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JP5902332B1 - Respiratory synchronization system - Google Patents

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JP5902332B1 JP2015034128A JP2015034128A JP5902332B1 JP 5902332 B1 JP5902332 B1 JP 5902332B1 JP 2015034128 A JP2015034128 A JP 2015034128A JP 2015034128 A JP2015034128 A JP 2015034128A JP 5902332 B1 JP5902332 B1 JP 5902332B1
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Abstract

【課題】呼吸同期システムの使用者が被検体の呼吸動作の異常状態を検出した場合に、ゲート信号の供給停止を単純な操作で迅速且つ誤りなく確実に行う。【解決手段】呼吸同期システム10において、ゲート遮断スイッチ50は、LED66及び常開型のスイッチ部68の直列回路76を有する。直列回路76には電源線58及び接地線60が接続され、LED66とスイッチ部68との接続点70にはゲート遮断信号線62が接続されている。スイッチ部68が押されると、ゲート遮断信号がゲート遮断信号線62を介してセンサポート12に出力され、外部機器20に対するゲート信号の供給が停止される。【選択図】図10When a user of a respiratory synchronization system detects an abnormal state of a subject's breathing motion, the supply of a gate signal is stopped quickly and reliably without any error by a simple operation. In a respiratory synchronization system, a gate cutoff switch includes a series circuit of an LED and a normally open switch section. A power line 58 and a ground line 60 are connected to the series circuit 76, and a gate cutoff signal line 62 is connected to a connection point 70 between the LED 66 and the switch unit 68. When the switch unit 68 is pressed, a gate cutoff signal is output to the sensor port 12 via the gate cutoff signal line 62, and the supply of the gate signal to the external device 20 is stopped. [Selection] Figure 10

Description

本発明は、被検体の呼吸動作に同期して、当該被検体に対する放射線治療又は画像撮影を外部機器に行わせる呼吸同期システムに関する。   The present invention relates to a respiratory synchronization system that causes an external device to perform radiotherapy or image capturing on a subject in synchronization with the breathing motion of the subject.

従来より、被検体の呼吸動作を呼吸センサで検知し、呼吸センサが検知した呼吸動作に応じた呼吸信号に基づきゲート信号を作成し、当該ゲート信号を外部機器に供給することで、呼吸動作に同期した被検体に対する放射線治療又は画像撮影を外部機器に行わせる呼吸同期システムが知られている(例えば、特許文献1及び2参照)。   Conventionally, the respiratory motion of a subject is detected by a respiratory sensor, a gate signal is generated based on the respiratory signal corresponding to the respiratory motion detected by the respiratory sensor, and the gate signal is supplied to an external device, thereby performing the respiratory motion. There is known a respiratory synchronization system that causes an external device to perform radiotherapy or image capturing on a synchronized subject (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特許文献1及び2の技術を適用した呼吸同期システムでは、センサポートに呼吸センサ及び外部機器が接続され、当該センサポートは、パーソナルコンピュータ(PC)に接続されている。呼吸センサから出力された呼吸信号は、センサポートからPCに送信される。PCは、呼吸信号に基づいて、外部機器を制御するためのゲート信号を作成する。作成されたゲート信号は、PCからセンサポートを介して外部機器に送信される。従って、放射線治療装置又は画像診断装置等の外部機器は、受信したゲート信号に従って被検体に放射線を照射し、又は、画像撮影を実行することにより、呼吸動作に同期した被検体に対する放射線治療又は画像撮影が可能となる。   In a respiratory synchronization system to which the techniques of Patent Documents 1 and 2 are applied, a respiratory sensor and an external device are connected to a sensor port, and the sensor port is connected to a personal computer (PC). The respiration signal output from the respiration sensor is transmitted from the sensor port to the PC. The PC creates a gate signal for controlling an external device based on the respiratory signal. The created gate signal is transmitted from the PC to the external device via the sensor port. Therefore, an external device such as a radiotherapy apparatus or an image diagnostic apparatus irradiates the subject with radiation according to the received gate signal or executes image capturing to perform radiotherapy or image on the subject synchronized with the breathing motion. Shooting is possible.

特開2004−8370号公報JP 2004-8370 A 特開2004−105359号公報JP 2004-105359 A

被検体に対する放射線治療又は画像撮影の実行中、呼吸同期システムの使用者が被検体の外観的状態や呼吸信号の時間的変化から、被検体の呼吸動作が異常状態にあることを検出した場合、使用者は、例えば、PCのキーボードやマウス等の入力操作部を操作して、外部機器に対するゲート信号の供給停止をPCに指示することにより、ゲート信号の供給を停止させ、外部機器による放射線治療又は画像撮影を停止させる。   When performing radiotherapy or imaging on a subject, the user of the respiratory synchronization system detects that the subject's breathing motion is abnormal from the appearance of the subject or the temporal change in the respiratory signal. For example, the user operates the input operation unit such as a keyboard or mouse of the PC to instruct the PC to stop supplying the gate signal to the external device, thereby stopping the supply of the gate signal, and the radiation treatment by the external device. Alternatively, image capturing is stopped.

一方、被検体の呼吸動作が異常状態から通常状態に復旧した場合、復旧を認識した使用者は、入力操作部を操作して、ゲート信号の供給再開をPCに指示する。これにより、被検体に対する放射線治療又は画像撮影を再開させることができる。   On the other hand, when the breathing motion of the subject is restored from the abnormal state to the normal state, the user who has recognized the restoration operates the input operation unit to instruct the PC to resume the supply of the gate signal. Thereby, it is possible to resume radiation therapy or image capturing on the subject.

しかしながら、ゲート信号の供給停止をPCの入力操作部から行う場合、例えば、マウスでカーソルを特定の位置に移動した上でクリックする等の一連の操作を要するため、ゲート信号の供給停止を迅速且つ誤りなく確実に行うことは難しかった。   However, when stopping the supply of the gate signal from the input operation unit of the PC, for example, a series of operations such as clicking the mouse cursor after moving the cursor to a specific position is required. It was difficult to do without error.

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、呼吸同期システムの使用者が被検体の呼吸動作の異常状態を検出した場合に、ゲート信号の供給停止を単純な操作で迅速且つ誤りなく確実に行うことができる呼吸同期システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such problems, and when the user of the respiratory synchronization system detects an abnormal state of the respiratory motion of the subject, the supply of the gate signal can be stopped quickly with a simple operation. It is another object of the present invention to provide a respiratory synchronization system that can reliably perform without error.

本発明は、被検体の呼吸動作を検知する呼吸センサ、及び、前記被検体に対して放射線治療又は画像撮影を行う外部機器に接続されるセンサポートと、前記センサポートに接続されるパーソナルコンピュータ(PC)とを備える呼吸同期システムに関する。   The present invention relates to a respiration sensor that detects a breathing motion of a subject, a sensor port that is connected to an external device that performs radiotherapy or imaging on the subject, and a personal computer that is connected to the sensor port ( PC).

前記呼吸同期システムは、前記呼吸センサが検知した前記呼吸動作に応じた呼吸信号に基づいてゲート信号を作成し、前記外部機器に前記ゲート信号を供給することにより、前記呼吸動作に同期した前記放射線治療又は前記画像撮影を行わせる。   The respiratory synchronization system creates a gate signal based on a respiratory signal corresponding to the respiratory action detected by the respiratory sensor, and supplies the gate signal to the external device, thereby synchronizing the radiation synchronized with the respiratory action. Treatment or imaging is performed.

そして、当該呼吸同期システムは、上記の目的を達成するため、下記のように構成されている。   The respiratory synchronization system is configured as follows in order to achieve the above object.

すなわち、前記呼吸同期システムは、前記ゲート信号の供給を遮断するゲート遮断スイッチをさらに有する。前記ゲート遮断スイッチは、発光素子と、該発光素子に対して直列に接続された常開型のスイッチ部とを有する。前記発光素子及び前記スイッチ部の直列回路の両端には、2本の電源供給線が接続され、前記発光素子と前記スイッチ部との接続点には、信号線が接続されている。   That is, the respiratory synchronization system further includes a gate cutoff switch that cuts off the supply of the gate signal. The gate cut-off switch includes a light emitting element and a normally open type switch unit connected in series to the light emitting element. Two power supply lines are connected to both ends of the series circuit of the light emitting element and the switch unit, and a signal line is connected to a connection point between the light emitting element and the switch unit.

ここで、前記2本の電源供給線を介して前記直列回路に電源が供給されている場合に、前記スイッチ部が押されて導通状態となっている間、前記ゲート遮断スイッチは、前記発光素子を点灯させると共に、前記接続点の電位に応じたゲート遮断信号を前記信号線を介して前記センサポートに出力する。これにより、前記センサポートは、前記ゲート遮断信号の入力に基づき、前記外部機器に対する前記ゲート信号の供給を停止する。   Here, when power is supplied to the series circuit via the two power supply lines, the gate cut-off switch is connected to the light emitting element while the switch unit is pushed and is in a conductive state. And a gate cutoff signal corresponding to the potential at the connection point is output to the sensor port via the signal line. Thereby, the sensor port stops the supply of the gate signal to the external device based on the input of the gate cutoff signal.

このように、本発明では、前記被検体に対する前記放射線治療又は前記画像撮影の実行中に、前記被検体の呼吸動作が異常状態であることを使用者が検出した場合、使用者は、前記スイッチ部を押すことにより、前記ゲート遮断スイッチから前記センサポートに前記ゲート遮断信号を出力させる。当該センサポートは、前記ゲート遮断信号に基づき前記外部機器への前記ゲート信号の供給を停止するので、前記放射線治療又は前記画像撮影は停止に至る。   Thus, in the present invention, when the user detects that the respiratory action of the subject is in an abnormal state during the execution of the radiotherapy or the image capturing on the subject, the user By pushing the part, the gate cutoff signal is output from the gate cutoff switch to the sensor port. Since the sensor port stops the supply of the gate signal to the external device based on the gate cutoff signal, the radiotherapy or the imaging is stopped.

従って、本発明によれば、前記被検体の呼吸動作が異常状態にある場合、前記使用者が前記スイッチ部を押すだけで、前記ゲート信号の供給が停止され、これにより、前記放射線治療又は前記画像撮影が停止される。この結果、前記PCの入力操作部から、例えば、マウスでカーソルを特定の位置に移動した上でクリックする等の一連の操作を行う方法と比べて、本発明では、前記ゲート信号の供給停止を単純な操作で迅速且つ誤りなく確実に行うことができる。   Therefore, according to the present invention, when the breathing motion of the subject is in an abnormal state, the user simply stops the supply of the gate signal by pressing the switch unit, thereby the radiotherapy or the Image capture is stopped. As a result, in the present invention, the supply of the gate signal is stopped as compared with a method of performing a series of operations such as, for example, clicking after moving the cursor to a specific position with the mouse from the input operation unit of the PC. A simple operation can be carried out quickly and reliably.

また、本発明では、前記呼吸同期システムを上記のように構成することで、以下のような効果も得られる。   Moreover, in the present invention, the following effects can be obtained by configuring the respiratory synchronization system as described above.

すなわち、前記ゲート遮断スイッチ内で前記発光素子及び前記スイッチ部が直列接続され、前記直列回路に対して前記2本の電源供給線と前記信号線とが接続される。そのため、前記使用者が前記呼吸同期システムを動作させる前に、前記スイッチ部を押して前記発光素子の点灯の有無を確認することにより、前記ゲート遮断スイッチが正常に機能することを事前に確認することが可能となる。この結果、前記放射線治療又は前記画像撮影中に前記使用者が前記スイッチ部を押しても、前記ゲート遮断スイッチが故障していたため機能しない(前記ゲート遮断スイッチを操作しても故障のため前記ゲート信号を遮断できない)という問題を回避することができる。   That is, the light emitting element and the switch unit are connected in series in the gate cutoff switch, and the two power supply lines and the signal line are connected to the series circuit. Therefore, before the user operates the respiratory synchronization system, confirming in advance that the gate cutoff switch functions normally by pressing the switch unit and confirming whether the light emitting element is lit or not. Is possible. As a result, even if the user presses the switch unit during the radiotherapy or the image capturing, the gate cut-off switch is not functioning because it is broken (the gate signal is not broken even if the gate cut-off switch is operated). Can be avoided.

また、本発明において、前記センサポートは、前記ゲート遮断信号の入力に起因して前記外部機器に対する前記ゲート信号の供給を停止した後、前記スイッチ部が開放状態に戻ることに起因して前記ゲート遮断信号の入力が停止し、前記ゲート信号の供給を再開する際の前記ゲート遮断スイッチの動作モードを設定するモード設定部をさらに有してもよい。   In the present invention, the sensor port may be configured such that the gate of the switch is returned to an open state after stopping the supply of the gate signal to the external device due to the input of the gate cutoff signal. You may further have a mode setting part which sets the operation mode of the said gate cutoff switch at the time of the input of the interruption | blocking signal being stopped, and restarting supply of the said gate signal.

この場合、本発明では、前記ゲート信号は、前記被検体の呼吸動作に同期して繰り返し作成されるパルス信号である。そのため、前記モード設定部は、前記ゲート遮断信号の入力が停止すると前記ゲート信号の供給を直ちに再開する第1モード、又は、前記ゲート遮断信号の入力が停止すると次のパルス信号の立ち上がりから前記ゲート信号の供給を再開する第2モードのいずれかに設定すればよい。   In this case, in the present invention, the gate signal is a pulse signal that is repeatedly generated in synchronization with the breathing motion of the subject. For this reason, the mode setting unit may be configured to perform the first mode in which the supply of the gate signal is immediately resumed when the input of the gate cutoff signal is stopped, or from the rising edge of the next pulse signal when the input of the gate cutoff signal is stopped. What is necessary is just to set to either of the 2nd modes which restart supply of a signal.

これにより、前記被検体の呼吸動作に同期し、且つ、前記外部機器の種類に応じた的確なタイミングで、前記外部機器に対する前記ゲート信号の供給を再開することができる。   Accordingly, the supply of the gate signal to the external device can be resumed at an accurate timing according to the type of the external device in synchronization with the breathing motion of the subject.

すなわち、前記外部機器が放射線治療装置である場合には、前記ゲート信号の供給期間中に放射線が照射されるので、前記放射線治療に対する前記被検体の拘束時間を少しでも短縮するため、前記第1モードにより、前記ゲート遮断信号の入力停止後、直ちに前記ゲート信号の供給を再開すればよい。   That is, when the external device is a radiotherapy apparatus, radiation is applied during the supply period of the gate signal, so that the restraint time of the subject for the radiotherapy is shortened as much as possible. Depending on the mode, the supply of the gate signal may be resumed immediately after the input of the gate cutoff signal is stopped.

一方、前記外部機器がCT又はMRI等の画像診断装置である場合には、前記ゲート信号の供給の立ち上がりに同期して画像撮影を行わせるため、前記第2モードにより、前記ゲート遮断信号の入力停止後、次のパルス信号が立ち上がるのを待って前記ゲート信号の供給を再開すればよい。前記呼吸信号に同期せずに前記ゲート信号の供給を再開すると、取得される診断画像の画質が低下するが、前記次のパルス信号が立ち上がるのを待って前記ゲート信号の供給を再開することで、前記呼吸信号に同期して撮影された、より高画質の診断画像を取得することができる。   On the other hand, when the external device is an image diagnostic apparatus such as CT or MRI, the second mode is used to input the gate cutoff signal in order to perform image capturing in synchronization with the rising of the gate signal supply. After stopping, the supply of the gate signal may be resumed after waiting for the next pulse signal to rise. When the supply of the gate signal is resumed without being synchronized with the respiratory signal, the image quality of the acquired diagnostic image is deteriorated, but the supply of the gate signal is resumed after waiting for the next pulse signal to rise. It is possible to obtain a higher-quality diagnostic image that is taken in synchronization with the respiratory signal.

本発明によれば、被検体の呼吸動作が異常状態にある場合、使用者がスイッチ部を押すだけで、ゲート信号の供給が停止され、これにより、放射線治療又は画像撮影が停止される。この結果、PCの入力操作部から、例えば、マウスでカーソルを特定の位置に移動した上でクリックする等の一連の操作を行う方法と比べて、本発明では、前記ゲート信号の供給停止を単純な操作で迅速且つ誤りなく確実に行うことができる。   According to the present invention, when the breathing motion of the subject is in an abnormal state, the supply of the gate signal is stopped only by the user pressing the switch unit, thereby stopping the radiotherapy or image capturing. As a result, compared with a method of performing a series of operations such as clicking the mouse after the cursor is moved to a specific position from the input operation unit of the PC, in the present invention, the supply of the gate signal is simplified. Can be carried out quickly and reliably without errors.

比較例の呼吸同期システムのブロック図である。It is a block diagram of the respiratory synchronization system of a comparative example. 図1の比較例の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the comparative example of FIG. 図1の比較例での外部機器、センサポート及びPC間の情報通信の時間経過を図示したシーケンス図である。FIG. 2 is a sequence diagram illustrating a time lapse of information communication between an external device, a sensor port, and a PC in the comparative example of FIG. 1. 本実施形態に係る呼吸同期システムのブロック図である。It is a block diagram of the respiration synchronization system concerning this embodiment. 図4の本実施形態での外部機器、センサポート及びPC間の情報通信の時間経過を図示したシーケンス図である。FIG. 5 is a sequence diagram illustrating the time lapse of information communication between an external device, a sensor port, and a PC in the embodiment of FIG. 4. 図6A〜図6Cは、ゲート出力指示、ゲート作成開始指示及びゲート作成停止指示をそれぞれ受信したときのセンサポート内のゲート信号処理部の処理を示すフローチャートである。6A to 6C are flowcharts showing processing of the gate signal processing unit in the sensor port when a gate output instruction, a gate creation start instruction, and a gate creation stop instruction are received, respectively. ゲート信号を作成する際のセンサポート内のゲート信号処理部の処理を図示したフローチャートである。It is the flowchart which illustrated the process of the gate signal process part in a sensor port at the time of creating a gate signal. 図7のステップS64の処理(第2ゲート信号の作成処理)の詳細を図示したフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart illustrating details of the process of Step S64 of FIG. 7 (second gate signal generation process). FIG. ゲート信号処理部の一機能を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating one function of a gate signal processing part. 図4の呼吸同期システムの一部回路構成図である。It is a partial circuit block diagram of the respiration synchronization system of FIG. 本実施形態でのゲート遮断時の動作を図示したタイミングチャートである。3 is a timing chart illustrating an operation when a gate is shut off in the present embodiment. センサポート内のゲート信号処理部のゲート遮断処理を図示したフローチャートである。It is the flowchart which illustrated the gate interruption | blocking process of the gate signal processing part in a sensor port.

本発明に係る呼吸同期システ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。   A preferred embodiment of a respiratory synchronization system according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

[1.比較例の構成]
本実施形態に係る呼吸同期システム10(図4参照)の説明に先立ち、従来の呼吸同期システム30(比較例)の構成について、図1を参照しながら説明する。
[1. Configuration of Comparative Example]
Prior to the description of the respiratory synchronization system 10 (see FIG. 4) according to the present embodiment, the configuration of a conventional respiratory synchronization system 30 (comparative example) will be described with reference to FIG.

図1に示すように、比較例の呼吸同期システム30は、センサポート12とパーソナルコンピュータ(PC)14とを有する。センサポート12とPC14との間では、中継ボックス16を介して、所定周期毎(例えば、25ms毎)に、パケット通信により信号又は情報の送受信を双方向に行うことが可能である。   As shown in FIG. 1, the respiratory synchronization system 30 of the comparative example includes a sensor port 12 and a personal computer (PC) 14. Between the sensor port 12 and the PC 14, it is possible to bidirectionally transmit and receive signals or information by packet communication at predetermined intervals (for example, every 25 ms) via the relay box 16.

センサポート12には、呼吸センサ18と外部機器20とが接続されている。外部機器20は、図示しない患者等の被検体の患部に放射線を照射して放射線治療を行う放射線治療装置、又は、被検体の患部を含む所定の画像を撮影するCT(Computed Tomography)、MRI(Magnetic Resonance Imaging)等の画像診断装置である。一方、ロードセル等の圧力センサ又はレーザセンサからなる呼吸センサ18は、被検体の呼吸動作を検知し、検知結果を呼吸信号としてセンサポート12に出力する。   A respiratory sensor 18 and an external device 20 are connected to the sensor port 12. The external device 20 is a radiotherapy apparatus that performs radiation therapy by irradiating an affected area of a subject such as a patient (not shown), or CT (Computed Tomography), MRI (MRI) that captures a predetermined image including the affected area of the subject. This is a diagnostic imaging apparatus such as Magnetic Resonance Imaging. On the other hand, a respiration sensor 18 including a pressure sensor such as a load cell or a laser sensor detects a respiration operation of the subject and outputs the detection result to the sensor port 12 as a respiration signal.

呼吸信号は、図2に例示するように、周期T(例えば、T=5s)の略正弦波状の波形信号であり、半周期の上側の波形が吸気に対応し、半周期の下側の波形が呼気に対応する。なお、呼吸センサ18及び外部機器20は、特許文献1及び2に開示されているので、本明細書では、その詳細な説明を省略する。   As illustrated in FIG. 2, the respiratory signal is a waveform signal having a substantially sine wave shape with a period T (for example, T = 5 s), and the upper waveform of the half cycle corresponds to inspiration, and the lower waveform of the half cycle. Corresponds to exhalation. In addition, since the respiration sensor 18 and the external device 20 are disclosed in Patent Documents 1 and 2, detailed description thereof is omitted in this specification.

図1に戻り、センサポート12は、記憶部22に予め記憶されているファームウェアを読み出して実行することにより、センサポート12の各種機能を実現する。すなわち、センサポート12は、記憶部22に加え、ゲート信号処理部24及び転送データ生成部28を有する。また、センサポート12は、ファームウェアを実行することにより、PC14の処理周期や、センサポート12とPC14との間のパケット通信の通信周期(25ms)よりも速い処理周期(例えば、2.5ms)で、各種の処理を実行可能である。   Returning to FIG. 1, the sensor port 12 implements various functions of the sensor port 12 by reading and executing firmware stored in advance in the storage unit 22. That is, the sensor port 12 includes a gate signal processing unit 24 and a transfer data generation unit 28 in addition to the storage unit 22. In addition, the sensor port 12 executes the firmware at a processing cycle (for example, 2.5 ms) faster than the processing cycle of the PC 14 or the communication cycle of packet communication between the sensor port 12 and the PC 14 (25 ms). Various processes can be executed.

ゲート信号処理部24は、PC14から中継ボックス16を介して受信した所定の指示に従って、PC14内で作成されたゲート信号(第1ゲート信号)を外部機器20に供給する。   The gate signal processing unit 24 supplies a gate signal (first gate signal) created in the PC 14 to the external device 20 in accordance with a predetermined instruction received from the PC 14 via the relay box 16.

ここで、ゲート信号とは、被検体の呼吸動作に同期して、被検体に対する放射線の照射又は画像撮影を外部機器20に実行させるために、当該外部機器20に供給される制御信号である。すなわち、図2に例示するように、呼吸信号に対してゲート出力上限値(閾値、変化条件)とゲート出力下限値とが設定されている場合、ゲート出力上限値とゲート出力下限値との間に呼吸信号が入っているときに、ゲート信号はオン状態となる。一方、ゲート出力上限値とゲート出力下限値との間に呼吸信号が入っていないとき、ゲート信号はオフ状態となる。   Here, the gate signal is a control signal supplied to the external device 20 in order to cause the external device 20 to execute radiation irradiation or image capturing on the subject in synchronization with the breathing motion of the subject. That is, as illustrated in FIG. 2, when a gate output upper limit value (threshold, change condition) and a gate output lower limit value are set for the respiratory signal, between the gate output upper limit value and the gate output lower limit value. When a breathing signal is input to the gate signal, the gate signal is turned on. On the other hand, when there is no respiratory signal between the gate output upper limit value and the gate output lower limit value, the gate signal is turned off.

具体的に、ゲート信号は、吸気側の半周期において時間経過に伴い呼吸信号の値が低下し、時点t1でゲート出力上限値まで下降すれば、オフ状態からオン状態に切り替わる。その後、呼気側の半周期において時間経過に伴い呼吸信号の値が増加し、時点t2でゲート出力上限値まで上昇すれば、ゲート信号は、オン状態からオフ状態に切り替わる。   Specifically, the gate signal switches from the off state to the on state when the value of the respiratory signal decreases with time in the half cycle on the inhalation side and falls to the gate output upper limit value at time t1. Thereafter, if the value of the respiratory signal increases with time in the half cycle on the expiration side and rises to the gate output upper limit value at time t2, the gate signal is switched from the on state to the off state.

なお、ゲート出力上限値及びゲート出力下限値は、例えば、使用者がPC14の入力操作部36(図1参照)を操作することで、所望の値に指定することができる。   The gate output upper limit value and the gate output lower limit value can be specified as desired values by, for example, the user operating the input operation unit 36 (see FIG. 1) of the PC 14.

また、呼吸信号は、周期Tの略正弦波波形の信号であるため、PC14は、周期T毎に、呼気側でオン状態となるパルス信号を作成する。そのため、図2では、t1〜t2の時間帯にパルス信号が作成された後、時点t1から周期T後の時点t3で次のパルス信号が作成される場合を図示している。従って、各周期Tで呼吸信号の値が時間経過に対して同じように変化すれば、PC14は、周期T毎の同じタイミングでゲート信号を繰り返し作成することができる。   Further, since the respiratory signal is a signal having a substantially sinusoidal waveform with a period T, the PC 14 creates a pulse signal that is turned on at the expiration side for each period T. For this reason, FIG. 2 illustrates a case where the next pulse signal is generated at a time point t3 after a period T from the time point t1 after the pulse signal is generated in the time period t1 to t2. Therefore, if the value of the respiratory signal changes in the same way with time in each cycle T, the PC 14 can repeatedly create a gate signal at the same timing for each cycle T.

このように、PC14が周期T毎にゲート信号としてのパルス信号を繰り返し作成するので、ゲート信号処理部24は、PC14が作成したゲート信号を外部機器20に出力することで、被検体の呼吸動作に同期して、周期T毎の同じタイミングで被検体に対する放射線の照射又は画像撮影を外部機器20に実行させることができる。   As described above, since the PC 14 repeatedly generates a pulse signal as a gate signal every period T, the gate signal processing unit 24 outputs the gate signal generated by the PC 14 to the external device 20, so that the breathing operation of the subject is performed. The external device 20 can execute radiation irradiation or image capturing on the subject at the same timing every cycle T.

転送データ生成部28は、PC14から中継ボックス16を介して送信された所定の指示を受けて、呼吸信号や外部機器20へのゲート信号の供給状態等を含む所定のデータを転送データとして生成し、生成した転送データを通信周期毎にパケット通信により、中継ボックス16を介してPC14に送信する。この場合、転送データ生成部28は、PC14からデータ転送開始指示を受け取ることで、転送データの生成及び送信を開始し、一方で、PC14からデータ転送停止指示を受け取ることで、転送データの生成及び送信を停止する。   In response to a predetermined instruction transmitted from the PC 14 via the relay box 16, the transfer data generation unit 28 generates predetermined data including transfer signals and the supply status of the gate signal to the external device 20 as transfer data. The generated transfer data is transmitted to the PC 14 via the relay box 16 by packet communication every communication cycle. In this case, the transfer data generation unit 28 starts generation and transmission of transfer data by receiving a data transfer start instruction from the PC 14, and on the other hand, by receiving a data transfer stop instruction from the PC 14, Stop sending.

一方、図1において、PC14は、記憶部34に予め記憶されているアプリケーション(ソフトウェア)を読み出して実行することにより、PC14の各種機能を実現する。すなわち、PC14は、記憶部34に加え、入力操作部36、表示部38、初期化指示部40、データ転送指示部42、ゲート信号作成部(第1ゲート信号作成部)46及び呼吸異常判断部48を有する。この場合、PC14は、OSを搭載しているので、センサポート12よりも処理速度は低いが、アプリケーションを実行することで、複雑な処理を実行可能である。   On the other hand, in FIG. 1, the PC 14 implements various functions of the PC 14 by reading and executing an application (software) stored in advance in the storage unit 34. That is, in addition to the storage unit 34, the PC 14 includes an input operation unit 36, a display unit 38, an initialization instruction unit 40, a data transfer instruction unit 42, a gate signal creation unit (first gate signal creation unit) 46, and a respiratory abnormality determination unit. 48. In this case, since the PC 14 is equipped with an OS, the processing speed is lower than that of the sensor port 12, but complicated processing can be executed by executing an application.

具体的に、入力操作部36は、呼吸同期システム30の使用者が操作するキーボード又はマウス等であり、表示部38は、使用者向けに各種の情報が表示されるディスプレイ等の表示装置である。   Specifically, the input operation unit 36 is a keyboard or a mouse operated by a user of the respiratory synchronization system 30, and the display unit 38 is a display device such as a display on which various types of information are displayed for the user. .

初期化指示部40は、初期化処理の実行を指示する初期化指示を、中継ボックス16を介してセンサポート12に送信することにより、センサポート12に初期化処理を実行させる。データ転送指示部42は、転送データの送信開始を指示するデータ転送開始指示と、転送データの送信停止を指示するデータ転送停止指示とを、中継ボックス16を介してセンサポート12に送信する。   The initialization instruction unit 40 causes the sensor port 12 to execute initialization processing by transmitting an initialization instruction that instructs execution of initialization processing to the sensor port 12 via the relay box 16. The data transfer instruction unit 42 transmits a data transfer start instruction for instructing start of transmission of transfer data and a data transfer stop instruction for instructing stop of transmission of transfer data to the sensor port 12 via the relay box 16.

ゲート信号作成部46は、PC14が受信した転送データに含まれる呼吸信号に基づき第1ゲート信号を作成し、作成した第1ゲート信号を、ゲート出力指示として、中継ボックス16を介してセンサポート12に送信する。   The gate signal creation unit 46 creates a first gate signal based on the respiratory signal included in the transfer data received by the PC 14, and uses the created first gate signal as a gate output instruction via the relay box 16 to the sensor port 12. Send to.

呼吸異常判断部48は、受信した転送データに含まれる呼吸信号の時間変化に基づき、被検体の呼吸動作が異常状態にあるか否かを判断する。   The respiratory abnormality determination unit 48 determines whether or not the subject's respiratory motion is in an abnormal state based on the temporal change of the respiratory signal included in the received transfer data.

この場合、呼吸異常判断部48は、呼吸動作が異常状態にあると判断すれば、その判断結果をゲート信号作成部46に通知する。ゲート信号作成部46は、通知された判断結果に基づき、第1ゲート信号の作成を停止する。   In this case, if the respiratory abnormality determination unit 48 determines that the respiratory action is in an abnormal state, the respiratory abnormality determination unit 48 notifies the gate signal creation unit 46 of the determination result. The gate signal creation unit 46 stops creating the first gate signal based on the notified determination result.

一方、呼吸異常判断部48は、呼吸動作が異常状態から通常状態に復旧したと判断すれば、その判断結果をゲート信号作成部46に通知する。ゲート信号作成部46は、通知された判断結果に基づき、第1ゲート信号の作成を再開する。   On the other hand, if the respiratory abnormality determination unit 48 determines that the breathing motion has been restored from the abnormal state to the normal state, the respiratory abnormality determination unit 48 notifies the gate signal creation unit 46 of the determination result. The gate signal creation unit 46 resumes creating the first gate signal based on the notified determination result.

[2.比較例の動作とその課題]
比較例の呼吸同期システム30は、以上のように構成される。次に、比較例の動作と、その課題とについて、図1〜図3を参照しながら説明する。
[2. Operation of comparative example and its problems]
The respiratory synchronization system 30 of the comparative example is configured as described above. Next, the operation of the comparative example and its problems will be described with reference to FIGS.

従来より、呼吸同期システム30の性能を示す重要な指標の一つとして、ゲート遅延時間Tdがある。ゲート遅延時間Tdとは、被検体の呼吸動作が変化してから、その呼吸動作の変化に対応するゲート信号を出力するまでに、当該呼吸同期システム30が要する処理時間と定義される。なお、図2では、理想的なゲート信号の波形を実線で図示すると共に、ゲート遅延時間Tdが発生している場合を一点鎖線で図示している。図2では、t1〜t4、t2〜t5、t3〜t6の時間をゲート遅延時間Tdとして例示している。   Conventionally, as one of the important indexes indicating the performance of the respiratory synchronization system 30, there is a gate delay time Td. The gate delay time Td is defined as the processing time required for the respiratory synchronization system 30 from when the breathing motion of the subject changes until the gate signal corresponding to the change in the breathing motion is output. In FIG. 2, the waveform of an ideal gate signal is shown by a solid line, and the case where the gate delay time Td is generated is shown by a one-dot chain line. In FIG. 2, the times t1 to t4, t2 to t5, and t3 to t6 are illustrated as the gate delay time Td.

そのため、ゲート遅延時間Tdが大きければ、外部機器20が呼吸動作に同期した放射線の照射又は画像撮影(以下、呼吸同期照射ともいう。)を行う際に、誤差が生じる。具体的に、放射線治療の場合では、放射線の照射位置の誤差となる。また、画像撮影の場合には、撮影タイミングの誤差となり、画質の低下につながる。例えば、被検体の呼吸回数が毎分12回である場合、T=5sとなる。そのため、Td=100msであれば、周期Tに対して2%の時間的な誤差が生じることになる。従って、呼吸動作に同期して放射線の照射又は画像撮影を精度良く行うためには、周期Tに対して無視できる程度にまでゲート遅延時間Tdを短縮する必要がある。   Therefore, if the gate delay time Td is large, an error occurs when the external device 20 performs radiation irradiation or image capturing (hereinafter also referred to as respiratory synchronization irradiation) synchronized with the breathing operation. Specifically, in the case of radiotherapy, it becomes an error in the radiation irradiation position. In the case of image shooting, an error occurs in shooting timing, which leads to deterioration in image quality. For example, if the subject's breathing rate is 12 times per minute, T = 5 s. Therefore, if Td = 100 ms, a time error of 2% with respect to the period T occurs. Therefore, in order to accurately perform radiation irradiation or image capturing in synchronization with the respiration operation, it is necessary to shorten the gate delay time Td to a level that can be ignored with respect to the period T.

比較例の呼吸同期システム30では、呼吸信号からゲート信号を作成する処理は、PC14のソフトウェアで行っている。ゲート信号の作成には複数のゲートモード(ゲート信号作成時の動作モード)があり、ゲートモード毎に参照すべき複数の設定パラメータがある。そのため、ゲート信号の作成条件が複雑となることから、PC14のソフトウェアによって、このような複雑な処理を行っている。   In the respiratory synchronization system 30 of the comparative example, the process of creating the gate signal from the respiratory signal is performed by software of the PC 14. There are a plurality of gate modes (operation modes at the time of gate signal creation) in creating a gate signal, and there are a plurality of setting parameters to be referred to for each gate mode. Therefore, since the conditions for creating the gate signal are complicated, such complicated processing is performed by the software of the PC 14.

例えば、放射線治療において、咳、くしゃみ、しゃっくり等に起因した呼吸信号の異常状態を検出した場合には、患者の安全を確保するため、一時的にゲート信号をオフ状態にして放射線の照射を中断する必要がある。この場合、呼吸信号の異常状態を検出するためには、呼吸信号の波形予測等、さらに大規模で複雑な処理を必要とする。そのため、比較例では、高性能のCPU(Central Processing Unit)と大容量のメモリとを備えたPC14のソフトウェアで、上記の処理を実現している。従って、PC14のソフトウェアの実行以外の方法により、上記の複雑な処理を実行することは考えられなかった。   For example, if an abnormal state of a respiratory signal due to coughing, sneezing, hiccups, etc. is detected during radiation therapy, the radiation of radiation is interrupted by temporarily turning off the gate signal to ensure patient safety. There is a need to. In this case, in order to detect an abnormal state of the respiratory signal, a larger and more complicated process such as waveform prediction of the respiratory signal is required. Therefore, in the comparative example, the above processing is realized by software of the PC 14 having a high-performance CPU (Central Processing Unit) and a large-capacity memory. Therefore, it has not been considered to execute the above complicated processing by a method other than the execution of the software of the PC 14.

しかしながら、PC14のソフトウェアは、OS上のアプリケーションとして実行される。そのため、常に高速な実時間応答性を保証することは難しい。また、OS中の特定のタスクがCPUを占有した場合等、稀に短時間、アプリケーションの実行が阻害されるおそれがあった。さらに、外部機器20に対するゲート信号の供給にかかる時間については、アプリケーションの処理時間に加えて、センサポート12から中継ボックス16を介してPC14に呼吸信号を転送する時間と、ゲート信号(の作成結果)をPC14からセンサポート12に転送する時間とを考慮する必要がある。そのため、呼吸センサ18からセンサポート12への呼吸信号の入力より、センサポート12から外部機器20へのゲート信号の出力までのゲート遅延時間Tdについて、呼吸同期システム30では、大幅に短縮することは困難であった。   However, the software of the PC 14 is executed as an application on the OS. Therefore, it is difficult to always guarantee high-speed real-time response. In addition, when a specific task in the OS occupies the CPU, there is a possibility that the execution of the application may be hindered for a short time. Further, regarding the time required for supplying the gate signal to the external device 20, in addition to the processing time of the application, the time for transferring the respiratory signal from the sensor port 12 to the PC 14 via the relay box 16, and the generation result of the gate signal ( ) To the sensor port 12 from the PC 14 must be taken into consideration. Therefore, in the respiratory synchronization system 30, the gate delay time Td from the input of the respiratory signal from the respiratory sensor 18 to the sensor port 12 to the output of the gate signal from the sensor port 12 to the external device 20 can be significantly reduced. It was difficult.

ここで、比較例の呼吸同期システム30において、PC14とセンサポート12との間のパケット通信と、外部機器20に対するゲート信号の供給とを含む、外部機器20、センサポート12とPC14との間の信号又は情報の送受信について、図3のシーケンス図を参照しながら説明する。   Here, in the respiratory synchronization system 30 of the comparative example, the packet communication between the PC 14 and the sensor port 12 and the supply of the gate signal to the external device 20 include between the external device 20, the sensor port 12 and the PC 14. Transmission / reception of signals or information will be described with reference to the sequence diagram of FIG.

PC14内において、記憶部34に記憶されたアプリケーションが読み出されて起動すると、PC14では下記の各種処理が実行される。一方、センサポート12内において、記憶部22に記憶されたファームウェアが読み出されて起動すると、センサポート12では下記の各種処理が実現される。   When the application stored in the storage unit 34 is read and activated in the PC 14, the following various processes are executed in the PC 14. On the other hand, when the firmware stored in the storage unit 22 is read and activated in the sensor port 12, the following various processes are realized in the sensor port 12.

先ず、ステップS1において、初期化指示部40は、初期化指示のパケットをセンサポート12に送信する。センサポート12は、受信したパケットに含まれる初期化設定情報に従って、センサポート12内のハードウェア及びファームウェアの状態を初期化する。   First, in step S <b> 1, the initialization instruction unit 40 transmits an initialization instruction packet to the sensor port 12. The sensor port 12 initializes the hardware and firmware states in the sensor port 12 according to the initialization setting information included in the received packet.

なお、センサポート12から外部機器20に供給されるゲート信号については、放射線の照射又は画像撮影の停止を示すオフ状態に初期化される。   Note that the gate signal supplied from the sensor port 12 to the external device 20 is initialized to an off state indicating radiation irradiation or image capturing stop.

ステップS3において、PC14のデータ転送指示部42は、データ転送開始指示のパケットをセンサポート12に送信する。ステップS4において、センサポート12の転送データ生成部28は、データ転送開始指示を受けて、PC14に対するデータ転送動作を開始する。すなわち、転送データ生成部28は、呼吸センサ18からの呼吸信号に対して、ディジタル化、ノイズ低減及び呼吸位相検出等の処理を行った上で、呼吸信号データ、呼吸位相データ、呼吸センサ18の状態及びセンサポート12の状態等の各種情報を含む転送データを生成し、生成した転送データのパケットを中継ボックス16経由でPC14に送信する。   In step S <b> 3, the data transfer instruction unit 42 of the PC 14 transmits a data transfer start instruction packet to the sensor port 12. In step S4, the transfer data generation unit 28 of the sensor port 12 receives the data transfer start instruction and starts a data transfer operation to the PC 14. That is, the transfer data generation unit 28 performs processing such as digitization, noise reduction, and respiratory phase detection on the respiratory signal from the respiratory sensor 18, and then the respiratory signal data, the respiratory phase data, and the respiratory sensor 18. Transfer data including various information such as status and sensor port 12 status is generated, and the generated transfer data packet is transmitted to the PC 14 via the relay box 16.

この場合、転送データ生成部28は、PC14からデータ転送停止指示のパケットを受信するまで、一定時間(例えば、25ms)間隔で転送データのパケットをPC14に送信する(ステップS5)。なお、図3では、他の信号又は情報の送受信と区別するため、ステップS5の送信処理が一定時間間隔で行われることを、破線の矢印で図示している。   In this case, the transfer data generation unit 28 transmits transfer data packets to the PC 14 at regular time intervals (for example, 25 ms) until receiving a data transfer stop instruction packet from the PC 14 (step S5). In FIG. 3, the broken line arrow indicates that the transmission process in step S <b> 5 is performed at regular time intervals in order to distinguish it from transmission / reception of other signals or information.

PC14では、転送データのパケットを受信する毎に、当該転送データに含まれる上記の各種情報を記憶部34に格納する。そして、ステップS6において、ゲート信号作成部46は、受信した各種情報に基づき、予め設定されたゲート信号出力条件に従ったゲート信号の値を作成する。ゲート信号の値、呼吸波形、呼吸位相、呼吸センサ18の状態及びセンサポート12の状態等の各種情報は、表示部38の画面上に表示される。   Each time the PC 14 receives a packet of transfer data, the PC 14 stores the various types of information included in the transfer data in the storage unit 34. In step S6, the gate signal creation unit 46 creates a gate signal value according to a preset gate signal output condition based on the received various pieces of information. Various information such as the value of the gate signal, the respiratory waveform, the respiratory phase, the state of the respiratory sensor 18 and the state of the sensor port 12 are displayed on the screen of the display unit 38.

ゲート信号作成部46は、作成したゲート信号の値を含むゲート出力指示のパケットをセンサポート12に送信する。ゲート信号処理部24は、ゲート出力指示のパケットを受信すると、ステップS7において、当該値を示すゲート信号を外部機器20に出力する。これにより、外部機器20は、ステップS8において、供給されたゲート信号に従って、被検体に対する放射線の照射を開始することができる。   The gate signal creation unit 46 transmits a packet of a gate output instruction including the value of the created gate signal to the sensor port 12. Upon receiving the gate output instruction packet, the gate signal processing unit 24 outputs a gate signal indicating the value to the external device 20 in step S7. Thereby, the external device 20 can start irradiation of the radiation to the subject in accordance with the supplied gate signal in step S8.

ステップS5において、転送データが一定時間間隔でセンサポート12からPC14に送信されるので、ゲート信号作成部46は、転送データを受信する毎にステップS6の処理を実行してゲート信号の値を作成し、一定時間間隔でセンサポート12にゲート出力指示を送信する。従って、センサポート12は、一定時間間隔で、PC14が作成したゲート信号を外部機器20に出力して放射線の照射を指示することができる。   In step S5, since the transfer data is transmitted from the sensor port 12 to the PC 14 at regular time intervals, the gate signal creation unit 46 executes the process of step S6 every time the transfer data is received, and creates a gate signal value. Then, a gate output instruction is transmitted to the sensor port 12 at regular time intervals. Accordingly, the sensor port 12 can output the gate signal created by the PC 14 to the external device 20 at a certain time interval and instruct radiation irradiation.

ところで、PC14の呼吸異常判断部48は、PC14で転送データが受信される毎に、転送データに含まれる呼吸信号について、予め設定された正常範囲を逸脱しているか否か、すなわち、呼吸信号に応じた被検体の呼吸動作に異常状態が発生しているか否かを判断している。   By the way, every time the transfer data is received by the PC 14, the respiratory abnormality determination unit 48 of the PC 14 determines whether or not the respiratory signal included in the transfer data deviates from the preset normal range, that is, the respiratory signal. It is determined whether or not an abnormal state has occurred in the breathing motion of the subject.

そして、ステップS9において、呼吸動作が異常状態にあると判断した場合、呼吸異常判断部48は、その判断結果をゲート信号作成部46に通知する。ステップS10において、ゲート信号作成部46は、呼吸異常判断部48からの通知に基づき、ゲート信号の作成を一旦停止する。すなわち、ゲート信号作成部46は、ゲート信号を構成するパルス信号の値をオン状態からオフ状態に移行させ、その結果を含めたゲート出力指示(オフ)のパケットをセンサポート12に送信する。   If it is determined in step S9 that the breathing motion is in an abnormal state, the respiratory abnormality determination unit 48 notifies the gate signal creation unit 46 of the determination result. In step S <b> 10, the gate signal generation unit 46 temporarily stops the generation of the gate signal based on the notification from the respiratory abnormality determination unit 48. That is, the gate signal creation unit 46 shifts the value of the pulse signal constituting the gate signal from the on state to the off state, and transmits a packet of the gate output instruction (off) including the result to the sensor port 12.

ステップS11において、ゲート信号処理部24は、ゲート出力指示(オフ)のパケットを受信すると、オフ状態を示すゲート信号を外部機器20に出力する。これにより、外部機器20は、ステップS12において、供給されたゲート信号に従って、被検体に対する放射線の照射を停止する。   In step S <b> 11, the gate signal processing unit 24 outputs a gate signal indicating an off state to the external device 20 when receiving a gate output instruction (off) packet. Thereby, the external device 20 stops the irradiation of the radiation to the subject in accordance with the supplied gate signal in step S12.

その後、ステップS13において、PC14で受信される転送データに含まれる呼吸信号に基づき、被検体の呼吸動作が正常状態に復旧したと判断できた場合、呼吸異常判断部48は、その判断結果をゲート信号作成部46に通知する。これにより、ステップS14において、ゲート信号作成部46は、呼吸異常判断部48からの通知に基づき、次に受信される転送データに含まれる呼吸信号データ等の各種情報に基づき、ゲート信号の作成を再開し、作成したゲート信号の値を含むゲート出力指示(オン)のパケットをセンサポート12に送信する。   Thereafter, in step S13, if it is determined that the subject's breathing motion has been restored to the normal state based on the breathing signal included in the transfer data received by the PC 14, the breathing abnormality determination unit 48 gates the determination result. The signal creation unit 46 is notified. Thereby, in step S14, the gate signal creation unit 46 creates the gate signal based on various information such as the respiratory signal data included in the transfer data received next based on the notification from the respiratory abnormality determination unit 48. Then, the packet of the gate output instruction (ON) including the value of the created gate signal is transmitted to the sensor port 12.

ステップS15において、ゲート信号処理部24は、ステップS7と同様に、ゲート出力指示のパケットを受信すると、当該値を示すゲート信号を外部機器20に出力する。この結果、ステップS16において、外部機器20は、供給されたゲート信号に従って、被検体に対する放射線の照射を再開することができる。   In step S <b> 15, the gate signal processing unit 24 outputs a gate signal indicating the value to the external device 20 when receiving a gate output instruction packet, as in step S <b> 7. As a result, in step S <b> 16, the external device 20 can restart radiation irradiation on the subject according to the supplied gate signal.

その後、使用者が入力操作部36を操作して、放射線照射の終了を指示すると、ステップS17において、ゲート信号作成部46は、ゲート信号の作成を終了し、ゲート信号をオン状態からオフ状態に移行させる。そして、ゲート信号作成部46は、ゲート出力指示(オフ)のパケットをセンサポート12に送信する。   Thereafter, when the user operates the input operation unit 36 to instruct the end of radiation irradiation, in step S17, the gate signal generation unit 46 ends the generation of the gate signal and changes the gate signal from the on state to the off state. Transition. Then, the gate signal creation unit 46 transmits a packet of a gate output instruction (OFF) to the sensor port 12.

ステップS18において、ゲート信号処理部24は、ゲート出力指示(オフ)のパケットを受信すると、ステップS11と同様に、オフ状態を示すゲート信号を外部機器20に出力する。これにより、外部機器20は、ステップS19において、供給されたゲート信号に従い、被検体に対する放射線照射を終了する。   In step S18, when receiving the gate output instruction (off) packet, the gate signal processing unit 24 outputs a gate signal indicating the off state to the external device 20 as in step S11. Thereby, in step S19, the external device 20 ends the radiation irradiation on the subject according to the supplied gate signal.

最後に、ステップS20において、データ転送指示部42は、データ転送停止指示のパケットをセンサポート12に送信する。ステップS21で、転送データ生成部28は、データ転送停止指示を受けて、PC14に対するデータ転送動作を停止する。   Finally, in step S <b> 20, the data transfer instruction unit 42 transmits a data transfer stop instruction packet to the sensor port 12. In step S <b> 21, the transfer data generation unit 28 receives the data transfer stop instruction and stops the data transfer operation for the PC 14.

以上説明したように、比較例の呼吸同期システム30では、PC14上のソフトウェアによりゲート信号を作成していた。そのため、呼吸動作の異常状態の発生時を含めて、複雑なゲート信号出力条件に基づき、ゲート信号を作成することができる。   As described above, in the respiratory synchronization system 30 of the comparative example, the gate signal is created by the software on the PC 14. Therefore, a gate signal can be created based on complicated gate signal output conditions including the occurrence of an abnormal state of breathing motion.

しかしながら、前述のように、OS上のアプリケーションとして実行されるので、外部機器20に対するゲート信号の供給にかかる時間は、アプリケーションの処理時間に加え、センサポート12とPC14との間のパケットの通信時間も考慮する必要がある。そのため、ゲート遅延時間Tdを現状の値(例えば、数十ms)よりさらに短縮することが難しい。また、ゲート信号の作成をソフトウェアに頼っているため、ソフトウェアのゲート信号の作成処理等に何らかの不具合が発生し、本来はゲート信号がオフ状態であるべきところ、誤ってオン状態となって出力されれば、被検体に対して放射線が誤照射され、被検体に対して不用意に放射線を照射することになる。   However, as described above, since it is executed as an application on the OS, the time required for supplying the gate signal to the external device 20 is the communication time of the packet between the sensor port 12 and the PC 14 in addition to the processing time of the application. It is also necessary to consider. Therefore, it is difficult to further shorten the gate delay time Td from the current value (for example, several tens of ms). In addition, because the gate signal creation depends on software, a problem occurs in the software gate signal creation process, etc., and the gate signal should be in the off state. If so, the subject is erroneously irradiated with radiation, and the subject is inadvertently irradiated with radiation.

[3.本実施形態の構成]
次に、本実施形態に係る呼吸同期システム10の構成について、図4を参照しながら説明する。なお、呼吸同期システム10の説明において、比較例の呼吸同期システム30(図1参照)と同じ構成要素については、同じ参照符号を用いて説明し、その詳細な説明を省略する。
[3. Configuration of this embodiment]
Next, the configuration of the respiratory synchronization system 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the description of the respiratory synchronization system 10, the same components as those of the comparative example of the respiratory synchronization system 30 (see FIG. 1) will be described using the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

比較例の呼吸同期システム30と比較して、本実施形態に係る呼吸同期システム10では、PC14側に、中継ボックス16を介してセンサポート12に接続されるゲート遮断スイッチ50が設けられている。また、呼吸同期システム10において、センサポート12は、記憶部22及び転送データ生成部28に加え、電源供給部52と、前述のゲート信号処理部24(図1参照)に複数の新たな機能を持たせたゲート信号処理部54とをさらに有する。さらに、呼吸同期システム10において、PC14は、ゲート信号作成指示部44をさらに有する。   Compared with the respiratory synchronization system 30 of the comparative example, in the respiratory synchronization system 10 according to the present embodiment, a gate cutoff switch 50 connected to the sensor port 12 via the relay box 16 is provided on the PC 14 side. In the respiratory synchronization system 10, the sensor port 12 has a plurality of new functions in the power supply unit 52 and the gate signal processing unit 24 (see FIG. 1) in addition to the storage unit 22 and the transfer data generation unit 28. And a gate signal processor 54 provided. Further, in the respiratory synchronization system 10, the PC 14 further includes a gate signal creation instruction unit 44.

このように構成される本実施形態に係る呼吸同期システム10において、ゲート信号処理部54は、外部機器20に対するゲート信号の供給機能に加え、記憶部22に記憶されたファームウェアを読み出して起動させることにより、さらなる機能を実現可能である。   In the respiratory synchronization system 10 according to the present embodiment configured as described above, the gate signal processing unit 54 reads and activates the firmware stored in the storage unit 22 in addition to the gate signal supply function to the external device 20. Thus, further functions can be realized.

具体的に、ゲート信号処理部54は、PC14から中継ボックス16を介して受信した所定の指示に従って、呼吸信号に基づく所定のゲート信号(第2ゲート信号)の作成を開始し、又は、該ゲート信号の作成を停止する。すなわち、ゲート信号処理部54は、ゲート信号の作成開始を指示するゲート作成開始指示を受け取ってから当該ゲート信号の作成を開始し、ゲート信号の作成停止を指示するゲート作成停止指示を受け取ると、ゲート信号の作成を停止する第2ゲート信号作成部として機能する。   Specifically, the gate signal processing unit 54 starts creating a predetermined gate signal (second gate signal) based on the respiratory signal in accordance with a predetermined instruction received from the PC 14 via the relay box 16, or the gate Stop signal creation. That is, when the gate signal processing unit 54 receives a gate creation start instruction for instructing the start of gate signal creation, the gate signal processing unit 54 starts creation of the gate signal, and receives a gate creation stop instruction for instructing stoppage of gate signal creation. It functions as a second gate signal creation unit that stops creating a gate signal.

従って、ゲート信号処理部54は、ゲート作成開始指示を受け取ると、ゲート作成開始指示を参照してゲート出力上限値及びゲート出力下限値を設定した後に、呼吸信号(呼吸動作)に同期して、周期T毎の同じタイミングで第2ゲート信号を繰り返し作成する。   Therefore, upon receiving the gate creation start instruction, the gate signal processing unit 54 sets the gate output upper limit value and the gate output lower limit value with reference to the gate creation start instruction, and then synchronizes with the respiratory signal (breathing action). The second gate signal is repeatedly generated at the same timing for each period T.

また、ゲート信号処理部54は、作成した第2ゲート信号、又は、PC14内で作成された第1ゲート信号のうち、いずれか一方のゲート信号を外部機器20に供給するゲート信号出力部として機能する。具体的に、ゲート信号処理部54は、ゲート作成開始指示を受け取ってからゲート作成停止指示を受け取るまでの時間帯において、第2ゲート信号を作成中であれば、作成した第2ゲート信号を外部機器20に出力する。一方、第2ゲート信号を作成中でなければ、ゲート信号処理部54は、PC14が作成した第1ゲート信号を外部機器20に出力する。   Further, the gate signal processing unit 54 functions as a gate signal output unit that supplies either the generated second gate signal or the first gate signal generated in the PC 14 to the external device 20. To do. Specifically, if the second gate signal is being created during the time period from when the gate creation start instruction is received until the gate creation stop instruction is received, the gate signal processing unit 54 externally creates the created second gate signal. Output to the device 20. On the other hand, if the second gate signal is not being created, the gate signal processing unit 54 outputs the first gate signal created by the PC 14 to the external device 20.

さらに、ゲート信号処理部54は、第2ゲート信号の作成中、第1ゲート信号がオフ状態のときの第2ゲート信号のオン状態の継続時間を監視し、その継続時間が所定の閾値時間に到達すると、外部機器20に出力するゲート信号をオフ状態に移行させるゲート信号監視部として機能する。   Further, the gate signal processing unit 54 monitors the duration of the ON state of the second gate signal when the first gate signal is OFF during the generation of the second gate signal, and the duration is set to a predetermined threshold time. When it arrives, it functions as a gate signal monitoring unit that shifts the gate signal output to the external device 20 to the OFF state.

本実施形態では、センサポート12及びPC14の双方がゲート信号をそれぞれ作成する。そのため、ゲート遅延時間Tdを少しでも短くし、ゲート信号をリアルタイムで外部機器20に供給するためには、センサポート12のゲート信号処理部54で第2ゲート信号を作成し、外部機器20に出力すればよい。   In the present embodiment, both the sensor port 12 and the PC 14 respectively create gate signals. Therefore, in order to shorten the gate delay time Td as much as possible and supply the gate signal to the external device 20 in real time, the gate signal processing unit 54 of the sensor port 12 creates the second gate signal and outputs it to the external device 20. do it.

しかしながら、使用者が操作するPC14で作成した第1ゲート信号とは異なる第2ゲート信号が作成され、外部機器20に供給される場合には、被検体に対して不用意に放射線の照射又は画像撮影が実行されるおそれがある。これを阻止するため、ゲート信号処理部54は、第1ゲート信号がオフ状態であるにも関わらず、第2ゲート信号がオン状態にあり、この状態が閾値時間以上継続した場合には、安全側の観点から、外部機器20に出力するゲート信号をオフ状態に切り替える。これにより、ゲート信号処理部54から外部機器20へのゲート信号の供給が強制的に停止され、呼吸同期照射を停止させることができる。   However, when a second gate signal that is different from the first gate signal created by the PC 14 operated by the user is created and supplied to the external device 20, the subject is inadvertently irradiated with radiation or an image. There is a risk of shooting. In order to prevent this, the gate signal processing unit 54 is safe when the second gate signal is in the on state even though the first gate signal is in the off state, and this state continues for the threshold time or longer. From the viewpoint, the gate signal output to the external device 20 is switched to the off state. Thereby, the supply of the gate signal from the gate signal processing unit 54 to the external device 20 is forcibly stopped, and the respiratory synchronization irradiation can be stopped.

さらに、ゲート信号処理部54は、図2の吸気側で呼吸信号の値がゲート出力上限値まで下降し、第2ゲート信号がオフ状態からオン状態に変化した場合に、ゲート出力上限値を中心としたヒステリシス幅wh(図9参照)の範囲内で呼吸信号が変動している期間中は、第2ゲート信号の次の状態変化であるオン状態からオフ状態への移行を禁止させる呼吸信号監視部として機能する。   Further, the gate signal processing unit 54 centers the gate output upper limit value when the value of the respiratory signal falls to the gate output upper limit value on the inhalation side of FIG. 2 and the second gate signal changes from the off state to the on state. Respiration signal monitoring for prohibiting the transition from the on state to the off state, which is the next state change of the second gate signal, during the period in which the respiration signal fluctuates within the hysteresis width wh (see FIG. 9). It functions as a part.

また、ゲート信号処理部54は、図2の呼気側で呼吸信号の値がゲート出力上限値まで上昇し、第2ゲート信号がオン状態からオフ状態に変化した場合に、ゲート出力上限値を中心としたヒステリシス幅whの範囲内で呼吸信号が変動している期間中は、第2ゲート信号の次の状態変化であるオフ状態からオン状態への移行を禁止させる。   Further, the gate signal processing unit 54 focuses on the gate output upper limit when the value of the respiratory signal rises to the gate output upper limit on the expiration side in FIG. 2 and the second gate signal changes from the on state to the off state. During the period in which the respiratory signal fluctuates within the hysteresis width wh, the transition from the off state to the on state, which is the next state change of the second gate signal, is prohibited.

図4に戻り、PC14のゲート信号作成指示部44は、使用者による入力操作部36の操作に起因して、ゲート作成開始指示とゲート作成停止指示とを、中継ボックス16を介してセンサポート12に送信する。この場合、呼吸異常判断部48は、センサポート12から受信した転送データに含まれる呼吸信号の時間変化に基づき、被検体の呼吸動作が異常状態にあると判断すれば、その判断結果をゲート信号作成指示部44にも通知する。これにより、ゲート信号作成指示部44は、ゲート信号処理部54が第2ゲート信号を作成中でも、通知された判断結果に基づき、中継ボックス16を介してセンサポート12にゲート作成停止指示を通知する。この結果、ゲート信号処理部54は、受信したゲート作成停止指示に基づき、第2ゲート信号の作成を停止する。   Returning to FIG. 4, the gate signal creation instruction unit 44 of the PC 14 sends a gate creation start instruction and a gate creation stop instruction to the sensor port 12 via the relay box 16 due to the operation of the input operation unit 36 by the user. Send to. In this case, if the respiratory abnormality determination unit 48 determines that the respiratory action of the subject is in an abnormal state based on the temporal change of the respiratory signal included in the transfer data received from the sensor port 12, the determination result is the gate signal. The creation instruction unit 44 is also notified. Thereby, the gate signal creation instruction unit 44 notifies the sensor port 12 of the gate creation stop instruction via the relay box 16 based on the notified determination result even when the gate signal processing unit 54 creates the second gate signal. . As a result, the gate signal processing unit 54 stops the generation of the second gate signal based on the received gate generation stop instruction.

一方、呼吸異常判断部48は、呼吸動作が異常状態から通常状態に復旧したと判断すれば、その判断結果をゲート信号作成指示部44にも通知する。ゲート信号作成指示部44は、ゲート信号処理部54が第2ゲート信号の作成を停止中でも、通知された判断結果に基づき、中継ボックス16を介してセンサポート12にゲート作成開始指示を通知する。これにより、ゲート信号処理部54は、受信したゲート作成開始指示に基づき、第2ゲート信号の作成を再開する。   On the other hand, if the respiratory abnormality determination unit 48 determines that the breathing motion has been restored from the abnormal state to the normal state, the respiratory abnormality determination unit 48 also notifies the gate signal creation instruction unit 44 of the determination result. The gate signal creation instruction unit 44 notifies the sensor port 12 of a gate creation start instruction via the relay box 16 based on the notified determination result even when the gate signal processing unit 54 stops the creation of the second gate signal. Thereby, the gate signal processing unit 54 resumes the creation of the second gate signal based on the received gate creation start instruction.

なお、ゲート遮断スイッチ50と、当該ゲート遮断スイッチ50に関わるセンサポート12及びPC14内の機能とについては、後述する。   The gate cutoff switch 50 and the functions in the sensor port 12 and the PC 14 related to the gate cutoff switch 50 will be described later.

本実施形態に係る呼吸同期システム10は、以上のように構成されるものであり、次に、呼吸同期システム10の特徴的な機能(第1実施形態、第2実施形態)について説明する。   The respiratory synchronization system 10 according to the present embodiment is configured as described above. Next, characteristic functions of the respiratory synchronization system 10 (first embodiment, second embodiment) will be described.

[4.第1実施形態の機能]
第1実施形態は、上述の項目2.で説明した比較例の課題を解決するための呼吸同期システム10の特徴的な機能である。
[4. Function of First Embodiment]
In the first embodiment, the above-described item 2. This is a characteristic function of the respiratory synchronization system 10 for solving the problem of the comparative example described in the above.

すなわち、第1実施形態は、ゲート遅延時間Tdを短縮した呼吸同期システム10を提供することを第1の目的とする。また、第1実施形態は、ゲート信号の信頼性及び安全性を高めた呼吸同期システム10を提供することを第2の目的とする。さらに、第1実施形態は、呼吸信号に含まれるノイズの影響を受けにくい呼吸同期システム10を提供することを第3の目的とする。   That is, a first object of the first embodiment is to provide the respiratory synchronization system 10 in which the gate delay time Td is shortened. Moreover, 1st Embodiment sets it as the 2nd objective to provide the respiration synchronization system 10 which improved the reliability and safety | security of the gate signal. Furthermore, a first object of the first embodiment is to provide a respiratory synchronization system 10 that is not easily affected by noise included in the respiratory signal.

第1及び第2の目的を達成するため、第1実施形態では、PC14内のソフトウェア(により機能する構成要素)が呼吸信号に基づく第1ゲート信号の作成処理を実行する一方で、センサポート12のファームウェア(により機能する構成要素)でも並行して呼吸信号に基づく第2ゲート信号の作成処理を実行する。すなわち、呼吸同期システム10においては、通常、ファームウェアにより作成された第2ゲート信号を外部機器20に出力し、一方で、第2ゲート信号を作成中でないときには第1ゲート信号を外部機器20に出力する。   In order to achieve the first and second objects, in the first embodiment, the software in the PC 14 (the component that functions by the software) executes the process of creating the first gate signal based on the respiratory signal, while the sensor port 12 The second gate signal generation process based on the respiratory signal is also executed in parallel with the firmware (the component that functions by) of the first firmware. That is, in the respiratory synchronization system 10, the second gate signal created by the firmware is normally output to the external device 20, while the first gate signal is output to the external device 20 when the second gate signal is not being created. To do.

このように、通常時は、センサポート12のファームウェアが作成した第2ゲート信号を外部機器20に出力する。これにより、センサポート12とPC14との間の通信時間、及び、PC14のソフトウェアの処理時間を含まない、ゲート遅延時間Tdの短い第2ゲート信号を外部機器20に出力することができる。   As described above, the second gate signal created by the firmware of the sensor port 12 is normally output to the external device 20. Accordingly, the second gate signal having a short gate delay time Td that does not include the communication time between the sensor port 12 and the PC 14 and the software processing time of the PC 14 can be output to the external device 20.

また、第1実施形態では、第2ゲート信号がオン状態であると共に、第1ゲート信号がオフ状態である時間帯が一定時間継続した場合には、外部機器20に供給するゲート信号をオフ状態にする。このように、ファームウェアが作成した第2ゲート信号と、ソフトウェアが作成した第1ゲート信号とを照合し、第2ゲート信号のオン状態及び第1ゲート信号のオフ状態が一定時間以上継続したら、安全側のオフ状態のゲート信号を外部機器20に出力する。これにより、ゲート信号の作成処理における不具合に起因して、危険側のオン状態のゲート信号が出力され続けることを回避し、信頼性及び安全性の高いゲート信号を外部機器20に出力することができる。   In the first embodiment, when the second gate signal is in the on state and the time period in which the first gate signal is in the off state continues for a certain time, the gate signal supplied to the external device 20 is in the off state. To. As described above, the second gate signal created by the firmware and the first gate signal created by the software are collated, and if the ON state of the second gate signal and the OFF state of the first gate signal continue for a certain time or more, it is safe. The off-state gate signal is output to the external device 20. Accordingly, it is possible to avoid the risky on-state gate signal from being continuously output due to a malfunction in the generation process of the gate signal, and to output a highly reliable and safe gate signal to the external device 20. it can.

さらに、第1実施形態では、呼吸信号に応じた被検体の呼吸動作が異常状態にあることを検出したときには、第1ゲート信号及び第2ゲート信号の作成処理を停止させ、第1ゲート信号及び第2ゲート信号をオフ状態にして、通常状態への復旧を待つようにし、通常状態に復旧したら、第1ゲート信号及び第2ゲート信号の作成処理を再開する。このように、呼吸信号の異常状態の検出や、異常状態の発生後の回復処理等の高度な処理に関しては、PC14のソフトウェアの制御で行うことにより、従来と同様の高い機能レベルを実現することができる。   Furthermore, in the first embodiment, when it is detected that the breathing motion of the subject according to the breathing signal is in an abnormal state, the first gate signal and the second gate signal generation process are stopped, The second gate signal is turned off to wait for restoration to the normal state. When the normal state is restored, the creation processing of the first gate signal and the second gate signal is resumed. As described above, advanced processing such as detection of an abnormal state of the respiratory signal and recovery processing after the occurrence of the abnormal state is performed by controlling the software of the PC 14, thereby realizing a high functional level similar to the conventional one. Can do.

さらに、第3の目的を達成するため、第1実施形態では、ゲート信号の作成条件に基づきファームウェアが呼吸信号から第2ゲート信号を作成する際に、第2ゲート信号の状態を変化させるべき条件(オン状態からオフ状態、又は、オフ状態からオン状態に変化させるための条件)を検出した場合、第2ゲート信号の状態を変化させると共に、呼吸信号がそのときの値から一定値以上変動しないうちは、第2ゲート信号の次の状態変化を抑止する。このように、呼吸信号のレベル判定処理にヒステリシス特性を持たせることで、呼吸信号に含まれるノイズの振幅が一定値(ヒステリシス幅)未満であれば、第2ゲート信号が短期間のうちに再度変化する現象(変化時のバタツキ)を防ぐことができる。ファームウェアは、ソフトウェアと比較して、第2ゲート信号を高速処理により作成可能である一方で、呼吸信号に含まれるノイズの影響を受けやすい。従って、このようなノイズ対策を施すことにより、より信頼性の高い第2ゲート信号を作成して外部機器20に供給することができる。   Furthermore, in order to achieve the third object, in the first embodiment, when the firmware creates the second gate signal from the respiration signal based on the creation condition of the gate signal, the condition for changing the state of the second gate signal When detecting (a condition for changing from an on state to an off state or from an off state to an on state), the state of the second gate signal is changed, and the respiration signal does not vary more than a certain value from the value at that time. The next state change of the second gate signal is suppressed. In this way, by providing hysteresis characteristics to the level determination process of the respiration signal, if the amplitude of noise included in the respiration signal is less than a certain value (hysteresis width), the second gate signal is again transmitted within a short period. It is possible to prevent a changing phenomenon (flapping at the time of change). Compared to software, the firmware can create the second gate signal by high-speed processing, but is more susceptible to noise included in the respiratory signal. Therefore, by taking such noise countermeasures, a more reliable second gate signal can be created and supplied to the external device 20.

[5.第1実施形態の動作]
次に、第1実施形態を実現するための具体的な動作について、図4〜図9を参照しながら説明する。ここでは、図1〜図3で説明した比較例の呼吸同期システム30と同様の動作については、同じステップ番号を付して詳細な説明を省略する。
[5. Operation of First Embodiment]
Next, specific operations for realizing the first embodiment will be described with reference to FIGS. Here, the same operations as those in the respiratory synchronization system 30 of the comparative example described in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same step numbers, and detailed description thereof is omitted.

呼吸同期システム10では、センサポート12がゲート信号処理部54をさらに有し、PC14がゲート信号作成指示部44をさらに有し、これらの構成要素の動作に伴って他の構成要素も所定の動作を行う点で、比較例の呼吸同期システム30とは異なる。これらの構成要素の動作は、センサポート12でのファームウェアの実行、及び、PC14でのアプリケーションの実行によって実現される。また、図5のシーケンス図に示すように、呼吸同期システム10においても、図3の場合と同様に、ステップS1〜S5の処理が先ず実行される。   In the respiratory synchronization system 10, the sensor port 12 further includes a gate signal processing unit 54, and the PC 14 further includes a gate signal creation instruction unit 44, and other components also perform predetermined operations in accordance with the operations of these components. Is different from the breath synchronization system 30 of the comparative example. The operation of these components is realized by executing firmware on the sensor port 12 and executing an application on the PC 14. Further, as shown in the sequence diagram of FIG. 5, also in the respiratory synchronization system 10, steps S <b> 1 to S <b> 5 are first executed as in the case of FIG. 3.

そして、一定時間毎のステップS5の実行が開始された後のステップS31において、使用者がPC14の入力操作部36を操作して、被検体に対する呼吸同期照射の開始を指示すると、ゲート信号作成指示部44は、第2ゲート信号の作成開始を指示するゲート作成開始指示のパケットをセンサポート12に送信する。このゲート作成開始指示のパケットには、第2ゲート信号の作成条件を示すゲートモードや各種のパラメータ情報が含まれている。   When the user operates the input operation unit 36 of the PC 14 to instruct the start of respiratory synchronization irradiation in step S31 after the execution of step S5 is started at regular intervals, a gate signal generation instruction is issued. The unit 44 transmits, to the sensor port 12, a gate creation start instruction packet instructing the start of creation of the second gate signal. The packet for instructing the start of gate creation includes a gate mode indicating various conditions for creating the second gate signal and various parameter information.

従って、ステップS32において、ゲート信号処理部54は、受信したゲート作成開始指示に従って、呼吸信号に基づき第2ゲート信号の作成を開始する。ステップS33において、作成された第2ゲート信号がオン状態になると、ゲート信号処理部54は、この第2ゲート信号を外部機器20に出力する。これにより、外部機器20は、ステップS8において、入力された第2ゲート信号に従って、被検体に対する放射線の照射を開始する。なお、第2ゲート信号の作成処理は、通常、PC14からゲート作成停止指示のパケットを受信するまで継続して行われる。   Accordingly, in step S32, the gate signal processing unit 54 starts generating the second gate signal based on the respiratory signal in accordance with the received gate generation start instruction. In step S <b> 33, when the created second gate signal is turned on, the gate signal processing unit 54 outputs the second gate signal to the external device 20. As a result, the external device 20 starts irradiating the subject with radiation in accordance with the input second gate signal in step S8. Note that the generation process of the second gate signal is normally continuously performed until a packet of a gate generation stop instruction is received from the PC 14.

その後、PC14のゲート信号作成部46は、ステップS6の処理を実行し、ゲート出力指示(オン)のパケットをセンサポート12に送信する。センサポート12では、ゲート信号処理部54から外部機器20への第2ゲート信号の出力処理が開始されている。そのため、センサポート12がゲート出力指示(オン)を受信しても、ゲート信号処理部54は、第2ゲート信号を外部機器20へ出力し続ける。   Thereafter, the gate signal creation unit 46 of the PC 14 executes the process of step S <b> 6, and transmits a gate output instruction (ON) packet to the sensor port 12. In the sensor port 12, output processing of the second gate signal from the gate signal processing unit 54 to the external device 20 is started. Therefore, even if the sensor port 12 receives the gate output instruction (ON), the gate signal processing unit 54 continues to output the second gate signal to the external device 20.

なお、ステップS33で外部機器20に対する第2ゲート信号の出力が開始されると、それ以降のステップS5の処理において、転送データ生成部28は、ゲート信号処理部54が外部機器20に出力したゲート信号の値を、転送データに含めてPC14に送信する。   When the output of the second gate signal to the external device 20 is started in step S33, the transfer data generation unit 28 outputs the gate output to the external device 20 by the gate signal processing unit 54 in the subsequent processing of step S5. The value of the signal is included in the transfer data and transmitted to the PC 14.

次に、ステップS9の実行により呼吸動作が異常状態であると呼吸異常判断部48が判断すると、その判断結果は、ゲート信号作成指示部44及びゲート信号作成部46に通知される。これにより、ステップS34において、ゲート信号作成指示部44は、第2ゲート信号の作成停止を指示するゲート作成停止指示のパケットを作成してセンサポート12に送信する。ステップS35において、センサポート12のゲート信号処理部54は、ゲート作成停止指示を受け取ると、第2ゲート信号の作成を停止する。   Next, when the respiratory abnormality determination unit 48 determines that the respiratory action is in an abnormal state by executing step S9, the determination result is notified to the gate signal generation instruction unit 44 and the gate signal generation unit 46. Thereby, in step S <b> 34, the gate signal creation instruction unit 44 creates a gate creation stop instruction packet for instructing the stop of the creation of the second gate signal, and transmits the packet to the sensor port 12. In step S35, when the gate signal processing unit 54 of the sensor port 12 receives the gate creation stop instruction, the gate signal processing unit 54 stops the creation of the second gate signal.

また、PC14のゲート信号作成部46は、ステップS10において、呼吸異常判断部48の判断結果を受け、第1ゲート信号の作成を停止すると共に、第1ゲート信号がオフ状態になったことを示すゲート出力指示(オフ)のパケットを作成してセンサポート12に送信する。この結果、ステップS36において、ゲート信号処理部54は、外部機器20へ供給するゲート信号をオフ状態とし、外部機器20による放射線の照射を停止させる(ステップS12)。   In step S10, the gate signal creation unit 46 of the PC 14 receives the determination result of the respiratory abnormality determination unit 48, stops the creation of the first gate signal, and indicates that the first gate signal is turned off. A gate output instruction (off) packet is created and transmitted to the sensor port 12. As a result, in step S36, the gate signal processing unit 54 turns off the gate signal supplied to the external device 20, and stops the irradiation of radiation by the external device 20 (step S12).

その後、ステップS13において、呼吸動作が正常状態に復旧したと呼吸異常判断部48が判断すると、その判断結果は、ゲート信号作成指示部44及びゲート信号作成部46に通知される。これにより、ステップS37において、ゲート信号作成指示部44は、第2ゲート信号の作成開始(作成再開)を指示するゲート作成開始指示のパケットを作成してセンサポート12に送信する。ステップS38において、センサポート12のゲート信号処理部54は、ゲート作成開始指示を受け取ると、第2ゲート信号の作成を再開する。この結果、ステップS39において、ゲート信号処理部54は、第2ゲート信号の出力を再開し、外部機器20による放射線の照射を再開させる(ステップS16)。   Thereafter, in step S13, when the respiratory abnormality determination unit 48 determines that the breathing motion has been restored to the normal state, the determination result is notified to the gate signal generation instruction unit 44 and the gate signal generation unit 46. Thereby, in step S <b> 37, the gate signal creation instruction unit 44 creates a gate creation start instruction packet for instructing the start of creation (resumption of creation) of the second gate signal, and transmits the packet to the sensor port 12. In step S38, when receiving the gate creation start instruction, the gate signal processing unit 54 of the sensor port 12 resumes the creation of the second gate signal. As a result, in step S39, the gate signal processing unit 54 resumes the output of the second gate signal and resumes radiation irradiation by the external device 20 (step S16).

また、PC14のゲート信号作成部46は、ステップS14において第1ゲート信号の作成を再開し、作成した第1ゲート信号の値を含むゲート出力指示(オン)のパケットをセンサポート12に送信する。   Further, the gate signal creation unit 46 of the PC 14 resumes the creation of the first gate signal in step S <b> 14, and transmits a gate output instruction (ON) packet including the value of the created first gate signal to the sensor port 12.

その後、次のステップS40において、作成された第2ゲート信号がオフ状態になると、ゲート信号処理部54は、第2ゲート信号をオン状態からオフ状態に移行させ、オフ状態の第2ゲート信号を外部機器20に出力する。これにより、外部機器20は、ステップS19において、供給された第2ゲート信号に従って、被検体に対する放射線の照射を停止する。   Thereafter, in the next step S40, when the generated second gate signal is turned off, the gate signal processing unit 54 shifts the second gate signal from the on state to the off state, and converts the off-state second gate signal to the off state. Output to the external device 20. Thereby, in step S19, the external device 20 stops the irradiation of the radiation to the subject according to the supplied second gate signal.

一方、PC14においても、ステップS17において、ゲート信号作成部46は、第1ゲート信号をオン状態からオフ状態に移行し、ゲート出力指示(オフ)のパケットをセンサポート12に送信する。   On the other hand, also in the PC 14, in step S <b> 17, the gate signal creation unit 46 shifts the first gate signal from the on state to the off state, and transmits a packet of a gate output instruction (off) to the sensor port 12.

次のステップS41において、使用者がPC14の入力操作部36を操作して、呼吸同期照射の終了を指示すると、ゲート信号作成指示部44は、ゲート作成停止指示のパケットを作成してセンサポート12に送信する。ステップS42において、センサポート12のゲート信号処理部54は、ゲート作成停止指示を受け取ると、第2ゲート信号の作成を停止する。第2ゲート信号は既にオフ状態となっているが、第2ゲート信号を作成停止にすることで、ゲート信号処理部54から外部機器20にオン状態の第2ゲート信号が誤って出力されることを阻止することができる。   In the next step S41, when the user operates the input operation unit 36 of the PC 14 to instruct the end of the respiration synchronization irradiation, the gate signal generation instruction unit 44 generates a packet of a gate generation stop instruction and generates a sensor port 12. Send to. In step S42, when receiving the gate creation stop instruction, the gate signal processing unit 54 of the sensor port 12 stops the creation of the second gate signal. Although the second gate signal is already in the off state, the second gate signal in the on state is erroneously output from the gate signal processing unit 54 to the external device 20 by stopping the generation of the second gate signal. Can be prevented.

最後に、データ転送指示部42は、ステップS20の処理を行ってデータ転送停止指示のパケットをセンサポート12に送信し、転送データ生成部28は、ステップS21の処理を行い、データ転送停止指示を受け、PC14に対するデータ転送動作を停止する。   Finally, the data transfer instruction unit 42 performs the process of step S20 and transmits a data transfer stop instruction packet to the sensor port 12, and the transfer data generation unit 28 performs the process of step S21 and issues a data transfer stop instruction. The data transfer operation to the PC 14 is stopped.

次に、図5のシーケンス図中、センサポート12内の一部の処理の詳細について、図6A〜図6Cを参照しながら説明する。   Next, details of a part of processing in the sensor port 12 in the sequence diagram of FIG. 5 will be described with reference to FIGS. 6A to 6C.

図6Aは、PC14からゲート出力指示のパケットを受信したときのゲート信号処理部54(図4参照)の処理を図示したフローチャートである。この場合、当該パケットに含まれるパラメータが、第1ゲート信号がオン状態であるゲート出力指示(オン)であるとき(ステップS51:YES)、ゲート信号処理部54は、ステップS52において、第1ゲート信号の値を1(オン状態)に設定する。一方、当該パケットに含まれるパラメータが、第1ゲート信号をオフ状態にするゲート出力指示(オフ)であるとき(ステップS51:NO)、ゲート信号処理部54は、ステップS53において、第1ゲート信号を0(オフ状態)にリセットする。このような処理により、ゲート信号処理部54は、第2ゲート信号の作成を停止している場合には、第2ゲート信号に代えて、第1ゲート信号を外部機器20に供給することが可能となる。   FIG. 6A is a flowchart illustrating the processing of the gate signal processing unit 54 (see FIG. 4) when receiving a gate output instruction packet from the PC 14. In this case, when the parameter included in the packet is a gate output instruction (ON) in which the first gate signal is on (step S51: YES), the gate signal processing unit 54 determines whether the first gate signal is in the first gate in step S52. Set the signal value to 1 (on state). On the other hand, when the parameter included in the packet is a gate output instruction (OFF) for turning off the first gate signal (step S51: NO), the gate signal processing unit 54 determines that the first gate signal in step S53. Is reset to 0 (off state). By such processing, the gate signal processing unit 54 can supply the first gate signal to the external device 20 instead of the second gate signal when the generation of the second gate signal is stopped. It becomes.

図6Bは、図5のステップS32、S38において、PC14からゲート作成開始指示のパケットを受け取ったときのゲート信号処理部54の処理を図示したフローチャートである。この場合、ゲート信号処理部54は、当該パケットを受け取ると、ステップS54において、パケットに含まれる作成条件(ゲート出力上限値、ゲート出力下限値等)に基づいて、ゲート信号処理部54における第2ゲート信号の作成条件の初期設定を行う。次のステップS55において、ゲート信号処理部54は、第2ゲート信号を作成中であることを示す第2ゲート信号作成中フラグを1にセットする。この結果、ゲート信号処理部54が第2ゲート信号を作成可能な状態に至ると共に、第2ゲート信号を作成中であることをセンサポート12内の各部に認識させることができる。   FIG. 6B is a flowchart illustrating the processing of the gate signal processing unit 54 when a gate creation start instruction packet is received from the PC 14 in steps S32 and S38 of FIG. In this case, when receiving the packet, the gate signal processing unit 54 receives the second packet in the gate signal processing unit 54 based on the creation conditions (gate output upper limit value, gate output lower limit value, etc.) included in the packet in step S54. Initialize the gate signal creation conditions. In the next step S55, the gate signal processing unit 54 sets a second gate signal creation flag indicating that the second gate signal is being created to 1. As a result, the gate signal processing unit 54 is ready to generate the second gate signal, and each unit in the sensor port 12 can recognize that the second gate signal is being generated.

図6Cは、図5のステップS35、S42において、PC14からゲート作成停止指示のパケットを受け取ったときのゲート信号処理部54の処理を図示したフローチャートである。この場合、ゲート信号処理部54は、当該パケットを受け取ると、ステップS56において、第2ゲート信号作成中フラグを0にリセットする。この結果、ゲート信号処理部54は、第2ゲート信号の作成を停止すると共に、第2ゲート信号の作成停止をセンサポート12内の各部に認識させることができる。   FIG. 6C is a flowchart illustrating the processing of the gate signal processing unit 54 when a gate creation stop instruction packet is received from the PC 14 in steps S35 and S42 of FIG. In this case, when receiving the packet, the gate signal processing unit 54 resets the second gate signal generation flag to 0 in step S56. As a result, the gate signal processing unit 54 can stop the generation of the second gate signal and can make each part in the sensor port 12 recognize the stop of the generation of the second gate signal.

呼吸同期システム10の第1実施形態における外部機器20、センサポート12及びPC14間での信号又は情報の送受信については、概略以上の通りである。次に、センサポート12におけるゲート信号の作成処理について、図7〜図9を参照しながら、より具体的に説明する。ここでは、主として、ゲート信号処理部54の動作について説明する。   The transmission / reception of signals or information among the external device 20, the sensor port 12, and the PC 14 in the first embodiment of the respiratory synchronization system 10 is as described above. Next, the gate signal creation processing in the sensor port 12 will be described more specifically with reference to FIGS. Here, the operation of the gate signal processing unit 54 will be mainly described.

図7は、ゲート信号処理部54の処理動作を説明するためのフローチャートである。図7に示す動作としては、第2ゲート信号を作成して外部機器20に出力する場合と、第2ゲート信号に代えて第1ゲート信号を外部機器20に出力する場合と、オフ状態のゲート信号を強制的に出力する場合とがある。従って、図7は、図5中、ステップS2、S32、S33、S35、S36、S38、S39、S40、S42の処理に対応する。   FIG. 7 is a flowchart for explaining the processing operation of the gate signal processing unit 54. The operations shown in FIG. 7 include a case where the second gate signal is generated and output to the external device 20, a case where the first gate signal is output to the external device 20 instead of the second gate signal, and a gate in the off state. There are cases where a signal is forcibly output. Accordingly, FIG. 7 corresponds to the processes of steps S2, S32, S33, S35, S36, S38, S39, S40, and S42 in FIG.

具体的に、ゲート信号処理部54におけるゲート信号の作成処理は、ゲート信号処理の先頭部分で行われる処理であり、タイマ割込みの形で、一定時間(例えば、2.5ms)間隔で常に実行される。   Specifically, the gate signal generation process in the gate signal processing unit 54 is a process performed at the head part of the gate signal process, and is always executed at regular intervals (for example, 2.5 ms) in the form of timer interruption. The

すなわち、ステップS61において、ゲート信号処理部54は、第2ゲート信号作成中フラグが1であるか否かを判断する。ステップS2等の初期状態では第2ゲート信号作成中フラグは0であるから(ステップS61:NO)、ゲート信号処理部54は、次のステップS62において、第1ゲート信号を外部機器20に供給すべきゲート信号として設定する。これにより、ゲート信号処理部54は、設定内容に従って、第1ゲート信号を外部機器20に供給する。   That is, in step S61, the gate signal processing unit 54 determines whether or not the second gate signal generation flag is 1. Since the second gate signal creation flag is 0 in the initial state such as step S2 (step S61: NO), the gate signal processing unit 54 supplies the first gate signal to the external device 20 in the next step S62. Set as a power gate signal. Thereby, the gate signal processing unit 54 supplies the first gate signal to the external device 20 according to the set content.

また、ゲート信号処理部54は、図示しないタイマを有しており、ステップS63において、タイマの値を0にリセットし、今回の処理を終了する。   Further, the gate signal processing unit 54 has a timer (not shown). In step S63, the value of the timer is reset to 0, and the current process is terminated.

その後、ステップS32等でゲート作成開始指示のパケットをセンサポート12が受信すると、ゲート信号処理部54は、第2ゲート信号作成中フラグを1に設定しているため(ステップS61:YES)、ステップS64で第2ゲート信号の作成処理を行う。従って、ゲート信号処理部54は、第2ゲート信号作成中フラグが1であり、且つ、第2ゲート信号の作成処理を行っているため、ステップS65において、第2ゲート信号を外部機器20に供給すべきゲート信号として設定する。   Thereafter, when the sensor port 12 receives the packet for instructing the start of gate creation in step S32 or the like, the gate signal processing unit 54 has set the second gate signal creation flag to 1 (step S61: YES). In S64, the second gate signal is created. Accordingly, since the second gate signal generation flag is 1 and the generation process of the second gate signal is being performed, the gate signal processing unit 54 supplies the second gate signal to the external device 20 in step S65. Set as the gate signal to be used.

次のステップS66において、ゲート信号処理部54は、第2ゲート信号が1(オン状態)、且つ、第1ゲート信号が0(オフ状態)であるか否かを判断する。第2ゲート信号が0であるか、又は、第1ゲート信号が1であれば(ステップS66:NO)、ゲート信号処理部54は、ステップS63の処理を行ってタイマを0にリセットし、今回の処理を終了する。   In the next step S66, the gate signal processing unit 54 determines whether or not the second gate signal is 1 (on state) and the first gate signal is 0 (off state). If the second gate signal is 0 or the first gate signal is 1 (step S66: NO), the gate signal processing unit 54 performs the process of step S63 to reset the timer to 0, and this time Terminate the process.

一方、ステップS66において、第2ゲート信号が1、且つ、第1ゲート信号が0の場合(ステップS66:YES)、ゲート信号処理部54は、タイマの値が200未満であれば(ステップS67:YES)、ステップS68において、タイマの値を1だけ加算して、今回の処理を終了する。   On the other hand, when the second gate signal is 1 and the first gate signal is 0 in step S66 (step S66: YES), the gate signal processing unit 54 determines that the timer value is less than 200 (step S67: YES), in step S68, the timer value is incremented by 1, and the current process is terminated.

図7の処理を繰り返し行った結果、ステップS67において、タイマの値が200に到達すれば(ステップS67:NO)、ゲート信号処理部54は、ステップS69において、外部機器20に供給すべきゲート信号をオフ状態にして、今回の処理を終了する。   If the timer value reaches 200 in step S67 as a result of repeatedly performing the process of FIG. 7 (step S67: NO), the gate signal processing unit 54 determines the gate signal to be supplied to the external device 20 in step S69. Is turned off to end the current process.

なお、第1ゲート信号が0で、且つ、第2ゲート信号が1の場合(ステップS66:YES)とは、PC14側で第1ゲート信号をオフ状態にすべき旨の指示を出しているにも関わらず、第2ゲート信号がオン状態になっていることをいう。この場合、センサポート12から外部機器20への第2ゲート信号の供給を継続すれば、被検体に対して不用意に放射線が照射される可能性がある。   When the first gate signal is 0 and the second gate signal is 1 (step S66: YES), the PC 14 issues an instruction to turn off the first gate signal. Nevertheless, it means that the second gate signal is on. In this case, if the supply of the second gate signal from the sensor port 12 to the external device 20 is continued, the subject may be inadvertently irradiated with radiation.

そこで、ゲート信号処理部54は、第2ゲート信号が1で且つ第1ゲート信号が0である、ゲート信号の異常状態が継続していることを監視するタイマを有している。これにより、図7に示す処理が2.5ms毎に実行されるとタイマの値を1だけ加算し、タイマの値が200に到達、すなわち、タイマの計時開始から500ms(=2.5ms×200)経過すると、それ以降、ゲート信号の異常状態が解消されるまで、ゲート信号処理部54は、センサポート12から外部機器20へのゲート信号の出力をオフにする。   Therefore, the gate signal processing unit 54 has a timer for monitoring that the abnormal state of the gate signal continues, in which the second gate signal is 1 and the first gate signal is 0. Accordingly, when the process shown in FIG. 7 is executed every 2.5 ms, the timer value is incremented by 1, and the timer value reaches 200, that is, 500 ms (= 2.5 ms × 200 from the start of timer timing). After that, the gate signal processing unit 54 turns off the output of the gate signal from the sensor port 12 to the external device 20 until the abnormal state of the gate signal is resolved thereafter.

次に、図7のステップS64の処理について、図8のフローチャート及び図9のタイミングチャートを参照しながら、より詳しく説明する。   Next, the processing in step S64 in FIG. 7 will be described in more detail with reference to the flowchart in FIG. 8 and the timing chart in FIG.

ステップS71において、ゲート信号処理部54は、ゲート変化抑止フラグが0であるか否かを判断する。   In step S71, the gate signal processing unit 54 determines whether or not the gate change inhibition flag is 0.

ここで、ゲート変化抑止フラグについて、図9を参照しながら説明する。時間経過に伴って呼吸信号が略正弦波状に変化する場合(図2参照)、時点t1で呼吸信号の値がゲート出力上限値まで低下すると、ゲート信号処理部54は、第2ゲート信号をオフ状態からオン状態に移行させる。この場合、ゲート信号処理部54は、時点t1から時点t2まで第2ゲート信号をオン状態に維持し、その後、時点t2で呼吸信号の値がゲート出力上限値まで上昇すると、第2ゲート信号をオン状態からオフ状態に移行させる。   Here, the gate change inhibition flag will be described with reference to FIG. When the respiratory signal changes in a substantially sine wave shape with the passage of time (see FIG. 2), the gate signal processing unit 54 turns off the second gate signal when the value of the respiratory signal decreases to the gate output upper limit value at time t1. Transition from state to on state. In this case, the gate signal processing unit 54 maintains the second gate signal in the ON state from the time point t1 to the time point t2, and then when the value of the respiratory signal increases to the gate output upper limit value at the time point t2, Transition from the on state to the off state.

ところで、図9に示すように、呼吸信号にノイズが含まれている場合、例えば、時点t1でオン状態に移行し、時点t1直後の時点t7で呼吸信号の値がゲート出力上限値まで上昇すると、ゲート信号処理部54は、第2ゲート信号をオン状態からオフ状態に移行させる。そして、時点t7から時間Tc1経過後の時点t8で呼吸信号の値がゲート出力上限値まで低下すると、オン状態に移行させる。   By the way, as shown in FIG. 9, when noise is included in the respiratory signal, for example, when the respiratory signal is turned on at time t1 and the value of the respiratory signal rises to the gate output upper limit value at time t7 immediately after time t1. The gate signal processing unit 54 shifts the second gate signal from the on state to the off state. Then, when the value of the respiratory signal decreases to the gate output upper limit value at time t8 after time Tc1 has elapsed from time t7, the state is shifted to the ON state.

すなわち、第2ゲート信号は、理想的には、周期T中、時点t1から時点t2までオン状態となる。しかしながら、図9に一点鎖線で示す理想的な呼吸信号の波形に、実線で示したノイズが重畳すると、時点t1での第2ゲート信号の状態変化時にバタツキ(チャタリング)が発生することになる。   In other words, the second gate signal is ideally turned on from the time t1 to the time t2 during the period T. However, if the noise shown by the solid line is superimposed on the ideal respiratory signal waveform shown by the alternate long and short dash line in FIG. 9, a flutter (chattering) occurs when the state of the second gate signal changes at time t1.

このことは、時点t2での第2ゲート信号の状態変化時にも発生するおそれがある。この場合、時点t2直後の時点t9で呼吸信号の値がゲート出力上限値まで下降すると、ゲート信号処理部54は、第2ゲート信号をオフ状態からオン状態に移行させ、時点t9から時間Tc2経過後の時点t10で呼吸信号の値がゲート出力上限値まで上昇すると、オフ状態に移行させる。   This may also occur when the state of the second gate signal changes at time t2. In this case, when the value of the respiratory signal falls to the gate output upper limit value at time t9 immediately after time t2, the gate signal processing unit 54 shifts the second gate signal from the off state to the on state, and time Tc2 has elapsed from time t9. When the value of the respiratory signal rises to the gate output upper limit at a later time t10, the state is shifted to the off state.

そこで、呼吸同期システム10では、センサポート12のゲート信号処理部54が、時点t1、t2の周辺で、ゲート出力上限値を中心とした上下にwhのヒステリシス幅を設定する。そして、時点t1以降、呼吸信号がヒステリシス幅wh内で上下動する場合、ゲート信号処理部54は、第2ゲート信号のオン状態を維持して、次の状態変化であるオフ状態への移行を禁止する。また、時点t2以降、呼吸信号がヒステリシス幅wh内で上下動する場合、ゲート信号処理部54は、第2ゲート信号のオフ状態を維持して、次の状態変化であるオン状態への移行を禁止する。これによって、呼吸信号に重畳したノイズによる第2ゲート信号の状態変化時のバタツキの発生を抑止するようにしている。   Therefore, in the respiratory synchronization system 10, the gate signal processing unit 54 of the sensor port 12 sets a hysteresis width of wh up and down around the gate output upper limit value around the time points t1 and t2. After the time point t1, when the respiratory signal moves up and down within the hysteresis width wh, the gate signal processing unit 54 maintains the ON state of the second gate signal and shifts to the OFF state that is the next state change. Ban. In addition, when the respiratory signal moves up and down within the hysteresis width wh after the time point t2, the gate signal processing unit 54 maintains the second gate signal in the off state, and shifts to the on state, which is the next state change. Ban. As a result, the occurrence of fluttering when the state of the second gate signal changes due to noise superimposed on the respiratory signal is suppressed.

そこで、図8に戻り、ステップS71でのゲート変化抑止フラグとは、第2ゲート信号の状態が変化したときに1にセットされ、呼吸信号がヒステリシス幅wh内に留まっている間、1の値をとるフラグである。そのため、ゲート変化抑止フラグは、ヒステリシス幅wh内の期間中、第2ゲート信号の次の状態変化を抑止する役割を持つ。なお、この期間以外の時間では、ゲート変化抑止フラグは0となる。   Returning to FIG. 8, the gate change inhibition flag in step S71 is set to 1 when the state of the second gate signal changes, and is 1 while the respiratory signal remains within the hysteresis width wh. It is a flag that takes Therefore, the gate change inhibition flag has a role of inhibiting the next state change of the second gate signal during the period within the hysteresis width wh. Note that the gate change suppression flag is 0 at times other than this period.

ここで、ヒステリシス幅whは、呼吸信号に重畳するノイズの振幅より大きな値とする必要がある。従って、ヒステリシス幅whは、予め定められた所定値(例えば、呼吸信号の可変範囲の2%)とするか、又は、PC14からゲート信号作成開始指示のパケットのパラメータで指定してもよい。   Here, the hysteresis width wh needs to be larger than the amplitude of noise superimposed on the respiratory signal. Therefore, the hysteresis width wh may be set to a predetermined value (for example, 2% of the variable range of the respiration signal) or may be specified by a parameter of a packet of a gate signal creation start instruction from the PC 14.

従って、図5のステップS2等の初期状態では、ゲート作成開始指示のパケットをセンサポート12が受信していないため、図8でゲート変化抑止フラグは0である(ステップS71:YES)と共に、第2ゲート信号も0である(ステップS72:YES)。   Therefore, in the initial state such as step S2 in FIG. 5, since the sensor port 12 has not received the packet for starting the gate creation, the gate change inhibition flag is 0 in FIG. 8 (step S71: YES), and The 2-gate signal is also 0 (step S72: YES).

次に、ゲート信号処理部54は、現在の呼吸信号の値がゲート作成条件、すなわち、ゲート出力上限値とゲート出力下限値との間に入っているかどうかを検査する(ステップS73)。呼吸信号の値がゲート出力上限値とゲート出力下限値との間にあれば(ステップS73:YES)、ゲート信号処理部54は、ステップS74で第2ゲート信号を1にセットし、次のステップS75でゲート変化抑止フラグを1にセットして、今回のステップS64の処理を終了する。   Next, the gate signal processing unit 54 checks whether or not the current respiratory signal value falls within the gate creation condition, that is, between the gate output upper limit value and the gate output lower limit value (step S73). If the value of the respiration signal is between the gate output upper limit value and the gate output lower limit value (step S73: YES), the gate signal processing unit 54 sets the second gate signal to 1 in step S74, and the next step In step S75, the gate change suppression flag is set to 1, and the process in step S64 is completed.

一方、ゲート出力上限値とゲート出力下限値との間に呼吸信号の値が入っていなければ(ステップS73:NO)、ゲート信号処理部54は、今回のステップS64の処理を直ちに終了する。   On the other hand, if there is no respiratory signal value between the gate output upper limit value and the gate output lower limit value (step S73: NO), the gate signal processing unit 54 immediately ends the process of step S64.

次に、ステップS71において、ゲート変化抑止フラグが1の場合、すなわち、第2ゲート信号の状態が変化した直後の場合(ステップS71:NO)、次のステップS76において、ゲート信号処理部54は、現在の呼吸信号の値がヒステリシス幅wh内に収まっているか否かを検査する。呼吸信号の値がヒステリシス幅wh内に収まっていれば(ステップS76:YES)、ゲート信号処理部54は、今回のステップS64の処理を直ちに終了する。すなわち、時点t1又は時点t2で一旦オン状態又はオフ状態となった第2ゲート信号の状態を維持し、ノイズに起因したヒステリシス幅wh内での第2ゲート信号の次の状態変化の発生を阻止する。   Next, when the gate change inhibition flag is 1 in step S71, that is, immediately after the state of the second gate signal is changed (step S71: NO), in the next step S76, the gate signal processing unit 54 It is checked whether or not the value of the current respiratory signal is within the hysteresis width wh. If the value of the respiration signal is within the hysteresis width wh (step S76: YES), the gate signal processing unit 54 immediately ends the process of step S64. That is, the state of the second gate signal once turned on or off at time t1 or time t2 is maintained, and the next state change of the second gate signal within the hysteresis width wh due to noise is prevented. To do.

一方、呼吸信号の値がヒステリシス幅whから脱していれば(ステップS76:NO)、次のステップS77において、ゲート信号処理部54は、ノイズに起因する第2ゲート信号の状態変化は発生しないと判断し、ゲート変化抑止フラグを0にリセットして今回のステップS64の処理を終了する。   On the other hand, if the value of the respiratory signal deviates from the hysteresis width wh (step S76: NO), in the next step S77, the gate signal processing unit 54 has to generate a state change of the second gate signal due to noise. Judgment is made, the gate change inhibition flag is reset to 0, and the process of step S64 is terminated.

このように、ゲート変化抑止フラグは、第2ゲート信号の値が変化したときに1にセットされ、ゲート出力上限値を中心とするヒステリシス幅whから呼吸信号が離れるまで、第2ゲート信号の次の状態変化を抑止する役割を持つ。これにより、第2ゲート信号の状態変化時、呼吸信号に含まれるノイズにより第2ゲート信号が短期間のうちに再度変化する現象(状態変化時のバタツキ)の発生を防ぐことができる。   In this way, the gate change suppression flag is set to 1 when the value of the second gate signal changes, and the second gate signal is continued until the respiratory signal leaves the hysteresis width wh centered on the gate output upper limit value. It has a role to suppress state changes. Thereby, when the state of the second gate signal changes, it is possible to prevent the occurrence of a phenomenon in which the second gate signal changes again in a short period (fluctuation at the time of state change) due to noise included in the respiratory signal.

次に、ゲート変化抑止フラグが0(ステップS71:YES)、且つ、第2ゲート信号が1(ステップS72:NO)の場合、ステップS78において、ゲート信号処理部54は、現在の呼吸信号の値がゲート出力上限値とゲート出力下限値との間に入っているか否かを検査する。   Next, when the gate change suppression flag is 0 (step S71: YES) and the second gate signal is 1 (step S72: NO), in step S78, the gate signal processing unit 54 determines the current respiratory signal value. Is in between the gate output upper limit value and the gate output lower limit value.

呼吸信号の値がゲート出力上限値とゲート出力下限値との間に入っていない場合(ステップS78:NO)、次のステップS79において、ゲート信号処理部54は、第2ゲート信号を0にリセットする。次のステップS80において、ゲート信号処理部54は、ゲート変化抑止フラグを1にセットして、今回のステップS64の処理を終了する。   When the value of the respiration signal is not between the gate output upper limit value and the gate output lower limit value (step S78: NO), in the next step S79, the gate signal processing unit 54 resets the second gate signal to 0. To do. In the next step S80, the gate signal processing unit 54 sets the gate change inhibition flag to 1, and ends the current process in step S64.

一方、ゲート出力上限値とゲート出力下限値との間に呼吸信号の値が入っていれば(ステップS78:YES)、ゲート信号処理部54は、今回のステップS64の処理を直ちに終了する。   On the other hand, if the value of the respiratory signal is between the gate output upper limit value and the gate output lower limit value (step S78: YES), the gate signal processing unit 54 immediately ends the process of step S64.

[6.第1実施形態の効果]
以上説明したように、第1実施形態では、外部機器20に接続されたセンサポート12に備わるゲート信号処理部54が第2ゲート信号を作成し、外部機器20に出力する。これにより、外部機器20に出力されるゲート信号のゲート遅延時間Tdを容易且つ確実に短くすることができる。この結果、外部機器20に対してゲート信号をリアルタイムで供給し、より高い精度で呼吸に同期して当該外部機器20を動作させることができる。
[6. Effect of First Embodiment]
As described above, in the first embodiment, the gate signal processing unit 54 provided in the sensor port 12 connected to the external device 20 creates the second gate signal and outputs it to the external device 20. Thereby, the gate delay time Td of the gate signal output to the external device 20 can be easily and reliably shortened. As a result, a gate signal can be supplied to the external device 20 in real time, and the external device 20 can be operated in synchronization with breathing with higher accuracy.

すなわち、第1実施形態では、呼吸信号からゲート信号を作成する処理を、従来のPC14のソフトウェアに加えて、センサポート12のファームウェアでも並行して行うようにしている。従って、通常は、ファームウェアが作成した第2ゲート信号を外部機器20に出力する。これにより、通常時は、ファームウェアが作成した第2ゲート信号を外部機器20に出力することで、センサポート12とPC14との間の通信時間及びソフトウェアの処理時間を含まない、ゲート遅延時間Tdの短いゲート信号を外部機器20に出力することができる。   That is, in the first embodiment, the process of creating the gate signal from the respiratory signal is performed in parallel with the firmware of the sensor port 12 in addition to the conventional software of the PC 14. Therefore, normally, the second gate signal created by the firmware is output to the external device 20. As a result, normally, the second gate signal created by the firmware is output to the external device 20, so that the communication delay time between the sensor port 12 and the PC 14 and the processing time of the software are not included. A short gate signal can be output to the external device 20.

なお、第2ゲート信号を作成中でなければ、ゲート信号処理部54は、外部機器20を確実に動作させるため、第1ゲート信号を外部機器20に供給する。   If the second gate signal is not being created, the gate signal processing unit 54 supplies the first gate signal to the external device 20 in order to operate the external device 20 reliably.

また、ゲート信号作成指示部44は、第2ゲート信号の作成開始を指示するゲート作成開始指示と、第2ゲート信号の作成停止を指示するゲート作成停止指示とをセンサポート12に通知するので、ゲート信号処理部54は、ゲート作成開始指示を受けてからゲート作成停止指示を受けるまでの間、第2ゲート信号を確実に作成することができる。   Further, the gate signal creation instruction unit 44 notifies the sensor port 12 of a gate creation start instruction for instructing the start of creation of the second gate signal and a gate creation stop instruction for instructing to stop the creation of the second gate signal. The gate signal processing unit 54 can reliably generate the second gate signal after receiving the gate generation start instruction until receiving the gate generation stop instruction.

また、センサポート12のゲート信号処理部54は、第2ゲート信号の作成中、第1ゲート信号がオフ状態のときの第2ゲート信号のオン状態の継続時間を監視し、継続時間が所定の閾値時間(第1実施形態では500ms)に到達した場合に、第2ゲート信号をオフ状態に移行させる。ファームウェアが作成した第2ゲート信号がオン状態で、ソフトウェアが作成した第1ゲート信号がオフ状態であり、このような状態が一定時間継続した場合には、ゲート信号をオフ状態にして外部機器20に出力する。これにより、安全性及び信頼性の高いゲート信号の供給を可能とする。   Further, the gate signal processing unit 54 of the sensor port 12 monitors the duration of the ON state of the second gate signal when the first gate signal is OFF during the generation of the second gate signal, When the threshold time (500 ms in the first embodiment) is reached, the second gate signal is shifted to the off state. When the second gate signal created by the firmware is on and the first gate signal created by the software is off, and this state continues for a certain period of time, the gate signal is turned off and the external device 20 is turned off. Output to. Thereby, it is possible to supply a gate signal with high safety and reliability.

すなわち、PC14側でオフ状態の第1ゲート信号を作成しているにも関わらず、センサポート12側でオン状態の第2ゲート信号を作成し続けている場合には、外部機器20に供給するゲート信号を強制的にオフ状態に移行させることで、不要なゲート信号が外部機器20に供給されて、被検体に対する放射線治療又は画像撮影が不用意に行われることを回避することができる。   That is, if the second gate signal in the ON state is continuously generated on the sensor port 12 side even though the first gate signal in the OFF state is generated on the PC 14 side, it is supplied to the external device 20. By forcibly shifting the gate signal to the OFF state, it is possible to prevent unnecessary gate signals from being supplied to the external device 20 and inadvertently performing radiation therapy or image capturing on the subject.

このように、ファームウェアが作成した第2ゲート信号とソフトウェアが作成した第1ゲート信号とを照合し、第2ゲート信号のオン状態と第1ゲート信号のオフ状態とが一定時間以上継続したら、外部機器20に対して安全側のオフ状態のゲート信号を出力することにより、ファームウェア又はソフトウェアにおけるゲート信号の作成処理の不具合に起因して、危険側のオン状態のゲート信号が出力され続けることを回避し、信頼性及び安全性の高いゲート信号を外部機器20に出力することができる。   In this way, the second gate signal created by the firmware is compared with the first gate signal created by the software, and if the second gate signal on state and the first gate signal off state continue for a certain time or longer, By outputting a safe-side off-state gate signal to the device 20, it is possible to prevent the danger-side on-state gate signal from being continuously output due to a malfunction in the gate signal creation process in the firmware or software. In addition, a highly reliable and safe gate signal can be output to the external device 20.

また、PC14は、呼吸信号に基づいて呼吸動作が異常状態にあるか否かを判断する呼吸異常判断部48を有している。これにより、ゲート信号作成指示部44は、呼吸動作が異常状態にあると呼吸異常判断部48が判断した場合、ゲート作成停止指示をセンサポート12に送信し、一方で、呼吸動作が異常状態から通常状態に復旧したと呼吸異常判断部48が判断した場合、ゲート作成開始指示をセンサポート12に送信することができる。この場合でも、安全性及び信頼性の高いゲート信号の供給が可能となる。   The PC 14 also includes a respiratory abnormality determination unit 48 that determines whether or not the respiratory action is in an abnormal state based on the respiratory signal. Thereby, the gate signal creation instruction unit 44 transmits a gate creation stop instruction to the sensor port 12 when the breathing abnormality determination unit 48 determines that the breathing operation is in an abnormal state, while the breathing operation is started from the abnormal state. When the respiratory abnormality determination unit 48 determines that the normal state has been restored, a gate creation start instruction can be transmitted to the sensor port 12. Even in this case, it is possible to supply a gate signal with high safety and reliability.

つまり、ソフトウェアが呼吸信号の異常状態を検出したときには、ファームウェアによる第2ゲート信号の作成処理を停止させ、第2ゲート信号をオフ状態にして異常状態からの復旧を待ち、通常状態に復旧したらファームウェアによる第2ゲート信号の作成処理を再開させる。従って、呼吸信号の異常状態の検出や、異常状態からの回復処理等の高度な処理については、ソフトウェアの制御で行うことで、第1実施形態では、従来と同様の高い処理レベルを実現することができる。   That is, when the software detects an abnormal state of the respiratory signal, the second gate signal creation process by the firmware is stopped, the second gate signal is turned off, the recovery from the abnormal state is waited, and the firmware is restored when the normal state is restored. The second gate signal creation process is resumed. Therefore, advanced processing such as detection of an abnormal state of the respiratory signal and recovery processing from the abnormal state is performed by software control, and in the first embodiment, a high processing level similar to the conventional one is realized. Can do.

また、ゲート作成開始指示には、指定されたゲート出力上限値及びゲート出力下限値が第2ゲート信号の状態を変化させる条件として含まれている。そして、センサポート12のゲート信号処理部54は、この変化条件に基づき第2ゲート信号を作成する場合に、第2ゲート信号の状態が変化した後に、ゲート出力上限値を中心とした所定のヒステリシス幅whの範囲内で呼吸信号が変動しているときには、第2ゲート信号の次の状態変化を禁止する。   The gate creation start instruction includes the designated gate output upper limit value and gate output lower limit value as conditions for changing the state of the second gate signal. When the gate signal processing unit 54 of the sensor port 12 creates the second gate signal based on this change condition, after the state of the second gate signal changes, a predetermined hysteresis centered on the gate output upper limit value is obtained. When the respiratory signal varies within the range of the width wh, the next state change of the second gate signal is prohibited.

つまり、第2ゲート信号の作成条件に基づいて、ファームウェアが呼吸信号から第2ゲート信号を作成する際に、第2ゲート信号の状態を変化させるべき条件を検出したら、第2ゲート信号の状態を変化させると共に、呼吸信号がそのときの値からヒステリシス幅wh以上変動しないうちは、第2ゲート信号の次の状態変化を抑止する。   That is, when the firmware detects the condition for changing the state of the second gate signal when the firmware generates the second gate signal from the respiration signal based on the generation condition of the second gate signal, the state of the second gate signal is changed. While changing, the next state change of the second gate signal is suppressed as long as the respiration signal does not change from the value at that time by the hysteresis width wh or more.

このように、第2ゲート信号の状態変化後にヒステリシス幅の範囲内で呼吸信号が変動している間、第2ゲート信号の次の状態変化を禁止することで、呼吸信号に含まれるノイズに起因して、第2ゲート信号の状態変化後の短期間で当該第2ゲート信号の状態が再度変化する現象(状態変化時のバタツキ)が発生することを防ぐことができる。   Thus, while the respiratory signal fluctuates within the hysteresis width after the second gate signal changes, the next state change of the second gate signal is prohibited, thereby causing noise included in the respiratory signal. Thus, it is possible to prevent the occurrence of a phenomenon in which the state of the second gate signal changes again in a short period after the state change of the second gate signal (fluctuation at the time of state change).

[7.第2実施形態の構成]
次に、本実施形態に係る呼吸同期システム10の第2実施形態について、図10〜図12を参照しながら説明する。
[7. Configuration of Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the respiratory synchronization system 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

第2実施形態では、図4に示したように、PC14側にゲート遮断スイッチ50を設け、センサポート12に電源供給部52及びゲート信号処理部54を設ける。そして、第2実施形態では、使用者のゲート遮断スイッチ50の操作に起因して、ゲート信号処理部54から外部機器20へのゲート信号の出力を強制的に停止させる。以下に、第2実施形態について、詳細に説明する。   In the second embodiment, as shown in FIG. 4, a gate cutoff switch 50 is provided on the PC 14 side, and a power supply unit 52 and a gate signal processing unit 54 are provided on the sensor port 12. In the second embodiment, the gate signal output from the gate signal processing unit 54 to the external device 20 is forcibly stopped due to the user's operation of the gate cutoff switch 50. The second embodiment will be described in detail below.

なお、第1実施形態でも説明したように、ゲート信号処理部54は、図7のフローチャートに従って、外部機器20に供給するゲート信号を作成する。そのため、以下の第2実施形態の説明において、「ゲート信号」は、ゲート信号処理部54から外部機器20に供給される信号をいう。   As described in the first embodiment, the gate signal processing unit 54 creates a gate signal to be supplied to the external device 20 according to the flowchart of FIG. Therefore, in the following description of the second embodiment, “gate signal” refers to a signal supplied from the gate signal processing unit 54 to the external device 20.

図10に示すように、センサポート12とゲート遮断スイッチ50との間には、3本の配線が設けられている。このうち、2本は、電源供給線としての電源線58と接地線60とであり、残りの1本は、ゲート遮断信号線62である。電源供給部52は、抵抗値R1を有する抵抗器64が電源線58に接続されている。   As shown in FIG. 10, three wires are provided between the sensor port 12 and the gate cutoff switch 50. Of these, two are a power supply line 58 and a ground line 60 as power supply lines, and the remaining one is a gate cutoff signal line 62. In the power supply unit 52, a resistor 64 having a resistance value R1 is connected to a power line 58.

ゲート遮断スイッチ50では、発光素子としての発光ダイオード(LED)66と常開型のスイッチ部68とが直列に接続されている。この場合、LED66のアノード側に電源線58が接続されている。また、LED66のカソード側とスイッチ部68との間の接続点70には、ゲート遮断信号線62が接続されている。スイッチ部68の接続点70とは反対側の端部は、接地線60を介してセンサポート12のアース72に接地されている。センサポート12において、ゲート遮断信号線62と接地線60との間には、抵抗値R2(R1≪R2)の抵抗器74が接続されている。なお、LED66とスイッチ部68とによって直列回路76が構成される。   In the gate cutoff switch 50, a light emitting diode (LED) 66 as a light emitting element and a normally open type switch unit 68 are connected in series. In this case, a power line 58 is connected to the anode side of the LED 66. A gate cutoff signal line 62 is connected to a connection point 70 between the cathode side of the LED 66 and the switch unit 68. The end of the switch unit 68 opposite to the connection point 70 is grounded to the earth 72 of the sensor port 12 via the ground line 60. In the sensor port 12, a resistor 74 having a resistance value R2 (R1 << R2) is connected between the gate cutoff signal line 62 and the ground line 60. The LED 66 and the switch unit 68 constitute a series circuit 76.

この場合、電源供給部52から抵抗器64、電源線58及び接地線60を介してゲート遮断スイッチ50に電源供給(例えば、+5Vの電源供給)が行われている場合に、スイッチ部68が押されていなければ、抵抗器74の抵抗値R2が大きいため、LED66には僅かな順方向電流しか流れず、LED66は消灯状態を維持する。この状態では、抵抗器64及びLED66の電圧降下は小さいため、ゲート遮断信号線62は+5Vに近いハイレベル電圧となる。   In this case, when power is supplied from the power supply unit 52 to the gate cutoff switch 50 via the resistor 64, the power supply line 58, and the ground line 60 (for example, + 5V power supply), the switch unit 68 is pressed. If not, since the resistance value R2 of the resistor 74 is large, only a slight forward current flows through the LED 66, and the LED 66 remains off. In this state, since the voltage drop of the resistor 64 and the LED 66 is small, the gate cutoff signal line 62 becomes a high level voltage close to + 5V.

一方、スイッチ部68が押されて導通状態となっている間、スイッチ部68によって抵抗器74が短絡されるので、LED66には大きな順方向電流が流れ、LED66は点灯する。この場合、ゲート遮断スイッチ50は、接続点70の電位に応じた信号を、ゲート遮断信号として、ゲート遮断信号線62を介してセンサポート12に出力する。なお、スイッチ部68が導通状態となった場合、アース72と接続点70とが略同じ電位となるため、ゲート遮断信号は、0Vに近いローレベル信号となる。   On the other hand, since the resistor 74 is short-circuited by the switch unit 68 while the switch unit 68 is pushed and is in a conductive state, a large forward current flows through the LED 66 and the LED 66 is lit. In this case, the gate cutoff switch 50 outputs a signal corresponding to the potential at the connection point 70 to the sensor port 12 via the gate cutoff signal line 62 as a gate cutoff signal. In addition, when the switch part 68 will be in a conduction | electrical_connection state, since the earth | ground 72 and the connection point 70 become the substantially same electric potential, a gate interruption | blocking signal turns into a low level signal near 0V.

ゲート信号処理部54は、スイッチ部68が押されてローレベルのゲート遮断信号が入力された場合、外部機器20へのゲート信号の出力を停止する。一方、スイッチ部68が開放状態となってローレベルのゲート遮断信号が入力されなくなると、ゲート信号処理部54は、外部機器20へのゲート信号の出力を再開する。   The gate signal processing unit 54 stops outputting the gate signal to the external device 20 when the switch unit 68 is pressed and a low-level gate cutoff signal is input. On the other hand, when the switch unit 68 is opened and the low-level gate cutoff signal is not input, the gate signal processing unit 54 resumes the output of the gate signal to the external device 20.

また、ゲート信号処理部54は、ゲート遮断信号の入力に起因して外部機器20に対するゲート信号の出力を停止した後、スイッチ部68が開放状態に戻ることに起因してゲート遮断信号の入力が停止し、ゲート信号の出力を再開する際、センサポート12に対するゲート遮断スイッチ50の動作モードを設定するモード設定部として機能する。具体的に、ゲート信号は、図11に示すように、所定の周期T毎に繰り返し作成されるパルス信号であるため、ゲート信号処理部54は、ゲート遮断信号の入力が停止するとゲート信号の出力を直ちに再開する第1モード(治療モード)に設定するか、又は、ゲート遮断信号の入力が停止すると次のパルス信号の立ち上がりからゲート信号の出力を再開する第2モード(診断モード)に設定する。   The gate signal processing unit 54 stops the output of the gate signal to the external device 20 due to the input of the gate cutoff signal, and then the gate cutoff signal is input due to the switch unit 68 returning to the open state. When stopping and restarting the output of the gate signal, it functions as a mode setting unit for setting the operation mode of the gate cutoff switch 50 for the sensor port 12. Specifically, as shown in FIG. 11, the gate signal is a pulse signal that is repeatedly generated every predetermined period T. Therefore, the gate signal processing unit 54 outputs the gate signal when the input of the gate cutoff signal is stopped. Is set to the first mode (therapeutic mode) that immediately restarts, or is set to the second mode (diagnostic mode) that resumes the output of the gate signal from the rise of the next pulse signal when the input of the gate cutoff signal stops .

図11では、時点t11から時点t12までの時間Tgだけスイッチ部68が押された場合を図示している。この場合、第1モードでは、時間Tgの経過後、時点t12から直ちにゲート信号の出力が再開される。   FIG. 11 illustrates a case where the switch unit 68 is pressed for the time Tg from time t11 to time t12. In this case, in the first mode, the output of the gate signal is resumed immediately after the time Tg from the time point t12.

一方、第2モードでは、時点t12でゲート信号の出力が再開されることはなく、2番目のパルス信号が時点t13でオフ状態となり、時点t11から時間Ts経過後の時点t14で3番目のパルス信号がオン状態となるタイミングで、外部機器20に対するゲート信号の出力を再開する。これにより、ゲート信号は、常に、呼吸信号に同期したタイミングで立ち上がる。   On the other hand, in the second mode, the output of the gate signal is not resumed at time t12, the second pulse signal is turned off at time t13, and the third pulse is reached at time t14 after the elapse of time Ts from time t11. At the timing when the signal is turned on, the output of the gate signal to the external device 20 is resumed. Thereby, the gate signal always rises at a timing synchronized with the respiratory signal.

なお、治療モードとは、外部機器20が放射線治療装置である場合に、被検体に対して放射線を照射する放射線治療を行う場合でのゲート信号の供給モードをいう。また、診断モードとは、外部機器20が画像診断装置である場合に、被検体に対して画像撮影を行う場合でのゲート信号の供給モードをいう。   The treatment mode refers to a gate signal supply mode in the case where the external device 20 is a radiotherapy apparatus and performs radiotherapy for irradiating a subject with radiation. The diagnostic mode is a gate signal supply mode in the case where an image is taken on a subject when the external device 20 is an image diagnostic apparatus.

また、第2実施形態でも、センサポート12からPC14に一定間隔毎に転送データのパケットが送信される。そのため、ゲート遮断スイッチ50からセンサポート12にゲート遮断信号が入力された場合、ゲート信号処理部54が第1モード又は第2モードを設定し、ゲート信号処理部54が設定した動作モードによって外部機器20に対するゲート信号の出力が停止又は再開したときに、転送データ生成部28は、これらの状況を示す情報を転送データに含ませてPC14に送信することができる。従って、PC14では、当該転送データを受信すると、表示部38は、ゲート遮断スイッチ50の操作状態の情報も画面上に表示することができる。   Also in the second embodiment, packets of transfer data are transmitted from the sensor port 12 to the PC 14 at regular intervals. Therefore, when a gate cutoff signal is input from the gate cutoff switch 50 to the sensor port 12, the gate signal processing unit 54 sets the first mode or the second mode, and the external device depends on the operation mode set by the gate signal processing unit 54. When the output of the gate signal to 20 is stopped or restarted, the transfer data generation unit 28 can include information indicating these situations in the transfer data and transmit it to the PC 14. Accordingly, when the PC 14 receives the transfer data, the display unit 38 can also display information on the operation state of the gate cutoff switch 50 on the screen.

[8.第2実施形態の特徴的な機能]
次に、第2実施形態の特徴的な機能について説明する。
[8. Characteristic functions of the second embodiment]
Next, characteristic functions of the second embodiment will be described.

先ず、第2実施形態において、ゲート遮断スイッチ50は、被検体に対する放射線治療又は画像撮影の実行中に、被検体に呼吸状態の突発的な変化等、何らかの異常が発生した場合、外部機器20に出力されるゲート信号を直ちにオフ状態に移行させて、放射線の照射又は画像撮影を停止するための操作手段として機能する。   First, in the second embodiment, the gate cutoff switch 50 is connected to the external device 20 when an abnormality such as a sudden change in the respiratory state occurs in the subject during the execution of radiation therapy or image capturing on the subject. The output gate signal immediately shifts to the OFF state, and functions as an operating means for stopping radiation irradiation or image capturing.

従って、ゲート遮断スイッチ50は、通常操作されることはほとんどない。但し、被検体の異常時に放射線の照射や画像撮影を停止するための重要な安全手段であるため、実際に使用する際に故障していて、本来の機能を果たせないという不具合が発生しないようにする必要がある。そこで、第2実施形態では、ゲート遮断スイッチ50等を構成する部品のうち、いずれか1個の部品の単一故障、すなわち、1個の部品だけが故障し、他の部品は正常であるような故障が発生した場合に、当該故障により被検体に及ぼす影響を回避すると共に、ゲート遮断スイッチ50の操作が効かないという事態を回避するようにしている。   Therefore, the gate cutoff switch 50 is hardly operated normally. However, since it is an important safety measure to stop radiation exposure and image capture when the subject is abnormal, it will not break down during actual use and will not fail to perform its original function. There is a need to. Therefore, in the second embodiment, a single failure of any one of the components constituting the gate cutoff switch 50 or the like, that is, only one component fails, and the other components appear to be normal. When a malfunction occurs, the influence of the malfunction on the subject is avoided and the situation where the operation of the gate cutoff switch 50 does not work is avoided.

すなわち、第2実施形態において、使用者は、放射線の照射又は画像撮影に先立ち、電源供給部52からゲート遮断スイッチ50に電源供給が行われる状態で、スイッチ部68を押してLED66が点灯し、且つ、スイッチ部68から手を離すことによりLED66が消灯することを事前に確認する。この事前確認の結果、ゲート遮断スイッチ50等を構成する各部品の単一故障が発生した場合に現れる障害現象について、以下に説明する。   That is, in the second embodiment, the user presses the switch unit 68 to turn on the LED 66 in a state where power is supplied from the power supply unit 52 to the gate cutoff switch 50 prior to radiation irradiation or image capturing, and It is confirmed in advance that the LED 66 is turned off by releasing the hand from the switch unit 68. As a result of this prior confirmation, a failure phenomenon that appears when a single failure of each component constituting the gate cutoff switch 50 and the like occurs will be described below.

(1)LED66の短絡故障又は開放故障が発生している場合、事前確認時にスイッチ部68を押しても、LED66は点灯しない。従って、当該事前確認によりLED66の短絡故障又は開放故障を検出することが可能である。   (1) If a short circuit failure or an open failure of the LED 66 has occurred, the LED 66 will not light even if the switch unit 68 is pressed during prior confirmation. Accordingly, it is possible to detect a short circuit failure or an open failure of the LED 66 by the prior confirmation.

(2)スイッチ部68の短絡故障が発生している場合、抵抗器74が短絡状態となるので、スイッチ部68を押さなくても、LED66は常時点灯する。従って、事前確認によりスイッチ部68の短絡故障を検出することが可能である。   (2) When a short circuit failure of the switch unit 68 occurs, the resistor 74 is in a short circuit state, so that the LED 66 is always lit even if the switch unit 68 is not pressed. Therefore, it is possible to detect a short circuit failure of the switch unit 68 by prior confirmation.

(3)スイッチ部68の開放故障が発生している場合、スイッチ部68を押しても、LED66は点灯しない。従って、事前確認によりスイッチ部68の開放故障を検出することが可能である。   (3) When an open failure of the switch unit 68 occurs, the LED 66 is not lit even if the switch unit 68 is pressed. Therefore, it is possible to detect an open failure of the switch unit 68 by prior confirmation.

(4)抵抗器64は、電源線58を流れる電流を抑制する電流制限抵抗器として機能する。そのため、抵抗器64の短絡故障が発生している場合、事前確認時、電源線58には過大電流が流れる。従って、図示しない電流センサ等で過大電流を検出することにより、抵抗器64の短絡故障を事前に検出することが可能である。なお、電流センサの検出結果についても、転送データに含めてセンサポート12からPC14に送信し、使用者に通知してもよい。   (4) The resistor 64 functions as a current limiting resistor that suppresses the current flowing through the power supply line 58. Therefore, when a short circuit failure of the resistor 64 has occurred, an excessive current flows through the power supply line 58 at the time of prior confirmation. Therefore, it is possible to detect in advance a short circuit failure of the resistor 64 by detecting an excessive current with a current sensor or the like (not shown). Note that the detection result of the current sensor may be included in the transfer data and transmitted from the sensor port 12 to the PC 14 to notify the user.

(5)抵抗器64の開放故障が発生している場合、事前確認時、スイッチ部68を押しても、LED66は点灯しない。従って、事前確認により抵抗器64の開放故障を検出することが可能である。   (5) If an open failure of the resistor 64 has occurred, the LED 66 will not light up even if the switch unit 68 is pressed during prior confirmation. Therefore, it is possible to detect an open failure of the resistor 64 by prior confirmation.

(6)抵抗器74の短絡故障が発生している場合、正常時にスイッチ部68を押したときと同じ状態になる。そのため、スイッチ部68を押さなくても、LED66は常時点灯する。従って、事前確認により抵抗器74の短絡故障を検出することが可能である。   (6) When a short circuit failure of the resistor 74 has occurred, the state is the same as when the switch unit 68 is pressed during normal operation. Therefore, the LED 66 is always lit even if the switch unit 68 is not pressed. Therefore, it is possible to detect a short circuit failure of the resistor 74 by prior confirmation.

(7)抵抗器74の開放故障が発生している場合、抵抗値R2が極めて大きな値になっている状態であり、事前確認時には、スイッチ部68を押すとLED66は点灯し、スイッチ部68から手を離すとLED66は消灯する。この状態は、ゲート遮断スイッチ50の動作上、故障による影響はなく、正常に動作する。   (7) When the open circuit failure of the resistor 74 has occurred, the resistance value R2 is in a very large value. At the time of prior confirmation, when the switch unit 68 is pressed, the LED 66 is lit, and the switch unit 68 When the hand is released, the LED 66 is turned off. This state is not affected by a failure in the operation of the gate cutoff switch 50 and operates normally.

(8)電源線58の断線が発生している場合、事前確認時、スイッチ部68を押しても、LED66は点灯しない。従って、事前確認により電源線58の断線故障を検出することが可能である。   (8) When the disconnection of the power supply line 58 has occurred, the LED 66 is not lit even if the switch unit 68 is pressed during prior confirmation. Therefore, it is possible to detect a disconnection failure of the power supply line 58 by prior confirmation.

(9)ゲート遮断信号線62の断線が発生している場合、常時、ゲート遮断信号線62の電位が低いので、ゲート遮断スイッチ50からゲート遮断信号が出力され続けている状態となる。この場合、安全側への故障障害となる。また、この故障障害の結果についても、ゲート遮断スイッチ50の操作状態を転送データに含めてセンサポート12からPC14に通知し、PC14の表示部38が当該操作状態の情報を表示(通知)することにより、使用者は、前記操作状態を事前に検出することができる。   (9) When the disconnection of the gate cutoff signal line 62 has occurred, the gate cutoff signal line 62 continues to be output from the gate cutoff switch 50 because the potential of the gate cutoff signal line 62 is always low. In this case, it becomes a failure failure to the safe side. As for the result of the failure, the operation state of the gate cut-off switch 50 is included in the transfer data and notified from the sensor port 12 to the PC 14, and the display unit 38 of the PC 14 displays (notifies) the information on the operation state. Thus, the user can detect the operation state in advance.

(10)接地線60の断線、又は、電源線58とゲート遮断信号線62との短絡が発生している場合、事前確認時、スイッチ部68を押しても、LED66は点灯しない。従って、事前確認により、接地線60の断線、又は、電源線58とゲート遮断信号線62との短絡を検出することが可能である。   (10) When the ground line 60 is disconnected or the power supply line 58 and the gate cutoff signal line 62 are short-circuited, the LED 66 is not lit even when the switch unit 68 is pressed at the time of prior confirmation. Therefore, it is possible to detect a disconnection of the ground line 60 or a short circuit between the power supply line 58 and the gate cutoff signal line 62 by prior confirmation.

(11)接地線60とゲート遮断信号線62との短絡が発生している場合、スイッチ部68を押さなくても、LED66は常時点灯する。従って、事前確認により、接地線60とゲート遮断信号線62との短絡を検出することが可能である。   (11) When a short circuit occurs between the ground line 60 and the gate cutoff signal line 62, the LED 66 is always lit even if the switch unit 68 is not pressed. Therefore, it is possible to detect a short circuit between the ground line 60 and the gate cutoff signal line 62 by prior confirmation.

(12)電源線58と接地線60との短絡が発生している場合、事前確認時、スイッチ部68を押しても、LED66は点灯しない。従って、事前確認により、電源線58と接地線60との短絡を検出することが可能である。   (12) When a short circuit occurs between the power supply line 58 and the ground line 60, the LED 66 is not lit even if the switch unit 68 is pressed during prior confirmation. Therefore, it is possible to detect a short circuit between the power supply line 58 and the ground line 60 by prior confirmation.

このように、(7)及び(9)以外の故障は、全て事前確認により検出可能である。すなわち、(7)の故障は、ゲート遮断スイッチ50の動作に影響しない。また、(9)の故障の場合、常にゲート遮断動作が行われるため、外部機器20に対してゲート信号が出力されないという安全側の障害になる。   As described above, all failures other than (7) and (9) can be detected by prior confirmation. That is, the failure (7) does not affect the operation of the gate cutoff switch 50. Further, in the case of the failure (9), since the gate cutoff operation is always performed, it becomes a safety-side failure that the gate signal is not output to the external device 20.

この結果、放射線の照射又は画像撮影中にゲート遮断スイッチ50が効かないという障害の発生を回避することができる。また、(9)の故障については、前述のように、センサポート12がゲート遮断信号の状態をPC14に通知し、ソフトウェアによってゲート遮断スイッチ50の状態を表示部38の画面上に表示して使用者に通知すれば、事前に検出することが可能となる。   As a result, it is possible to avoid the occurrence of a failure in which the gate cutoff switch 50 does not work during radiation irradiation or image capturing. As for the failure (9), as described above, the sensor port 12 notifies the PC 14 of the state of the gate cutoff signal, and the state of the gate cutoff switch 50 is displayed on the screen of the display unit 38 by software. If notified to the person, it becomes possible to detect in advance.

ところで、外部機器20が放射線治療装置である場合、放射線治療装置は、ゲート信号がオン状態のときに放射線を照射し、ゲート信号がオフ状態のときに放射線の照射を停止する。一方、外部機器20がCT、MRI等の画像診断装置である場合には、ゲート信号の立上り(オフ状態からオン状態への状態変化時)に撮影を行う。   By the way, when the external device 20 is a radiotherapy apparatus, the radiotherapy apparatus irradiates radiation when the gate signal is on, and stops radiation when the gate signal is off. On the other hand, when the external device 20 is an image diagnostic apparatus such as CT or MRI, imaging is performed at the rising edge of the gate signal (when the state changes from the off state to the on state).

従って、ゲート遮断スイッチ50が操作された場合、センサポート12は、直ちにゲート信号をオフ状態にする。そして、ゲート遮断スイッチ50の操作が解除された後のゲート信号の出力再開方法に関して、センサポート12は、外部機器20の要求条件に応じて、第1モード(治療モード)と第2モード(診断モード)との2つの動作モードを持つ。従って、センサポート12は、いずれか一方の動作モードで動作することにより、ゲート信号の出力を再開する。この動作モードは、予めPC14のソフトウェアに設定された情報に基づき、ソフトウェアがセンサポート12に対する初期化指示(図3及び図5のステップS1参照)の一環として、センサポート12に指示すればよい。   Therefore, when the gate cutoff switch 50 is operated, the sensor port 12 immediately turns off the gate signal. Then, regarding the method of restarting the output of the gate signal after the operation of the gate cut-off switch 50 is released, the sensor port 12 has a first mode (treatment mode) and a second mode (diagnosis) according to the requirements of the external device 20. Mode) and two operation modes. Accordingly, the sensor port 12 resumes the output of the gate signal by operating in any one of the operation modes. This operation mode may be instructed to the sensor port 12 by the software as part of the initialization instruction for the sensor port 12 (see step S1 in FIG. 3 and FIG. 5) based on information set in the software of the PC 14 in advance.

図11に示すように、使用者が時点t11から時点t12の時間Tgの間、ゲート遮断スイッチ50を押下する場合、第1モードでは、ゲート遮断スイッチ50が操作された期間だけゲート信号をオフ状態とし、ゲート遮断スイッチ50の操作が解除された時点で、直ちにゲート信号の出力を再開する。これにより、第1モードでは、時点t12からゲート信号が出力される。この結果、放射線治療の場合には、治療時間の短縮化を図ることができる。   As shown in FIG. 11, when the user presses down the gate cutoff switch 50 for a time Tg from time t11 to time t12, in the first mode, the gate signal is turned off only during the period when the gate cutoff switch 50 is operated. When the operation of the gate cutoff switch 50 is released, the output of the gate signal is immediately resumed. Thereby, in the first mode, the gate signal is output from time t12. As a result, in the case of radiotherapy, the treatment time can be shortened.

一方、第2モードでは、ゲート遮断スイッチ50が操作された期間(時間Tg)に加え、操作解除後のパルス信号の立下り(時点t13)までゲート信号をオフ状態とする。そして、次のパルス信号の立上り(時点t14)からゲート出力を再開する。つまり、時点t11から時点t14までの時間Tsでは、ゲート信号の出力が禁止される。   On the other hand, in the second mode, in addition to the period (time Tg) in which the gate cutoff switch 50 is operated, the gate signal is turned off until the falling edge of the pulse signal after the operation is released (time point t13). Then, the gate output is restarted from the rise of the next pulse signal (time t14). That is, the output of the gate signal is prohibited during time Ts from time t11 to time t14.

従って、CT、MRI等の画像診断の場合、ゲート遮断スイッチ50の操作が解除されたら、次のパルス信号の立上りから被検体の呼吸動作に同期して撮影が再開される。これにより、ゲート遮断スイッチ50の操作による診断画像に乱れが発生することを抑制することができる。   Accordingly, in the case of image diagnosis such as CT and MRI, when the operation of the gate cutoff switch 50 is released, imaging is resumed in synchronization with the breathing operation of the subject from the rise of the next pulse signal. Thereby, it is possible to prevent the diagnostic image from being disturbed by the operation of the gate cutoff switch 50.

[9.第2実施形態の動作]
次に、第2実施形態の動作について、図12を参照しながら説明する。図12は、センサポート12のゲート信号処理部54におけるゲート遮断処理を説明したものである。
[9. Operation of Second Embodiment]
Next, the operation of the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 illustrates the gate blocking process in the gate signal processing unit 54 of the sensor port 12.

ゲート遮断処理は、ゲート信号処理の最終部分、すなわち、ゲート信号をセンサポート12から外部機器20に出力する段階で行われる処理であり、タイマ割込みの形で、一定周期(例えば、2.5ms)毎に常に実行される。   The gate cut-off process is a process performed at the final part of the gate signal process, that is, a stage in which the gate signal is output from the sensor port 12 to the external device 20, and is in the form of a timer interrupt in a certain cycle (for example, 2.5 ms). Always executed every time.

センサポート12において、初期状態では、図7のフローチャートによって作成されるゲート信号の値は0であるから(ステップS81:NO)、ゲート信号処理部54は、ステップS82において、第2モード(診断モード)でゲート遮断動作を実行中であることを示すゲート遮断フラグを0にリセットする。その後、ステップS83において、ゲート信号処理部54から外部機器20に出力されるゲート信号の値を0(オフ状態)に設定して、今回の処理を終了する。   In the sensor port 12, in the initial state, the value of the gate signal created by the flowchart of FIG. 7 is 0 (step S81: NO), so the gate signal processing unit 54 performs the second mode (diagnostic mode) in step S82. ), The gate cutoff flag indicating that the gate cutoff operation is being executed is reset to zero. Thereafter, in step S83, the value of the gate signal output from the gate signal processing unit 54 to the external device 20 is set to 0 (off state), and the current process ends.

次に、PC14からセンサポート12への第1ゲート信号の供給が開始されるか、又は、ゲート信号処理部54で第2ゲート信号の作成が開始されると、ゲート信号が1(オン状態)になる(ステップS81:YES)。そこで、ステップS84において、ゲート信号処理部54は、ゲート遮断スイッチ50から入力したゲート遮断信号の値を確認する。   Next, when the supply of the first gate signal from the PC 14 to the sensor port 12 is started or the generation of the second gate signal is started by the gate signal processing unit 54, the gate signal becomes 1 (ON state). (Step S81: YES). Therefore, in step S84, the gate signal processing unit 54 checks the value of the gate cutoff signal input from the gate cutoff switch 50.

この場合、ゲート遮断信号がハイレベル信号であれば、スイッチ部68が押されていないことになるので(ステップS84:NO)、次のステップS85において、ゲート信号処理部54は、ゲート遮断フラグが0であるか否かを判断する。初期状態では、ゲート遮断フラグが0であるため(ステップS85:YES)、ゲート信号処理部54は、ステップS83において、外部機器20に出力するゲート信号の値を1に設定して、今回の処理を終了する。すなわち、ゲート信号処理部54は、オン状態のゲート信号を外部機器20に供給する。   In this case, if the gate cut-off signal is a high level signal, the switch unit 68 is not pushed (step S84: NO), so in the next step S85, the gate signal processing unit 54 sets the gate cut-off flag. It is determined whether or not it is zero. In the initial state, since the gate cutoff flag is 0 (step S85: YES), the gate signal processing unit 54 sets the value of the gate signal to be output to the external device 20 to 1 in step S83, and this process Exit. That is, the gate signal processing unit 54 supplies the gate signal in the on state to the external device 20.

次に、ゲート遮断スイッチ50のスイッチ部68が押されて、ゲート遮断信号がローレベル信号になると(ステップS84:YES)、次のステップS86において、第2モード(診断モード)であれば(ステップS86:YES)、ゲート信号処理部54は、ステップS87において、ゲート遮断フラグを1にセットし、次のステップS88において、外部機器20に出力するゲート信号の値を0に設定する。これにより、ゲート信号処理部54は、ステップS83で、オフ状態のゲート信号を外部機器20に出力する。   Next, when the switch section 68 of the gate cutoff switch 50 is pressed and the gate cutoff signal becomes a low level signal (step S84: YES), in the next step S86, if it is the second mode (diagnostic mode) (step (S86: YES), the gate signal processing unit 54 sets the gate cutoff flag to 1 in step S87, and sets the value of the gate signal output to the external device 20 to 0 in the next step S88. Thereby, the gate signal processing unit 54 outputs the gate signal in the off state to the external device 20 in step S83.

ゲート遮断フラグは、第2モードでゲート遮断動作を開始したことを記憶部22に記憶するための制御フラグである。この場合、ゲート遮断フラグが一旦セットされると(ステップS85:NO)、ゲート遮断スイッチ50が解除され、ゲート遮断信号がハイレベル信号に戻っても、ステップS88において、ゲート信号を0に変えて、オフ状態のゲート信号を外部機器20に出力する。従って、第2モードでは、ゲート遮断動作は、図7のフローチャートにより作成されたゲート信号が0になり、ゲート遮断フラグが0にリセットされるまで継続される。   The gate cutoff flag is a control flag for storing in the storage unit 22 that the gate cutoff operation has been started in the second mode. In this case, once the gate cutoff flag is set (step S85: NO), even if the gate cutoff switch 50 is released and the gate cutoff signal returns to the high level signal, the gate signal is changed to 0 in step S88. The gate signal in the off state is output to the external device 20. Accordingly, in the second mode, the gate cutoff operation is continued until the gate signal created by the flowchart of FIG. 7 becomes 0 and the gate cutoff flag is reset to 0.

一方、第1モード(治療モード)では(ステップS86:NO)、ゲート遮断フラグはセットされないため、ゲート遮断スイッチ50のスイッチ部68が押され、ゲート遮断信号が0である期間に限り、ゲート遮断動作を行うことになる。   On the other hand, in the first mode (therapeutic mode) (step S86: NO), since the gate cutoff flag is not set, the gate cutoff switch 50 of the gate cutoff switch 50 is pushed and the gate cutoff is limited only when the gate cutoff signal is zero. Will perform the action.

[10.第2実施形態の効果]
従来は、被検体に対する放射線治療又は画像撮影の実行中、使用者が被検体の外観的状態や呼吸信号の時間的変化から、被検体の呼吸動作が異常状態にあることを検出した場合、使用者は、例えば、PC14の入力操作部36を操作して、ゲート信号の供給停止をPC14に指示することにより、外部機器20に対するゲート信号の供給を停止させ、外部機器20による放射線治療又は画像撮影を停止させていた。
[10. Effect of Second Embodiment]
Conventionally, when performing radiotherapy or imaging on a subject, the user detects that the subject's breathing motion is abnormal based on the appearance of the subject or temporal changes in the respiratory signal. For example, the person operates the input operation unit 36 of the PC 14 to instruct the PC 14 to stop the supply of the gate signal, thereby stopping the supply of the gate signal to the external device 20, and performing radiation therapy or imaging by the external device 20. Had stopped.

一方、被検体の呼吸動作が異常状態から通常状態に復旧した場合には、復旧を認識した使用者は、入力操作部36を操作して、ゲート信号の供給再開をPC14に指示することにより、外部機器20に対するゲート信号の供給を再開させ、被検体に対する放射線治療又は画像撮影を再開させていた。   On the other hand, when the breathing motion of the subject is restored from the abnormal state to the normal state, the user who has recognized the restoration operates the input operation unit 36 to instruct the PC 14 to resume the supply of the gate signal, The supply of the gate signal to the external device 20 is resumed, and the radiotherapy or image capturing for the subject is resumed.

しかしながら、ゲート信号の供給停止をPC14の入力操作部36から行う場合、例えば、マウスでカーソルを特定の位置に移動した上でクリックする等の一連の操作を要するため、ゲート信号の供給停止を迅速且つ誤りなく確実に行うことは難しかった。   However, when stopping the supply of the gate signal from the input operation unit 36 of the PC 14, for example, a series of operations such as clicking the cursor after moving the cursor to a specific position is required. And it was difficult to perform without error.

そこで、第2実施形態では、上述のように、被検体に対する放射線治療又は画像撮影の実行中に、被検体の呼吸動作が異常状態であることを使用者が検出した場合、使用者は、スイッチ部68を押すことにより、ゲート遮断スイッチ50からセンサポート12にゲート遮断信号を出力させる。当該センサポート12は、ゲート遮断信号に基づき外部機器20へのゲート信号の供給を停止するので、放射線治療又は画像撮影は停止に至る。   Therefore, in the second embodiment, as described above, when the user detects that the breathing motion of the subject is in an abnormal state during the execution of radiotherapy or image capturing on the subject, the user switches the switch. By pushing the part 68, a gate cutoff signal is output from the gate cutoff switch 50 to the sensor port 12. Since the sensor port 12 stops the supply of the gate signal to the external device 20 based on the gate cutoff signal, the radiotherapy or the imaging is stopped.

従って、第2実施形態によれば、被検体の呼吸動作が異常状態にある場合、使用者がスイッチ部68を押すだけで、ゲート信号の供給が停止され、これにより、放射線治療又は画像撮影が停止される。この結果、PC14の入力操作部36から、例えば、マウスでカーソルを特定の位置に移動した上でクリックする等の一連の操作を行う方法と比べて、第2実施形態では、ゲート信号の供給停止を単純な操作で迅速且つ誤りなく確実に行うことができる。   Therefore, according to the second embodiment, when the breathing motion of the subject is in an abnormal state, the supply of the gate signal is stopped only by the user pressing the switch unit 68, thereby enabling radiotherapy or imaging. Stopped. As a result, in the second embodiment, the supply of the gate signal is stopped as compared with a method in which the input operation unit 36 of the PC 14 performs a series of operations such as clicking the cursor after moving the cursor to a specific position with the mouse. Can be performed quickly and reliably without errors by a simple operation.

また、第2実施形態では、呼吸同期システム10を上記のように構成することで、以下のような効果も得られる。   Moreover, in the second embodiment, the following effects can be obtained by configuring the respiratory synchronization system 10 as described above.

すなわち、ゲート遮断スイッチ50内でLED66及びスイッチ部68が直列接続され、直列回路76に対して電源線58、接地線60及びゲート遮断信号線62が接続される。そのため、使用者が呼吸同期システム10を動作させる前に、スイッチ部68を押してLED66の点灯の有無を確認することにより、ゲート遮断スイッチ50が正常に機能することを事前に確認することが可能となる。この結果、放射線治療又は画像撮影中に使用者がスイッチ部68を押しても、ゲート遮断スイッチ50が故障していたため機能しない(ゲート遮断スイッチ50を操作しても故障のためゲート信号を遮断できない)という問題を回避することができる。   That is, the LED 66 and the switch unit 68 are connected in series in the gate cutoff switch 50, and the power supply line 58, the ground line 60, and the gate cutoff signal line 62 are connected to the series circuit 76. Therefore, before the user operates the respiratory synchronization system 10, it is possible to confirm in advance that the gate cutoff switch 50 functions normally by pressing the switch unit 68 and confirming whether the LED 66 is lit. Become. As a result, even if the user presses the switch unit 68 during radiotherapy or image capturing, the gate cut-off switch 50 has failed and does not function (even if the gate cut-off switch 50 is operated, the gate signal cannot be cut off due to the failure). Can be avoided.

また、第2実施形態において、ゲート信号処理部54は、ゲート遮断信号の入力が停止すると外部機器20に対するゲート信号の供給を直ちに再開する第1モード、又は、ゲート遮断信号の入力が停止すると次のパルス信号の立ち上がりから外部機器20に対するゲート信号の供給を再開する第2モードのいずれかに設定する。   In the second embodiment, the gate signal processing unit 54 performs the first mode in which the supply of the gate signal to the external device 20 is immediately resumed when the input of the gate cutoff signal is stopped, or the next when the input of the gate cutoff signal is stopped. Is set to one of the second modes in which the supply of the gate signal to the external device 20 is restarted from the rise of the pulse signal.

これにより、被検体の呼吸動作に同期し、且つ、外部機器20の種類に応じた的確なタイミングで、外部機器20に対するゲート信号の供給を再開することができる。   Accordingly, the supply of the gate signal to the external device 20 can be resumed at an accurate timing according to the type of the external device 20 in synchronization with the breathing motion of the subject.

すなわち、外部機器20が放射線治療装置である場合には、ゲート信号の供給期間中に放射線が照射されるので、放射線治療に対する被検体の拘束時間を少しでも短縮するため、第1モードにより、ゲート遮断信号の入力停止後、直ちにゲート信号の供給を再開すればよい。   That is, when the external device 20 is a radiotherapy apparatus, radiation is applied during the gate signal supply period, so that the subject's restraint time for radiotherapy is shortened as much as possible. The supply of the gate signal may be resumed immediately after the input of the cutoff signal is stopped.

一方、外部機器20がCT又はMRI等の画像診断装置である場合には、ゲート信号の供給の立ち上がりに同期して画像撮影を行わせるため、第2モードにより、ゲート遮断信号の入力停止後、次のパルス信号が立ち上がるのを待ってゲート信号の供給を再開すればよい。呼吸信号に同期せずにゲート信号の供給を再開すると、取得される診断画像の画質が低下するが、次のパルス信号が立ち上がるのを待ってゲート信号の供給を再開することで、呼吸信号に同期して撮影された、より高画質の診断画像を取得することができる。   On the other hand, when the external device 20 is an image diagnostic apparatus such as CT or MRI, in order to perform image capturing in synchronization with the rising of the supply of the gate signal, after the input of the gate cutoff signal is stopped in the second mode, The supply of the gate signal may be resumed after waiting for the next pulse signal to rise. If the supply of the gate signal is resumed without synchronizing with the respiratory signal, the image quality of the acquired diagnostic image is degraded.However, the supply of the gate signal is resumed after waiting for the next pulse signal to rise. It is possible to acquire a higher-quality diagnostic image that is photographed synchronously.

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。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

10…呼吸同期システム 12…センサポート
14…PC 18…呼吸センサ
20…外部機器 44…ゲート信号作成指示部
48…呼吸異常判断部 50…ゲート遮断スイッチ
52…電源供給部 54…ゲート信号処理部
58…電源線 60…接地線
62…ゲート遮断信号線 66…LED
68…スイッチ部 70…接続点
76…直列回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Respiration synchronization system 12 ... Sensor port 14 ... PC 18 ... Respiration sensor 20 ... External apparatus 44 ... Gate signal creation instruction | indication part 48 ... Respiration abnormality determination part 50 ... Gate interruption | blocking switch 52 ... Power supply part 54 ... Gate signal processing part 58 ... Power supply line 60 ... Ground line 62 ... Gate cut-off signal line 66 ... LED
68 ... Switch unit 70 ... Connection point 76 ... Series circuit

Claims (2)

被検体の呼吸動作を検知する呼吸センサ、及び、前記被検体に対して放射線治療又は画像撮影を行う外部機器に接続されるセンサポートと、前記センサポートに接続されるパーソナルコンピュータとを備え、
前記呼吸センサが検知した前記呼吸動作に応じた呼吸信号に基づいてゲート信号を作成し、前記外部機器に前記ゲート信号を供給することにより、前記呼吸動作に同期した前記放射線治療又は前記画像撮影を行わせる呼吸同期システムにおいて、
前記ゲート信号の供給を遮断するゲート遮断スイッチをさらに有し、
前記ゲート遮断スイッチは、発光素子と、該発光素子に対して直列に接続された常開型のスイッチ部とを有し、
前記発光素子及び前記スイッチ部の直列回路の両端に2本の電源供給線が接続されると共に、前記発光素子と前記スイッチ部との接続点に信号線が接続され、
前記2本の電源供給線を介して前記直列回路に電源が供給されている場合に、前記スイッチ部が押されて導通状態となっている間、前記ゲート遮断スイッチは、前記発光素子を点灯させると共に、前記接続点の電位に応じたゲート遮断信号を前記信号線を介して前記センサポートに出力し、
前記センサポートは、前記ゲート遮断信号の入力に基づき、前記外部機器に対する前記ゲート信号の供給を停止することを特徴とする呼吸同期システム。
A respiratory sensor for detecting a respiratory motion of the subject, a sensor port connected to an external device for performing radiotherapy or image capturing on the subject, and a personal computer connected to the sensor port,
A gate signal is created based on a breathing signal corresponding to the breathing motion detected by the breathing sensor, and the gate signal is supplied to the external device, so that the radiotherapy or the image capturing synchronized with the breathing motion is performed. In the respiratory synchronization system to be performed,
A gate cut-off switch for cutting off the supply of the gate signal;
The gate cut-off switch includes a light emitting element and a normally open switch unit connected in series to the light emitting element,
Two power supply lines are connected to both ends of the series circuit of the light emitting element and the switch unit, and a signal line is connected to a connection point between the light emitting element and the switch unit,
When power is supplied to the series circuit via the two power supply lines, the gate cut-off switch turns on the light emitting element while the switch unit is pushed and is in a conductive state. A gate cutoff signal corresponding to the potential of the connection point is output to the sensor port via the signal line,
The respiratory synchronization system according to claim 1, wherein the sensor port stops the supply of the gate signal to the external device based on the input of the gate cutoff signal.
請求項1記載の呼吸同期システムにおいて、
前記センサポートは、前記ゲート遮断信号の入力に起因して前記外部機器に対する前記ゲート信号の供給を停止した後、前記スイッチ部が開放状態に戻ることに起因して前記ゲート遮断信号の入力が停止し、前記ゲート信号の供給を再開する際の前記ゲート遮断スイッチの動作モードを設定するモード設定部をさらに有し、
前記ゲート信号は、前記被検体の呼吸動作に同期して繰り返し作成されるパルス信号であり、
前記モード設定部は、前記ゲート遮断信号の入力が停止すると前記ゲート信号の供給を直ちに再開する第1モード、又は、前記ゲート遮断信号の入力が停止すると次のパルス信号の立ち上がりから前記ゲート信号の供給を再開する第2モードのいずれかに設定することを特徴とする呼吸同期システム。
The respiratory synchronization system of claim 1, wherein
After the sensor port stops supplying the gate signal to the external device due to the input of the gate cutoff signal, the input of the gate cutoff signal stops due to the switch unit returning to the open state. And a mode setting unit for setting an operation mode of the gate cutoff switch when resuming the supply of the gate signal,
The gate signal is a pulse signal that is repeatedly generated in synchronization with the breathing motion of the subject,
The mode setting unit may be a first mode in which the supply of the gate signal is immediately resumed when the input of the gate cutoff signal is stopped, or when the input of the gate cutoff signal is stopped, A respiratory synchronization system, wherein the system is set to one of the second modes in which supply is resumed.
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