JP4270876B2 - 医療画像装置、方法及び安全性のクリティカルな環境で使用するためのコンピュータプログラム - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、中央制御ユニットと、中央制御ユニットと通信する多数の周辺装置を含む医療画像装置に関する。

この種の技術は、多くの技術分野における種々の応用としてよく知られている。この点に関する一つの例としては、例えば、診断或いは手術の介入の間の援助を与えるための患者の画像を生成する医療装置がある。患者の側からみれば、この種の医療装置は安全性の点について非常に厳しい要求を満たす必要がある。

ここに示される種類の医療画像技術は、多数のハードウェアとソフトウェアを含んでいる。例えば、中央制御ユニットは、しばしば、ソフトウェアを持つパーソナルコンピュータ又はワークステーションにより形成される。この目的の範囲を広げるために商業的に入手可能な製品が使用される。パーソナルコンピュータを制御するために必要なソフトウェアの量は年々増加している。ソフツェアは完全に正しいものでもなく、またバグフリーでもないため、ソフトウェアが増加するにつれて、ソフトウェアの欠陥による中央処理ユニットの作動不良の危険が増加している。ハードウェアも、また、限られた期間のみの寿命があり、また、内部の欠陥が中央制御ユニットのブレークダウンを起すこともあり得る。中央制御ユニットは、原因によって、短期間又は長期間にわたり作動不能となることがある。このことは、中央制御ユニットは、例えばＸ線装置のように、本実施例の医療画像装置を含むような周辺装置を制御するため、患者の安全性にとって障害となる影響を与える。

本発明は、中央制御装置がブレークダウンした後に装置が完全に作動しない期間を最小にするように配置された上述のような装置を提供することを目的とする。

最後に、本発明による装置の１又は複数の周辺機器には分離して緊急制御手段が設けられており、これらは、緊急制御手段が設けられた周辺機器を中央制御ユニットとは独立して作動するように設けられ、また、装置には緊急制御手段を制御する緊急制御ユニットが設けられている。緊急制御手段を備える多数の周辺機器を設けることはそのような機器が必須のものであることを明確にしている。緊急制御ユニットは中央制御ユニットの仕事の一部を負担し、例えば、医療画像装置の作動のために必要な必須の周辺機器の間での制御や通信を行う。中央制御ユニットが故障したとき、必須の周辺機器は中央制御ユニットの介入なしに作動することができる。更に、このような必須の周辺機器は、通常は、できるだけ少ないソフトウェアを持つようにしてスタートアップ時間を少なくし、それにより中央制御ユニットより早く作動可能となる。

第1の好ましい実施例における緊急制御ユニットは、緊急モードにおいて緊急制御手段を備える周辺機器を制御するように設けられたソフトウェアを持つ処理装置を含んでいる。このような緊急モードには、例えば、患者の安全を確保するのに足る関連する必須の周辺機器の最小の機能を含むようにしている。

実際の好ましい実施例における緊急制御ユニットは、中央制御ユニットと周辺機器との間を結ぶインターフェースユニットにより形成される。このようなインターフェースユニットは、どこにでも存在し、中央制御ユニットとは独立して作動することができる。

更に好ましい実施例における各緊急制御手段は、緊急モードにおける関連する必須の周辺機器を制御するためのソフトウェアを持つ分離した処理装置を含む。

洗練された好ましい実施例においては緊急制御手段は、例えば、ＰＣＩタイプのプラグ−インカードである。この種のプラグ−インカードは、容易に入手可能で、特に、保守、アップグレードのための修理や交換が容易であるという利点を持つ。このプラグ−インカードは商業的に入手可能であり、経済的に本発明に関連する用途に適するようすることができる。

更に好ましい実施例における緊急制御ユニットは、分離したバス接続により緊急制御手段が設けられている周辺機器に接続されている。周辺機器と中央制御ユニットとの間に既に存在するバス接続の替わりに自身のバス接続を使用するため、医療画像装置の好適な作動が緊急状態においてもより良好に確保される。

医療画像装置は、Ｘ線源、Ｘ線検出器、Ｘ線画像を形成するための画像処理装置を含み、Ｘ線源、Ｘ線検出器、Ｘ線画像を形成するための画像処理装置は、全て個別の緊急制御手段が設けられている。

本発明は、本発明による装置により医療画像を形成する方法に関し、この方法は下記のステップを含む：
−緊急制御ユニットを自動的に立ち上げ、
−周辺機器の緊急制御手段を緊急制御ユニットによりチェックし、同期させ、
−緊急制御ユニットと緊急制御手段によりユーザの指令を実行する。

本発明は、また、本発明による方法を実施するためのコンピュータプログラムに関する。

本発明は、以下に、図面を参照して詳細に述べられる。

図１は本発明による装置の好ましい実施例を示す模式図であり、
図２は図１に示される装置の動作を示す図である。

図１は本発明による医療画像装置１を示す模式図である。装置１は多数の周辺機器３に接続される中央処理ユニット２を含む。周辺機器３は模式的に示されており、一般的には、装置１の機能に必須であると考えられる全ての手段を含む。図示された好ましい実施例においては、このような手段には患者の画像を形成するために必要とされる全ての手段を含むものと理解されるべきである。一般的に、このような手段は患者のデータを取得するためのデータ取得装置やデータ表示を処理及び／又は操作する画像処理手段を含む。一般的に、必須の周辺機器の構成は本出願に関連している。上述の文を読んだ後は、当業者はこのような装置を描くことはできるであろう。

図示された好ましい実施例の装置１は患者の画像を形成するＸ線装置で、この画像は医学的な利用に用いられる。説明のため、示された好ましい実施例のデータ取得装置は、例えば、Ｘ線源４とＸ線検出器５を含む。画像処理手段は符号６で示され、一般的に、例えば、画像処理ユニットと画像表示ユニットを含んでいる。

装置１の通常の作動の間は、中央処理ユニット２は周辺機器３とバス接続９とインターフェース７を介して送受信する。この目的は、例えば、患者の内部にカテーテルを導入するような介在手術を援助することである。ユーザの指令は、キーボードやマウスのようなユーザインターフェース１１により入力することができる。

中央制御ユニット２がブレークダウンした場合、装置１は短期間又は長期間にわたり作動ができなくなる。しかしながら、本発明によれば、インターフェースユニット７がすぐに、好ましくは数十秒以内に再起動する。インターフェースユニット７は、次で緊急制御ユニット、即ち緊急インターフェースユニットとして機能する。緊急インターフェースユニットは中央制御ユニット２の一部、例えば、装置１の動作に必要な必須の周辺機器との、及びそれらの間の通信を引き継いで行う。このため、緊急インターフェースユニット７は適当なプログラム又はソフトウェアを持つ適当なプロセッサを持つ。緊急インターフェースユニット７は必須周辺機器３と、この場合はＸ線源４、Ｘ線検出器５及び画像処理手段６と分離したバス接続８により信号授受を行う。各必須周辺機器３には分離した緊急制御手段（図示せず）が設けられている。この緊急制御手段は関連する周辺機器の自立性制御のために設けられており、少なくとも、関連する周辺機器が中央制御ユニットから独立して機能するようにした適当なソフトウェアを持つプロセッサ
を含んでいる。緊急制御手段には、それ自体はよく知られており、また関連周辺機器の作動に必要な電子回路が設けられている。それに替えて、緊急制御手段は同等の機能を持つ更なる周辺機器へのインターフェースを形成するようにしてもよい。好ましくは、緊急制御手段は当該分野で良く知られているプラグ−インカードにより形成される。このタイプはハードウェアの形状に依存し、ＰＣＩ，VME又は他の形式のものとすることができる。

示された状態においては、必須周辺機器が緊急モードで機能するには十分である。これは、装置１が患者の安全を確保するために必要とされる最低の機能を与えることを意味する。示されたＸ線装置の好ましい実施例にとって、これは、Ｘ線源４、Ｘ線検出器５及び画像処理手段６が患者の十分な質の画像が形成されるように機能するということを意味する。緊急制御ユニット７と緊急制御手段のプロセッサと関連するソフトウェアはこの目的のためには十分である。他の手段もまた必須周辺機器の制御である、この緊急制御インターフェースユニットの機能を奏することができる。例えば、緊急インターフェースユニットの機能は、周辺機器の1又は複数の緊急制御手段に加えることができる。関連する周辺機器は緊急制御手段を備える他の周辺機器と送受信を行う。

図２は中央制御ユニット２が故障したときに応答する緊急インターフェースユニット７のプログラム又はソフトウェアにより実行される主たるステップを示す。緊急インターフェースユニット７はステップ１０において自動的にスタートする。スタートするに際し、緊急インターフェースユニット７は、ステップ２０において、必須周辺機器と接続し、緊急制御手段が利用可能か否かをチェックする。このチェックは、例えば、それ自体良く知られているハンドシェイクプロトコルによって実行される。もし必要ならば、緊急制御手段は同期される。作動は、例えば、ステップ３５のユーザからの指令、例えばユーザによるＸ線の要求、により待機される。ユーザはこのような要求を図１に示されるようなユーザインターフェース１１により行うことができる。緊急モードにおいては、この要求は緊急インターフェースユニット７及び緊急制御手段により実行される。中央制御ユニット２には緊急インターフェースユニット７、必須周辺機器３の緊急制御手段の停止手段及び関連ソフトウェアが設けられている。もし、ある時間経過後に中央制御ユニット２が再び機能しだすと、前記の遮断手段はステップ４０にてスイッチオンとなる。すると、ステップ５０において、装置１は緊急モードから正常動作モードに復帰する。好ましい実施例において説明された装置１は常に起動からある一定時間は緊急モードのスタンバイ状態となっている。ユーザの指令が出されなく、中央制御ユニットが正常に作動している場合は、装置１はその後正常動作モードに変わる。

緊急制御手段及び／又は緊急制御ユニットが装置１を緊急モードで動作させる準備ができていないような場合にステップ２５が処理する。そのようなケースにおいては、装置１は正常動作モードでのみ動作でき、ステップ５０に移行するのを待つ。

本発明は、特に、安全性が重要なファクターとなる環境において動作するための種々の医療画像装置に関連する用途に適している。一般的には、データ取得装置とその画像処理手段には緊急制御手段が設けられている。コンピュータトモグラフィーを実行するためのいわゆる心臓血管のＸ線装置は本発明が使用される更なるＸ線装置の例となる。この目的のため、データ取得装置（Ｘ線装置のような）及び画像処理手段には緊急制御手段が設けられている必要がある。本発明は、また、例えば、ＭＲＩ装置に適用することができる。ＭＲＩ装置の勾配増幅器、ＲＦ増幅器、ＲＦ受信器のようなデータ取得装置、及びモニターである再生器のような画像処理装置には本発明でいう緊急制御手段が設けられるべきである。引用された実施例では、緊急モードは、多分、限られた範囲において、患者の画像を引き続き形成することを可能とする。

以上をまとめると、本発明は、中央制御ユニットが故障した場合において、上述のような種類の医療器具が安全性のクリティカルな環境において使用されることを意図し、緊急モードで動作することが可能となることを専門家に示すものであるということができる。このため、正常動作モードにおいて中央制御ユニットにより制御される必須周辺機器には中央制御ユニットとは独立して関連の周辺機器が動作できるように、緊急制御手段が設けられている。分離した制御手段が周辺機器を制御するために設けられる。

これまでの説明により、当業者であれば本発明を実際に実施することは容易にできるであろう。プロセッサ、バス接続及び電子回路のような、この目的に適したハードウェアは当技術分野において良く知られている。すでに述べた必要とされる装置のソフトウェアについても当業者にとって問題のないことであろう。このようなソフトウェアの設計は、ハードウェア及び／又はこの技術分野における安全性のクリティカルな環境において使用するための良く知られている装置に組み込まれているソフトウェアによってさらに発展され、本発明の目的にとって必要のない機能はそこから取り除くことができる。

したがって、本発明は、全体として、上述の説明と図面に示され、添付のクレームの範囲内の全ての実施例をカバーするものである。

本発明による装置の好ましい実施例を示す模式図である。 図１に示される装置の動作を示す図である。

Claims (9)

1. 中央制御ユニットと該中央制御ユニットとの間で交信する複数の周辺機器とを含む医療画像装置であって、前記周辺機器の１又は複数には、前記中央制御ユニットとは独立して周辺機器を動作させる分離した緊急制御手段が設けられ、前記医療画像装置には前記緊急制御手段を制御する緊急制御ユニットが設けられている医療画像装置。
2. 前記緊急制御ユニットは、緊急モードにおいて緊急制御手段が設けられた周辺機器を制御するためのソフトウェアを有するプロセッサを含む請求項１に記載の医療画像装置。
3. 緊急制御ユニットは前記中央制御ユニットを前記周辺機器に接続するインターフェースにより形成されている請求項１又２に記載の医療画像装置。
4. 各緊急制御手段は、緊急モードにおいて関連する周辺機器を制御するためのソフトウェアを備える分離したプロセッサを含む請求項１乃至３のいずれかの請求項に記載の医療画像装置。
5. 緊急制御手段はＰＣＩ型のようなプラグ−インカードである請求項４に記載の医療画像装置。
6. 緊急制御ユニットと緊急制御手段が設けられた周辺機器は分離したバス接続により接続されている請求項１乃至５のいずれかの請求項に記載された医療画像装置。
7. 前記装置はＸ線源、Ｘ線検出器及びＸ線画像を形成するための画像処理手段を含み、前記Ｘ線源、前記Ｘ線検出器及び前記画像処理手段の全てには緊急制御手段が設けられている請求項１乃至６のいずれかの請求項に記載される医療画像装置。
8. 自動的に前記緊急制御ユニットを起動するステップ、
   前記緊急制御ユニットにより前記周辺機器の緊急制御手段をチェックして同期させるステップ、
   前記緊急制御ユニットと前記緊急制御手段によりユーザからの命令を実行するステップ、を含む請求項１乃至請求項７のいずれかの請求項に記載された医療画像装置を使用する方法。
9. 請求項８の方法を実行するためのコンピュータプログラム。

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