(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に腫瘍学的処置システムのような処置システムであって、
前記処置システムが、診断イメージングシステムを有し、
前記診断イメージングシステムが、
検査空間に位置付けられる関心のある被検体の少なくとも一部の画像表現を提供する磁気共鳴イメージングシステムと、
前記関心のある被検体の前記一部の中のターゲットゾーンを局所的に加熱するハイパーサーミア装置と、
前記磁気共鳴イメージングシステム及び前記ハイパーサーミア装置を制御する制御ユニットと、
を有し、
診断イメージングが、それぞれ異なる温度で取得された前記ターゲットゾーンの画像表現を相関付けることによって、前記関心のある被検体の前記一部の診断画像表現を提供し、前記診断画像表現が、前記関心のある被検体の代謝の温度依存変化に関する情報を含み、
前記処置システムが更に、
前記ターゲットゾーン内の細胞を破壊するために前記関心のある被検体に処置を適用する処置モジュールであって、大強度線形加速器又は化学療法／薬物リリースモジュールである処置モジュールと、
前記診断イメージングシステムによって得られた前記診断画像表現に基づいて処置を適用するように前記処置モジュールを制御する制御モジュールと、
を有する、処置システム。
【請求項２】
前記制御ユニットは、前記ハイパーサーミア装置が不活性であるときに前記関心のある被検体の前記一部の画像表現を提供するように、前記ハイパーサーミア装置及び前記磁気共鳴イメージングシステムのパルス化された動作を実施する、請求項１に記載の処置システム。
【請求項３】
前記ハイパーサーミア装置は、超音波照射装置及び／又は高周波照射装置である、請求項１に記載の処置システム。
【請求項４】
前記関心のある被検体に造影剤を適用する適用モジュールを更に有する、請求項１に記載の処置システム。
【請求項５】
前記診断イメージングシステムが、前記関心のある被検体の前記部分の低酸素情報を含む、前記関心のある被検体の前記部分の診断画像表現を提供する、請求項１に記載の処置システム。
【請求項６】
前記制御モジュールが、前記関心のある被検体の前記一部の中のターゲットゾーンを局所的に加熱するように前記ハイパーサーミア装置を制御し、処置を適用するように前記処置モジュールを制御する、請求項１に記載の処置システム。
【請求項７】
磁気共鳴イメージングシステムをアップグレードするためのソフトウェアパッケージであって、
前記ソフトウェアパッケージが、関心のある被検体の一部の診断画像表現を提供する方法に従って前記磁気共鳴イメージングシステムを制御する命令を含み、前記方法が、
検査空間に位置付けられた関心のある被検体の少なくとも一部の画像表現を提供するステップであって、前記関心のある被検体の前記一部のターゲットゾーンが第１の温度を有する、ステップと、
前記ターゲットゾーンを局所的に加熱するステップと、
前記検査空間に位置付けられた前記関心のある被検体の前記一部の他の画像表現を提供するステップであって、前記一部のターゲットゾーンが第２の温度を有する、ステップと、
前記第１及び前記第２の温度を有する前記ターゲットゾーンを含む前記提供された画像表現を相関付けるステップと、
前記相関付けられた画像表現により前記関心のある被検体の前記一部の診断画像表現を提供するステップであって、前記診断画像表現が、前記関心のある被検体の代謝の温度依存変化に関する情報を含む、ステップと、
前記診断画像表現に基づいて、前記関心のある被検体の前記ターゲットゾーン内の細胞を破壊するために強度線形加速器又は化学療法／薬剤リリースモジュールによって処置投与を適用するステップと、
を有する、ソフトウェアパッケージ。
【請求項８】
前記相関付けられた画像表現により前記関心のある被検体の前記一部の診断画像表現を提供する前記ステップが、前記関心のある被検体の一部の低酸素領域を識別することを含む、請求項７に記載のソフトウェアパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に磁気共鳴イメージングのような診断イメージング、及び関心のある被検体内の細胞を破壊する処置の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）のような診断イメージングは、治療の分野において一層重要な問題になっている。特に、診断イメージングは、例えば国際公開第02/082995A1号公報に記述されるように、関心のある被検体の関心領域の癌性組織の効果的な処置を計画するために、癌処置において使用される。上述の文献に記述されるように、磁気共鳴（ＭＲ）装置は、線形加速器（ＬＩＮＡＣ）を使用した処置レジメンを計画するために使用される。スライス幅選択及び深さ選択のフィーチャは、人間又は動物のような生物である関心のある被検体内のどこに内側の悪性腫瘍があるかをより良く確かめるために使用される。変換アルゴリズムは、線形加速器の入力を、悪性腫瘍をイメージングする磁気共鳴シーケンスのためのイメージング領域に入れる。各々の計画された処置軌道に沿って、放射線及びＭＲ投影画像が、ビーム照準及びコリメーション調整に関して悪性腫瘍を明確に輪郭描出するために、重ね合せられる。これは、処置の信頼できる計画を可能にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
それでもなお、処置の効果は、照射処置中は分からない。これは更に、さまざまな種類の処置に当てはまり、特に、関心のある被検体内の細胞が破壊される癌処置にも当てはまる。同様に、化学療法による細胞死又は加熱による組織壊死は、測定するのが困難である。血液酸素レベルに依存する現在のＭＲイメージング及びＭＲスペクトロスコピーは、患者の動き及び治療による信号変化からのエラーに影響される。
【０００４】
米国特許第528411号明細書は、加熱ゾーン内の温度をモニタするために利用されるハイパーサーミア／ＭＲＩプローブを記述している。
【０００５】
米国特許第5722411号明細書は、サーマル処置のために使用されることができる超音波装置を記述している。米国特許第5722411号明細書は、処置効果チェックのためのイメージングが行われる方法を述べている。
【０００６】
本発明の目的は、改善された診断イメージング及び関心のある被検体のターゲットゾーン内の細胞を破壊するための改善された処置のための手段及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの見地において、上述の目的は、診断イメージングシステムによって達成され、かかる診断イメージングは、検査空間に位置付けられる関心のある被検体の少なくとも一部の画像表現を提供する磁気共鳴イメージングシステムと、関心ある被検体の一部の中のターゲットゾーンを局所的に加熱するハイパーサーミア装置と、ＭＲイメージングシステム及びハイパーサーミア装置を制御する制御ユニットと、を有し、診断イメージングシステムは、それぞれ異なる温度において得られるターゲットゾーンの画像表現を相関付けることによって、関心のある被検体の一部の診断画像表現を提供するように適応され、診断画像表現は、関心のある被検体の代謝の温度依存変化に関する情報を有する。
【０００８】
本発明の他の見地において、上述の目的は、上述したような診断イメージングシステムと、ターゲットゾーン内の細胞を破壊するために関心のある被検体に処置を適用する処置モジュールと、診断イメージングシステムによって取得された診断画像表現に基づいて処置を適用するよう処置モジュールを制御する制御モジュールと、を有する処置システム、特に腫瘍学的処置システムによって達成される。
【０００９】
本発明の他の見地において、上述の目的は、関心のある被検体の一部の診断画像表現を提供する方法であって、検査空間に位置付けられる関心のある被検体の少なくとも一部の画像表現を提供するステップであって、関心のある被検体の一部のターゲットゾーンが第１の温度を有する、ステップと、ターゲットゾーンを局所的に加熱するステップと、検査空間に位置付けられる関心のある被検体の一部の他の画像表現を提供するステップであって、ターゲットゾーンが第２の温度を有する、ステップと、第１及び第２の温度を有するターゲットゾーンを含む取得された画像表現を相関付けるステップと、相関付けられた画像表現により関心のある被検体の一部の診断画像表現を提供するステップであって、診断画像表現が、関心のある被検体の代謝の温度依存変化に関する情報を含む、ステップと、を含む方法によって達成される。
【００１０】
本発明の他の見地において、上述の目的は、関心のある被検体のターゲットゾーン内の細胞を破壊するために処置投与を適用するステップと、上述の方法に従ってターゲットゾーンをカバーする被検体の関心のある一部の診断画像表現を提供するステップと、診断画像表現に基づいて、関心のある被検体のターゲットゾーン内の細胞を破壊するために更なる処置投与を適用するステップとを有する、関心のある被検体の処置、特に腫瘍学的処置のための方法によって達成される。
【００１１】
本発明の他の見地において、上述の目的は、磁気共鳴（ＭＲ）イメージングシステムをアップグレードするためのソフトウェアパッケージであって、上記の方法に従ってＭＲイメージングシステムを制御する命令を含むソフトウェアパッケージによって達成される。
【００１２】
従って、例えば人間又は動物のような生物である関心のある被検体の代謝変化は、ＭＲイメージングシステムを使用して評価されることができる。この情報は、細胞が所望の通りに破壊されていないこのような領域に処置を向けるために使用されることができる。このような代謝変化は、磁気共鳴（ＭＲ）スキャンによって評価されることができる例えば血液酸素レベル依存（ＢＯＬＤ、blood oxygen level dependent）の画像表現によって、酸素化に基づき識別されることができる。代謝変化を識別する他の可能性は、代謝活性の量の検出を可能にするＭＲスペクトロスコピーである。更に、灌流又は拡散イメージングが、関心のある被検体内の組織内の変更されたフローを検出するために使用されることができる。第１及び第２の温度の間の上述の測定の差を比較することによって、処置の効率が評価されることができ、更なる処置が、代謝変化に基づいて適応されることができる。細胞がすでに破壊されている領域は、処置の速度を上げるととともに関心のある被検体に対するストレス及び被曝を低減するために、更なる処置から除外されることができる。概して、関心のある被検体の温度は、診断画像表現の一部でない。
【００１３】
従って、処置投与は、強度及び／又はロケーションに関して適応されることができる。特に、制御モジュールは、適応されたロケーションに適応された強度をもつ処置投与を適用するように処置を適用する処置モジュールを制御することができる。
【００１４】
第１及び第２の画像表現は通常、例えば処置システムによる処置の最中、ほぼ時間的な条件で提供される。画像表現は、好適には、所望の温度が到達されるとき又は加熱が予め規定された時間期間の間実施されるときに提供される。
【００１５】
ハイパーサーミア装置は、ターゲットゾーンを局所的に加熱する任意の種類の装置でありうる。好適には、ハイパーサーミア装置は、ターゲットゾーンの外側の領域の加熱を回避するように、ターゲットゾーンに熱を直接方向づけるように適応される。ハイパーサーミア装置は、ＭＲＩシステム内に一体的に提供されることができる。好適には、ハイパーサーミア装置は、検査空間内に位置付けられる際に関心のある被検体のターゲットゾーンを加熱するように構成される。より好適には、ハイパーサーミア装置は、検査空間内に又は検査空間のところに位置付けられる。それでも、ハイパーサーミア装置を別個に提供することも可能であり、関心のある被検体は、その画像表現を提供するためにＭＲＩシステムの検査空間に移動されるとともに、ハイパーサーミア装置により熱を適用するために異なるロケーションに移動される。好適には、接触ゲルパッドが、超音波ベースのハイパーサーミア装置からターゲットゾーンへの熱の伝達を容易にするために提供される。他の実施形態において、ハイパーサーミア装置は、検査空間内で移動できる装置である。
【００１６】
診断画像表現を含む画像表現は、任意の適切な形式で提供されることができ、例えば可視画像として提供されることができる。それでもなお、画像として画像表現を提供することは必ずしも必要ではなく、画像表現は、画像を生成する前にイメージングシステムから得られる任意の種類のデータとして提供されることができる。例えば、診断画像表現は、関心のある被検体の一部のＭＲスキャンを実施する際に、受け取られたデータに基づいて生成されることができる。更に、診断画像表現は、いかなる形式で提供されてもよい。例えば、診断画像表現は、制御モジュールが処置モジュールを自動制御するのに適した任意の形式で提供されることができる。診断画像表現は好適には、代謝変化を示す可視画像として提供される。画像表現は更に、例えば診断イメージングシステム及び／又は処置システムのオペレータが代謝活性及び／又は代謝変化を検証することを可能にする可視画像のような２又はそれ以上の種類の表現、及び制御モジュールに直接渡される表現を含むことができる。
【００１７】
ＭＲＩシステム及びハイパーサーミア装置を制御する制御ユニットは、別個の制御ユニット、又は更にハイパーサーミア装置を制御するように適応されるＭＲＩシステムの制御ユニットでありうる。
【００１８】
処置システムにおいて、処置モジュールは、細胞の破壊を実現するのに適した任意の種類の装置でありうる。処置モジュールは、ＭＲＩシステム内に一体的に提供されることができる。好適には、処置モジュールは、検査空間内に位置付けられる際に関心のある被検体のターゲットゾーン内の細胞を破壊するように構成される。更に好適には、処置モジュールは、検査空間内に又は検査空間のところに位置付けられる。それでもなお、処置モジュールを別個に提供することも可能であり、関心のある被検体は、その画像表現を提供するためにＭＲＩシステムの検査空間に移動されるとともに、処置モジュールによる処置を適用するために異なるロケーションに移動される。他の実施形態において、処置モジュールは、検査空間内で移動できる装置である。
【００１９】
処置モジュール及び診断イメージングシステムを制御する制御モジュールは、別個の制御モジュールでありえ、又は処置モジュールを付加的に制御するように適応される診断イメージングシステムの制御ユニットでありうる。更に、制御モジュールは、処置モジュール及びハイパーサーミア装置を付加的に制御するように適応されるＭＲＩシステムの制御ユニットでありうる。
【００２０】
第１の温度は、概して、ターゲットゾーンを加熱しない状況での温度をさし、第２の温度は、ターゲット領域が加熱された後の温度をさす。一方の温度は、通常は第１の温度であり、正常体温をさす。低いほうの温度は、一般に体温であり、正常な熱伝導及び灌流を通じてハイパーサーミア装置によりターゲットゾーンを加熱した後に得られることもできる。方法は、最初に第２の温度にターゲットゾーンを加熱し、その後、更なる画像表現を提供するために第１の温度にターゲットゾーンを冷却することによって実施されることもできる。冷却は、能動的な冷却又は正常な熱伝導及び灌流のみを含むことができる。
【００２１】
ターゲットゾーン内の細胞を破壊するために処置投与を適用するステップは、任意の種類の適切な処置をさす。処置モジュールは、細胞の破壊を直接的又は間接的に達成することができる。
【００２２】
上述の方法の方法ステップは、任意の適切な順序で実施されることができ、上述した順序に制限されない。処置のための方法において、診断画像表現を提供するステップ及び更なる処置投与を適用するステップは、処置の成功の連続する検証及び診断画像表現への連続する適応を伴って処置を提供するように繰り返し実施されることができる。
【００２３】
ターゲットゾーンは、破壊されるべき細胞が位置する関心のある被検体内の３次元ゾーンをさす。一般に、ターゲットゾーンは、癌性細胞を含むゾーンである。
【００２４】
診断イメージングシステムの好適な実施形態によれば、制御ユニットは、ハイパーサーミア装置が不活性なときに関心のある被検体の一部の画像表現を提供するように、ハイパーサーミア装置及びＭＲイメージングシステムのパルス化された動作を実施するように適応される。相関エラーは、ハイパーサーミア装置及びＭＲイメージングシステムの効率的な変調によって低減されることができる。従って、ＭＲイメージングシステムの動作は、ハイパーサーミア装置の動作によって制限されない。
【００２５】
診断イメージングシステムの好適な実施形態によれば、ハイパーサーミア装置は、超音波及び／又は高周波（ＲＦ）照射装置である。照射は、関心のある被検体内のターゲットゾーンを直接的に且つ効率的に加熱するために使用されることができる。ターゲットゾーンの外側における関心のある被検体の加熱が、低減されることができる。
【００２６】
好適な実施形態によれば、ハイパーサーミア装置は、関心のある被検体と接触されることができる熱源である。
【００２７】
好適な実施形態によれば、診断イメージングシステムは、関心のある被検体に造影剤を適用するための適用モジュールを有する。造影剤は、関心のある被検体の代謝の変化に関して診断画像表現を改善するために使用されることができる。造影剤は、熱ショックタンパク質、酸素濃度、放射線損傷、その他に感受性がありうる。
【００２８】
好適な実施形態によれば、診断イメージングシステムは、関心のある被検体の一部の低酸素情報を含む、関心のある被検体の一部の診断画像表現を提供するように適応される。癌細胞は、多くの場合、局所的低酸素状態を呈する。第１及び第２の温度におけるターゲットゾーンの信号の差を比較することによって、低酸素の量が評価されることができ、細胞に対する処置損傷の量が、熱応力のため時間的に変化される応答から評価されることができる。低酸素情報は、低酸素ボリュームへの投与を増強するために、処置が始まる前にさえ投与計算にフィードバックされることができる。損傷評価は、照射又は単一の部分的照射の間のターゲットゾーンに対する処置の効果を確実にしつつ、健康組織への損傷を最小化するように投与量を最適化するために使用されることができる。例えば、血液酸素レベル依存（ＢＯＬＤ）の画像表現の場合、低酸素組織は、異なる温度のため正常組織と同様の変化を示さない。
【００２９】
処置システムの好適な実施形態によれば、制御モジュールは更に、関心のある被検体の一部の中のターゲットゾーンを局所的に加熱するためにハイパーサーミア装置を制御するとともに、処置を適用するための処置モジュールを制御するように適応される。処置のロケーション及び投与を改善することに加えて、ハイパーサーミアは、処置の結果を高めるために使用されることができ、すなわち、処置効果は、ハイパーサーミアによって改善されることができる。これは、癌性組織にしばしば存在する増大される代謝、変更される血流、及び局所的低酸素状態に部分的に起因する。局所的に印加される熱のため、ターゲットゾーンの外側の細胞は、増大される破壊を受けない。
【００３０】
処置システムの好適な実施形態によれば、処置モジュールは、関心のある被検体のターゲットゾーンに照射を適用するための大強度線形加速器を有する。線形加速器（ＬＩＮＡＣ）は、ロケーション及び強度（すなわち投与）に関する高い正確さを伴ってターゲットゾーンを照射するために使用されることができる。
【００３１】
処置システムの好適な実施形態によれば、処置モジュールは、関心のある被検体のターゲットゾーンに超音波を適用するための高密度焦点式超音波装置を有する。高密度焦点式超音波（ＨＩＦＵ）装置は、ロケーション及び強度（すなわち投与）に関する高い正確さを伴ってターゲットゾーンを照射するために使用されることができる。好適には、ＨＩＦＵ装置は、低い強度でターゲット領域を加熱するように制御される場合にハイパーサーミア装置として使用されることができ、それにより、別個のハイパーサーミア装置が省略可能である。
【００３２】
処置システムの好適な実施形態によれば、処置モジュールは、関心のある被検体に薬剤をリリースするための化学療法／薬剤リリースモジュールを有する。薬剤は、細胞を破壊することができ、又は、上述の処置システムと同様に他の処置システムを使用する際に細胞の破壊を改善する。リリースモジュールは、好適には、ターゲットゾーン内に又はその近傍に薬剤をリリースするために提供される。
【００３３】
好適な実施形態によれば、診断画像表現を提供する方法は、関心のある被検体に造影剤を適用することを含む。造影剤は、関心のある被検体の代謝の変化に関して診断画像表現を改善するために使用されることができる。造影剤は、熱ショックタンパク質、酸素濃度、放射線損傷、その他に対し感受性をもつ。
【００３４】
診断画像表現を提供する方法の好適な実施形態によれば、相関付けられた画像表現により関心のある被検体の一部の診断画像表現を提供するステップは、関心のある被検体の一部の中の低酸素領域を識別することを含む。癌細胞は、多くの場合、局所的低酸素状態を呈する。第１及び第２の温度におけるターゲットゾーンの信号間の差を比較することによって、低酸素の量が評価されることができるとともに、細胞に対する処置損傷の量が、熱応力により時間的に変更された応答から評価されることができる。低酸素情報は、低酸素ボリュームへの投与を高めるために、処置が始まる前であっても投与計算にフィードバックされることができる。損傷評価は、照射又は照射の一部の間のターゲットゾーンに対する処置の効果を確実にしながら、健康組織に対する損傷を最小限にするように投与を最適化するために使用されることができる。例えば、血液酸素レベル依存（ＢＯＬＤ）の画像表現の場合、低酸素組織は、異なる温度のため正常組織と同様の変化を示さない。
【００３５】
関心のある被検体の処置のための方法の好適な実施形態によれば、関心のある被検体のターゲットゾーン内の細胞を破壊するために処置投与を適用するステップは、ターゲットゾーンを局所的に加熱することを含む。処置のロケーション及び投与を改善することに加えて、ハイパーサーミアは、処置の効果を高めることができ、すなわち、処置効果が、ハイパーサーミアによって改善されることができる。これは、癌性組織にしばしば存在する増大される代謝、変更される血流及び局所的低酸素状態に部分的に起因する。局所的に印加される熱のため、ターゲットゾーンの外側の細胞は、増大される破壊を受けない。
【００３６】
本発明のこれらの及び他の見地は、以下に記述される実施形態から明らかになり、それらを参照して説明される。このような実施形態が、本発明の全ての範囲を必ずしも表すわけではなく、本発明の範囲を解釈するために請求項及び本明細書を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による診断イメージングシステムの第１の実施形態の概略図。
【図２】本発明による診断イメージングシステムの第２の実施形態の概略図。
【図３】処置システムの異なるコンポーネントの活性化を示すタイミング図。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、磁気共鳴（ＭＲ）イメージングシステム１１０及びハイパーサーミア装置１１１を有する診断イメージングシステム１００の実施形態の概略図を示す。
【００３９】
ＭＲイメージングシステム１１０は、ＭＲスキャナ１１２を有し、静磁界を生成するために提供される主磁石１１４を含む。主磁石１１４は、通常患者である関心のある被検体１２０が内部に位置付けられるために、中心軸１１８の周りに検査空間１１６を提供する中央ボアを有する。この実施形態において、主磁石１１４の中央ボア及びゆえに静磁界は、中心軸１１８に従って水平方向を有する。代替の実施形態において、主磁石１１４の方向は異なるものでもよい。更に、ＭＲイメージングシステム１１０は、静磁界に重ね合せられる勾配磁界を生成するために提供される磁気勾配コイルシステム１２２を有する。磁気勾配コイルシステム１２２は、当分野においてよく知られているように主磁石１１４のボアの範囲内に同心に配置される。
【００４０】
更に、ＭＲイメージングシステム１１０は、全身コイルとして設計される管体を有するラジオ周波数（ＲＦ）アンテナ装置１４０を有する。ＲＦアンテナ装置１４０は、関心のある被検体１２０において核を励起するために、ＲＦ送信フェーズ中に検査空間１１６にＲＦ磁界を印加するために提供される。ＲＦアンテナ装置１４０は更に、ＲＦ受信フェーズ中に励起された核からＭＲ信号を受け取るためにも提供される。ＭＲイメージングシステム１１０の動作状態において、ＲＦ送信フェーズ及びＲＦ受信フェーズは、連続的な態様で行われる。ＲＦアンテナ装置１４０は、主磁石１１４のボア内に同心に配置される。当技野において知られているように、円筒状の金属ＲＦスクリーン１２４が、磁気勾配コイルシステム１２２とＲＦアンテナ装置１４０との間に同心に配置される。
【００４１】
更に、ＭＲイメージングシステム１１０は、当分野において一般に知られているように、取得されたＭＲ信号からＭＲ画像を再構成するために提供されるＭＲ画像再構成ユニット１３０、及びＭＲスキャナ１１２の機能を制御するために提供されるモニタユニット１２８を有するＭＲイメージングシステム制御ユニット１２６、を有する。制御ライン１３２が、ＭＲイメージングシステム制御ユニット１２６とＲＦ送信器ユニット１３４との間に設置され、制御ライン１３２は、送信フェーズ中にＲＦスイッチングユニット１３６を通じてＲＦアンテナ装置１４０にＭＲラジオ周波数のＲＦパワーを供給するために提供される。ＲＦスイッチングユニット１３６は更に、ＭＲイメージングシステム制御ユニット１２６によって制御され、その目的のために、別の制御ライン１３８が、ＭＲイメージングシステム制御ユニット１２６とＲＦスイッチングユニット１３６との間に設置される。ＲＦ受信フェーズ中、ＲＦスイッチングユニット１３６は、ＲＦアンテナ装置１４０からのＭＲ信号を、プリアンプ後にＭＲ画像再構成ユニット１３０へ向ける。
【００４２】
ハイパーサーミア装置１１１は、関心のある被検体のターゲットゾーンに超音波を適用するための高密度焦点式超音波（ＨＩＦＵ）装置である超音波照射装置であり、かかる超音波照射装置は、低い強度でターゲット領域を加熱するように制御される。ハイパーサーミア装置１１１は、トランスデューサヘッドをもつトランスデューサボックス１４２を有し、トランスデューサボックス１４２は、図１に示されるように、検査空間１１６に位置する関心のある被検体１２０を加熱するためにＭＲイメージングシステム１１０と一体的に位置付けられる。トランスデューサヘッドは、関心のある被検体１２０の所望のターゲットゾーンに超音波照射を適用するように移動可能である。接触パッド１４４は、トランスデューサボックス１４２からターゲットゾーンへの超音波照射の送信を改善するために提供される。
【００４３】
医療処置システムは、上述の診断イメージングシステム１００、及びターゲットゾーン内の細胞を破壊するために関心のある被検体に処置を適用するための処置モジュール１４６を有する。図３に示される処置モジュール１４６は、関心のある被検体のターゲットゾーンに照射を適用するための大強度線形加速器（ＬＩＮＡＣ）である。
【００４４】
ＭＲＩシステム１１０を制御するための制御ユニット１２６は、ＭＲＩシステム１１０、ハイパーサーミア装置１１１及び処置モジュール１４６の組み合わされた制御を実施する。
【００４５】
医療処置システムの動作が、図３を参照して記述される。
【００４６】
時間ｔ１に初期ステップＳ０において、ターゲットゾーンをカバーする関心のある被検体１２０の一部の画像表現が、ＭＲＩシステム１１０によって提供される。関心のある被検体１２０は、第１の温度とも呼ばれる正常体温を有する。画像表現は、血液酸素レベル依存（ＢＯＬＤ）の画像表現である。
【００４７】
時間ｔ２に次のステップにおいて、ハイパーサーミア装置１１１は、体温を上回る第２の温度にターゲットゾーンを局所的に加熱するために、制御ユニット１２６によって活性化される。第２の温度が到達されると、ハイパーサーミア装置１１１は、非活性化され、関心のある被検体の一部の他の画像表現が、ＭＲＩシステム１１０によって提供される。他の画像表現もまた、ＢＯＬＤ画像表現である。ステップＳ２において、第１及び第２の温度で得られた画像表現が、関心のある被検体の一部の診断画像表現を提供するために、制御ユニット１２６によって相関付けられる。診断画像表現は、関心のある被検体１２０の代謝の温度依存変化に関する情報を含む。この実施形態において、診断イメージングシステム１００は、低酸素情報を有する診断画像表現を提供する。低酸素の量が評価され、細胞に対する処置損傷の量が評価される。
【００４８】
更に、制御ユニット１２６は、細胞が所望の通りにまだ破壊されていないこのような領域に処置を向けるために、ステップＳ０の前に適用された初期投与の投与補正を計算する。投与補正は、診断画像表現に基づいて、すなわちｔ１及びｔ２に提供される表現に基づいて、計算される。従って、低酸素情報は、低酸素ボリュームへの投与を高めるために、投与計算にフィードバックされる。損傷評価に基づいて、投与及びロケーションが、照射中のターゲットゾーンに対する処置の効果を確実にしつつ、健康組織に対する損傷を最小限にするように最適化される。投与は、処置モジュールによって適用される処置のロケーション及び強度に関連する。この実施形態において、投与は、線形加速器１４６のターゲット領域及び線形加速器１４６の強度に関連する。
【００４９】
ステップＳ３において、処置は、上記のように計算される投与に従って、線形加速器１４６によってターゲットゾーンに適用される。更に、ＭＲＩシステム１１０は、治療画像を提供するように作動される。
【００５０】
次のステップＳ４及びＳ５は、それぞれ、ステップＳ０及びＳ１と本質的に同一であり、時間ｔ３及びｔ４における画像表現を提供する。従って、時間ｔ３に、第１の温度における画像表現が提供される。従って、ターゲット領域は、正常な熱伝導及び灌流によって、第２の温度より低い第１の温度まで冷却される。代替の実施形態において、能動的な冷却が、ターゲット領域の冷却を支援するために適用される。
【００５１】
ステップＳ６において、時間ｔ１、ｔ２、ｔ３及びｔ４に第１及び第２の温度で得られた画像表現は、Ｓ２に関して述べたように、関心のある被検体１２０の一部の診断画像表現を提供するために、制御ユニット１２６によって相関付けられる。第１及び第２の温度に関する複数画像表現の相関付けによって、処置のプロセスがモニタされる。再び、診断画像表現に基づいて、制御ユニット１２６は、Ｓ３の事前投与の投与補正を計算する。
【００５２】
代替の実施形態において、制御モジュールは、関心のある被検体１２０の一部の範囲内のターゲットゾーンを局所的に加熱するためのハイパーサーミア装置１１１及び処置を適用するための処置モジュール１４６を制御するように更に適応される。従って、処置は、ハイパーサーミア条件下で適用される。
【００５３】
図２は、第２の実施形態による診断イメージングシステム１００の実施形態の概略図を示す。第２の実施形態による診断イメージングシステム１００は、ほとんどの場合、第１の実施形態による診断イメージングシステム１００と同一であり、ゆえに、違いのみが記述される。診断画像表現及び処置を提供する方法が上述したように適用される。
【００５４】
第２の実施形態による診断イメージングシステム１００は、単に、トランスデューサボックス１４２の位置付けにおいて第１の実施形態と異なっており、第２の実施形態において、トランスデューサボックス１４２は、検査空間１１６の外側で位置付けられている。従って、ターゲットゾーンに加熱を適用するために、関心のある被検体１２０は、可動テーブルトップ１４８上で検査空間１１６から外に移動される。ターゲットゾーンを加熱した後、関心のある被検体１２０は、検査空間１１６に戻される。
【００５５】
本発明は、図面及び上述の記述において詳しく図示され記述されているが、このような図示及び記述は、制限的なものではなく、説明的又は例示的なものである考えられるべきである。本発明は、開示された実施形態に制限されない。開示された実施形態に対する他の変更は、図面、開示及び添付の請求項の検討から、請求項に記載の本発明を実施する際に当業者によって理解され実現されることができる。請求項において、「含む、有する（comprising）」という語は、他の構成要素又はステップを除外せず、不定冠詞「a」又は「an」は、複数性を除外しない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。請求項における参照符号は、本発明の範囲を制限するものとして解釈されるべきでない。
【符号の説明】
【００５６】
１００  診断イメージングシステム、１１０  磁気共鳴（ＭＲ）イメージングシステム、１１１  ハイパーサーミア装置、１１２  磁気共鳴（ＭＲ）スキャナ、１１４  主磁石、１１６  ＲＦ検査空間、１１８  中心軸、１２０  関心のある被検体、１２２  磁気勾配コイルシステム、１２４  ＲＦスクリーン、１２６  ＭＲイメージングシステム制御ユニット、１２８  モニタユニット、１３０  ＭＲ画像再構成ユニット、１３２  制御ライン、１３４  ＲＦ送信器ユニット、１３６  ＲＦスイッチングユニット、１３８  制御ライン、１４０  ラジオ周波数（ＲＦ）アンテナ装置、１４２  トランスデューサボックス、１４４  接触パッド、１４６  処置モジュール、線形加速器、１４８  テーブルトップ。
【要約】
本発明は、検査空間１１６に位置付けられた関心のある被検体１２０の少なくとも一部の画像表現を提供する磁気共鳴（ＭＲ）イメージングシステム１１０と、関心のある被検体１２０の一部の中のターゲットゾーンを局所的に加熱するハイパーサーミア装置１１１と、ＭＲイメージングシステム１１０及びハイパーサーミア装置１１１を制御する制御ユニット１２６と、を有し、診断イメージングシステム１００は、それぞれ異なる温度で得られたターゲットゾーンの画像表現を相関付けることによって、関心のある被検体１２０の一部の診断画像表現を提供するように適応され、診断画像表現は、関心のある被検体１２０の代謝の温度依存変化に関する情報を含む、診断イメージングシステム１００を提供する。本発明は更に、上述の診断イメージングシステム１００と、ターゲットゾーン内の細胞を破壊するために関心のある被検体１２０に処置を適用する処置モジュール１４６と、診断イメージングシステム１００によって得られた診断画像表現に基づいて処置を適用するために処置モジュール１４６を制御する制御モジュール１２６と、を有する処置システムを提供する。従って、関心のある被検体の代謝変化は、細胞が所望の通りにまだ破壊されていないこのような領域に処置を向けるために評価されることができる。第１及び第２の温度の間の上述の測定の差を比較することによって、処置の効率が評価されることができ、更なる処置が、代謝変化に基づいて適応されることができる。【図１】
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【図２】
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【図３】
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