JP5264041B2 - 医療設備の構成要素間のデータ及び信号伝送方法 - Google Patents

医療設備の構成要素間のデータ及び信号伝送方法 Download PDF

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Description

本発明は、医療設備、特にCT設備の異なる構成要素間のデータ伝送及び信号伝送のため
の方法並びにこの方法がインプリメントされた医療設備に関する。
医療設備、特に最近のCT設備は、個々の構成要素間に多数の接続導線を有し、これらの
接続導線を介して設備の構成要素を操作するための制御信号及び例えば測定データのよう
な他のディジタルデータが伝送される。絶えず発展していくことに基づいて、CT設備は柔
軟性があり、基準化の可能なアーキテクチャを要求され、そのアーキテクチャは高い信頼
性とサービス作業の簡単な実施に合わせられるべきであり、加えて拡張のための費用を制
限する。
現在使用されているCT設備のアーキテクチャは、他の例えば磁気共鳴断層撮影の領域の
医療設備のアーキテクチャと同様に、僅かな速度でディジタルデータを伝送するため、例
えばCAN（Controller Area Network 管理領域ネットワーク）のような標準管理ネットワ
ークの使用に基づいている。さらに多数の補助接続導線が使用され、それらの接続導線を
介してそれぞれ固有のプロトコル及び固有の仕様書を基礎として一般に論理信号がアナロ
グの形で伝送される。この後者の接続導線を介して特に、設備の作動中しばしば且つ非常
に迅速に活性化されなければならない、例えば制御信号のような信号が伝送される。しか
しながらこのことは、それぞれ異なるプロトコルを持った多数の接続に結び付き、そのよ
うなプロトコルがこのような設備の将来の改善及び拡張を困難にする。
医療設備の異なる構成要素間のデータ及び信号伝送のための方法として、マスターノー
ドとスレーブノードとの間の結合がネットワークを介して行われることは知られている（
例えば特許文献１参照）。その際マスターノードないしスレーブノードは医療設備の異な
る構成要素に対応付けられている。課題を解決するためこの特許文献においては、個々の
ノード間のデータ及び信号伝送のために単一の通信プロトコルを使用することが提案され
る。そこではCANまたはCANオープンネットワークが提案される。
コンピュータ断層撮影装置において、固定部分と回転部分との間でデータを伝送するた
めの装置が開示されている（例えば特許文献２参照）。この装置は、相互間に適合可能な
位相角を有する第１及び第２の搬送波信号を発生するための搬送波発生装置と、外部から
得られたデータ信号ないし画像信号を受けるための変調装置とを含み、前述の位相角は搬
送波発生装置に加えられる外部制御信号に相応し、変調装置は選択可能な位相差を持った
第１及び第２の変調された出力信号を発生させるためのものである。その際位相差は、回
転運動中の結合器と伝送導線との間の誤った位置調整に基づく漏れ信号の形成を避けるた
めに選択される。
通信システムの根本原理についての極めて一般的な概観も発表されており（例えば非特
許文献１参照）、そこでは時分割多重技術の使用の可能性についても言及されている。
米国特許出願公開第2003/0214953 A1号明細書 独国特許出願公開第19541441 A1号明細書 エッチ、タウブ（H.Taub）等著「通信システムの原理（Principles of Communication Systems）」（米国）、第2版、マグローヒル出版社（McGraw-Hill Publishing Company）、1986年、682-719頁
本発明の課題は、それ故、医療設備の異なる構成要素間のデータ伝送及び信号伝送のた
めの方法であって、大きな費用をかけることなく設備の将来の発展のための基準化を可能
にし、また必要な接続の数を明確に減少させることにある。
この課題は請求項１による方法により解決される。請求項１５は本発明による方法をイ
ンプリメントされた医療設備を提供する。本方法及び設備の有利な構成は、従属請求項に
記載されており、また以下の説明及び実施例から得ることができる。
医療設備の異なる構成要素間のデータ伝送及び信号伝送のための本発明の方法において
は、ディジタル化されたアナログ信号及び論理信号又はそのいずれか一方並びにディジタ
ルデータが、共通に伝送導線上で直列マルチプレクシングにより伝送される。その際ディ
ジタル化されたアナログ信号及び論理信号又はそのいずれか一方並びにディジタルデータ
は、個々のパケットにまとめられて伝送され、そのパケットはそれぞれディジタル化され
た信号のビット並びにディジタルデータのビットを含み、そのパケットごとのビットの全
数に対する長さは、論理信号のあらかじめ与えられた更新度、即ち設備の要求に対応し得るように信号を変更する更新の度合の維持が達成されるように
小さく選ばれる。
この解決法により、個々の構成要素間で交換すべきすべての信号、特に制御信号及びデ
ータを、単一の伝送導線を介して、場合によっては反対方向の通信のための別個の帰線に
より（それはもちろん同じ伝送導線上で行うこともできる）、伝送することが可能である
。ディジタル化された形のアナログ信号及び論理信号又はそのいずれか一方並びにディジ
タルデータを、直列マルチプレクシングを使用して１つ又は２つの伝送導線を介して高速
度で双方向に伝送することによって、原則的には、給電のための導線を除いてすべての他
の接続導線は使用しなくてすますことができる。このことは、電気的信号導線における電
磁的協調性の問題点を減少させ、各インタフェースに対し必要な構成要素の数が僅かにな
ることに基づき伝送の信頼性を改善させる。各インタフェースのための物理的構成要素及
び接続の数が最小値に減少することにより、設備の製造、点検及びサービスも簡単化され
る。設備において伝送すべきすべてのアナログ及び論理信号が本発明方法により伝送され
ると、これらの信号の必要なディジタル化に基づき、信号面上の個々の構成要素間の電気
的絶縁も得られる。本発明方法の特に利点は、本方法を使用する設備の簡単な拡張性にあ
る。何故なら、他の信号又はデータが伝送すべきパケットに容易にインプリメントされ得
るからである。
本方法及び対応する設備の有利な構成においては、伝送のために必要な各構成要素の伝
送及び制御装置がプログラミング可能な論理ユニット、とりわけFPGA（Field Programmab
le Gate Array）にインプリメントされ、このFPGAは常にプログラムメモリのソフトウエ
ア・アプデートにより変更又は新しい要求に適合させることができる。このようにして設
備には、補助のハードウエアを組み込むかハードウエアを交換しなければならないような
ことなく、新しいディジタル化された信号又はデータを個々の構成要素間で交換しなけれ
ばならないような新しい機能を付け加えることができる。このことは、設備の供給後でも
顧客において簡単に実施することができる。
本方法はさらに、各設備の構成をより簡単にし、膨大な銅線ケーブル敷設及び他の電気
的接続要素の必要がなくなることにより重量を減らすことを可能にする。この利点は特に
CT設備において重要な役割をし、CT設備においては本方法を使用することにより回転する
ガントリー上のデータ及び信号伝送装置の重量を著しく減少させることができる。
これまで類似の方法でディジタルデータと同じ伝送線上で伝送される信号の伝送は、本
方法においてはパケット式伝送により短いパケット長で可能になり、このパケット式伝送
は、設備の取り決められた機能のために必要な所定の信号活性化度、即ち信号の更新度の保持を可能にする。この場合、パケット長は、使用される伝送速度において、信号の活性化即ち更新が0.25μs又はそれ以下の範囲の時間間隔で可能なように選ばれるのが有利である。その際伝送速度は約１Gbps（Gigabits per second）又はそれ以下に選ばれるのが有利である。このような伝送度は、市場で得られる標準SERDESコンポーネント（SERDES：Serializer ＆ Deserializer）で容易に実現することができ、それらのコンポーネントによってデータは例えば８B／10B変換により伝送することができる。設備の構成要素の各インタフェースに対しこのような標準コンポーネントを使用することは、設備のすべてのインタフェースについて、修理者が同じ検査器具を用いることを可能にする。
各データパケットは誤り検出符号、例えばリードソロモン符号（Reed-Solomon Code）
を備え、受信側で誤り訂正を行い得るようにするのが有利である。光式伝送線の使用は、
電気的絶縁の問題を解決し、特に個々の構成要素間の伝送路が長くなることも問題なく可
能である。光式伝送線によって、通常の電気式伝送線において生ずる高周波放射の問題が
完全に避けられる。
本方法の有利な構成においては、それぞれ複数の連続するパケットが１つのフレームに
まとめられ、その際フレームのそれぞれ連続するパケットはディジタルデータを有する対
応するブロックにおいて他の伝送チャネルを表わす。このようにして例えば５つのパケッ
トを１つのフレームにまとめる場合、設備の異なる機能に対応し得る５つの異なるチャネ
ルがフレームにより伝送され得る。このような構成の例は、後述の実施例から得ることが
できる。
本発明の医療設備は、それに応じて個々の構成要素内に、入力する信号及びディジタル
データの伝送の際に本発明による方法を実施するデータ伝送及び制御装置を含む。
本発明の方法及び対応する医療設備を、以下図面に示す実施例について詳細に説明する
。
まず本発明の方法を以下に図１及び図２に概略を示すCT設備に基づき詳細に説明する。
図１はCT設備の回転部分の個々の構成要素間の主たる接続の例を示し、CT設備１のガン
トリー２は回転部分３と固定部分４を有する。回転部分３の内部には、Ｘ線管ユニット６
及びこのＸ線管ユニット６に対向して置かれた測定装置５が認められる。Ｘ線管ユニット
６は、Ｘ線管、コリメータ、焦点制御装置及びアノード回転のための装置を含む。測定装
置５はＸ線検出器及び所属の評価ユニットを含む。さらにガントリー２の回転部分３には
、回転部分及び線量変調のためのマスタコントローラ７並びに高周波発生器及び回転のた
めの電源を有する電圧給電部９が配置されている。個々の制御信号及びデータ又はそのい
ずれか一方は、マスタコントローラ７から各構成要素へ伝送されるか、又はマスタコント
ローラ７によって受け取られる。このことは図１において矢印で示されている。回転部分
３におけるマスタコントローラ７は、ガントリー２の固定部分４におけるマスタコントロ
ーラ８と結ばれている。両マスタコントローラ間の信号及びデータ伝送は、ガントリーの
回転部分及び固定部分に取り付けられている対応するスリップリング対を介して行うこと
ができる。
図２は再びCT設備のガントリー２を示し、この例では移動可能な患者台１０、画像再生
システム１２及び電圧分割部を持ったユニット１１を有する。ここでも固定したマスタコ
ントローラ８は接続線を介して対応する構成要素と結ばれ、接続線を介して制御信号及び
ディジタルデータが伝送ないし交換される。その状態は矢印で示されている。この場合個
々の矢印は一般に多数の導線、例えば個々の部分システムの制御のためのアナログ信号線
及びディジタル測定データの伝送のためのCANネットワーク接続を表わす。
現在のCT設備において２つの部分システム、以下ではマスタコントローラ７、８を表わ
すマスタ部分システム１３及びスレーブ部分システム１４という２つの部分システム間に
使用される多数の接続線は、図３から知ることができる。この場合、伝送線１５を介して
NないしMの微分の、光学的に絶縁された論理信号、例えばenable＿xray、xxx＿error、な
いしxray＿on、dose＿ok、xxx＿error、等が伝送される。伝送線１６はKの微分アナログ
信号の一方向への伝送ないしLの微分アナログ信号の他の方向への伝送のための電気導線
を表わす。さらに一般にはディジタルデータの直接伝送のためにCAN接続１７が設けられ
ている。例えば230VAC、5VDC、−5VDC、24VDC等の異なる電圧のための多数の給電線１８
の他に、符号１９でCT設備の改造の際他の信号を後にインプリメントするために必要とな
る補助の敷設ケーブルも示されている。
CT設備においてマスタコントローラ７ないし８と部分システムの１つとの間のみならず
個々の部分システム間に生ずる異なる接続プロトコルを有する多数の接続線は、多数の伝
送コンポーネントを必要とし、またさらにCT設備の拡張の際に極めて費用がかかることに
なる。それに対し本発明の方法を使用する場合には、図４に概略示すように接続線の数が
劇的に減少される。この方法を実施する場合、マスタ部分システム１３とスレーブ部分シ
ステム１４との間に１つ又は２つの伝送線２０及び230VAC又は24VDCの単一の給電線２１
のみを必要とするだけである。これらの部分システムの側にそれぞれ必要なデータ伝送及
び制御装置２２は、この実施例では既知のSERDESコンポーネント２３、それに所属する送
信器２４及び受信器２５から構成されている。SERDESコンポーネント２３は、伝達すべき
信号及びデータを本方法により設定された形で送り、ないしは受けた信号及びデータを各
構成要素の対応するコンポーネントに転送する。
この実施例においては、伝達は1.25Gbpsの速度で小さなデータパケットで両方向に行わ
れる。伝送は、例えば100Mbpsイーサネット（登録商標）、ギガバイト・イーサネット（登録商標）、インフィニバンド等のような多くの他の公知の伝送プロトコルで使用される既知の8B／10B変換で行われる。8B／10B変換は直流電圧を含まないビット電流にデータ及びクロック信号を埋め込み、このビット電流は受信器に、クロックによる同期化、個々のビットの信頼できるデコード及びバイト限界の検出を可能にする。
データパケットのフォーマットは、本方法においては自由に選択することができ、各要
求に適合される。データ伝送及び制御装置を関与する構成要素の各々においてFPGAにイン
プリメントすることによって、使用されるデータフォーマットも使用される伝送プロトコ
ルもそれらの更新及び変更をいつでも行うことができる。
可能なデータフォーマットの一例を以下にしめす。データパケットのフォーマットは両
伝送方向に等しく選ばれる。データパケットはマルチプレクシングされディジタル化され
た信号、及び自由に、例えばバイト形式で16ビット語又は32ビット語として規定され得る
ディジタルデータ値を含む。各データパケットは先行する制御コード（コンマ‐K28.5）
により自己同期化されており、同定及び誤り検出のための１バイト・CRCコード（巡回符
号）を備えている。このようなデータパケットの構成が次の表１に示されている。
Figure 0005264041
従ってデータパケットは、受信器における自動バイト同期化を可能にするため、個々の
パケット間に補助のアイドルバイト（同期して又はコンマともいわれる）を有する12バイ
トを含む。その際バイトレートは1.25Gbpsの場合125Mbyte/sである。従って伝送の際のパ
ケットレートは１パケットがすべて104ns又は9.6Mpacket/sの値を有する。
各パケットはその際マルチプレクシングされディジタル化された信号及びディジタルデ
ータを運ぶ。ここでディジタル化された信号とは、とりわけ、従来別の線を介して伝送さ
れた、特にアナログの、信号を意味し、比較的早く変化し得るものであり、従って高い更新度を要求する。本実施例ではこれらの信号の各々はすべてほぼ77〜150ビット周期の
レーテンシー時間でもって104nsごとに更新される。それ故これらの信号の更新の際の最大遅れは224ns（150×0.8ns＝120ns；120ns＋104ns＝224ns）である。このことはCT設備において必要な制御信号に対し十分である。
本例においては、すべて104nsの各パケットによりディジタルデータを有する32ビット
ブロックが各構成要素間で動かされる。このディジタルデータを有するブロックは、ディ
ジタルデータに対し又はディジタル化されたアナログ信号に対し多数の仮の伝送チャネル
を得るため、伝送フォーマットに関係して補助的にマルチプレクシングされ得る。このよ
うな多数チャネル伝送のための一例を以下に詳細に説明する。
この例においては、それぞれ８つの連続するパケットが１つのフレームにまとめられる
。その際各パケットはデータ伝送の時間スリットを表わし、その時間スリットにおいては
他のチャネルが伝送される。そのため８つのデータパケットのそれぞれにおける各ブロッ
クのディジタルデータは他のチャネルのデータを表わし、その結果各チャネルのデータは
それぞれ８つのデータパケット、１つのフレームの伝送後に再び更新される。個々のチャネルのより急速な更新が必要であるべき場合には、もちろん同じフレームにおける対応するチャネルが多重に、例えば各2番目のデータパケットと共に伝送されることも可能である。次の表２は８つの時間スリットを有する多チャネルフレームの構造を示す。その
際各チャネルのデータはすべて0.84μsごとに更新され、その結果これに関して各チャネルに対し32ビット/μsの正味伝送度が生ずる。
Figure 0005264041
 ＊プロトコル＝メモリアクセス、CANテレグラム、TCP/IPフレーム…
CT設備の場合には、個々のチャネルは例えば次のデータ及び信号の伝送で占められ得る
。
・高電圧値、線量値等の伝達のためのＸ線チャネル、
・EKG信号、脈拍及び呼吸データの伝送のための患者監視チャネル、
・台位置、ガントリーの傾き及び回転速度等の伝送のためのガントリーチャネル、
・仮の論理解析チャネル及びデバッグチャネル（マルチプレクシングされた情報）、
・制御情報チャネル、即ち全CANプロトコル、
・CTシステムの実時間クロックの伝送のためのチャネル、
・65536×16ビットの仮レジスタへの読み取りないし書き込みアクセスのためのメモリチ
ャネル、
・伝送誤りの訂正のための誤り検出符号を伝送するためのチャネル
メモリチャネルの装置は、仮の16ビットアドレス×16ビットデータ領域へのアクセスを
可能にする。所属のプロトコルは、３つのパケット識別器及びハンドシェイク原理に基づ
くデータ交換を基礎に65536×16ビットの仮レジスタにおける必要な読み取り及び書き込
み過程を可能にすることができる。アクセスのための一例が、読み取りシーケンス及び書
き込みシーケンスを示す次の２つの表３、表４に示されている。
読み取りシーケンス
Figure 0005264041
書き込みシーケンス
Figure 0005264041
メモリアクセスは、２つ及び３つの時間スリット間に必要とし、その結果メモリアクセ
スは時間スリット間の位相ずれに関係して両接続方向に約2〜2.5μs内に行うことができ
る。このアクセスは平均的に、速い命令の実行のために約0.5〜1ms必要とするCANを介し
てのアクセスより十分に速い。
メモリチャネルの準備と同じようにして、従来CANネットワークを介して行われる通信
も仮のチャネルを介して行うことができる。本例の場合のように1.25Gbps（1μsごとに32
ビット）で行われるデータ接続における速度は、仮のチャネルへCAN情報（CAN250kHzの場
合33msで32ビット）のインプリメントを可能にし、その結果マスタとスレーブとの間の別
々の並列CAN接続はなくなることが可能である。本コンフィギュレーションにおいては従
ってCAN情報は、特別にそのために設けられ、現在使用されるようなCAN伝送線におけるよ
り約33000倍速く伝達される。
もちろんCAN情報は各パケットにより伝達されるディジタル化された信号のブロックと
共に伝送することができ、その結果さらに迅速な伝送が生ずる。このような構成において
は、例えばJTAG、TCP/IPのような他のバスシステムも本接続を介して伝送することができ
る。
データ伝送及び制御装置は、伝送プロトコルのインプリメント並びに信号及びディジタ
ルデータの送信及び受信並びに分割に使用される。有利な構成においては、データ伝送及
び制御装置は伝送プロトコルにおける簡単な再コンフィギュレーション又は変更を可能に
するため、プログラミング可能なFPGAにインプリメントされている。再コンフィギュレー
ションのためには種々のやり方が可能である。
設備になおマスタとスレーブ部分システム間に並列の独立したCAN接続が存在する場合
には、FPGAコンフィギュレーションの更新がCANを介して行われる。マスタは新しいFPG
AコンフィギュレーションをCANによりスレーブ・マイクロコントローラに伝達する。新し
いコンフィギュレーションは、ローカルの不揮発性メモリ内で確保される。各パワーアッ
プシーケンスにより、各FPGAのマイクロコントローラはそれぞれの最後の有効であったコ
ンフィギュレーションにより充電される。
例えばCAN情報の伝送が本接続を介して行われるために、独立したCAN接続が自由に使用できない場合には、FPGAコンフィギュレーションの更新は特別の信号を介して本接続上
で行うことができる。しかしこのことは一般に、それぞれ接続に関与する構成要素の同時
の更新を必要とする。
コンフィギュレーションのこのような更新の実施の有利な可能性は、システムのインプリメントにおいて、少なくとも更新プロトコルを支援するベースFPGAコンフィギュレーションを設定することにある。更新プロトコルはパケットと無関係で、システムの全寿命期間中変更されない。更新プロセスの際、マスタから制御コードのあらかじめ定義されたシーケンスが接続を介して伝送されることにより、スレーブ部分ユニットがコンフィギュレーションモードにセットされる。スレーブ部分システムは制御コードの定義されたシーケンスの返送によりコンフィギュレーションモードの交換を確認する。更新の際、コンフィギュレーションプロトコルがすべての将来のFGPAコンフィギュレーションによっても維持されることが保証される。
スレーブ部分システムのコンフィギュレーションモードへの交換後、マスタは通常のパ
ケットの代わりにコンフィギュレーションデータのみを送る。コンフィギュレーションデ
ータの損傷のないことを例えば検査合計、CRC等を介して調べた後、スレーブ部分システ
ムは新しいコンフィギュレーションをフラッシュメモリ又はローカルのコンフィギュレー
ションPROMに記憶する。引き続くオフオンの後又はリセットシーケンスの後、新しいコン
フィギュレーションが接続の両側に調整されている。
本例においては、直列のビット流の信頼できるデコーディングのための伝送クロックへ
の同期化を得るため、速い接続のためにPLLを有する8B/10B SERDESコンポーネントが使用
される。このSERDESコンポーネントのインプリメントのためにはASICを使用した解決法が
有利である。何故ならこのASICは、このような用途に微調整されている通常アナログPLL
を結び付けられて持っているからである。ただしこの解決法は長いレーテンシー時間を含
む。それ故それに代えて、もっと短い内部レーテンシー時間を持つ積分型SERDESを備えた
FPGAを使用することができる。
データ伝送及び制御装置の構成並びに伝送線の構成に対して異なる可能性が存在し、そ
れらについて以下４つの図５〜８に４つの構成例を示す。
図５は、各構成要素におけるデータ伝送及び制御装置２２がFPGA２６にインプリメント
され、ASICにより実現されたSERDES２３と結ばれた構成が示されている。それぞれの送信
器及び受信器は光送信器２４a及び光受信器２５aとして形成され、光導線２０aを介して
伝送が行われる。この構成は電磁的干渉を減らし、2.5Gbpsまでの伝送レートへのアップ
グレードを可能にし、さらに長い導線路及び電気的絶縁を可能にする。全体としてこのよ
うなシステムは擾乱に対し極めて強い。
光式送信器及び受信器のコストがかなり高いことに基づき、もちろん図６に示すように
電気導線を介して送信及び受信する送信器２４b及び受信器２5bを有する構成も可能であ
る。この場合伝送はツインアックス又はコアックスケーブル２０bを介して行われる。こ
の構成は、そのほかのコンポーネントは同じものを使用する場合、図５の構成よりコスト
的に有利に実現することができる。
図７は伝送がギガビット・イーサネット（登録商標）・ケーブル及びアダプタを介して行われる構成を示す。このデータ伝送及び制御装置の部分が先行の構成の場合と同じようにFPGA２６にインプリメントされている構成においては、データ伝送のためにギガビット・イーサネット（登録商標） PHYアダプタ２７が使用され、その際伝送は公知のRJ45インタフェースを介して単一のCAT5ケーブル２０cにより行われる。電気的絶縁は公知のやり方で磁気コンポーネント２８を介して行われる。この構成は一般のコンポーネントに基づいて極めてコスト的に有利に実現することができる。
若干のCT構成要素間を接続する場合、伝送のための本発明による迅速な接続より多く使
用することが必要になる場合があり得る。このような場合には、データ伝送及び制御装置
（２２）又はその一部は同様にFPGA（２６）へのインプリメントにより実現することがで
き、このFPGAは複数の送信器／受信器（２４/２５）を持った複数のSERDES形成ブロック
を備え、このことは図８に示されている。その際送信器ないし受信器及び接続線の構成は
、公知のやり方で、例えば先行の実施例において説明したと同じように行うことができる
。その際適切なコンポーネントとしては、例えばAltera Stratix GX-Familie、24I/Oトラ
ンシーバを有するXilinx Virtex-II Pro又は８つのトランシーバを有するLattice ORCA 8
2G5が考慮の対象になる。ギガビット・イーサネット（登録商標）・ケーブルを介しての迅速な接続のためには、例えばBroadcomのBCM5402（デュアルポート）又はBCM5421（クァドポート）トランシーバを使用することができる。
CT設備の回転部分における個々の構成要素間の主接続の一例の構成配置図である。 CT設備の回転部分内における主接続の一例の構成配置図である。 従来技術によるCT設備における異なる伝送線の一例の配置図である。 本発明によるCT設備の２つの部分システム間の伝送のための一例の配置図である。 本発明の伝送システムの第１の実施例の配置図である。 本発明の伝送システムの第２の実施例の配置図である。 本発明の伝送システムの第３の実施例の配置図である。 本発明の伝送システムの第４の実施例の配置図である。
１ CT設備
２ ガントリー
３ ガントリーの回転部分
４ ガントリーの固定部分
５ 測定装置
６ Ｘ線管ユニット
７ マスタコントローラ（回転）
８ マスタコントローラ（固定）
９ 電圧給電部（回転）
１０ 患者台
１１ 電圧分割部を有するユニット
１２ 画像再生システム
１３ マスタ部分システム
１４ スレーブ部分システム
１５ 論理信号のための伝送線
１６ アナログ信号のための伝送線
１７ CAN接続
１８ 給電線
１９ 将来の信号のための補助敷設ケーブル
２０ 伝送線
２０a 光ケーブル
２０b ツインアックス又はコアックス・ケーブル
２０c CAT5ケーブル
２１ 給電線
２２ データ伝送及び制御装置
２３ SERDESコンポーネント
２４ 送信器
２４a 光式送信器
２４b 電気式送信器
２５ 受信器
２５a 光式受信器
２５b 電気式受信器
２６ FPGA
２７ ギガビット・イーサネット（登録商標）PHYアダプタ
２８ 磁気コンポーネント

Claims (19)

  1. 医療設備（１）の異なる構成要素（５，６，７，８，１０、１１、１２、１３、１４）間にデータ及び信号を伝送するための方法において、ディジタル化されたアナログ信号及び論理信号又はそのいずれか一方及びディジタルデータが共通に伝送線（２０、２０a、２０b、２０c）上を直列マルチプレクシングにより伝送され、ディジタル化された信号及びディジタルデータは個別のパケットにまとめられて伝送され、パケットはそれぞれディジタル化された信号のビットとディジタルデータのビットとを含み、そのパケットのビットの長さが、信号の所定の更新の度合の維持が達成されるように小さく選ばれる医療設備におけるデータ及び信号伝送方法。
  2. ディジタル化された信号及びディジタルデータが１つの長さのパケットにまとめられ、信号の更新が0.25μs以下の時間間隔で可能な速度で伝送される請求項１記載の方法。
  3. ディジタル化された信号及びディジタルデータが少なくとも１Gbpsの速度で伝送される請求項１又は２記載の方法。
  4. ディジタル化された信号及びディジタルデータが8B／10B変換により伝送される請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。
  5. 各パケットにおいて誤り検出符号が伝送される請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
  6. 各パケットにおいて、同期化符号、ディジタル化された信号を有するブロック、ディジタルデータを有するブロック及び誤り検出符号が伝送される請求項１〜５のいずれか１つに記載の方法。
  7. それぞれ複数のパケットが１つのフレームにまとめられ、フレームの各パケットにおいてディジタルデータを有するブロックが先行のパケットタイプと異なる伝送チャネルを表わす請求項６記載の方法。
  8. 伝送チャネルの１つが仮のメモリへのアクセスのために使用される請求項７記載の方法。
  9. 伝送チャネルの１つがCAN又はTCP／IPのようなプロトコルによる伝送のために使用される請求項７又は８記載の方法。
  10. 伝送が双方向に同じ伝送プロトコルで各方向に行われる請求項１〜９のいずれか１つに記載の方法。
  11. ディジタル化された信号及びディジタルデータの伝達及び受信のための、データ伝送及び制御装置（２２）として、プログラミング可能な論理ユニットであるFPGA（２６）が使用される請求項１〜１０のいずれか１つに記載の方法。
  12. データ伝送及び制御装置（２２）の構成要素のFPGA及びソフトウエアの全コンフィギュレーションの変更が、伝送線（２０、２０a、２０b、２０c）を介して行われる請求項１１記載の方法。
  13. ディジタル化された信号及びディジタルデータが光式伝送線（２０a）を介して伝送される請求項１〜１２のいずれか１つに記載の方法。
  14. 伝送のために標準SERDESコンポーネント（２３）が使用されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の方法。
  15. 個々の構成要素（５、６、７、８、１０、１１、１２、１３、１４）が、データ伝送及び制御装置（２２）を有し、これらの装置が入力するディジタル化された信号及びディジタルデータの伝送のための請求項１〜１４のいずれか１つによる方法を実施する医療設備。
  16. すべての構成要素（５、６、７、８、１０、１１、１２、１３、１４）が伝送のため同一のインタフェースを有する請求項１５記載の医療設備。
  17. データ伝送及び制御装置（２２）が、プログラミング可能な論理ユニットであるFPGA（２６）に組み込まれている請求項１５又は１６記載の医療設備。
  18. 構成要素（５、６、７、８、１０、１１、１２、１３、１４）が光式伝送線（２０a）を介して結ばれている請求項１５〜１７のいずれか１つに記載の医療設備。
  19. データ伝送及び制御装置（２２）が、標準SERDESコンポーネント（２３）を有する請求項１５〜１８のいずれか１つに記載の医療設備。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7593498B2 (en) * 2006-09-29 2009-09-22 Agere Systems Inc. Method and apparatus for automatic rate identification and channel synchronization in a master-slave setting for high data throughput applications
DE102007025079B4 (de) * 2007-05-30 2009-08-06 Siemens Ag Röntgensystem
FR2927212B1 (fr) * 2008-02-01 2010-07-30 Centre Nat Rech Scient Procede de reconfiguration d'un ensemble de composants d'un circuit electronique, systeme de reconfiguration et protocole de transmission de donnees correspondants.
EP2109244A1 (de) * 2008-04-09 2009-10-14 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur sicherheitsgerichteten Übertragung Sicherheitsschaltgerät und Kontrolleinheit
US20100208777A1 (en) * 2009-02-17 2010-08-19 Adc Telecommunications, Inc. Distributed antenna system using gigabit ethernet physical layer device
US9737234B2 (en) 2010-11-08 2017-08-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Low latency signaling over digital network
DE102012201222A1 (de) * 2012-01-27 2013-08-01 Siemens Aktiengesellschaft Medizinanlage
DE102012213948B4 (de) * 2012-08-07 2021-05-06 Siemens Healthcare Gmbh Vorrichtung, Verfahren und System zur Steuerung von bildgebenden Verfahren und Systemen
DE102014206007A1 (de) * 2014-03-31 2015-10-01 Siemens Aktiengesellschaft Skalierbare und flexible Hardware-Topologie eines CT-Detektors
WO2016135120A1 (en) * 2015-02-24 2016-09-01 Koninklijke Philips N.V. Scan geometry planning method for mri or ct
DE102016213379A1 (de) * 2016-07-21 2018-01-25 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Röntgengeräts und zugehöriges Röntgengerät
DE102016221221A1 (de) * 2016-10-27 2018-05-03 Siemens Healthcare Gmbh Datenübertragung zwischen einem Röntgendetektor und einer Recheneinheit mittels Netzwerkprotokoll
EP3441780A1 (de) 2017-08-09 2019-02-13 Siemens Healthcare GmbH Mantelwellensperrenfreie anschlussleitung und magnetresonanztomograph mit anschlussleitung
US10709410B2 (en) * 2017-09-13 2020-07-14 Varex Imaging Corporation X-ray imaging component communication system and protocol
EP3477650B1 (de) * 2017-10-25 2022-11-23 Siemens Healthcare GmbH Verfahren und einrichtung zur kommunikation in einer medizinischen bildgebungseinrichtung und medizinische bildgebungseinrichtung
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
DE102020204681B4 (de) 2020-04-14 2022-08-04 Siemens Healthcare Gmbh Bildaufnahmesystem für ein Computertomographiesystem und Verfahren zur Konfiguration desselben

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4764939A (en) * 1985-12-02 1988-08-16 Telenex Corporation Cable system for digital information
US4974181A (en) * 1988-04-15 1990-11-27 The United States Of America As Represented By The Adminstrator, Of The National Aeronautics And Space Administration Adaptive data acquisition multiplexing system and method
US5025458A (en) * 1989-10-30 1991-06-18 International Business Machines Corporation Apparatus for decoding frames from a data link
US5272627A (en) * 1991-03-27 1993-12-21 Gulton Industries, Inc. Data converter for CT data acquisition system
FR2727221B1 (fr) * 1994-11-23 1996-12-27 Kodak Pathe Procede de communication d'informations numeriques et systeme pour la mise en oeuvre du procede
US5646962A (en) * 1994-12-05 1997-07-08 General Electric Company Apparatus for reducing electromagnetic radiation from a differentially driven transmission line used for high data rate communication in a computerized tomography system
US5742060A (en) * 1994-12-23 1998-04-21 Digirad Corporation Medical system for obtaining multiple images of a body from different perspectives
JPH10340243A (ja) * 1997-06-06 1998-12-22 Hitachi Ltd 入出力データ転送システム
US6292919B1 (en) * 1998-08-25 2001-09-18 General Electric Company Methods and apparatus for exchanging data in an imaging system
US6301324B1 (en) * 1999-03-31 2001-10-09 General Electric Company RF slipring receiver for a computerized tomography system
US6609472B2 (en) 1999-09-01 2003-08-26 Paulette Renee Burg Stable efficient air lubricated ship
US6577417B1 (en) * 2000-08-19 2003-06-10 Jehad Khoury Heterodyne-wavelength division demultiplexing for optical pick-ups, microscopy, tomography telecommunication and lidar
EP1206099A3 (en) * 2000-11-14 2003-10-22 Sancastle Technologies Ltd. Network interface
US6708239B1 (en) * 2000-12-08 2004-03-16 The Boeing Company Network device interface for digitally interfacing data channels to a controller via a network
JP2002217932A (ja) * 2001-01-16 2002-08-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光アクセスネットワークシステム
DE10102323A1 (de) * 2001-01-19 2002-07-25 Philips Corp Intellectual Pty Verfahren und Vorrichtung zur zuverlässigen Übertragung von Datenpaketen
US6470071B1 (en) 2001-01-31 2002-10-22 General Electric Company Real time data acquisition system including decoupled host computer
US6862299B2 (en) * 2001-04-12 2005-03-01 Siemens Aktiengesellschaft Method and system for galvanically isolated transmission of gigabit/sec data via a slip ring arrangement
JP3879836B2 (ja) * 2002-03-28 2007-02-14 日本電気株式会社 多重変換装置、逆多重変換装置および多重伝送システム
US20030214953A1 (en) * 2002-05-14 2003-11-20 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Networked magnetic resonance imaging system and method incorporating same
US6904118B2 (en) * 2002-07-23 2005-06-07 General Electric Company Method and apparatus for generating a density map using dual-energy CT

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