Entwicklung von Methoden zum beschleunigten Zugriff auf Akquisitionsdaten ACS2-basierter PET-Scanner

Ziel: ACS2-basierte PET-Scanner wie der weit verbreitete ECAT HR+ unterliegen auf Grund von Hardwarelimitationen nicht nur einigen allgemein bekannten Stabilitätsproblemen, sondern auch der Problematik, dass ein Netzwerkzugriff auf die akquirierten Daten nur mit 0,5 MB/s möglich ist. Besonders bei der Verarbeitung von Listmodedaten, z. B. bei einer event-basierten Bewegungskorrektur, ist dies nicht tolerierbar und behindert die Überführung dieser Methoden in die Routine in erheblichem Makße (1). Unsere Studie greift dies auf und soll am Beispiel des ECAT HR+ überprüfen, inwieweit die Entwicklung von hard- und softwarenahen Methoden die Stabilität des ACS2 verbessern, vor allem aber den Zugriff auf die Daten wesentlich beschleunigen kann.

Methodik: Beim ACS werden die akquirierten Daten über einen SCSI-2 Bus auf eine Festplatte abgespeichert. Dieser Bustyp bietet eine Höchstgeschwindigkeit von 10 MB/s, wobei er jedoch bei einer Datenübertragung per Netzwerk durch die Limitationen des ACS2 kaum an sein Limit gerät. Um dies zu verbessern, wurde das ACS2 mit einem von zwei getrennten Hostanschlüssen eines SCSI-RAID System verbunden. Ferner wurde ein auf Linux basierender Rechner an den zweiten Anschluss angeschlossen, um beide Rechnersystemen einen physischen Zugriff auf das RAID System zu ermöglichen. Im Rahmen einer Softwareentwicklung wurde dann das vom ACS2 verwendete Dateisystem auf Linux portiert, um von dort aus auf die Daten zugreifen zu können. Um einen transparenten Zugriff auf die Daten zu erhalten und diese unmittelbar nach jeder Messung vom ACS2 auf die Akquisitionsworkstatin zu verschieben, wurden Shellskripte in Messprotokolle des PET-Scanners integriert.

Ergebnisse: Durch den Einsatz eines Ultra1 60 SCSI-RAID Systems konnten mit Hilfe eines parallel betriebenen Linux-Rechners beträchtliche Geschwindigkeitenszuwächse erzielt werden. Im Gegensatz zu der vormals auf 0,5 MB/s limitierten Methode, ist es nun möglich, mit einer Transferrate von 70 MB/s die Akquisitionsdaten zu übertragen bzw. Zugriff darauf zu erhalten.

Schlussfolgerungen: Durch die erzielte Geschwindigkeitssteigerung konnte ein langjähriger Limitationsfaktor beim akquirieren großer Datenmengen mit ACS2-basierten PET-Scannern eliminiert werden. Die entwickleten Methoden erlauben es nun, im vertretbaren Zeitrahmen Zugriff auf die Akquisitionsdaten zu erhalten und dsind darüber hinaus in der Lage, den wie verbreiteten Stabilitätsproblemen des ACS2 entgegenzuwirken.