JP2018512947A - 患者位置決めトレーニング装置 - Google Patents

Abstract

患者（２４）が彼らの位置を制御するのを支援する方法が開示されている。患者の基準位置を示す基準位置データ（ＲＰ）が取得される。位置偏差を決定するために、実際の位置データ（ＡＴ）がモニタリングされ、基準位置データ（ＲＴ）と比較され、位置偏差があるならば、患者が周囲光として検出可能である放射される光の強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率が変更される。

Description

本発明は、患者の位置決めに関し、具体的には、患者が彼らの位置を制御するのを助ける方法に関する。本発明は、患者の位置を制御することが治療又は診断スキャンの成功のために重要である放射線治療デバイス及びコンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ等との使用に特に適する。

放射線療法は、患者の身体の所定の領域に放射ビームを投射して、その中に存在する腫瘍を破壊し或いは除去することから成る。そのような治療は、通常、定期的且つ反復的に行われる。各医学的介入では、放射源は、可能な限り高い精度で選択的な領域を照射して、放射ビームが有害である隣接する組織を放射するのを回避するよう、患者に対して位置付けられなければならない。

従って、患者が治療中に動かないことが重要である。呼吸によって引き起こされる動きが腫瘍及び周囲組織の動きをもたらすので、腫瘍が患者の胸部領域に存在する場合に特定の問題が生じる。

治療を受けている患者の位置をモニタリング（監視）することが知られている。放射線を患者に照射するときには、治療装置のゲートを患者の位置と一致させることができるので、放射線は腫瘍の場所に集められ、他の組織への副次的な損傷が最小限に抑えられる。患者の動きが検出されるならば、腫瘍場所以外の患者の領域を照射するのを避けるために、治療は停止されなければならない。

患者の過度な動きが検出されるならば、治療を一時的に中止することは可能であるが、より規則的で過度な動きが最小限に抑えられるよう、患者が自分自身の動き、特に呼吸に関連する動きを制御するならば有益である。これが、患者がＣＴスキャナ等の内にいるときに起こるならば、これは診断画像の品質を向上させることができ、故に、放射線を標的に向け得る精度を向上させることができる。何故ならば、異なる呼吸サイクル間の場所の変動が低減され、診断画像中のぼけ(blurring)が低減されるからである。治療中のより調節された呼吸は、腫瘍が異なる呼吸サイクルに亘って一貫した経路を辿る可能性を増大させ、故に、放射線が照射されるときに、腫瘍が予期される位置に配置される可能性を増大させる。

米国特許出願公開第２００７／０９３７２３号明細書は、吸込限界及び吐出限界の間の患者の呼吸サイクルに関するフィードバックを提供するマーカを示すスクリーンを有する放射線治療デバイスを記載している。そのようなデバイスは、患者の呼吸サイクルの視覚的表示を提供するが、放射線治療中のような高いストレス状況において患者がマーカの使用に従うのは容易でない。

患者が彼らの位置を制御するのを支援するデバイスの改良が依然として望まれる。

よって、本発明によれば、患者が彼らの位置を制御するのを支援する方法であって、患者の基準位置を示す基準位置データを定めるステップと、実際の位置をモニタリングして実際の位置データを取得するステップと、実際の位置データを基準位置データと比較して位置偏差(position deviation)を決定するステップと、位置偏差があるならば、患者が周囲光として検出可能である光の放射の強度(intensity)及び／又は輝度(brightness)及び／又は色相角(hue angle)及び／又はフリッカ率(flicker rate)のうちの１つ又はそれよりも多くを変更するステップとを含む方法が提供される。

本発明の第２の特徴によれば、患者の位置を示す実際の位置データを決定するように動作可能である決定モジュールと、実際の位置データを利用して、前記実際の位置データと基準位置データとの間の偏差を特定するように動作可能である、信号比較モジュールと、実際の位置データと基準位置データとの間に偏差があるならば、患者が周囲光として検出可能である光の放射の強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率を変更するように動作可能である光制御モジュールとを含む、位置トレーニング装置が提供される。

有利には、光は患者が基準位置から逸脱する(deviates)ときに放射されて、正しい位置に戻る機会を患者に与える。光が周囲光として検出されるという事実は有益である。何故ならば、それは既に高ストレス環境にいる患者に余り煩わしくない(less intrusive)からである。更に、周囲光の使用は、患者が光源を直接見る必要がないことを意味し、故に、患者に情報を伝達するために用いられる光源の場所のフレキシビリティを増大させる。このフレキシビリティの増大は、放射線療法の脈絡において特に重要である。何故ならば、治療室内又はスキャン装置内には追加的な機器のために利用可能な空間が殆どないことが多いからである。その上、第１に、患者の視線内に位置付けられなければならず（それは限定的な領域では必ずしも実際的であるとは限らない）、第２に、患者が特定の地点に集中することを要求する、マーカを備えるスクリーンの使用とは対照的に、患者の視線の外を含む治療室内のどこでも光源を位置付けることができ、患者が光源自体に集中することを要求しない。

好ましくは、基準位置データは、患者の基準呼吸サイクルを示す基準呼吸データであり、実際の位置データは、患者の実際の呼吸サイクルを示す実際の呼吸データであり、位置偏差は、呼吸偏差(breathing deviation)であり、当該方法は、患者が周囲光として検出可能である光の放射の強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率のうちの１つ又はそれよりも多くを基準呼吸データ（ＲＴ）で制御するステップと、呼吸偏差があるならば、強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率のうちの１つ又はそれよりも多くを変更するステップとを更に含む。

有利には、光の放射は、追跡され得る基準呼吸サイクルの視覚的表示を患者にもたらし、基準からのあらゆる偏差(deviation)は、光の強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率の変化によって示され、次に、それは患者の呼吸挙動を矯正する機会を患者に与える。

好ましくは、光の放射を制御するステップは、強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率のうちの１つ又はそれよりも多くを変更する。

マーカを用いて呼吸サイクルを視覚化する既知の患者フィードバックシステムと比較すると、特に制約された高ストレス環境において、放射される光を変更することに患者が従うのはより容易であり、従って、患者が彼らの呼吸挙動を制御するのはより容易である。

好ましくは、強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率のうちの１つ又はそれよりも多くは、基準呼吸データと共に増大する。これは有利である。何故ならば、患者は強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率の増大を基準呼吸データの増大と関連付け得るからである。

好ましくは、強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率のうちの１つ又はそれよりも多くは、位置偏差と比例して変化し、それは患者が偏差を強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率の変化として視覚的に検出し得ることを意味する。

代替的に、強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率のうちの１つ又はそれよりも多くは、位置偏差と共に変化しない。例えば、患者が、偏差の程度ではなくて、偏差があるという事実を警告されることを欲するだけであるならば、これは有利であり得る。

光特性の例は、輝度、強度、色相角、及びフリッカ率を含む。患者の好みに従って光特性を選択することができ、例えば、色盲患者は、色の変化とは対照的に、強度の変化により良好に反応することがあり、或いは、癲癇を患う患者は、変化するフリッカ率よりも色半価により良好に反応するであろう。

呼吸データは、呼吸変位及び／又は呼吸サイクル期間であり得る。次に、放射される光の強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率を実際の呼吸データと共に変化させて、実際の呼吸データを患者に視覚化し得る。

呼吸偏差は、実際の呼吸変位と受入れ可能な呼吸変位上限及び呼吸変位下限との間の差、並びに／或いは実際の呼吸サイクルと基準期間との間の差によって定められる。

好ましくは、基準限界からの偏差があるときに光の色は変化し、緑色から青色への色変化がより好ましい。これは、例えば、強度又は輝度の変化よりも、色の変化により良好に応答する幾らかの患者に有益である。

好ましくは、光は連続光である。何故ならば、これは、患者の位置の結果として光特性が変化するときの患者への即座のフィードバック、及び患者が従おうと試みている基準サイクルの連続的な視覚化を保証する。

好ましくは、患者が検出する光は、反射光である。これは特に有益である。何故ならば、光はより均一に分散させられるように見え、余り強くなく、患者にとって高ストレス状況であるものにおいて重要である光の、周囲性(ambient nature)を更に高めるからである。

代替的な実施態様では、光を用いて患者に位置情報を伝えることの代わりに、音を用いて、同じ方法で音を変化させること、例えば、基準位置及び基準位置からの偏差で音のトーン及び／又は振幅を変化させることが可能である。

次に、添付の図面を参照してほんの一例として本発明を記載する。

本発明の１つの特徴に従った位置トレーニング装置を含む治療システムの斜視図である。 図１の位置トレーニング装置の概略図である。 図１の呼吸トレーニング装置によって生成される呼吸信号の例である。 図１の呼吸トレーニング装置によって生成される呼吸信号の例である。 図１の呼吸トレーニング装置によって生成される呼吸信号の例である。 図１の呼吸トレーニング装置によって生成される呼吸信号の例である。 図１の呼吸トレーニング装置によって生成される呼吸信号の例である。 図１の呼吸トレーニング装置によって生成される呼吸信号の例である。 代替的な治療システムの概略的な端面図である。

図１及び図２は、位置トレーニング装置を含む治療システム１０の斜視図及び位置トレーニング装置の概略図である。

図１において、治療システム１０は、放射線療法を適用する線形加速器又は放射線療法を計画するＸ線シミュレータのような治療装置１２と、立体カメラ１４と、コンピュータ１６と、光源１８とを含む。

立体カメラ１４をコンピュータ１６に無線接続又は有線接続し得る。この実施態様において、立体カメラ１４は、ワイヤ２０を介してコンピュータ１６に接続されている（図２）。光源１８は、コンピュータ１６に無線接続されている（図２に破線１７として示されている）。コンピュータ１６は、治療装置１２にも接続されている。

機械的診療台２２が設けられており、治療中に患者２４が機械的診療台の上に横たわる。治療装置１２及び機械的診療台２２は、コンピュータ１６の制御の下で、機械的診療台２２及び治療装置１２の相対的な位置が横方向、垂直方向、長手方向及び回転方向に変えられることがあるように、構成される。

治療装置１２は、本体２５を含み、ガントリ２６が本体２５から延出している。コリメータ２８が、治療装置１２の本体２５から離れた端に設けられている。放射線が患者２４に照射する角度を変化させるために、ガントリ２６は、コンピュータ１６の制御の下で、治療装置１２の本体２５の中心を通る軸について回転するように構成されている。加えて、治療装置による照射の場所は、ガントリ２６の端にあるコリメータ２８を回転させることによって変えられてもよい。

立体カメラ１４は、機械的診療台２２の上に横たわる患者２４の胸部領域３０のビデオ画像を取得する。これらのビデオ画像は、コンピュータ１６に渡される。次に、コンピュータ１６は、患者２４の画像を処理して、患者の呼吸サイクル(breathing cycle)を表すデータを生成する。

この実施形態において、光源１８は、治療装置１２の本体２５に位置付けられ、複数の個別の光源（図示せず）を含む。光源１８は、コンピュータ１６からの信号に応答して、放射光の特性、例えば、色相角(hue angle)、明度(lightness)、強度(intensity)、又はフリッカ率(flicker rate)を独立して変化させるように構成可能な、任意の光源であり得る。

光の特性に関して、色相角は光の色を記述するために用いられ、例えば、緑色及び青色は異なる色相角を有し、輝度(brightness)を黒色と白色との間に亘る明度とも呼び、強度（又は色度(chromacity)）は色の強さ(strength)である。

典型的には、発光ダイオード（ＬＥＤ）が適切であり、特性の一部を調整し得るために、電流を変化させることとの組み合わせにおいて、異なる色のＬＥＤの組み合わせが必要とされることが理解されるであろう。

この例では、使用中に患者２４が光源１８から放射される光を直接光として見ず、むしろ背景光又は周辺光として知覚するよう、光源１８が治療装置１２の側面に位置付けられ、患者２４の視線から外れていることが図１から分かる。

図２を参照すると、コンピュータ１６が立体カメラ１４から受信するビデオ画像を処理するために、コンピュータ１６は、ディスク３２上で提供されるソフトウェアによって或いは通信ネットワークを介して電気信号３４を多数の機能モジュール３６乃至４４内で受信することによって構成される。図２に示す機能モジュール３６乃至４４は、請求する本発明の動作の理解を助けるために純粋に概念的なものであり、特定の実施形態では、ソフトウェアのためのソースコード内のコードのブロックに直接的に対応しないことが理解されるであろう。他の実施態様において、例示的な機能モジュール３６乃至４４によって実行される機能は、異なるモジュールの間で分割されてよく、或いは、異なる機能のために同じモジュールを再使用することによって実行されてよい。

この実施態様において、機能モジュール３６乃至４４は、立体カメラ１４から受信する画像を処理して、患者のために検出される位置に基づき呼吸データＡＴの形態の位置データＰＤを決定する、決定モジュール３６と、決定モジュール３６によって決定される呼吸データのタイムスタンプを提供するクロックモジュール３８と、タイムスタンプ付き呼吸データを格納する信号キャッシュ４０と、呼吸データが基準呼吸データとどのように異なるかを識別する信号比較モジュール４２と、光の放出を制御するための光制御モジュール４４とを含む。

患者呼吸データは、以下のように取得される。

画像は立体カメラ１４によって取得され、これらの画像は患者の胸部３０の位置を決定する決定モジュール３６によって処理される。次に、決定モジュール３６は、この位置信号を固定的な基準点からの胸部３０の相対的距離を示す距離測定値に変換する。次に、この距離データを、胸部３０の画像がコンピュータ１６によって取得されるタイミングを示すタイミングデータと共に、信号キャッシュ４０に格納して、患者の呼吸サイクルを示す実際の呼吸データＡＴを生成する。

時間Ｔに亘る患者の画像を取得することによって、実際の呼吸トレースＡＴ(breathing trace)の形態において実際の呼吸データを生成し得ることが理解されるであろう。

次に、実際の呼吸トレースＡＴを患者の正常な又は所望の呼吸サイクルに対応する基準呼吸トレースＲＴと比較して、偏差(deviation)があるかどうかを決定し得る。

呼吸サイクルの間に、患者２４は、反復的に吸い込み且つ吐き出す。図３は、吸込部分（位置Ｅから位置Ｆまで）及び吐出部分（位置Ｆから位置Ｇまで）を含むサンプル呼吸トレースＢＴ(breathing trace)を示している。患者が吸い込むときに、呼吸変位ＢＤ(breathing displacement)は、負の最大呼吸変位（位置Ｇ）に到達するよう吐き出す前に、正の最大呼吸変位（Ｆ）に達するまで、時間と共に増大する。以下に説明するように、連続的な正又は負の最大呼吸変位間の時間である呼吸変位（ＢＤ）及び期間Ｐ(period)を対応する基準値と比較し得る。

患者２４は、以下の通り、彼らの呼吸を調節することにおいて支援される。

図４を参照すると、先ず、特定の患者について基準呼吸トレースＲＴが選択される。基準呼吸トレースＲＴは、前もって取得された患者についての基準トレース又は治療に最適な呼吸サイクルに対応する選択的な基準トレースであり得る。呼吸基準トレースは、変位上限ＵＤ及び変位下限ＬＤ及び基準期間ＲＰの形態の基準呼吸データを示す。

患者２４が治療前に所定の位置にあるとき、光制御モジュール４４は、光源１８に信号を送信して、第１の色、この実施態様では、一定の輝度及び基準呼吸トレースＲＴに比例して変化する強度を備える緑色光Ｌを備える、連続的な（すなわち、フリッカのない）光を放射する、すなわち、強度は、基準トレースＲＴの吸込部分（Ｅ’〜Ｆ’）と共に増大し、基準トレースＲＴの吐出部分（Ｅ’〜Ｇ’）と共に減少する（図４）。患者２４は、治療を受けている間に光を周囲光として検出し、彼らの呼吸を、光の変化する強度、従って、通常の呼吸サイクルに対応する基準呼吸トレースＲＴに従うように調節しようと試みる。具体的には、患者２４は、強度が増加を停止して減少し始めるときに検出可能である、吸込みを停止して吐出しを開始する地点（Ｆ’）、強度が減少するのを停止して増大し始めるときに検出可能である、吐出しを停止して吸込みを開始する地点（Ｇ’）を調節しようと試みる。

患者２４が基準トレースＲＴに従うことによって呼吸を調節しようと試みるのと同時に、実際の呼吸トレースＡＴは上述のように得られる（図５）。実際の呼吸トレースＡＴは、信号比較モジュール４２を用いて基準呼吸トレースＲＴと比較される。この実施態様において、実際の呼吸変位ＢＤは、変位上限ＵＤ及び変位下限ＬＤと比較される。

実際のトレースＡＴの呼吸変位ＢＤが（例示的な目的のために図６に誇張して示すように）変位上限及び変位下限ＬＤ内に留まるならば、光制御モジュール４４は、光源１８に信号を送信し続けて、基準呼吸トレースＲＴに比例して変化する強度を備える緑色光を放射する、すなわち、患者は周囲光に変化を見ず、実際の呼吸変位が変位上限ＵＤ及び変位下限ＵＤ内にあるという知識において基準呼吸トレースＲＴに従うことを試み続ける。

実際のトレースＡＴの呼吸変位ＢＤが変位上限又は変位下限ＬＤの外にあるならば、光制御モジュール４４は、光源１８に信号を送信して、光の色を第２の色、この実施形態では、青色に変え、すなわち、患者は、周囲光の色が緑色から青色に段階的に変化するのを見て、実際の呼吸変位が変位上限Ｕ又は変位下限ＬＤの外側になったことを認識し、より少なく吸込み或いは吐き出すことによって呼吸を調節しようと試みる。患者が、変位が変位上限ＵＳ又は変位下限ＬＤの内側に戻る程度に呼吸を調節するとき、光制御モジュール４４は、色を再び緑色に戻す信号を送信し、患者は基準呼吸トレースＲＴに再び従おうと試みる。

呼吸変位が変位上限ＵＤ又は変位下限ＬＤの外側になるならば、青色光の強度は、実際の呼吸トレースＡＴによって変化し続ける、すなわち、光は、呼吸変位ＢＤが変位上限ＵＤより更に上に逸脱する(deviates)につれてより強くなり、呼吸変位ＢＤが変位上限ＵＤに向かって戻るにつれてより弱くなり、呼吸変位ＢＤが変位下限ＬＤより更に下に逸脱するにつれてより弱くなり、呼吸変位ＢＤが変位下限ＵＤに向かって戻るにつれてより強くなる。

代替的な実施態様において、患者が変位上限ＵＤ又は変位下限ＬＤからの偏差(deviation)に依存しない色の変化を単に見るように、呼吸変位ＢＤが変位上限ＵＤ又は変位下限ＬＤの外側にあるならば、光の強度は一定のままであり得る。

他の代替的な実施態様では、強度の代わりに、光の他の特性が変化し得る。例えば、基準ＲＴ又は実際のＡＴ呼吸トレースによって変化するよう、輝度、色相角又はフリッカ率を全て個別に又は異なる組み合わせにおいて用いることができ、選択は、患者の好みに依存する。

同じ理由から、実際の呼吸変位ＢＤが限界の外側になったことを示すために、色を緑色から青色を変える代わりに、光の他の特性を変更し得る。例えば、強度、輝度、色相角又はフリッカ率は、全て個別に又は異なる組み合わせにおいて変化し得る。その上、これらの同じ特性を上限又は下限からの呼吸偏差(breathing deviation)に比例して変化させ得る。

第１及び第２の色は緑色及び青色に限定される必要はないことが理解されるであろう。基準呼吸トレースＲＴからの偏差を示すためには、患者に明確に分かる色の段階的変化が必要とされ、これは、典型的に、色スペクトルの１つの部分から他の部分への色の変化を必要とする。従って、第１の色を、青色、緑色、赤色、紫色、橙色又は黄色のスペクトルのうちの１つから選択することができ、第２の色も、青色、緑色、赤色、紫色、橙色又は黄色のスペクトルのうちの１つから選択することができる。やはり、患者の好みが、第１の色及び第２の色の選択を決定する。

基準呼吸トレースＲＴの変化を表すために色相角が選択されるならば、基準呼吸トレースＲＴからの偏差を表すあらゆる色の段階的変化は、患者が色変化を認識するために、色相角の変化から明確に識別可能である必要がある。例えば、色相角が基準呼吸トレースＲＴによって緑色から青色に変化するならば、色を赤色に変えることによって、あらゆる偏差を示し得る。従って、患者は赤色への変化を明確に認識し、実際の呼吸変位ＢＤが変位上限ＵＤ又は変位下限ＬＤの外側になったことを理解する。

代替的な実施態様では、呼吸サイクルを完了する実際の期間ＡＰを基準期間ＲＰと比較し得る（図７）。患者は、上述のように、基準呼吸トレースＲＴに対応する緑色光に依然として従うが、実際の期間ＡＰが基準期間ＲＰから逸脱するならば（図８）、光制御モジュール４４は、光の色を第２の色、この場合には、青色に変える信号を送信する。実際の期間ＡＰが基準期間ＲＰから逸脱するときにはいつでも或いは実際の期間ＡＰが要件に依存して基準期間ＲＰよりも長い又は短いならば色が変化するように、光制御モジュール４４を構成することが可能である。例えば、患者は典型的に速すぎる速度で呼吸する（期間が低すぎる）ことがあり、その場合、実際の呼吸期間ＡＰが基準周期ＲＰよりも下であるという視覚的表示は、患者の呼吸が速すぎることを患者に気付かせるのに有用である。

実際の呼吸変位ＢＤ及び期間ＡＰの両方を同時に基準値と比較することができ、呼吸変位ＢＤ及び／又は期間が要求に依存して基準値から偏差しているか否かを示す信号を送信するように光制御モジュール４４を構成することができることが、理解されるであろう。例えば、幾つかの状況では、患者の動きを最小限に抑えるために、呼吸変位を特定の限度内に調整することだけが必要なことがある。他の状況では、最大の正及び負の変位、故に、治療が適用される時間がより規則的であるよう、定期的な呼吸サイクル期間がより重要であると考えられる。

患者を混乱させることを避けるために、異なる色を用いて、偏差が呼吸変位又は期間に関するか否かを示し得る。これは患者への呼吸変位及び期間の両方のフィードバックが必要とされる状況においてより一層重要である。

呼吸変位と周期偏差との間を区別するために異なる色を用いる代わりに、他の光特性を変えることが可能である。例えば、呼吸変位の偏差を色の変化によって示し得るのに対し、基準周期からの偏差を輝度の変化によって示し得る。既に上述のように、光特性の選択は、患者の好みに大いに依存する。何故ならば、患者が光によって驚かされないで、呼吸挙動に従い且つ呼吸挙動を修正するよう、あらゆる変化に応答することが重要であるからである。

上述の実施形態において放射される光は、連続光として放射され、それは、強度、色相角、又は輝度のような光特性が変更されるときに、光が放射され続けることを意味する。フリッカを導入することによって光を遮ることも可能であり、フリッカ率は、実際の呼吸データ又は基準データからの偏差によって決定される。例えば、基準呼吸トレース及び一定のフリッカ率で変化する強度を伴う光を放射することができる。基準呼吸トレースからのあらゆる偏差、例えば、（より急速な呼吸の結果としてのより短い期間に対応する）呼吸頻度の増加をフリッカ率の増加によって示すことができ、呼吸頻度が低すぎるならば、逆のことが当て嵌まる。

上述の実施態様において、光特性は、輝度、強度、色相角又はフリッカ率が、呼吸変位の増大に応じて増大することである。代替的な実施において、光特性は低下することができ、よって、例えば、強度は、呼吸変位が増大するに応じて減少し得る。同様に、基準呼吸変位からの偏差は、上記実施態様において記載したような増大する光特性とは対照的に、減少する光特性をもたらし得る。上述のように、光の変化は、実に患者の好みに従って選択される。

図９は、治療装置は別として図１の治療システムと同一の代替的な治療システム１１０を示している。

治療システム１１０は、治療装置１１２と、立体カメラ１１４と、コンピュータ１１６と、光源１１８とを含む。

治療装置１１２は、収容する患者よりも僅かに大きい内径の小さな部分円筒形の管状部分１４０を有する、ＣＴスキャナのような放射線計画装置に典型的である。

管状部分１４０は、内面１６０を有し、反射性又は薄い着色コーティング１７０が内面１６０に塗布（適用）されている。光源１１８は、患者１２４の視線の外にある管状部分１４０の一端に位置付けられている。管状部分１４０の内側に空間が殆どなく、従って、光源１１８を位置付ける空間が僅かであることが図９から分かる。

使用中、光源１１８は、光制御モジュール（図示せず）の制御の下で、図１の光源と同じ方法で動作する。放射される光は、反射性又は薄い着色コーティング１７０から反射して、管状部分１４０の周りで均一に光を更に分散させて、光により一層大きな周囲外観(ambient appearance)をもたらす。管状部分１４０は窮屈な環境(cramped environment)であり、従って、光源１１８をある程度自由に位置付け得ることが有利である。加えて、反射光に依存することは、患者が驚くのを防止する。何故ならば、光はより周囲外観を有するからである。これは、患者にとって高ストレスの環境では特に重要である。

図１及び図９の治療システムにおいて、光源１８，１１８は、治療装置に位置付けられる。代替的な治療システムにおいて、光源は治療装置から遠隔であることができ、例えば、治療室の壁又は天井又は床にあり得る。治療室内の光源を患者の視線から外れるように同様に配置し得る。その上、壁、天井及び床に施し得る反射性コーティングを塗布（適用）して、部屋の周りで光源からより均一に光を反射させて、患者によって検出されるときに光により一層大きな周囲の外観をもたらすことができる。

上記実施態様は、呼吸を調節するのを助けるために患者によって検出される様々な光特性を記載する。放射される光が基準呼吸データに従って変化して、患者が基準に従うのを助ける実施態様を記載し、光が再び変化して、それが呼吸変位及び／又は呼吸期間であれ、基準呼吸データからの偏差を示す実施態様を記載した。実際の呼吸データを基準呼吸データとどのように比較するかに依存して、並びに患者の好みに従って、光特性を一定に維持し或いは変化させることができる。何故ならば、異なる患者は、異なる視覚刺激に応答するからである。再び、患者の好みに従って、輝度、明度、色相角（色）又はフリッカ率を変えることによって、光特性を変えることができる。本発明の鍵は、患者が彼らの呼吸サイクルを調整するのを助ける変化する特性を備える光を放射し、次に、光の特性を変えて、呼吸サイクルが基準サイクルから逸脱しているか否かを示す能力である。他の鍵となる要件は、患者がその光の放射によって驚かされないことであり、その理由のために、光源は、光が患者によって周囲光として検出されるように、患者に対して配置される。光が周囲光であるという事実は、特に有利である。何故ならば、それは光源が制約された空間を備える治療装置の内側に位置付けられるのを可能にし、装置から離れた光源さえも利用することを可能にするからである。

上記実施態様は、例えば、異なる色のＬＥＤの組み合わせを用いて、及び／又は異なるＬＥＤへの電流を変化させて異なる特性（色相、強度、輝度）の光を放射して、光源自体を制御することによって、その出力が変えられる光源を記載している。患者によって検出可能な光は本質的に周囲に現れるが、光の特性は光源によって制御される。代替的な実施態様では、光源によって放射された後の光の特性を変化させるよう、フィルタ又はフィルタの組み合わせのような光学的構成を光源と患者との間に設け得る。その上、実際のデータ及び基準データに応答して放射される光の特性を光源自体が変化させられるのと同じ方法で変化させるよう、光学的構成を制御し得る。

上記実施態様は、呼吸挙動によって例示される患者の位置をモニタリングし、患者にフィードバックを伝えて彼らの呼吸挙動を制御するのを助ける。これは腫瘍が患者の胸部領域に存在するときに特に重要である。何故ならば、彼らの呼吸によって引き起こされる動きが腫瘍及び周囲組織の動きを引き起こすからである。他の場所での治療について、患者が彼らの呼吸を制御するのを助けるのは重要であるが、呼吸と関連しない他の形態の運動を制限することがより重要であるとは言わないまでも、例えば、治療される身体の他の部分が静止した状態に維持されるのは重要であるので、あらゆる検出される動きは上で議論したような光の放射で患者に伝えられる。呼吸偏差が光特性の変化をもたらすのと同じように、同じ変化が他の患者の動きに適用される。例えば、患者の身体の一部が正しい（基準）位置にあるときに、特定の色、例えば、緑色の光を発することができ、その身体部分がその位置から逸脱すると、光の色は赤色に変化する。再び、呼吸偏差と同じように、強度、輝度若しくはフリッカ率のような光特性、又はそれらの光特性の正にあらゆる組み合わせを変化させることによって、偏差の程度を伝えることができる。

患者の身体は６つの自由度を有し、従って、患者のモニタリングは、あらゆる方向における偏差を検出し得ることが必要であることが理解されるであろう。その上、光が動いている方向に依存して、患者に特定の情報を伝達するよう、光を変化させることができる。例えば、患者の手が治療されているならば、緑色の光は垂直偏差を示し、赤色の光は水平偏差を示し得る。可能性は数多くあり、呼吸挙動に関して光を変化させることに関して強調したように、患者の好みは、光特性が患者の反応を可能にするような方法で変更されるのを保証するための鍵である。

上記実施形態において、光及び光の特性の変化は、位置情報及び基準位置から偏差を患者に伝えるために使用される。全ての患者が光変化に上手に対応するとは限らず、実際は、視覚障害のある患者にとって、光の使用は適切でない。患者に情報を伝えるために光を使用する代わりに、音を用いることが可能であり、色、輝度、強度及びフリッカ率を変更することによって光を変更するのと同じように、振幅（音量）及び／又はトーンを変更することによって、音を変更し得る。幾つかの実施態様では、光及び音の組み合わせを用い得る。例えば、放出される音は、基準位置データ、例えば、呼吸サイクルを示すことができ、基準からのあらゆる偏差は、放射される光をもたらす。やはり、音を単独で又は光との組み合わせにおいて変化させる可能性は数多くあり、患者の好みに依存する。

放出される音を制御するために音制御モジュール（図示せず）が必要とされ、これは物理的な有線接続又は無線接続のいずれかによってコンピュータに接続されることが理解されるであろう。

Claims (34)

1. 患者が彼らの位置を制御するのを支援する方法であって、
   ａ）患者の基準位置を示す基準位置データを定めるステップと、
   ｂ）実際の位置をモニタリングして実際の位置データを取得するステップと、
   ｃ）該実際の位置データを前記基準位置データと比較して位置偏差を決定するステップと、
   ｄ）位置偏差があるならば、前記患者が周囲光として検出可能である光の放射の強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率のうちの１つ又はそれよりも多くを変更するステップとを含む、
   方法。
2. 前記基準位置データは、前記患者の基準呼吸サイクルを示す基準呼吸データであり、前記実際の位置データは、前記患者の前記実際の呼吸サイクルを示す実際の呼吸データであり、前記位置偏差は、呼吸偏差であり、
   当該方法は、
   ａ）前記患者が周囲光として検出可能である前記光の放射の前記強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率のうちの１つ又はそれよりも多くを前記基準呼吸データ（ＲＴ）で制御するステップと、
   ｂ）呼吸偏差があるならば、前記強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率のうちの１つ又はそれよりも多くを変更するステップとを更に含む、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記光の放射を制御するステップは、前記強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率のうちの１つ又はそれよりも多くを変更する、請求項２に記載の方法。
4. 前記強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率のうちの１つ又はそれよりも多くは、前記基準呼吸データと共に増大する、請求項３に記載の方法。
5. 前記強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率のうちの１つ又はそれよりも多くは、前記位置偏差と比例して変化する、請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の方法。
6. 前記強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率のうちの１つ又はそれよりも多くは、前記位置偏差と共に変化しない、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の方法。
7. 前記基準位置データ及び実際の位置データは、位置変位である、請求項１乃至６のうちのいずれか１項に記載の方法。
8. 前記強度は、前記位置変位に比例して変化する、請求項７に記載の方法。
9. 前記位置変位は、呼吸変位である、請求項７又は８に記載の方法。
10. 前記基準呼吸変位は、変位上限及び変位下限であり、前記呼吸偏差は、前記実際の呼吸変位と前記変位上限又は前記変位下限との間の差である、請求項９に記載の方法。
11. 前記実際の呼吸データは、実際の呼吸期間であり、前記基準呼吸データは、基準呼吸期間であり、前記呼吸偏差は、前記実際の呼吸期間と前記基準呼吸期間との間の差である、請求項２又は請求項２に従属するときの請求項３乃至１０のうちのいずれか１項に記載の方法。
12. 呼吸偏差がないときに、前記放射される光の色は、第１の色から第２の色に変化する、請求項２又は請求項２に従属するときの請求項３乃至１０のうちのいずれか１項に記載の方法。
13. 期間呼吸偏差と関連する前記第２の色は、変位呼吸偏差と関連する前記第２の色と異なる、請求項１０に従属するときの請求項１２に記載の方法。
14. 前記第１の色は、緑色スペクトル内にあり、前記第２の色は、青色スペクトル内にある、請求項１２又は１３に記載の方法。
15. 前記光は、連続光である、請求項１乃至１４のうちのいずれか１項に記載の方法。
16. 前記患者が検出する前記光は、反射光である、請求項１乃至１５のうちのいずれか１項に記載の方法。
17. 位置偏差があるならば、少なくとも１つの音特性を有する音を放出するステップを更に含む、請求項１乃至１６のうちのいずれか１項に記載の方法。
18. 前記少なくとも１つの音特性のうちの１つ又はそれよりも多くは、前記位置偏差と比例して変化する、請求項１７に記載の方法。
19. 前記少なくとも１つの音特性のうちの１つ又はそれよりも多くは、振幅又はトーンである、請求項１７又は１８に記載の方法。
20. 患者が彼らの位置を制御するのを支援する方法であって、
    ａ）患者の基準位置を示す基準位置データを定めるステップと、
    ｂ）実際の位置をモニタリングして実際の位置データを取得するステップと、
    ｃ）該実際の位置データを前記基準位置データと比較して位置偏差を決定するステップと、
    ｄ）位置偏差があるならば、少なくとも１つの音特性を有する音を放出するステップとを含む、
    方法。
21. 前記基準位置データは、前記患者の基準呼吸サイクルを示す基準呼吸データであり、前記実際の位置データは、前記患者の前記実際の呼吸サイクルを示す実際の呼吸データであり、前記位置偏差は、呼吸偏差であり、
    当該方法は、
    ａ）少なくとも１つの音特性を有する音を放出するステップであって、前記少なくとも１つの音特性のうちの１つ又はそれよりも多くは前記基準呼吸データと共に変化するステップと、
    ｂ）呼吸偏差があるならば、前記少なくとも１つの音特性のうちの１つ又はそれよりも多くを変更するステップとを更に含む、
    請求項２０に記載の方法。
22. 前記少なくとも１つの音特性のうちの１つ又はそれよりも多くは、前記基準呼吸データと共に変化する、請求項２１に記載の方法。
23. 前記少なくとも１つの音特性のうちの１つ又はそれよりも多くは、前記位置偏差に比例して変化する、請求項２１又は２２に記載の方法。
24. ａ）患者の位置を示す実際の位置データを決定するように動作可能である決定モジュールと、
    ｂ）前記実際の位置データを利用して、前記実際の位置データと基準位置データとの間の偏差を特定するように動作可能である、信号比較モジュールと、
    ｃ）前記実際の位置データと前記基準位置データとの間に偏差があるならば、前記患者が周囲光として検出可能である光の放射の強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率を変更するように動作可能である、光制御モジュールとを含む、
    位置トレーニング装置。
25. 前記基準位置データは、前記患者の基準呼吸サイクルを示す基準呼吸データであり、前記実際の位置データは、前記患者の前記実際の呼吸サイクルを示す実際の呼吸データであり、
    当該位置トレーニング装置は、
    前記決定モジュールによって決定される前記実際の呼吸データをタイミングデータと関連付けるように動作可能であるクロックモジュールを更に含み、
    前記光制御モジュールは、前記患者が周囲光として検出可能である前記光の放射の前記強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率を前記基準呼吸データで制御して、呼吸偏差があるならば、前記強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率のうちの１つ又はそれよりも多くを変更するように、動作可能である、
    請求項２４に記載の位置トレーニング装置。
26. 少なくとも１つの光学的構成を更に含み、前記光制御モジュールは、前記少なくとも１つの光学的構成を制御して、前記強度及び／又は輝度及び／又は色相角及び／又はフリッカ率を変更するように、動作可能である、請求項２４又は２５に記載の位置トレーニング装置。
27. 患者を治療する治療装置と、
    請求項２４乃至２６のうちのいずれか１項に記載の位置トレーニング装置とを含む、
    治療システム。
28. 前記光源は、治療を受けている患者の視線の外に位置付けられる、請求項２７に記載の治療システム。
29. 前記少なくとも１つの光源は、前記治療装置に位置付けられる、請求項２７又は２８に記載の治療システム。
30. 前記少なくとも１つの光源は、前記治療装置から遠隔である、請求項２７又は２８に記載の治療システム。
31. 前記治療装置は、前記少なくとも１つの光源からの光を前記患者に向かって反射する内面を含む、請求項２７乃至３０のうちのいずれか１項に記載の治療システム。
32. 前記少なくとも１つの光源は、少なくとも１つのセットの発光ダイオードである、請求項２７乃至３１のうちのいずれか１項に記載の治療システム。
33. ａ）患者の位置を示す実際の位置データを決定するように動作可能である決定モジュールと、
    ｂ）前記実際の位置データを利用して、前記実際の位置データと基準位置データとの間の偏差を特定するように動作可能である、信号比較モジュールと、
    ｃ）前記実際の位置データと前記基準位置データとの間に偏差があるならば、少なくとも１つの音特性を有する音を放出するように動作可能である、音制御モジュールとを含む、
    位置トレーニング装置。
34. 前記基準位置データは、前記患者の基準呼吸サイクルを示す基準呼吸データであり、前記実際の位置データは、前記患者の前記実際の呼吸サイクルを示す実際の呼吸データであり、
    当該位置トレーニング装置は、
    前記決定モジュールによって決定される前記実際の呼吸データをタイミングデータと関連付けるように動作可能なクロックモジュールを更に含み、
    前記音制御モジュールは、少なくとも１つの音特性を有する音を放出するように動作可能であり、該少なくとも１つの音特性のうちの１つ又はそれよりも多くは、前記基準呼吸データと共に変化し、呼吸偏差があるならば、前記少なくとも１つの音特性のうちの１つ又はそれよりも多くを変更するように動作可能である、
    請求項３３に記載の位置トレーニング装置。

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