(57)【要約】【課題】画像撮影部の異常や故障を制御部側で判断することができ、異常がある場合は、画像撮影部の動作を規制することができる医用診装置を提供する。【解決手段】制御部と画像撮影部との間に設けたシリアル通信用の信号伝送路と、信号生成部で生成したパラレル制御信号をシリアル制御信号に変換して画像形成部に送信する第１の信号変換部と、信号伝送路を介して受信したシリアル制御信号をもとに画像形成部に設けた被制御部の駆動用信号を生成する第２の信号変換部と、駆動用信号をシリアル信号に変換し制御部にフィードバックする第３の信号変換部と、フィードバックされたシリアル信号をパラレル制御信号に変換する第４の信号変換部と、生成したパラレル制御信号とフィードバックしたパラレル制御信号とを比較して画像形成部での異常の有無を判断する比較部とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を撮影するため架台と寝台を含む画像撮影部と、前記画像撮影部を制御する制御部とを有する医用診断装置であって、
前記制御部と前記画像撮影部との間で情報をシリアル通信する信号伝送路と、
前記制御部に設けられ前記画像撮影部を制御するパラレル制御信号を生成する信号生成部と、
前記パラレル制御信号をシリアル制御信号に変換し、前記信号伝送路を介して前記画像形成部に送信する第１の信号変換部と、
前記信号伝送路を介して受信したシリアル制御信号をもとに前記画像形成部に設けた被制御部の駆動用信号を生成する第２の信号変換部と、
前記被制御部の駆動用信号をシリアル信号に変換し、前記信号伝送路を介して前記制御部にフィードバックする第３の信号変換部と、
前記フィードバックされたシリアル信号をパラレル制御信号に変換する第４の信号変換部と、
前記信号生成部で生成したパラレル制御信号と前記第４の信号変換部からのパラレル制御信号とを比較して差異を判断し、前記画像形成部での異常の有無を判断する比較部と、を具備したことを特徴とする医用診断装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記比較部で異常を判断した場合に、前記画像撮影部の動作を規制することを特徴とする請求項１記載の医用診断装置。
【請求項３】
前記被制御部は、前記寝台に設けた天板の動きを制御するドライバを含むことを特徴とする請求項１記載の医用診断装置。
【請求項４】
前記第３の信号変換部は、前記画像撮影部の状態を示す情報をシリアル信号に変換して前記信号伝送路を介して前記制御部に伝送することを特徴とする請求項１記載の医用診断装置。
【請求項５】
前記比較部は、前記信号生成部で生成したパラレル制御信号を保存するバッファと、前記第４の信号変換部からのパラレル制御信号を取り込み前記バッファに保存されたパラレル制御信号と時間軸を合わせて比較するコンパレータと、を含むことを特徴とする請求項１記載の医用診断装置。
【請求項６】
被検体を撮影するため架台と寝台を含む画像撮影部と、前記画像撮影部を制御する制御部とを有する医用診断装置の制御方法であって、
前記制御部と前記画像撮影部との間にシリアル通信用の信号伝送路を設け、
前記制御部において、前記画像撮影部を制御するパラレル制御信号を生成し、
前記生成したパラレル制御信号をシリアル制御信号に変換して、前記信号伝送路を介して前記画像形成部に送信し、
前記信号伝送路を介して受信した前記シリアル制御信号をもとに前記画像形成部に設けた被制御部を駆動する駆動用信号を生成し、
前記駆動用信号をシリアル信号に変換し、前記信号伝送路を介して前記制御部にフィードバックし、
前記フィードバックされたシリアル信号をパラレル制御信号に変換し、
前記制御部で生成したパラレル制御信号と前記フィードバックされたパラレル制御信号とを比較して差異を判断し、前記画像形成部での異常の有無を判断することを特徴とする医用診断装置の制御方法。
【請求項７】
前記制御部は、前記判断の結果、異常が有った場合に、前記画像撮影部の動作を規制することを特徴とする請求項６記載の医用診断装置の制御方法。
【請求項８】
前記被制御部は、前記寝台に設けた天板の動きを制御するドライバを含み、前記駆動用信号によって前記天板を前記架台に対して移動制御することを特徴とする請求項６記載の医用診断装置の制御方法。
【請求項９】
さらに前記画像撮影部の状態を示す情報をシリアル信号に変換して、前記信号伝送路を介して前記制御部に伝送することを特徴とする請求項６記載の医用診断装置の制御方法。
【請求項１０】
前記異常の有無を判断する際に、前記制御部で生成したパラレル制御信号と、前記フィードバックされたパラレル制御信号とを時間軸を合わせて比較することを特徴とする請求項６記載の医用診断装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＭＲＩ装置等の医用診断装置に係り、特に画像撮影部と制御部との間で情報をシリアル通信する医用診断装置とその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医用診断装置として磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）がある。ＭＲＩ装置は、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波信号で磁気的に励起し、この励起によって発生する自由誘導減衰（ＦＩＤ：Free Induction Decay）信号やエコー信号を基に被検体の画像を得るようにしたものである。また広い視野の画像を得るために、被検体を載せた天板を連続的に移動させながら撮影を行うＭＲＩ装置もある。
【０００３】
ＭＲＩ装置は、磁気シールドルームに配置した架台・寝台制御ユニットを、操作室に配置したシステムコントローラによって制御するようにしている。システムコントローラは、架台・寝台制御ユニットに対して各種の指示情報等を入力し、検査の開始や、寝台（天板）の移動等を制御する。
【０００４】
ところで、架台・寝台制御ユニットとシステムコントローラは、磁場への影響を考慮して距離的に離れた位置に配置しているため、両者間の情報の伝達は光ファイバ等のシリアル通信ラインを介して行っている。一般的には、システムコントローラの制御基板と、架台・寝台制御ユニットの機構部を制御するドライバ基板との間を光ファイバで結合し、省配線化するため、制御基板側では複数のパラレル制御信号をシリアル化してドライバ基板側へ出力し、ドライバ基板内でシリアル制御信号をパラレル信号に変換（デシリアライズ）している。
【０００５】
しかしながら、このような制御方法では、デシリアライズするデコーダや、デシリアライズ後のパラレル信号を処理する回路が故障した場合には、システムコントローラ側で異常を判断することができない。このため架台・寝台制御ユニット側のドライバ基板の単一故障により、機構部の制御において暴走等のリスクが生じる。尚、医用診断装置の故障や異常診断を行う例として、例えば特許文献１に開示された例がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２６００３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の医用診断装置では、架台・寝台制御ユニット側において、シリアル制御信号をデシリアライズするデコーダや、デシリアライズ後のパラレル信号を処理する回路が故障した場合は、システムコントローラ側で異常判断を行うことができず、機構部の制御において暴走などを生じることがある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みて成されたもので、架台・寝台制御ユニット（画像撮影部）の異常や故障をシステムコントローラ側で判断することができる医用診装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の本発明は、被検体を撮影するため架台と寝台を含む画像撮影部と、前記画像撮影部を制御する制御部とを有する医用診断装置であって、前記制御部と前記画像撮影部との間で情報をシリアル通信する信号伝送路と、前記制御部に設けられ前記画像撮影部を制御するパラレル制御信号を生成する信号生成部と、前記パラレル制御信号をシリアル制御信号に変換し、前記信号伝送路を介して前記画像形成部に送信する第１の信号変換部と、前記信号伝送路を介して受信したシリアル制御信号をもとに前記画像形成部に設けた被制御部の駆動用信号を生成する第２の信号変換部と、前記被制御部の駆動用信号をシリアル信号に変換し、前記信号伝送路を介して前記制御部にフィードバックする第３の信号変換部と、前記フィードバックされたシリアル信号をパラレル制御信号に変換する第４の信号変換部と、前記信号生成部で生成したパラレル制御信号と前記第４の信号変換部からのパラレル制御信号とを比較して差異を判断し、前記画像形成部での異常の有無を判断する比較部と、を具備したことを特徴とする。
【００１０】
また請求項６記載の本発明は、被検体を撮影するため架台と寝台を含む画像撮影部と、前記画像撮影部を制御する制御部とを有する医用診断装置の制御方法であって、前記制御部と前記画像撮影部との間にシリアル通信用の信号伝送路を設け、前記制御部において、前記画像撮影部を制御するパラレル制御信号を生成し、前記生成したパラレル制御信号をシリアル制御信号に変換して、前記信号伝送路を介して前記画像形成部に送信し、前記信号伝送路を介して受信した前記シリアル制御信号をもとに前記画像形成部に設けた被制御部を駆動する駆動用信号を生成し、前記駆動用信号をシリアル信号に変換し、前記信号伝送路を介して前記制御部にフィードバックし、前記フィードバックされたシリアル信号をパラレル制御信号に変換し、前記制御部で生成したパラレル制御信号と前記フィードバックされたパラレル制御信号とを比較して差異を判断し、前記画像形成部での異常の有無を判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、架台・寝台制御ユニット（画像撮影部）の異常や故障をシステムコントローラ（制御部）側で判断することができる。また異常がある場合は、架台・寝台制御ユニットの動作を規制することができ、患者に及ぼす影響を低減して安全性と、製品の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態を示す医用診断装置の全体的な構成を示す図。
【図２】同実施形態における主要部の構成を示すブロック図。
【図３】同実施形態における制御信号の送・受信を説明する説明図。
【図４】同実施形態における故障診断処理を説明する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００１４】
図１は、本発明の医用診断装置の一実施の形態を示す構成図である。図１では、医用診断装置としてＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージング装置）を例示している。
【００１５】
図１において、ＭＲＩ装置１は、操作室に配置されたシステムコントローラ１０（制御部）と、検査室である磁気シールドルーに配置された架台・寝台ユニット２０（画像撮影部）を含み、かつ両者間の情報伝達手段として光ファイバ３０を有している。
【００１６】
システムコントローラ１０と架台・寝台ユニット２０間は数メートルから十数メートル以上の距離があるため、複数の信号線路で結合することは不向きである。このため、シリアル通信が可能な信号伝送路（光ファイバ３０）を介してシステムコントローラ１０と架台・寝台ユニット２０とを結合している。
【００１７】
システムコントローラ１０は、ホスト計算機１１を備え、ホスト計算機１１には、シーケンスコントローラ１２、寝台位置制御部１３、表示部１４、記憶部１５、入力部１６等が接続されている。尚、システムコントローラ１０は、架台・寝台ユニット２０を制御する制御部を構成する。
【００１８】
架台・寝台ユニット２０は、静磁場を形成する筒状の静磁場用磁石２１、ＲＦコイル２２、寝台に設けた天板２３等を備えている（図１では、概略的に示している）。静磁場用磁石２１の内部には、静磁場を均一化するシムコイルや、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の傾斜磁場を形成する傾斜磁場コイルユニット（図示せず）が設けられており、これらは図示しない架台（ガントリ）に内蔵されている。
【００１９】
ＲＦコイル２２は、送信機から高周波信号を受けて被検体Ｐに送信するとともに、被検体Ｐ内部の原子核スピンを高周波信号によって励起し、それに伴って発生したＮＭＲ信号（Nuclear Magnetic Resonance信号）を受信器で受信するためのものである。尚、架台・寝台ユニット２０は、被検体Ｐを撮影する画像撮影部を構成する。
【００２０】
一方、システムコントローラ１０のシーケンスコントローラ１２は、ＣＰＵ及びメモリを備え、ホスト計算機１１から送られてきたパルスシーケンス情報を記憶し、この情報に従って架台・寝台ユニット２０の動作を制御する。パルスシーケンス情報とは、一連のパルスシーケンスに従って傾斜磁場電源、受信機及び送信機を駆動させるために必要な情報であり、シーケンスコントローラ１２からの制御信号に基づいてＲＦコイル２２に高周波信号を供給する。またシーケンスコントローラ１２は、ＲＦコイル２２からのＮＭＲ信号を処理してデジタル化されたＮＭＲ信号を生成する。
【００２１】
またホスト計算機１１は、デジタル量の原データをシーケンスコントローラ１２を介して入力し、画像再構成処理を施すことにより被検体Ｐの画像データを再構成する機能を有する。記憶部１５は、再構成された画像データ等を保存し、表示部１４は画像等を表示する。
【００２２】
入力部１６は、各種の指示情報等を入力するものであり、操作卓上に各種のスイッチやキーボード、マウス等を備えており、ユーザ（医師、技師等）が希望する撮影条件や検査の開始、寝台（天板２３）の移動等の指示情報を入力する。
【００２３】
また、寝台位置制御部１３は、ホスト計算機１１、シーケンサ１２と協働して寝台（天板２３）の位置を制御するものであり、天板２３は、架台の静磁場内を通過しながら所定の方向に移動可能である。天板２３には被検体Ｐが載置され、天板２３は、寝台位置制御部１３によって高さ位置が制御され、かつ静磁場内での移動が制御される。尚、ＲＦコイル２２は架台に内蔵されず、天板２３や被検体Ｐ近傍に設けられる場合もある。
【００２４】
図２は、本発明の医用診断装置の主要部の構成を示す図である。図２では、システムコントローラ１０に設けた制御基板１００と、架台・寝台制御ユニット２０に設けたドライバ基板２００を備え、両基板間を光ファイバ３０で結合している。
【００２５】
制御基板１００は、シーケンサ１２、シリアライザ１０１、デシリアライザ１０２、シリアル送受信部１０３を有している。シリアライザ１０１は、シーケンサ１２（信号生成部）からのパラレル制御信号をシリアル制御信号に変換する。シリアル送受信部１０３は、シリアル制御信号をドライバ基板２００に送信するとともに、ドライバ基板２００からのシリアル信号を受信する。デシリアライザ１０２は、ドライバ基板２００からのシリアル信号をパラレル信号に変換し、フィードバックパラレル制御信号をシーケンサ１２に取り込む。シーケンサ１２は、バッファ１２１とコンパレータ１２２を含んでいる。
【００２６】
一方、ドライバ基板２００は、デシリアライザ２０１、シリアライザ２０２、シリアル送受信部２０３を有し、さらに出力回路２０４、入力回路２０５を有している。デシリアライザ２０１は、制御基板１００からのシリアル制御信号をパラレル制御信号に変換し、被制御部（後述）を駆動する駆動用信号を生成する。シリアライザ２０２は、パラレル信号をシリアル信号に変換する。シリアル送受信部２０３は、制御基板１００からのシリアル制御信号を受信するとともに、ドライバ基板２００からのシリアル信号を制御基板１００へ送信する。
【００２７】
出力回路２０４は、デシリアライザ２０１からのパラレル制御信号（駆動用信号）を、ドライブ回路２０６，２０７に供給する。ドライブ回路２０６，２０７は、架台・寝台制御ユニット２０の被制御部、例えば天板２３の高さを制御するモータ２０８や、天板２３の移動を制御するモータ２０９等を駆動する。
【００２８】
入力回路２０５は、架台・寝台制御ユニット２０の各種の情報、例えば天板２３の位置情報をセンサ２１０、２１１から入力し、また各種のモータ２１２から回転情報を入力し、架台・寝台制御ユニット２０の状態を示す情報を取得する。
【００２９】
入力回路２０５からの各種の情報（パラレル信号）は、シリアライザ２０２によってシリアル信号に変換される。またシリアライザ２０２は、斜線ｅで示すように出力回路２０４に供給されたパラレル制御信号（駆動用信号）を取り込み、シリアル信号に変換する。シリアライザ２０２によって変換したシリアル信号は、シリアル送受信部２０３を介して制御基板１００側にフィードバックされる。
【００３０】
尚、シリアライザ２０２からは、入力回路２０５からの情報がシリアル信号に変換され、このシリアル信号が時分割で制御基板１００側に送信される。したがって、時分割の隙間に上述したフィードバック用のシリアル制御信号を割り込ませて送信することができる。
【００３１】
また図２において、光ファイバ３０は、制御基板１００からドライバ基板２００への伝送路を３１で示し、ドライバ基板２００から制御基板１００への伝送路を３２で示している。また制御基板１００からドライバ基板２００に対し、信号線３３を設けており、異常時に信号線３３を介して制御基板１００からドライバ基板２００に対し停止信号を送信し、架台・寝台制御ユニット２０の動作を規制或いは停止するようにしている。
【００３２】
本発明の実施形態では、制御基板１００とドライバ基板２００との間でシリアル通信を行うが、制御基板１００からのシリアル制御信号をドライバ基板２００内でパラレル制御信号に変換した際に、パラレルデータを再度シリアライズして制御基板１００へ伝送してフィードバックする。そして、制御基板１００のシーケンサ１２において、出力した制御信号とフィードバックされた制御信号を比較して差異を判断することにより、制御基板１００側（システムコントローラ１０）で、伝送路における異常やドライバ基板２００内の異常を検出できるようにした点に特徴がある。
【００３３】
以下、図３を参照して光ファイバ３０での制御信号の伝送を説明し、図４を参照して故障診断の動作を説明する。
【００３４】
図３の横軸は時間ｔを示しており、図３の（ａ）〜（ｄ）は、図２のａ〜ｄの信号を表している。図３（ａ）はシリアライザ１０１からの出力シリアライズフレームを示し、例えばT0_OUT〜T8_OUTのデータが１つの制御信号を構成している。図３（ｂ）は、バッファ１２１に保存した出力シリアライズフレームを示し、例えばT0_Buffer〜T８_Bufferから成るデータを含んでいる。データ（ａ）と（ｂ）の間に時間差があるが、これはバッファ１２１にデータ（T0_OUT〜T8_OUT）を書き込むのに要した遅れ時間を表す。
【００３５】
図３（ｄ）は、ドライバ基板２００からフィージバックされた入力シリアライズフレームを示しており、例えばT0_ＩＮ〜T８_ＩＮのデータを含む。図３（ｃ）はコンパレータ１２２に取り込んだ入力シリアライズフレームを示し、T0_Com〜T８_Comのデータを含む。
【００３６】
データ（ａ）とデータ（ｄ）との間には、時間差があるが、これは（ａ）の制御信号がドライバ基板２００に伝送され、（ｄ）の信号となって制御基板１００にフィードバックされるまでに要する時間に相当する。またデータ（ｃ）とデータ（ｄ）との間にも時間差があるが、これは入力シリアライズフレーム（ｄ）のデータ（T0_ＩＮ〜T８_ＩＮ）をコンパレータ１２２に取り込むまでの時間に相当する。
【００３７】
コンパレータ１２２は、データ（ｂ）とデータ（ｃ）の時間軸を合わせて両データを比較し、制御信号の健全性を判断する。即ち、制御基板１００から伝送されたシリアル制御信号は、ドライバ基板２００のデシリアライザ２０１でパラレル信号に変換され、出力回路２０４を介してモータ２０８，２０９に供給されるが、デシリアライザ２０１から出力されたパラレル信号に異常があった場合、架台・寝台制御ユニット２０は、システムコントローラ１０の意思に反した動きをする。例えば天板２３を停止するよう指示したにも拘わらず、天板２３が移動を続け患者Ｐが長く閉じ込められるといった事態が起こりうる。
【００３８】
そこで、出力シリアライズフレームのデータ（ｂ）と、フィードバックされた入力シリアライズフレームのデータ（ｃ）をコンパレータ１２２で比較し、シーケンサ１２は、両データが一致する場合は異常なしと判断し、両データが一致しない場合は異常ありと判断する。
【００３９】
異常がある場合は、制御基板１００から信号線３３を介してドライバ基板２００に停止信号が伝送され、ドライバ基板２００を制御して架台・寝台制御ユニット２０の動作を規制（例えば停止）する。これにより、患者Ｐが蒙る被害を最小限に抑えることができ、安全性が向上する。また異常が発生したことを表示部１４に表示してもよい。
【００４０】
図４は、故障診断の処理（異常の有無判断）を説明する図である。図４において、制御基板１００によってパラレル制御信号（仮にＨ５５とする）がシリアルデータに変換され、例えば「０１０１０１０１」のデータがドライバ基板２００に送信されたとする。ドライバ基板２００では、シリアルデータ「０１０１０１０１」を受信してパラレル制御信号に変換する。仮に変換されたパラレル制御信号をＨ’５５とすると、正しく変換されれば、「０１０１０１０１」のデータが制御基板１００にフィードバックされる。
【００４１】
一方、デシリアライザ２０１において誤った変換処理が行われ、パラレル制御信号が仮にＨ’５７として、「０１０１０１１１」に変換された場合、制御基板１００には、「０１０１０１１１」のデータＨ’５７がフィードバックされる。シーケンサ１２は、「０１０１０１０１」のデータと「０１０１０１１１」のデータを比較する。図４の例では、７桁目のデータが本来「０」であるべきところ、「１」となっているため、両データは不一致となり、シーケンサ１２は、ドライバ基板２００において異常ありと判断する。
【００４２】
異常の発生は、ドライバ基板２００や伝送路３０の単一故障に起因する場合があるが、特にドライバ２０６，２０７は、架台・寝台制御ユニット２０の機構部、例えば天板２３の高さや移動を制御するものであり、異常の発生がデシリアライザ２０１にある場合は、直接、患者Ｐへ影響を及ぼし、架台内に閉じ込められたりするため、被制御部（ドライバ２０６，２０７）を駆動する直前のデータをフィードバックすることは意義がある。
【００４３】
即ち、ドライバ回路２０６，２０７を駆動するパラレル制御信号は、デシリアライザ２０１によって生成され、出力回路２０４に供給されるため、出力回路２０４からのパラレル制御信号を斜線ｅで示すようにシリアライザ２０２に供給し、シリアライザ２０２でシリアル信号に変換してフィードバックするようにしている。
【００４４】
したがって、本発明では、架台・寝台制御ユニット２０の異常や故障をシステムコントローラ１０側で判断することができる。また異常がある場合は、架台・寝台制御ユニット２０の動作を規制することができ、患者に及ぼす影響を低減して安全性と、製品の信頼性を向上することができる。
【００４５】
尚、本発明の実施形態は、以上述べた実施例に限定されるものではない。例えば、ＭＲＩ装置に限らず、Ｘ線ＣＴ装置等の他の医用診断装置に適用することができる。Ｘ線ＣＴ装置の場合、Ｘ線管とＸ線検出器を含む架台が画像撮影部に相当し、架台から離れた位置に設けたコンソールが制御部に相当する。また特許請求の範囲を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１…医用診断装置（ＭＲＩ装置）
１０…システムコントローラ（制御部）
１１…ホスト計算機
１２…シーケンサ（信号生成部）
１３…寝台位置制御部
１４…表示部
１５…記憶部
１６…入力部
２０…架台／寝台制御ユニット（画像撮影部）
２１…静磁場用磁石、
２２…ＲＦコイル２２、
２３…天板
３０…信号伝送路（光ファイバ）
１００…制御基板
１０１…シリアライザ（第１の信号変換部）
１０２…デシリアライザ（第４の信号変換部）
１０３，２０３…シリアル送受信部
２０１…デシリアライザ（第２の信号変換部）
２０２…シリアライザ（第３の信号変換部）
２０４…出力回路
２０５…入力回路
２０６，２０７…ドライバ回路（被制御部）
２０８，２０９…モータ（被制御部）
２１０，２１１…センサ
【図１】
2010194260.tif 000003
【図２】
2010194260.tif 000004
【図３】
2010194260.tif 000005
【図４】
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