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JP2009279019A - Body motion monitoring system in radiotherapy - Google Patents

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JP2009279019A
JP2009279019A JP2008130844A JP2008130844A JP2009279019A JP 2009279019 A JP2009279019 A JP 2009279019A JP 2008130844 A JP2008130844 A JP 2008130844A JP 2008130844 A JP2008130844 A JP 2008130844A JP 2009279019 A JP2009279019 A JP 2009279019A
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acceleration
patient
radiation
sensor
analysis software
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Application number
JP2008130844A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriya Yokohama
則也 横濱
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Wakasa Wan Energy Research Center
Original Assignee
Wakasa Wan Energy Research Center
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Publication date
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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Abstract

【課題】 体内外の患部にセンサーを取り付けることができ、かつ、遮蔽物によるデータ通信への影響が少なく、患者の体動を高精度に観測することができる放射線治療における体動監視システムを提供すること。
【解決手段】 患者Pの人体の少なくとも一部に付着されるセンサー部材であって、互いに直交するXYZ3軸方向の各加速度を計測可能な加速度計測手段を有し、かつ、この加速度計測手段により観測した加速度データを無線送信可能な発信機を有する加速度センサー1と;この加速度センサー1の発信機から送信された加速度データを受信する受信装置2と;この受信装置2が受信した加速度データに基づいて、患者Pの体位座標データを演算する解析ソフトウェア3と;この解析ソフトウェア3が搭載された電子計算機4と;治療のための放射線を出力可能な放射線照射装置5とを具備して構成する。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a body motion monitoring system in radiotherapy capable of attaching a sensor to an affected part inside and outside the body and having little influence on data communication by a shielding object and observing a patient's body motion with high accuracy. To do.
A sensor member attached to at least a part of a human body of a patient P, having acceleration measuring means capable of measuring accelerations in XYZ triaxial directions orthogonal to each other, and observed by the acceleration measuring means An acceleration sensor 1 having a transmitter capable of wirelessly transmitting the acceleration data; a receiving device 2 for receiving acceleration data transmitted from the transmitter of the acceleration sensor 1; and based on the acceleration data received by the receiving device 2 And an analysis software 3 for calculating body position coordinate data of the patient P; an electronic computer 4 equipped with the analysis software 3; and a radiation irradiation device 5 capable of outputting radiation for treatment.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、放射線治療の改良、更に詳しくは、体内外の患部にセンサーを取り付けることができ、かつ、遮蔽物によるデータ通信への影響が少なく、患者の体動を高精度に観測することができる放射線治療における体動監視システムに関するものである。   The present invention is an improvement of radiation therapy, more specifically, a sensor can be attached to an affected part inside and outside the body, and there is little influence on the data communication by the shield, and the body movement of the patient can be observed with high accuracy. The present invention relates to a body motion monitoring system in radiotherapy.

放射線治療を施す場合には、放射線の照射位置が患部からズレないようにしなければならないが、人体は呼吸や心拍などにより不可避的に運動しているため、この動きに放射線照射を同期させるために、動きを刻々と監視して、患部の位置を正確に計測する必要がある。   When performing radiation therapy, the radiation irradiation position must not be displaced from the affected area, but since the human body inevitably moves due to breathing, heartbeat, etc., in order to synchronize radiation irradiation with this movement Therefore, it is necessary to monitor the movement every moment and accurately measure the position of the affected part.

従来、放射線などを照射する治療において、前記のような患者の動きを監視して患部の位置を確認するための技術を開示したものとしては、例えば、以下のような特許文献がある。   For example, the following patent documents disclose techniques for confirming the position of an affected area by monitoring the movement of the patient as described above in the treatment of irradiating radiation or the like.

<特許文献1>(特開2005−185336号公報)には、超音波画像によるリアルタイムフレーム解析にて、治療ターゲットの三次元組織ベクトルによるターゲット運動を理解するシステムが開示されている。   <Patent Document 1> (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-185336) discloses a system that understands a target motion based on a three-dimensional tissue vector of a treatment target by real-time frame analysis using an ultrasound image.

しかしながら、この文献発明は、治療ターゲットのみの運動認識であることに対するものであり、また、一般に超音波画像診断装置では、超音波探触子と治療ターゲットとの間に空気や骨などが存在する部位(例えば、肺、頭部など)では、信号減衰が著しいため、画像生成が困難であるという問題があった。   However, the invention of this document is for motion recognition of only a treatment target. In general, in an ultrasound diagnostic imaging apparatus, air, bone, or the like exists between the ultrasound probe and the treatment target. In a region (for example, lung, head, etc.), there is a problem that image generation is difficult because signal attenuation is significant.

<特許文献2>(特開平1−250272号公報)には、再帰性光反射部材を体表面に貼り付け、これに向けて一定の光束を照射する光束発生源および再帰性光反射部材で反射された光を受信する反射検出器で、患者体位の動きを認識する装置が開示されている。   <Patent Document 2> (Japanese Patent Laid-Open No. 1-250272) has a retroreflecting light reflecting member attached to the body surface, and a light flux generating source for irradiating a constant light flux toward the body and the reflecting light reflecting member. An apparatus for recognizing the movement of a patient's position with a reflection detector that receives the emitted light is disclosed.

しかしながら、この文献発明は、三次元的、あるいは時間軸を加味した四次元的運動について言及されていない。また、光を遮る物理的な遮蔽物(例えば、患者を固定する治具や放射線検出器など)が体表面と光束との間に存在する場合には、信号の授受が不可能になるという問題がある。更にまた、人体移動に伴う角度検出について言及されていない。   However, this document invention does not mention three-dimensional motion or four-dimensional motion with a time axis. In addition, when a physical shield that blocks light (for example, a jig for fixing a patient or a radiation detector) exists between the body surface and the light beam, it is impossible to send and receive signals. There is. Furthermore, there is no mention of angle detection associated with human body movement.

<特許文献3>(特開平7−255717号公報)には、CTスキャナおよび呼吸器計または心電計センサーを用いて、リアルタイムに患者体位の運動を検知補正し、治療計画シミュレーションの補正を加味した放射線治療システムが開示されている。   <Patent Document 3> (Japanese Patent Laid-Open No. 7-255717) uses a CT scanner and a respirometer or an electrocardiograph sensor to detect and correct the movement of the patient's body position in real time, and to take into account correction of the treatment plan simulation A radiation therapy system is disclosed.

しかしながら、この文献発明は、センサーによる具体的な信号検出手法が言及されておらず、また、センサーによる呼吸波形や心拍の変化、およびこれに伴うコリメータ補正については言及されているが、人体外郭の三次元的あるいは四次元的運動におけるデータ取得手法について言及されていない。   However, the invention of this document does not mention a specific signal detection method using a sensor, and also mentions a change in a respiratory waveform and a heartbeat by the sensor and a collimator correction associated therewith. There is no mention of data acquisition techniques in 3D or 4D motion.

<特許文献4>(特開2004−57559号公報)には、X線撮影装置において、被検体の胸部または腹部の体表面へ投影したレーザおよびレーザ距離計によって変化量を計測し、被検体の呼吸周期を検出するシステムが開示されている。   <Patent Document 4> (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-57559) discloses an X-ray imaging apparatus that measures the amount of change with a laser and a laser distance meter projected onto the body surface of the chest or abdomen of the subject. A system for detecting a respiratory cycle is disclosed.

しかしながら、この文献発明は、X線診断装置を対象としており、放射線治療には言及されていない。また、距離計測に主眼が置かれているため、患者体位の変化や移動、回転について言及されていない。更にまた、レーザ発振器と体表面、あるいはレーザビーム受光器と体表面の間に物理的な遮蔽物が存在する場合には、変化量の検出が困難であるという問題がある。   However, the invention of this document is directed to an X-ray diagnostic apparatus and is not referred to radiotherapy. In addition, since the main focus is on distance measurement, there is no mention of change, movement, or rotation of the patient's body position. Furthermore, when there is a physical shield between the laser oscillator and the body surface or between the laser beam receiver and the body surface, there is a problem that it is difficult to detect the amount of change.

<特許文献5>(特開平6−154348号公報)には、人体内外に波動による送受信器を設置し、人体内と人体外の一方を送信機、他方を受信機として、人体外部と人体表面との間における波動到達時間を用いて人体表面上の送信機あるいは受信機の位置を計算して、この位置と、患部と人体表面との間を、波動到達時間を用いて患部位置を計算するシステムが開示されている。   <Patent Document 5> (Japanese Patent Laid-Open No. 6-154348) includes a wave transmitter / receiver installed outside and inside the human body, with one of the human body and the outside of the human body being a transmitter and the other being a receiver, and the outside of the human body and the human body surface. The position of the transmitter or receiver on the surface of the human body is calculated using the wave arrival time between and the position between the affected part and the human body surface, and the position of the affected part is calculated using the wave arrival time. A system is disclosed.

しかしながら、この文献発明は、体内に送信機あるいは受信機を設置する必要があるために、侵襲的で患者負担が大きいという問題がある。また、送信機より発信した波動を受信機にて受信し、その到達時間から距離を計算するため、送受信器間に波動が減衰するような材質や不均質な材質が存在した場合には、正確な到達時間の計測は難しい。   However, the invention of this document has a problem of being invasive and burdensome on the patient because it is necessary to install a transmitter or receiver in the body. In addition, since the wave transmitted from the transmitter is received by the receiver and the distance is calculated from the arrival time, if there is a material that attenuates the wave or non-uniform material between the transmitter and receiver, It is difficult to measure the arrival time.

更にまた、三次元的あるいは四次元的運動検出をするためには、受信器あるいは送信器のいずれかが三個以上必要になってしまう。そしてまた、患者を取り囲むように支持ロッドが存在するために、治療方向の制限や治療計画シミュレーションの障害となりうるという問題もある。   Furthermore, in order to detect three-dimensional or four-dimensional motion, three or more receivers or transmitters are required. In addition, since the support rod is present so as to surround the patient, there is a problem that it is possible to limit the treatment direction and to obstruct treatment plan simulation.

<特許文献6>(特開2000−201922号公報)には、体表に設置した光源部発光体(赤外線発光ダイオード)の運動を、半導体位置検出素子(以下、「PSD」)を用いて電気的に検出するシステムが開示されている。   <Patent Document 6> (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-201922) discloses the movement of a light source unit light emitter (infrared light emitting diode) installed on the body surface using a semiconductor position detecting element (hereinafter referred to as “PSD”). A system for automatic detection is disclosed.

しかしながら、この文献発明は、発光体とPSDとの間に物理的な遮蔽体が存在した場合、その信号を検出することは困難である。また、発光体およびPSDは電気的駆動力が必要なために、患者周辺にはワイヤが多数必要となり煩雑である。   However, in the invention of this document, when a physical shield exists between the light emitter and the PSD, it is difficult to detect the signal. In addition, since the light emitter and the PSD require an electric driving force, many wires are required around the patient, which is complicated.

また、発光体の移動範囲をPSDの検出範囲内に治まるように調整が必要であるため、設置に時間を有するとともに、発光体がPSDの認識範囲外に移動した場合は検出が不可能となる。更に、PSDによる検出は二次元運動に限定されるために、三次元的運動や角度を検出することは不可能である。
特開2005−185336号公報 特開平1−250272号公報 特開平7−255717号公報 特開2004−57559号公報 特開平6−154348号公報 特開2000−201922号公報
In addition, since it is necessary to adjust the moving range of the illuminant to be within the detection range of the PSD, it takes time to install, and detection is impossible when the illuminant moves out of the recognition range of the PSD. . Furthermore, since detection by PSD is limited to two-dimensional motion, it is impossible to detect three-dimensional motion and angle.
JP 2005-185336 A JP-A-1-250272 Japanese Patent Laid-Open No. 7-255717 JP 2004-57559 A JP-A-6-154348 JP 2000-201922 A

本発明は、従来の放射線治療において、上記のような問題があったことに鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、体内外の患部にセンサーを取り付けることができ、かつ、遮蔽物によるデータ通信への影響が少なく、患者の体動を高精度に観測することができる放射線治療における体動監視システムを提供することにある。   The present invention was made in view of the above-described problems in conventional radiotherapy, and the object of the present invention is that a sensor can be attached to an affected part inside and outside the body, and It is an object of the present invention to provide a body movement monitoring system in radiotherapy that can observe a patient's body movement with high accuracy, with little influence on data communication by a shield.

本発明者が上記課題を解決するために採用した手段を添付図面を参照して説明すれば次のとおりである。   Means employed by the present inventor for solving the above-described problems will be described with reference to the accompanying drawings.

即ち、本発明は、放射線治療において、患者Pの体動に追従して体位を計測して監視するシステムであって、
前記患者Pの人体の少なくとも一部に付着されるセンサー部材であって、互いに直交するXYZ3軸方向の各加速度を計測可能な加速度計測手段を有し、かつ、この加速度計測手段により観測した加速度データを無線送信可能な発信機を有する加速度センサー1と;
この加速度センサー1の発信機から送信された加速度データを受信する受信装置2と;
この受信装置2が受信した加速度データに基づいて、患者Pの体位座標データを演算する解析ソフトウェア3と;
この解析ソフトウェア3が搭載された電子計算機4と;
治療のための放射線を出力可能な放射線照射装置5とを具備して構成するという技術的手段を採用したことによって、放射線治療における体動監視システムを完成させた。
That is, the present invention is a system for measuring and monitoring the body position following the body movement of the patient P in radiotherapy,
A sensor member attached to at least a part of the human body of the patient P, having acceleration measurement means capable of measuring each acceleration in the XYZ triaxial directions orthogonal to each other, and acceleration data observed by the acceleration measurement means An acceleration sensor 1 having a transmitter capable of wireless transmission;
A receiving device 2 for receiving acceleration data transmitted from a transmitter of the acceleration sensor 1;
Analysis software 3 for calculating the body position coordinate data of the patient P based on the acceleration data received by the receiving device 2;
An electronic computer 4 in which the analysis software 3 is installed;
The body motion monitoring system in the radiotherapy was completed by adopting the technical means comprising the radiation irradiating device 5 capable of outputting the radiation for treatment.

また、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、解析ソフトウェア3により演算された患者Pの体位座標データを放射線照射装置5の照射制御手段51に送信して、当該放射線照射装置5により照射される放射線の、照射位置の移動、照射ON/OFF、照射範囲のうちの少なくとも一つを制御することによって、放射線を患部に的確に照射できるようにするという技術的手段を採用した。   In order to solve the above problems, the present invention transmits the body position coordinate data of the patient P calculated by the analysis software 3 to the irradiation control means 51 of the radiation irradiation apparatus 5 in addition to the above means as necessary. A technique for accurately irradiating an affected area by controlling at least one of irradiation position shift, irradiation ON / OFF, and irradiation range of the radiation irradiated by the radiation irradiation device 5 Adopted the means.

更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、加速度センサー1の加速度計測手段をピエゾ抵抗型にするという技術的手段を採用した。   Furthermore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention employs technical means in which the acceleration measuring means of the acceleration sensor 1 is of a piezoresistive type in addition to the above means as necessary.

更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、加速度センサー1を患者Pの皮膚表面に付着可能にするという技術的手段を採用した。   Furthermore, in order to solve the above-described problems, the present invention employs technical means for allowing the acceleration sensor 1 to adhere to the skin surface of the patient P in addition to the above means as necessary.

更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、患者Pが横たわる寝台6が設けられており、解析ソフトウェア3により演算された患者Pの体位座標データを寝台6の位置制御手段61に送信して、当該寝台6の位置を移動できるようにするという技術的手段を採用した。   Furthermore, in order to solve the above-described problems, the present invention is provided with a bed 6 on which the patient P lies, in addition to the above-described means as necessary, and the posture coordinate data of the patient P calculated by the analysis software 3 is provided. The technical means of transmitting to the position control means 61 of the bed 6 so that the position of the bed 6 can be moved was adopted.

本発明においては、患者の人体の少なくとも一部に付着されるセンサー部材であって、互いに直交するXYZ3軸方向の各加速度を計測可能な加速度計測手段を有し、かつ、この加速度計測手段により観測した加速度データを無線送信可能な発信機を有する加速度センサーと;この加速度センサーの発信機から送信された加速度データを受信する受信装置と;この受信装置が受信した加速度データに基づいて、患者の体位座標データを演算する解析ソフトウェアと;この解析ソフトウェアが搭載された電子計算機と;治療のための放射線を出力可能な放射線照射装置とを具備して構成したことによって、体内外を問わず、患部にセンサーを取り付けることができ、かつ、センサーと受信機との間に遮蔽物があっても、データ通信への影響が少なく、患者の体動を高精度に観測することができる。   In the present invention, the sensor member is attached to at least a part of the human body of the patient, and has an acceleration measuring means capable of measuring each acceleration in the XYZ triaxial directions orthogonal to each other, and is observed by the acceleration measuring means. An acceleration sensor having a transmitter capable of wirelessly transmitting the acceleration data; a receiving device for receiving the acceleration data transmitted from the transmitter of the acceleration sensor; and a patient's posture based on the acceleration data received by the receiving device. Analysis software that calculates coordinate data; an electronic computer equipped with this analysis software; and a radiation irradiation device that can output radiation for treatment, so that it can be applied to the affected area both inside and outside the body. Even if a sensor can be installed and there is a shield between the sensor and the receiver, there is little impact on data communication. Ku, it is possible to observe the motion of the patient with a high degree of accuracy.

また、加速度センサー自体で三次元計測が可能であるので、一つの加速度センサーのみを設置するだけでも、三次元的あるいは四次元的運動の検出が可能であり、かつ、角度検出も可能である。   In addition, since the acceleration sensor itself can perform three-dimensional measurement, it is possible to detect a three-dimensional or four-dimensional motion and to detect an angle even by installing only one acceleration sensor.

また、本発明では、加速度センサーを体外に設置することができるため、人体外郭運動の認識も可能であって、人体外郭の三次元的あるいは四次元的運動におけるデータ取得が可能であり、非侵襲的で患者負担が小さい。   Further, in the present invention, since the acceleration sensor can be installed outside the body, it is also possible to recognize the human body contour movement, and to acquire data in the three-dimensional or four-dimensional motion of the human body contour, and non-invasively. And patient burden is small.

また、電池駆動による加速度センサーと受信機とが、ワイヤレスで加速度データを無線送信ができるので、これらの間に物理的な遮蔽物が存在する場合であっても、測定に制限がなく、受信機を患者周辺に設置する必要もないため、治療現場をシンプルなレイアウトにすることができる。   In addition, the battery-powered acceleration sensor and the receiver can wirelessly transmit acceleration data wirelessly, so even if there is a physical shield between them, there is no limitation on the measurement, and the receiver Since it is not necessary to install the device around the patient, the treatment site can be simplified in layout.

更に、必要に応じて、この加速度データのフィードバックによる放射線照射装置の照射方向の変更や寝台移動による患者体位補正も可能であることから、放射線治療における実用的利用価値は頗る高いものがある。   Furthermore, since it is possible to change the irradiation direction of the radiation irradiation device by feedback of this acceleration data and to correct the patient's body position by moving the bed as needed, the practical use value in radiation therapy is very high.

本発明を実施するための最良の形態を具体的に図示した図面に基づいて更に詳細に説明すると、次のとおりである。   BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best mode for carrying out the present invention will be described in more detail with reference to the drawings specifically shown as follows.

『第1実施形態』
本発明の第1実施形態を図1および図2に基づいて説明する。図中、符号1で指示するものは加速度センサーであり、この加速度センサー1は、前記患者Pの人体の少なくとも一部に付着されるセンサー部材であって、互いに直交するXYZ3軸方向の各加速度を計測可能な加速度計測手段を有し、かつ、この加速度計測手段により観測した加速度データを無線送信可能な発信機を有する。
“First Embodiment”
1st Embodiment of this invention is described based on FIG. 1 and FIG. In the figure, what is indicated by reference numeral 1 is an acceleration sensor, and this acceleration sensor 1 is a sensor member attached to at least a part of the human body of the patient P, and each acceleration in the XYZ 3-axis directions orthogonal to each other. It has a measurable acceleration measuring means and a transmitter capable of wirelessly transmitting the acceleration data observed by the acceleration measuring means.

また、符号2で指示するものは受信装置であり、この受信装置2は、前記加速度センサー1の発信機から送信された加速度データを受信することができるものである。   Also, what is indicated by reference numeral 2 is a receiving device, and this receiving device 2 can receive acceleration data transmitted from the transmitter of the acceleration sensor 1.

更にまた、符号3で指示するものは解析ソフトウェアであり、この解析ソフトウェア3は、前記受信装置2が受信した加速度データに基づいて、患者Pの体位座標データを演算することができるものである。本実施形態では、この解析ソフトウェア3を、マイクロソフト社製の「VisualC++2005」で作成したものを採用する。   Furthermore, what is indicated by reference numeral 3 is analysis software, and the analysis software 3 can calculate the body position coordinate data of the patient P based on the acceleration data received by the receiving device 2. In this embodiment, the analysis software 3 created by “Visual C ++ 2005” manufactured by Microsoft Corporation is used.

更にまた、符号4で指示するものは電子計算機であり、この電子計算機4には、前記解析ソフトウェア3が搭載(インストール)されており、本実施形態では、DELL社製の制御解析用計算機(汎用コンピュータ)を使用する。   Furthermore, what is indicated by reference numeral 4 is an electronic computer. The electronic computer 4 has the analysis software 3 installed (installed). In this embodiment, a computer for control analysis (general-purpose computer) manufactured by DELL is used. Computer).

更にまた、符号5で指示するものは放射線照射装置であり、この放射線照射装置5は、治療のための放射線を出力可能であり、例えば、コバルト照射装置(γ線)、ガンマナイフ(γ線)、リニアック(X線)、ノバリス(X線)、サイバーナイフ(X線)、電子線照射装置などがある。   Furthermore, what is indicated by reference numeral 5 is a radiation irradiation device, and this radiation irradiation device 5 can output radiation for treatment, for example, a cobalt irradiation device (γ ray), a gamma knife (γ ray). , Linac (X-ray), Novalis (X-ray), cyberknife (X-ray), electron beam irradiation device and the like.

しかして、本発明の放射線治療における体動監視システムを使用する手順について、以下に説明する。まず、患者Pにおいて放射線を照射すべき患部の近傍に加速度センサー1を付着する。本実施形態では、図1に示すように、患部が頭部にある場合であって、センサー本体に接着性または粘着性のある部材を設けて患部近傍の皮膚表面に貼り付けることができる。   Therefore, the procedure for using the body motion monitoring system in the radiation therapy of the present invention will be described below. First, the acceleration sensor 1 is attached in the vicinity of the affected part to be irradiated with radiation in the patient P. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the affected part is on the head, and a member having adhesiveness or adhesiveness can be provided on the sensor body and attached to the skin surface near the affected part.

本実施形態の加速度センサー1は、加速度計測手段を有しており、互いに直交するXYZ3軸方向(本実施形態では、直交する水平2方向および鉛直方向)の各加速度を計測可能であるので、このように加速度センサー1自体が3軸方向の加速度をそれぞれ測定することができ、単体で使用するだけで位置を計測することができる。   The acceleration sensor 1 of the present embodiment has acceleration measuring means and can measure accelerations in the XYZ triaxial directions orthogonal to each other (in the present embodiment, the two horizontal directions perpendicular to each other and the vertical direction). As described above, the acceleration sensor 1 itself can measure the accelerations in the three-axis directions, and the position can be measured only by using the acceleration sensor 1 alone.

本実施形態では、当該加速度センサー1のワイヤレス3軸加速度センサーとして、日立金属株式会社製の「H48C」評価キットを使用する。具体的な仕様は以下のとおりである。
パッケージサイズ 4.8mm×4.8mm
パッケージ厚さ 1.5mm
体積 35mm
加速度検出範囲 ±3G
電源電圧 2.2〜3.6V
消費電流 0.6mA (電源電圧3V、25℃時)
検出感度 333±21mV/G (電源電圧3V、25℃時)
オフセット電圧 0±35mV (電源電圧3V、25℃時)
耐衝撃性 5000G (作用時間0.2ms)
落下検出 落下(ゼロG)検出時にフラッグ端子よりパルス信号を出力
鉛フリーはんだ 対応
動作温度範囲 −25℃〜+75℃
In this embodiment, an “H48C” evaluation kit manufactured by Hitachi Metals, Ltd. is used as the wireless triaxial acceleration sensor of the acceleration sensor 1. Specific specifications are as follows.
Package size 4.8mm x 4.8mm
Package thickness 1.5mm
Volume 35mm 3
Acceleration detection range ± 3G
Power supply voltage 2.2-3.6V
Current consumption 0.6mA (Power supply voltage 3V, 25 ℃)
Detection sensitivity 333 ± 21mV / G (Power supply voltage 3V, 25 ℃)
Offset voltage 0 ± 35mV (Power supply voltage 3V, 25 ℃)
Impact resistance 5000G (action time 0.2ms)
Drop detection Outputs pulse signal from flag terminal when drop (zero G) is detected Lead-free soldering Compatible operating temperature range -25 ° C to + 75 ° C

また、本実施形態では、当該加速度センサー1の加速度計測手段としてピエゾ抵抗型のものを採用することができる。ピエゾ抵抗素子には、イオン打ち込み装置などの半導体プロセスによってシリコン単結晶基板に形成され、機械的な外力などで引張や圧縮応力が加わったときに、素子の抵抗値が増減するという特徴があるため、加速度が印加されたときに、ピエゾ抵抗素子に応力が加わるような構造に作製することにより、加速度をピエゾ抵抗素子の抵抗変化として検出可能にする。   In this embodiment, a piezoresistive type can be employed as the acceleration measuring means of the acceleration sensor 1. A piezoresistive element is formed on a silicon single crystal substrate by a semiconductor process such as an ion implantation apparatus, and has a characteristic that the resistance value of the element increases or decreases when tensile or compressive stress is applied by a mechanical external force or the like. By making a structure in which stress is applied to the piezoresistive element when acceleration is applied, the acceleration can be detected as a resistance change of the piezoresistive element.

しかして、最初の患者Pの位置を初期値として、患者Pに付着した加速度センサー1から得た加速度データを送信する。そして、患者Pの患部の位置は、加速度センサー1の加速度計測手段により計測された加速度データを電池駆動の発信機によって無線送信する。この際、発信される電波は、例えば、2.4GHz帯高度化小電力データ通信を行うことができる。   Thus, the acceleration data obtained from the acceleration sensor 1 attached to the patient P is transmitted with the position of the first patient P as an initial value. The position of the affected part of the patient P is wirelessly transmitted by the battery-driven transmitter with the acceleration data measured by the acceleration measuring means of the acceleration sensor 1. At this time, the transmitted radio wave can perform, for example, 2.4 GHz band advanced low power data communication.

このように無線による送信を行うことにより、加速度センサー1と受信機2との間に障害物があったとしても、影響を受けることが極めて少なく、円滑かつ確実なデータ通信を行うことができる。   By performing wireless transmission in this way, even if there is an obstacle between the acceleration sensor 1 and the receiver 2, the transmission is hardly affected, and smooth and reliable data communication can be performed.

そして、初期の位置から患者Pの患部が動いた場合には、加速度センサー1の加速度計測手段により、その動きに対応して、リアルタイムで刻々と計測された加速度データを発信機によって無線送信する。   And when the affected part of the patient P moves from the initial position, the acceleration measurement means of the acceleration sensor 1 wirelessly transmits the acceleration data measured in real time according to the movement by the transmitter.

そして、この加速度センサー1の発信機から送信された加速度データを受信装置2により受信するとともに、この受信装置2が受信した加速度データに基づいて、患者Pの体位座標データ(速度ベクトルと位置データ)を解析ソフトウェア3により演算する。   Then, the acceleration data transmitted from the transmitter of the acceleration sensor 1 is received by the receiving device 2, and based on the acceleration data received by the receiving device 2, the body position coordinate data (velocity vector and position data) of the patient P. Is calculated by the analysis software 3.

この際、受信装置2と、解析ソフトウェア3を搭載した電子計算機4とは、USBケーブル(例えば、2.0/1.1 転送レート115.2Kbps)などを用いて接続することが可能である。   At this time, the receiving device 2 and the computer 4 equipped with the analysis software 3 can be connected using a USB cable (for example, 2.0 / 1.1 transfer rate 115.2 Kbps).

なお、加速度センサー1は、ドリフト補正、姿勢補正および重力加速度補正などを予め行っておくことが好ましく、患部Pの動きに応じた加速度センサー1からの加速度データ(波形データ)を確認する。   The acceleration sensor 1 preferably performs drift correction, posture correction, gravity acceleration correction, and the like in advance, and confirms acceleration data (waveform data) from the acceleration sensor 1 according to the motion of the affected part P.

この際、加速度センサー1自体の検出誤差が累積していく場合があるので、検出誤差補正のために、直前に取得されたデータを最小二乗法によって一次関数化し、速度オフセットとして補正することにより、比較的良好なパターンを得ることができる。   At this time, since the detection error of the acceleration sensor 1 itself may be accumulated, for correction of detection error, the data acquired immediately before is converted into a linear function by the least square method and corrected as a speed offset, A relatively good pattern can be obtained.

このようなシステムを構成することによって、患者Pの患部が動いたとしても、この動きに追従して患者の位置を監視することができる。   By configuring such a system, even if the affected part of the patient P moves, the position of the patient can be monitored following this movement.

本実施形態では、解析ソフトウェア3により演算された患者Pの体位座標データを放射線照射装置5の照射制御手段51に送信して、当該放射線照射装置5により照射される放射線の、照射位置の移動、照射ON/OFF、照射範囲のうちの少なくとも一つを制御することによって、放射線を患部に的確に照射できるようにすることができる。   In the present embodiment, the posture coordinate data of the patient P calculated by the analysis software 3 is transmitted to the irradiation control means 51 of the radiation irradiation apparatus 5, and the irradiation position of the radiation irradiated by the radiation irradiation apparatus 5 is moved. By controlling at least one of irradiation ON / OFF and irradiation range, it is possible to accurately irradiate the affected area with radiation.

また、本実施形態では、図2に示すように、加速度センサー1を胸部に付着させる場合には、呼吸による肺の動きや心拍による心臓の動きなどによる動作が特に大きい部位であるため、加速度センサー1を複数設置することによって、より高精度な計測で監視することができる。   Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, when the acceleration sensor 1 is attached to the chest, the acceleration sensor 1 is a part where the movement due to the lung movement due to breathing or the heart movement due to the heartbeat is particularly large. By installing a plurality of 1s, monitoring can be performed with higher accuracy.

『第2実施形態』
次に、本発明の第2実施形態を図3に基づいて説明する。本実施形態では、患者Pが横たわる寝台6を設け、解析ソフトウェア3により演算された患者Pの体位座標データを寝台6の位置制御手段61(例えば、ターンテーブルに用いるモータ式のボールネジなど)に送信して、当該寝台6の位置を移動できるようにする。
“Second Embodiment”
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the bed 6 on which the patient P lies is provided, and the body position coordinate data calculated by the analysis software 3 is transmitted to the position control means 61 of the bed 6 (for example, a motor-type ball screw used for a turntable). Thus, the position of the bed 6 can be moved.

このように構成することによって、第1実施形態と同様に、患部の動きに追従させることができ、放射線を患部に的確に照射させることができる。   By comprising in this way, it can be made to follow a motion of an affected part similarly to 1st Embodiment, and a radiation can be irradiated to an affected part exactly.

本発明は概ね上記のように構成されるが、図示の実施形態に限定されるものでは決してなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、加速度センサー1は、ピエゾ抵抗型に限らず、静電容量型や熱検知型を採用することができ、本発明の技術的範囲に属する。   The present invention is generally configured as described above. However, the present invention is not limited to the illustrated embodiment, and various modifications can be made within the description of “Claims”. Is not limited to the piezoresistive type, and a capacitance type and a heat detection type can be adopted and belong to the technical scope of the present invention.

本発明の第1実施形態のシステムを表わす概略図である。It is the schematic showing the system of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態のシステムを表わす概略図である。It is the schematic showing the system of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態のシステムを表わす概略図である。It is the schematic showing the system of 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 加速度センサー
2 受信装置
3 解析ソフトウェア
4 電子計算機
5 放射線照射装置
6 寝台
P 患者
A 患部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Acceleration sensor 2 Receiver 3 Analysis software 4 Electronic computer 5 Radiation irradiation device 6 Bed P Patient A Affected part

Claims (5)

放射線治療において、患者Pの体動に追従して体位を計測して監視するシステムであって、
前記患者Pの人体の少なくとも一部に付着されるセンサー部材であって、互いに直交するXYZ3軸方向の各加速度を計測可能な加速度計測手段を有し、かつ、この加速度計測手段により観測した加速度データを無線送信可能な発信機を有する加速度センサー1と;
この加速度センサー1の発信機から送信された加速度データを受信する受信装置2と;
この受信装置2が受信した加速度データに基づいて、患者Pの体位座標データを演算する解析ソフトウェア3と;
この解析ソフトウェア3が搭載された電子計算機4と;
治療のための放射線を出力可能な放射線照射装置5とを具備して構成されていることを特徴とする放射線治療における体動監視システム。
In radiation therapy, a system for measuring and monitoring the posture following the body movement of the patient P,
A sensor member attached to at least a part of the human body of the patient P, having acceleration measurement means capable of measuring each acceleration in the XYZ triaxial directions orthogonal to each other, and acceleration data observed by the acceleration measurement means An acceleration sensor 1 having a transmitter capable of wireless transmission;
A receiving device 2 for receiving acceleration data transmitted from a transmitter of the acceleration sensor 1;
Analysis software 3 for calculating the body position coordinate data of the patient P based on the acceleration data received by the receiving device 2;
An electronic computer 4 in which the analysis software 3 is installed;
A body movement monitoring system in radiation therapy, comprising a radiation irradiation device 5 capable of outputting radiation for treatment.
解析ソフトウェア3により演算された患者Pの体位座標データを放射線照射装置5の照射制御手段51に送信して、当該放射線照射装置5により照射される放射線の、照射位置の移動、照射ON/OFF、照射範囲のうちの少なくとも一つを制御することによって、放射線を患部に的確に照射できるようにしたことを特徴とする請求項1記載の放射線治療における体動監視システム。   The posture coordinate data of the patient P calculated by the analysis software 3 is transmitted to the irradiation control means 51 of the radiation irradiating device 5, and the irradiation position of the radiation irradiated by the radiation irradiating device 5 is moved, irradiation ON / OFF, 2. The body movement monitoring system in radiation therapy according to claim 1, wherein the affected area can be accurately irradiated by controlling at least one of the irradiation ranges. 加速度センサー1の加速度計測手段がピエゾ抵抗型であることを特徴とする請求項1または2記載の放射線治療における体動監視システム。   3. The body motion monitoring system in radiation therapy according to claim 1, wherein the acceleration measuring means of the acceleration sensor is of a piezoresistive type. 加速度センサー1が患者Pの皮膚表面に付着可能であることを特徴とする請求項1〜3の何れか一つに記載の放射線治療における体動監視システム。   The body motion monitoring system in radiation therapy according to any one of claims 1 to 3, wherein the acceleration sensor 1 can be attached to the skin surface of the patient P. 患者Pが横たわる寝台6が設けられており、解析ソフトウェア3により演算された患者Pの体位座標データを寝台6の位置制御手段61に送信して、当該寝台6の位置を移動できるようにしたことを特徴とする請求項1〜4の何れか一つに記載の放射線治療における体動監視システム。   The bed 6 on which the patient P lies is provided, and the position coordinate data of the patient P calculated by the analysis software 3 is transmitted to the position control means 61 of the bed 6 so that the position of the bed 6 can be moved. The body movement monitoring system in the radiation therapy according to any one of claims 1 to 4.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101347413B1 (en) 2010-12-07 2014-01-03 울산대학교 산학협력단 System and method for monitering patient chest compression depth during cardiopulmonary resuscitation
JP2024123169A (en) * 2018-06-15 2024-09-10 大塚製薬株式会社 Low-power receiver for in vivo channel sensing and ingestible sensor detection at fluctuating frequencies

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06154348A (en) * 1992-11-20 1994-06-03 Hitachi Ltd Movement detector of radiation treatment system
JPH08276024A (en) * 1995-04-07 1996-10-22 Mitsubishi Electric Corp Timing control device for particle accelerator and timing control method thereof
JP2003093566A (en) * 2001-09-26 2003-04-02 Microstone Corp Method for discriminating movement and movement sensing module
JP2005095640A (en) * 2004-10-28 2005-04-14 Hitachi Ltd Radiation irradiation method and radiation irradiation apparatus
JP2005230511A (en) * 2004-01-19 2005-09-02 Matsushita Electric Works Ltd Sleep apnea syndrome preventing apparatus
JP2006177749A (en) * 2004-12-22 2006-07-06 Ritsumeikan Method and apparatus for calculating movement trajectory of periodic moving body
JP2006230789A (en) * 2005-02-25 2006-09-07 Medical Electronic Science Inst Co Ltd Sleep state detection system and sleep state detection device
JP2007151948A (en) * 2005-12-07 2007-06-21 Kansai Electric Power Co Inc:The Fall determination method and apparatus
JP2007292514A (en) * 2006-04-21 2007-11-08 Matsushita Electric Works Ltd Data processing method for acceleration sensor, respiratory movement detecting method, and respiratory movement detector

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06154348A (en) * 1992-11-20 1994-06-03 Hitachi Ltd Movement detector of radiation treatment system
JPH08276024A (en) * 1995-04-07 1996-10-22 Mitsubishi Electric Corp Timing control device for particle accelerator and timing control method thereof
JP2003093566A (en) * 2001-09-26 2003-04-02 Microstone Corp Method for discriminating movement and movement sensing module
JP2005230511A (en) * 2004-01-19 2005-09-02 Matsushita Electric Works Ltd Sleep apnea syndrome preventing apparatus
JP2005095640A (en) * 2004-10-28 2005-04-14 Hitachi Ltd Radiation irradiation method and radiation irradiation apparatus
JP2006177749A (en) * 2004-12-22 2006-07-06 Ritsumeikan Method and apparatus for calculating movement trajectory of periodic moving body
JP2006230789A (en) * 2005-02-25 2006-09-07 Medical Electronic Science Inst Co Ltd Sleep state detection system and sleep state detection device
JP2007151948A (en) * 2005-12-07 2007-06-21 Kansai Electric Power Co Inc:The Fall determination method and apparatus
JP2007292514A (en) * 2006-04-21 2007-11-08 Matsushita Electric Works Ltd Data processing method for acceleration sensor, respiratory movement detecting method, and respiratory movement detector

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101347413B1 (en) 2010-12-07 2014-01-03 울산대학교 산학협력단 System and method for monitering patient chest compression depth during cardiopulmonary resuscitation
JP2024123169A (en) * 2018-06-15 2024-09-10 大塚製薬株式会社 Low-power receiver for in vivo channel sensing and ingestible sensor detection at fluctuating frequencies
JP7701521B2 (en) 2018-06-15 2025-07-01 大塚製薬株式会社 Low-power receiver for in vivo channel sensing and ingestible sensor detection at fluctuating frequencies

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