(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-07
(45)【発行日】2024-10-16
(54)【発明の名称】近接通信システム、Ｘ線ＣＴ装置及び近接通信制御方法
(51)【国際特許分類】
A61B 6/03 20060101AFI20241008BHJP
【ＦＩ】
A61B6/03 521A
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2021066030
(22)【出願日】2021-04-08
(65)【公開番号】P2022161314
(43)【公開日】2022-10-21
【審査請求日】2024-02-26
(73)【特許権者】
【識別番号】594164542
【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001771
【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所
(72)【発明者】
【氏名】守田 淳
【審査官】清水 裕勝
(56)【参考文献】
【文献】特開２００４－５３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－３０８６３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平８－２９４４８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１０／０３１００３９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００９／００４６９１３（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ６／００ － ６／５８
Ｈ０１Ｐ １／００ － １１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の装置に具備される長尺カプラと、第２の装置に具備され、前記長尺カプラとの間で電磁界結合による無線通信を行なう短尺カプラと、
前記長尺カプラに対する前記短尺カプラの位置に応じて、前記長尺カプラと前記短尺カプラとの間で送受信される信号の周波数ごとのゲインを変化させる信号処理部と
を備える、近接通信システム。
【請求項2】
前記長尺カプラは、前記短尺カプラに対して前記信号を送信する、請求項１に記載の近接通信システム。
【請求項3】
前記短尺カプラは、前記長尺カプラに対して前記信号を送信する、請求項１に記載の近接通信システム。
【請求項4】
前記第２の装置は、整形回路を更に備え、前記整形回路は、前記短尺カプラと接続され、当該短尺カプラが受信する前記信号の波形が略矩形となる終端抵抗を有する、請求項２に記載の近接通信システム。
【請求項5】
前記第２の装置は、整形回路を更に備え、前記整形回路は、前記短尺カプラと接続され、略１００Ωの終端抵抗を有する、請求項２に記載の近接通信システム。
【請求項6】
前記第１の装置は、整形回路を更に備え、前記整形回路は、前記長尺カプラと接続され、略１００Ωの終端抵抗を有する、請求項３に記載の近接通信システム。
【請求項7】
前記信号処理部として、前記第１の装置に具備される第１の信号処理部及び前記第２の装置に具備される第２の信号処理部の少なくとも一方を備え、前記第１の信号処理部は、前記長尺カプラから前記短尺カプラに対して送信される前記信号のエンファシスを行ない、
前記第２の信号処理部は、前記短尺カプラが前記長尺カプラから受信した前記信号のイコライズを行なう、請求項２に記載の近接通信システム。
【請求項8】
前記第１の信号処理部は、前記長尺カプラに対する前記短尺カプラの位置に応じた前記信号の周波数ごとの減衰量に応じて前記エンファシスを行なうことで、前記信号の周波数ごとのゲインを変化させる、請求項７に記載の近接通信システム。
【請求項9】
前記第２の信号処理部は、前記長尺カプラに対する前記短尺カプラの位置に応じた前記信号の周波数ごとの減衰量に応じて前記イコライズを行なうことで、前記信号の周波数ごとのゲインを変化させる、請求項７又は８に記載の近接通信システム。
【請求項10】
前記信号処理部は、前記長尺カプラに対する前記短尺カプラの複数の位置における前記信号の周波数ごとの減衰量の測定結果に基づく、前記短尺カプラが前記長尺カプラの終端部に位置する場合の前記信号の周波数ごとの減衰量の推定結果に基づいて、前記信号の周波数ごとのゲインを変化させる、請求項１～９のいずれか一項に記載の近接通信システム。
【請求項11】
前記長尺カプラに対する前記短尺カプラの位置を検出する検出部を更に備える、請求項１～１０のいずれか一項に記載の近接通信システム。
【請求項12】
被検体の周囲で回転可能に構成され、Ｘ線を発生するＸ線発生部及び当該Ｘ線を検出するＸ線検出部を備える第１の装置と、前記被検体に対する位置が固定される第２の装置と、
前記第１の装置に具備される長尺カプラと、
前記第２の装置に具備され、前記長尺カプラとの間で電磁界結合による無線通信を行なう短尺カプラと、
前記長尺カプラに対する前記短尺カプラの位置に応じて、前記長尺カプラと前記短尺カプラとの間で送受信される信号の周波数ごとのゲインを変化させる信号処理部と
を備える、Ｘ線ＣＴ装置。
【請求項13】
第１の装置に具備される長尺カプラと、第２の装置に具備される短尺カプラとの間で電磁界結合による無線通信を行なう近接通信制御方法であって、前記長尺カプラに対する前記短尺カプラの位置に応じて、前記長尺カプラと前記短尺カプラとの間で送受信される信号の周波数ごとのゲインを変化させることを含む、近接通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書及び図面に開示の実施形態は、近接通信システム、Ｘ線ＣＴ装置及び近接通信制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電磁界結合による無線通信の技術が知られている。この技術では、電磁界結合した一対の通信回路（カプラとも記載する）の間で信号が送受信される。例えば、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置においては、被検体の周囲を回転する回転部においてＸ線の検出が行なわれ、Ｘ線検出結果は、回転部から固定部に対して無線で送信される。このようなＸ線検出結果の送信において、電磁界結合による無線通信の技術を利用することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１５－２０２４１５号公報
【文献】国際公開第２０１６／８８４２１号
【文献】国際公開第２００７／４４２８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、電磁界結合による無線通信の品質を向上させることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施形態の近接通信システムは、長尺カプラと、短尺カプラと、信号処理部とを備える。長尺カプラは、第１の装置に具備される。短尺カプラは、第２の装置に具備され、前記長尺カプラとの間で電磁界結合による無線通信を行なう。信号処理部は、前記長尺カプラに対する前記短尺カプラの位置に応じて、前記長尺カプラと前記短尺カプラとの間で送受信される信号の周波数ごとのゲインを変化させる。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、添付図面を参照しながら、近接通信システム、Ｘ線ＣＴ装置及び近接通信制御方法の実施形態について詳細に説明する。
【0008】
（第１の実施形態）
近接通信システム２０を含んだＸ線ＣＴ装置１を例として説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成の一例を示すブロック図である。例えば、Ｘ線ＣＴ装置１は、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とを有する。
近接通信システム２０を含んだＸ線ＣＴ装置１を例として説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１の構成の一例を示すブロック図である。例えば、Ｘ線ＣＴ装置１は、架台装置１０と、寝台装置３０と、コンソール装置４０とを有する。
【0009】
図１においては、非チルト状態での回転フレーム１３の回転軸又は寝台装置３０の天板３３の長手方向をＺ軸方向とする。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をＸ軸方向とする。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をＹ軸方向とする。なお、図１は、説明のために架台装置１０を複数方向から描画したものであり、Ｘ線ＣＴ装置１が架台装置１０を１つ有する場合を示す。
【0010】
架台装置１０は、Ｘ線管１１と、Ｘ線検出器１２と、回転フレーム１３と、Ｘ線高電圧装置１４と、制御装置１５と、ウェッジ１６と、コリメータ１７と、ＤＡＳ（Data Acquisition System）１８とを有する。また、架台装置１０は、図示しない近接通信システム２０を更に有する。近接通信システム２０については後述する。
【0011】
Ｘ線管１１は、熱電子を発生する陰極（フィラメント）と、熱電子の衝突を受けてＸ線を発生する陽極（ターゲット）とを有する真空管である。Ｘ線管１１は、Ｘ線高電圧装置１４からの高電圧の印加により、陰極から陽極に向けて熱電子を照射することで、被検体Ｐに対し照射するＸ線を発生する。なお、Ｘ線管１１は、Ｘ線発生部の一例である。
【0012】
Ｘ線検出器１２は、Ｘ線管１１から照射されて被検体Ｐを通過したＸ線を検出し、検出したＸ線量に対応した信号をＤＡＳ１８へと出力する。Ｘ線検出器１２は、例えば、Ｘ線管１１の焦点を中心とした１つの円弧に沿ってチャンネル方向（チャネル方向）に複数の検出素子が配列された複数の検出素子列を有する。Ｘ線検出器１２は、例えば、チャネル方向に複数の検出素子が配列された検出素子列が列方向（スライス方向、roｗ方向）に複数配列された構造を有する。なお、Ｘ線検出器１２は、Ｘ線検出部の一例である。
【0013】
例えば、Ｘ線検出器１２は、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。シンチレータは入射Ｘ線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線入射側の面に配置され、散乱Ｘ線を吸収するＸ線遮蔽板を有する。なお、グリッドはコリメータ（１次元コリメータ又は２次元コリメータ）と呼ばれる場合もある。光センサアレイは、シンチレータからの光量に応じた電気信号に変換する機能を有し、例えば、フォトダイオード等の光センサを有する。なお、Ｘ線検出器１２は、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。
【0014】
回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とを対向支持し、制御装置１５によってＸ線管１１とＸ線検出器１２とを回転させる円環状のフレームである。例えば、回転フレーム１３は、アルミニウムを材料とした鋳物である。なお、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２に加えて、Ｘ線高電圧装置１４やウェッジ１６、コリメータ１７、ＤＡＳ１８等を更に支持することもできる。更に、回転フレーム１３は、図１において図示しない種々の構成を更に支持することもできる。例えば、回転フレーム１３は、後述する回転部側通信部２１を支持することができる。
【0015】
以下では、架台装置１０において、回転フレーム１３、及び、回転フレーム１３と共に回転移動する部分を、回転部（ロータ）とも記載する。回転部は、第１の装置の一例であり、被検体Ｐの周囲で回転可能に構成される。回転部には、例えば、回転フレーム１３、Ｘ線管１１、Ｘ線検出器１２、及び回転部側通信部２１が含まれる。また、以下では、架台装置１０において、回転部を支持する、回転しない部分を、固定部（ステータ）とも記載する。固定部には、後述する固定部側通信部２２や、回転フレーム１３を回転させるための回転機構が含まれる。即ち、回転フレーム１３は、固定部によって回転可能に支持される。回転機構は、例えば回転駆動力を生ずるモータと、当該回転駆動力を回転フレーム１３に伝達して回転させるベアリングとを含む。モータは例えば当該固定部に設けられ、ベアリングは回転フレーム１３及び当該モータと物理的に接続され、モータの回転力に応じて回転フレームが回転する。
【0016】
Ｘ線高電圧装置１４は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１１に印加する高電圧を発生する高電圧発生装置と、Ｘ線管１１が発生するＸ線に応じた出力電圧の制御を行なうＸ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。なお、Ｘ線高電圧装置１４は、回転部に含まれてもよいし、固定部に含まれてもよい。
【0017】
制御装置１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。制御装置１５は、入力インタフェース４３からの入力信号を受けて、架台装置１０及び寝台装置３０の動作制御を行なう。例えば、制御装置１５は、回転フレーム１３の回転や架台装置１０のチルト、寝台装置３０の動作等について制御を行なう。一例を挙げると、制御装置１５は、架台装置１０をチルトさせる制御として、入力された傾斜角度（チルト角度）情報により、Ｘ軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム１３を回転させる。なお、制御装置１５は架台装置１０に設けられてもよいし、コンソール装置４０に設けられてもよい。
【0018】
ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線量を調節するためのＸ線フィルタである。具体的には、ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から被検体Ｐへ照射されるＸ線が予め定められた分布になるように、Ｘ線管１１から照射されたＸ線を減衰させるＸ線フィルタである。例えば、ウェッジ１６は、ウェッジフィルタ（wedge filter）やボウタイフィルタ（bow-tie filter）であり、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウム等を加工して作製される。
【0019】
コリメータ１７は、ウェッジ１６を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成する。なお、コリメータ１７は、Ｘ線絞りと呼ばれる場合もある。また、図１においては、Ｘ線管１１とコリメータ１７との間にウェッジ１６が配置される場合を示すが、Ｘ線管１１とウェッジ１６との間にコリメータ１７が配置される場合であってもよい。この場合、ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から照射され、コリメータ１７により照射範囲が制限されたＸ線を透過して減衰させる。
【0020】
ＤＡＳ１８は、Ｘ線検出器１２が有する各検出素子によって検出されるＸ線の信号を収集する。例えば、ＤＡＳ１８は、各検出素子から出力される電気信号に対して増幅処理を行なう増幅器と、電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを有し、検出データを生成する。ＤＡＳ１８は、例えば、プロセッサにより実現される。ＤＡＳ１８が生成したデータは、電磁界結合による無線通信の技術を用いて固定部に送信される。この点については後述する。
【0021】
寝台装置３０は、ＣＴスキャンの対象となる被検体Ｐを載置、移動させる装置であり、基台３１と、寝台駆動装置３２と、天板３３と、支持フレーム３４とを有する。基台３１は、支持フレーム３４を鉛直方向に移動可能に支持する筐体である。寝台駆動装置３２は、被検体Ｐが載置された天板３３を、天板３３の長軸方向に移動する駆動機構であり、モータ及びアクチュエータ等を含む。支持フレーム３４の上面に設けられた天板３３は、被検体Ｐが載置される板である。なお、寝台駆動装置３２は、天板３３に加え、支持フレーム３４を天板３３の長軸方向に移動してもよい。
【0022】
コンソール装置４０は、メモリ４１と、ディスプレイ４２と、入力インタフェース４３と、処理回路４４とを有する。なお、コンソール装置４０は架台装置１０とは別体として説明するが、架台装置１０にコンソール装置４０又はコンソール装置４０の各構成要素の一部が含まれてもよい。
【0023】
メモリ４１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。例えば、メモリ４１は、被検体Ｐから収集された各種データの保存を行なったり、Ｘ線ＣＴ装置１に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶したりする。
【0024】
ディスプレイ４２は、例えば、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイである。例えば、ディスプレイ４２は、被検体Ｐから収集されたＸ線ＣＴ画像や、ユーザから各種の指示や設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示する。ディスプレイ４２は、デスクトップ型でもよいし、Ｘ線ＣＴ装置１本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。なお、Ｘ線ＣＴ装置１は、ディスプレイ４２に代えて又は加えてプロジェクタを備えることとしてもよい。プロジェクタは、処理回路４４による制御の下、スクリーンや壁、床、被検体Ｐの体表面等に対して投影を行なう。一例を挙げると、プロジェクタは、プロジェクションマッピングによって、任意の平面や物体、空間等への投影を行なうことができる。
【0025】
入力インタフェース４３は、ユーザからの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路４４に出力する。例えば、入力インタフェース４３は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。なお、入力インタフェース４３は、Ｘ線ＣＴ装置１本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インタフェース４３は、モーションキャプチャによりユーザからの入力操作を受け付ける回路であっても構わない。一例を挙げると、入力インタフェース４３は、トラッカーを介して取得した信号やユーザについて収集された画像を処理することにより、ユーザの体動や視線等を入力操作として受け付けることができる。また、入力インタフェース４３は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、Ｘ線ＣＴ装置１とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路４４へ出力する電気信号の処理回路も、入力インタフェース４３の例に含まれる。
【0026】
処理回路４４は、制御機能４４１、収集機能４４２及び出力機能４４３を実行することで、Ｘ線ＣＴ装置１全体の動作を制御する。
【0027】
例えば、処理回路４４は、制御機能４４１に対応するプログラムをメモリ４１から読み出して実行することにより、入力インタフェース４３を介してユーザから受け付けた各種の入力操作に基づいて、収集機能４４２、出力機能４４３といった各種機能を制御する。
【0028】
また、例えば、処理回路４４は、収集機能４４２に対応するプログラムをメモリ４１から読み出して実行することにより、被検体Ｐに対するＣＴスキャンを実行する。例えば、収集機能４４２は、Ｘ線高電圧装置１４を制御することにより、Ｘ線管１１に高電圧を供給する。これにより、Ｘ線管１１は、被検体Ｐに対し照射するＸ線を発生する。また、収集機能４４２は、寝台駆動装置３２を制御することにより、被検体Ｐを架台装置１０の撮影口内へ移動させる。また、収集機能４４２は、ウェッジ１６の位置、及び、コリメータ１７の開口度及び位置を調整することで、被検体Ｐに照射されるＸ線の分布を制御する。また、収集機能４４２は、制御装置１５を制御することにより回転部を回転させる。また、収集機能４４２によってＣＴスキャンが実行される間、ＤＡＳ１８は、Ｘ線検出器１２における各検出素子からＸ線の信号を収集し、検出データを生成する。
【0029】
ＤＡＳ１８が生成した検出データは、回転部から固定部に送信される。具体的には、検出データは、回転部に含まれる回転部側通信部２１から、固定部に含まれる固定部側通信部２２に対して無線で送信され、更には処理回路４４に送信される。
【0030】
収集機能４４２は、回転部側通信部２１及び固定部側通信部２２を介して受信した検出データに対して、前処理を施すことができる。例えば、収集機能４４２は、検出データに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャンネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を施す。なお、前処理を施した後のデータについては生データとも記載する。また、前処理を施す前の検出データ及び前処理を施した後の生データを総称して、投影データとも記載する。また、収集機能４４２は、投影データに基づいてＣＴ画像データ（ボリュームデータ）を生成することもできる。例えば、収集機能４４２は、前処理後の投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を行なうことにより、ＣＴ画像データを生成する。
【0031】
また、例えば、処理回路４４は、出力機能４４３に対応するプログラムをメモリ４１から読み出して実行することにより各種のデータを出力する。例えば、出力機能４４３は、ディスプレイ４２における表示の制御を行なう。例えば、出力機能４４３は、入力インタフェース４３を介してユーザから受け付けた入力操作に基づいて、ＣＴ画像データを任意の断面画像や任意視点方向のレンダリング画像といった表示用画像に変換し、ディスプレイ４２に表示させる。
【0032】
また、例えば、出力機能４４３は、被検体Ｐに対するＣＴスキャンを実行することで収集された各種のデータを、ネットワークを介して外部装置に送信する。例えば、出力機能４４３は、上述した投影データやＣＴ画像データを図示しない画像保管装置に送信し、保管させる。このような画像保管装置の例としては、例えば、ＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）のサーバが挙げられる。
【0033】
図１に示すＸ線ＣＴ装置１においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ４１へ記憶されている。処理回路４４は、メモリ４１からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、プログラムを読み出した状態の処理回路４４は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。
【0034】
なお、図１においては単一の処理回路４４にて、制御機能４４１、収集機能４４２及び出力機能４４３が実現するものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路４４を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路４４が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。
【0035】
また、処理回路４４は、ネットワークを介して接続された外部装置のプロセッサを利用して、機能を実現することとしてもよい。例えば、処理回路４４は、メモリ４１から各機能に対応するプログラムを読み出して実行するとともに、Ｘ線ＣＴ装置１とネットワークを介して接続されたサーバ群（クラウド）を計算資源として利用することにより、図１に示す各機能を実現する。
【0036】
【0037】
近接通信システム２０は、回転部側通信部２１と、固定部側通信部２２とから構成される。例えば、回転部側通信部２１は、第１信号処理部２１１と、長尺カプラ２１２と、治具２１３とを含む。回転部側通信部２１は、回転フレーム１３に対して設けられ、ＣＴスキャン時には回転フレーム１３とともに被検体Ｐの周囲で回転する。即ち、回転部側通信部２１は、回転部に含まれる。また、固定部側通信部２２は、第２信号処理部２２１と、短尺カプラ２２２とを含む。固定部側通信部２２は、固定部に含まれる。
【0038】
第１信号処理部２１１及び第２信号処理部２２１は、信号の送信又は受信に関して後述する各種の処理を行なう処理回路である。長尺カプラ２１２及び短尺カプラ２２２は、電磁界結合する１対の通信回路である。なお、図２に示すように、短尺カプラ２２２は、長尺カプラ２１２と比較して、回転部の円周方向に短い寸法を有する。また、治具２１３は、アルミニウム等で作製されたリング状の部材である。例えば、長尺カプラ２１２がＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）である場合において、治具２１３は、回転フレーム１３に対する長尺カプラ２１２の位置や形状を固定することができる。
【0039】
なお、図２では、円形の長尺カプラ２１２に対して半径方向内側に短尺カプラ２２２が位置する場合を示すが、長尺カプラ２１２に対する短尺カプラ２２２の位置については特に限定されるものではない。例えば、短尺カプラ２２２は、長尺カプラ２１２に対して半径方向外側に配置されてもよい。或いは、短尺カプラ２２２は、長尺カプラ２１２に対して半径方向に同じ位置であり、Ｚ方向に異なる位置に配置されてもよい。
【0040】
図３は、第１の実施形態に係る長尺カプラ２１２及び短尺カプラ２２２の断面構造の一例を示す図である。図３に示すように、長尺カプラ２１２と短尺カプラ２２２とは、非接触の状態で対向し、電磁界結合して１対の通信回路を構成する。なお、本実施形態では、長尺カプラ２１２から短尺カプラ２２２に対して信号を送信する場合について説明する。即ち、本実施形態では、長尺カプラ２１２が送信カプラであり、短尺カプラ２２２が受信カプラであるものとして説明する。
【0041】
以上、近接通信システム２０を含んだＸ線ＣＴ装置１の構成例について説明した。かかる構成の下、近接通信システム２０は、Ｘ線ＣＴ装置１の回転部と固定部との間で電磁界結合による無線通信を実行する。
【0042】
ここで、電磁界結合による無線通信においては、通信時に生じる信号の減衰や外来ノイズ等に対処するため、整形回路が用いられる場合がある。図４Ａは、第１の実施形態に係る整形回路の一例を示す図である。図４Ａにおいては、送信カプラと受信カプラとが電磁界結合しており、送信カプラ側から入力信号Ｖｉが入力され、受信カプラ側で受信信号Ｖｒが受信される。
【0043】
図４Ａの整形回路は、コンパレータを含んでおり、また、比較的低いインピーダンスＺ１を有している。例えば、図４Ａの整形回路は、受信カプラと接続され、略１００Ωの終端抵抗を有する。ここで、図４Ｂに示すように、入力信号Ｖｉが矩形波である場合において、受信信号Ｖｒは、入力信号Ｖｉのエッジに反応する波形となる。即ち、受信信号Ｖｒは、入力信号Ｖｉの高周波成分を示す波形となる。受信信号Ｖｒは、図４Ｂに示すコンパレータ後の波形Ｖｏとなるように整形される。例えば、コンパレータは、受信信号Ｖｒがコンパレータ閾値を超えたか否かに応じて「１」及び「０」のいずれかを出力することにより、受信信号Ｖｒを、図４Ｂの波形Ｖｏに示されるような矩形波に変換する。なお、図４Ｂは、第１の実施形態に係る波形の整形処理の一例を示す図である。
【0044】
図５Ａは、第１の実施形態に係る整形回路の別の例を示す図である。図５Ａにおいては、図４Ａと同様、送信カプラと受信カプラとが電磁界結合しており、送信カプラ側から入力信号Ｖｉが入力され、受信カプラ側で受信信号Ｖｒが受信される。
【0045】
図５Ａの整形回路は、増幅器（amplifier：ＡＭＰ）を含んでおり、また、比較的高いインピーダンスＺ２を有している。例えば、図５Ａの整形回路は、受信カプラと接続され、受信カプラが受信する信号の波形が略矩形となる終端抵抗を有する。即ち、図５Ｂに示すように、入力信号Ｖｉが矩形波である場合において、受信信号Ｖｒも略矩形となる。ＡＭＰは、受信信号Ｖｒを増幅することにより、図５Ｂの波形Ｖｏに示されるような矩形波に変換することができる。なお、図５Ｂは、第１の実施形態に係る波形の整形処理の一例を示す図である。
【0046】
図４Ａの整形回路は、図５Ａの整形回路と比較して、外来ノイズへの耐性が強いという利点を有する。図５Ａの整形回路は、図４Ａの整形回路と比較して、カプラ間のギャップ（gap）変動に強く、また、コストが安いという利点を有する。
【0047】
次に、近接通信システム２０において長尺カプラ２１２と短尺カプラ２２２との間で送受信される信号の波形について説明する。以下では、近接通信システム２０が図６に示すように構成される場合について説明する。図６は、第１の実施形態に係る近接通信システム２０の一例を示す図である。
【0048】
図６では、２つの長尺カプラ２１２によって１つの円周が構成される。即ち、個々の長尺カプラ２１２は、円周上の１８０°分の長さを有する。また、長尺カプラ２１２は、それぞれが第１信号処理部２１１に接続される。第１信号処理部２１１は、図６の矢印に示す通り、送信部から終端部に向けて信号を送信する。なお、送信部は、長尺カプラ２１２において第１信号処理部２１１と接続される側の一端である。終端部は、長尺カプラ２１２における送信部と反対側の一端である。第１信号処理部２１１から送信された信号は、長尺カプラ２１２のうち短尺カプラ２２２と対向する位置において、短尺カプラ２２２に受信される。
【0049】
ここで、ＣＴスキャンにおける長尺カプラ２１２と短尺カプラ２２２との位置関係は、回転部の回転に伴って変化する。即ち、長尺カプラ２１２と短尺カプラ２２２との位置関係は、図６に示す状態となる場合もあれば、短尺カプラ２２２が送信部に位置した状態となる場合もあれば、短尺カプラ２２２が終端部に位置した状態となる場合もある。即ち、回転部の回転に伴って、第１信号処理部２１１から第２信号処理部２２１までの信号の伝送路の長さは変化する。なお、この伝送路の長さは、短尺カプラ２２２が送信部に位置している時に最小となり、短尺カプラ２２２が終端部に位置している時に最大となる。
【0050】
伝送される信号は、伝送路の長さに応じて減衰する。また、減衰の程度は、伝送される信号の周波数によっても異なり、高周波であるほど減衰しやすい。以上より、伝送される信号の減衰の程度については、図７のように図示することができる。図７の横軸は信号の周波数を示し、縦軸は伝送損失（Ｓｄｄ２１）を示す。即ち、短尺カプラ２２２が送信部に位置している時は、周波数に関わらず、減衰はあまり生じない。一方で、短尺カプラ２２２が終端部に位置している時は減衰が生じ、特に高周波の信号は大幅に減衰する。一例として、短尺カプラ２２２が終端部に位置しており、信号の周波数が５ＧＨｚである場合には「－４．１ｄＢ（約４０％）」程度の減衰が生じる場合がある。なお、図７は、第１の実施形態に係る信号の減衰について説明するための図である。
【0051】
長尺カプラ２１２と短尺カプラ２２２との間で送受信される信号に対して、図４Ａ又は図５Ａの整形回路を適用する場合、長尺カプラ２１２に対する短尺カプラ２２２の位置に応じて波形が変化してしまう場合がある。以下、この点について図８及び図９を用いて説明する。図８及び図９は、第１の実施形態に係る短尺カプラ２２２の位置に応じた波形の変化を示す図である。
【0052】
例えば、長尺カプラ２１２から短尺カプラ２２２に送信される信号に対して図４Ａの整形回路を適用する場合、短尺カプラ２２２が送信部に位置している時と比較して、短尺カプラ２２２が終端部に位置している時の高周波の信号が大幅に減衰する。この結果、図８に示すように、高周波成分を示す波形となる受信信号Ｖｒの振幅が小さくなり、コンパレータ閾値を超えなくなって、通信エラーが発生する場合がある。また、長尺カプラ２１２から短尺カプラ２２２に送信される信号に対して図５Ａの整形回路を適用する場合も同様であり、短尺カプラ２２２が送信部に位置している時と比較して、短尺カプラ２２２が終端部に位置している時の高周波の信号が大幅に減衰する。この結果、図９に示すように開口率が低下してしまい、通信エラーが発生しやすくなる。
【0053】
伝送時における信号の減衰に関し、エンファシスやイコライズといった技術が知られている。エンファシスは、信号を送信する前に、信号の値が変化する時の出力を、値が変化しない時の出力より強くなるように処理する技術である。具体的には、矩形波は、信号の値が変化する時の出力と、値が変化しない時の出力とが一定になる波形である。これに対し、エンファシスでは、信号の値が変化しない時の出力に対して、値が変化する時の出力が大きくなるように波形を整形した上で、信号を送信する。
【0054】
言い換えると、エンファシスは、信号を送信する前に、高周波成分を強調する処理を行なう技術である。なお、エンファシスは、低周波成分を低下させて高周波成分はそのままにするディエンファシスと、低周波成分はそのままで高周波成分を増加させるプリエンファシスとに分類することができる。伝送時において高周波成分は低周波成分よりも大きく減衰するため、適切なゲイン（増幅率又は増幅量）でエンファシスされている場合、低周波成分に対する高周波成分の比率がオリジナルに近い比率まで減衰した状態で受信される。言い換えると、適切なゲインでエンファシスされている場合、値が変化しない時の信号と値が変化する時の信号とが一定になる矩形波の状態で信号が受信される。
【0055】
また、イコライズは、信号を受信した後に、伝送路上での減衰分を補填する技術である。例えば、イコライズでは、受信した信号における高周波成分を増加させる。信号を受信した時点で、高周波成分は低周波成分より大幅に減衰しているため、適切なゲインでイコライズを行なった場合、低周波成分に対する高周波成分の比率がオリジナルに近い比率まで復元される。
【0056】
長尺カプラ２１２から短尺カプラ２２２に送信される信号の減衰を、エンファシスやイコライズによって補正することが考えられる。即ち、信号の送信前にエンファシスをし、或いは信号の受信後にイコライズすることによって、高周波成分の減衰に対処することが考えられる。例えば、長尺カプラ２１２から短尺カプラ２２２に対して信号が送信される場合、第１信号処理部２１１は、エンファシスを行なった上で信号を送信することができる。また、第２信号処理部２２１は、短尺カプラ２２２が受信した信号に対してイコライズを行なうことができる。
【0057】
具体的には、図１０Ａに示すように、高周波であるほどゲインが増加するように、エンファシスやイコライズ等の補正を行なうことが考えられる。より具体的には、図１０Ａでは、短尺カプラ２２２が終端部に位置している時の減衰量を基準として、周波数ごとのゲインを設定している。この結果、短尺カプラ２２２が終端部に位置している時に送信される信号は、周波数ごとの減衰量が略一定となるように補正される。但し、この場合、短尺カプラ２２２が送信部に位置している時に送信される信号は過度に増幅され、高周波であるほど減衰量が小さくなるように補正される。なお、図１０Ａは、第１の実施形態に係る信号の補正について説明するための図である。
【0058】
例えば、図１０Ａに示したゲインで補正を行なった場合、長尺カプラ２１２から短尺カプラ２２２に送信される信号は図１０Ｂに示すような波形となる。即ち、短尺カプラ２２２が終端部に位置している時に送信される信号は矩形波に近い波形に補正されるのに対し、短尺カプラ２２２が送信部に位置している時に送信される信号は、低周波成分に対して高周波成分が大きい階段状の波形に補正される。なお、図１０Ｂは、第１の実施形態に係る補正を行なった場合の波形を示す図である。
【0059】
例えば、矩形波の信号について図１０Ａに示したゲインでエンファシスを行ない、短尺カプラ２２２が終端部に位置している時に信号を送信した場合、送信時においては高周波成分が強調されているものの、伝送時において高周波成分は適度に減衰し、矩形波の状態で信号が受信される。一方で、矩形波の信号について図１０Ａに示したゲインでエンファシスを行ない、短尺カプラ２２２が送信部に位置している時に信号を送信した場合、送信時に強調された高周波成分が十分に減衰せず、高周波成分が強調された階段状の波形の状態で信号が受信される。
【0060】
また、例えば、矩形波の信号をそのまま送信した場合、信号を受信した時点では、高周波成分は低周波成分より大幅に減衰している。ここで、短尺カプラ２２２が終端部に位置している時に送信された信号について、図１０Ａに示したゲインでイコライズを行なった場合、高周波成分が適切に増幅され、矩形波の状態に整形される。一方で、短尺カプラ２２２が送信部に位置している時に送信された信号について図１０Ａに示したゲインでイコライズを行なった場合、高周波成分が過度に増幅され、高周波成分が強調された階段状の波形に整形される。
【0061】
図１０Ｂに示す波形の信号について図４Ａの整形回路を適用する場合、受信信号Ｖｒは図１０Ｃのような波形となる。即ち、短尺カプラ２２２が終端部に位置している時の受信信号Ｖｒは、適切に増幅されてコンパレータ閾値を超えるようになり、通信エラーの発生が回避される。一方で、短尺カプラ２２２が送信部に位置している時の受信信号Ｖｒには、余分なエッジによる成分が含まれてしまっている。即ち、エンファシスやイコライズ等の補正に起因して、オリジナルの波形（入力信号Ｖｉの波形）にはなかった波形の変化が生じ、この変化がエッジとなって受信信号Ｖｒに現れてしまっている。当該余分なエッジによる成分がコンパレータ閾値を超える場合、通信エラーが発生する。なお、図１０Ｃは、第１の実施形態に係る補正を行なった場合の波形を示す図である。
【0062】
また、図１０Ｂに示す波形の信号について図５Ａの整形回路を適用する場合、受信信号Ｖｒは図１０Ｄのような波形となる。即ち、短尺カプラ２２２が終端部に位置している時の受信信号Ｖｒは、適切に増幅されて開口度が増加し、通信エラーの発生が回避される。一方で、短尺カプラ２２２が送信部に位置している時の受信信号Ｖｒには、無駄な高周波成分が含まれてしまい、ノイズの原因となる場合がある。なお、図１０Ｄは、第１の実施形態に係る補正を行なった場合の波形を示す図である。
【0063】
そこで、近接通信システム２０は、以下で説明する処理によって、長尺カプラ２１２と短尺カプラ２２２との間での信号の送受信の品質を向上させる。具体的には、近接通信システム２０は、長尺カプラ２１２に対する短尺カプラ２２２の位置に応じて、長尺カプラ２１２と短尺カプラ２２２との間で送受信される信号の周波数ごとのゲインを変化させる。
【0064】
例えば、第１信号処理部２１１は、長尺カプラ２１２から短尺カプラ２２２に対して送信される信号のエンファシスを行なうことができる。ここで、第１信号処理部２１１は、エンファシスにおけるゲインを、長尺カプラ２１２に対する短尺カプラ２２２の位置ごと且つ信号の周波数ごとに変化させる。また、第２信号処理部２２１は、短尺カプラ２２２が長尺カプラ２１２から受信した信号のイコライズを行なうことができる。ここで、第２信号処理部２２１は、イコライズにおけるゲインを、長尺カプラ２１２に対する短尺カプラ２２２の位置ごと且つ信号の周波数ごとに変化させる。
【0065】
エンファシス及びイコライズの双方を行なうこととしてもよい。この場合、第１信号処理部２１１及び第２信号処理部２２１は、エンファシス及びイコライズの双方の処理による合計のゲインを、長尺カプラ２１２に対する短尺カプラ２２２の位置ごと且つ信号の周波数ごとに変化させる。以下の説明において第１信号処理部２１１と第２信号処理部２２１とを特に区別しない場合、単に信号処理部と記載する。信号処理部は、エンファシス及びイコライズの少なくとも一方を実行し、長尺カプラ２１２に対する短尺カプラ２２２の位置に応じて、長尺カプラ２１２と短尺カプラ２２２との間で送受信される信号の周波数ごとのゲインを変化させる。
【0066】
図１１及び図１２は、第１の実施形態に係る信号処理部が行なう処理の概念図である。図１１では、説明を簡単にするため、長尺カプラ２１２を直線として図示している。第１信号処理部２１１によって送信された信号は、送信部から終端部まで、長尺カプラ２１２上を伝搬する。また、長尺カプラ２１２に対する短尺カプラ２２２の位置は、図１１の矢印に示すように変化する。即ち、ＣＴスキャンにおける回転部の回転に伴って長尺カプラ２１２が移動することで、長尺カプラ２１２に対する短尺カプラ２２２の相対的な位置が、図１１の矢印に示すように変化する。
【0067】
具体的には、長尺カプラ２１２に対する短尺カプラ２２２の位置は、送信部から終端部まで変化する。図１２の左図に示す通り、短尺カプラ２２２が終端部に近いほど、また、高周波であるほど信号の減衰が生じやすいことから、信号処理部は、図１２の右図に示すようにゲインを変化させる。即ち、信号処理部は、周波数の増加に伴うゲインの増加量を、短尺カプラ２２２が終端部に近いほど増加するように変化させる。
【0068】
図１３は、図４Ａの整形回路を適用する場合において、第１の実施形態に係る信号処理部によりゲインを変化させながら補正を行なった場合の波形を示す図である。例えば、図１３に示す場合、固定部は整形回路を備え、当該整形回路は、短尺カプラ２２２と接続され、略１００Ωの終端抵抗を有する。
【0069】
例えば、図１３の左図に示すように、短尺カプラ２２２が送信部に位置している場合、信号処理部は、周波数ごとのゲインを略一定として、エンファシスやイコライズ等の補正を行なう。また、図１３の中図に示すように、短尺カプラ２２２が送信部と終端部の間に位置している場合、信号処理部は、周波数が増加するほどゲインが増加するように補正を行なう。また、図１３の右図に示すように、短尺カプラ２２２が終端部に位置している場合、信号処理部は、周波数の増加に伴うゲインの増加量を更に増加させて、補正を行なう。
【0070】
図１３の左図に示すように、短尺カプラ２２２が送信部に位置している時の受信信号Ｖｒには、余分なエッジによる成分は含まれない。即ち、信号処理部は、短尺カプラ２２２が送信部に位置している時は伝送路が短くなって高周波成分の減衰が生じにくいことを考慮し、ゲインを低めに設定することで、図１０Ｃに示したような余分なエッジによる成分が受信信号Ｖｒに含まれることを回避できる。また、図１３の右図に示すように、短尺カプラ２２２が終端部に位置している時の受信信号Ｖｒは、適切に増幅されてコンパレータ閾値を超えている。即ち、信号処理部は、短尺カプラ２２２が終端部に位置している時は伝送路が長くなって高周波成分が減衰しやすくなることを考慮し、ゲインを高めに設定することで、図８に示したように受信信号Ｖｒがコンパレータ閾値を超えなくなることを回避できる。以上のように、信号処理部は、図４Ａの整形回路を適用する場合において、長尺カプラ２１２に対する短尺カプラ２２２の位置や信号の周波数に関わらず通信エラーの発生を回避し、電磁界結合による無線通信の品質を向上させることができる。
【0071】
図１４は、図５Ａの整形回路を適用する場合において、第１の実施形態に係る信号処理部によりゲインを変化させながら補正を行なった場合の波形を示す図である。例えば、図１４に示す場合、固定部は整形回路を備え、当該整形回路は、短尺カプラ２２２と接続され、当該短尺カプラ２２２が受信する信号の波形が略矩形となる終端抵抗を有する。
【0072】
例えば、図１４の左図に示すように、短尺カプラ２２２が送信部に位置している場合、信号処理部は、周波数ごとのゲインを略一定として、エンファシスやイコライズ等の補正を行なう。また、図１４の中図に示すように、短尺カプラ２２２が送信部と終端部の間に位置している場合、信号処理部は、周波数が増加するほどゲインが増加するように補正を行なう。また、図１４の右図に示すように、短尺カプラ２２２が終端部に位置している場合、信号処理部は、周波数の増加に伴うゲインの増加量を更に増加させて、補正を行なう。
【0073】
図１４の左図に示すように、短尺カプラ２２２が送信部に位置している時の受信信号Ｖｒは、適度な開口率の波形となる。即ち、信号処理部は、短尺カプラ２２２が送信部に位置している時は伝送路が短くなって高周波成分の減衰が生じにくいことを考慮し、ゲインを低めに設定することで、図１０Ｄに示したように無駄な高周波成分が受信信号Ｖｒに含まれることを回避できる。また、図１４の右図に示すように、短尺カプラ２２２が終端部に位置している時の受信信号Ｖｒは、適切に増幅されている。即ち、信号処理部は、短尺カプラ２２２が終端部に位置している時は伝送路が長くなって高周波成分が減衰しやすくなることを考慮し、ゲインを高めに設定することで、図９に示したように受信信号Ｖｒの開口率が低下することを回避できる。以上のように、信号処理部は、図５Ａの整形回路を適用する場合において、長尺カプラ２１２に対する短尺カプラ２２２の位置や信号の周波数に関わらず通信エラーの発生を回避し、電磁界結合による無線通信の品質を向上させることができる。
【0074】
上述した信号処理部によるゲインの設定は、信号の周波数ごとの減衰量の測定結果に基づいて設定することができる。以下、図１５を用いてこの点の説明を行なう。図１５は、第１の実施形態に係るゲインの設定方法の一例について説明するための図である。
【0075】
例えば、第１信号処理部２１１は、短尺カプラ２２２が図１５に示す位置Ｘ１及び位置Ｘ２に位置した状態で、トレーニング用の信号を送信する。なお、位置Ｘ１及び位置Ｘ２は、送信部と終端部との間の任意の２点である。短尺カプラ２２２が終端部に位置している時は機械的な構造に起因して誤差が生じる場合があるため、位置Ｘ１及び位置Ｘ２は、終端部と異なる位置であることが好ましい。また、位置Ｘ１と位置Ｘ２との間にある程度の距離が設けられることが好ましい。例えば、位置Ｘ１及び位置Ｘ２は、送信部から終端部までの伝送路を３等分するように設定される。また、トレーニング用の信号は、各帯域の信号が既知な広帯域の信号である。
【0076】
第１信号処理部２１１が送信したトレーニング用の信号は、長尺カプラ２１２を伝搬し、長尺カプラ２１２と短尺カプラ２２２との間での電磁界結合による無線通信を経て、第２信号処理部２２１により受信される。そして、第１信号処理部２１１が送信した信号と、第２信号処理部２２１が受信した信号とを比較することにより、周波数ごとの減衰量を測定することができる。なお、当該減衰量の測定は、第１信号処理部２１１によって行われてもよいし、第２信号処理部２２１によって行われてもよいし、近接通信システム２０と通信可能な他の装置において行なわれてもよい。以下では一例として、コンソール装置４０における処理回路４４が減衰量の測定を行うものとして説明する。
【0077】
例えば、処理回路４４は、第１信号処理部２１１が送信したトレーニング用の信号の周波数ごとの値（以下、第１の信号値とする）を取得し、また、第２信号処理部２２１が受信した信号の周波数ごとの値（以下、第２の信号値とする）を位置Ｘ１及び位置Ｘ２のそれぞれについて取得する。そして、処理回路４４は、位置Ｘ１及び位置Ｘ２のそれぞれについて、第１の信号値に対する第２の信号値の比を算出することにより、短尺カプラ２２２の位置に対する減衰量を算出することができる。
【0078】
位置Ｘ１及び位置Ｘ２における減衰量の測定は、例えば、Ｘ線ＣＴ装置１の工場出荷時や病院への設置時、或いは定期メンテナンスなどにおいて行なうことができる。或いは、減衰量の測定は、Ｘ線ＣＴ装置１の使用時（例えば電源を投入した時、又は停止した時など）において行なうこととしてもよい。或いは、減衰量の測定は、医師等のユーザ、或いはメンテナンスを行なうサービスマン等からの指示に応じて行なうこととしてもよい。減衰量の測定は一種のキャリブレーションであるところ、高い頻度で行なうほど精度は向上する反面、減衰量の測定を行なっている間は装置の使用ができないため、適当な頻度で行なうことが好ましい。
【0079】
また、図１５では、位置Ｘ１及び位置Ｘ２の２点で測定を行なう場合を示すが、測定する位置が多いほどキャリブレーションの精度は向上する。例えば、製造時の誤差や経年劣化等によって、位置Ｘ１や位置Ｘ２といった位置ごとに、長尺カプラ２１２と短尺カプラ２２２との間のギャップの大きさにばらつきが生じ、減衰量の測定結果にも影響する場合がある。ここで、測定する位置を増やすことにより、ギャップの大きさが平均化され、測定結果への影響を低減することができる。但し、測定する位置が多いほど測定時間が増加するため、測定する位置の数は、キャリブレーションのために割くことのできる時間の長さに応じて調整されることが好ましい。例えば、工場出荷時等においては多くの位置で測定を行ない、Ｘ線ＣＴ装置１の使用時においては少ない位置で測定を行なうこととしてもよい。
【0080】
短尺カプラ２２２の位置に対する減衰量は、図１５において点線で示すように、直線近似することができる。これにより、処理回路４４は、短尺カプラ２２２が終端部に位置する場合の減衰量を推定することができる。当該推定結果は、信号処理部に送信される。例えば、エンファシス及びイコライズの双方が行なわれる場合、処理回路４４は、当該推定結果を第１信号処理部２１１及び第２信号処理部２２１に送信する。
【0081】
ＣＴスキャンが実行されて長尺カプラ２１２と短尺カプラ２２２との間の無線通信が行なわれる際、信号処理部は、短尺カプラ２２２が終端部に位置する場合の減衰量の推定結果に基づいて、信号の周波数ごとのゲインを変化させることができる。例えば、第１信号処理部２１１は、減衰量の推定結果に基づいて、エンファシスの信号レベルの設定値を設定する。また、第２信号処理部２２１は、減衰量の推定結果に基づいて、イコライズのフィルタ特性を設定する。
【0082】
上述したように、第１の実施形態によれば、近接通信システム２０は、回転部に具備される長尺カプラ２１２と、固定部に具備され、長尺カプラ２１２との間で電磁界結合による無線通信を行なう短尺カプラ２２２と、信号処理部とを備える。信号処理部は、長尺カプラ２１２に対する短尺カプラ２２２の位置に応じて、長尺カプラ２１２と短尺カプラ２２２との間で送受信される信号の周波数ごとのゲインを変化させる。従って、第１の実施形態に係る近接通信システム２０は、電磁界結合による無線通信の品質を向上させることができる。
【0083】
即ち、図８及び図９に示したように、長尺カプラ２１２と短尺カプラ２２２との間で電磁界結合による無線通信を行なう場合、伝送路の長さが変化することに起因する通信エラーが発生する場合がある。また、図１０Ａ～図１０Ｄに示したように、伝送路での減衰をエンファシスやイコライザ等で補正しようとしても、当該補正に起因する通信エラーが発生する場合がある。これに対し、第１の実施形態に係る近接通信システム２０は、長尺カプラ２１２に対する短尺カプラ２２２の位置に応じてゲインを変化させることにより、長尺カプラ２１２に対する短尺カプラ２２２の位置や信号の周波数に関わらず通信エラーの発生を回避し、電磁界結合による無線通信の品質を向上させることができる。
【0084】
また、第１の実施形態に係る近接通信システム２０は、図４Ａに示した整形回路及び図５Ａに示した整形回路のいずれを用いる場合においても、電磁界結合による無線通信の品質を向上させることができる。即ち、図４Ａに示した整形回路を用いる場合において、第１の実施形態に係る近接通信システム２０によれば、図１０Ｃに示したような余分なエッジよる信号が発生しなくなり、放射ノイズが軽減される。また、図５Ａに示した整形回路を用いる場合において、第１の実施形態に係る近接通信システム２０によれば、図１０Ｄに示したような無駄な高周波成分が発生しなくなり、放射ノイズが軽減される。従って、近接通信システム２０は、各整形回路が有する利点に応じて、任意の整形回路を選択して使用することができる。
【0085】
なお、Ｘ線ＣＴ装置１は、Ｘ線検出器１２として、被検体Ｐを透過したＸ線に由来する光を個々に計数するフォトンカウンティング（Photon Counting）方式の検出器１２ａを備えてもよい。検出器１２ａは、Ｘ線光子が入射するごとに、Ｘ線光子のエネルギー値を計測可能な信号を出力する。また、ＤＡＳ１８は、検出器１２ａから出力される個々の信号を弁別し、Ｘ線光子の入射位置（検出位置）とＸ線光子のエネルギー値とを含む計数情報を、Ｘ線管１１の位相（管球位相）ごとに収集する。即ち、ＤＡＳ１８は、投影データとして、Ｘ線光子のエネルギー情報を含む計数情報を収集する。
【0086】
近接通信システム２０は、検出器１２ａを用いて収集された計数情報についても同様に、回転部から固定部に送信することができる。このような計数情報は、フォトンカウンティング方式でない場合に収集される投影データと比較して大きいデータサイズを有する場合が多い。近接通信システム２０は、通信エラーの発生を回避することで、計数情報を効率的に無線で送信させることができる。
【0087】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、長尺カプラ２１２から短尺カプラ２２２に対して信号を送信する場合について説明した。これに対し、第２の実施形態では、短尺カプラ２２２から長尺カプラ２１２に対して信号を送信する場合について説明する。即ち、第１の実施形態では、Ｘ線検出器１２等を含む回転部から固定部へのダウンリンク方向の通信を行なう場合について説明したのに対し、第２の実施形態では、固定部から回転部へのアップリンク方向の通信を行なう場合について説明する。以下、第１の実施形態において説明した点は、図１～図１５と同じ符号を付して説明を省略する。
上述した第１の実施形態では、長尺カプラ２１２から短尺カプラ２２２に対して信号を送信する場合について説明した。これに対し、第２の実施形態では、短尺カプラ２２２から長尺カプラ２１２に対して信号を送信する場合について説明する。即ち、第１の実施形態では、Ｘ線検出器１２等を含む回転部から固定部へのダウンリンク方向の通信を行なう場合について説明したのに対し、第２の実施形態では、固定部から回転部へのアップリンク方向の通信を行なう場合について説明する。以下、第１の実施形態において説明した点は、図１～図１５と同じ符号を付して説明を省略する。
【0088】
アップリンク方向の通信を行なう場合であっても、長尺カプラ２１２に対する短尺カプラ２２２の位置に応じて伝送路の長さが変化する点、高周波成分が減衰しやすい点ではダウンリンク方向の通信と同様であるため、エンファシスやイコライズ等の補正を行なわずに信号を送信すれば、図８及び図９と同様に通信エラーが発生する場合がある。また、伝送路での減衰をエンファシスやイコライザ等で補正しようとしても、図１０Ａ～図１０Ｄに示した場合と同様に、当該補正に起因する通信エラーが発生する場合がある。これに対し、第２の実施形態に係る近接通信システム２０は、長尺カプラ２１２に対する短尺カプラ２２２の位置に応じて、短尺カプラ２２２から長尺カプラ２１２に対して送信される信号の周波数ごとのゲインを変化させることにより、アップリンク方向の通信の品質を向上させる。
【0089】
図１６は、第２の実施形態に係る近接通信システム２０の一例を示す図である。例えば、近接通信システム２０は、第１信号処理部２１１に代えて第１信号処理部２１４を備え、第２信号処理部２２１に代えて第２信号処理部２２３を備える。第２信号処理部２２３は、短尺カプラ２２２に向けて信号を送信する。第２信号処理部２２３から送信された信号は、長尺カプラ２１２のうち短尺カプラ２２２と対向する位置において、長尺カプラ２１２に受信される。長尺カプラ２１２が受信した信号は、長尺カプラ２１２の一端である受信部まで伝搬して、第１信号処理部２１４に受信される。なお、第２信号処理部２２３から送信される信号の例としては、例えばＸ線管１１やＸ線検出器１２の制御情報が挙げられる。
【0090】
図１７は、図４Ａの整形回路を適用する場合において、第２の実施形態に係る信号処理部によりゲインを変化させながら補正を行なった場合の波形を示す図である。例えば、図１７に示す場合、回転部は整形回路を備え、当該整形回路は、長尺カプラ２１２と接続され、略１００Ωの終端抵抗を有する。
【0091】
例えば、図１７の左図に示すように、短尺カプラ２２２が受信部に位置している場合、信号処理部は、周波数ごとのゲインを略一定として、エンファシスやイコライズ等の補正を行なう。また、図１７の中図に示すように、短尺カプラ２２２が受信部と終端部の間に位置している場合、信号処理部は、周波数が増加するほどゲインが増加するように補正を行なう。また、図１７の右図に示すように、短尺カプラ２２２が終端部に位置している場合、信号処理部は、周波数の増加に伴うゲインの増加量を更に増加させて、補正を行なう。
【0092】
図１７の左図に示すように、短尺カプラ２２２が受信部に位置している時の受信信号Ｖｒには、余分なエッジによる成分は含まれない。即ち、信号処理部は、短尺カプラ２２２が受信部に位置している時は伝送路が短くなって高周波成分の減衰が生じにくいことを考慮し、ゲインを低めに設定することで、図１０Ｃに示したような余分なエッジによる成分が受信信号Ｖｒに含まれることを回避できる。また、図１７の右図に示すように、短尺カプラ２２２が終端部に位置している時の受信信号Ｖｒは、適切に増幅されてコンパレータ閾値を超えている。即ち、信号処理部は、短尺カプラ２２２が終端部に位置している時は伝送路が長くなって高周波成分が減衰しやすくなることを考慮し、ゲインを高めに設定することで、図８に示したように受信信号Ｖｒがコンパレータ閾値を超えなくなることを回避できる。以上のように、信号処理部は、アップリンク方向の通信に図４Ａの整形回路を適用する場合において、長尺カプラ２１２に対する短尺カプラ２２２の位置や信号の周波数に関わらず通信エラーの発生を回避し、電磁界結合による無線通信の品質を向上させることができる。
【0093】
なお、図示は省略するが、アップリンク方向の通信に図５Ａの整形回路を適用する場合についても同様に適用が可能である。また、近接通信システム２０は、ダウンリンク方向の通信とアップリンク方向の通信との双方を行なってもよい。この場合、回転部側通信部２１は、第１信号処理部と第１信号処理部２１４との双方を備え、固定部側通信部２２は、第２信号処理部２２１と第２信号処理部２２３との双方を備える。
【0094】
また、上述した各実施形態では、２つの長尺カプラ２１２によって１つの円周が構成される場合について説明したが、長尺カプラ２１２の数については任意に変更が可能である。例えば、９０°分の長さを有する４つの長尺カプラ２１２を用いて、１つの円周を構成することとしてもよい。また、例えば、３６０°分の長さを有する１つの長尺カプラ２１２を用いて、１つの円周を構成することとしてもよい。長尺カプラ２１２の数が多いほど伝送路が短くなり、信号の減衰が生じにくくなる。一方で、長尺カプラ２１２の数が少ないほど装置の構造が簡潔になり、製造コストやメンテナンスの負担が軽減される。また、上述した各実施形態では、回転部側に長尺カプラ２１２が設けられ、固定部側に短尺カプラ２２２が設けられる場合について説明したが、回転部側に短尺カプラが設けられ、固定部側に長尺カプラが設けられる場合についても同様に適用が可能である。
【0095】
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサが例えばＣＰＵである場合、プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。一方、プロセッサが例えばＡＳＩＣである場合、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、当該機能がプロセッサの回路内に論理回路として直接組み込まれる。なお、実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、各図における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
【0096】
また、図１においては、単一のメモリ４１が処理回路４４の各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、複数のメモリ４１を分散して配置し、処理回路４４は、個別のメモリ４１から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。また、メモリ４１にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。
【0097】
上述した実施形態に係る各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。即ち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。
【0098】
また、上述した実施形態で説明した近接通信制御方法は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。このプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な非一過性の記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【0099】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、電磁界結合による無線通信の品質を向上させることができる。
【0100】
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0101】
１ Ｘ線ＣＴ装置
１０ 架台装置
１１ Ｘ線管
１２ Ｘ線検出器
１３ 回転フレーム
２０ 近接通信システム
２１ 回転部側通信部
２１１ 第１信号処理部
２１２ 長尺カプラ
２１３ 治具
２１４ 第１信号処理部
２２ 固定部側通信部
２２１ 第２信号処理部
２２２ 短尺カプラ
２２３ 第２信号処理部
３０ 寝台装置
４０ コンソール装置
４４ 処理回路
４４１ 制御機能
４４２ 収集機能
４４３ 出力機能
１０ 架台装置
１１ Ｘ線管
１２ Ｘ線検出器
１３ 回転フレーム
２０ 近接通信システム
２１ 回転部側通信部
２１１ 第１信号処理部
２１２ 長尺カプラ
２１３ 治具
２１４ 第１信号処理部
２２ 固定部側通信部
２２１ 第２信号処理部
２２２ 短尺カプラ
２２３ 第２信号処理部
３０ 寝台装置
４０ コンソール装置
４４ 処理回路
４４１ 制御機能
４４２ 収集機能
４４３ 出力機能
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】