ＸＯＲｔは、パラレル・シリアル変換器ＰＳＣの出力信号と乱数テーブルＴＢＬｔの出力データとの排他的論理和（エクスクルーシブ・オア）を求めるようになっている。なお、乱数テーブルＴＢＬｔの出力データすなわち乱数データはシリアル信号としてエクスクルーシブ・オア回路ＸＯＲｔに入力される。これによって、パラレル・シリアル変換器ＰＳＣの送信信号が乱数データと排他的論理和されて送信される。
【００６５】
図１２に、受信機ＲＣＶの他の構成例を示す。同図において、図６と同様の部分には同一の符号を付して説明を省略する。同図に示すように、シリアル・パラレル変換器ＳＰＣの入力側にエクスクルーシブ・オア回路ＸＯＲｒが設けられている。
【００６６】
エクスクルーシブ・オア回路ＸＯＲｒは、受信したシリアル通信信号と乱数テーブルＴＢＬｒの出力データとの排他的論理和を求めるようになっている。なお、乱数テーブルＴＢＬｒの出力データすなわち乱数データはシリアル信号としてエクスクルーシブ・オア回路ＸＯＲｒに入力される。これによって、シリアル受信信号が乱数データと排他的論理和されてシリアル・パラレル変換器ＳＰＣに入力される。
【００６７】
これら送信機ＴＲＮと受信機ＲＣＶは、対にして用いられる。その際、通信開始時のクロック同期化すなわち最初の１ｍｓの同期信号の送信は、双方のエクスクルーシブ・オア回路をバイパス(bypass)した状態で行われ、同期成立後に双方のエクスクルーシブ・オア回路を有効にする。
【００６８】
また、乱数データは送信側と受信側で同じデータが同期して用いられる。そのようにすることにより、送信側から、エクスクルーシブ・オア回路ＸＯＲｔにより乱数を用いて論理的に変調されて通信されたパラレル・シリアル変換回路ＰＳＣの出力信号が、受信側のエクスクルーシブ・オア回路ＸＯＲｒにより、同じ乱数を用いた論理的な復調により復元される。この復元された信号がシリアル・パラレル変換器ＳＰＣの入力信号となる。
【００６９】
このとき、通信信号は乱数データによって変調されているので、繰返し性を持たない信号となる。このため、繰返し性に由来する放射ノイズの発生が無い。また、通信信号の周波数が広範囲に拡散するので放射ノイズは全体的にもレベルが低下する。
【００７０】
この特徴は、パラレル・シリアル変換回路ＰＳＣの出力信号が、従来のように、データ通信が間欠する期間に同期信号の繰返しパターンを送信するようなものであっても維持される。そこで、受信側の同期維持の都合で長い同期信号を必要とするデータ通信系には、こちらを採用することにより効果的に放射ノイズを低減することができる。
【００７１】
また、これら送受信機においても、乱数データの代わりに、前述のように漸増または漸減するデータあるいはビット位置が逐次シフトするデータを用いることができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、第１の発明では、データの通信が間欠する期間は実質的に繰返し性を持たない信号を通信することにより、パターンの繰返し周波数ないしその高調波の放射ノイズを発生させないようにしたので、放射ノイズのレベルが低いデータ通信方法を実現することができる。
【００７３】
また、第２の発明では、信号通信手段によって、データの通信が間欠する期間は実質的に繰返し性を持たない信号を通信することにより、パターンの繰返し周波数ないしその高調波の放射ノイズを発生させないようにしたので、放射ノイズのレベルが低いデータ通信装置を実現することができる。
【００７４】
また、第３の発明では、信号通信手段によって、データの通信が間欠する期間は実質的に繰返し性を持たない信号を通信することにより、パターンの繰返し周波数ないしその高調波の放射ノイズを発生させないようにしたので、放射ノイズのレベルが低いＸ線ＣＴ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】 本発明の実施の形態の一例の装置におけるＸ線照射・検出系の模式的構成図である。
【図３】 本発明の実施の形態の一例の装置におけるＸ線照射・検出系の模式的構成図である。
【図４】 本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図５】 本発明の実施の形態の一例の装置における送信機のブロック図である。
【図６】 本発明の実施の形態の一例の装置における受信機のブロック図である。
【図７】 本発明の実施の形態の一例の装置における送信機の動作を示すフロー図である。
【図８】 本発明の実施の形態の一例の装置における受信機の動作を示すフロー図である。
【図９】 本発明の実施の形態の一例の装置における同期信号のパターンを示す図である。
【図１０】 本発明の実施の形態の一例の装置におけるデータ通信状態を示す図である。
【図１１】 本発明の実施の形態の一例の装置における送信機のブロック図である。
【図１２】 本発明の実施の形態の一例の装置における受信機のブロック図である。
【符号の説明】
１００ Ｘ線ＣＴ装置
１ 操作コンソール
２ 入力装置
３ 中央処理装置
４ 制御インタフェース
５ データ収集バッファ
６ ＣＲＴ
７ 記憶装置
１０ 撮影テーブル
２０ 走査ガントリ
２１ Ｘ線コントローラ
２２ コリメータコントローラ
２３ データ収集部
２４ 回転コントローラ
３０ Ｘ線管
５０ コリメータ
６０ 検出器アレイ
ＯＢ 被検体
ＴＲＮ 送信機
ＲＮＧ スリップリング機構
ＲＣＶ 受信機
ＣＮＴｔ，ＣＮＴｒ 制御回路
ＦＦＭ ファーストイン・ファーストアウト・メモリ
ＴＢＬ，ＴＢＬｔ，ＴＢＬｒ 乱数テーブル
ＰＳＣ パラレル・シリアル変換器
ＳＰＣ シリアル・パラレル変換器
ＸＯＲｔ，ＸＯＲｒ エクスクルーシブ・オア回路
Claims (3)
- 送信側と受信側との間でクロックの同期を確立した後に、所定のビット数を有するパラレルデータをパラレル・シリアル変換し、その変換されたシリアルデータのシリアル通信を間欠的に行うデータ通信方法であって、
前記シリアルデータの通信が行われない間欠している期間において、所定のビット数を有する乱数のパラレルデータをパラレル・シリアル変換したシリアルデータを少なくとも通信し、
前記期間における信号の繰り返し性による放射ノイズを発生させないようにすることを特徴とするデータ通信方法。 - 送信側と受信側との間でクロックの同期を確立した後に、所定のビット数を有するパラレルデータをパラレル・シリアル変換し、その変換されたシリアルデータのシリアル通信を間欠的に行うデータ通信装置であって、
前記シリアルデータの通信が行われない間欠している期間において、所定のビット数を有する乱数のパラレルデータをパラレル・シリアル変換したシリアルデータを少なくとも通信し、前記期間における信号の繰り返し性による放射ノイズを発生させないようにする信号通信手段、を具備することを特徴とするデータ通信装置。 - 被検体にＸ線ビームを照射して透過Ｘ線データを収集するデータ収集手段と、
送信側と受信側との間でクロックの同期を確立した後に、前記データ収集手段が収集した透過Ｘ線データであって、所定のビット数を有するパラレルデータである透過Ｘ線データをパラレル・シリアル変換し、その変換されたシリアルデータのシリアル通信を間欠的に行うデータ通信手段と、
前記データ通信手段を通じて与えられた透過Ｘ線データに基づいて画像を再構成する画像再構成手段と、を有するＸ線ＣＴ装置であって、
前記データ通信手段は、前記透過Ｘ線データのシリアルデータの通信が行われない間欠している期間において、所定のビット数を有する乱数のパラレルデータをパラレル・シリアル変換したシリアルデータを少なくとも通信し、前記期間における信号の繰り返し性による放射ノイズを発生させないようにする信号通信手段を備える、ことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
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| JP05737197A JP3846961B2 (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | データ通信方法および装置並びにｘ線ｃｔ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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-
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