(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対し相対的に動いているコンポーネント間で電気信号（５８）を信頼性よく伝送するの装置であって、ブラシ（５４）の接触部と、前記ブラシ接触部に接触すると共に該ブラシ接触部に対して動いている導電性バンド（５２）を有するスリップリング（５０）であって、相対的に動いているコンポーネント間で前記電気信号が前記ブラシ接触部と前記スリップリングの前記導電性バンドとを介して伝送される、スリップリング（５０）と、を備えており、前記装置はさらに、前記コンポーネント間の回路遮断を前記ブラシ及びスリップリングを介して伝送される信号の複数のパラメータを使用して判定し、ブラシ及びスリップリングを介して伝送される信号のパラメータが回路の遮断を示しているときに回路遮断の表示を行うように構成され、前記複数のパラメータのうちの第１のパラメータが時間であり、前記装置は、前記遮断の表示を行うために、前記複数のパラメータのうちの第２のパラメータが少なくとも予め選択した時間にわたり予め選択した範囲内にあることを条件とするように構成されており、
前記信号（６２）が最小及び最大の信号電圧範囲を有し、
前記第２のパラメータが前記信号の電圧であり、
予め選択した前記電圧範囲内の電圧が前記最小及び最大の信号電圧範囲内にあり、
さらに、前記ブラシ（５４）及び前記スリップリング（５０）を介して伝送された前記信号（５８）の電圧が予め選択した前記電圧範囲内にある時間の長さである前記第１のパラメータに従って、表示された前記回路遮断を分類するように構成されている、装置。
【請求項２】
互いに対し相対的に動いているコンポーネント間で電気信号（５８）を信頼性よく伝送するの装置であって、ブラシ（５４）の接触部と、前記ブラシ接触部に接触すると共に該ブラシ接触部に対して動いている導電性バンド（５２）を有するスリップリング（５０）であって、相対的に動いているコンポーネント間で前記電気信号が前記ブラシ接触部と前記スリップリングの前記導電性バンドとを介して伝送される、スリップリング（５０）と、を備えており、前記装置はさらに、前記コンポーネント間の回路遮断を前記ブラシ及びスリップリングを介して伝送される信号の複数のパラメータを使用して判定し、ブラシ及びスリップリングを介して伝送される信号のパラメータが回路の遮断を示しているときに回路遮断の表示を行うように構成され、前記複数のパラメータのうちの第１のパラメータが時間であり、前記装置は、前記遮断の表示を行うために、前記複数のパラメータのうちの第２のパラメータが少なくとも予め選択した時間にわたり予め選択した範囲内にあることを条件とするように構成されており、
前記信号（６２）が最小及び最大の信号電流範囲を有し、
前記第２のパラメータが前記信号の電流であり、
予め選択した前記電流範囲内の電流が前記最小及び最大の信号電流範囲内にあり、
さらに、前記ブラシ（５４）及び前記スリップリング（５０）を介して伝送された前記信号（５８）の電流が予め選択した前記電流範囲内にある時間の長さである前記第１のパラメータに従って、表示された前記回路遮断を分類するように構成されている、装置。
【請求項３】
前記回路遮断を前記スリップリング（５０）の回転角と相関させる手段を含む請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記ブラシ（５４）及び前記スリップリング（５０）を介してバイポーラ信号（６２）を伝送するように構成されている請求項１乃至３のいずれかにに記載の装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の装置において回路（６４）の連続性の遮断を検出する方法であって、スリップリング（５０）の導電性バンド（５２）に接触しているブラシ（５４）を介して信号（５８）を伝送するステップであって、ブラシ（５４）とスリップリング（５０）とは相対的に移動している、ステップと、前記回路遮断を前記ブラシ及びスリップリングを介して伝送された前記信号の複数のパラメータを使用して判定するステップと、ブラシ及びスリップリングを介して伝送された前記信号のパラメータが回路の遮断を示しているときに、回路遮断の表示を行うステップとを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全般的には、電気回路の断続を診断するための方法及び装置に関し、さらに詳細には、ガントリの静止側と回転側との間での情報の伝送にスリップリングを使用するＣＴスキャン・システムで使用される回路などのような、ブラシ及びスリップリングを使用した電気回路において通信の断続を診断するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
周知のコンピュータ断層（ＣＴ）イメージング・システムの少なくとも１つの構成では、Ｘ線源は、デカルト座標系のＸ−Ｙ平面（一般に「画像作成面」と呼ばれる）内に位置するようにコリメートされたファンビーム（扇形状ビーム）を放出する。Ｘ線ビームは、例えば患者などの画像作成対象を透過する。ビームは、この対象によって減衰を受けた後、放射線検出器のアレイ上に入射する。検出器アレイで受け取った減衰したビーム状放射線の強度は、対象によるＸ線ビームの減衰に依存する。このアレイの各検出器素子は、それぞれの検出器位置でのビーム減衰の計測値に相当する電気信号を別々に発生させる。すべての検出器からの減衰量計測値を別々に収集し、透過プロフィールが作成される。
【０００３】
周知の第３世代ＣＴシステムでは、Ｘ線源及び検出器アレイは、Ｘ線ビームが画像作成対象を切る角度が一定に変化するようにして、画像作成面内でこの画像作成対象の周りをガントリと共に回転する。あるガントリ角度で検出器アレイより得られる一群のＸ線減衰量計測値（すなわち、投影データ）のことを「ビュー(view)」という。また、画像作成対象の「スキャン・データ」は、Ｘ線源と検出器が１回転する間に、様々なガントリ角度、すなわちビュー角度で得られるビューの集合からなる。アキシャル・スキャンでは、この投影データを処理し、画像作成対象を透過させて得た２次元スライスに対応する画像を構成させる。投影データの組から画像を再構成させるための一方法に、当技術分野においてフィルタ補正逆投影法(filtered back projection)と呼ぶものがある。この処理方法では、スキャンにより得た減衰量計測値を「ＣＴ値」、別名「ハウンスフィールド値」という整数に変換し、これらの整数値を用いて陰極線管ディスプレイ上の対応するピクセルの輝度を制御する。
【０００４】
データ及び命令は、ガントリの静止側と回転側にある電子機器間で両方向に通信される。例えば、スリップリング上の銅製バンドを介して通信が行われる。ブラシ・ブロックにより銅製バンドとの電気的接続が維持されている。この種の周知のシステムでの問題は、送信されているデータがないと、接続が遮断されているのかどうか、あるいは接続が単に非稼働状態にあるだけなのかを示すことができないことである。さらに、スリップリングについても、ブラシが一時的にスリップリングとの電気的接触を逸してしまう「微小切断(micro disconect) 」の問題を有していることが知られている。
【０００５】
したがって、ＣＴイメージング・システムなどのシステムの動作時においてブラシ接触部の状態を監視し、かつ発生した切断事象に関する診断を与えるための方法及び装置を提供することが望ましい。
【０００６】
【発明の概要】
したがって、本発明の実施の一形態では、回路の導通の遮断を検出するための方法であって、ブラシ及びスリップリングが相対的に動いている場合に、このスリップリングの導電性バンドに接触させたブラシを介して信号を伝送するステップと、ブラシ及びスリップリングを介して伝送された信号のパラメータが回路の遮断を示しているか否かを判定するステップと、ブラシ及びスリップリングを介して伝送された信号のパラメータが回路の遮断を示しているときに回路遮断の表示を行うステップと、を含む方法が提供される。
【０００７】
この実施形態では、ＣＴイメージング・システムなどのシステムの動作時にシステム内のブラシ接触部の状態を監視するための方法が提供される。さらに、本方法のこの実施形態により提供される情報を用いて、切断が起きたときにその切断の位置の特定及び診断をすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を参照すると、「第３世代」のＣＴスキャナに典型的なガントリ１２を含むものとして、コンピュータ断層（ＣＴ）イメージング・システム１０を示している。ガントリ１２は、このガントリ１２の対向面上に位置する検出器アレイ１８に向けてＸ線ビーム１６を放出するＸ線源１４を有する。検出器アレイ１８は、投射され被検体２２（例えば、患者）を透過したＸ線を一体となって検知する検出器素子２０により形成される。検出器アレイ１８は、単一スライス構成で製作される場合とマルチ・スライス構成で製作される場合がある。各検出器素子２０は、入射したＸ線ビームの強度を表す電気信号、すなわち患者２２を透過したＸ線ビームの減衰を表す電気信号を発生させる。Ｘ線投影データを収集するためのスキャンの間に、ガントリ１２及びガントリ上に装着されたコンポーネントは回転中心２４の周りを回転する。
【０００９】
ガントリ１２の回転及びＸ線源１４の動作は、ＣＴシステム１０の制御機構２６により制御される。制御機構２６は、Ｘ線源１４に電力及びタイミング信号を供給するＸ線制御装置２８と、ガントリ１２の回転速度及び位置を制御するガントリ・モータ制御装置３０とを含む。制御機構２６内にはデータ収集システム（ＤＡＳ）３２があり、これによって検出器素子２０からのアナログ・データをサンプリングし、このデータを後続の処理のためにディジタル信号に変換する。画像再構成装置３４は、サンプリングされディジタル化されたＸ線データをＤＡＳ３２から受け取り、高速で画像再構成を行う。再構成された画像はコンピュータ３６に入力として渡され、コンピュータにより大容量記憶装置３８内に格納される。
【００１０】
コンピュータ３６はまた、キーボードを有するコンソール４０を介して、オペレータからのコマンド及びスキャン・パラメータを受け取る。付属の陰極線管ディスプレイ４２により、オペレータはコンピュータ３６からの再構成画像やその他のデータを観察することができる。コンピュータ３６は、オペレータの発したコマンド及びパラメータを用いて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御装置２８及びガントリ・モータ制御装置３０に対して制御信号や制御情報を提供する。さらにコンピュータ３６は、モータ式テーブル４６を制御してガントリ１２内での患者２２の位置決めをするためのテーブル・モータ制御装置４４を操作する。詳細には、テーブル４６により患者２２の各部分はガントリ開口４８を通過できる。
【００１１】
図３及び４を参照すると、ガントリ１２の回転側と静止側の間で情報を伝送するためにスリップリング５０が使用されている。電気的通信は、ガントリ１２のスリップリング５０の導電性バンド５２を介して確立される。ブラシ５４により導電性バンド５２（例えば、銅製バンド）との物理的及び電気的な接触が維持される。図３及び４には各１つだけしか図示していないが、実施の一形態では３つの導電性バンド５２と３つのブラシ・ブロック５４とが設けられており、１つのバンド５２と１つのブラシ・ブロック５４とにより各方向への伝送が行われる。基準電圧５６を有する基準バンドとして、別の導電性バンド（図３及び４では図示せず）が設けられている。
【００１２】
各方向への信号伝送のために同様な回路が使用されるため、１つの方向についての信号伝送だけについて図示し説明する。しかし、両方向への伝送のためには、様々なスリップリング５０に対して、ブラシ５４とスリップリング５０（実際上は、導電性バンド５２）の様々な相対的移動が必要となることがある。この説明においては、便宜上、スリップリング５０が回転しておりブラシ５４は静止しているものとしている。
【００１３】
シリアル・データを表している信号５８は、増幅器６０により増幅されてバイポーラ信号６２となり、受信器６４により受け取られる。図４に受信器６４のうちの入力部のみを示している。基準信号５６は、抵抗器Ｒ１（例えば、１キロオームの抵抗器）を介して信号線６６に接続されている。この接続により、遊離状態では基準５６に対してゼロ（０）ボルトが現れる。動作時には、線６６上の入力信号は例えば＋５Ｖから−５Ｖの間で遷移する（ただし、別の実施形態では異なる範囲が使用される）。実施の一形態では、＋５Ｖと−５Ｖの間の有限の遷移時間を設けて、スリップリング５０からの電磁放射を制限するが、この遷移時間は５０ナノ秒（ｎｓ）に制限されている。遷移時間を制限することにより、受信器６４は正常な遷移と実際の回路切断とを区別することができる。
【００１４】
実施の一形態では、受信器６４内で２つの比較器６８及び７０を入力デバイスとして用いている。比較器６８及び７０には基準電圧Ｖ１及びＶ２が供給され、これらの電圧は遊離状態の電圧の周囲の電圧範囲を規定し、この電圧範囲はバイポーラ信号６２の最大及び最小電圧範囲内に厳密に入るようにする。（本明細書で使用する場合、「厳密に範囲内にある」とは、その範囲がバイポーラ信号６２の最大及び最小電圧に等しい電圧を含まないことを意味している）。例えば、実施の一形態では、比較器６８には＋１Ｖの基準値が与えられ、比較器７０には−１Ｖの基準値が与えられる。この２つの比較器６８及び７０の出力を用いて、線６６が遊離状態にある（すなわち、−１Ｖと＋１Ｖの間の電圧範囲にあるか、又は概ね０Ｖであって、ノイズ電圧分の上下がある）ことを判定する。様々な動作状態に対する比較器６８の出力と比較器７０の出力との関係を示す表を以下に示す。
【００１５】
0004729194.tif 000002
【００１６】
（この実施形態では、比較器６８及び７０の両方からの出力が「高」である場合には受信器の障害を示すことに留意されたい）。５０ｎｓ未満の遊離切断は、フィルタ７２により処理される。実施の一形態では、受信器回路６４が示す遊離切断は、その重大度に従って記録される。例えば、５０ｎｓを超えるが２００ｎｓ未満である切断は、４００ｎｓのビット時間を有するシステムでは通信上影響がないものとして記録する。２００ｎｓと１．６μｓの間の切断は、通信上軽度の影響がある切断として記録され、また、１．６μｓを超える切断は、通信が途絶しているとして記録される。実施の一形態では、フィルタ７２は、３つの重大度レベルをもつ切断を示すために別々の３つの出力７４、７６及び７８を有している。しかし、別の実施形態では重大度レベルを別の方式によりコード化する。フィルタ７２を比較器６８及び７０と協同させることにより、ブラシ５４及びスリップリング５０を介して伝送されたバイポーラ信号６２のパラメータが回路の遮断を示している場合に、回路遮断の表示を行うことができる。図示した実施形態では、このパラメータは電圧と時間であり、また遮断の表示は、その電圧が少なくとも予め選択した時間にわたり予め選択した範囲内（例えば、−１Ｖから＋１Ｖまで）にあるときに出される。さらに、フィルタ７２は、ブラシ及びスリップリングを介して伝送される電圧が予め選択した電圧範囲内にある時間の長さに従って、表示された遮断を分類する。
【００１７】
実施の一形態では、受信器６４はコンピュータ３６と協同して切断の記録を作成する。この記録により、現場のサービスエンジニアは通信リンクの劣化を監視し、ＣＴイメージング・システム１０のユーザが重大な問題に気が付く前に是正措置を講ずることができる。例えば、多数回の短い切断があるということは、通信への目立った影響に気付かない場合でもブラシ５４の交換が必要であることの初期的徴候であることがある。短い切断がかなり多くの回数あるということは、ブラシ５４またはスリップリング５０にさらに重大な摩耗の問題があることを示すことがある。さらに長時間の切断は、ブラシ５４に問題があるか、ケーブル接続の遮断や断続を示すことがある。ブラシ５４またはスリップリング５０の問題では、その切断をガントリ回転角と相関させることにより、箇所が直接特定される。実施の一形態では、コンピュータ３６は、ガントリ１２の回転も制御しており、コンピュータ３６により記録された切断をガントリ１２及び／またはスリップリング５０の回転角と相関させる。ガントリ１２を手動制御により回転させて、切断箇所を特定することもできる。
【００１８】
このように、本明細書に記載した本発明の実施形態は、ＣＴイメージング・システムなどのシステムの動作時に、システム内のブラシ接触部の状態を監視するために使用することができることが理解されよう。さらに、本発明の実施形態により提供される情報を用いて切断が起きたときに切断箇所を特定しかつその切断を診断することができる。
【００１９】
本発明をＣＴイメージング・システム１０に関連させて記載してきたが、本発明は別の種類のシステムに対しても適用可能である。例えば、本発明は、スリップリングを介した通信が片方向であるか両方向であるかによらず、またバイポーラ変調を使用しているか否かによらず、他のあらゆるシステムに適用することができる。「遊離ゾーン(floating zone) 」を規定することができる別のシステムでは、本発明は、切断その他の劣化問題を検出するためのゾーン範囲内にある入力信号を検出するように変更することができる。実施形態の幾つかにおいては、電圧ではなく電流を比較して遮断が起きたことを判定している。（本発明の目的では、電流と電圧がオームの法則に基づくため、電流の比較と電圧の比較とは同じ意味であると考察される）。
【００２０】
本発明を具体的な様々な実施形態に関して説明してきたが、当業者であれば、特許請求の範囲の精神及び範疇の域内で修正を行って、本発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＴイメージング・システムの外観図である。
【図２】図１に示すシステムの概略ブロック図である。
【図３】図１及び２のＣＴイメージング・システムのガントリの一方の側にある送信器が、ブラシ及びスリップリングを介してガントリのもう一方の側へ信号を伝送することを表すブロック図である。
【図４】図３に示す送信器に対して、ガントリのもう一方の側にある受信器の一部分を表した略図である。
【符号の説明】
１０  ＣＴイメージング・システム
１２  ガントリ
１４  Ｘ線源
１６  Ｘ線ビーム
１８  検出器アレイ
２０  検出器素子
２２  患者
２４  回転中心
２６  制御機構
２８  Ｘ線制御装置
３０  ガントリ・モータ制御装置
３２  データ収集システム（ＤＡＳ）
３４  画像再構成装置
３６  コンピュータ
３８  大容量記憶装置
４０  コンソール
４２  陰極線管ディスプレイ
４４  テーブル・モータ制御装置
４６  モータ式テーブル
４８  ガントリ開口
５０  スリップリング
５２  導電性バンド
５４  ブラシ
５６  基準電圧
６０  増幅器
６４  受信器
６６  信号線
６８  比較器
７０  比較器
７２  フィルタ
【図１】
0004729194.tif 000003
【図２】
0004729194.tif 000004
【図３】
0004729194.tif 000005
【図４】
0004729194.tif 000006