(57)【要約】  癌の疑いがある部位を撮像し、生検用の組織サンプルを切除する際に医師を案内するガンマ誘導式定位的位置特定システム。ガンマ誘導式定位的位置特定システムは、位置特定、相関処理及び検証処理を含む３段階手順を備えている。本位置特定システムは、関心領域の立体画像を生成する１組のスラントホールコリメータを有するガンマカメラを備えている。基準マーカを含む位置決めシステムは、被撮像体に隣接して配置され、基準マーカと前記関心領域の位置との相関関係を提供するようにしっかりと位置保持されている。次に、ガンマ放射マーカを前記関心領域の算出された位置に位置決めされ撮像され、算出された位置が実際の位置に対応することを検証する。次に、この位置決めシステムを使って、前記関心領域に位置決めする必要がある他の任意のハードウエアを精度良く位置決めし、支持することができる。【選択図】図１
2011528435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガンマカメラと、
このガンマカメラの上に装着されたカセットと、
互いに同一平面上にあり、端と端とを突き合わせ接合された１組の対向視関係にあるスラントホールコリメータであって、前記カセット内で摺動可能な１組のスラントホールコリメータと、
前記カセットの上方に装着され、このカセットに対して距離を調整可能であって、格子開口部を有する格子位置特定プレートと、
この格子位置特定プレートの上方に位置する生検針を含む生検針案内器具と、
前記格子位置特定プレート内にあるガンマ線放射基準源と、
前記生検針内にあるガンマ放射マーカ源と
を備えるガンマ誘導式定位的位置特定システムであって、
前記格子位置特定プレートと前記ガンマカメラ間の身体部分を受け入れ可能であり、この身体部分中の関心領域に前記生検針を誘導するガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項２】
前記１組の対向視関係にあるスラントホールコリメータは、右方に２０度の角度で検視する左側スラントホールコリメータと、
左方に対して２０度の角度で検視する右側スラントホールコリメータと
を備える請求項１に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項３】
前記格子位置特定プレートは、横列と縦列に配置された複数の前記開口部と、
前記ガンマ線放射基準源を受け入れるキャビティと
を備える請求項１に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項４】
前記ガンマ線放射基準源はＣｏ−５７である請求項１に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項５】
前記ガンマ放射マーカ源は内管内に封入され、
この内管は外カニューレ内に収容されている、
請求項１に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項６】
前記ガンマ放射マーカ源は、
少なくとも３ヶ月の半減期と、１４０ｋｅＶのガンマ線エネルギーとを有するガンマ線放射同位元素である請求項１に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項７】
前記ガンマ線放射同位元素は、Ｔｃ−９９ｍと、Ｃｅ−１３９と、Ｔｅ−１２３ｍを含む群から選択される請求項６に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項８】
前記関心領域は３次元のＸ、Ｙ、Ｚ座標により規定され、
前記関心領域のＸとＺ座標位置は以下の式から求められ、
【数１】
2011528435.tif 000011
式中のＸＬとＸＲは左側スラントホールコリメータと右側スラントホールコリメータからの画像内の前記関心領域のＸ座標位置であり、θはスラントホールの傾斜角度である請求項１に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項９】
前記ガンマ誘導式定位的位置特定システムは、Ｚ次元の空間分解能を有し、
このＺ次元の空間分解能は、２０度の検視角度を有する１組の対向視関係にあるスラントホールコリメータのＸ次元の分解能の１．４倍である、
請求項１に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項１０】
互いに同一平面上にある前記１組の対向視関係にあるスラントホールコリメータは継ぎ目で端と端とを突き合わせ接合されている請求項１に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項１１】
身体部分中の関心領域の位置を特定し、この関心領域に装置を誘導するガンマ誘導式定位的位置特定システムであって、
ガンマカメラと、
このガンマカメラの上に装着されたカセットと、
平行ホールコリメータと、
互いに同一平面上にあり、端と端とを突き合わせ接合された１組の対向視関係にあるスラントホールコリメータと、
前記カセットの上方に装着され、このカセットに対して距離を調整可能であって、格子開口部を有する格子位置特定プレートと、
この格子位置特定プレートの上方に位置する生検針を含む生検針案内器具と、
前記格子位置特定プレート内にあるガンマ線放射基準源と、
前記生検針内にあるガンマ放射マーカ源と
を備えてなり、
前記平行ホールコリメータは前記カセット内部で摺動可能で前記関心領域のＸとＹ座標位置を取得し、前記１組のスラントホールコリメータは前記カセット内部で摺動可能で前記関心領域のＺ座標位置を取得する、ガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項１２】
前記１組の対向視関係にあるスラントホールコリメータは、
右方に２０度の角度で検視する左側スラントホールコリメータと、
左方に対して２０度の角度で検視する右側スラントホールコリメータと
を備える請求項１１に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項１３】
前記関心領域は３次元のＸ、Ｙ、Ｚ座標により規定され、
前記関心領域のＸとＺ座標位置は以下の式から求められ、
【数２】
2011528435.tif 000012
式中のＸＬとＸＲは左側スラントホールコリメータと右側スラントホールコリメータからの画像内の前記関心領域のＸ座標位置であり、θはスラントホールの傾斜角度である請求項１１に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項１４】
前記ガンマ誘導式定位的位置特定システムは
Ｚ次元の空間分解能を有し、
このＺ次元の空間分解能は、２０度の検視角度を有する１組の対向視関係にあるスラントホールコリメータについてＸ次元の分解能の１．４倍である請求項１１に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、癌の疑いがある部位の撮像に関し、具体的には生検用の組織サンプルを切除する際に医師を案内（guide）するために使用されるガンマ撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
乳房撮像(mammographic imaging)は、乳癌に対する１次スクリーニング理学療法（modality：モダリティ）として十分に確立されている。乳房Ｘ線検査(mammographic examination)で見つかった疑わしい検査結果は別のモダリティを用いた撮像を行うことになり、この疑わしい検査結果を更に検査し、最終的には癌が存在するか否かを確認する生検が行われることもある。その他のモダリティには、診断用乳房Ｘ線像（mammogram：マンモグラム）や、超音波（ＵＳ）検査や、磁気共鳴断層撮影（ＭＲＩ）処置法、あるいは核医学処置法（シンチマンモグラフィとして公知である）等が含まれる。検査結果の性質や検査結果をもたらした撮像システムに依っては、外科医や放射線科医がこれらの撮像システムの一つにより案内されて病理学検査用の組織を切除することがある。Ｘ線誘導や、ＵＳ誘導、ＭＲＩ誘導に依存した乳房生検システムが製造され、市場に出回っている。
【０００３】
マンモグラムは癌活動ではなく、組織濃度を写したＸ線写真である。乳房Ｘ線撮影（mammography：マンモグラフィ）を用いて癌性の病巣を識別することが困難になることがある。特に患者の乳房組織が高密度である場合や、患者に疑わしい病巣や微小石灰化群が多数ある場合や、マンモグラフィや超音波では検知しないが触診可能な病巣や術後又は治療後の塊やインプラントがある場合、又は患者がホルモン置換療法（Hormone Replacement Therapy）を受けていた場合等には困難となることがある。
【０００４】
ＭＲＩは診断が難しい症例に対する次段階撮像モダリティとして効果的であることが証明されている。Ｘ線マンモグラフィとほぼ同様に、乳房のＭＲＩは解剖学的あるいは構造的情報に依存しており、より詳細な画像を提供する。しかしながら、ＭＲＩは３７％未満から９７％の範囲で非常に変動しやすいその特異性により制限されている。その高感度と相まって、ＭＲＩは高価であり、完了までには多くの日数が掛かり、しかも無病誤診率が高い。
【０００５】
超音波は通例疑わしいマンモグラムが得られた後の工程として利用されており、疑わしい塊が固体か液体で満たされている物かを判断するのには適している。しかし、超音波は特異度が低く、誤診結果をもたらすことがあるし、行う必要のない生検の必要性を示すこともある。
【０００６】
Ｘ線、超音波及びＭＲＩを用いる生検システムがあるが、潜在的な癌性病巣の位置判断の精度ををより高め、生検システムを癌性病巣に正確に誘導する必要がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、癌の疑いがある部位を撮像し、生検用の組織サンプルを切除する際に医師を案内するガンマ誘導式定位的位置特定技術である。ガンマ誘導式定位的位置特定技術は、位置特定処理、相関処理及び検証処理を含む３段階手順を備えている。位置特定システムは、関心領域の立体画像を生成する１組のスラントホールコリメータを有するガンマカメラを備えている。基準マーカ（fiducial marker）を含む位置決めシステムは、被撮像対象に隣接して配置され、所定位置にしっかりと保持される。この位置決めシステムは、基準マーカに対して前記関心領域の位置の相関関係を提供する。次に、ガンマ放射マーカを前記関心領域の算出された位置に位置決めして撮像し、算出された位置が実際の位置に対応することを検証する。次に、この位置決めシステムを使って、前記関心領域に位置決めする必要がある他の任意のハードウエアを前記基準マーカからの測定値により精度良く位置決めし、支持することができる。
【０００８】
そこで、本発明は、一次病巣の範囲を判断し、潜在性の二次病巣を検知し、乳癌患者のノード状態用の補助領域を評価するのに役立つ情報を提供可能な定位的位置特定システムを提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の目的は、従来の撮像技術において行われる組織構造の撮像というよりはむしろ癌活動を撮像する機能的方法を提供することである。
【００１０】
本発明の更なる目的は、癌性の病巣を識別する際に、より高い感度と特異性を有するマンモグラフィに対して相補的診断方法を提供することである。
【００１１】
本発明の別の目的は、異なる角度で撮像された対象物の２つのガンマカメラ画像を提供して対象物中の関心領域のカメラシステムに対する３次元位置を求める技術を提供することである。
【００１２】
本発明の更なる目的は、識別された関心領域に生検針を精度良く位置させる位置決めシステムを提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、ガンマカメラで撮像可能な小さな放射源を含む生検マーカを提供することである。
【００１４】
本発明の上記目的、他の目的及び利点は、添付図面を参照しつつ以下の説明を読むことによりより理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ガンマカメラ結晶と、１組の対向視関係にあるスラントホールコリメータを含む立体撮像システムと、放射基準源を有する格子位置特定システムとを備える本発明に係るガンマ誘導式定位的位置特定システムの好ましい実施例の概念的正面図である。
【００１６】
【図２】図１のガンマ誘導式定位的位置特定システムの一部を構成する格子位置特定システムと放射基準源の上面図である。
【００１７】
【図３】ガンマ放射マーカ源を収容する内管の側面図である。
【００１８】
【図４】図３に示す内管の端面図である。
【００１９】
【図５】図３の内管を収容し、撮像対象物と接触される外カニューレの側面図である。
【００２０】
【図６】図５に示す外カニューレの端面図である。
【００２１】
【図７】ガンマ放射マーカ源を有し、外カニューレに封入された内管を備える生検針案内器具の仮想側面図である。
【００２２】
【図８】図７の生検針案内器具の端部図である。
【００２３】
【図９】ガンマカメラ結晶と、平行ホールコリメータと１組の対向視関係にあるスラントホールコリメータを含む立体撮像システムと、放射基準源を有する格子位置特定システムとを備える本発明に係るガンマ誘導式定位的位置特定システムの第２実施例の概念的正面図である。
【００２４】
【図１０】点源を２つのコリメータが接合された継ぎ目が点源の直下に位置するように位置合わせされた１対のスラントホールコリメータで撮像した場合の様々な高さにおける点源の複数のガンマカメラ画像を示すグラフである。
【００２５】
【図１１】点源の離間距離を判断するのに使用された様々な高さに位置する点源の２つの画像を示すグラフである。
【００２６】
【図１２】実際の高さに対する光源の２つの画像の離間距離を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明は、癌性病巣の位置を正確に検出し、生検装置をその病巣へ精度良く誘導するガンマ誘導式定位的位置特定システムを提供する。本発明のガンマ誘導式定位的位置特定システムは、放射性トレーサを通して乳房病巣の代謝活動を捉える機能的あるいは分子乳房撮像方法である。少量の追跡剤を患者に投与すると、それが身体内の全ての細胞で吸収される。この追跡剤は不可視のガンマ線を放射し、これがガンマカメラで検知され、乳房のデジタル画像に変換される。癌性細胞は代謝活動が活発なため、これらの細胞は多量の追跡剤を吸収し、「ホット・スポット」として現れる。この分子乳房撮像技術により、医師は癌性細胞を非癌性細胞からより明瞭に識別可能となる。ＭＲＩや超音波等の他の補助的モダリティが乳房の物理的構造を撮像するが、本発明のガンマ誘導式定位的システムは乳房組織の細胞機能を撮像する。
【００２８】
定位的位置特定では、異なる角度で撮像された対象物の２つの画像を用いて対象物中の関心領域の撮像システムの座標に対する相対的３次元位置を求める。癌の疑いがある部位をガンマ撮像する際に、ガンマ誘導式定位的位置特定システムを使用して生検用の組織サンプルを切除するのに医師を案内することが望ましい。
【００２９】
また、対象物中の関心領域のカメラに対する相対位置と対象物中の関心領域の位置とを相関すること及びこの対象物の近傍にある他のハードウエアを支持し精度良く位置決めできる位置決めシステムを提供することも望ましい。一旦この位置と対象物の相関が取れると、それを使って、例えば疑わしい患部の中に針を位置決めし、生検用の組織サンプルを採取することが可能となる。
【００３０】
本位置特定システムに於いて誤差が発生する可能性を減少させようとする場合、算出された位置が確かに病巣位置に対応することを検証する手段があるのも望ましい。これには、対象物内に設置されるマーカとその位置でこのマーカを撮像するのに使用される撮像システムが必要となる。その画像は関心領域の画像と比較することができる。ガンマカメラで撮像するには、これらのマーカは放射性でなければならず、対象物の画像中で視認される必要がある。本発明はこれらの要求条件を満たしている。
【００３１】
図１には本発明の好ましい実施例であるガンマ誘導式定位的位置特定システム２０が図示されている。このガンマ誘導式定位的位置特定システム２０は、ガンマカメラ結晶２４と、１組の対向視関係にあるスラントホールコリメータとを備えるガンマカメラ２３から構成される立体撮像システム２２を備える。第１の、即ち左側スラントホールコリメータ２７と第２の、即ち右側スラントホールコリメータ２８は互いに同一平面上にあり、端部で接合されて並列コリメータセット３０を形成する。このコリメータセット３０は前記ガンマカメラ結晶２４と撮像される身体部分、つまり対象物３２に対して移動可能である。前記コリメータセット３０は方向矢印３４で示す通り、図１において左方から右方へ移動可能である。位置決めシステム３６は、被撮像対象物３２の上にしっかり固定された格子位置特定システム又はプレート３８を備える。前記立体撮像システム２２で撮像可能な放射性基準源４０は前記位置決めシステム３６内に正確に装着されている。この立体撮像システム２２を使って、被撮像対象物３２中の例えば、癌性病巣の疑いのある部位等の関心領域４２を正確に識別する。前記位置決めシステム３６は前記被撮像対象物３２に隣接配置され、この対象物３２に近接している、例えば図１に示す生検針案内器具４４等の他のハードウェアを支持し、精度良く位置決めするのに使用される。前記生検針案内器具４４の端部に見えるマーカ源４６は関心領域４２又は病巣の算出された位置にある対象物３２内に挿入可能であり、これを使って算出された位置が病巣の実際の位置であることを検証することができる。図１の概念的カメラ視線４８の角度で示す通り、定位視野角Θ１とΘ２は前記ガンマカメラ結晶２４の面に平行な線に対して±２０度の角度である。従って、左側スラントホールコリメータ２７の視野は右方に２０度の角度であり、右側スラントホールコリメータ２８の視野は左方に２０度の角度である。
【００３２】
本発明のガンマ誘導式定位的位置特定方法は位置特定処理、相関処理及び検証処理を含む３段階手順を備えている。図１に示す通り、本位置特定システムは、ガンマ結晶２４とともに、立体視システムとして機能する１組のスラントホールコリメータ２６、２８を有するガンマカメラを備えている。前記位置決めシステム３６は、内部に基準源４０を有する格子位置特定システム３８を備え、前記被撮像対象物３２に隣接配置され、所定位置にしっかりと保持されている。前記検証システムは、生検針案内器具４４か同様の工具で関心領域４２の算出された位置に位置設定可能なガンマ放射マーカ源４６を備えており、このガンマ放射マーカ源４６は立体撮像システム２２により撮像して挿入したマーカ４６が当該関心領域４２と一致することを検証可能である。
【００３３】
前記基準源４０の前記立体撮像システム２２対する相対位置がガンマカメラ画像から算出される。次に、前記関心領域４２の前記立体撮像システム２２対する相対位置が算出されて、この基準源４０に相対的な関心領域４２を位置特定する。次に、前記位置決めシステム３６を使って、前記関心領域４２に位置決めする必要がある、例えば図1に示す生検針案内器具４４等の他の任意のハードウエアを前記基準マーカ４０からの測定値により精度良く位置決めし、支持することができる。次に、前記マーカ源４６を用いて前記関心領域４２の算出された位置が実際の位置に対応することを検証する。
【００３４】
本発明のガンマ誘導式定位的位置特定方法は位置特定処理、相関処理及び検証処理を含む３工程を伴う。より具体的には、前記位置特定処理は（１）位置決めシステムを被撮像対象物に隣接配置し、（２）この対象物の１対の立体画像を撮り、（３）それらの立体画像の各々の中の関心領域を決定し、（４）この関心領域の３次元（Ｘ、Ｙ、Ｚ）位置を算出することを含む。前記相関処理は、（１）前記各画像内の基準マーカの位置を特定し、（２）この基準マーカの（Ｘ、Ｙ、Ｚ）位置を算出し、（３）前記位置決めシステム内での前記関心領域の基準マーカに対する相対位置を特定し、（４）この位置決めシステムを用いて前記関心領域に位置決めする必要がある他の任意のハードウエアの位置を特定し、支持することを含む。前記検証処理は、（１）マーカ源を前記関心領域の算出された位置に位置決めし、（２）前記立体撮像システムで撮像して、この算出された位置が実際の位置に対応することを検証する。
【００３５】
図２には、本発明のガンマ誘導式定位的位置特定システムの一部を構成する前記格子位置特定システム３８の上面図が示されている。この格子位置特定システム３８は格子位置支持体ないしは遮蔽体５０と、基準源４０を受け入れるキャビティ５２と、横列５８と縦列６０に配列された複数の格子開口部５６を有する格子５４とを備える。格子位置特定システム３８により有資格医師は標準の乳房生検針キットを用いてガンマ誘導乳房生検を実施する。この格子遮蔽体５０は一般的には撮像処理中に乳房を固定化するのに使用される。
【００３６】
前記格子位置特定システム３８を使って病巣の疑いがある部位の直上方に位置する乳房又は他の身体部分の領域の位置を特定する。前記格子５４は前記基準マーカ４０を介した位置特定手順中に求めた病巣の位置と相関される。前記基準源４０は、この病巣の基準マーカ４０に対する相対位置が算出されると同時に撮像される。前記格子位置特定システム３８はガンマ誘導乳房生検方法の間は前記生検針システムを安定化するように機能する。
【００３７】
前記基準マーカ４０は通常前記格子支持体５０のキャビティ５２に挿入される。この基準マーカ４０は機械的に前記格子システムと位置合わせされ、前記立体撮像システム２２と前記格子位置特定システム３８によって求めた病巣の疑いのある部位の位置を相関するのに使用される。これにより、医師は病巣の疑いのある部位の位置を前記格子位置特定システム３８からの測定値により求めることができる。好ましくは、前記基準マーカ４０は前記格子支持体５０上の前記キャビティ５２に挿入されたＣｏ−５７の放射源である。前記基準マーカ４０の活動レベルは前記撮像された対象物３２中の病巣と共に同時に目視される程度で十分であり、患者に重大な危険性が及ばない程度に低いのが好ましい。前記基準マーカは一般的に毎年あるいはパッケージに記された使用期限で示された通りに新しい物と取り替える。
【００３８】
前記ガンマ誘導式定位的位置特定システム２０は前記コリメータセット３０が内部を摺動するカセット６２（図１参照）と、ガンマカメラ画像から病巣の３次元位置を求めるのに使用する生検手順を有するソフトを備えたコンピュータとを含んでいる。この生検手順は、前記立体撮像システム２２からの入力を受け、病巣の位置を求める。図２を参照して、前記生検手順は、前記生検針案内器具４４が前記格子５４内の適切な位置に位置決めでき、前記対象物３２に挿入できるようにこの病巣の位置と前記格子位置特定システム３８との相関を取るのに使用される。この生検手順により生検処置中に画像を撮像して前記生検針案内器具４４が正確に位置決めしたことを判断する。
【００３９】
本発明の前記ガンマ誘導式定位的位置特定システム２０は、マーカ確認手順を含んでおり、前記ガンマ放射マーカ又は閉塞子４６（図１参照）を使用して前記対象物３２が正しい位置で切開されたことを判断される。このマーカ４６は放射源を含んでいるが、前記切開後に前記対象物に挿入され、対象物がガンマカメラで撮像される。前記摺動するコリメータセット３０は前記ガンマ放射マーカ４６が前記スラントホールコリメータの半分部４６、４８の両方を介して撮像されるように位置決めされる。前記切開が正しい位置で行われると、前記ガンマ放射マーカ４６の２つの画像は病巣の位置に現れるので、生検が疑わしい病巣の位置で行われたことを確認できる。
【００４０】
図３から図８を参照して、前記ガンマ放射マーカは、前記放射源４６を含む内管６４と撮像される前記対象物３２内の体液と接触する外カニューレ６６を含む２つの部分を有する。この内管６４は、図３と図４に示すように、図５と図６に示す外カニューレ６６内に嵌合され、図７と図８に示すように前記ガンマ放射マーカ４６と共に前記放射源保持部又は生検針案内器具４４を形成する。この放射源保持部４４は好ましくは長期間使用可能なように長い半減期を有する同位元素を含んでおり、従って多数回の撮像及び生検手順で使用可能である。この同位元素の半減期は好ましくは数ヶ月から１年程度である。前記ガンマ放射マーカ４６の活動はそれが画像中で都合良く視認できるが、重大な放射露出が起きない程度あるいは前記撮像された対象物３２の画像圧倒しない程度であるのが好ましい。この活動は前記放射源保持部４４と外部スリーブ６６に使用される材料のガンマ線減衰に依存している。好ましくは、前記ガンマ放射マーカ４６の予想活動は５〜１０マイクロキューリーの範囲である。参考に、病巣の一般的な比放射能強度は２マイクロキューリー／ｃｃであり、撮像された対象物３２の比放射能強度は０．３マイクロキューリー／ｃｃである。
【００４１】
前記ガンマ放射マーカ４６から放射されたガンマ線のエネルギーは前記対象物３２の撮像に使用された同位元素のエネルギー以上である。これは、１４０ｋｅＶのガンマ線エネルギーのＴｃ−９９ｍである。１４０ｋｅＶより大きなエネルギーを有し相対的に長い半減期を有するガンマ線放射が持つ同位元素の例として、１６６ｋｅＶのエネルギーと１３７．６日の半減期を有するＣｅ−１３９と、１５９ｋｅＶのエネルギーと１２０日の半減期を有するＴｅ−１２３ｍがある。これらの同位元素は固体材料として製造でき、前記放射源保持部４４中に封入可能である。
【００４２】
前記ガンマ放射マーカ４６の別の実施例としては、放射性液体が充填可能な１部品（図示しない）である。この放射性液体は短い半減期を、典型的には１０半減期、を有し、適切な時間後に安全に廃棄可能である。このマーカは、生物学的に有害な材料として使用後その都度廃棄される。
【００４３】
図９に於いて、平行ホールコリメータ７２と１対の２０度のスラントホールコリメータ２６から構成される立体コリメータ組立体３０とを備えたガンマ誘導式定位的位置特定システム７０の別の実施例が図示されている。この平行ホールコリメータ７２とスラントホールコリメータ組立体３０は両方とも前記ガンマカメラ２４の上に設置されるカセット６２内を摺動する。この平行ホールコリメータ７２をカセット６２内に滑り込ませ、「スカウト」（scout）画像を生成するのに使用される。この画像は関心領域４２のＸとＹ座標位置を求めるに使用される。次に、前記スラントホールコリメータ組立体３０をカセット６２内に滑り込ませる。画像を撮像し、疑わしい領域のＺ座標位置（深さ）を求める。
【００４４】
関心領域は図９のガンマ誘導式定位的位置特定システム７０内で２つの方法のいずれかで識別される。第１の方法では、前記平行ホールコリメータ７２とスラントホールコリメータ組立体３０で撮られた画像内の前記関心領域４２の位置を用いて疑わしい領域の位置を算出する。その領域のＸとＺ座標位置は以下の式から求めることができる。
【００４５】
【数１】
2011528435.tif 000003
式中のＸＬとＸＲは左右視画像中の関心領域のＸ座標位置であり、θはスラントホールの傾斜角度であり、好適な実施例では２０度である。第２の方法では、関心領域４２の位置は図９の基準源４０等の放射源を前記平行ホールコリメータ７２とスラントホールコリメータ組立体３０で求めた領域の位置と相互作用的に位置合わせすることにより求められる。この方法は取り込まれた隔離領域が小さい場合に好適である。大きい領域や多病巣性の取り込みの場合は、第１の方法の方が好ましい。
【００４６】
関心領域の位置を算出するために、前記平行ホールコリメータ７２をカセット６２内に滑り込ませて使用し、スカウト画像を生成する。このスカウト画像を使用して前記関心領域の検出器の平面内のＸとＹ座標位置を求める。前記平行ホールコリメータ７２は次にカセット６２から取り出され、スラントホールコリメータ組立体３０をカセット内に滑り込ませる。次に、１つあるいは２つの画像を撮像し、１つあるいはそれ以上の疑わしい領域の深さであるＺ座標位置を求める。取り込みが小さく孤立した領域の場合は、両方のスラントホールコリメータの視野内にその領域がある１つの画像が撮像できる。大きい領域や多焦点の取り込みの場合は、全ての領域の深さを求めるには２つの画像が必要になる可能性がある。
【００４７】
関心領域の位置を第２の方法で相互作用的に求める際には、前記平行ホールコリメータ７２が使用され、放射源４６が対象物３２の上方に載置され、その領域と位置合わせされてＸとＹ次元の位置を求める。これは、図９に示す放射源４６等の封止した源か対象物３２の上方に移動された１滴のＴｃ−９９ｍのいずれかであってもよい。Ｚ座標位置を求めるには、前記スラントホールコリメータ組立体３０を前記スラントホール部２６、２８が接合された線７４が関心領域４２の下方に位置するように位置決めされる。放射源４６は、生検針案内器具４４の生検針部７６等、乳房内に挿入可能な容器に納められ、この放射源４６の画像が両方の立体視像でモニターされる。正確なＺ座標位置は放射源４６の画像と関心領域４２の画像とを２つの視像内で位置合わせすることにより求められる。重なり領域７８のスケッチを図１に示す。この図は、前記スラントホール部が接合された前記線７４が関心領域４２の直下方に位置する場合、左側コリメータ２６と右側コリメータ２８により視認できる乳房の１部分を示している。
【００４８】
点源の高さと前記スラントホールコリメータ対３０の２つの半分部分によって形成された点源の画像の離間距離の関係は、前記立体撮像システムの幾何学的配置から求めることが可能である。スラントホールコリメータ組立体３０上方の高さと前記スラントホールコリメータ２６、２８によって形成された画像の離間距離の関係は以下の式で得られる。
【００４９】
【数２】
2011528435.tif 000004
式中ｈはコリメータ組立体上方の高さ（ｍｍ）であり、ｓは２つの画像の離間距離（ｍｍ）であり、θはスラントホールの傾斜角度であり、h0(=s0/2tanθ)はガンマカメラ結晶２４の上方のコリメータの高さであり、s0はコリメータの表面上に放射源が位置する時の２つの画像の離間距離である。これらの画像の離間距離は下記式により画素離間距離(pixel separation)として求めることが可能である。
【００５０】
【数３】
2011528435.tif 000005
式中ｐは画素の離間距離であり、ガンマカメラの好ましい実施形態においては、画素間隔は３．２ｍｍ／画素である。ガンマカメラ結晶２４上方の高さは、カメラシステムの設計から求めることができる。それはコリメータのサイズ(ｓｉｚ)と、コリメータとカメラ間の離間距離（ｓｅｐ）とカメラ内の結晶の深さ（ｄｅｐ）の和である。全高は以下の式から求めることができる。
【００５１】
【数４】
2011528435.tif 000006
式中全てのサイズの単位はｍｍである。これらの値を用いて、放射源の高さを表す式は以下の式から得られる点源の画像の離間距離から求めることができる。
【００５２】
【数５】
2011528435.tif 000007
これらのパラメータ値を代入すると以下の式が得られる。
【００５３】
【数６】
2011528435.tif 000008
【００５４】
点源の高さと放射源の画像の離間距離との関係が上記式（６）で与えられる関係から確実に求めることが可能か否かを判断するために、各種高さでの点源の画像の離間距離について測定し、測定値を前記式から求められた値と比較した。４つの放射源を各種高さのスペーサ上と検出器上に載置した。４つの放射源の画像を、前記２つのコリメータ２６、２８が接合された継ぎ目７４が点源の直下方に位置するように位置合わせされた前記スラントホールコリメータ対３０により撮像された。これを毎回異なる組のスペーサを使って３度繰り返した。それらの画像が図１０に示されている。
【００５５】
これらの画像は、前記スラントホールコリメータ対３０の２つの半分部分２６、２８によって形成された画像の離間距離が前記コリメータ組立体３０の上方の放射源の高さに合わせて縮尺・拡大されることを示している。点源の離間距離はこれら３つの画像に対して求めた。各画像対はそれらの離間距離に平行な軸上に投影され、その最大値が求められた。これらの投影像の例を図１１に示す。重心の計算を使って、サブ画素の解像度が達成できるようにそれら対のそれぞれについて最大位置を求めた。この重心計算から求められたこれらの最大値での離間距離は、図１２に示す前記コリメータ組立体３０上方の放射源の実際の高さに対してプロットされ、画像上の高さと離間距離の関係を求めた。図１２には、この高さと離間距離の関係を予測するのに用いられた式（５）もプロットされている。図１２にプロットされた結果は、測定された高さと離間距離の関係は予測値と十分に同等とみなせる。
【００５６】
前記２つのスラントホールコリメータ２６、２８で同時に目視可能な視野（ＦＯＶ）を求めるために測定した(図１参照)。これらの測定値は幾何学的考察と比較されて視野が確実に予測可能か否かを判断した。両方のスラントホールコリメータで見た視野はスラントホールの傾斜角度により求められる。この視野の幅は以下の式により得られる。
【００５７】
【数７】
2011528435.tif 000009
式中2＊tanθは約０．７３である。放射源の離間距離が求められ、重心計算を用いて放射源の画素位置を求めた場合、コリメータのぶれを考慮に入れる必要がある。高さによるコリメータのぶれは線形関数により近似でき、上記式に追加して重なり領域の有効視野のより良い近似値を得られる。点源（ｗ）の幅が高さに対して直線的に増加すると仮定すると、視野はこの幅分減少する。視野の式は以下のように表される。
【００５８】
【数８】
2011528435.tif 000010
式中ｗ＝ｋ＊ｈであり、ｋは高さと共に増加する幅を表す係数である。ここに記載したコリメータ２６、２８の好ましい実施形態に於けるｋの値は約ｋはおよそ０．２４である。これにより、視野サイズは約３０％減少する。
【００５９】
点源とファントム（phantoms）に対する試験を実施して摺動式のスラントホールコリメータシステムの精度と機能性を求めた。本明細書に記載した通り、点源を使ってこのコリメータシステムの空間解像度と感度及びスラントホール対の視野を求め、定位的撮像に存在する曖昧さを実証した。ゼラチン乳房ファントムを用いて、誘導用のコリメータシステムを使って関心領域が位置特定可能で乳房組織から切除可能な精度を調べた。結果は、本発明のガンマ誘導式定位的位置特定システム２０と７０を用いて実施した模擬生検は成功したことを示している。
【００６０】
本発明のガンマ誘導式定位的位置特定システム２０と７０の空間解像度は立体視処理に係わる角度があるため、関心領域のＺ座標値である深さを求める精度に大きく影響を与える。式（２）から明らかなように、このＺ次元の空間解像度は、Ｘ次元の解像度を1/2tanθ=1.4の係数倍したものである。
【００６１】
上述の通り、摺動型スラントホールコリメータ構造を有するガンマ誘導式定位的位置特定システムを使って小型のガンマカメラから立体画像を生成し関心領域の３次元位置を求めることができる。本発明のガンマ誘導式定位的位置特定システムはゼラチン乳房ファントムに対してバキュームアシステッド(vacuum assisted)生検処置を実施する際に使用したが、成功であった。
【００６２】
上記説明には特定の説明、材料及び寸法が含まれているが、これらは本発明の技術範囲を限定するものとして解されるべきではなく、単に本発明のいくつかの好適な実施形態を示しているに過ぎないものとして解されるべきである。従って、本発明の範囲は、本明細書で示した例ではなく、特許請求の範囲やそれらの法的な均等物によって判断されるべきである。
【符号の説明】
【００６３】
以下は、図面中に使用している構成要素の番号に簡単な説明を付した一覧表である。
２０  ガンマ誘導式定位的位置特定システム
２２  立体撮像システム
２３  ガンマカメラ
２４  ガンマカメラ結晶
２５  第１の、即ち左側スラントホールコリメータ
２８  第２の、即ち右側スラントホールコリメータ
３０  コリメータセット
３２  撮像対象物又は胴部
３４  コリメータセットの移動方向
３６  位置決めシステム
３８  格子位置特定システム又は格子位置特定プレート
４０  基準源又はマーカ
４２  関心領域
４４  生検針案内器具
４６  ガンマ放射マーカ源又は閉塞子
４８  カメラ視線
５０  格子支持体ないしは遮蔽体
５２  キャビティ
５４  格子
５６  格子開口部
５８  格子の横列
６０  格子の縦列
６２  カセット
６４  内管
６６  外カニューレ
７０  ガンマ誘導式定位的位置特定システム
７２  平行ホールコリメータ
７４  ２つのスラントホールコリメータが接合された線又は継ぎ目
７６  生検針
７８  重なり領域
Θ１  左側スラントホールコリメータの定位的視野角
Θ２  右側スラントホールコリメータの定位的視野角
【図１】
2011528435.tif 000013
【図２】
2011528435.tif 000014
【図３】
2011528435.tif 000015
【図４】
2011528435.tif 000016
【図５】
2011528435.tif 000017
【図６】
2011528435.tif 000018
【図７】
2011528435.tif 000019
【図８】
2011528435.tif 000020
【図９】
2011528435.tif 000021
【図１０】
2011528435.tif 000022
【図１１】
2011528435.tif 000023
【図１２】
2011528435.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成21年12月30日(2009.12.30)
【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】
ガンマカメラと、
このガンマカメラの上に装着されたカセットと、
互いに同一平面上にあり、端と端とを突き合わせ接合された１組の対向視関係にあるスラントホールコリメータであって、前記カセット内で摺動可能な１組のスラントホールコリメータと、
前記カセットの上方に装着され、このカセットに対して距離を調整可能であって、格子開口部を有する格子位置特定プレートと、
この格子位置特定プレートの上方に位置する生検針を含む生検針案内器具と、
前記格子位置特定プレート内にあるガンマ線放射基準源と、
前記生検針内にあるガンマ放射マーカ源と
を備えるガンマ誘導式定位的位置特定システムであって、
前記格子位置特定プレートと前記ガンマカメラ間の身体部分を受け入れ可能であり、この身体部分中の関心領域に前記生検針を誘導するガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項２】
前記１組の対向視関係にあるスラントホールコリメータは、右方に２０度の角度で検視する左側スラントホールコリメータと、
左方に対して２０度の角度で検視する右側スラントホールコリメータと
を備える請求項１に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項３】
前記格子位置特定プレートは、横列と縦列に配置された複数の前記開口部と、
前記ガンマ線放射基準源を受け入れるキャビティと
を備える請求項１に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項４】
前記ガンマ線放射基準源はＣｏ−５７である請求項１に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項５】
前記ガンマ放射マーカ源は内管内に封入され、
この内管は外カニューレ内に収容されている、
請求項１に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項６】
前記ガンマ放射マーカ源は、
少なくとも３ヶ月の半減期と、１４０ｋｅＶのガンマ線エネルギーとを有するガンマ線放射同位元素である請求項１に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項７】
前記ガンマ線放射同位元素は、Ｔｃ−９９ｍと、Ｃｅ−１３９と、Ｔｅ−１２３ｍを含む群から選択される請求項６に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項８】
前記関心領域は３次元のＸ、Ｙ、Ｚ座標により規定され、
前記関心領域のＸとＺ座標位置は以下の式から求められ、
【数１】
2011528435.tif 000025
式中のＸＬとＸＲは左側スラントホールコリメータと右側スラントホールコリメータからの画像内の前記関心領域のＸ座標位置であり、θはスラントホールの傾斜角度である請求項１に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項９】
前記ガンマ誘導式定位的位置特定システムは、Ｚ次元の空間分解能を有し、
このＺ次元の空間分解能は、２０度の検視角度を有する１組の対向視関係にあるスラントホールコリメータのＸ次元の分解能の１．４倍である、
請求項１に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項１０】
互いに同一平面上にある前記１組の対向視関係にあるスラントホールコリメータは継ぎ目で端と端とを突き合わせ接合されている請求項１に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項１１】
身体部分中の関心領域の位置を特定し、この関心領域に装置を誘導するガンマ誘導式定位的位置特定システムであって、
ガンマカメラと、
このガンマカメラの上に装着されたカセットと、
平行ホールコリメータと、
互いに同一平面上にあり、端と端とを突き合わせ接合された１組の対向視関係にあるスラントホールコリメータと、
前記カセットの上方に装着され、このカセットに対して距離を調整可能であって、格子開口部を有する格子位置特定プレートと、
この格子位置特定プレートの上方に位置する生検針を含む生検針案内器具と、
前記格子位置特定プレート内にあるガンマ線放射基準源と、
前記生検針内にあるガンマ放射マーカ源と
を備えてなり、
前記平行ホールコリメータは前記カセット内部で摺動可能で前記関心領域のＸとＹ座標位置を取得し、前記１組のスラントホールコリメータは前記カセット内部で摺動可能で前記関心領域のＺ座標位置を取得する、ガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項１２】
前記１組の対向視関係にあるスラントホールコリメータは、
右方に２０度の角度で検視する左側スラントホールコリメータと、
左方に対して２０度の角度で検視する右側スラントホールコリメータと
を備える請求項１１に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項１３】
前記関心領域は３次元のＸ、Ｙ、Ｚ座標により規定され、
前記関心領域のＸとＺ座標位置は以下の式から求められ、
【数２】
2011528435.tif 000026
式中のＸＬとＸＲは左側スラントホールコリメータと右側スラントホールコリメータからの画像内の前記関心領域のＸ座標位置であり、θはスラントホールの傾斜角度である請求項１１に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項１４】
前記ガンマ誘導式定位的位置特定システムは
Ｚ次元の空間分解能を有し、
このＺ次元の空間分解能は、２０度の検視角度を有する１組の対向視関係にあるスラントホールコリメータについてＸ次元の分解能の１．４倍である請求項１１に記載のガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【請求項１５】
特定のガンマ線エネルギーを有するガンマ放射・追跡剤で処置した身体部分中の癌性病巣の３次元位置を撮像、判定するガンマ誘導式定位的位置特定システムであって、
互いに同一平面上にあり、しっかりと端と端とを突き合わせ接合されて単一のデュアルコアリメータを形成する１組の対向視関係にあるスラントホールコリメータであって、
ホールを有する該スラントホールコリメータの各々は、対向するスラントホールコリメータに対して角度付けされ、それにより交差するカメラ視線と、前記の癌性病巣と位置合せ可能な重なり領域とを創出して、該癌性病巣の定位的視野を提供する、スラントホールコリメータと、
前記スラントホールコリメータの各々を貫通する突起部から前記病巣の画像を同時に提供する１個のプレイナー型ガンマカメラ検出器と、
前記身体部分と前記ガンマカメラ検出器に平行な平面に沿って前記接合されたスラントホールコリメータを摺動させる装置と、
前記病巣の位置で前記身体部分内に挿入されたガンマ放射マーカ源を有する放射性閉塞子であって、このマーカ源により前記身体部分内の前記癌性病巣を標的としかつ検証することが可能となり、さらに、前記ガンマ放射マーカ源は前記ガンマ放射・追跡剤のガンマエネルギー以上のガンマエネルギーを有するものである、放射性閉塞子と、
前記ガンマカメラ検出器に隣接設置され、前記放射性閉塞子を支持する格子開口部を有する格子位置特定プレートと、
前記格子位置特定プレート内のガンマ線放射基準源と、
を備えるガンマ誘導式定位的位置特定システム。
【国際調査報告】
2011528435.tif 000027