(57)【要約】  本発明は、患者の身体の運動部位の位置を検出するための、医用撮像機器および装置（１）に関する。検出装置は、患者の呼吸流量を表す差圧を発生させる測定装置に結合された差圧センサ（３７）を含む電子および電気構成部品を備える管理モジュール（３０）を備え、管理モジュールは少なくとも：  呼吸気量を表すデータの生成のための、および出力デジタル同期信号（４２）の生成のための、差圧センサ（３７）によって作製されたデータの１つの取得および処理、  入力デジタル同期信号（４１）の受信、  ２つの同期信号（４１、４２）のうちの１つと一致した呼吸気量を表すデータの出力デジタル信号（４０）の生成、  を行うように組織されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
医用撮像によって解析される患者の身体の少なくとも１つの運動部位（２）の位置を検出するための装置（１）であって、患者の呼吸流量を表す差圧を発生させる測定装置（３）に結合された少なくとも１つの差圧センサ（３７）を含む電子および電気構成部品を備える管理モジュール（３０）を備え、管理モジュール（３０）は少なくとも、
呼吸気量を表すデータ（１１８）の生成のための、および出力デジタル同期信号（４２）の生成のための、差圧センサ（３７）によって作製されたデータの取得および処理、
入力デジタル同期信号（４１）の受信、
２つの入力または出力デジタル同期信号（４１、４２）のうちの１つと一致した呼吸気量を表すデータの出力デジタル信号（４０）の生成、
を行うように組織されている、装置。
【請求項２】
出力デジタル同期信号（４２）が、呼吸周期の規定部分の最小または最大呼吸流量に対応する呼吸運動に対する両極端の検出を表す、請求項１に記載の検出装置（１）。
【請求項３】
管理モジュール（３０）が、２つの入力または出力デジタル同期信号（４１、４２）のうちの１つと一致した呼吸気量を表すデータの出力デジタル信号（４０）の生成のために、２つの入力または出力デジタル同期信号のうちの１つのための選択命令（１０１）を受信するようになされている、請求項１または２に記載の検出装置（１）。
【請求項４】
管理モジュール（３０）が、差圧センサ（３７）によって作製されたデータのばらつきに対して３０ｍｓまたは１５ｍｓまたはさらには１２ｍｓ以下の応答時間を伴って、入力または出力デジタル同期信号と一致した呼吸気量を表すデータのデジタル信号（４０）を生成するように組織されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の検出装置（１）。
【請求項５】
呼吸気量を表すデータ（１１８）が、患者によって吐出および吸入された空気の量を表す曲線に対応する記憶されたパラメータ化可能なモデル（１１０）から計算され、患者の呼吸流量を表すデータ（１１２）は、パラメータ化モデル（１０９）を表すデータの記憶のために所定数の呼吸周期にわたってモデルのパラメータ化モジュール（１１１）によって処理され、次いで呼吸気量を表すデータ（１１８）の生成のためにパラメータ化モデルのリアルタイム調整モジュール（１１５）によって処理される、請求項１から４のいずれか一項に記載の検出装置（１）。
【請求項６】
少なくとも管理モジュール（３０）を囲み、解析される運動部位に対してずれている携帯用ケース（４９、５０）を備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の検出装置（１）。
【請求項７】
それを介して患者が呼吸する吸入器（５１）を備え、この吸入器（５１）は測定装置（３）の入口（５）に接続された管（５２）に結合されており、測定装置（３）はケースに取り付けられている、請求項６に記載の検出装置（１）。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の医用撮像によって解析される患者の身体（２）の運動部位の位置を検出するための装置（１）と同期した少なくとも１つの医用撮像装置を備える医用撮像機器（３５）。
【請求項９】
少なくとも２つの医用撮像装置を備え、各医用撮像装置は、異なるタイプであり、陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）、コンピュータ断層撮影取得（ＣＴ）、または磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）のタイプである、請求項８に記載の医用撮像機器（３５）。
【請求項１０】
検出装置（１）および前記医用撮像装置のための較正治具（６８）を備え、較正治具（６８）は、チャンバによって供給され測定装置（３）に接続された開口（１２８）を備え、チャンバ（１２７）は、前記医用撮像装置によって検出されることが可能な標的（１２５）に結合された可動壁（１２６）によって画定されており、標的（１２５）および可動壁（１２６）は、それらの変位の同時制御のために接合されており、較正治具は、タイマおよび医用撮像装置の同期を保証する、請求項９に記載の医用撮像機器（３５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の技術範囲は、医療目的に使用される機器の範囲である。本発明は具体的には、医用撮像によって解析される患者の身体の運動部位の位置を検出するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医用撮像装置は、陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）、コンピュータ断層撮影取得（ＣＴ）、または磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）などの精緻なプロセスを使用して複雑なデータが得られることを可能にする厳しい基準を受ける機器である。医療用画像の取得の間、患者の健康は保護されなければならず、このような画像が撮影される際に医用撮像装置を摂動させ事故の危険を増加させる可能性のあるいかなる相互作用も、防止されなければならない。
【０００３】
安全性の理由から、患者にＸ線を放射するＣＴ撮像装置は、別の機器から通信信号を受信することができない。現在適用可能な基準によれば、具体的にはそれらがＸ線放射制御において誤差を引き起こすことを回避するために、データを受信するための入力はＣＴ撮像装置において許可されていない。ＣＴ撮像装置は通常、出力デジタル同期信号を供給する単一出力のみを備える。
【０００４】
安全性の理由から、ＰＥＴ撮像装置は通常、デジタル同期信号の１つの入力のみを備え、現在の基準によれば、その他のデータ交換は許可されていない。
【０００５】
異なる撮像装置によって供給される複雑な撮像データは、新しい情報を抽出するように組み合わせられ処理されることがある。
【０００６】
ＰＥＴ検査はたとえば、放射性マーカの助けを借りて高活性細胞の位置が検出されることを可能にする。具体的にはガン細胞は、このようにして検出される。ＣＴスキャンは、患者の器官の位置を供給することによって、ＰＥＴ検査が完了させられることを可能にする。このように、２種類の情報の編集によって、ガン細胞が患者の器官内で位置特定されることを可能にする。
【０００７】
しかしながら、たとえば肺などの運動器官に適用される医用撮像の場合、１つの問題が生じる。患者は、１０分を超えて続くことがある検査の間、動かないままで呼吸を止めておくことができない。その場合、患者の身体の位置を検出すること、および患者の身体の位置を表すデータと相関して撮像装置によって供給されたデータを編集することが必要である。患者の身体の位置を表すデータは、その視野の中にマーカが配置されるカメラを備え、患者の横隔膜を視覚化するための、横隔膜に取り付けられた装置によって提供される。患者の各位置は次いで、画像解析によって決定されることがある。
【０００８】
しかしながら、患者の横隔膜の位置を検出するためのこのタイプの装置を用いて行われる解析は、一般的に正確さを欠いている。患者に依存する失敗率は、行われた異なる臨床実験によれば、３０％程度、またはさらには６６％である。実際には、二次元で検出された運動に基づいて三次元空間内の運動器官の位置を決定することは、困難である。一般的に、ほんのわずかな測定誤差でも、器官の位置を表すデータを無効にさせる。
【０００９】
患者の横隔膜を視覚化するための装置とともに使用される撮像装置は、およそ２０％長いデータ取得を要するという点において、別の問題がある。Ｘ線撮像装置の場合、患者は２０％高い率でＸ線に曝される。したがって、各患者について、医用撮像のためのデータ取得を成功裏に達成する機会は、期待される利益の観点から評価されなければならない。成功すれば、これは一方ではいずれの腫瘍活性のより正確な検出、他方では病的な量のより正確な検出を可能にする。
【００１０】
このように、生理学的測定機器、具体的には医用撮像装置の運動体の位置の検出の信頼性を強化する必要性が出現している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、医用撮像によって解析される患者の身体の運動部位の位置を検出するための新規な装置を供給することによって、従来技術の欠点のうちのいくつかを克服することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このように本発明は、医用撮像によって解析される患者の身体の少なくとも１つの運動部位の位置を検出するための装置であって、患者の呼吸流量を表す差圧を発生させる測定装置に結合された少なくとも１つの差圧センサを含む電子および電気構成部品を備える管理モジュールを備え、管理モジュールは少なくとも：
呼吸気量を表すデータの生成のための、および出力デジタル同期信号の生成のための、差圧センサによって作製されたデータの取得および処理、
入力デジタル同期信号の受信、
２つの入力または出力デジタル同期信号のうちの１つと一致した呼吸気量を表すデータの出力デジタル信号の生成、
を行うように組織されている、装置に関する。
【００１３】
本発明の一特徴によれば、出力デジタル同期信号は、呼吸周期の規定部分の最小または最大呼吸流量に対応する呼吸運動に対する両極端の検出を表す。
【００１４】
本発明の別の特徴によれば、管理モジュールは、２つの入力または出力デジタル同期信号のうちの１つと一致した呼吸気量を表すデータの出力デジタル信号の生成のために、２つの入力または出力デジタル同期信号のうちの１つのための選択命令を受信するようになされている。
【００１５】
本発明の別の特徴によれば、管理モジュールは、差圧センサによって作製されたデータのばらつきに対して３０ｍｓまたは１５ｍｓまたはさらには１２ｍｓ以下の応答時間を伴って、入力または出力デジタル同期信号と一致した呼吸気量を表すデータのデジタル信号を生成するように組織されている。
【００１６】
本発明の別の特徴によれば、呼吸気量を表すデータは、患者によって吐出および吸入された空気の量を表す曲線に対応する記憶されたパラメータ化可能なモデルから計算され、患者の呼吸流量を表すデータは、パラメータ化モデルを表すデータの記憶のために所定数の呼吸周期にわたってモデルのパラメータ化モジュールによって処理され、次いで代表的な呼吸気量データの生成のためにパラメータ化モデルのリアルタイム調整モジュールによって処理される。
【００１７】
本発明の別の特徴によれば、検出装置は、少なくとも管理モジュールを囲み、解析される運動部位に対してずれている携帯用ケースを備える。
【００１８】
本発明の別の特徴によれば、検出装置は、それを介して患者が呼吸する吸入器を備え、この吸入器は測定装置の入口に接続された管に結合されており、測定装置はケースに取り付けられている。
【００１９】
本発明の別の対象は、本発明による医用撮像によって解析される患者の身体の運動部位の位置を検出するための装置と同期した少なくとも１つの医用撮像装置を備える医用撮像機器に関する。
【００２０】
本発明の別の特徴によれば、医用撮像機器は、少なくとも２つの医用撮像装置を備え、各医用撮像装置は、異なるタイプであり、陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）、コンピュータ断層撮影取得（ＣＴ）、または磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）のタイプである。
【００２１】
本発明の別の特徴によれば、医用撮像機器は、検出装置および前記医用撮像装置のための較正治具を備え、較正治具は、チャンバによって供給され測定装置に接続された開口を備え、チャンバは、前記医用撮像装置によって検出されることが可能な標的に結合された可動壁によって画定されており、標的および可動壁は、それらの変位の同時制御のために接合されており、較正治具は、タイマおよび医用撮像装置の同期を保証する。
【００２２】
本発明の第１の利点は、リアルタイムでの呼吸流量の測定は、撮像装置によって供給されるデータとのより良好な相関を可能にし、これによっておよそ１０％または１０％未満まで失敗率を減少させることができるということにある。
【００２３】
本発明の別の利点は、データの解析がより正確であり、検出される腫瘍がより小さいということにある。正確さは著しく改善される。このことは、医用撮像装置（１つまたは複数）によって供給されるデータに基づいて展開される治療をより良好に適応させることを可能にする。
【００２４】
別の利点は、患者の呼吸モードが何であれ、検出装置を実質的にすべての患者に適応させるということにある。
【００２５】
さらに別の利点は、本発明による身体の位置のリアルタイム検出が、具体的にはカメラを使用する検出装置の場合における患者の身体上に配置されたセンサの変位のため、経時的に検出される呼吸信号のドリフトを受けないということにある。このように本発明によるリアルタイム検出装置は、内部器官の運動学的動作とより良好に相関され、これによって、具体的には二次元または三次元での患者の身体の表示を供給することを目的とする再構築アルゴリズムのために、身体の位置を表すデータの解析を最適化する。
【００２６】
本発明のその他の特徴、利点、および詳細は、例示として、および以下の図面を参照してなされる実施形態の以下のさらなる説明から、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】患者の身体の上部、および可動処置台の一端部に配置された検出装置を示す斜視図である。
【図２】患者の胸部の位置を検出するための装置の前部の斜視図である。
【図３】患者の胸部の位置を検出するための装置の後部の斜視図である。
【図４】患者の胸部の位置と相関して流量および量を検出するための装置の内部の斜視図である。
【図５】圧力測定のためにダクトと接続している差圧発生装置の斜視図である。
【図６】差圧発生装置の長手方向断面図である。
【図７】図６の差圧発生装置の長手方向断面の斜視図である。
【図８】データの処理および出力信号の生成のための管理モジュールの図である。
【図９】身体位置検出装置とともに医用撮像装置に進入する、可動処置台上に横たわる患者の斜視図である。
【図１０】患者の身体の位置を検出するための装置とともに医用撮像装置内に配置された、可動処置台上に横たわる患者を示す図である。
【図１１】患者の身体の運動部位を検出するための装置とともに医用撮像装置内に導入されるように意図された較正装置を示す図である。
【図１２】患者の身体の運動部位を検出するための装置とともに医用撮像装置内に導入されるように意図された較正装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明はここで、さらに詳細に説明される。図中、同じ参照番号は同じ要素を示すために使用される。
【００２９】
図１は、台５９上に横たわる患者を示す。台９は、たとえば、医用撮像機器内に挿入されるように、水平に平行移動することが可能である。検出装置は、ケースの下部ストラップ５７によって、検査台５９に取り付けられている。
【００３０】
患者の頭部２は、フォームウェッジクッション５８上に、かつＵ字型シェルの分岐部の間に載る。検診全体にわたって、患者は、開放空気中の空間５４内に向かって開放している吸入器５１、結合管５２、および測定装置を介して呼吸する。
【００３１】
検査中に解析される領域６０は、患者２の胸部に図示されている。
【００３２】
使用される医用撮像装置のタイプに応じて、すべての電子部品にシールドが提供されてもよい。シールドシェル５０は、この検査の間に発生する放射線および場、具体的にはＭＲＩ撮像において使用される磁場を減衰させ得る。
【００３３】
図２および図３は、検出装置の前部および後部の斜視図を示す。その上に患者が自身の頭部を載せる１組のフォームウェッジクッション５８が提供されている。１組のフォームウェッジクッション５８は、検出装置のシェル５０の形状と一致する２つの側方部分によって伸長された下部分を備える。２つの側方部分は、Ｕ字型の分岐部を形成するシェル５０の部分に対して押圧する。
【００３４】
検出装置は、後に詳細に記載される測定装置を備える。測定装置用の入口コネクタ５３はシェル５０の上部から突起し、測定装置を構成するその他の要素はシェル５０内に配置されている。シェル５０はまた、電子管理モジュールを囲む。
【００３５】
吸入器５１は、結合管５２を介して入口コネクタに結合されている。吸入器はたとえば、マスクの形態で提示され、マスクは、鼻と口とを覆い、それを介して患者が呼吸する抗菌フィルタを備える。マスクは、ゴムバンドによって患者の頭部に保持される。
【００３６】
このように患者は、開放空気中に向かって開放している結合管５２および測定装置に結合された吸入器を介して呼吸する。それによって患者が呼吸する開放空気中の空間５４は、具体的には図３に示されている。コネクタ５３および測定装置は、解析中の領域の外部にとどまるが呼吸源の近くにとどまるように、この領域に対してずれている。
【００３７】
このように検出装置の携帯性は、それを介して患者が呼吸する測定装置が、可能な限り患者の近くに配置されることを可能にする。このように、それを介して患者が呼吸する空気回路は、長さが短い。患者の頭部に対して側方に測定装置を配置することはさらに、それを介して患者が呼吸する空気回路を減少させることができる。回路の長さの減少は、完全には更新されない空気の量であるが検査の全持続期間にこの空気回路を介して呼吸する患者にとって耐えられる空気の量を有することを可能にする。
【００３８】
下部テザーストラップ５７は、シェルの下に取り付けられたバックルを通過する。
【００３９】
図４は、医用撮像によって解析される、患者の身体の少なくとも１つの運動領域の位置のための検出装置１を示し、ここで外部シェル５０は透明に図示されている。
【００４０】
シェル５０は、筐体ケースを形成するためのベースプレート４９に取り付けられている。ケースには開口部が配置されており、具体的には換気ダクト３２を介して高温空気を排出するための開口部５５、ケースの内部への吸気のための開口部５６、およびそれを介して患者が呼吸する空間５４の開放空気内への開口部である。
【００４１】
支持プレート４９はＵ字型であり、患者は自身の頭部をＵの分岐部の間に置く。シェル５０は支持プレート４９の上方に拡がる。検出装置１のためのテザーストラップ５７は、支持プレート４９の縁に取り付けられており、支持プレート４９の下面の下を通過する。ストラップ５７は、たとえば可動処置台に装置を取り付けることを可能にする。検出装置は有利には携帯可能である。
【００４２】
ケースは、その入口コネクタ５３がケースのシェル５０に対して突起する測定装置を収容する。管はこのように接続されてもよく、それによって患者は呼吸する。出口コネクタ１３は開放空気中の空間５４と連通し、それによって患者は呼吸する。
【００４３】
測定装置は、支持プレート４９に取り付けられたベース３１に取り付けられている。シェル５０を取り外すことは測定装置へのアクセスを提供し、次いでこれは、具体的には滅菌のために取り外されてもよい。
【００４４】
圧力伝播ダクト３３および３４は、高温空気供給ダクト３８と同様に、ケース内に完全に収容されている。吸気開口部４８は、ケースの内部に配置されている。高温空気が測定装置の中心体の方へ向けられるとき、シェルの外部の空気は通気開口部５６を介してシェル内に入り込み、次いで吸気開口部４８内に引き込まれる。空気は、具体的には高温空気供給ダクト３８内で起動される通風器４３によって移動させられる。空気は、抵抗４６によって加熱され、温度センサ４７によって調節される。
【００４５】
中心体の周りを循環した後、高温空気は換気ダクト３２によって、ケースの外部に排気される。
【００４６】
ケースは、上流圧力と下流圧力との間でなされた差圧測定を表すデータを供給するように配置された電子管理モジュール３０を備え、このデータは、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と一致した患者の呼吸気量を表すデジタルデータ信号４０を生成するために処理される。
【００４７】
管理モジュール３０は、たとえば、少なくとも１つのプリント回路を備える。管理モジュール３０はたとえば、処理構成部品、記憶構成部品、およびインターフェース構成部品を一緒に結合するデータバス、アドレスバス、および制御バスを備える。メモリ構成部品はたとえば、揮発性または不揮発性メモリである。処理構成部品はたとえば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）、またはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）タイプである。電気信号はたとえば、ＴＴＬまたはＣＭＯＳタイプである。データを処理するまたはデータを作製するために記憶され実行される、作業メモリ空間を使用することが可能なプログラムまたはサブプログラムを備える機能アセンブリは、管理モジュールまたは加熱モジュールなどのモジュールによって示されるものとする。
【００４８】
検出装置１は、電力ケーブル１９に結合されている。
【００４９】
検出装置１は、出力デジタル同期信号４２を供給する通信リンクに結合されている。この同期信号４２は、気流の測定流量を表すデータを使用して、管理モジュール３０によって作製される。
【００５０】
検出総理１は、入力デジタル同期信号４１を受信する通信リンクに結合されている。
【００５１】
検出装置１は通信リンクに結合されており、この線上で、同期信号と一致した患者の呼吸気量を表す出力デジタル信号４０を供給する。この同期信号は、入力または出力同期信号である。
【００５２】
この信号４０の生成のために、管理モジュールは、気流の測定流量を表すデータを使用して、患者の呼吸気量を表すデータを生成する。
【００５３】
具体的には差圧センサ３７によって作製されるデータの処理の一例は、図８を参照して後に記載される。
【００５４】
図５は、調節された温度の空気を供給するダクト３８、換気ダクト３２、ならびに圧力伝播ダクト３３および３４が接続されている測定装置の斜視図を示す。
【００５５】
ケーシングの外側は、長手方向面取を備える直方体を画定する。上面は、加温空間にアクセスするための開口部を備え、結合ダクト２３用の取付けプレート１４に結合されている。加温空間は、後により詳細に記載される。
【００５６】
下面は、加温空間にアクセスするための開口部を備え、換気ダクト３２用の取付けプレート２０に結合されている。
【００５７】
前面は、上流圧力測定空間１０および下流圧力測定空間１１に対向して開口している半径方向通路２８を備える。コネクタ２９は、これら半径方向通路２８内に挿入されこの前面に取り付けられるために、提供される。これらのコネクタ２９は、差圧測定センサ３７につながる２つの圧力伝播ダクト３３および３４の接続のために意図された形状である。
【００５８】
裏面にはたとえば、測定装置用の支持スタンドの取付けのためのねじ孔が装着されている。
【００５９】
差圧を測定するためのリング状の空間１０および１１が、点線で図示されている。コネクタ２９は、下流圧力伝播ダクト３３および上流圧力伝播ダクト３４に接続された空間１０および１１と連通している通路２８内に配置されている。２つの圧力伝播ダクト３３および３４は、測定装置３に対してずれた差圧センサ３７に結合されている。
【００６０】
圧力伝播ダクト３３および３４は、たとえば、数センチメートルから数十センチメートルの長さである。差圧センサ３７は、圧力伝播ダクト３３および３４の各々を閉鎖し、差圧を表すデータを供給するための器具を備える。このように差圧センサ３７は、測定装置内の上流圧力と下流圧力との間の圧力の差を表すデータを供給する。このデータは、たとえば、アナログ電圧の形態、または符号化デジタルデータの形態で与えられる。
【００６１】
中心体を加温するために、パルス高温空気のシステムは測定装置の加温を可能にし、次いで空気は換気ダクト３２を介して排気される。
【００６２】
測定装置に対してずれた高温パルス空気システムは、高温空気供給ダクト３８内に配置された電気的空気加熱抵抗４６を備える。加熱抵抗４６は、加熱モジュール４５によって電力供給される。この加熱モジュール４５は、管理モジュールによって制御されてもよい。
【００６３】
高温空気供給ダクト３８は、たとえば、電流漏れのいかなる危険性も回避するように、導電性でない材料で作られている。このダクト３８は、加温空間と連通している結合ダクト２３に接続されている。空気は、吸気４８によって高温空気供給ダクト３８内に入り込む。有利には、それを介して患者が呼吸しその中で呼吸流量が測定されるダクトの近傍には、電流が循環しない。
【００６４】
吸気４８によって進入する空気は、アクチュエータ３９によって動作させられる通風器４３によって、送られる。アクチュエータ３９自体は、管理モジュールによって制御されてもよく、または測定装置が中に設置されている検出装置のスイッチが入れられるとすぐに始動されることが可能である。
【００６５】
温度センサ４７は、高温空気供給ダクト３８内に配置され、温度調節モジュール４４に結合されている。この調節モジュール４４はたとえば、測定装置の方へ向けられた空気の温度を表すデータを管理モジュールに供給する。これによって、加熱空気温度を調節することは、測定装置の過熱を回避することを可能にし、これによって患者によって吸入される空気の過熱を回避する。
【００６６】
管理モジュールはたとえば、管理モジュールのメモリ内に記憶された安全閾値温度の超過を表すデータを調節モジュール４４が供給するときに加熱を停止するように、加熱モジュール４５を制御する。
【００６７】
加熱の停止はまた、空気温度のための温度センサとして機能するバイメタルストリップによって制御されてもよく、電気的加熱抵抗の電力供給回路内で直列に実装されてもよい。また、測定装置の外部ケーシングの一面に、または加熱空気換気ダクト内に取り付けられたバイメタルストリップが提供されてもよい。バイメタルストリップの短絡回路または開回路状態も、管理モジュールによって制御されることが可能である。
【００６８】
加熱された空気が測定装置を加温するためにその中を循環した後、加熱空気は換気ダクト３２を介して排気される。換気ダクト３２は具体的には、加熱空気を外部保護シェルから外に向けさせることができる。
【００６９】
図６は、気体流の流量を表す差圧を発生させる測定装置３の長手方向断面を示す。この測定装置３は、その流量が測定される気体流のための入口５および出口６を備える。
【００７０】
気体流のための入口５および出口６を示すために使用される用語は、限定的ではない。それぞれ入口または出口の近くで行われるそれぞれ上流または下流でなされる測定は、同様に示されるものとする。患者が呼息するとき、気体流は入口５から進入して出口６から出て、流れは上流から下流へ循環する。
【００７１】
反対に、患者が吸息するとき、気体流の方向は逆転して、入口５を通過する前に出口から進入する。
【００７２】
気体流の入口５は患者の方に配置され、気体流の出口６は開放空気中の空間内に配置される。入口５および出口６通気孔の形状は対称的でありテーパ状で、入力または出力のいずれであっても同じ流量測定を得るように計算された長さである。
【００７３】
測定装置３は、ケーシング９によって包囲された中心体８を備える。本体の端部は、ケーシングのいずれかの端部から突起する。入口５の中空コネクタ５３および出口６の中空コネクタは、中空体８の端部に取り付けられている。中空体８は、初めに気体流の入口５と、次に気体流の出口６と連通している長手方向チャネル４を備える。シール１５は、中心体８と入口および出口のコネクタ５３および１３との間に配置されている。コネクタ１３および５３は、本体８上に装着されている。
【００７４】
ケーシング９と中心体８との間に配置されたシール７ａ、７ｂ、７ｃ、および７ｄは、上流圧力を測定するための第１空間１０、およ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９と中心体８との間との間に配置されたシール７ｂおよび７ｃはまた、中心体８を加温するための第３空間１２を画定し、この第３空間１２には、調節された温度の流体が供給される。この流体はたとえば、先に記載されたように加熱された空気である。
【００７５】
シールはたとえばＯリングである。いずれのタイプのリング状シールが選択されてもよく、これはつまり、クワッドリングなどの非円形断面を有するものである。
【００７６】
４つのシール７ａ、７ｂ、７ｃ、および７ｄは、第１空間１０、第３空間１２、および第２空間１１を互いに逐次的に画定する。
【００７７】
ケーシング９は、その中に中心体８が配置される内部筐体を備え、この内部筐体は、気密接触をなすためにそれに対してシールが配置されるいくつかの軸受を形成する。ケーシング９内に作られた逐次的な軸受は、中心体８上の突起周囲ショルダ２６に対して当接しているケーシングの一方の端部から、それによって中心体８が突起するケーシング９の他方の端部までの減少する直径で作られる。そのシールが装着された中心体８の挿入は、これによって容易にされる。
【００７８】
シール７ａ、７ｂ、７ｃ、および７ｄのための筐体は、外部周囲溝の形態を取る。中心体８はまた、圧力測定空間を画定する、外部周囲溝の形態の筐体を備える。中心体８内に作られた外部周囲溝はさらに、冷却フィン２５を画定する。冷却フィン２５は加温空間１２内にある。
【００７９】
中心体８およびケーシング９は、それらの長手方向軸に沿って互いの中に装着される。ケーシング９は次いで、中心体８上のショルダ２６にねじ留めされる。
【００８０】
シール１５は、入口および出口コネクタ１３および５３が装着されている端部カラー内に作られた筐体内に配置される。
【００８１】
測定装置を構成する異なる要素はこのように、具体的には滅菌されるために分解されることが可能である。特に、中心体８ならびに入口および出口コネクタ１３および５３は滅菌されることが可能である。シールは、滅菌または交換されることが可能である。
【００８２】
中心体８を包囲するケーシング９は、中心体８を加温するための空間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に取り付けられたプレート１４および２０は、その中でダクトが固定化されてもよい開口部を備える。これらのプレート１４および２０は、ねじによってケーシングに取り付けられる。
【００８３】
結合ダクト２３は、制御された温度で流体が供給されるように意図されている。図６では、結合ダクト２３のみがプレート１４によってケーシング９に取り付けられており、他方のプレート２０におけるアクセスは自由にされたままであるが、この他方のプレート２０に結合された換気ダクトは、図４を参照して先に記載されている。
【００８４】
加熱伝導フィン２５は、中心体８内に配置されており、加温空間１２の中に突起する。
【００８５】
図７に示されるように、これらのフィン２５は、中心体８内の周囲溝を互いに画定する平行な王冠の形態である。
【００８６】
加温された空気はたとえば、結合ダクト２３内に注入され、次いで加温空間１２に到達するためにケーシング内に作られた開口部２１を通過する。暖かい空気はこのように中心体８を加温する。フィン２５は、中心体８の中での熱のより良好な分布を可能にする。加温空間１２内に注入された加温空気は次いで、ケーシング９内に作られた開口部２２を介して出る。この排気された暖かい空気は、先に記載されたように、換気ダクト内へチャネルで運ばれる。換気ダクトはこのように、取付けプレート２０の開口部内に、第３加温空間１２と連通して取り付けられる。
【００８７】
中心体８を加温することは、中心体８の中を循環する患者によって吐出された空気の凝縮を回避することを可能にする。
【００８８】
中心体８は、平行なチャネル４のネットワークを備える。これらの長手方向チャネル４は、中心体内に配置された気流のための通路の直径全体にわたって離間している。
【００８９】
これら長手方向チャネル４を通過する気流は、長手方向チャネル内に圧力を生じさせる。
【００９０】
半径方向ダクト１７および１８は、１つまたはいくつかの長手方向チャネルを上流および下流の圧力を測定するための空間１０および１１に結合するために、中心体８内に作られる。
【００９１】
半径方向ダクト１７は、外部長手方向チャネル４を、下流圧力を測定するための空間１１に結合する。半径方向ダクト１８は、外部長手方向チャネル４を、上流圧力を測定するための空間１０に結合する。
【００９２】
圧力を測定するための空間１０および１１が閉鎖されると、それらの内部圧力の測定値は、長手方向チャネル内の上流および下流の測定値に対応する。このようにこれらの圧力測定値は、気流の流量を測定するために使用されてもよい。
【００９３】
上流および下流圧力を測定するための空間１０および１１は中心体８およびケーシング９によって画定されており、先に記載されたように、これらの空間１０および１１に結合されたダクトは、それらの内部圧力の伝播を可能にする。先に記載されたように、これらの第１および第２圧力測定空間１０および１１に結合された差圧センサは、差圧を表すデータが生成されることを可能にする。
【００９４】
先に記載されたように中心体８を加温することは、長手方向チャネル４または半径方向ダクト１７および１８を閉塞する可能性がありこれによって圧力測定に悪影響を及ぼす空気の凝縮および水滴の出現を回避することを可能にする。
【００９５】
図８は、管理モジュール３０の組織の一例を模式的に示す。
【００９６】
管理モジュール３０は、圧力伝播ダクト３３および３４に結合された差圧センサ３７を備える。差圧センサ３７は、測定流量を表すデータを供給する算術演算モジュール１１６によって読み出された測定差圧を表すデータを供給する。算術演算モジュール１１６はたとえば、流量を表すデータを計算するために、差圧を表すデータの乗算を行う。測定流量を表すデータは、メモリ記憶空間１１２内に格納される。
【００９７】
測定流量を表すデータのメモリ記憶空間１１２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はたとえば、逐次値の間の比較を行い、出力同期信号のためのメモリ記憶空間１１４内に格納された同期フロントに対応する測定流量の最大値および最小値を決定する。
【００９８】
出力同期信号のためのメモリ記憶空間１１４は具体的には、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。
【００９９】
測定流量を表すデータのためのメモリ記憶空間１１２は、呼吸モデルのための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、非パラメータ化呼吸モデルのためのメモリ記憶空間１１０にアクセスすることができる。呼吸モデルは、ヒトによって吐出および吸入された空気の量を表す曲線に対応する。したがって非パラメータ化モデル１１０は、各検査に従ってパラメータ化されなければならない。このように呼吸モデルのパラメータ化モジュール１１１は、パラメータ化呼吸モデルを表すデータ１０９を生成するために、非パラメータ化呼吸モデルを表すデータ１１０および測定流量を表すデータ１１２へのアクセスを提供し、このデータはメモリ空間１０９内に格納される。
【０１００】
呼吸モデルのパラメータ化モジュール１１１は、所定数の呼吸周期にわたって調整を行う。呼吸モデルのパラメータ化のために、たとえば数十秒の遅延が計画される。その間に患者が規則的な呼吸リズムになるべき数分の遅延が計画されることが可能である。
【０１０１】
パラメータ化呼吸モデルを調整するために、パラメータ化モジュール１１１は具体的には、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。
【０１０２】
逐次的調整および各調整間の誤差評価を行うための自己学習プログラムなどのモデルをパラメータ化するために、その他のサブプログラムが提供されてもよい。
【０１０３】
呼吸モデルはＬＵＪＡＮモデルと呼ばれるモデルであり、以下のように表される：
Ｚ（ｔ）＝Ｚｏ−Ｂ．（Ｃｏｓ（π．ｔ／τ−φ））２Ｎ
【０１０４】
この式において、メートル法での器官の位置はＺ（ｔ）で表される。
【０１０５】
Ｚｏは、呼息位置に対応する可調整パラメータである。
【０１０６】
Ｂは、各呼吸の深さに対応する可調整パラメータである。
【０１０７】
Ｃｏｓは、数学関数のコサインである。
【０１０８】
πは、およそ３．１４の値の定数である。
【０１０９】
ｔは、秒で表される時間変数である。
【０１１０】
τは、呼吸周期の期間に対応する可調整パラメータである。
【０１１１】
φは、位相シフトに対応する可調整パラメータである。
【０１１２】
Ｎは、モデルの非対称の度合いに対応する可調整パラメータである。
【０１１３】
これらの可調整パラメータはたとえば、いくつかのサンプリング、および連立方程式の１つまたはいくつかの解によって決定される。
【０１１４】
連立方程式による決定は、自己学習サブプログラムまたは平均値計算プログラムと組み合わせられてもよい。
【０１１５】
このように、その他の呼吸モデルが使用されてもよい。
【０１１６】
パラメータ化呼吸モデル１０９の記憶の後、呼吸気量を表すデータを生成するためのモジュール１１５は、パラメータ化呼吸モデル１０９および呼吸量を表すデータ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すデータを生成しメモリ空間１１８内に書き込む。
【０１１７】
呼吸気量を表すデータ１１８の生成のために、これを生成するモジュール１１５は具体的には、流量のデジタル積分のためのサブプログラムを備える。
【０１１８】
管理モジュール３０は、入力同期信号４１を受信するためのインターフェース１０３を備える。入力同期信号を表すデータは、このインターフェース１０３によって、メモリ記憶空間１０８内に書き込まれる。
【０１１９】
管理モジュール３０は、入力信号または出力信号との同期の選択のための少なくとも１つの命令信号１０１を受信するためのインターフェース１０２を備える。管理モジュール３０を実施するために、その他の命令が受信されてもよい。この選択命令を表すデータは、このインターフェース１０２によって、メモリ記憶空間１０７内に書き込まれる。
【０１２０】
管理モジュール３０は、入力または出力同期信号と一致した患者の呼吸気量を表すデータを生成するためのモジュール１１９を備え、このデータはメモリ空間１０６内に格納される。このメモリ空間１０６は、入力または出力同期信号と一致した呼吸量を表すデータのための出力伝送信号４０を生成するインターフェース１０４によって読み出される。
【０１２１】
モジュール１１９は具体的には、入力または出力同期信号と一致した呼吸気量データ１０６を生成するために、呼吸気量を表すデータ１１８および入力同期データ１０８または出力同期データ１１４へのアクセスを提供する。この生成モジュール１１９は具体的には、データ結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１０４または出力同期データ１１４との組合せは、入力または出力同期信号と一致した呼吸気量データ１０６を生成するためにモジュール１１９によってアクセスされるメモリ空間１０７の状態に応じてなされる。メモリ空間１０７は、使用される入力または出力デジタル同期信号に対応する所定の状態にされる。
【０１２２】
同期信号のうちの１つと同期した呼吸気量のばらつきを表すデータに変換された差圧のばらつきを処理するための応答時間は、たとえば１２ｍｓ未満であり、これは所定の圧力差センサのための通常サンプリング周波数に対応することができる。差圧センサは必要に応じて選択される。このように、管理モジュールは、１５ｍｓまたは３０ｍｓのこの応答時間を有するように組織されてもよい。リアルタイムシステムは、このように得られる。
【０１２３】
モジュール１１９が入力または出力同期信号と一致した呼吸気量データ１０６を生成するための起動承認を表すデータの生成がまた、提供されてもよい。このような承認はたとえば、動作温度を管理するためのモジュール１１７によって生成される。
【０１２４】
動作温度を管理するためのモジュール１１７は、温度調節モジュール４４、加熱モジュール４５、および通風器アクチュエータ３９のための制御モジュール６７の作業メモリ空間への読み書きアクセスを提供する。
【０１２５】
温度調節モジュール１１７はたとえば、測定装置の加熱時間に応じた遅延サブプログラム、および記憶された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。同期した呼吸気量データを生成するためのモジュール１１９はたとえば、温度管理モジュール１１７内の承認メモリ空間にアクセスする。
【０１２６】
図９に示されるように、処置台５９に取り付けられた検出装置１は、患者２と同時に医用撮像装置３５内に移動させられる。シェル５０およびフォームウェッジクッション５８によって形成された空間は、患者が自身の頭部および手を配置することができるよう十分に作られる。腕が持ち上げられ手が頭部の後ろに組まれた状態での患者の配置は、解析される領域６０のより良好な視覚化を可能にする。検出装置のＵ字型は、医用撮像プロセスをまったく妨げない。入口コネクタ５３は具体的には、患者の頭部に対して、および医用撮像によって解析される患者の領域６０に対してずれている。
【０１２７】
図１０は、２つの医用撮像装置と、医用撮像によって解析される、患者の身体２の運動領域の位置のための検出装置１とを備える医用撮像機器３５を示す。
【０１２８】
各撮像装置は、刺激および検出装置６１または１２０を備え、刺激および検出装置は、リング６１または１２０によって図式化されており、医療用画像を表すデータのための取得および制御ケース６２または１２１に結合されている。医療用画像データ６４または１２２は、通信リンクによって処理ステーション１４０または１４３に送信される。記憶空間１４１または１４４は、後に解析されるこのデータのために提供される。
【０１２９】
各医用撮像装置によって送信され処理ステーション１４０または１４３によって受信される信号は、検出装置によって供給される同期信号１２３または検出装置に送信される同期信号１４５と一致した医療用画像を表すデータに対応する。
【０１３０】
異なるステーションまたは装置の間の通信リンクは、電気的絶縁を可能にする光インターフェースによって結合される。
【０１３１】
医用撮像装置はたとえば、陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）、コンピュータ断層撮影取得（ＣＴ）、または磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）のタイプである。
【０１３２】
各医用撮像装置は、検出装置１に結合され、検出装置によって同期信号１２３または１４５は送信される。
【０１３３】
この同期信号１４５は、たとえばコンピュータ断層撮影取得装置によって発せられた検出装置１のための入力同期信号である。
【０１３４】
同期信号１２３は、たとえば陽電子放射断層撮影装置によって受信された検出装置１のための出力同期信号である。
【０１３５】
検出装置１は、その電力ケーブル１９によって、電源ユニット６６に結合されている。この電源ユニットは、絶縁変圧器１２４を介して配電網に接続されている。
【０１３６】
検出装置１に結合された通信または電源ケーブルは、処置台が医用撮像装置の内部で平行移動できるのに十分な長さになるように選択される。
【０１３７】
検出装置１はまた、検出装置が入力または出力同期信号と一致した呼吸気量を表すデータ４０を送信するその処理ステーション６５に結合される。後に解析されるこのデータのために記憶空間１４２が提供される。
【０１３８】
処理ステーション６５、１４０、または１４３はたとえば、処理プログラムが装備されておりユーザインターフェースを備えるコンピュータである。ユーザインターフェースは、画面およびキーボードを備える。処理ステーション６５、１４０、および１４３は、絶縁変圧器１２４を介して配電網によって電力供給される。
【０１３９】
システム１４０および１４３は、単一のシステムに物理的に収容され、制御コンソール内に統合され、２Ｄ、３Ｄ（およびＳＰＩによって３Ｄ構造に時間成分が組み込まれた４Ｄ）画像再構築ソフトウェアを含んでもよいことに留意されたい。
【０１４０】
このように形成されたシステムは、しばしば再構築コンソールと呼ばれる。
【０１４１】
画像処理ソフトウェアのみを有する再構築コンソールがあってもよく、再構築コンソールは、検査領域からさらに長いまたは短い距離で室内に配置され、コンピュータネットワークによって接続される。
【０１４２】
図１１および図１２は、検出装置１のための較正治具６８を示す。チャンバ１２７は、平行移動において制御されたピストン１２６によって画定されている。チャンバ１２７の容積を画定し標的１２５に接続された別のタイプの可動壁が、ピストンの代わりに使用されてもよい。
【０１４３】
較正治具６８は、チャンバ１２７によって供給され測定装置に接続された開口１２８を備える。チャンバ１２７は結合管６９によって、検出装置１の入口コネクタ５３に結合されている。所定の気流を生じさせる所定の周期に従ってピストン１２６の運動を制御することによって、検出装置１は較正されることが可能である。
【０１４４】
チャンバ１２７は可動ピストン１２６によって画定されており、これはまた標的１２５に結合されている。この標的１２５は、両方の医用撮像装置によって検出されることが可能である。
【０１４５】
標的１２５は非金属製ロッド１３１に取り付けられており、非金属製ロッド自体はピストン１２６の作動ヘッド１３２に取り付けられている。標的１２５および可動ピストン１２６はこのように、それらの同時変位制御のために接合されている。
【０１４６】
図１１の詳細部は、ピストンのアクチュエータ１２９を示す。アクチュエータ１２９は、ピストンの前方または後方運動を命令するための信号を受信するための制御インターフェース１３０を備える。
【０１４７】
ロッド１３１は、ロッド１３１の端部に作られたねじ山１３６によって、標的１２５に取り付けられている。このねじ山付き端部は、プラスチック材料で作られたおもり１３３内のねじ孔にねじ込まれる。たとえば球状のこのおもり１３３は、プラグ１３５によって閉鎖された内部筐体１３４を備える。放射性液体が、標的１２５内の筐体内に挿入されてもよい。放射性液体は、陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）タイプの医用撮像装置によって標的が検出されることを可能にする。標的の材料は、標的がＣＴスキャンタイプの医用撮像装置によって検出されることを可能にする。
【０１４８】
較正治具は、検出装置１とともに医用撮像装置内に導入されてもよい。検出装置１はこのように、医用撮像装置のうちの１つと同時に較正されてもよい。
【０１４９】
較正治具は有利には、撮像装置のうちの１つのタイマと検出装置のタイマとを同期させるために使用される。このように、医用撮像装置のタイマは、互いに対して同期されることが可能である。実際、使用される電子タイマは正確さが高いが、これらは同期がわずかにずれていることがあり、これによって、異なる撮像装置によって供給されるデータのその後の解析の間に測定値の不正確さを招く。
【０１５０】
較正治具はまた、新しい測定装置が設置される場合に、または検出装置内のソフトウェアが更新されるときに、または処理パラメータが調整されるときに使用されてもよい。精査がまた、予防措置として行われてもよい。
【０１５１】
本発明が他の変形実施形態を可能にすることは、当業者にとって自明であるはずである。結果的に、本実施形態は、添付の特許請求の範囲によって定義された本発明を単に例示するものとしてみなされなければならない。
【図１】
2015525594.tif 000003
【図２】
2015525594.tif 000004
【図３】
2015525594.tif 000005
【図４】
2015525594.tif 000006
【図５】
2015525594.tif 000007
【図６】
2015525594.tif 000008
【図７】
2015525594.tif 000009
【図８】
2015525594.tif 000010
【図９】
2015525594.tif 000011
【図１０】
2015525594.tif 000012
【図１１】
2015525594.tif 000013
【図１２】
2015525594.tif 000014
【国際調査報告】
2015525594.tif 000015
2015525594.tif 000016
2015525594.tif 000017
2015525594.tif 000018
2015525594.tif 000019
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