WO2013179670A1 - 呼吸モニタリング装置、体動検出ベルト、体動検出システム及び放射線照射システム - Google Patents

呼吸モニタリング装置、体動検出ベルト、体動検出システム及び放射線照射システム Download PDF

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WO2013179670A1
WO2013179670A1 PCT/JP2013/003420 JP2013003420W WO2013179670A1 WO 2013179670 A1 WO2013179670 A1 WO 2013179670A1 JP 2013003420 W JP2013003420 W JP 2013003420W WO 2013179670 A1 WO2013179670 A1 WO 2013179670A1
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WO
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belt
conductive rubber
monitoring device
state
respiratory
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PCT/JP2013/003420
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English (en)
French (fr)
Inventor
秀之 川上
大西　洋
Original Assignee
エイペックスメディカル株式会社
国立大学法人山梨大学
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Publication date
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    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6823—Trunk, e.g., chest, back, abdomen, hip
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/113—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb occurring during breathing
    • A61B5/1135—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb occurring during breathing by monitoring thoracic expansion
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    • A61N5/00—Radiation therapy
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    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1064—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for adjusting radiation treatment in response to monitoring
    • A61N5/1068—Gating the beam as a function of a physiological signal

Definitions

  • the present invention relates to a respiratory monitoring device that detects a body movement state such as breathing, a body movement detection belt, a body movement detection system, and a radiation irradiation system.
  • a breathing stop irradiation method that irradiates the affected area while holding the breath during radiation irradiation and the affected area does not move, or a movement amount of the chest and abdomen due to respiration is detected, and the position of the body movement is determined in advance under free breathing.
  • breathing synchronization irradiation is performed in which irradiation is performed only when there is a period of time.
  • Patent Document 1 A variety of methods have been devised for detecting the amount of body movement by breathing.
  • a strain gauge is used as a body motion sensor by breathing.
  • a strain gauge is inserted inside a belt wound around the abdomen or chest of a subject, and a signal obtained by body motion pressure by breathing is detected.
  • a method for detecting the amount of movement is disclosed.
  • the patient when aiming at treatment such as irradiation of a target such as a lesion in the body, the patient is controlled to stop breathing so that the target position becomes a predetermined position in the body.
  • the breathing stop irradiation method in which the patient is unable to recognize his / her breathing level, cannot be irradiated / photographed at an accurate position in the case of the radiation therapy irradiation or the breathing stop irradiation method in which the breathing is stopped and the affected part does not move. .
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a monitoring device, a body motion detection belt, a body motion detection system, and a radiation irradiation system that can accurately detect a body motion state of a living body.
  • radiation in the present specification includes not only radiation such as X-rays and gamma rays but also particle rays such as proton beams and heavy ion beams.
  • An aspect of the present invention relates to a body motion detection belt.
  • the body motion detection belt is formed in a belt-like shape, and a belt body that can be stretched at least partially in the longitudinal direction, a first conductive rubber body that is stretchably attached to the belt body, and a belt body that is stretchable.
  • a second conductive rubber body is formed in a belt-like shape, and a belt body that can be stretched at least partially in the longitudinal direction, a first conductive rubber body that is stretchably attached to the belt body, and a belt body that is stretchable.
  • a second conductive rubber body is formed in a belt-like shape, and a belt body that can be stretched at least partially in the longitudinal direction, a first conductive rubber body that is stretchably attached to the belt body, and a belt body that is stretchable.
  • the body motion detection system uses a body motion detection belt, an electrical signal when the first conductive rubber body is energized, and an electrical signal when the second conductive rubber body is energized, and a living body around which the belt body is wound. And a detection unit for detecting the body movement state of.
  • the body motion detection belt of the above-described aspect is used.
  • the radiation irradiation system further includes a body motion detection system and a radiation irradiation device that irradiates radiation, and the detection unit is an electrical signal when the first conductive rubber body and the second conductive rubber body of the body motion detection belt are energized. Is used to calculate a state value indicating the body movement state of the living body, and the radiation irradiation apparatus emits radiation when the state value is within a predetermined range.
  • the body motion detection system the above-described aspect is used.
  • the respiratory monitoring device is attached around the body and includes at least a stretchable member as a part thereof, so that it can stretch in the longitudinal direction as a whole, and at least a portion of the stretchable member is disposed along the longitudinal direction.
  • the respiratory monitoring device By passing the first non-metallic wire, the length of which is arranged on the elastic member changed by the expansion and contraction of the elastic member, and the portion extending from a part of the elastic member of the first non-metallic wire through the inside
  • a first tubular member that leads to a position spaced from the belt; a first detection unit that detects movement of the first non-metallic wire at the spaced position; and a first detection unit between the first non-metallic wire and the belt.
  • a first urging member for keeping the tension constant; and a respiratory state output unit for outputting the respiratory state detected by the first detection unit, and monitoring respiration by output from the respiratory state output unit To.
  • the first detection unit includes a pulley
  • the respiratory state output unit includes a visible gauge
  • the first detection unit and the respiratory state output unit are integrally formed. May be.
  • the first detection unit may include a rotary encoder.
  • the first non-metallic wire may be made of a resin material.
  • the stretchable member is overlapped at a position different from the position where the first non-metallic wire is overlapped, and the stretched member is disposed on the stretchable member by the expansion / contraction of the stretchable member.
  • a second non-metallic wire whose length changes, a second detecting unit that detects movement of the second non-metallic wire at a separated position, and a tension between the second detecting unit of the second non-metallic wire and the belt.
  • the second urging member for keeping constant and the breathing state output unit may combine the signals detected by the first detection unit and the second detection unit and output the breathing state.
  • the respiratory monitoring device of the present invention includes a first respiratory monitoring device that is any one of the respiratory monitoring devices described above and the respiratory monitoring that is any one of the respiratory monitoring devices described above.
  • the respiratory state output unit may acquire a value indicating the respiratory state of the second respiratory monitoring device, calculate a value indicating the respiratory state together with the signal output from the first detection unit, and output the calculated value.
  • the respiratory state output unit may be arranged at a position where it can be seen by a person with a belt attached, and perform visible output.
  • the radiation irradiation system includes any one of the respiratory monitoring devices described above and a radiation irradiation device that irradiates radiation, and the radiation irradiation device has a value indicating a respiratory state within a predetermined range. In some cases, radiation is irradiated.
  • respiration monitoring apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a figure shown about the detail of the belt of the respiration monitoring apparatus of FIG. It is a figure shown about the external appearance of the detection part of the respiration monitoring apparatus of FIG. It is a figure which shows the internal structure of the detection part of FIG. It is a figure which shows a mode that the respiration monitoring apparatus which concerns on 1st Embodiment was attached to the patient who lies on a bed. It is a figure shown about the respiration monitoring apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. It is a figure which expands and shows the buckle vicinity of the belt of FIG.
  • (A) is a top view which shows the structure of the body movement detection belt used for the body movement detection system which concerns on 4th Embodiment
  • (b) is the side view
  • (c) is a telescopic cover from a belt main body. It is a top view which shows the state removed. It is an expanded side sectional view showing the composition of the expansion-contraction part of the body movement detection belt concerning a 4th embodiment.
  • It is an enlarged plan view which shows the other example of the expansion-contraction elastic body of 4th Embodiment. It is a figure which shows the radiation irradiation system using the body movement detection system which concerns on 4th Embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a respiratory monitoring apparatus 700 according to the first embodiment of the present invention.
  • a respiratory monitoring device 700 includes a belt 710 for wrapping around a human body such as a person's chest and abdomen, and a detection display output unit for detecting a respiratory state and displaying the respiratory state on a gauge. 760, a tubular member 750 for guiding a wire 721 (described later) extending from the belt 710 to the detection display output unit 760, and an output signal line 770 for outputting data indicating a breathing state from the detection display output unit 760. Yes.
  • the belt 710 is connected to one end side of the elastic part 720, which is an elastic part made of an elastic member such as a belt-like rubber, and is made of a non-elastic material.
  • Part 730 and a fixing part 711 which is connected to the other end side of the stretchable part 720 and has a hook-and-loop fastener on the back side so that it can be removably connected to the surface fastener part on the front side of the non-stretchable part 730. is doing.
  • FIG. 1 shows a state in which the stretchable part 720 is covered with a cover.
  • FIG. 2 is a diagram showing details of the belt 710.
  • the expansion / contraction part 720 has a plurality of holes 722 arranged in two rows in the longitudinal direction, and a wire 721 is attached so as to sew the expansion / contraction part 720 in the longitudinal direction.
  • the wire 721 is turned back by being inserted into the holes 722 in a different row at the hole 722 closest to the fixing portion 711, and extends toward the non-stretchable portion 730.
  • both of them are inserted into the tubular member 750.
  • the tubular member 750 is fixed to the non-stretchable portion 730 with a fastener 731.
  • two wires 721 each having two tubular portions and being folded back are inserted.
  • a resin eyelet is attached to each hole 722 so that the wire 721 slips better.
  • the wire 721 is made of a non-metallic material such as nylon or other resin, and is relatively movable on the expansion / contraction part 720 when the expansion / contraction part 720 expands / contracts. Thereby, when the expansion / contraction part 720 is extended, the length of the wire 721 disposed on the expansion / contraction part 720 is increased, and when the expansion / contraction part 720 is contracted, the length of the wire 721 disposed on the expansion / contraction part 720 is decreased.
  • the wire 721 is connected to the inside of the detection display output unit 760 via the tubular member 750.
  • the wire 721 is attached so as to be sewn through the plurality of holes 722.
  • the wire 721 may be attached in other ways. May be.
  • FIG. 3 shows the appearance of the detection display output unit 760.
  • the wire 721 extending from the inside of the tubular member 750 extends to the inside of the detection display output unit 760.
  • the detection display output unit 760 is provided with a gauge 765 for monitoring the breathing state, and a marker 767 indicating a position pointed to by the needle 766 is provided so that the patient can control his / her breathing while watching the gauge 765. It can be attached to two places.
  • FIG. 4 shows the internal structure of the detection display output unit 760.
  • the wire 721 that has entered the detection display output unit 760 is connected to the mainspring spring 761 via a pulley 764.
  • the pulley 764 rotates as the wire 721 is taken in and out, and the needle 766 is connected to the pulley 764 and thus swings with the rotation of the pulley 764.
  • the rotation shaft of the pulley 764 is connected to the rotation shaft of the rotary encoder 762, a signal related to the rotation of the pulley 764 is output from the output signal line 770.
  • the needle 766 may be adjusted in the deflection width of the needle 766 by being connected to the pulley 764 via a gear having a gear ratio.
  • FIG. 5 is a diagram showing a state in which the respiratory monitoring device 700 is attached to a patient 791 lying on a bed 792 for receiving radiation therapy, for example.
  • the detection display output unit 760 is installed on a U-shaped detection display output unit fixture 769 installed on a bed 792, and the patient 791 has a gauge 765 of the detection display output unit 760. You can breathe while watching. Thereby, the patient 791 can objectively grasp the state of his / her breathing and can control his / her breathing.
  • the patient 791 can breathe while looking at the gauge 765, and stop breathing when the needle reaches a predetermined position, thereby preventing the position of the lesion from moving.
  • a radiation irradiation device or the like By irradiating radiation from a radiation irradiation device or the like while stopping this breathing, it is possible to appropriately irradiate only the lesion without damaging tissues other than the lesion.
  • the respiratory signal output from the detection display output unit 760 is received by the control unit of the radiation irradiation apparatus via the output signal line 770, and the control unit of the radiation irradiation apparatus has a value indicating the respiratory state. It is good also as controlling a radiation irradiation apparatus so that radiation may be irradiated when it exists in a predetermined range.
  • the tubular member 750 can place the detection display output unit 760 away from the belt 710, and the radiation applied to the person wearing the belt 710. Therefore, treatment and examination using radiation or the like can be performed while monitoring respiration.
  • the breathing state can be displayed in real time and can be confirmed by the person wearing the belt, the person wearing the belt can easily perform necessary breathing control in treatment or examination.
  • breathing can be monitored without using a strain gauge with a high background noise ratio, the body movement state of the living body can be detected more accurately.
  • FIG. 6 is a diagram showing a respiratory monitoring device 100 according to the second embodiment of the present invention.
  • the respiratory monitoring apparatus 100 includes a belt 110 for wrapping around a body part such as a human chest and abdomen, a detection unit 130 for detecting a respiratory state, and a wire 114 extending from the belt 110.
  • the belt 110 is connected to a non-stretchable portion 111 made of a non-stretchable material and a stretchable portion 113 made of a stretchable material in the longitudinal direction of the belt 110. Further, buckles 116 are attached to both ends of the belt 110, which can be removed as shown in FIG. 7 and wrapped around a person's body and then closed and fixed. Further, the non-stretchable portion 111 has an adjuster 117. The length can be adjusted.
  • the wire 114 is made of a non-metallic material such as nylon or other resin, and is fixed so as not to move in the longitudinal direction at one portion of the belt 110, and the other portion can move on the stretchable portion 113 in the longitudinal direction. Is disposed on the stretchable portion 113. In the present embodiment, one end is fixed to the joint piece 115 at the boundary with the non-stretchable part 111, but is not limited to this form. In addition, the wire 114 is roughly sewn so as to move back and forth between the front and back surfaces of the expansion / contraction portion 113 so that the wire 114 can move on the expansion / contraction portion 113 due to expansion / contraction of the expansion / contraction portion 113, or sandwiched by an elastic material.
  • a non-metallic material such as nylon or other resin
  • the wire 114 fixed by such a fixing method enters and exits on the buckle 116 side by the expansion and contraction of the expansion / contraction part 113, and the length of the wire 114 arranged on the expansion / contraction part 113 changes.
  • the wire 114 leaves the belt 110 from the vicinity of the buckle 116 of the expansion / contraction part 113, passes through the inside of the tubular member 120, and is connected to the detection unit 130.
  • the wire 114 extending from the tubular member 120 in the detection unit 130 is connected to the spring spring 133 via the pulley 131 and pulled with a predetermined tension.
  • a rotary encoder 132 having the same axis as that of the pulley 131 is attached to the pulley 131, and the movement of the wire 114 is rotated by the pulley 131, and is transmitted to the arithmetic output unit 140 as an electric signal by the rotary encoder 132. That is, the rotary encoder 132 detects the movement of the wire 114.
  • the calculation output unit 140 calculates a value indicating a breathing state from the signal output from the rotary encoder 132, and transmits it to a display unit (not shown) or other control system.
  • the device that has received the value indicating the respiratory state can monitor the respiratory state of the person wearing the belt 110 from the value.
  • the detection member 130 can be positioned away from the belt 110 by the tubular member 120, so that radiation or the like irradiated to the person wearing the belt 110 is not blocked. Thereby, treatment and examination using radiation or the like can be performed while monitoring respiration.
  • FIG. 8 shows a respiratory monitoring device 200 which is a first modification of the respiratory monitoring device 100 of the second embodiment shown in FIG.
  • the arrangement of the wires on the stretchable portion 113 is different from that of the belt 110 described above, and in the other portions, the second embodiment described above is used. Since it is the same as that of FIG.
  • the wire 214 is folded back near the connection portion with the non-stretchable portion 111 and arranged to extend in parallel at different positions. Moreover, in the tubular member 120, the two folded backs are passed through. In the case of this configuration, the two folded back portions of the detection unit 130 are also hung on one pulley 131 while being overlapped, and attached to one spring.
  • the rotary encoder 132 can detect the average of the amount of movement of the wire at two positions arranged in parallel at a distance from each other.
  • the number of times of folding is set to 1, but the average of 3 and 5 locations may be detected as 3 times and 5 times, respectively.
  • FIG. 9 shows a respiratory monitoring device 300 which is a second modification of the respiratory monitoring device 100 of the second embodiment shown in FIG.
  • the belt 310 of the respiratory monitoring device 300 differs from the belt 110 described above in the arrangement of the wires on the stretchable portion 113, and in the other portions, the second embodiment described above. Since it is the same as that of FIG.
  • the stretchable portion 113 of the belt 310 has two nonmetallic wires 314 and 315 arranged in parallel to the longitudinal direction of the belt 310 and fixed to the joint piece 115 at different positions. Further, the two wires 314 and 315 are connected to the two springs 113 through two corresponding pulleys 131, respectively.
  • One calculation output unit 140 calculates a value indicating a breathing state using signals output from two rotary encoders 132 having the same axis as two pulleys. As a value indicating the respiratory state, a value obtained by summing the movement amounts of the rotary encoder 132, an average value, or other statistical values can be used.
  • FIG. 10 shows a detection unit 430 that is a modification of the detection unit 130.
  • a linear encoder 431 is used instead of the rotary encoder 132, a magnetized scale 432 is attached to the wire 114, and the sensor 433 reads the magnetic field of the scale 432 to adjust the movement amount. It is possible to grasp.
  • a coil spring 435 is attached to the tip of the scale 432 so that the tension between the belt 110 and the detection unit 430 is kept constant. Even if it is a case where it is such a structure, the effect similar to the above-mentioned detection part 130 can be acquired.
  • FIG. 11 shows a radiation irradiation system 500 using the respiration monitoring apparatus 100 described above.
  • the belt 110 of the respiratory monitoring device 100 is attached to a patient 501 lying on a bed 502, and the wire 114 is connected to the detection unit 130 via the tubular member 120.
  • a value indicating the breathing state is calculated by the calculation output unit 140.
  • the value indicating the breathing state is transmitted from the calculation output unit 140 using the wireless antenna 142, and is received by the image monitor 150 installed at a position where the patient 501 can visually recognize.
  • the image monitor 150 can indicate the state of breathing in real time by displaying the received data in an analog manner so that the needle can swing.
  • the patient 501 can objectively grasp the state of his / her breathing and can control his / her breathing.
  • the patient 501 has the image monitor 150. It is possible to prevent the position of the lesion from being moved by breathing while looking at and stopping the breathing when the needle reaches a predetermined position.
  • By irradiating radiation from the radiation irradiation device 160 while stopping this breathing it is possible to appropriately irradiate only the lesion without damaging tissues other than the lesion.
  • control unit 165 of the radiation irradiating apparatus 160 receives the wireless signal transmitted from the calculation output unit 140, and the control unit 165 performs radiation when the value indicating the respiratory state is within a predetermined range. It is good also as controlling the radiation irradiation apparatus 160 to irradiate.
  • the detection unit 130 can be positioned away from the belt 110 by the tubular member 120, and the radiation irradiated to the person wearing the belt 110, etc. Therefore, treatment and examination using radiation or the like can be performed while monitoring respiration.
  • the breathing state can be displayed in real time and confirmed by the person wearing the belt, the person wearing the belt can easily perform the breathing control necessary for treatment and examination.
  • FIG. 12 shows a radiation irradiation system 600 that is a modification of the radiation irradiation system 500 according to the third embodiment of the present invention.
  • the belt 110 and 610 are attached to the patient 501 at two locations, the abdominal position and the chest position, respectively.
  • the wire extending from the belt 110 passes through the tubular member 120 and is connected to the detection unit 130 as in the case of FIG. This movement of the wire is detected by the detection unit 130 and transmitted to the calculation output unit 650 as an electrical signal.
  • the wire extending from the belt 610 passes through the tubular member 620 and is connected to the detection unit 630.
  • the movement of the wire is detected by the detection unit 630 and transmitted to the calculation output unit 640 as an electrical signal.
  • the calculation output unit 640 the amount of movement in the belt 610 is calculated and transmitted to the calculation output unit 650.
  • the calculation output unit 650 calculates a value indicating the breathing state together with the amount of movement of the belt 610 received from the calculation output unit 640 and the electrical signal output from the detection unit 130.
  • the value indicating the breathing state independent values of the movement amount in the belt 110 and the movement amount in the belt 310 may be used as the values indicating the breathing state, or the values considering the respective correlations may be calculated.
  • the obtained value may be a value indicating the respiratory state.
  • the value indicating the breathing state output by the calculation output unit 350 is transmitted using the wireless antenna 142 and received by the image monitor 150 installed at a position where the patient 501 can visually recognize, as in FIG.
  • the image monitor 150 displays the received data in an analog manner so that the needle swings, thereby indicating the state of breathing in real time.
  • the two values may be displayed separately in analog form, or both on a two-dimensional graph or the like. It may be displayed.
  • the patient 501 can objectively grasp the state of his / her breathing and can control his / her breathing.
  • the detection is performed at two locations of the chest position and the abdominal position, a more accurate breathing state can be grasped.
  • this allows the patient 501 to control breathing and not to move the position of the lesion, and during that time by irradiating the radiation from the radiation irradiation device 160, without damaging the tissue other than the lesion, Appropriately only the lesion can be irradiated.
  • the wireless signal transmitted from the calculation output unit 140 is received by the control unit 165 of the radiation irradiation device 160, and the control unit 165 has a predetermined value indicating the breathing state.
  • the radiation irradiating device 160 may be controlled so as to irradiate the radiation when it is within the range.
  • the radiation irradiation system 600 of the present modification has the same effect as the radiation irradiation system 500 and can grasp a more accurate breathing state, so that more accurate radiation irradiation can be realized.
  • the detection unit and the calculation output unit have different configurations, but may be integrated.
  • the communication between the image monitor and control unit and the calculation output unit uses wireless communication, but other communication means such as wired connection may be used.
  • the resistance value between the two energized points increases or decreases. For this reason, if a belt attached with conductive rubber is wrapped around a living body and attached so that the conductive rubber expands and contracts according to the change in the circumference around the attachment position, the electricity when the conductive rubber is energized By detecting a change in the signal, it is possible to detect a body movement state such as a respiratory state of the living body.
  • a body motion detection belt, a body motion detection system, and a radiation irradiation system capable of accurately detecting the body motion state of a living body using conductive rubber will be proposed.
  • FIG. 13 shows a body movement detection system 800 according to the fourth embodiment.
  • the body motion detection system 800 includes a body motion detection belt 810, a detection unit 870, and an output unit 890.
  • FIG. 14A is a plan view showing a configuration of a body motion detection belt 810 used in the body motion detection system 800
  • FIG. 14B is a side view thereof.
  • components having the same name are sometimes referred to as “first” and “second” and “A” and “B” at the end of the reference numerals. If not distinguished, these descriptions are omitted.
  • the body motion detection belt 810 includes a belt body 811.
  • the belt main body 811 is attached by being wound around a part of the living body 801 such as a human chest or abdomen.
  • the belt main body 811 is formed in a band shape as a whole, and includes a stretchable part 820 that can be stretched and contracted in at least a part of the belt main body 811 in the longitudinal direction.
  • the belt main body 811 according to the present embodiment further includes a first non-stretchable portion 813A and a second non-stretchable portion 813B provided on both sides in the longitudinal direction of the stretchable portion 820 in addition to the stretchable portion 820.
  • the non-stretchable part 813 is composed of a non-stretchable member obtained by trimming the edge of a strip-shaped woven fabric with a tape.
  • the first non-stretchable portion 813A and the second non-stretchable portion 813B are disposed with the stretchable portion 820 interposed therebetween, and the interval between the opposing end portions changes as the stretchable portion 820 stretches.
  • the belt main body 811 is provided with a pair of connecting members 815 for removably connecting both sides of the belt main body 811 on both sides in the longitudinal direction.
  • the pair of connecting members 815 is configured by a first hook-and-loop fastener provided on the front surface of the first non-stretchable portion 813A and a second hook-and-loop fastener provided on the back surface of the second non-stretchable portion 813B.
  • connection members 815 is not limited to a hook-and-loop fastener, and may be configured by a buckle or the like as long as both ends of the belt body 811 can be detachably connected.
  • FIG. 14C is a plan view showing a state in which the expansion / contraction cover 840 included in the expansion / contraction part 820 is removed from the belt main body 811
  • FIG. 15 is an enlarged side sectional view showing the configuration of the expansion / contraction part 820.
  • the stretchable part 820 includes a stretchable elastic body 821 and a stretchable cover 840 in this embodiment.
  • the elastic elastic body 821 includes a first conductive rubber body 823A, an insulator 825, and a second conductive rubber body 823B.
  • the conductive rubber body 823 is composed of a conductive rubber obtained by blending conductive particles such as carbon black and silver powder with a rubber material serving as a base material.
  • the insulator 825 can be expanded and contracted and is made of an elastic material such as non-conductive rubber having electrical insulation.
  • the first conductive rubber body 823A, the insulator 825, and the second conductive rubber body 823B are strips that are long in the longitudinal direction of the belt main body 811 so that their lengths in the longitudinal direction are substantially the same. Is formed.
  • the elastic elastic body 821 has a layer structure in which the first conductive rubber body 823A, the insulator 825, and the second conductive rubber body 823B are aligned and overlapped.
  • the insulator 825 is sandwiched between the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B, and the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B are electrically insulated.
  • the stretchable elastic body 821 is attached to the belt body 811 by connecting both ends thereof to the end portions of the first non-stretchable portion 813A and the second non-stretchable portion 813B facing each other by sewing or the like.
  • the end portion of the elastic elastic body 821 is sandwiched between the fixing plate 817 having electrical insulation and the end portion of the non-expandable portion 813, and these are stitched together.
  • the belt main body 811 expands and contracts in the longitudinal direction when the expansion / contraction part 820 including the elastic elastic body 821 expands and contracts.
  • the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B of the stretchable elastic body 821 are attached to be stretchable in the longitudinal direction of the belt body 811 when the belt body 811 is stretched in the longitudinal direction.
  • the elastic elastic body 821 is configured as a layer structure such as the first conductive rubber body 823A, the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B are formed when the belt body 811 extends in the longitudinal direction.
  • the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B extend substantially the same.
  • the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B are each provided with a pair of electrodes 827 on both sides in the longitudinal direction.
  • the pair of electrodes 827 are attached to take out an electrical signal when the conductive rubber body 823 is energized, with the pair of electrodes 827 as an energization path.
  • the distance between the pair of electrodes 827 is adjusted so that the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B are substantially the same. That is, when the pair of electrodes 827 is energized, the length of the energization path between them is adjusted so that the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B are substantially the same.
  • a lead wire 829 is electrically connected to each of the pair of electrodes 827.
  • Each lead wire 829 is introduced into a cable cover 831 attached to the second non-expandable portion 813B, and is electrically connected to the detection portion 870 via a connector (not shown) or the like.
  • the stretchable cover 840 is formed of a cylindrical member using stretchable fabric or the like.
  • the stretchable cover 840 is disposed so as to cover the stretchable elastic body 821 through the belt body 811 inside.
  • the stretchable cover 840 is attached to the belt body 811 by stitching both ends thereof to the first non-stretchable portion 813A and the second non-stretchable portion 813B.
  • the stretchable elastic body 821 is protected from the external environment by being covered with the stretchable cover 840.
  • the expansion and contraction of the belt main body 811 including the elastic elastic body 821 is accompanied by the change in the circumference around the attachment position of the living body.
  • the part 820 expands and contracts.
  • the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B have different electric resistance characteristics.
  • This different electric resistance characteristic means that the electric resistance value per unit length of the conductive rubber body 823 having a natural length is different.
  • materials having different volume resistivity ( ⁇ ⁇ cm) are used for the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B.
  • the cross-sectional areas of the cross sections of the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B may be different. In this case, the electrical resistance value per unit length decreases as the cross-sectional area of the conductive rubber body 823 increases, and the electrical resistance value per unit length increases as the cross-sectional area decreases.
  • FIG. 16 schematically shows a circuit configuration of the detection unit 870 connected to the body motion detection belt 810.
  • the detection unit 870 includes a power supply circuit 871 and a calculation unit 879.
  • the arithmetic unit 879 is realized by a CPU, memory, or other LSI of an arbitrary computer in hardware, and is realized by a program loaded in the memory in software.
  • the power supply circuit 871 energizes each of the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B, and calculates an electric signal obtained from each of the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B by the energization.
  • One lead wire 829 connected to the first conductive rubber body 823A is grounded to the ground 873 of the power supply circuit 871, and the other lead wire 829 is connected to the constant voltage power supply 876 via the first reference resistor 875A of the power supply circuit 871. Connected to.
  • One lead wire 829 connected to the second conductive rubber body 823B is grounded to the ground 873 of the power supply circuit 871, and the other lead wire 829 is connected to the constant voltage via the second reference resistor 875B of the power supply circuit 871. Connected to power supply 876.
  • the first reference resistor 875A and the second reference resistor 875B are each configured as a variable resistor.
  • the analog signals of the voltage Va and the voltage Vb output from the power supply circuit 871 are input to the buffer amplifiers 877 in order to reduce the impedance and output to the subsequent stage while ensuring the linearity of the voltage levels of the voltages Va and Vb. .
  • the analog signals of voltage Va and voltage Vb output from the buffer amplifier 877 are AD-converted by the AD conversion unit 878 and output to the arithmetic unit 879 as digital signals of the voltage Va and voltage Vb.
  • the calculation unit 879 calculates based on the electrical signal of the first conductive rubber body 823A output from the power supply circuit 871 and the electrical signal of the second conductive rubber body 823B, and the body of the living body around which the body motion detection belt 810 is wound. A state value indicating the moving state is calculated.
  • Va ⁇ Vb which is a value indicating the difference between the digital signal of voltage Va and the digital signal of voltage Vb, is calculated. By calculating a value indicating this difference, the body movement state of the living body is detected.
  • the calculation unit 879 is connected to the output unit 890 so as to be able to transmit and receive data by wire or wirelessly, and transmits the calculated state value to the output unit 890.
  • the output unit 890 includes an image monitor 891 that outputs the data indicating the detection result by the detection unit 870 so as to be visible.
  • the output unit 890 may be configured by an information processing apparatus such as a tablet terminal in addition to the image display apparatus having the image monitor 891.
  • the output unit 890 is installed at a position visible from the living body 801 to which the body motion detection belt 810 is attached.
  • the state value calculated by the calculation unit 879 of the detection unit 870 is transmitted from the detection unit 870 to the output unit 890, and is grasped by the living body 801 looking at the image monitor 891 of the output unit 890.
  • the patient who is the living body 801 objectively grasps the respiratory state as his body motion state by visually checking the output unit 890 with the detection result by the detection unit 870. While you can control your breathing. For example, consider a case where it is known that a lesion that is a target of radiation therapy for a patient is in a predetermined position when the signal level displayed on the output unit 890 is at a predetermined level. The patient can breathe while visually recognizing the output unit 890, and stop the breathing when the signal level is at a predetermined level, so that the position of the lesion cannot be moved. By irradiating radiation from a radiation irradiation device or the like while stopping this breathing, radiation can be appropriately emitted only to the lesion without damaging tissues other than the lesion.
  • FIG. 17 is a graph showing the attenuation characteristics of electric resistance when two kinds of conductive rubber having different electric resistance characteristics are energized.
  • Two types of conductive rubbers having the same dimensions for the height, width, and length and having different volume resistivity at the natural length were used. Each conductive rubber was held in a state where the natural length was extended from 10 cm to 2 cm, and a change in resistance value was measured when a constant voltage was applied from both ends of the conductive rubber.
  • the horizontal axis is time (minutes), and the vertical axis is resistance value ( ⁇ ).
  • the resistance value gradually attenuates over time, and after a certain period of time, the resistance value does not attenuate.
  • two types of conductive rubbers having different electric resistance characteristics have different resistance values at respective times as shown in FIG.
  • the magnitude of the attenuation varies depending on the amount of elongation of the conductive rubber.
  • the magnitude of the attenuation tends to be approximately the same for the conductive rubber having the same elongation and different electrical resistance.
  • the value indicating the difference between the plurality of electrical signals obtained when each of the two types of conductive rubber is energized is substantially constant with time. That is, by using such two types of conductive rubber, the attenuation characteristic of the electric signal obtained from each conductive rubber is canceled, and an electric signal having a small change over time can be obtained.
  • the resistance of the first conductive rubber body 823A in the natural length is Ra0
  • the increase in resistance when the elongation is x is Ra (x)
  • the time t and the attenuation of the resistance of the elongation x is -R (t, x).
  • the resistance of the second conductive rubber body 823B at the natural length is Rb0
  • the resistance increase when the elongation is x is Rb (x)
  • the time t the resistance attenuation when the elongation is x is R (t, x )
  • the resistance Rb of the second conductive rubber body 823B can be expressed by the following formula (12).
  • Rb Rb0 + Rb (x) ⁇ R (t, x) (12)
  • the magnitudes of the resistance values of the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B being attenuated with the passage of time are substantially equal to each other.
  • the term R (t, x) has substantially the same value.
  • the value ⁇ R indicating the difference between the resistor Ra and the resistor Rb is expressed by the following equation (13), and the term R (t, x) is eliminated.
  • the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B are attached so that the amount of elongation is substantially the same.
  • the magnitude of the resistance value of each conductive rubber body 823 attenuates over time. It becomes the same level.
  • the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B having different electrical resistance characteristics are used, and an electrical signal obtained when energizing them is used.
  • the body movement state of the living body is detected.
  • Va ⁇ Vb which is a value indicating a difference between a plurality of electric signals when the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B are energized, is used. Since the resistance value of conductive rubber tends to be proportional to the amount of elongation, the value indicating this difference is the amount of elongation of the conductive rubber, similar to the electrical signal when a single conductive rubber is energized. Will change accordingly. Further, as described above, the value indicating this difference has a small change with time. For this reason, it is possible to accurately detect the body movement state of the living body by detecting the body movement state of the living body using a value indicating such a difference.
  • Va ⁇ Vb used as a value indicating the difference between the electrical signals used in the present embodiment includes Ra and Rb in the denominators of Va and Vb, as shown in equations (1) and (2). Therefore, for the denominator Ra and Rb, the term R (t, x) cannot be eliminated as in the above equation (13), but the magnitudes of the variable resistors Ra0 and Rb0 with respect to Ra and Rb. By making it sufficiently large, the influence of attenuation of the denominators Ra and Rb can be ignored.
  • the electric signal when the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B are energized is signal-processed by the circuit, and the value obtained by the signal processing is calculated to process the influence of the attenuation characteristic. If the suppressed value is calculated, the body movement state of the living body can be accurately detected.
  • the value used for detection is not limited as long as a value that suppresses the influence of such attenuation characteristics can be calculated using the electrical signal when the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B are energized.
  • FIG. 18 is a view showing another example of the stretchable elastic body 821.
  • the elastic elastic body 821 is not a single member having a layer structure including the first conductive rubber body 823A, the insulator 825, and the second conductive rubber body 823B, and may be configured by a plurality of members having a layer structure including these members. .
  • the first component member 851 ⁇ / b> A and the second component member 851 ⁇ / b> B having a layer structure including these are arranged substantially in parallel with a gap in the width direction of the belt body 811.
  • the first component member 851 ⁇ / b> A and the second component member 851 ⁇ / b> B are formed in a strip shape that is long in the longitudinal direction of the belt body 811.
  • the first component member 851A and the second component member 851B are connected to the end portions of the first non-stretchable portion 813A and the second non-stretchable portion 813B facing each other by sewing or the like. Attached to the belt body 811.
  • an electrode 827 is attached to one end side in the longitudinal direction of each first conductive rubber body 823A, and the other end side in the longitudinal direction of each first conductive rubber body 823A is conductive. Electrically connected by a conductive wire 853.
  • an electrode 827 (not shown) is attached to one end side in the longitudinal direction of each second conductive rubber body 823B, and the longitudinal direction of each second conductive rubber body 823B. The other end of each is electrically connected by a conductive wire (not shown).
  • the lengths of the energization paths of the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B formed between the pair of electrodes 827 are substantially the same, and the length of the belt main body 811 is long.
  • the amount of elongation when stretched in the direction is substantially the same.
  • the shapes of the first conductive rubber bodies 823A and the second conductive rubber bodies 823B are particularly It is not limited.
  • the elastic elastic body 821 may be formed in a substantially U shape or the like so as to reciprocate in the longitudinal direction of the belt main body 811.
  • the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B are expanded and contracted in a layer structure.
  • the elastic body 821 it may be used separately.
  • the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B may be arranged in parallel with an interval in the width direction of the belt main body 811.
  • the attachment position of the pair of electrodes 827 is a position closer to one side of the belt body 811 in the longitudinal direction.
  • the pair of electrodes 827 are attached at positions spaced apart in the width direction of the belt main body 811.
  • FIG. 19 shows a radiation irradiation system 900 using the body motion detection system 800 according to the fourth embodiment.
  • the radiation irradiation system 900 includes a body movement detection system 800 and a radiation irradiation apparatus 901.
  • the body motion detection system 800 includes a first body motion detection belt 810A having a belt body 811 wound around the position of the stomach of a living body, and a second body motion detection belt having a belt body 811 wound around the position of the chest of the body. 810B. That is, the belt body 811 of the first body motion detection belt 810A and the belt body 811 of the second body motion detection belt 810B are wound around different positions of the same living body.
  • the power supply circuit 871 (not shown) of the detection unit 870 includes the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B of the first body motion detection belt 810A, and the first conductivity of the second body motion detection belt 810B.
  • the rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B are energized.
  • the power supply circuit 871 outputs an electric signal obtained by the energization to a calculation unit 879 (not shown).
  • the calculation unit 879 uses the electrical signals obtained from the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B of the first body motion detection belt 810A, and the first state value indicating the body motion state of the living body. Is calculated. Further, the second state value indicating the body motion state of the living body is calculated using the electrical signals obtained from the first conductive rubber body 823A and the second conductive rubber body 823B of the second body motion detection belt 810B. . The calculation unit 879 further calculates another state value in consideration of the correlation between the first state value, the second state value, and the body movement state of the living body, using the first state value and the second state value. May be.
  • the output unit 890 displays the data output from the calculation unit 879.
  • the output unit 890 may display each state value separately or both.
  • state values can be obtained from different positions of the same living body, so that the body movement state of the living body can be grasped more accurately.
  • CT Computer Tomography
  • a state value that is strongly correlated with the amount of movement of the lesion position is determined from a plurality of state values, and the state value is determined. By using it, the position of the lesion can be grasped more accurately.
  • control unit 903 of the radiation irradiation apparatus 901 can acquire the state value output from the calculation unit 879 of the detection unit 870, and when the state value is within a predetermined range, You may control to irradiate.
  • breath monitoring device 110 belt, 111 non-stretchable part, 113 stretchable part, 114 wire, 115 joint piece, 116 buckle, 117 adjuster, 120 tubular member, 130 detection part, 131 pulley, 132 rotary encoder, 140 calculation output part, 142 wireless antenna, 150 image monitor, 160 radiation irradiation device, 165 control unit, 200 breath monitoring device, 210 belt, 214 wire, 300 breath monitoring device, 310 belt, 314 wire, 350 calculation output unit, 430 detection unit, 431 linear Encoder, 432 scale, 433 sensor, 435 coil spring, 500 radiation irradiation system, 501 patient, 502 bed, 600 radiation irradiation system , 610 belt, 620 tubular member, 630 detection unit, 640 calculation output unit, 650 calculation output unit, 700 breath monitoring device, 710 belt, 711 fixing unit, 720 expansion / contraction unit, 721 wire, 722 each hole, 722 hole, 730 non- Telescopic part, 731 tool, 750 tubular
  • the present invention can be used in the technical field of detecting a body movement state such as respiration.

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Abstract

　身体の周囲に取り付けられ、少なくとも伸縮性部材を一部に含むことにより、全体として長手方向に伸縮可能であるベルト（７１０）と、少なくとも伸縮性部材の一部分において長手方向に沿って配置され、伸縮性部材の伸縮により、伸縮性部材上に配置される長さが変化する非金属ワイヤと、第１非金属ワイヤの伸縮性部材の一部分から延びた部分を、内部を通すことによりベルトから離間した位置に導く管状部材（７５０）と、離間した位置において、非金属ワイヤの移動を検出する検出部（７６０）と、非金属ワイヤの検出部とベルトとの間の張力を一定に保つための付勢部材と、検出部により検出された呼吸状態を出力する呼吸状態出力部（７６０）と、を備える。

Description

呼吸モニタリング装置、体動検出ベルト、体動検出システム及び放射線照射システム
　本発明は、呼吸等の体動状態を検出する呼吸モニタリング装置、体動検出ベルト、体動検出システム及び放射線照射システムに関する。
　近年、がん治療に際し、従来のＸ線等を用いた放射線治療と共に、より効率的に病巣を破壊することができる陽子線や重イオン線等の粒子線を用いた粒子線治療が行なわれている。このような粒子線治療においては、ＰＴＶ（計画標的体積：Planning Target Volume）縮小の目的から確実に病巣に対して照射する必要があるが、体内の特に肺や肝臓などの体幹部の病巣は、患者呼吸により大きく移動するため、病巣の大きさに移動する部分をマージンとして加えたものを照射野（ターゲット）として放射線を照射するため、照射野サイズが大きくなり、かつ正常組織への被曝が多くなるため放射線障害の発生リスクが高くなる旨の学術的報告がある。従って、放射線照射時に息を止めて患部が動かない状態で患部に照射する呼吸停止照射法や、呼吸による胸部や腹部の体動量を検出し、自由呼吸下で体動位置が予め決められた位置にある時のみ照射を行う呼吸同期照射などが行われているのが一般的である。
　このような呼吸による体動量の検出には、様々な方法が考案されている。特許文献１には、呼吸による体動量センサとして歪ゲージを用いたもので、被験者の腹部や胸部に巻いたベルトの内側に歪ゲージを挿入し、呼吸による体動圧で得られた信号を体動量として検出する方法が開示されている。
特開２００４－０４９７９７号公報
　上述の特許文献１の歪ゲージを用いた方式では、検出する信号レベルの変化が微弱であるためアナログアンプで増幅して体動量信号として使用するが、歪ゲージが発生する体動量信号に対するバックグラウンドノイズの比率が高く、信号波形を直接使用することが難しく正確な呼吸レベル検出が難しく、信号をスムージング化などの波形処理が一般的に行われており、正確な呼吸による体動運動をモニタすることが困難となっている。
　一方、体内の病巣等のターゲットに対しての放射線を照射する等の治療を目的とする場合には、ターゲットの位置が体内で所定の位置となるように、患者に呼吸停止の制御してもらう必要もある。また、放射線治療照射や撮影時に息を止めて患部が動かない状態で照射・撮影する呼吸停止照射法では、被験者が自身の呼吸レベルを認識できないため正確な位置で照射・撮影できない課題もあった。
　本発明は、上述の事情に鑑みてされたものであり、生体の体動状態を正確に検出することのできるモニタリング装置、体動検出ベルト、体動検出システム及び放射線照射システムを提供することを目的とする。なお、本明細書の「放射線」の語の意味には、Ｘ線及びガンマ線等の放射線の他、陽子線、重イオン線等の粒子線の意味も含まれるものとする。
　本発明のある態様は、体動検出ベルトに関する。体動検出ベルトは、帯状に形成され、長手方向の少なくとも一部が伸縮可能なベルト本体と、ベルト本体に伸縮可能に取り付けられた第１導電ゴム体と、ベルト本体に伸縮可能に取り付けられた第２導電ゴム体と、を備える。
　また、本発明の別の態様は、体動検出システムに関する。体動検出システムは、体動検出ベルトと、第１導電ゴム体に通電したときの電気信号と、第２導電ゴム体に通電したときの電気信号とを用いて、ベルト本体が巻き付けられた生体の体動状態を検出する検出部と、を備える。体動検出ベルトは、上述の態様のものが用いられる。
　また、本発明の別の態様は、放射線照射システムに関する。放射線照射システムは、体動検出システムと、放射線を照射する放射線照射装置を更に備え、検出部は、体動検出ベルトの第１導電ゴム体及び第２導電ゴム体それぞれに通電したときの電気信号を用いて、生体の体動状態を示す状態値を演算し、放射線照射装置は、状態値が所定の範囲にある場合に放射線を放射する。体動検出システムは、上述の態様のものが用いられる。
　また、本発明の別の態様は、呼吸モニタリング装置に関する。呼吸モニタリング装置は、身体の周囲に取り付けられ、少なくとも伸縮性部材を一部に含むことにより、全体として長手方向に伸縮可能であるベルトと、少なくとも伸縮性部材の一部分において長手方向に沿って配置され、伸縮性部材の伸縮により、伸縮性部材上に配置される長さが変化する第１非金属ワイヤと、第１非金属ワイヤの伸縮性部材の一部分から延びた部分を、内部を通すことによりベルトから離間した位置に導く第１管状部材と、離間した位置において、第１非金属ワイヤの移動を検出する第１検出部と、第１非金属ワイヤの第１検出部とベルトとの間の張力を一定に保つための第１付勢部材と、第１検出部により検出された呼吸状態を出力する呼吸状態出力部と、を備え、呼吸状態出力部による出力により呼吸をモニタリングする。
　また、本発明の呼吸モニタリング装置において、第１検出部は、プーリを備えており、呼吸状態出力部は、視認可能なゲージを備え、第１検出部及び呼吸状態出力部は、一体的に形成されていてもよい。
　また、本発明の呼吸モニタリング装置において、第１検出部は、ロータリエンコーダを備えていてもよい。
　また、本発明の呼吸モニタリング装置において、第１非金属ワイヤは樹脂材料からなっていてもよい。
　また、本発明の呼吸モニタリング装置では、伸縮性部材において第１非金属ワイヤが重ねられている位置とは異なる位置で重ねられ、伸縮性部材の伸縮により、伸縮性部材上のに配置される長さが変化する第２非金属ワイヤと、離間した位置において、第２非金属ワイヤの移動を検出する第２検出部と、第２非金属ワイヤの第２検出部とベルトとの間の張力を一定に保つための第２付勢部材と、呼吸状態出力部は、第１検出部及び第２検出部において検出された信号を合成し、呼吸状態を出力することとしてもよい。
　また、本発明の呼吸モニタリング装置は、上述に記載の呼吸モニタリング装置のうちのいずれかの呼吸モニタリング装置である第１呼吸モニタリング装置と、上述に記載の呼吸モニタリング装置のうちのいずれかの呼吸モニタリング装置である第２呼吸モニタリング装置と、を備え、第１呼吸モニタリング装置のベルトと、第２呼吸モニタリング装置のベルトとは、同一の身体の周囲で互いに異なる位置に取り付けられ、第１呼吸モニタリング装置の呼吸状態出力部は、第２呼吸モニタリング装置の呼吸状態を示す値を取得し、第１検出部から出力された信号と合わせて呼吸状態を示す値を演算し出力する、こととしてもよい。
　また、本発明の呼吸モニタリング装置において、呼吸状態出力部は、ベルトが取り付けられた人から見える位置に配置され、視認可能な出力を行う、こととしてもよい。
　また、本発明の別の態様は、放射線照射システムに関する。放射線照射システムは、上述に記載の呼吸モニタリング装置のうちのいずれかの呼吸モニタリング装置と、放射線を照射する放射線照射装置と、を備え、放射線照射装置は、呼吸状態を示す値が所定の範囲にある場合に放射線を照射する、ことを特徴とする。
本発明の第１実施形態に係る呼吸モニタリング装置について示す図である。 図１の呼吸モニタリング装置のベルトの詳細について示す図である。 図１の呼吸モニタリング装置の検出部の外観について示す図である。 図２の検出部の内部構造を示す図である。 第１実施形態に係る呼吸モニタリング装置が、ベッドに横たわる患者に取り付けられた様子を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る呼吸モニタリング装置について示す図である。 図１のベルトのバックル付近を拡大して示す図である。 第２実施形態の呼吸モニタリング装置の１つ目の変形例を示す図である。 第２実施形態の呼吸モニタリング装置の２つ目の変形例を示す図である。 第２実施形態の検知部の変形例を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る放射線照射システムについて示す図である。 本発明の第３実施形態に係る放射線照射システムの変形例を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る体動検出システムを示す図である。 （ａ）は第４実施形態に係る体動検出システムに用いられる体動検出ベルトの構成を示す平面図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）は伸縮カバーをベルト本体から取り外した状態を示す平面図である。 第４実施形態に係る体動検出ベルトの伸縮部の構成を示す拡大側面断面図である。 体動検出ベルトに接続される検出部の回路構成を模式的に示すブロック図である。 電気抵抗特性の異なる二種類の導電性ゴムに通電したときの電気抵抗の減衰特性を示すグラフである。 第４実施形態の伸縮弾性体の他の例を示す拡大平面図である。 第４実施形態に係る体動検出システムを用いた放射線照射システムを示す図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面において、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
［第１実施形態］
　図１は、本発明の第１実施形態に係る呼吸モニタリング装置７００について示す図である。この図に示されるように、呼吸モニタリング装置７００は、人の胸や腹等の胴体部分に巻き付けるためのベルト７１０と、呼吸状態を検出すると共に、呼吸状態をゲージに表示出力する検出表示出力部７６０と、ベルト７１０から延びるワイヤ７２１（後述）を検出表示出力部７６０へ導くための管状部材７５０と、検出表示出力部７６０から呼吸状態を示すデータを出力する出力信号線７７０と、を備えている。
　ここで、ベルト７１０は、帯状のゴム等の伸縮性部材からなる伸縮部７２０と、伸縮部７２０の一端側に接続され、非伸縮性の部材からなり、表面側が面ファスナーとなっている非伸縮部７３０と、伸縮部７２０の他端側に接続され、非伸縮部７３０の表面側の面ファスナーの部分と取り外し可能に接続できるように裏面側が面ファスナーとなっている固定部７１１と、を有している。ここで、人の胴体部分に巻き付けられた際に、固定部７１１の面ファスナーを、非伸縮部７３０の表面側の面ファスナーに固定することにより、適当なベルトの長さとすることができる。なお、図１では、伸縮部７２０がカバーに覆われた状態が示されている。
　図２は、ベルト７１０の詳細について示す図である。この図２では、伸縮部７２０の構造が分かりやすいように、カバーが装着されていない状態が示されている。この図に示されるように、伸縮部７２０には長手方向に２列に並んだ複数の穴７２２が開けられており、ワイヤ７２１が伸縮部７２０を長手方向に縫うように取り付けられている。ワイヤ７２１は、固定部７１１に一番近い穴７２２で異なる列の穴７２２に挿入されることにより、折り返され、非伸縮部７３０に向って延びている。ワイヤ７２１は、非伸縮部７３０に一番近い２つの穴７２２を出ると、２本とも管状部材７５０に挿入される。管状部材７５０は非伸縮部７３０に留め具７３１により固定されている。管状部材７５０の内部には、更に２つの管状部分を有し、折り返されることにより２本となったワイヤ７２１がそれぞれ挿入されている。ここで各穴７２２には、ワイヤ７２１のすべりがよくなるように樹脂製の鳩目が取り付けられている。
　ワイヤ７２１は、ナイロン又はその他の樹脂等の非金属の材料からなり、伸縮部７２０が伸縮することにより伸縮部７２０上を相対的に移動可能となっている。これにより、伸縮部７２０が伸びたときには、伸縮部７２０上に配置されたワイヤ７２１の長さは長くなり、縮んだときには、伸縮部７２０上に配置されたワイヤ７２１の長さは短くなる。ワイヤ７２１は、管状部材７５０を介して、検出表示出力部７６０の内部と接続されている。
　本実施形態においては、ワイヤ７２１は、複数の穴７２２を介して縫うように取り付けられることとしたが、伸縮部上に長手方向に移動可能に取り付けられるのであれば、これ以外の取付け方であってもよい。
　図３には、検出表示出力部７６０の外観が示されている。この図に示されるように、管状部材７５０内部から伸びるワイヤ７２１は、検出表示出力部７６０内部へ伸びている。また、検出表示出力部７６０は、呼吸状態をモニタするためのゲージ７６５が設けられており、患者がゲージ７６５を見ながら自身の呼吸を制御できるように、針７６６が指す位置を示すマーカー７６７が２箇所に取り付けられるようになっている。
　図４には、検出表示出力部７６０の内部構造が示されている。この図に示されるように、検出表示出力部７６０に入ったワイヤ７２１は、プーリ７６４を介して、ゼンマイばね７６１に接続されている。プーリ７６４は、ワイヤ７２１の出し入れに伴って回転し、針７６６はプーリ７６４に接続しているため、プーリ７６４の回転と共に振れる。また、プーリ７６４の回転軸は、ロータリエンコーダ７６２の回転軸と接続されているため、プーリ７６４の回転に係る信号は、出力信号線７７０から出力される。ここで、針７６６はギア比を有する歯車を介してプーリ７６４に接続される等により、針７６６の振れ幅を調整できるようにしてもよい。
　図５には、呼吸モニタリング装置７００が、例えば放射線治療を受けるためのベッド７９２に横たわる患者７９１に取り付けられた様子について示す図である。この図に示されるように、検出表示出力部７６０は、ベッド７９２に設置されたコの字型の検出表示出力部取付具７６９に設置され、患者７９１は、検出表示出力部７６０のゲージ７６５を見ながら呼吸を行なうことができる。これにより、患者７９１は、自分の呼吸の状態を客観的に把握することができ、自身の呼吸を制御することができる。例えば、検出表示出力部７６０のゲージ７６５で表示される針が所定の位置にあるときに、患者７９１の放射線治療のターゲットである病巣が所定の位置にあることが分かっている場合には、患者７９１はゲージ７６５を見ながら呼吸を行い、針が所定の位置となったところで呼吸を止めることにより、病巣の位置を移動させないようにすることができる。この呼吸を止めている間に放射線照射装置等から放射線を照射することにより、病巣以外の組織に傷をつけることなく、適切に病巣のみに放射線を照射することができる。
　また、他の方法として、検出表示出力部７６０から出力される呼吸信号を出力信号線７７０を介して放射線照射装置の制御部に受信させ、放射線照射装置の制御部は、呼吸状態を示す値が所定の範囲内にある場合に放射線を照射するように放射線照射装置を制御することとしてもよい。
　以上説明したように、本実施形態の呼吸モニタリング装置７００では、管状部材７５０により、検出表示出力部７６０をベルト７１０から離れた位置とすることができ、ベルト７１０を取り付けた人に照射される放射線等を遮ることないため、呼吸をモニタリングしつつ、放射線等を用いた治療や検査を行なうことができる。
　また、リアルタイムで呼吸状態を表示させ、ベルトを装着した者が確認することができるため、治療や検査において、ベルトを装着した者に容易に必要な呼吸制御を行なわせることができる。
　また、ベルトを装着した人の姿勢を変化させる必要がある場合であっても、身体に直接検出部分が取り付けられていないため、姿勢の変化を妨げることなく呼吸をモニタリングすることができる。
　また、治療や検査に必要な装置をベルト７１０を装着した人に近づける必要がある場合であっても呼吸モニタリングのための装置と干渉することがないため、呼吸をモニタリングしつつ、必要な装置を近づけることができる。
　また、バックグラウンドノイズの比率が高い歪ゲージを用いることなく呼吸をモニタリングすることができるため、生体の体動状態をより正確に検出することができる。
［第２実施形態］
　図６は、本発明の第２実施形態に係る呼吸モニタリング装置１００について示す図である。この図に示されるように、呼吸モニタリング装置１００は、人の胸や腹等の胴体部分に巻き付けるためのベルト１１０と、呼吸状態を検知するための検知部１３０と、ベルト１１０から延びるワイヤ１１４を検知部１３０へ導くための管状部材１２０と、検知部１３０から出力された信号を取得し、信号に基づく呼吸状態を示す値を演算して出力する演算出力部１４０と、を備えている。ベルト１１０は、ベルト１１０の長手方向に、非伸縮性の材料からなる非伸縮部１１１及び伸縮性の材料からなる伸縮部１１３が接続されている。また、ベルト１１０の両端にはバックル１１６が取り付けられており、図７に示されるように取り外して、人の身体に巻き付けてから閉じて固定することができ、更に、非伸縮部１１１はアジャスター１１７により長さを調整することができる。
　ワイヤ１１４は、ナイロン又はその他樹脂等の非金属の材料からなり、ベルト１１０の一箇所で長手方向に移動しないように固定され、他の部分は伸縮部１１３上を長手方向に移動可能となるように伸縮部１１３上に配置される。本実施形態では、一端が非伸縮部１１１との境界にあるジョイントピース１１５に固定されているが、この形態に限られるものではない。また、ワイヤ１１４は、伸縮部１１３の伸縮により伸縮部１１３上を移動可能となるように、伸縮部１１３に表面と裏面とを行き来するように粗く縫い付けたり、伸縮性材料で挟むようにしたり、その他の方法により長手方向に移動可能に配置される。このような固定方法により固定されたワイヤ１１４は、伸縮部１１３の伸縮によりバックル１１６側で出入りし、伸縮部１１３上に配置されるワイヤ１１４の長さが変化する。ワイヤ１１４は、伸縮部１１３のバックル１１６付近からベルト１１０を離れ、管状部材１２０の内部を通り、検知部１３０に接続されている。
　検知部１３０において管状部材１２０から延びるワイヤ１１４は、プーリ１３１を介してゼンマイばね１３３に接続され、所定の張力で引かれている。プーリ１３１には、プーリ１３１と軸を同一とするロータリエンコーダ１３２が取り付けられており、ワイヤ１１４の移動は、プーリ１３１の回転となり、ロータリエンコーダ１３２により電気信号として演算出力部１４０に伝えられる。すなわち、ロータリエンコーダ１３２はワイヤ１１４の移動を検出する。
　演算出力部１４０は、ロータリエンコーダ１３２から出力された信号から呼吸状態を示す値を演算し、不図示の表示部その他制御システム等に送信する。呼吸状態を示す値を受信した装置は、その値からベルト１１０を装着した者の呼吸状態をモニタすることができる。
　したがって、本実施形態の呼吸モニタリング装置１００では、管状部材１２０により、検知部１３０をベルト１１０から離れた位置とすることができるため、ベルト１１０を取り付けた人に照射される放射線等を遮ることなく、それにより、呼吸をモニタリングしつつ、放射線等を用いた治療や検査を行なうことができる。
　また、ベルトを装着した人の姿勢を変化させる必要がある場合であっても、身体に直接検出部分が取り付けられていないため、姿勢の変化を妨げることなく呼吸をモニタリングすることができる。
　また、治療や検査に必要な装置をベルト１１０を装着した人に近づける必要がある場合であっても呼吸モニタリングのための装置と干渉することがないため、呼吸をモニタリングしつつ、必要な装置を近づけることができる。
　図８には、図６に示された第２実施形態の呼吸モニタリング装置１００の１つ目の変形例である呼吸モニタリング装置２００が示されている。この図に示されるように、呼吸モニタリング装置２００のベルト２１０では、上述のベルト１１０と比較して、伸縮部１１３上のワイヤの配置が異なっており、その他の部分においては上述の第２実施形態と同様であるため説明を省略する。
　ベルト２１０の伸縮部１１３では、ワイヤ２１４は、非伸縮部１１１との接続部分の近くで折り返され、異なる位置で平行に延びるように配置されている。また、管状部材１２０では、折り返された２本が重ねられて通されている。この形態の場合には、検知部１３０においても折り返された２本が重ねられたまま１つのプーリ１３１に掛けられ、１つのゼンマイばねに取り付けられる。このように異なる２つの位置で平行に延びる１本のワイヤ２１４を使用することにより、互いに距離を置いて並置された２箇所でのワイヤの移動量の平均をロータリエンコーダ１３２で検知することができる。また、本変形例２では折り返し回数を１回としたが３回、５回としてそれぞれ３箇所、５箇所の平均を検知させるようにしてもよい。
　図９には、図６に示された第２実施形態の呼吸モニタリング装置１００の２つ目の変形例である呼吸モニタリング装置３００が示されている。この図に示されるように、呼吸モニタリング装置３００のベルト３１０では、上述のベルト１１０と比較して、伸縮部１１３上のワイヤの配置が異なっており、その他の部分においては上述の第２実施形態と同様であるため説明を省略する。
　ベルト３１０の伸縮部１１３は、２本の非金属のワイヤ３１４及び３１５が、ベルト３１０の長手方向に平行で、互いに異なる位置でジョイントピース１１５に固定されて配置されている。また、２本のワイヤ３１４及び３１５はそれぞれ対応する２つのプーリ１３１を介して２つのゼンマイばね１１３に接続されている。２つのプーリと同じ軸を有する２つのロータリエンコーダ１３２から出力された信号を用いて１つの演算出力部１４０が呼吸状態を示す値を演算する。呼吸状態を示す値としては、ロータリエンコーダ１３２の移動量を合計した値、平均した値その他の統計値を用いることができる。
　図１０には、検知部１３０の変形例である検知部４３０が示されている。この図に示されるように検知部４３０では、ロータリエンコーダ１３２でなくリニアエンコーダ４３１が使用され、ワイヤ１１４に磁化されたスケール４３２が取り付けられ、センサ４３３がスケール４３２の磁場を読み取ることにより移動量を把握できるようになっている。また、スケール４３２の先にはコイルバネ４３５が取り付けられ、ベルト１１０と検知部４３０との間の張力が一定になるように保たれている。このような構成とした場合であっても上述の検知部１３０と同様の効果を得ることができる。
［第３実施形態］
　図１１には、上述の呼吸モニタリング装置１００を用いた放射線照射システム５００が示されている。この図１１に示されるように、ベッド５０２上に横たわった患者５０１に呼吸モニタリング装置１００のベルト１１０が取り付けられ、ワイヤ１１４は管状部材１２０を介して検知部１３０に接続され、検知されたワイヤ１１４の移動は演算出力部１４０で呼吸状態を示す値が演算される。呼吸状態を示す値は、無線アンテナ１４２を用いて演算出力部１４０から送信され、患者５０１が視覚できる位置に設置された画像モニタ１５０で受信される。
　画像モニタ１５０は、受信されたデータをアナログ的に針が振れるように表示することにより、呼吸の状態をリアルタイムで示すことができる。このような構成とすることで患者５０１は、自分の呼吸の状態を客観的に把握することができ、自身の呼吸を制御することができる。例えば、画像モニタ１５０で表示される針が所定の位置にあるときに、患者５０１の放射線治療のターゲットである病巣が所定の位置にあることが分かっている場合には、患者５０１は画像モニタ１５０を見ながら呼吸を行い、針が所定の位置となったところで呼吸を止めることにより、病巣の位置を移動させないようにすることができる。この呼吸を止めている間に放射線照射装置１６０から放射線を照射することにより、病巣以外の組織に傷をつけることなく、適切に病巣のみに放射線を照射することができる。
　また、他の方法として、演算出力部１４０から送信された無線信号を放射線照射装置１６０の制御部１６５に受信させ、制御部１６５は、呼吸状態を示す値が所定の範囲内にある場合に放射線を照射するように放射線照射装置１６０を制御することとしてもよい。
　したがって、本実施形態の呼吸モニタリング装置１００及び放射線照射システム５００では、管状部材１２０により、検知部１３０をベルト１１０から離れた位置とすることができ、ベルト１１０を取り付けた人に照射される放射線等を遮ることないため、呼吸をモニタリングしつつ、放射線等を用いた治療や検査を行なうことができる。
　また、リアルタイムで呼吸状態を表示させ、ベルトを装着した者が確認することができるため、ベルトを装着した者に、容易に、治療や検査において必要な呼吸制御を行なわせることができる。
　また、ベルトを装着した人の姿勢を変化させる必要がある場合であっても、身体に直接検出部分が取り付けられていないため、姿勢の変化を妨げることなく呼吸をモニタリングすることができる。
　また、治療や検査に必要な装置をベルト１１０を装着した人に近づける必要がある場合であっても呼吸モニタリングのための装置と干渉することがないため、呼吸をモニタリングしつつ、必要な装置を近づけることができる。
　図１２には、本発明の第３実施形態に係る放射線照射システム５００の変形例である放射線照射システム６００が示されている。この図に示されるように、放射線照射システム６００では、図１１の放射線照射システム５００と異なり、患者５０１には、腹の位置及び胸の位置の２箇所にそれぞれベルト１１０及び６１０が取り付けられている。ベルト１１０から延びるワイヤは図１１の場合と同様に管状部材１２０を通り、検知部１３０に接続される。このワイヤの移動は、検知部１３０で検出され、電気信号で演算出力部６５０に送信される。
　一方、ベルト６１０から延びるワイヤは管状部材６２０を通り、検知部６３０に接続される。ワイヤの移動は、検知部６３０で検出され、電気信号で演算出力部６４０に送信される。演算出力部６４０では、ベルト６１０での移動量が演算され、演算出力部６５０に送信される。演算出力部６５０では、演算出力部６４０から受信したベルト６１０での移動量と共に、検知部１３０から出力された電気信号と合わせて呼吸状態を示す値を演算する。ここで、呼吸状態を示す値は、ベルト１１０での移動量及びベルト３１０での移動量の独立した値をそれぞれ呼吸状態を示す値としてもよいし、それぞれの相関を考慮した値を演算して得られた値を呼吸状態を示す値とするようにしてもよい。
　演算出力部３５０により出力された呼吸状態を示す値は、図１１と同様に、無線アンテナ１４２を用いて送信され、患者５０１が視覚できる位置に設置された画像モニタ１５０で受信される。画像モニタ１５０では、受信されたデータをアナログ的に針が振れるように表示することにより、呼吸の状態をリアルタイムで示すものとなっている。ここでベルト６１０での移動量及びベルト１１０での移動量が別々に受信されている場合には、２つの値を別々にアナログ的に表示してもよいし、２次元グラフ上等に両方とも表示することとしてもよい。
　このような構成とすることで、図１１の場合と同様に、患者５０１は、自分の呼吸の状態を客観的に把握することができ、自分の呼吸を制御することができる。特に本実施形態の場合には、胸の位置と腹の位置の２箇所で検知しているため、より正確な呼吸状態を把握することができる。また、これにより患者５０１が呼吸を制御し、病巣の位置を移動させないようにすることができ、その間に放射線照射装置１６０から放射線を照射することにより、病巣以外の組織に傷をつけることなく、適切に病巣のみに放射線を照射することができる。
　また、図１１の場合と同様に、他の方法として、演算出力部１４０から送信された無線信号を放射線照射装置１６０の制御部１６５により受信し、制御部１６５は、呼吸状態を示す値が所定の範囲内にある場合に放射線を照射するように放射線照射装置１６０を制御することとしてもよい。
　したがって、本変形例の放射線照射システム６００では、放射線照射システム５００と同様の効果を有すると共に、より正確な呼吸状態を把握することができるため、より正確な放射線照射を実現することができる。
　なお、本実施形態においては、検知部及び演算出力部を別の構成としたが一体であってもよい。また、画像モニタ及び制御部と演算出力部との通信は無線通信を用いることとしたが、その他有線接続等の通信手段でもよい。
［第４実施形態］
　次に、ワイヤではなく導電性ゴムを用いて、生体の体動状態を検出する体動検出システムを説明する。
　導電性ゴムは、二点間に通電した状態で伸縮させると、その通電している二点間の抵抗値が増減する。このため、導電性ゴムを取り付けたベルトを生体に巻き付けて装着し、その装着位置周りの周長の変化に応じて導電性ゴムが伸縮するようにすれば、導電性ゴムに通電したときの電気信号の変化を検出することにより、生体の呼吸状態等の体動状態を検出できる。
　しかし、導電性ゴムは、自然長から伸ばした状態で保持すると、通電している二点間の抵抗値が徐々に減衰してしまうことが知られている。このような減衰の影響により、導電性ゴムの伸び量が同じ場合でも、導電性ゴムに通電したときの電気信号が時間の変化により減少するため、導電性ゴムを用いて生体の体動状態を正確に検出することは困難であった。
　そこで、以下においては、導電性ゴムを用いて生体の体動状態を正確に検出することのできる体動検出ベルト、体動検出システム及び放射線照射システムを提案する。
　図１３は、第４実施形態に係る体動検出システム８００を示す。体動検出システム８００は、体動検出ベルト８１０と、検出部８７０と、出力部８９０とを備える。
　図１４（ａ）は、体動検出システム８００に用いられる体動検出ベルト８１０の構成を示す平面図であり、（ｂ）はその側面図である。なお、以下においては、同一の名称の構成要素について、「第１」「第２」と記載し、その符号の末尾に「Ａ」「Ｂ」と記載して区別する場合があるが、両者を区別しない場合、これらの記載を省略する。
　体動検出ベルト８１０は、ベルト本体８１１を備える。ベルト本体８１１は、人の胸や腹等のような、生体８０１の一部に巻き付けて装着される。ベルト本体８１１は、全体として帯状に形成され、ベルト本体８１１の長手方向の少なくとも一部に伸縮可能な伸縮部８２０を含んで構成される。本実施形態に係るベルト本体８１１は、伸縮部８２０の他に、伸縮部８２０の長手方向の両側に設けられた第１非伸縮部８１３Ａ、第２非伸縮部８１３Ｂを更に含んで構成される。
　非伸縮部８１３は、帯状の織物生地の縁部をテープで縁取り等した非伸縮性の部材から構成される。第１非伸縮部８１３Ａ及び第２非伸縮部８１３Ｂは、伸縮部８２０を間に挟んで配置され、伸縮部８２０の伸縮に伴い、それらの対向する端部間の間隔が変化する。
　ベルト本体８１１は、その長手方向の両側において、ベルト本体８１１の両側を取り外し可能に接続するための一対の接続部材８１５が設けられている。一対の接続部材８１５は、本実施形態において、第１非伸縮部８１３Ａの前面に設けられた第１面ファスナーと、第２非伸縮部８１３Ｂの背面に設けられた第２面ファスナーとにより構成される。ベルト本体８１１は、生体８０１に巻き付けた際に、第１面ファスナーと第２面ファスナーとを重ね合わせることで、その長手方向の両側が接続される。
　なお、一対の接続部材８１５は、ベルト本体８１１の両端側を取り外し可能に接続できれば、その構成は面ファスナーに限定されず、この他にもバックル等により構成されてもよい。
　図１４（ｃ）は、伸縮部８２０に含まれる伸縮カバー８４０をベルト本体８１１から取り外した状態を示す平面図であり、図１５は伸縮部８２０の構成を示す拡大側面断面図である。
　伸縮部８２０は、本実施形態において、伸縮弾性体８２１と、伸縮カバー８４０とを含んで構成される。伸縮弾性体８２１は、第１導電ゴム体８２３Ａと、絶縁体８２５と、第２導電ゴム体８２３Ｂと、を備える。
　導電ゴム体８２３は、基材となるゴム材料にカーボンブラック、銀粉末等の導電性粒子を配合等した導電性ゴムから構成される。絶縁体８２５は、伸縮可能であり、電気絶縁性を有する非導電性ゴム等の弾性材料から構成される。
　第１導電ゴム体８２３Ａ、絶縁体８２５及び第２導電ゴム体８２３Ｂは、本実施形態において、ベルト本体８１１の長手方向に長い帯状であって、それらの長手方向の長さが略同一となるように形成されている。伸縮弾性体８２１は、第１導電ゴム体８２３Ａ、絶縁体８２５及び第２導電ゴム体８２３Ｂの向きを揃えて重ね合わせた層構造により構成される。絶縁体８２５は、第１導電ゴム体８２３Ａと第２導電ゴム体８２３Ｂとの間に挟み込まれており、第１導電ゴム体８２３Ａと第２導電ゴム体８２３Ｂとが電気的に絶縁される。
　伸縮弾性体８２１は、互いに対向する第１非伸縮部８１３Ａ、第２非伸縮部８１３Ｂの端部に対して、その両端部が縫合等により接続されることにより、ベルト本体８１１に取り付けられる。本実施形態では、電気絶縁性を有する固定板８１７と非伸縮部８１３の端部との間に伸縮弾性体８２１の端部を挟み込み、これらが縫合されている。
　ベルト本体８１１は、伸縮弾性体８２１を含む伸縮部８２０が伸縮することにより、その長手方向に伸縮する。伸縮弾性体８２１の第１導電ゴム体８２３Ａ及び第２導電ゴム体８２３Ｂは、ベルト本体８１１が長手方向に伸縮したとき、ベルト本体８１１の長手方向に伸縮可能に取り付けられることになる。このとき、伸縮弾性体８２１は、第１導電ゴム体８２３Ａ等の層構造として構成されるため、ベルト本体８１１が長手方向に伸びたときに第１導電ゴム体８２３Ａ、第２導電ゴム体８２３Ｂが一体に伸び、その第１導電ゴム体８２３Ａ、第２導電ゴム体８２３Ｂの伸び量が略同一となる。
　第１導電ゴム体８２３Ａ、第２導電ゴム体８２３Ｂは、それぞれ長手方向の両側に一対の電極８２７が取り付けられる。一対の電極８２７は、その一対の電極８２７の間を通電経路として、導電ゴム体８２３に通電したときの電気信号を取り出すために取り付けられる。一対の電極８２７の間隔は、第１導電ゴム体８２３Ａと第２導電ゴム体８２３Ｂとで略同一となるように調整される。つまり、一対の電極８２７の間に通電したときに、それらの間の通電経路の長さが第１導電ゴム体８２３Ａと第２導電ゴム体８２３Ｂとで略同一となるように調整される。
　一対の電極８２７のそれぞれにはリード線８２９が電気的に接続される。各リード線８２９は、第２非伸縮部８１３Ｂに取り付けられたケーブルカバー８３１内に導入され、コネクタ（図示せず）等を介して検出部８７０に電気的に接続される。
　伸縮カバー８４０は、伸縮性のある生地等を用いた筒状の部材から構成される。伸縮カバー８４０は、その内側にベルト本体８１１を通して、伸縮弾性体８２１を覆うように配置される。伸縮カバー８４０は、その両端部を第１非伸縮部８１３Ａ、第２非伸縮部８１３Ｂに縫合等することにより、ベルト本体８１１に取り付けられる。伸縮弾性体８２１は、伸縮カバー８４０に覆われることにより、外部環境に対して保護される。
　以上の構成に係る体動検出ベルト８１０により、ベルト本体８１１を生体８０１に巻き付けて装着したときに、生体の装着位置周りの周長の変化に伴い、伸縮弾性体８２１を含むベルト本体８１１の伸縮部８２０が伸縮する。
　ここで、第１導電ゴム体８２３Ａと第２導電ゴム体８２３Ｂとは、それぞれ異なる電気抵抗特性を有する。この異なる電気抵抗特性とは、自然長にある導電ゴム体８２３の単位長さあたりの電気抵抗値が異なることをいう。異なる電気抵抗特性とするため、本実施形態においては、第１導電ゴム体８２３Ａと第２導電ゴム体８２３Ｂとで体積抵抗率（Ω・ｃｍ）の異なる材料が用いられる。この他にも、異なる電気抵抗特性とするため、第１導電ゴム体８２３Ａと第２導電ゴム体８２３Ｂとで、その横断面の断面積を異ならせてもよい。この場合、導電ゴム体８２３の断面積が大きくなるほど単位長さあたりの電気抵抗値が小さくなり、断面積が小さくなるほど単位長さあたりの電気抵抗値が大きくなる。
　図１６は、体動検出ベルト８１０に接続される検出部８７０の回路構成を模式的に示す。検出部８７０は、電源回路８７１と、演算部８７９とを備える。なお、演算部８７９は、ハードウェア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現され、ソフトウェア的にはメモリにロードされたプログラムなどにより実現される。
　電源回路８７１は、第１導電ゴム体８２３Ａ、第２導電ゴム体８２３Ｂのそれぞれに通電し、その通電により第１導電ゴム体８２３Ａ、第２導電ゴム体８２３Ｂのそれぞれから得られる電気信号を演算部８７９に出力する。第１導電ゴム体８２３Ａに接続された一方のリード線８２９は、電源回路８７１のグランド８７３に接地され、他方のリード線８２９は、電源回路８７１の第１基準抵抗８７５Ａを介して定電圧電源８７６に接続される。また、第２導電ゴム体８２３Ｂに接続された一方のリード線８２９は、電源回路８７１のグランド８７３に接地され、他方のリード線８２９は、電源回路８７１の第２基準抵抗８７５Ｂを介して定電圧電源８７６に接続される。第１基準抵抗８７５Ａ及び第２基準抵抗８７５Ｂは、それぞれ可変抵抗器として構成される。
　定電圧電源８７６から定電圧Ｖｃｃが供給されたとき、第１基準抵抗８７５Ａと第１導電ゴム体８２３Ａとの間から電圧Ｖａが出力され、第２基準抵抗８７５Ｂと第２導電ゴム体８２３Ｂとの間から電圧Ｖｂが出力される。第１基準抵抗８７５Ａの抵抗をＲａ０、第２基準抵抗８７５Ｂの抵抗をＲｂ０、第１導電ゴム体８２３Ａの抵抗をＲａ、第２導電ゴム体８２３Ｂの抵抗をＲｂとすると、電圧Ｖａ、電圧Ｖｂは、下記の式（１）、（２）により表される。
　Ｖａ＝Ｖｃｃ×Ｒａ／（Ｒａ０＋Ｒａ）　・・・　（１）
　Ｖｂ＝Ｖｃｃ×Ｒｂ／（Ｒｂ０＋Ｒｂ）　・・・　（２）
　電源回路８７１から出力された電圧Ｖａ、電圧Ｖｂのアナログ信号は、電圧Ｖａ、電圧Ｖｂの電圧レベルの直線性を確保しながら低インピーダンス化して後段に出力するため、それぞれバッファアンプ８７７に入力される。バッファアンプ８７７から出力された電圧Ｖａ、電圧Ｖｂのアナログ信号は、ＡＤ変換部８７８によりＡＤ変換されて、電圧Ｖａ、電圧Ｖｂのデジタル信号として演算部８７９に出力される。
　演算部８７９は、電源回路８７１から出力された第１導電ゴム体８２３Ａの電気信号と、第２導電ゴム体８２３Ｂの電気信号とに基づき演算し、体動検出ベルト８１０が巻き付けられた生体の体動状態を示す状態値を算出する。本実施形態では、電圧Ｖａのデジタル信号と電圧Ｖｂのデジタル信号との差分を示す値であるＶａ－Ｖｂを算出する。この差分を示す値を算出することにより、生体の体動状態が検出される。
　演算部８７９は、出力部８９０との間で有線又は無線によりデータを送受信可能に接続されており、演算した状態値を出力部８９０に送信する。
　図１３に戻り、出力部８９０は、検出部８７０による検出結果を示すデータを視認可能に出力する画像モニタ８９１を含んで構成される。出力部８９０は、画像モニタ８９１を有する画像表示装置の他、タブレット端末等の情報処理装置から構成されてもよい。
　出力部８９０は、体動検出ベルト８１０が取り付けられた生体８０１から見える位置に設置される。検出部８７０の演算部８７９が演算した状態値は、検出部８７０から出力部８９０に送信され、出力部８９０の画像モニタ８９１を見た生体８０１により把握される。
　以上の構成に係る体動検出システム８００により、生体８０１である患者は、検出部８７０による検出結果を出力部８９０を視認することで、自分の体動状態である呼吸状態を客観的に把握しながら、自分の呼吸を制御することができる。たとえば、出力部８９０に表示される信号レベルが所定のレベルにあるときに、患者の放射線治療のターゲットである病巣が所定の位置にあることが分かっている場合を考える。患者は、出力部８９０を視認しながら呼吸を行い、信号レベルが所定のレベルにあるときに呼吸を止めることにより、病巣の位置を移動させないようにすることができる。この呼吸を止めている間に放射線照射装置等から放射線を照射することにより、病巣以外の組織に傷をつけることなく、病巣のみに適切に放射線を放射することができる。
　次に、本実施形態に係る体動検出システム８００の効果を説明する。図１７は、電気抵抗特性の異なる二種類の導電性ゴムに通電したときの電気抵抗の減衰特性を示すグラフである。二種類の導電性ゴムは、それぞれの高さ、幅、長さについて同一の寸法とし、自然長での体積抵抗率の異なるものを用いた。各導電性ゴムを自然長１０ｃｍから２ｃｍ伸ばした状態で保持し、導電性ゴムの両端から定電圧を印加したときの抵抗値の変化を測定した。横軸は時間（分）であり、縦軸は抵抗値（Ω）である。
　導電性ゴムは、時間の経過により抵抗値の大きさが徐々に減衰して、ある程度の時間が経過すると抵抗値の減衰が見られなくなる。ここで、本発明者が検討したところ、電気抵抗特性の異なる二種類の導電性ゴムは、図１７に示すように、各時刻での抵抗値の大きさが異なるものの、時間の経過に対して抵抗値が減衰する大きさがほぼ同程度になる傾向があった。この減衰する大きさは、導電性ゴムの伸び量に応じて変化するが、同じ伸び量で電気抵抗特定の異なる導電性ゴムでは、その減衰する大きさが同程度になる傾向があった。
　これは、二種類の導電性ゴムそれぞれに通電したときに得られる複数の電気信号の差分を示す値が、時間の変化に対してほぼ一定となることを意味する。つまり、このような二種類の導電性ゴムを用いることにより、各導電性ゴムから得られる電気信号の減衰特性がキャンセルされ、時間の経過に対して変化の小さい電気信号が得られることになる。
　以上の内容は、以下のような式を用いて説明できる。なお、以下の式は、本実施形態に係る体動検出システム８００の効果を説明するために一例として記載したものであり、本実施形態に係る体動検出システム８００を限定するものではない。
　第１導電ゴム体８２３Ａの自然長での抵抗をＲａ０、伸びｘのときの抵抗の増大分をＲａ（ｘ）、時間ｔ、伸びｘの抵抗の減衰分を－Ｒ（ｔ，ｘ）とすると、第１導電ゴム体８２３Ａの抵抗Ｒａは、下記の式（１１）により表せる。
　Ｒａ＝Ｒａ０＋Ｒａ（ｘ）－Ｒ（ｔ，ｘ）　・・・（１１）
　また、第２導電ゴム体８２３Ｂの自然長での抵抗をＲｂ０、伸びｘのときの抵抗の増大分をＲｂ（ｘ）、時間ｔ、伸びｘのときの抵抗の減衰分をＲ（ｔ，ｘ）とすると、第２導電ゴム体８２３Ｂの抵抗Ｒｂは、下記の式（１２）により表せる。
　Ｒｂ＝Ｒｂ０＋Ｒｂ（ｘ）－Ｒ（ｔ，ｘ）　・・・（１２）
　上述したような、第１導電ゴム体８２３Ａ及び第２導電ゴム体８２３Ｂの抵抗値が、時間の経過に対して減衰する大きさがほぼ同程度になるとは、式（１１）、式（１２）において項Ｒ（ｔ，ｘ）がほぼ同程度の値になることを意味する。このため、抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂとの差分を示す値ΔＲは、下記のような式（１３）により表され、項Ｒ（ｔ，ｘ）がなくなることになる。第１導電ゴム体８２３Ａ及び第２導電ゴム体８２３Ｂが伸び縮みしたとき、式（１３）のＲａ（ｘ）－Ｒｂ（ｘ）が変化するため、その変化を読み取ることにより、各導電ゴム体８２３の伸び量、つまり、ベルト本体８１１が巻き付けられた生体の体動状態が検出されることになる。
　ΔＲ＝Ｒａ０－Ｒｂ０＋Ｒａ（ｘ）－Ｒｂ（ｘ）　・・・（１３）
　そこで、本実施形態においては、第１導電ゴム体８２３Ａと第２導電ゴム体８２３Ｂとの伸び量が略同一となるように取り付けている。これにより、第１導電ゴム体８２３Ａ及び第２導電ゴム体８２３Ｂが略同一の伸び量で伸び縮みしたときに、時間の経過に対して、各導電ゴム体８２３の抵抗値が減衰する大きさが同程度になる。
　また、本実施形態においては、そのような第１導電ゴム体８２３Ａ及び第２導電ゴム体８２３Ｂについて、異なる電気抵抗特性を有するものを用い、それらに通電したときに得られる電気信号を用いて、生体の体動状態を検出している。本実施形態では、第１導電ゴム体８２３Ａ及び第２導電ゴム体８２３Ｂに通電したときの複数の電気信号の差分を示す値であるＶａ－Ｖｂを用いている。導電性ゴムは、その抵抗値が伸び量に比例する傾向があるため、この差分を示す値は、単一の導電性ゴムに通電したときの電気信号と同様に、導電性ゴムの伸び量に応じて変化する。また、この差分を示す値は、上述の通り、時間の経過に対して変化が小さい。このため、このような差分を示す値を用いて生体の体動状態を検出することにより、生体の体動状態を正確に検出することが可能となる。
　なお、本実施形態で用いられる、電気信号の差分を示す値としてのＶａ－Ｖｂには、式（１）、（２）に示すように、Ｖａ、Ｖｂの分母にＲａ、Ｒｂが含まれる。このため、その分母のＲａ、Ｒｂについて、上述の式（１３）のように、項Ｒ（ｔ，ｘ）をなくすことができないが、可変抵抗Ｒａ０、Ｒｂ０の大きさをＲａ、Ｒｂに対して十分に大きくすることで、分母のＲａ、Ｒｂの減衰による影響は無視できる。このように、第１導電ゴム体８２３Ａ及び第２導電ゴム体８２３Ｂに通電したときの電気信号を回路により信号処理し、信号処理により得られた値を演算処理することで、減衰特性の影響を抑えた値を算出するようにすれば、生体の体動状態を正確に検出できる。第１導電ゴム体８２３Ａ及び第２導電ゴム体８２３Ｂに通電したときの電気信号を用いて、このような減衰特性の影響を抑えた値を算出できれば、検出に用いられる値は限定されない。
　図１８は、伸縮弾性体８２１の他の例を示す図である。伸縮弾性体８２１は、第１導電ゴム体８２３Ａ、絶縁体８２５及び第２導電ゴム体８２３Ｂを有する層構造の単一の部材ではなく、これらを有する層構造の複数の部材により構成されてもよい。図示の例では、これらを有する層構造の第１構成部材８５１Ａと第２構成部材８５１Ｂとが、ベルト本体８１１の幅方向に間隔を空けて略平行に配置されている。第１構成部材８５１Ａ及び第２構成部材８５１Ｂは、ベルト本体８１１の長手方向に長い帯状に形成されている。第１構成部材８５１Ａ及び第２構成部材８５１Ｂは、互いに対向する第１非伸縮部８１３Ａ、第２非伸縮部８１３Ｂの端部に対して、それらの両端が縫合等して接続されることにより、ベルト本体８１１に取り付けられる。
　第１構成部材８５１Ａ及び第２構成部材８５１Ｂは、それぞれの第１導電ゴム体８２３Ａの長手方向の一端側に電極８２７が取り付けられ、それぞれの第１導電ゴム体８２３Ａの長手方向の他端側が導電性ワイヤ８５３により電気的に接続される。第１構成部材８５１Ａ及び第２構成部材８５１Ｂは、それぞれの第２導電ゴム体８２３Ｂの長手方向の一端側に電極８２７（図示せず）が取り付けられ、それぞれの第２導電ゴム体８２３Ｂの長手方向の他端側が導電性ワイヤ（図示せず）により電気的に接続される。
　以上の構成に係る伸縮弾性体８２１は、一対の電極８２７間に形成される第１導電ゴム体８２３Ａ、第２導電ゴム体８２３Ｂそれぞれの通電経路の長さが略同一で、ベルト本体８１１の長手方向に伸びたときの伸び量が略同一となる。このように、第１導電ゴム体８２３Ａ、第２導電ゴム体８２３Ｂそれぞれの通電経路の長さと伸び量が略同一となれば、第１導電ゴム体８２３Ａ、第２導電ゴム体８２３Ｂの形状は特に限定されない。たとえば、伸縮弾性体８２１は、ベルト本体８１１の長手方向に往復するように略Ｕ字状等に形成されていてもよい。また、第１導電ゴム体８２３Ａ、第２導電ゴム体８２３Ｂそれぞれの通電経路の長さと伸び量が略同一となれば、第１導電ゴム体８２３Ａ、第２導電ゴム体８２３Ｂは、層構造の伸縮弾性体８２１としてではなく、別々に用いてもよい。たとえば、第１導電ゴム体８２３Ａと第２導電ゴム体８２３Ｂとをベルト本体８１１の幅方向に間隔を空けて平行に配置して用いてもよい。
　なお、以上の構成に係る伸縮弾性体８２１は、一対の電極８２７の取り付け位置が、ベルト本体８１１の長手方向の片側寄りの位置となっている。図示の例では、一対の電極８２７は、ベルト本体８１１の幅方向に間隔を空けた位置に取り付けられている。これにより、伸縮弾性体８２１がベルト本体８１１の長手方向に伸縮したときに、伸縮弾性体８２１の長さ変化に対する一対の電極８２７間距離の変化が抑制される。一対の電極８２７間距離の変化が大きいほど、一対の電極８２７に接続されるリード線８２９の長さに余裕をもたせる必要がある。このため、その変化が抑制されることによりリード線８２９の長さを抑え、リード線８２９に撓みが生じることによる絡まり、断線の発生が抑えられる。
　図１９は、第４実施形態に係る体動検出システム８００を用いた放射線照射システム９００を示す。放射線照射システム９００は、体動検出システム８００と、放射線照射装置９０１とを備える。
　体動検出システム８００は、生体の腹の位置に巻き付けられたベルト本体８１１を有する第１体動検出ベルト８１０Ａと、生体の胸の位置に巻き付けられたベルト本体８１１を有する第２体動検出ベルト８１０Ｂと、を備える。つまり、第１体動検出ベルト８１０Ａのベルト本体８１１と第２体動検出ベルト８１０Ｂのベルト本体８１１は、同一の生体の異なる位置に巻き付けられる。
　検出部８７０の電源回路８７１（図示せず）は、第１体動検出ベルト８１０Ａの第１導電ゴム体８２３Ａ及び第２導電ゴム体８２３Ｂのそれぞれと、第２体動検出ベルト８１０Ｂの第１導電ゴム体８２３Ａ及び第２導電ゴム体８２３Ｂのそれぞれとに通電する。電源回路８７１は、その通電により得られる電気信号を演算部８７９（図示せず）に出力する。
　演算部８７９は、第１体動検出ベルト８１０Ａの第１導電ゴム体８２３Ａ及び第２導電ゴム体８２３Ｂのそれぞれから得られた電気信号を用いて、生体の体動状態を示す第１の状態値を演算する。また、第２体動検出ベルト８１０Ｂの第１導電ゴム体８２３Ａ及び第２導電ゴム体８２３Ｂのそれぞれから得られた電気信号を用いて、生体の体動状態を示す第２の状態値を演算する。演算部８７９は、第１の状態値と第２の状態値を用いて、第１の状態値、第２の状態値及び生体の体動状態の相関を考慮した他の状態値を更に演算してもよい。
　出力部８９０は、演算部８７９から出力されたデータを表示する。出力部８９０は、第１の状態値、第２の状態値の出力を受けたときは、それぞれの状態値を別々に表示してもよいし、両方を表示してもよい。
　以上の構成により、同一の生体の異なる位置から状態値が得られるため、より正確に生体の体動状態を把握することができる。たとえば、ＣＴ（Computed Tomography）等により、呼吸に伴い移動する病巣の位置が把握できている場合に、複数の状態値から病巣位置の移動量と相関の強い状態値を判別し、その状態値を用いることで病巣の位置をより正確に把握できる。
　なお、変形例として、放射線照射装置９０１の制御部９０３は、検出部８７０の演算部８７９から出力される状態値を取得できるようにし、その状態値が所定の範囲内にある場合に、放射線を照射するように制御してもよい。
　以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、その特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。
　１００　呼吸モニタリング装置、１１０　ベルト、１１１　非伸縮部、１１３　伸縮部、１１４　ワイヤ、１１５　ジョイントピース、１１６　バックル、１１７　アジャスター、１２０　管状部材、１３０　検知部、１３１　プーリ、１３２　ロータリエンコーダ、１４０　演算出力部、１４２　無線アンテナ、１５０　画像モニタ、１６０　放射線照射装置、１６５　制御部、２００　呼吸モニタリング装置、２１０　ベルト、２１４　ワイヤ、３００　呼吸モニタリング装置、３１０　ベルト、３１４　ワイヤ、３５０　演算出力部、４３０　検知部、４３１　リニアエンコーダ、４３２　スケール、４３３　センサ、４３５　コイルバネ、５００　放射線照射システム、５０１　患者、５０２　ベッド、６００　放射線照射システム、６１０　ベルト、６２０　管状部材、６３０　検知部、６４０　演算出力部、６５０　演算出力部、７００　呼吸モニタリング装置、７１０　ベルト、７１１　固定部、７２０　伸縮部、７２１　ワイヤ、７２２　各穴、７２２　穴、７３０　非伸縮部、７３１　具、７５０　管状部材、７６０　検出表示出力部、７６２　ロータリエンコーダ、７６４　プーリ、７６５　ゲージ、７６６　針、７６７　マーカー、７６９　検出表示出力部取付具、７７０　出力信号線、７９１　患者、７９２　ベッド、８００　体動検出システム、８１０　体動検出ベルト、８１１　ベルト本体、８１３　非伸縮部、８２０　伸縮部、８２１　伸縮弾性体、８２３Ａ　第１導電ゴム体、８２３Ｂ　第２導電ゴム体、８２５　絶縁体、８２７　電極、８２９　リード線、８４０　伸縮カバー、８５３　導電性ワイヤ、８７０　検出部、８７１　電源回路、８７９　演算部、８９０　出力部、９００　放射線照射システム、９０１　放射線照射装置、９０３　制御部
　本発明は、呼吸等の体動状態を検出する技術分野において利用できる。

Claims (18)

  1. 　帯状に形成され、長手方向の少なくとも一部が伸縮可能なベルト本体と、
    　前記ベルト本体に伸縮可能に取り付けられた第１導電ゴム体と、
    　前記ベルト本体に伸縮可能に取り付けられた第２導電ゴム体と、を備えることを特徴とする体動検出ベルト。
  2. 　前記第１導電ゴム体と前記第２導電ゴム体とは、それぞれ異なる電気抵抗特性を有することを特徴とする請求項１に記載の体動検出ベルト。
  3. 　前記第１導電ゴム体と前記第２導電ゴム体とは、前記ベルト本体が長手方向に伸びたとき、それぞれの伸び量が略同一となるように取り付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の体動検出ベルト。
  4. 　前記第１導電ゴム体と前記第２導電ゴム体との間に挟み込まれ、伸縮可能な絶縁体を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の体動検出ベルト。
  5. 　請求項１乃至４のいずれかに記載の体動検出ベルトと、
    　前記第１導電ゴム体に通電したときの電気信号と、前記第２導電ゴム体に通電したときの電気信号とを用いて、前記ベルト本体が巻き付けられた生体の体動状態を検出する検出部と、を備えることを特徴とする体動検出システム。
  6. 　前記検出部は、前記第１導電ゴム体に通電したときの電気信号と前記第２導電ゴム体に通電したときの電気信号とに基づき演算して算出した値を用いて、前記生体の体動状態を検出することを特徴とする請求項５に記載の体動検出システム。
  7. 　前記検出部による検出結果を出力する出力部を更に備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の体動検出システム。
  8. 　前記出力部は、前記体動検出ベルトが取り付けられた生体から見える位置に設置され、視認可能な出力を行うことを特徴とする請求項７に記載の体動検出システム。
  9. 　請求項１乃至４のいずれかに記載の体動検出ベルトである第１体動検出ベルトと、
    　請求項１乃至４のいずれかに記載の体動検出ベルトである第２体動検出ベルトと、を備え、
    　前記第１体動検出ベルトのベルト本体と、前記第２体動検出ベルトのベルト本体とは、同一の生体の異なる位置に巻き付けられ、
    　前記検出部は、前記第１体動検出ベルトの第１導電ゴム体及び第２導電ゴム体それぞれに通電したときの電気信号と、前記第２体動検出ベルトの第１導電ゴム体及び第２導電ゴム体それぞれに通電したときの電気信号とを用いて、前記生体の体動状態を検出することを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の体動検出システム。
  10. 　請求項５乃至９のいずれか１項に記載の体動検出システムと、
    　放射線を照射する放射線照射装置とを備え、
    　前記検出部は、前記体動検出ベルトの第１導電ゴム体及び第２導電ゴム体それぞれに通電したときの電気信号を用いて、前記生体の体動状態を示す状態値を演算し、
    　前記放射線照射装置は、前記状態値が所定の範囲にある場合に放射線を放射することを特徴とする放射線照射システム。
  11. 　身体の周囲に取り付けられ、少なくとも伸縮性部材を一部に含むことにより、全体として長手方向に伸縮可能であるベルトと、
    　少なくとも前記伸縮性部材の一部分において前記長手方向に沿って配置され、前記伸縮性部材の伸縮により、前記伸縮性部材上に配置される長さが変化する第１非金属ワイヤと、
    　前記第１非金属ワイヤの前記伸縮性部材の前記一部分から延びた部分を、内部を通すことにより前記ベルトから離間した位置に導く第１管状部材と、
    　前記離間した位置において、前記第１非金属ワイヤの移動を検出する第１検出部と、
    　前記第１非金属ワイヤの前記第１検出部とベルトとの間の張力を一定に保つための第１付勢部材と、
    　前記第１検出部により検出された呼吸状態を出力する呼吸状態出力部と、を備え、
    　前記呼吸状態出力部による出力により呼吸をモニタリングする呼吸モニタリング装置。
  12. 　請求項１１に記載の呼吸モニタリング装置であって、
    　前記第１検出部は、プーリを備えており、
    　前記呼吸状態出力部は、視認可能なゲージを備え、
    　前記第１検出部及び呼吸状態出力部は、一体的に形成されている、ことを特徴とする呼吸モニタリング装置。
  13. 　請求項１１又は１２に記載の呼吸モニタリング装置であって、
    　前記第１検出部は、ロータリエンコーダを備えている、ことを特徴とする呼吸モニタリング装置。
  14. 　請求項１１乃至１３のいずれかに記載の呼吸モニタリング装置であって、
    　前記第１非金属ワイヤは樹脂材料からなる、ことを特徴とする呼吸モニタリング装置。
  15. 　請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載の呼吸モニタリング装置であって、
    　前記伸縮性部材において前記第１非金属ワイヤが重ねられている位置とは異なる位置で重ねられ、前記伸縮性部材の伸縮により、前記伸縮性部材上に配置される長さが変化する第２非金属ワイヤと、
    　前記離間した位置において、前記第２非金属ワイヤの移動を検出する第２検出部と、
    　前記第２非金属ワイヤの前記第２検出部とベルトとの間の張力を一定に保つための第２付勢部材と、
    　前記呼吸状態出力部は、前記第１検出部及び前記第２検出部において検出された信号を合成し、呼吸状態を出力する、ことを特徴とする呼吸モニタリング装置。
  16. 　請求項１１乃至１５のいずれか一項に記載の呼吸モニタリング装置である第１呼吸モニタリング装置と、
    　請求項１１乃至１５のいずれか一項に記載の呼吸モニタリング装置である第２呼吸モニタリング装置と、を備え、
    　前記第１呼吸モニタリング装置のベルトと、前記第２呼吸モニタリング装置のベルトとは、同一の身体の周囲で互いに異なる位置に取り付けられ、
    　前記第１呼吸モニタリング装置の前記呼吸状態出力部は、前記第２呼吸モニタリング装置の呼吸状態を示す値を取得し、第１検出部から出力された信号と合わせて呼吸状態を示す値を演算し出力する、ことを特徴とする呼吸モニタリング装置。
  17. 　請求項１１乃至１６のいずれか一項に記載の呼吸モニタリング装置であって、
    　前記呼吸状態出力部は、前記ベルトが取り付けられた人から見える位置に配置され、視認可能な出力を行う、ことを特徴とする呼吸モニタリング装置。
  18. 　請求項１６に記載の呼吸モニタリング装置と、
    　放射線を照射する放射線照射装置と、を備え、
    　前記放射線照射装置は、前記呼吸状態を示す値が所定の範囲にある場合に放射線を照射する、ことを特徴とする放射線照射システム。
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