(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象の呼吸を制御する呼吸制御装置であって、
一端側が前記制御対象に接続されるとともに、他端側が吸入口に連通する第１回路と、
前記第１回路に配設され、前記制御対象の前記第１回路を介した前記吸入口からの吸気を許容する一方、前記制御対象の呼気が前記第１回路に流入するのを阻止する第１逆止弁と、
前記第１回路に配設され、前記制御対象と前記吸入口とを連通あるいは遮断する第１電磁弁と、
一端側が前記制御対象に接続されるとともに、他端側が排出口に連通する第２回路と、
前記第２回路に配設され、前記制御対象の前記第２回路を介した前記排出口への呼気を許容する一方、前記制御対象の前記第２回路を介した吸気を阻止する第２逆止弁と、
前記第２回路に配設され、前記制御対象と前記排出口とを連通あるいは遮断する第２電磁弁と、
前記制御対象の呼吸状態を検出する呼吸状態検出器と、
前記呼吸状態検出器により検出した前記呼吸状態に基づいて前記第１電磁弁および前記第２電磁弁を制御する制御部と、
を備え、前記制御部は、前記制御対象の前記呼吸状態の所定のタイミングで前記第１電磁弁および前記第２電磁弁を制御し、前記制御対象と前記吸入口および前記排出口とを遮断する一方、前記遮断の時点から所定時間経過後、前記第１電磁弁および前記第２電磁弁を制御し、前記制御対象と前記吸入口および前記排出口とを連通することを特徴とする呼吸制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記第１電磁弁および前記第２電磁弁による前記制御対象と前記吸入口および前記排出口との遮断開始から計時を開始し、一定時間経過後、計時終了信号を出力するタイマ回路と、
前記計時終了信号に基づき、前記制御部とは独立に前記第１電磁弁および前記第２電磁弁を制御し、前記制御対象と前記吸入口および前記排出口とを連通する電磁弁制御部と、
を備えることを特徴とする呼吸制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、
前記第２回路内の呼気圧力が所定圧力に達したことを検出し、圧力検出信号を出力する圧力検出器と、
前記圧力検出信号に基づき、前記制御部とは独立に前記第１電磁弁および前記第２電磁弁を制御し、前記制御対象と前記吸入口および前記排出口とを連通する電磁弁制御部と、
を備えることを特徴とする呼吸制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置において、
操作されることで開放信号を出力する開放スイッチと、
前記開放信号に基づき、前記制御部とは独立に前記第１電磁弁および前記第２電磁弁を制御し、前記制御対象と前記吸入口および前記排出口とを連通する電磁弁制御部と、
を備えることを特徴とする呼吸制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の装置において、
前記第２回路に配設され、所定以上の呼気圧力によって前記第２回路と前記排出口とを連通させる開放バルブを備えることを特徴とする呼吸制御装置。
【請求項６】
請求項１記載の装置において、
前記第１電磁弁および前記第２電磁弁は、非通電時に前記制御対象と前記吸入口および前記排出口とを連通状態とすることを特徴とする呼吸制御装置。
【請求項７】
請求項１記載の装置において、
前記制御部による呼吸制御の処理状況を音声で外部に報知する音声出力部を備えることを特徴とする呼吸制御装置。
【請求項８】
請求項１記載の装置において、
前記制御対象の呼吸状態をエアー流量信号として検出する流量センサを前記第１回路および前記第２回路と制御対象との間に備え、前記制御部は、前記エアー流量信号に基づいて前記第１電磁弁および前記第２電磁弁を制御することを特徴とする呼吸制御装置。
【請求項９】
請求項１記載の装置において、
前記第２回路は、前記制御対象の呼気中の水分を除去する除湿室を備えることを特徴とする呼吸制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、呼吸性移動体の検査あるいは治療を行う際に、制御対象の呼吸を制御する呼吸制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＴ（Computed Tomography）装置、ＣＲ（Computed Radiography）装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置等のコンピュータ支援診断装置、あるいは、放射線を患部に照射することで治療を行う放射線治療装置が医療分野において広汎に利用されている。
【０００３】
一方、臓器等の呼吸性移動体は、制御対象の呼吸に伴って、その位置や容積が大きく変動する。従って、前記コンピュータ支援診断装置を用いて前記呼吸性移動体を撮影する場合の画質精度が低下し、あるいは、放射線治療装置を用いて前記呼吸性移動体の患部を治療する場合、放射線の照射範囲が変動することが懸念される。
【０００４】
そこで、前記呼吸性移動体の移動状態を検知し、その移動状態から呼吸性移動体の位置を予測して所定のタイミングで放射線を呼吸性移動体に照射するようにした装置が種々提案されている。例えば、特許文献１に開示された従来技術では、制御対象に装着した呼吸センサの出力に基づき、容積変動の安定する呼気期間内にＸ線を発生させてデータ収集を行うようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２６２５１３号公報（段落［００１７］〜［００１９］、図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、呼吸の状態が制御対象の年齢やそのときの状態によって大きく異なり、また、呼吸を検出するセンサの取付状態によっても検出される信号が大きく変動するため、前記従来技術では、必ずしも最適なデータ収集を行うことができない場合がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、制御対象の呼吸を適切に制御し、例えば、コンピュータ支援診断装置を用いて撮影された画像の精度、あるいは、放射線治療装置を用いた放射線の患部への照射精度等を高精度化することのできる呼吸制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、制御対象の呼吸を制御する呼吸制御装置であって、
一端側が前記制御対象に接続されるとともに、他端側が吸入口に連通する第１回路と、
前記第１回路に配設され、前記制御対象の前記第１回路を介した前記吸入口からの吸気を許容する一方、前記制御対象の呼気が前記第１回路に流入するのを阻止する第１逆止弁と、
前記第１回路に配設され、前記制御対象と前記吸入口とを連通あるいは遮断する第１電磁弁と、
一端側が前記制御対象に接続されるとともに、他端側が排出口に連通する第２回路と、
前記第２回路に配設され、前記制御対象の前記第２回路を介した前記排出口への呼気を許容する一方、前記制御対象の前記第２回路を介した吸気を阻止する第２逆止弁と、
前記第２回路に配設され、前記制御対象と前記排出口とを連通あるいは遮断する第２電磁弁と、
前記制御対象の呼吸状態を検出する呼吸状態検出器と、
前記呼吸状態検出器により検出した前記呼吸状態に基づいて前記第１電磁弁および前記第２電磁弁を制御する制御部と、
を備え、前記制御部は、前記制御対象の前記呼吸状態の所定のタイミングで前記第１電磁弁および前記第２電磁弁を制御し、前記制御対象と前記吸入口および前記排出口とを遮断する一方、前記遮断の時点から所定時間経過後、前記第１電磁弁および前記第２電磁弁を制御し、前記制御対象と前記吸入口および前記排出口とを連通することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、制御部によって前記各電磁弁が制御されて制御対象と外部との連通が遮断されるので、臓器等の呼吸性移動体の移動が確実に阻止される。従って、例えば、コンピュータ支援診断装置を用いて撮影された画像の精度、あるいは、放射線治療装置を用いた放射線の患部への照射精度を高精度化することができる。
【００１０】
また、第２逆止弁によって第２回路からの吸気が阻止され第１回路のみから吸気が行われる一方、第１逆止弁によって第１回路への呼気の流入が阻止され第２回路から外部に排出されるため、第１回路の二酸化炭素濃度の上昇を抑制することができる。
【００１１】
また、本発明では、制御部と独立に動作するタイマ回路によって呼吸制御時間を計時し、また、第２回路内の呼気圧力を圧力検出器により検出し、あるいは、開放スイッチからの開放信号を検出し、いずれかの信号に基づいて、第１電磁弁および第２電磁弁を制御し、制御対象と外部とを連通することができる。また、第２回路の呼気圧力が所定圧力以上となったとき、開放バルブを介して呼気を外部に排出することができる。
【００１２】
また、第１電磁弁および第２電磁弁は、非通電時に制御対象と外部とを連通状態とするので、呼吸制御装置を使用中、例えば、停電等が発生しても、制御対象と外部とを確実に連通させることができる。
【００１３】
また、本発明は、制御部による呼吸制御の処理状況を音声で外部に報知する音声出力部を備えるので、制御対象は、呼吸制御の処理状況を把握でき、好適である。
【００１４】
さらに、本発明は、制御対象の呼吸状態をエアー流量信号として検出する流量センサを第１回路および第２回路と制御対象との間に備えるので、このエアー流量信号に基づいて制御部により第１電磁弁および第２電磁弁を制御することができる。
【００１５】
また、前記第２回路内に前記制御対象の呼気中の水分を除去する除湿室を備えてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の呼吸制御装置を適用した放射線画像撮影システム１０の全体構成を示す。
【００１７】
放射線画像撮影システム１０は、制御対象Ｍの呼吸状態を制御する本実施形態の呼吸制御装置１４と、制御対象Ｍの呼吸信号に基づいて同期信号を生成する同期信号生成装置１２と、Ｘ線制御装置１５と、Ｘ線制御装置１５から供給されるショット信号に従って高電圧を発生する高電圧発生装置１６と、制御対象Ｍを載置した状態で矢印Ａ方向に変位可能なベッド１７と、高電圧発生装置１６から供給される高電圧に従い制御対象Ｍに対してＸ線を照射するＸ線源１８と、制御対象Ｍを透過したＸ線を検出するＸ線検出器１９と、Ｘ線検出器１９により検出されたＸ線に基づく制御対象透過データを収集するデータ収集装置２０と、収集された制御対象透過データから制御対象Ｍの断層画像を再構成する画像再構成装置２１と、再構成された断層画像をＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等に表示する画像表示装置２２とを備える。なお、Ｘ線源１８およびＸ線検出器１９は、矢印Ｂ方向に旋回可能であり、これらの機構は、ＣＴ（Computed Tomography）装置を構成する。
【００１８】
同期信号生成装置１２は、制御対象Ｍの呼吸状態を示す呼吸信号を得るセンサ信号制御装置３２と、呼吸信号に基づいて生成される同期信号をＸ線制御装置１５に出力する同期信号出力装置３４と、同期信号の出力タイミングを制御する同期信号出力制御装置３６とを備える。
【００１９】
センサ信号制御装置３２には、制御対象Ｍの上方に固定配置され、制御対象Ｍの呼吸状態を距離信号として検出するレーザセンサ２４、制御対象Ｍの横隔膜近傍や腹部に装着され、制御対象Ｍの呼吸状態を圧力信号として検出するロードセル２６、制御対象Ｍの口に装着されるマスク２８に連結され、呼吸状態をエアー流量信号として検出する流量センサ２９が接続可能である。
【００２０】
センサ信号制御装置３２は、図２に示すように、レーザセンサ２４から供給される距離信号、ロードセル２６から供給される圧力信号、流量センサ２９から供給されるエアー流量信号をそれぞれ増幅する増幅器４０、４２、４４と、予め設定された優先順位に従ってセンサを自動選択するセンサ選択部４６と、センサ選択部４６によって選択されたセンサから供給される信号を所定のレベルに変換するとともに、前記信号の振幅およびオフセット量を調整し、センサの種類や制御対象Ｍの個体差、撮影時の状態に依存しないように規格化を行い呼吸信号を生成する呼吸信号生成部４８と、生成された呼吸信号を同期信号出力装置３４に出力する呼吸信号出力部５０とから構成される。
【００２１】
同期信号出力装置３４は、図３に示すように、信号処理部６０を有し、この信号処理部６０には、同期信号をＸ線制御装置１５に対して出力する同期信号出力部６２と、センサ信号制御装置３２から呼吸信号を入力する呼吸信号入力部６４と、同期信号出力制御装置３６から同期信号を入力する同期信号入力部６６と、同期信号出力制御装置３６に対して呼吸信号を出力する呼吸信号出力部６８とが接続される。
【００２２】
信号処理部６０は、同期信号出力制御装置３６から供給された同期信号を同期信号出力部６２を介してＸ線制御装置１５に出力するとともに、センサ信号制御装置３２から供給された呼吸信号が吸気時であるか、呼気時であるかを示す呼吸位相データや呼吸信号の最大値等を算出し、呼吸信号出力部６８を介して、呼吸信号とともに同期信号出力制御装置３６に供給する。
【００２３】
同期信号出力制御装置３６は、図４に示すように、信号処理部８０を有し、この信号処理部８０は、同期信号を同期信号出力装置３４に出力する同期信号出力部８２と、呼吸信号を同期信号出力装置３４から入力する呼吸信号入力部８４と、呼吸制御装置１４と通信を行う通信処理部８６とを備える。信号処理部８０には、ＣＲＴ、マウス、キーボード等を備えた入出力装置１１２が接続される。
【００２４】
信号処理部８０は、呼吸信号入力部８４を介して同期信号出力装置３４から取得した呼吸信号と、入出力装置１１２で設定した呼吸制御条件とから呼吸制御信号と同期信号とを生成し、呼吸制御信号を呼吸制御装置１４に出力するとともに、同期信号を同期信号出力装置３４を介してＸ線制御装置１５に出力する。呼吸制御条件と呼吸制御信号については、後述する。
【００２５】
呼吸制御装置１４は、図５に示す呼吸回路１２０を備える。呼吸回路１２０は、基本的には、吸気吸入口１２１と吸気排出口１２２とを備える吸気回路１２４（第１回路）と、呼気吸入口１２６と呼気排出口１２８とを備える呼気回路１３０（第２回路）と、吸気排出口１２２と呼気吸入口１２６とを接続する第１中継回路１３２と、吸気吸入口１２１近傍の吸気回路１２４と呼気排出口１２８近傍の呼気回路１３０とを接続する第２中継回路１３４とから構成される。
【００２６】
吸気回路１２４には、吸気吸入口１２１側から順に、呼吸回路１２０内に酸素を供給する酸素供給源が接続可能な接続口１４０と、吸気吸入口１２１と吸気排出口１２２とを連通あるいは遮断させる第１電磁弁１４２と、制御対象Ｍの呼気が吸気回路１２４に流入するのを阻止する第１逆止弁１４４とが配設される。
【００２７】
呼気回路１３０には、呼気吸入口１２６側から順に、呼気回路１３０内の圧力が所定圧力に達した場合、呼気回路１３０を強制排出口１５４と連通させる開放バルブ１４５と、呼気回路１３０内を除湿するシリカゲル等を収容した除湿室１４６と、呼気回路１３０内の圧力を検出し、検出結果を出力する圧力検出器１４８と、制御対象Ｍの吸気が呼気回路１３０を介して行われるのを阻止する第２逆止弁１５０と、呼気吸入口１２６と呼気排出口１２８とを連通あるいは遮断させる第２電磁弁１５２とが配設される。
【００２８】
この場合、第１電磁弁１４２および第２電磁弁１５２は、非通電時に連通状態となる電磁弁である。
【００２９】
第１中継回路１３２には、前述した流量センサ２９と、バクテリアフイルタ１５６と、制御対象Ｍの口元に接続されるマスク２８とが順に接続される。
【００３０】
第２中継回路１３４内には、呼気回路１３０から吸気回路１２４へガスが流入するのを阻止する第３逆止弁１５８が設けられている。第２中継回路１３４および第３逆止弁１５８を設ける理由は、吸気吸入口１２１と呼気排出口１２８との間に、例えば、閉鎖呼吸回路を有するキセノンガス吸入装置等を接続する場合の気流を確保するためである。
【００３１】
また、呼吸制御装置１４は、呼吸回路１２０を制御する中央処理部１６０（制御部）を備える。中央処理部１６０には、同期信号出力制御装置３６と通信を行う通信処理部１６２と、音声情報をアナウンスするためのスピーカ１６４と音量調整部１６６とが接続される音声出力部１６８と、第１電磁弁１４２および第２電磁弁１５２を駆動する電磁弁駆動回路１７０と、タイマ回路１７４と、計時カウンタ１７７とが接続される。
【００３２】
電磁弁制御部１７６には、緊急時に制御対象Ｍあるいは医師等の作業者によって操作可能な開放スイッチ１７２、圧力検出器１４８、タイマ回路１７４のそれぞれの出力信号が入力される。電磁弁制御部１７６の動作は、中央処理部１６０から独立しており、電磁弁制御部１７６は、前記各出力信号に基づいて電磁弁駆動回路１７０を直接制御して、制御対象Ｍと外部とを強制的に連通させる。
【００３３】
本実施形態の放射線画像撮影システム１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作につき図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３４】
先ず、制御対象Ｍをベッド１７に載置した状態において、制御対象Ｍの呼吸信号を取得するセンサを自動選択する（ステップＳ１）。センサ信号制御装置３２を構成するセンサ選択部４６は、予め設定してある優先順位に基づいて１つのセンサを選択する。例えば、レーザセンサ２４、流量センサ２９、ロードセル２６の順に優先順位が設定されているものとすると、センサ信号制御装置３２に対してロードセル２６が常時接続されており、その状態においてレーザセンサ２４が接続され、あるいは、流量センサ２９が接続された場合、センサ選択部４６は、レーザセンサ２４あるいは流量センサ２９を選択する。この場合、ロードセル２６を取り外すことなく、レーザセンサ２４あるいは流量センサ２９を自動選択することができる。
【００３５】
次に、選択されたセンサの調整作業を行う（ステップＳ２）。例えば、レーザセンサ２４が選択された場合、レーザセンサ２４と制御対象Ｍとの距離を調整して固定する。
【００３６】
次に、呼吸制御装置１４を取り付ける（ステップＳ３）。具体的には、マスク２８を制御対象Ｍの口に装着するとともに、同期信号出力制御装置３６の通信処理部８６と呼吸制御装置１４の通信処理部１６２とをケーブル等で接続する。
【００３７】
この場合、呼吸制御装置１４の第１電磁弁１４２および第２電磁弁１５２は、呼吸回路１２０を介して外部と制御対象Ｍとを連通した開放状態に設定されており、制御対象Ｍは自由に呼吸することができる。すなわち、吸気吸入口１２１または接続口１４０から導入されたガスは、第１電磁弁１４２、吸気回路１２４、第１逆止弁１４４を介して吸気として制御対象Ｍに供給される。また、制御対象Ｍの呼気は、呼気回路１３０、第２逆止弁１５０、第２電磁弁１５２を介して呼気排出口１２８から排出される。なお、制御対象Ｍの呼気は、呼気回路１３０に連通する除湿室１４６に収容したシリカゲル等によって除湿されて、呼気回路１３０内の結露が防止される。
【００３８】
センサ選択部４６が流量センサ２９を選択している場合、制御対象Ｍの呼吸状態は、流量センサ２９によって検出され、センサ信号制御装置３２に供給される。センサ信号制御装置３２は、流量センサ２９によって検出された呼吸信号の振幅およびオフセット量を調整し、センサの種類や制御対象Ｍの個体差、撮影時の状態に依存しないように規格化する調整を行う（ステップＳ４）。
【００３９】
調整された呼吸信号の波形は、同期信号出力制御装置３６によって入出力装置１１２のＣＲＴ等に表示される（ステップＳ５）。次いで、作業者は、入出力装置１１２に表示された呼吸信号の波形に基づき、呼吸制御条件を設定する（ステップＳ６）。
【００４０】
図７を用いて、呼吸制御条件の詳細について説明する。呼吸制御条件は、呼吸制御を吸気位相で開始するか、呼気位相で開始するかを決定する呼吸位相条件▲１▼と、呼吸制御開始をどの呼吸レベル（図７のレベルａ参照）で行うかを決定する呼吸レベル条件▲２▼と、呼吸制御時間（図７の時間Ｔ１参照）をどのぐらいにするかを決定する呼吸制御時間条件▲３▼と、呼吸制御が開始されてからどのぐらい経過してから同期信号を出力するか（図７の時間Ｔ２参照）を決定する同期信号出力遅延時間条件▲４▼と、制御開始時刻Ｔ０から何回目の呼吸位相（図７においては、Ｄ番目の呼吸位相）から呼吸制御を開始するかを決定する呼吸回数条件▲５▼の計５項目から構成される。
【００４１】
所望の呼吸制御条件▲１▼〜▲５▼が選択設定された後、放射線画像撮影システム１０による放射線画像の撮影が開始される（ステップＳ７）。まず、作業者によって、入出力装置１１２のマウスあるいはキーボードから、撮影開始が指示される。すなわち、図７の制御開始時刻Ｔ０において、同期信号出力制御装置３６の信号処理部８０は、通信処理部８６を介して呼吸制御装置１４に対して、呼吸制御信号である制御開始コマンドＱ１を転送する。通信処理部１６２を介して制御開始コマンドＱ１を受信した呼吸制御装置１４の中央処理部１６０は、音声出力部１６８を介してスピーカ１６４から、例えば、「これから呼吸制御が始まります」等の音声案内を行い、制御対象Ｍに対して、呼吸制御が開始されることを報知する。
【００４２】
同期信号出力制御装置３６の信号処理部８０は、センサ信号制御装置３２および同期信号出力装置３４を介して制御対象Ｍの呼吸状態を示す呼吸信号を取得する（ステップＳ８）。
【００４３】
ここで、制御開始時刻Ｔ０からＤ回目（呼吸回数条件▲５▼）の吸気位相（呼吸位相条件▲１▼）時のレベルがレベルａ（呼吸レベル条件▲２▼）に到達してから制御時間Ｔ１（呼吸制御時間条件▲３▼）の呼吸制御を開始し、呼吸制御が開始されてから時間Ｔ２（同期信号出力遅延時間条件▲４▼）経過後、同期信号を出力するものとして以下説明する。
【００４４】
信号処理部８０は、取得した呼吸信号と、ステップＳ６において設定された呼吸制御条件▲１▼、▲２▼、▲５▼とを比較し、該呼吸信号が呼吸制御条件▲１▼、▲２▼、▲５▼を満たしているか否かを判定し（ステップＳ９）、満たしていないと判定された場合、呼吸制御条件▲１▼、▲２▼、▲５▼を満たすまで、ステップＳ９を繰り返す。
【００４５】
呼吸信号が呼吸制御条件▲１▼、▲２▼、▲５▼を満たしたと判定された場合、呼吸制御が開始される（ステップＳ１０）。同期信号出力制御装置３６の信号処理部８０は、通信処理部８６を介して呼吸制御装置１４に対して、呼吸制御信号である呼吸制御時間設定コマンドＱ２と呼吸制御開始コマンドＱ３とを転送する。
【００４６】
呼吸制御時間設定コマンドＱ２に対する処理として、呼吸制御装置１４の中央処理部１６０は、呼吸制御時間設定コマンドＱ２に設定されている時間、すなわち、図７の時間Ｔ１を計時カウンタ１７７のレジスタに設定し、計時を開始する。さらに、中央処理部１６０は、タイマ回路１７４のレジスタに呼吸制御の限界処理時間Ｔ３（Ｔ３＞Ｔ１）を設定し、計時を開始する。限界処理時間Ｔ３としては、例えば、制御対象Ｍの許容限界以内の最適値が設定される。
【００４７】
呼吸制御開始コマンドＱ３に対する処理として、中央処理部１６０は、電磁弁駆動回路１７０に対して、第１電磁弁１４２および第２電磁弁１５２を遮断状態とする指示を出す。第１電磁弁１４２および第２電磁弁１５２が遮断状態となることにより、吸気回路１２４および呼気回路１３０が閉塞され、制御対象Ｍと外部との連通が遮断される。
【００４８】
呼吸信号が呼吸制御条件▲１▼、▲２▼、▲５▼を満たしたと判定されてから同期信号出力遅延時間条件▲４▼が満たされたＴ２時間経過後（図７参照）、同期信号出力制御装置３６の信号処理部８０は、同期信号の出力をオンにする（ステップＳ１１）。
【００４９】
信号処理部８０で生成された同期信号は、同期信号出力部８２を介して同期信号出力装置３４に供給された後、同期信号出力部６２からＸ線制御装置１５に供給される。Ｘ線制御装置１５は、同期信号が供給されると、高電圧発生装置１６にショット信号を出力する。高電圧発生装置１６は、供給されたショット信号に従ってＸ線源１８を駆動し、これにより、Ｘ線が制御対象Ｍに照射される（ステップＳ１２）。
【００５０】
この場合、Ｘ線源１８に対して対向して配置されているＸ線検出器１９は、制御対象Ｍを透過したＸ線を検出して制御対象透過データを得る。この制御対象透過データは、データ収集装置２０によって収集された後、画像再構成装置２１に転送され、制御対象Ｍの断層画像の再構成が行われる。再構成された画像は、画像表示装置２２において診断のために表示されることになる。
【００５１】
Ｘ線が照射されている間、呼吸制御装置１４によって、制御対象Ｍの呼吸が停止状態に制御されているため、臓器等の呼吸性移動体の移動が確実に阻止される。従って、アーチファクトのない鮮明な断層画像を得ることができる。
【００５２】
ここで、呼吸制御期間内（図７のＴ１期間中）において、信号処理部８０は、呼吸制御信号である呼吸制御残時間コマンドＱ４を呼吸制御装置１４に転送する。呼吸制御残時間コマンドＱ４は、呼吸制御の残時間を示すものであり、例えば、「残時間＝１５秒」、「残時間＝１０秒」、…といったデータで構成されている。呼吸制御残時間コマンドＱ４は、呼吸制御期間内に、必要に応じて複数回、例えば、上記のように、５秒おきに発行されてもよいし、あるいは、１回だけの発行であってもよい。
【００５３】
前記呼吸制御残時間コマンドＱ４を受信した呼吸制御装置１４の中央処理部１６０は、音声出力部１６８を介してスピーカ１６４から、例えば、「呼吸制御の残時間は１５秒です」等の音声案内を行うことにより、制御対象Ｍに対して、呼吸制御の処理状況を逐次報知する。
【００５４】
また、この間、作業者あるいは制御対象Ｍにより入出力装置１１２から呼吸制御を中断する指示がなされた場合、信号処理部８０は、通信処理部８６を介して呼吸制御装置１４に対して、呼吸制御を中断するコマンドを転送する。中央処理部１６０は、この中断コマンドを最優先に実行する。すなわち、電磁弁駆動回路１７０に対して、第１電磁弁１４２および第２電磁弁１５２を連通状態とする指示を出し、速やかに、制御対象Ｍが通常の呼吸をすることができるようにする。
【００５５】
その後、信号処理部８０によって呼吸制御時間Ｔ１が経過したか否かが判定される（ステップＳ１３）。呼吸制御時間Ｔ１が経過した場合、同期信号の出力をオフにする（ステップＳ１４）。
【００５６】
一方、呼吸制御装置１４の中央処理部１６０は、計時カウンタ１７７の計時終了信号を監視する。当該計時終了信号を受信した中央処理部１６０は、電磁弁駆動回路１７０に対して、第１電磁弁１４２および第２電磁弁１５２を連通状態とする指示を出す。第１電磁弁１４２および第２電磁弁１５２が連通状態となることにより、呼吸回路１２０が開放状態となり、制御対象Ｍの呼吸の停止は解除されて、制御対象Ｍは通常の呼吸をすることができる。
【００５７】
さらに、中央処理部１６０は、音声出力部１６８を介してスピーカ１６４から、例えば、「呼吸制御が終了しました」等の音声案内により、制御対象Ｍに対して、呼吸制御が終了したことを報知する。
【００５８】
画像再構成装置２１において、Ｘ線に基づく制御対象透過データから制御対象Ｍの断層画像が再構成された後、次の制御対象Ｍの有無を確認し（ステップＳ１５）、次の制御対象Ｍが存在する場合、ステップＳ１から処理を繰り返し、次の制御対象Ｍが存在しない場合は、本作業を終了する。
【００５９】
ところで、呼吸制御開始から限界処理時間Ｔ３が経過すると、中央処理部１６０による第１電磁弁１４２、第２電磁弁１５２の制御とは独立に、タイマ回路１７４が計時を終了し、計時終了信号が電磁弁制御部１７６に出力される。計時終了信号を受信した電磁弁制御部１７６は、電磁弁駆動回路１７０に対して、第１電磁弁１４２および第２電磁弁１５２を連通状態とする指示を出す。第１電磁弁１４２および第２電磁弁１５２が連通状態になると、呼吸回路１２０が開放状態とされ、制御対象Ｍは通常の呼吸をすることができる。従って、中央処理部１６０が電磁弁駆動回路１７０に対して、第１電磁弁１４２、第２電磁弁１５２を制御する指示を出力しない場合であっても、タイマ回路１７４からの計時終了信号によって第１電磁弁１４２、第２電磁弁１５２を制御して呼吸回路１２０を開放状態とすることができる。
【００６０】
また、圧力検出器１４８は、呼気回路１３０内の圧力が所定圧力を上回ったことを検出した場合、圧力検出信号を電磁弁制御部１７６に出力する。電磁弁制御部１７６は、前記圧力検出信号に基づいて、電磁弁駆動回路１７０に対して、第１電磁弁１４２および第２電磁弁１５２を連通状態とする指示を出す。第１電磁弁１４２および第２電磁弁１５２が連通状態となると、呼吸回路１２０が開放状態とされ、制御対象Ｍは通常の呼吸をすることができる。
【００６１】
また、作業者あるいは制御対象Ｍが開放スイッチ１７２を操作した場合、開放信号が電磁弁制御部１７６に入力される。電磁弁制御部１７６は、前記開放信号に基づいて、電磁弁駆動回路１７０に対して、第１電磁弁１４２および第２電磁弁１５２を連通状態とする指示を出す。第１電磁弁１４２および第２電磁弁１５２が連通状態になると、呼吸回路１２０が開放状態とされ、制御対象Ｍは通常の呼吸をすることができる。
【００６２】
さらに、呼気回路１３０内の圧力が開放バルブ１４５に設定された所定圧力に達した場合、開放バルブ１４５が連通状態となり、呼気回路１３０を強制排出口１５４と連通させて開放状態とするので、制御対象Ｍは所定圧力以上で呼吸をすることができる。
【００６３】
なお、第１電磁弁１４２および第２電磁弁１５２は、非通電時に連通状態となる電磁弁であるから、例えば、呼吸制御装置１４を使用中に停電等が発生しても、呼吸回路１２０が開放状態になり、制御対象Ｍは通常の呼吸をすることができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、制御対象の呼吸を適切に制御することができ、これによって、例えば、コンピュータ支援診断装置を用いて撮影された画像の精度、あるいは、放射線治療装置を用いた放射線の患部への照射の精度を高精度化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の呼吸制御装置が適用される放射線画像撮影システムの全体構成図である。
【図２】同期信号生成装置を構成するセンサ信号制御装置の構成図である。
【図３】同期信号生成装置を構成する同期信号出力装置の構成図である。
【図４】同期信号生成装置を構成する同期信号出力制御装置の構成図である。
【図５】本実施形態の呼吸制御装置の構成図である。
【図６】放射線画像撮影システムの動作を説明するフローチャートである。
【図７】同期信号出力制御装置に対して設定される呼吸制御条件を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…放射線画像撮影システム      １２…同期信号生成装置
１４…呼吸制御装置                ２８…マスク
２９…流量センサ                  ３２…センサ信号制御装置
３４…同期信号出力装置            ３６…同期信号出力制御装置
８０…信号処理部                  ８６…通信処理部
１１２…入出力装置                １２０…呼吸回路
１２４…吸気回路                  １３０…呼気回路
１４０…接続口                    １４２…第１電磁弁
１４４…第１逆止弁                １４５…開放バルブ
１４８…圧力検出器                １５０…第２逆止弁
１５２…第２電磁弁                １６０…中央処理部
１６２…通信処理部                １６８…音声出力部
１７０…電磁弁駆動回路            １７２…開放スイッチ
１７４…タイマ回路                １７６…電磁弁制御部
１７７…計時カウンタ
Ｍ…制御対象
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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