JP2008529707A - 医療機器の自動制御 - Google Patents

Abstract

医療用放射線源のアクティブ化や非アクティブ化などの処理又はアプリケーションを自動制御するシステム及び方法が提供される。このシステムは、ユーザの身振り／姿勢を決定するように構成された操作者追跡システム、決定された身振り／姿勢を評価するように構成された評価装置、及び評価装置の出力に応答して放射線源の有効化及び無効化を行うように構成された有効化装置を有する。操作者追跡システムは、視線追跡システム、又は指向性を有する信号の放射器−受信器構成、の出力に基づく注視方向解析を用いてもよい。

Description

本発明は、医療用の放射線源を自動的にアクティブ化及び非アクティブ化するためのシステム及び方法に関する。本発明はまた、操作者の身振り及び／又は姿勢によって制御される、電離放射線を自動的にアクティブ化及び非アクティブ化するためのシステム及び方法に関する。本発明は更に、視覚的な注目又は監視を必要とする処理又はアプリケーションの注視による自動制御システム及び方法に関する。

現在、例えば血流、血管、心臓血管、消化、ＣＡＴ、外傷学又は放射線医療診療などの診療を含む放射線医療検査においては、電離放射線命令（例えば、ｘ線、透視など）をアクティブにするには、また表示モニター上の患者の画像を見るには、処置台の下方の床上に常時位置付けられた１つ又は複数のペダルを踏む（あるいは、１つ又は複数のスイッチを押す）ことが必要である。そして、このペダル（又はスイッチ）は、患者及び処置台を覆うシートやビニール等に覆われていて、処置台下方の視界が妨げられていることがある。従って、異なる機能を有する複数のペダルが存在することもあるので、操作者は、電離放射線を非アクティブ化するためにペダルから足を上げ、その後、ペダルを再び踏み込む（これは診療の進行中に何度も行われる行為である）度に、踏み込むべきペダルを見つけるために処置台の下を見たり、足で探し出したりする必要がある。このことは、故に、踏み込みが行われる前に、また、操作者がペダルを踏み込んだ直後にモニターを見るために顔を向けている間に、この最後の場合には電離放射線が生成されていることを除いて、時間を無駄にすることになる。

実際に起こる別の一例は、診療中に操作者がペダルから足を上げることなく繰り返し（数秒間にわたって）眼を離すことである。

他にも、起動ペダルが図らずして押し下げられ、その結果、不要な放射線が発生されることがある。

ペダルを押す前に浪費されるこれら全ての期間が合わさって診療を不必要に長引かせ、そして、押し下げが行われた後に、（例えばｘ線の）ライブ映像があるにも拘わらず操作者がモニターを見ていない全ての期間の合計は、患者と検査室内のスタッフとの双方が受ける電離放射線の累積線量が多かれ少なかれ増加することを意味する。

この種の診療は電離放射線の継続的且つ反復的な使用を必要とし、その複雑性は、例えば、複雑な器具の操作、患者の診療それ自体、生体信号の監視、電離放射線のアクティブ化、及び表示モニター上に得られた画像の観察などの様々な作業を同時に行うこと、並びに如何なる診療行為にも要求される集中力を必要とし得る。上述の作業の複雑性のため、電離放射線の活性化及び非活性化の良好な同期化は得られておらず、このことは場合によって、患者の診療を続けるために操作者が表示モニターから眼を離しているときに電離放射線の非アクティブ化をし忘れることを生じさせる。このことは、電離放射線が望まれない期間にアクティブであり続け、故に、患者及び検査室内にいる全てのスタッフに累積される線量を増加させることを意味する。

さらに、これまた場合によって、電離放射線は気付かれることなく過度に早くアクティブにされることがある。

この場合には必ずしも必要ではないが、放射線により与えられる画像が表示され得る放射線治療処置により、同様の問題が引き起こされる。しかしながら、この治療の目的は腫瘍性組織を破壊することである。この治療は、放射線の焦点が合わされた位置で患者が動かない場合にのみ有効である。何故なら、さもなければ患者は不必要に照射されるだけだからである。故に、操作者がモニター上で患者が正しい位置にあり且つ動いていないことを確認した後にのみ、そして操作者が所定の方向に置かれた対応する制御機器又は指示器に注意を集中させている間に、放射線を放射することが理にかなっている。

同様に医療分野の他にも、実行時に、モニター又は幾つかの指示器によって、あるいは直接的に行われ得る、視覚的な注目又は監視を必要とする処理又はアプリケーションが存在する。

例えば、テレビを見るという単純な行為がある。多くの場合、テレビセットは誰も注目していないのにオンにされたままになっている。

別の一例は、複数のカメラ及びモニターを有するテレビにより観察することから成る。観察者が単一のモニターを見ている場合、その他のモニター及びそれらに対応するカメラもスイッチがオンにされ、不必要にエネルギーを消費する。

また、何時間も不必要にスイッチがオンにされ続けたコンピュータ画面もある。省エネルギーのための自動的な時限切断が備えられているにも拘わらず、単に画面に眼を向けることによって画面を起動するシステムを欠いており、故に、キーボード又はマウスでの手動操作を必要としている。このことは時にして、例えば同時に電話をしていたり書いていたりする場合などには困難なことである。

また、本発明に従ったシステムを用いて回避される無駄なエネルギー浪費が存在する。

しかしながら、注視による制御が関係するのはモニターの接続又は切断に拠るエネルギーの節減に関することだけではない。その他の可能な用途も存在する。

例えば、ある産業プロセスにおいては、製作作業（例えば、溶接又は道具の使用）が不完全に行われることを防止するために、指示器により、あるいは直接的に画面を詳細に監視することが必要である。故に、操作者によってこの監視が行われていない場合には、この作業は実行可能にされるべきではない。

本発明はまた、作業の複雑性のため、且つ／或いは手を使うことができないため、様々なアクティブ化及び処理が、それらのアクティブ化、非アクティブ化及び／又は制御を行うための１つ又は複数の参照点を注視することによって実行され得る様々な処理をアクティブにするため、その他の分野にも適用され得る。

同様に、複数処理のアクティブ化の制御は単一の制御に単純化されることができ、相異なる参照点を注視することによって、必要なアクティブ化処理を選択することが可能である。例えば、開けられるべき幾つかの柵は、処理が対応する参照点又はモニターを見る身振りにより選択されることによって、単一の制御ユニットによって制御されることができる。

上述の例においては、注視による制御は存在していない。本発明に従ったシステム及び方法は既存のシステム、装置及び方法を向上させるものである。

本発明の一実施形態は、上述の例えば電離放射線の累積線量を低減しながら安全性及び使用しやすさを向上させるシステムを提供することを目的とする。

本発明に従って、医療用の放射線源を自動的にアクティブ化及び非アクティブ化するシステムは、ユーザの姿勢及び／又は身振りを決定するように構成された操作者追跡システム、決定された身振りを評価するように構成された評価装置、及び評価装置の出力に応答して放射線源を制御するように構成された制御装置を有する。

これに関連する、医療用の放射線源を自動的にアクティブ化及び非アクティブ化する方法は、
ユーザの姿勢及び／又は身振りを決定する決定段階、
決定された姿勢及び／又は身振りを評価する評価段階、及び
前記評価段階の結果に応答して放射線源を制御する段階
を有する。

アクティブ化又は非アクティブ化される放射線源はアクティブにされているとき、ある放射線量を放射する。放射線源がアクティブにされていないとき、放射線量は著しく少なくなる。アクティブ化する、非アクティブ化する、及び制御するという用語は、例えば所与の量の放射線を生成するために使用される動作モード等の、放射線源の特定の動作モードをアクティブ化することを含み得る。アクティブ化及び非アクティブ化は、放射線源への供給電圧を印加及び抑制することにより達成されてもよい。他の例では、放射線源は蓋又は仕切りによって覆われてもよい。操作者追跡システムは、例えば、操作者は何れの方向を向いているか、操作者は何処を見ているか、操作者は直立しているか、腕又は手の身振り等の、操作者の姿勢及び／又は身振りを決定する。評価装置は、決定されたユーザの姿勢及び／又は身振りが、操作者が実行を希望する特定の機能を表す所定の姿勢及び／又は身振りと一致するかどうかを決定する。例えば、操作者が観察領域を見ているか、すなわち、ユーザが観察領域に表示された情報及び／又はそこで起こっている事象を見ているかを決定するために、ユーザが向いている方向が使用される。有効化装置が、評価装置によって決定された結果を物理的な相互作用、例えば、放射線源への電源及びその部分を遮断すること、又は放射線源に非放射モード若しくは低放射モードに切り替わるように指示することに変換する。この目的のため、有効化装置は評価装置に動作的に接続可能であってもよいし、接続されていてもよい。

本発明に従って、当該システムは放射線源として電離放射線の放射素子を有する種類である。電離放射線は、放射線画像を得るように患者の生体構造の部分を通過する。放射素子は電離放射線（ｘ線、透視、放射線治療など）を放射し、電離放射線は患者の生体構造を通過した後に該電離放射線に対して感度を有する感度素子により拾い上げられる。患者は放射素子と感度素子との間の、例えば処置台又はストレッチャー上に配置される。

当該システムはまた、画像が感度素子により取得されるか、あるいはビデオカメラにより取得された患者の外観画像であるかに拘わらず、モニターを有していてもよい。放射線の放射又は遮断は、通常、操作者に操作されるペダル又はスイッチによって制御される。

本発明の一実施形態により提案される改善は、放射線のアクティブ化又は放射の制御ユニット内に操作者追跡システムとして、注視検出による制御用装置を内蔵することで構成される。この装置は、通常は医師である操作者が、得られた画像を表示するモニターを見ているか、あるいは、放射中に操作者の注目を必要とする制御機器又は指示器が置かれている別の所定方向を見ているかを決定する。見ている場合、この装置は放射線放射を可能にするか直接的に発生させるかし、そして場合により、放射を遮断するか別の方法で阻止するかする。

この装置及びペダル若しくはスイッチに付随して、動作モード選択器が実装されていてもよい。何故なら、関心ある検査に応じて、見ること及びペダル若しくはスイッチを使用することによる制御、又は一方若しくは他方による独立制御が結合して機能することを有するよう意図され得るからである。さらに、この装置は必要に応じて、見ることによる制御用装置の精度及び調整、並びに操作者がモニター又は対応する指示器及び制御機器を見ていない場合に放射線放射が生成されているかどうかの検出を許可又は支援する音響指示器及び／又は光指示器を組み込んでいる。

これは、故に、以下の課題を解決する。

− 電離放射線をアクティブにする方法の改善された制御の結果としての、患者及び検査室内にいる残りのスタッフが受ける電離放射線の線量の低減。

− モニターが観察される前の、あるいは操作者が制御機器及び指示器が置かれた所定の方向を見る前の、電離放射線の早過ぎるアクティブ化が起こることを不可能にすること。

− ペダルが誤って押し下げられることによる放射線放射、及びその結果の、その他の同期化された装置の不慮の作動の禁止。これら装置の１つは、例えばコントラスト・インジェクタ・ポンプであり得る。

− 医療放射線検査中に行われるアクティブ化−非アクティブ化の処理における取り扱いの快適性の向上。

− 操作者がアクティブ化ペダルを足で踏み続けたり、継続して足を上げ続けたりする必要がなくことによる精度の向上。なぜなら、これらの反復動作は床上で操作者に該操作者の位置を変えさせ、また、このことは僅かな不均衡を伴い、それがこれら検査の処理における精度の低下に反映されるからである。

− 処理のアクティブ化における安全性の向上。何故なら、元々のアクティブ化システム自体に加え、操作者の注視によるアクティブ化−非アクティブ化のための本発明に係るシステムに内在する処理の観察条件が存在するからである。

一実施形態において、操作者追跡システム（例えば、注視検出による制御用装置など）は、位置及び／又は動きの検出器群に基づく操作者のシルエットの検出器、及びソフトウェアによる処理の形態をしている。シルエット検出はユーザの注視方向を導出する堅牢な手法である。乏しい照明条件下やユーザが眼鏡又はコンタクトレンズを着用している場合であっても、シルエット検出は信頼性ある結果をもたらす。シルエット検出の精度は使用に先立って調整を行うことによって向上され得る。

位置及び／又は動きの検出器群は１つ以上のビデオカメラから構成されていてもよく、上記のソフトウェアは、得られた画像内で、操作者の眉間に位置することが通例である参照点の位置を探索すること、又は操作者のシルエットの対称性の検証により処理する。例えば、この１つ以上のビデオカメラはシルエット追跡システムとしての役割を果たし、このソフトウェアは評価手段としての役割を果たす。

注視検出による制御用装置は、指向性を有する信号を放射する放射素子の形態をしており、該信号は該信号の受信のための受信素子に、操作医師が所定の方向をみているように操作医師の頭部が位置しているときに受信される。基礎を成す原理はビーコンの原理と同様に理解され得る。放射素子及び／又は受信素子の少なくとも一方は比較的狭いローブ（lobe）を有する。そして、ローブの開口角が注視検出の精度を定める。

放射素子は操作者の頭部に装着され、受信素子は固定された位置に配置されてもよい。受信素子は、送信器からの信号を受信するとき、ユーザが受信素子の方を見ていることを指し示す。受信素子は対応する信号を発信する。受信素子は固定位置に配置されており、受信素子によって発信された信号は、無線伝送技術を必要とすることなく、下流の処理ユニットに送られることができる。

放射素子と受信素子との双方は、該放射素子により放射された指向性を有する信号が、操作者が所定の方向を見ているように操作者の頭部が位置しているときに、操作者の頭部に固定された反射材料の１つ以上の部分で反射されて該受信素子によって検出されるような位置に配置される。反射を注視方向に対応させるため、この反射材料は一定の手法で固定される。具体的には、反射材料（例えば、ミラー）の垂線がユーザの注視方向に実質的に平行になるように注意が払われる。これは、単一の様にしか取り付けられないような、反射材料をユーザの頭部に固定する固定法を用い、それにより反射材料の適切な方向を確保することによって達成され得る。例えば、ユーザの鼻が注視方向を定める参照点として使用されてもよい。

他の一実施形態に従って、操作者の頭部に装着される放射素子、受信素子、又は反射器は、ゴーグル内に埋め込まれる。注視方向とゴーグルとの間の直接的な関係により、放射素子、受信素子、又は反射器は、ユーザの眼ひいてはその根源である注視方向に対して明確な向きを有することが見込まれる。

操作者の頭部に装着される放射素子、受信素子、又は反射器は、操作者の顔又は前額部上の調整可能な支持体に配置されてもよい。この構成により、注視方向の微調整の柔軟性が増大される。

例えば操作医師の作業位置全体をカバーするように導かれた、必要数の受信素子及び／又は放射素子が存在する。これにより、注視検出システムの広い視野が確保される。

指向性を有する信号の受信素子は、放射素子から得られる信号のみの通過を許す信号を含んでいてもよい。これにより、その他の信号がフィルタリング除去され、伝送の信頼性が向上される。

動作モード選択器は、少なくとも４つの動作モード、すなわち、放射線放射のために、ペダル又はボタンを押すこと、及び所定の方向に注視を向けることを必要とする最大限の安全性を有するモード；放射線放射のために、所定の方向に注視を向けることのみを必要とする完全自動モード；放射線放射のために、ペダル又はボタンを押すことのみを必要とする非アクティブ化モード；及び所定の方向への注視が放射線放射をアクティブにし、その後、ペダル又はスイッチによって切られるまで、あるいは確立された一定の期間に注視が所定方向に戻ってこない場合に自動的に切られるまで、放射線放射が継続するモード；を有していてもよい。これにより、高度な柔軟性がユーザに提供される。ユーザは自身の嗜好又はニーズに従って動作モードを設定してもよい。

動作モード選択器は手動で使用されてもよく、その結果、ユーザは慣れた手法でそれを使用し得る。

動作モード選択器は、ペダルにて実行される押し下げ操作の組み合わせによって操作されてもよい。ユーザは、検査手順又は手術の最中に手を使用できない場合であっても、足を使ってシステムを別の動作モードに切り替え得る。

動作モード選択器は、空間方向及び／又は調整のために使用される動作モードに関連付けられた音響指示器及び／又は光指示器を有していてもよく、それらの一方において指示器は操作者が所定の方向を見ているときに機能するように作成されており、それらの他方において、指示器は操作者が所定の方向を見ることなく放射線が放射されるときに機能する。この機能により、放射線源の動作に関する有益なフィードバックがユーザに提供される。これは、可能な限り放射線量を低減することにおいてユーザを支援し得る。

当該システムは、放射線放射に同期化された、コントラストインジェクタ、部屋の照明、ビデオの制御、及び画像表示装置などの他の装置を間接的に制御する。これにより、周辺装置の不要な操作が回避される。造影剤又はそれに類する物の場合、患者に照射される線量が低減される。

注視検出による制御用装置は必要に応じて、操作者が所定の方向から眼を離したときに放射線源の接続を断つことを遅らせるための調整可能なタイマーを含んでいる。これにより、当該システムが過度に素早くオンとオフとで切り替えられることが防止される。

信号放射素子により放射される信号は、該信号をその他の信号から区別するため、また、様々な操作者（医師）による連帯的且つ同時の作業を、様々なアクティブ化にて相互間の干渉なく可能にするため、当該システムの残りの部分により識別可能な符号化を採り入れている。これもやはり、邪魔な信号を遮断する助けとなる。

当該システムは更に、音声命令システムに実装可能である。音声命令システムは、例えばペダルを置き換え得る。医師は特定の命令を声に出し、当該システムは例えば別の動作モードに切り替わることによって該命令に応答する。

指向性を有する信号は赤外線の性質を有していてもよい。赤外光は可視ではなく、作業中のユーザの邪魔にならない。さらに、赤外光は狭いローブに束ねられることができ、このローブが達成可能な精度を定める。

指向性を有する信号は超音波の性質を有していてもよい。超音波は可聴ではなく、作業を行っているユーザの邪魔にならない。さらに、超音波の音波は狭いローブに束ねられることができ、このローブが達成可能な精度を定める。

他の一実施形態によれば、本発明に従ったシステムは、電子制御ユニットを必要とし、且つ／或いは視覚的な注目又は監視を必要とする何らかの処理又はアプリケーションの自動制御を実行するために最適に機能する。

当該システムにより実行される制御は、観察者が参照点を見ているとき、すなわち、観察者の注視がこの点を向いているような位置に該観察者の頭部があるときに、あるいは観察者がこの点を見ていないときに、観察者が行う身振りが検出されると処理又はアプリケーションを切り替えること（電子制御ユニットによる接続又は切断）から成る。この参照点は、例えば、監視対象の処理の部分を物理的に表示するモニター、監視対象の幾つかのパラメータの値を示す指示器、又は処理が行われている場所であり得る。

この目的のため、本発明は放射器の実装を有し、この放射器は、適当な検出器すなわち該放射器と同一の性質を有する検出器によって受信されるように設計された、例えば赤外線信号又は超音波信号といった好適な性質を有し且つ指向性を有する信号、の放射器である。適当と考えられる場合、そして特に、同様の性質を有するその他の信号が存在し得る環境においては、信号は該信号をその他の信号から差別化する特定の符号化を含むことができる。

同様の目的のため、監視が行われているときにのみ、視覚的な注目又は監視を必要とする処理又はアプリケーションを注視により自動制御する方法は：
好適な性質を有し且つ指向性を有する信号を放射器から放射する段階；
指向性を有する信号を好適な受信器によって受信する段階；
システムの観察者の頭部の向きを決定する段階；
観察者の眼が参照点を向いているかどうかを決定する段階；及び
受信器に結合され且つ処理又はアプリケーションのアクティブ化又は非アクティブ化を制御する電子制御ユニットの一部を形成する制御電子回路を駆動する段階；
を有する。

放射器及び受信器の空間配置は、処理又はアプリケーションのための電子制御ユニットとしての役割を果たす付随する電子装置によって、この場合には後者がアクティブにされるように、観察者の頭部が参照点に向かっているときにのみ、信号が受信器によって受信されるようにされる。同様に、観察者の頭部が参照点に向かっていない場合、処理は休止されるかアクティブでなくされる。

頭部は方向が検出されるべき生体構造部分であるので、放射器若しくは受信器、又は受信器に信号を反射する素子である上述の素子の１つが頭部に固定されなければならない。

参照点は処理を表示するモニター内に位置している。ユーザは、従って、モニターを見ている場合にのみ、機能をアクティブにする命令を自動的に有効にする。なお、参照点は放射器、受信器又は反射素子と一致している必要はない。当該システムは、例えば、参照点はモニター画面の中央にありながら、放射器はモニター頂部にあるように調整されることができる。

参照点は処理のパラメータを示す幾つかの指示器内に位置していてもよい。ユーザは、従って、指示器を見ている場合にのみ、機能をアクティブにする命令を自動的に有効にする。

参照点は処理の場所内に直接的に位置していてもよい。ユーザは、従って、その処理を見ている場合にのみ、機能をアクティブにする命令を自動的に有効にする。

指向性を有する信号は赤外線の性質を有している。赤外光は可視ではなく、作業中のユーザの邪魔にならない。さらに、赤外光は狭いローブに束ねられることができ、このローブが達成可能な精度を定める。

指向性を有する信号は超音波の性質を有していてもよい。超音波は可聴ではなく、作業を行っているユーザの邪魔にならない。さらに、超音波の音波は狭いローブに束ねられることができ、このローブが達成可能な精度を定める。

本発明の異なる一実施形態において、放射器は観察者の頭部に固定され、且つ受信器は固定された位置に配置される。従って、受信器は例えば注視検出の評価器などの更なる処理手段に接続されることができる。

本発明の異なる一実施形態において、受信器は観察者の頭部に固定され、且つ放射器は固定された位置に配置される。この場合、受信器は、例えば無線リンク又は赤外線リンクを介して、信号を放射器に返送し、放射器は信号を例えば注視検出の評価器などの更なる処理手段に転送する。

他の例では、放射器と受信器との双方は観察者の頭部に固定され、且つ信号を反射する反射素子が固定された位置に配置される。

他の代替例では、放射器と受信器との双方は固定された位置に配置され、且つ信号を反射する少なくとも１つの反射素子が観察者の頭部に固定される。放射器と受信器との双方を固定位置に有することにより、それらがケーブル又はそれに類する物によって接続されることが可能になる。放射器又は受信器の何れも電池駆動される必要はない。反射素子は軽量であり且つ使用中に加熱しないので安心して着用される。

他の一実施形態に従って、観察者の頭部に固定される放射器、受信器、又は反射器は、ゴーグルに内蔵される。注視方向とゴーグルとの間の直接的な関係により、放射器、受信器、又は反射器は、ユーザの眼ひいてはその注視方向に対して明確な向きを有することが見込まれる。

観察者の頭部に装着される放射器、受信器、又は反射器は、観察者の顔又は前額部上の調整可能な支持体に配置されてもよい。この構成により、注視方向の微調整の柔軟性が増大される。

信号は必要に応じて、該信号を同様の性質を有する信号が存在する環境内で区別するために、符号化された信号を識別することが可能な受信器及び／又は制御電子回路の実現方法に対応して符号化されることができる。これは邪魔な信号を遮断する助けとなる。

受信器は必要に応じて、放射器により放射された信号の波長とは異なる波長を有する他の信号を区別するために、フィルタを備えることができる。これは邪魔な信号を遮断する助けとなる。

本発明の他の一実施形態に従って、少なくとも１つの医療機器の少なくとも１つの機能を自動制御するシステムが提案される。当該システムは、医療機器の操作者の姿勢を決定するように構成された操作者追跡システム、決定された姿勢が、操作者が医療機器の機能を使うことを指し示しているかどうかを決定するように構成された評価装置、及び医療機器の機能を制御するように構成された制御装置を有する。

関連する一実施形態に従って、少なくとも１つの医療機器の少なくとも１つの機能を自動制御する方法は：
操作者追跡システムにより、医療機器の操作者の姿勢を決定する段階；
評価装置により、決定された姿勢が、操作者が医療機器の機能を使うことを指し示しているかどうかを決定する段階、及び
制御装置により、医療機器の機能を制御する段階、
を有する。

医療機器の機能は、該医療機器を全体として、あるいは単に部分的に、オン又はオフに切り替えること、アクティブにすること、非アクティブにすること、有効化すること、無効化することであってもよい。医療機器の機能はまた、該医療機器の動作モード又はそのパラメータを変化させることとして理解されてもよい。医療機器の機能の制御は、機能を実行させることを含む。このような医療機器の機能の利用は、操作者が機能を要求すること、又は例えばその機能により提供されたデータ又は情報を見ることなど、その機能の結果を評価することを含む。機能の利用の確認は、常には、絶対的な精度で可能でなくてもよい。これらの場合、操作者が機能を利用することに関する或る一定の計算された確かさが使用されてもよい。とりわけ、操作者の姿勢は、操作者が何処に立っているか、操作者の体又はその特定の部位が何れの方向を向いているか、操作者の体及び／又は関節の屈曲、及びこれらに類することを含み得る。制御装置は、操作者がこの機能を利用しているかどうかを指し示す評価装置の結果を変換する。これはまた、操作者が機能の実行を要求する場合を含む。独特の身振りは特定の機能用の命令として定義され得る。複数の所定の身振りにおいて、各々の身振りは特定の１つの機能に対応する（多重割当ても可能であり、すなわち、例えば右利きの人用の１つと左利きの人用の別の１つなど、１つの機能に対して幾つかの身振りがあってもよい）。或る機能に関連付けられた身振り（例えば、“手のひらを上に向けて右手を約１０ｃｍ上げる”）であるとして評価装置が認識する身振りを操作者が行った場合、それに従って制御装置に指示することにより、その機能（例えば、“表示画像をズームする”）を実行しようとする。

評価装置は更に、操作者の姿勢が、該操作者が所定の観察領域を観察していることを指し示しているかどうかを決定するように構成されていてもよい。これは、例えば頭部の位置及び向きを評価することによって実現されてもよい。頭部の位置及び向きはユーザの実際の注視方向の良好な推定をもたらす。

医療機器はｘ線を用いてライブビデオ映像を提供し、この映像がモニター画面に表示される診断装置であってもよい。ｘ線に代えて、例えば超音波、レーザ、一般的な電磁波、又はこれらに類するものなど、その他の種類の放射線又は波動が意図されてもよい。本発明は、例えば磁気共鳴、核磁気共鳴、コンピュータ断層撮影、陽電子放出型断層撮影、心エコー検査、血管造影などのモダリティで使用されてもよい。また、医療機器は治療用装置であってもよい。医療機器の機能は該医療機器の特定要素への電力供給であってもよいが、これには限定されない。例えば、医療機器の放射線源により放射される放射線の強度、波長を制御することが意図され得る。この機能は、操作者が特定の生体構造の更に詳細なビューを望む場合に使用されてもよい。操作者追跡システムは操作者の顔、頭部、上半身又は全身の位置及び向きを評価してもよい。

関連する一実施形態において、評価装置は更に、操作者の姿勢が、該操作者が所定の観察領域を観察していることを指し示しているかどうかを決定するように構成されていてもよい。これは、例えば適当な画像収集装置により捕捉された操作者の画像の対称性を分析することによって、操作者が観察領域の方を向いているかを決定することで実現されてもよい。これはまた、例えば顔の造りなどの操作者の特定の特徴を探すことによって実現されてもよい。

関連する一実施形態において、医療機器は放射線を放射する医療機器である。放射線放出型医療機器で本発明を使用することにより、患者及び／又はスタッフが曝される放射線が低減される。この放射線被曝の低減は、例えば、医療機器の例えばｘ線管などの放射線発生素子への電力供給を（部分的に）停止又は減少させることによって実現され得る。この場合、本発明に従って当該システムによって休止される機能は、放射線発生素子の電力供給機能である。なお、（治療用又は診断用の）レーザ発光型医療機器も放射線発光型機器である。

観察領域は、医療機器に関するデータを表示するモニター内に位置していてもよい。他の例では、観察領域は医療機器の標的部分に位置していてもよい。これは、医療機器の機能の休止及び復旧を、それぞれ、操作者がモニター又は標的部分を見ることに結び付ける。医療機器の標的部分とは、医療機器が患者と相互作用する部分を意味する。診断用機器の場合、目標部分はスキャンされる患者のボリュームであるとして理解されてもよく、治療用機器の場合には治療部位である。

観察領域は複数の副領域を有していてもよく、各副領域は少なくとも１つの医療機器の特定の機能の制御に関連付けられている。これは、様々な機能が制御されなければならない手順（多重制御手順）で使用され得る。各制御は、表示画面の所与の区画に位置するデータ又は画像を介してアクティブにされる。この場合、誤った制御をアクティブにしてしまう可能性は、アクティブ化の条件を、操作者が眼で指定した画面の特定の区画の視線追跡システムによる検出に設定することによって最小化され得る。

一実施形態において、当該システムは、操作者命令入力装置と、評価装置及び操作者命令入力装置それぞれの出力信号を結合させるように構成された信号結合装置とを更に有していてもよい。従って、操作者は医療機器の機能を或る程度まで命令し得る。具体的には、操作者は、ライブｘ線ビデオによる支援（長期にわたる機能のアクティブ化）が必要な検査の重要ステップを行おうとするときに、操作者命令入力装置を用いて機能をアクティブにし得る。しかしながら、操作者はこの重要ステップを行いながら、その機能（例えば、ｘ線放射）を非アクティブ化又は休止する必要はない。操作者が観察領域を見ているかどうかが視線追跡システム及び評価手段によって決定される。操作者が見ていないと決定される場合、その評価手段に関連する入力結合装置への入力は、有効化手段に医療機器の該機能を休止又は無効化させるような信号を、信号結合装置に生成させる値となる。このようなものとして、視線追跡システム及びその下流の構成要素は医療機器の機能を無効にするもの（オーバーライド）として役割を果たす。このオーバーライドは、操作者が観察領域を見ている場合にのみ医療機器の機能がアクティブ化又は復旧されることを確実にする。

操作者追跡システムは視線追跡システムであってもよいし、それを有していてもよい。視線追跡システムを用いると、ユーザは装備を頭部などに着用する必要がない。視線追跡システムは、操作者の眼が通常の方向に対して傾いている場合に真の注視方向とは異なることがある単なる頭部の向きに代えて、真の注視方向を決定することができる。注視方向の決定は、操作者が特定の方向を見ているかどうかの単純な決定、すなわち、はい／いいえの決定であってもよい。しかしながら、より正確な注視方向の決定が用いられてもよい。視線追跡システムはまた、まぶたの状態、すなわち、それが開いているか閉じているかを検出し得る。上述の所定の観察領域は、操作者が適当な医療機器モダリティによって直接的又は間接的の何れかで診療行為を観察する領域である。観察領域は、ライブビデオを示している、あるいは放射線などに曝されているのであれば、医療機器によって影響を受け得る。評価装置の目的は操作者が観察領域を見ているかについての決定を提供することである。

視線追跡システムは、コイルシステム、デュアルプルキンエ（Dual Purkinje）システム、角膜反射システム、瞳境界システム、及びビデオベースのシステムを有するグループから選択され得る。近年、幾つもの技術が視線追跡のために利用可能である。これらの技術の幾つかは空間的／時間的な精度で勝り、他は使いやすかったり安価であったりする。一例として、視線追跡システムが単に操作者が表示画面を見ているかどうかを検出しなければならない単一制御アプリケーションの場合、可視光を用いるＣＣＤカメラによるビデオベースシステムが好適な解法に相当し得る。この場合、視線追跡器に対する主な要求は、位置の精度よりむしろ、視野、見える距離、顔認識である。視線追跡システムが、ユーザにより観察される画面内の特定の区画を識別しなければならない多重制御アプリケーションにおいては、より高い精度が要求される。この場合、赤外線ベースの視線追跡システムが用いられ得る。何れの場合も、カメラの広い視野により、操作者の動きに一定レベルの自由が許容される。さらに、この解法は様々な環境及び使用状況（様々な光の状況、様々なレイアウト、様々な操作者位置、眼鏡及びコンタクトレンズの許容）の下で正確な操作を保証しなければならない。

本発明の更なる一実施形態に従って、医療機器は上述のシステムを有する。当該医療機器は更に、放射線源及び放射線検出器を有していてもよい。当該医療機器は更に、当該医療機器によって取得された画像用の表示装置を有していてもよい。

上述のシステムを有する医療機器は容易な操作を提供し得る。当該医療機器は、診療手順において、通常は操作者により制御される１つ以上の機能を自動化することによって、執刀医などの操作者を支援する制御機能を実装することを可能にする。当該医療機器が放射線源及び放射線検出器を有する場合、患者が曝される放射線の累積線量を低減することが可能である。当該医療機器により取得される画像用の表示装置は、操作者が当該医療機器により実行されるべき特定の機能を望む場合に見る必要がある観察領域を定めることもできる。従って、操作者は見ることによって該機能の実行を承認しなければならない。

説明を完全なものとするため、また本発明の特徴のより良い理解を支援するため、例示的且つ非限定的に表された一組の図面を用いて本発明を説明する。

本発明に従ったシステム1は、例えばｘ線、透視（fluoroscopy）などの電離放射線を放射する素子2を有する。

この素子2による放射線放射は常時、操作者に押さ下げられるペダル3又はスイッチを含む放射制御ユニットによって制御される。ペダルが押し下げられている間、放射線が放射され、その逆も然りである。

放射線画像を取得する場合、患者4はストレッチャー5上に寝させられているのが通常であり、放射線ビームは患者4へと導かれた後、この放射線に対して感度を有する素子6へと突き当たる。ビームが患者の体を通過するとき、吸収が起こり、それにより画像が形成される。この画像は素子6によって取得され、表示モニター7へと送られる。

放射線治療の場合、画面上に表示された画像は、患者が正しく位置付けられて移動していないかを確認するだけの目的を果たす。この目的のため、この画像は素子6によって取得された画像であってもよいし、ビデオカメラによって撮影された画像であってもよい。この場合、さらに、患者の正確な配置が確認されたときに、モニターの様々な制御機器又は指示器によって注視制御ユニットに注目が集まるようにされてもよい。

本発明は、放射制御に介入するように、操作者がモニターを見ていること、又は操作者が放射線治療の場合に必要な制御機器及び指示器が置かれている所定の方向に注意を集中させていること、を検出した場合にのみ放射線の放射を可能にするような、注視検出による制御用装置を提案するものである。

システムを多目的なものとするため、放射制御ユニットは、図１にて見てとれるように手作業により、あるいはペダルを押す操作の組み合わせにより制御される動作モード選択器8を含んでいる。この選択器は少なくとも以下のモードを考慮に入れることができる。
− ２つの状況が同時に存在するとき、すなわち、操作者が元々の起動ペダルを押し下げ、且つ所定の方向（モニター、又は制御機器及び指示器）を見ているとき、にのみ電離放射線がアクティブにされる、初期設定の最大安全モード。
− 操作者が電離放射線の放射を起動するために所定方向を見ているときに、起動の最初に適用され、その後、操作者がその方向を見ていなくても適用され続け、ペダル又はスイッチにより、あるいは操作者が上記の所定方向を見ることなく特定の時間が経過した場合に自動的に非アクティブ化が為される安全モード。
− 起動ペダルの押し下げを必要とせずに、操作者が所定方向を見ると直ちにアクティブ化が為される完全自動モード。非アクティブ化は、操作者がこの方向から眼を離すと自動的に行われる。
− 提案されたシステムが機器の通常機能に干渉せず、従って、ペダルスイッチが押し下げられたときのみ電離放射線が生成される、スイッチオフされた非アクティブ化モード。
− その他のモードも可能であり、上述のモードの組み合わせも可能である。

操作者がモニターを見ていないとする素早い動き及び／又は無意識の動きの結果として放射線放射が切断又は中断されることにより生じる問題を回避するため、プログラム可能タイマー9を導入することも可能である。このタイマーはゼロから必要と考えられる値（例えば、１秒の何割）まで進む。

人間工学的基準を用いることにより、所定方向に顔を向ける操作者の単純で自然な身振りは放射線を自動的にアクティブにすることになり、また逆の場合には放射線は切られることになると想定されるので、注視検出による制御用装置はこの目的を達成する如何なる手段によっても実現され得る。

本発明の非限定的な例として、この装置用に、位置及び／又は動きの検出器群、及びソフトウェア処理により操作者10のシルエットを制御又は検出するユニットを使用することが提案される。位置及び動き検出器群はビデオカメラ6aで構成されていてもよく、ソフトウェアが、得られた画像における例えば操作者の眉間（眉と眉との間）といった参照点、又はシルエットの対称性を監視する。また、例えば手などの操作者のその他の身体部分、又は体全体をシステムに観察させることも意図される。この処理は、操作者が所定の方向（モニター、又は制御機器及び指示器）を見ていることを識別すると、電離放射線の放射を行わせる。

より単純な他の一実施形態は、指向性のある超音波又は赤外線信号を発する素子11と、この信号用の受信器12とによって装置を実現することから構成され得る。これらの素子の配置は、操作者がモニター又は適当な方向を見ているときにのみ、素子11により放射された信号が受信器12に到達するようにされる。この目的のため、放射器はモニターに配置され、受信器は操作者に身に付けられることができ、その逆もまた然りである。また、例えば、放射器及び受信器はモニターに配置される、あるいは操作者に身に付けられることができ、そして、放射され且つ取得されるべき信号を反射する反射器15が使用されることができる。最も合理的な解法は、図１及び図２の２．３に示されたものとなり得る。そこでは、放射器及び受信器は例えばモニター内などの任意の好適位置に置かれる一方で、操作者が、例えば、導線を通されているかに拘わらずゴーグル13内、又は頭部に調整可能な支持体14の表面に、必要な表面積を占有し、且つ操作者がモニターに顔を向けたときに放射された信号を検出器に反射する反射器15を身に付けている。

位置及び／又は動きの検出器群はまた、例えば複数の受信器と、ユーザに装着された１つ以上の放射器とを有する位置検知システム等の、別の原理に基づいてもよい。この場合、信号は指向性を有する信号である必要はない。位置の決定は相異なる受信器により受信される信号間の時間遅延を測定することによって達成される。各々が特徴ある信号を放射する２つ以上の放射器を用いることにより、２つの放射器が操作者の相異なる人体部分に装着されるとき、すなわち、放射器の一方が例えば前額部に装着され、且つ他方が後頭部に装着されるとき、操作者の向き（すなわち、とりわけ注視方向）も決定され得る。

必要に応じて、受信器12は、赤外線放射器の波長に対応する波長を有する光に対してのみ通過を許して、他の波長を有する他の放射がシステムをアクティブにすることに干渉できてしまうことを防止するように、フィルタ（図示せず）を内蔵していてもよい。指向性を有する信号に該信号を他の信号から区別する符号化を施し、検出器及び／又はシステムの電子装置に対応する識別及び区別を行う能力を備えさせることも可能である。

必要に応じて、処置医師の作業領域の全体をカバーするように、数多くの放射器又は受信器素子が備えられる。

このシステムは放射線放射を制御するので、例えば室内の照明、ビデオ、及び画像ディスプレーなどのその他の同期化された要素の機能をも間接的に制御する。

音声のアクティブ化命令もまた、最適な利便性及び最小限の照射を備える手順において協働するように、このシステムにて用いられてもよい。

図４において、本発明の他の一実施形態に従ったシステム21は、観察者の頭部24が該観察者の眼が参照点に向けられるように位置しているときにのみ、好適な受信器23に受信されるように設計された、例えば指向性のある赤外線又は超音波ビーム等の、好適な性質を有する信号の放射器22を有している。この参照点は、本発明のこの非限定的な例においては、プロセス又はその重要部分を表示するモニター25から成っている。

上記のようなときにおいて、処理又はアプリケーション26のための、受信器23に付随する制御電子装置25aは処理26の接続又はアクティブ化を行わせ、これに該当しない場合には処理の非アクティブ化を行わせる。

これらの状況下で、放射器22により放射された信号の受信器23における受信を得るため、以下を行うことが提案される。
− 放射器22を観察者の頭部24に固定し、受信器を理想的にはモニター25それ自体上である固定位置に配置すること（図５．１）。
− 受信器23を観察者の頭部に固定し、放射器を理想的にはモニター25それ自体上である固定位置に配置すること（図５．２）。
− 放射器により放射された信号を反射する素子27の理想的にはモニター25それ自体上である固定位置に配置することに対応して、この信号が反射されて受信器へと戻された後に受信されるように、放射器22と受信器23との双方を観察者の頭部に固定すること（図５．３）。
− 信号を反射する素子27を観察者の頭部に固定することに対応して、放射器と受信器との双方を例えばモニター25上などの固定位置に配置すること（図５．４）。

この最後の構成を用いると、観察者は、エネルギー源、及び／又は無線又は有線であるかを問わず制御電子装置25aへの接続を必要とする特定の素子、すなわち、放射器又は受信器を身に付ける必要がない。

先述の様々な場合において放射器、受信器又は反射器が配置される固定位置は、注視が向けられる一定の参照点と一致している必要はない。それらは、観察者の頭部が該観察者の眼が参照点の方を向くように位置しているときにのみ信号が受信器に到達するという条件が満たされるのであれば、如何なる位置ともし得る。

システムの様々な構成の何れかが機能するために必要な素子（放射器、受信器、反射器、又は制御電子装置への通信用の他の放射器）の、着用者の頭部への固定は数多くの形態を採り得る。非限定的な例として、図６の６．１及び６．２にそれぞれ表されるように、ゴーグル28、又は観察者の頭部又は前額部に調整可能な支持体又はバンド29へのこれら素子の挿入が提案される。

認識されるように、放射器22、受信器、及び適用可能であれば反射素子27の配置は、受信器への信号の直接的あるいは反射されての入射が、ユーザの頭部がモニター画面に向いているときにのみ起こるようにされる。

必要に応じて、同一の性質を有する信号が存在する位置にシステムが設置されている場合、このシステムの信号は、該信号を他から識別又は区別するための、制御電子装置に実装されたこの同一性の検出サービスに関連する符号化を供されることができる。また、あるいは必要に応じて、受信器は異なる波長を有する信号を区別するフィルタ（図示せず）を備えることができる。

最後に、このシステムは、処理又はアプリケーションの切り換え又は手動若しくは自動制御のための他のシステムと組み合わされることができ、それにより、より高い動作の安全性をもたらす複合的な制御を提供し得る。

図７は本発明の一実施形態に従ったシステムを示している。システム31は医療機器（図示せず）の１つ又は複数の機能を自動的に休止されるために使用され得る。システム31はビデオカメラ36aと、それに関連付けられた、例えば適当なプログラムを実行しているコンピュータ等の画像解析・評価手段35aとを有している。カメラ36aはモニター35の頂部に搭載され、画像解析手段35aに接続されている。説明中の実施形態に従ったシステムの一部は視線追跡システムである。図７には、操作者の眼41が概略的に示されている。視線追跡システムはカメラ36a及び画像解析手段35aの部分を含んでいてもよい。その目的は、医療機器の操作者が見ているのは何れの方向であるかを決定することである。これは、操作者の身振り及び／又は姿勢を評価することによって実現されてもよい。基礎を成す技術について言えば、この機能は虹彩認識、シルエット認識、又はコーナーキューブ・リフレクタを具備するＩｒＤＡカメラという技術の何れかによって実現されてもよい。カメラを用いない、おおよそ正確に注視方向を決定する他の技術は、例えば、慣性追跡、位置検知検出器、知覚ＥＯＧ（眼電図）、赤外線又は超音波に基づく送信器／受信器システム、又はライトガン（light gun）である。画像解析・評価手段はまた、操作者が所定の観察領域を見ているかどうか、すなわち、その注視方向が観察領域を目標としているかどうかを評価する手段を有していてもよい。これは、観察領域がカメラ36aの近くにない場合に必要となり得る。何故なら、このような場合には“操作者がカメラの方向を見ている／見ていない”ことに関する直接的で二元的な決定はもはや機能しないことがあるからである。また、観察領域が複数の副領域に細分化されている（図９及び１０に関する記載を参照）場合には、例えば、アジマス角及び仰角に関して、あるいは“画面の中央”、“画面の左下の隅”等の領域に関して、注視方向は一層正確に決定される必要がある。図７においては、モニター35は、操作者が標的に関連付けられた医療機器の機能を回復させることを望む場合に見る必要がある標的39を表示している。システム31は更に、操作者の足42によって操作されるペダル33を有している。ペダルの出力ポートは信号結合装置38に接続されている。信号結合装置38のもう１つの入力は画像解析手段35aの出力から供給される。信号結合手段38は双方の信号を論理和によって結合させる。信号結合手段の出力は双方の入力信号が有効（valid）であるときに有効になる。故に、その挙動は以下のようになる。操作者が（観察領域に対応する）表示を見ていない間、視線追跡システムは医療機器の機能の意図的でないアクティブ化を有効にしない。心臓血管の検査手順の場合、この機能は、例えば、ｘ線管の透視フロー（fluoroscopy flow）又は電源であってもよい。操作者が検査中に画面を見ている間、操作者はペダル33によって透視フローをアクティブにし、視線追跡システムはその命令を有効にする。ｘ線管の透視フロー又は電源は、信号結合手段38への双方の入力信号が有効である限り、回復することになる。

図８は、視線追跡システム及び医療機器の一部のブロック図を示している。透視を実行するとき、以下の条件が満たされなければならない。透視フローすなわち放射線が必要である。透視フローは透視フロー生成要素32aにて生成される。透視フローに加え、医療機器の画像収集サブシステムも準備されなければならない。図８においては、画像収集サブシステムの状態が信号32bで表されている。典型的に、画像収集サブシステムは、患者及びスタッフに危害を加えないので、心臓血管検査手順の間ずっと作動するように維持されてもよい。さらに、画像収集サブシステムに含まれる機器は、その応答時間及び考え得る当該機器への損傷のため、反復的な切り替え動作に役立たなくてもよい。その一方で、透視フローは一般的に人間に有害であるので、患者及びスタッフは必要以上に曝されるべきではない。ｘ線管の場合、ｘ線を作り出すために高電圧がチューブに供給される。この高電圧源を切断することは放射線を停止させることになる。図８の左上部に結合点が示されており、それは、ｘ線画像を得るために上述の条件が満たされる必要があることを指し示している。満たされる場合、ｘ線生成及び画像収集手段32がライブビデオ映像を生成する。このライブビデオ映像はモニター35（図７）上で、これら映像に基づいて判断を下す医師40に表示される。医師40は直ちにライブビデオ映像を見る場合、モニターを注視することを止めるか、あるいはペダル33から足を上げるかし得る。この第１の、医師がモニターを注視することを止める場合、このことは視線追跡システム及び評価手段36a、35aによって検出される。評価手段35aは、医師がモニターのライブビデオ映像をもはや見ていないことを指し示す対応する信号を信号結合手段38へと発信する。医師又は操作者が足を上げる場合にも、同様の信号がペダル33によって発信される。

図９、及び１０は、それぞれ、モニター35の画面、及び視線追跡システムにより発信された情報を処理するために使用されるロジックを示している。この画面は上述の自動休止システムの観察領域を示している。観察領域は３つの副領域49、59及び69を有している。この手法は様々な機能が制御されなければならない手順（マルチ制御手順）にて使用され得る。各制御43、53、63は、表示画面の所与の区画に位置するデータ又は画像を介して視覚化された、特定のパラメータの状態に応じてアクティブにされる。この場合、アクティブ化の条件を、操作者が眼で指定した画面の特定の区画の視線追跡システム36a、35aによる検出に設定することによって、誤った制御をアクティブにする可能性が最小化され得る。この条件設定は、信号結合手段38によって行われるのと同様にして、信号結合手段48、58、68によって行われる。

このシステムにて画像凍結機能も実現されてもよい。このシステムは、操作者がペダルから足を上げた場合に、表示された最後のビデオ画像で動きを止め得るが、モニター画面を見せ続ける。特に、続行前に操作者が注意深く状況を判断する必要がある場合、画像凍結機能は有用となり得る。このシステムは、操作者が再びペダルを踏み、且つ画面を見ているとき、ライブビデオ映像を表示することを再開する。

視線追跡システムの他の更なる機能は、画面を見ている複数の人物から操作者を認識することである。心臓血管検査手順においては、その部屋内に医師だけでなく、看護士などの他の医療スタッフもいる。視線追跡システムは主操作者（例えば、医師）のみの注視方向を考慮する。これは、以降の手順での主操作者は誰であるかを視線追跡システムに教えることによって実現されてもよい。該手順においては、顔認識が用いられてもよいし、操作者が、例えば自身の医療衣にパッチ又はピンを付ける等、独特の印を着用してもよい。二人以上の操作者を定めることも可能である。そのとき、このシステムはそれらの操作者の少なくとも一人が見ているかどうかを評価し、医療機器の対応する機能を回復、起動又は有効化する。

本発明の特質、及びそれを実施する手法について十分に説明してきた。なお、説明され、添付の図面に表された構成の詳細は、基本原理を変えないという条件の下で、変更され得るものである。

本発明に係るシステムを示す概略図である。 注視検出による制御のための装置の様々な取り得る実施形態を示す図である。 操作者のシルエットの認識が用いられる、図１に示された実施形態の変形例を示す図である。 本発明に従ったシステムの他の一実施形態を示す概略図である。 本発明に従った、方向付けられて発せられた信号の受信器による検出、及び検出器による信号の記録を実現する一連の変形例を示す図である。 ユーザの頭部への放射器、検出器又は反射器の装着の２つの相異なる実施形態を示す図である。 本発明の他の一実施形態に係るシステムを示す概略図である。 図７に示されたシステムのブロック図である。 関連する実施形態におけるモニター画面を示す図である。 図９のモニター画面を利用するシステムの部分的なブロック図である。

Claims (50)

1. 医療用の放射線源を自動的にアクティブ化及び非アクティブ化するシステムであって、
   ユーザの姿勢及び／又は身振りを決定するように構成された操作者追跡システム、
   決定された姿勢及び／又は身振りを評価するように構成された評価装置、及び
   前記評価装置の出力に応答して前記放射線源を制御するように構成された制御装置
   を有するシステム。
2. 前記放射線源として電離放射線の放射素子を有する種類の請求項１に記載のシステムであり、
   前記電離放射線は、放射線医学、放射線治療などのための画像を得るように患者の生体構造の部分を通過し、且つ該電離放射線に対して感度を有する感度素子に突き当たり、
   当該システムは、前記感度素子により取得された画像、又はビデオカメラにより取得された患者の画像を表示するモニターを有し、且つ
   放射制御装置を組み込んでいる、
   システムであって、
   前記放射制御装置内に、放射線放射中に必要な前記モニター、又は制御機器及び監視用指示器が位置する所定の方向に注視を向ける操作者の自然な身振りによって前記放射線放射を制御するために、前記操作者追跡システムとして、注視検出による制御用装置を含んでいることを特徴とするシステム。
3. 前記放射制御装置は、前記操作者によって押されるペダル又はスイッチを有しており、且つ動作モード選択器が前記注視検出による制御用装置、及び前記ペダル又はスイッチに付随していることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
4. 前記操作者追跡システムは、位置及び／又は動きの検出器群に基づく前記操作者のシルエットの検出器、及びソフトウェアによる処理の形態をしていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
5. 前記位置及び／又は動きの検出器群は１つ以上のビデオカメラから構成されており、前記ソフトウェアは、得られた画像内で、前記操作者の眉間に位置することが通例である参照点の位置を探索すること、又は前記操作者のシルエットの対称性の検証により処理することを特徴とする請求項４に記載のシステム。
6. 前記注視検出による制御用装置は、指向性を有する信号を放射する放射素子の形態をしており、該信号は該信号の受信のための受信素子に、前記操作者が前記所定の方向をみているように前記操作者の頭部が位置しているときに受信されることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
7. 前記放射素子は前記操作者の頭部に装着され、前記受信素子は固定された位置に配置されることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
8. 前記放射素子と前記受信素子との双方は、該放射素子により放射された前記指向性を有する信号が、前記操作者が前記所定の方向を見ているように前記操作者の頭部が位置しているときに、前記操作者の頭部に固定された反射材料の１つ以上の部分で反射されて該受信素子によって検出されるような位置に配置されることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
9. 前記操作者の頭部に装着される前記放射素子、受信素子、又は反射器は、ゴーグル内に埋め込まれることを特徴とする請求項７又は８に記載のシステム。
10. 前記操作者の頭部に装着される前記放射素子、受信素子、又は反射器は、前記操作者の顔又は前額部上の調整可能な支持体に配置されることを特徴とする請求項７又は８に記載のシステム。
11. 前記操作者の作業位置全体をカバーするように導かれた、必要数の受信素子及び／又は放射素子が存在することを特徴とする請求項６乃至１０の何れか一項に記載のシステム。
12. 前記指向性を有する信号の前記受信素子は、前記放射素子から得られる信号のみの通過を許す信号を含むことを特徴とする請求項６乃至１０の何れか一項に記載のシステム。
13. 前記動作モード選択器は、
    前記放射線放射のために、前記ペダル又はボタンを押すこと、及び前記所定の方向に注視を向けることを必要とする最大限の安全性を有するモード、
    前記放射線放射のために、前記所定の方向に注視を向けることのみを必要とする完全自動モード、
    前記放射線放射のために、前記ペダル又はボタンを押すことのみを必要とする非アクティブ化モード、及び
    前記所定の方向への注視が前記放射線放射をアクティブにし、その後、前記ペダル又はスイッチによって切られるまで、あるいは確立された一定の期間に注視が前記所定方向に戻ってこない場合に自動的に切られるまで、前記放射線放射が継続するモード、
    という少なくとも４つの動作モードを有することを特徴とする請求項３に記載のシステム。
14. 前記動作モード選択器は手動で使用されることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
15. 前記動作モード選択器は、前記ペダルにて実行される押し下げ操作の組み合わせによって操作されることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
16. 前記動作モード選択器は、空間方向及び／又は調整のために使用される動作モードに関連付けられた音響指示器及び／又は光指示器を有しており、それらの一方において前記指示器は前記操作者が前記所定の方向を見ているときに機能するように作成されており、それらの他方において、前記指示器は前記操作者が前記所定の方向を見ることなく放射線が放射されるときに機能することを特徴とする請求項３に記載のシステム。
17. 前記放射線放射に同期化された、コントラストインジェクタ、部屋の照明、ビデオの制御、及び画像表示装置などの他の装置を間接的に制御することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
18. 注視検出による制御用装置は、前記操作者が所定の方向から眼を離したときに前記放射線源の接続を断つことを遅らせるための調整可能なタイマーを含んでいることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
19. 前記信号放射素子により放射される前記信号は、該信号をその他の信号から区別するため、また、様々な操作者による連帯的且つ同時の作業を、様々なアクティブ化にて相互間の干渉なく可能にするため、当該システムの残りの部分により識別可能な符号化を採り入れていることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
20. 音声命令システムに実装可能であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
21. 前記指向性を有する信号は赤外線の性質を有していることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
22. 前記指向性を有する信号は超音波の性質を有していることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
23. 医療用の放射線源を自動的にアクティブ化及び非アクティブ化する方法であって、
    ユーザの姿勢及び／又は身振りを決定する決定段階、
    決定された姿勢及び／又は身振りを評価する評価段階、及び
    前記評価段階の結果に応答して前記放射線源を制御する段階
    を有する方法。
24. 視覚的な注目又は監視を必要とする処理又はアプリケーションを注視により自動制御するシステムであって、
    前記処理又はアプリケーションは、監視されているときにのみ、電子制御ユニットによる特定の素子又は段階のアクティブ化又は制御を必要とする種類であり、
    当該システムは、当該システムの観察者の眼が参照点を向いているような位置に該観察者の頭部があるときに好適な受信器により受信されるように設計された、好適な性質を有し且つ指向性を有する信号の放射器を有し、
    前記信号の前記受信器は、前記処理又はアプリケーションのアクティブ化又は非アクティブ化を制御する前記電子制御ユニットの一部を形成する制御電子回路に結合されている、
    ことを特徴とするシステム。
25. 前記参照点は前記処理を表示するモニター内に位置していることを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
26. 前記参照点は前記処理のパラメータを示す幾つかの指示器内に位置していることを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
27. 前記参照点は前記処理の場所内に直接的に位置していることを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
28. 前記放射器によって放射される信号は赤外線の性質を有していることを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
29. 前記放射器によって放射される信号は超音波の性質を有していることを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
30. 前記放射器は前記観察者の頭部に固定され、且つ前記受信器は固定された位置に配置されることを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
31. 前記受信器は前記観察者の頭部に固定され、且つ前記放射器は固定された位置に配置されることを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
32. 前記放射器と前記受信器との双方は前記観察者の頭部に固定され、且つ前記信号を反射する反射素子が固定された位置に配置されることを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
33. 前記放射器と前記受信器との双方は固定された位置に配置され、且つ前記信号を反射する少なくとも１つの反射素子が前記観察者の頭部に固定されることを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
34. 前記放射器、前記受信器、又は前記反射素子は、ゴーグルに一体化されることにより、前記観察者の頭部に固定されることを特徴とする請求項３０乃至３３の何れか一項に記載のシステム。
35. 前記放射器、前記受信器、又は前記反射素子は、前記観察者の顔又は前額部に固定される調整可能なバンドに一体化されることにより、前記観察者の頭部に固定されることを特徴とする請求項３０乃至３３の何れか一項に記載のシステム。
36. 前記信号は、該信号を同様の性質を有する信号が存在する環境内で区別するために、符号化された信号を識別することが可能な前記受信器及び／又は制御電子回路の実現方法に対応して符号化されることを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
37. 前記受信器は、前記放射器により放射された前記信号の波長とは異なる波長を有する他の信号を区別するために、フィルタを備えることを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
38. 監視が行われているときにのみ、視覚的な注目又は監視を必要とする処理又はアプリケーションを注視により自動制御する方法であって：
    好適な性質を有し且つ指向性を有する信号を放射器から放射する段階；
    前記指向性を有する信号を好適な受信器によって受信する段階；
    システムの観察者の頭部の向きを決定する段階；
    前記観察者の眼が参照点を向いているかどうかを決定する段階；及び
    前記受信器に結合され且つ前記処理又はアプリケーションのアクティブ化又は非アクティブ化を制御する電子制御ユニットの一部を形成する制御電子回路を駆動する段階；
    を有することを特徴とする方法。
39. 少なくとも１つの医療機器の少なくとも１つの機能を自動制御するシステムであって、
    前記医療機器の操作者の姿勢を決定するように構成された操作者追跡システム、
    決定された姿勢が、前記操作者が前記医療機器の前記機能を使うことを指し示しているかどうかを決定するように構成された評価装置、及び
    前記医療機器の前記機能を制御するように構成された制御装置、
    を有するシステム。
40. 前記評価装置は更に、前記操作者の姿勢が、該操作者が所定の観察領域を観察していることを指し示しているかどうかを決定するように構成されている、請求項３９に記載のシステム。
41. 前記医療機器は放射線を放射する医療機器である、請求項３９又は４０に記載のシステム。
42. 前記所定の観察領域は、前記医療機器に関するデータを表示するモニター内に位置している、請求項４０又は４１に記載のシステム。
43. 前記所定の観察領域は前記医療機器の標的部分に位置している、請求項４０又は４１に記載のシステム。
44. 前記観察領域は複数の副領域を有し、各副領域は前記少なくとも１つの医療機器の特定の機能の制御に関連付けられている、請求項４０乃至４３の何れか一項に記載のシステム。
45. 操作者命令入力装置と、前記評価装置及び前記操作者命令入力装置それぞれの出力信号を結合させるように構成された信号結合装置とを更に有する請求項３９乃至４４の何れか一項に記載のシステム。
46. 前記操作者追跡システムは、コイルシステム、デュアルプルキンエシステム、角膜反射、瞳境界、及びビデオベースシステムを有するグループから選択された視線追跡システムを有する、請求項３９乃至４５の何れか一項に記載のシステム。
47. 少なくとも１つの医療機器の少なくとも１つの機能を自動制御する方法であって：
    操作者追跡システムにより、前記医療機器の操作者の姿勢を決定する段階；
    評価装置により、決定された姿勢が、前記操作者が前記医療機器の前記機能を使うことを指し示しているかどうかを決定する段階、及び
    制御装置により、前記医療機器の前記機能を制御する段階、
    を有する方法。
48. 請求項１乃至２２、２４乃至３７、及び３９乃至４６の何れか一項に記載のシステムを有する医療機器。
49. 放射線源及び放射線検出器を更に有する請求項４８に記載の医療機器。
50. 当該医療機器によって取得された画像用の表示装置を更に有する請求項４８又は４９に記載の医療機器。

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