(57)【要約】  患者に指示を与える方法が、患者に、その患者によって実行される活動の結果と、その活動によって達成されるべき第１の目標とする結果との間における関係を知らせることを含む。患者に指示を与える方法が、患者に、時間と活動によって達成されるべき目標とする結果との間における関係を知らせることを含む。患者に指示を与える方法が、患者に、その患者の部分の位置とその部分のための第１の目標とする位置との間における関係を知らせることを含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者に指示を与える方法であって：
患者に、活動によって達成されるべき第１の目標とする結果と、時間および前記患者によって実行される前記活動の結果のうちの１つとの間における関係を知らせることを含む方法。
【請求項２】
前記第１の目標とする結果は、呼吸の規定の吸入レベル、呼吸の規定の呼出レベル、または息こらえの規定の持続時間を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記活動は呼吸を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記患者に、前記活動の結果と前記第１の目標とする結果との間における関係が知らされる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記知らせることは、スクリーン内にオブジェクトを表示することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記オブジェクトは、ラインまたはバーの少なくとも部分を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記オブジェクトは、所望の呼吸レベルと時間との間における関係を表す曲線を包含する、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記オブジェクトは１つまたは複数の部分を含み、前記１つまたは複数の部分のそれぞれがガントリ回転の部分に関連付けされており、前記１つまたは複数の部分のそれぞれが、イメージ・データが獲得されることになるガントリ角度の範囲を表す長さを有する、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
さらに、前記患者によって実行された前記活動の前記結果と、前記活動によって達成されるべき第２の目標とする結果との間における関係を前記患者に知らせることを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の目標とする結果は時間において変化し、当該方法が、さらに時間と前記第１の目標とする結果との間における関係を前記患者に知らせることを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１１】
前記時間と前記第１の目標とする結果との間における前記関係を前記患者に知らせることは、スクリーン内にオブジェクトを表示すること、および前記オブジェクトを移動することを含み、前記オブジェクトは前記第１の目標とする結果に関連付けされる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記オブジェクトを移動することは、医療デバイスの動作と同期して実行される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記医療デバイスは放射線源を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記オブジェクトは、前記放射線源を使用してイメージ・データが獲得されることになる前記放射線源の位置の範囲を表す長さを有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記知らせることは：
前記患者の部分の位置を表すためにスクリーン内に第１のオブジェクトを表示すること；および、
前記スクリーン内に第２のオブジェクトを表示することを含み、前記第２のオブジェクトのグラフィックが前記患者の前記部分の目標とする位置を表す、請求項４に記載の方法。
【請求項１６】
前記知らせることは、さらに、前記患者の前記部分の動作に応答して前記スクリーン内の前記第１のオブジェクトの位置を変更することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
さらに、前記第１の目標とする結果が前記活動によって達成されるときに聴覚信号を提供することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
さらに、前記第１の目標とする結果が前記活動によって達成されるときに視覚信号を提供することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記患者に、前記時間と前記活動によって達成されるべき前記第１の目標とする結果との間における関係が知らされる、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記知らせることは、スクリーン内にオブジェクトを表示することを含み、前記オブジェクトが前記第１の目標とする結果を表す、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記知らせることは、さらに、前記スクリーン内において前記オブジェクトを医療デバイスの動作と同期して移動することを包含する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記医療デバイスは放射線源を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記オブジェクトは、前記放射線源を使用してイメージ・データが獲得されることになる前記放射線源の位置の範囲を表す長さを有する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記オブジェクトは１つまたは複数の部分を含み、前記１つまたは複数の部分のそれぞれがガントリ回転の部分に関連付けされており、前記１つまたは複数の部分のそれぞれが、イメージ・データが獲得されることになるガントリ角度の範囲を表す長さを有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記オブジェクトは、所望の呼吸レベルと時間との間における関係を表す曲線を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記患者に、前記活動の前記結果と前記第１の目標とする結果との間における関係が、前記患者の部分の位置と前記部分のための目標とする位置との間における関係を呈示することによって知らされる、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記目標とする位置は、呼吸の吸入レベルまたは呼吸の呼出レベルに関連付けされる、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記知らせることは：
前記部分の前記位置を表す第１のオブジェクトを表示すること；および、
前記目標とする位置を表す第２のオブジェクトを表示することを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記知らせることは、さらに、前記患者の前記部分の動作に応答し、前記第２のオブジェクトに関して前記第１のオブジェクトを移動することを包含する、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記部分は、前記患者の呼吸に関連して動くことができる身体部分を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記目標とする位置は時間において変化し、前記方法が、さらに時間と前記目標とする位置との間における関係を前記患者に知らせることを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３２】
前記時間と前記目標とする位置との間における前記関係を前記患者に知らせることは、スクリーン内にオブジェクトを表示すること、および前記オブジェクトを医療デバイスの動作と同期して移動することを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記医療デバイスは放射線源を包含し、前記オブジェクトは前記放射線源の回転と同期して移動される、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記時間と前記目標とする位置との間における前記関係を前記患者に知らせることは、スクリーン内にオブジェクトを表示することを含み、前記オブジェクトが１つまたは複数の部分を有し、前記１つまたは複数の部分のそれぞれがガントリ回転の部分を表し、その間にイメージ・データが収集されることになる、請求項２６に記載の方法。
【請求項３５】
前記１つまたは複数の部分のそれぞれは、イメージ・データが収集されることになるガントリ角度の範囲を表す長さを有する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
請求項１〜３５の方法のいずれかに従って患者に指示を与えるためのユーザ・インターフェースであって、グラフィクスを表示するスクリーンを含むユーザ・インターフェース。
【請求項３７】
メディアを含むコンピュータ・プログラム・プロダクトであって、前記メディアがインストラクションのセットを含み、その実行が請求項１〜３５の方法のいずれかを実行させるコンピュータ・プログラム・プロダクト。
【請求項３８】
請求項１〜３５の方法のいずれかを実行するためのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、『ペイシェント・マルチメディア・ディスプレイ（Ｐａｔｉｅｎｔ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｄｉｓｐｌａｙ）』と題された同時出願の米国特許出願第＿＿号に関し、２００１年６月２６日に出願された米国特許出願第０９／８９３，１２２号の一部継続出願であり、その全開示は組み込まれる。
【０００２】
本発明は、概して、患者に指示を与えるためのシステムおよび方法に関し、より詳細には、患者に指示を与えて患者の動作を制御するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
コンピュータ断層撮影法は、医療分野において広く使用されているイメージング技術である。コンピュータ断層撮影法のための手順においては、Ｘ線源および検出器装置が受検患者の一部分を挟んで反対側に配置される。Ｘ線源は、Ｘ線ビームを生成し、かつ患者に向けて向け、検出器装置は、プロセスの間にＸ線ビームによって画定される複数の伝達経路におけるＸ線吸収を測定する。検出器装置は、入射Ｘ線の強度に比例する電圧を生成し、その電圧が、その後に続くコンピュータでの処理のために読み取られ、ディジタル化される。患者周囲の複数の角度から複数の読み値を得ることによって、比較的大量のデータが蓄積される。蓄積されたデータは、その後、検査されている身体領域の容積の密度関数の描写を構成するマトリクス（視覚的またはその他）の再生のために分析され、処理される。その容積の１つまたは複数の断面を考察することによって、熟練した診断医が、しばしば種々の身体的不調、たとえば腫瘍、血餅等を診断することが可能になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コンピュータ断層撮影法は、比較的動かない状態にある身体構造またはその類の検査に応用されている。しかしながら、今日利用可能なコンピュータ断層撮影装置は、患者の生理的動作に起因して、充分な品質または精度をもつ断層撮影イメージを生成できないことがある。たとえば、人間の心臓および呼吸が、ＣＴイメージにおける品質の低下を生じさせることが知られている。特許文献１（ハウンズフィールドに対して発行された）は、患者の心臓を監視しつつ異なる角度でにおいて患者のイメージ・データを収集することによって心臓の運動に起因する放射線写真のぶれを補償するシステムについて記述している。その後、コンピュータでイメージ・データおよび心臓の運動データが相関され、心臓の運動がスレッショルド・レベルを超えたときに獲得されたイメージ・データが排除される。しかしながらその種の方法は、心周期の、心臓の運動がスレッショルド・レベルを超えるときの部分について望ましいＣＴイメージを生成しない。
【特許文献１】米国特許第３，９５２，２０１号明細書
【０００５】
患者の呼吸に起因するＣＴイメージの低下は、心臓の運動に起因するものより扱いが困難である。患者の呼吸は、ＣＴイメージングに心臓の運動とは異なる独特の問題を提起する。これは、患者の呼吸周期のパターンおよび期間が、その患者の心周期のそれと比較した場合に、概してより一貫性が低いことによる。したがって、心周期の特定の段階が充分な精度を伴って予測できる一方、呼吸周期の特定の段階は、それほど容易に予測または決定し得ない。
【０００６】
さらに、動画シーケンスとしてＣＴイメージのシーケンスを観察することによる器官の運動の視覚化に対する要望が増加してきている。しかしながら呼吸運動を考慮しつつ、ビデオを形成するために充分な大量のＣＴイメージ・データを収集することは、はるかに長い時間を要することになろう。これは、ガントリ開口内に拘束されている患者を不快に感じさせ、患者を過剰な放射線にさらすことになりかねない。
【０００７】
ＣＴイメージ取り込み手順の持続時間を短縮するために、ＣＴ手順の間における患者の呼吸の制御に患者指示技術が利用されている。その種の技術は、患者の吸入、呼出、または息こらえを指示する聴覚信号の送出を伴う。しかしながら、その種の技術が効果を奏するには、聴覚信号が適宜患者に提供されることが必要となる。信号の提供が過早であれば、必要とされる生理的運動を期待されるより早期に患者が実行することになり得る。それに対して信号の提供が遅すぎると、手順の要件に整合する時点で必要とされる生理的運動を患者が実行できないことがある。また、異なる患者が異なる反応時間を有することも考えられる（すなわち、一部の患者は、聴覚信号に対する反応がより迅速であり、別の患者は聴覚信号に対してよりゆっくりと反応する）。したがって、患者に指示を与えるための既存の技術は実施が困難と見られ、異なる患者の反応時間に起因して満足できる結果を提供できないおそれがある。
【０００８】
以上から、医療手順において患者に指示を与えるための改良された方法およびシステムがあると望ましいこととなろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のいくつかの実施態様によれば、患者に指示を与える方法が、患者に、その患者によって実行される活動の結果と、その活動によって達成されるべき第１の目標とする結果との間における関係を知らせることを含む。
【００１０】
本発明の別の実施態様によれば、メディアを含むコンピュータ・プログラム・プロダクトが提供される。このメディアはインストラクションのセットを含み、その実行はプロセスを実行させ、そのプロセスは、患者に、その患者によって実行される活動の結果と、その活動によって達成されるべき第１の目標とする結果との間における関係を知らせることを含む。
【００１１】
本発明の別の実施態様によれば、患者に指示を与えるためのシステムが、患者に、その患者によって実行される活動の結果と、その活動によって達成されるべき第１の目標とする結果との間における関係を知らせるための手段を含む。
【００１２】
本発明の別の実施態様によれば、患者に指示を与えるためのユーザ・インターフェースが、患者に、その患者によって実行される活動の結果と、その活動によって達成されるべき第１の目標とする結果との間における関係を知らせるためのグラフィクスを表示するスクリーンを含む。
【００１３】
本発明の別の実施態様によれば、患者に指示を与える方法が、患者に、時間と活動によって達成されるべき目標とする結果との間における関係を知らせることを含む。
【００１４】
本発明の別の実施態様によれば、メディアを含むコンピュータ・プログラム・プロダクトが提供される。このメディアはインストラクションのセットを含み、その実行はプロセスを実施させ、そのプロセスは、患者に、時間と活動によって達成されるべき目標とする結果との間における関係を知らせることを包含する。
【００１５】
本発明の別の実施態様によれば、患者に指示を与えるためのシステムが、患者に、時間と活動によって達成されるべき目標とする結果との間における関係を知らせるための手段を含む。
【００１６】
本発明の別の実施態様によれば、患者に指示を与えるためのユーザ・インターフェースが、患者に、時間と活動によって達成されるべき目標とする結果との間における関係を知らせるためのグラフィクスを表示するスクリーンを含む。
【００１７】
本発明の別の実施態様によれば、患者に指示を与える方法が、患者に、その患者の部分の位置とその部分のための第１の目標とする位置との間における関係を知らせることを含む。
【００１８】
本発明の別の実施態様によれば、メディアを含むコンピュータ・プログラム・プロダクトが提供される。このメディアはインストラクションのセットを含み、その実行はプロセスを実施させ、そのプロセスは、患者に、その患者の部分の位置とその部分のための第１の目標とする位置との間における関係を知らせることを包含する。
【００１９】
本発明の別の実施態様によれば、患者に指示を与えるためのシステムが、患者に、その患者の部分の位置とその部分のための第１の目標とする位置との間における関係を知らせるための手段を含む。
【００２０】
本発明の別の実施態様によれば、患者に指示を与えるためのユーザ・インターフェースが、患者に、その患者の部分の位置とその部分のための第１の目標とする位置との間における関係を知らせるためのグラフィクスを表示するスクリーンを含む。
【００２１】
本発明のこのほかの態様および特徴は、以下の、本発明の限定ではなく例示を意図する好ましい実施態様の詳細な説明を読むことから明白となろう。
【００２２】
図面は、本発明の好ましい実施態様の設計および有用性を例示しており、それにおいては、類似の要素が共通する参照符号によって参照されている。本発明の利点および目的がどのようにして得られるかをより良好に認識するために、上で簡潔に述べた本発明のより詳細な説明を添付図面に例示されているその特定の実施態様を参照して示す。それらの図面が本発明の代表的な実施態様を図示しているに過ぎず、したがって、その範囲を限定すると見なされるべきでないとの理解の下に、添付図面の使用を通じて追加的な詳細とともに本発明について述べ、説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の種々の実施態様を説明する。ここで注意されるべきであるが、図面は縮尺に基づいて描かれてなく、類似の構造または機能の要素は、図面を通じて類似の参照符号によって参照される。さらに、図面には本発明の特定実施態様の説明を容易にすることだけが意図されていることにも注意すべきであろう。これらは、本発明の網羅的な記述であるとして、または本発明の範囲を限定することを意図するものではない。また本発明の特定の実施態様に関連して述べられている態様がその実施態様に限定される必要はなく、本発明の他の任意の実施態様内において実施され得る。それに加えて、ある機能を実施するための手段が別の機能の実行に使用されることもあり、ある機能が１つまたは複数の手段によって実行されることもある。
【００２４】
コンピュータ断層撮影イメージ取り込みシステム
ここで、類似の、または対応する部分が同一の参照符号で識別されていることに留意して図面を参照するが、図１は、本発明の実施態様を採用することができるコンピュータ断層撮影イメージ取り込みシステム１０を図示している。システム１０は、開口（またはボア）１３を有するガントリ１２、患者１６を支えるための患者支持台１４、およびガントリ１２の動作を制御するための制御システム１８を含む。別の実施態様においては、図示されているリング構成に代えて、ガントリ１２が別構成を有することができる。たとえば、カリフォルニア州パロアルトのバリアン・メディカル・システムズ・インク（Ｖａｒｉａｎ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．）によって製造されている円錐ビームＣＴマシンに使用されているようなＣ‐アーム構成を有することができる。システム１０はＸ線源２０も含み、それがガントリ１２上の反対側にある検出器２４に向けてＸ線のビーム（円錐ビーム、扇形ビーム、またはそれらの類とすることができる）を投影し、その間、患者１６は、少なくとも部分的にＸ線源２０と検出器２４の間に位置決めされる。検出器２４は、患者１６を通過したＸ線を検知するための複数のセンサ要素を有する。各センサ要素は、患者１６を通過したＸ線ビームの強度を表す電気信号を生成する。
【００２５】
例示の実施態様においては、制御システム１８が、ガントリ回転制御器４０および患者指示デバイス１００に結合された、コンピュータ・プロセッサ等のプロセッサ５４を含む。また制御システム１８は、データを表示するためのモニター５６およびデータを入力するためのキーボードまたはマウス等の入力デバイス５８を含むこともできる。Ｘ線投影データ（すなわちＣＴイメージ・データ）を取り込む間、ガントリ１２が患者１６の周囲を回転する。ガントリ１２の回転およびＸ線源２０の動作は、プロセッサ５４から受信した信号を基礎としてガントリ１２の回転速度および位置を制御し、Ｘ線源２０に電力およびタイミング信号を提供するガントリ回転制御器４０によって制御される。ここでは制御器４０がガントリ１２およびプロセッサ５４から分離されたコンポーネントとして示されているが、代替実施態様においては、ガントリ回転制御器４０をガントリ１２またはプロセッサ５４の部品とすることができる。プロセッサ５４は、規定の態様で（たとえば、ガントリ１２の回転と同期して）指示信号を患者指示デバイス１００に送信するべく構成されている。
【００２６】
患者指示デバイス１００は、手順の間に、患者１６に対して視覚信号を与え、それによって患者１６に特定のタスク（１つまたは複数）の実行を指示するべく構成されている。患者指示デバイス１００は、スクリーン１０１、イメージ・ソース１０４、およびスクリーン１０１ならびにイメージ・ソース１０４が結合されている構造１０６を含む。構造１０６は、ロー・プロファイルを有し、それによってガントリの開口１３内にスクリーン１０１を配置することが可能になる。スクリーン１０１は、放射電磁界との干渉を防止するために、好適に非金属材料から作られており、回路を含んでいない。例示の実施態様においては、スクリーン１０１がミラー表面を有し、イメージ・ソース１０４がフラット・パネル・スクリーン（またはモニタ・スクリーン）を有する。使用の間、イメージ・ソース１０４がプロセッサ５４からイメージ・データを受信し、それに応答してグラフィクスを表示する。そのグラフィクスがミラー表面によって反射され、患者１６は、ミラー表面１０２の方向を注目することによって反射されたグラフィクスを見ることができる。別の実施態様においては、スクリーン１０１が非ミラー（たとえば、非反射）表面を有することができる。その種の場合においては、イメージ・ソース１０４をフラット・パネルまたはスクリーンとすることに代えて、イメージ・ソース１０４が、その表面上にイメージを投影するイメージ投影機を含む。また別の実施態様においては、イメージ・ソース１０４が、観察表面にイメージ信号を送信するための光ファイバを含むことができる。その場合には、スクリーン１０１をメガネまたはゴーグルのコンポーネントとすることが可能であり、観察表面がメガネまたはゴーグルの内側の面になる。別のタイプのイメージ・ソースを代替実施態様において使用することも可能である。たとえば、追加の実施態様においては、スクリーン１０１自体をＬＣＤスクリーン（イメージ・ソース）とすることが、そのエレクトロニクスが有意に放射電磁界と干渉しないことを前提として可能である。その種の場合には、患者指示デバイス１００がイメージ・ソース１０４を含まない。上記の患者指示デバイス１００の実施態様は、この出願と同時出願の『ペイシェント・マルチメディア・ディスプレイ（Ｐａｔｉｅｎｔ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｄｉｓｐｌａｙ）』と題された同時出願の米国特許出願に記述されている。このほかの表示メカニズムについても、それが、患者１６がイメージ信号を受け取ることができる観察表面を提供する限りにおいて使用することが可能である。例示の実施態様においては、スクリーン１０１内に示されるイメージ／グラフィクスが、ガントリ１２が患者１６の周囲を回転してイメージ・データを収集する間、患者の呼吸を（たとえば、患者１６に息こらえ、吸入、および／または呼出を指示することによって）制御する視覚信号を与え、それによって呼吸サイクルの規定の段階に対応するＣＴイメージ・データが獲得されることを保証する。しかしながら別の実施態様においては、スクリーン１０１内に示されるイメージ／グラフィクスを、患者１６に対して別のタスク（１つまたは複数）の実行を指示するべく構成できる。
【００２７】
システム１０は、患者１６の部位の位置をモニターし、それに応答して位置信号を生成するための位置モニター・システム２００も含む。この位置信号がプロセッサ５４に送信され、それがイメージ・ソース１０４に患者の部位の位置を表す視覚的インジケータを生成させる。例示の実施態様においては、位置モニター監視システム２００が、患者１６上に配置されたマーカ・ブロック２０２、およびプロセッサ５４に結合された光学デバイス２０４を含む。光学デバイス２０４は、カメラまたはそのほかのイメージング・デバイスとすることができ、マーカ・ブロック２０２のイメージを検知するべく構成される。マーカ・ブロック２０２は、可視または不可視波長によらず光を反射することが可能な反射または再帰反射材料を好適に含む。マーカ・ブロック２０２は、その表面上に複数の再帰反射要素２０３を伴う矩形形状を有する。あるいはマーカ・ブロック２０２を、基準位置のサイズ、間隔、および位置を光学デバイス２０４が見ることが可能であり、かつマーカ・ブロック２０２の位置を正確に示すイメージを生成するように構成される限り、半球形状、またはディスク形状等の別の形状とすることもできる。
【００２８】
位置モニター・システム２００を使用するときは、１つまたは複数のマーカ・ブロック２０２が患者１６の上に配置されるか、または固定され、マーカ・ブロック（１つまたは複数）２０２の検知に光学デバイス２０４が使用される。光学デバイス２０４は、マーカ・ブロック（１つまたは複数）２０２上のマーカ要素についてイメージ座標のセットを生成する。マーカ・ブロック（１つまたは複数）２０２上にあるマーカ要素の位置および距離は、同一のそれぞれのマーカ・ブロック（１つまたは複数）２０２上のほかのマーカ要素に関して既知である。記録されたイメージ・フレーム上のマーカ要素の位置およびそれらの間の距離を、基準位置および位置監視システム２００のために記憶されたイメージと比較することによって、マーカ・ブロック（１つまたは複数）２０２の絶対位置および向きを高い精度で決定することができる。これがまた、マーカ・ブロック（１つまたは複数）２０２が取り付けられている患者の位置または患者の身体の位置についての正確な位置および向きの評価を提供する。その種の、および類似の生理的ゲート・システムは特許文献２、特許文献３（２００１年６月２６に出願された米国特許出願）の中で記述されており、その全開示は、ここに組み込まれる。
【特許文献２】米国特許第６，６２１，８８９号明細書
【特許文献３】米国特許出願第０９／８９３，１２２号明細書、
【００２９】
ここで注意が必要であるが、このほかのタイプの患者位置モニター・システムを使用することも可能である。たとえば代替実施態様においては、光学システムの使用に代えて別のデバイス、たとえば肺活量計、ひずみ計、レーザ・センサ、圧力センサ、またはそのほかの位置および活動状態モニター分野において周知の任意のデバイスを使用して、手順の間における患者の動作または活動状態の検知および／または測定に使用することができる。
【００３０】
患者指示インターフェース
ＣＴイメージ取り込み手順の間、複数のガントリ回転角度におけるＣＴイメージ・データを生成するためにＸ線源２０が患者１６の周囲を回転するとき、患者１６の１つまたは複数の呼吸状態がガントリ１２の回転と同期され、それによって規定のガントリ角度において所望のイメージ品質の獲得が可能になるように患者自身の呼吸を制御するべく患者指示デバイス１００が使用されて患者１６がガイドされる。特に、プロセッサ５４は、イメージ・ソース１０４に、光学デバイス２０４から受信した信号／データおよびガントリ１２（または放射線源２０）の回転位置を基礎として手順の間に患者１６に指示を与えるための視覚信号を提供させるべく構成（たとえばプログラム）される。
【００３１】
図２Ａ〜２Ｃは、ガントリ１２が患者１６の周囲を回転してイメージ・データを収集するときの患者の呼吸波形の例を示している。ガントリ１２が、最初の回転の間に患者１６の周囲を第１の方向に３６０°回転するとき、患者１６は、複数の呼吸周期を経験する（その振幅が曲線３６０によって表現されている）。患者の吸入レベルが規定の評価基準を満たすと（たとえば、それぞれ３５０、３５２で表された最低規定吸入レベルと最高規定吸入レベルの間にある場合）、プロセッサ５４が放射線源２０を付勢して放射線ビームを発射させ、ＣＴイメージ・データを生成する。同様に、患者の吸入レベルが境界３５０、３５２の外に落ちるとき、プロセッサ５４は放射線源２０を消勢してＣＴイメージ・データの生成を終了する。あるいは、患者の吸入レベルが規定の範囲外に落ちるときであっても、放射線源２０は、複数のガントリ回転角度で放射線を連続的に送出することができる。その種の場合にプロセッサ５４は、収集されるＣＴイメージ・データの記録を維持し、断層撮影イメージ（１つまたは複数）の再生のために所望のＣＴイメージ・データだけ（たとえば、所望の呼吸レベルに対応するＣＴイメージ・データ）を選択する。
【００３２】
図２Ａに示されているとおり、最初のガントリの回転の間、５０°〜１２０°、２１０°〜２７５°、および３２５〜３６０°（バー３７０の白抜き部分３７２ａ、３７２ｂ、３７２ｃによってそれぞれ表されている）の間にあるガントリ角度でＣＴイメージ・データが収集され、バー３７０のハッチング部分３７４ａ、３７４ｂ、３７４ｃによって表される残りのガントリ角度においてＣＴイメージ・データの収集が望まれている。
【００３３】
次のガントリ回転の間にガントリ１２が（たとえば逆方向に）回転し、規定の評価基準を満たす患者の吸入レベル（たとえば、規定レベル３５０、３５２の間にある吸入レベル）に対応するガントリ角度において追加のＣＴイメージ・データが収集される。図２Ｂに示されているとおり、２回目のガントリ回転の間に、患者指示デバイス１００の補助を伴って患者１６が患者自身の呼吸を部分３７４ａ〜３７４ｃに整合させる努力を行うことによって、追加のＣＴイメージ・データを収集させるべく試みる。その結果として、最初のガントリ回転ではイメージ・データ（または望ましいイメージ・データ）が獲得されなかったガントリ角度において、追加のＣＴイメージ・データが収集される。図示されている例のＣＴイメージ・データにおいては、グラフ内に示されている部分３７６ａ、３７６ｂ、３７６ｃに対応する０°〜５０°、１４０°〜２１０°、および２６０°〜３３０°の間のガントリ角度でＣＴイメージ・データが収集され、ハッチング部分３７８ａ、３７８ｂ、３７８ｃによって表される残りのガントリ角度においてＣＴイメージ・データの収集が望まれている。
【００３４】
いくつかの実施態様においては、１ガントリ回転から収集されるＣＴイメージ・データを別のガントリ回転から収集されるＣＴイメージ・データにオーバーラップさせることが望ましい場合がある。たとえば、最初のガントリ回転の間にガントリ回転角度２１０°〜２７５°の間（部分３７２ｂに対応する）におけるイメージ・データが収集され、２回目のガントリ回転の間にガントリ回転角度１４０°〜２１０°の間（部分３７６ｂに対応する）においてイメージ・データが収集されているが、これら２つの部分３７２ｂ、３７６ｂの間の継ぎ目において、またはそれに隣接して追加のイメージ・データが収集されることが望ましい場合がある。したがって図示されている例においては、ハッチング部分３７８ｃは、オーバーラップするイメージ・データが希望されているガントリ回転の部分に対応するとして示されている。同様のことが、部分３７８ａおよび部分３７８ｂの一部についても当て嵌まる。代替実施態様においては、１ガントリ回転から収集されるＣＴイメージ・データが別のガントリ回転から収集されるＣＴイメージ・データとオーバーラップすることは必要とされない。
【００３５】
次のガントリ回転の間に、ガントリ１２が（たとえば、最後の回転と逆方向に）回転し、規定の評価基準を満たす患者の吸入レベルに対応するガントリ角度における追加のＣＴイメージ・データが収集される。図２ｃに示されているとおり、３回目のガントリ回転の間に、患者指示デバイス１００の補助を受けて患者１６が患者自身の呼吸を部分３７８ａ〜３７８ｃに整合させる努力を行うことによって、追加のＣＴイメージ・データを収集させるべく試みる。その結果として、初回および２回目のガントリ回転ではイメージ・データ（または望ましいイメージ・データ）が獲得されなかったガントリ角度において追加のＣＴイメージ・データが収集される。図示されている例においては、ガントリ回転の部分３８０ａ、３８０ｂ、３８０ｃにおいてＣＴイメージ・データが収集される。すべての希望されたイメージ・データが収集されると、ＣＴイメージ・データ取り込み手順が終了する。図示されている例においては、３ガントリ回転を行うガントリ１２を参照してＣＴイメージ・データ取り込み手順が説明されているが、ＣＴイメージ・データ取り込み手順が３より多く、または少ないガントリ回転を必要としてもよいことは理解されるものとする。
【００３６】
すでに述べたとおり、患者指示デバイス１００は、ＣＴイメージ・データ取り込み手順の間に患者１６が、患者自身の呼吸を制御することを補助またはガイドする。図３Ａ〜３Ｃは、本発明のいくつかの実施態様に従って患者１６に指示を与えるためのユーザ・インターフェース３００を例示している。ユーザ・インターフェース３００は、患者の活動の状態／結果を示すための第１のインジケータ（表示オブジェクト）３０２、および患者の活動の目標とする状態／目標とする結果を示すための第２のインジケータ（表示オブジェクト）３０４を含む。第１および第２のインジケータ３０２、３０４は、患者指示デバイス１００のスクリーン１０１内に表示される。第１のインジケータ３０２はバーを含み、スクリーン１０１に関するその位置が、患者１６の呼吸レベルを表す。図示されている実施態様においては、光学デバイス２０４がマーカ・ブロック２０２のイメージを生成し、イメージ信号をプロセッサ５４に送信する。プロセッサ５４は、このイメージ信号を分析してマーカ・ブロック２０２の位置および／または向きを決定し、イメージ・ソース１０４に、決定されたマーカ・ブロック２０２の位置および／または向きを示すか、またはそれに関連付けされたスクリーン１０１内の位置に第１のインジケータ３０２を表示させる信号を出力する。したがって患者１６が呼吸を行うと、マーカ・ブロック２０２が患者の呼吸に応答して移動し、続いてプロセッサ５４が患者の呼吸に一致させて第１のインジケータ３０２を移動させる。図示されている実施態様においては、患者１６が吸入を行うと第１のインジケータ３０２が第１の方向３１２に移動し、患者１６が呼出を行うと第１のインジケータ３０２が第２の方向３１４に移動する。
【００３７】
図３Ａに示されているとおり、第２のインジケータ３０４は、第１のライン３０８および第２のライン３１０を有するバー３０６を含む。第１のライン３０８は規定の呼吸の最低吸入レベルを表し、第２のライン３１０は規定の呼吸の最高吸入レベルを表す。またバー３０６は、ＣＴイメージ・データの収集が希望されているガントリ角度の範囲の少なくとも一部を表す長さ３１８を有する。いくつかの実施態様においては、バー３０６の長さが、ＣＴイメージ・データの収集が希望されているガントリ角度の全範囲を表す。それに代わるスクリーン１０１内に表示されるバー３０６は、バー３０６がスクリーン１０１にわたって移動するとき、ＣＴイメージ・データの収集が希望されているガントリ角度の全範囲の異なる部分（１つまたは複数）を表す。使用の間は、プロセッサ５４が瞬時的なガントリ角度の読み値を受信し、その瞬時的なガントリ角度を基礎としてバー３０６（またはその少なくとも一部（１つまたは複数））を生成する。バー３０６は、ガントリ１２（または放射線源２０）の回転と同期して矢印３１１によって示される方向に移動する。患者１６は、吸入によって第１および第２のライン３０８、３１０の間に第１のインジケータ３０２を移動し、息をこらえることによって第１および第２のライン３０８、３１０の間に第１のインジケータ３０２を維持するべく（放射線手順の前または間のいずれかにおいて）指示される。
【００３８】
患者１６によって第１のインジケータ３０２が第１および第２のライン３０８、３１０の間に位置決めされると、プロセッサ５４は『オン』信号を送信して放射線源２０を付勢し、それによってＣＴイメージ・データを作成する。放射線源２０は、第１のインジケータ３０２が第１および第２のライン３０８、３１０の間（ＣＴイメージ・データを収集するための所望の呼吸状態を表す）にある限り、患者１６の周囲のガントリ１２の回転に従って複数のガントリ回転角度において付勢される。患者１６が患者自身の呼吸を規定範囲の呼吸レベル内でこらえなくなると、患者１６は呼出を行うことになり、第１のインジケータ３０２を吸入レベルの規定範囲の外に移動することになる。その場合にはプロセッサ５４が『オフ』信号を送信して放射線源２０を消勢し、放射線の送出を停止する。この種の特徴は、患者１６に与えられる放射線の量を最小化できることから有利である。しかしながら他の実施態様においては、第１のインジケータ３０２が吸入レベルの規定範囲の外に移動したときであっても、放射線源２０が複数のガントリ回転角度において放射線の送出を続けることができる。その場合にはプロセッサ５４が、収集されるＣＴイメージ・データの記録を維持し、断層撮影イメージ（１つまたは複数）の再生のために所望のイメージ・データ（たとえば、所望の呼吸レベルに対応するイメージ・データ）だけを選択する。
【００３９】
図３Ｂに示されているとおり、患者１６が第１のインジケータ３０２を第１および第２のライン３０８、３１０の間に移動した後、バー３０６の第１のインジケータ３０２がバー３０６と交差する部分３２０の色が変化する（または、変化した色が背景色と類似しているときには取り除かれたように見える）。部分３２０は、ＣＴイメージ・データが収集されたガントリ角度の規定範囲の部分を表し、バー３０６の残りの部分（１つまたは複数）３２２は、まだＣＴイメージ・データの収集が希望されているガントリ角度の規定範囲の部分（１つまたは複数）を表す。バー３０６がガントリ１２の回転と同期して方向３１１に移動していることから、患者１６が患者自身の呼吸を制御して第１のインジケータ３０２を第１および第２のライン３０８、３１０の間に維持している限り、バー３０６のより多くの部分の色が変化する（または部分３２０が成長する）。
【００４０】
患者１６が呼出を行うと、それに応答して第１のインジケータ３０２は第１および第２のライン３０８、３１０の間の位置の外に移動し、バー３０６の変化が終了する。しかしながらバー３０６は、ガントリ１２の回転と一致して引き続き方向３１１に移動する。患者１６は、第１および第２のライン３０８、３１０の間に第１のインジケータ３０２を移動する吸入のステップを反復し、再びバー３０６の別の部分の色を変化させ（または取り除き）、それによって追加のガントリ回転角度においてＣＴイメージ・データを収集させることができる。たとえばＣＴイメージ・データ取り込み手順の間において、患者１６は複数回にわたって吸入および呼出を行うことが可能であり、その結果、バー３０６の複数の部分３２０ａ、３２０ｂの色が変化し（または取り除かれ）、バー３０６の残りの部分３２２ａ、３２２ｂが、まだＣＴイメージ・データの収集が希望されているガントリ角度の規定範囲の部分を表す（図３Ｃ）。いくつかの実施態様においては、追加の（またはオーバーラップする）ＣＴイメージ・データが（たとえば、部分３２２ａと部分３２２ｂの間の境界面によって表される角度に隣接するガントリ角度の範囲において）収集されるようにバー３０６に対する調整を行うべくプロセッサ５４が構成される。たとえば、プロセッサ５４を、取り除かれる部分３２０の少なくとも一部をハッチング部分３２２に戻すべく構成することが可能である。
【００４１】
図示されている実施態様においては、適応しない患者の呼吸の結果としてもたらされるカバーされなかったガントリ角度区間が、次のガントリ回転のためのバー３０６の構成（たとえば、残りの部分（またはインジケータ・ボックス）３２２の間隔および長さ）を定義する。バー３０６の残りの部分（１つまたは複数）が２度目に（２回目のガントリ回転に対応する）第１のインジケータ３０２に近づいたとき、患者１６は、呼吸ステップ（１つまたは複数）を反復して、以前にＣＴイメージ・データが収集されなかった残りのガントリ角度において追加のＣＴイメージ・データを収集させる試みを行うことができる。患者１６がバー３０６の全体の色を変化させる（または、バー３０６の全体が取り除かれる）まで、すなわちすべての規定のガントリ回転角度においてＣＴイメージ・データが収集された状態が示されるまで、ガントリ１２は追加の回転を継続し、ユーザ・インターフェース３００はバー３０６の残りの部分の表示を（たとえば、瞬時的なガントリ角度の読み値を基礎として）継続する。
【００４２】
第１のインジケータ３０２を提供することは、それが患者１６に、その患者によって実行された活動の結果と、その活動によって達成されることが望まれている第１の目標とする結果との間における関係を知らせ、それによって患者１６が活動を実行する間に患者自身を規定に合わせることが可能になることから利点がある。たとえば患者１６は、患者１６によって観察されるとおりの第１のインジケータ３０２の位置を基礎としてより強く、またはより少なく呼吸することができる。それに加えて、第２のインジケータ３０４を提供することもまた有利であり、それは患者１６に、時間と活動によって達成されることが望まれる目標の結果との間における関係を知らせ、それによって患者１６が、達成されることが望まれる目標の結果に対する患者自身の意識を基礎として、いつ特定のタスクを実行するかについて決定できるからである。これら２つの特徴の組み合わせは、患者が、ガントリ角度の規定の範囲（１つまたは複数）においてＣＴイメージ・データが効率的に収集できるように患者自身の呼吸を制御することを可能にする。
【００４３】
ここで注意すべきであるが、ユーザ・インターフェース３００は、上に述べた例によって限定されるべきではなく、他の実施態様においてユーザ・インターフェース３００は別の構成を有することは可能である。図４は、ユーザ・インターフェース３００の変形を例示している。この種の場合においては、直線のプロファイルを有することに代えて、バー３０６は、円の部分に似ているプロファイルを有する。バー３０６の弧の角度は、ＣＴイメージ・データの収集が希望されるガントリ角度の規定範囲に対応する。使用の間は、ガントリ１２（または放射線源２０）の回転に対応する方向および速度で、中心３９０の周囲を（弧の形式の）バーが回転し、患者１６に、前述と同様に第１のインジケータ３０２がバー３０６と交差するように第１の方向３１２に第１のインジケータ３０２を（たとえば、吸入によって）移動することが（放射線手順の前または間のいずれかにおいて）指示される。当初バー３０６は第１の色（例においてはハッチングによって表されている）を有する。患者１６が第１のインジケータ３０２とバー３０６を交差させることに成功すると、バー３０６の部分（１つまたは複数）３２０の色が変化し（または取り除かれ）、対応するガントリ角度におけるＣＴイメージ・データが収集されたことを患者１６に示す。患者１６は、すべての規定のガントリ角度においてＣＴイメージ・データが収集されるまで、中心３９０の周囲をバー３０６が（連続的に一方向に、または前後する態様で）回転するに従って患者自身の呼吸の制御を継続して第１のインジケータ３０２と残りの部分（１つまたは複数）３２２を交差させる。他の実施態様においては、バー３０６を、弧とする代わりに完全な円にすることができる。
【００４４】
上記の実施態様においては、ユーザ・インターフェース３００は、吸入レベルの範囲を規定することによって患者の呼吸をガイドするべく構成されている。代替実施態様においては、呼出レベルの範囲を規定することによって患者の呼吸をガイドするべくユーザ・インターフェース３００を構成することができる。その種の場合には、ユーザ・インターフェース３００が、最低呼出レベルおよび最高呼出レベルを表す（前述した最低および最高の吸入ライン３０８、３１０に類似する）ラインを含む。
【００４５】
別の実施態様においては、吸入および呼出レベル両方の範囲を規定することによって患者の呼吸をガイドするべくユーザ・インターフェース３００を構成することができる。図５は、本発明の別の実施態様に従って患者に指示を与えるためのユーザ・インターフェース４００を例示している。ユーザ・インターフェース４００は、患者の活動の状態／結果を示すための第１のインジケータ（表示オブジェクト）４０２、および患者の活動の目標とする状態／目標とする結果を表すための複数のインジケータ（表示オブジェクト）４０４を含む。インジケータ４０２、４０４は、患者指示デバイス１００のスクリーン１０１内に表示される。第１のインジケータ４０２はバーを含み、スクリーン１０１に関するその位置が、患者１６の呼吸レベルを表す。図示されている実施態様においては、光学デバイス２０４がマーカ・ブロック２０２のイメージを生成し、イメージ信号をプロセッサ５４に送信する。プロセッサ５４は、このイメージ信号を分析してマーカ・ブロック２０２の位置および／または向きを決定し、イメージ・ソース１０４に、決定されたマーカ・ブロック２０２の位置および／または向きを示すか、またはそれに関連付けされたスクリーン１０１内の位置に第１のインジケータ４０２を表示させる信号を出力する。したがって患者１６が呼吸を行うと、マーカ・ブロック２０２は患者の呼吸に応答して移動し、続いてプロセッサ５４は患者の呼吸に一致させて第１のインジケータ４０２を移動させる。
【００４６】
図５に示されているとおり、第１の目標４０４ａは、患者１６によって達成されることが希望される規定の吸入レベルを表す。目標４０４ａは、それぞれ最低吸入レベル４２０および最高吸入レベル４２２に対応する底辺および上辺を有する。類似のことが目標４０４ｃにも当て嵌まる。第２の目標４０４ｂは、患者１６によって達成されることが希望される規定の呼出レベルを表す。目標４０４ｂもまた上辺および底辺を有し、それぞれ最低呼出レベル４２４および最高呼出レベル４２６に対応する。いくつかの実施態様においては、手順における特定の必要性に応じて連続する目標４０４の距離（たとえば、距離４３０、４３２）を調整することができる。また別の実施態様においては、目標の長さを調整することも可能であり、たとえば、息こらえが希望されていることを示すべくより長く調整される。いくつかの実施態様においては、規定の吸入レベル、規定の呼出レベル、および距離４３０、４３２はユーザ固有であり、トレーニング・セッションの間に決定することができる。これは、インターフェースが、患者が実行することに慣れた呼吸の方法を規定することから患者をより不安のない状態にすることになる。
【００４７】
インターフェース４００の使用の間は、目標４０４は、矢印４１１によって示される方向にガントリ１２（または放射線源２０）の回転と同期して移動する。患者１６は、スクリーン１０１にわたって目標４０４が移動するに従い、たとえば交互に吸入および呼出することによって第１のインジケータ４０２を移動して目標４０４と交差させ、それによって患者の呼吸周期の実質的にすべての段階を制御するべく（放射線手順の前または間のいずれかにおいて）指示される。その種の結果は、呼吸周期の異なる規定の段階についてイメージ・データのセットの収集が希望されており、患者の呼吸周期が可能な限り一定であること、および周期的な呼吸運動の段階が任意の与えられた時間においてガントリ角度と同期していることが必要とされる場合に特に望ましい。図示されている実施態様においては、プロセッサ５４は、第１のインジケータ４０２が目標（目標４０４のうちの１つ）と交差するときに放射線源２０を付勢してイメージ・データを生成し、第１のインジケータ４０２が目標から逸れるときに放射線源２０を消勢するべく構成される。いくつかの実施態様においては、呼吸周期が分割される数Ｎを医師が規定することができる。その種の場合においては、プロセッサ５４は、呼吸周期のＮ個の規定の段階のそれぞれについてイメージ・データのセットを収集することが可能になるように、患者指示インターフェース４００を介して適切な視覚信号を提供し、かつガントリ制御器４０にタイミング信号を提供するべく構成される。
【００４８】
別の実施態様においては、呼吸周期のＮ個の段階のそれぞれについてＣＴイメージ・データを収集することに代えて、呼吸周期の所望の段階の範囲についてだけＣＴイメージ・データが収集される。たとえば呼吸周期がＮ＝３の区間に分割されるが、呼吸周期の最初の１／３だけについてＣＴイメージ・データの収集が希望されることがある。その種の場合においては、相応じて患者指示インターフェース４００を、患者１６が適切な時間において患者自身の呼吸を制御して呼吸周期の最初の１／３についてすべての所望のＣＴイメージ・データの収集が可能となるように、患者１６に対して適切な視覚信号を提供するべく構成することができる。さらにいくつかの場合においては、対象とする段階（１つまたは複数）のために完全に３６０°を覆うデータを有する上記と、その代わりとして、すぐに使えるという目的のために充分な品質のイメージを生成する上で充分な数の角度からそれらの段階（１つまたは複数）のためのデータを有することによって、より少ない回転を使用することができる。
【００４９】
呼吸周期のすべての規定の段階についてＣＴイメージ・データが収集されると、ＣＴイメージ・データ収集プロセスが終了され、収集されたＣＴイメージ・データを使用してＣＴイメージが再生される。ＣＴイメージの再生は、この分野で周知の技術または方法を使用して実行することができる。１つの実施態様においては、プロセッサ５４は、ＣＴイメージ・データが取り込まれた呼吸周期の段階セグメントに従ってそのソーティングを行い、呼吸周期の所定の段階に対応するデータが結合されてその段階のためのイメージを再生するように、収集されたＣＴイメージ・データを同期させる。呼吸周期のすべての段階についてＣＴイメージが再生された後は、それらのＣＴイメージを順番に表示してビデオを構成することができる。
【００５０】
ここで注意すべきであるが、ユーザ・インターフェース４００が上述した例によって限定されることはなく、他の実施態様においてユーザ・インターフェース４００は別の構成を有することが可能である。たとえばユーザ・インターフェース４００は、ブロックの形式の目標４０４に代えて、他の実施態様においては、達成されるべき所望の呼吸波形を表す曲線４５０（図６）を表示することができる。その種の場合においては、曲線４５０はスクリーン１０１にわたって方向４１１に移動するべく構成され、患者１６は、曲線４５０がスクリーン１０１にわたって移動するとき、可能な限り曲線４５０上に第１のインジケータ４０２がとどまるように、たとえば吸入および呼出によって第１のインジケータ４０２を移動するように（放射線手順の前または間のいずれかにおいて）指示される。図示されている例においては、曲線４５０は正弦波に似た形状を有しているが、別の実施態様においてはカスタム化された形状等の別の形状を有することが可能である。たとえば、曲線４５０の形状を各患者に固有とすること、およびトレーニング・セッションにおいてそれを獲得することが可能である。図示されている実施態様においては、プロセッサ５４は、第１のインジケータ４０２が曲線４５０と交差するときには放射線源２０を付勢する『オン』信号を送信してＣＴイメージ・データを生成するために放射線を放射させ、第１のインジケータ４０２が曲線４５０と交差しないときには放射線源２０を消勢する『オフ』信号を送信する。いくつかの実施態様においては、所望のガントリ回転角度において呼吸周期の規定の段階のためにイメージ・データが収集された後、プロセッサ５４は曲線４５０の対応する部分の色を変更し（または取り除き）、対応するガントリ角度についてイメージ・データが収集されたことを示すことができる。ユーザ・インターフェース４００は、すべての規定されたガントリ回転角度について、および呼吸周期のすべての規定の段階についてＣＴイメージ・データが収集されるまで、スクリーン１０１にわたる曲線４５０の表示を継続し、患者１６は、呼吸によって第１のインジケータ４０２の操作を継続する。
【００５１】
図７は、ユーザ・インターフェース４００の変形を示しており、これは、第１の辺５０２および第２の辺５０６を有する曲線５００を含む。その種の場合においては、曲線５００がスクリーン１０１にわたって方向４１１に移動するべく構成され、患者１６は、曲線５００がスクリーン１０１にわたって移動するとき、第１のインジケータ４０２が第１および第２の辺５０２、５０６の間にとどまるように、たとえば吸入および呼出によって第１のインジケータ４０２を移動するように（放射線手順の前または間のいずれかにおいて）指示される。辺／境界５０２、５０６は、イメージ・データが収集されることになる規定の呼吸レベルの範囲を表す距離５０４によって離隔されている。距離５０４は、曲線５００の長さに沿って一様とすること、またはそれに代えて、曲線５００の長さに沿って変化させることが可能である。図示されている例においては、曲線５００が正弦波に似た形状を有しているが、別の実施態様においてはカスタム化された形状等の別の形状を有することができる。図示されている実施態様においては、プロセッサ５４は、第１のインジケータ４０２が曲線５００の境界５０２、５０６の内側にあるときには放射線源２０を付勢する『オン』信号を送信してＣＴイメージ・データを生成するために放射線を放射させ、第１のインジケータ４０２が境界５０２、５０６の外側にあるときには放射線源２０を消勢する『オフ』信号を送信する。いくつかの実施態様においては、所望のガントリ回転角度において呼吸周期の規定の段階のためにイメージ・データが収集された後、プロセッサ５４は曲線５００の対応する部分の色を変更し（または取り除き）イメージ・データが収集されたことを示すことができる。ユーザ・インターフェース４００は、すべての規定されたガントリ回転角度について、および呼吸周期のすべての規定の段階についてＣＴイメージ・データが収集されるまで、スクリーン１０１にわたる曲線５００の表示を継続し、患者１６は、呼吸によって第１のインジケータ４０２の操作を継続する。
【００５２】
患者指示インターフェースのいくつかの例を説明したが、本発明の範囲がそのように限定されるべきでないことに注意すべきである。他の実施態様においては、ユーザ・インターフェース３００、４００は、患者によって実行された活動の結果と、その活動によって達成されることが望まれている第１の目標とする結果との間における関係、および／または時間と活動によって達成されることが望まれている目標とする結果との間における関係を患者に知らせるための別の構成を有することが可能である。たとえば、他の実施態様においては、バー（たとえばバー３０６）に代えて、患者１６に指示を与えるための異なる形式を有するオブジェクトを表示するべくプロセッサ５４を構成することができる。この明細書で使用する場合に、用語『オブジェクト』は、グラフ、テキスト、数字、メッセージ、記号、ライン、バー、または幾何学的もしくはカスタム化された形状を有する任意のオブジェクト等、任意のアイテムを含むことが可能である。別の実施態様においては、表示されるオブジェクトに代えて、『オブジェクト』を、光学デバイスによって発せられる１つまたは複数の光とすることができる。また各インジケータをオブジェクトとすることに代えて、別の実施態様においては、２つまたはそれより多くのインジケータを単一のオブジェクトによって表現するか、またはそれに代えてインジケータを２つまたはそれより多くのオブジェクトによって表現することもできる。それに加えて、別の実施態様においては、患者の吸入（または呼出）レベルが最低規定レベルに到達したときに、その患者の吸入（または呼出）レベルがどの程度その最低規定レベルを超えるかとは無関係にＣＴイメージ・データを収集させるようにプロセッサ５４を構成することができる。その種の場合においては、ユーザ・インターフェースは、最高吸入（または呼出）レベルを表すためのインジケータを有していない。
【００５３】
さらに別の実施態様においては、患者指示デバイス１００はさらにスピーカを含む。その種の場合においては、患者１６に指示を与えるための聴覚信号（１つまたは複数）をスピーカに送出させるべくプロセッサ５４を構成することができる。また、ここで記述した実施態様のいずれかにおいて、所望のタスクが患者１６によって実行されたときに視覚信号または聴覚信号を提供するべくプロセッサ５４を構成することもできる。たとえば視覚信号を得点とし、聴覚信号をゲーム・サウンドとして患者１６に指示を与えるためのゲーム・インターフェースを提供することが可能であり、それによってイメージ取り込み手順をより愉快にして患者１６を参加させることができる。
【００５４】
コンピュータ・システム・アーキテクチャ
図８は、本発明の実施態様を実施することができるコンピュータ・システム８００の実施態様を例示したブロック図である。コンピュータ・システム８００は、情報を伝達するためのバス８０２またはそのほかの伝達メカニズム、および情報を処理するためのバス８０２に結合されたプロセッサ８０４を含む。プロセッサ８０４は、図１のプロセッサ５４の一例、またはそれに代えて、プロセッサ５４のコンポーネントの一例とすることができる。またコンピュータ・システム８００は、情報およびプロセッサ８０４によって実行されることになるインストラクションを記憶するためのバス８０２に結合されたランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）またはそのほかの動的ストレージ・デバイス等の主メモリ８０６も含む。主メモリ８０６は、一時的な変数またはそのほかの、プロセッサ８０４によって実行されることになるインストラクションの実行間における中間情報の記憶のためにも使用され得る。さらにコンピュータ・システム８００は、プロセッサ８０４のための静的な情報およびインストラクションを記憶するためのバス８０２に結合された読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）８０８またはそのほかの静的ストレージ・デバイスを含む。磁気ディスクまたは光ディスク等のデータ・ストレージ・デバイス８１０は、情報およびインストラクションの記憶のために備えられ、バス８０２に結合されている。
【００５５】
コンピュータ・システム８００には、バス８０２を経由して、ユーザに対して情報を表示するための陰極線管（ＣＲＴ）等のディスプレイ８７を結合することができる。英数およびそのほかのキーを含む入力デバイス８１４が、プロセッサ８０４に対して情報およびコマンドの選択を伝達するためにバス８０２に結合されている。別のタイプのユーザ入力デバイスは、マウス、トラックボール、またはカーソル方向キーといった、方向情報およびコマンドの選択をプロセッサ８０４に伝達するため、およびディスプレイ８７上におけるカーソルの動作を制御するためのカーソル制御器８１６である。この入力デバイスは、通常、２軸、すなわち第１の軸（たとえばＸ）および第２の軸（たとえばｙ）内において２つの自由度を有し、それによりこのデバイスは平面内の位置を指定することが可能になる。
【００５６】
本発明の実施態様は、患者に指示を与えるために視覚信号を生成するためのコンピュータ・システム８００の使用に関する。本発明の１つの実施態様によれば、その種の使用が、主メモリ８０６内に収められている１つまたは複数のインストラクションの１つまたは複数のシーケンスを実行するプロセッサ８０４に応答してコンピュータ・システム８００によって提供される。その種のインストラクションは、ストレージ・デバイス８１０等の別のコンピュータ可読メディアから主メモリ８０６内に読み込まれるようにできる。主メモリ８０６内に収められているこれらのインストラクションのシーケンスの実行は、プロセッサ８０４に、ここで述べたプロセス・ステップを実行させる。マルチ‐プロセッシング構成において１つまたは複数のプロセッサを採用し、主メモリ８０６内に収められているインストラクションのシーケンスを実行してもよい。他の実施態様においては、ソフトウエア・インストラクションに代えて、またはそれとの組み合わせにおいてハード‐ワイヤード回路を採用し、本発明を実装することができる。このように本発明の実施態様は、ハードウエア回路およびソフトウエアの任意の特定の組み合わせに限定されない。
【００５７】
用語『コンピュータ可読メディア』は、ここで使用される場合、実行のためにプロセッサ８０４にインストラクションを提供することに関係する任意のメディアを言う。その種のメディアは、多くの形式を採ることができ、限定の意図ではないが、不揮発性メディア、揮発性メディア、および伝送メディアを含む。不揮発性メディアは、たとえばストレージ・デバイス８１０等の光または磁気ディスクを含む。揮発性メディアは、主メモリ８０６等の動的メモリを含む。伝送メディアは、同軸ケーブル、銅線、および光ファイバを含み、バス８０２を構成する線路もそれに含まれる。伝送メディアは、無線波および赤外線データ通信の間に生成されるような音響または光の波の形式を採ることも可能である。
【００５８】
コンピュータ可読メディアの一般的な形式は、たとえば、フレキシブル・ディスク、ハードディスク、磁気テープ、またはそのほかの任意の磁気メディア、ＣＤ‐ＲＯＭ、そのほかの任意の光学メディア、パンチカード、紙テープ、そのほかの孔のパターンを伴う任意の物理メディア、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、およびＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ、そのほかの任意のメモリ・チップまたはカートリッジ、後述する搬送波、またはコンピュータが読み取ることのできるそのほかの任意のメディアを含む。
【００５９】
実行のために１つまたは複数のインストラクションの１つまたは複数のシーケンスをプロセッサ８０４に伝える上で、種々の形式のコンピュータ可読メディアを伴うことがある。たとえば、当初、インストラクションがリモート・コンピュータの磁気ディスク上に収容されていることがある。そのリモート・コンピュータは、その動的メモリ内にそれらのインストラクションをロードし、モデムを使用し、電話回線を介してそれらのインストラクションを送信することができる。コンピュータ・システム８００のところにあるモデムは、電話回線上でそれらのデータを受信し、赤外線送信機を使用してそれらのデータを赤外線信号に変換することができる。バス８０２に結合されている赤外線受信機が、その赤外線信号内の搬送されたデータを受信し、そのデータをバス８０２上に載せる。バス８０２は、そのデータを主メモリ８０６に運び、そこからプロセッサ８０４がインストラクションを検索して実行する。主メモリ８０６によって受け取られたインストラクションは、オプションとして、プロセッサ８０４による実行前または後のいずれかにおいてストレージ・デバイス８１０上に記憶することができる。
【００６０】
コンピュータ・システム８００は、バス８０２に結合された通信インターフェース８１８も含む。この通信インターフェース８１８は、ローカル・ネットワーク８２２に接続されるネットワーク・リンク８２０と結合する２方向データ通信を提供する。この通信インターフェース８１８は、たとえば、対応するタイプの電話回線に対するデータ通信を提供する総合ディジタル通信網サービス（ＩＳＤＮ）カード、またはモデムとすることができる。別の例として、通信インターフェース８１８を、互換ＬＡＮに対するデータ通信接続を提供するローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）カードとすることもできる。ワイヤレス・リンクを実施としてもよい。任意のその種の実施において、通信インターフェース８１８が、種々のタイプの情報を表すデータ・ストリームを搬送する電気、電磁気、または光学信号を送受する。
【００６１】
ネットワーク・リンク８２０は、典型的に、１つまたは複数ネットワークを介して別のデバイスに対するデータ通信を提供する。たとえば、ネットワーク・リンク８２０は、ホスト・コンピュータ８２４、または放射線ビーム源または放射線ビーム源と動作可能に結合されたスイッチといった医療機器８２６に対する接続を、ローカル・ネットワーク８２２を介して提供することができる。ネットワーク・リンク８２０を介して運ばれるデータ・ストリームは、電気、電磁気、または光学信号とすることができる。コンピュータ・システム８００へ、およびそれからデータを運ぶ種々のネットワークを通る信号、およびネットワーク・リンク８２０上および通信インターフェース８１８を通る信号は、情報を運ぶ搬送波の例示的な形式である。コンピュータ・システム８００は、プログラム・コードを含めたメッセージの送信およびデータの受信を、ネットワーク（１つまたは複数）、ネットワーク・リンク８２０、および通信インターフェース８１８を介して行うことが可能である。
【００６２】
同期された態様で患者の呼吸を受動的に制御しつつ行うＣＴイメージの生成を参照してシステムおよび方法の実施態様を説明してきたが、このシステムおよび方法は、異なる医療（放射線源を含んでもよく、含まなくてもよい）または非医療手順における別の生理的運動の制御のためにも実施できることは理解されよう。それに加えて、ガントリ１２が、ＣＴイメージ・データの取り込みの間に患者１６の周囲で３６０°の回転を行うように説明されているが、必ずしもそのようにする必要はない。たとえば、完全円錐検出器が使用される場合においては、ガントリ１２が１８０°にビーム・パターンの角度を加えた角度で回転する間に、システム１０はデータを取り込むことができる。採用される特定のシステムおよび応用における特定の必要性に応じて、別の回転角度も使用できる。たとえば、いくつかの手順では、特定の規定のガントリ角度（１つまたは複数）においてイメージ・データ（たとえば、３Ｄ再生を実行する目的のためには不完全であることもある）を獲得することが望ましいとし得る。その種の場合においては、プロセッサ５４を、相応じて患者１６に指示を与えるための視覚信号（ガントリ角度の規定範囲（１つまたは複数）に対応する）をスクリーン１０１上に生成するべく構成することが可能である。また連続する回転の中で逆方向に交番してガントリ１２を回転することに代えて、他の実施態様においては、連続する回転の中で同一方向に回転するべくガントリ１２を構成することができる。さらにまたＣＴ手順に代えて、前述したユーザ・インターフェースまたは類似のユーザ・インターフェースを、層状断層撮影手順、ＭＲＩ手順、ＰＥＴ手順、またはそのほかの、複数のイメージ・データの生成が望まれるイメージング手順において実施することができる。したがって、ガントリ１２は、前述のとおりの回転可能構造に限定されるべきではなく、特定の応用または手順に応じてスライドまたは平行移動構成等の別の構成を有することができる。
【００６３】
以上、本発明の特定の実施態様を示し、説明してきたが、本発明がこれらの好ましい実施態様に限定されることは意図されていないことが理解されるものとし、また当業者には、本発明の思想および範囲から逸脱することなしに種々の変更および修正をなし得ることが自明となろう。たとえば、プロセッサ５４によって実行される動作は、本発明の範囲内においてハードウエアおよびソフトウエアの任意の組み合わせによって実行可能であり、『プロセッサ』の特定の定義を構成する特定の実施態様に限定されるべきではない。また、用語『イメージ』は、この明細書の中で使用される場合に、回路またはコンピュータ可読メディア内に記憶され得るイメージ・データを含み、視覚的に表示されるイメージ・データに限定されるべきではない。明細書および図面は、したがって、限定ではなく例示の意味において考慮されることになる。本発明は、特許請求の範囲に定義されるとおりの本発明の思想および範囲内に含めることができる変形例、修正例、および等価なものを保護することが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施態様を実施することが可能なコンピュータ断層撮影システムを図示した説明図である。
【図２】ガントリ回転角度に関して呼吸波形の例を図示した波形図である。
【図３】本発明のいくつかの実施態様に従ったユーザ・インターフェースを図示した説明図である。
【図４】本発明の別の実施態様に従った曲線バーを有するユーザ・インターフェースを図示した説明図である。
【図５】呼吸の規定された吸入および呼出レベルを表すグラフィクスを表示しているインターフェースを示した本発明の別の実施態様に従ったユーザ・インターフェースを図示した説明図である。
【図６】目標とする呼吸運動を表す曲線を表示しているインターフェースを示した本発明の別の実施態様に従ったユーザ・インターフェースを図示した説明図である。
【図７】本発明の別の実施態様に従ったユーザ・インターフェースを図示した説明図である。
【図８】本発明の実施態様を実施することができるコンピュータ・システムの実施態様を図示したブロック図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０  コンピュータ断層撮影イメージ取り込みシステム
１２  ガントリ
１３  開口（ボア）
１４  患者支持台
１６  患者
１８  制御システム
２０  Ｘ線源；放射線源
２４  検出器
４０  ガントリ回転制御器
５４  プロセッサ
５６  モニタ
５８  入力デバイス
８７  ディスプレイ
１００  患者指示デバイス
１０１  スクリーン
１０２  ミラー表面
１０４  イメージ・ソース
１０６  構造
２００  位置モニター・システム
２０２  マーカ・ブロック
２０３  再帰反射要素
２０４  光学デバイス
３００  ユーザ・インターフェース
３０２  第１のインジケータ
３０４  第２のインジケータ
３０６  バー
３０８  第１のライン
３１０  第２のライン
３１２  第１の方向
３１４  第２の方向
３１８  長さ
３２０  部分
３２２  残りの部分
３６０  曲線
３７０  バー
３９０  中心
４００  ユーザ・インターフェース（患者指示インターフェース）
４０２  第１のインジケータ
４０４  第２のインジケータ（目標）
４０４ａ  第１の目標
４０４ｂ  第２の目標
４０４ｃ  目標
４１１  矢印
４２０  最低吸入レベル
４２２  最高吸入レベル
４２４  最低呼出レベル
４２６  最高呼出レベル
４５０  曲線
５００  曲線
５０２  第１の辺；境界
５０４  距離
５０６  第２の辺；境界
８００  コンピュータ・システム
８０２  バス
８０４  プロセッサ
８０６  主メモリ
８１０  データ・ストレージ・デバイス（ストレージ・デバイス）
８１４  入力デバイス
８１６  カーソル制御器
８１８  通信インターフェース
８２０  ネットワーク・リンク
８２２  ローカル・ネットワーク
８２６  医療機器
３０８、３１０  第１および第２のライン
３５０、３５２  境界
４３０、４３２  距離
【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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【図８】
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【国際調査報告】
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