(57)【要約】  本発明は、医用撮像のためにガス流の流量に相当する差圧を発生させるための測定装置（３）に関するものであり、前記測定装置（３）は：  前記ガス流の流入口（５）及び流出口（６）と連通する長手方向流路（４）を備える中心本体（８）と、  前記中心本体を取り囲むケーシング（９）と、  上流圧力を測定するための第１空間（１０）、及び下流圧力を測定するための第２空間（１１）を画定するシール部材（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）と、を備え、前記第１及び第２空間の各空間は、前記長手方向流路のうちの少なくとも１つの長手方向流路と連通し、第３空間（１２）では、前記中心本体が加温される。  本発明は更に、医用撮像解析される患者の体の運動部位の位置を検出する装置だけでなく、このような検出装置を組み込んだ医用画像診断装置に関するものである。
2015529476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医用撮像のためにガス流の流量に相当する差圧を発生させるための測定装置（３）であって、前記測定装置（３）は少なくとも：
前記ガス流の流入口（５）、及び前記ガス流の流出口（６）と連通する長手方向流路（４）を備える中心本体（８）と、
前記中心本体（８）を取り囲むケーシング（９）と、
前記ケーシング（９）と前記中心本体（８）との間に配置されて、上流圧力を測定するための第１空間（１０）、及び下流圧力を測定するための第２空間（１１）を画定するシール部材（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）と、を備え、前記第１及び第２空間の各空間は、少なくとも１つの長手方向流路（４）と連通し、第３空間（１２）には、温度調整された流体が供給されて前記中心本体（８）を加温する、測定装置（３）。
【請求項２】
前記中心本体（８）及び前記ケーシング（９）が、互いに分解することができ、かつ互いに対して、前記中心本体及び前記ケーシングの長手軸線方向に沿って嵌合させることができる、請求項１に記載の測定装置（３）。
【請求項３】
前記中心本体（８）が、前記シール部材（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）の収容部（２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ）を画定し、かつ前記第１、第２、及び第３空間（１０，１１，１２）を画定する外周溝を備える、請求項１または２のいずれか一項に記載の測定装置（３）。
【請求項４】
前記中心本体（８）が、前記第３空間（１２）の内部に突出する熱伝導フィン（２５）を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の測定装置（３）。
【請求項５】
前記測定装置が、４つのリング状シール部材（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）を備え、これらのリング状シール部材は、互いのシール部材の間に、前記第１空間（１０）、前記第３空間（１２）、及び前記第２空間（１１）を順次画定する、請求項１から４のいずれか一項に記載の測定装置（３）。
【請求項６】
前記測定装置が、前記ケーシング（９）の外部と通じる空気導管（３８）内に配置され、かつ前記第３空間（１２）と連通する電気式空気加熱システム（４３，４６，４７）を備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の測定装置（３）。
【請求項７】
医用撮像解析される患者の体（２）の少なくとも１つの運動部位（６０）の位置を検出する装置（１）であって、前記装置（１）は、先行する請求項の一項に記載の測定装置（３）を備え、前記装置（１）は、前記上流圧力と前記下流圧力との差圧の測定値を表わすデータを供給するように配置される電子管理モジュール（３０）を備え、このデータを処理して、入力デジタル同期信号（４１）または出力デジタル同期信号（４２）に一致する前記患者の呼吸気量を表わすデータのデジタル信号（４０）を生成する、装置（１）。
【請求項８】
前記装置（１）が、前記測定装置（３）及び前記電子管理モジュール（３０）を収容する携帯型ケース（４９，５０）を備え、前記ケース（４９，５０）は、解析対象の前記部位からずれて位置する、請求項７に記載の検出装置（１）。
【請求項９】
前記装置（１）が吸入器（５１）を備え、前記患者は前記吸入器で呼吸し、この吸入器（５１）は、前記測定装置（３）と通じる前記流入口（５）にコネクタ（５３）を備える接続チューブ（５２）に接合され、前記測定装置（３）の流出口（６）は、外気と通じる空間と連通し、前記コネクタ（５３）及び前記測定装置（３）は、解析対象の前記部位（６０）からずれて位置する、請求項７または請求項８に記載の検出装置（１）。
【請求項１０】
陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）装置、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）診断装置、または磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）診断装置とすることができる少なくとも１つの医用撮像装置（３６）を備える医用画像診断装置（３５）であって、前記医用画像診断装置（３５）は、患者の体の少なくとも１つの運動部位（６０）の位置を検出する請求項７乃至９の一項に記載の検出装置（１）を備え、この部位（６０）は、前記検出装置（３）と通信する前記医用撮像装置（３６）によって解析される、医用撮像装置（３５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の技術分野は、ガス流を測定する装置の分野である。すなわち、本発明は、ガス流測定を医療分野に適用することに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯型のフライシュセル（Ｆｌｅｉｓｃｈ  ｃｅｌｌ）の原理は、ガス流を、上流圧力と下流圧力との差圧を利用して測定する手法として知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
医療用装置に使用される携帯型のフライシュセルを形成する装置の１つの不具合は、衛生上の理由により、これらの装置は普通、１回使用しただけで廃棄しなければならないことから、これらの装置のコストが非常に高く付くということである。
【０００４】
携帯型のフライシュセルを形成する装置の別の不具合は、これらの装置が、患者が導管で呼吸をするときの当該導管の近傍に配置される電熱素子を備えていることから、これらの装置を普通、厳正な安全基準に従う医療解析部位で使用することができないことである。一方、医療検査では、電磁波を排除するか、または電流が流れないようにするか、あるいは高密度の金属質量体を解析部位に置かないようにする必要がある。他方、安全基準は普通、患者に接触する素子の近傍で電流が流れることに関連する制限及び十分な電気絶縁状態を要求している。
【０００５】
本発明の目的は、先行技術によるこれらの不具合のうちの１つの不具合、または幾つかの不具合を、ガス流の流量に相当する差圧を測定する新規の装置を提供することにより解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、医用撮像のためにガス流の流量に相当する差圧を発生させるための測定装置に関するものであり、前記測定装置は少なくとも：
前記ガス流の流入口、及び前記ガス流の流出口と連通する長手方向流路を備える中心本体と、
前記中心本体を取り囲むケーシングと、
前記ケーシングと前記中心本体との間に配置されて、上流圧力を測定するための第１空間、及び下流圧力を測定するための第２空間を画定するシール部材と、を備え、前記第１及び第２空間の各空間は、少なくとも１つの長手方向流路と連通し、第３空間には、温度調整された流体が供給されて前記中心本体を加温する。
【０００７】
本発明の１つの特徴によれば、前記中心本体及び前記ケーシングは、互いに分解することができ、かつ互いに対して、前記中心本体及び前記ケーシングの長手軸線方向に沿って嵌合させることができる。
【０００８】
本発明の別の特徴によれば、前記中心本体は、前記シール部材の収容部を画定し、かつ前記第１、第２、及び第３空間を画定する外周溝を備える。
【０００９】
本発明の別の特徴によれば、前記中心本体は、前記第３空間の内部に突出する熱伝導フィンを備える。
【００１０】
本発明の別の特徴によれば、前記測定装置は、４つのリング状シール部材を備え、これらのリング状シール部材は、互いのシール部材の間に、前記第１空間、前記第３空間、及び前記第２空間を順次画定する。
【００１１】
本発明の別の特徴によれば、前記測定装置は、前記ケーシングの外部と通じる空気導管内に配置され、かつ前記第３空間と連通する電気式空気加熱システムを備える。
【００１２】
本発明の別の検討課題は、医用撮像解析される患者の体の少なくとも１つの運動部位の位置を検出する装置を提供することであり、前記装置は、測定装置と、上流圧力と下流圧力との差圧の測定値を表すデータを供給するように配置される電子管理モジュールと、を備え、このデータを処理して、入力デジタル同期信号または出力デジタル同期信号に一致する前記患者の呼吸気量を表すデータのデジタル信号を生成する。
【００１３】
本発明の別の特徴によれば、前記検出装置は、前記測定装置及び前記電子管理モジュールを収容する携帯型ケースを備え、前記ケースは、解析対象の前記部位からずれて位置する。従って、前記検出装置の電気部品の全てを前記ケースに収容することができる。
【００１４】
本発明の別の特徴によれば、前記検出装置は吸入器を備え、前記患者は前記吸入器で呼吸し、この吸入器は、前記測定装置と通じる前記流入口にコネクタを備える接続チューブに接合され、前記測定装置の流出口は、外気と通じる空間と連通し、前記コネクタ及び前記測定装置は、解析対象の前記部位からずれて位置する。前記コネクタ及び前記測定装置は、呼吸源に出来る限り近接して配置されることが好ましい。
【００１５】
本発明の別の検討課題は、陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）装置、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）診断装置、または磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）診断装置とすることができる少なくとも１つの医用撮像装置を備える医用画像診断装置に関するものであり、前記医用画像診断装置は、患者の体の少なくとも１つの運動部位の位置を検出する本発明による検出装置を備え、この部位は、前記検出装置と連通する前記医用撮像装置によって解析される。
【００１６】
本発明の第１の利点は、必要であることが判明した場合に、前記測定装置を分解して、再使用前に減菌処理することができることである。
【００１７】
別の利点は、前記差圧を発生させる前記測定装置の物理パラメータが、異なる測定時に一定の状態を保つので、前記装置を測定のたびに再較正する必要がないことである。
【００１８】
本発明の別の利点は、患者が導管で呼吸をするときの当該導管に電流リークが生じることがない、すなわち前記電気式空気加熱システムが、前記測定装置からずれて位置しているので電流リークが生じることがないことである。
【００１９】
更に別の利点は、前記検出装置を医用撮像で、アーチファクト及び減衰を生じることなく使用することができることである。
【００２０】
本発明の他の特徴、利点、及び詳細は、例示として与えられる異なる実施形態に付随する以下の説明から、添付の図面を参照することにより一層明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】差圧を発生させる測定装置の長手方向断面図を図示している。
【図２】図１に示す差圧を発生させる装置の長手方向断面斜視図を図示している。
【図３】図１に示す差圧を発生させる測定装置の分解斜視図を図示している。
【図４】図１に示す差圧を発生させ、かつ導管に接続されて圧力を測定する測定装置の斜視図を図示している。
【図５】患者の胸部の位置を検出する装置の内部の斜視図を図示している。
【図６】図５に示す検出装置の前面の斜視図を図示している。
【図７】図５に示す検出装置の後面の斜視図である。
【図８】患者の体の上部、及び医療用可動テーブルの端部に配置される図５の検出装置を示す斜視図である。
【図９】図８に示す医療用可動テーブルに横たわる患者を、患者の体の位置を検出する装置を装着した状態で医用撮像装置内に搬送する場合の斜視図を図示している。
【図１０】患者が、患者の体の位置を検出する装置と共に医用撮像装置に配置される医療用可動テーブルに横たわっている状態の図を示している。
【図１１】データを処理し、かつ出力信号を生成する管理モジュールの図を示している。
【図１２】患者の体の位置を検出する装置が較正装置に接続される様子を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明について更に詳細に説明する。
【００２３】
図１は、ガス流の流量に相当する差圧を発生させる測定装置３の長手方向断面を示している。この測定装置３は、測定対象の流量を有するガス流の流入口５及び流出口６を備える。
【００２４】
ガス流の「ｉｎｌｅｔ  ５（流入口５）」及び「ｏｕｔｌｅｔ  ６（流出口６）」を指すために使用されるこれらの用語は限定的ではない。もし同様の意味を指すものとすると、上流または下流でそれぞれ行われる測定とは、流入口または流出口のそれぞれの近傍で行われる測定を指す。患者が息を吐く場合、ガス流は流入口５から流入し、そして流出口６から流出して、この流れは上流から下流に流れる。
【００２５】
これとは異なり、患者が息を吸い込む場合、ガス流の方向は逆になり、ガス流は、流入口５から流れ出す前に、流出口から流入する。
【００２６】
ガス流の流入口５は、患者の方に配置され、かつガス流の流出口６は、外気の空間に配置される。流入口５及び流出口６のベント形状は、対称であり、テーパ状で、そして流入または流出に関係なく、同じ流量測定値が得られるように計算された長さを有する。
【００２７】
測定装置３は、ケーシング９によって取り囲まれる中心本体８を備える。当該本体の両端部は、ケーシングのいずれの端部からも突出している。流入口５に位置する中空コネクタ５３、及び流出口６に位置する中空コネクタは、中空本体８の両端部に取り付けられる。中空本体８は長手方向流路４を備え、これらの長手方向流路４は初めに、ガス流の流入口５と連通し、次にガス流の流出口６と連通する。シール部材１５は、中心本体８と流入口及び流出口に位置するコネクタ５３及び１３との間に配置される。コネクタ１３及び５３は、本体８に上から嵌め込まれる。
【００２８】
ケーシング９と中心本体８との間に配置されるシール部材７ａ，７ｂ，７ｃ，及び７ｄは、上流圧力を測定するための第１空間１０、及び下流圧力を測定するための第２空間１１を画定する。ケーシングと中心本体８との間に配置されるシール部材７ｂ及び７ｃは更に、中心本体８を加温する第３空間１２を画定し、この第３空間１２には、温度調整された流体が供給される。
【００２９】
これらのシール部材は、例えばＯ−リングである。任意の種類のリング状シール部材を選択することができ、つまり４重リングのような非円形断面を有するシール部材を選択することができる。
【００３０】
４つのシール部材７ａ，７ｂ，７ｃ，及び７ｄは、互いのシール部材の間に、第１空間１０、第３空間１２、及び第２空間１１を順次画定する。
【００３１】
ケーシング９は、内側ハウジングを備え、当該内側ハウジングの内部に、中心本体８が配置され、この内側ハウジングが幾つかの軸受を形成し、これらの軸受に対して、シール部材を押圧配置して気密接触となるよう位置決めされる。ケーシング９内に設けられるこれらの連続する軸受は、中心本体８の突出外周肩部２６に当接するケーシングの一方の端部から、中心本体８が突出しているケーシングの他方の端部に向かって直径が徐々に短くなるように形成される。シール部材が取り付けられた中心本体８の挿入作業が、これにより容易になる。
【００３２】
中心本体８を取り囲むケーシング９は、中心本体８を加温する空間１２への２つのアクセスポイントを形成する。ケーシング９に取り付けられるプレート１４及び２０は開口部を備え、この開口部に、導管を固定することができる。これらのプレート１４及び２０は、ケーシングにネジで取り付けられる。図１では、接続導管２３が１つだけ、ケーシング９にプレート１４を利用して取り付けられているが、他方のプレート２０でのアクセスは、そのままである。この他方のプレート２０に接続されるベント導管については後述する。接続導管２３は、温度調整された流体が供給されるようになっている。
【００３３】
熱伝導フィン２５は、中心本体８に配置され、かつ加温空間１２に突出している。
【００３４】
図２に示すように、これらのフィン２５は、平行なクラウン部材の形態であり、これらのクラウン部材が、互いの間に、中心本体８の外周溝を画定している。これらの図では、同じ参照番号を使用して同じ構成要素を指すようにしている。
【００３５】
加温空気は、例えば接続導管２３に導入され、次にケーシングに形成される開口部２１を通過して加温空間１２に達する。従って、加温空気で中心本体８が加温される。これらのフィン２５によって、中心本体８における熱の分布を一層良好にすることができる。次に、加温空間１２に導入された加温空気は、ケーシング９に形成される開口部２２から流出する。この排気加温空気は、後述するように、ベント導管に流れ込む。従って、ベント導管は、取り付けプレート２０の開口部内に取り付けられ、かつ第３加温空間１２と連通する。
【００３６】
中心本体８を加温することにより、患者が吐き出し、かつ中心本体８内を流れる空気の凝縮を回避することができる。
【００３７】
中心本体８は、並列流路４からなる流路網を備える。これらの長手方向流路４は、中心本体内に配置される空気流通路の全直径に亘って離間配置される。
【００３８】
これらの長手方向流路４内を流れる空気流は、圧力を長手方向流路内に発生させる。
【００３９】
半径方向導管１７及び１８が中心本体８内に形成されて、１つ、または幾つかの長手方向流路を空間１０及び１１に接続して、上流及び下流の圧力を測定する。
【００４０】
半径方向導管１７は、外側の長手方向流路４を空間１１に接続して下流の圧力を測定する。半径方向導管１８は、外側の長手方向流路４を空間１０に接続して上流の圧力を測定する。
【００４１】
圧力を測定するための空間１０及び１１を閉止すると、これらの空間の内部圧力の測定値は、これらの長手方向流路の上流及び下流の圧力の測定値に一致する。従って、これらの圧力測定値を利用して、空気流の流量を測定することができる。上流及び下流の圧力を測定するための空間１０及び１１は、後述するように、中心本体８及びケーシング９により画定され、これらの空間に接続される導管によって、これらの空間の内部圧力を伝達することができる。後述するように、これらの第１及び第２圧力測定空間１０及び１１に接続される差圧センサによって、差圧を表すデータを生成することができる。
【００４２】
中心本体８を前に説明した通りに加温することにより、これらの長手方向流路４または半径方向導管１７及び１８を閉塞し得る空気の凝縮、及び水滴の発現を回避することができ、結果、圧力測定に悪影響を与える。
【００４３】
図３は、測定装置の分解図を図示している。
【００４４】
ケーシング９の外面は、長手方向面取り部を含む直方体を画定する。上面７１は、加温空間１２とアクセスするための開口部２１を備え、かつ接続導管２３の取り付けプレート１４に接続される。
【００４５】
下面７２は、加温空間１２とアクセスするための開口部を備え、かつ接続導管の取り付けプレート２０に接続される。
【００４６】
図３に示す前面７３は、上流圧力測定空間及び下流圧力測定空間と対向して通じる半径方向通路２８を備える。コネクタ２９を設けて、これらの半径方向通路２８に挿入し、かつこの面７３に取り付ける。これらのコネクタ２９は、差圧測定センサに至る２つの圧力伝達導管を接続するような形状を有する。
【００４７】
図３に示す後面７４には、例えばネジ孔が設けられて、測定装置の支え棒を取り付けるようになっている。
【００４８】
シール部材７ａ，７ｂ，７ｃ，及び７ｄを収容する収容部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，及び２４ｄは、外周溝の形態である。中心本体８は更に、これらの圧力測定空間を画定する外周溝の形態の収容部を備える。中心本体８内に形成される外周溝は更に、冷却フィン２５を画定する。
【００４９】
シール部材７ａ，７ｂ，７ｃ，及び７ｄは、中心本体８のこれらのシール部材の収容部２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，及び２４ｄに取り付けられ、次にこの中心本体がケーシング９に、肩部２６がケーシング９に当接するまで挿入される。中心本体８及びケーシング９は互いに対して、これらの部材の長手軸線方向に沿って嵌め込まれる。ケーシング９及び肩部２６は、ネジによって取り付けられる。
【００５０】
シール部材１５は、端部カラーに形成される収容部に収容され、これらの端部カラーに、流入口コネクタ１３及び流出口コネクタ５３が嵌入される。
【００５１】
従って、測定装置を構成するこれらの異なる部材は、分解することができる、すなわち減菌処理することができる。詳細には、中心本体８、及び流入口コネクタ１３及び流出口コネクタ５３は減菌処理することができる。これらのシール部材は減菌処理するか、または取り替えることができる。
【００５２】
図４は、温度調整された空気を供給する導管３８、ベント導管３２及び圧力伝達導管３３及び３４が接続される測定装置の斜視図を図示している。差圧を測定するためのリング状空間１０及び１１は、破線で図示されている。これらのコネクタ２９は、上流及び下流の圧力を測定するための空間１０及び１１と連通する通路２８に配置される。これらのコネクタ２９は、下流の圧力伝達導管３３にも、そして上流の圧力伝達導管３４にも接続される。
【００５３】
２つの圧力伝達導管３３及び３４は差圧センサ３７に接続され、測定装置３に対してずれて位置する。圧力伝達導管３３及び３４は、例えば数センチメートル〜数十センチメートルの長さを有する。差圧センサ３７は、圧力伝達導管３３及び３４の各々を閉止し、かつ差圧センサ３７は、差圧を表わすデータを供給する機器を備える。従って、差圧センサ３７は、測定装置の上流圧力と下流圧力との圧力差を表わすデータを供給する。このデータは、例えばアナログ電圧の形式、または符号化デジタルデータの形式で与えられる。
【００５４】
中心本体を加温するために、パルス状熱風システムは、中心本体の加温を可能にし、空気が次に、ベント導管３２を介して排気される。
【００５５】
測定装置に対してずれて位置するパルス状熱風システムは、熱風供給導管３８内に配置される電気式空気加熱抵抗体４６を備える。加熱抵抗体４６は加熱モジュール４５によって給電される。この加熱のモジュール４５は管理モジュールによって制御することができる。
【００５６】
熱風供給導管３８は、例えば電気伝導性のない材料により形成されて、電流リークの危険を必ず回避するようになっている。この導管３８は、加温空間１２と連通する接続導管２３に接続される。空気はエアインテーク４８から流入して熱風供給導管３８内を通り抜ける。有利な点として、それを通して患者が呼吸する導管の近傍を電流が流れることがなく、この導管内で、呼吸流が測定される。
【００５７】
エアインテーク４８から流入する空気は、アクチュエータ３９によって動くように設定される換気扇４３から送風される。アクチュエータ３９自体は、管理モジュールによって制御することができるか、または測定装置が取り付けられる検出装置のスイッチがオンすると直ぐに作動させることができる。
【００５８】
温度センサ４７は、熱風供給導管３８内に配置され、かつ温度調整モジュール４４に接続される。この調整モジュール４４は、例えば管理モジュールに、中心本体に向かって誘導される空気の温度を表わすデータを供給する。加熱空気温度を調整することにより、中心本体が過熱されるのを回避して、患者が吸い込む空気が過熱されるのを回避することができる。
【００５９】
管理モジュールは、例えば加熱モジュール４５を制御して、調整モジュール４４から、管理モジュールのメモリに格納される安全温度限界値を超える温度を表わすデータが供給されると、加熱を停止する。
【００６０】
加熱を停止する操作は、空気温度の温度センサとして機能し、かつ電熱抵抗体の電源回路に直列に取り付けられるバイメタル板によって制御することもできる。バイメタル板は、ケーシング９の１つの面に取り付けられるように、または加熱空気ベント導管内に取り付けられるように設けることもできる。バイメタル板の短絡状態または開路状態は、管理モジュールによって制御することもできる。
【００６１】
加熱空気が中心本体のフィンの間を流れて中心本体を加温した後、加熱空気は、ケーシング９からベント導管３２を介して排気される。すなわち、ベント導管３２によって加熱空気を、保護ケースカバー外郭から流出するように誘導することができる。
【００６２】
図５は、医用撮像解析される患者の体の少なくとも１つの運動部位の位置を検出する検出装置１を図示しており、ケースの外郭５０は、透過図として図示されている。
【００６３】
外郭５０は、ベースプレート４９に取り付けられて収容ケースを形成している。複数開口部がケースに配置される、すなわち熱風を、ベント導管３２を介して排気する開口部５５、空気をケースの内部に取り込む複数開口部５６、及びそれを通して患者が呼吸する空間５４の外気と通じる開口部がケースに配置される。
【００６４】
支持プレート４９はＵ字形であり、患者は、彼または彼女の頭部を、Ｕ字状分岐部分の間に載せる。外郭５０は、支持プレート４９の上部に拡がる。検出装置１の拘束帯５７を支持プレート４９の縁部に取り付け、かつ支持プレート４９の下面の下方に挿通させる。拘束帯５７によって当該装置を、例えば医療用可動テーブルに取り付けることができる。当該検出装置は携帯に有利である。
【００６５】
当該ケースは、ケースの外郭５０から突出する流入口コネクタ５３を有する測定装置を収容する。従って、患者が呼吸するために必要なチューブを接続することができる。流出口コネクタ１３は、外気と通じる空間５４と連通し、この空間５４で患者が呼吸する。
【００６６】
当該測定装置は基台３１に取り付けられ、この基台自体が、支持プレート４９に取り付けられる。外郭５０を取り外すと、測定装置へのアクセスが可能となり、次にこの測定装置を取り出して、すなわち殺菌処理を行うことができる。
【００６７】
圧力伝達導管３３及び３４は、熱風供給導管３８の場合と同じく、当該ケースに全体が収容される。空気取入口４８は、ケースの内部に配置される。熱風が、測定装置の中心本体に向かって誘導される場合、外郭の外側の空気が外郭の内部に、通気口５６を介して突入し、次に空気取入口４８に吸入される。すなわち、空気は、熱風供給導管３８内で作動する換気扇４３を動かすように誘導される。空気は抵抗体４６によって加熱され、かつ温度センサ４７によって調整される。
【００６８】
中心本体の回りを流れた後、熱風は、ベント導管３２を介してケースの外部に排気される。
【００６９】
当該ケースは電子管理モジュール３０を備え、この電子管理モジュール３０は、上流圧力と下流圧力との間で行われる差圧測定の結果を表わすデータを供給するように配置され、このデータを処理して、入力デジタル同期信号４１または出力デジタル同期信号４２に一致する患者の呼吸気量を表わすデジタルデータ信号４０を生成する。
【００７０】
管理モジュール３０は、例えば少なくとも１つのプリント基板を備える。管理モジュール３０は、例えば処理部品、記憶部品、及びインターフェース部品を接続して一体化するデータバス、アドレスバス、及び制御バスを備える。これらの記憶部品は、例えば揮発性メモリまたは不揮発性メモリである。これらの処理部品は、例えばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ：フィールドプログラマブルゲートアレイ）部品、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：デジタルシグナルプロセッサ）部品、またはＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：特定用途向け集積回路）部品である。これらの電気信号は、例えばＴＴＬ信号またはＣＭＯＳ信号である。管理モジュールまたは加熱モジュールのようなモジュールから指示が出されるものとすると、機能アセンブリは、データを処理する、またはデータを生成するために格納されて実行され、かつ動作メモリ空間の利用を可能にするプログラムまたはサブプログラムを備える。
【００７１】
検出装置１は電源ケーブル１９に接続される。
【００７２】
検出装置１は、通信リンクに接続されて出力デジタル同期信号４２を供給する。この同期信号４２は、管理モジュール３０によって、空気流の測定流量を表わすデータを使用して生成される。
【００７３】
検出装置１は、通信リンクに接続されて入力デジタル同期信号４１を受信する。
【００７４】
検出装置１は、通信リンクに接続され、そしてこの回線に載せて、同期信号に一致する患者の呼吸気量を表わす出力デジタル信号４０を供給する。この同期信号は、入力同期信号または出力同期信号である。
【００７５】
この信号４０を生成する場合、管理モジュールは、患者の呼吸気量を表わすデータを、空気流の測定流量を表わすデータを使用して生成する。
【００７６】
生成されるデータ、すなわち差圧センサ３７によって生成されるデータを処理する１つの例は、図１１を参照して後で説明される。
【００７７】
図６及び７は、検出装置の前面及び後面の斜視図を図示している。発泡体楔形クッションセット５８を設けて患者の頭部を支持する。発泡体楔形部材セット５８は、検出装置の外郭５０の形状に一致する２つの側方部分が延在する下方部分を備える。これらの２つの側方部分は、外郭５０のうちＵ字状分岐部分を形成する外郭部分にぴったり嵌まる。
【００７８】
流入口コネクタ５３は外郭５０から突出し、他の部材が、外郭５０に配置される測定装置を構成する。外郭５０は更に、電子管理モジュールを覆っている。
【００７９】
吸入器５１は、流入口コネクタに接続チューブ５２を介して接続される。当該吸入器は、例えば鼻及び口を覆うマスクの形態であり、かつ抗菌フィルタを備え、それを通して患者が呼吸する。当該マスクは、患者の頭部の所定位置に弾性帯で保持される。
【００８０】
患者はこのようにして、当該装置の接続チューブ５２に接続される吸入器で呼吸し、そして測定装置は外気と通じている。
【００８１】
当該コネクタ及び当該測定装置は、解析対象の部位からずれて位置することにより、呼吸源に出来る限り接近して位置するこの部位の外部に留置されるようになっている。
【００８２】
患者が呼吸する外気と通じている空間５４が図７に明瞭に図示されている。
【００８３】
検出装置を持ち運ぶことができるので、それを通して患者が呼吸する測定装置を患者に出来る限り接近して配置することができる。従って、それを通して患者が呼吸する空気回路の長さを短くすることができる。測定装置を患者の頭部に対して側方に配置することにより、それを通して患者が呼吸する空気回路を更に短くすることができる。当該回路の長さを短くすることにより、完全には入れ替わっていないがこの空気回路で呼吸する患者が検査時の全体に亘って許容できる量の空気を確保することができる。
【００８４】
下側拘束帯５７は、外郭の下に取り付けられるバックルに挿通させる。
【００８５】
図８は、検査テーブル５９に、ケースの下側拘束帯５７で取り付けられる検出装置を示している。患者の頭部２を、これらの発泡体楔形クッション５８に、かつＵ字状外郭５０の間に載せる。患者はテーブル５９に横たわっている。テーブル５９は、例えば水平方向に並進移動して、当該テーブルを医用画像診断装置の内部に挿入することができるようになっている。医療検査時の全体を通じて、患者は吸入器５１で呼吸し、接続チューブ５２及び測定装置は、外気と通じる空間５４と連通する。
【００８６】
検査中の解析対象部位６０が、患者２の胸郭にある様子が図示されている。
【００８７】
使用する医用撮像装置の種類によって異なるが、電子部品の全てをシールドを施すことができる。シールド外郭５０は、この検査中に行われる放射線を、すなわちＭＲＩイメージングに使用される磁場照射を遮断することができる。
【００８８】
図９に示すように、医療用テーブル５９に取り付けられる検出装置１は、医用撮像装置３５の内部に、患者２と同時に移動させる。外郭５０及び発泡体クッション５８により形成される空間は、患者が彼または彼女の頭部及び両手を位置決めすることができるために十分な大きさに設定される。患者を、彼または彼女の腕を持ち上げ、両手を彼または彼女の後頭部で組んで位置決めすることにより、解析対象部位６０をより明瞭に可視化することができる。検出装置をＵ字状に形成しても決して、医用画像診断の邪魔にならない。すなわち、流入口コネクタ５３は、患者の頭部に対して、かつ医用画像診断による患者の解析対象部位６０に対してずれて位置している。
【００８９】
図１０は、患者が医療用可動テーブルに横たわっている様子を示しており、この医療用可動テーブル自体は、検出装置１と一緒に、患者の体の位置に合わせて医用画像診断装置内に配置される。このテーブルは検出装置１に、医用画像診断による解析対象の患者の体２の運動部位の位置に合わせて接続される。
【００９０】
当該撮像装置は、円環体６１で模式的に表わされ、かつ収集制御ケース６２に接続されて医用画像データの表示を行う刺激検出装置６１を備える。医用画像データ６４は、通信リンクを介して処理ステーション１４０に送信される。後の時点で解析されるこのデータを記憶するための記憶空間１４１が確保される。
【００９１】
医用撮像装置から送信され、かつ処理ステーション１４０によって受信されるこれらの信号は、検出装置から供給されるか、または検出装置に送信される同期信号に一致する医用画像を表わすデータに対応する。
【００９２】
異なるステーションまたは異なる装置の間のこれらの通信リンクは、電気的絶縁を可能にする光インターフェースを介して接続される。
【００９３】
医用撮像装置は、例えば陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）装置、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）診断装置、または磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）診断装置である。
【００９４】
医用撮像装置は、通信リンク６３を介して検出装置１に接続され、この検出装置１から同期信号が送信される。この同期信号は、検出装置１に関する入力同期信号、または出力同期信号である。
【００９５】
検出装置１は、当該検出装置の電源ケーブル１９を介して電源ユニット６６に接続される。この電源ユニットは、送電網に絶縁トランス１２４を介して接続される。
【００９６】
検出装置１に接続される通信ケーブルまたは電源ケーブルは、医療用テーブルが医用撮像装置の内部で並進移動することができる十分な長さに選択される。
【００９７】
検出装置１は更に、当該検出装置の処理ステーション６５に接続され、この処理ステーション６５に、当該検出装置は、入力同期信号または出力同期信号に一致する呼吸気量を表わすデータ４０を送信する。後で解析されるこのデータを記憶するための記憶空間１４２が確保される。
【００９８】
処理ステーション６５または１４０は、例えば処理プログラムを備え、かつユーザインターフェースを備えるコンピュータである。当該ユーザインターフェースは、スクリーン及びキーボードを備える。処理ステーション１４０及び６５は、送電網から絶縁トランス１２４を介して給電される。
【００９９】
図１１は、管理モジュール３０の構成の一例を模式的に示している。
【０１００】
管理モジュール３０は、圧力伝達導管３３及び３４に接続される差圧センサ３７を備える。差圧センサ３７は、数値計算モジュール１１６が読み出す測定差圧を表わすデータを供給し、この数値計算モジュール１１６は、測定流量を表わすデータを供給する。数値計算モジュール１１６は、例えば差圧を表わすデータの乗算を行って、流量を表わすデータを計算する。測定流量を表わす当該データは、メモリ記憶空間１１２に格納される。
【０１０１】
メモリ記憶空間１１２に格納され、かつ測定流量を表わす当該データは、出力同期信号生成モジュール１１３によって読み出される。このモジュール１１３は、例えば連続する値の比較を行って、出力同期信号用のメモリ記憶空間１１４に格納される同期フロントの信号に対応する測定流量の最大及び最小を求める。
【０１０２】
すなわち、出力同期信号用のメモリ記憶空間１１４は、出力同期信号４２を供給するインターフェース１０５によって読み出される。
【０１０３】
測定流量を表わすデータを格納するメモリ記憶空間１１２は、呼吸気モデルを作成するパラメータ化モジュール１１１によって読み出される。このパラメータ化モジュール１１１は、メモリ記憶空間１１０にアクセスして、非パラメータ化呼吸気モデルを作成することができる。呼吸気モデルは、ヒトが吸い込み、そして吐き出す空気の量を表わす曲線に対応する。従って、非パラメータ化モデル１１０は、各検査に応じてパラメータ化されなければならない。従って、呼吸気モデルのパラメータ化モジュール１１１は、非パラメータ化呼吸気モデルを表わすデータ１１０へのアクセス、及び測定流量を表わすデータ１１２へのアクセスを行って、パラメータ化呼吸気モデルを表わすデータ１０９を生成し、このデータはメモリ空間１０９に格納される。
【０１０４】
呼吸気モデルのパラメータ化モジュール１１１は、調整を所定回数の呼吸サイクルに亘って行う。数十秒の遅延が、例えば呼吸気モデルをパラメータ化するために設定される。数分の遅延を設定することができ、この数分の間に、患者は正常な呼吸リズムを取り戻す必要がある。
【０１０５】
すなわち、パラメータ化呼吸気モデルのパラメータ化モジュール１１１は、当該モデルのパラメータを調整するためのサブプログラムを備える。
【０１０６】
他のサブプログラムを作成して、自己学習プログラムのようなモデルをパラメータ化することにより連続調整を行って、各調整の間の誤差見積もりを行う。
【０１０７】
呼吸気モデルは、次式で表わされるＬＵＪＡＮモデルと表記されるモデルである：
Ｚ（ｔ）＝ＺＯ−Ｂ．（Ｃｏｓ（π ．ｔ／τ−φ））２Ｎ
【０１０８】
この関数では、臓器のメートル単位の位置はＺ（ｔ）で与えられる。
【０１０９】
ＺＯは、呼気位置に対応する調整可能なパラメータである。
【０１１０】
Ｂは、各呼吸の深さに対応する調整可能なパラメータである。
【０１１１】
Ｃｏｓは数学の余弦関数である。
πは、約３．１４の値を持つ定数である。
ｔは、秒単位で表示される時間変数である。
τは、呼吸サイクルの周期に対応する調整可能なパラメータである。
φは、位相シフトに対応する調整可能なパラメータである。
Ｎは、モデルの非対称性に対応する調整可能なパラメータである。
【０１１２】
これらの調整可能なパラメータは、例えば幾つかのサンプリング値から導出され、かつ連立方程式の１つ、または幾つかの解から導出される。
【０１１３】
連立方程式による導出値は、自己学習プログラムまたは平均値計算プログラムに取り込むことができる。
【０１１４】
従って、他の呼吸気モデルを使用することができる。
【０１１５】
パラメータ化呼吸気モデル１０９を記憶した後、呼吸気量を表わすデータを生成するモジュール１１５は、パラメータ化呼吸気モデル１０９へのメモリアクセス、及び呼吸気流量を表わすデータ１１２へのメモリアクセスを行う。このモジュール１１５は、患者の呼吸気量を表わすデータを生成して、メモリ空間１１８に書き込む。
【０１１６】
呼吸気量を表わすデータ１１８を生成する場合、当該データを生成するモジュール１１５はすなわち、流量のデジタル積分を行うためのサブプログラムを備える。
【０１１７】
管理モジュール３０は、入力同期信号４１を受信するインターフェース１０３を備える。入力同期信号４１を表わすデータは、このインターフェース１０３によって、メモリ記憶空間１０８に書き込まれる。
【０１１８】
管理モジュール３０は、少なくとも１つのコマンド信号１０１を受信して、入力信号との同期を選択する、または出力信号との同期を選択するインターフェース１０２を備える。他のコマンドは、管理モジュール３０を誘導するために受信することができる。この選択コマンドを表わすデータは、このインターフェース１０２によって、メモリ記憶空間１０７に書き込まれる。
【０１１９】
管理モジュール３０は、入力同期信号または出力同期信号に一致する患者の呼吸気量を表わすデータを生成するモジュール１１９を備え、このデータは、メモリ空間１０６に格納される。このメモリ空間１０６からインターフェース１０４が読み出しを行って、入力同期信号または出力同期信号に一致する呼吸気量を表わすデータに関する出力送信信号４０を生成する。
【０１２０】
すなわち、モジュール１１９は、呼吸気量を表わすデータ１１８へのアクセス、及び入力同期データ１０８または出力同期データ１１４へのアクセスを行って、入力同期信号または出力同期信号に一致する呼吸気量データ１０６を生成する。すなわち、この生成モジュール１１９は、データ接合サブプログラムを備える。呼吸気量データ１１８と入力同期データ１０８または出力同期データ１１４との合成は、モジュール１１９がアクセスするメモリ空間１０７の状態に応じて行われて、入力同期信号または出力同期信号に一致する呼吸気量データ１０６を生成する。メモリ空間１０７は、使用される入力同期信号または出力同期信号に対応する所定の状態になる。
【０１２１】
これらの同期信号のうちの一方の同期信号に一致して得られる呼吸気量の変化を表わすデータに変換される差圧の変化を処理するための応答時間は、例えば１２ｍｓ未満であり、この応答時間は、所定の差圧センサの通常のサンプリング周波数に対応させることができる。差圧センサは、必要に応じて選択される。従って、管理モジュールを体系化して、この応答時間が１５ｍｓまたは３０ｍｓとなるようにすることができる。このようにして、リアルタイムシステムが得られる。
【０１２２】
モジュール１１９が入力同期信号または出力同期信号に一致する呼吸気量を表わすデータ１０６を生成するための起動許可を表わすデータの生成を更に行うことができる。このような許可は、例えば動作温度を管理するモジュール１１７によって生成される。
【０１２３】
動作温度を管理するモジュール１１７は、温度調整モジュール４４、加熱モジュール４５、及びベンチレータアクチュエータ３９の制御モジュール６７の動作メモリ空間からの読み出しアクセス、及び当該動作メモリ空間への書き込みアクセスを行う。
【０１２４】
温度調整モジュール１１７は、例えば測定装置の加熱時間に応じた遅延サブプログラム、及び記憶目標温度への加熱を測定温度に応じて制御するためのサブプログラムを備える。同期呼吸気量データを生成するモジュール１１９は、例えば温度管理モジュール１１７内の許可メモリ空間にアクセスする。
【０１２５】
図１２は、検出装置１を較正する治具６８を示している。並進駆動されるピストン１２６は、接続チューブ６９を介して検出装置１の流入口コネクタ５３に接続される開口部１２８を備える収容室１２７を画定する。ピストン１２６の移動を、所定の空気流を発生させる所定サイクルに従って開始することにより、検出装置１を較正することができる。較正治具は、例えば新品の測定装置を取り付ける場合に、または当該装置の処理ソフトウェアが更新された場合に、または処理パラメータが調整された場合に使用される。較正はまた、スパイロメータ（肺活量計）のタイマー、及び医用撮像装置を同期させるだけでなく、携帯型のフライシュセルを同期させることに関する。点検は、予防措置として行うこともできる。
【０１２６】
この技術分野の当業者であれば、本発明から他の変形実施形態を想到できることは明らかであるにちがいない。従って、本発明によるこれらの実施形態は、添付の請求項により規定される本発明の単なる例示として捉えられなければならない。
【図１】
2015529476.tif 000003
【図２】
2015529476.tif 000004
【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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【図９】
2015529476.tif 000011
【図１０】
2015529476.tif 000012
【図１１】
2015529476.tif 000013
【図１２】
2015529476.tif 000014
【国際調査報告】
2015529476.tif 000015
2015529476.tif 000016
2015529476.tif 000017
2015529476.tif 000018
2015529476.tif 000019
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