(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
小線源療法装置であって、
ターゲット領域に放射性源又はシードをガイドするための少なくとも１つのガイドチャネルを提供する植え込み可能なアプリケータと、
前記アプリケータに搭載された複数の電磁センサと、
電磁センサを有する、高解像度イメージングモダリティによって撮像可能な複数の基準であって、前記ターゲット領域に隣接して患者に取り付けられる基準と、
１又は複数のプロセッサを有する電磁追跡システムであって、前記アプリケータ及び前記基準を含む前記ターゲット領域の高解像度計画画像を入力し、前記アプリケータに搭載された前記センサ及び前記基準の有する前記センサの位置を電磁的に追跡し、前記アプリケータに搭載された前記センサ及び前記基準の有する前記センサの相対位置が変化したかどうか判定し、前記相対位置の変化に従って、前記アプリケータに搭載された前記センサ及び前記基準の有する前記センサの相対ロケーションをシフトさせるように高解像度計画画像を変更し、変更された高解像度計画画像に基づいて、調整された小線源療法治療計画を生成する、電磁追跡システムと、
を有する装置。
【請求項２】
前記アプリケータに搭載された前記センサが前記基準の有する前記センサに対して移動したか、及びどのように移動したかを決定する比較プロセッサを更に有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記アプリケータの前記少なくとも１つのガイドチャネルを通じて前記放射性源又はシードを移動させるための、位置付け、移動及びタイミングを含む線量計画を計算する自動小線源療法治療計画プロセッサを更に有する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記アプリケータに搭載された前記センサ及び前記基準の有する前記センサの現在の相対位置を、前記アプリケータに搭載された前記センサ及び前記基準の有する前記センサの元の相対位置と比較する比較プロセッサを更に有する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記アプリケータが前記周囲組織に対してどのように移動したかを決定する変更プロセッサを更に有し、前記アプリケータの移動の前記決定は、前記自動小線源療法治療計画プロセッサに伝えられ、前記自動小線源療法治療計画プロセッサは、前記決定された移動に従って、小線源療法セッションを再計算する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記アプリケータに接続されるとともに、計算された小線源療法治療計画に従って、前記ガイドチャネルを通じて前記放射性源又はシードを移動させるアフターローダを更に有する、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記追跡システムは、前記小線源療法線量計画を実現する小線源療法セッション中に、前記アプリケータに搭載された前記センサ及び前記基準の有する前記センサのマップを決定し、前記小線源療法治療計画プロセッサは、前記小線源療法セッション中に、前記線量計画を調整する、請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記ターゲット領域のサブ領域に対する累積線量が、前記線量計画の実現中に決定され、
（１）前記線量計画から逸脱する前記サブ領域における累積線量、又は（２）前記放射性源若しくはシード又は前記アプリケータの移動の検知、の少なくとも一方に応じて、前記小線源療法計画プロセッサが、前記線量計画を再計算する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記放射性源又はシードに接続されるセンサを更に有する、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
高解像度イメージングシステムから生成された高解像度計画画像を記憶する計画画像メモリを更に有し、前記高解像度計画画像は、前記アプリケータ、前記ターゲット領域内の組織、及び前記基準を示す、請求項３に記載の装置。
【請求項１１】
前記アプリケータに搭載された前記センサのマップを、前記高解像度計画画像に重ね合わせる画像組み合わせプロセッサを更に有する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記アプリケータは、複数の前記ガイドチャネルを有する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記複数のガイドチャネルの中で前記放射性源又はシードを移動させるアフターローダを更に有し、
前記自動小線源療法治療計画プロセッサは、前記計画画像及び癌専門医による所望の放射線量入力に基づいて、前記小線源療法セッションを計画し、前記自動小線源療法治療計画プロセッサは、前記アフターローダに適当な電子命令を伝える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記アプリケータと前記基準との間の相対移動を決定し、調整的な変更を生成する少なくとも１つのプロセッサと、
前記調整的な変更に従って、前記計画画像の少なくとも一部を変更する画像変更プロセッサと、
を更に有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
小線源治療装置の各部が制御手段によって制御される小線源治療装置の制御方法であって、前記小線源治療装置が、
ターゲット領域に放射性源又はシードをガイドするための少なくとも１つのガイドチャネルを提供する植え込み可能なアプリケータと、前記アプリケータに搭載された複数の電磁センサと、
電磁センサを有する、高解像度イメージングモダリティによって撮像可能な複数の基準であって、前記ターゲット領域に隣接して患者に取り付けられる基準と、
１又は複数のプロセッサを有する電磁追跡システムと、
を有し、前記制御手段が、
前記アプリケータ及び前記基準を含む前記ターゲット領域の高解像度計画画像を入力するステップと、
前記基準の有する前記センサに対する前記アプリケータの有する前記センサの、電磁的に追跡された位置を入力するステップと、
前記アプリケータに搭載された前記センサ及び前記基準の有する前記センサの相対位置が変化したかどうか判定するステップと、
前記相対位置の変化に従って、前記アプリケータに搭載された前記センサ及び前記基準の有する前記センサの相対ロケーションをシフトさせるように高解像度計画画像を変更するステップと、
変更された高解像度計画画像に基づいて、調整された小線源治療計画を生成するステップと、
を行う方法。
【請求項１６】
前記制御手段が、前記計画画像から、前記少なくとも１つのチャネル内の前記放射性源又はシードの位置及び持続時間を含む小線源療法治療セッションを計画するステップを行うことを更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記制御手段が、複数の小線源療法治療セッションの各々の前に、前記基準の有する前記センサに対する、前記アプリケータの有する前記センサの前記決定される相対位置を監視するステップを行うことを更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
請求項１５に記載の方法を実施するようにコンピュータを制御するコンピュータプログラムを保持するコンピュータ記憶媒体。
【請求項１９】
請求項１５に記載の方法を実施する１又は複数の手段を有する小線源療法システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、治療法の分野に関する。本発明は、高線量率（ＨＤＲ）小線源療法（ブラキセラピー）と関連して特定のアプリケーションを見いだし、特にそれに関して記述される。しかしながら、本発明は、例えば低線量小線源療法、他の治療ソースの位置付け等の他の治療と関連してアプリケーションを見いだすことも理解されるべきである。
【背景技術】
【０００２】
癌は、多くの場合、例えば外科手術、化学療法、放射線治療等の治療法の組み合わせにより治療される。例えば、腫瘍は、多くの場合、外科的に除去され、その後、患者は、除去されなかった任意の癌細胞を消すために化学療法又は放射線により治療される。１つの放射線治療において、線形加速器からのＸ線ビームが、ターゲット領域を通るように向けられる。対照的に、小線源療法においては、（複数の）シードが、内部からターゲット領域を照射するために、ターゲット領域に挿入される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＨＤＲ小線源療法においては、カテーテルの形のアプリケータが、患者に位置付けられ、照射されるべきターゲット領域を通って延在する。例えば、高線量率ソース、例えばイリジウム１９２ペレット又はシードは、カテーテルを通ってワイヤの端部において移動され、計画された時間期間中、１又は複数の予め計画された位置に留まる。この治療は、一般に、数日間の期間にわたって、１日あたり１乃至２回繰り返される。
【０００４】
乳癌を治療する例において、乳腺腫瘤摘出術の後、アプリケータが、照射されるべきターゲット領域に外科的に植え込まれる。適切なアプリケータは、Cianna Medical（Aliso Veijo, California)から入手可能なCianna Savi HDRアプリケータである。ＣＴスキャンが、ターゲット領域における組織及びアプリケータの高解像度画像を生成するために実施される。この画像は、シードが、アプリケータに沿ってどこに、どれくらい長く位置付けられるかを計画するために、小線源療法計画セッションのために使用される。計画された小線源療法治療は、数日間にわたって、１日あたり１乃至２回適用される。特に乳房のような軟組織の場合、アプリケータは、治療された組織に対してシフトしうる可能性がある。アプリケータが適切な位置にあり、それゆえ、計画された治療が供給されることを確実にするために、ＣＴスキャンが、各々の小線源療法セッションの前に実施される。
【０００５】
本願は、これらの問題その他を克服する、新しい改善された装置及び方法を記述する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの見地により、小線源療法装置が提供される。植え込み可能なアプリケータは、放射性源又はシードをターゲット領域にガイドするための少なくとも１つのガイドチャネルを提供する。複数の電磁センサが、アプリケータに搭載される。電磁センサを含む複数の撮像可能な基準が、ターゲット領域に隣接して患者に取り付けられるように構成される。電磁追跡システムは、アプリケータ塔載センサ及び基準センサの相対位置を決定する。
【０００７】
別の見地により、小線源治療方法が提供される。少なくとも１つの放射性源又はシード受け取りチャネル及び複数の電磁センサを有するアプリケータが、照射されるべきターゲット領域に隣接して軟組織に植え込まれる。電磁センサを含む撮像可能な基準が、ターゲット領域に隣接する軟組織に搭載される。アプリケータ及び基準を含むターゲット領域の高解像度計画画像が、生成される。基準搭載センサに対するアプリケータ搭載センサの位置が、電磁的に追跡される。
【０００８】
１つの利点は、放射線被曝の低減にある。
【０００９】
別の利点は、計画された小線源療法の確実にされる正確さにある。
【００１０】
更なる利点及び利益は、以下の詳細な説明を読み理解することにより、当業者に明らかになるであろう。
【００１１】
本発明は、さまざまな構成要素及び構成要素の取り合わせ並びにさまざまなステップ及びステップの取り合わせの形をとりうる。図面は、好適な実施例を示す目的のみであり、本発明を制限するものとして解釈されるべきでない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】装備されたアプリケータを含む小線源療法システムの概略図。
【図２】装備されたアプリケータの代替実施例を示す図。
【図３】植え込まれた小線源療法アプリケータのＣＴ画像を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を参照して、マルチカテーテルアプリケータ１０は、放射線シード受け取り端部１４から、反対側の植え込まれる先端部１６まで延在する複数のカニューレ１２を含む。第１の電磁センサ１８が、アプリケータの先端部１６に配置される。少なくとも１つの付加の電磁センサ２０が、カニューレのうちの１つの上に又はその中に搭載される。任意には、１又は複数の付加の電磁センサ２２が、他のカニューレ上に設けられる。
【００１４】
１つの使用方法において、乳腺腫瘤摘出手術が、癌性の又は可能性として癌性のしこりを除去するために実施される。外科手術後、アプリケータ１０が、崩壊した位置に挿入される。すなわち、カニューレの全ては、最小限の横断面の束において、互いに平行に及び密接に隣接して延在する。アプリケータは、選択された位置にアプリケータを配置するために超音波ガイダンスシステム２４を使用して位置付けられ、一般に、ヘッド部分２６が、しこりが退かれたボリュームに位置付けられる。例えばドローロッド２８ａのような拡張機構が、アプリケータの挿入されたヘッド部分２６を拡張するように動作され、例えば、先端部１６及びリング２８ｂを互いの方に向かわせて、シャフト部分３０に対してヘッド部分２６のカニューレのセクションを拡張させる。ヘッド部分のカニューレセクションは、カニューレによって規定されるシード供給パスを照射されるべき組織３４に隣接させるように、適当なふくらんだ形状に拡張される。
【００１５】
カニューレの挿入後、複数の基準４０、例えば３又はそれ以上の基準が、アプリケータ１０の挿入されたヘッド部分２６及び組織３４に隣接して、患者に搭載される。各々の基準は、ＣＴスキャナ４４のような高解像度イメージングモダリティによって撮像可能な電磁センサユニット４２を含む。アプリケータ１０及び周囲組織を含むターゲット領域の高解像度画像は、ＣＴスキャナ４４によって生成され、ＣＴ画像メモリ４６に記憶される。
【００１６】
電磁位置システム４８は、電磁的な位置付け動作を実施する。すなわち、電磁信号が、電磁信号を送出する電磁界発生器５０によって生成され、電磁信号は、アプリケータに搭載される電磁センサ１８、２０、２２及び患者に搭載されるセンサ４２によって受け取られる。位置特定プロセッサ５２は、患者搭載センサ４２に対するアプリケータ搭載センサ１８、２０、２２の相対ロケーションを決定し、センサマップ５４を生成する。基準４０は、ＣＴ画像においても像形成されるので、基準搭載センサ４２に対するアプリケータ上の電磁センサ１８、２０、２２の位置は、ＣＴスキャナの座標系及びそれが生成するＣＴ画像４６においても知られる。
【００１７】
一実施例において、センサマップ５４からのアプリケータ上の電磁センサの位置又はロケーションは、計画セッションメモリ５８に記憶される組み合わされた画像５６を生成するために、ＣＴ画像４６に重ね合わせられる。別の実施例において、アプリケータ塔載センサは、ＣＴスキャナによって撮像可能であり、こうしてＣＴ画像４６に現れる。
【００１８】
組み合わせられた画像５６は、小線源療法を計画するために、小線源療法計画セッションにおいて利用される。この計画セッションは、一般に、放射性シードがどのカテーテルに配置されるか、各カテーテルのどこに配置されるか、シードが各カテーテル内の各ロケーションにどれくらい長く留まるか、を計画することを伴う。各々の放射性シードは、シードを囲む複数の同心の概して球状又は卵形の領域の各々において、単位時間当たり知られた線量を生成する。異なる時間期間中に、異なるロケーションにシードを位置付けることによって、周囲組織の領域における総放射線量が決定されることができる。計画セッションにおいて、１又は複数の指定された周囲組織領域の各々に供給されるべき所望の線量は、治療している癌専門医によって決定され、（複数の）シードの位置及び持続時間が、供給される線量分布を所望の線量分布に合わせるために計算される。計算は、治療プロセッサ６０によって有利に実施され、治療プロセッサ６０は、治療計画６０を生成するように適切にプログラムされ、グラフィックユーザインターフェイス６２上に入力される、癌専門医により選択される線量分布を達成するために、シードの位置付けを最適化する。
【００１９】
アフターローダ６４は、計画される治療セッションによってプログラムされ、（複数の）適当な放射性シード６６をロードされ、アプリケータのステム３０のローディング端部に取り付けられている。一実施例において、各々のシード６６は、電磁センサ６８を保持する。その後、アフターローダは、計算された持続時間の各々の最中、シードを、選択されたカテーテルの各々を通って、計算されたロケーションの各々に移動させる。
【００２０】
再び、小線源療法セッションは、一般に、数日間、例えば１−２週間の間、１日あたり１、２又は数回実施される。小線源療法セッションの合間も、アプリケータは、植え込まれたままである。アライメント確認／再調整プロシージャが、各々の小線源療法セッションの前に実施される。次の小線源療法セッションが始まろうとするとき、電磁ローカライザシステム４８が、アプリケータの位置及び向きを特定し又は決定するために使用される。具体的には、電磁界発生器５０が、電磁界を生成し、電磁界は、アプリケータ上のセンサ１８、２０、２２及び患者上のセンサ４２によって検出される。計画画像メモリ５８に記憶された計画画像５４上のアプリケータセンサ及び患者搭載センサの相対ロケーションが、比較プロセッサ又はアルゴリズム７０によって、計画画像におけるアプリケータ搭載電磁センサ１８、２０、２２及び患者搭載電磁センサ４２の現在の相対ロケーションと比較される。相対位置が変化しておらず、アプリケータが軟組織に対して向き又はロケーションを変えていないことが示される場合、アフターローダ６４が再接続され、次の小線源療法セッションが開始される。
【００２１】
しかしながら、比較プロセッサ７０が、位置が変化したと判断する場合、１つの選択肢は、電磁センサロケーションの付加の測定がなされるとき、アプリケータを再位置付けすることを試みることであり、アプリケータを、戻すように、すなわちその元の位置及び向きにできるだけ近づけるようにする試みがなされる。アプリケータが、治療が計画された元の位置にない場合、組織に搭載された電磁センサに対する、それゆえ周囲組織及びターゲット領域に対する、アプリケータの現在及び元のロケーションの間の変更が、変更プロセッサ７２によって決定される。この変更は、変更に従ってアプリケータ及びターゲット領域の相対ロケーションをシフトさせるように、計画画像メモリ５８からの計画画像に対して処理を行って、変更された治療計画画像７６を形成するために、画像変更プロセッサ７４により使用される。このシフトされた情報は、新しい小線源療法計画６０ａを生成するために、自動治療計画プロセッサ６０に供給される。新しい小線源療法計画は、アフターローダ６４にロードされ、次の小線源療法セッションが開始される。
【００２２】
別の代替実施例において、放射性源又はシード６６に取り付けられる電磁センサ６８が、シードの現在位置を決定するために使用される。これは、小線源療法計画が続けられることを確実にする。治療計画プロセッサ６０は、必要に応じて、実行中の治療計画又は放射性シード若しくはアプリケータの位置付けを調整することができる。
【００２３】
小線源療法適応計画の実施例において、アプリケータは、植え込まれ、診断画像が生成され、線量計画が生成される。線量供給の最中、アプリケータ及び／又はシードが追跡され、供給された線量が計算される。例えば、ターゲット組織は、サブ領域の３Ｄマトリックスに分割されることができる。電磁的に追跡されたシードロケーションを、３Ｄマトリックスにマッピングすることによって、各々のサブ領域における累積線量は、時間及びソースからの距離に基づいて、連続的に又は断続的に更新され又はインクリメントされることができる。供給された線量は、コンピュータ及び／又は臨床医によって監視されることができる。線量計画からの逸脱が検出される場合、更新された線量計画が、生成される。
【００２４】
別の実施例において、線量計画が実施されるとき、アプリケータの位置が監視される。アプリケータが、シードが計画されたロケーションにないように移動する場合、又はアプリケータのカニューレが、残留している計画された位置にシードを供給することができない場合、線量計画が再計算される。
【００２５】
電磁的追跡は、各々の治療セッションの前に実施されることができるのみならず、各々の小線源療法セッション中にも実施されることができる。小線源療法セッション中に電磁的追跡を実施することは、セッション中にアプリケータの移動が無いことを確実にし、なんらかの動きが生じる場合、治療計画計算器が、実行中の小線源療法計画を再計算する。
【００２６】
放射性源又はシードを直接的に追跡し、その位置をアプリケータ及び患者搭載センサと比較することは、治療法の供給を監視し、線量が正しい場所に供給されていることを検証する。内部手続的に線量計画を変更することに加えて、このフィードバックは、治療計画の記録又は各セッションで実際に供給された放射線を示す放射線マップを生成するために使用されることもできる。
【００２７】
様々なタイプのアプリケータが企図される。例えば、図２を参照して、アプリケータは、ローディング端部１４から先端部１６まで延びる単一のカニューレ１２を有することができる。拡張可能なバルーン３２は、周囲組織に対して堅固に選択的に拡張されるように、ヘッド部分２６の周りに配置される。電磁センサ１８は、先端部１６に搭載され、別の電磁センサ２０'は、バルーン３２の反対側の端部に隣接するカニューレ上に搭載される。放射性シードは、カニューレ１２によって規定される１次元軌道に沿ってのみ位置付け可能であるので、２つの電磁センサが、周囲組織に対して３次元でカテーテルのロケーションを決定するのに十分である。任意には、付加のセンサが、バルーン３２上に位置付けられることができる。
【００２８】
図３は、軟組織３４に植え込まれる図２のアプリケータの例示的なＣＴスキャンを示している。シード６６が、バルーン３２の中心に配置される場合、周囲領域における線量が決定されることができる。図２の例において、８０によって示される領域は、５．１Ｇｙの線量を受け取り、周囲領域８２は、４．２５Ｇｙの線量を受け取り、外側領域８４は、３．４Ｇｙの線量を受け取る。
【００２９】
様々なタイプの電磁ロケータシステムが利用されることができる。一例において、電磁界発生器は、それぞれ異なる向きに複数のアンテナを有する。センサは、さまざまな向きのアンテナから信号を拾う。例えば、相対信号強度、相対位相等のそれらの相対的な信号特性から、アンテナに対するセンサのロケーションが決定される。別の実施例において、センサは、それぞれ異なる向きをもつ受信コイル又はアンテナを有する。一実施例において、センサは、アプリケータのステム３０を通るワイヤによって、ローカライザプロセッサ５２と接続される。別の実施例において、ワイヤレス通信パスが使用される。
【００３０】
他のタイプのアプリケータ及び他のタイプの追跡システムもまた企図される。
【００３１】
胸部に関して記述されているが、前立腺、頭部及び頸部並びに婦人科のような他の小線源療法治療もまた企図される。
【００３２】
本発明は、好適な実施例に関して記述されている。変形及び変更が、先行する詳細な説明を読み理解することにより、当業者に思い付くであろう。本発明は、変形及び変更が添付の請求項又はその等価なものの範囲内にある限り、すべてのこのような変形及び変更を含むものとして解釈されることが意図される。
【図１】
0005525448.tif 000002
【図２】
0005525448.tif 000003
【図３】
0005525448.tif 000004