(57)【要約】  人間又は動物の双方向型組織内光力学腫瘍治療及び／又は光熱腫瘍治療のためのシステム及び方法であり、このシステムは、少なくとも１つの放射線源から反応部位へ又は反応部位から少なくとも１つの放射線センサへ光学放射線を供給するように配列される少なくとも１つの放射線ディストリビュータを備えている。放射線ディストリビュータは、別の素子に対して相対的に並進移動可能な少なくとも１つの並進移動素子を備えている。第一の放射線導体の第一の端は第一の並進移動素子に固定され、第二の放射線導体の第一の端は他方の素子に固定され、第一の放射線導体と第二の放射線導体は、システムの様々な動作モードを得るために並進移動素子と他方の素子の相互に対して相対的な並進移動によって様々な配置で相互に接続可能である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を発するための少なくとも１つの第一放射線源と、人間又は動物における又は内における腫瘍部位へ放射線を導くのに適した少なくとも１つの第一放射線導体とを備え、前記放射線導体は、腫瘍部位における腫瘍の治療及び診断のために腫瘍部位へ及び／又はから放射線を導くための、トランスミッタ及び／又はレシーバとして使用されている、人間又は動物の治療及び診断用のシステムにおいて、
少なくとも１つのディストリビュータは、少なくとも前記第一放射線源から前記腫瘍部位へ前記放射線を供給するのに適しており、前記ディストリビュータは、縦並進素子が予め定めたポジション間で縦並進移動することによって放射線が前記システムの異なる動作モードのために異なる配置で結合されるように配置されている少なくとも１つの縦並進素子を備え、前記放射線は、非電離電磁放射線であることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記第一放射線は、診断用放射線であり、前記システムは、前記放射線導体の少なくとも１つを通して前記部位へ治療用放射線を発するための少なくとも１つの第二放射線源を備えている請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記腫瘍の治療及び診断は、双方向型組織内光力学腫瘍治療及び／又は光熱腫瘍治療及び／又は腫瘍診断である請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
前記腫瘍部位へ及びから放射線を導くために配置されている複数の第一放射線導体と、
少なくとも一つの放射線源から放射線を送るために及び／又は少なくとも１つの放射線センサへ放射線を導くために配置されている複数の第二放射線導体とを備えているシステムにおいて、
前記ディストリビュータは、少なくとも１つの放射線源から腫瘍部位へ及び／又は腫瘍部位から少なくとも１つの放射線センサへ放射線を供給するためのディストリビュータであり、前記ディストリビュータは、前記部材の第二の部材に関する予め定めたポジション間で前記素子の第一の素子の並進移動によって放射線が異なる配置で結合されるように配置されている少なくとも２つの並進素子を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
各素子が、前記放射線導体を受け入れるために配置されている複数の穴を有し、２つの素子の対応の穴は、直線上に等距離に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記第一の放射線導体の第一の端が並進移動素子の前記孔に固定され、第二の放射線導体の第一の端が他方の並進素子の前記孔に固定され、前記第一及び前記第二の放射線導体が前記縦並進移動素子及び前記他方の並進素子の予め決められたポジション間における相互に対して相対的な縦並進移動によって様々な配置で相互に接続可能であることを特徴とする、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記他方の素子は第二の縦並進移動素子であることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
さらに、相互に近接する２枚の平らなディスクを備え、前記ディスクが相互に対して相対的に回転可能であり、
各ディスクが円形ライン上に配列される孔を有し、一方のディスクの円半径が他方のディスクの円半径に等しく、一方のディスクの前記孔がｖ１＝（３６０／ｎ１）度の角度間隔で円形ライン上に均等に供給され、ｎ１は孔の数であり、かつ他方のディスクの前記孔がｖ２＝（３６０／ｎ２）度の角度間隔で円形ライン上に均等に供給され、ｎ２＝ｍ×ｎ１であり、ｍは倍数であり、ｎ２は１以上の整数となることを特徴とし、
第三の放射線導体の第一の端が前記第一のディスクの前記孔に固定され、第四の放射線導体の第一の端が１つを除いて前記第二のディスクの全ての孔に固定され、それによって、前記第三及び第四の放射線導体が他方のディスクに対して相対的な前記回転可能ディスクの回転によって様々な配置で相互に接続可能であり、
かつ前記縦並進素子が実質的に半径方向外向きに移動可能に配列され、前記複数の第一の放射線導体を前記第三のファイバのうちの１本に結合するために前記他方のディスクと統合される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
ｎ１が前記ディストリビュータの前記第一のディスクの孔の数であり、ｎ１＝６、ｍ＝２であり、前記ディストリビュータの前記第二のディスクの孔がｎ２＝１２となる、ことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
１つおきの第四の放射線導体が第四の放射線導体の第一の系列に属し、かつ前記第四の放射線導体の前記第一の系列に属する１本の放射線導体が前記放射線源からの放射線を放出するように配列され、前記第四の放射線導体の前記第一の系列に属するその他の放射線導体が前記放射線検出器へ放射線を導くように配列されることを特徴とする、請求項８又は９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記他方のディスクの前記縦並進素子が診断用放射線源のうちの１つを前記第一のディスクの前記第三の放射線導体のうちの１本に結合するように前記第一の放射線導体が診断用放射線源に接続されることを特徴とする請求項８又は９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記診断用放射線源は、近赤外線（ＮＩＲ）、白色、赤色、青色／紫色の光及び／又は紫外線のための光源である請求項１〜１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記診断用放射線源がビームスプリッタを備えていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４】
移す放射線導体が二色ビームスプリッタと前記放射線検出器との間に配列されることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第三の放射線導体の第二の端が温度感受蛍光発光材料によって処理されることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第四の放射線導体が１本おきに、前記放射線源からの放射線を放出するように配列される第四の放射線導体の第二の系列に属することを特徴とする請求項８又は９に記載のシステム。
【請求項１７】
前記治療用放射線源が単一の固定波長のコヒーレント光用の光源であることを特徴とする、請求項２〜１６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ディストリビュータが放射線ディストリビュータを予め決められた横及び／又は方位角ポジションにロックするための手段を有することを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１９】
前記放射線導体は光ファイバであることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２０】
前記腫瘍部位へ放射線を送る放射線導体と同じ放射線導体を通じて蛍光が記録されることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２１】
組織内光力学治療のために、温度感受蛍光発光材料で処理される前記放射線導体のうち１本又は数本が使用中前記腫瘍部位の温度を測定し、
前記腫瘍部位に送られる放射線が使用中前記腫瘍部位を加熱し、かつ
個々の放射線導体において前記腫瘍部位の温度を調節するために前記放射線の強さが測定温度によって制御可能であることを特徴とする、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２２】
前記縦並進移動素子が光学スレッジであることを特徴とする、請求項１〜２１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２３】
前記放射線ディストリビュータの前記素子を相互に対して相対的に動かすための少なくとも１台のステッピング・モーター又は少なくとも１つのサーボ・システムを特徴とする、請求項１〜２２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２４】
前記動作モードが、双方向型組織内光力学腫瘍治療、温熱療法を用いる光熱腫瘍治療及び腫瘍診断から成るリストに含まれるシステムのモードであり、これらの動作モードが使用中前記腫瘍部位の同一処置中に切り換えられることを特徴とする、請求項１〜２３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２５】
該システムの前記動作モードが、
１つの診断用放射線源が第一の縦並進素子を経て前記部位へ診断用放射線を送る前記第一の放射線導体に結合され、残りの第一の放射線導体が放射線検出器に結合される、診断動作モードと、
前記治療用放射線源が前記部位へ診断用放射線を送る前記第一の放射線導体に結合される、治療動作モードとを備えていることを特徴とする、請求項２〜２４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２６】
少なくとも１つの第二の縦並進素子が前記動作モード間で切り換えることを特徴とする請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
第三の縦並進素子が前記第二の縦並進素子から前記放射線検出器への複数の放射線導体間で切り換えるように構成されることを特徴とする、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
少なくとも１つの放射線検出器及び複数の放射線導体が腫瘍部位に接続され、前記放射線導体が、前記腫瘍部位における腫瘍の診断及び治療のために前記腫瘍部位へかつ／又は腫瘍部位から放射線を伝導するためのトランスミッタ又はレシーバとして使用される、双方向型組織内光力学腫瘍治療及び／又は光熱腫瘍治療及び／又は腫瘍診断のための方法において、
該方法が、
腫瘍治療と腫瘍診断との間の切換えが、請求項１〜２３のいずれか１項に記載のシステムに含まれる放射線ディストリビュータによって異なる配置間で放射線導体を切り換えることによって自動的に行われ、かつ
前記腫瘍部位の最適の治療が得られるまで診断の結果に応じて治療用放射線の強さを調節することによって前記診断の結果が前記治療プロセスを制御することを特徴とする方法。
【請求項２９】
前記腫瘍部位の同一処置中に双方向型組織内光力学腫瘍治療、温熱療法を用いる光熱腫瘍治療及び腫瘍診断を交互に利用することを特徴とする、請求項２８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に言って、被験者の治療及び診断のためのシステム及び方法に関するものである。より特定して言うと、このシステム及び方法は、人間及び動物の腫瘍治療及び診断のためのシステム及び方法に関するものである。さらに特定して言うと、本発明は、人間又は動物の体表及び／又は体内のある部位の望ましくは双方向の光力学療法（ＰＤＴ）及び／又は光熱療法（ＰＴＴ）及び／又は光力学診断（ＰＤＤ）のためのシステム及び方法に関するものであり、このシステム及び方法において、放射線による反応を得るために部位へ非電離電磁放射線が伝導され、システムは少なくとも１つの放射線源から反応部位へ及び反応部位から少なくとも１つの放射線センサへそれぞれ放射線を送るための放射線のディストリビュータを備え、かつ反応部位は望ましくは悪性腫瘍など腫瘍を持つ腫瘍患部である。
【背景技術】
【０００２】
腫瘍の治療分野において、悪性腫瘍を治療するために多数の治療方式が開発されており、手術、細胞増殖抑制治療、電離放射線（ガンマ放射線又は粒子放射線）を用いる治療、アイソトープ療法及び放射能針を用いる近接照射療法などが一般的な治療法の例である。治療分野においての進歩は目覚しいが、腫瘍は依然として多くの人間の苦痛の原因となっており、西側諸国において死因の大きな割合を占めている。比較的新しい治療法である光力学療法（一般にＰＤＴと略される）は、治療分野において興味深い補完療法又は代替療法である。一般に先駆物質又は感作物質と呼ばれる腫瘍探索物資は経静脈、経口で又は局所的に投与される。一般に腫瘍探索物質は周囲の健康な組織より高い割合で悪性腫瘍に蓄積する。その後、通常レーザーから非熱赤色光が腫瘍領域に照射されて、感作物質の励起をより活動的状態に導く。活性化された感作物質から組織の酸素分子へのエネルギー伝達を通じて、酸素はその通常の三重項状態から励起一重項状態に転移される。一重項酸素は特に組織に有毒なものとして知られており、細胞は根絶され、組織は壊死する。感作物質を腫瘍細胞に限定するので、固有の選択性が得られ、周囲の健康な組織は傷つけられない。特にヘマトポルフィリン派生物（ＨＰＤ）及びδアミノレブリン酸（ＡＬＡ）を用いた臨床実験は良好な結果を示している。
【０００３】
感作物質は、さらに有益な特性、すなわち物質が可視光線又は紫外線によって励起されると、より長い波長に変えられた特徴的な蛍光信号を生じると言う特性を呈することもできる。この信号は、組織の内生蛍光（これは自発蛍光とも呼ばれる）と明らかに対照的に現れ、腫瘍の場所の特定及び組織における感作物質の摂取の規模の数量化に使用される。
【０００４】
組織における活性化放射線の透過が限定されることがＰＤＴの大きな欠点である。臨床結果では、表面照射によって厚み約５ｍｍ未満の腫瘍しか治療できなかった。もっと厚くかつ／又は根深い腫瘍を治療するために、組織内ＰＤＴ（ＩＰＤＴ）を利用することができる。この場合、例えば注射針のルーメンに光ファイバを入れて、光伝導光ファイバが、腫瘍へ送り込まれる。
【０００５】
効果的な治療結果を得るために、全ての腫瘍細胞が充分な線量を受けて有毒な一重項状態が得られるようにするために数本のファイバが使用されている。組織の吸収及び拡散特性の線量計算を行うことが可能であることが証明されている。例えば、スウェーデン国特許第５０３４０８号において、治療のため並びに他のファイバから組織を通じて透過してあるファイバに達する光束の測定のために６本のファイバが使用されるＩＰＤＴシステムについて説明されている。このようにして、正確な光線量の計算を腫瘍のあらゆる部分について改良することができる。
【０００６】
スウェーデン国特許第５０３４０８号の開示によれば、単一のレーザーからの光は多数の機械的及び光学的コンポーネントを備えているビームスプリッタ・システムを用いて６つの異なる部分に分割される。次に、光は６本の個別の治療用ファイバの各々に焦点を結ぶ。１本のファイバはトランスミッタとして使用され、その他のファイバは、組織を透過する放射線のレシーバとして使用される。光の測定のために、光検出器が機械的にビーム経路に振り入れられて、ビーム経路が遮断され、組織に与えられる光を集めたファイバから発する弱い光が測定される。
【０００７】
しかし、このような開放型のビーム経路は非常に損失の大きいビームスプリッティングを生じて、その結果生じる光の損失は、配光並びに光の測定に悪影響を及ぼす。さらに、この種のシステムは、度々光学的な調整を行わなければならず、これも臨床治療に関して大きな欠点となる。このシステムは、また、大型で重いので、使いやすい装置に組み入れることが難しい。さらに、各ファイバに送り込まれる光のパワーを制御することが難しく、これが測定結果を信頼できないものにする。
【０００８】
これらの問題に対する解決策は、互いに関して回転している２つのディスクを有するディストリビュータが記載されている、国際出願第ＰＣＴ／ＳＥ０２／０２０５０号において提案されている。放射線ディストリビュータは、異なる動作モード間で光ファイバを結合している。患者への一つのファイバへいくつかの光源の間で切り換えるために、全部で４つのディスクを有する組立体が記載されている。システムのサイズをさらに最小化するために、上記の解決策のサイズをさらに低減する必要がある。
【０００９】
欧州特許第０５２３４１７号は、放射線療法例えば身体の放射能照射治療のために放射能発生体及び／又は試験用物体を供給するためのパイプライン・スイッチを開示している。発生体又は試験用物体は導管内を移動可能な可撓性ワイヤの周りのパイプライン内で運ばれる。可撓性ワイヤをスイッチまで運ぶための第一のパイプは可動スイッチ素子に接続され、可撓性ワイヤをさらに身体まで運ぶための第二のパイプは第二の固定スイッチ素子に接続される。２つのスイッチ素子は相互に対して可動なので、パイプラインの様々な配置が可能である。ただし、１つの配置から別の配置に変化する際、可撓性ワイヤを各切換えプロセスの間に引っ込めなければならず、そうしないとスイッチ素子の相対的動きが阻害される。従って、切換え時間及び治療時間が非常に長い。さらに、パイプラインは放射線自体を伝導するのに適しておらず、パイプライン内で運ばれる可撓性ワイヤの外部保護及び案内となるだけである。またこの構造はかさばって、小さい光ファイバには適さない。さらに、この開示の配列は、治療用だけであって診断には適さず、双方向型の共同動作は開示されていない。
【００１０】
欧州特許第０２８０３９７号は、視覚手段に画像を搬送するための中央干渉性ファイバ束を有する滅菌可能な内視鏡を開示している。ファイバ束は多数の光ファイバによってさらに取り囲まれる。内視鏡の近位端は、光ファイバ束を視覚手段の光学システムと整合させるため及び光源から光ファイバに沿って検査対象の体腔まで光を送るための光伝送手段との間のインターフェイスとなるための結合手段を備える。この装置は、癌細胞の検出及び光線療法によるその治療に使用することができる。検査対象である組織に色素を施した後、励起レーザー光周波数に曝す。癌細胞は蛍光を発する。この蛍光は検出されて、ビデオモニタに表示され、この蛍光と同じ周波数を持つ光が光線療法のために光ファイバを通じて細胞へ送られる。しかし、単一波長の光源を使用することしか開示されていないので、光源を手動で交換しなければ複数の診断を行うことは不可能である。さらに、光ファイバの異なる配置間の切換えが不可能である。すなわち、全てのファイバが常に同じ機能を持つ（光入力又は出力）。欧州特許第０２８０３９７号において言及される結合手段は、使用前に組み立てられるとき二部内視鏡を通る光の経路を調節するためにのみ使用される。さらに、癌の部位へ治療用光線を導くため及び内視鏡を通じて診断用光線を戻すために異なるファイバが使用される。異なる動作モード間で供給が行われない。この解決法は、たとえば腫瘍の双方向型治療もマッピングも提供しない。したがって、治療及び診断がＰＤＴ、ＰＴＴ及びＰＤＤを含む、人間又は動物に治療及び診断のためのシステムにおける放射線の供給が可能となる新しい小型の装置が必要となる。さらに、本発明によって解決すべきさらなる問題は、従来技術に関する別の解決策を提供することである。
【発明の開示】
【００１１】
本発明は、付属の特許請求の範囲に記載されるシステム及び方法を提供することによって、技術的に上記の欠陥を克服し、少なくとも上記の問題を解決する。このシステム及び方法において、診断及び線量測定のために様々な放射線測定を統合的かつ単純な方法で行うことができる非常に実用的かつ効率的な双方向型ＩＰＤＴが得られる。本発明の重要な用途は、双方向型組織内光力学療法及び／又は双方向型光熱腫瘍治療である。本発明によれば、国際出願第ＰＣＴ／ＳＥ０２／０２０５０号において説明されるような既存の光学的放射線ディストリビュータを用いるシステムのサイズがさらに小さくなる。さらに、本発明により、現存の光学的放射線ディストリビュータを、上記のディストリビュータの全体のサイズを減らし、切り換え機能を改良することができる。本発明の一実施態様によれば、診断用光の損失は、少なくとも一つの減衰部位まで減らされ、すなわち、一つの余分のスイッチをなくすことができる。本発明により、柔軟性を増し、機械的誤差の影響を減らす。さらに、本発明は、従来技術によるシステムに関する問題点及び欠点についての別の解決策である。
【００１２】
本明細書において使用される「放射線」という用語は、本発明の分野すなわち光力学療法（ＰＤＴ）及び／又は光熱療法（ＰＴＴ）及び／又は光力学診断（ＰＴＴ）に適する放射線を意味する。より特定して言うと、この放射線は、「光学的」放射線すなわち赤外線（ＩＲ）、可視光線又は紫外線の波長範囲内の非電離電磁放射線である。これは、また、本発明の実施態様及び本発明を定義する特許請求の範囲内の放射線源、放射線導体、放射線センサ、放射線スイッチなどに関係する。すなわち、これらの「放射線」の源、導体又はセンサは、上記の非電離放射線を発生、伝導、測定などするのに適する。
【００１３】
本発明の一態様によれば、人間又は動物の治療及び／又は診断用のシステムは、少なくとも１つの放射線ディストリビュータを備え、このディストリビュータは、摺動スレッジなどの、少なくとも１つの縦並進移動素子を備え、このスレッジは、システムの異なる動作モードについて異なる配置で複数の放射線導体を結合するために、互いに関して並進移動可能な少なくとも２つの部分を望ましくは有している。少なくとも１つの縦並進素子を移動させることによって、すなわち、他方の部分に関するその縦軸に沿って縦並進素子の動作によって、システムの異なる動作モードについて異なる配置間で切り換えられる。こうして、一つの放射線源と一つの出力放射線導体を結合すること及び／又は人間又は動物の部位から少なくとも１つの放射線検出器へ複数の放射線導体を結合することなどの動作は、小型の並進切り換え装置を備えているシステムによって有効に行われる。
【００１４】
一つの縦並進移動装置素子が固定され、他方が移動可能でもよい。又は、縦並進移動装置素子の両方が互いに関して、例えば固定ハウジングに関して移動可能である。
【００１５】
本発明をより詳細に説明するために、添付図面を参照しつつ以下に本発明の複数の実施態様について説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明によるシステムにおける本発明の実施態様を示す略図である。実施態様の説明を単純化するために、図に示される同様の素子の参照番号は全ての図面において必ずしも繰り返されない。次に、本発明によるシステムのディストリビュータの実施態様１００について、図１〜４及び図９を参照しながら説明する。放射線用のディストリビュータ１は、放射線導体を並進素子に取り付ける方法など様々なパラメータに応じて例えば１ｃｍの厚みのスチール又は数ミリの厚みの複合材料などで作られる、実質的に相互に近接する２枚の縦並進素子を備えている。放射線導体を縦並進素子に固定するために従来の光ファイバ・カップリングなど接触素子が使用される場合、このカップリングは機械的安定性を保証し、素子のサイズを規定する。放射線導体が縦並進素子に直接取り付けられる光ファイバである場合、素子はさらにコンパクトである。縦並進素子がマイクロメカニックによって実現される場合、さらに小さいサイズが得られる。本発明によって、縦並進素子は、２つの素子を相互に適切に位置決めすることによって、光ファイバなどそれぞれ第一の縦並進素子１１０、１５０の孔２に固定される複数の放射線導体１４４〜１４６又は１０２ａ〜１０２ｆ、１３１ａ〜１３１ｊ、１６０がそれぞれ第二の縦並進素子１１１、１５１の孔２に固定される第二の複数のファイバ１６０又は１２０ａ〜１２０ｆに結合されるように、相互に縦に並進できるように配列される。図１に示されるシステム１００は、縦並進素子１１０、１１１、１５０、１５１を備えているこの種の２つのディストリビュータＡ及びＢを備えている。これらの素子は図１から４までにおいて縦素子として示されている。しかし、これらの素子は、図５〜８から分かる通り、他の形状を持つことができる。さらに、素子のうち少なくとも１つをハウジングなどに組み入れることができる。素子は、放射線導体を通じて伝導される治療用放射線か診断用放射線を患者へ結合するためのスレッジとすることができる。
【００１７】
診断ポジションにおいて、放射線は少なくとも１つの放射線検出器１３０へ結合される。システム１００の診断部分は、２−１、３−１、．．．ｎ−１放射線ディストリビュータを備えている。ここで、ｎは診断用光源１４１、１４２、１４３の数である。放射線ディストリビュータは、２つの並進移動素子１５０、１５１によって構成される。２つの素子の各々は、一度に１つの診断用放射線源が放射線導体１６０にまたさらに第二の放射線ディストリビュータＢを通じて患者体内の治療対象部位に結合されるように、他方の並進素子に対して相対的に移動可能である。この診断動作モードについては、図２及び３を参照しながら下にさらに詳細に説明する。さらに、複数の診断用放射線源を同時に使用することができる。この場合には、ロックイン法によって又は信号を多重化することによって診断用放射線を同時に検出できるように、いくつかの診断用放射線源を変調することができる。診断動作モードにおいて治療用放射線は遮断されることが望ましい。
【００１８】
主放射線ディストリビュータＢは、２つの並進素子１１０、１１１を備えている。この２つの並進素子１１０、１１１は、矢印１０５、１０６によって示される通り他方の並進素子に対して相対的に移動可能である。移動は、複数の放射線導体１２０ａ〜１２０ｆが患者の腫瘍部位２００へ及び腫瘍部位から放射線を導くように制御される。主放射線ディストリビュータＢは、診断動作モードと治療動作モードとの間の切換えを行う。患者へ及び患者から通じる放射線導体１２０ａ〜１２０ｆは、並進素子１１１に固定される。主放射線ディストリビュータＢの並進素子１１０は（３Ｎ−１）対Ｎの放射線ディストリビュータを備えている。ここで、Ｎは並進素子１１１に固定される患者へ又は患者から通じる放射線導体１２０ａ〜１２０ｆの数であり、（３Ｎ−１）は並進素子１１０に固定される放射線導体の数であり、その中のＮ本は放射線源１０１ａ〜１０１ｆに結合される放射線導体１０２ａ〜１２０ｆであり、２（Ｎ−１）本は放射線検出器１３０に結合される放射線導体１３１ａ〜１３１ｆであり、１本１６０は診断用放射線源２４０に結合される。
【００１９】
治療動作モードにおいて、Ｂは図１に示されるように調整される。放射線源１０１ａ〜１０１ｆから発する治療用放射線は放射線導体１０２ａ〜１０２ｆへ結合される。光導体又は光ファイバなどこれらの放射線導体は、並進移動素子１１０に結合される。素子１１０は、光源１０１ａ〜１０１ｆからの光が放射線導体１２０ａ〜１２０ｆへまたさらに患者の治療部位へ結合されるように並進移動素子１１１と整合される。
【００２０】
診断動作モードにおいて、放射線ディストリビュータＡは、診断用放射線源１４１、１４２、１４３のうちの１つが放射線導体１６０に結合されるように調整される。その代わりに、図２及び３に示されるように、システムにおいて診断用放射線源が１つだけ使用される。主放射線ディストリビュータＢは、診断動作モードにおいてＮ本の患者用ファイバ１２０ａ〜１２０ｆのうち１本が放射線導体１６０によって診断用放射線源に結合されるように調整される。これは、矢印２０５、２０６によって示される通り並進素子１１０、１１１を相互に横にスライドさせることによって行われる。複数の放射線導体１２０ａ〜１２０ｆのうち残りの（Ｎ−１）本の放射線導体を通じて患者体内の部位から送り返される放射線も、診断用放射線と呼ばれる。この診断用放射線は、放射線検出器１３０へ通じる複数の放射線導体１３１ａ〜１３０ｊのうちの（Ｎ−１）本の放射線導体へ結合される。その後、放射線ディストリビュータＢは、Ｎ本の患者用放射線導体１２０ａ〜１２０ｆのうち別の１本が診断用放射線放出ファイバ１６０に結合されるように調整される。これは、矢印３０５、３０６によって示される通り、もう一度並進素子１１０、１１１を相互に横にスライドさせることによって行われる。このようにして、別の（Ｎ−１）本の放射線導体のセットが放射線検出器１３０へ通じる複数の放射線導体１３１ａ〜１３０ｊのうちの（Ｎ−１）本の放射線導体に結合される。放射線導体１６０からＮ本の患者用放射線導体へのＮ個の全ての結合組合せが行われるまでこれがＮ回反復される。ｎ個の診断用放射線源がシステム内にある場合、ｎ個の放射線源の各々についてＮ回の測定が実行され、その結果（Ｎ＊ｎ）回の診断測定が行われて、各測定が（Ｎ−１）個の測定値を生じる。上述の手順の代わりに、患者へ通じる次の入力放射線導体に切り換える前にｎ個の放射線源が順次応用される。検出器は単一の検出器でも複数の検出器でも配列検出器でもよい。
【００２１】
図４は、本発明による別の実施態様の略図であり、この実施態様においては、検出器４３０へ通じる放射線導体の数を最小限に抑えるためにさらなる放射線ディストリビュータＣが使用される。ディストリビュータＣは、２つの並進素子４７０、４７１を備えている。２つの並進素子４７０、４７１は、それぞれ他方の並進素子に対して相対的に移動可能である。患者からの診断用放射線を伝導する（Ｎ−１）本の放射線導体に対応する（Ｎ−１）本の放射線導体４３１ａ〜４３１ｅは、並進素子４７０に固定され、検出器４３０へ通じる。２＊（Ｎ−１）本の放射線導体１３１ａ〜１３０ｊ（図１においてはそれぞれ素子１１０及び検出器１３０に接続される）は、この場合には並進素子１１０から並進素子４７１へ通じる。放射線ディストリビュータＣは、複数の導体１３１ａ〜１３１ｊのうち活動中の（Ｎ−１）本の放射線導体だけが放射線導体４３１ａ〜４３１ｅを通じて検出器４３０に結合されるように調整される。その代わりに、並進素子４７１を並進素子１１０と統合し、並進素子４７０を並進素子１１１と統合することができる（図には示されていない）。このようにして、治療及び診断測定のために同一の並進素子を使用することができる。
【００２２】
上の実施態様例においてはＮ＝６及びｎ＝３である。ただし、Ｎ及びｎには他の数も同様に可能である。
【００２３】
本発明によるシステムの少なくとも機械部分の較正のために、並進素子１１１に第七の孔を含むことができる。この孔は、図１〜４に示される線形並進素子に関しては、正確に放射線導体１２０ｄと１２０ｃとの間に位置することが望ましい。図５〜８に示されるディスク５１０に関しては、第七の孔は、ディスク５１０の孔５１３間のどこかに位置することが望ましい。第七の孔は、放射線ディストリビュータの相対する素子の孔における入力放射線導体のポジションを正確に定めるために使用される。第七の孔は放射線センサを直接備えるか、あるいは第七の孔に面する放射線導体から送られる放射線を反対側から検出するために放射線センサに接続される。このようにして、放射線ディストリビュータの素子のポジションを較正することができる。例えば、第七の孔のポジションは、これらの素子を駆動するステッピング・モーターのポジションをゼロにするために使用することができる。本発明によるシステムの並進素子５５０又はその他の並進装置のポジションを較正するためにも同じ方法で第七の孔を使用することができる。
【００２４】
放射部分を含めて本発明によるシステム全体の較正のために、治療前に、例えば滅菌脂質内水溶液で作られる較正組織ファントム及び／又は例えばＤｅｌｒｉｎ（登録商標）で作られる滅菌固形ファントムを直接測定することによって、システムの性能全体が記録される。治療用放射線源の性能は、内部及び／又は外部電力計によって監視することができる。
【００２５】
次に、本発明によるシステムのディストリビュータの別の実施態様について、図５〜８を参照しながら説明する。この場合、縦並進素子は、別のディスク主体の回転可能ディストリビュータと統合され、その結果、先行技術に比べてよりコンパクトな装置となる。さらに詳細に述べると、ディスク状のディストリビュータ５００は、例えば１ｃｍの厚みのスチール、アルミニウム／チタン／マグネシウム、複合材料などの材料で作られる２枚の近接する平らなディスクを備えている。材料が軽量であれば、それだけ固定ポジション間のディスクの回転を速くすることができるが、同時にディスクは丈夫であることが重要であり、耐久性があることが望ましい。例えば複合材料のディスクは、一般的に言ってたとえばスチールより数ミリ薄い。本発明によって、２枚のディスクは軸６１４に配置され、ディスクの一方は固定ディスク５１１であり、他方は回転可能ディスク５１０である。ここで、「固定」及び「回転可能」と言う用語は単に説明を単純化するために使用されている。ただし、ディストリビュータ５００の機能を単純に理解できるようにするために、これ以降の説明において、例証のためにディスク５１１は「固定」として定義され、ディスク５１０は「回転可能」として定義される。一般的に言って、２枚のディスク５１０、５１１は相互に対して相対的に回転可能である。使用中、ディスク５１０及び５１１は、図６及び８に示される通り相互に近接して配置されるが、図５及び７においては、図解のために相互に分離されている。
【００２６】
放射線導体５２０（図５のディスク５１０の右側に位置する複数のファイバのうち１本の放射線導体に例として参照番号が付けられている）、５３０、５４０を固定するために両方のディスクに円形ライン上に均等に孔５１３が配置される（図７）。孔の直径は、放射線導体がディスクに直接取り付けられる光ファイバである場合には０．１〜０．７ｍｍであることが望ましい。放射線導体を正確に対面させて配列できるようにして高い精度を得るために、２枚のディスクの孔は、例えばセンタリング・チューブを用いて一緒に穿つことができる。その代わりに、ディスク又は本明細書において言及されるその他の機械素子を生産するために高精度のカッタ又はドリルを使用することができる。その後ディスク５１０、５１１の中央に位置する孔５１２に通される共通の軸６１４が使用される。このようにして、一連の孔を作る際に非常に高い精度を得ることができる。
【００２７】
一緒に穿孔されたディスクを使用することによって、放射線導体をこれらのディスクに固定することができる。この場合、これらより薄い追加のディスクを、望ましくはばね式で、多少回転させて、糊又はその他の固定手段の必要なく全ての放射線導体を同時に所定のポジションではさむことができる。その代わりに、孔の直径を放射線導体の直径より大きく作り、孔を適切なチューブ片で仕上げるか、又は放射線導体の端にはめ込みホースを装着することができる。その代わりに、放射線導体の端をフレア状又はフランジ状にして孔に入れるか、又は孔に適切なＳＭＡコネクタ又は放射線導体を受けるためのその他のタイプのコネクタを装着することができる。これまでの実施態様又はこの実施態様に関連して説明される同じ原理が、並進放射線ディストリビュータにおいて孔及び放射線導体の固定に応用される。
【００２８】
放射線導体は光ファイバであることが望ましく、放射線伝導材料を納める様々なタイプのホース又は可撓性チューブが含まれる。放射線導体は、ディスクを問題なく全回転（±１８０度）できるだけの長さを有し、ディスクが全回転できるように配列されなければならない。放射線導体がらせん状にならないようにするために、運動方向を逆転することができる。同じ原理がこの説明において開示される並進素子にも応用され、並進素子に接続される放射線導体は、並進素子又は放射線導体の機能が阻害されない長さを持たなければならない。さらに、放射線導体の長さは、患者用放射線導体の遠位端の位置決めが阻害されないよう充分な長さを持たなければならない。
【００２９】
本発明のこの実施態様によれば、ＰＤＤ、ＰＤＴ及びＰＴＴ用のシステムにおける複数の第一の放射線導体５２０は、反応部位８０１への及び反応部位からの放射線の伝導のために回転可能なディスク５１０に配列される。本明細書において、反応部位とは、光力学的に活性の化合物が、例えば腫瘍内に配置される注射針のルーメンを通じて送られることによって治療を受けるとき腫瘍内で反応する部位を意味する。その後放射線導体５２０が反応部位８０１において固定される。その後、注射針の遠位端の外側に達するように放射線導体を前進させる。統合的な診断及び線量測定（治療）のためにも、また患者が何度も針で刺されることがないようにするためにも、治療中連続的に同じ放射線導体５２０が使用される。
【００３０】
回転可能ディスク５１０並びに固定ディスク５１１の孔５１３は、円形ライン上に配列され、一方のディスクの半径は他方のディスクの半径に等しい。回転可能ディスク５１０の孔は円形ラインに沿って角度間隔ｖ１＝（３６０／ｎ１）で等間隔に配置される。ここで、ｎ１は孔の数に等しい。他方の固定ディスク５１１の孔は（３６０／ｎ２）度に等しい角度間隔ｖ２で円形ラインに沿って等間隔に配置される。第一の放射線導体５２０の第一の端は回転可能ディスク５１０の孔に固定され、第二の放射線導体５３０、５４０の第一の端は固定ディスク５１１の孔に固定される。孔を作るために、またそれによって回転可能ディスク５１０を回わすことによって両方のディスクの放射線導体を様々な配置で相互に接続できるようにするために、ｎ２が１より大きい又は１に等しい整数として得られるよう、ｎ２はｎ１の倍数となるように選択される。固定ディスクの孔の数は２から６以上までの数から、例えば、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０から選択されるとよい。
【００３１】
ここで説明される実施態様によれば、回転可能ディスク５１０には６つの孔が配列され、固定ディスク５１１には１２個の孔が配列される。上述の通り、「固定」及び「回転可能」と言う言葉は、相互に対して回転可能な２枚のディスクの説明を単純化するために単に説明のために使用されている。第一の放射線導体５２０を６本とすると、孔の角度間隔は回転可能ディスク５１０において６０度となり、固定ディスク５１１に１２個の孔が配列されるとすると、第二の放射線導体５４０、５３０の角度間隔は３０度となる。
【００３２】
本発明によれば、並進スライド素子５５０が上述のシステムの固定ディスク５１１に配置される。スライド素子５５０は、矢印５５１によって示される通り実質的に半径方向の並進運動によってディスク５１１上で半径方向外側に移動できるように、ディスク５１１に配置される。スライド素子５５０はディスクにおけるファイバの取り付けに関して上に説明したのと同様に、放射線導体を受ける。素子５５０は、放射線導体５６３、５６４、５６５のうち１本から対応する放射線導体５２０への放射線の伝送ができる限り妨害されないように、現在活動中の放射線源５６０、５６１又は５６２に応じて所定の位置にロックする。このようにして、複数の放射線導体５６３、５６４、５６５のうち一度に１本の放射線導体（図５においては５６４）を回転可能ディスク５１０の対応する放射線導体（図５において参照番号５２０）に結合することができる。
【００３３】
本発明の理解を容易にするために、本発明によるシステムのディストリビュータの望ましい実施態様についての以下の説明は、反応部位８０１への及び反応部位からの放射線の伝導のために回転可能ディスク５１０に６本の第一の放射線導体５２０が配列されるものについて行われる。
【００３４】
このように、固定ディスク５１１は回転可能ディスク５１０と同様、第二の放射線導体用の６つの孔を有し、固定ディスク５１１の場合さらに第二の放射線導体用のさらなる６つの孔を有する。これらの全ての放射線導体は、反応部位２００へ放射線を放出し、反応部位からの放射線を受けることができる。このようにして、いくつもの測定値を同時に記録し、読み取ることができる。
【００３５】
回転可能ディスク５１０を回すことによって、第一の放射線導体と第二の放射線導体は様々な配置で相互に接続可能になる。ディストリビュータ５００における相対する放射線導体の正確な位置決めは、予め決められた角度ポジションに回転可能ディスク５１０を止めるための手段を配置することによって容易になる。例えば、回転可能ディスク５１０に配置されるばね付きボール（図には示されていない）を捕捉するための溝を軸２に配置するか、又は回転可能ディスクに角度検出器を使用することができる。その代わりに、このために、上述の「第七の孔」方式と組み合わせてステッピング・モーター又はサーボモーターを用いる電子調節を使用することができる。
【００３６】
診断動作モードと治療動作モードとの間の切換えを速やかにかつ効率よくするために、本発明によるディストリビュータ５００の第二の放射線導体は１つおきに第一の系列及び第二の系列に分割される。両方の系列の孔は同じ円形上に配列されるが、相互に３０度ずつずれる。１つおきの第二の放射線導体の第一の系列に属する特定の１本の放射線導体は少なくとも１つの放射線源からの放射線を放出するために配置される。第二の放射線導体の第一の系列に属するその他の放射線導体は、少なくとも１つの放射線センサ６１０へ放射線を伝導するために配置される。１つおきの第二の放射線導体の第二の系列は、治療用に少なくとも１つの放射線源から反応部位８０１へ放射線を放出するよう配列される。
【００３７】
放射線導体は光ファイバであることが望ましく、図５〜８に示されるディストリビュータ５００において光ファイバは固定ディスク５１１並びに回転可能ディスク５１０に接続される。固定ディスク５１１に接続される放射線導体のうち、６本の放射線導体を診断用として使用することができ、６本を治療用として使用することができる。ただし、診断動作モードにおいて、１つから３つを超えるモダリティ５６０、５６１、５６２からの放射線を採用することができる。
【００３８】
図５〜６を参照すると、図を明確にするために固定ディスクに結合される上述の放射線導体のみが示されている。他の放射線導体は、図７及び８に示される通り固定ディスクに結合されるが、図５〜６には示されていない。
【００３９】
回転可能ディスク５１０を３０度回すことによって、患者の組織に光学的に結合される放射線導体５２０を治療用並びに診断及び測定用として使用することができる。ディスク５１１に固定される１つおきの第二の放射線導体のうちの１本は、診断動作モードにおいて診断用の様々な放射線源に接続されるのに対して、他の５本の放射線導体は、これらの放射線源と組織との相互作用に関係する信号を受け取る。放射線導体５４０（図５には６本全ては示されていない）は、治療用放射線源例えばレーザーに接続されるのに対して、放射線導体５３０は放射線検出器に接続される。放射線導体５６３〜５６５は診断用放射線源５６０〜５６２に結合される。
【００４０】
強さ及びスペクトル解像度が重要なので、これらの５本の放射線導体６４０の遠位端は、放射線センサ６１０の入口スリットに重なりかつ／又は放射線センサの入口スリットを構成するようにスリット状に配列される。放射線センサは小型分光計又はその他のタイプの検出器とすることができ、二次元検出器配列又は１つ又は複数の一次元検出器配列を備える。分光計の記録範囲は約４００ｎｍから９００ｎｍまでの範囲であることが望ましい。当然、放射線導体５３０の各々を、分光計又は小型積分分光計など別のタイプの検出器の形を取る個々の放射線検出器６１０に接続することができる。
【００４１】
図６を参照すると、アセンブリ６００は、共通の軸６１４上の２枚のディスク５１０、５１１を備え、様々な診断用放射線源間で切り換えるための並進素子５５０がディスク５１１に組み込まれている。このようにして、診断用放射線源間で切り換えるための外部放射線ディストリビュータを有する他の解決法に比べてよりコンパクトで丈夫な構造が得られる。
【００４２】
放射線源５６０、５６１、５６２のうち１つは光力学腫瘍治療のためのレーザー照射に使用されるのと同じ波長のレーザーであることが望ましいが、もっと低い出力でもよい。全ての測定作業に正確なダイナミック・レンジが利用されるようにするために放射線センサ６１０の光路に入り込むように、適切なフィルタを放射線ディストリビュータ５５０に配置することができる。
【００４３】
放射線源５６０、５６１、５６２の一部は、対応する波長の放射線（光）が腫瘍組織へどのように透過するかを調べるために使用される。放射線源からの放射線が特定の放射線導体を通って放射線ディストリビュータ５５０及びディスク５１１、５１０を経て組織へ送られるとき、ディストリビュータ５５０の放射線導体に相対する１本の放射線導体である第一の放射線導体５２０のうちの１本は、腫瘍内のトランスミッタとして機能し、腫瘍内のその他の５本の放射線導体５２０はレシーバとして機能して、放射線導体へ達する放射線の拡散光束を集める。集められた放射線は再びディスク５１０、５１１を経てかつ放射線導体６４０（その中の２本の導体が図５において５３０として示されている）を経て放射線センサ６１０へ伝導され、５つの異なる光の強さを検出器／検出器配列で記録することができる。
【００４４】
回転可能ディスク５１０が６０度回されると、患者へ通じる次の放射線導体５２０がトランスミッタとしての役割を得て、その他の５本は新しい放射線供給のためのレシーバとなる。患者体内の次の放射線導体５２０まで６０度ずつ回転可能ディスク５１０をさらに４回回すと、トランスミッタ／レシーバの残りの全ての組合せについて放射束データが記録される。このようにして、合計６×５＝３０の測定値が得られ、治療中腫瘍の様々な部分に蓄積される放射線量の断層モデリングのための入力データとして使用することができる。さらに、固定ディスク５１１において実質的に半径方向に放射線ディストリビュータ５５０を縦に並進させることによって３つの放射線源５６０〜５６２間で切り換えることによって、これらの３０の測定値が放射線源５６０、５６１、５６２の数だけ倍増して、合計で９０の断層測定値が得られる。
【００４５】
特定の波長の他に、白色光源及び／又は広帯域発光ダイオード及び／又は線光源からの放射線を、放射線ディストリビュータ５５０の特定の活動中の放射線導体へ結合することができる。組織を通って患者体内の受信放射線導体５２０まで通過するとき、放射線源の明確に定義されたスペクトル分布は組織吸収によって修正される。このとき、酸素を豊富に含んだ血液は酸素を豊富に含まない血液と異なるサインを生じるので、読み取られる３０（診断調査中回転可能ディスク５１０の回転により６つの異なる配置において一度に５つのスペクトル）の様々なスペクトル分布を利用して酸素分布を断層的に決定することができる。ＰＤＴプロセスは一般的に言って組織内の酸素にアクセスする必要があるので、このような腫瘍における酸素和の決定は重要である。
【００４６】
最後に、青色／紫色光又は紫外線の光源例えばレーザーを、放射線ディストリビュータ５５０の特定の活動中の放射線導体に結合することができる。組織内において蛍光が誘発され、組織に投与された感作物質は、赤色／近赤外スペクトル領域において特徴的な赤色蛍光を示す。対応する信号の強さによって、組織内における感作物質のレベルを定量化することができる。
【００４７】
短い波長の光は組織への透過度が非常に低いので、誘発される蛍光は放射線導体の先端で局部的にしか測定されない。この仕事のために、この場合対応する放射線源６７０のために特定の放射線導体６６１の遠位端に、放射線導体６６２を通じて接続されるビームスプリッタ６６０が配置される。ビームスプリッタは、励起光は伝送するが赤方偏移蛍光を反射する二色ビームスプリッタであることが望ましい。この反射した放射線は搬送放射線導体６６２の遠位端に焦点を合わされ、この放射線導体の他方の端は放射線センサ６１０に接続され、センサは蛍光放射線分布を記録する。適切な内蔵蛍光センサについては、Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒ．７１，５１０００４（２０００）において説明されている。この種の二色ビームスプリッタを有するシステムは、図１〜４に示されるような並進放射線ディストリビュータ・システムによっても同様に実現することができる。例えば、放射線導体６６２は、放射線検出器１３０と例えば放射線導体１４４に挿入される二色ビームスプリッタ６６０との間に挿入することができる。
【００４８】
回転可能ディスク５１０を回転させることによって、感作物質の濃度に比例する蛍光を、６本の放射線導体の先端で順次測定することができる。感作物質は強い治療用赤色放射線（放射線を患者へ伝導する放射線導体５２０の先端の周りで特に強い）によって漂白されるので、治療開始前にこの測定を行うことが肝要である。
【００４９】
放射線導体５２０、１２０ａ〜１２０ｆの先端がさらに温度依存の蛍光特性を有する物質によって処理される場合、励起時にはっきりした蛍光ラインが得られ、ラインの強さ及びその相対的な強さは、処置に使用される放射線導体５２０、１２０ａ〜１２０ｆの先端の温度によって決まる。この種の物質の例は、遷移金属又は希土類金属の塩である。このようにして、６本の放射線導体の６つのポジションで１つずつ温度を測定することができる。測定された温度は、関連する放射線減衰を伴う血液凝固が放射線導体５２０、１２０ａ〜１２０ｆの先端で生じたか否かを調べるため及びＰＤＴと熱の相互作用との間の相乗効果の利用について調べるために利用することができる。得られるラインははっきりしているので、これを組織からのより広域の蛍光分布から取り出すことができる。
【００５０】
特定の物質について感作物質の濃度を代替方法で測定することができる。放射線伝搬調査に使用される赤色放射線が近赤外線蛍光を誘発するために使用される。この蛍光は組織を通って受信放射線導体５２０、１２０ａ〜１２０ｆの先端まで透過し、放射線センサ６１０、１３０において得られるスペクトルとして同時に表示される。濃度分布の断層計算は、合計３０の測定値に基づいて行うことができる。
【００５１】
診断測定及び計算が行われた後、光学的に患者の組織へ結合されるファイバ５２０は、回転可能ディスク３を３０度回転させることによって治療用として利用することができる。治療用放射線源は、このようにして、患者用ファイバ５２０に結合される。治療用放射線源は、感作物質の吸収帯域に適する波長を有するレーザー源であることが望ましい。光力学腫瘍治療においては、採用される感作物質に合わせて選択される波長を有する色素レーザー又はダイオード・レーザーが使用されることが望ましい。Ｐｈｏｔｏｆｒｉｎ（登録商標）の場合波長は６３０ｎｍであり、δアミノレブリン酸（ＡＬＡ）の場合波長は６３５ｎｍであり、フタロシアニンの場合約６７０ｎｍである。その他多くの感作物質が存在する。個々のレーザーは治療中個々の望ましい出力に調節される。希望に応じて、組込み又は外部監視検出器を備えることができる。
【００５２】
最適の治療に達するまで、治療を中断して、双方向式に新たな診断データを処理することができる。レーザー放射線の光束が増大すると温度が上昇するこの方法は、ＰＤＴと温熱療法との間の相乗効果を含むことができる。全体のプロセスは、コンピュータを用いて制御され、コンピュータは全ての計算を行うだけでなく調節にも利用される。
【００５３】
図１０は、本発明の実用的な応用例においてシステムの実施態様を実用的に実現して行われた腫瘍の治療中における様々な時点の診断測定を示すグラフである。
【００５４】
６つの図表の各々において、１本のファイバの端がエミッタとして使用され、その他のファイバの端がコレクタとして作用する。発光端から６３３ｎｍの波長の放射線が発せられ、集光端は定量化のために検出器へ放射線を送る。全ての図表は第一のサンプルに標準化されている。「出力ファイバ１」の図表において、放射線導体１がエミッタとして使用され、２〜６はコレクタとして使用される。「出力ファイバ２」の図表においては、放射線導体２がエミッタとして使用され、１及び３〜６はコレクタとして使用され、以下同様である。個々のファイバにおける測定は、曲線の形状の違いによって区別される。全ての発光導体からの出力は常に等しい。従って、これらの図表は、６３３ｎｍの波長の光の透過度が治療中に時間に対してどのように変化するかを示している。図から分かる通り、透過度は診断測定中一定ではない。この情報は、診断強化にも使用することができる。
【００５５】
上述の放射線ディストリビュータは、異なる配置間で移動するためにステッピング・モーター／サーボモーターによって駆動されることが望ましい。
【００５６】
当然、望む場合には、診断と治療を同時に行うこともできる。例えば上記の治療照射用の６本の放射線導体プラス治療用光線の効果を同時に診断するための４本の放射線導体など、腫瘍に通じる適切な数の放射線導体があれば、リアルタイムに治療を直接調節することができる。これは、治療用の光学的放射によって損傷を受けない感覚器官の治療を行う際に特に重要である。もちろん、腫瘍組織のみを破壊することが目標である。この例において、６本の放射線導体は、６本の放射線導体の遠位端が挿入される腫瘍組織を照射する。４本の診断用放射線導体も腫瘍組織の適切な位置に挿入され、腫瘍組織内に散在する治療用放射線導体からの励起放射線と腫瘍組織に生じる蛍光放射線の両方を捕捉する。この捕捉された放射線を分光計で分析して、治療用放射線源を調節するために使用することができる。例えば、この４本の付加的放射線導体を治療照射用の６本の放射線導体の中間に配置することができる。６本の放射線導体が放射線源に接続される場合、並進スライド又は回転ディスクの配列によって、４本の付加的放射線導体は自動的に放射線検出器に接続される。
【００５７】
本発明は、特定の実施態様に関して上に説明されている。しかし、上述の望ましい実施態様以外の実施態様も添付の特許請求の範囲内で同様に可能であり、ハードウェア又はソフトウェアによって上述の方法を実行する、例えば上述のものと異なる並進素子の形状などが可能である。さらに、素子を構成するためにマイクロメカニック技術を用いることによって、並進素子をさらに最小限に抑えることができる。このようにして、マイクロファブリケーションによって生産されるマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）によって素子の１つの実現形態が得られる。上述の素子は様々な原理で作用する。１つは出力ファイバに対して相対的なファイバの圧電運動によって作動される直接ファイバ運動による切換えである。もう１つは、光学ビームを様々な出力／入力ファイバに偏向させるマイクロプリズム又はミラーなどマイクロメカニック・コンポーネントに基づくマイクロ光学ビーム偏向による切換えである。Ｐｉｅｚｏｓｙｓｔｅｍ  Ｊｅｎａ社又はＰｙｒａｍｉｄ  Ｏｐｔｉｃｓ社は後者のマイクロメカニック原理に基づく適切なコンポーネントを提供する。
【００５８】
さらに、「備える」と言う用語は、本明細書において使用される場合他の素子又はステップを除外するものではなく、単数で示される単語は複数を除外するものではなく、かつ単一のプロセッサ又はその他のユニットは、特許請求の範囲に記載されるユニット又は回路のうちいくつかの機能を果たす場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】腫瘍治療モードにおける本発明の一実施態様を示す略図であり、本発明のシステムにおいて、光ガイドが腫瘍内に挿入されて組織内に配置されている。
【図２】腫瘍診断モードにおける本発明の別の実施態様を示す略図である。
【図３】別の診断モードにおける図２の実施例の略図である。
【図４】本発明による別の実施態様の略図であり、放射線ディストリビュータが診断モードにおいて放射線検出器を結合している。
【図５】本発明のシステムの使用時における本発明の別の実施態様を示す略図であり、縦並進放射線ディストリビュータが回転可能な放射線ディスリビュータと一体である。
【図６】診断モードにおける図５の実施例を示す略図である。
【図７】回転可能な放射線ディストリビュータのディスクが離れている、図５の実施例を示す略図である。
【図８】使用時の図５の放射線ディストリビュータを示している略図である。
【図９】前記素子内に配置されている光ガイドを受け取るための穴を有する、縦並進放射線ディストリビュータ素子の平面上面図である。
【図１０】本発明の実用的な応用例においてシステムの実施態様を実用的に実現して行われた腫瘍の治療中における様々な時点の診断測定を示すグラフである。
【図１】
2007503962.tif 000003
【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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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年6月8日(2005.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線（ＩＲ）、可視光線又は紫外線の波長範囲内の光を発するための少なくとも１つの第一の光源と、
光を検出するための少なくとも１つの光検出器と、
前記人体の腫瘍部位へ又は腫瘍部位から光を伝導するのに適する複数の光ファイバであり、該光ファイバが、使用中前記腫瘍部位の腫瘍を治療又は診断するために前記腫瘍部位へ又は腫瘍部位から光を伝導するためのトランスミッタ又はレシーバとして使用される、複数の光ファイバとを備えている、人間の双方向型組織内光力学又は光熱腫瘍治療又は腫瘍診断のためのシステムにおいて、
該システムが、
少なくとも１つのディストリビュータが少なくとも前記第一の光源から前記腫瘍部位へ前記光を供給するのに適し、該ディストリビュータが、前記複数の光ファイバが取り付けられておりかつ前記光検出器へ前記光を送るため又は前記光源から前記光を受け取るために対応する結合素子を使って前記光ファイバを整合するために予め決められたポジション間で縦並進素子を縦並進移動させることによって該システムの診断又は治療モードのために前記光ファイバへ又は前記光ファイバから様々な配置で光が結合されるように配列される少なくとも１つの縦並進素子を備えていることを特徴とする、システム。
【請求項２】
該システムが前記光ファイバのうち少なくとも１本を通って前記ディストリビュータを経て前記縦並進素子及び前記相対する結合素子を経て前記腫瘍部位へ治療用光線を放出するために少なくとも１つの第二の光源を備えている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
複数の第一の光ファイバが前記腫瘍部位へ又は前記腫瘍部位から光を伝導するために配列され、
複数の第二の光ファイバが少なくとも１つの光源から光を送るため又は前記少なくとも１つの光検出器へ光を送るために配列されることを特徴とし、かつ
前記ディストリビュータが少なくとも１つの光源から前記腫瘍部位へかつ／又は前記腫瘍部位から前記少なくとも１つの光検出器へ光を供給するためのディストリビュータであり、前記相対する結合素子が、第二の縦並進素子であり、前記並進素子の一方を予め決められたポジション間で他方の前記並進素子に対して相対的に並進移動させることによって光が様々な配置で結合されるように配列される、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
各並進素子が前記光ファイバを受けるために配列される孔を有し、かつ前記２つの並進素子の対応する孔が直線上に等間隔に配列されることを特徴とし、かつ前記並進素子が並進素子間で光を送るように構成される、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記第一の光ファイバの第一の端が並進移動素子の前記孔に固定され、第二の光ファイバの第一の端が前記第二の並進素子の前記孔に固定され、前記第一及び前記第二の光ファイバが前記縦並進移動素子及び前記第二の並進素子の予め決められたポジション間における相互に対して相対的な縦並進移動によって様々な配置で相互に接続可能であることを特徴とする、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
さらに、相互に近接する２枚の平らなディスクを備え、前記ディスクが相互に対して相対的に回転可能であり、
各ディスクが円形ライン上に配列される孔を有し、一方のディスクの円半径が他方のディスクの円半径に等しく、一方のディスクの前記孔がｖ１＝（３６０／ｎ１）度の角度間隔で円形ライン上に均等に供給され、ｎ１は孔の数であり、かつ他方のディスクの前記孔がｖ２＝（３６０／ｎ２）度の角度間隔で円形ライン上に均等に供給され、ｎ２＝ｍ×ｎ１であり、ｍは倍数であり、ｎ２は１以上の整数となることを特徴とし、
第三の光ファイバの第一の端が前記第一のディスクの前記孔に固定され、第四の光ファイバの第一の端が１つを除いて前記第二のディスクの全ての孔に固定され、それによって、前記第三及び第四の光ファイバが他方のディスクに対して相対的な前記回転可能ディスクの回転によって様々な配置で相互に接続可能であり、
かつ前記縦並進素子が実質的に半径方向外向きに移動可能に配列され、前記複数の第一の光ファイバを前記第三のファイバのうちの１本に結合するために前記他方のディスクと統合される、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
ｎ１が前記ディストリビュータの前記第一のディスクの孔の数であり、ｎ１＝６、ｍ＝２であり、前記ディストリビュータの前記第二のディスクの孔がｎ２＝１２となる、ことを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
１つおきの第四の光ファイバが第四の光ファイバの第一の系列に属し、かつ前記第四の光ファイバの前記第一の系列に属する１本の光ファイバが前記光源からの光を放出するように配列され、前記第四の光ファイバの前記第一の系列に属するその他の光ファイバが前記光検出器へ光を送るように配列されることを特徴とする、請求項６又は７に記載のシステム。
【請求項９】
前記他方のディスクの前記縦並進素子が診断用光源のうちの１つを前記第一のディスクの前記第三の光ファイバのうちの１本に結合するように前記第一の光ファイバが診断用光源に接続されることを特徴とする請求項７又は８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記診断用光源がビームスプリッタを備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
光ファイバが二色ビームスプリッタと前記光検出器との間に配列されることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記腫瘍部位へ光を送る光ファイバと同じ光ファイバを通じて蛍光が記録されることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第三の光ファイバの第二の端が温度感受蛍光発光材料によって処理されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第四の光ファイバが１本おきに、前記光源からの光を放出するように配列される第四の光ファイバの第二の系列に属することを特徴とする請求項６又は７に記載のシステム。
【請求項１５】
前記治療用光源が単一の固定波長のコヒーレント光用の光源であることを特徴とする、請求項２〜１４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ディストリビュータが光線ディストリビュータを予め決められた横及び／又は方位角ポジションにロックするための手段を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１７】
温度感受蛍光発光材料で処理される前記光ファイバのうち１本又は数本が使用中前記腫瘍部位の温度を測定し、
前記腫瘍部位に送られる光が使用中前記腫瘍部位を加熱し、かつ
個々の光ファイバにおいて前記腫瘍部位の温度を調節するために前記光の強さが測定温度によって制御可能であることを特徴とする、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１８】
前記縦並進移動素子が光学スレッジであることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１９】
前記光線ディストリビュータの前記素子を相互に対して相対的に動かすための少なくとも１台のステッピング・モーター又は少なくとも１つのサーボ・システムを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２０】
前記動作モードが、双方向型組織内光力学腫瘍治療、温熱療法を用いる光熱腫瘍治療及び腫瘍診断から成るリストに含まれるシステムのモードであり、これらの動作モードが使用中前記腫瘍部位の同一処置中に切り換えられることを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２１】
該システムの前記動作モードが、
１つの診断用光源が第一の縦並進素子を経て前記部位へ診断用光線を送る前記第一の光ファイバに結合され、残りの第一の光ファイバが光検出器に結合される、診断動作モードと、
前記治療用光源が前記部位へ診断用光線を送る前記第一の光ファイバに結合される、治療動作モードとを備えていることを特徴とする、請求項２〜２０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２２】
少なくとも１つの第二の縦並進素子が前記動作モード間で切り換えることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
第三の縦並進素子が前記第二の縦並進素子から前記光検出器への複数の光ファイバ間で切り換えるように構成されることを特徴とする、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２４】
少なくとも１つの光検出器及び複数の光ファイバが腫瘍部位に接続され、前記光ファイバが、前記腫瘍部位における腫瘍の診断及び治療のために前記腫瘍部位へかつ／又は腫瘍部位から光を伝導するためのトランスミッタ又はレシーバとして使用される、人間の双方向型組織内光力学腫瘍治療又は光熱腫瘍治療及び腫瘍診断のための方法において、
該方法が、
腫瘍治療と腫瘍診断との間の切換えが、請求項１〜２３のいずれか１項に記載のシステムに含まれる光線ディストリビュータによって異なる配置間で光ファイバを切り換えることによって自動的に行われ、かつ
前記腫瘍部位の最適の治療が得られるまで診断の結果に応じて治療用光線の強さを調節することによって前記診断の結果が前記治療プロセスを制御することを特徴とする方法。
【請求項２５】
前記腫瘍部位の同一処置中に双方向型組織内光力学腫瘍治療、温熱療法を用いる光熱腫瘍治療及び腫瘍診断を交互に利用することを特徴とする、請求項２４に記載の方法。
【国際調査報告】
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