JP6057549B2 - 制御信号変換装置、コントローラ、被制御機器、機器制御システム、及び状態検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、コントローラとコントローラにより制御される被制御機器を備えるシステムにおいて、通信の状態を検出する技術に関する。

近年、内視鏡手術等においては、手術の効率化のため、内視鏡装置以外にも、気腹装置や電気メス等のより多くの医療機器を使用するようになってきている。各種の医療機器を備える医療システムにおいては、コントローラにより、各医療機器の制御を行う。また、コントローラは、各医療機器側から変更されたパラメータ値等を受け取って値を保持・管理する。

１つの医療システムに備えられる医療機器であっても、それぞれが使用する通信プロトコルは異なっているのが一般的である。このため、通常は、コントローラと医療機器との間に変換機を備え、変換機において必要なプロトコル変換を行っている。

例えば、医療用制御装置に対して通信を行うシステムコントローラに関し、システムコントローラの通信部が、医療機器のプロセッサと通信を行うためにプロトコル変換を行うことについて開示されている（例えば、特許文献１）。このようなシステムコントローラにおいては、医療機器のプロセッサから出力されるコマンドを受信してシステムコントローラのＣＰＵに出力する、ＣＰＵから出力されるキーコード等を医療機器のプロセッサに送信する等の処理を実行する。

従来の医療システムにおけるコントローラと医療機器との間の通信の制御に関しては、例えば、電気メス装置の医療機器の制御部及びシステムコントローラの制御部とが、それぞれの通信部の通信状況を検出する。検出結果に基づき、通信が所定の時間行われていない場合には、電気メス装置の医療機器の駆動を停止する技術が開示されている（例えば、特許文献２）。

また、医療機器を集中制御する集中制御装置を採用した内視鏡システムにおいて、集中制御装置が、システム内の機器から出力された異常信号により発生した異常を検出すると、異常の発生を述者に告知する技術についても開示されている（例えば、特許文献３）。

特開２００８−２４５７８９号公報 特開２００５−２９６１９８号公報 特開２００３−３３４１６４号公報

上記のとおり、複数の医療機器を接続する医療システム等においては、コントローラと各医療機器とが、プロトコル変換を行う変換機を介して相互に接続されている。このようなコントローラと被制御機器とを有する従来のシステムにおいては、コントローラと所定の被制御機器との間に通信エラーが発生した場合であっても、システム内のいずれの箇所でどのような異常が発生しているかを認識するには、まず、発生したエラーの内容を解析する必要がある。すなわち、従来は、システム内において通信エラーが発生したときに、通信エラーが例えばコントローラの側の異常によるものであるのか、あるいは被制御機器の側の異常によるものであるのか等をすぐに把握することができない。

本発明は、コントローラと被制御機器とを有するシステムにおいて発生した通信エラーの原因を、より容易に把握することを可能とする技術を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、制御信号変換装置であって、被制御機器を制御するための第１の制御信号を発生するためのコントローラと着脱可能に接続される第１の接続部と、前記第１の接続部から入力される第１の制御信号を変換して第２の制御信号に変更する制御信号変換部と、前記制御信号変換部で変換された前記第２の制御信号を前記被制御機器に伝達するために、前記被制御機器と着脱可能に接続される第２の接続部と、前記第１の制御信号に基づき、前記第１の接続部に接続される前記コントローラの状態を検出する状態検出部と、前記コントローラの状態をユーザに通知する通知部と、を具備し、前記状態検出部は、前記第１の制御信号が、前記コントローラと前記被制御機器との間の通信シーケンスにおいて前記第１の接続部を介してそのタイミングで受信すべき信号であるか否かの第１の判定を行うことにより、該コントローラとの間の断線の有無を検出し、前記第１の判定において、前記第１の制御信号が、前記通信シーケンスにおいてそのタイミングで受信すべき信号であると判定した場合は、更に、該第１の制御信号が正常であるか否かについての第２の判定を行うことにより、該コントローラのプロトコル異常を検出し、前記通知部は、前記状態検出部が前記コントローラとの間の前記断線を検出した場合に、断線状態であることを前記ユーザに通知し、前記状態検出部が前記コントローラのプロトコル異常を検出した場合に、プロトコル異常状態であることを前記ユーザに通知することを特徴とする。

また、本発明の他の一態様によれば、機器制御システムであって、第１の制御信号を生成するコントローラと、前記第１の制御信号を受けて第２の制御信号に変換する変換機と、前記変換機に接続され、前記第２の制御信号により制御される被制御機器と、前記変換機に設けられ、前記第１の制御信号を前記第２の制御信号に変換しなければならない被制御機器が接続されたときに前記コントローラの状態を検出する異常検出手段と、前記コントローラの状態をユーザに通知する通知手段と、からなり、前記異常検出手段は、前記第１の制御信号が、前記コントローラと前記被制御機器との間の通信シーケンスにおいてそのタイミングで受信すべき信号であるか否かの第１の判定を行うことにより、該コントローラとの間の断線の有無を検出し、前記第１の判定において、前記第１の制御信号が、前記通信シーケンスにおいてそのタイミングで受信すべき信号であると判定した場合は、更に、該第１の制御信号が正常であるか否かについての第２の判定を行うことにより、該コントローラのプロトコル異常を検出し、前記通知手段は、前記異常検出手段が前記コントローラとの間の前記断線を検出した場合に、断線状態であることを前記ユーザに通知し、前記異常検出手段が前記コントローラのプロトコル異常を検出した場合に、プロトコル異常状態であることを前記ユーザに通知することを特徴とする。

また、本発明の他の一態様によれば、状態検出方法であって、コントローラにおいて、第１の制御信号を生成し、変換機において、前記第１の制御信号を受けて、該変換機に接続される被制御機器を制御するための第２の制御信号に変換し、前記変換機において、前記第１の制御信号を前記第２の制御信号に変換しなければならない被制御機器が接続されたときに前記第１の制御信号が、前記コントローラと前記被制御機器との間の通信シーケンスにおいてそのタイミングで受信すべき信号であるか否かの第１の判定を行うことにより、該コントローラとの間の断線の有無を検出し、前記第１の判定において、前記第１の制御信号が、前記通信シーケンスにおいてそのタイミングで受信すべき信号であると判定した場合は、更に、該第１の制御信号が正常であるか否かについての第２の判定を行うことにより、該コントローラのプロトコル異常を検出することで前記コントローラの状態を検出し、前記コントローラと前記被制御機器との間の前記断線を検出した場合に、断線状態であることをユーザに通知し、前記コントローラのプロトコル異常を検出した場合に、プロトコル異常状態であることを前記ユーザに通知することを特徴とする。

本発明によれば、コントローラと被制御機器とを有するシステムにおいて発生した通信エラーの原因を、より容易に把握することが可能となる。

第１の実施形態に係る医療システムの構成図である。 第１の実施形態に係る変換機の構成図である。 通信処理部のブロック図である。 メモリ部において保持するデータの構造例を示す図である。 システム起動時における通信シーケンスを示す図である。 システム起動時における変換機による通信状態検出処理を示したフローチャートである。 変換機の筐体に設けられたＬＥＤの状態を例示する図（その１）である。 変換機の筐体に設けられたＬＥＤの状態を例示する図（その２）である。 変換機の筐体に設けられたＬＥＤの状態を例示する図（その３）である。 変換機の筐体に設けられたＬＥＤの状態を例示する図（その４）である。 変換機の筐体に設けられたＬＥＤの状態を例示する図（その５）である。 システムコントローラから周辺機器にコマンドを送信するときの通信シーケンスを示す図である。 システムコントローラから周辺機器にコマンド信号を送信するときの変換機による通信状態検出処理を示したフローチャートである。 周辺機器からシステムコントローラに向けて情報を通知するときの通信シーケンスを示す図である。 周辺機器からシステムコントローラにコマンド信号を送信するときの変換機における通信状態検出処理を示したフローチャートである。 第１の実施形態に係る変換機が検出した通信状態を、モニタに表示する場合の画面例を示す図である。 第２の実施形態に係る変換機のブロック図である。 第２の実施形態に係る変換機の外観図である。 実施形態に係る変換機が検出した通信状態を、モニタに表示する場合の画面例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態に係る医療システムの構成図である。図１に示す医療システム１は、システムコントローラ２、複数の周辺機器３、操作機器４及び変換機１０を有し、システムコントローラ２及び周辺機器３は、変換機１０を通して相互にネットワークを介して接続されている。複数の周辺機器３の中には、内視鏡装置のビデオプロセッサ３Ａが含まれ、医療システム１は、術者が内視鏡手術において使用するビデオプロセッサ３Ａや、他の周辺機器３（３Ｂ〜３Ｎ）の操作や設定を管理する。

図１に例示する周辺機器３のうち、ビデオプロセッサ３Ａは、内視鏡映像を処理する。光源装置３Ｂは、内視鏡スコープ用の光を発生させる。ＣＯ_２送気装置３Ｃは、消化器内部等にＣＯ_２を送る。電気メス装置Ａ、Ｂは、電気を用いた凝固切開装置である。手術台ユニットは、手術用のベッド及びそのコントロールキットを有する。無影灯ユニットは、手術の術野を照らすための影ができないライト及びそのコントロールキットを有する。気腹装置は、腹腔内等をＣＯ_２で膨らませるための装置である。超音波凝固切開装置は、超音波振動を用いた凝固切開装置である。

システムコントローラ２は、タッチパネル４１やマイク４２等の操作機器４を介して術者等が入力した指示の内容にしたがって、周辺機器３を操作したり、パラメータ値を設定したりする。

システムコントローラ２は、周辺機器３と変換機１０を介して接続されており、周辺機器３を制御するための制御信号を生成する。変換機１０は、ホストであるシステムコントローラ２から受信した制御信号に対してプロトコル変換を行う。同様に、変換機１０は、と、ホストからの指示にしたがって動作するデバイスである周辺機器３から受信した制御信号に対しても、プロトコル変換を行う。周辺機器３は、変換機１０でプロトコル変換された制御信号を変換機１０から受信し、受信した制御信号により、システムコントローラ２の制御を受ける。

本実施形態に係る変換機１０は、ホストであるシステムコントローラ２と接続される回線５、及びデバイスである周辺機器３と接続される回線６それぞれから入力される制御信号に基づき、それぞれの回線５、６が接続されるシステムコントローラ２及び周辺機器３の状態を検出する。本実施形態においては、「制御信号」の語を、コマンド信号、及びコマンド信号に対する応答信号の両方を含む意で使用する。また、図１においては、変換機１０とシステムコントローラ２・周辺機器３との接続を有線にて接続する場合を例示するが、これに限定されるものではなく、無線にて接続する構成でもよい。

図１に示すとおり、本実施形態においては、周辺機器３のそれぞれにつき１台の変換機１０を配置している。以下の説明及び図面においては、変換機１０や周辺機器３を互いに区別する必要がある場合には、Ａ、Ｂ、…、Ｎの符号を付すこととする。

図２は、本実施形態に係る変換機１０の構成図である。図２に示す変換機１０は、ホスト通信Ｉ／Ｆ１１、デバイス通信Ｉ／Ｆ１２、通信処理部１３、制御部１４及び状態ＬＥＤ（Light Emitting Diode）表示部１５を有する。図２においては、本実施形態に係る通信の状態の検出方法に関する構成を中心に記載している。

ホスト通信Ｉ／Ｆ１１は、変換機１０がホストであるシステムコントローラ２と図１の回線５を介して接続されるときのインタフェースである。デバイス通信Ｉ／Ｆ１２は、変換機１０がシステムコントローラ２の指示にしたがって動作するデバイスである周辺機器３と回線６を介して接続されるときのインタフェースである。

通信処理部１３は、ホスト通信Ｉ／Ｆ１１から入力される第１の制御信号について、プロトコル変換をし、第２の制御信号を得る。デバイス通信Ｉ／Ｆ１２から入力される制御信号についても、同様にプロトコル変換を行う。また、通信処理部１３は、ホスト通信Ｉ／Ｆ１１やデバイス通信Ｉ／Ｆ１２から入力される制御信号に基づき、ホストコントローラ２やデバイス３の状態を検出する。システムコントローラ２やデバイス３の状態を検出する方法については、後述する。

状態ＬＥＤ表示部１５は、通信処理部１３において検出したホストコントローラ２やデバイス３の状態を、変換機１０の筐体に設けられるＬＥＤを点灯させること等により術者等のユーザに通知する。

制御部１４は、変換機１０内の各部の動作を制御する。
このように、本実施形態に係る変換機１０の通信処理部１３は、ホスト通信Ｉ／Ｆ１１やデバイス通信Ｉ／Ｆ１２を介して入力された信号から、システムコントローラ２やデバイス３の状態を検出する。

図３は、通信処理部１３のブロック図である。図３に示すように、通信処理部１３は、ホスト信号解析部３１、通信変換部３２、デバイス信号解析部３３及び変換機状態メモリ部（以下メモリ部と略記）３４を有する。

ホスト信号解析部３１は、図２のホスト通信Ｉ／Ｆ１１を介してシステムコントローラ２から入力された制御信号を解析し、システムコントローラ２の状態を検出する。デバイス信号解析部３３は、図２のデバイス通信Ｉ／Ｆ１２を介して周辺機器３から入力された制御信号を解析し、周辺機器３の状態を検出する。

通信変換部３２は、ホスト通信Ｉ／Ｆ１１やデバイス通信Ｉ／Ｆ１２から入力された制御信号をプロトコル変換して、制御信号の送信先である周辺機器３やシステムコントローラ２で用いるプロトコルの制御信号を得る。通信変換部３２によるプロトコル変換処理については、公知の技術を用いている。

メモリ部３４は、ホスト信号解析部３１やデバイス信号解析部３３における解析処理に必要な情報や、解析結果を記憶する。
図４（ａ）は、メモリ部３４において保持するデータの構造例を示す図である。図４（ａ）においては、本実施形態に係る通信の状態の検出方法に関する情報を記載し、他の情報については記載を省略している。

図４（ａ）に示すとおり、メモリ部３４は、変換機の状態２１、コマンド一覧２２及びデバイス情報２３を記憶する。
変換機の状態２１には、変換機１０が認識する通信状態を記憶する。

図４（ｂ）は、変換機の状態２１の詳細を示す図である。変換機の状態２１には、電源状態、ホスト側通信状態及びデバイス側通信状態を含む。
電源状態には、変換機１０が電源オン状態であるか、あるいは電源オフ状態であるかを表す情報を記憶する。ホスト側通信状態には、変換機１０が回線５を介して接続されるシステムコントローラ２の通信状態を表す情報を記憶する。デバイス側通信状態には、変換機１０が回線６を介して接続される周辺機器３の通信状態を表す情報を記憶する。

コマンド一覧２２には、システムコントローラ２と周辺機器３との間で送受されるコマンドを記憶する。コマンド一覧２２に格納されるコマンドについては、システムコントローラ２と周辺機器３との間で送受されるコマンドと、そのコマンドがシステムコントローラ２‐周辺機器３間の通信シーケンスにおいていずれの段階で送受されるコマンドであるかを示す情報とを含む。

デバイス情報２３には、少なくとも変換機１０が接続される周辺機器３を識別する情報を記憶する。周辺機器３を識別する情報としては、例えば、周辺機器３の機器ＩＤ（IDentification）を含み、更に、変換機１０が備えるポートのうちの周辺機器３が接続されるポートを表す情報等を含んでもよい。

通信処理部１３のホスト信号解析部３１やデバイス信号解析部３３は、メモリ部３４に記憶されている情報を参照してシステムコントローラ２や周辺機器３から受信した信号を解析し、システムコントローラ２や周辺機器３の状態を検出する。システムコントローラ２側や周辺機器３側で通信障害が発生していることを検出すると、図４に示すメモリ部３４の情報を更新し、更新したメモリ部３４の情報に基づき、術者等に通信の障害を通知する。次に、図５〜図１１を参照して、システム起動時、システムコントローラ２が周辺機器３の動作を制御する場合及び周辺機器３がシステムコントローラ２に設定パラメータ値の変更を通知する場合を例に、変換機１０の動作を具体的に説明する。

図５は、システム起動時における通信シーケンスを示す図である。
図５に示すように、システム起動時においては、ホストであるシステムコントローラ２が、医療システム１内の各装置を起動するための制御信号を送信し、システムコントローラ２が、変換機１０を介して周辺機器３から正常に起動した旨の応答信号を受信したことをもって終了する。

変換機１０は、図５に示す制御信号のうち、例えば「Ｎｏｔｉｆｙ Ｎｏｄｅ」等のコマンド信号については、システムコントローラ２から受信する。また、変換機１０は、図５に示す制御信号のうち、周辺機器３の機器ＩＤを問い合わせる制御信号に対する応答信号については、周辺機器３から受信する。上記のとおり、変換機１０においては、図４のメモリ部３４のコマンド一覧２２を参照して、受信した信号が、変換機１０がそのタイミングで受信すべき制御信号であるか否かや、受信した制御信号が正常であるか否かを判定する。これにより、変換機１０は、ホスト通信Ｉ／Ｆ１１やデバイス通信Ｉ／Ｆ１２を介して接続されているシステムコントローラ２や及び周辺機器３との間の通信に異常がある場合には、これを検出する。

図６は、システム起動時における変換機１０による通信状態検出処理を示したフローチャートである。実施例では、メモリ部３４の情報のうち、図４（ｂ）の変換機の状態２１については、初期状態においては、電源状態は「電源オフ」が設定され、ホスト側通信状態及びデバイス側通信状態はいずれも「正常」が設定されていることとする。

まず、ステップＳ１において、変換機１０の制御部１４が、ホストであるシステムコントローラ２から変換機１０の電源をオンにする旨のコマンド信号を受信すると、ステップＳ２で、状態ＬＥＤ表示部１５は、変換機１０の筐体に設けられた電源状態を表すＬＥＤを点灯させる。

図７Ａは、変換機１０の筐体に設けられたＬＥＤの状態を例示する図（その１）である。図７Ａに示す変換機１０は、電源状態表示用ＬＥＤ（以下電源用のＬＥＤ）５１、ホスト通信状態表示用ＬＥＤ（以下ホスト用のＬＥＤ）５２及びデバイス通信状態表示用ＬＥＤ（以下デバイス用のＬＥＤ）５３を有する。以下においても、変換機１０の筐体には３つのＬＥＤ５１〜５３を備える場合について説明することとする。図６のステップＳ２の処理が実行された段階においては、電源用のＬＥＤ５１を緑等に点灯させ、他のＬＥＤ５２、５３は消灯されたままとなっている。

ステップＳ３で、ホスト信号解析部３１は、ホストから起動信号を受信したか否かを判定する。所定の期間内にホストから起動信号を受信しない場合は、ステップＳ４へと処理を移行させ、所定の期間内にホストから起動信号を受信した場合は、ステップＳ５へと処理を移行させる。

ステップＳ４では、ホスト信号解析部３１は、ホスト側の通信エラーを検出し、ホストであるシステムコントローラ２に検出したエラーを通知する。また、ホスト信号解析部３３は、図４（ｂ）のメモリ部３４の変換機の状態２１のうち、ホスト側通信状態を「断線」状態に設定する。そして、状態ＬＥＤ表示部１５が、変換機１０の筐体に設けられたホスト側の通信状態を表すＬＥＤを赤色に点灯させる等により「断線」状態であることをユーザに通知すると、処理を終了する。

図７Ｂは、変換機１０の筐体に設けられたＬＥＤの状態を例示する図（その２）である。図６のステップＳ４の処理により、ＬＥＤの状態は、図７Ａに示す状態から、図７Ｂに示すように、ホスト用のＬＥＤ５２が赤色に点灯された状態に変更される。

ステップＳ５では、制御部１４は、受信した起動信号に対する応答信号を、ホスト通信Ｉ／Ｆ１１を介してシステムコントローラ２に向けて送信すると、ステップＳ６へと処理を移行させる。

ステップＳ６で、制御部１４は、機器ＩＤを問い合わせるコマンド信号を、デバイス通信Ｉ／Ｆ１２を介して周辺機器３に向けて送信する。ステップＳ７で、デバイス信号解析部３３は、ステップＳ６で送信したコマンド信号に対する応答信号を、デバイス通信Ｉ／Ｆ１２を介して受信したか否かを判定する。所定の期間内に機器ＩＤを通知する応答信号を受信しない場合は、ステップＳ８へと処理を移行させ、所定の期間内に当該応答信号を受信した場合は、ステップＳ１０へと処理を移行させる。

ステップＳ８で、デバイス信号解析部３３は、デバイス側の通信エラーを検出し、ホストであるシステムコントローラ２に検出したエラーを通知する。また、デバイス信号解析部３３は、図４（ｂ）のメモリ部３４の変換機の状態２１のうち、デバイス側通信状態を「断線」状態に設定する。そして、ステップＳ９で、状態ＬＥＤ表示部１５が、変換機１０の筐体に設けられたデバイス側の通信状態を表すＬＥＤを赤色に点灯させる等により「断線」状態であることをユーザに通知すると、処理を終了する。

図７Ｃは、変換機１０の筐体に設けられたＬＥＤの状態を例示する図（その３）である。図６のステップＳ９の処理により、ＬＥＤの状態は、図７Ａに示す状態から、図７Ｃに示すように、デバイス用のＬＥＤ５３が赤色に点灯された状態に変更される。

ステップＳ１０では、デバイス信号解析部３３は、更に、周辺機器３から受信した応答信号に含まれる機器ＩＤの値をメモリ部３４の機器ＩＤと比較して、値が正常値であるか否かを判定する。

ここで、応答信号に含まれる機器ＩＤの値が異常値をとる原因としては、例えば、プロトコル変換機能をソフトウェアにより実装している場合において、ソフトウェアのバージョンが適切でないこと等が考えられる。

図６においては、応答信号に含まれる機器ＩＤの値、すなわち受信した制御信号に含まれるデータの内容に基づきプロトコル異常を検出する例を示しているが、これに限定されるものではない。例えば、受信したデータ長が期待するデータ長と一致するかや、チェックサムが一致するか等により、プロトコル異常を検出することとしてもよい。これらの方法により、ノイズ等によるデータの破損や、ソフトウェアのバグ等による異常を検出する。

ステップＳ１０の判定において、機器ＩＤの値が異常値である場合は、ステップＳ１１へと処理を移行させ、機器ＩＤの値が正常値である場合は、特に処理を行わず、処理を終了する。

ステップＳ１１で、デバイス信号解析部３３は、デバイス側の通信エラーを検出し、ホストであるシステムコントローラ２に検出したエラーを通知する。また、デバイス信号解析部３３は、図４（ｂ）のメモリ部３４の変換機の状態２１のうち、デバイス側通信状態を「プロトコル異常」状態に設定する。そして、ステップＳ１２で、状態ＬＥＤ表示部１５が、変換機１０の筐体に設けられたデバイス側の通信状態を表すＬＥＤを黄色に点灯させる等により「プロトコル異常」状態であることをユーザに通知すると、処理を終了する。

図７Ｄは、変換機１０の筐体に設けられたＬＥＤの状態を例示する図（その４）である。図６のステップＳ１２の処理により、ＬＥＤの状態は、図７Ａに示す状態から、図７Ｄに示すように、デバイス用のＬＥＤ５３が黄色に点灯された状態に変更される。

図８は、システムコントローラ２から周辺機器３にコマンドを送信するときの通信シーケンスを示す図である。図８においては、周辺機器３の動作モードを変更するためのコマンド信号を周辺機器３に送信し、正常に動作モードが変更された旨の応答信号を周辺機器３からシステムコントローラ２に返す場合を例示する。

図８に示すシステムコントローラ２からのコマンド送信についての通信シーケンスにおいても、図５に示すシステム起動のそれと同様に、変換機１０は、ホストであるシステムコントローラ２及びデバイスである周辺機器３からどの制御信号をどのタイミングで受信するかをメモリ部３４のコマンド一覧２２に保持している。変換機１０は、メモリ部３４のコマンド一覧２２を参照して、受信した信号がそのタイミングで受信すべき制御信号であるか否かや、受信した制御信号が正常であるか否か等を判定し、システムコントローラ２や周辺機器３との間の通信に異常がある場合にはこれを検出する。

図９は、システムコントローラ２から周辺機器３にコマンド信号を送信するときの変換機１０による通信状態検出処理を示したフローチャートである。なお、図９の処理の開始時においては、医療システム１内の各装置は、図５のシステム起動シーケンスにより正常に起動した状態であることとする。

まず、ステップＳ２１で、変換機１０の制御部１４が、ホストであるシステムコントローラ２からの制御信号を待ち受ける。制御部１４においてシステムコントローラ２からの制御信号を受信すると、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２で、ホスト信号解析部３１は、ステップＳ２１において受信した信号が、図８のコマンド信号に相当する信号であり、適切な設定値が格納されているか否かを判定する。プロトコル異常の判定方法については、上記と同様に、データ長やチェックサムによることとしてもよい。受信した制御信号が図８のコマンド信号に相当する信号でない場合や、適切な設定値が格納されていない場合は、ステップＳ２３へと処理を移行させ、信号及びその設定値が適切である場合は、ステップＳ２５へと処理を移行させる。

ステップＳ２３では、ホスト信号解析部３１は、ホスト側の通信エラーを検出し、ホストであるシステムコントローラ２に検出したエラーを通知する。また、ホスト信号解析部３３は、図４（ｂ）のメモリ部３４の変換機の状態２１のうち、ホスト側通信状態を「プロトコル異常」状態に設定する。そして、ステップＳ２４で、状態ＬＥＤ表示部１５が、変換機１０の筐体に設けられたホスト側の通信状態を表すＬＥＤを黄色に点灯させる等により「プロトコル異常」であることをユーザに通知すると、処理を終了する。

図７Ｅは、変換機１０の筐体に設けられたＬＥＤの状態を例示する図（その５）である。図９のステップＳ２４の処理により、ＬＥＤの状態は、図７Ａに示す状態から、図７Ｅに示すように、ホスト用のＬＥＤ５２が黄色に点灯された状態に変更される。前述のとおり、実施例では、「プロトコル異常」状態が検出された場合は、対応する装置のＬＥＤを黄色に点灯させている。

なお、前述のとおり、ステップＳ２１においてホスト側からの信号を待ち受けているため、ここでは、通信エラーのうち、プロトコル異常のみを検出している。
ステップＳ２５では、制御部１４は、コマンド信号に対する応答信号を、ホスト通信Ｉ／Ｆ１１を介してホストであるシステムコントローラ２に向けて送信する。そして、ステップＳ２６で、制御部１４は、コマンド信号を、デバイス通信Ｉ／Ｆ１２を介してデバイスである周辺機器３に向けて送信する。

ステップＳ２７で、デバイス信号解析部３３は、コマンド信号の送信先である周辺機器３から応答信号を受信したか否かを判定する。所定の期間内に周辺機器３から応答信号を受信しない場合は、ステップＳ２８へと処理を移行させ、所定の期間内に周辺機器３から応答信号を受信した場合は、ステップＳ３０へと処理を移行させる。

ステップＳ２８で、デバイス信号解析部３３は、デバイス側の通信エラーを検出し、ホストであるシステムコントローラ２に検出したエラーを通知する。また、デバイス信号解析部３３は、図４（ｂ）のメモリ部３４の変換機の状態２１のうち、デバイス側通信状態を「断線」状態に設定する。そして、ステップＳ２９で、状態ＬＥＤ表示部１５が、変換機１０の筐体に設けられたデバイス側の通信状態を表すＬＥＤを赤色に点灯させる等により「断線」状態であることをユーザに通知すると、処理を終了する。

ステップＳ３０では、デバイス信号解析部３３は、更に、周辺機器３から受信した応答信号に設定されている値等を参照して、応答信号が正常であるか否かを判定する。ステップＳ３０においては、前述のステップＳ１０等の判定と同様に、メモリ部３４に記憶されている情報等と比較して、例えば動作モードの変更処理の実行結果が成功であることを表す値が応答信号に格納されているか否かに基づき判定を行う。データ長やチェックサムにより判定を行ってもよい。応答信号が異常である場合は、処理をステップＳ３１へと移行させ、応答信号が正常である場合は、特に処理を行わず、処理を終了する。

ステップＳ３１では、デバイス信号解析部３３は、デバイス側の通信エラーを検出し、ホストであるシステムコントローラ２に検出したエラーを通知する。また、デバイス信号解析部３３は、図４（ｂ）のメモリ部３４の変換機の状態２１のうち、デバイス側通信状態を「プロトコル異常」状態に設定する。そして、ステップＳ３２で、状態ＬＥＤ表示部１５が、変換機１０の筐体に設けられたデバイス側の通信状態を表すＬＥＤを黄色に点灯させる等により「プロトコル異常」状態であることをユーザに通知すると、処理を終了する。

例えば図８の通信シーケンスにおいては、変換機１０が周辺機器３に送信したコマンド信号に対し、周辺機器３から応答信号を受信した後に、更に、変換機１０とシステムコントローラ２との間では、コマンド送信結果及びその応答を通知するための制御信号の送受を行う。図９のフローチャートにおいては記載を省略しているが、変換機１０からシステムコントローラ２に送信するコマンド送信結果を通知する信号や、システムコントローラ２から変換機に送信する応答信号についても、通信状態検出対象としてもよい。

図１０は、周辺機器３からシステムコントローラ２に向けて情報を通知するときの通信シーケンスを示す図である。図１０においては、周辺機器３が、自装置において変更した動作モードをシステムコントローラ２に通知するコマンド信号を送信し、コマンド信号を受信したシステムコントローラ２が、応答信号を返す場合を例示する。

図１０に示すような周辺機器３からのコマンド送信についての通信シーケンスにおいても、上記の図５や図８に示す通信シーケンスと同様に、変換機１０は、システムコントローラ２や周辺機器３からどの制御信号をどのタイミングで受信するかを、メモリ部３４のコマンド一覧２２に保持している。変換機１０は、メモリ部３４のコマンド一覧２２を参照して、受信した信号がそのタイミングで受信すべき制御信号であるか否かや、受信した制御信号が正常であるか否か等を判定し、システムコントローラ２や周辺機器３との間の通信に異常がある場合にはこれを検出する。

図１１は、周辺機器３からシステムコントローラ２にコマンド信号を送信するときの変換機１０における通信状態検出処理を示したフローチャートである。図１１の処理の開始時においては、図９の処理の開始時と同様に、医療システム１内の各装置は、図５のシステム起動シーケンスにより正常に起動した状態であることとする。

まず、ステップＳ４１で、変換機１０の制御部１４が、デバイスである周辺機器３からの制御信号を待ち受ける。制御部１４において周辺機器３からの制御信号を受信すると、ステップＳ４２に進む。

ステップＳ４２で、デバイス信号解析部３３は、ステップＳ４１において受信した信号が、図１０のコマンドに相当する信号であり、適切な設定値が格納されているか否かを判定する。プロトコル異常の判定方法については、上記と同様に、データ長やチェックサムによることとしてもよい。受信した制御信号が図１０のコマンド信号に相当する信号でない場合や、適切な設定値が格納されていない場合は、ステップＳ４３へと処理を移行させ、信号及びその設定値が適切である場合は、ステップＳ４５へと処理を移行させる。

ステップＳ４３の処理については、通信エラーを検出するのがデバイス信号解析部３３であって検出する通信エラーがデバイス側のプロトコル異常である点で図９のステップＳ２３の処理と異なる。また、ステップＳ４４においては、状態ＬＥＤ表示部１５がデバイス側の通信状態を表すよう変換機１０の筐体に設けられたＬＥＤの表示を制御する点で、図９のステップＳ２４の処理と異なる。

ステップＳ４５以降の処理についても、処理の主体や判定対象の制御信号の種類、検出する通信エラーがそれぞれデバイス側の通信エラーかホスト側の通信エラーか等については異なるが、基本的には、図９のステップＳ２５以降と同様の処理を実行する。

図７Ｂ〜図７ＥのＬＥＤ５２、５３以外の手段を用意しておき、術者等のユーザに対して検出した通信エラーを通知する構成としてもよい。
図１２は、本実施形態に係る変換機１０が検出した通信状態を、モニタに表示する場合の画面例を示す図である。実施例では、図１２に示すように、例えば図１の操作機器４のタッチパネル４１上に、医療システム１内の各装置間の通信状態を、装置間の接続状態とともに表示する。

先にフローチャートを参照して説明したとおり、ホストであるシステムコントローラ２は、変換機１０から、検出された通信エラーの通知を受けている。システムコントローラ２は、変換機１０から通知されたエラーに関する情報を自装置のメモリ等の記憶部に記憶しておき、記憶部に記憶する情報にしたがって、タッチパネル４１上に図１２の状態図を描画させるよう制御を行う。

図１２に示す例では、ホストであるシステムコントローラ２（図１２の画面においては「ホスト２」と表示）は、４台の周辺機器３Ａ〜３Ｄ（図１２の画面においては「デバイス３Ａ〜３Ｄ」とそれぞれ表示）と変換機１０Ａ〜１０Ｄを介して接続されている。４台の変換機１０Ａ〜１０Ｄのホスト側及びデバイス側の通信のそれぞれについて、正常である場合は「ＯＫ」、断線状態である場合は「ＮＧ・通信停止」、プロトコル異常状態である場合は「ＮＧ・プロトコル異常」と表示している。ユーザは、タッチパネル４１の画面等を通じて、ホスト２に接続されている４台のデバイス３Ａ〜３Ｄのうち、操作が可能すなわち通信状態が正常であるのは、デバイス３Ａ‐ホスト２間であることを確認する。また、ユーザは、画面を通じて、デバイス３Ｂ、３Ｃとホスト２との間は、デバイス側の通信エラーにより、デバイス３Ｄとホスト２との間は、ホスト側の通信エラーにより、操作することができないことや、それぞれにおいて検出された通信エラーの種類を確認する。

以上説明したように、本実施形態に係る医療システム１によれば、システムコントローラ２と周辺機器３の間に配置され、プロトコル変換を行う変換機１０が、システムコントローラ２等から受信した制御信号に基づき、その制御信号を送信した装置側の通信の状態を検出する。これにより、医療システム１内で発生した通信エラーが、システムコントローラ２側、あるいは周辺機器３側のいずれにおいて発生したかをすぐに認識することができるようになり、通信エラーの原因をより容易に把握することが可能となる。

更には、変換機１０は、システムコントローラ２等から信号を受信すると、受信した信号が通信シーケンスにおいてそのタイミングで受信すべき制御信号であるのか、受信した制御信号が正常であるのかを判定する。これにより、通信エラーが断線によるものか、プロトコル異常によるものかの原因の切り分けを行うことが可能となる。システムコントローラ２及び周辺機器３のそれぞれから受信した制御信号について判定を行うことで、ホスト側あるいはデバイス側のいずれにどのような通信エラーが発生しているかを検出することが可能となる。検出した通信エラーの内容をホストであるシステムコントローラ２に通知することで、医療システム１において、システム内の各装置の状態を管理することが可能となる。

更には、検出した異常をメモリ部３４の変換機の状態２１に記憶し、これにしたがって変換機１０の筐体に設けたＬＥＤにどのような通信エラーを検出したかを表示させることで、ユーザにとっては、より容易にどのような通信エラーを発生しているかを把握することが可能となる。
＜第２の実施形態＞

上記の実施形態においては、医療システム１内の１台以上の変換機１０は、それぞれが１台の周辺機器３と接続される構成をとる。本実施形態に係る医療システムは、各変換機１０が２台以上の周辺機器３と接続され得る点で上記の実施形態と異なる。以下においては、上記の第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

図１３は、本実施形態に係る変換機１０のブロック図である。図１３に示すとおり、本実施形態に係る変換機１０は、複数の周辺機器３（図１３に示す例では周辺機器３ａ〜３ｎ）と接続されている。

変換機１０を含む医療システム１の構成等については、図１や図２に示す上記の実施形態のそれと同様である。すなわち、医療システム１は、システムコントローラ２、周辺機器及び変換機１０を備える。変換機１０は、システムコントローラ２と周辺機器３との間に配置され、一方の装置側から受信した信号を他方側のプロトコルに変換して送出するときに、一方の装置側から受信した信号に基づき、その装置の側の通信状態を検出する。

以下の説明においては、１台の変換機１０に接続される複数の周辺機器３を互いに区別する必要がある場合には、ａ、ｂ、…、ｎの符号を付すこととする。
図１３に示す変換機１０は、システムコントローラ２及び複数の周辺機器３と接続され、図３のそれと同様に、ホスト通信Ｉ／Ｆ１１、デバイス通信Ｉ／Ｆ１２、通信処理部１３、制御部１４及び状態ＬＥＤ表示部１５を有する。

図１４は、本実施形態に係る変換機１０の外観図である。図１４に示すとおり、本実施形態においては、変換機１０は、複数の周辺機器３と接続を可能とする複数のポートを備える。ＬＥＤ部１６には、電源用のＬＥＤの他、ポートごとに対応させて、接続される装置（周辺機器３やシステムコントローラ２）との間の通信状態を表示するためのＬＥＤを設けている。上記の実施形態と同様に、接続されている装置との間で通信エラーを検出した場合には、障害の種類に応じて赤色や黄色に点灯させる。

各周辺機器３とシステムコントローラ２との間の通信方法や状態検出方法については、先に図５〜図１１を参照して説明したとおりである。本実施形態に係る変換機１０は、図４（ａ）のメモリ部３４のデバイス情報２３に、機器ＩＤ等の各周辺機器３を識別する情報を格納している。一方、システムコントローラ２と周辺機器３との通信において変換機１０が各装置から受信する制御信号には、その送信元や送信先を表す情報が含まれている。制御信号に含まれる送信元や送信先の情報と、デバイス情報２３の機器ＩＤ等とを予め対応付けておき、通信エラーを検出した場合には、変換機の状態２１のうち、対応する周辺機器３についての情報２１の該当箇所を更新する。そして、変換機１０は、メモリ部３４の変換機の状態２１を参照して、図１４のＬＥＤ部１６のＬＥＤのうち、通信エラーを検出した周辺機器３に対応するＬＥＤの表示制御を行う。

なお、機器ＩＤと信号に含まれる送信元や送信先の装置を識別する情報とを対応付けておく他には、例えばいずれのポートにいずれの周辺機器３が接続されているかと対応付けてメモリ部３４に記憶させておいてもよい。

更には、上記の第１の実施形態と同様に、本実施形態においても、変換機１０から通信エラーの通知を受けたシステムコントローラ２が、操作機器４のタッチパネル４１に、医療システム１の接続状態や各装置間の通信状態を表示する構成としてもよい。

図１５は、本実施形態に係る変換機１０が検出した通信状態を、モニタに表示する場合の画面例を示す図である。本実施形態においては、１台の変換機１０に対して複数の周辺機器３が接続されるため、医療システム１内の全ての接続関係を表示すると、ユーザにとって、各装置間の通信状態が確認し難くなる可能性がある。そこで、例えば図１５に示すように、所定の変換機１０に接続されている装置（システムコントローラ２及び周辺機器３ａ〜３ｄ）のみを画面に表示させる構成とすることもできる。

以上説明したように、本実施形態に係る医療システム１によれば、上記の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、上記の第１及び第２の実施形態においては、ＬＥＤにより変換機１０と接続されている装置の状態のみを表示することとしているが、これに限定されず、例えば、ＬＥＤにより変換機１０自体の状態を表示する構成としてもよい。

また、上記の第１及び第２の実施形態のように、変換機１０に状態検出機能を持たせる以外にも、当該機能をシステムコントローラ２または周辺機器３に持たせる構成とすることもできる。システムコントローラ２や周辺機器３は、受信した制御信号が、そのタイミングで受信すべき制御信号であるのかや、制御信号が正常であるか否かを判定することにより、断線やプロトコル異常を検出する。これにより、システムコントローラ２や周辺機器３において、自装置が接続されている装置側において発生した通信エラーをすぐに認識し、また、通信エラーの原因の切り分けを行うことが可能となる。

この他にも、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の改良及び変更が可能である。例えば、前述の各実施形態に示された全体構成からいくつかの構成要素を削除してもよく、更には各実施形態の異なる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１ 医療システム
２ システムコントローラ（ホスト）
３ 周辺機器（デバイス）
４ 操作機器
５、６ 回線
１０ 変換機
１１ ホスト通信Ｉ／Ｆ
１２ デバイス通信Ｉ／Ｆ
１３ 通信処理部
１４ 制御部
１５ 状態ＬＥＤ表示部
１６ ＬＥＤ部
３１ ホスト信号解析部
３２ 通信変換部
３３ デバイス信号解析部
３４ 変換機状態メモリ部
４１ タッチパネル

Claims (6)

1. 被制御機器を制御するための第１の制御信号を発生するためのコントローラと着脱可能に接続される第１の接続部と、
   前記第１の接続部から入力される第１の制御信号を変換して第２の制御信号に変更する制御信号変換部と、
   前記制御信号変換部で変換された前記第２の制御信号を前記被制御機器に伝達するために、前記被制御機器と着脱可能に接続される第２の接続部と、
   前記第１の制御信号に基づき、前記第１の接続部に接続される前記コントローラの状態を検出する状態検出部と、
   前記コントローラの状態をユーザに通知する通知部と、を具備し、
   前記状態検出部は、
   前記第１の制御信号が、前記コントローラと前記被制御機器との間の通信シーケンスにおいて前記第１の接続部を介してそのタイミングで受信すべき信号であるか否かの第１の判定を行うことにより、該コントローラとの間の断線の有無を検出し、
   前記第１の判定において、前記第１の制御信号が、前記通信シーケンスにおいてそのタイミングで受信すべき信号であると判定した場合は、更に、該第１の制御信号が正常であるか否かについての第２の判定を行うことにより、該コントローラのプロトコル異常を検出し、
   前記通知部は、前記状態検出部が前記コントローラとの間の前記断線を検出した場合に、断線状態であることを前記ユーザに通知し、前記状態検出部が前記コントローラのプロトコル異常を検出した場合に、プロトコル異常状態であることを前記ユーザに通知する
   ことを特徴とする制御信号変換装置。
2. 前記状態検出部は、
   前記被制御機器から前記コントローラに向けて送信される第３の制御信号が、前記コントローラと前記被制御機器との間の通信シーケンスにおいて前記第２の接続部を介してそのタイミングで受信すべき信号であるか否かの第３の判定を行うことにより、該被制御機器との間の断線の有無を検出し、
   前記第３の判定において、前記第３の制御信号が、前記通信シーケンスにおいてそのタイミングで受信すべき信号であると判定した場合は、更に、該第３の制御信号が正常であるか否かについての第４の判定を行うことにより、該被制御機器のプロトコル異常を検出する
   ことを特徴とする請求項１記載の制御信号変換装置。
3. 前記第１及び第２の接続部を介して接続される前記コントローラや被制御機器との通信状態を記憶する記憶部
   を更に備え、
   前記状態検出部は、前記コントローラや前記被制御機器との間の断線の有無や通信プロトコルの異常を検出すると、該異常の検出された被制御機器を識別する情報と対応付けて、異常を前記記憶部に記憶し、
   前記通知部は、前記記憶部に記憶されている情報に基づき、前記状態検出部において検出した異常を通知する
   ことを特徴とする請求項２記載の制御信号変換装置。
4. 前記第２の接続部は、複数の被制御機器と着脱可能に接続し、
   前記状態検出部は、前記複数の被制御機器ごとに、前記コントローラとの間の通信における断線の有無や及び通信プロトコルの異常を検出する
   ことを特徴とする請求項２記載の制御信号変換装置。
5. 第１の制御信号を生成するコントローラと、
   前記第１の制御信号を受けて第２の制御信号に変換する変換機と、
   前記変換機に接続され、前記第２の制御信号により制御される被制御機器と、
   前記変換機に設けられ、前記第１の制御信号を前記第２の制御信号に変換しなければならない被制御機器が接続されたときに前記コントローラの状態を検出する異常検出手段と、
   前記コントローラの状態をユーザに通知する通知手段と、
   からなり、
   前記異常検出手段は、
   前記第１の制御信号が、前記コントローラと前記被制御機器との間の通信シーケンスにおいてそのタイミングで受信すべき信号であるか否かの第１の判定を行うことにより、該コントローラとの間の断線の有無を検出し、
   前記第１の判定において、前記第１の制御信号が、前記通信シーケンスにおいてそのタイミングで受信すべき信号であると判定した場合は、更に、該第１の制御信号が正常であるか否かについての第２の判定を行うことにより、該コントローラのプロトコル異常を検出し、
   前記通知手段は、前記異常検出手段が前記コントローラとの間の前記断線を検出した場合に、断線状態であることを前記ユーザに通知し、前記異常検出手段が前記コントローラのプロトコル異常を検出した場合に、プロトコル異常状態であることを前記ユーザに通知する
   ことを特徴とする機器制御システム。
6. コントローラにおいて、第１の制御信号を生成し、
   変換機において、前記第１の制御信号を受けて、該変換機に接続される被制御機器を制御するための第２の制御信号に変換し、
   前記変換機において、前記第１の制御信号を前記第２の制御信号に変換しなければならない被制御機器が接続されたときに
   前記第１の制御信号が、前記コントローラと前記被制御機器との間の通信シーケンスにおいてそのタイミングで受信すべき信号であるか否かの第１の判定を行うことにより、該コントローラとの間の断線の有無を検出し、
   前記第１の判定において、前記第１の制御信号が、前記通信シーケンスにおいてそのタイミングで受信すべき信号であると判定した場合は、更に、該第１の制御信号が正常であるか否かについての第２の判定を行うことにより、該コントローラのプロトコル異常を検出することで前記コントローラの状態を検出し、
   前記コントローラと前記被制御機器との間の前記断線を検出した場合に、断線状態であることをユーザに通知し、前記コントローラのプロトコル異常を検出した場合に、プロトコル異常状態であることを前記ユーザに通知する
   ことを特徴とする状態検出方法。