JP2003536107A - 心臓ファントム - Google Patents
心臓ファントムInfo
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Abstract
(57)【要約】
動態心室を模擬するための心臓ファントムが提供される。このファントムは、二つの同軸状に配置された流体密で撓み性の、それらの壁の間に密閉されたスペースを定義する薄膜からなる。心臓の収縮及び拡張を模倣する際に両薄膜を膨張及び収縮させるため、流体の容積を前記内側薄膜に往復運搬するためのポンプが動作可能なように内側薄膜に連結されている。前記薄膜の壁の間に定義された密閉スペース内に媒体が配置され、膨張及び収縮の間、前記薄膜の壁の間の距離を均一に保つ。このファントムは、医療用撮像システムの評価のために提供される。ファントムを制御するための方法、コンピュータシステム、及びコンピュータ可読媒体もまた提供される。
Description
【０００１】
（背景）
本発明は、一般的には医療用撮像ファントムに関し、特に診断目的の医療撮像
において用いる心臓ファントムに関する。
において用いる心臓ファントムに関する。
【０００２】
多くの異なった核撮像装置が、患者の食物や状態を診断するために考案されて
きた。そのような装置を使用する分野は、核医学の分野として知られている。核
撮像装置は、診査手術を行わずに患者の体の軟部組織器官内の状態の画像を形成
することができる点において有益である。
きた。そのような装置を使用する分野は、核医学の分野として知られている。核
撮像装置は、診査手術を行わずに患者の体の軟部組織器官内の状態の画像を形成
することができる点において有益である。
【０００３】
核医学の定法では、低レベルのトレーサ・ラジオアイソトープが患者に投与さ
れる。トレーサ・ラジオアイソトープは、患者の血流中を運ばれて、心臓、肝臓
、腎臓、脳等の内臓に達する。トレーサ・ラジオアイソトープはガンマ線を放出
し、その一部が患者の体を通って核撮像装置によって検出可能となり、例えば臓
器内の血流や代謝機能を映す。
れる。トレーサ・ラジオアイソトープは、患者の血流中を運ばれて、心臓、肝臓
、腎臓、脳等の内臓に達する。トレーサ・ラジオアイソトープはガンマ線を放出
し、その一部が患者の体を通って核撮像装置によって検出可能となり、例えば臓
器内の血流や代謝機能を映す。
【０００４】
核撮像装置の精度を校正及び調査するためには、この分野においてファントム
として知られるテスト構造が利用される。他の従来の核撮像ファントムは、人体
の形状やガンマ線減衰特性を模擬した構造内に放射能源を入れた形式で製造され
ている。そのような従来のテストファントムは、「温」点として撮像される高濃
度の放射能源、または、形成された画像において「冷」点を示す均質放射能源内
の小さな非放射性構造を用いることができる。核撮像装置は、ファントムの画像
を形成するために使用される。形成された画像を検査することによって、該画像
が実際のファントム構造と一致している度合、及び画像内においてムラが存在す
る度合が確認される。
として知られるテスト構造が利用される。他の従来の核撮像ファントムは、人体
の形状やガンマ線減衰特性を模擬した構造内に放射能源を入れた形式で製造され
ている。そのような従来のテストファントムは、「温」点として撮像される高濃
度の放射能源、または、形成された画像において「冷」点を示す均質放射能源内
の小さな非放射性構造を用いることができる。核撮像装置は、ファントムの画像
を形成するために使用される。形成された画像を検査することによって、該画像
が実際のファントム構造と一致している度合、及び画像内においてムラが存在す
る度合が確認される。
【０００５】
核撮像は、心臓の機能及び疾患の評価において使用される一般的な非侵襲性の
手法である。左心室駆出分画率及び量の測定は、心臓の働きの客観的な特徴付け
の中心である。それは、様々な心臓病の患者における予後及び治療の指標として
広く使用されている。左心室駆出分画率及び量の測定の重要性は、十分に認識さ
れている。そのため、心臓動態ファントムを用いて核撮像装置によって行われる
駆出分画率の測定及び量の概算における精度は重要である。
手法である。左心室駆出分画率及び量の測定は、心臓の働きの客観的な特徴付け
の中心である。それは、様々な心臓病の患者における予後及び治療の指標として
広く使用されている。左心室駆出分画率及び量の測定の重要性は、十分に認識さ
れている。そのため、心臓動態ファントムを用いて核撮像装置によって行われる
駆出分画率の測定及び量の概算における精度は重要である。
【０００６】
従来の様々な種類の心臓ファントムは、核及び他の医療用撮像装置による測定
を研究・認証するために広範囲に渡って使用されている。左心室のモデル及び型
は、撮像法を認証するための主要な参照基準としての役目を果たす。しかしなが
ら、心臓ファントムは静止状態であるか、あるいは解剖学上形状が実際的でない
ため、適用が制限される。特に、従来の心臓ファントムは、拍動する心臓の模擬
においてとりわけ不適切であった。さらに、多くの問題が左心室の収縮性の正確
な測定を困難にしている。拍動する心臓の左心室を模擬するための実際的で伸張
可能な左心室のファントムが、様々な模擬された臨床条件下で左心室駆出分画率
及び量の測定に使用されることが求められる。
を研究・認証するために広範囲に渡って使用されている。左心室のモデル及び型
は、撮像法を認証するための主要な参照基準としての役目を果たす。しかしなが
ら、心臓ファントムは静止状態であるか、あるいは解剖学上形状が実際的でない
ため、適用が制限される。特に、従来の心臓ファントムは、拍動する心臓の模擬
においてとりわけ不適切であった。さらに、多くの問題が左心室の収縮性の正確
な測定を困難にしている。拍動する心臓の左心室を模擬するための実際的で伸張
可能な左心室のファントムが、様々な模擬された臨床条件下で左心室駆出分画率
及び量の測定に使用されることが求められる。
【０００７】
前述した理由により、新たな、より実際的な心臓ファントムが求められる。具
体的に言うと、新しいファントムは、リアルタイムの核撮像を可能にする拍動す
るファントムであるべきである。特に、新しいファントムは、心臓の作用のあら
ゆる局面に渡って、左心室部位の医療撮像及び測定を可能とすべきである。
体的に言うと、新しいファントムは、リアルタイムの核撮像を可能にする拍動す
るファントムであるべきである。特に、新しいファントムは、心臓の作用のあら
ゆる局面に渡って、左心室部位の医療撮像及び測定を可能とすべきである。
【０００８】
（要旨）
本発明によれば、動態心室を模擬する装置が提供される。この装置は、二つの
同軸状に配置された流体密で撓み性の薄膜であって、その壁の間に密閉されたス
ペースが定義された薄膜を備えている。心臓の収縮及び拡張を模倣する際に両薄
膜を膨張及び収縮させるよう流体の容積を前記内側薄膜に往復運搬するために、
ポンプが内側薄膜に動作可能なように連結される。膨張及び収縮の際に前記薄膜
の壁の間の距離を均一に保つために、前記薄膜の壁の間に定義された密閉された
スペース内に媒体が配置される。
同軸状に配置された流体密で撓み性の薄膜であって、その壁の間に密閉されたス
ペースが定義された薄膜を備えている。心臓の収縮及び拡張を模倣する際に両薄
膜を膨張及び収縮させるよう流体の容積を前記内側薄膜に往復運搬するために、
ポンプが内側薄膜に動作可能なように連結される。膨張及び収縮の際に前記薄膜
の壁の間の距離を均一に保つために、前記薄膜の壁の間に定義された密閉された
スペース内に媒体が配置される。
【０００９】
また、本発明によると、医療用撮像システムの評価のためのファントムが提供
される。このファントムは、密閉された流体の容器と、前記容器内に配置された
模擬動態心室を備えている。前記模擬心室は、二つの同軸状に配置された流体密
で弾性があり、それらの壁の間に密閉されたスペースを定義する薄膜と、前記薄
膜の壁の間に定義された密閉スペース内に配置され、膨張及び収縮の際に前記薄
膜の壁の間の距離を均一に保つ媒体とを含む。前記流体の容器と内側薄膜の間に
設けられたポンプを含む流体送達システムが、心臓の収縮及び拡張を模倣する際
に両薄膜を膨張及び収縮させるため、前記容器と内側薄膜の間で流体の容積を往
復させる。
される。このファントムは、密閉された流体の容器と、前記容器内に配置された
模擬動態心室を備えている。前記模擬心室は、二つの同軸状に配置された流体密
で弾性があり、それらの壁の間に密閉されたスペースを定義する薄膜と、前記薄
膜の壁の間に定義された密閉スペース内に配置され、膨張及び収縮の際に前記薄
膜の壁の間の距離を均一に保つ媒体とを含む。前記流体の容器と内側薄膜の間に
設けられたポンプを含む流体送達システムが、心臓の収縮及び拡張を模倣する際
に両薄膜を膨張及び収縮させるため、前記容器と内側薄膜の間で流体の容積を往
復させる。
【００１０】
さらに本発明によれば、心室を模擬することのできる装置を制御する方法が提
供される。この方法は、心室容積対時間曲線に対するデータポイントを決定する
ステップと、ポンプモータの位置をサンプリングするステップと、前記容積対時
間曲線に対応するポンプモータ位置と、少なくとも一つの次のポンプモータ位置
を決定するステップと、心室を模擬するために、前記次の位置に到達するための
速度及び加速度を算出するステップと、算出された速度及び加速度に基づいて、
前記ポンプモータを前記次の位置に移動させるステップとからなる。
供される。この方法は、心室容積対時間曲線に対するデータポイントを決定する
ステップと、ポンプモータの位置をサンプリングするステップと、前記容積対時
間曲線に対応するポンプモータ位置と、少なくとも一つの次のポンプモータ位置
を決定するステップと、心室を模擬するために、前記次の位置に到達するための
速度及び加速度を算出するステップと、算出された速度及び加速度に基づいて、
前記ポンプモータを前記次の位置に移動させるステップとからなる。
【００１１】
本発明によれば、心室を模擬することのできる装置を制御するコンピュータシ
ステムも提供される。このコンピュータシステムは、心室容積対時間曲線に対す
るデータポイントを決定する手段と、ポンプモータの位置をサンプリングする手
段と、前記容積対時間曲線に対応するポンプモータ位置と、少なくとも一つの次
のポンプモータ位置を決定する手段と、心室を模擬するために、前記次の位置に
到達するための速度及び加速度を算出する手段と、算出された速度及び加速度に
基づいて前記ポンプモータを前記次の位置に移動させる手段とからなる。
ステムも提供される。このコンピュータシステムは、心室容積対時間曲線に対す
るデータポイントを決定する手段と、ポンプモータの位置をサンプリングする手
段と、前記容積対時間曲線に対応するポンプモータ位置と、少なくとも一つの次
のポンプモータ位置を決定する手段と、心室を模擬するために、前記次の位置に
到達するための速度及び加速度を算出する手段と、算出された速度及び加速度に
基づいて前記ポンプモータを前記次の位置に移動させる手段とからなる。
【００１２】
さらに本発明によれば、コンピュータ可読媒体が提供される。この媒体のコン
テンツは、心室容積対時間曲線に対するデータポイントを決定するステップと、
ポンプモータの位置をサンプリングするステップと、前記容積対時間曲線に対応
するポンプモータ位置と、少なくとも一つの次のポンプモータ位置を決定するス
テップと、心室を模擬するため、前記次の位置に到達するための速度及び加速度
を算出するステップと、算出された速度及び加速度に基づいて前記ポンプモータ
を前記次の位置に移動させるステップとを実行することにより、心室を模擬する
ことのできる装置をコンピュータシステムに制御させる。
テンツは、心室容積対時間曲線に対するデータポイントを決定するステップと、
ポンプモータの位置をサンプリングするステップと、前記容積対時間曲線に対応
するポンプモータ位置と、少なくとも一つの次のポンプモータ位置を決定するス
テップと、心室を模擬するため、前記次の位置に到達するための速度及び加速度
を算出するステップと、算出された速度及び加速度に基づいて前記ポンプモータ
を前記次の位置に移動させるステップとを実行することにより、心室を模擬する
ことのできる装置をコンピュータシステムに制御させる。
【００１３】
（説明）
本発明のより完全な理解のために、添付の図面に示され以下に説明される実施
の形態を参照すべきである。 ここで便宜のためにのみ使用される幾つかの用語は、本発明の限定として取ら
れるべきではない。例えば、「上部」、「下部」、「左」、「右」、「水平」、
「垂直」、「上方」、「下方」等の語は、単に図面に示す構造を説明するに過ぎ
ない。実際、構成要素はいかなる方向に向けても良い。従って、特に指定されな
い限り、前記用語はそのような変形を包含するものとして理解されるべきである
。
の形態を参照すべきである。 ここで便宜のためにのみ使用される幾つかの用語は、本発明の限定として取ら
れるべきではない。例えば、「上部」、「下部」、「左」、「右」、「水平」、
「垂直」、「上方」、「下方」等の語は、単に図面に示す構造を説明するに過ぎ
ない。実際、構成要素はいかなる方向に向けても良い。従って、特に指定されな
い限り、前記用語はそのような変形を包含するものとして理解されるべきである
。
【００１４】
幾つかの図を通して同じ参照番号が対応するまたは同様の要素を示している図
面をここで参照すると、図１及び図２は、全体を１０で示す、本発明にかかる心
臓ファントムとして用いる装置を示している。心臓ファントム１０は、左心室ア
センブリ１４を収容する胸部１２と、支持構造１８に搭載された流体送達システ
ム１６を備えている。支持構造１８は、２枚のほぼ水平な板２０と、前記胸部１
２の上面から上方に伸びる複数の垂直支持部材２２を備えている。
面をここで参照すると、図１及び図２は、全体を１０で示す、本発明にかかる心
臓ファントムとして用いる装置を示している。心臓ファントム１０は、左心室ア
センブリ１４を収容する胸部１２と、支持構造１８に搭載された流体送達システ
ム１６を備えている。支持構造１８は、２枚のほぼ水平な板２０と、前記胸部１
２の上面から上方に伸びる複数の垂直支持部材２２を備えている。
【００１５】
胸部１２は、流体密楕円形シリンダを備えている。本発明のある実施の形態で
は、胸部１２は、アクリルタンク２２と、上板２４と、底板２６とを含む胸部フ
ァントムである。上板２４と底板２６は、ねじ切りした固締具２８を使用して前
記タンク２２に固定されている。上板２４用の固締具２８のみを図２に示す。Ｏ
リング３０が前記板２４、２６とタンク２２の間に配置され、タンク２２と板２
４、２６の縁部間の界面を密封して流体漏洩を防ぐ。胸部ファントムは、胸部内
の低密度でかつ複雑な組織分布を説明するようなされている。従って、例えば人
間の胴体内の肺３２及び肝臓３４を表す形は、タンク２２の壁と一体または該壁
に取り付けられており、該タンク内に広がっている。前記二つの肺インサート３
２は、ぎっしりと詰められた発フォームスチロールのビーズを含んでも良く、肺
組織の密度を模擬するために水で満たされている。脊柱３６、胸骨（図示せず）
、背筋（図示せず）等を模擬して、他の擬似解剖的特徴を胸部ファントムに組み
込んでも良い。本発明において使用する適切な胸部ファントムは、Ａｎｔｈｒｏ
ｐｏｍｏｒｐｈｉｃ Ｔｏｒｓｏ Ｐｈａｎｔｏｍ、モデルＥＣＴ／ＴＯＲ／Ｐ
という名称で、ノースキャロライナ州ヒルズバラのデータ・スペクトラム・コー
ポレーションから入手可能である。
は、胸部１２は、アクリルタンク２２と、上板２４と、底板２６とを含む胸部フ
ァントムである。上板２４と底板２６は、ねじ切りした固締具２８を使用して前
記タンク２２に固定されている。上板２４用の固締具２８のみを図２に示す。Ｏ
リング３０が前記板２４、２６とタンク２２の間に配置され、タンク２２と板２
４、２６の縁部間の界面を密封して流体漏洩を防ぐ。胸部ファントムは、胸部内
の低密度でかつ複雑な組織分布を説明するようなされている。従って、例えば人
間の胴体内の肺３２及び肝臓３４を表す形は、タンク２２の壁と一体または該壁
に取り付けられており、該タンク内に広がっている。前記二つの肺インサート３
２は、ぎっしりと詰められた発フォームスチロールのビーズを含んでも良く、肺
組織の密度を模擬するために水で満たされている。脊柱３６、胸骨（図示せず）
、背筋（図示せず）等を模擬して、他の擬似解剖的特徴を胸部ファントムに組み
込んでも良い。本発明において使用する適切な胸部ファントムは、Ａｎｔｈｒｏ
ｐｏｍｏｒｐｈｉｃ Ｔｏｒｓｏ Ｐｈａｎｔｏｍ、モデルＥＣＴ／ＴＯＲ／Ｐ
という名称で、ノースキャロライナ州ヒルズバラのデータ・スペクトラム・コー
ポレーションから入手可能である。
【００１６】
図１及び図２において部分的に見てとれる左心室アセンブリ１４を、図３及び
図４において詳細に示す。左心室アセンブリ１４は、流体送達チューブ３８と、
内部管状キャップ部材４０と、外部管状キャップ部材４２とを備える。流体送達
チューブ３８は、上部４４と下部４６を有する。流体送達チューブ３８の上部４
４は、胸部１４の上板２４の開口を通り垂直に伸びている。図３に見られるよう
に、上板２４の開口は、締まり嵌めフランジ４８とＯリング５０を使用して密閉
されている。フランジ４８の下面は、Ｏリング５０を受ける環状溝５２を有する
。フランジ４８は、ねじ切りした固締具２８を使用して上板２４の上面に対して
固定されている。固締具２８を締めると、Ｏ型リング５０は界面を密封するよう
に上板２４と流体送達チューブ３８の外側面に押圧される。本発明の胸部１２及
び流体送達システム１６における全ての連結部は、このフランジ４８およびＯ型
リング５０構造を使用して密閉しても良いことが理解される。流体送達チューブ
３８の下部４６は、上部４４に対して約１５ないし３０度の角度を形成し、図１
及び図２に見られるように左心室ファントム１４が流体送達チューブの下部４６
の端部から自由に吊るされている時の、胸腔内の心臓の方向を近似する。
図４において詳細に示す。左心室アセンブリ１４は、流体送達チューブ３８と、
内部管状キャップ部材４０と、外部管状キャップ部材４２とを備える。流体送達
チューブ３８は、上部４４と下部４６を有する。流体送達チューブ３８の上部４
４は、胸部１４の上板２４の開口を通り垂直に伸びている。図３に見られるよう
に、上板２４の開口は、締まり嵌めフランジ４８とＯリング５０を使用して密閉
されている。フランジ４８の下面は、Ｏリング５０を受ける環状溝５２を有する
。フランジ４８は、ねじ切りした固締具２８を使用して上板２４の上面に対して
固定されている。固締具２８を締めると、Ｏ型リング５０は界面を密封するよう
に上板２４と流体送達チューブ３８の外側面に押圧される。本発明の胸部１２及
び流体送達システム１６における全ての連結部は、このフランジ４８およびＯ型
リング５０構造を使用して密閉しても良いことが理解される。流体送達チューブ
３８の下部４６は、上部４４に対して約１５ないし３０度の角度を形成し、図１
及び図２に見られるように左心室ファントム１４が流体送達チューブの下部４６
の端部から自由に吊るされている時の、胸腔内の心臓の方向を近似する。
【００１７】
図４に最もよく見られるように、管状キャップ部材４０、４２は楕円形である
。管状キャップ部材４０、４２は撓み性、弾力性のある材料から形成され、心筋
のように伸縮することを可能にする。ある実施の形態では、キャップ部材はラテ
ックス風船である。ラテックス風船は、５０パーツのテトラヒドロ硝酸カルシウ
ムを５０パーツの試薬アルコールに溶解して、溶液を調合することで形成される
。湿潤剤（０．１〜０．２５ｐｐｈｒ）と酸化防止剤（１．０〜３．０ｐｐｈｒ
）を加硫天然ゴムラテックスに加えることで、ラテックス浸漬槽も準備される。
界面活性剤の水系分散液は、ラウリル硫酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、ノ
ーウォークのアール・ティー・バンダービルト社から入手可能なＤａｒｖａｎ
ＷＡＱ、ジョージア州ドールトンのティアルコ・ケミカル・カンパニーから入手
可能なＣＴ及びＯｃｔｏｗｅｔ ７０Ｄ等の湿潤剤として許容できる。変色しな
い、ヒンダードフェノール系酸化防止剤の満足の行く水系分散液は、ティアルコ
・ケミカル・カンパニーから入手可能なＯｃｔｏｌｉｔｅ ６４０、オハイオ州
アクロンのアクロン・ディスパージョンズから入手可能なＢｏｓｔｅｘ ２４、
オハイオ州アクロンのアクロケム・コーポレーションから入手可能なＡｋｒｏｓ
ｐｅｒｓｅ Ｗ−１９１１９、及びアール・ティー・バンダービルト社から入手
可能なＡｇｅｒｉｔｅ Ｓｕｐｅｒｌｉｔｅを含む。前記ラテックスは、アリゾ
ナ州トゥーソンのガスリー・ラテックス・インコーポレイティッドからのＧｕｔ
ｈｒｉｅ ＰＶＭＭ、オハイオ州タルメッジのケミオニクス・コーポレーション
からのＣｈｅｍｉｏｎｉｃｓ−９６０ＣＸ９９４９、マサチューセッツ州フォー
ルリバーのへベアテックス・コーポレーションからのＨｅｖｅａｔｅｘ ＨＡ−
１４３８／Ｄ７１０等の、中モジュラス加硫前天然ゴム格子である。好ましい構
成要素は、Ｄａｒｖａｎ ＷＡＱ、Ａｇｅｒｉｔｅ Ｓｕｐｅｒｌｉｔｅ、及び
Ｇｕｔｈｒｉｅ ＰＶＭＭである。全固形分が５５％になるまで、蒸留水がラテ
ックス浸漬溶槽に加えられる。複合ラテックスは、室温にて４８時間養生され、
そしてステンレス・スティールの８０メッシュこし器で濾過される。
。管状キャップ部材４０、４２は撓み性、弾力性のある材料から形成され、心筋
のように伸縮することを可能にする。ある実施の形態では、キャップ部材はラテ
ックス風船である。ラテックス風船は、５０パーツのテトラヒドロ硝酸カルシウ
ムを５０パーツの試薬アルコールに溶解して、溶液を調合することで形成される
。湿潤剤（０．１〜０．２５ｐｐｈｒ）と酸化防止剤（１．０〜３．０ｐｐｈｒ
）を加硫天然ゴムラテックスに加えることで、ラテックス浸漬槽も準備される。
界面活性剤の水系分散液は、ラウリル硫酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、ノ
ーウォークのアール・ティー・バンダービルト社から入手可能なＤａｒｖａｎ
ＷＡＱ、ジョージア州ドールトンのティアルコ・ケミカル・カンパニーから入手
可能なＣＴ及びＯｃｔｏｗｅｔ ７０Ｄ等の湿潤剤として許容できる。変色しな
い、ヒンダードフェノール系酸化防止剤の満足の行く水系分散液は、ティアルコ
・ケミカル・カンパニーから入手可能なＯｃｔｏｌｉｔｅ ６４０、オハイオ州
アクロンのアクロン・ディスパージョンズから入手可能なＢｏｓｔｅｘ ２４、
オハイオ州アクロンのアクロケム・コーポレーションから入手可能なＡｋｒｏｓ
ｐｅｒｓｅ Ｗ−１９１１９、及びアール・ティー・バンダービルト社から入手
可能なＡｇｅｒｉｔｅ Ｓｕｐｅｒｌｉｔｅを含む。前記ラテックスは、アリゾ
ナ州トゥーソンのガスリー・ラテックス・インコーポレイティッドからのＧｕｔ
ｈｒｉｅ ＰＶＭＭ、オハイオ州タルメッジのケミオニクス・コーポレーション
からのＣｈｅｍｉｏｎｉｃｓ−９６０ＣＸ９９４９、マサチューセッツ州フォー
ルリバーのへベアテックス・コーポレーションからのＨｅｖｅａｔｅｘ ＨＡ−
１４３８／Ｄ７１０等の、中モジュラス加硫前天然ゴム格子である。好ましい構
成要素は、Ｄａｒｖａｎ ＷＡＱ、Ａｇｅｒｉｔｅ Ｓｕｐｅｒｌｉｔｅ、及び
Ｇｕｔｈｒｉｅ ＰＶＭＭである。全固形分が５５％になるまで、蒸留水がラテ
ックス浸漬溶槽に加えられる。複合ラテックスは、室温にて４８時間養生され、
そしてステンレス・スティールの８０メッシュこし器で濾過される。
【００１８】
心室の形をしたアルミニウム模型を、約７０℃の空気中で３０分間加熱し、調
合された溶液に約１０秒未満の間浸し、コアセルベートの均一なゲルでコーティ
ングしたまま空気中で１５分間室温で乾燥させる。模型は溶剤の蒸発を促進する
よう加熱される。コーティングされた模型は、ラテックス浸漬槽の中に浸され、
約５分〜１０分そこにとどまる。前記模型は毎秒１〜２ｍｍの速度でラテックス
から引き出される。その結果得られた不透明なゴム製ゲルを、最高約３０分間、
約２１〜２３℃の空気中で乾燥させる。非ゴム成分を除去するために、前記模型
を２〜３時間、約４０℃から５０℃の蒸留水中に浸し、そしてゴムのキャップ材
料が透明になるまで数時間、５０℃の空気中で乾燥させる。そしてキャップ材料
を、湿潤状態で模型から剥がし、残留親水性材料をさらに除去するために最高２
４時間まで約３０℃の蒸留水中に浸し、そして透明性が回復されるまで数時間、
５０℃の空気中で乾燥させる。最後に、前記キャップ部材を、２１〜２３℃の水
溶性塩素溶液（０．４ｇＣｌ-／Ｌ水）中に最高約３０分間浸すことで表面処理
する。キャップ部材は、任意で、２１〜２３℃のＫＯＨ／水溶液（ｐＨ＝８．５
）中で５分間中和させても良い。いずれの場合においても、前記キャップ部材を
、２１〜２３℃の水中で約１０分間すすぎ、そして約５０℃から７０℃の空気中
で最高約３０分間乾燥させる。その結果得られたキャップ部材は透明な琥珀色で
、光沢があり、不粘着性である。
合された溶液に約１０秒未満の間浸し、コアセルベートの均一なゲルでコーティ
ングしたまま空気中で１５分間室温で乾燥させる。模型は溶剤の蒸発を促進する
よう加熱される。コーティングされた模型は、ラテックス浸漬槽の中に浸され、
約５分〜１０分そこにとどまる。前記模型は毎秒１〜２ｍｍの速度でラテックス
から引き出される。その結果得られた不透明なゴム製ゲルを、最高約３０分間、
約２１〜２３℃の空気中で乾燥させる。非ゴム成分を除去するために、前記模型
を２〜３時間、約４０℃から５０℃の蒸留水中に浸し、そしてゴムのキャップ材
料が透明になるまで数時間、５０℃の空気中で乾燥させる。そしてキャップ材料
を、湿潤状態で模型から剥がし、残留親水性材料をさらに除去するために最高２
４時間まで約３０℃の蒸留水中に浸し、そして透明性が回復されるまで数時間、
５０℃の空気中で乾燥させる。最後に、前記キャップ部材を、２１〜２３℃の水
溶性塩素溶液（０．４ｇＣｌ-／Ｌ水）中に最高約３０分間浸すことで表面処理
する。キャップ部材は、任意で、２１〜２３℃のＫＯＨ／水溶液（ｐＨ＝８．５
）中で５分間中和させても良い。いずれの場合においても、前記キャップ部材を
、２１〜２３℃の水中で約１０分間すすぎ、そして約５０℃から７０℃の空気中
で最高約３０分間乾燥させる。その結果得られたキャップ部材は透明な琥珀色で
、光沢があり、不粘着性である。
【００１９】
図３及び図４を参照すると、流体送達チューブ３８の下方端部４６の遠位端は
、内側キャップ部材４０の開放端を受けるための小径を有している。ゴム製カラ
ー５４は、前記チューブ４６とキャップ４０の端部にぴたりと当て嵌まる。そし
て外側キャップ部材４２がカラー５４上に滑り込む。カラー５４は、外側キャッ
プ部材４２に嵌まって該外側キャップ部材を前記カラー５４に対して封着するの
に役立つＯリング５８を受けるための円周溝５６を有する。最後に、クランプ６
０が、流体密封を提供する構造全体の周囲に固定される。
、内側キャップ部材４０の開放端を受けるための小径を有している。ゴム製カラ
ー５４は、前記チューブ４６とキャップ４０の端部にぴたりと当て嵌まる。そし
て外側キャップ部材４２がカラー５４上に滑り込む。カラー５４は、外側キャッ
プ部材４２に嵌まって該外側キャップ部材を前記カラー５４に対して封着するの
に役立つＯリング５８を受けるための円周溝５６を有する。最後に、クランプ６
０が、流体密封を提供する構造全体の周囲に固定される。
【００２０】
全体を１４ａで表す、左心室アセンブリの他の実施の形態を図５に示す。この
実施の形態において、内側キャップ部材４０ａと外側キャップ部材４２ａは端部
が開口している。前記キャップ部材４０ａ、４２ａは、閉鎖した端部を除去する
ステップを加えて、上述したのと同様にラテックスから形成しても良い。キャッ
プ部材４０ａ、４２ａの上端は、先の実施の形態で説明したのと同様に、流体送
達チューブ３８の下部４６の端に固定される。前記内側キャップ部材４０ａの下
部自由端は、頭付きプラグ６２の小径端にぴたりと嵌まる。前記キャップ部材４
０ａ、４２ａの下部自由端における構造の残部は上端と同じで、ゴム製カラー５
４、Ｏリング５８、及びクランプ６０を含んでいる。この実施の形態では、リン
グ６４と少なくとも一つの長手方向ガイド部材６６とからなる長手方向ガイドア
センブリも備える。前記リング６４は、前記流体送達チューブ３８の下部４６に
小径端に近接して固定されている。ある実施の形態では、前記ガイド部材６６は
、一端において前記リング６４に固定され、該リングから少なくとも前記プラグ
６２の頭部まで長手方向に伸びている弓形の板である。ガイド部材６６は、任意
で前記プラグ６２の頭部に固定されてもよい。この構造により、前記キャップ部
材４０ａ、４２ａの動作を支持し、誘導する。
実施の形態において、内側キャップ部材４０ａと外側キャップ部材４２ａは端部
が開口している。前記キャップ部材４０ａ、４２ａは、閉鎖した端部を除去する
ステップを加えて、上述したのと同様にラテックスから形成しても良い。キャッ
プ部材４０ａ、４２ａの上端は、先の実施の形態で説明したのと同様に、流体送
達チューブ３８の下部４６の端に固定される。前記内側キャップ部材４０ａの下
部自由端は、頭付きプラグ６２の小径端にぴたりと嵌まる。前記キャップ部材４
０ａ、４２ａの下部自由端における構造の残部は上端と同じで、ゴム製カラー５
４、Ｏリング５８、及びクランプ６０を含んでいる。この実施の形態では、リン
グ６４と少なくとも一つの長手方向ガイド部材６６とからなる長手方向ガイドア
センブリも備える。前記リング６４は、前記流体送達チューブ３８の下部４６に
小径端に近接して固定されている。ある実施の形態では、前記ガイド部材６６は
、一端において前記リング６４に固定され、該リングから少なくとも前記プラグ
６２の頭部まで長手方向に伸びている弓形の板である。ガイド部材６６は、任意
で前記プラグ６２の頭部に固定されてもよい。この構造により、前記キャップ部
材４０ａ、４２ａの動作を支持し、誘導する。
【００２１】
全体を１４ｂで表す、左心室アセンブリのさらに他の実施の形態を図６に示す
。この実施の形態において、内側キャップ部材４０ａと外側キャップ部材４２ａ
は端部が開口している。前記キャップ部材４０ａ、４２ａの上端は、前の二つの
実施の形態で説明したのと同様に、流体送達チューブ３８の下部４６の端部に固
定されている。前記内側キャップ部材４０ａの下部自由端は、該内側キャップ部
材４０ａの端内に嵌め込まれるプラグ６８の端にぴったりと当て嵌まる。前記キ
ャップ部材４０ａ、４２ａの下部自由端における構造の残部は上端と同じで、ゴ
ム製カラー５４、Ｏリング５８、及びクランプ６０を含む。この実施の形態では
、ディスク７０が、前記流体送達チューブ３８の下部４６内に固定されている。
前記ディスク７０は、流体を通過させる多数の開口を有する。ロッド７２が、前
記プラグ６８とディスク７０の間の端部に固定されている。前記ロッド７２はキ
ャップ部材アセンブリを支持する。ある実施の形態において、前記ロッド７２を
中空として、撮像のための水や活性溶液などの流体を保持するようにしてもよい
。
。この実施の形態において、内側キャップ部材４０ａと外側キャップ部材４２ａ
は端部が開口している。前記キャップ部材４０ａ、４２ａの上端は、前の二つの
実施の形態で説明したのと同様に、流体送達チューブ３８の下部４６の端部に固
定されている。前記内側キャップ部材４０ａの下部自由端は、該内側キャップ部
材４０ａの端内に嵌め込まれるプラグ６８の端にぴったりと当て嵌まる。前記キ
ャップ部材４０ａ、４２ａの下部自由端における構造の残部は上端と同じで、ゴ
ム製カラー５４、Ｏリング５８、及びクランプ６０を含む。この実施の形態では
、ディスク７０が、前記流体送達チューブ３８の下部４６内に固定されている。
前記ディスク７０は、流体を通過させる多数の開口を有する。ロッド７２が、前
記プラグ６８とディスク７０の間の端部に固定されている。前記ロッド７２はキ
ャップ部材アセンブリを支持する。ある実施の形態において、前記ロッド７２を
中空として、撮像のための水や活性溶液などの流体を保持するようにしてもよい
。
【００２２】
図３、図５、及び図６に見られるように、スペース７３が、内側キャップ部材
４０、４０ａの外側面と外側キャップ部材４２、４２ａの内側面との間に画定さ
れる。カラー５４内には長手方向通路７４が設けられている。流体管路７６の一
端は、前記カラー５４内の通路７４に嵌め込まれ、該流体管路７６の他端は、上
板２４に搭載された流体バルブ７８に取り付けられている。前記バルブ７８を用
いれば、ユーザは前記キャップ部材４０、４０ａ、４２、４２ａの壁の間のスペ
ース７３に、水や活性溶液を加えることができる。前記スペース７３は心筋を表
す。前記スペースの厚さの範囲は前記キャップ部材の伸縮の間に適合されて、離
床状態において通常遭遇する左心室の心筋厚の範囲を模擬するようにされる。
４０、４０ａの外側面と外側キャップ部材４２、４２ａの内側面との間に画定さ
れる。カラー５４内には長手方向通路７４が設けられている。流体管路７６の一
端は、前記カラー５４内の通路７４に嵌め込まれ、該流体管路７６の他端は、上
板２４に搭載された流体バルブ７８に取り付けられている。前記バルブ７８を用
いれば、ユーザは前記キャップ部材４０、４０ａ、４２、４２ａの壁の間のスペ
ース７３に、水や活性溶液を加えることができる。前記スペース７３は心筋を表
す。前記スペースの厚さの範囲は前記キャップ部材の伸縮の間に適合されて、離
床状態において通常遭遇する左心室の心筋厚の範囲を模擬するようにされる。
【００２３】
模擬された心筋壁の厚さ及び形状を制御する他の手段は、例えばポリマーフォ
ーム等のフォームなどの固体材料の層を使用することであり、ある実施の形態に
おいては、オープンセルフォームが使用される。フォームの層は、心筋の所望の
形状及び厚さ（約１ｃｍ）に形成される。内側キャップ部材４０、４０ａの外側
面、及び外側キャップ部材４２、４２ａの内側面を、心筋の形をしたフォームの
内側及び外側面にそれぞれ付着させるために接着剤が使用される。あるいは、前
記フォーム状心筋を、前記キャップ部材４０、４０ａ、４２、４２ａ間の距離よ
りもわずかに厚く作ることもできる。この場合、フォームは自己位置決めし、接
着剤は不要である。いずれの実施の形態においても、前記フォームは、心筋壁厚
を適切に制御するのに十分な剛性を有し、さらに、下記に説明するように、所望
の心室容積曲線を形成するよう流体送達システム１６のポンプ８４に応答するの
に十分な柔軟性を有する。前記フォームは、何千回もの「拍動する心臓」のサイ
クルの後、元の形状に戻る。このフォームは、心臓の欠陥を模擬するような形状
とすることもできる。ある実施の形態において、オープンセルフォームのセルは
、液体放射性トレーサ物質が自由にフォームに対して流入出することができるよ
う十分な大きさとされる。
ーム等のフォームなどの固体材料の層を使用することであり、ある実施の形態に
おいては、オープンセルフォームが使用される。フォームの層は、心筋の所望の
形状及び厚さ（約１ｃｍ）に形成される。内側キャップ部材４０、４０ａの外側
面、及び外側キャップ部材４２、４２ａの内側面を、心筋の形をしたフォームの
内側及び外側面にそれぞれ付着させるために接着剤が使用される。あるいは、前
記フォーム状心筋を、前記キャップ部材４０、４０ａ、４２、４２ａ間の距離よ
りもわずかに厚く作ることもできる。この場合、フォームは自己位置決めし、接
着剤は不要である。いずれの実施の形態においても、前記フォームは、心筋壁厚
を適切に制御するのに十分な剛性を有し、さらに、下記に説明するように、所望
の心室容積曲線を形成するよう流体送達システム１６のポンプ８４に応答するの
に十分な柔軟性を有する。前記フォームは、何千回もの「拍動する心臓」のサイ
クルの後、元の形状に戻る。このフォームは、心臓の欠陥を模擬するような形状
とすることもできる。ある実施の形態において、オープンセルフォームのセルは
、液体放射性トレーサ物質が自由にフォームに対して流入出することができるよ
う十分な大きさとされる。
【００２４】
図１及び図２を参照すると、流体送達システム１６は、管８０と、ポンプ８４
及びモータ８６を含むポンプアセンブリ８２とからなる。前記管８０は、硬質ア
クリル材料により形成される。管８０は硬いので、システム１６内の流体の容積
の伝送に影響を及ぼすことはない。前記管８０は、中間板２０を貫通する前方垂
直部８８と、該前方垂直部８８の上端に連結された湾曲連絡部９０とを備えるこ
とによって、Ｊ字型に近づけられている。前記前方垂直部８８の下端は、胸部１
２に開口しており、上述したようなフランジ４８およびＯリング５０構造を使用
して、流体密の方法で上板２４に固定されている。
及びモータ８６を含むポンプアセンブリ８２とからなる。前記管８０は、硬質ア
クリル材料により形成される。管８０は硬いので、システム１６内の流体の容積
の伝送に影響を及ぼすことはない。前記管８０は、中間板２０を貫通する前方垂
直部８８と、該前方垂直部８８の上端に連結された湾曲連絡部９０とを備えるこ
とによって、Ｊ字型に近づけられている。前記前方垂直部８８の下端は、胸部１
２に開口しており、上述したようなフランジ４８およびＯリング５０構造を使用
して、流体密の方法で上板２４に固定されている。
【００２５】
ポンプ８４は、流体送達システム１６内に位置し、水を胸部１２に送達すると
同時に同容積の水を左心室アセンブリ１４から除去し、またその逆も同様に行う
容積式ポンプである。本発明に用いる適切なポンプ８４は、イリノイ州モニーの
ビンバ・マニュファクチャリング・カンパニーから入手可能で、部品番号ＰＴ−
０９８１０８０−ＭＸとして販売されている。このポンプ８４は、メタルシリン
ダ９２のそれぞれの端に配置された二つのピストン（図９に概略的に示す）を含
む。ラック・ピニオン式機構が前記ピストンの間に位置する。ピニオンは、前記
シリンダ９２の中央から横に伸び、ラック、そして前記ピストンを往復運動させ
るモータ８６によって係合される。ある実施の形態において、前記モータ８６は
サーボモータである。本発明に用いる適切なモータは、カリフォルニア州コビー
ナのクイックシルバー・コントロールズ・インコーポレイティッドから入手可能
であり、商品名ＳＩＬＶＥＲＭＡＸ、部品番号ＱＣＩ−３４Ｈ−１−Ｅ−０１で
販売されている。
同時に同容積の水を左心室アセンブリ１４から除去し、またその逆も同様に行う
容積式ポンプである。本発明に用いる適切なポンプ８４は、イリノイ州モニーの
ビンバ・マニュファクチャリング・カンパニーから入手可能で、部品番号ＰＴ−
０９８１０８０−ＭＸとして販売されている。このポンプ８４は、メタルシリン
ダ９２のそれぞれの端に配置された二つのピストン（図９に概略的に示す）を含
む。ラック・ピニオン式機構が前記ピストンの間に位置する。ピニオンは、前記
シリンダ９２の中央から横に伸び、ラック、そして前記ピストンを往復運動させ
るモータ８６によって係合される。ある実施の形態において、前記モータ８６は
サーボモータである。本発明に用いる適切なモータは、カリフォルニア州コビー
ナのクイックシルバー・コントロールズ・インコーポレイティッドから入手可能
であり、商品名ＳＩＬＶＥＲＭＡＸ、部品番号ＱＣＩ−３４Ｈ−１−Ｅ−０１で
販売されている。
【００２６】
前記ポンプシリンダ９２の上端は、前記流体管８０の連絡部９０の後方出口に
流体密に固定されている。前記ポンプシリンダ９２の下端は、図７に示す大径シ
リンダ形継手９４内で受けられている。前記継手９４の上端は、上述したフラン
ジ４８およびＯリング５０構造を使用して、前記ポンプシリンダ９２の端部に封
着されている。前記継手９４の下端は、左心室アセンブリ１４の流体送達チュー
ブ３８の上部４４の遠位端を流体密に受ける。装置の部品を連結するために使用
するフランジ４８およびＯリング５０構造の特性により、前記流体送達チューブ
３８は、前記継手９４及びタンク２２の上板２４に対し、軸方向に移動可能でか
つ回動可能である。この特徴により、前記タンク２２を取り外すことなく、前記
左心室アセンブリ１４を胸部１２内に調節可能に位置決めすることができる。
流体密に固定されている。前記ポンプシリンダ９２の下端は、図７に示す大径シ
リンダ形継手９４内で受けられている。前記継手９４の上端は、上述したフラン
ジ４８およびＯリング５０構造を使用して、前記ポンプシリンダ９２の端部に封
着されている。前記継手９４の下端は、左心室アセンブリ１４の流体送達チュー
ブ３８の上部４４の遠位端を流体密に受ける。装置の部品を連結するために使用
するフランジ４８およびＯリング５０構造の特性により、前記流体送達チューブ
３８は、前記継手９４及びタンク２２の上板２４に対し、軸方向に移動可能でか
つ回動可能である。この特徴により、前記タンク２２を取り外すことなく、前記
左心室アセンブリ１４を胸部１２内に調節可能に位置決めすることができる。
【００２７】
使用の際、心臓ファントム１０は、まず前記左心室アセンブリ１４の流体送達
チューブ３８と内側キャップ部材４０、４０ａから流体で満たされる。この流体
は、一般に「血液プール」と呼ばれる。流体は、継手９４の壁に設けられた流量
バルブ９６を通して加えられる。充填の間、ピストンは可能な最高地点に位置す
る。流体は、内側キャップ部材４０、４０ａが心拡張期の平均的な人間の心臓の
容積である約６０ｍｌの容積を占めるまで、加えられることができる。次に、心
筋を表すスペース７３が、上板２４のバルブ７８を通して流体で満たされる。前
記スペース７３は、該スペース７３の厚さが、平均的な人間の心臓と合致する、
収縮期には約１．４ｃｍ、拡張期には約０．８ｃｍとなるよう、十分な流体で満
たされる。十分な量の流体は、通常約７０ｍｌである。最後に、胸部１２が、前
記流体送達システム１６の連絡部９０の上端におけるバルブ９８を通して満たさ
れる。胸部１２は、約５０ｍｌの大気量が残存するまで満たされる。注射器を使
用し、バルブ９８から過剰空気を取り除き、胸部１２に正味負圧を提供する。こ
のようにして、胸部１２、左心室アセンブリ１４、及び流体送達システム１６の
全容積が流体で満たされる。流体は、左心室アセンブリ１４および模擬された非
心臓胸部構造３２、３４、３６を取り囲む。流体の三つの容積は、いずれも互い
に物理的に分離されている。いずれかの流体容積が、例えば胸郭の背景を模擬す
るため、放射性特性を有する活性溶液からなるものでもよい。前記バルブ７８、
９６、９８は、気泡を除去するために、包含された流体容積の各最高点に配置さ
れる。
チューブ３８と内側キャップ部材４０、４０ａから流体で満たされる。この流体
は、一般に「血液プール」と呼ばれる。流体は、継手９４の壁に設けられた流量
バルブ９６を通して加えられる。充填の間、ピストンは可能な最高地点に位置す
る。流体は、内側キャップ部材４０、４０ａが心拡張期の平均的な人間の心臓の
容積である約６０ｍｌの容積を占めるまで、加えられることができる。次に、心
筋を表すスペース７３が、上板２４のバルブ７８を通して流体で満たされる。前
記スペース７３は、該スペース７３の厚さが、平均的な人間の心臓と合致する、
収縮期には約１．４ｃｍ、拡張期には約０．８ｃｍとなるよう、十分な流体で満
たされる。十分な量の流体は、通常約７０ｍｌである。最後に、胸部１２が、前
記流体送達システム１６の連絡部９０の上端におけるバルブ９８を通して満たさ
れる。胸部１２は、約５０ｍｌの大気量が残存するまで満たされる。注射器を使
用し、バルブ９８から過剰空気を取り除き、胸部１２に正味負圧を提供する。こ
のようにして、胸部１２、左心室アセンブリ１４、及び流体送達システム１６の
全容積が流体で満たされる。流体は、左心室アセンブリ１４および模擬された非
心臓胸部構造３２、３４、３６を取り囲む。流体の三つの容積は、いずれも互い
に物理的に分離されている。いずれかの流体容積が、例えば胸郭の背景を模擬す
るため、放射性特性を有する活性溶液からなるものでもよい。前記バルブ７８、
９６、９８は、気泡を除去するために、包含された流体容積の各最高点に配置さ
れる。
【００２８】
動作の際には、モータ８６がポンプ８４に動力を供給して、シリンダ９２内の
ピストンの動きに呼応して、左心室アセンブリ１２内の流体と、胸部１２のタン
ク２２内の流体とを別々に相互移動させる。このようにして、医療用撮像に利用
できる「拍動する」左心室が作成される。さらに、システムは密閉されているた
め、常に同容積の水がポンプアセンブリによって動かされ、心室部１４の伸縮の
間に心臓ファントム１０内の流体の正味移動がなく、圧力変化がない。
ピストンの動きに呼応して、左心室アセンブリ１２内の流体と、胸部１２のタン
ク２２内の流体とを別々に相互移動させる。このようにして、医療用撮像に利用
できる「拍動する」左心室が作成される。さらに、システムは密閉されているた
め、常に同容積の水がポンプアセンブリによって動かされ、心室部１４の伸縮の
間に心臓ファントム１０内の流体の正味移動がなく、圧力変化がない。
【００２９】
ポンプ８４の速度及び運搬容積は、１分あたりの適切なサイクル、すなわち心
拍に対して心臓ファントム１０の収縮及び拡張段階の長さを調整設定することを
可能にする制御回路を介し、ソフトウェアによって制御される。本発明を実施す
るために使用することのできるソフトウェアが備わっており、一つ以上のコンピ
ュータシステム上で動かされるが、これはある実施の形態ではパソコン、ワーク
ステーション、またはサーバである。図８は、このように本発明を実行する部分
であるコンピュータシステム１００のさらなる詳細を示す。システムバス１０２
は、主要コンポーネントを相互接続する。前記システム１００は、このシステム
の中央演算処理装置（ＣＰＵ）としての機能を果たすマイクロプロセッサ１０４
によって制御される。システムメモリ１０６は、一般的に、読み出し専用メモリ
（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等の、多数のタイプのメモリま
たは記憶領域に分割される。前記コンピュータシステム１００がＩＢＭ対応パソ
コンであれば、システムメモリ１０６は基本入出力システム（ＢＩＯＳ）も含む
。複数の一般的な入力／出力（Ｉ／Ｏ）アダプタまたは装置１０８があるが、分
かりやすくするために二つのみが示されている。前記Ｉ／Ｏアダプタまたは装置
１０８は、固定ディスク１１０、ディスケットドライブ１１２、及びディスプレ
イ１１４を含む各種装置に接続している。心臓ファントム１０の機能を実行する
ためのコンピュータプログラム命令が、固定ディスク１１０に記憶されており、
部分的にメモリ１０６に取り込まれマイクロプロセッサ１０４によって実行され
る。前記システムはまた、別のＩ／Ｏ装置、つまりＲＳ２３２等の、インターフ
ェースを介し他の装置と接続される通信アダプタ１１６を含み、この場合、コン
ピュータシステムをポンプアセンブリ８２のモータ８６に接続可能とする。図８
に示すようなシステムは、説明的な実例としてのみ示されていることに注意すべ
きである。多数のタイプの汎用コンピュータシステムが利用可能で使用できる。
利用可能なシステムには、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）のＷｉｎｄｏｗｓ（
登録商標）やＵＮＩＸ（登録商標）の各種バージョン等のオペレーティングシス
テムを実行するものが含まれる。
拍に対して心臓ファントム１０の収縮及び拡張段階の長さを調整設定することを
可能にする制御回路を介し、ソフトウェアによって制御される。本発明を実施す
るために使用することのできるソフトウェアが備わっており、一つ以上のコンピ
ュータシステム上で動かされるが、これはある実施の形態ではパソコン、ワーク
ステーション、またはサーバである。図８は、このように本発明を実行する部分
であるコンピュータシステム１００のさらなる詳細を示す。システムバス１０２
は、主要コンポーネントを相互接続する。前記システム１００は、このシステム
の中央演算処理装置（ＣＰＵ）としての機能を果たすマイクロプロセッサ１０４
によって制御される。システムメモリ１０６は、一般的に、読み出し専用メモリ
（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等の、多数のタイプのメモリま
たは記憶領域に分割される。前記コンピュータシステム１００がＩＢＭ対応パソ
コンであれば、システムメモリ１０６は基本入出力システム（ＢＩＯＳ）も含む
。複数の一般的な入力／出力（Ｉ／Ｏ）アダプタまたは装置１０８があるが、分
かりやすくするために二つのみが示されている。前記Ｉ／Ｏアダプタまたは装置
１０８は、固定ディスク１１０、ディスケットドライブ１１２、及びディスプレ
イ１１４を含む各種装置に接続している。心臓ファントム１０の機能を実行する
ためのコンピュータプログラム命令が、固定ディスク１１０に記憶されており、
部分的にメモリ１０６に取り込まれマイクロプロセッサ１０４によって実行され
る。前記システムはまた、別のＩ／Ｏ装置、つまりＲＳ２３２等の、インターフ
ェースを介し他の装置と接続される通信アダプタ１１６を含み、この場合、コン
ピュータシステムをポンプアセンブリ８２のモータ８６に接続可能とする。図８
に示すようなシステムは、説明的な実例としてのみ示されていることに注意すべ
きである。多数のタイプの汎用コンピュータシステムが利用可能で使用できる。
利用可能なシステムには、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）のＷｉｎｄｏｗｓ（
登録商標）やＵＮＩＸ（登録商標）の各種バージョン等のオペレーティングシス
テムを実行するものが含まれる。
【００３０】
ソフトウェアプログラムの要素は、ハードウェアまたはソフトウェア（ファー
ムウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）において実現すること
ができる。さらに、本発明は、命令実行システムにより、または該システムと関
連して用い、記憶媒体において実現されるコンピュータ使用可能な、またはコン
ピュータ可読のプログラムコードを有するコンピュータ使用可能な、またはコン
ピュータ可読媒体上のコンピュータプログラムプロダクトの形をとることもでき
る。そのような媒体は、ディスケットドライブ１１０とハードディスク１１２を
表すように図８に示されている。この明細書の文脈において、コンピュータ使用
可能またはコンピュータ可読媒体は、命令実行システム、装置、またはデバイス
により、またはそれらと関連して使用されるプログラムを包含、記憶、通信、伝
搬、移送することのできる媒体なら何でも良い。例えば、コンピュータ使用可能
またはコンピュータ可読媒体は、電子、磁気、光学、電磁、赤外線、または半導
体のシステム、装置、デバイス、または伝送媒体であるが、これらに限られるも
のではない。コンピュータ可読媒体の更に具体的な例、すなわち非包括的リスト
には以下のものが含まれるであろう。すなわち、一本以上のワイヤを有する電気
接続機器、携帯コンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
、読出し専用記憶素子（ＲＯＭ）、消去およびプログラム可能読み取り専用記憶
装置（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、光ファイバ、および携帯コンパク
トディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）である。例えば、本発明に関す
る可動端末にコードの一部を記憶するために、各種のメモリタイプを使用するこ
とができる。留意すべきは、コンピュータ使用可能またはコンピュータ可読媒体
は、プログラムがプリントされた紙や他の適切な媒体であってもよいということ
である。というのは、例えば、紙や他の媒体を光学走査することでプログラムを
電気的に取り込み、そしてコンパイルし、解釈し、さもなければ、必要に応じて
適切な方法で処理し、そしてコンピュータメモリに記憶することができるからで
ある。
ムウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）において実現すること
ができる。さらに、本発明は、命令実行システムにより、または該システムと関
連して用い、記憶媒体において実現されるコンピュータ使用可能な、またはコン
ピュータ可読のプログラムコードを有するコンピュータ使用可能な、またはコン
ピュータ可読媒体上のコンピュータプログラムプロダクトの形をとることもでき
る。そのような媒体は、ディスケットドライブ１１０とハードディスク１１２を
表すように図８に示されている。この明細書の文脈において、コンピュータ使用
可能またはコンピュータ可読媒体は、命令実行システム、装置、またはデバイス
により、またはそれらと関連して使用されるプログラムを包含、記憶、通信、伝
搬、移送することのできる媒体なら何でも良い。例えば、コンピュータ使用可能
またはコンピュータ可読媒体は、電子、磁気、光学、電磁、赤外線、または半導
体のシステム、装置、デバイス、または伝送媒体であるが、これらに限られるも
のではない。コンピュータ可読媒体の更に具体的な例、すなわち非包括的リスト
には以下のものが含まれるであろう。すなわち、一本以上のワイヤを有する電気
接続機器、携帯コンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
、読出し専用記憶素子（ＲＯＭ）、消去およびプログラム可能読み取り専用記憶
装置（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、光ファイバ、および携帯コンパク
トディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）である。例えば、本発明に関す
る可動端末にコードの一部を記憶するために、各種のメモリタイプを使用するこ
とができる。留意すべきは、コンピュータ使用可能またはコンピュータ可読媒体
は、プログラムがプリントされた紙や他の適切な媒体であってもよいということ
である。というのは、例えば、紙や他の媒体を光学走査することでプログラムを
電気的に取り込み、そしてコンパイルし、解釈し、さもなければ、必要に応じて
適切な方法で処理し、そしてコンピュータメモリに記憶することができるからで
ある。
【００３１】
本発明によると、マイクロプロセッサ１０４は、図１０に示す時間に対する心
室容積を表わした曲線に基づいて、模擬臓周期の間心臓ファントム１０を導く、
プログラム化したシーケンス１２０（図９）を提供するよう機能する。図９を参
照すると、プログラムシーケンス１２０は、マイクロプロセッサにより分析され
る多数のデータポイントＤ（０）〜Ｄ（ｎ）をユーザが選択することから始まる
（１２２）。選択することのできるデータポイントの数は限定されない。選択さ
れた各データポイントは、心臓周期の別々の時点における特定の心室容積に対応
しているので（図１０）、データポイントを連結すると、心室容積と時間の曲線
が得られる。
室容積を表わした曲線に基づいて、模擬臓周期の間心臓ファントム１０を導く、
プログラム化したシーケンス１２０（図９）を提供するよう機能する。図９を参
照すると、プログラムシーケンス１２０は、マイクロプロセッサにより分析され
る多数のデータポイントＤ（０）〜Ｄ（ｎ）をユーザが選択することから始まる
（１２２）。選択することのできるデータポイントの数は限定されない。選択さ
れた各データポイントは、心臓周期の別々の時点における特定の心室容積に対応
しているので（図１０）、データポイントを連結すると、心室容積と時間の曲線
が得られる。
【００３２】
次のステップにおいて、ソフトウェアは、ポンプモータの位置をサンプリング
する（１２４）。そして前記ソフトウェアは、所定の時間におけるモータピニオ
ンの場所に基づいて、心室容積対時間曲線上のデータポイントＤ（ｉ）を定義す
る。従って、モータの位置は、所定の時間における心室容積に関連しているので
、前記プログラムシーケンスにおいて、心室容積対時間曲線１４０上のデータポ
イントＤ（ｉ）はモータ位置（ｉ）によって表すことができる。同じステップ１
２４において、前記ソフトウェアは、モータ位置（ｉ＋１）に基づいて、次のデ
ータポイントＤ（ｉ＋１）を定義する。このモータ位置（ｉ＋１）は、心室容積
対時間曲線に沿った、先のデータポイントＤ（ｉ）直後のデータポイントを表す
。前記ソフトウェア１２４が最初のポンプモータ位置（ｉ）、そして次のモータ
位置（ｉ＋１）を定義すると、該ソフトウェアは、前記曲線に沿い、ポンプモー
タが前記位置（ｉ＋１）に到達するために進まなければならない速度及び加速度
を計算する（１２６）。
する（１２４）。そして前記ソフトウェアは、所定の時間におけるモータピニオ
ンの場所に基づいて、心室容積対時間曲線上のデータポイントＤ（ｉ）を定義す
る。従って、モータの位置は、所定の時間における心室容積に関連しているので
、前記プログラムシーケンスにおいて、心室容積対時間曲線１４０上のデータポ
イントＤ（ｉ）はモータ位置（ｉ）によって表すことができる。同じステップ１
２４において、前記ソフトウェアは、モータ位置（ｉ＋１）に基づいて、次のデ
ータポイントＤ（ｉ＋１）を定義する。このモータ位置（ｉ＋１）は、心室容積
対時間曲線に沿った、先のデータポイントＤ（ｉ）直後のデータポイントを表す
。前記ソフトウェア１２４が最初のポンプモータ位置（ｉ）、そして次のモータ
位置（ｉ＋１）を定義すると、該ソフトウェアは、前記曲線に沿い、ポンプモー
タが前記位置（ｉ＋１）に到達するために進まなければならない速度及び加速度
を計算する（１２６）。
【００３３】
次のステップ１２８において、ソフトウェアは、心室容積対時間曲線上の直後
のデータポイントＤ（ｉ＋１）を表す新しい位置（ｉ＋１）にポンプモータを移
動させる。前記モータを新しい位置（ｉ＋１）に移動させた後、プログラムシー
ケンスは、この新しい位置における実際のモータ位置と予定された位置とを比較
する判断ステップ１３０に進む。判断ステップ１３０は、モータが正しい位置（
ｉ＋１）に移動したかどうか、そしてモータが正しい位置に到達するために与え
られた時間が過ぎたかどうか判断する。両方の質問に対する答えが「ＮＯ」の場
合、モータは予想された位置（ｉ＋１）へと移動し続ける。どちらか一方の質問
に対する答えが「ＹＥＳ」、つまりモータが正しい位置（ｉ＋１）にある、ある
いはモータは正しい位置（ｉ＋１）にないが、その位置に到達するための時間が
経過している場合、シーケンスにおける次のステップでは、モータは正しい位置
（ｉ＋１）に到達したとみなす（１３２）。
のデータポイントＤ（ｉ＋１）を表す新しい位置（ｉ＋１）にポンプモータを移
動させる。前記モータを新しい位置（ｉ＋１）に移動させた後、プログラムシー
ケンスは、この新しい位置における実際のモータ位置と予定された位置とを比較
する判断ステップ１３０に進む。判断ステップ１３０は、モータが正しい位置（
ｉ＋１）に移動したかどうか、そしてモータが正しい位置に到達するために与え
られた時間が過ぎたかどうか判断する。両方の質問に対する答えが「ＮＯ」の場
合、モータは予想された位置（ｉ＋１）へと移動し続ける。どちらか一方の質問
に対する答えが「ＹＥＳ」、つまりモータが正しい位置（ｉ＋１）にある、ある
いはモータは正しい位置（ｉ＋１）にないが、その位置に到達するための時間が
経過している場合、シーケンスにおける次のステップでは、モータは正しい位置
（ｉ＋１）に到達したとみなす（１３２）。
【００３４】
モータが（ｉ＋１）の新しい位置に到達すると、次のステップ１３４はｉ＝ｎ
−１であるか否かを尋ねる判断ステップである。もし「ＹＥＳ」なら、プログラ
ムは続いて次のステップ１３６に進み、モータの位置（ｉ）を０と定義し、モー
タを最初のデータポイントＤ（０）と関連する最初の位置ｉ＝０としてシーケン
スを再開する（１２４）。もし「ＮＯ」なら、（ｉ）は０ではなく、０とｎの間
のいずれかのモータ位置を表す。プログラムシーケンスはステップ１２４におい
て再開し、新しいモータ位置（ｉ＋１）が（ｉ）となる。
−１であるか否かを尋ねる判断ステップである。もし「ＹＥＳ」なら、プログラ
ムは続いて次のステップ１３６に進み、モータの位置（ｉ）を０と定義し、モー
タを最初のデータポイントＤ（０）と関連する最初の位置ｉ＝０としてシーケン
スを再開する（１２４）。もし「ＮＯ」なら、（ｉ）は０ではなく、０とｎの間
のいずれかのモータ位置を表す。プログラムシーケンスはステップ１２４におい
て再開し、新しいモータ位置（ｉ＋１）が（ｉ）となる。
【００３５】
心室収縮率及び駆出分画の変化を含む動態心室特性を模倣するため、速度及び
加速度のパラメータは変更可能であることが理解されている。ソフトウェアは、
ウィガー曲線または同様の通常の心拍数曲線に従うようプログラムすることがで
きる。さらに、ソフトウェアは、全てのポンプ機能と、心拍数や駆出容積におけ
る変化、あるいは異常な心臓曲線を含む、心臓の左心室部位の起こり得る臨床症
状とをリアルタイムに模擬するために、ポンプが制御されるようにする。本発明
の心臓ファントムは、ＳＰＥＣＴ、ＰＥＴ、ＭＲＩ、Ｘ線ＣＴ、超音波等に診断
目的で使用されるものを含む、医療用撮像機器を検査するための非常に多目的な
装置である。左心室ファントムは公知の容積と形状を有し、実質的に、市販され
ているあらゆるタイプの医療用撮像機器または装置における誤りを校正、調節、
検出するために使用することができる。画像の取得は、心臓拡張、心臓収縮、ま
たは動態拡張収縮の状態における、通常のリアルタイムな心臓機能を通じて行わ
れる。特に、ファントムは、リアルタイムの画像を提供するために、多数の模擬
心臓状態において使用することができる。模擬臨床状態は、左心室駆出分画の変
化を実証し、左心室容積を定量するために使用することができる。活性溶液がキ
ャップ部材の壁の間を満たすことにより、さまざまな大きさの、心筋血流欠損等
の心筋異常及び欠陥を模擬することができる。
加速度のパラメータは変更可能であることが理解されている。ソフトウェアは、
ウィガー曲線または同様の通常の心拍数曲線に従うようプログラムすることがで
きる。さらに、ソフトウェアは、全てのポンプ機能と、心拍数や駆出容積におけ
る変化、あるいは異常な心臓曲線を含む、心臓の左心室部位の起こり得る臨床症
状とをリアルタイムに模擬するために、ポンプが制御されるようにする。本発明
の心臓ファントムは、ＳＰＥＣＴ、ＰＥＴ、ＭＲＩ、Ｘ線ＣＴ、超音波等に診断
目的で使用されるものを含む、医療用撮像機器を検査するための非常に多目的な
装置である。左心室ファントムは公知の容積と形状を有し、実質的に、市販され
ているあらゆるタイプの医療用撮像機器または装置における誤りを校正、調節、
検出するために使用することができる。画像の取得は、心臓拡張、心臓収縮、ま
たは動態拡張収縮の状態における、通常のリアルタイムな心臓機能を通じて行わ
れる。特に、ファントムは、リアルタイムの画像を提供するために、多数の模擬
心臓状態において使用することができる。模擬臨床状態は、左心室駆出分画の変
化を実証し、左心室容積を定量するために使用することができる。活性溶液がキ
ャップ部材の壁の間を満たすことにより、さまざまな大きさの、心筋血流欠損等
の心筋異常及び欠陥を模擬することができる。
【００３６】
このように、本発明の心臓ファントムは、広範囲の模擬された臨床上関連のあ
る状態に関する心臓撮像研究における、核撮像装置を検査するための有用な用具
を提供する。前記検査は、拍動している心臓の左心室を模擬するために、実際的
で伸張性の動態左心室ファントムを使用して、リアルタイムに行われる。したが
って、本発明のファントムは、特にリアルタイムな機能の間に心臓を分析する医
療用撮像装置を評価する際の参照基準として、相当な可能性を有する。
る状態に関する心臓撮像研究における、核撮像装置を検査するための有用な用具
を提供する。前記検査は、拍動している心臓の左心室を模擬するために、実際的
で伸張性の動態左心室ファントムを使用して、リアルタイムに行われる。したが
って、本発明のファントムは、特にリアルタイムな機能の間に心臓を分析する医
療用撮像装置を評価する際の参照基準として、相当な可能性を有する。
【００３７】
本発明は、いくつかの典型的な実施の形態に関してのみかなり詳しく示し説明
したが、特に上記の教示に鑑み、本発明の新規な教示及び利点から実質的に逸脱
することなく、開示された実施の形態に対して各種変更、省略、及び追加をなし
うるので、本発明を前記実施の形態に限定することを意図するものでないことは
、当業者であれば理解できるであろう。例えば、模擬心室を動かすためのここに
説明した心臓ファントム及び方法は、ここに開示した実施の形態以外に、他の方
法、または心臓ファントム、及び模擬心室とともにそれぞれ使用することができ
る。従って、特許請求の範囲に定義される本発明の趣旨及び範囲内に含まれる得
るような全ての変更、省略、追加、及び等価物を包含することを意図するもので
ある。特許請求の範囲において、手段プラス作用の項は、詳述した作用を実行す
るものとしてここに説明した構造と、構造上の等価物のみならず等価の構造とを
含有することを意図する。従って、くぎは円筒形の面を用いて木製部品を互いに
固定するが、ねじは螺旋状の面を用いるという点において、くぎとねじは構造上
等価でないかもしれないが、木製部品を固定させる環境において、くぎとねじは
等価の構造となるであろう。
したが、特に上記の教示に鑑み、本発明の新規な教示及び利点から実質的に逸脱
することなく、開示された実施の形態に対して各種変更、省略、及び追加をなし
うるので、本発明を前記実施の形態に限定することを意図するものでないことは
、当業者であれば理解できるであろう。例えば、模擬心室を動かすためのここに
説明した心臓ファントム及び方法は、ここに開示した実施の形態以外に、他の方
法、または心臓ファントム、及び模擬心室とともにそれぞれ使用することができ
る。従って、特許請求の範囲に定義される本発明の趣旨及び範囲内に含まれる得
るような全ての変更、省略、追加、及び等価物を包含することを意図するもので
ある。特許請求の範囲において、手段プラス作用の項は、詳述した作用を実行す
るものとしてここに説明した構造と、構造上の等価物のみならず等価の構造とを
含有することを意図する。従って、くぎは円筒形の面を用いて木製部品を互いに
固定するが、ねじは螺旋状の面を用いるという点において、くぎとねじは構造上
等価でないかもしれないが、木製部品を固定させる環境において、くぎとねじは
等価の構造となるであろう。
【図１】
本発明による心臓ファントムのある実施の形態の斜視図である。
【図２】
図１に示す心臓ファントムの分解斜視図である。
【図３】
本発明による心臓ファントムのある実施の形態の左心室部分の断面図である。
【図４】
図４に示す心臓ファントムの左心室部分の拡大図である。
【図５】
本発明による心臓ファントムの左心室部分の他の実施の形態の断面図である。
【図６】
本発明による心臓ファントムの左心室部分のさらに他の実施の形態の断面図で
ある。
ある。
【図７】
本発明による心臓ファントムのある実施の形態において用いる流体管継手の断
面図である。
面図である。
【図８】
本発明による心臓ファントムを使用する方法において用いるコンピュータシス
テムである。
テムである。
【図９】
本発明による心臓ファントムを使用する方法において用いるソフトウェアシー
ケンスである。
ケンスである。
【図１０】
通常の人間の心臓の左心室の容積と時間を示すウィガー曲線である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ
，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，
ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ
Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ
，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，
ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，
ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ
Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ
，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＣ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，
ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，Ｉ
Ｎ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ
，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，
ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ
Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ
，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，
ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
(72)発明者 ティモシー ワレン ペリー
アメリカ合衆国 ノースキャロライナ州
27278 ヒルズボロ サウス ベルヴュー
ストリート 116
Ｆターム(参考） 2C032 CA03 CA06
2G088 EE01 JJ27 JJ37 LL10 LL28
4C093 AA30 CA50 DA02 EA05 GA02
Claims (33)
- 【請求項１】 動態心室を模擬する装置において、 二つの同軸状に配置された流体密で撓み性の薄膜であって、該薄膜の壁の間に
密閉されたスペースが定義された薄膜と、 動作可能なように内側薄膜に連結され、心臓の収縮及び拡張を模倣する際に両
薄膜を膨張及び収縮させるために、流体の容積を前記内側薄膜に対して往復運搬
するポンプと、 前記薄膜の壁の間に定義された密閉されたスペース内に配置され、膨張及び収
縮の際に、前記薄膜の壁の間の距離を均一に保つための媒体と、を備えたことを
特徴とする装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の心室を模擬する装置において、 前記媒体は流体であることを特徴とする装置。
- 【請求項３】 請求項２に記載の心室を模擬する装置において、 前記流体はラジオアイソトープであることを特徴とする装置。
- 【請求項４】 請求項１に記載の動態心室を模擬する装置において、 前記媒体はフォームであることを特徴とする装置。
- 【請求項５】 請求項４に記載の動態心室を模擬する装置において、 前記フォームは心臓の欠陥を模擬することを特徴とする装置。
- 【請求項６】 請求項４に記載の心室を模擬する装置において、 前記フォームは、液体放射性トレーサ物質を取り込むためにオープンセルフォ
ームであることを特徴とする装置。 - 【請求項７】 請求項１に記載の心室を模擬する装置において、 前記薄膜は、端部が開放された異なる直径の楕円体で、 前記ポンプと内側薄膜を動作可能なように連結する剛性の流体チューブであっ
て、前記内側薄膜は該チューブの端部に嵌まるのに十分な直径を有する、チュー
ブと、 前記チューブと内側薄膜の接合された端部の周囲に取りつけるためのカラーで
あって、前記外側薄膜は該カラーに嵌まるのに十分な直径を有する、カラーと、 接合された前記カラーと外側薄膜の周囲に取りつけるためのＯリングであって
、該カラーはＯリングを受けるための円周溝を有する、Ｏリングと、 前記カラーと外側薄膜の接合された端部の周囲に取りつけるためのクランプと
、をさらに備えたことを特徴とする装置。 - 【請求項８】 請求項１に記載の心室を模擬する装置において、 前記薄膜は、異なる直径を有し、一端が閉鎖された円筒体で、 前記ポンプと内側薄膜を動作可能なように連結する剛性の流体チューブであっ
て、前記内側薄膜は該チューブの端部に嵌まるのに十分な直径を有するチューブ
と、 前記チューブと内側薄膜の接合された端部の周囲に取りつけるためのカラーで
あって、外側薄膜は該カラーに嵌まるのに十分な直径を有するカラーと、 前記カラーと外側薄膜の接合された端部の周囲に取りつけるためのＯリングで
あって、前記カラーがＯリングを受けるための円周溝を有するＯリングと、 前記カラーと外側薄膜の接合された端部の周囲に取りつけるためのクランプと
、をさらに備えたことを特徴とする装置。 - 【請求項９】 請求項８に記載の心室を模擬する装置において、 前記円筒状薄膜の閉鎖された一端は、 前記内側薄膜が少なくともその一部に嵌まるのに十分な直径を有するプラグと
、 前記プラグと内側薄膜の接合された部分の周囲に取りつけるための第２のカラ
ーであって、外側薄膜が該カラーに嵌まるのに十分な直径を有する第２のカラー
と、 前記接合された第２のカラーと外側薄膜の周囲に取りつけるための第２のＯリ
ングであって、前記第２のカラーが第２のＯリングを受けるための円周溝を有す
る第２のＯリングと、 前記第２のカラーと外側薄膜の接合された端部の周囲に取りつけるための第２
のクランプと、を備えたことを特徴とする装置。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の心室を模擬する装置において、 前記薄膜の長手方向軸に沿って支持を提供する手段をさらに備えたことを特徴
とする装置。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の心室を模擬する装置において、 前記長手方向支持手段は、前記流体チューブの端部内に受けられ、該チューブ
と内側薄膜の間を流体が通過するための少なくとも一つの開口部を有する第２の
プラグと、前記内側薄膜の閉鎖された端部におけるプラグと前記第２のプラグと
を連結する連結部材とを備えたことを特徴とする装置。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の心室を模擬する装置において、 前記連結部材は、流体を収容するために中空であることを特徴とする装置。
- 【請求項１３】 請求項１０に記載の心室を模擬する装置において、 前記プラグは、前記外側薄膜の周囲を越えて伸びる周辺フランジであって、前
記長手方向支持手段が、前記チューブの端部に近接して該チューブ上に、前記外
側薄膜の周囲を越えて伸びる少なくとも二つの間隔をあけたショルダーを備えた
フランジと、各ショルダーに取りつけられ、長手方向に伸びて前記フランジに係
合するプレートと、を有することを特徴とする装置。 - 【請求項１４】 医療用撮像システムを評価するためのファントムにおいて
、 密閉された流体の容器と、 二つの同軸状に配置された流体密で撓み性の薄膜であって、その壁の間に密閉
されたスペースが定義された薄膜、及び前記薄膜の壁の間に定義された密閉スペ
ース内に配置され、膨張及び収縮の際に前記薄膜の壁の間の距離を均一に保つ媒
体を含む、前記容器内に配置された模擬動態心室と、 前記流体の容器と内側薄膜の間にポンプを備え、心臓の収縮及び拡張を模倣す
る際に両薄膜を膨張及び収縮させるために、前記容器と内側薄膜の間で流体の容
積を往復させる流体送達システムと、を備えたことを特徴とするファントム。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載の医療用撮像システムの評価のためのフ
ァントムにおいて、 前記流体送達システムは、前記ポンプの一つの出口と前記内側薄膜を連結する
剛性流体チューブをさらに備えたことを特徴とするファントム。 - 【請求項１６】 請求項１４に記載の医療用撮像システムの評価のためのフ
ァントムにおいて、 前記媒体は流体であることを特徴とするファントム。 - 【請求項１７】 請求項１６に記載の医療用撮像システムの評価のためのフ
ァントムにおいて 前記容器内の流体、前記流体の容積、または前記媒体流体の少なくとも一つは
ラジオアイソトープであることを特徴とするファントム。 - 【請求項１８】 請求項１４に記載の医療用撮像システムの評価のためのフ
ァントムにおいて、 前記媒体はフォームであることを特徴とするファントム。 - 【請求項１９】 請求項１８に記載の医療用撮像システムの評価のためのフ
ァントムにおいて、 前記フォームは心臓の欠陥を模擬することを特徴とするファントム。 - 【請求項２０】 請求項１８に記載の医療用撮像システムの評価のためのフ
ァントムにおいて、 前記フォームは、液体放射性トレーサ物質を取り込むためにオープンセルフォ
ームであることを特徴とするファントム。 - 【請求項２１】 請求項１５に記載の医療用撮像システムの評価のためのフ
ァントムにおいて、 前記薄膜は、端部が開放された異なる直径の楕円体であって、前記内側薄膜は
、チューブの端部に嵌まるのに十分な直径を有しており、 前記チューブと内側薄膜の接合された端部の周囲に取りつけるためのカラーで
あって、外側薄膜が該カラーに嵌まるのに十分な直径を有するカラーと、 前記接合されたカラーと外側薄膜の周囲に取りつけるためのＯリングで、前記
カラーは該Ｏリングを受けるための円周溝を有するＯリングと、 前記カラーと外側薄膜の接合された端部の周囲に取りつけるためのクランプと
をさらに備えたことを特徴とするファントム。 - 【請求項２２】 請求項１５に記載の医療用撮像システムの評価のためのフ
ァントムにおいて、 前記薄膜は、異なる直径を有し、一端が閉鎖された円筒体であって、前記内側
薄膜は、チューブの端部に嵌まるのに十分な直径を有しており、 前記チューブと内側薄膜の接合された端部の周囲に取りつけるためのカラーで
あって、外側薄膜が該カラーに嵌まるのに十分な直径を有しているカラーと、 前記接合されたカラーと外側薄膜の周囲に取りつけるためのＯリングで、前記
カラーがＯリングを受けるための円周溝を有しているＯリングと、 前記カラーと外側薄膜の接合された端部の周囲に取りつけるためのクランプと
をさらに備えたことを特徴とするファントム。 - 【請求項２３】 請求項２２に記載の医療用撮像システムの評価のためのフ
ァントムにおいて、 前記円筒形薄膜の閉鎖された一端は、 前記内側薄膜が、少なくともその一部に嵌まるのに十分な直径を有しているプ
ラグと、 前記プラグと内側薄膜の接合された部分の周囲に取りつけるための第２のカラ
ーであって、外側薄膜が該カラーに嵌まるのに十分な直径を有している第２のカ
ラーと、 前記接合された第２のカラーと外側薄膜の周囲に取りつけるための第２のＯリ
ングであって、前記第２のカラーが第２のＯリングを受けるための円周溝を有し
ている第２のＯリングと、 前記第２のカラーと外側薄膜の接合された端部の周囲に取りつけるための第２
のクランプと、を備えたことを特徴とするファントム。 - 【請求項２４】 請求項２３に記載の医療用撮像システムの評価のためのフ
ァントムにおいて、 前記流体チューブの端部内に収容され、該チューブと内側薄膜の間を流体が通
過するための少なくとも一つの開口部を有する第２のプラグと、前記内側薄膜の
閉鎖された端部におけるプラグと前記第２のプラグとを連結する連結部材と、を
備えたことを特徴とするファントム。 - 【請求項２５】 請求項２３に記載の医療用撮像システムの評価のためのフ
ァントムにおいて、 前記プラグは、前記外側薄膜の周囲を越えて伸び、前記チューブの端部に近接
して該チューブ上に、前記外側薄膜の周囲を越えて伸びる少なくとも二つの間隔
をあけたショルダーをさらに備えた周辺フランジと、前記各ショルダーに取りつ
けられ、長手方向に伸びて前記フランジに係合するプレートと、を有することを
特徴とするファントム。 - 【請求項２６】 心室を模擬することのできる装置を制御する方法において
、 心室容積対時間曲線に対するデータポイントを決定するステップと、 ポンプモータの位置をサンプリングするステップと、 前記容積対時間曲線に対応するポンプモータ位置と、少なくとも一つの次のポ
ンプモータ位置を決定するステップと、 心室を模擬するために、前記次の位置に到達するための速度及び加速度を算出
するステップと、 算出された速度及び加速度に基づいて、前記ポンプモータを前記次の位置に移
動させるステップと、を備えたことを特徴とする方法。 - 【請求項２７】 請求項２６に記載の方法において、 前記モータが前記次の位置に到達し、該ポンプモータが該次の位置に到達する
ための算出時間が経過していない場合、前記方法を繰り返すステップをさらに備
えたことを特徴とする方法。 - 【請求項２８】 請求項２６に記載の方法において、 前記モータが前記次の位置に到達しておらず、該ポンプモータが該次の位置に
到達するための算出時間が経過した場合、前記方法を繰り返すステップをさらに
備えたことを特徴とする方法。 - 【請求項２９】 請求項２６に記載の方法において、 前記速度及び加速度の算出を変更するために、パラメータを挿入するステップ
をさらに備えたことを特徴とする方法。 - 【請求項３０】 心室を模擬することのできる装置を制御するコンピュータ
システムにおいて、 心室容積対時間曲線に対するデータポイントを決定する手段と、 ポンプモータの位置をサンプリングする手段と、 前記容積対時間曲線に対応するポンプモータ位置と、少なくとも一つの次のポ
ンプモータ位置を決定する手段と、 心室を模擬するために、前記次の位置に到達するための速度及び加速度を算出
する手段と、 算出された速度及び加速度に基づいて、前記ポンプモータを前記次の位置に移
動させる手段と、を備えたことを特徴とするコンピュータシステム。 - 【請求項３１】 心室容積対時間曲線に対するデータポイントを決定するス
テップと、 ポンプモータの位置をサンプリングするステップと、 前記容積対時間曲線に対応するポンプモータ位置と、少なくとも一つの次のポ
ンプモータ位置を決定するステップと、 心室を模擬するために、前記次の位置に到達するための速度及び加速度を算出
するステップと、 算出された速度及び加速度に基づいて、前記ポンプモータを前記次の位置に移
動させるステップと、を実行することによって心室を模擬することのできる装置
をコンピュータシステムに制御させるコンテンツを含むことを特徴とするコンピ
ュータ可読媒体。 - 【請求項３２】 請求項３１に記載のコンピュータ可読媒体において、 前記モータが前記次の位置に到達し、該ポンプモータが該次の位置に到達する
ための算出時間が経過していない場合に前記方法を繰り返すステップを前記コン
ピュータシステムに実行させることがさらに可能であることを特徴とするコンピ
ュータ可読媒体。 - 【請求項３３】 請求項３１に記載のコンピュータ可読媒体おいて、 前記モータが前記次の位置に到達しておらず、該ポンプモータが該次の位置に
到達するための算出時間が経過している場合に前記方法を繰り返すステップを前
記コンピュータシステムに実行させることがさらに可能であることを特徴とする
コンピュータ可読媒体。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US20952000P | 2000-06-05 | 2000-06-05 | |
| US60/209,520 | 2000-06-05 | ||
| PCT/US2001/018139 WO2001095293A2 (en) | 2000-06-05 | 2001-06-05 | Cardiac phantom |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003536107A true JP2003536107A (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=22779067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002502752A Pending JP2003536107A (ja) | 2000-06-05 | 2001-06-05 | 心臓ファントム |
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|---|---|
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| EP (1) | EP1292936A2 (ja) |
| JP (1) | JP2003536107A (ja) |
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| WO (1) | WO2001095293A2 (ja) |
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