(57)【要約】【課題】  耐久性が高く、撮影の妨げにならず、熟練を要することなく患者の呼吸による体動を確実に検出できる、体動検出センサを提供する。【解決手段】体動検出センサ（１１）を、受圧部となる第１の容器（２１）と、薄膜センサ（２３）と、薄膜センサ（２３）を格納している第２の容器（２２）と、から構成する。そして、第１、２の容器（２１、２２）を連結管（２５）によって連通して、内部にシリコンオイル（２７）を封入する。体動検出センサ（１１）を寝台（３）に設けて、受圧部（２１）を患者の背面とテーブル（８）の間に挿入して体動を検出する。【選択図】図２
2012110355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＴスキャン装置、ＰＥＴ装置、放射線治療シミュレーション装置、放射線治療装置等の医療機器において、患者が仰臥する寝台の上に設けられ、患者の背面とテーブルの接触部に挿入して呼吸の動作に伴う圧力の変化を検出するセンサであって、
前記センサは、可撓性を有する中空の容器と、前記容器に格納されているＰＶＤＦ、窒化アルミニウム、または酸化亜鉛からなる薄膜センサと、前記容器に気密的または液密的に封入されている流体とから、全体が扁平なシート状を呈するように形成され、
前記容器に作用する圧力が、前記流体を介して前記薄膜センサに作用して検出されるようになっていることを特徴とする体動検出センサ。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサにおいて、前記容器は、前記患者の背面とテーブルの接触部に挿入した受圧部の面積が、前記薄膜センサの面積よりも広くなっていることを特徴とする体動検出センサ。
【請求項３】
ＣＴスキャン装置、ＰＥＴ装置、放射線治療シミュレーション装置、放射線治療装置等の医療機器において、患者が仰臥する寝台の上に設けられ、患者の背面とテーブルの接触部に挿入して呼吸の動作に伴う圧力の変化を検出するセンサであって、
前記センサは、可撓性を有し全体が扁平なシート状を呈する中空の第１の容器と、中空の第２の容器と、前記第１、２の容器を連結していると共にそれぞれの中空部を連通する管路と、前記第２の容器に格納されているＰＶＤＦ、窒化アルミニウム、または酸化亜鉛からなる薄膜センサと、前記第１、２の容器および前記管路に気密的または液密的に封入されている流体とから構成され、
前記第１の容器に作用する圧力が、前記流体を介して前記薄膜センサに作用して検出されるようになっていることを特徴とする体動検出センサ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの項に記載のセンサにおいて、前記流体は、シリコンオイルまたは鉱物油からなる液体であることを特徴とする体動検出センサ。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかの項に記載のセンサにおいて、前記流体は、空気または不活性ガスからなる気体であることを特徴とする体動検出センサ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかの項に記載の前記体動検出センサで検出される圧力の変化を受信して、呼吸に同期する呼吸同期用信号を生成することを特徴とする呼吸同期用信号生成装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置において、前記体動検出センサには送信機が、前記呼吸同期用信号生成装置には前記送信機に対応する受信機がそれぞれ設けられ、前記圧力の変化の信号が、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信、または近赤外線通信で送受信されることを特徴とする呼吸同期用信号生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部から入力される呼吸同期用信号に基づいて制御され、呼吸による体動の影響を抑制することができるようになっている、ＣＴスキャン装置、ＰＥＴ装置、放射線治療シミュレーション装置、放射線治療装置等の医療機器に対して、前記呼吸同期用信号を生成して出力することができる呼吸同期用信号生成装置と、呼吸の動作を検出する体動検出センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人体を任意の部分で輪切りにした断層画像を撮影することができる医療機器として、いわゆる断層撮影装置が周知であり、Ｘ線を曝射して撮影するＣＴスキャン装置、患者に放射性トレーサを投与して放射性トレーサから放出されるガンマ線を検出して撮影するＰＥＴ装置等が知られている。また、断層撮影装置に所定の装置を付加した医療機器も周知であり、いわゆる放射線治療シミュレーション装置、放射線治療装置等が知られている。放射線治療シミュレーション装置は、患者の断層画像を撮影してそれを基に放射線治療のシミュレーションを実施できる装置であり、これにより治療計画を立案することができる。また、放射線治療装置は、放射線治療計画に基づいて操作者が装置を操作して、患部に放射線を照射する装置である。
【０００３】
ＣＴスキャン装置は、従来周知のように、中央部を貫通する所定の内径の開口部を備えたガントリと、患者が仰臥する寝台と、データを処理するコンピュータとから構成されている。ガントリの内部には、Ｘ線を曝射するＸ線源と、人体を透過したＸ線を検出する多数のセンサからなる検出器アレイとが、開口部を挟んで対向する位置に配置され、Ｘ線源と検出器アレイは、開口部を中心として円周方向に回転できるようになっている。そして、開口部は、寝台上に仰臥した患者が寝台と共に挿入されるようになっている。このようなＣＴスキャン装置で断層画像を得る場合、寝台を駆動して寝台上に仰臥した患者をガントリの開口部に挿入して、撮影対象の所定の部位がＸ線の曝射野に位置するようにする。そして、Ｘ線源と検出器アレイを回転させながら、異なる方向からＸ線を曝射して、人体を透過したＸ線を検出器アレイで検出する。このようにして検出されたデータをコンピュータにおいて統合的に処理すると１枚の断層画像が得られる。
【０００４】
断層撮影装置においては、寝台を駆動して撮影対象の部位を少しずつ移動させて、複数枚の断層画像を撮影する。そうすると、撮影対象の部位を立体的に画像化することができる。ところで、断層画像を撮影するとき、患者は寝台の上で動かないように注意しているが、患者は、呼吸の動作や心臓の鼓動によるわずかな動き、すなわち体動によって動いてしまう。患者が体動によって動いてしまうと、撮影される複数枚の断層画像間にずれが生じてしまうので、立体的な断層画像は鮮明なものが得られない。そうすると、診断において腫瘍を見落としたり、腫瘍の位置を正確に特定することができない。また、放射線治療シミュレーション装置において適切に治療計画を立案することもできないし、放射線治療装置においては、腫瘍以外の健全な組織に誤って放射線を照射して、これを損傷してしまうことがある。
【０００５】
呼吸の動作や心臓の鼓動に同期して断層撮影装置を制御して、体動による影響を最小限にしてずれの少ないデータを収集し、鮮明な断層画像を得る断層撮影方法は周知である。このような断層撮影方法を実施する場合、人体の体動を検出して断層撮影装置に送信する必要がある。特許文献１には、患者の胸部に貼り付けられた心電図検出用のセンサによって心臓の鼓動の同期信号を得て、心臓の断層画像を撮影するＣＴスキャン装置が記載されている。特許文献１に記載のＣＴスキャン装置によると、ＣＴスキャン装置は心臓の鼓動に同期して制御されるので、心臓の鼓動の影響を受けずに断層画像を撮影でき、心臓について鮮明な断層画像が得られる。しかしながら、呼吸の動作については考慮されていないので、心臓以外の他の部位の断層画像を撮影すると、呼吸の動作によって断層画像がぼやけてしまう。呼吸の動作を検出して断層撮影装置に同期用信号を送信する必要がある。呼吸の動作を検出する方法として、例えば、胸部の上下動を検出する方法、腹部の膨張と収縮を検出する方法、皮膚の張力を検出する方法等が知られている。胸部の上下動を検出する方法には、マーカによる方法、計測竿による方法があり、マーカによる方法は、患者の胸部に貼られたマーカを外部のＣＣＤカメラで監視して胸部の上下動を検出する方法であり、計測竿による方法は、計測竿の一方の端部を患者の胸部に接触させ、患者の近傍に計測竿の支点を設けて、他方の端部において胸部の上下動を増幅して検出する方法である。また、腹部の膨張と収縮を検出する方法は、腹部に巻かれたベルトの張力または中空のベルト内の空気圧の変化を検出して腹部の膨張と収縮を検出するする方法であり、皮膚の張力を検出する方法は、患者の体表に歪センサを貼り付け、皮膚の張力を検出して、呼吸の動作を検出する方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−６１８３５号公報
【特許文献２】特開２００１−１８７０３０号公報
【０００７】
特許文献２には、患者が仰臥するベッドに設けられ、患者の背中に接触して呼吸の動作による体動を検出することができる、シート状の圧電センサが記載されている。特許文献２に記載の圧電センサは、ＰＶＤＦフィルムまたは窒化アルミニウムの薄膜からなる圧力検出素子が、薄い樹脂製シートによって挟み込まれた、いわゆるラミネート加工された構造のセンサであり、呼吸の動作による体動を電圧の変化として検出することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記したような呼吸の動作を検出する方法を実施したり、特許文献２に記載の圧電センサを使用すれば、呼吸の動作による体動を検出することができる。そして、検出された体動の信号を断層撮影装置に信号を送信して、断層撮影装置が当該信号に基づいて同期させてスキャンすれば、呼吸の動作による体動の影響を受けない鮮明な断層画像を得ることができる。しかしながら、解決すべき問題点も見受けられる。例えば、マーカによる方法の場合、マーカを貼り付ける位置の選定の問題がある。すなわち、マーカは患者の胸部に貼り付けるとき、Ｘ線の曝射の妨げにならないようにすると共にマーカの安定性を確保できる位置に貼り付ける必要があり、位置の選定に熟練を要する。さらには、マーカは胸部に貼り付けるために他の問題が生じる。つまり、断層画像の撮影の間、患者は防寒用の毛布をまとうことができないし、放射線治療を実施する場合には、マーカが放射線照射の妨げになってしまう。計測竿による方法にも問題が認められる。計測竿は支点を固定する固定具がＸ線の曝射の妨げになるし、計測竿全体が画像に映ってしまうこともある。さらには、計測竿は外部に突き出ているので、ＣＴスキャン装置のガントリにぶつかってしまうという問題もある。腹部の膨張と収縮を検出する方法についても問題がある。すなわち、健常者においては呼吸時に横隔膜と肋間筋が共に活発に動くが、体力の弱った患者の場合は、横隔膜の働きが十分でなく肋間筋の細かい動作による浅い呼吸が多くなってしまう。そうすると、ベルト等によって腹部の膨張と収縮を検出しても、呼吸を正確に検出できない場合がある。また、ベルトによって患者を圧迫すると、患者のストレスになってしまう。皮膚の張力を検出する方法についても問題が認められ、患者の皮膚に弛みがある場合には検出の精度が悪くなるし、歪センサに接続されている通信用の信号線が邪魔になってしまう。
【０００９】
特許文献２に記載の圧電センサを利用する場合には、上記した問題点の多くは解決する。例えば、圧電センサは、患者が仰臥するベッドに設けられて患者の背中に接触して呼吸の動作を検出するようになっているので、患者の邪魔にならないし、放射線治療において妨げになったり断層撮影装置にぶつかるようなこともない。また、圧電センサは、ＰＶＤＦフィルムまたは窒化アルミニウムの薄膜からなるので、比較的断層撮影の画像に映り難い。しかしながら、特許文献２に記載の圧電センサは構成によっては、全く画像に映らないという保証はない。また、ＰＶＤＦフィルムまたは窒化アルミニウムの薄膜からなる圧力検出素子に固有の問題も認められる。すなわち、このような圧力検出素子は、むき出しでは耐久性が高くなく、圧力検出素子が薄い樹脂製シートによって挟み込まれていても、患者の背中によって繰り返し押されると、圧力検出素子が早期に劣化してしまう。圧力検出素子を挟み込む樹脂製シートを厚くすればある程度耐久性は向上するが、センサの感度が低下するという別の問題が生じてしまう。また、このような圧力検出素子には検出された電圧を外部に送信する信号線が設けられているが、圧力検出素子が薄膜状に形成されているので、圧力検出素子と信号線の接合部の強度は弱く問題である。特許文献２に記載の圧電センサの場合、直接患者の背中に圧力検出素子が敷かれて圧力の変動を検出するようになっているので、早期に接合部が破損して信号線が断線してしまう危険が高い。また、窒化アルミニウムは一般的に小面積のものしか製造することができないので、圧力の変化を検出できる背中の部分が小面積になってしまい、接触させる部分によっては呼吸の動作を確実に検出できない。さらには、患者の背中から受ける圧力は、圧電センサに均一に作用するとは限らないので、圧力検出素子で受ける圧力にはムラが生じてしまい、センサの検出精度が十分に得られない場合がある。すなわち、患者の背中と圧電センサが接触している位置、面積等の状態によっては、患者の体動に伴う圧力の変動を正確に検出できない場合がある。
【００１０】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたもので、具体的には、断層撮影において画像に映ったり放射線治療において妨げになることがなく、断層撮影装置にぶつかるようなこともなく、熟練を要することなく患者の呼吸による体動を確実に検出できる、安価で耐久性の高い体動検出センサと、このセンサで検出された呼吸動作に同期した呼吸同期用信号を生成して、断層撮影装置、放射線治療装置等の医療機器に呼吸同期用信号を出力することができる呼吸同期用信号生成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するために、体動検出センサを、可撓性を有し全体が扁平なシート状を呈する中空の容器と、当該容器または別の容器に格納されているＰＶＤＦ、窒化アルミニウム、または酸化亜鉛からなる薄膜センサと、これ等の容器に気密的または液密的に封入されている流体とを一体的に形成する。そして、容器に作用する圧力が、流体を介して薄膜センサに作用して検出されるように構成する。また、このような容器を、患者の背面とテーブルの接触部に挿入し受圧部の面積が、前記薄膜センサの面積よりも広くなるようにする。また、本発明においては、体動検出センサを、可撓性を有し全体が扁平なシート状を呈する中空の第１の容器と、中空の第２の容器と、中空部を連通するようにこれらを連結している管路と、第２の容器に格納されているＰＶＤＦ、窒化アルミニウム、または酸化亜鉛からなる薄膜センサと、容器の内部に気密的または液密的に封入されている流体とから構成し、第１の容器に作用する圧力が、流体を介して薄膜センサに作用して検出されるように構成する。そして、このような体動検出センサによって検出される圧力の変化を受信して、呼吸に同期する呼吸同期用信号を生成する呼吸同期用信号生成装置として構成する。
【００１２】
かくして、請求項１記載の発明は、上記目的を達成するために、ＣＴスキャン装置、ＰＥＴ装置、放射線治療シミュレーション装置、放射線治療装置等の医療用装置において、患者が仰臥する寝台の上に設けられ、患者の背面とテーブルの接触部に挿入して呼吸の動作に伴う圧力の変化を検出するセンサであって、前記センサは、可撓性を有する中空の容器と、前記容器に格納されているＰＶＤＦ、窒化アルミニウム、または酸化亜鉛からなる薄膜センサと、前記容器に気密的または液密的に封入されている流体とから、全体が扁平なシート状を呈するように形成され、前記容器に作用する圧力が、前記流体を介して前記薄膜センサに作用して検出されるように構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のセンサにおいて、前記容器は、前記患者の背面とテーブルの接触部に挿入された受圧部の面積が、前記薄膜センサの面積よりも広くなっるように構成される。
そして、請求項３に記載の発明は、ＣＴスキャン装置、ＰＥＴ装置、放射線治療シミュレーション装置、放射線治療装置等の医療用装置において、患者が仰臥する寝台の上に設けられ、患者の背面とテーブルの接触部に挿入して呼吸の動作に伴う圧力の変化を検出するセンサであって、前記センサは、可撓性を有し全体が扁平なシート状を呈する中空の第１の容器と、中空の第２の容器と、前記第１、２の容器を連結していると共にそれぞれの中空部を連通する管路と、前記第２の容器に格納されているＰＶＤＦ、窒化アルミニウム、または酸化亜鉛からなる薄膜センサと、前記第１、２の容器および前記管路に気密的または液密的に封入されている流体とから構成され、前記第１の容器に作用する圧力が、前記流体を介して前記薄膜センサに作用して検出されるように構成される。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの項に記載のセンサにおいて、前記流体は、シリコンオイルまたは鉱物油からなる液体であるように構成され、請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの項に記載のセンサにおいて、前記流体は、空気または不活性ガスからなる気体であるように構成される。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかの項に記載の前記体動検出センサで検出される圧力の変化を受信して、呼吸に同期する呼吸同期用信号を生成することを特徴とする呼吸同期用信号生成装置として構成され、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の装置において、前記体動検出センサには送信機が、前記呼吸同期用信号生成装置には前記送信機に対応する受信機がそれぞれ設けられ、前記圧力の変化の信号が、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信、または近赤外線通信で送受信されるように構成される。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によると、体動検出センサは、可撓性を有する中空の容器と、容器に格納されているＰＶＤＦ、窒化アルミニウム、または酸化亜鉛からなる薄膜センサと、容器に気密的または液密的に封入されている流体とから、全体が扁平なシート状を呈するように形成され、容器に作用する圧力が、流体を介して薄膜センサに作用して検出されるように構成されているので、流体を介して確実に圧力を検出することができ、熟練を要さずに呼吸動作を検出することができる。そして、薄膜センサには、直接力が作用せずに流体を介して圧力が作用するので、薄膜センサが早期に劣化してしまうことがないし、薄膜センサに接続されている信号線にも直接負荷がかからないので、信号線が断線することがなく、高い耐久性が得られる。また、体動検出センサは、患者が仰臥する寝台の上に設けられ、患者の背面とテーブルの接触部に挿入して呼吸の動作に伴う圧力の変化を検出するセンサとして構成されているので、センサが断層撮影装置にぶつかるようなことも、放射線治療において妨げになることもない。さらには、ＰＶＤＦ、窒化アルミニウム、または酸化亜鉛からなる薄膜センサは、Ｘ線を吸収し難いので、断層画像に映る恐れはほとんどない。本発明によると、体動検出センサの容器は、患者の背面とテーブルの接触部に挿入され受圧部の面積が、薄膜センサの面積よりも広くなるように構成されているので、背中の圧力の変化を確実に検出することが可能になる。そして、本発明によると、体動検出センサは、中空の第１の容器と中空の第２の容器と薄膜センサと容器に封入されている流体とから構成されているので、第１の容器を患者の背中に敷くようにすれば、第１の容器はＸ線を吸収することがないので、センサが断層画像に映ることがなく、鮮明な断層画像を得ることができる。また、薄膜センサは、圧力を直接受ける第１の容器とは別の容器である第２の容器内に格納されているので、薄膜センサが折れ曲がったり劣化することがない。さらには、薄膜センサに接続されている信号線が薄膜センサから外れる恐れもない。すなわち、非常に耐久性が高い。さらには、本発明によると、このような容器に封入されている流体は、空気または不活性ガスからなる気体であるようにも構成されているので、万一容器が破損しても液漏れ等の事故が発生することがなく、高価な医療機器の安全を確保することができる。また、このような体動検出センサからの信号をＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信、または近赤外線通信によって受信して、呼吸同期用信号を生成する呼吸同期用信号生成装置に関する発明によると、センサと呼吸同期用信号生成装置は、医療機器が誤動作を引き起こす恐れがなく、信号線が邪魔にならないので、呼吸同期用信号生成装置を安全に設置することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る呼吸同期用信号生成装置とＣＴスキャン装置を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る体動検出センサを模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る体動検出センサの、薄膜センサとフラットケーブルの接続部分を模式的に説明する図で、その（ア）は接続用のチップであるフレキシブルＩＣチップを模式的に示す斜視図であり、その（イ）はフレキシブルＩＣチップによって薄膜センサとフラットケーブルが接続されている様子を示す断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る体動検出センサを模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本実施の形態に係る呼吸同期用信号生成装置について、呼吸同期用信号生成装置を備えたＣＴスキャン装置を例に説明する。
ＣＴスキャン装置１は、図１に示されているように、従来周知のＣＴスキャン装置と同様に、人体を走査するガントリ２、患者が仰臥する寝台３、等から概略構成されている。ガントリ２には、その中央部に、人体が挿入される所定の内径の貫通孔が明けられている。すなわち開口部５が設けられている。ガントリ２の内部には、図１には示されていないが、Ｘ線を曝射するＸ線源と、人体を透過したＸ線を検出する多数のセンサからなる検出器アレイとが、開口部５を挟んで対向する位置に設けられている。このようなＸ線源と検出器アレイは、お互いに開口部５を挟んで対向する位置を採りながら、開口部５を中心に円周方向に回転できるようになっている。ガントリ２には、ガントリ２と寝台３を制御したりデータを処理するコンピュータが設けられている。
【００１６】
寝台３は、床に設置される台座７と、台座７の上に設けられている略長方形の板状を呈するテーブル８とから構成されている。そしてテーブル８は、図１には示されていないが、台座７の内部に設けられているテーブル駆動機構によって長手方向にスライドすることができるようになっている。このような寝台３は、ガントリ２に隣接して設置され、テーブル駆動機構を駆動すると、テーブル８が開口部５に挿入されたり、後退するようになっている。
【００１７】
テーブル８の上面には、本実施の形態に係る体動検出センサ１１が設けられている。体動検出センサ１１は、後でその構造を詳しく説明するように、圧力を受ける受圧部がシート状に形成されたセンサであり、テーブル８の上面に患者が仰臥したときに、患者の背面が受圧部が当たるようにして、呼吸の動きによる体動を電圧の変化として検出することができる。体動検出センサ１１には、フラットケーブル１２が接続され、フラットケーブル１２の先端には送信機１４が接続されている。送信機１４は、テーブル８の長辺の端面に固定されており、フラットケーブル１２は十分に短いので、フラットケーブル１２と送信機１４が断層画像の撮影の妨げになったり患者の邪魔になることはない。
【００１８】
ガントリ２の近傍には、呼吸同期用信号生成装置１６が設置され、呼吸同期用信号生成装置１６とガントリ２は所定の信号ケーブル１８によって接続されている。呼吸同期用信号生成装置１６は、オープンコレクタ端子、ＴＴＬレベルラインドライバ出力端子、ＳＴＡＲＴ／ＳＴＯＰ出力端子、ＲＳ４２２接続端子を備えているので、信号ケーブル１８には、ガントリ２の入力端子１９に対応する任意のタイプのケーブルを選定することができる。呼吸同期用信号生成装置１６には、受信部あるいは受信機が設けられ、送信機１４から送信される信号を受信することができるようになっている。なお、送信機１４と受信機における通信は、電磁波漏洩による機器の誤動作を引き起こす恐れの無い、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信、あるいは近赤外線通信によって実施される。従って、断層画像装置１や周辺に設置されている医療機器は誤動作の恐れがない。
【００１９】
本実施の形態に係る体動検出センサ１１は、図２に示されているように、上面の面積が大きいシート状を呈する中空の第１の容器２１、所定の大きさの中空の第２の容器２２、第２の容器２２に格納されている薄膜センサ２３等から概略構成されている。第１の容器２１は、患者の背面とテーブルの間に挿入されて患者の背面の圧力を受ける受圧部になっているので、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン等の可撓性材料から形成されているが、第２の容器２２は、薄膜センサ２３を保護する容器であるので、特に可撓性を有する必要はなく、本実施の形態においてはアクリル樹脂から形成されている。第１、２の容器２１、２２は可撓性材料からなる連結管２５によって、気密的または液密的に連結され、それぞれの中空部が連通している。薄膜センサ２３は、ＰＶＤＦ（ｐｏｌｙｖｉｎｉｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｔｅ）、窒化アルミニウム、または酸化亜鉛からなる所定の大きさの薄膜状の圧電素子であり、本実施の形態においては窒化アルミニウムからなる。薄膜センサ２３には、以下に説明するように所定の接続用チップを介してフラットケーブル１２が接続され、フラットケーブル１２には、既に説明したように、送信機１４が接続されている。このような体動検出センサ１１、すなわち第１、２の容器２１、２２と連結管２５には、シリコンオイル２７が封入され、薄膜センサ２３は全体がシリコンオイル２７中に浸された状態になっている。
【００２０】
窒化アルミニウムの圧電素子からなる薄膜センサ２３と、フラットケーブル１２は、所定の接続用チップ、すなわちフレキシブルＩＣチップ３０によって接続される。フレキシブルＩＣチップ３０は、図３の（ア）に示されているように、切り込み３１が入れられた平板状のチップであり、銅の薄膜からなる第１、２の導線３３、３４が、切り込み３１で分けられたチップの第１の小片３５と第２の小片３６とに、平行になるように設けられている。なお、第１の導線３３はチップの表面に、第２の導線３４はチップの裏面に設けられている。このようなフレキシブルＩＣチップ３０によって、薄膜センサ２３をフラットケーブル１２に接続する方法について説明する。フレキシブルＩＣチップ３０を、第１の小片３５を下方に、第２の小片３６を上方に湾曲させて、切り込み３１に薄膜センサ２３を挿入する。そうすると、図３の（イ）に示されているように、薄膜センサ２３をフレキシブルＩＣチップ３０の第１、２の小片３５、３６で挟み込むことができる。薄膜センサ２３は、ポリイミド系樹脂からなる基板３８とその上に蒸着された窒化アルミニウム結晶層３９が、アルミニウム等からなる第１、２の金属膜４１、４２によって上面と下面が被覆された構造を呈している。このような薄膜センサ２３の第１、２の金属膜４１、４２に異方性導電接着剤４４、４４を塗布して、フレキシブルＩＣチップ３０の第１、２の小片３５、３６を押圧して接着する。そうすると、第１の金属膜４１と第１の導線３３、第２の金属膜４２と第２の導線３４のそれぞれが導通する。フレキシブルＩＣチップ３０の端部４６に所定のコネクタ４７を接続し、コネクタ４７を介してフラットケーブル１２を接続する。薄膜センサ２３とフラットケーブル１２が接続される。
【００２１】
本実施の形態に係る呼吸同期用信号生成装置を備えたＣＴスキャン装置１の作用を説明する。図１に示されているように、患者Ｋを寝台３のテーブル８の上に仰臥させる。このとき、体動検出センサ１１の受圧部、すなわち第１の容器２１の位置を調整して、例えば、肩胛骨近傍、臀部等の、患者の背面とテーブル８が接触する部分に受圧部が当たるように挿入する。患者Ｋは呼吸の動作と心臓の鼓動による体動によってわずかに動く。体動検出センサ１１の受圧部は体動による圧力の変化を受ける。そして、シリコンオイル２７を介して作用した圧力の変化を、薄膜センサ２３において電圧の変化として検出する。受圧部の面積は十分に広いので効率よく背中の圧力を受けることができ、シリコンオイル２７によって薄膜センサ２３の全表面に均一に圧力が作用するので、圧力の変化を精度良く検出することができる。検出された電圧の変化を送信機１４によって呼吸同期用信号生成装置１６に送信する。呼吸同期用信号生成装置１６では、入力された電圧の波形を処理して呼吸に同期するパルス信号、すなわち同期用信号を生成する。生成した同期用信号をガントリ２に入力する。ところで、電圧の波形には、呼吸の動作と心臓の鼓動による異なる周波数成分が含まれ、さらにはノイズも含まれている。従って、フーリエ変換、ウェーブレット変換等の周知の分析方法を適用して呼吸の動作に対応する周波数成分を抽出する。そうすると、呼吸のタイミングを得ることができる。なお、入力される電力の波形には、短時間に変化する周波数成分が多く含まれているので、ウェーブレット変換による分析方法が特に有効である。分析方法として、例えば、日本機械学会［Ｎｏ．０１−５］福祉工学シンポジウムＣＤ−ＲＯＭ論文集［２００１．８．７，東京］の論文「Ｗ３０１  ＰＶＤＦセンサを用いた睡眠時呼吸・心拍の無拘束侵襲計測に関する研究（第２報：ウェーブレット変換を用いた呼吸心拍の検出）」に記載されている方法を適用することができる。
【００２２】
テーブル８を駆動して患者Ｋを開口部５に挿入し、断層画像を撮影したい部位が開口部５の中心に位置するようにする。ガントリ２に入力される同期用信号に同期して、Ｘ線を曝射して断層画像を撮影する。このとき、患者Ｋの患者の背面とテーブルの接触部に挿入されている受圧部、すなわち、体動検出センサ１１の第１の容器２１とシリコンオイル２７はＸ線を吸収しないので、断層画像にこれらが映ることはない。引き続き、テーブル８を駆動して患者Ｋをわずかに挿入して、同期用信号に同期して断層画像を撮影する。以下同様にして複数枚の断層画像を撮影する。
【００２３】
図４には、第２の実施の形態に係る体動検出センサ１１'が示されている。前記実施の形態に係る体動検出センサ１１の構成要素と同様の要素には、同じ参照番号を付して詳しくは説明しない。第２の実施の形態に係る体動検出センサ１１'は、図４に示されているように、薄膜センサ２３が、第１の容器２１'に格納されており、第２の容器は設けられていない。すなわち、薄膜センサ２３は、受圧部である第１の容器２１'の所定の部分に格納されている。このようにすると、体動検出センサ１１'をより安価に製造することが可能になる。なお、第１の容器２１'の薄膜センサ２３が格納されている部分について、所定の補強部材を設ければ、薄膜センサ２３を適切に保護することができる。
【００２４】
本実施の形態に係る断層画像装置は、色々な変形が可能である。例えば、体動検出センサ１１と呼吸同期用信号生成装置１６は、送受信機によって無線通信されているように説明されているが、所定の信号ケーブルによって直接接続されていてもよい。ただし、このような信号ケーブルは、寝台のテーブルの裏側や縁部に配線して、断層画像の撮影の妨げにならないようにする必要がある。また、体動検出センサ１１の第１、２の容器２１、２２にはシリコンオイルが封入されているように説明されているが、鉱物油等の他の液体であっても同様に実施することができる。さらには、このようなシリコンオイル等の液体の代わりに、二酸化炭素、窒素ガス等の不活性ガス、空気等の気体が封入されていてもよい。そうすると、万一、第１、２の容器２１、２２が破損しても、液漏れ事故が発生しない。
【符号の説明】
【００２５】
１    ＣＴスキャン装置              ２    ガントリ
３    寝台                          ５    開口部
７    台座                          ８    テーブル
１１    体動検出センサ              １２    フラットケーブル
１４    送信機
１６    呼吸同期用信号生成装置
２１    第１の容器                  ２２    第２の容器
２３    薄膜センサ                  ２５    連結管
２７    シリコンオイル
【図１】
2012110355.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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