(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
頭部の治療中に、治療ユニットまたは医療デバイスに対して患者の頭部を固定するための固定デバイスであって、
前記治療ユニットに接続するためのアダプタ・ユニット、または前記医療デバイスに接続するためのフレームに対して固定することができるインターフェース・ユニットと、
患者の中心−横方向に延びるｘ軸、前−後方向に延びるｙ軸、および頭部−尾部方向に延びるｚ軸を有する３つの直交軸により定義されるデカルト座標系のｘｚ面内を前記インターフェース・ユニットに対してスライドすることができるスライド・プレートと、
前記インターフェース・ユニットに対して前記スライド・プレートを係止するためのプレート係止手段と、
前記患者の口内に挿入するためのバイト・ブロックと、
前記バイト・ブロックを前記スライド・プレートにリンクするためのリンク手段と、
前記バイト・ブロックが少なくとも前記ｘｚ面に直交する面内を移動することができるように配置されている少なくとも１つのピボット点と、
前記バイト・ブロックを前記インターフェース・ユニットに係止するように、前記リンク手段に対して所望の位置に前記少なくとも１つのピボット点を係止するためのリンク係止手段と、
を備える固定デバイス。
【請求項２】
前記少なくとも１つのピボット点が、前記スライド・プレート上に配置されている前記ｘｚ面に平行な第１のシャフトと、前記バイト・ブロック上に配置されている前記第１のシャフトに平行であり、前記バイト・ブロックが前記口内に位置している場合に、前記口の外側に配置されている第２のシャフトとを備える、請求項１に記載の固定デバイス。
【請求項３】
前記固定デバイスが、前記スライド・プレートと前記リンク手段との間の少なくとも第１のピボット点と、前記バイト・ブロックが、前記ｘｚ面と直交する少なくとも面内を移動することができるように、前記リンク手段を前記スライド・プレートおよびバイト・ブロックと枢動自在に係合するための前記バイト・ブロックと前記リンク手段との間に位置する少なくとも第２のピボット点とを備える、請求項１に記載の固定デバイス。
【請求項４】
前記ピボット点が、ソケット・アンド・ボール・ジョイントまたはヒンジ・ジョイントを有するグループから選択される、請求項１または３に記載の固定デバイス。
【請求項５】
前記リンク手段が、前記第１および第２のシャフトと協働するために、対向する細長い端部のところで第１および第２の凹部内に、前記第１および第２のシャフトを枢動自在に保持するために一緒に押圧される２つの平行な細長いリンク要素を備え、それにより、前記バイト・ブロックが、前記ｘｚ面と直交する面内を移動することができる、請求項１、２または４に記載の固定デバイス。
【請求項６】
前記リンク係止手段が、前記第１および第２のシャフトが前記リンク要素に対して正しい位置に係止されるように、力が細長いリンク要素を一緒に押圧するようにネジ手段を備え、前記ネジ手段が、前記治療を行う前の固定作業中に、前記患者の方を向いている側面に対向する側面から前記ネジ手段を操作することができるように配置される、請求項５に記載の固定デバイス。
【請求項７】
前記リンク要素および接触している前記第１および第２のシャフトの接触面が、前記リンク要素に対して前記第１および第２のシャフトを正しい位置に摩擦により係止するための摩擦面である、請求項５または６に記載の固定デバイス。
【請求項８】
前記リンク手段を、前記第１および第２のシャフト間の距離を調整するために、前記第１および第２のシャフトを通して延びる軸に平行な方向に調整することができる、請求項１、２または４〜７に記載の固定デバイス。
【請求項９】
前記インターフェース・ユニットを、アダプタ・ユニットまたはフレームに取り外し可能に接続することができる、前記請求項のいずれか１項に記載の固定デバイス。
【請求項１０】
前記アダプタ・ユニットを、前記治療ユニットに取り外し可能に接続することができる、前記請求項のいずれか１項に記載の固定デバイス。
【請求項１１】
前記インターフェース・ユニットが、固定手段により前記アダプタ・ユニットに取り外し可能に接続し、前記固定手段が、前記治療を行う前の固定作業中に、前記患者の方を向いている側面に対向する側面から操作することができるように配置される、前記請求項のいずれか１項に記載の固定デバイス。
【請求項１２】
前記プレート係止手段が、前記スライド・プレートを摩擦により係止するために、前記インターフェース・ユニットに対して前記スライド・プレートを押圧するための加圧手段を備える、前記請求項のいずれか１項に記載の固定デバイス。
【請求項１３】
前記加圧手段が、力が前記インターフェース・ユニットに対して前記スライド・プレートを押圧する前記係止プレートに加わるように、前記スライド・プレートの方を向いている係止プレートとネジ手段を備え、前記ネジ手段が、前記治療を行う前の固定作業中に、前記患者の方を向いている側面に対向する側面から前記ネジ手段を操作することができるように配置される、請求項７に記載の固定デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線治療の分野に関し、特に、頭部の治療中に、治療ユニットに対して患者の頭部を固定するための固定デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
外科技術は、この数年の間に非常な進歩をとげた。例えば、現在では、脳の外科手術を必要とする患者に対して、非常に小さな外傷だけですむ非侵襲性の手術を行うことができる。
【０００３】
定位的放射線外科手術は、周囲の組織に悪影響を与えないで、特定の頭蓋内のターゲットに１回に大量の線量の放射線を照射することができる、侵襲性が最も少ない治療方法である。従来の分割放射線療法とは異なり、定位的放射線外科手術は、正常な脳に対する腫瘍性病変のより高い放射線感度（治療効果比）に依存しないし、使用しない。その破壊が選択的に行われるのは、焦点がぴったり合った高線量の放射線と、指定のターゲットから離れると線量が急激に低減するからである。生物学的影響は、高線量のターゲット領域内の回復不能な細胞の損傷を起こすことであり、遅れて生じる脈管の閉塞である。治療効果比を要求されないので、従来の放射線で治療が難しかった病変も治療することができる。しかし、破壊的な線量を使用するので、ターゲット領域内に位置するすべての正常な組織が破壊される。
【０００４】
このような非侵襲性放射線治療技術の１つに、いわゆるリニアック（直線加速器）放射線療法がある。リニアック放射線療法システムにおいては、非常に高エネルギー・レベルのコリメートされたｘ線が、定位的に識別された頭蓋内のターゲット上に集束される。このような加速器においては、電子がほぼ光速に加速され、例えば、タングステンのような重金属に衝突する。この衝突により主として熱が発生するが、エネルギーの僅かな部分は、高エネルギー光子に変換される。この光子は、電気的に発生するので、「ｘ線」と呼ばれる。リニアックのガントリーは、患者の周囲を回転し、ターゲット上に集束された放射線のアークを発生する。次に、患者が位置する寝台が水平面内を回転し、他のアークが発生する。このようにして、複数の同一平面上に位置していない放射線のアークが、ターゲット領域で交差し、高い目標線量を発生するが、周囲の脳に影響を与える放射線は最少になる。
【０００５】
ガンマ放射線でこのような外科手術を行う非侵襲性の外科手術用のもう１つのシステムが、Ｌｅｋｓｅｌｌ  Ｇａｍｍａ  Ｋｎｉｆｅ（登録商標）の名前で販売されている。放射線は、多数の固定放射線源から放射され、コリメータ、すなわち、指定のターゲットまたは治療領域の方向に向いている断面の小さなビームを入手するための通路またはチャネルにより集束される。各放射線源は、介在組織に損傷を与えない程度のある線量のガンマ放射線を提供する。しかし、すべての放射線源からの放射線ビームが交差または収束する部位では組織が損傷し、放射線が組織を破壊するレベルに達する。以後収束点を、「焦点」と呼ぶことにする。このようなガンマ放射線デバイスは、例えば、米国特許第４，７８０，８９８号に記載されている。
【０００６】
このシステムにおいては、患者の頭部は、頭部内の治療領域の位置を定義する定位装置内に固定される。さらに、患者は、放射線治療システムの放射線ユニットの焦点と一致する治療領域を位置決めするために患者全体を移動する患者位置決めユニット内に固定される。
【０００７】
それ故、リニアックシステム、またはＬｅｋｓｅｌｌ  Ｇａｍｍａ  Ｋｎｉｆｅ（登録商標）のような放射線治療システムにおいては、システムの放射線ユニットの焦点と一致する治療領域を正確に高い信頼性で位置決めするためには、患者を移動する位置決めユニットが非常に重要である。すなわち、位置決めユニットは、非常に高い精度で焦点と一致する治療領域を位置決めすることができるものでなければならない。この高い精度は、ある時間中維持されなければならない。
【０００８】
それ故、治療中、臨床効果をできるだけ高くするためには、放射線が、高い精度でターゲットすなわち治療領域に届き、照射し、それにより治療領域に隣接するおよび／またはそれを取り巻く健康な組織に悪影響を与えないことが非常に重要である。そうするためには、治療期間中患者を固定しなければならないし、さらに治療期間中、患者の頭部の位置が、基準位置、すなわち、治療計画を作成するための画像が、例えば、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ撮影）により捕捉されている場合の治療期間中の位置と同じ位置でなければならない。各治療期間中に患者が放射線治療システム内に収容されたり、引き出されたりする分割放射線療法の場合には、それ故、患者を治療計画を作成するために画像を捕捉している治療期間とまったく同じ方法で位置決めするために固定しなければならない。
【０００９】
神経学的診断、治療または外科手術中、特に放射治療中に、患者の頭部の測定を可能にし、放射線治療ユニットに固定することができるインターフェース・ユニット、フレームまたはアダプタ・ユニットに対して患者の頭部を固定するための従来技術の一方法としては、患者の頭蓋骨へ侵襲的に固定するための固定ピンを有するポストの形をしているピン支持部材を含む定位フレームがある。使用の際には、治療または診断中、定位フレームは、患者の頭部の周りに配置され、フレームに接続しているポストの固定ピンは、頭蓋骨の骨にネジ止めされるか、または端接するので、基準システムはしっかりと固定される。次に、フレームは、患者用のテーブルに対して正しい位置にしっかりと保持される。このタイプのフレームは、いわゆる分割療法には明らかに適していない。
【００１０】
それ故、患者、より詳細には、患者の頭部が、必ず基準位置または基準位置に対して既知の位置に正確に整合するように位置させるために、神経学的診断、治療または外科手術の間に、放射線治療ユニットに対して正確に繰り返し固定することができる頭部固定装置が求められている。このことは、分割治療の各治療の際に行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第４，７８０，８９８号
【特許文献２】米国特許第６，９３１，０９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の１つの目的は、繰り返すことができる治療における各治療の際に、基準位置または基準位置に対する既知の位置に、確実に患者の頭部を正確に整合して位置決めおよび再位置決めするために、頭部またはその一部を治療している時に、頭部治療システムの治療ユニットに対して患者の頭部を正確に繰り返して固定するための手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記および他の目的は、独立請求項に記載の機能を有する固定デバイスを提供することにより達成することができる。例示としての実施形態が従属請求項に記載されている。
【００１４】
第１の態様によれば、本発明は、頭部の治療中、治療ユニットまたは医療デバイスに対して患者の頭部を固定するための固定デバイスを提供する。上記固定デバイスは、治療ユニットに接続するためのアダプタ・ユニットに対して固定することができるインターフェース・ユニット、または医療デバイスに接続するためのフレームに対して固定することができるインターフェース・ユニットを備える。上記固定デバイスは、さらに、座標系のｘｚ面内を上記インターフェース・ユニットに対してスライドすることができるスライド・プレートを備える。この場合、上記座標系は、患者の中心−横方向に延びるｘ軸、前−後方向に延びるｙ軸、頭部−尾部方向に延びるｚ軸を有する３つの直交軸により定義されるデカルト座標系である。さらに、上記固定デバイスは、上記インターフェース・ユニットに対して上記スライド・プレートを係止するためのプレート係止手段と、患者の口内に挿入するためのバイト・ブロックと、上記スライド・プレートにより上記バイト・ブロックをリンクするためのリンク手段と、バイト・ブロックが少なくともｘｚ面と直交する面内を移動することができるように配置されている少なくとも１つのピボット点と、インターフェース・ユニットにバイト・ブロックを固定するように、上記リンク手段に対して所望の位置に上記少なくとも１つのピボット点を係止するためのリンク係止手段とを備える。
【００１５】
第２の態様によれば、本発明は、頭部の治療中、治療ユニットに対して患者の頭部を固定するための方法を提供する。上記方法は、治療ユニットに接続するためのアダプタ・ユニットに対して固定することができるインターフェース・ユニット、または医療デバイスに接続するためのフレームに対して固定することができるインターフェース・ユニットを提供するステップと、座標系のｘｚ面で上記インターフェース・ユニットに対してスライドすることができるスライド・プレートを提供するステップとを含む。上記座標系は、患者の中心−横方向に延びるｘ軸、前−後方向に延びるｙ軸、頭部−尾部方向に延びるｚ軸を有する３つの直交軸により定義されるデカルト座標系である。さらに、上記方法は、上記インターフェース・ユニットに対して上記スライド・プレートを係止することができるプレート係止手段を提供するステップと、患者の口内に挿入することができるバイト・ブロックを提供するステップと、上記スライド・プレートにより上記バイト・ブロックをリンクすることができるリンク手段を提供するステップと、バイト・ブロックが、ｘｚ面と直交する面内を移動することができるように配置されている少なくとも１つのピボット点を提供するステップと、インターフェース・ユニットにバイト・ブロックを固定するために、上記リンク手段に対して所望の位置に、上記少なくとも１つのピボット点を係止することができるリンク係止手段を提供するステップと、スライドすることができるプレートおよびリンク手段を使用して、口の一部と協働位置内にバイト・ブロックを位置決めするステップと、プレート係止手段およびリンク係止手段を使用して位置決め装置を固定し、それによりスライドすることができるプレートおよびリンク手段をそれぞれ固定するステップとを含む。
【００１６】
それ故、本発明は、患者の口の上口蓋と協働位置内にバイト・ブロックまたは少なくともその一部を自由に位置決めするための、ｘｚ面と直交する面内を枢動自在に移動することができるリンク手段を結合している座標系のｘｚ面内をスライドすることができるスライド・プレートを使用し、その後で、容易にアクセス可能で、係止可能な係止手段を使用して、インターフェース・ユニットに対してバイト・ブロックを固定し、それにより治療中に患者の頭部を正確に繰り返し固定するための固定デバイスを所望の位置に迅速に固定することができるというアイデアに基づくものである。さらに、張力がかからない状態で容易に固定することができ、患者を快適な治療位置に位置決めすることができ、これにより患者を高い精度で再度位置決めをすることができる。さらに、治療中、リンク手段は、患者の顔の前に位置するものを少なくすることができ、それにより放射線治療の結果を含むアーティファクトを確実に減らすことができる。
【００１７】
本明細書で使用する場合、「固定する」という用語は、患者の動きを少なくしたり、または完全になくすために、機械的手段、すなわち固定デバイスにより固定される要素、すなわち、患者の頭部を意味することに留意されたい。すなわち、固定された頭部は、インターフェース・ユニット等により、治療ユニットに対してその正しい位置に維持される。
【００１８】
さらに、また、本明細書で使用する場合、例えば、「治療ユニット」、「治療システム」、または「頭部の治療」のような「治療」という用語は、例えば、ＭＲＩ、生検、神経学的診断、治療または外科手術、または種々の放射線治療等のような、患者の頭部内での任意のタイプの診断、治療、または外科手術を意味することに留意されたい。それ故、治療ユニットは、例えば、放射線治療ユニット、陽子治療ユニット、超音波治療等であってもよい。本発明の実施形態は、例えば、分割放射線治療のような分割治療に適している。
【００１９】
また、本明細書で使用する場合、「医療デバイス」という用語は、例えば、生検針等のような患者の頭部内での診断、治療、または外科手術のために使用する任意のタイプのデバイスを意味する。
【００２０】
また、本明細書で使用する場合、「フレーム」という用語は、例えば、医療デバイスを支持するためのような、他の要素を支持するための要素を意味することに留意されたい。このような場合、例えば、定位フレームのようなフレームは、上記治療を行うために使用する医療デバイスを支持する。
【００２１】
本発明のある実施形態の場合には、上記少なくとも１つのピボット点は、上記スライド・プレート上に配置されている上記ｘｚ面に平行な第１のシャフトと、第１のシャフトに平行であり、バイト・ブロックを口内に入れた場合、口の外側に配置されているバイト・ブロック上に配置されている第２のシャフトとを備える。それ故、ｘｚ面内をスライドすることができるスライド・プレートは、ｘｚ面に平行な第１のシャフトを備え、バイト・ブロックは、第１のシャフトに平行な第２のシャフトを備える。これにより、第１および第２のシャフトは、バイト・ブロックがｘｚ面と直交する面内を移動することができるように、平行に配置されているリンク手段のリンク要素と枢動自在に係合している。
【００２２】
理解されるように、少なくとも１つのピボット点が、第１および第２のシャフトを備える上記固定デバイスのある実施形態は、バイト・ブロックがｘｚ面と直交する少なくとも１つの面内を移動することができるように、第１および第２のシャフトの間に追加のピボット点を含むことができる。
【００２３】
本発明の他の実施形態の場合には、上記固定デバイスは、上記スライド・プレートと上記リンク手段との間に少なくとも第１のピボット点と、上記リンク手段をそれぞれスライド・プレートおよびバイト・ブロックと枢動自在に係合するための上記バイト・ブロックと上記リンク手段との間に少なくとも第２のピボット点とを含んでいるので、バイト・ブロックは、ｘｚ面と直交する少なくとも１つの面内を移動することができる。別の方法としては、またすでに説明したように、上記固定デバイスが第１および第２のピボット点を含む実施形態の場合には、固定デバイスがもっと容易に動くことができるように追加のピボット点を使用することができる。さらに、上記ピボット点は、ソケット・アンド・ボール・ジョイントまたはヒンジ・ジョイントを含むグループの中から選択される。それ故、固定デバイスの例示としての実施形態の場合には、第１のピボット点は、シャフト等のようなヒンジ・ジョイントであってもよいし、第２のピボット点は、ソケット・アンド・ボール・ジョイントであってもよい。理解されるように、ジョイントは対向して配置することができる。
【００２４】
本発明のある実施形態の場合には、リンク手段は、上記第１および第２のシャフトと協働するために対向して配置されている細長い端部のところの第１および第２の凹部内に、第１および第２のシャフトを枢動自在に保持するように押圧される２つの平行な細長いリンク要素を含み、それによりバイト・ブロックは、ｘｚ面と直交する面内を移動することができる。バー等のような上記細長い要素は、第１および第２のシャフトを一緒にリンクまたは接続するほかに、細長い延長部を形成するように配置される。それ故、第１および第２のシャフトは、２つの最も先端方向に配置される端部のところで、細長いリンク手段または要素と結合している。さらに、すでに説明したように、シャフトおよび要素は、摩擦力により相互に固定される。すなわち、その接続の接触面は相互に大きな摩擦力を有する。
【００２５】
本発明のさらに他の実施形態の場合には、リンク係止手段は、力により細長いリンク要素が押圧されるようなネジ手段を備えているので、第１および第２のシャフトは、リンク要素に対して正しい位置に係止される。この場合、ネジ手段は、治療前の固定作業中に、患者の方を向いている側面に対向する側面から作動することができるように配置されている。ネジ手段、すなわち、相互にシャフトおよびリンク手段を正しい位置に係止するための手段は、容易に係止できるように配置される。
【００２６】
本発明のある実施形態の場合には、リンク要素および接触している第１および第２のシャフトの接触面は、リンク要素に対して第１および第２のシャフトを摩擦により正しい位置に係止するための摩擦面である。そのため、張力がない状態で固定することができるようにする第１および第２のシャフトを連続的に可変係止することができる。
【００２７】
本発明のある実施形態の場合には、リンク手段は、第１および第２のシャフトの間の距離を調整するために、第１および第２のシャフトを通して延びる軸に平行な方向に調整することができる。それ故、リンク手段を、第１および第２のシャフトの間のリンク手段の一部の長さを調整するために、すなわち、シャフト間のリンク距離または長さを調整するために、入れ子式に調整することができる、すなわち延ばしたり、縮めたりすることができる。そのため、張力がかからない状態でさらにしっかりと固定することができる。
【００２８】
本発明の一実施形態の場合には、インターフェース・ユニットは、アダプタ・ユニットまたはフレームに取り外し可能に接続することができる。別の方法としては、または取り外し可能なインターフェース・ユニットと組み合わせて、ある実施形態の場合には、アダプタ・ユニットを上記治療ユニットに取り外し可能に接続することができる。各患者に対して個々に行われる固定は、取り外し可能なインターフェース・ユニットにより保存することができ、それにより毎回の治療の際に基準位置に正しく整合している状態で、患者の位置決めを確保する繰り返し可能な方法で、確実に患者を放射線治療ユニット内に収容することができる。また、治療ユニットに取り外し可能に接続される取り外し可能なアダプタにより、さらに、確実に繰り返し可能な方法で、患者を放射線治療ユニット等内に収容することができる。
【００２９】
本発明の一実施形態の場合には、インターフェース・ユニットは、固定手段によりアダプタ・ユニットに取り外し可能に接続される。この場合、固定手段は、上記固定手段を、治療する前の固定作業中に、患者の方を向いている側面に対向する側面から操作することができるように配置される。それにより、取り外し可能なインターフェース・ユニットを確実に容易に係止することができる。それ故、インターフェース・ユニットは、アダプタ・ユニットに取り外し可能に固定または接続され、そのため、アダプタ・ユニットにインターフェース・ユニットを容易に接続したり、取り外したり、再度接続したりすることができる。さらに、患者を監視している間に固定手段を固定することができるように、固定手段を容易に操作することができる。
【００３０】
本発明の一実施形態の場合には、プレート係止手段は、摩擦によりスライド・プレートを係止するために、スライド・プレートをインターフェース・ユニットに対して押圧するための加圧手段を備える。そのため、張力がかからない状態で固定するためのスライド・プレートを連続的に可変調整することができる。それ故、スライド・プレートを係止するための手段は、スライド・プレートをインターフェース・ユニットに摩擦により接続するための押圧したりまたは力を加えたりするための手段を備える。すなわち、スライド・プレートは、摩擦力により正しい位置に係止される。
【００３１】
本発明のある実施形態の場合には、加圧手段は、インターフェース・ユニットに対してスライド・プレートを押圧する係止プレートに対して力を加えるように、スライド・プレートの方を向いている係止プレートおよびネジ手段を含む。この場合、ネジ手段は、治療前の固定作業中に、患者の方を向いている側面に対向する側面から上記ネジ手段を操作することができるように配置される。これにより、取り外し可能なフレームを容易に係止することができる。スライド・プレートに対して力を加えたり押圧したりするまたは加圧プレートにより、スライド・プレートからインターフェース・ユニットに確実に均等な力を加えることができ、それによりインターフェース・ユニットに対してスライド・プレートを正確に高い信頼性で係止することができる。
【００３２】
本発明の方法のある実施形態の場合には、少なくとも１つのピボット点を提供するステップは、上記スライド・プレート上に配置されている上記ｘｚ面に平行な第１のシャフトを提供するステップと、上記バイト・ブロック上に配置されていて、第１のシャフトに平行で、バイト・ブロックを口内に入れた場合、口の外部に配置される第２のシャフトを提供するステップとを含む。
【００３３】
それ故、ｘｚ面に平行な第１のシャフトおよび第１のシャフトに平行な第２のシャフトを提供することにより、ｘｚ面と少なくとも直交する面内を移動することができるバイト・ブロックが提供される。さらに、上記方法は、第１および第２のシャフト間に追加のピボット点を提供するステップを含むことができる。
【００３４】
本発明の方法のある実施形態の場合には、上記バイト・ブロックをリンクすることができるリンク手段を提供するステップは、上記第１および第２のシャフトと協働するための対向する細長い端部のところの第１および第２の凹部内に、第１および第２のシャフトを枢動自在に保持するために、一緒に押圧される２つの平行な細長いリンク要素を有するリンク手段を提供するステップを含む。そのため、バイト・ブロックは、ｘｚ面と直交するある平面内を移動することができる。
【００３５】
本発明の方法のある実施形態の場合には、この方法は、さらに、バイト・ブロックから患者を解放し、アダプタ・ユニットまたはフレームからインターフェース・ユニットを解放するステップを含む。それ故、少なくとも第１の精密で正確な治療が完了した後で、患者はバイト・ブロックおよび固定デバイスから解放される。別の方法としては、その後で、バイト・ブロックから患者およびアダプタ・ユニットまたはフレームからインターフェース・ユニットを解放するステップは、バイト・ブロックを挿入することによりインターフェース・ユニットに対して患者を再度固定し、その後で、アダプタ・ユニットまたはフレームに対してインターフェース・ユニットを再度固定するステップをさらに含む。これにより各患者に対して個々に行われる頭部の固定の調整を保存することができる。それ故、毎回の治療期間の場合に、基準位置に正確に整合している状態で、患者を位置決めしおよび再度位置決めすることを保証する繰り返し可能な方法で、例えば、放射線治療ユニットのような治療ユニット内に患者を収容することができる。
【００３６】
添付の図面を参照しながら下記の説明を読めば、他の目的およびその利点と一緒に構成および動作方法の両方について本発明を特徴とする機能をよりよく理解することができるだろう。図面は例示および説明のためのものであって、本発明を制限するものでないことをはっきりと理解されたい。添付の図面を参照しながら下記の説明を読めば、本発明により達成することができる上記および他の目的、および本発明が提供する利点をよりよく理解することができるだろう。
【００３７】
添付の図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について以下により詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明を使用することができる放射線治療システムの一般的な原理を示す図である。
【図２】図１のシステムで使用する位置決めユニットである。
【図３】固定フレームを保持するための係合点を含む位置決めユニットの一部の詳細図である。
【図４】本発明のある実施形態による固定デバイスおよび位置決めユニットの一部である。
【図５】固定デバイスが図４より大きな頭部を固定している図４の固定デバイスおよび位置決めユニットの一部である。
【図６】本発明の他の実施形態による固定デバイスである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
最初に、図１〜図３を参照しながら、放射線治療ユニットまたは放射線ユニット１０および患者位置決めユニット２０を含む、本発明を適用することができる放射線治療システムについて説明する。放射線ユニット１０においては、放射能源、放射能源ホルダー、コリメータ本体、および外部遮蔽要素が位置する。コリメータ本体は、当業者であれば周知の方法で、共通の焦点の方を向いている多数のコリメータ・チャネルを含む。
【００４０】
コリメータ本体は、また、コリメータ・チャネル以外の経路を通して、放射線が患者を照射するのを防止する放射線遮蔽装置としても機能する。その全文を参照により本明細書に組み込むものとする米国特許第６，９３１，０９６号に、本発明に適用することができる放射線治療システム内のコリメータの配置の例がいくつか記載されている。しかし、本発明は、また、米国特許第４，７８０，８９８号に開示されているような固定焦点内に放射線をコリメートするために他の配置を使用している放射線治療システムにも適用することもできる。さらに、本発明は、コリメートされたｘ線ビームが定位的に識別された頭蓋内のターゲット上に集束され、リニアックのガントリーが、患者を中心にして回転し、ターゲット上に集束された放射線のアークを生成するリニアック放射外科手術システムにも適用することができる。
【００４１】
患者位置決めユニット２０は、剛性フレームワーク２２、スライドまたは移動することができるキャリッジ２４、およびフレームワーク２２に対してキャリッジ２４を移動するためのモータ（図示せず）を含む。キャリッジ２４は、さらに、患者全体を運んだり、移動するための患者用ベッド２６も含む。キャリッジ２４の一方の端部のところには、直接またはアダプタ・ユニット４２を介して、患者固定ユニットまたはインターフェース・ユニットを収容し、固定するための固定装置２８が位置する。図３参照。例えば、患者の頭部を収容する剛性ケーシング（これについては、図４および図５を参照しながら以下にさらに詳細に説明する）のような本発明による頭部収容装置は、患者用固定フレームに取り付けることができる。図３参照。
【００４２】
固定ユニットの座標は、固定ユニット座標系により定義され、治療領域に固定されているので、治療領域の輪郭を画定するためにも使用される。動作中、固定ユニットおよびそれ故固定ユニット座標系は、固定放射線焦点に対して移動し、それにより、焦点が、固定ユニット座標系の目標とする座標内に正確に位置決めされる。
【００４３】
固定装置２８は、患者用の固定ユニットが、移動可能なキャリッジ２４に対して並進および／または回転移動するのを防止するように配置されている２つの係合点３０、３２を含む。
【００４４】
図１および図２を見れば分かるように、上記実施形態は、人間の患者の頭部内のターゲット領域に対して、ガンマ放射線治療を行うための放射線治療システムに関する。このような治療は、多くの場合、定位的放射線外科手術と呼ばれる。治療中、患者の頭部は、定位頭部フレームの形をしている固定ユニットに固定される。このフレームは、放射線治療システムの係合点３０、３２と係合することができる係合点を含む。それ故、定位的放射線外科手術中、患者の頭部は、定位フレーム内に固定され、このフレームは、係合点３０、３２を介して患者位置決めユニットに固定状態に取り付けられる。放射線の焦点に対して患者の頭部内の治療領域が移動している間、図１の３つの直交軸ｘ、ｙおよびｚに沿って、患者全体が軸に沿って移動する。それ故、頭部フレームと患者位置決めユニット２０のキャリッジ２４間で相対的な運動は起こらない。
【００４５】
図４および図５を参照すると、これらの図面は固定デバイス５０を示す。図５で固定されている頭部は、図４の患者の頭部より大きい。そのため、固定デバイス５０の固定構成は異なるものになるか、または放射線治療ユニット、すなわち、放射線治療システムの固定パラメータが異なるものになる。図４および図５の固定デバイス５０は、アダプタ・ユニット５２と接続し、このアダプタ・ユニット５２は、係合点３０および３２により放射線治療システムの患者位置決めユニット２０と接続している。それ故、アダプタ・ユニットは、患者位置決めユニット２０の一部である。理解されるように、固定デバイス５０は、また、任意のアダプタ・ユニットを使用しないで、直接位置決めユニット２０に接続することができる。それ故、患者の頭部は、固定デバイスにより患者位置決めユニット２０のキャリッジ２４に固定される。
【００４６】
図４は、神経学的診断、治療、または外科手術中に、放射線治療ユニットに対して患者の頭部を固定するための固定デバイス５０を示す。固定デバイス５０は、係合点３０および３２を介して放射線治療ユニットに対して固定することができるインターフェース５４、アダプタ・ユニットまたはフレーム５２、およびスライドまたは移動することができるキャリッジ２４を含む。インターフェース・ユニット５４は、アダプタ・ユニット５２に取り外し可能に接続される。スライド・プレート５６は、スライドまたは移動することができるように、インターフェース・ユニット５４と接続していて、そのためスライド・プレート５６は、デカルト座標系のｘｚ面内をインターフェース・ユニット５４に対してスライドまたは移動することができる。
【００４７】
放射線治療システムのインターフェース・ユニット５４および固定装置の間にアダプタ装置が位置しているが、本明細書に記載および図示するアダプタ・ユニットまたはフレーム５２は、また、生検針デバイス等のような医療デバイスを支持するためのフレームであってもよいことを理解されたい。
【００４８】
このようなデカルト座標系は、患者の中心−横方向に延びるｘ軸、前−後方向に延びるｙ軸、頭部−尾部方向に延びるｚ軸を有する３つの直交軸により定義される。
【００４９】
さらに、図４は、上記ｘｚ面に平行な第１のシャフト６２を示す。第１のシャフト６２は、スライド・プレート５６と接続している。プレート係止手段は、固定デバイス５０のインターフェース・ユニット５４に対してスライド・プレート５６を係止する。図４〜図６のプレート係止手段は、圧力を１対のネジ５８からスライド・プレート５６に伝達することができるプレート状の手段５７を含む。それ故、ネジ５８は、インターフェース・ユニット５４とプレート状の手段５７との間にスライド・プレート５６を係止する。好適には、接触面は、中間プレート５６が正しい位置に摩擦により係止されるように、摩擦材でコーティングするか、または摩擦材で作ることが好ましい。バイト・ブロック６０は、患者の口の中に挿入することができ、口の上口蓋（図示せず）と協働することができる。バイト・ブロックは、第１のシャフト６２に平行な第２のシャフト６４を備える。さらに、第１および第２のシャフト６２および６４は、リンク手段６５により枢動自在に相互接続している。第１のシャフト６２が第２のシャフト６４とリンクしているこのような枢動自在な係合により、バイト・ブロック６０はダブルピボット運動をすることができる。動作中、すなわち、バイト・ブロックが患者の口の中に挿入され、上口蓋と協働している場合には、バイト・ブロック６０は、第１および第２のシャフトの軸と直交する面内で枢動自在である。さらに、リンク手段６５は、上記リンク手段６５に対して第１および第２のシャフト６２および６４を係止するためのリンク係止手段６６を備え、そのため固定デバイス５０のインターフェース・ユニット５４に対してバイト・ブロックを正しい位置に固定する。
【００５０】
この図の実施形態の場合には、図４および図５のリンク係止手段６６は、１対のネジである。しかし、当業者であれば理解されるように、第１および第２のシャフトがリンク手段６５に対して正しい位置に係止されるように、他の適切な係止手段も使用することができる。
【００５１】
使用中は、図４および図５に示すように、バイト・ブロック６０の一部だけしか見ることができない。口の外側のバイト・ブロック６０の外部バイト・ブロックの一部６０ａが、２つの突き出ている部分６０ｂにより第２のシャフト６４と接続している図５が、それを最もはっきりと示している。突き出ている部分６０ｂは、好適には、リンク手段６５のいずれかの側面上で第２のシャフトと直交して係合していることが好ましい。図４および図５には、バイト・ブロックの挿入された部分、すなわち、内部の部分は図示していないが、バイト・ブロックの例示としての実施形態は、口の上口蓋と協働する上面、または少なくとも一部を含む。内部部分は、固定デバイスに接続するために外部部分と接続している。それ故、本発明のバイト・ブロックは、患者の口腔の上部の形状に対応する形のような口腔の形に適合する限りは、任意の適切な形状を有することができる。
【００５２】
すでに説明したように、バイト・ブロックは、挿入された場合、口の上口蓋と協働することができる。しかし、バイト・ブロックは、上口蓋以外の口の他の部分とも協働することができる。好適には、このような部分は、バイト・ブロックを固定すると、頭蓋骨または頭蓋、またはより詳細には、頭蓋内のターゲットが固定されるように、頭蓋骨または頭蓋と接続していることが好ましい。
【００５３】
図４および図５のリンク手段６５は、リンク要素のどちらかの端部のところで第１および第２のシャフト６２および５４と枢動自在に係合している１対の平行に配置されている細長いリンク要素を含む。別の方法としては、リンク手段は、また、第１および第２のシャフト間の距離を調整するための方向に、すなわち、細長い要素に沿って延びる方向に調整するためにリンク方向に調整することもできる。それ故、シャフトは、相互に入れ子式に移動することができる。さらに、リンク手段は、また、その遠位端のところで、第１および第２のシャフトと枢動自在に係合している１つの細長い要素を備えることもできる。また、１つの細長い要素は、入れ子式のものであってもよい。動作中、バイト・ブロックが正しい位置に位置している場合、すなわち、口の上口蓋と協働している場合には、バイト・ブロックの位置は、リンク係止手段６６を締め付けることにより固定される。図の実施形態の場合には、リンク要素を強制的に結合するネジを使用していて、それによりリンク手段６５またはリンク要素に対してシャフト６２および６４の位置を摩擦により係止する。
【００５４】
図４および図５の実施形態の場合には、固定デバイス５０の取り外し可能に接続しているインターフェース・ユニット５４は、インターフェース・ユニット係止手段７０により、患者位置決めユニット２０のキャリッジ２４に固定される。このインターフェース・ユニット係止手段７０は、図４および図５の実施形態の場合には、インターフェース・ユニット５４の対向端部のところに１対のネジを含む（図示してあるのは１つのネジだけである）。
【００５５】
図５は、図４のデバイスより大きな頭部を固定する図４の固定デバイスを示す。取り外し可能なインターフェース・ユニット５４は、図４の位置とは異なるある位置でアダプタ・ユニット５２と接続していて、係止手段７０によりアダプタ・ユニット５２に係止される。図４および図５には、アダプタ５２にインターフェース・ユニット５４を係止するための２つの係止位置を示してあるが、もっと多くの係止位置および他の係止装置を使用することもできる。
【００５６】
図６は、神経学的診断、治療、または外科手術中に、放射線治療ユニットに対して患者の頭部を固定するための固定デバイス２５０の別の例示としての実施形態を示す。固定デバイス２５０は、係合点２３０および２３２を介して放射線治療ユニットに固定することができるインターフェース・ユニット２５４、アダプタ・ユニット２５２およびスライドまたは移動することができるキャリッジ２４（図示せず）を含む。インターフェース・ユニット２５４は、インターフェース・ユニット係止手段２７０によりアダプタ・ユニット２５２に取り外し可能に接続している。図６の場合には、インターフェース・ユニット係止手段は、１対のラチェットおよび爪手段を含む。しかし、インターフェース・ユニット係止手段は、また、スナップ係止手段であってもよい。スライド・プレート２５６は、スライドまたは移動することができるようにインターフェース・ユニット２５４と接続しているので、スライド・プレート２５６は、デカルト座標系のｘｚ面でインターフェース・ユニット２５４に対してスライドまたは移動することができる。
【００５７】
図４の固定デバイス５０のように、固定デバイス２５０は、図に示すように、上記ｘｚ面に平行な第１のシャフト２６２を含む。第１のシャフト２６２は、スライド・プレート２５６と接続している。図４〜図５の場合のように、プレート係止手段は、圧力を１対のネジ２５８からスライド・プレート２５６に伝達し、スライド・プレート２５６をインターフェース・ユニット２５４とプレート状手段２５７との間に係止することができるプレート状手段２５７を含む。バイト・ブロック２６０は、患者の口内に挿入することができ、口の上口蓋（図示せず）と協働することができる。バイト・ブロックは、第１のシャフト２６２に平行な第２のシャフト２６４を含む。図６の場合には、第２のシャフトは、バイト・ブロック２６０の突き出ている部分２６０ｂと一体になっている。（図４および図５参照）さらに、第１および第２のシャフト２６２および２６４は、リンク手段２６５により枢動自在に相互接続している。この場合、上記リンク手段２６５に対して第１および第２のシャフト２６２および２６４を係止するためのリンク係止手段２６６は、固定デバイス５０の係止手段６６とは異なり、ネジ手段を１つしか含んでいない。それ故、固定デバイス２５０においては、バイト・ブロックは、３つのネジ止め手段だけで、インターフェース・ユニット２５４に対して正しい位置に固定される。
【００５８】
本発明の例示としての実施形態を図示し、説明してきたが、通常の当業者であれば、すでに説明したように、本発明を種々に変更、修正または改変することができることを理解することができるだろう。それ故、本発明の上記説明および添付の図面は、本発明を制限するものでないこと、本発明の保護範囲が、添付の特許請求の範囲により定義されることを理解されたい。
【符号の説明】
【００５９】
１０  放射線ユニット
２０  患者位置決めユニット
２２  剛性フレームワーク
２４  キャリッジ
２６  患者用ベッド
２８  固定装置
３０，３２  係合点
４２，５２  アダプタ・ユニット
５０  固定デバイス
５４  インターフェース
５６  スライド・プレート
５７  プレート状の手段
５８  ネジ
６０  バイト・ブロック
６２  第１のシャフト
６４  第２のシャフト
６５  リンク手段
６６  リンク係止手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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