(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのプロセッサであって：
対象の領域の計画画像を受信する動作であって、前記対象は標的及び／又はリスク臓器（ＯＡＲ）を含み、前記対象は少なくとも１つのサロゲート及び線量計に関連付けられ、前記サロゲートは前記標的及び／又は前記ＯＡＲの代用物として動作し、前記線量計は前記標的及び／又は前記ＯＡＲに投与される線量を測定する、動作と；
前記標的及び／又は前記ＯＡＲのうち１つ又は複数について、前記計画画像における基準の位置及び形状を決定する動作と；
前記サロゲート及び前記線量計の各々について、前記計画画像から、基準の位置及び／又は形状を決定する動作と；
前記サロゲートの前記基準の位置及び／又は形状と、前記サロゲートの現在の位置及び／又は形状との間のずれ、及び、計画した線量分布と投与された線量分布との間のずれのうちの１つ又は複数のずれを決定する動作であって、前記投与された線量分布は、前記線量計の線量測定データと前記基準の位置及び／又は形状とから決定される、動作と；
をなすようにプログラムされた、少なくとも１つのプロセッサを含み、
前記対象は、光ファイバ構造（ＯＦＳ）を定義する埋め込まれた光ファイバを含み、前記サロゲートは、前記埋め込まれた光ファイバである、
治療システム。
【請求項２】
前記サロゲート及び前記線量計は、前記対象の内部に埋め込まれ、前記標的、前記ＯＡＲ、並びに前記標的及び／又は前記ＯＡＲに隣接する組織のうちの少なくとも１つに直接的に、かつ／あるいは前記標的、前記ＯＡＲ、並びに前記標的及び／又は前記ＯＡＲに隣接する組織のうちの前記少なくとも１つに間接的に固定される、
請求項１に記載の治療システム。
【請求項３】
前記サロゲート及び前記線量計は、前記対象の内部に埋め込まれ、シュリンクラップを用いて、前記標的、前記ＯＡＲ、並びに前記標的及び／又は前記ＯＡＲに隣接する組織のうちの少なくとも１つに間接的に固定される、
請求項１乃至２のうちいずれか１項に記載の治療システム。
【請求項４】
前記プロセッサは、
前記サロゲートの前記基準の位置及び／又は形状を決定する動作と、
前記サロゲートの前記現在の位置及び／又は形状を示す動きデータを受信する動作と、
前記サロゲートの前記基準の位置及び／形状と、前記サロゲートの前記現在の位置及び／又は形状との間のずれを決定する動作と、
をなすようにさらにプログラムされる、
請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の治療システム。
【請求項５】
前記プロセッサは、
前記サロゲートの前記基準の位置及び形状と、前記サロゲートの前記現在の位置及び形状との間のずれから、前記計画画像において前記標的及び／又は前記ＯＡＲの現在の位置及び形状を決定する動作と、
前記標的及び／又は前記ＯＡＲの前記現在の位置及び形状と、前記標的及び／又は前記ＯＡＲの前記基準の位置及び形状との間のずれを決定する動作と
をなすようにさらにプログラムされる、
請求項４に記載の治療システム。
【請求項６】
前記プロセッサは、
治療の投与中、前記サロゲートについて、前記計画画像における現在の位置及び／又は形状を示す動きデータを受信する動作と；
動作であって、
前記サロゲートのずれに基づいて、前記治療の投与がベースとしている治療計画を調整する動作と、
前記動きデータから、前記標的及び／又は前記ＯＡＲに投与される放射線の、動き補償された推定を生成する動作と、
のうち１つ又は複数の動作と；
をなすようにさらにプログラムされる、
請求項４乃至５のうちいずれか１項に記載の治療システム。
【請求項７】
前記プロセッサは、
所定の期間にわたって、複数の動きデータサンプル及び／又は複数の線量測定データサンプルを受信する動作であって、前記動きデータサンプルの各々は、前記サロゲートについて、前記計画画像における位置及び／又は形状を示し、前記線量測定データサンプルの各々は、前記標的及び／又は前記ＯＡＲに投与された線量を示す、受信する動作と；
動作であって、
前記複数の動きデータサンプルから、前記標的及び／又は前記ＯＡＲについての累積的な動きパターンを生成する動作と、
前記複数の動きデータサンプルと前記複数の線量測定データサンプルとの相関及び分析を通じての、動作であり、
最大の線量測定ずれを用いて、前記標的及び／又は前記ＯＡＲの位置を決定する動作と、
動きパターンと線量測定ずれとの間の、患者固有の関係を決定する動作と、
のうち１つ又は複数の動作と、
のうち１つ又は複数の動作と；
をなすようにさらにプログラムされる、
請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の治療システム。
【請求項８】
前記プロセッサは、
前記ＯＦＳの基準の位置及び形状を示す、基準の光学的動きデータを受信する動作と、
前記基準の光学的動きデータから、前記計画画像において、前記ＯＦＳの前記基準の位置及び形状を決定する動作と、
前記ＯＦＳの現在の位置及び形状を示す、現在の光学的動きデータを受信する動作と、
前記現在の光学的動きデータから、前記計画画像において、前記ＯＦＳの前記現在の位置及び形状を決定する動作と、
前記ＯＦＳの前記の決定された基準の位置及び形状と、前記ＯＦＳの前記の決定された現在の位置及び形状との間のずれを決定する動作と、
をなすようにさらにプログラムされる、
請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の治療システム。
【請求項９】
（１）前記サロゲートの前記基準の位置及び／又は形状と、（２）前記サロゲートの前記現在の位置及び／又は形状とのうち１つ又は複数が、前記光ファイバの長さに沿った種々のブラッグ波長のファイバ・ブラッグ・グレーティングを用いて決定される、
請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の治療システム。
【請求項１０】
前記対象は前記線量計を含み、前記プロセッサは、
前記線量計の前記基準の位置及び／又は形状を決定する動作と、
前記線量計から、前記標的及び／又は前記ＯＡＲに投与された線量を示す、線量測定データを受信する動作と、
前記計画した線量分布と前記投与された線量分布との間のずれを決定する動作と、
をなすようにさらにプログラムされる、
請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の治療システム。
【請求項１１】
前記ずれは、治療の投与に使用され、前記治療は、アブレーション療法、小線源療法、Ｘ線療法、プロトン療法、及び高密度焦点式超音波（ＨＩＦＵ）療法のうち１つを含む、
請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の治療システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、概して、放射線治療に関する。本出願は、フラクション間及びフラクション中の運きを推定することと伴わせて特定の用途を見出しており、それに特に関連して説明されることになる。しかしながら、本出願は、他の利用シナリオにおける用途をさらに見出し、前述の用途に必ずしも限定されないということが、理解されるべきである。
【背景技術】
【０００２】
放射線治療において、空間的に標的とされる量の放射線を、患者のがん組織や悪性組織を含む腫瘍などの、標的に当てる。成長中の、急速に増加しているがん細胞は、正常細胞と比較すると、放射線によるダメージの影響をより受けやすい傾向にあって、その結果、適切な計画によって投与された線量が、がん組織や悪性組織を優先的に殺す。放射線治療における現在の臨床ワークフローは、一般に、ひと塊の３次元又は４次元の画像セットの使用を含んで、標的周囲の輪郭、リスク臓器（organs  at  risk；ＯＡＲｓ）、放射線ビーム方向、エネルギー、線量制約などを含む、詳細な治療計画を展開する。そして、この治療計画が、複数のフラクションにわたって投与される。
【０００３】
放射線治療に対する１つの問題点が、フラクション間（interfraction）の動き（すなわち、フラクションとフラクションとの間における動き）、及びフラクション中（intrafraction）の動き（すなわち、フラクションの最中における動き）である。理想的には、治療計画についての線量全体が標的に投与されて、リスクにさらされる周辺の正常組織及び／又は臓器には全く線量が投与されない。しかしながら、フラクション間及びフラクション中の動きに起因して、これは一般に不可能であり、患者に投与された放射線量と計画した放射線量との間のずれが、一般的である。したがって、治療計画は典型的に、標的周囲にマージンを含んで、標的が十分に放射線を浴びることを確実にする。
【０００４】
フラクション間の動きの影響を軽減するために、一般に、患者は、フラクションの前に、治療カウチの上に位置合わせされる。しかしながら、典型的には、フラクション中の再位置合わせは全くない。研究者は、投与中の標的の動きを捕捉し、動き補償のために（オフライン及びリアルタイムの双方で）この動き情報を治療計画に関連付けて戻す、種々の方法を研究してきている。
【０００５】
さらに、動き情報を、少分割照射（すなわち、フラクションの数の低減）に用いてもよい。強度変調放射線治療（ＩＭＲＴ）の最適化手法における進歩が、詳細な動き情報を前提として、マージンの低減を可能にしつつある。マージンを低減することは、有利なことに、線量の増大とフラクションの数における低減とを可能にする。しかしながら、動き情報が十分に詳細であることを確実にするために、少分割照射を用いてケアをしなければならない。そうしないと、標的は過少量投与される可能性があり、リスクにさらされる周辺の正常組織及び／又は臓器は過剰投与される可能性がある。
【０００６】
動き情報を検索する手法は、画像ベースであってもよく、非画像ベースであってもよい。画像ベースの手法の例には、コーンビーム断層撮影法（ＣＢＣＴ）、蛍光透視法、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）、超音波などを含む。非画像ベースの手法の例には、演繹的に（apriori）標的に埋め込まれたトランスポンダの電磁（ＥＭ）トラッキングなどを含む。ＥＭトラッキングは、患者に埋め込まれた受動的なＥＭトランスポンダを追跡する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
動きを調べる既知の画像ベースの手法には、一般に、高い空間分解能を提供するという利点がある。しかしながら、それらには、種々の欠点もある。ＣＢＣＴは、フラクションの投与に先行して使用されるため、フラクション間の動き情報しか提供しない。さらに、その使用に関連するさらなる線量の堆積に起因して、ＣＢＣＴは大抵、週ベースなどで、慎重に使用される。したがって、ＣＢＣＴが提供する時間分解能は乏しい。蛍光透視法は、高い時間分解能の実現性を提供する。しかしながら、ＣＢＣＴのように、蛍光透視法は、さらなる線量の堆積と関連し、慎重に使用される。したがって、蛍光透視法が提供する時間分解能もまた乏しい。超音波は、リアルタイムであり、適切に空間的にサンプリングされるが、比較的に乏しい画質に悩まされる。ＭＲＩは、高い空間分解能及び時間分解能を提供するが、高価である。
【０００８】
動きを調べる既知の非画像ベースの手法には、一般に、高い時間分解能を提供するという利点がある。しかしながら、それらもまた、種々の欠点を有する。ＥＭトラッキングは、約１０Ｈｚの時間分解能を提供する。しかしながら、ＥＭトラッキングは、一般的に、１個乃至３個のトランスポンダを使用して標的の空間的情報を収集するため、乏しい空間分解能に悩まされる。さらに、ＥＭトラッキングは、リスクにさらされる周辺の正常組織及び／又は臓器に関して、まったく空間的情報を提供しない。
【０００９】
動き情報を検索する既知の手法と合わせて前述の欠陥を考慮すると、治療中に常時、空間的にも時間的にも適切にサンプリングされた動き情報を提供する手法の必要性がある。本出願は、上述の課題及びその他を克服する、新しい、改良されたシステム及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一態様によると、治療システムが、少なくとも１つのプロセッサを含む。そのプロセッサは、対象者の領域の計画画像を受信する動作をなすようにプログラムされる。対象者は、標的及び／又はリスク臓器（ＯＡＲ）を含み、対象者は、少なくとも１つのサロゲート及び／又は線量計に関連付けられる。サロゲートは、標的及び／又はＯＡＲの代用物として動作する。線量計は、標的及び／又はＯＡＲに投与される線量を測定する。計画画像における基準の位置及び形状が、標的及び／又はＯＡＲのそれぞれについて決定され、基準の位置及び形状が、サロゲート及び／又は線量計のそれぞれについて、計画画像から決定される。プロセッサは、サロゲートの基準の位置及び／又は形状とサロゲートの現在の位置及び／又は形状との間のずれと、計画した線量分布と投与された線量分布との間のずれとのうち１つ又は複数のずれを決定する動作であって、その投与された線量分布は、前記線量計の線量測定データと前記基準の位置及び／又は形状とから決定される、動作、をなすようにさらにプログラムされる。
【００１１】
別の態様によると、治療システムが、１つ又は複数の線量計を保持する構造物を含み、その線量計は、対象者の標的及び／又はリスク臓器（ＯＡＲ）に投与される線量を測定するように位置付けられる。そのシステムは、標的及び／又はＯＡＲに投与された線量を示す線量測定データを線量計から受信する動作と、計画した線量分布と投与された線量分布との間のずれを決定する動作であって、投与された線量分布は、線量測定データから決定される、動作と、をなすようにプログラムされた少なくとも１つのプロセッサをさらに含む。
【００１２】
別の態様によると、放射線治療の方法が、対象者の領域の計画画像を受信するステップを含む。対象者は、標的及び／又はリスク臓器（ＯＡＲ）を含み、少なくとも１つのサロゲート及び／又は線量計に関連付けられる。サロゲートは、標的及び／又はＯＡＲの代用物として動作し、線量計は、標的及び／又はＯＡＲに投与される線量を測定する。基準の位置及び形状が、標的及び／又はＯＡＲの各々について、計画画像において決定される。基準の位置及び／又は形状が、サロゲート及び／又は線量計の各々について、計画画像から決定される。（１）サロゲートの基準の位置及び／又は形状とサロゲートの現在の位置及び／又は形状との間のずれと、（２）計画した線量分布と投与された線量分布との間のずれとのうち、１つ又は複数のずれが決定される。投与された線量分布は、線量計の線量測定データと基準の位置及び／又は形状とから決定される。
【００１３】
別の態様によると、治療システムが、１つ又は複数の線量計を保持する構造物と、少なくとも１つのプロセッサとを含む。線量計は、治療投与装置のビームと一致するように位置付けられ、プロセッサは、（１）標的及び／又はＯＡＲに投与された線量を示す線量測定データを線量計から受信する動作と、（２）計画した線量分布と投与された線量分布との間のずれを決定する動作と、をなすようにプログラムされる。投与された線量分布は、線量測定データから決定される。
【００１４】
別の態様によると、治療システムが、対象者の領域の計画画像を受信する動作をなすようにプログラムされた、少なくとも１つのプロセッサを含む。対象者は、標的及び／又はリスク臓器（ＯＡＲ）と、標的及び／又はＯＡＲの代用物として動作する光ファイバ構造（ＯＦＳ）を定義する埋め込まれた光ファイバと、を含む。基準の位置及び形状が、計画画像において、標的及び／又はＯＡＲの各々について決定される。ＯＦＳの基準の位置及び形状を示す基準の光学的動きデータが、受信され、ＯＦＳの基準の位置及び形状が、前記計画画像において、基準の光学的動きデータから決定される。ＯＦＳの現在の位置及び形状を示す現在の光学的動きデータが、受信され、ＯＦＳの現在の位置及び形状が、計画画像において、現在の光学的動きデータから決定される。ＯＦＳの決定された基準の位置及び形状と、ＯＦＳの決定された現在の位置及び形状との間のずれが決定される。
【発明の効果】
【００１５】
１つの利点が、標的及び／又はリスク臓器のより正確なトラッキングにある。
【００１６】
別の利点が、高い時間分解能を用いて、標的及び／又はリスク臓器をトラッキングすることにある。
【００１７】
別の利点が、高い空間分解能を用いて、標的及び／又はリスク臓器をトラッキングすることにある。
【００１８】
別の利点が、少分割照射（フラクションの数の低減）にある。
【００１９】
別の利点が、マージンの低減にある。
【００２０】
別の利点が、患者に投与された線量分布の検証にある。
【００２１】
以降の詳細説明を読んで理解すると、当業者において、本発明のまたさらなる利点が認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本発明は、種々のコンポーネント及びコンポーネントの配置の形態をとってよく、種々のステップ及びステップの配置の形態をとってよい。図面は、単に好適な実施形態を図示する目的のものであって、本発明を限定するものと見なされるべきではない。
【図１】本開示の態様による治療システムを示す。
【図２】標的の代用物として動作する光ファイバを示す。
【図３】標的及びリスク臓器の代用物として動作する光ファイバを示す。
【図４】標的上に位置付けられたシュリンクラップを示す。
【図５】光ファイバ及びファイバ・ブラッグ・グレーティングを示す。
【図６】光ファイバを用いてフラクション間及びフラクション中の動きを推定する方法を示す。
【図７】患者が着用するベスト上の線量計の配置を示す。
【図８】患者が着用するベスト上の線量計の配置を示す。
【図９】患者が着用するベスト上の線量計の配置及びビーム方向を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１を参照すると、治療システム１０が、患者内部の標的及び／又はリスク臓器の画像を取得する、１又は複数の画像化モダリティ１２を含む。画像化モダリティ１２は、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）スキャナ、ポジトロン放出型断層撮影法（ＰＥＴ）スキャナ、磁気共鳴（ＭＲ）スキャナ、単光子放出コンピュータ断層撮影法（ＳＰＥＣＴ）スキャナ、コーンビーム断層撮影法（ＣＢＣＴ）スキャナ、及び類似のものを適宜含む。画像化モダリティ１２から取得される画像が、１又は複数の画像メモリ１４に記憶される。
【００２４】
治療システム１０の計画システム１６が、患者の標的及び／又はリスク臓器についての、３次元及び／又は４次元の画像セットなどの、１又は複数の計画画像を受信する。一般に、計画画像を、画像メモリ１４を介して画像化モダリティ１２から受信するが、他のソースが考えられる。以降で議論するが、計画画像を計画システム１６が用いて、治療計画を生成及び／又は更新する。
【００２５】
図２から図４に示すように、患者の計画画像を生成することに先行して、一般に、１若しくは複数のサロゲート１８、２０、２２、２４、及び／又は１若しくは複数の線量計２６、２８を、患者内部に埋め込む。サロゲート１８、２０、２２、２４はあるパターンで患者内部に埋め込まれ、そのパターンは動き構造（motion  structure；ＭＳ）を定義する。ＭＳの形状は、サロゲート１８、２０、２２、２４の形状によって、及び／又はサロゲート１８、２０、２２、２４間の空間的関係によって定義される。サロゲート１８、２０、２２、２４は、患者の標的３０及び／又は１若しくは複数のリスク臓器（organs  at  risk；ＯＡＲｓ）３２、３４の、代用物として動作する。標的３０は、放射線ビームによって治療されるべき腫瘍を含む、臓器又は他の組織領域である。線量計２６、２８は、例えば、シリコン・ダイオードの線量計、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）の線量計、及び他の電子ポイントのような線量計であってよい。ＭＯＳＦＥＴ線量計は、約２ｍｍのフットプリントを有しうる。サロゲート１８、２０、２２、２４は、例えば、光ファイバ１８、２０、及び／又は電磁（ＥＭ）トランスポンダ２２、２４であってよい。光ファイバ１８、２０の各々は、光ファイバの端にミラー３６、３８を含む。
【００２６】
いくつかの実施形態において、光ファイバ１８、２０は複数のファイバを含み、それぞれが患者の標的及び／又は１若しくは複数のＯＡＲを表す。さらに、いくつかの実施形態において、光ファイバ１８、２０は、複数のファイバから成る１又は複数のファイバグループを含み、各グループが患者の標的及び／又は１若しくは複数のＯＡＲを表す。外科的な難しさのレベルと光ファイバ１８、２０の特性とが、光ファイバ１８、２０の空間的な位置決め及び形状を決定づける。直径が１０〜１５ｍｍ又は３０〜５０ｍｍのファイバループが考えられる。
【００２７】
図２及び図３の例を参照すると、光ファイバ１８、２０は、ＭＳを定義するあるパターンで患者内部に埋め込まれ、標的３０及び／又はＯＡＲ３２、３４の代用物として動作する。より詳細には、図２は、光ファイバ１８が標的３０の代用物として動作する例を示し、図３は、光ファイバ２０が標的３０及びＯＡＲ３２、３４の代用物として動作する例を示す。さらなるサロゲート（例えば、光ファイバやＥＭトランスポンダなど）及び／又は線量計を追加的に埋め込んでもよい。
【００２８】
図４の例を参照すると、ＥＭトランスポンダ２２、２４が、患者内部に埋め込まれ、標的３０及び／又はＯＡＲ３２、３４の代用物として動作する。さらに、線量計２６、２８が、標的３０及び／又はＯＡＲ３２、３４の線量測定データを生成する。より詳細には、図４は、ＥＭトランスポンダ２２、２４がＯＡＲ３４の代用物として動作し、線量計２６、２８がＯＡＲ３４の線量測定データを生成する例を示す。さらなるサロゲート（例えば、光ファイバやＥＭトランスポンダなど）及び／又は線量計を追加的に埋め込んでもよい（例えば、ＯＡＲ３２用や標的３０用など）。
【００２９】
図２〜図４に戻ると、より一般的に、いくつかの実施形態において、無線送信機４０が患者内部にさらに埋め込まれて、線量計２６、２８が生成する線量測定データを送信する。線量測定データは、リアルタイムの一時的又は累積的な線量測定を含む。そうした実施形態において、無線送信機４０は、適切に自立している。換言すると、無線送信機４０は、バッテリなどの電源を含む。
【００３０】
サロゲート１８、２０、２２、２４及び／又は線量計２６、２８、並びに無線送信機４０を、標的３０、ＯＡＲ３２、３４、並びに標的３０及び／又はＯＡＲ３２、３４に隣接する組織のうち、１又は複数に直接貼り付けてよい。例えば、光ファイバ１８、２０を、標的３０及び／又はＯＡＲ３２、３４の周囲に巻きつけてよい。しかしながら、いくつかの実施形態において、サロゲート１８、２０、２２、２４、線量計２６、２８、及び無線送信機４０のうち少なくともいくつかを、シュリンクラップ４２を用いて貼り付ける。そのシュリンクラップ４２は、典型的にはシルクベースのフィルムであって患者内部に埋め込まれるものであり、その一例を図４に示す。
【００３１】
シュリンクラップ４２は、標的３０、ＯＡＲ３２、３４、並びに標的３０及び／又はＯＡＲ３２、３４に隣接する組織のうち、１又は複数を、全体的又は部分的に覆ってよい。例えば、前立腺がんにおいて、前立腺、又は前立腺、膀胱及び直腸のうちいくつかの組み合わせを包むように、シュリンクラップ４２を作成してよい。さらに、シュリンクラップ４２は連続的であってよく、かつ／あるいは、シュリンクラップ４２を複数の個別パッチ４４、４５、４６、４７、４８から形成してよい。前者について、シュリンクラップ４２は、標的３０及び／又は少なくとも１つのＯＡＲ３２、３４のうち、全体又は一部の周囲を包んでよい。後者について、典型的には、無線送信機４０をパッチ４４、４５、４６、４７、４８が共有する。
【００３２】
シュリンクラップ４２を埋め込むために、どんな手法も用いてよい一方で、シュリンクラップ４２の埋め込みは、一般に、シュリンクラップ４２を折り畳み、それを腹腔鏡技術（すなわち、最小限に侵襲的な、会陰を超える（transperineal）手法）により体内へと導入することによって実現される。視覚的な又は他の誘導下で、所望の解剖学的位置にシュリンクラップ４２をナビゲートした後、標的３０、ＯＡＲ３２、３４、並びに標的３０及び／又はＯＡＲ３２、３４に隣接する組織のうち１又は複数を（完全に又は部分的に）包むように、あるいはその１又は複数に（完全に又は部分的に）順応するように、シュリンクラップ４２を作成してよい。シュリンクラップ４２がシルクベースのフィルムである場合、それを生理食塩水に接触させることによって、これを実行する。生物‐非生物のインタフェースにおける毛細管力が、組織周囲での高度に共形的な包み込みを確実にする。
【００３３】
サロゲート１８、２０、２２、２４、線量計２６、２８、及び無線送信機４０のうち少なくともいくつかを、埋め込みに先行してシュリンクラップ４２に貼り付けてよく、かつ／あるいは、シュリンクラップ４２の埋め込み後に貼り付けてよい。後者について、腹腔鏡技術を用いて埋め込みを行ってよい。
【００３４】
図１に戻ると、計画システム１６は、計画画像を受信することに加えて、一般に、線量測定データ及び／又は動きデータを受信する。計画システム１６は、線量計２６、２８から線量測定データを受信する。典型的には、例えば無線送信機４０から、線量測定データを無線で受信するが、線量計２６、２８への物理的な接続から線量測定データを受信することも考えられる。さらに、計画システム１６は、サロゲート１８、２０、２２、２４を用いる１又は複数の動きセンサ５０から動きデータを受信して、動きデータを生成する。動きセンサ５０は、サロゲート１８、２０、２２、２４のタイプに依存して、物理的に及び／又は無線で、サロゲート１８、２０、２２、２４とインタフェースをとってよい。例えば、動きセンサ５０は、典型的には、光ファイバ１８、２０と物理的にインタフェースをとり、ＥＭトランスポンダ２２、２４と無線でインタフェースをとる。
【００３５】
図２に示すように、動きセンサ５０は光ファイバ１８に取り外し可能に接続されて、光ファイバ１８の位置及び形状を決定する。動きセンサは、光ファイバ１８を照らすマルチスペクトルの光源５２を含む。光ファイバ１８のミラー３６が光を反射し、その光は、ビームスプリッタ５４によって光検出器５６へと向けられ、解析器回路５８によって解析される。解析器回路５８は、反射された光の解析を通じて、光ファイバ１８の位置及び形状を示す動きデータを生成する。動きセンサ５０は、光ファイバとインタフェースをとる動きセンサ５０のそれぞれの例示である。
【００３６】
計画画像と、いくつかの実施形態においてはサロゲート１８、２０、２２、２４及び／又は線量計２６、２８がそれぞれ生成する動きデータ及び／又は線量測定データと、を用いて、計画システム１６は、患者の治療計画を生成及び／又は更新する。この際、計画システム１６を、適応的な計画に用いてよい。治療計画を容易にするために、計画システム１６は、セグメンテーションモジュール６０、ディスプレイモジュール６２、最適化モジュール６４、動きモジュール６６、及び線量測定モジュール６８のうち１又は複数を含む。
【００３７】
セグメンテーションモジュール６０を用いて、標的３０と、随意にＯＡＲ３２、３４とを含む計画画像において、領域を識別及び描出する。計画画像が４次元の画像セットを定義する場合、計画画像の全ての相において領域を識別及び描出する。領域は、典型的には、その領域を囲む輪郭によって描出される。識別及び描出は、手動で行ってよく、かつ／あるいは、自動で行ってよい。前者について、セグメンテーションモジュール６０はディスプレイモジュール６２と協働して、臨床医が領域相互間を手動で識別及び描出することを可能にする。後者について、コンピュータアルゴリズムを用いてよい。
【００３８】
サロゲート１８、２０、２２、２４及び／又は線量計２６、２８を用いる場合などの、いくつかの実施形態において、セグメンテーションモジュール６０をさらに用いて、計画画像内のサロゲート１８、２０、２２、２４及び／又は線量計２６、２８を識別及び描出する。計画画像が４次元の画像セットを定義する場合、計画画像の全ての相において領域を識別及び描出する。例えばポイントベースのマーカ、及び／又は輪郭を用いて、サロゲート１８、２０、２２、２４及び／又は線量計２６、２８の構造寸法に依存して、計画画像内にサロゲート１８、２０、２２、２４及び／又は線量計２６、２８を描出してよい。例えば、光ファイバ１８、２０を描出するために輪郭を用いてよく、線量計２６、２８及び／又はＥＭトランスポンダ２２、２４を描出するためにポイントベースのマーカを用いてよい。前述のように、手動で識別を行ってよく、かつ／あるいは、自動で識別を行ってよい。前者について、ディスプレイモジュール６２との協同によって識別を実行する。後者について、コンピュータアルゴリズムを用いて識別を実行する。
【００３９】
計画画像においてサロゲート１８、２０、２２、２４を自動的又は半自動的に識別する１つの手法が、動きデータを用いる。患者を治療カウチ７０にセットアップし、適用可能なところであればどこでも、動きセンサ５０をサロゲート１８、２０、２２、２４に接続する。例えば、動きセンサ５０を光ファイバ１８に接続する。次いで、サロゲート１８、２０、２２、２４の動きデータを受信して、それから、種々の平面（すなわち、横断面、矢状面及び前頭面）上でその動きデータを用いて、サロゲート１８、２０、２２、２４の位置及び形状を決定する。動きデータを、計画画像の生成に時間的に最も近いように、適宜収集する。サロゲート１８、２０、２２、２４の位置及び／又は形状を決定することは、サロゲートのタイプに依存して変化する。しかしながら、ＥＭトランスポンダの位置は、三角測量などの周知の手法を用いて決定してよく、光ファイバの位置及び形状は、ファイバ・ブラッグ・グレーティング（fiber  Bragg  grating；ＦＢＧ）の原理を用いて決定してよい。
【００４０】
どんな実装のＦＢＧ原理を用いてもよく、例えば、波長分割多重分散型センシング、時間波長分割多重分散型センシング、干渉法による検出、振幅ベースの特有の散乱などを含む。例えば、光ファイバの形状はその長さに沿ったどんな空間的位置においても、ファイバ内に生じる内部歪みに依存しており、ブラッグ波長は、この歪みの影響を受ける。したがって、同等の位置及びブラッグ波長の、３つの類似するＦＢＧにおける歪みであって、３つのファイバから成るグループのうちの各ファイバにおける歪みを、局所的な屈曲を計算するために用いてよい。これを、類似するＦＢＧのさらなるグループに、ファイバグループの長さに沿って、別のブラッグ波長を用いて拡張すると、ファイバグループの長さに沿った多数の位置における局所的な屈曲が、解析部回路５８によって決定される。局所的な屈曲と、ファイバグループの長さに沿ったＦＢＧ位置の事前知識とを組み合わせると、ファイバグループの形状が推定される。図５を参照すると、光ファイバ７２がその長さに沿って複数のＦＢＧ７４を有していることが示されている。
【００４１】
ＦＢＧは、少なくとも４０μｍの空間分解能と、少なくとも２００Ｈｚの時間分解能とを与える。さらに、ＦＢＧは、光源から１ｍの距離において０．５ｍｍ以下の精度を与え、光源からの距離が減少するにつれて、その精度は線形に増加する。ＥＭトラッキングとは対照的に、光ファイバセンシングは空間的にも時間的にも優れている。ＥＭトラッキングの利用における空間分解能は、限られた数のＥＭトランスポンダ、例えば３個を使用することに起因して、一般に非常に低い。さらに、ＥＭトラッキングの時間分解能は、一般に約１０Ｈｚであり、光ファイバセンシングと比較した場合に低い。ＥＭトラッキングのトラッキング精度は典型的には約１ｍｍである。
【００４２】
いったんサロゲート１８、２０、２２、２４の位置及び／又は形状が識別されると、動きセンサ５０の座標フレームから計画画像の座標フレームへの１又は複数の変換が決定される。複数の動きセンサが存在し、それぞれが異なる座標フレームを有する場合、その動きセンサ５０に対応する複数の変換が決定される。変換は一般に、レジストレーション・アルゴリズムを用いて自動的に決定される。しかしながら、手動で、及び／又は半自動的に変換を決定してよいということも考えられる。変換の決定後、サロゲート１８、２０、２２、２４の位置及び／又は形状を、計画画像の座標フレームに変換する。
【００４３】
計画画像においてサロゲート１８、２０、２２、２４の位置及び／又は形状を識別することによって、ＭＳの基準の位置及び形状を決定することが可能となる。上述したように、ＭＳの形状を、サロゲート１８、２０、２２、２４の形状、及び／又はサロゲート１８、２０、２２、２４間の空間的関係によって定義する。サロゲート１８、２０、２２、２４がＥＭトランスポンダを含む場合、ＭＳの形状は、少なくとも部分的に、ＥＭトランスポンダ間の空間的関係によって定義される。この空間的関係は、ＭＳのＥＭ構造（EM  structure；ＥＭＳ）を定義する。サロゲートが光ファイバを含む場合、ＭＳの形状は、少なくとも部分的に、光ファイバの各グループの形状によって定義される。光ファイバのグループの形状は、ＭＳの光ファイバ構造（optical  fiber  structure；ＯＦＳ）を定義する。
【００４４】
いくつかの実施形態において、計画画像においてサロゲート１８、２０、２２、２４及び／又は線量計２６、２８を識別及び描出した後、光ファイバ１８、２０などの、サロゲート１８、２０、２２、２４及び／又は線量計２６、２８と、計画標的体積（planning  target  volume；ＰＴＶ）との間の空間的関係を決定する。同様にして、計画画像においてサロゲート１８、２０、２２、２４及び／又は線量計２６、２８を識別及び描出した後、サロゲート１８、２０、２２、２４及び／又は線量計２６、２８と、対応する標的及び／又はリスク臓器との間の空間的関係を決定する。
【００４５】
再び図１を参照すると、ディスプレイモジュール６２は、臨床医がポイントベースのマーカ、及び／又は輪郭を生成し、変更し、見ることのうち少なくとも１つをなすことを可能にする。その際、ディスプレイモジュール６２は、画像と、いくつかの実施形態においては対応するポイントベースのマーカ及び／又は輪郭とを、ディスプレイ装置７６上に表示する。次いで、臨床医は、１又は複数のユーザ入力装置７８を用いて、画像においてポイントベースのマーカ及び／又は輪郭を、生成及び／又は変更してよい。例えば、臨床医は、輪郭をサイズ変更するために、あるいはポイントベースのマーカを移動するために、マウスを用いてよい。追加的に又は代替的に、ディスプレイモジュール６２は、臨床医が、輪郭形成された領域に対する線量などの、計画パラメータを入力及び／又は定義することを可能にする。
【００４６】
最適化モジュール６４は、一般にセグメンテーションモジュール６０及び／又はディスプレイモジュール６２が生成する、少なくとも標的３０及び／又はＯＡＲ３２、３４の輪郭と計画パラメータとを、入力として受信する。最適化モジュール６４は、放射線吸収を示す減衰マップ、標的３０及び／又はＯＡＲ３２、３４の累積的な動きパターン、投与された線量分布などの、他の関連する入力を随意に受信する。その入力に基づいて、最適化モジュール６４は、計画パラメータ及び任意の他の関連する入力に従って、治療計画を生成及び／又は更新する。治療計画は、複数の治療フラクションと放射線を受けるべきＰＴＶとを適宜含む。最適化モジュール６４が生成及び／又は更新する治療計画を、１又は複数の治療メモリ８０に適宜記憶する。
【００４７】
いくつかの実施形態において、動きデータ及び／又は線量測定データを受信した場合、最適化モジュール６４は、少分割照射手法を用いて治療計画を生成する。例えば、少分割照射手法は、５〜６の治療フラクションに及んでよく、治療フラクションあたりに投与される線量の重要度がより高くなることに起因して、それぞれのフラクションが典型的なフラクション手法におけるよりも重要度がより高くなることを前提としてよい。光ファイバセンシング及び／又はリアルタイムの線量計の高い時間分解能及び空間分解能が、標的の動きパターン及び／又は投与された線量分布に関する詳細な情報の収集を可能にする。同様に、これは、少分割照射に対して重要である、治療計画のマージンの減少を可能にする。動きによって誘発される投与誤差が、もしあれば、少分割照射においてより大きくなるであろうからである。治療計画の期間中、光ファイバ１８、２０などの埋め込みに起因して患者に対して生じる身体的不快感は、３０〜３５のフラクションを含む標準の治療計画と比較して、最小限になるであろう。
【００４８】
動きモジュール６６は、いくつかの実施形態において、他のモジュールと共に動作して、動き補償された治療計画の生成を容易にする。患者を治療カウチ７０にセットアップし、適用可能なところであればどこでも、動きセンサ５０をサロゲート１８、２０、２２、２４に接続する。例えば、動きセンサ５０を光ファイバ１８に接続する。次いで、ＭＳの位置及び形状を、上述したように、１０分などの所定の時間、周期的及び／又は連続的に決定する。臨床医は、自身が患者の動きパターンを観察するのに必要と思う時間である、その所定の時間を選択する。いくつかの実施形態において、その所定の時間は患者固有である。
【００４９】
次いで、それぞれの決定について、ＭＳの剛体運動を推定する。これは、適宜、ＭＳの決定された位置及び形状と、ＭＳの基準の位置及び／形状とを比較することを含んで、それらの間の動きを評価する。剛体運動には、例えば、並進及び回転を含む。いくつかの実施形態において、追加的又は選択的に、非剛体運動を用いる。動き推定を計画画像において各標的又はＯＡＲの位置に適用して、動き補償された位置を得る。各標的及び／又はＯＡＲに対する、確率密度関数などの累積的な動きパターンを、それについての動き補償された位置を累算することによって決定する。ＭＳの位置及び形状の決定が多くなればなるほど、累積的な動きパターンはより正確になる。
【００５０】
いったん累積的な動きパターンが生成されると、それらは、治療計画を生成及び／又は更新するために、最適化モジュール６４に与えられる。例えば、最適化モジュール６４は、累積的な動きパターンを用いて、各治療フラクションについて、動き補償された線量分布を計画する。計画した線量分布を、対応する累積的な動きパターンを用いて畳み込みすることによって、動き補償された線量分布を生成してよい。例えば、あるフラクションについての線量分布を、放射線を受けるべき標的に対応する累積的な動きパターンを用いて畳み込みする。
【００５１】
動きモジュール６６は、いくつかの実施形態において、さらに他のモジュールと共に動作して、患者に投与された線量についての動き補償された推定の生成を容易にする。患者を治療カウチ７０にセットアップし、適用可能なところであればどこでも、動きセンサ５０をサロゲート１８、２０、２２、２４に接続する。治療計画を実行しながら、上述したように、周期的及び／又は連続的に、ＭＳの位置及び形状を決定する。次いで、上述したように、各標的及び／又はＯＡＲについて、フラクション固有の累積的な動きパターンを生成する。いくつかの実施形態において、累積的な動きパターンは、治療投与前に収集されたサンプルを考慮する。
【００５２】
次いで、累積的な動きパターンを、対応する計画した線量分布を用いて畳み込みする。例えば、あるフラクションの累積的な動きパターンを、そのフラクション用に計画した線量分布を用いて畳み込みする。それから、動き補償された線量分布を累算して、患者に投与された線量についての動き補償された推定を得る。動き補償された推定を、治療計画の実行中、又は治療計画の実行後に決定してよいということが、考えらえれる。動き補償された推定を治療計画の実行中に決定する限り、実行されているフラクションの量用に調整されている計画した線量分布を用いて、現在のフラクションについての累積的な動きパターンを畳み込みする。
【００５３】
患者に投与された線量についての動き補償された推定を、過去の治療の分析に用いてよい。例えば、推定又は投与された線量分布を、計画した線量分布と比較してよい。さらに、患者に投与された線量についての動き補償された推定を、治療計画の更新を容易にするために用いてよい。例えば、投与された線量分布についての動き補償された推定を、治療計画の再最適化のために、最適化モジュール６４に渡してよい。更新は、治療フラクションの実行中にリアルタイムで行ってよく、治療フラクション後に行ってよく、あるいは治療計画の実行中のどんな他の時点で行ってもよいということが、考えられる。
【００５４】
線量測定モジュール６８を、投与線量分布の推定を決定するために用いてよい。治療フラクションの投与中、線量測定モジュール６８は、線量計２６、２８から、リアルタイムの線量測定データを受信する。線量測定データを、治療フラクション中に連続的及び／又は周期的に受信してよいということが、考えられる。計画画像における線量計の既知の位置を用いて、投与された線量分布の推定を行ってよい。その推定は上述したように、動きを補償してよいということが、さらに考えられる。
【００５５】
投与された線量分布の推定を、過去の治療の分析に用いてよい。計画した線量分布と投与された線量分布の推定とを比較することによって、線量投与の有効性を判定してよい。さらに、投与された線量分布の推定を、治療計画を生成及び／又は更新するために用いてよい。例えば、投与された線量分布の推定を、治療計画の再最適化のために、最適化モジュール６４に渡してよい。更新は、治療フラクションの実行中にリアルタイムで行ってよく、治療フラクション後に行ってよく、あるいは治療計画の実行中のどんな他の時点で行ってもよいということが、考えられる。
【００５６】
さらに、線量測定モジュール６８を、治療フラクション中、動きセンサ５０からの動きデータと、線量計２６、２８からの線量測定データとを相関させるために用いてよい。例えば、投与された線量分布の推定、及びＭＳの対応する位置及び形状を、連続的に決定すること、治療フラクション中に所定の回数決定すること、及び治療フラクション中に所定の割合決定することのうち、１又は複数を行ってよい。次いで、推定と現在の位置及び形状とを、例えばタイムスタンプを用いて、相関させてよい。
【００５７】
相関させた推定と現在の位置及び形状とを用いて、治療計画からの最大の線量測定ずれをもたらす臓器位置を決定してよい。例えば、ＭＳの現在の位置及び形状を、投与された線量分布についての動き補償された推定を生成するために用いてよい。次いで、投与された線量分布についてのこれらの動き補償された推定を、最大の線量測定ずれをもたらす臓器位置を決定するために、計画した線量分布と比較してよい。相関させたセット（典型的には複数）のうち少なくとも１つにわたって線量測定ずれを合計することと、その合計を高から低まで閾値化又はランク付けすることとによって、最大の線量測定ずれをもたらす臓器位置を決定してよい。
【００５８】
相関させた推定と現在の位置及び形状とを用いて、さらに、特定の動きパターンと、元の治療計画からの結果的な線量測定ずれとの間の患者固有の関係を決定してよい。その関係は、受け入れ難い線量測定ずれを生み出すそうした動きパターンの影響を受けやすい治療計画の生成及び／又は更新を可能にする。
【００５９】
臓器位置及び／又は患者固有の関係を、治療計画を生成及び／又は更新するために、最適化モジュール６４が使用してよい。例えば、臓器位置及び／又は患者固有の関係を、データベースに追加してよく、同様の患者及び／又は類似の患者に対する治療計画の生成及び／又は更新を改良するために用いてよい。地方、国などの、人口動態及び／又は地域性に基づいて、類似性を評価してよい。
【００６０】
患者の治療セッションに対してスケジュールされた日時に、治療投与装置８２が、患者への治療を投与する。アブレーション療法及び／又は小線源療法などの治療には、Ｘ線、プロトン、高密度焦点式超音波（ＨＩＦＵ）、及び類似のもののうち１又は複数を含む放射線を含んでよい。治療投与装置８２を、治療制御システム８４が治療計画に従って適宜制御し、随意に、治療フラクション間及び／又は治療フラクション中に更新する。その療法による治療計画を、例えば治療メモリ８０から受信してよい。
【００６１】
いくつかの実施形態において、治療制御システム８４は、位置合わせモジュール８６を含んで、動きセンサ５０及び／又は線量計２６、２８から受信した動きデータ及び／又は線量測定データを用いて、患者の、対応する治療計画の座標フレームへの位置合わせを容易にする。位置合わせを、例えば治療フラクション前にオフラインで行い、かつ／あるいは、例えば治療フラクション中にリアルタイムで行うということが、考えられる。追加的又は代替的に、治療制御システム８４は、患者が位置合わせから外れた場合に治療フラクションの停止を容易にする、安全モジュール８８を含む。
【００６２】
患者の、対応する治療計画の座標フレームへの位置合わせを容易にするために、患者を治療カウチ７０にセットアップし、適用可能なところであればどこでも、動きセンサ５０をサロゲート１８、２０、２２、２４に接続する。前述したように、ＭＳの現在の位置及び形状を決定する。ユーザ入力装置９０若しくは周期タイマによってトリガされるイベントなどのイベントに応じて、又は連続的に、現在の位置及び形状を決定してよい。典型的には、位置合わせをオフラインで行う場合、ＭＳの現在の位置及び形状を一般に１回決定する。さらに、典型的には、位置合わせをリアルタイムで行う場合、ＭＳの現在の位置及び形状を周期的又は連続的に決定する。
【００６３】
ＭＳの現在の位置及び形状を決定すると、その現在の位置及び形状を、ＭＳの基準の位置及び形状と、比較及び照合する。その比較を、自動的に行ってよく、かつ／あるいは、手動で行ってよい。後者について、現在の位置及び形状と基準の位置及び形状とを、ディスプレイ装置９２にグラフィックに表現してよい。いくつかの実施形態において、そのグラフィック表現を、例えば種々の色、線のパターンなどを用いて、重ね合わせ及び／又は符号化する。ＭＳの現在の位置及び形状を周期的又は連続的に決定する場合、そのグラフィック表現を、同様に、周期的又は連続的に更新する。
【００６４】
追加的に、又は代替的に、治療フラクションを実行している間にリアルタイムでの患者の位置合わせを容易にするために、上述したように決定される、線量計２６、２８の線量測定データからの現在の投与された線量分布を、計画した線量分布と比較する。ユーザ入力装置９０若しくは周期タイマによってトリガされるイベントなどのイベントに応じて、又は連続的に、現在の投与された線量分布を決定してよい。その比較を、自動的に行ってよく、かつ／あるいは、手動で行ってよい。後者について、現在の線量分布と計画した線量分布とを、ディスプレイ装置９２にグラフィックに表現してよい。いくつかの実施形態において、そのグラフィック表現を、例えば種々の色、線のパターンなどを用いて、重ね合わせ及び／又は符号化する。現在の線量分布を周期的又は連続的に決定する場合、そのグラフィック表現を、同様に、周期的又は連続的に更新する。
【００６５】
ＭＳの現在の位置及び形状とＭＳの基準の位置及び形状との間のずれ、並びに／又は、現在の線量分布と計画した線量分布との間のずれは、標的３０及び／又はＯＡＲ３２、３４が計画画像においてそれらの位置から移動したという目安である。これは、呼吸などの患者の動きに起因する可能性があり、あるいは患者が治療カウチ７０に正しく位置合わせされていないためである可能性がある。大幅な、繰り返し発生するずれが、再画像化及び再計画の必要性を示すであろう。それに応じて、患者を比較に基づいて再位置合わせする。いくつかの実施形態において、患者を再位置合わせする方法について、音声の及び／又は視覚的な指示を与える。例えば、ある視覚的な指示をディスプレイ装置９２に表示してよく、患者を左に移動させる必要があることを示す。さらに、いくつかの実施形態において、患者を自動的に再位置合わせする。これは、治療カウチ７０、又は治療を投与する治療投与装置８２を移動させることを含んでよい。双方のケースにおいて、電動機、油圧技術などのうち１又は複数を用いてよい。
【００６６】
患者が位置合わせから外れた場合の治療フラクションの停止を容易にするために、ＭＳの現在の位置及び形状と、ＭＳの計画した位置及び形状とを、上述したように、手動で、又は自動的に比較する。追加的に、又は代替的に、上述したように決定される、線量計２６、２８の線量測定データからの現在の投与された線量分布を、計画した線量分布と比較する。手動の比較を行う場合、治療フラクションを投与する臨床医の責任で、ユーザ入力装置９０を用いてそれを停止する。自動的な比較を行うことを仮定すると、治療を投与する臨床医が設定する閾値をずれが超えた場合に、治療フラクションを手動で又は自動的に停止してよい。閾値は、患者に悪影響を与えるリスクに比例し、標的３０又はＯＡＲ３２、３４、及び相当のものなどに対して計画した線量を投与することに失敗する。いくつかの実施形態において、臨床医は、彼らが許容できると思うリスクのレベルで閾値を設定する。他の実施形態において、閾値は線量マップに基づいて可変である。例えば、ある特定の方向における動きが他よりも重要度が低い場合、閾値はその方向においてより大きくあってよい。手動の停止について、いつフラクションを停止すべきかについての音声の及び／又は視覚的な指示が考えられる。例えば、視覚的な指示をディスプレイ装置９２に表示してよく、そのフラクションをユーザ入力装置９０を介して停止する必要があることを示す。
【００６７】
いくつかの実施形態において、計画した標的及び／又はＯＡＲと現在の標的及び／又はリスク臓器との間の空間的関係を決定する。標的３０及びＯＡＲ３２、３４の現在の位置及び形状を、ＭＳの現在の位置及び形状から決定する。空間的関係が所定の閾値を超えて逸脱する場合、治療フラクションを停止する。所定の閾値は、臨床医が適切に設定し、ＯＡＲに放射線を当てるリスク、又は標的に過少量投与するリスクに比例する。したがって、臨床医は、許容されるリスクの最大限のレベルで所定の閾値を設定する。有利なことに、上記のような空間的な比較は、標的がＰＴＶから抜け出ていると思われる場合、あるいはＯＡＲがＰＴＶに入っている場合、治療介入を可能にする。
【００６８】
治療ビームは、標的３０及び／又はＯＡＲ３２、３４の計画した位置に焦点合わせされる。呼吸及び他の形態の患者の動きにより、標的３０及び／又はＯＡＲ３２、３４の実際の位置が、計画とは異なることになる。例えば、標的３０は、放射線ビームの外に部分的に又は完全に移動し、ＯＡＲ３２、３４は、放射線ビームの中に部分的に又は完全に移動する。標的及びＯＡＲの位置を、ＭＳの現在の位置及び形状から決定する。一実施形態において、標的３０がビームの外に部分的に移動した場合、あるいはＯＡＲ３２、３４がプリセットの許容範囲を超えてビームの中に部分的に移動した場合はいつでも、放射線ビームのゲートをオフにする（gated  off）。標的３０が元のビーム軌道の中へと移動し、あるいはＯＡＲ３２、３４がビーム軌道の外へ移動した場合、ビームのゲートを再びオンにする。別の実施形態において、ゲートをＯＮ／ＯＦＦするのではなく、放射線ビームの強度を調節する。別の実施形態において、放射線ビーム軌道をリアルタイムで調整して、標的３０へ焦点を合わせたまま、ＯＡＲ３２、３４を回避する。
【００６９】
ビーム強度と、（１）線量測定データを用いて決定される投与された線量分布の推定、及び（２）動きデータを用いて決定されるＭＳの現在の位置及び形状（したがって、標的３０及びＯＡＲ３２、３４の位置）のうち１又は複数と、を計画システム１６に与えて、治療フラクション中に、標的３０及び／又はＯＡＲ３２、３４に実際に投与された放射線量を表す、投与された線量分布を計算する。投与された線量分布と計画した線量分布とを比較することによって、計画システム１６は、後続のフラクション、又は同一のフラクションの残りの部分について、治療計画に対する調整を計算する。
【００７０】
計画システム１６及び治療制御システム８４は、１又は複数のメモリ９４、９６と、１又は複数のプロセッサ９８、１００とを含む。メモリ９４、９６は、セグメンテーションモジュール６０、ディスプレイモジュール６２、最適化モジュール６４、動きモジュール６６、線量測定モジュール６８、位置合わせモジュール８６、及び安全モジュール８８に関連付けられた機能を含め、計画システム１６及び治療制御システム８４に関連付けられた機能を実行する、実行可能命令を記憶する。プロセッサ９８、１００は、メモリ９４、９６上に記憶された実行可能命令を実行する。特定の実施形態において、計画システム１６及び／又は治療制御システム８４は通信ユニット１０２、１０４を含み、ローカルエリアネットワーク又はインターネットなどの通信ネットワーク及び／又はデータバスを介して、例えば、互いと、画像メモリ１４と、及び治療メモリ８０と通信する。
【００７１】
治療計画の投与後、サロゲート１８、２０、２２、２４、線量計２６、２８、及び無線送信機４０などの埋め込まれたものを、患者から除去する。これを、腹腔鏡技術（すなわち、最小限に侵襲的な、会陰を超える手法）を用いて行ってよい。シュリンクラップ４２を用いる場合、シュリンクラップ４２は一般に、除去する必要がないように、生物分解可能である。しかしながら、それが生物分解可能でない限り、埋め込まれたものと共に除去される。
【００７２】
図６を参照して、ＯＦＳから成るＭＳを用いる治療計画用の方法１５０を与える。計画システム１６及び／又は治療制御システム８４のプロセッサ９８、１００が、方法１５０を適切に実行する。標的及び／又は１若しくは複数のＯＡＲについての１又は複数の計画画像を、例えば画像化モダリティ１２から生成する（１５２）。さらに、患者内部に埋め込まれた少なくとも１つの光ファイバの位置及び形状を示す光学的動きデータを、例えば動きセンサ５０から受信する（１５４）。その少なくとも１つの光ファイバは、標的及び／又はＯＡＲの代用物として動作する。計画画像上のＯＦＳと光学的動きデータとの間の空間的関係を決定する（１５６）。標的及び／又はＯＡＲの位置、形状、及び空間的一致を、これらの関係から決定する。
【００７３】
計画画像と、随意にＯＦＳの位置及び形状と、に基づいて、計画線量マップと治療計画とを、例えば最適化モジュール６４を用いて生成する（１５８、１６０）。次いで、生成された治療計画の治療フラクションを、治療投与装置８２を用いて実施して（１６２）、計画した線量の治療、大抵は放射線治療を投与する。さらに、治療フラクションを実施しながら、現在のＯＦＳ、標的及びＯＡＲの位置及び形状を、光学的動きデータを用いて決定する（１６４）。
【００７４】
いくつかの実施形態において、その決定された位置及び形状を、計画した線量マップ及び治療計画と共に用いて、治療フラクションの実施中の動きを考慮した、投与された線量マップを計算する（１６６）。投与された線量マップを、計画した線量マップと比較し（１６８）、治療計画の投与中に治療計画を再生成する（１６０）ことに用いてよい。さらに、いくつかの実施形態において、決定された位置及び形状を、計画上の位置及び形状とさらに比較し（１７０）、治療ビームが標的上にあるかどうかに関する判定（１７２）を行う。治療ビームが標的上にない場合、その放射線ビームが元の標的上に戻るか、あるいはビームの軌道が適切に調整される（１７４）まで、放射線ビームのゲートをオフにする（１７４）。治療ビームが標的上にある場合、現在の治療フラクションを続行する（１７６）。
【００７５】
図７〜８を参照すると、１又は複数の線量計（DM）２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２を備えたベスト２００が患者２１４に取り付けられている。本書において、「ベスト」は、衣類、布、又は類似のものなどの、患者に密着可能である構成を含意する。図７は、第１の視点からのベスト２００の第１の側面を示す。図８は、図７の視点とは反対の視点から、第１の側面とは反対の、ベスト２００の第２の側面を示す。ベスト２００は、実質的にいかなる形状であってもよく、ベルトの形状（図示のもの）などであってよい。
【００７６】
ベスト２００の線量計２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２は、図１〜５の埋め込まれた線量計２６、２８と実質的に同一である。さらに、ベスト２００は、図１〜５の治療システム１０と共に適宜用いられる。治療システム１０において、埋め込まれた線量計２６、２８が生成する線量測定データが、ベスト２００の線量計２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２が生成する線量測定データの代わりとなってよい。したがって、ベスト２００の線量計２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２からの線量測定データを、患者のセットアップ及び位置確認、並びに／又は適応的な治療の計画及び投与に用いてよい。埋め込まれた線量計２６、２８とは対照的に、ベスト２００の線量計２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２は、有利なことに、治療前の侵襲的処置をまったく必要としない。
【００７７】
典型的には、ベスト２００の線量計２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２は、１又は複数のペアを含んで、線形粒子加速器（linear  particle  accelerator；ＬＩＮＡＣ）などの治療投与装置８２（図１に示す）から出てくる個別の放射線ビームの入口（entry）線量及び出口（exit）線量を測定する。さらに、各ペアは、典型的に、前面及び背面などの、ベスト２００の相対する側面上に線量計を含む。例えば、図７及び図８に示すように、線量計２０２を線量計２０８とペアにし、線量計２０４を線量計２１０とペアにし、線量計２０６を線量計２１２とペアにする。ビームは一般に、前後及び左右の直交方向における、いかなる角度であってもよいため、直径方向に向かい合う線量計２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２をペアにする必要があるであろう。ベスト２００を用いて、治療制御システム８４は、計画した線量が患者に正確に投与されることを保証する。例えば、図１〜５の位置合わせモジュール８６及び安全モジュール８８は、ベスト２００の線量計２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２が生成する線量測定データを用いてよい。
【００７８】
ベスト２００、及び／又は線量計２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２の位置決めを、患者２１４の標的３０及び／又はＯＡＲ３２、３４に合わせてよい。例えば、１又は複数の線量計、典型的には１又は複数のペアを、標的３０及び／又はＯＡＲ３２、３４に対応する配置へとグループ化してよい。次いで、配置を、対応する標的及び／又はＯＡＲに合わせてよい。図７及び図８の例において、第１の配置を患者２１４の前立腺に合わせる。患者２１４へのカスタマイズを容易にするために、線量計２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２は典型的に、ベスト２００に取り外し可能に接続される。例えば、線量計２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２を、例えばベルクロ及び／又はメカニカル・ファスナーを用いて、ベスト２００に接続してよい。線量計２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２を、線量計がある位置から別の位置へと容易にスライドすることが可能となるレールを組み合わせる方式を用いて、ベスト２００に固定してよいということが、さらに考えられる。
【００７９】
上述したように、放射線ビームの入口及び／又は出口の線量を測定するために、線量計２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２を一般に配置する。したがって、治療投与装置８２からのビーム方向と一致するように、線量計２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２を一般に配置する。線量計２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２の位置を決定するために、上述したオフラインの位置合わせ手順を用いる。すなわち、治療投与装置８２の座標フレームを、計画画像の座標フレームと共に登録する。このレジストレーションを用いて、いかなるポーズの放射線ビームも、計画画像の空間に正確にマップすることが可能となる。したがって、各ビームの入口及び出口の正確な位置を患者の体にマップすることが可能となり、各ビームの入口及び出口の正確な位置を線量計２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２の位置決めに対して使用してよい。線量計２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２の位置決めを、自動的に行ってよく、かつ／あるいは手動で行ってよい。前者について、線量計２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２を、線量計２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２を適切に位置付けるモータに接続してよい。例えば、モータは、ベスト２００のレールに沿って、線量計２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２をスライドしてよい。
【００８０】
ビームの経路における線量計２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２の設置が、標的が受信する線量の減少に起因して懸念がある場合、線量計２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２を各ビームの出口経路だけに設置してよい。さらに、現在アクティブなビームの出口経路に対するただ１つの線量計、又は現在アクティブなビームの入口及び出口経路に対するただ１つのペアの線量計が、考えらえる。現在アクティブなビームの角度位置に依存して、所望されるように線量計を位置付けるために、ベスト２００に沿って線量計をスライドするか、又は位置付けるモータに、線量計を接続してよい。モータの座標フレームを、周知の手法を用いて治療投与装置８２の座標フレームに登録してよい。
【００８１】
図９を参照して、ベスト２００の別の例を与える。ベスト２００を、治療されるべき患者の標的の前立腺の周囲に位置付ける。ベストは、線量計２１６、２１８、２２０、２２２、２２４、２２６、２２８、２３０、２３２を含む。さらに、ビーム方向を、前立腺の線量計画２３４の横断ビュー上に重ね合わせ、ここで、線量計２１６、２１８、２２０、２２２、２２４、２２６、２２８、２３０、２３２を各ビームの出口経路に位置付ける。前立腺の線量計画２３４の種々の色が、種々の線量レベルに対応し、ここで、線量レベルは、前立腺の線量計画２３４の末梢から前立腺の線量計画２３４の中心へと増加する。前立腺の線量計画の投与中、線量計２１６、２１８、２２０、２２２、２２４、２２６、２２８、２３０、２３２は、患者に入る線量と出る線量とを測定する。既知のビーム方向と既知の線量計２１６、２１８、２２０、２２２、２２４、２２６、２２８、２３０、２３２の位置とを用いて、標的の前立腺に投与された線量を上述のように決定してよい。
【００８２】
本書において、メモリは、固定のコンピュータ読取可能媒体、磁気ディスク又は他の磁気記憶媒体、光ディスク又は他の光学記憶媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）又は他の電子メモリデバイス若しくはチップ若しくは動作可能に相互接続されたチップのセット、あるいはインターネット／イントラネットサーバであって、インターネット／イントラネット又はローカルエリアネットワークを介して、そのサーバから記憶されている命令を検索可能である、インターネット／イントラネットサーバなどのうち、１又は複数を含む。さらに、本書において、プロセッサは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、グラフィック処理装置（ＧＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、及び類似のもののうち、１又は複数を含む。ユーザ入力装置は、マウス、キーボード、タッチスクリーンディスプレイ、１個又は複数のボタン、１個又は複数のスイッチ、１個又は複数のトグル、及び類似のもののうち、１又は複数を含む。ディスプレイ装置は、ＬＣＤディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、投写型ディスプレイ、タッチスクリーンディスプレイ、及び類似のもののうち、１又は複数を含む。
【００８３】
本発明を、好適な実施形態を参照して説明してきた。変更及び調整が、前述の詳細説明を読んで理解した他者において生じるであろう。例えば、計画システム１６及び治療制御システム８４は同一システムであってよい。本発明は、そうした変更及び調整が別記の請求項又はその均等物の範囲内にある限り、すべてのそうした変更及び調整を含むと見なされるべきであることが、意図される。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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