(57)【要約】【課題】被検体の呼吸状態の安定化を図って、意図しない被曝及びアーチファクトを低減することにより、効果的な放射線治療又は画像撮影を実現する。【解決手段】呼吸安定化装置１０は、音出力部１８、スコア値算出部２４及び表示部２６を有する。スコア値算出部２４は、被検体の呼吸状態の安定化を図るための目標呼吸波形３２と、シンクロナイザ１２から取得した被検体の呼吸状態（呼吸波形８５）との差異を定量化したスコア値を算出する。表示部２６は、算出されたスコア値をリアルタイムに出力して被検体に教示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の呼吸状態の安定化を図るための目標呼吸波形と、外部から取得した前記被検体の呼吸状態との差異を定量化したスコア値を算出するスコア値算出部と、
前記スコア値をリアルタイムに出力して前記被検体に教示する出力部と、
を有することを特徴とする呼吸安定化装置。
【請求項２】
請求項１記載の呼吸安定化装置において、
予め定めた前記目標呼吸波形の周期と、前記被検体が息を吸う時間、息を吐く時間、及び／又は、息を止める時間とを設定することにより前記目標呼吸波形を設定する設定部をさらに有し、
前記出力部は、前記目標呼吸波形を示す目標呼吸情報をリアルタイムに出力して前記被検体に教示することを特徴とする呼吸安定化装置。
【請求項３】
請求項２記載の呼吸安定化装置において、
前記出力部は、前記目標呼吸情報及び前記スコア値を視覚情報としてリアルタイムに前記被検体に教示する表示部、又は、前記目標呼吸情報及び前記スコア値を聴覚情報としてリアルタイムに前記被検体に教示する音出力部であることを特徴とする呼吸安定化装置。
【請求項４】
請求項３記載の呼吸安定化装置において、
外部の放射線治療装置用シンクロナイザから前記被検体の呼吸状態を示す呼吸状態情報をリアルタイムに取得する取得部をさらに有し、
前記表示部は、取得した前記呼吸状態情報の示す前記被検体の呼吸状態をリアルタイムに表示することを特徴とする呼吸安定化装置。
【請求項５】
請求項４記載の呼吸安定化装置において、
前記取得部は、前記放射線治療装置用シンクロナイザから無線通信又は有線通信により前記呼吸状態情報をリアルタイムに取得する通信部であることを特徴とする呼吸安定化装置。
【請求項６】
請求項４又は５記載の呼吸安定化装置において、
前記スコア値算出部は、前記目標呼吸波形の振幅値と前記呼吸状態の振幅値とを正規化し、それらの差異を前記スコア値として前記表示部に出力することを特徴とする呼吸安定化装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の呼吸安定化装置において、
前記スコア値算出部を少なくとも備えた第１装置と、前記出力部を少なくとも備えた第２装置とをさらに有し、
前記第１装置から前記第２装置に前記スコア値を供給することにより、前記出力部は、前記スコア値を出力することを特徴とする呼吸安定化装置。
【請求項８】
請求項７記載の呼吸安定化装置において、
前記第１装置及び前記第２装置は、前記スコア値算出部及び前記出力部をそれぞれ備え、
前記第１装置のスコア値算出部は、前記スコア値を算出し、
前記第２装置の出力部は、前記第１装置のスコア値算出部が算出したスコア値を出力することを特徴とする呼吸安定化装置。
【請求項９】
請求項７又は８記載の呼吸安定化装置において、
前記第２装置は、携帯機器であり、
前記第１装置は、無線通信又は有線通信により前記スコア値を前記携帯機器に送信し、
前記携帯機器の出力部は、当該携帯機器が受信した前記スコア値を出力することを特徴とする呼吸安定化装置。
【請求項１０】
被検体の呼吸状態の安定化を図るための目標呼吸波形と、外部から取得した前記被検体の呼吸状態との差異を定量化したスコア値を算出するスコア値算出部と、
前記スコア値をリアルタイムに出力して前記被検体に教示する出力部と、
を有する呼吸安定化装置としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者等の被検体に対する放射線治療時又は画像撮影時に、被検体の呼吸状態の安定化を図るための呼吸安定化装置と、コンピュータを呼吸安定化装置として機能させるためのプログラムとに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、患者等の被検体の呼吸動作に同期した放射線治療又は画像撮影を外部機器に行わせる放射線治療装置用シンクロナイザが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。すなわち、被検体の呼吸状態が当該被検体に対する放射線治療又は画像撮影に大きく影響する。そこで、呼吸動作に同期して放射線治療又は画像撮影を行うことにより、効果的な放射線治療又は画像撮影を可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５３１１２２号公報
【特許文献２】特許第５２７４５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、被検体に対する放射線治療時又は画像撮影時に放射線治療装置用シンクロナイザを使用する場合、被検体の呼吸状態が不安定であると、放射線治療時には放射線が腫瘍から外れて正常組織への被曝が増え、一方で、画像撮影時には被検体の呼吸運動に起因したアーチファクトが増える。この結果、効果的な放射線治療又は画像撮影が望めない可能性がある。すなわち、放射線治療及び画像撮影の良否は、被検体の呼吸状態に大きく依存しており、呼吸状態が不安定な場合には、診療や治療の時間効率が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、被検体の呼吸状態の安定化を図って、意図しない被曝及びアーチファクトを低減することにより、効果的な放射線治療又は画像撮影を実現する呼吸安定化装置及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明に係る呼吸安定化装置は、スコア値算出部及び出力部を有する。前記スコア値算出部は、被検体の呼吸状態の安定化を図るための目標呼吸波形と、外部から取得した前記被検体の呼吸状態との差異を定量化したスコア値を算出する。また、前記出力部は、前記スコア値をリアルタイムに出力して前記被検体に教示する。
【０００７】
一方、本発明に係るプログラムでは、上述のスコア値算出部及び出力部を有する呼吸安定化装置としてコンピュータを機能させる。
【０００８】
これにより、本発明において、前記被検体は、前記出力部から前記スコア値がリアルタイムで教示されることで、前記目標呼吸波形と前記呼吸状態との差異を確認することができる。この結果、前記被検体は、自身の呼吸状態を確認しながら、呼吸の安定化を図るので、呼吸のタイミングを前記目標呼吸波形に合わせ込むことができる。
【０００９】
このように、放射線治療時又は画像撮影時における前記被検体の呼吸状態の安定化を図ることにより、意図しない被曝及びアーチファクトを低減することができる。この結果、効果的な放射線治療又は画像撮影が可能となる。
【００１０】
また、前記目標呼吸波形と前記呼吸状態との差異を前記スコア値として前記被検体にリアルタイムで教示することにより、前記被検体のやる気を促すことができ、前記呼吸状態を前記目標呼吸波形に合わせやすくなるという効果も得られる。
【００１１】
ここで、前記呼吸安定化装置は、予め定めた前記目標呼吸波形の周期と、前記被検体が息を吸う時間、息を吐く時間、及び／又は、息を止める時間とを設定することにより前記目標呼吸波形を設定する設定部をさらに有してもよい。この場合、前記出力部は、前記目標呼吸波形を示す目標呼吸情報をリアルタイムに出力して前記被検体に教示する。これにより、前記被検体に前記目標呼吸波形を教示しやすくなる。
【００１２】
また、前記出力部は、前記目標呼吸情報及び前記スコア値を視覚情報としてリアルタイムに前記被検体に教示する表示部、又は、前記目標呼吸情報及び前記スコア値を聴覚情報としてリアルタイムに前記被検体に教示する音出力部であればよい。これにより、前記目標呼吸情報及び前記スコア値を前記被検体に教示しやすくなる。
【００１３】
また、前記呼吸安定化装置は、外部の放射線治療装置用シンクロナイザから前記被検体の呼吸状態を示す呼吸状態情報をリアルタイムに取得する取得部をさらに有してもよい。この場合、取得した前記呼吸状態情報の示す前記被検体の呼吸状態を前記表示部がリアルタイムに表示することにより、前記被検体は、自身の呼吸状態を容易に確認することができる。
【００１４】
さらに、前記取得部は、前記放射線治療装置用シンクロナイザから無線通信又は有線通信により前記呼吸状態情報をリアルタイムに取得する通信部であれば、取得した前記呼吸状態情報の示す前記被検体の呼吸状態をリアルタイムに前記被検体に教示することができる。
【００１５】
さらにまた、前記スコア値算出部は、前記目標呼吸波形の振幅値と前記呼吸状態の振幅値とを正規化し、それらの差異を前記スコア値として前記表示部に出力すればよい。これにより、前記被検体に対して前記スコア値を理解しやすい形態でリアルタイムに当該被検体に教示することができる。
【００１６】
また、前記呼吸安定化装置は、前記スコア値算出部を少なくとも備えた第１装置と、前記出力部を少なくとも備えた第２装置とをさらに有してもよい。この場合、前記第１装置から前記第２装置に前記スコア値を供給することにより、前記出力部は、前記スコア値を出力する。
【００１７】
これにより、前記被検体は、前記呼吸安定化装置に対して何らの操作を行うことなく、前記第２装置の出力部から教示される前記スコア値のみ確認すればよい。この結果、前記被検体は、当該出力部からの教示内容に従い、呼吸の安定化に集中することができる。
【００１８】
また、前記第１装置及び前記第２装置が前記スコア値算出部及び前記出力部をそれぞれ備える場合、前記第１装置のスコア値算出部は、前記スコア値を算出し、前記第２装置の出力部は、前記第１装置のスコア値算出部が算出したスコア値を出力すればよい。これにより、同じ機能を有する２つの装置を用いて、一方の装置（医師等の操作者が操作する前記第１装置）から他方の装置（前記被検体側の前記第２装置）を遠隔操作することが可能となる。
【００１９】
さらに、前記第２装置が携帯機器である場合、前記第１装置は、無線通信又は有線通信により前記スコア値を前記携帯機器に送信し、前記携帯機器の出力部は、当該携帯機器が受信した前記スコア値を出力すればよい。この場合でも、前記第１装置から前記携帯機器を遠隔操作することが可能となる。なお、前記携帯機器は、タブレット端末、ウェアラブル端末、ノート型のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の携帯型のコンピュータであればよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、被検体は、出力部からスコア値がリアルタイムで教示されることで、目標呼吸波形と呼吸状態との差異を確認することができる。この結果、前記被検体は、自身の呼吸状態を確認しながら、呼吸の安定化を図るので、呼吸のタイミングを前記目標呼吸波形に合わせ込むことができる。
【００２１】
このように、放射線治療時又は画像撮影時における前記被検体の呼吸状態の安定化を図ることにより、意図しない被曝及びアーチファクトの発生を抑制することができる。この結果、効果的な放射線治療又は画像撮影が可能となる。
【００２２】
また、前記目標呼吸波形と前記呼吸状態との差異を前記スコア値として前記被検体にリアルタイムで教示することにより、前記被検体のやる気を促すことができ、前記呼吸状態を前記目標呼吸波形に合わせ込みやすくなるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態に係る呼吸安定化装置のブロック図である。
【図２】図１の呼吸安定化装置の動作を説明するフローチャートである。
【図３】図３Ａ及び図３Ｂは、入力画面の説明図である。
【図４】図４Ａは、視覚パターン選択画面の説明図であり、図４Ｂは、音声パターン選択画面の説明図である。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、視覚パターン選択画面上での視覚パターンの選択を示す説明図である。
【図６】図６Ａ及び図６Ｂは、視覚パターン選択画面上での視覚パターンの選択を示す説明図である。
【図７】図７Ａ及び図７Ｂは、視覚パターン選択画面上での視覚パターンの選択を示す説明図である。
【図８】目標呼吸波形（トレーニング波形）と患者の実際の呼吸波形とを図示したタイミングチャートである。
【図９】図９Ａ及び図９Ｂは、視覚パターンとしてのバーグラフ表示を含む表示画面の説明図である。
【図１０】図１０Ａ及び図１０Ｂは、視覚パターンとしてのバーグラフ表示を含む表示画面の説明図である。
【図１１】図１１Ａ及び図１１Ｂは、視覚パターンとしてのバーグラフ表示を含む表示画面の説明図である。
【図１２】図１２Ａ及び図１２Ｂは、視覚パターンとしてのバーグラフ表示を含む表示画面の説明図である。
【図１３】図１３Ａ及び図１３Ｂは、視覚パターンとしてのバーグラフ表示を含む表示画面の説明図である。
【図１４】視覚パターンとしてのバーグラフ表示を含む表示画面の説明図である。
【図１５】図１５Ａ及び図１５Ｂは、視覚パターンとしての言語表示を含む表示画面の説明図である。
【図１６】視覚パターンとしての言語表示を含む表示画面の説明図である。
【図１７】図１７Ａ及び図１７Ｂは、視覚パターンとしての円表示を含む表示画面の説明図である。
【図１８】図１８Ａ及び図１８Ｂは、視覚パターンとしての肺表示を含む表示画面の説明図である。
【図１９】視覚パターンとしての波形表示を含む表示画面の説明図である。
【図２０】図２０Ａ及び図２０Ｂは、視覚パターンとしての波形表示を含む表示画面の説明図である。
【図２１】図２１Ａ及び図２１Ｂは、視覚パターンとしての波形表示を含む表示画面の説明図である。
【図２２】図２２Ａ及び図２２Ｂは、視覚パターンとしての鼻腔表示を含む表示画面の説明図である。
【図２３】視覚パターンとしての鼻腔表示を含む表示画面の説明図である。
【図２４】本実施形態の第１変形例に係る呼吸安定化装置のブロック図である。
【図２５】本実施形態の第２変形例に係る呼吸安定化装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明に係る呼吸安定化装置及びプログラムの好適な実施形態について、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２５】
［１．本実施形態の構成］
図１に示す本実施形態に係る呼吸安定化装置１０は、患者等の被検体の呼吸状態の安定化を図るために用いられる装置である。例えば、放射線治療装置用シンクロナイザ１２（以下、シンクロナイザ１２ともいう。）が被検体の呼吸動作に同期して図示しない外部機器（ＣＴ装置等）に被検体の放射線治療又は画像撮影を行わせる場合に、呼吸安定化装置１０は、当該被検体の呼吸状態の安定化を図るために用いられる。そして、本実施形態では、タブレット端末、スマートグラス端末を含むウェアラブル端末、ノート型のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の携帯型のコンピュータが、所定のプログラム（アプリケーションソフトウェア）を起動することにより、呼吸安定化装置１０として機能する。なお、前述のウェアラブル端末は、被検体等の人が身に付けて持ち歩くことができる情報端末（コンピュータ）の総称である。
【００２６】
具体的に、呼吸安定化装置１０は、制御部１４、タッチパネル１６、音出力部１８（出力部）、通信部２０（取得部、設定部）、メモリ２２及びスコア値算出部２４を有する。制御部１４は、コンピュータのＣＰＵであって、当該コンピュータ内の各部を制御する。メモリ２２には、所定のプログラムが格納されている。制御部１４は、メモリ２２から当該プログラムを読み出して起動することにより、コンピュータを呼吸安定化装置１０として動作させる。なお、メモリ２２は、コンピュータが当該プログラムを読取可能な非一過性の記録媒体であってもよい。
【００２７】
タッチパネル１６は、制御部１４からの制御によって各種情報や画像を表示する表示部２６（出力部）と、医師等の操作者が操作するボタン等の操作入力部２８（設定部）とから構成される。本実施形態において、操作者は、操作入力部２８を操作することにより、例えば、プログラムを起動させ、又は、後述する目標呼吸波形に関する情報（目標呼吸情報）を入力する。
【００２８】
音出力部１８は、制御部１４からの制御によって、各種情報を音声として外部に出力するスピーカである。
【００２９】
通信部２０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信、又は、有線通信により、シンクロナイザ１２と接続される。シンクロナイザ１２は、被検体の呼吸動作に同期して外部機器に放射線治療又は画像撮影を行わせるため、図示しない呼吸センサを用いてリアルタイムに被検体の呼吸状態（呼吸波形）を検知している。従って、通信部２０は、シンクロナイザ１２から無線通信又は有線通信により、呼吸波形を示す呼吸状態情報をリアルタイムで受信（取得）する。取得した呼吸状態情報は、制御部１４を介してメモリ２２に順次記憶される。
【００３０】
スコア値算出部２４は、目標呼吸波形と呼吸状態情報の示す被検体の呼吸状態との差異、すなわち、放射線治療時又は画像撮影時の被検体の理想的な呼吸状態（目標呼吸波形）と、被検体の実際の呼吸状態（呼吸波形）との差異を定量化し、定量化した差異をスコア値として算出する。スコア値の算出処理については後述する。
【００３１】
［２．本実施形態の動作］
次に、本実施形態に係る呼吸安定化装置１０の動作について、図２〜図２３を参照しながら説明する。なお、この動作説明では、必要に応じて、図１も参照しながら説明する。
【００３２】
ここでは、呼吸安定化装置１０とシンクロナイザ１２とを通信接続した状態で、被検体に対して目標呼吸波形に応じた適切な呼吸動作を教示することにより、被検体が呼吸動作のトレーニングを行う場合について説明する。
【００３３】
［２．１  各種パラメータの読込及び呼吸タイミングの設定（Ｔ１）］
図２のステップＴ１において、先ず、操作者は、コンピュータの操作入力部２８（図１参照）を操作する。これにより、制御部１４は、メモリ２２から呼吸安定化装置１０のプログラムを読み出し、読み出したプログラムを起動させる。この結果、コンピュータは、呼吸安定化装置１０として機能する。プログラムの起動後、制御部１４は、図３Ａに示す入力画面３０を表示部２６に表示させる。
【００３４】
入力画面３０には、被検体の理想的な呼吸波形である目標呼吸波形３２を表示する目標波形表示領域３４と、目標波形表示領域３４の右側に表示され、各種画面の選択又は設定を行うためのボタン３６〜４２とが表示されている。
【００３５】
目標波形表示領域３４において、目標呼吸波形３２の周囲には、当該目標呼吸波形３２のパラメータである呼吸サイクル（呼吸周期）、息を吸う時間（ＩＮ）、及び、息を吐く時間（ＥＸ）をそれぞれ設定するためのテキストボックス４４〜４８が表示されている。また、目標波形表示領域３４の左下には、被検体の呼吸方法を選択するためのチェックボックス５０が表示されている。
【００３６】
図３Ａにおいて、ボタン３６〜４２、テキストボックス４４〜４８及びチェックボックス５０は、図１の操作入力部２８に対応する。また、目標呼吸波形３２は、呼吸サイクルを一周期とする波形であり、息を吸う時間と息を吐く時間とを合計した時間が呼吸周期となる。さらに、目標呼吸波形３２において、被検体が息を吐くときには振幅値が下降し、一方で、被検体が息を吸うときには振幅値が上昇する。
【００３７】
なお、図３Ａでは、目標呼吸波形３２の一周期と、呼吸サイクルを示す両矢印の範囲とが略一致している。また、図３Ａの目標呼吸波形３２は、呼吸サイクルの開始直後から被検体が息を吐き、その後、被検体が息を吸うような波形となっている。
【００３８】
従って、ステップＴ１において、操作者は、テキストボックス４４〜４８に呼吸サイクルの時間、被検体が息を吸う時間、及び、息を吐く時間をそれぞれ入力することができる。制御部１４は、入力された各時間を目標呼吸波形３２に関わる目標呼吸情報としてメモリ２２に格納する。これにより、被検体が一定の間隔（呼吸サイクル）で呼吸するための呼吸方法及び呼吸タイミングを反映した目標呼吸波形３２が設定される。
【００３９】
また、操作者がチェックボックス５０を選択すると、制御部１４は、表示部２６の画面表示を図３Ａから図３Ｂの表示内容に切り替える。これにより、目標波形表示領域３４において、目標呼吸波形３２の下側には、当該目標呼吸波形３２のパラメータである被検体が息を止める時間（ＨＯＬＤ）を設定するためのテキストボックス５２がさらに表示される。
【００４０】
すなわち、図３Ｂの入力画面３０は、被検体に対して所定時間だけ息を止めさせる目標呼吸波形３２を設定するための画面である。この場合、チェックボックス５０にチェックマークが表示されていることで、息止めの目標呼吸波形３２を設定可能であることを操作者に認識させることができる。そして、操作者がテキストボックス５２に息止め時間を入力すると、制御部１４は、入力された息止め時間を目標呼吸情報としてメモリ２２に格納する。なお、息止めは、例えば、図３Ｂの目標呼吸波形３２の場合、呼吸サイクルの開始直後から被検体が息を吐いた後の時間帯に行われる。そのため、被検体は、息止めの後、呼吸サイクルの終了まで、息を吸うことになる。従って、図３Ｂにおいて、目標呼吸波形３２の呼吸サイクルは、息を吐く時間、息を止める時間及び息を吸う時間を合計した時間となる。
【００４１】
上記の説明では、操作者がタッチパネル１６を操作することにより目標呼吸波形３２を設定する場合について説明した。本実施形態では、通信部２０が外部から目標呼吸情報を予め取得し、メモリ２２に記憶させることも可能である。
【００４２】
［２．２  視覚パターン等の設定（Ｔ２〜Ｔ４）］
入力画面３０において、操作者がボタン３６を押すと、制御部１４は、図４Ａの視覚パターン選択画面５４を表示部２６に表示させる（図２のステップＴ２）。また、操作者がボタン３８を押すと、制御部１４は、図４Ｂの音声パターン選択画面５６を表示部２６に表示させる（ステップＴ３）。さらに、操作者がボタン４０を押すと、制御部１４は、図示しない言語切り替え等設定画面を表示部２６に表示させる（ステップＴ４）。
【００４３】
図４Ａの視覚パターン選択画面５４は、目標呼吸波形３２（図３Ａ及び図３Ｂ参照）、被検体の実際の呼吸状態（呼吸波形）、及び、スコア値算出部２４（図１参照）が算出したスコア値を、どのような視覚パターンで表示部２６に表示させるのかを操作者に選択させるための選択画面である。この場合、視覚パターン選択画面５４には、表示部２６に表示されている画面が当該視覚パターン選択画面５４であることを示す眼形状のマーク５８と、各種の視覚パターンを操作者に選択させるためのボタン６０〜７０と、操作者の操作により入力画面３０に戻るためのボタン７２とが表示されている。
【００４４】
ボタン６０は、バーグラフ表示の視覚パターン（図９Ａ〜図１４参照）を選択するためのボタンである。ボタン６２は、言語表示の視覚パターン（図１５Ａ〜図１６参照）を選択するためのボタンである。ボタン６４は、円表示の視覚パターン（図１７Ａ及び図１７Ｂ参照）を選択するためのボタンである。ボタン６６は、肺表示の視覚パターン（図１８Ａ及び図１８Ｂ参照）を選択するためのボタンである。ボタン６８は、波形表示の視覚パターン（図１９〜図２１Ｂ参照）を選択するためのボタンである。ボタン７０は、鼻腔表示の視覚パターン（図２２Ａ〜図２３参照）を選択するためのボタンである。
【００４５】
そして、ステップＴ２において、図５Ａ〜図７Ｂに示すように、操作者がいずれかのボタン６０〜７０を押すと、制御部１４は、押されたボタンに応じた視覚パターンが選択されたことを示す囲み表示７４を行うと共に、選択結果をメモリ２２に記憶する。
【００４６】
一方、図４Ｂの音声パターン選択画面５６は、目標呼吸波形３２（図３Ａ及び図３Ｂ参照）、被検体の実際の呼吸状態、及び、スコア値を、どのような音声パターンで音出力部１８（図１参照）から音声として出力させるのかを操作者に選択させるための選択画面である。この場合、音声パターン選択画面５６には、表示部２６に表示されている画面が当該音声パターン選択画面５６であることを示す耳形状のマーク７６と、各種の音声パターンを操作者に選択させるためのボタン７８〜８４と、音量調整を行うためのボタン８６と、操作者の操作により入力画面３０に戻るためのボタン８８とが表示されている。
【００４７】
このうち、ボタン７８は、所定言語による音声パターンを選択するためのボタンである。ボタン８０は、電子音の音声パターン（例えば、メトロノームの音）を選択するためのボタンである。ボタン８２は、他の電子音の音声パターン（例えば、連続音）を選択するためのボタンである。ボタン８４は、消音を選択するためのボタンである。
【００４８】
そして、ステップＴ３において、音声パターン選択画面５６についても、操作者がいずれかのボタン７８〜８４を押すと、制御部１４は、押されたボタンの音声パターンが選択されたことを示す囲み表示（例えば、図５Ａ〜図７Ｂの囲み表示７４）を行うと共に、選択結果をメモリ２２に記憶する。
【００４９】
なお、言語切り替え等設定画面は、図３Ａ〜図２３に示す各種画面や音声パターンについて、どの言語パターン（例えば、日本語、英語、中国語、フランス語）で画面表示させ、又は、音声出力させるのかを操作者が選択するための画面である。そして、図２のステップＴ４において、制御部１４（図１参照）は、言語切り替え等設定画面において、操作者が選択した言語パターンの選択結果をメモリ２２に記憶すると共に、選択した言語パターンによる画面表示を表示部２６に行わせる。
【００５０】
［２．３  トレーニングの開始（Ｔ５〜Ｔ１１）］
図２のステップＴ２〜Ｔ４で各種パターン又は言語の設定が完了し、表示部２６（図１参照）の画面表示が入力画面３０（図３Ａ及び図３Ｂ参照）に戻った後、ステップＴ５において、操作者がボタン４２を操作することにより、被検体に対する呼吸のトレーニングが開始される。
【００５１】
ここで、呼吸のトレーニングとは、被検体に対する放射線治療時又は画像撮影時に、表示部２６の画面表示に従って被検体が呼吸のトレーニング（息を吸う、息を吐く、息を止める等）を行うことをいい、このトレーニングによって、当該被検体の呼吸状態を安定化させ、効果的な放射線治療又は画像撮影の実現を図るものである。具体的には、図８に示すように、シンクロナイザ１２で検知される被検体の呼吸状態を示す呼吸波形８５が、目標呼吸波形３２（トレーニング波形）と略一致するように、被検体をナビゲートすることで、当該被検体の呼吸状態の安定化を図る。
【００５２】
例えば、外部機器としてのＣＴ装置により被検体に対する画像撮影（息止め状態での撮影、４次元ＣＴ撮影等）が行われる場合に、ＣＴ装置の寝台に被検体が乗った状態で当該被検体が表示部２６の表示内容を確認しながら、画像撮影前又は画像撮影中に、呼吸のトレーニングを行うことにより、呼吸を安定化させ、効果的な画像撮影の実現を図る。
【００５３】
なお、呼吸のトレーニングには、放射線治療時又は画像撮影時におけるトレーニングの他にも、被検体が事前に自宅等で表示部２６の画面表示を見ながらトレーニングを行う場合も含む。以下の説明では、放射線治療時又は画像撮影時に被検体が呼吸のトレーニングを行う場合について説明する。
【００５４】
制御部１４は、操作者によるボタン４２の操作に基づき、メモリ２２に記憶されたステップＴ２〜Ｔ４の選択結果に従い、表示部２６に所定の視覚パターンを表示させ、音出力部１８から所定の音声パターンを出力させることにより、被検体に対する呼吸のトレーニングのナビゲーションを開始させる。
【００５５】
具体的に、ステップＴ５後、メモリ２２に記憶されている選択結果がバーグラフ表示である場合、制御部１４は、図９Ａ〜図１４のバーグラフ表示による呼吸のナビゲーションを開始させる（ステップＴ６）。
【００５６】
また、ステップＴ５後、メモリ２２に記憶されている選択結果が言語表示である場合、制御部１４は、図１５Ａ〜図１６の言語表示による呼吸のナビゲーションを開始させる（ステップＴ７）。
【００５７】
さらに、ステップＴ５後、メモリ２２に記憶されている選択結果が円表示である場合、制御部１４は、図１７Ａ及び図１７Ｂの円表示による呼吸のナビゲーションを開始させる（ステップＴ８）。
【００５８】
さらにまた、ステップＴ５後、メモリ２２に記憶されている選択結果が肺表示である場合、制御部１４は、図１８Ａ及び図１８Ｂの肺表示による呼吸のナビゲーションを開始させる（ステップＴ９）。
【００５９】
また、ステップＴ５後、メモリ２２に記憶されている選択結果が波形表示である場合、制御部１４は、図１９〜図２１Ｂの波形表示による呼吸のナビゲーションを開始させる（ステップＴ１０）。
【００６０】
さらに、ステップＴ５後、メモリ２２に記憶されている選択結果が鼻腔表示である場合、制御部１４は、図２２Ａ〜図２３の鼻腔表示による呼吸のナビゲーションを開始させる（ステップＴ１１）。
【００６１】
［２．４  トレーニング中の処理（Ｔ１２〜Ｔ１４）］
図２のステップＴ６〜Ｔ１１のいずれかのステップにより呼吸のナビゲーションが開始された後のステップＴ１２において、制御部１４（図１参照）は、通信部２０に対して無線通信等による通信接続設定を行う。これにより、ステップＴ１３において、通信部２０は、シンクロナイザ１２との間で通信接続を行うことが可能となる。
【００６２】
シンクロナイザ１２は、呼吸センサを用いて被検体の呼吸をリアルタイムで検知している。従って、通信部２０とシンクロナイザ１２との間で無線通信又は有線通信が確立されると、ステップＴ１４において、通信部２０は、シンクロナイザ１２から被検体の呼吸状態を示す図８の呼吸波形８５（呼吸波形情報）をリアルタイムで取得することができる。取得された呼吸波形情報は、メモリ２２に順次記憶される。
【００６３】
スコア値算出部２４は、メモリ２２に記憶された目標波形情報（図３Ａ、図３Ｂ及び図８に示す目標呼吸波形３２）と呼吸波形情報（呼吸波形８５）とを順次読み出し、下記の（１）式に従って、所定時間間隔でスコア値を算出する。
（スコア値）＝１００−｜（目標呼吸波形３２の振幅値）
−（呼吸波形８５の振幅値）｜              （１）
【００６４】
すなわち、スコア値算出部２４は、目標呼吸波形３２の振幅値と呼吸波形８５の振幅値とが完全に一致している場合を「１００」とし、任意の時刻において、目標呼吸波形３２の振幅値に対して、呼吸波形８５の振幅値がどの程度離れているのかをスコア値として正規化する。例えば、目標呼吸波形３２の振幅値に対して呼吸波形８５の振幅値が５０％外れていれば、スコア値は「５０」となる。
【００６５】
そして、制御部１４は、スコア値算出部２４が逐次算出したスコア値又は当該スコア値に応じた画像を、表示部２６にリアルタイムに表示させる。これにより、被検体の呼吸状態（呼吸波形８５）と目標呼吸波形３２とのずれを当該被検体に認識させ、被検体の呼吸状態の安定化を図ることが可能となる。
【００６６】
なお、メモリ２２に順次記憶された呼吸波形情報（呼吸波形８５）は、呼吸のトレーニング後、あるいは、被検体の放射線治療又は画像撮影後に、データとして外部にまとめて出力される。
【００６７】
［３．  画面表示の具体例］
次に、表示部２６（図１参照）の画面表示の具体例について、図９Ａ〜図２３を参照しながら説明する。
【００６８】
［３．１  バーグラフ表示］
図９Ａ〜図１４は、視覚パターンとしてのバーグラフ表示の表示画面９０の説明図である。表示画面９０の中央には、目標呼吸波形３２（図３Ａ、図３及び図８参照）の振幅値を表示するバーグラフ表示部９２が表示されている。バーグラフ表示部９２には、目標呼吸波形３２の振幅値を示すバーグラフ９４が表示されている。図９Ａ〜図１４では、バーグラフ９４を斜線のハッチングで図示している。
【００６９】
なお、図３Ａ、図３Ｂ及び図８に示すように、目標呼吸波形３２の振幅値は、時間経過に伴って変化する。そのため、図９Ａ〜図１４に示すように、目標呼吸波形３２の振幅値の変化に伴って、バーグラフ９４も上下動する。また、バーグラフ表示部９２の底辺右側には、被検体が息止めする際の振幅値の上限及び下限を示す２本の直線と、息止めを示す「ＨＯＬＤ」の文字が表示されている。
【００７０】
しかも、目標呼吸波形３２は、被検体に息を吐かせる場合には振幅値が下降し、一方で、被検体に息を吸わせる場合には振幅値が上昇する。そこで、バーグラフ表示部９２では、被検体に対して適切で、且つ、より一層理解しやすい教示を行うため、被検体に息を吸わせる場合にはバーグラフ９４を上昇させ、一方で、被検体に息を吐かせる場合にはバーグラフ９４を下降させる。
【００７１】
バーグラフ表示部９２の左側には、被検体の呼吸波形８５の振幅値を示す矢印９６と、当該被検体を示す画像９８（図９Ａ〜図１４の例では顔写真）とが表示されている。図８に示すように、呼吸波形８５の振幅値も、時間経過に伴って変化するので、矢印９６及び画像９８は、時間経過に伴って上下動する。
【００７２】
なお、呼吸波形８５も、被検体が息を吐くと振幅値が下降し、一方で、被検体が息を吸うと振幅値が上昇する。そこで、矢印９６及び画像９８は、バーグラフ９４と同様に、被検体に対して適切で、且つ、より一層理解しやすい教示を行うため、被検体が息を吸う場合には矢印９６及び画像９８が上昇し、一方で、被検体が息を吐く場合には矢印９６及び画像９８が下降する。
【００７３】
本実施形態では、バーグラフ表示部９２に目標呼吸波形３２の振幅値に応じたバーグラフ９４を表示させ、当該バーグラフ９４の上下動に追従して矢印９６及び画像９８が上下動するように、被検体に呼吸のトレーニングを行わせる。そのため、被検体がバーグラフ９４を見ながら適切に呼吸動作を行えば、図９Ａ〜図１４に示すように、バーグラフ９４の上下動に追従して矢印９６及び画像９８も上下動する。
【００７４】
ここで、図９Ｂ〜図１１Ａでは、目標呼吸波形３２の振幅値の上昇に伴ってバーグラフ９４が上昇し、当該バーグラフ９４を見た被検体が息を吸う動作を行うことで、矢印９６及び画像９８が上昇する場合を図示している。なお、図９Ｂ〜図１１Ａにおいて、バーグラフ表示部９２の下側には、息を吸うことを被検体に促すため、「すって」の文字が表示されている。
【００７５】
一方、図１１Ｂ〜図１４では、目標呼吸波形３２の振幅値の下降に伴ってバーグラフ９４が下降し、当該バーグラフ９４を見た被検体が息を吐く動作を行うことで、矢印９６及び画像９８が下降する場合を図示している。また、図１１Ｂ〜図１４において、バーグラフ表示部９２の下側には、息を吐くことを被検体に促すため、「はいて」の文字が表示されている。
【００７６】
なお、図１１Ｂでは、目標呼吸波形３２の振幅値が最大値にまで上昇した（バーグラフ９４がバーグラフ表示部９２の上限に到達した）ことを被検体に通知するため、当該バーグラフ９４を示す斜線の向きが、図９Ａ〜図１１Ａ及び図１２Ａ〜図１４の場合とは異なる向きに表示されている。
【００７７】
また、図９Ａ〜図１４において、表示画面９０の右上側には、スコア値を表示するスコア値表示部１００が表示されている。スコア値表示部１００では、スコア値が高い程、すなわち、目標呼吸波形３２と呼吸波形８５との差が小さい程、スコア値のレベルを示すアイコン１００ａの個数が増えると共に、スコア値に応じたレベル表示１００ｂに示す数値が高くなる。
【００７８】
すなわち、図９Ａ〜図１４では、被検体が呼吸のトレーニングを行うことにより、バーグラフ９４の上下動に追従して矢印９６及び画像９８を上下動させることができる。そのため、目標呼吸波形３２に対する呼吸波形８５の追従の度合い（目標呼吸波形３２と呼吸波形８５との差）によって、アイコン１００ａの個数やレベル表示１００ｂの数値が変化する。
【００７９】
このようにスコア値を表示することで、目標呼吸波形３２の通りに呼吸しているか否かを被検体に理解しやすい形態で教示することができる。また、スコア表示することにより、被検体は、少しでもスコア値を上げるように努力するので、呼吸のトレーニングに対する当該被検体のやる気を起こさせることができる。
【００８０】
なお、表示画面９０の右下側には、シンクロナイザ１２から現時点での呼吸波形８５の取り込みを指示するためのボタン１０２と、入力画面３０に戻るためのボタン１０４とが表示されている。
【００８１】
そのため、本実施形態において、操作者がボタン１０２を押すと、シンクロナイザ１２から通信部２０を介して呼吸波形８５がリアルタイムで取り込まれ、矢印９６及び画像９８を上下動させることができる。一方、操作者がボタン１０２を押さない場合、シンクロナイザ１２から呼吸波形８５が取り込まれないので、矢印９６及び画像９８は上下動せず、バーグラフ９４のみが上下動する。あるいは、矢印９６及び画像９８を表示させないようにしてもよい。
【００８２】
従って、本実施形態では、操作者がボタン１０２を押さない場合や、呼吸安定化装置１０とシンクロナイザ１２とが通信接続されていない場合には、コンピュータ単体で呼吸安定化装置１０の機能を発揮することが可能である。
【００８３】
なお、上記の説明では、バーグラフ９４を斜線のハッチングで図示しているが、任意の色で表示してもよいことは勿論である。例えば、バーグラフ９４が上下動する場合（図９Ａ〜図１１Ａ及び図１２Ａ〜図１４参照）にはバーグラフ９４を赤色で表示し、バーグラフ９４がバーグラフ表示部９２の上限に到達したときには、赤色表示から黄色表示に切り替えてもよい（図１１Ｂ参照）。
【００８４】
［３．２  言語表示］
図１５Ａ〜図１６は、視覚パターンとしての言語表示の表示画面１０６の説明図である。
【００８５】
図１５Ａ〜図１６において、表示画面１０６の中央には、被検体に息を吸わせる「すって」、息止めを行わせる「…」、又は、息を吐かせる「はいて」の文字１０８が表示されている。従って、被検体は、言語表示である文字１０８を確認して、息を吸うか、息を止めるか、又は、息を吐くことにより、呼吸のトレーニングを行うことができる。
【００８６】
なお、表示画面１０６においても、右上側にはスコア値表示部１１０が表示され、右下側には入力画面３０に戻るためのボタン１１２が表示されている。スコア値表示部１１０には、スコア値に応じた情報が表示されていないが、図９Ａ〜図１４のバーグラフ表示と同様に、アイコン１００ａやレベル表示１００ｂを表示可能であることは勿論である。
【００８７】
［３．３  円表示］
図１７Ａ及び図１７Ｂは、視覚パターンとしての円表示の表示画面１１４の説明図である。表示画面１１４の中央には、目標呼吸波形３２（図３Ａ、図３Ｂ及び図８参照）に応じた外周円１１６ａと、呼吸波形８５（図８参照）に応じた内周円１１６ｂとから構成される同心円１１６が表示されている。
【００８８】
図１７Ａは、被検体が息を吸う場合の画面表示を図示したものであり、目標呼吸波形３２を示す外周円１１６ａが大きく表示され、その内方に呼吸波形８５を示す内周円１１６ｂが表示されている。また、同心円１１６の下側には、息を吸うことを被検体に促す「すって」の文字も表示されている。
【００８９】
ここで、外周円１１６ａの直径が目標呼吸波形３２の振幅値に対応すると共に、内周円１１６ｂの直径が呼吸波形８５の振幅値に対応する。つまり、目標呼吸波形３２の振幅値が変化すれば、外周円１１６ａの大きさが変化し、一方で、呼吸波形８５の振幅値が変化すれば、内周円１１６ｂの大きさも変化する。従って、被検体の呼吸動作に応じて内周円１１６ｂの大きさが変化する。
【００９０】
そのため、被検体が表示画面１１４の表示内容を確認して、息を吸えば、内周円１１６ｂが大きくなり、外周円１１６ａに近接する。また、スコア値は、外周円１１６ａと内周円１１６ｂとの差に対応している。従って、被検体が適切な呼吸動作を行うことにより、目標呼吸波形３２と呼吸波形８５とが略一致すれば、スコア値が最大になると共に、外周円１１６ａと内周円１１６ｂとが互いに重なることになる。
【００９１】
なお、表示画面１１４においても、右上側にはスコア値表示部１１８が表示され、右下側には入力画面３０に戻るためのボタン１２０が表示されている。前述のように、外周円１１６ａと内周円１１６ｂとの差がスコア値を示すので、スコア値表示部１１８によるスコア値の表示は不要であるが、図９Ａ〜図１４のバーグラフ表示と同様に、アイコン１００ａやレベル表示１００ｂを表示可能であることは勿論である。
【００９２】
一方、図１７Ｂは、被検体が息を吐く場合の画面表示を図示したものである。この場合、同心円１１６の下側には、息を吐くことを被検体に促す「はいて」の文字も表示されている。また、息を吸う場合との違いを明確にするため、図１７Ｂでは、同心円１１６が図１７Ａの場合よりも小さく表示されている。
【００９３】
ここで、被検体が表示画面１１４の表示内容を確認して息を吐くことにより、内周円１１６ｂが小さくなり、外周円１１６ａに近接する。この場合も、被検体が適切な呼吸動作を行い、目標呼吸波形３２と呼吸波形８５とが略一致すれば、スコア値が最大になると共に、外周円１１６ａと内周円１１６ｂとが互いに重なることになる。
【００９４】
［３．４  肺表示］
図１８Ａ及び図１８Ｂは、視覚パターンとしての肺表示の表示画面１２２の説明図である。表示画面１２２の中央には、目標呼吸波形３２（図３Ａ、図３Ｂ及び図８参照）に応じた肺画像１２４が表示されている。
【００９５】
図１８Ａは、被検体が息を吸う場合の画面表示を図示したものであり、肺画像１２４の下側には、息を吸うことを被検体に促す「すって」の文字が表示されている。また、表示画面１２２の右下側には入力画面３０（図３Ａ及び図３Ｂ参照）に戻るためのボタン１２６が表示されている。
【００９６】
一方、図１８Ｂは、被検体が息を吐く場合の画面表示を図示したものであり、肺画像１２４の下側には、息を吐くことを被検体に促す「はいて」の文字が表示されている。また、表示画面１２２の右下側にもボタン１２６が表示されている。
【００９７】
なお、息を吸う場合と、息を吐く場合との違いを明確にするため、図１８Ａの肺画像１２４は、相対的に大きく表示され、図１８Ｂの肺画像１２４は、相対的に小さく表示されている。また、表示画面１２２では、スコア値表示部１００、１１０、１１８（図９Ａ〜図１７Ｂ参照）が表示されていないが、図９Ａ〜図１４のバーグラフ表示と同様に、アイコン１００ａやレベル表示１００ｂを表示可能であることは勿論である。
【００９８】
［３．５  波形表示］
図１９〜図２１Ｂは、視覚パターンとしての波形表示の表示画面１２８の説明図である。表示画面１２８の中央には、目標呼吸波形３２と、現在の呼吸波形８５（図８参照）の振幅値を示すアイコン１３０とを表示する波形表示領域１３２が設けられている。この場合、波形表示領域１３２では、アイコン１３０が設けられた表示位置を現在時刻として、目標呼吸波形３２を右側から左側に動かすことにより、目標呼吸波形３２の振幅値の時間変化に対するアイコン１３０の高さ（呼吸波形８５の振幅値）の時間変化を表示する。
【００９９】
具体的に、目標呼吸波形３２を確認して被検体が息を吸う場合、図２０Ａに示すように、目標呼吸波形３２の振幅値は、時間経過に伴って上昇し、一方で、アイコン１３０の高さは、目標呼吸波形３２に追従して上昇する。この場合、目標呼吸波形３２の下側には、息を吸うことを被検体に促す「すって」の文字が表示されている。
【０１００】
つまり、図２０Ａの波形表示では、前述した入力画面（図３Ａ及び図３Ｂ参照）で設定された息を吸う時間をかけて目標呼吸波形３２が上昇するので、被検体が画面表示を見ながら息を吸う動作を行えば、アイコン１３０の位置が目標呼吸波形３２の上昇に追従して上昇する。
【０１０１】
一方、目標呼吸波形３２を確認して被検体が息を吐く場合、図２０Ｂに示すように、目標呼吸波形３２の振幅値は、時間経過に伴って下降し、一方で、アイコン１３０の高さは、目標呼吸波形３２に追従して下降する。この場合、目標呼吸波形３２の下側には、息を吐くことを被検体に促す「はいて」の文字が表示されている。
【０１０２】
図２０Ｂの波形表示においても、入力画面（図３Ａ及び図３Ｂ参照）で設定された息を吐く時間をかけて目標呼吸波形３２が下降するので、被検体が画面表示を見ながら息を吐く動作を行えば、アイコン１３０の位置が目標呼吸波形３２の下降に追従して下降する。
【０１０３】
また、目標呼吸波形３２の下側に表示された帯状領域１３４は、被検体が息止めを行う場合の振幅値のレベルを示している。この場合でも、入力画面（図３Ａ及び図３Ｂ参照）で設定された息を止める時間だけ目標呼吸波形３２の振幅値が帯状領域１３４内で維持されるので、被検体が画面表示を見ながら息を止める動作を行えば、アイコン１３０の位置が帯状領域１３４内に留まる。
【０１０４】
なお、表示画面１２８においても、図９Ａ〜図１４のバーグラフ表示と同様に、スコア値表示部１００及びボタン１０２、１０４が表示されている。
【０１０５】
また、上記の説明では、スコア値表示部１００は、アイコン１００ａ及びレベル表示１００ｂで構成されているが、図２１Ａ及び図２１Ｂに示すように、スコア値自体を表示する点数表示１００ｃに差し替えてもよい。
【０１０６】
［３．６  鼻腔表示］
図２２Ａ〜図２３は、視覚パターンとしての鼻腔表示の表示画面１３６の説明図である。表示画面１３６の中央には、鼻腔画像１３８が表示されている。
【０１０７】
図２２Ａは、被検体が息を吸う場合の画面表示を図示したものであり、鼻腔画像１３８には、（鼻腔を介して）息を吸うことを被検体に教示する矢印が表示されると共に、鼻腔画像１３８の下側には、息を吸うことを被検体に促す「すって」の文字が表示されている。また、表示画面１３６の右下側には入力画面３０（図３Ａ及び図３Ｂ参照）に戻るためのボタン１４０が表示されている。
【０１０８】
図２２Ｂは、被検体が息を吐く場合の画面表示を図示したものであり、鼻腔画像１３８には、（鼻腔を介して）息を吐くことを被検体に教示する矢印が表示されると共に、鼻腔画像１３８の下側には、息を吐くことを被検体に促す「はいて」の文字が表示されている。また、表示画面１３６の右下側にもボタン１４０が表示されている。
【０１０９】
図２３は、被検体が息止めする場合の画面表示を図示したものであり、鼻腔画像１３８には、息止めを被検体に意識させるために、鼻腔を塞ぐ鼻栓１４２が表示されると共に、鼻腔画像１３８の下側には、息止めを被検体に促す「息をとめてください。」の文字が表示されている。また、表示画面１３６の右下側にもボタン１４０が表示されている。
【０１１０】
なお、表示画面１３６においても、図９Ａ〜図１４のバーグラフ表示や、図１９〜図２１Ｂの波形表示と同様に、スコア値表示部１００及びボタン１０２を表示させ、スコア値を表示してもよいことは勿論である。
【０１１１】
［４．本実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態に係る呼吸安定化装置１０は、スコア値算出部２４と、出力部としての音出力部１８及び表示部２６とを有する。スコア値算出部２４は、被検体の呼吸状態の安定化を図るための目標呼吸波形３２と、シンクロナイザ１２から取得した被検体の呼吸状態を示す呼吸波形８５との差異を定量化したスコア値を算出する。表示部２６は、スコア値を画像表示としてリアルタイムに出力して被検体に教示する。
【０１１２】
また、本実施形態に係るプログラムでは、コンピュータを音出力部１８、スコア値算出部２４及び表示部２６を有する呼吸安定化装置１０として機能させる。
【０１１３】
これにより、本実施形態において、被検体は、表示部２６からスコア値がリアルタイムで教示されることにより、目標呼吸波形３２と呼吸状態（呼吸波形８５）との差異を確認することができる。この結果、被検体は、自身の呼吸状態を確認しながら、呼吸の安定化を図るので、呼吸のタイミングを目標呼吸波形３２に合わせ込むことができる。
【０１１４】
このように、放射線治療時又は画像撮影時における被検体の呼吸状態の安定化を図ることにより、意図しない被曝及びアーチファクトを低減することができる。この結果、効果的な放射線治療又は画像撮影が可能となる。
【０１１５】
また、目標呼吸波形３２と呼吸波形８５との差異をスコア値として被検体にリアルタイムで教示することにより、被検体のやる気を促すことができ、呼吸状態を目標呼吸波形３２に合わせやすくなるという効果も得られる。
【０１１６】
また、設定部としての操作入力部２８は、操作者の操作によって、予め定めた目標呼吸波形３２の呼吸サイクル（呼吸周期）と、被検体が息を吸う時間、息を吐く時間、及び／又は、息を止める時間とが入力されることにより目標呼吸波形３２を設定する。そして、表示部２６は、目標呼吸波形３２を示す目標呼吸情報をリアルタイムに出力して被検体に教示する。
【０１１７】
また、通信部２０は、シンクロナイザ１２から被検体の呼吸状態を示す呼吸状態情報（呼吸波形８５）をリアルタイムに取得する。この場合、取得した呼吸状態情報の示す被検体の呼吸状態を表示部２６がリアルタイムに表示することにより、被検体は、自身の呼吸状態を容易に確認することができる。しかも、通信部２０は、シンクロナイザ１２から無線通信又は有線通信により呼吸状態情報をリアルタイムに取得するので、取得した呼吸状態情報の示す被検体の呼吸状態をリアルタイムに被検体に教示することができる。
【０１１８】
さらに、スコア値算出部２４は、前述の（１）式によって、目標呼吸波形３２の振幅値と呼吸波形８５の振幅値とを正規化し、それらの差異をスコア値として表示部２６に出力すればよい。これにより、被検体に対してスコア値を理解しやすい形態でリアルタイムに当該被検体に教示することができる。
【０１１９】
［５．本実施形態の変形例］
次に、本実施形態の変形例（第１変形例及び第２変形例）について、図２４及び図２５を参照しながら説明する。
【０１２０】
［５．１  第１変形例］
図２４は、第１変形例に係る呼吸安定化装置１５０のブロック図である。呼吸安定化装置１５０は、第１呼吸安定化装置１５２ａ（第１装置）と第２呼吸安定化装置１５２ｂ（第２装置）とを有する。第１呼吸安定化装置１５２ａ及び第２呼吸安定化装置１５２ｂは、前述した呼吸安定化装置１０（図１参照）と同じ構成要素を有するコンピュータである。なお、第１呼吸安定化装置１５２ａ及び第２呼吸安定化装置１５２ｂにおいて、呼吸安定化装置１０中の各構成要素を同じ構成要素については、参照数字に「ａ」又は「ｂ」の文字を付け、詳細な説明を省略する。
【０１２１】
第１変形例において、第１呼吸安定化装置１５２ａの通信部２０ａと、第２呼吸安定化装置１５２ｂの通信部２０ｂとは、無線通信又は有線通信により、各種情報の送受信が可能である。また、第１変形例では、第１呼吸安定化装置１５２ａが第２呼吸安定化装置１５２ｂを遠隔操作する。すなわち、メモリ２２ａ、２２ｂには、遠隔操作用のプログラムが格納されており、制御部１４ａ、１４ｂがメモリ２２ａ、２２ｂに格納された当該プログラムを読み出してそれぞれ起動することにより、所定の動作（例えば、呼吸安定化装置１０と同じ各種動作）を実行可能である。
【０１２２】
具体的に、第１呼吸安定化装置１５２ａは、医師等の操作者が操作する遠隔操作用のコンピュータであり、第２呼吸安定化装置１５２ｂは、遠隔操作を受ける被検体側のコンピュータである。そして、第１変形例では、第１呼吸安定化装置１５２ａのスコア値算出部２４ａがスコア値を算出する。通信部２０ａは、目標波形情報、呼吸状態情報、スコア値、及び、操作入力部２８ａでの操作内容等、表示部２６ｂの表示内容及び音出力部１８ｂの音声出力内容に関わる各種情報を、無線通信又は有線通信により第２呼吸安定化装置１５２ｂに送信する。
【０１２３】
第２呼吸安定化装置１５２ｂの操作入力部２８ｂは、第１呼吸安定化装置１５２ａから送信された各種情報のうち、操作入力部２８ａでの操作内容のみ受け付け、制御部１４ｂに供給する。一方、通信部２０ｂは、第１呼吸安定化装置１５２ａから送信された各種情報のうち、前記操作内容以外の情報を受信して制御部１４ｂに出力する。なお、通信部２０ｂは、第１呼吸安定化装置１５２ａから送信された全ての情報を受信して制御部１４ｂに出力してもよい。
【０１２４】
これにより、制御部１４ｂは、受信した各種情報に基づき、前述した呼吸安定化装置１０の音出力部１８及び表示部２６と同様に、各種情報に応じた音声を音出力部１８ｂからリアルタイムに出力させ、一方で、各種情報に応じた表示内容を表示部２６ｂにリアルタイムに表示させることが可能となる。
【０１２５】
すなわち、第１変形例に係る呼吸安定化装置１５０は、呼吸安定化装置１０の機能に加え、遠隔操作処理機能も備えている。つまり、呼吸安定化装置１５０では、遠隔操作用のプログラムを起動することにより、被検体側の第２呼吸安定化装置１５２ｂが情報出力機能を担うと共に、操作者側の第１呼吸安定化装置１５２ａが情報出力機能以外の各種機能を担うように動作する。このような各種機能を実現するため、第１変形例では、第１呼吸安定化装置１５２ａから第２呼吸安定化装置１５２ｂに、無線通信又は有線通信により、操作内容、表示内容及び音声出力内容等に関わる各種情報を送信する。
【０１２６】
この結果、例えば、操作内容に関しては、遠隔操作用のプログラムを起動させることにより、操作者は、第１呼吸安定化装置１５２ａの操作入力部２８ａを操作可能となる。この場合、操作者がボタン３６〜４２、６０〜７２、７８〜８４、８６、８８、１０２、１０４、１１２、１２０、１２６、１４０を押した場合、テキストボックス４４〜４８、５２の内容を変更した場合、又は、チェックボックス５０の内容を変更した場合、その操作内容は、通信部２０ａから第２呼吸安定化装置１５２ｂに送信される。第２呼吸安定化装置１５２ｂの制御部１４ｂは、表示部２６ｂに対して、受信した操作内容に応じた画面遷移（図３Ａ〜図７Ｂ、及び、図９Ａ〜図２３に示す画面表示の変化）を実行する。
【０１２７】
このような遠隔操作機能により、被検体は、第２呼吸安定化装置１５２ｂに対して何らの操作を行うことなく、第２呼吸安定化装置１５２ｂの音出力部１８ｂ又は表示部２６ｂの教示内容のみ確認し、当該教示内容に従って呼吸の安定化に集中することができる。
【０１２８】
［５．２  第２変形例］
図２５は、第２変形例に係る呼吸安定化装置１５４のブロック図である。呼吸安定化装置１５４は、図２４の第１呼吸安定化装置１５２ａと略同じ機能を有し、且つ、医師等の操作者側の第３呼吸安定化装置１５２ｃ（第１装置）と、タブレット端末、ウェアラブル端末、ノート型のＰＣ等の携帯型のコンピュータであり、且つ、被検体側の携帯機器１５６とを有する点で、第１変形例に係る呼吸安定化装置１５０とは異なる。従って、携帯機器１５６は、前述した遠隔操作用のプログラムを搭載していない。
【０１２９】
携帯機器１５６は、通信部１５８、制御部１６０、表示部１６２及び音出力部１６４を有する。そして、第２変形例では、第１変形例と同様に、第３呼吸安定化装置１５２ｃの通信部２０ｃから携帯機器１５６の通信部１５８に向けて、目標波形情報、呼吸状態情報、スコア値、及び、操作内容等の各種情報を、無線通信又は有線通信により送信する。通信部１５８は、受信した各種情報を制御部１６０に出力する。制御部１６０は、入力された各種情報に基づき、表示部１６２に各種情報に応じた表示内容をリアルタイムに表示させ、一方で、音出力部１６４から各種情報に応じた音声をリアルタイムに出力させる。
【０１３０】
従って、第２変形例に係る呼吸安定化装置１５４においても、第３呼吸安定化装置１５２ｃから携帯機器１５６を遠隔操作することが可能であると共に、第１変形例と同様の効果が得られる。
【０１３１】
なお、本発明は、上述した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１３２】
１０、１５０、１５４…呼吸安定化装置
１２…放射線治療装置用シンクロナイザ
１４、１４ａ〜１４ｃ、１６０…制御部
１６、１６ａ〜１６ｃ…タッチパネル
１８、１８ａ〜１８ｃ、１６４…音出力部
２０、２０ａ〜２０ｃ、１５８…通信部    ２２、２２ａ〜２２ｃ…メモリ
２４、２４ａ〜２４ｃ…スコア値算出部
２６、２６ａ〜２６ｃ、１６２…表示部    ２８、２８ａ〜２８ｃ…操作入力部
３０…入力画面                          ３２…目標呼吸波形
３４…目標波形表示領域
３６〜４２、６０〜７２、７８〜８４、８６、８８、１０２、１０４、１１２、１２０、１２６、１４０…ボタン
４４〜４８、５２…テキストボックス      ５０…チェックボックス
５４…視覚パターン選択画面              ５６…音声パターン選択画面
５８、７６…マーク                      ７４…囲み表示
８５…呼吸波形
９０、１０６、１１４、１２２、１２８、１３６…表示画面
９２…バーグラフ表示部                  ９４…バーグラフ
９６…矢印                              ９８…画像
１００、１１０、１１８…スコア値表示部
１００ａ、１３０…アイコン              １００ｂ…レベル表示
１０８…文字                            １１６…同心円
１１６ａ…外周円                        １１６ｂ…内周円
１２４…肺画像                          １３２…波形表示領域
１３４…帯状領域                        １３８…鼻腔画像
１５２ａ…第１呼吸安定化装置            １５２ｂ…第２呼吸安定化装置
１５２ｃ…第３呼吸安定化装置            １５６…携帯機器
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年11月10日(2016.11.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の呼吸状態の安定化を図るための目標呼吸波形と、外部から取得した前記被検体の呼吸状態との差異を定量化したスコア値を算出するスコア値算出部と、
前記スコア値をリアルタイムに出力して前記被検体に教示する出力部と、
予め定めた前記目標呼吸波形の周期と、前記被検体が息を吸う時間、息を吐く時間、及び／又は、息を止める時間とを設定することにより前記目標呼吸波形を設定する設定部と、
を有し、
前記出力部は、前記目標呼吸波形を示す目標呼吸情報及び前記スコア値を視覚情報としてリアルタイムに前記被検体に教示する表示部、又は、前記目標呼吸情報及び前記スコア値を聴覚情報としてリアルタイムに前記被検体に教示する音出力部であり、
前記設定部は、前記視覚情報を前記表示部に表示させるための視覚パターンを操作者に選択させるか、又は、前記聴覚情報を音声として前記音出力部から出力させるための音声パターンを前記操作者に選択させるための操作入力部であり、
前記操作入力部は、前記表示部の画面上に表示されたタッチパネルのボタンであり、前記操作者によって所定のボタンが押された場合、押された前記ボタンに対して、該ボタンに応じた視覚パターン又は音声パターンが選択されたことを示す囲み表示が行われることを特徴とする呼吸安定化装置。
【請求項２】
請求項１記載の呼吸安定化装置において、
外部の放射線治療装置用シンクロナイザから前記被検体の呼吸状態を示す呼吸状態情報をリアルタイムに取得する取得部をさらに有し、
前記表示部は、取得した前記呼吸状態情報の示す前記被検体の呼吸状態をリアルタイムに表示することを特徴とする呼吸安定化装置。
【請求項３】
請求項２記載の呼吸安定化装置において、
前記取得部は、前記放射線治療装置用シンクロナイザから無線通信又は有線通信により前記呼吸状態情報をリアルタイムに取得する通信部であることを特徴とする呼吸安定化装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の呼吸安定化装置において、
前記スコア値算出部は、前記目標呼吸波形の振幅値と前記呼吸状態の振幅値とを正規化し、それらの差異を前記スコア値として前記表示部に出力することを特徴とする呼吸安定化装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の呼吸安定化装置において、
前記スコア値算出部を少なくとも備えた第１装置と、前記出力部を少なくとも備えた第２装置とをさらに有し、
前記第１装置から前記第２装置に前記スコア値を供給することにより、前記出力部は、前記スコア値を出力することを特徴とする呼吸安定化装置。
【請求項６】
請求項５記載の呼吸安定化装置において、
前記第１装置及び前記第２装置は、前記スコア値算出部及び前記出力部をそれぞれ備え、
前記第１装置のスコア値算出部は、前記スコア値を算出し、
前記第２装置の出力部は、前記第１装置のスコア値算出部が算出したスコア値を出力することを特徴とする呼吸安定化装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載の呼吸安定化装置において、
前記第２装置は、携帯機器であり、
前記第１装置は、無線通信又は有線通信により前記スコア値を前記携帯機器に送信し、
前記携帯機器の出力部は、当該携帯機器が受信した前記スコア値を出力することを特徴とする呼吸安定化装置。
【請求項８】
被検体の呼吸状態の安定化を図るための目標呼吸波形と、外部から取得した前記被検体の呼吸状態との差異を定量化したスコア値を算出するスコア値算出部と、
前記スコア値をリアルタイムに出力して前記被検体に教示する出力部と、
予め定めた前記目標呼吸波形の周期と、前記被検体が息を吸う時間、息を吐く時間、及び／又は、息を止める時間とを設定することにより前記目標呼吸波形を設定する設定部と、
を有する呼吸安定化装置としてコンピュータを機能させ、
前記出力部は、前記目標呼吸波形を示す目標呼吸情報及び前記スコア値を視覚情報としてリアルタイムに前記被検体に教示する表示部、又は、前記目標呼吸情報及び前記スコア値を聴覚情報としてリアルタイムに前記被検体に教示する音出力部であり、
前記設定部は、前記視覚情報を前記表示部に表示させるための視覚パターンを操作者に選択させるか、又は、前記聴覚情報を音声として前記音出力部から出力させるための音声パターンを前記操作者に選択させるための操作入力部であり、
前記操作入力部は、前記表示部の画面上に表示されたタッチパネルのボタンであり、前記操作者によって所定のボタンが押された場合、押された前記ボタンに対して、該ボタンに応じた視覚パターン又は音声パターンが選択されたことを示す囲み表示が行われることを特徴とするプログラム。