(57)【要約】本発明は、ロケーティング・ユニットと、エネルギーを焦点中にフォーカシングする治療ヘッドを含む治療ユニットとから構成され、これらのユニットが互いに対して可動である治療組合せに関連する。相対的な位置を決定するために、これらの２つの各ユニットは測定装置のサブシステムを具備する。焦点の位置はこのようにロケーティング・システムによって生成される画像に対して決定されうる。
2005532136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象内の治療ゾーンの場所を突き止めるロケーティング・ユニットと、焦点内にエネルギーを集中する治療ヘッドが設けられた治療ユニットとを有する治療組合せであって、
前記治療ユニット及び前記ロケーティング・ユニットは互いに対して可動であり、２つのサブシステムを有し前記２つのサブシステムの相対的な位置を決定するよう作用する測定装置が更に設けられ、一方のサブシステムは前記ロケーティング・ユニットに取り付けられ、他方のサブシステムは前記治療ヘッドに対して定められた位置で前記治療ユニットに取り付けられる、治療組合せ。
【請求項２】
前記ロケーティング・ユニットによって形成される画像の表示用の表示ユニットと、前記サブシステムの決定された相対的な位置から前記ロケーティング・ユニットによって形成された画像中の前記焦点の位置を決定する手段と、前記画像中の前記位置を特徴付けるマークを発生する手段とを有する、請求項１記載の治療組合せ。
【請求項３】
前記一方のサブシステムは、互いに対して距離をおいて配置された少なくとも３つの超音波送信器を有する超音波送信ユニットを有し、前記他方のサブシステムは、互いに対して距離をおいて配置された少なくとも３つの超音波受信器を有する超音波受信ユニットを有し、前記超音波送信器から前記超音波受信器までの前記超音波信号の飛行時間を測定する手段と、前記超音波送信ユニットに対する前記超音波受信ユニットの位置を決定する手段とを有する、請求項１記載の治療組合せ。
【請求項４】
前記治療ユニット及び前記ロケーティング・ユニットは夫々の台車に載せられて移動可能である、請求項１記載の治療組合せ。
【請求項５】
Ｘ線源及びＸ線画像変換器を具備するロケーティング・システムを有する、請求項１記載の治療組合せ。
【請求項６】
前記Ｘ線源及び前記Ｘ線画像変換器はＣアームの端部に取り付けられ、前記測定装置の関連付けられるサブシステムはＣアームに取り付けられるか、それに取り付けられた構成要素のうちの１つ、望ましくはＸ線画像変換器に取り付けられる、請求項５記載の治療組合せ。
【請求項７】
前記ロケーティング・ユニットに関連付けられる前記サブシステムは、前記Ｘ線画像変換器又は前記Ｘ線源に取り付けられ、それと協働する第３のサブシステムは、前記Ｘ線画像変換器及び前記Ｘ線源の相対的な位置を監視するよう、前記Ｘ線源又は前記Ｘ線画像変換器に取り付けられる、請求項６記載の治療組合せ。
【請求項８】
前記２つのサブシステム又は前記ユニットの相対的な位置を決定するよう、請求項１記載の治療組合せのユニットに取り付けられるべき２つのサブシステムを有する測定装置の使用方法。
【請求項９】
請求項１記載の治療組合せと、相互に垂直な方向に変位されうるテーブル面を有する患者台とを有する治療システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギーを焦点に集中させる治療ヘッドを具備した治療ユニットを含み、対象内の治療ゾーンを突き止めるロケーティング・ユニットを更に含み、治療ユニット及びロケーティング・ユニットは互いに対して可動である、治療組合せに関連する。
【背景技術】
【０００２】
この種類の治療組合せは、特許文献１から公知である。特許文献１に開示された治療組合せは、第１の台車に載せられたＣアームを有するＸ線システムの形のロケーティング・ユニットと、第２の台車に載せられた砕石器の形の治療ユニットとによって形成される。２つのユニットが分離されていることは、これらが互いに対して独立に使用されうるという利点を与える。
【特許文献１】米国特許第５，８３６，８９８号明細書
【特許文献２】米国特許第５，９４４，６６３号明細書
【特許文献３】米国特許第５，３６８，０３２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、Ｘ線画像中で認識された結石が砕石器によって砕かれねばならないときに、２つのユニットを互いに対して整列させる必要があるという欠点がある。従って、２つのユニットは、互いに対して定められた位置に互いに機械的に結合されえ、砕石器の焦点はＸ線システムの中央光線とＸ線システムのＣアームがその回りに回動されうる水平軸との交点に配置される。このような結合を可能とするために、２つのユニットの構造は互いに対して適応されねばならず、例えば異なったＣアームＸ線装置を用いることは可能ではない。
【０００４】
本発明は、上述の種類の治療組合せを２つのユニットが簡単に協働しうるよう構築することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、本発明によれば、対象内の治療ゾーンの場所を突き止めるロケーティング・ユニットと、焦点内にエネルギーを集中する治療ヘッドが設けられた治療ユニットとを有する治療組合せであって、治療ユニット及びロケーティング・ユニットが互いに対して可動であり、２つのサブシステムを有し２つのサブシステムの相対的な位置を決定するよう作用する測定装置が更に設けられ、一方のサブシステムはロケーティング・ユニットに取り付けられ、他方のサブシステムは治療ヘッドに対して定められた位置で治療ユニットに取り付けられる、治療組合せによって達成される。
【０００６】
本発明によれば、測定装置の２つのサブシステムの互いに対する位置は非常に正確に決定される。２つのサブシステムは２つのユニットに固定に接続されているため、ロケーティング・ユニットに対する焦点の位置、又は焦点に対するロケーティング・ユニットの整列もまた固定である。しかしながら、焦点は、その後、対象内の治療ゾーンの所与の位置へ移動されうる。本発明によれば、２つのユニットの構造は、互いに対して適応される必要はない。従って、後の段階で本発明によれば異なったユニットも変更されうる。
【０００７】
特許文献２及び特許文献３は、治療ヘッドの空間中の位置を決定する測定装置を有する治療組合せを既に開示している。一方のサブシステムは、治療室内の固定の位置に配置された（少なくとも１つの）カメラによって形成され、他のサブシステムは、治療ヘッドに取り付けられた発光ダイオードによって形成される。ロケーティング・ユニット（ＭＲ装置又はＣＴ装置）は静止しており、空間中のその位置は正確に知られているため、治療ヘッドもまたロケーティング・システムに対して所与の位置へ移動されえ、又は、ロケーティング・システムに対するその位置が決定されうる。
【０００８】
しかしながら、この種類の治療組合せは、相対的な位置が直接決定されるのではなく、治療ヘッドの空間中の位置から導出されるという欠点を有する。完全な測定を保証するために、発光ダイオードと空間中の固定の位置に据え付けられたカメラとの間の視野方向は、例えば治療を行っているスタッフによって遮られてはならない。
【０００９】
この要件は、ロケーティング・ユニットもまた静止しておらず、その位置がカメラ（又は更なるカメラ）によって決定されねばならない場合は、満たすのが非常に困難となる。しかしながら、本発明による治療組合せが使用されると、ロケーティング・ユニット及び治療ユニットは、相対的な位置の測定が担当スタッフによって影響を受ける可能性が低くなるよう、互いに対して非常に近く配置される。本発明によれば２つのシステム間の距離が比較的小さいことは更なる利点である。従って、絶対的な測定誤差も比較的小さい。
【００１０】
２つのサブシステムについて（又は焦点及びロケーティング・ユニットについて）決定される相対的な位置は、原理的には、２つのユニットを互いに対して正確に定められた位置へ動かすこと、並びに、治療されるべきゾーンが焦点内に配置されるよう対象を焦点に対して位置決めすることによって十分である。ユーザは、この整列又は位置決めが適当なドライブによって自動的に行われる場合はこの相対的な位置を知る必要がない。しかしながら、これは非常に複雑な操作となろう。従って、請求項２ははるかに簡単な解決策を開示する。請求項２に開示される画像中の焦点の位置の視覚化は、担当スタッフが２つのユニットを互いに対して相対的に整列し、処置されるべき対象を位置決めすることを可能とする。焦点の位置は、ロケーティング・ユニットによって画像が形成される前に既にマーク付けされており、従って、モニタ上のマークの表現から、これが例えば画像の中心に対してどこに配置されているのかが既に明らかである。
【００１１】
請求項３は、測定装置の望ましい実施例を開示する。互いに対する２つのサブシステムの位置及び整列は、超音波の速度がわかっているときは（少なくとも）３つの超音波送信器の夫々から（少なくとも）３つの超音波受信器の夫々への超音波信号の飛行時間から正確に決定されうる。
【００１２】
１つ又はそれ以上のカメラが一方のユニットに取り付けられねばならならず、例えば発光ダイオードが他方のユニットに取り付けられねばならない任意の測定装置もまた、超音波に基づく測定装置の代わりに使用されうる。その場合、送信システム（発光ダイオード）が一方のユニットに設けられ、受信システム（カメラ）が他方のユニットに設けられる。しかしながら、他方のユニットに反射構造が設けられている場合は、送信器及び受信器は、一方のユニットに取り付けられてもよい。
【００１３】
請求項４は、本発明の望ましい実施例を開示する。これは、２つのユニット、及びそれらが他の目的のために与えられる部屋を用いることを可能とする。しかしながら、２つの各ユニットを夫々の台車に載せることは必要ではなく、２つのユニットのうちの一方は固定ユニット内に設置されうる。
【００１４】
請求項５に開示される実施例の代わりに、超音波撮像システムの形のロケーティング・システムもまた使用されうる。しかしながら、Ｘ線に基づくロケーティング・システムは、例えば砕石術に用いられるときは、実質的に殆どの結石がＸ線画像中に再生されるという利点を与えるのに対して、多くの結石は超音波画像中では可視とならない。
【００１５】
請求項６に開示される実施例は、例えば結石の場所を３次元で突き止めるためにＣアームによる放射方向の簡単な変化を可能とする。請求項７に開示する更なる実施例は、第３のシステムによりＸ線源に対するＸ線変換器の位置の変化（例えばＣアームの変形による）の測定を可能とし、この変化を、ユニットと治療ヘッドの相対的な位置の決定のために考慮に入れる。
【００１６】
請求項８に、請求項１に記載の治療組合せ中の測定装置の使用を記載する。
【００１７】
請求項９に、本発明による治療組合せ及び患者台を具備する治療システムの望ましい実施例を記載する。もちろん、静止したテーブル面を有する台を使用することも可能であるが、その場合は、それに従って治療ヘッドが変位されねばならず、ロケーティング・ユニットは少なくとも部分的にこの変位に従わねばならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付の図面に示す実施例に基づいて本発明について詳述する。図１中の参照番号１はロケーティング・ユニットを示し、参照番号２は治療ユニットを示し、参照番号３は患者台を示す。
【００１９】
ロケーティング・ユニット１は、患者台３上に置かれた患者内の治療されるべき治療ゾーンを決定すること、及び、このゾーンが治療ユニットの治療ヘッドの焦点内に配置されるようこのゾーンを位置決めすることが意図されたものである。ロケーティング・ユニットは、Ｘ線画像変換器１０１と、Ｃアーム１０３の端部に取り付けられ、互いに対して整列されたＸ線源１０２とを含む。Ｃアーム１０３は、従ってＸ線画像変換器１０１及びＸ線源１０２は、それによって定められる平面上で回動されえ、水平支持アーム１０４上で回動可能であるよう支承される。支持アーム１０４はその高さが調整可能であるよう台車１０５に載せられる。この台車はまた、構成要素１０１及び１０２への電源供給及び画像変換器によって運ばれる画像信号の処理に必要なサブシステムを筐体１０６内に配置された状態で収容する。
【００２０】
Ｘ線ロケーティング・ユニットの代わりに、原理的には超音波撮像システムもまた使用されうる。しかしながら、砕石術用途では、Ｘ線システムは、実質的に如何なる種類の結石も画像化することが可能であるという利点を与えるのに対して、超音波ロケーティング・システムは、特定の種類の結石の画像を与えることはできない。従って、砕石術の目的では、超音波ロケーティング・システムは通常は追加的なシステムとしてのみ使用される。
【００２１】
治療ユニット２は、変位可能であり弧状の弓形部２０２上で回動可能な治療ヘッド２０３を支持する台車２０１を含む。治療ヘッド２０３は、特に結石（例えば、腎結石）を砕くための衝撃波を発生するのに役立ち、公知の方法で、スパーク・ギャップによって放電が生じうる回転楕円体を含みうるものであり、この放電は、望ましくはやはり治療ユニット２の台車２０１上に配置された発生器２０４によって供給される。回転楕円体（図示せず）は、適切な液体音響媒体、例えば水、を含む液だめ（やはり図示せず）であり、柔軟な結合ダイアフラム２０５によって周囲から密封されている。発生された衝撃波のエネルギーは、回転楕円体によって１つの点（焦点）に集中され、衝撃波ヘッド２０５に対するこの点の位置はわかっている。
【００２２】
患者台３は、患者を載せるのに用いられ水平面上で変位可能なテーブル面３０１を有する。更に、テーブル面３０１は、モータにより高さに関して調整されえ、従ってテーブル面を３つの相互に垂直な方向に動かすことを可能とする。テーブル面は切込み部３０２を有し、これを通して治療ヘッド２０３はテーブル面上に置かれた患者に対して作用しうる。
【００２３】
治療ヘッド２０３の焦点を患者の内部の結石の形の治療ゾーンに対して整列させるのを可能とするために、結石は、ロケーティング・ユニット１により、即ちＸ線照射又はＸ線蛍光透視法により突き止められねばならず、Ｘ線画像中のその位置は治療ヘッドの焦点の位置に関連付けられねばならない。このために、測定装置が設けられ、これによりロケーティング・ユニット１と治療ユニット２の相対的な位置が決定される。測定装置は、２つのサブシステムを含み、そのうちの一方はＸ線画像変換器１０１に固定して接続されており、他方のサブシステムは治療ヘッド２０３に固定して接続されている。
【００２４】
Ｘ線画像変換器１０１に接続されるサブシステムは、その上に（少なくとも）３つの超音波マイクロホン１０８が三角形を定めるよう（即ち線ではないよう）に配置される板１０７を含む。治療ヘッド２０３に接続されたサブシステムは、その上に（少なくとも）３つの超音波送信器２０８がやはり線を定めないが多角形（三角形）を定めるよう配置される板２０７を含む。
【００２５】
図２は、測定装置及び治療組合せの幾つかの更なる構成要素を示すブロック図である。超音波送信器２０８は、３つの超音波送信器がパルス状の超音波信号を順次に送信するよう演算制御装置４によって制御される発生器２０９に接続される。超音波信号は、３つの超音波受信器１０８によって受信され、増幅器１０９によって増幅され、夫々の動作中の超音波送信器から３つの超音波受信器の夫々への超音波信号の飛行時間を測定し必要であればこれらの時間を記憶する超音波測定装置の一部を発生器２０９とともに成す評価ユニット１１１に印加される。
【００２６】
超音波の速度がわかっているとき、作動中の超音波送信器と３つの受信器の夫々の間の距離は、（演算制御装置４によって）測定された飛行時間（time of flight）から計算されうる。このように、作動中の送信器の３つの受信器に対する位置は定められる。しかしながら、他の２つの超音波送信器の位置については、依然として様々な可能性が存在し、２つのサブシステム１０７、１０８及び２０７、２０８の間の空間的な関係は、全ての超音波送信器から全ての超音波受信器への飛行時間が測定され、対応する距離がそこから計算された後にのみはっきりと定められる。これはまた、治療ヘッド２０３に対するＸ線システム１０１、１０２の位置及び向きを定め、又は、治療ヘッドに対する焦点位置が既知であることにより、焦点に対するＸ線システム１０１、１０２の位置及び向きを定める。
【００２７】
図１に示す治療システムによる処置の実行について以下詳述する。
【００２８】
まず、処置を受けるべき患者は、結石が存在すると予想されるゾーンが切込み部３０２の領域に配置されるようテーブル面３上に置かれる。次に、治療ユニット２は治療ヘッド２０３のダイアフラム２０５が患者に接触するまで患者に向かって移動する。続いて、ロケーティング・システム１はより近くに動かされる。Ｘ線源１０２及び画像変換器１０２は、垂直な中央光線（Ｘ線源１０２の焦点と画像変換器１０１の中心の間をつなぐ線である）が得られるよう互いに対して整列されるべきである。続いて、２つのユニット１及び２の相対的な位置が決定され、従って中央光線に対する焦点の位置が決定される。演算制御装置４によって計算される焦点の位置は、続いてＸ線画像がやはり表示されるモニタ５上にマークＦ2によって再生される。中央光線の位置は、Ｘ線画像の形成前に既に固定されている画像の中心Ｍによって定義される。焦点についてのマークＦ2は、Ｘ線吸収材料から構成されるのであれば、また、Ｘ線により画像変換器１０１上に投影されるのであれば、Ｘ線画像中に焦点が現れるであろう画像中の位置に表示される。
【００２９】
ロケーティング・ユニット１の台車１０５は、マークＦ2が画像の中心Ｍと一致するまで、即ち焦点が（垂直）中心光線上に配置されるまで変位される。
【００３０】
続いて、Ｘ線画像は、Ｘ線照射又はＸ線蛍光透視法によって形成され、当該の画像はモニタＭ上に表示される。療法士は、この第１のＸ線画像中で、例えば適切な入力ユニットによって移動されうる十字線によって、砕かれるべき結石の位置を決定し、この位置は通常は中心Ｍと一致しない。続いて、画像の中心Ｍに対して十字線の位置によって手動で又は自動的に制御されることで、患者台３０１は、砕かれるべき結石がＸ線画像の焦点と同じ点に現れるまで水平に変位される。概して、焦点及び結石は、依然として全ての場合に空間中で一致しない。しかしながら、これらは、中心光線上に配置され、即ち垂直方向に互いに重なり合って配置される。
【００３１】
続いて、Ｘ線はスイッチオフされ、Ｃアーム１０３は、中央光線が、例えば垂直に対して３０°の定められた角度で中央光線が延びるよう回動される。焦点の位置は再び決定され、この画像中でマークＦ2が再生される。これは通常はもはや画像の中心には配置されない。概して、結石は、Ｃアームのこの位置で再び形成されたＸ線画像中でも中心Ｍには通常はもはや画像化されない。しかしながら、焦点及び結石が垂直線上に既に位置決めされているため、焦点及び結石がこの画像中で一致するまでテーブル面３０１を上昇又は下降させることのみが必要である。続いて、結石を砕くための衝撃波は治療ヘッドによって発生されえ、続いて結石は焦点に正確に配置される。
【００３２】
実際上、Ｃアームは剛体ではなく、構成要素１０１及び１０２の重さ（及びそれ自体の重さ）の影響を受けて変形しうる。この変形は、更なる超音波送信器１１０（そのうちの１つのみを図１に示す）を有する監視装置によって、２つの照射方向の夫々でこれらの超音波送信器から超音波受信器１０８への飛行時間も測定すること、そこから２つの構成要素１０１及び１０２の位置及び整列を決定すること、及び、配置を正しくすることに使用されうる変形をそこから計算することによって決定されうる。
【００３３】
本発明の利点は、例えば冒頭の段落に記載した治療組合せとは対照的に、ロケーティング・ユニット１及び治療ユニットの構造が互いに対して適応される必要はないことにある。このことは、本発明の意味で既存のユニットを変更することを可能とする。その場合、ロケーティング・ユニット１に接続される測定装置のサブシステム１０７、１０８に関する中央光線の位置及び向き、並びに、治療ヘッド２０３に接続されたサブシステム２０７、２０８に関する焦点の位置を適切なファントム体を用いて決定するために、通常は（一回の）較正測定が必要である。
【００３４】
治療ヘッドはまた、スパーク・ギャップの放電によるもの以外の方法で衝撃波を発生しうる。治療ヘッドはまた、例えば上述の特許文献２及び３に記載のような衝撃波によるものとは異なる方法で作動されうる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による治療組合せを有する治療システムを示す斜視図である。
【図２】かかる治療組合せの一部を示すブロック図である。
【図１】
2005532136.tif 000003
【図２】
2005532136.tif 000004
【国際調査報告】
2005532136.tif 000005
2005532136.tif 000006
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