(57)【要約】【課題】外部機器への同期信号を安定して生成することができる呼吸同期信号生成装置を提供する。【解決手段】可撓性を有する体幹部当接部４Ａを備え気体Ｇを充填したエアバッグ４の流体出入口としてのチューブ部材６に流量計８を介して閉鎖システム内圧緩衝器としての風船７を接続し、流量計８に表示手段２４を備えた呼吸換気量インジケータ１により得られた波形に対して、波形が予め設定した複数の任意の値になると、外部機器３２への同期信号を生成することにより、安定性のある呼吸同期信号を生成することができる。【選択図】図１
2014083380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する体幹部当接部を備え流体を充填したバッグの流体出入口に流量計又は流体圧力計を介して閉鎖システム内圧緩衝器を接続し、前記流量計又は流体圧力計に表示手段を備えた呼吸換気量インジケータにより得られた波形に対して、
前記波形が予め設定した複数の任意の値になると、外部機器への同期信号を生成することを特徴とする呼吸同期信号生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者の呼吸の波形に同期した信号を外部機器へ生成する呼吸同期信号生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、体幹部定位放射線治療時における呼吸同期照射には、いろいろな方法が提案され、各施設が独自の方法に取り込んでいる。簡易的な呼吸位相モニタリングとしては腹壁の働きを捉える方法が一般的であるが、正確なモニタリングのためには患者への十分な教育・練習が必要となる。これは、横隔膜には筋紡錘が少ないため、呼吸位相に関係なく随意的に腹壁を動かすことが可能となるからである。
【０００３】
しかし、呼吸時の肋間筋の動きは不随意的であり、肋間筋には筋紡錘が多く、胸郭の動きを制限させると呼吸不可能となる。このような生理学的理由から呼吸位相モニタリングには、純粋に胸郭の体積変化を捉えるのが理想的であると考える。
【０００４】
呼吸位相モニタリングに従来法のように腹壁の動きのみを捉える方法では、上記のように教育・練習により患者に恣意的な呼吸を強いる必要があり、自然な呼吸下での使用が困難な場合がある。
【０００５】
この問題を解決する一つの方法として、胸部および腹部の２点の動きを捉える装置を用いる方法がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２６３４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１記載の装置を用いた方法（以下、従来法と呼称する）において、呼吸位相モニタリングとして計測するのは、胸部あるいは腹部の“点”での変位量であり、微弱な変位量検出に伴う誤差や変位量検出手段と被測定部位の接触状態の変動などにより、測定データにバラツキが生じてしまい計測の再現性に問題点があった。
【０００８】
また体幹部定位放射線治療では、毎回の治療における患者位置の正確な再現性が要求されるため、体幹部の固定が重要であり各種の固定具が使用される。しかし従来法では、固定具を使用すると被測定部位とモニタリング検出器との接触が不可能となり、装置自体が使用できない問題点があった。
【０００９】
さらに従来法では装置に器械系が必要であり、放射線治療時の治療ビームの方向性に制約がかかったり、取扱が煩雑であったり、器械的な故障などの問題点があった。
【００１０】
このように従来法では、患者の姿勢変化などにより安定して外部機器の振幅同期を行うことができないという問題点があった。
【００１１】
本発明はこのような問題点を解決したもので、被検者の呼吸による体幹部の動きを正確に測定可能にするとともに、測定データの再現性を改善し、固定具を使用した体幹部定位放射線治療にも使用でき、放射線治療時に装置が邪魔にならず、誰にでも簡単に取り扱え、器械的故障の心配の無い呼吸換気量インジケータを用いて外部機器への同期信号を安定して生成することができる呼吸同期信号生成装置を提供する点である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明は、可撓性を有する体幹部当接部を備え流体を充填したバッグの流体出入口に流量計又は流体圧力計を介して閉鎖システム内圧緩衝器を接続し、前記流量計又は流体圧力計に表示手段を備えた呼吸換気量インジケータにより得られた波形に対して、前記波形が予め設定した複数の任意の値になると、外部機器への同期信号を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、直接計測することが困難である被検者の体幹部、特に胸郭・腹部の体積変化を精度良く計測することが可能となる。また、点ではなく面での変位量検出を可能としたことで、バッグの体幹部当接部と体幹部との接触状態の変動に伴う測定データのバラツキを抑制し、この呼吸換気量インジケータによる測定データの再現性を改善させている。さらに、被検者に恣意的な呼吸を強いる必要がなく、バッグで腹部圧迫を行うことにより自然な呼吸下で再現性の高い計測を行うことが可能となり、被検者の負担を抑制するとともに呼吸換気量インジケータを用いた計測の簡略化を図ることができる。また、バッグを被測定部位と固定具の間に挟みこむ位置に置き使用することを可能としたことで、被検者の体幹部、特に胸腹部の腫瘍位置に対して自由な方向からの放射線照射又は撮影が可能となり、固定具を使用した体幹部定位放射線治療にも使用可能とし、放射線治療又は各種撮影の自由度を向上させる。さらに、呼吸換気量インジケータから可動する器械部分を無くすことにより、単純な閉鎖空間システムだけで構成される装置を可能とし、放射線治療時に装置が邪魔にならず、呼吸換気量インジケータに関する被検者への装着作業、計測作業、又はメンテナンス作業等の各種作業を誰でも簡単に取り扱えものとし、さらに器械的故障の心配を無くし、その上、器械部分の動作の優劣に起因されるような測定データのばらつきを無くし、この呼吸換気量インジケータによる測定データの再現性を改善させる。そして、この呼吸換気量インジケータを用いることにより、呼吸が浅く体動が少ない場合でも正確に検出することが可能となり、姿勢変化などによる波形信号のドリフトなどが少ない安定性のある呼吸同期信号を生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。
【実施例１】
【００１５】
図１乃至図７に本発明における呼吸換気量インジケータを備えた呼吸同期信号生成装置の一実施例を示す。
【００１６】
図１は呼吸換気量インジケータ１の構造を示すブロック図である。図中の符号１は呼吸換気量インジケータ１を示している。この呼吸換気量インジケータ１は、変換手段としてのエアバッグ４と、このエアバッグ４を被検者２の体幹部３側に押圧固定可能な固定手段５と、エアバッグ４と流通路としてのチューブ部材６を介して相互の内部気体Ｇを流通可能に接続された閉鎖システム内圧緩衝器としての風船７と、チューブ部材６に配設された流量計８と、前記流量計８に接続された第１の演算手段としての端末装置９とを備えている。そして、呼吸同期信号生成装置３０は、呼吸換気量インジケータ１の流量計８と端末装置９との間に設置された第２の演算手段としての装置本体３１と、この装置本体３１とＸ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ）や磁気共鳴描画装置（ＭＲＩ）等の撮影装置や放射線治療装置などの外部機器３２とを接続する配線３３を備えている。
【００１７】
エアバッグ４は、ポリウレタン、シリコンゴム、天然ゴム、塩化ビニール等の可撓性を有する樹脂製からなる膨張収縮自在な袋状体からなり、体幹部当接部４Ａが被検者２の体幹部３、特に胸部を被覆可能な面積に形成されたものである。ここで、このエアバッグ４を構成する袋状体の一部には、袋状体内外を連通する開口部を備え、この開口部と前記チューブ部材６の一端１０とは接続可能に設けられている。なお、エアバッグ４、特に体幹部当接部４Ａは、非弾力材料からなるものとしても構わないものとする。
【００１８】
固定手段５は、図２に示すように被検者２の体幹部３の前面部及び左右側面部を履覆可能に形成された前面側固定部材１１と、被検者２の体幹部３の背面部に対応して形成された背面側固定部材１２と、前面側固定部材１１と背面側固定部材１２とを固定する接続手段１３とを備えている。
【００１９】
ここで、図２に示すように前面側固定部材１１は、硬質樹脂材料を被検者２の体幹部３、特に胸郭及び左右体側部の形状に合わせてドーム形状に形成したものであり、また背面側固定部材１２は、被検者２を仰向け姿勢で載置可能な寝台である。そして、接続手段１３は、前面側固定部材１１の左右側端に設けられ被検者２の身長方向と平行に形成された略Ｌ型フランジ形状の前面側固定部１４と、背面側固定部材１２の左右側端に設けられた背面側固定部１５とにおいて、前面側固定部１４に形成された円形状の貫通部１６と、背面側固定部１５に形成され、前記貫通部１６に挿通可能な突起部１７と、前記貫通部１６に突起部１７を挿通させた状態で前記突起部１７に係合可能な略Ｃ型の係合受部１８を備え、前面側固定部１４と突起部１７とを固定可能とする係合手段１９とを備えている。
【００２０】
閉鎖システム内圧緩衝器としての風船７は、シリコンゴム、天然ゴム等の弾性部材からなる膨張収縮自在な袋状体であり、袋状体の一方に開口部を備え、この開口部とチューブ部材６の他端２０とは接続可能に設けられる。ここで、閉鎖システム内圧緩衝器としては、前記風船７のほかに、中空で膨張伸縮自在な蛇腹構造体であってもよく、その他にも膨張伸縮自在な中空体で、内部に一定量の気体Ｇを取り込むことが可能であるとともに、その中空体の内部と外部を連通し、チューブ部材６に接続可能な少なくとも一つの開口部を備えたものであれば、特に限定されるものではない。
【００２１】
ここで、チューブ部材６の一端１０又は他端２０に、互いに膨張収縮自在なエアバッグ４及び風船７を接続し、エアバッグ４内部及び風船７内部に充填された流体としての気体Ｇ、例えば空気又はヘリウムガス（He）等をチューブ部材６を介して流通可能としており、これらエアバッグ４、チューブ部材６、そして、風船７によって閉鎖システム２１を構成している。
【００２２】
流量計８は、チューブ部材６内における、エアバッグ４側から風船７側への一方向の流れと、風船７側からエアバッグ４側への他方向への流れの双方向の気体Ｇの流量を計測可能とする、双方向での流量計測が可能なものであり、リアルタイムでの計測値を表示可能な表示部２２を備えている。
【００２３】
演算手段としての端末装置９には、流量計８より送られてくる測定値に基づき体幹部３、特に胸郭・腹部の体積変化を判定する判定手段２３を備えている。また、端末装置９には、後述する図６に示すような時間経過に伴う流体流量の変化を表示可能とする表示手段としてのモニター装置２４を備えている。ここで、端末装置９としてＰＣ（パーソナルコンピュータ）を使用するが、演算機能、記憶機能を備えた電子計算機の類であれば特に限定されるものではない。
【００２４】
装置本体３１は、内部組込み型のマイコンとしているが、演算機能、記憶機能を備えた電子計算機の類であれば特に限定されるものではなく、端末装置９とともに流量計８からの信号に基づき、気体Ｇの流速を演算するともに、その流速の積分を行い積算流量を演算すると、その値は図６及び図７に示す呼吸波形の形成に用いられる。
【００２５】
配線３３では、装置本体３１から外部機器３２へ後述するトリガー信号Ｂ１,Ｂ２,Ｂ３,Ｂ４や呼吸波形が送信される。
【００２６】
続いて、上記構成の作用効果について説明する。
【００２７】
最初に呼吸換気量インジケータ１の使用方法について説明すると、背面側固定部材１２上面に仰向けに載置された被検者２の体幹部３、特に胸部全体が被覆されるようにエアバッグ４を載置する。
【００２８】
次に、被検者２の体幹部３及びエアバッグ４の上方から前面側固定部材１１を、被検者２の体幹部３に被せ、係合手段１９によって前面側固定部材１１と背面側固定部材１２とを固定して、体幹部３にエアバッグ４を押圧固定する。ここで、前面側固定部材１１は、予め被検者２の体幹部３、特に胸部の形状に合わせて形成されており、前面側固定部材１１と背面側固定部材１２とが固定された状態では、被検者２と前面側固定部材１１及び背面側固定部材１２との隙間は殆ど設けられず、それに伴い、被検者２の体幹部３に押圧固定されたエアバッグ４も常時圧縮状態となっており、エアバッグ４内部の気体Ｇの体積も限られたものとなっている。ここで、前面側固定部１４を体幹部３の胸部の形状に合わせて形成し、被検者２と前面側固定部１４との間に配設されたエアバッグ４を圧縮状態としたこと、エアバッグ４内部で流れる気体Ｇの流量を制限し、エアバッグ４に接続された流量計８によって計測される気体Ｇの流量の測定範囲を制限することで、呼吸に伴う被検者２の体幹部３、特に胸郭の体積変化を精度良く測定することが可能である。
【００２９】
また、前面側固定部材１１を体幹部３の胸部の形状に合わせて形成し、被検者２の呼吸に伴う体幹部３の動きを規制し、前面側固定部材１１の形状を被検者２の通常呼吸時の胸部の形状に合わせて形成した場合に、たとえば、測定時に被検者２の呼吸が深い場合、それに伴い大きく体動する体幹部３の動きを規制し、体幹部３の動きに比例するエアバッグ４の膨張収縮動作を安定させている。
【００３０】
続いて、被検者２の体幹部３に装着された本実施例の呼吸換気量インジケータ１の使用方法について説明する。
【００３１】
図１、図４及び図５に被検者２の呼吸に伴う、エアバッグ４及び風船７、並びに気体Ｇの動きを示す。ここで図１のエアバッグ４を通常状態とし、図４に図１の状態から被検者２が吸気を行った状態を示し、さらに図５には図４の状態から被検者２が呼気を行った状態を示しており、その後エアバッグ４は図１の状態へと戻るものとする。
【００３２】
そして、本実施例の呼吸換気量インジケータ１では、被検者２の呼吸に合わせて、変化する体幹部３、特に胸郭の体積変化に伴い、固定手段５によって被検者２の体幹部３に押圧固定されたエアバッグ４が膨張収縮する。このエアバッグ４の膨張収縮に伴う体積の変化によって、チューブ部材６内部を流れる気体Ｇの流量が変化する。このチューブ部材６内部の気体Ｇの流量の変化を流量計８によって計測し、この流量計８の測定値を端末装置９に送り、流量計８の測定値に基づいて端末装置９の判定手段２３が、体幹部３、特に胸郭・腹部の体積変化を計測する。
【００３３】
具体的には、図１の標準状態から、図４に示すように被検者２の呼吸による体幹部３の体積の増大に伴い、体幹部３によって押圧され収縮したエアバッグ４内部の気体Ｇは、チューブ部材６の一端１０へと押し出され、そのチューブ部材６の一端１０よりチューブ部材６内部をエアバッグ４側から風船７側へと流量計８を通過しながら、チューブ部材６の他端２０から風船７内部に取り込まれるものである。ここで風船７は、エアバッグ４内部から押し出された気体Ｇによって、風船７内部に気体Ｇが送り込まれ、風船７の体積は膨張状態となる。
【００３４】
その後、図５に示すように被検者２の呼吸による体幹部３の体積の減少に伴い、図４において行われていた体幹部３による押圧が解除されたエアバッグ４では、前述の膨張状態の風船７が弾性復元力によって収縮すると、前述の収縮したエアバッグ４内部から押し出され風船７内部に取り込まれた気体Ｇが、チューブ部材６の他端２０からチューブ部材６内部を風船７側からエアバッグ４側へと流量計８を通過しながら、チューブ部材６の一端１０からエアバッグ４内部に取り込まれる。ここで、エアバッグ４は、風船７の収縮によって押し出された気体Ｇによって、エアバッグ４内部に気体Ｇが送り込まれ、図１に示す標準状態の体積まで膨張する。
【００３５】
このように本実施例の呼吸換気量インジケータ１では、図１→図４→図１→図５→図１へと連続して行われる被検者２の呼吸による胸郭・腹部の体積変化を、被検者２の体幹部３側に固定されたエアバッグ４を介して、閉鎖システム２１内部を流通する気体Ｇの運動に変換する。そして気体Ｇの運動に伴う気体Ｇの流量を流量計８によって計測して、その流量計８の計測値から端末装置９の判定手段２３によって胸郭・腹部の体積変化を判定するものである。このように一次において胸郭・腹部の体積変化を、エアバッグ４を介して気体Ｇの運動に変換し、二次においてその気体Ｇの運動から胸郭・腹部の体積変化を判定することで、直接計測することが困難である被検者２の胸郭・腹部の体積変化を精度良く計測することが可能となる。さらにこの呼吸換気量インジケータ１による胸郭・腹部の体積変化の判定結果を用いることで、呼吸による体幹部３の腫瘍２５の動きを精度良く計測することが可能となる。
【００３６】
ここで、図６に時間経過に伴う流体流量の変化をグラフで示している。このグラフでは、縦軸に流量計８の測定値に基づく流体流量を示し、横軸に時間を示している。グラフの折れ線がＡの値にある状態では、図１に示す場合の流体Ｇの流量に対応し、またグラフの折れ線がＢの範囲内にある状態では、図４に示す場合の流体Ｇの流量に対応し、さらにグラフの折れ線がＣの範囲内にある状態では、図５に示す場合の流体Ｇの流量に対応している。
【００３７】
図１、図４及び図５に示すように、体幹部当接部４Ａの変位量は流体Ｇの流量と対応関係にあるので、図６に示す流体Ｇの流量の測定結果を用いることにより、時間経過に伴う体幹部当接部４Ａの変位量を測定することが可能となり、つまりは体幹部３、特に胸郭・腹部の体積変化量を測定することが可能となる。さらに図１、図４及び図５に示すように呼吸による体幹部３の動きに伴って動く腫瘍２５の動きを予想又は確定することが可能となり、体幹部定位放射線治療のように、呼吸による体幹部３、特に胸郭・腹部の腫瘍２５の動きに対応して腫瘍２５位置を確定することを必要とする治療において、放射線ビームを腫瘍２５位置に精度良く照射することが可能となる。
【００３８】
さらにチューブ部材６の両端に、互いに膨張収縮自在なエアバッグ４及び風船７を接続し、エアバッグ４内部及び風船７内部の気体Ｇをチューブ部材６を介して流通可能にする閉鎖システム２１を構成としたことにより、図４においてエアバッグ４内部から押し出され、チューブ部材６の一端１０から他端２０へと流れた気体Ｇが、チューブ部材６内部で逆流を起こしてチューブ部材６の内圧が上昇することを防ぐとともに、同様に図５において、風船７内部から押し出され、チューブ部材６の他端２０から一端１０へと流れた気体Ｇが、チューブ部材６内部で逆流を起こしてチューブ部材６の内圧が上昇することを防ぎ、チューブ部材６内部における気体Ｇの流れを計測している流量計８の測定値に影響又は誤差が生じることを防止している。このように体幹部３、特に胸郭・腹部の体積変化の気体Ｇの運動への変換を正確に行い、さらにこの気体Ｇの運動に伴う流量の計測を正確に行うことで、体幹部３、特に胸郭・腹部の体積変化を正確に計測することが可能となる。
【００３９】
本実施例の呼吸換気量インジケータ１では、体幹部３、特に胸腹部に面接触可能な体幹部当接部４Ａの変位量を、流量計８からの計測値を介して計測し、この体幹部当接部４Ａの変位量から被検者２の体幹部３、特に胸郭・腹部の体積変化を精度良く計測するものであり、このように体幹部当接部４Ａを被検者２の体幹部３、特に胸腹部に面接触可能なものとすることで、体幹部測定部４Ａによる面の変位量検出を可能として、エアバッグ４の体幹部当接部４Ａと体幹部３との接触状態の変動に伴う測定データのばらつきを抑制し、この呼吸換気量インジケータ１による測定データの再現性を向上させる。
【００４０】
また本実施例の呼吸換気量インジケータ１では、体幹部当接部４Ａを介して、被検者２の呼吸に伴う体幹部３、特に胸郭・腹部の体積変化を計測するものであり、この呼吸換気量インジケータ１を使用する前に被検者２に自己呼吸停止の教育や呼吸停止練習を行わせることを不要とし、被検者２に恣意的な呼吸を強いる必要がなく、自然な呼吸下で計測を行うことが可能となり、被検者２の負担を抑制するとともに呼吸換気量インジケータ１を用いた計測の簡略化を図ることができる。
【００４１】
さらに本実施例の呼吸換気量インジケータ１では、膨張収縮自在な袋状体からなるエアバッグ４や、硬質樹脂材料からなる前面側固定部材１１のように、図１に示すような被検者２の体幹部３、特に胸腹部に近い側の構成に金属材料を使用せずに合成樹脂材料のような非金属材料を使用することにより、固定手段５によって被検者２の体幹部３にエアバッグ４を固定する場合、この呼吸換気量インジケータ１を使用した状態での放射線治療時においても、被検者２の体幹部３周囲に装着される前面側固定部材１１を非金属材料から形成することによって、体幹部３、特に胸部の腫瘍２５位置に向けて照射される放射線の透過を妨げることが抑制されるので、呼吸換気量インジケータ１の使用、特に固定手段５の前面側固定部材１１を被検者２の体幹部３周囲に装着したままでの放射線治療が可能である。
【００４２】
また本実施例の呼吸換気量インジケータ１では、被検者２に対して固定手段５によって圧縮状態とされた薄いエアバッグ４が体幹部３、特に胸部の上に配置される構成として、エアバッグ４を体幹部３、特に胸腹部と固定手段５との間に挟みこむ位置に置き使用することを可能としたことで、呼吸換気量インジケータ１を用いて放射線治療や各種撮影を行う場合に、呼吸換気量インジケータの構成が放射線治療機器又は撮影機器から体幹部３、特に胸腹部の腫瘍２５位置への放射線照射方向又は撮影方向の遮蔽物となるような邪魔にならず、被検者２の体幹部３、特に胸腹部の腫瘍２５位置に対して自由な方向からの放射線照射又は撮影が可能となり、固定手段５を使用した体幹部定位放射線治療にも使用可能とし、放射線治療又は各種撮影の自由度が向上する。
【００４３】
さらに本実施例の呼吸換気量インジケータ１では、エアバッグ４、風船７、及び、チューブ部材６からなる閉鎖システム２１内を流通する流体としての気体Ｇの流量を流量計８により計測する単純な閉鎖システム２１だけで構成される装置を可能とし、放射線治療時に呼吸換気量インジケータ１の装置が邪魔にならず、呼吸換気量インジケータ１に関する被検者への装着作業、計測作業、又はメンテナンス作業等の各種作業を誰でも簡単に取り扱えものとし、さらに器械的故障の心配を無くし、その上、器械部分の動作の優劣に起因されるような測定データのばらつきを無くし、この呼吸換気量インジケータ１による測定データの再現性を改善させる。
【００４４】
また本実施例の呼吸換気量インジケータ１の構成を、エアバッグ、風船７、及び、チューブ部材６からなる閉鎖システム２１と、エアバッグ４を被検者２の体幹部３に固定する固定手段５と、チューブ部材６に配設された流量計８と、この流量計８に接続され表示手段２４を備えた端末装置９とすることで、呼吸換気量インジケータ１の構成から器械部分のような複雑な構成を排除して誰にでも取り扱うことのできる構成とし、呼吸換気量インジケータ１に関する被検者２への装着作業、計測作業、又はメンテナンス作業等の各種作業を簡単なものとし取り扱い性を向上させる。
【００４５】
図６に示す流体Ｇの流量の測定結果を用いて、時間経過に伴う体幹部当接部４Ａの変位量を測定、つまりは体幹部３、特に胸郭・腹部の体積変化量を測定し、呼吸換気量インジケータ１によって得られる呼吸波形が、端末装置９によって予め設定された複数の任意の振幅方向の設定値としての波高値Ａ１,Ａ２,Ａ３,Ａ４であると装置本体３１によって判定されると、複数回、同期信号であるトリガー信号Ｂ１,Ｂ２,Ｂ３,Ｂ４を外部機器３２へ出力する。以下、外部機器３２をＸ線ＣＴとした場合について説明する。
【００４６】
Ｘ線ＣＴ３２側は受け取ったトリガー信号Ｂ１,Ｂ２,Ｂ３,Ｂ４の位置で取得画像に印を付けて動画化をすると、毎回の呼吸波形が違ったとしても、同じ波高値Ａ１,Ａ２,Ａ３,Ａ４での画像を選択できるので、動画化した際にmotion artifact（モーション  アーチファクト：画像の乱れ）や各画像の重ね合わせ時のmisregistration（ミスレジストレーション：位置ずれ）が低減できる。つまり、ガン病巣の位置をより正確かつ鮮明にし、治療時における計画時の再現性を大きく上げることができるとともに、放射線治療時の放射線の照射範囲をガン病巣に狭めた放射線治療も可能となり、患者の被曝量を抑えることも可能となる。
【００４７】
以上のように本実施例は、呼吸換気量インジケータ１によって被験者２を固定する固定手段５と患者との間に入れたエアバッグ４と、風船７との間に流れる気体Ｇの流量を変位量として精度良く測定できることを活かし、流量の変化及び他の測定手法による測定結果により単振動を演算するのではなく、流量を演算プログラムにより、体積変化の単振動に変換することにより、体積変化は、胸腹部の体積変化となり体内腫瘍の動きを体積変化に合わせることにより互いの相関度が高くなり、端末装置９及び装置本体３１により同期信号であるトリガー信号Ｂ１,Ｂ２,Ｂ３,Ｂ４を出力する位置の設定が容易となる。このことは、被験者２の呼吸が浅い場合や胸腹部等の体動が少ない場合にも有効である。
【００４８】
つまり、呼吸換気量インジケータ１では、呼吸の周期や速度変化、呼吸途中での呼吸の一時停止などがあっても、振幅位置と患部位置との相対関係が維持されます。即ち、ゆっくり呼吸しても、速く呼吸しても、波形パターンが異なっても、積算流量値が同じであれば患部の位置が同じであるといえるため、患者に呼吸パターンの維持を特に維持させなくても位置検出の再現性を維持することが可能となる。
【００４９】
外部機器３２を放射線治療装置とした場合、振幅同期により編集した呼吸波形に同期した画像を元に呼吸周期中のターゲットの移動範囲や存在確率から、照射範囲を決定し、振幅範囲の上限と下限を設定する。そして、呼吸範囲がこの範囲にある間は放射線治療装置のゲート信号をＯＮする。
【００５０】
ここで、波高値Ａ１,Ａ２,Ａ３,Ａ４は、適宜変更可能としており、呼吸換気量インジケータ１による計測開始から一定時間呼吸波形のサンプリングを行い、呼吸波形の上端・下端それぞれの最大値・平均値・標準偏差を求め、トリガー信号やゲート出力信号の設定値である波高値Ａ１,Ａ２,Ａ３,Ａ４は、それぞれ呼吸波形の最大振幅に対して所定の割合であるかという％設定で行うことも可能である。従って、患者の個人差による振幅量の違いに関わらず、共通の設定位置でトリガー信号又はゲート信号の出力を行うことができる。
【００５１】
また、呼吸波形の吸気時における上限のピーク位置に近い波高値Ａ１や呼気時における下限のピーク位置に近い波高値Ａ４については、呼吸波形のピーク位置でトリガー信号を出力するために、呼吸波形の振幅レベルではなくピーク位置を検出して設定することも可能であり、呼吸波形における呼吸を吸い切った位置やタイミング、呼吸を吐き切った位置やタイミングを自動で検出してトリガー信号を出力するか否かの設定を端末装置９又は装置本体３２により切替可能としてもよい。
【００５２】
本実施例は、可撓性を有する体幹部当接部４Ａを備え流体としての気体Ｇを充填したバッグとしてのエアバッグ４の流体出入口としてのチューブ部材６に流量計８を介して閉鎖システム内圧緩衝器としての風船７を接続し、流量計８に表示手段２４を備えた呼吸換気量インジケータ１により得られた波形に対して、波形が予め設定した複数の任意の値としての波高値Ａ１,Ａ２,Ａ３,Ａ４になると、外部機器３２への同期信号であるトリガー信号Ｂ１,Ｂ２,Ｂ３,Ｂ４を生成する。
【００５３】
この場合、直接計測することが困難である被検者の体幹部３、特に胸郭・腹部の体積変化を精度良く計測することが可能となる。また、点ではなく被験者の体幹部３、特に胸腹部に当接する体幹部測定部４Ａによる面での変位量検出を可能としたことで、エアバッグ４の体幹部当接部４Ａと体幹部３との接触状態の変動に伴う測定データのばらつきを抑制し、この呼吸換気量インジケータ１による計測の再現性を改善させる。さらに被検者２に恣意的な呼吸を強いる必要がなく、自然な呼吸下で計測を行うことが可能となり、被検者２の負担を抑制するとともに呼吸換気量インジケータ１を用いた計測の簡略化を図ることができる。また、被検者２の体幹部３、特に胸腹部の腫瘍２５位置に対して自由な方向からの放射線照射又は撮影が可能となり、放射線治療又は各種撮影の自由度が向上する。さらに、呼吸換気量インジケータ１から可動する器械部分を無くすことにより、単純な閉鎖空間システムとしての閉鎖システム２１だけで構成される呼吸換気量インジケータ１を可能とし、放射線治療時に呼吸換気量インジケータ１の装置が邪魔にならず、呼吸換気量インジケータ１に関する被検者への装着作業、計測作業、又はメンテナンス作業等の各種作業を誰でも簡単に取り扱えものとし、さらに器械的故障の心配を無くし、その上、器械部分の動作の優劣に起因されるような測定データのばらつきを無くし、この呼吸換気量インジケータ１による測定データの再現性を改善させる。そして、この呼吸換気量インジケータ１を用いることにより、呼吸が浅く体動が少ない場合でも正確に検出することが可能となり、姿勢変化などによる波形信号のドリフトなどが少ない安定性のある呼吸同期信号を生成することができる。
【００５４】
また、本実施例では呼吸換気量インジケータ１において、流量計８の流量に応じて体幹部当接部４Ａの変位量を演算手段としての端末装置９を介して算出しており、被検者の体幹部３、特に胸郭・腹部の体積変化をさらに精度良く計測することが可能となる。
【００５５】
また、実施例上の効果として、被検者２の体幹部３の動きを気体Ｇの流れに変換可能な変換手段としてのエアバッグ４と、エアバッグ４を体幹部３に押圧固定可能な固定手段５と、エアバッグ４と気体Ｇが流通可能に接続される閉鎖システム緩衝器としての風船７と、エアバッグ４と風船７の間に配設され、気体Ｇの流量を計測する流量計測手段としての流量計８と、流量計８の計測結果に基づいて体幹部３の体積変化を判定する判定手段２３を有する端末装置９とを備えている。
【００５６】
この場合、一次において被検者２の体幹部３、特に胸郭・腹部の体積変化を、変換手段を介して気体Ｇの運動に変換し、二次においてその気体Ｇの運動から胸郭・腹部の体積変化を判定することで、直接計測することが困難である被検者２の体幹部３、胸郭・腹部の体積変化を精度良く計測することが可能となる。
【００５７】
また、前記閉鎖システム緩衝器を膨張収縮自在な袋状体である風船７としたことで、閉鎖システム緩衝器の構成を簡単なものとすることで、呼吸換気量インジケータ１の生産コストやメンテナンス性を向上させることが可能となる。
【００５８】
端末装置９において予め記憶されている比較用保存データから基準波形を読み込み、リアルタイムの呼吸波形に重ねて表示して、呼吸異常の監視を行うことも可能である。また、呼吸波形を監視して、流速が一定以下の状態が一定時間以上継続して呼吸停止による呼吸異常と判定された場合や、流速が一定以上の状態が一定時間以上継続、呼吸換気量インジケータ１内のセンサーの電圧値が範囲外、一定時間以上取得できない、取得データ数が一定以上であり装置異常と判定された場合などは、報知手段（図示せず）により警告音を鳴らしたり光を発したりして異常を警告し、リセットボタンを操作するまで報知手段の動作を維持するものでもよい。
【００５９】
尚、本発明は上記実施例に記載の内容に限定されず、適宜変更可能である。例えば、流体は気体Ｇ以外にも液体であっても構わないものとする。また、流量計２２に替えて流体圧力計としても構わないものとする。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
放射線治療装置やＣＴ（コンピュータ断層）装置で治療照射や撮像を行う場合のみならず、患者の呼吸に伴う体動量の検出を行い、体動に同期して治療照射や撮像を行う、所謂呼吸同期動作を必要とする各種治療や検査等に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施例を示す呼吸同期信号生成装置の構成を示す概略図である。
【図２】同上、呼吸換気量インジケータの要部の斜視図である。
【図３】同上、流量計付近を示す斜視図である。
【図４】同上、図１において被検者が吸気を行った状態を示す概略図である。
【図５】同上、図４において被検者が呼気を行った状態を示す概略図である。
【図６】同上、時間経過に伴う流体の流量を表すグラフである。
【図７】同上、上側を時間経過に伴う流体の流量を表すグラフとし、下側を外部機器側で受け取った流体の流量のグラフとする。
【符号の説明】
【００６２】
１  呼吸換気量インジケータ
４  エアバッグ（バッグ）
４Ａ  体幹部当接部
６  チューブ部材（流体出入口）
７  風船（閉鎖システム緩衝器）
８  流量計
９  端末装置（演算手段）
２４  表示手段
３２  外部機器
Ｇ 気体（流体）
【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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