(57)【要約】治療装置であって、患者の対象領域を処置するための治療システムを含み、対象領域の中に向けた放射線の焦点を調整することが可能である。治療システムは、患者の呼吸サイクルを測定するための呼吸センサーと、治療装置をコントロールするためのプロセッサと、プロセッサによって実行される機械で実行可能なインストラクションを記録しているメモリーとを含んでいる。プロセッサは、インストラクションが実行されると、療システムに対して対象領域の処置をさせるコントロール信号を送付し、呼吸センサーから時間依存の呼吸フェイズデータを受け取り、時間依存の呼吸フェイズデータに従って焦点調整コントロール信号を生成し、治療システムに対して焦点調整コントロール信号を送付する。
2013540554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の対象領域を処置するための治療システムであり、前記対象領域の中に向けた放射線の焦点を調整することが可能な治療システムと；
前記患者の呼吸サイクルを測定するための呼吸センサーと；
前記治療装置をコントロールするためのプロセッサと；
前記プロセッサによって実行される、機械で実行可能なインストラクションを含んでいるメモリーと；を含み、
前記プロセッサは、前記インストラクションが実行されると、
前記治療システムに対して、前記対象領域の処置をさせるコントロール信号を送付し、
前記呼吸センサーから、時間依存の呼吸フェイズデータを受け取り、
前記時間依存の呼吸フェイズデータに従って、焦点調整コントロール信号を生成し、
前記治療システムに対して、前記焦点調整コントロール信号を送付する、
ことを特徴とする治療装置。
【請求項２】
前記メモリーは、さらに対象モデルを含み、
前記対象モデルは、前記時間依存の呼吸フェイズデータの関数として前記対象領域の位置を記載したものであり、
前記焦点調整コントロール信号は、前記時間依存の呼吸フェイズデータおよび前記対象モデルに従って生成される、
請求項１に記載の治療装置。
【請求項３】
前記治療装置は、さらに、医療用画像領域に係る時間依存の医療用画像データを獲得するための医療用画像システムを含み、
前記プロセッサは、前記インストラクションが実行されると、
前記医療用画像システムから、前記時間依存の医療用画像データを受け取り、
呼吸センサーから、予備的な時間依存の呼吸フェイズデータを受け取り、
前記時間依存の医療用画像データと前記予備的な時間依存の呼吸フェイズデータに従って、前記対象モデルを生成し、
前記時間依存の医療用画像データと前記予備的な時間依存の呼吸フェイズデータとは、時間的に相関している、
請求項２に記載の治療装置。
【請求項４】
前記プロセッサは、前記インストラクションにより、
前記時間依存の医療用画像データにおける前記対象領域の時間依存の位置を記録すること、
前記予備的な時間依存の呼吸フェイズデータの関数として、前記記録された前記対象領域の時間依存の位置の上にベクトルをマッピングすること、
によって前記対象モデルを生成する、
請求項３に記載の治療装置。
【請求項５】
前記プロセッサは、さらに、前記インストラクションにより、
前記予備的な時間依存の呼吸フェイズデータと前記時間依存の呼吸フェイズデータとの間の相関を算出し、
前記算出された相関が、既定の相関閾値より低い場合に、前記治療システムに対して前記対象領域の処置を停止させる、停止コントロール信号を送付する、
請求項３または４に記載の治療装置。
【請求項６】
前記医療用画像システムは、磁気共鳴画像システム、超音波画像システム、コンピュータートモグラフィーシステム、のうちのいずれか一つである、
請求項３乃至５に記載の治療装置。
【請求項７】
前記治療装置は、さらに、患者を支えるための患者サポートを含み、
前記呼吸センサーは、前記患者の体重の少なくとも一部分を支えるように、前記患者サポートに組み込まれた力センサーである、
請求項１乃至６に記載の治療装置。
【請求項８】
前記力センサーは、時間依存の力データを獲得し、前記時間依存の力データは、心弾動図信号を含んでいる、
請求項７に記載の治療装置。
【請求項９】
前記治療装置は、さらに、前記力データを呼吸フェイズデータへとフィルターするためのローパスフィルターを含む、
請求項７または８に記載の治療装置。
【請求項１０】
前記プロセッサは、さらに、前記インストラクションにより、
前記力センサーから時間依存の力データを受け取り、
前記時間依存の力データに従って平均エネルギー信号を算出し、
前記平均エネルギー信号が、既定の平均エネルギー信号閾値より高い場合に、前記治療システムに対して前記対象領域の処置を停止させる、停止コントロール信号を送付する、
請求項６乃至９に記載の治療装置。
【請求項１１】
前記治療システムは、患者サポートに結合された光輝度焦点超音波システムであり、
前記光輝度焦点超音波システムは、焦点調節可能な超音波トランスデューサーを含んでいる、
請求項７乃至１０に記載の治療装置。
【請求項１２】
前記治療装置は、ガンマー放射線治療システム、荷電粒子治療システム、Ｘ線治療システム、陽子治療システム、冷凍アブレーションシステム、レーザー治療システム、ラジオ周波数アブレーションシステム、ラジオ周波数加熱システム、そして高輝度焦点超音波システム、のうちのいずれか一つである、
請求項１乃至１０に記載の治療装置。
【請求項１３】
前記コントロール信号により、前記治療システムが前記対象領域を処置する一方で、
前記プロセッサは、
前記呼吸センサーから前記時間依存の呼吸フェイズデータを受け取り、
前記時間依存の呼吸データに従って、前記焦点調整コントロール信号を生成し、かつ、
前記治療システムに対して、前記焦点調整コントロール信号を送付する、
請求項１乃至１２に記載の治療装置。
【請求項１４】
コンピューターで実施される治療装置の動作方法であって、
前記治療装置は、患者の対象領域を処置するための治療システムを含み、
前記治療システムは、前記対象領域の中に向けた放射線の焦点を調整することが可能であり、
前記治療装置は、さらに、前記患者の呼吸フェイズを測定するための呼吸センサーを含み、
前記方法は、
前記対象領域の処置を行なわせるコントロール信号を前記治療システムに対して送付するステップと、
前記呼吸センサーから時間依存の呼吸フェイズデータを受け取るステップと、
前記時間依存の呼吸フェイズデータに従って焦点調整コントロール信号を生成するステップと、
前記焦点調整コントロール信号を前記治療システムに対して送付するステップと、を有する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
治療装置のプロセッサによる実行のための機械で実行可能なインストラクションを含むコンピュータープログラムであって、
前記治療装置は、患者の対象領域を処置するための治療システムを含み、
前記治療システムは、前記対象領域の中に向けた放射線の焦点を調整することが可能であり、
前記治療装置は、さらに、前記患者の呼吸フェイズを測定するための呼吸センサーを含み、
前記インストラクションが実行されると、前記プロセッサは、
前記対象領域の処置を行なわせるコントロール信号を前記治療システムに対して送付し、
前記呼吸センサーから時間依存の呼吸フェイズデータを受け取り、
前記時間依存の呼吸フェイズデータに従って焦点調整コントロール信号を生成し、
前記焦点調整コントロール信号を前記治療システムに対して送付する、
ことを特徴とするコンピュータープログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象領域において放射線の焦点を合わせる治療装置に関する。より特定的には、呼吸センサーを使用した焦点制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動する腫瘍に係る放射線治療または高密度焦点式超音波治療（ＨＩＦＵ）を使用した効果的な治療法は、リアルタイムな対象の位置についての３次元情報を必要とする。この情報は、対象に対して十分な投薬を保証するため、そして、周囲の健全な組織に対する投薬を防ぐために必要とされる。腫瘍の移動は、膵臓、肝臓、そして腎臓といった腹部組織について典型的である。移動は、自然と周期的であるが、患者の呼吸によるものである。呼吸サイクルにおける腫瘍の移動は、数センチメートルまであり得るもので、ＨＩＦＵの焦点領域サイズと比べても大きい。
【０００３】
呼吸同期は、呼吸運動を補償するために放射線治療において使用される方法である。すなわち、呼吸信号が測定されると、対象の移動をモデル化するために、呼吸サイクルの異なるフェイズ（ｐｈａｓｅ）において、ＣＴスキャナーで容量画像を撮影する。処置の最中にも、呼吸信号は測定され、対象が既定のウインドウの外側にあるときはいつでも治療用ビームがスイッチオフされる。他の呼吸運動の検知方法としては、肺気量測定、患者の肌の上に置いた外部マーカーの位置の追跡、ストレインゲージ（ｓｔｒａｉｎ  ｇａｕｇｅ）付きのベルト、胴体の立体画像、そして胴体の飛行時間画像、がある。
【０００４】
米国特許出願公開第ＵＳ２０１０／００９４１５３Ａ１号は、患者の片方の側にある第１の接触ポイントから患者の反対の側にある第２の接触ポイントまで拡張するように適合された呼吸センサーを開示している。呼吸信号はリアルタイムに解析され、ＣＴスキャナーを同期させるために使用され、フェイズが調整された画像を生成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第ＵＳ２０１０／００９４１５３Ａ１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、治療装置、コンピューター実施方法、およびコンピュータープログラムであり、独立請求項に記載される。実施例は、従属請求項において示される。
【０００７】
現存する治療装置の難しさは、処置または医療用画像データの獲得が呼吸サイクルのフェイズに従って同期されるところにある。本発明のいくつかの実施例は、対象の呼吸フェイズに基づいて治療システムの焦点を調整する。いくつかの実施例は、患者の呼吸フェイズに基づいて焦点の位置を予測するモデルを使用する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
いくつかの実施例は、呼吸センサーとして患者サポートの中に組み込まれている力センサーを使用している。こうした治療装置の使用は、以下の利点を有する。
１．患者の快適性が改善される。わずらわしい呼吸測定装置やベルトが患者に取付けられることが無い。
２．製品の統合レベルが向上する。治療に関して、より少ないアクセサリーしかない。呼吸測定デバイスは、テーブルトップの主要部分であり、患者に対して、そして看護師に対してシ−ムレス（ｓｅａｍｌｅｓｓ）である。
３．呼吸測定デバイスは、ＨＩＦＵプラットフォームからのネイティブサポート（ｎａｔｉｖｅ  ｓｕｐｐｏｒｔ）を有している。これにより、画像ソフトウェアに対するインターフェイスが必要ないという利点がある。
【０００９】
いくつかの実施例は、心弾動図信号（ｂａｌｌｉｓｔｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ：ＢＣＧ）、呼吸でトリガーされた磁気共鳴画像、そして磁気共鳴ガイド（ＭＲ−ｑｕｉｄｅｄ）光輝度焦点超音波（ＨＩＦＵ）の組合せである。定義されたＨＩＦＵ処置期間では、患者の呼吸によって移動する腫瘍に対して焦点が合わされる。これには３つのステップがある。
【００１０】
第一に、テーブルトップに配置された力センサーを使用してＢＣＧ信号が測定される。ＢＣＧは、患者の呼吸動作を検知するために使用される。ＢＣＧ信号は、患者の心臓の鼓動や呼吸によってテーブルトップに及ぼされた力から成っている。呼吸動作を測定するためには非常に感度の高い力センサーが必要であり、出力信号はローパスフィルターにかけられる。
【００１１】
第二に、測定された呼吸信号は、処置前の期間において、興味のある組織の体積画像を得るためのトリガーとして使用される（例えば、ＭＲＩが使用され得る）。体積画像は、呼吸サイクルの異なるフェイズにおいて獲得される。結果として、連続した体積画像が得られ、それぞれが呼吸サイクルの異なるフェイズ（θ）を表している。呼吸信号は、従来の方法を使用して測定することができる。本発明のいくつかの実施例においては、ＢＣＧでトリガーされたＭＲＩが使用される。次に、θの関数である呼吸フェイズに依存する周期的ベクトルが、対象の位置に対して割り当てられる。対象を指し示すベクトルが算出され、焦点を合わせるために使用される。
【００１２】
最後に、呼吸信号は、さらに、処置期間の最中にリアルタイムで測定される。今となっては、周期的なベクトルが、それぞれの呼吸フェイズに対する対象位置の情報を提供してくれる。このリアルタイムな対象位置情報は、ＭＲガイドＨＩＦＵにおいて、腫瘍の移動とともに焦点を移動するための位相配列トランスデューサー制御エレクトロニクスに対する入力として使用される。
【００１３】
力センサーは、患者の体重の一部または全てを支持するような方法でテーブルトップに配置されている。出力信号は、ＢＣＧ信号であり、ローパスフィルター通過後は、患者の呼吸信号を表すものである。センサーは、任意的なアクセサリーとして使用され得るし、もしくはテーブルトップの一部として組み込まれてもよい。
【００１４】
ここにおいて使用される「コンピューターで読取り可能な記録媒体」は、コンピューターデバイスのプロセッサによって実行可能なインストラクションを保管することができるあらゆる有形の記録媒体を包含するものである。コンピューターで読取り可能な記録媒体は、コンピューターで読取り可能な固定記録媒体として参照され得る。コンピューターで読取り可能な記録媒体は、また、有形のコンピューターで読取り可能な媒体としても参照され得る。いくつかの実施例において、コンピューターで読取り可能な記録媒体は、また、コンピューターデバイスのプロセッサによってアクセスされるデータを保管することができる。コンピューターで読取り可能な記録媒体の例としては、これらに限定されるわけではないが、以下のものがある。フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ハードディスクドライブ、半導体ハードディスク、フラッシュメモリー、ＵＳＢサムドライブ、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリー（ＲＯＭ）、光ディスク、そしてプロセッサのレジスターファイルである。光ディスクの例としては、コンパクトディスク（ＣＤ）と、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、またはＤＶＤ−Ｒといったデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）がある。コンピューターで読取り可能な記録媒体という用語は、また、ネットワークまたは通信リンクを介してコンピューターデバイスによってアクセスすることが可能な種々のタイプの記録媒体を参照する。例えば、データは、モデム上で、インターネット上で、またはローカルエリアネットワーク上で検索され得る。
【００１５】
コンピューターメモリーは、コンピューターで読取り可能な記録媒体の例である。コンピューターメモリーとは、プロセッサに対して直接的にアクセス可能なあらゆるメモリーである。コンピューターメモリーの例としては、これらに限定されるわけではないが、ＲＡＭメモリー、レジスター、レジスターファイルがある。
【００１６】
コンピューターストレージは、コンピューターで読取り可能な記録媒体の例である。コンピューターストレージとは、あらゆる不揮発性のコンピューターで読取り可能な記録媒体である。コンピューターストレージの例としては、これらに限定されるわけではないが、ハードディスクドライブ、ＵＳＢサムドライブ、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、スマートカード、ＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、そして半導体ハードドライブがある。いくつかの実施例において、コンピューターストレージは、また、コンピューターメモリーであり得るし、その逆も同様である。
【００１７】
プロセッサとは、プログラムまたは機械で実行可能なインストラクションを実行することができる電気的コンポーネントである。「一つのプロセッサ」を含んでいるコンピューターデバイスについての参照は、おそらく一つまたはそれ以上のプロセッサを含んでいるものとして理解されるべきである。コンピューターデバイスという用語は、また、それぞれがプロセッサを有するコンピューターデバイスまたはコンピューターの集合もしくはネットワークをおそらく示すものと理解されるべきである。多くのプログラムは、同一のコンピューターデバイスの中にあるか、複数のコンピューターデバイスを交差して配布されもする、複数のプロセッサによって実行されるインストラクションを有している。
【００１８】
ここにおいて使用される「ユーザーインターフェイス」とは、ユーザーまたはオペレーターがコンピューターもしくはコンピューターシステムと相互作用できるようにするインターフェイスである。ユーザーインターフェイスは、オペレーターに対して情報またはデータを提供し、及び／又は、オペレーターから情報またはデータを受け取ることができる。ディスプレイもしくはグラフィカルユーザーインターフェイス上に、データまたは情報を表示することは、オペレーターへ情報を提供することの事例である。キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、ポインティングスチック、グラフィックタブレット、ジョイスティック、ゲームパッド、ウェブカム、ヘッドセット、ギアスティック、ステアリングホイール、ペダル、有線グローブ、ダンスパッド、リモートコントロール、そして加速度計を通じてデータを受け取ることは、全てがオペレーターから情報またはデータを受け取ることの事例である。
【００１９】
ここにおいて使用される「医療用画像」は、医療用画像システムを使用して獲得された２次元もしくは３次元のデータを包含するものである。
【００２０】
ここにおいて使用される「医療用画像システム」は、患者の肉体的な構造に関する情報を獲得するように適合された装置を包含しており、２次元と３次元の医療用画像のセットを構成する。医療用画像は、外科医による治療診断に役立つ視覚化を構築するために使用され得る。この視覚化は、コンピューターを使用して実行することができる。
【００２１】
ここにおいて使用される「磁気共鳴（ＭＲ）データ」は、磁気共鳴画像のスキャン中の、磁気共鳴装置に係るアンテナによる原子スピンによって発せられたラジオ周波数信号が記録された測定を包含している。磁気共鳴画像（ＭＲＩ）とは、ここにおいては、磁気共鳴データの中に含まれる解剖学的構造データを２次元または３次元に再構築して視覚化したものである。この視覚化は、コンピューターを使用して実行することができる。
【００２２】
本発明の一つの態様において、本発明は治療装置を提供する。治療装置は、患者の対象領域を処置するための治療システムを含む。治療システムは、対象領域の中に照射した放射線の焦点調整を含んでいる。治療システムは、本質的に、放射線を対象領域中に放射し、その焦点を調整する手段を有している。治療システムは、これらに限定されるわけではないが、例えば、Ｘ線治療装置、荷電粒子線療法、陽子治療システム、光輝度焦点超音波システム、レーザーアブレーションシステム、そして冷凍アブレーションシステム、がある。
【００２３】
治療装置は、さらに、患者の呼吸フェイズを測定するための呼吸センサーを含んでいる。呼吸センサーで獲得されたデータは、呼吸フェイズデータとして参照される。呼吸センサーからのデータは、時間の関数としてログされ得る。時間の関数として記録された呼吸フェイズデータは、時間依存の呼吸フェイズデータとして参照される。ここにおいて使用される呼吸センサーは、患者の呼吸フェイズを測定することができるあらゆるセンサーを包含するものである。呼吸センサーは、これらに限定されるわけではないが、呼吸アドバイザーまたはセンサー、力センサー、患者の位置または位置の変化を測定するセンサー、加速度計、そして患者上の受託マーク、がある。治療装置は、さらに、治療装置をコントロールするためのプロセッサを含んでいる。ここにおいて、プロセッサとは、コントローラーまたは制御システムと均等なものであることが理解されるべきである。さらに、プロセッサは、マルチプロセッサであり得る。マルチプロセッサは、単一のコンピューターシステムもしくはエンベッドシステムの中に存在するか、または、プロセッサは、コンピューターの集合またはネットワークもしくはエンベッドシステムの中に配置され得る。
【００２４】
治療装置は、さらに、プロセッサによって実行される機械で実行可能なインストラクションを記録するメモリーを含んでいる。インストラクションが実行されると、プロセッサは治療システムに対してコントロール信号を送付し、対象領域の処置をさせる。コントロール信号は、治療システムに、対象領域をローカルに処置する放射線源を生成させるコマンドを含んでいる。インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、呼吸センサーから時間依存の呼吸フェイズデータを受け取る。インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、時間依存の呼吸フェイズデータに従って、焦点調整コントロール信号を生成する。治療システムは、焦点調整が可能である。焦点調整コントロール信号は、治療システムの焦点を調整させる。別の言葉で言えば、焦点調整コントロール信号により、異なる位置にシフトしていく患者の中の対象領域の位置に対して焦点を合わせる。インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、治療システムに対して焦点調整コントロール信号を送付する。治療システムが焦点調整コントロール信号を受け取ると、これらのコントロール信号により、治療システムの焦点が調整される。焦点は、対象領域の動きを補償するように調整され得る。この実施例は、継続的に患者の対象領域を処置することができる点で有利である。例えば、患者が呼吸をしていると、患者の解剖学的構造は、時間の関数として変化し得るものである。治療システムに対して焦点調整コントロール信号を送付することによって、患者の動きを補償するために焦点調整が使用され、そして、対象領域が動いても、患者の解剖学的構造の同一領域または患者の解剖学的構造の望ましい領域が処置され得る。
【００２５】
別の実施例においては、インストラクションにより、プロセッサは治療システムに対してコントロール信号を送付する。治療システムは、対象領域を継続的に処置する。一方、プロセッサは、時間依存の呼吸フェイズデータを受け取るステップ、焦点調整コントロール信号を生成するステップ、そして治療システムに対して焦点調整コントロール信号を送付するステップ、を実行している。
【００２６】
別の実施例において、メモリーは、さらに、対象モデルを含んでいる。ここにおいて使用される「対象モデル」とは、時間依存の呼吸フェイズデータの関数として対象領域の位置を示すモデルを包含している。焦点調整コントロール信号は、時間依存の呼吸フェイズデータおよび対象モデルに従って生成される。この実施例は、患者の中の対象領域の位置を決定するモデルが使用されるので、有利である。時間依存の呼吸フェイズデータは、対象領域の位置を決定するために使用され得る。従って、モデルは、次に、患者が動いている際にも対象領域が処置されるように、治療システムの調整可能な焦点を調整するために使用される。
【００２７】
別の実施例においては、治療システムは、さらに、医療画像領域に係る時間依存の医療用画像データを獲得するための医療用画像システムを含んでいる。時間依存の医療用画像データとは、獲得され、時間の関数である医療用画像である。インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、医療用画像システムから時間依存の医療用画像データを受け取る。インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、呼吸センサーから予備的な時間依存の呼吸フェイズデータを受け取る。時間依存の医療用画像データと予備的な時間依存の呼吸フェイズデータは、時間的に相関している。インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、時間依存の医療用画像データと予備的な時間依存の呼吸フェイズデータに従って、対象モデルを生成する。この実施例において、医療用画像は、モデルを作成するために獲得され、呼吸フェイズデータと供に使用される。この実施例は、対象領域の位置を予測するために、後に獲得された時間依存の呼吸フェイズデータを使用し得る点で有利である。
【００２８】
対象モデルを使用することで、対象領域の処置の最中に医療用画像システムが医療用画像を獲得しないで、対象領域中に放射線を方向付けることができる。例えば、モデルは、医療用画像システムを使用して創生され得る。治療システムと患者は、次に、医療用画像システムから取り除かれ、そして、医療用画像システム無しで対象領域の処置が実行され得る。このことは、対象領域に係る全体の処置の最中に医療用画像システムが必要とされない点で有利である。例えば、医療用画像システムが極端に高価な磁気共鳴画像の場合には、これにより処置の費用を削減し得る。
【００２９】
別の実施例においては、インストラクションが実行されると、プロセッサは、時間依存の医療用画像データにおける対象領域の時間依存の位置を記録することによって対象モデルを生成する。このステップは、医療用画像データを医療用画像へと再構築することを含んでいる。医療用画像または医療データにおける位置を記録するプロセスは、従来技術としてよく知られており、パターン認識またはモデルを画像へフィッティングすることを含んでいる。インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、予備的な時間依存の呼吸フェイズデータの関数として、記録された対象領域に係る時間依存の位置の上にベクトルをマッピングすることによって対象モデルを生成する。このステップでは、ベクトルと呼吸フェイズデータを使用して、時間依存の位置がマップされる。後に獲得された時間依存の呼吸フェイズデータを使用して、新たなベクトルの位置が算出され得る。この実施例は、対象モデルの再構築に係る効率的な方法を提供する点で有利である。
【００３０】
別の実施例においては、インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、予備的な時間依存の呼吸フェイズデータと時間依存の医療用画像データとの間の相関を算出する。インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、算出された相関が既定の相関閾値よりも低い場合に、対象領域の治療を停止させる停止コントロール信号を治療システムに対して送付する。この実施例においては、対象モデルを創生するために使用された呼吸フェイズデータが、対象領域の処置の最中に獲得された呼吸フェイズデータと比較される。相関が既定の相関閾値よりも低い場合、このことはモデルが、患者の中の対象領域の位置を正確には予測できないことを意味している。この場合には、停止コントロール信号により、治療システムは対象領域に係る処置を停止させる。このことは、患者が同一の呼吸サイクルに従わない場合、患者が動いた場合、他のいくつかの問題がある場合に、対象領域の処置の最中に患者が傷付けられてしまうことがあるという点に関して、有利である。この実施例は、システムに対する安全性チェックを提供するものである。
【００３１】
別の実施例において、医療用画像システムは、磁気共鳴画像システムを含んでいる。
【００３２】
別の実施例において、医療用画像システムは、超音波画像システムを含んでいる。
【００３３】
別の実施例において、医療用画像システムは、コンピュータートモグラフィー（ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）システムを含んでいる。
【００３４】
別の実施例において、治療装置は、さらに、患者を支えるための患者サポートを含んでいる。呼吸センサーは、患者サポートに組み込まれた力センサーであり、呼吸センサーが患者の体重の少なくとも一部分を支えている。ここにおいて使用されるセンサーには、力、力の変化、または力センサーに接続された質量の加速度、を測定するセンサーが包含されると理解されるべきである。この実施例は、呼吸センサーを患者サポートの中に統合することで便利がよいという利点がある。加えて、力センサーを使用するので、患者は、特別な呼吸チューブまたは他の測定デバイスを身に付ける必要が無い。
【００３５】
別の実施例においては、力センサーは力データを獲得する。力データは、心弾動図信号を含んでいる。この実施例は、心弾動図信号またはデータが、患者の動きと同様に呼吸サイクルに関するデータを含んでいることで有利である。
【００３６】
別の実施例において、治療装置は、さらに、力データを呼吸フェイズデータへとフィルターするためのローパスフィルターを含んでいる。この実施例は、心弾動図信号がいくつかの異なるタイプのデータを含んでいるので有利である。ローパスフィルターは、力データを呼吸フェイズデータへとフィルターするため使用され得る。例えば、力センサーは、時間依存の呼吸フェイズデータを獲得するために使用され、同様に、予備的な時間依存の呼吸フェイズデータを獲得するためにも使用され得る。ローパスフィルターは、電気的に実行され、またはソフトウェアにおいて、もしくはデジタル信号処理チップによってデジタル的に実行され得る。例えば、力センサーは、直接的に呼吸フェイズデータをプロセッサに対して送付することができ、または、他の実施例において、時間依存の呼吸フェイズデータを受け取るステップは、力センサーから受け取った生データの受け取りであり得る。この場合には、デジタル信号処理チップまたは機械で実行可能なインストラクションによって、プロセッサは、呼吸フェイズデータを獲得するために力データをデジタル的にフィルターすることができる。
【００３７】
別の実施例においては、インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、力センサーから時間依存の力データを受け取る。これらのインストラクションは、プロセッサに、呼吸センサーからの時間依存の呼吸フェイズデータを受け取らせるようにするインストラクションと同一である。インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、時間依存の力データに従ってエネルギー信号の平均を算出する。インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、平均エネルギーが既定の平均エネルギー閾値よりも上の場合に、対象領域の処置を終了させる停止コントロール信号を治療システムに対して送付する。この実施例は、例えば、リアルタイムの時間依存の力データに係るＲＭＳまたは実効値を算出することにより平均エネルギー信号を計算することが、患者が動作中であることを示し得るということで有利である。患者が動いた場合には、もはや対象モデルは有効ではない。従って、この実施例は、対象モデルがいつ有効でなくなったかを検知するための手段を提供し得る。
【００３８】
別の実施例において、治療システムは、患者サポートに結合された光輝度焦点超音波システムである。光輝度焦点超音波システムは、焦点調節可能な超音波トランスデューサーを含んでいる。従って、超音波トランスデューサーは、対象領域の中への超音波放射またはエネルギー放射を調整することができる。調整可能な焦点は、超音波トランスデューサーの場所を位置決めする機械的位置決めシステムを通した機械的な手段を介して焦点が合わされ、及び／又は、超音波トランスデューサーは、電気的に超音波エネルギーの焦点を合わせ得る。電気的に焦点合わせするために、超音波トランスデューサーは、超音波トランスデューサーの表面上に複数のトランスデューサーエレメントを有している。エネルギーをコントロールすること、そして特には、それぞれのエレメントに対して提供される超音波エネルギーのフェイズをコントロールすることによって、焦点が調整される。光輝度焦点超音波システムを力センサーと組み合わせることは、特に有利である。患者は、光輝度焦点超音波システムと力センサーの両方の上に体重を預けて横たわることができる。
【００３９】
別の実施例において、治療システムは、ガンマー放射線処置システムを含んでいる。
【００４０】
別の実施例において、治療システムは、荷電粒子治療システムを含んでいる。
【００４１】
別の実施例において、治療システムは、Ｘ線治療システムを含んでいる。
【００４２】
別の実施例において、治療システムは、陽子治療システムを含んでいる。
【００４３】
別の実施例において、治療システムは、冷凍アブレーションシステムを含んでいる。ここにおいて使用される冷凍アブレーションシステムとは、アブレーションを生じさせるために組織の冷凍または温度低減を使用するシステムを包含するものである。
【００４４】
別の実施例において、治療システムは、レーザー治療またはアブレーションシステムである。
【００４５】
別の実施例において、治療システムは、ラジオ周波数のアブレーションまたは加熱システムである。
【００４６】
別の実施例において、治療システムは、光輝度焦点超音波システムである。
【００４７】
別の実施例において、コントロール信号により、治療システムは、対象領域の処理を行い。一方、プロセッサは、呼吸センサーから時間依存の呼吸フェイズデータを受け取り、時間依存の呼吸データに従って焦点調整コントロール信号を生成し、そして治療システムに対して焦点調整コントロール信号を送付する。
【００４８】
この実施例は、治療システムは、この実施例において、焦点調整コントロール信号を調整しながら、呼吸フェイズデータを受け取る一方で、対象領域の処置ができるという点で特に有利である。本質的に、治療システムは、継続的な形で対象領域の処置をしている。これにより、治療システムの動作が単に時間依存の呼吸フェイズデータによってゲートされてしまう場合に比べて、より迅速な処置と治療ができる。
【００４９】
本発明の別の態様では、治療装置のコンピューターで実施される動作方法を提供する。治療装置は、患者の対象領域を処置するための治療システムを含んでいる。治療システムは、対象領域の中に照射した放射線の焦点調整を含んでいる。治療装置は、さらに、患者の呼吸フェイズを測定するための呼吸センサーを含んでいる。本方法は、対象領域の処置を行なわせるコントロール信号を治療システムに対して送付するステップを含んでいる。本方法は、さらに、呼吸センサーから時間依存の呼吸フェイズデータを受け取るステップを含んでいる。本方法は、さらに、時間依存の呼吸フェイズデータに従って焦点調整コントロール信号を生成するステップを含んでいる。本方法は、さらに、焦点調整コントロール信号を治療システムに対して送付するステップを含んでいる。本方法の有利な点は、上述したとおりである。
【００５０】
本発明の別の態様では、治療装置のプロセッサによる実行のための機械で実行可能なインストラクションを含むコンピュータープログラムを提供する。コンピュータープログラムは、例えば、メモリーの中に保管され、コンピューターで読取り可能な記録媒体であり得る。治療装置は、患者の対象領域を処置するための治療システムを含んでいる。治療システムは、対象領域の中に照射した放射線の焦点調整を含んでいる。治療装置は、さらに、患者の呼吸フェイズを測定するための呼吸センサーを含んでいる。本インストラクションが実行されると、プロセッサは、対象領域の処置を行なわせるコントロール信号を治療システムに対して送付する。本インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、呼吸センサーから時間依存の呼吸フェイズデータを受け取る。本インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、時間依存の呼吸フェイズデータに従って焦点調整コントロール信号を生成する。本インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、焦点調整コントロール信号を治療システムに対して送付する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
以降において、本発明の好適な実施例が記述される。単なる例示としてのものであり、以下の図に関する。
【図１】図１は、本発明の一つの実施例に係る方法を説明するフローチャートを示している。
【図２】図２は、本発明のさらなるの実施例に係る方法を説明するフローチャートを示している。
【図３】図３は、本発明の一つの実施例に係る治療装置を示している。
【図４】図４は、本発明のさらなる実施例に係る治療装置を示している。
【図５】図５は、本発明のさらなる実施例に係る治療装置を示している。
【図６】図６は、本発明のさらなる実施例に係る治療装置を示している。
【図７ａ】図７ａは、時間依存の呼吸フェイズデータを示している。
【図７ｂ】図７ｂは、時間の関数として対象領域７０４の位置を示している。
【図７ｃ】図７ｃは、対象領域７０４の独立した位置に割り当てられたベクトルを示している。
【図７ｄ】図７ｄは、対象モデルの使用について示している。
【図８】図８は、力センサーのさらなる説明図を示している。
【図９】図９は、力センサーを使用して獲得された、時間依存の呼吸フェイズデータ９００を示している。
【図１０】図１０は、心弾道図データの実効値を示している。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
これらの図面において類似の番号がついたエレメントは、均等なエレメントであるか、同一の機能を発揮するかのいずれかである。以前に説明されたエレメントは、その機能が均等である場合には、後の図面において必ずしも説明されない。
【００５３】
図１は、本発明の一つの実施例に係る方法を説明するフローチャートを示している。ステップ１００において、治療システムに対してコントロール信号が送付される。制御信号により、治療システムは、患者の対象領域の処置を開始する。ステップ１０２において、呼吸センサーから時間依存の呼吸フェイズデータを受け取る。ステップ１０４において、時間依存の呼吸フェイズデータは、焦点調整制御信号を生成するために使用される。ステップ１０６において、焦点調整制御信号が治療システムに対して送付される。焦点調整制御信号により、治療システムは、異なる位置に対して焦点を調整する。ステップ１０２、１０４、そして１０６は、繰り返し実行され得る。これにより、対象領域を継続的に処置できる。対象領域の処置が済んだ後、ステップ１０８で方法は終了する。
【００５４】
図２は、本発明のさらなるの実施例に係る方法を説明するフローチャートを示している。ステップ２００において、医療用画像システムから時間依存の医療用画像データを受け取る。ステップ２０２において、呼吸センサーから予備的な時間依存の呼吸フェイズデータを受け取る。ステップ２０４において、時間依存の医療用画像データおよび予備的な時間依存の呼吸フェイズデータを使用して、対象モデルが生成される。ステップ２０６において、治療システムに対して制御信号が送付される。図２のステップ２０６は、図１のステップ１００と均等なものである。ステップ２０８において、呼吸センサーから時間依存の呼吸フェイズデータを受け取る。ステップ２０８は、図１のステップ１０２と均等である。ステップ２１０において、時間依存の呼吸フェイズデータおよび対象モデルに従って焦点調整制御信号が生成される。ステップ２０４において生成された対象モデルは、焦点調整制御信号を生成するために、ステップ２１０で使用される。このことは、例えば、対象領域の位置を予測するために対象モデルを使用し、患者の対象領域上に治療システムの調整可能な焦点を調整するための焦点調整制御信号を生成することにより、達成される。
【００５５】
最後にステップ２１２において、治療システムに対して、焦点調整制御信号が送付される。ステップ２０８、２１０、そして２１２は、何回も繰り返し得る。例えば、対象領域の処置の最中に、呼吸フェイズデータが継続的に受け取られる。これにより、システムは、焦点調整制御信号を生成し、継続的または周期的にその信号を治療システムに対して送付することができる。対象領域が完了するとステップ２１４が実行される。ステップ２１４において、対象領域の処置が終了するこれは、治療システムに対して、患者の対象領域の処置を止めさせる制御信号を送付することによって達成される。
【００５６】
図３は、本発明の一つの実施例に係る治療装置３００を示している。患者３０６の対象領域３０４を処置するための治療システム３０２が示されている。治療システム３０２は、箱として示されており、多くの異なるタイプの治療システムを代表している。例えば、治療システムは、これらに限定されるわけではないが、ガンマー放射線治療システム、荷電粒子治療システム、治療またはライナック（ｌｉｎｅａｃ）Ｘ線治療システム、陽子治療システム、冷凍アブレーション（ａｂｌａｔｉｏｎ）システム、レーザー治療システム、ラジオ周波数アブレーションシステム、ラジオ周波数加熱システム、そして高輝度焦点超音波システム、といったものである。
【００５７】
図３に示すように、３０８は第１の呼吸センサーであり、３１０は第２の呼吸センサーである。第１の呼吸センサー３０８は、患者が呼吸をする際に、患者によって及ぼされる動き又は力を検知する呼吸センサーを代表している。第１の呼吸センサーは、これらに限定されるわけではないが、力センサー、加速度計、動きセンサー、そしてストレインゲージ、といったものである。
【００５８】
同様に図３に示すように、３１０は第２の呼吸センサーである。第２の呼吸センサーは、患者３０６の呼吸フェイズを決定するために、患者の内側または外側のガス流れをモニターする呼吸センサーの種類を代表している。例えば、第２の呼吸センサーは、これらに限定されるわけではないが、呼吸アドバイザー、ガス流れセンサー、そして麻酔用呼吸デバイス、といったものである。
【００５９】
同様に図３に示すように、３１４は任意的な医療用画像システム３１４である。医療用画像システム３１４は、画像領域３１６から医療用画像データを獲得するためのものである。患者３０６は、部分的または全体的に医療用画像領域３１６の内側に居る。医療用画像システム３１４は、患者の解剖学的構造を表示するか含んでいる医療用画像を獲得し、患者３０６が呼吸をする際の対象領域の位置を特定するために使用され得る。前述の通りに、この実施例において、医療用画像システム３１４は任意的なものである。医療用画像データの獲得または処理のためのコントロールソフトウェアといった医療用画像システムに関連するエレメントも、また、任意的なものである。治療システム３０２、第１の呼吸センサー３０８、第２の呼吸センサー３１０、そして医療用画像システム３１４は、コンピューターシステム３１８に係るハードウェアインターフェイス３２０に接続されているものとして全てが示されている。ハードウェアインターフェイス３２０は、コンピューターシステム３１８のプロセッサ３２２に接続されている。ハードウェアインターフェイス３２０により、プロセッサ３２２は、治療システム３００のコンポーネントに対して制御信号を送付したり、受け取ることができる。ハードウェアインターフェイス３２０により、プロセッサ３２２は、治療装置３００をコントロールすることができる。プロセッサ３２２は、また、コンピューターストレージ３２６、コンピューターメモリー３２８、そしてユーザーインターフェイス３２４に接続されているものとして示されている。
【００６０】
コンピューターストレージ３２６は、時間依存の呼吸フェイズデータ３３０を含んでいるものとして示されている。第１の呼吸センサー３０８及び／又は第２の呼吸センサー３１０を使用して獲得されるのはこの呼吸フェイズデータである。本発明の実施例には、第１の呼吸センサー３０８と第２の呼吸センサー３１０のいずれか、または両方が存在し得る。同様に、時間依存の呼吸フェイズデータ３３０は、第１の呼吸センサー３０８と第２の呼吸センサー３１０からの一つまたは両方のデータから成っている。コンピューターストレージ３２６は、さらに、時間依存の医療用画像データを含んでいるものとして示されている。コンピューターストレージ３２６は、また、予備的な時間依存の呼吸フェイズデータ３３４を含んでいるものとして示されている。時間依存の医療用画像データ３３２と予備的な時間依存の呼吸フェイズデータ３３４は、対象モデル３３８を構築するために使用され得る。いくつかの実施例においては、時間依存の医療用画像データ３３２と予備的な時間依存の呼吸フェイズデータ３３４は、存在しなくてもよい。これは、それらのデータがストレージから削除されていたか、対象モデル３３８が既に存在していたか、の理由によるものである。いくつかの実施例において、時間依存の医療用画像データは、時間依存の医療用画像へと再構築され、同様に、コンピューターストレージ３２６の中に置かれる。コンピューターメモリー３２６の中に示されたデータは、代表的なものであり、データが使用された後の場合には、コンピューターストレージ３２６またはコンピューターメモリー３２８の中に必ずしも保持されていることを要しない。いくつかの例では、対象モデル３３８が生成された後で、オリジナルのデータは削除され得る。
【００６１】
コンピューターメモリー３２８は、治療装置コントロールモジュール３４０を含んでいるものとして示されている。治療装置コントロールモジュールは、機械で実行可能なインストラクションを含んでおり、それによりプロセッサ３２２は、治療装置３００を操作し、コントロールすることができる。いくつかの実施例において、コンピューターメモリー３２８は、呼吸フェイズ解析モジュール３４２を有している。呼吸フェイズ解析モジュールは、呼吸フェイズデータを解析するためのコンピューターで実行可能なインストラクションを含んでいる。例えば、呼吸フェイズ解析モジュールは、呼吸フェイズデータ３３０，３３４にデジタル的にフィルターをかけるためのコードを含み得る。呼吸フェイズ解析モジュール３４２は、また、時間依存の呼吸フェイズデータ３３０と予備的な時間依存の呼吸フェイズデータ３３４とを比較するためのコンピューターで実行可能なインストラクションを含み得る。
【００６２】
コンピューターメモリー３２８は、さらに、焦点調整コントロール信号生成モジュール３４４を含んでいるものとして示されている。焦点調整コントロール信号生成モジュールは、焦点調整コントロール信号を生成するために時間依存の呼吸フェイズデータを使用するコンピューターで実行可能なコードを含んでいる。いくつかの実施例において、このことは対象モデル３３８を使用することで達成される。いくつかの実施例において、コンピューターメモリー３２８は、また、医療用画像再構築モジュール３４８を含んでいる。医療用画像再構築モジュール３４８は、プロセッサが時間依存の医療用画像データ３３２を時間に独立な医療用画像３３６に再構築できるようにするコンピューターで実行可能なコードを含んでいる。
【００６３】
いくつかの実施例において、コンピューターメモリー３２８は、さらに画像登録モジュール３５０を含んでいる。画像登録モジュールは、時間に独立な医療用画像３３６について画像登録を実行するための従来技術として知られているコンピューターで実行可能なコードを含んでいる。例えば、画像登録モジュール３５０は、時間または呼吸フェイズの関数として対象領域３０４を特定できるようにする特定の解剖学的構造を特定し得る。いくつかの実施例において、コンピューターメモリー３２８は、また、ベクトルマッピングモジュール３５２を含んでいる。ベクトルマッピングモジュール３５２は、対象モデル生成モジュール３４６が、予備的な時間依存の呼吸フェイズデータと登録された時間に独立な医療用画像を使用して対象モデル３３８を創生できるようにする。
【００６４】
図４は、本発明の代替的な実施例に係る治療装置４００を示している。本実施例は、高輝度焦点超音波システム４０２と力センサー４１６の組合せであり、両者とも患者サポート３１２の中に取り込まれている。高輝度焦点超音波システム４０２は、患者サポート３１２の中に統合されている。高輝度焦点超音波システムは、超音波トランスデューサー用電源４０６に接続された超音波トランスデューサー４０４を含んでいる。超音波トランスデューサー４０４は、複数のトランスデューサーエレメントを含み得る。この場合には、超音波トランスデューサー用電源は、個々の超音波トランスデューサーエレメントに対して供給される電力のアンプ（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）及び／又はフェイズをコントロールすることができる。これにより、超音波トランスデューサー４０４の焦点を電気的にコントロールできる。超音波トランスデューサー４０４は、また、超音波トランスデューサー４０４を機械的に移動させるための機械的位置決めシステムを使用して位置決めされ得る。
【００６５】
この実施例においては、従って、超音波トランスデューサー４０４の焦点の位置をコントロールするための二つの異なる方法がある。超音波トランスデューサー４０４は、液体が満たされチャンバー４０８の中に浸されているものとして示されている。液体が満たされチャンバー４０８は、超音波トランスデューサー４０４からの超音波エネルギーまたは音波を超音波ウインドウ４１２に対して伝導することができる液体で満たされている。破線４１０は、患者３０６の中に位置する対象領域３０４に対する焦点の合った超音波の通路を示している。焦点の合った超音波４１０は、液体が満たされチャンバー４０８を通り抜け、超音波ウインドウ４１２を通り抜けるものとして示されている。この実施例においては、患者３０６を超音波ウインドウ４１２に対して超音波的に結合するゲルパッド４１４が存在する。
【００６６】
図４には、力センサー４１６も示されている。力センサー４１６は、機械的アダプター４１８と堅いサポート４２０とに接触している。堅いサポート４２０は、力センサー４１６を患者サポート３１２に対して接続するサポートである。機械的アダプター４１８は、患者３０６がその上に力を及ぼすことができる表面を備えている。機械的アダプター４１８は、続いて、力を力センサー４１６に及ぼす。力センサー４１６は、患者３０６の絶対的な力、力の変化を測定することができ、または、機械的アダプター４１８の加速度を測定することができる。ベクトル４２２は反力ベクトルであって、機械的アダプター４１８によって力センサー４１６上に及ぼされる力とバランスする力ベクトルである。
【００６７】
図４には、また、任意的な呼吸アドバイザー４２４も示されている。呼吸アドバイザー４２４は、また、力センサー４１６がそうであるように呼吸センサーでもある。呼吸アドバイザー４２４は、患者３０６の呼吸をモニターし、追加的なデータを提供し得る。高輝度焦点超音波システム４０２、力センサー４１６、そして呼吸アドバイザー４２４は、コンピューターシステム３１８のハードウェアインターフェイス３２０に接続しているものとして示されている。図３に示したコンピューターシステム３１８は、図４で示されるコンピューターシステム３１８と均等なものである。コンピューターストレージ３２６の中でデータを保管する種々のコンポーネントおよびコンピューターメモリー３２８の中に保管されたコンピューターマシンで実行可能なインストラクションも、また均等なものである。図４で重要なのは、多くの画像分析やデータが、コンピューターストレージ３２６およびコンピューターメモリー３２８には無いことである。これにより、図３で示したように医療用画像システム３１４を使用しないで患者３０６に処置を施すことができる。
【００６８】
図５は、本発明のさらなる実施例に係る治療装置５００を示している。図５に示す実施例は、磁気共鳴画像システムが、ここでは治療装置５００の中に組み込まれていることを除いて、図４で示された実施例と均等である。図４に示されていない追加のコンポーネントが説明されている。本実施例においては、画像領域３１６の中に均一な磁場を生成するための磁石５０２が存在する。本実施例では、円筒状の超伝導的な磁石の断面図が示されている。他の磁石の形式やタイプが従来技術として知られており、それらも本発明に適用することができる。患者サポート３１２、高輝度焦点超音波システム４０２、そして力センサー４１６は、全てが円筒状の磁石５０２のボア（ｂｏｒｅ）の中にあるものとして示されている。ボアの中には、傾斜磁場コイル５０４も存在する。傾斜磁場コイル５０４は、実際には、画像領域３１６の中で磁気スピンを空間的にエンコード（ｅｎｃｏｄｅ）するための３つの独立したコイルシステムである。傾斜磁場コイル５０４には、傾斜磁場コイル用電源５０６が接続されている。傾斜磁場コイル用電源５０６は、傾斜磁場コイル５０４を動作させるための電流を供給する。
【００６９】
画像領域３１６に隣接してラジオ周波数コイル５０８が存在する。ラジオ周波数コイル５０８は、ラジオ周波数トランシーバー５１０に接続されている。ラジオ周波数トランシーバー５１０は、ラジオ周波数コイル５０８を使用して磁気共鳴データを獲得するために用いられる。ラジオ周波数コイル５０８は、個々の送信および受信コイルを表し得ることが理解されるべきである。同様に、ラジオ周波数トランシーバー５１０は、また、分離した送信機と受信機を表し得る。高輝度焦点超音波システム４０２、力センサー４１６、任意的な呼吸アドバイザー４２４、傾斜磁場コイル用電源５０６、そしてラジオ周波数トランシーバー５１０は、コンピューターシステム３１８のハードウェアインターフェイス３２０に接続されているものとして示されている。図４のように、コンピューターシステム３１８およびコンピューターストレージ３２６とコンピューターメモリー３２８の内容は、図３に示されたのと均等なものである。
【００７０】
図６は、本発明の実施例に従って治療装置６００の実施例を示している。全ての詳細が図に示されているわけではない。この図は、治療装置６００が、どのようにして従来の磁気共鳴画像システムの中に組み込まれ得るかを説明している。この図に示されているのは円筒状の磁石５０２である。力センサー４１６を備えた患者サポート３１２が、トローリー６０２を使用して、磁石５０２の中に配置される。この図に治療システムは示されていない。高輝度焦点超音波システム４０２は、図４と図５に示されるように患者サポート３１２の中に統合され得る。代替的には、前述のように他のタイプの治療システムも、また、この図に示されるように治療システム６００の中に統合され得る。トローリー６０２は、患者サポート３１２を磁石５０２の中に入れたり、出したりするために使用され得る。これは、２つのことを説明している。まずは、本発明がどのようにして従来の磁気共鳴システムの中に統合され得るかを説明している。
【００７１】
図６は、また、図３に係る実施例が、どのように画像システムと独立して動作し得るかを説明している。例えば、図４で示された治療装置の実施例を伴なう患者サポートである。対象モデル３３８は、患者３０６と患者サポート３１２が磁石５０２の中にあり、磁気共鳴画像システムが動作している際に形成され得る。対象モデル３３８が形成された後で、患者サポート３１２は磁石５０２から取り出される。処置は、図４における実施例に示されるように処理され得る。患者サポート３１２と患者３０６が磁石５０２から取り出されている今となっては、磁気共鳴画像システムを他の使用のために用いることができる。
【００７２】
図７ａから図７ｄは、対象モデルがどのように構築され、使用されるのかを説明している。図７ａは、時間軸７００と時間依存の呼吸フェイズデータ軸７０２を有している。このグラフでは、呼吸センサーから獲得されたデータが、時間の関数としてプロットされている。データ点は、Ｔ０からＴ１２とラベル表示されている。図７ｂでは、対象領域７０４が、時間の関数として、３次元空間においてプロットされている。対象領域の位置も、また、Ｔ０からＴ１２とラベル表示されている。図７ｃにおいては、対象領域７０４の独立した位置に対してベクトルが割り当てられている。対象領域７０４に対するベクトル７０６を割り当ては、本質的に対象モデルを創生する。最後に、図７ｄにおいては、対象モデルの使用が説明されている。この図には、超音波トランスデューサー７０８による処置が、さまざまな時間において示されている。この場合には、超音波トランスデューサー７０８は、位相配列トランスデューサーである。超音波トランスデューサーは、別の言葉で言えば、複数のトランスデューサーエレメントで構成されているものである。図は、また、時間Ｔ０における対象領域の位置７１０と時間Ｔ７における対象領域の位置７１４を示している。ベクトル７１１は、時間Ｔ０における対象領域の推定位置を特定している。ベクトル７１１５、時間Ｔ７における対象領域の位置を推定している。破線７１２は、時間Ｔ０において対象領域７１０に対して焦点の合った超音波の通路を示している。破線７１６は、時間Ｔ７において対象領域７１４に対して焦点の合った超音波の通路を示している。ベクトルが生成された時間に対して中間にある時間における対象領域の位置を特定するために、２つのベクトルの間を補完することによって中間ベクトルを算出することができる。
【００７３】
図７で説明されているそうした対象モデルは、対象位置を得るために十分に一定な周期的な呼吸動作を、信頼できる方法で補償し得る。処置前そして処置期間に一定な呼吸を確実にするために提案するステップは、以下の通りである。
１．患者がテーブルトップ上に配置された直後から呼吸測定を開始する。
２．呼吸信号が解析され、システムは、呼吸が安定したときをオペレーターに知らせる。
３．現行の処置期間に対して「通常の（“ｎｏｒｍａｌ”）」呼吸信号が生成され、保管される。「通常の」信号は、パラメーター、カーブフィット、または他のモデルのセットであり得る。
４．処置の間に呼吸はモニターされ、常に「通常の」呼吸と比較される。呼吸サイクルの異なるフェイズにおいて、対象が類似の方法で移動していることを確認するためである。
５．あまりに低い相関が検知された場合には、超音波処理は停止され、患者は、視認できる呼吸アドバイザー、または他の方法を使用して通常の呼吸を回復するようにアドバイスされる。患者が通常の呼吸に回復できない場合には、超音波処理を継続することが許されるまで、対象移動の解析が再び実行される。
【００７４】
図８は、図３と図４に示した実施例において前述した力センサー４１６に係るさらなる説明図である。この実施例においては、患者３０６をサポートするための患者サポート３１２が存在している。機械的アダプター４１８が有り、患者３０６と力センサー４１６に接触している。患者３０６は、機械的アダプター４１８の上に力を及ぼす。患者３０６が呼吸をすると、機械的アダプター４１８の上に及ぼされる力が変化する。そして、機械的アダプター４１８はその力を、力センサー４１６に伝える。力センサー４１６は、機械的アダプターと堅いサポート４２０との間に支持されている。固いサポート４２０は、力を患者サポート３１２に対して伝える。
【００７５】
図９は、図４、図５、そして図８において説明された力センサーを使用して獲得された時間依存の呼吸フェイズデータ９００を示している。図９に示されたデータは、ローパスフィルターを通した心弾動図を使用して獲得された呼吸フェイズデータである。データは、図８に示した構成を使用して、３テスラの磁場において得られたものである。
【００７６】
図１０は、図９において獲得された心弾動図データであるが、この場合には信号の実効値が算出されている。これが平均エネルギー信号１０００である。図１０に示されるデータは、患者による動作や移動の総計を検知するために使用され得る。こうした方法で獲得されたデータについて一つの十分な閾値または複数の閾値を設定することにより、患者の動作が検知され、対象領域に係る処置を停止するために利用され得る。データは、図８に示した構成を使用して、３テスラの磁場において得られたものである。
【００７７】
本発明は、図面または前出の記載において、その詳細が説明され記述されてきたが、そうした説明および記載は、説明的または例示的なものであり、制限的なものではないと考えられるべきである。つまり、本発明は、開示された実施例に限定されるものではない。
【００７８】
図面、明細書、および添付の特許請求の範囲を研究すれば、クレームされた本発明の実施において、当業者によって、開示された実施例に対する他の変形が理解され、もたらされ得る。請求項において、用語「含む（“ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ“）」は、他のエレメントまたはステップの存在を排除するものではなく、不定冠詞「一つの（”ａ“または”ａｎ“）」は、複数を排除するものではない。単一のプロセッサまたは他のユニットは、請求項で述べられる数個のアイテムに係る機能を満たし得る。特定の手段が、お互いに異なる従属請求項の中で引用されているという事実だけでは、これらの手段の組合せが有利に使用され得ないことを示すものではない。コンピュータープログラムは、光記録媒体もしくはハードウェアと供に、またはハードウェアの一部として提供される半導体媒体といった、好適な媒体上に記録され、配布され得る。しかし、インターネット、または他の有線もしくは無線の電子通信システムを介するといった、他の形式においても配布され得る。請求項におけるいかなる参照番号も、発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【００７９】
３００  治療装置
３０２  治療システム
３０４  対象領域
３０６  患者
３０８  第１の呼吸センサー
３１０  第２の呼吸センサー
３１２  患者サポート
３１４  医療用画像システム
３１６  画像領域
３１８  コンピューターシステム
３２０  ハードウェアインターフェイス
３２２  プロセッサ
３２４  ユーザーインターフェイス
３２６  ストレージ
３２８  メモリー
３３０  時間依存の呼吸フェイズデータ
３３２  時間依存の医療用画像データ
３３４  予備的な時間依存の呼吸フェイズデータ
３３６  時間依存の医療用画像
３３８  対象モデル
３４０  治療装置制御モジュール
３４２  呼吸フェイズデータ解析モジュール
３４４  焦点調整制御信号生成モジュール
３４６  対象モデル生成モジュール
３４８  医療用画像再構築モジュール
３５０  画像記録モジュール
３５２  ベクトルマッピングモジュール
４００  治療装置
４０２  光輝度焦点超音波システム
４０４  超音波トランスデューサー
４０６  超音波トランスデューサー用電源
４０７  機械的位置決めシステム
４０８  液体が満たされたチャンバー
４１０  超音波の通路
４１２  超音波ウインドウ
４１４  ゲルパッド
４１６  力センサー
４１８  機械的アダプター
４２０  堅いサポート
４２２  反力ベクトル
４２４  呼吸アドバイザー
５００  治療装置
５０２  磁石
５０４  傾斜磁場コイル
５０６  傾斜磁場コイル用電源
５０８  ラジオ周波数コイル
５１０  ラジオ周波数受信機
６００  治療装置
６０２  トローリー
７００  時間軸
７０２  時間依存の呼吸フェイズデータ軸
７０４  対象領域の位置
７０６  異なる呼吸フェイズに対する対象領域の位置に係るベクトルマッピング
７０８  超音波トランスデューサー
７１０  時間ｔ０における対象領域の位置
７１１  時間ｔ０に対するベクトル
７１２  時間ｔ０における焦点の合った超音波の通路
７１４  時間ｔ７における対象領域の位置
７１５  時間ｔ７に対するベクトル
７１６  時間ｔ７における焦点の合った超音波の通路
９００  時間依存の呼吸フェイズデータ
１０００  平均化されたエネルギー信号
【図１】
2013540554.tif 000003
【図２】
2013540554.tif 000004
【図３】
2013540554.tif 000005
【図４】
2013540554.tif 000006
【図５】
2013540554.tif 000007
【図６】
2013540554.tif 000008
【図７ａ】
2013540554.tif 000009
【図７ｂ】
2013540554.tif 000010
【図７ｃ】
2013540554.tif 000011
【図７ｄ】
2013540554.tif 000012
【図８】
2013540554.tif 000013
【図９】
2013540554.tif 000014
【図１０】
2013540554.tif 000015
【国際調査報告】
2013540554.tif 000016
2013540554.tif 000017
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