(57)【要約】  放射線源に関する位置情報が生成されることになる近接照射療法では、高精度の介入放射線療法が、特に線量計画にしたがって及び治療計画又は適応再計画のための内部分割モニタリングのために、実行され得るように、案内システムが位置データ又は位置及び組織データを取得及び処理するように適合される。データは、さらなる治療計画を改善するために及び、特に低エネルギ近接照射療法に関して、長期の治療結果による将来の相関関係のために保存されるとともに使用され得る。
2014511723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
治療及び／又は治療計画のために直接使用されることになるデータを生成するための介入近接照射療法のための装置であって：
−  組織を放射線照射するために体内に案内されることになるチャンネル状構造を提供するための案内手段；
−  組織を放射線照射するための放射線源であって、前記放射線源は前記案内手段に配置される、放射線源；及び
−  前記放射線源の位置に関連する位置データを生成するための第１の位置検知手段であって、前記第１の位置検知手段は、前記放射線源を前記体内で位置決めするために、前記位置データを近接照射療法システムの位置制御装置及び／又は出力制御装置に提供するように構成される、第１の位置検知手段；を有し、
前記第１の位置検知手段は、位置検出のために光ファイバ及び少なくとも１つの光学センサを有する、
装置。
【請求項２】
−  組織特性に関連する組織データを生成するための第１の組織検知手段であって、前記第１の組織検知手段は、組織を分析するために、前記組織データを、前記近接照射システムの前記位置制御装置及び／又は前記出力制御装置に提供するように構成される、第１の組織検知手段をさらに有し、
−  前記第１の組織検知手段は、ｐＨセンサ、Ｏ２センサ、光学分光センサ及び光干渉断層撮影センサを含むグループの少なくとも１つのセンサからなる、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
光ファイバを含む前記第１の位置検知手段は、少なくとも部分的に前記放射線源に隣接して、前記案内手段内に配置され、前記第１の位置検知手段はさらに、前記案内手段の遠位端に又は前記遠位端に少なくとも隣接して配置され、
前記装置はさらに、少なくとも１つの電磁（ＥＭ）追跡センサの形態の第２の位置検知手段を有し、前記第２の位置検知手段は前記案内手段内に配置され、
前記第１及び第２の位置検知手段は、前記放射線源の位置データ及び前記遠位端の位置データの両方が提供され得るように構成され、前記第１及び第２の位置検知手段は、ｃｍ、ｍｍ又はサブｍｍ精度の範囲の、異なる空間解像度を提供する、
請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の組織検知手段は、前記少なくとも部分的に前記放射線源に隣接して、前記案内手段内に配置され、前記第１の組織検知手段はさらに、前記案内手段の遠位端に又は前記遠位端に隣接して配置され、
前記装置はさらに少なくとも１つの超音波（ＵＳ）プローブの形態の第２の組織検知手段を有し、前記第２の組織検知手段は前記案内手段の中に配置され、
前記第１及び第２の検知手段は、前記放射線源によって放射線照射されるべき組織の組織データ及び前記放射線照射されるべき組織を包囲する組織の組織データの両方が提供され得るように構成され、前記第１及び第２の検知手段は、異なる解像度を提供する、
請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記放射線源は放射線源案内手段内に配置され、前記第１の位置検知手段は前記放射線源案内手段に隣接して設けられる位置センサ案内手段内に配置され、前記第１の組織検知手段は前記放射線源案内手段に隣接して設けられる組織センサ案内手段内に配置される、
請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の組織検知手段は、少なくとも赤外線（ＩＲ）波長で可視であるものを使用する光学分光センサからなり、励起光は体外の光源から第１の光ファイバ手段を介して提供され、反射光は、前記第１の又は第２の光ファイバ手段を介して提供され、
前記装置は、前記反射光を分析するために体外の回折格子分光計に接続される、
請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記第２の組織検知手段は、超音波（ＵＳ）検出のための少なくとも２つのチップの形態で提供され、前記チップは、前記放射線源の周りに及び／又は前記光ファイバの周りに及び／又は前記案内手段に沿って取り付けられる、
請求項４に記載の装置。
【請求項８】
請求項１に記載の装置での使用のためのアプリケータ装置であって、
放射線源を収容するための放射線源案内手段、位置検知手段を収容するための位置センサ案内手段、及び組織検知手段を収容するための組織センサ案内手段を有し、前記チャンネル状構造が、各チャンネル状案内手段が少なくとも１つの他方の前記チャンネル状案内手段と隣接して配置されて提供されるように、前記案内手段のそれぞれが、少なくとも１つの他方の案内手段に隣接して配置されるチャンネル状案内手段の形態で提供され、
前記アプリケータ装置は、前記放射線源の位置データ及び／又は治療されるべき組織の組織データを提供するように構成される、
アプリケータ装置。
【請求項９】
前記アプリケータ装置は、前記位置センサ案内手段内に、前記位置センサ案内手段の前記遠位端に励起放射線を及び／又は前記位置センサ案内手段の近位端に反射放射線をもたらすための光ファイバを収容するように構成され、
前記アプリケータ装置は、前記組織センサ案内手段内に、前記組織センサ案内手段の前記遠位端に励起放射線を及び／又は前記組織センサ案内手段の近位端に反射放射線をもたらすための光ファイバを収容するように構成される、
請求項８に記載のアプリケータ装置。
【請求項１０】
直接治療のために及び／又は治療計画のために、近接照射療法で使用されることになる位置情報を生成するための方法であって：
ａ．  組織を治療するために、放射線を発生させる放射線源を提供するために、体内で案内手段を用いて装置を案内するステップ；
ｂ．  光ファイバ及び少なくとも１つの位置センサを有する位置検知手段を用いて位置データを生成するステップ；
ｃ．  前記放射線源の出力及び／又は位置を制御するために、近接照射療法装置に前記位置データを提供するステップ；
ｄ．  前記組織に対する前記放射線源の位置を光学的に追跡するステップ；を有する、
方法。
【請求項１１】
ｐＨセンサ、Ｏ２センサ、光学分光センサ及び光干渉断層撮影センサを含むグループの少なくとも１つのセンサからなる組織検知手段を用いて組織データを生成するステップ、及び
前記放射線源の出力及び／又は位置を制御するために、近接照射療法装置に前記組織データを提供するステップ、をさらに有する、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記位置データは、前記近接照射療法計画の適応再計画のために、治療中に生成され、
放射線照射前、放射線照射中及び放射線照射後に収集されたデータは、幾つかの分割を予定している治療計画の次に来る分割を計画するために使用される、
請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
線量計画にしたがって放射線量を照射するために、治療のために直接処理されることになる及び／又は治療計画のために処理されることになる、位置情報及び／又は組織情報を生成するための介入近接照射療法のための近接照射療法システムであって：
ａ．  出力制御装置及び位置制御装置を有する近接照射療法装置；
ｂ．  前記第１の位置検知手段及び前記放射線源を有する請求項１に記載の装置；
ｃ．  組織検知手段；を有し、
ｄ．  前記第１の位置検知手段及び前記組織検知手段は位置データ及び組織データを前記近接照射療法装置に提供し、前記出力制御装置は前記放射線源と通信する、
近接照射療法システム。
【請求項１４】
前記放射線源は前記出力制御装置と第１の接続部を用いて通信し、前記第１の位置検知手段及び前記組織検知手段は互いに第２の接続部を介して通信し、前記第１の位置検知手段及び前記組織検知手段は前記近接照射療法装置と第３の接続部を介して通信する、
請求項１３に記載の
【請求項１５】
コンピュータ装置で実行されるとき、請求項１０のステップを生成するためのコード手段を有する、
コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接照射療法ガイダンスのためのシステム、装置、方法及びコンピュータプログラムに関し、放射線源が、特に、放射線治療計画、例えば、幾つかの治療分割を想定している治療計画にしたがって、組織に放射線量を提供するために、組織、特に腫瘍性組織に対して置かれる又は動かされることになる。
【背景技術】
【０００２】
近接照射療法における放射線源配置技術は通常、超音波イメージングを使用するシステム又はＸ線又はコンピュータ断層映像法を使用するシステムに基づく。アプリケータ又はカテーテルに組み込まれた、正確な配置又は定位のためのこのようなシステムは、腫瘍性組織への正確な放射線量を提供すること及び健康な組織の過度な放射線照射を避けることを目的とする。
【０００３】
例えば、前立腺癌、乳癌、子宮頸癌、口及び咽頭の腫瘍、肺癌又は肝癌の治療では、一般に適用される２つの放射線療法のコンセプト：アイソトープ近接照射療法及び電子近接照射療法がある。主な違いは、例えば最大５０ｋｅＶの放射線エネルギを提供する、電子近接照射療法におけるかなり低い放射線エネルギ、（放射線源がオフにもされ得る）、並びに、電子近接照射療法では、ｘ線設備及び標準的な手術室が使用されてもよく（短い距離及び低い平均エネルギの放射線）、これはアイソトープ近接照射療法、特にいわゆる高線量率近接照射療法では不可能である、治療の実現性にある。一般的に、アイソトープ近接照射療法では、放射線源は通常、３５０ｋｅＶの範囲の放射線エネルギを提供する、例えば、イリジウム同位体Ｉｒ−１９２のような、ミリメートルサイズの放射性同位体のシードである。
【０００４】
両方の放射線治療法のコンセプトに関して、アプリケータの正確な位置並びにシード又は他の放射線源の正確な位置が極めて重要である。通常、アプリケータは、例えば、超音波（ＵＳ）又はｘ線に基づくリアルタイム画像ガイダンスの下で配置されることができる、又は配置後に（例えば、コンピュータ断層撮影ＣＴ技術に基づいて）画像化されることができる又は以前に登録された画像に基づいて配置されることができ、シードは、（ロボット式に適用できる）アプリケータを通じて又は介入的に挿入されたカテーテルを通じて引っ張られる。とりわけ、治療領域の１又は複数の追加的に必要なＣＴスキャンのため、アプリケータを変位させる必要がある場合、又はアプリケータが分割の間に移動するので、患者の放射線被爆が不利に高くなるかもしれない場合に、問題が明らかになる。例えば、アイソトープ近接照射療法では、イメージングが各分割の前に行われ、各治療のコースの間、例えば約１０回のＣＴスキャンが、アプリケータが前回の分割以来動いていないかを確認するために必要になり得る。
【０００５】
特に、ＨＤＲ近接照射療法では、事前に登録された画像又はリアルタイム超音波イメージングを配置の基礎とすることは、限られた分解能又は患者の動き、臓器の動き（例えば、腸、子宮）、又は組織の変形（例えば、アプリケータによる組織圧迫、膨張等）のために、配置の精度を制限する。さらに、上に提案されているように、ｘ線又はＣＴ配置ガイダンスを使用する場合、イメージングを通じて提供される線量を低く抑えることに注意が払われなければならず、ＣＴの回数はしばしば不十分である。また、ｘ線イメージングは、限られた軟組織コントラストを有するので、腫瘍性組織脂肪、又は筋肉を識別することを困難にする。通常、放射線治療の状況の中で対処される他の問題は、局所的な組織の特性の欠けている情報があること、すなわち、様々な軟組織の正確な定位又は局所的な腫瘍悪性度又は微小血管環境、組織ｐＨ、組織酸素化又は壊死領域の任意の範囲の決定が可能でないことである。また、例えば、乳腺腫瘤摘出術後の乳癌の治療では、空気又は液体によって満たされた腫瘍腔は異なる線量分布をもたらすかもしれず、特定の線量計画に従った治療を複雑にする。
【０００６】
さらに、埋め込まれたアプリケータに対する標的体積及び臨界の臓器の縁の識別並びに患者の動きの制御及び補償はしばしば困難である。しかし、腫瘍の病期、腫瘍サイズ、画像診断、生検、及び潜在的な外科的な情報に基づいて作られ得る線量計画への固執は、あらゆる形態の近接照射療法において極めて重要である。したがって、全てのこれらの項目は、健康な組織の放射線被曝によって生じる患者への副作用を犠牲にして悪性の及び潜在的に悪性の組織の全ての領域への線量の照射を確実にするために、大きい安全マージンにつながる。
【０００７】
近接照射療法における組織モニタリングのための最近設計された装置は、例えば、放射線を照射されるべき組織領域の識別を容易にする光学観察システムに基づいている。特に、このような光学システムは、カテーテル内に配置されることができ、例えば、光干渉断層撮影（ＯＣＴ）に依存する。このような光学解析応用に関する詳細は、例えば、特許文献１又は特許文献２に見られる。しかし、この可視化技術を使用することができ、正確な絶対位置の決定の機能は達成できないが、例えば、治療されるべき組織領域のマークの生成と組み合わせて、組織の特性に関連した任意のデータを解析することができる。さらに、磁気ナビゲーションが放射線源の位置を決定するための技術として知られており、これは特許文献３又は特許文献４に開示されている。この技術を治療されるべき組織に関連してアプリケータを位置決めするために使用することが可能である。このように、組織に関連してｘ線源の位置決めが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＵＳ  ２００８／０２９８５４８  Ａ１
【特許文献２】ＵＳ  ２００５／０１８７４２２  Ａ１
【特許文献３】ＷＯ  ２００７／０８３３１０  Ａ２
【特許文献４】ＷＯ  ２００９／０５３８９７  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、例えば、アプリケータ位置決め及びアプリケータ減衰の影響による、線量測定偏差を減らすために、体内での放射線源の正確な位置データを取得するための近接照射療法ガイダンスシステムを提供することである。本発明のさらなる目的は、照射された組織に対して放射線源の位置及び移動情報の精度を向上させるための少なくとも１つの位置センサを持つ電子近接照射療法ガイダンスシステムを提供することである。また、本発明の目的は、患者の健康な組織及び処置人員に害を及ぼさないための近接照射療法システムを提供すること、及び、幾つかの分割を想定している治療プランのための内部−分割モニタリングという状況においても又は適応可能な再計画という状況においても、放射線治療を容易にすることである。言い換えると、本発明の目的は、生体内の線源の配置を向上させることであり、したがって、管理された線量のより高い精度を実現し、放射線治療をより効果的に実行する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これらの目的の少なくとも１つは、請求項１に記載された装置、請求項８に記載されたアプリケータ装置、請求項１３に記載された放射線源及び／又は体内のアプリケータの位置決めのための統合ガイダンス用システム、及び請求項１０に記載された放射線源を位置決めするための方法によって、達成される。したがって、例えば、小型ｘ線管又は放射線源、例えばＩｒ−１９２の形態の、小型の線源が設けられ得る。さらに、代替的に又は追加的に、局部組織検知のための手段もシステムに組み込まれ得る。
【００１１】
したがって、１つ又は複数の位置センサ、特に追跡センサを持つ、近接照射療法ガイダンスシステム、特に低エネルギ電子近接照射療法ガイダンスが、線量計画にしたがって放射線治療を行うために提供され、放射線プローブを案内するための装置が設けられ、この装置は、特に、それぞれのセンサに応じて異なる分解能で、位置データ及び組織データを取得するためのいくつかの検知技術を組み合わせるための装置を提供するように構成される。すなわち、介入ガイダンスが、線源又はチューブ配置及び組織治療を向上させるために、電磁（ＥＭ）トラッキング並びに、例えば、レイリー散乱又は他の検知技術、特に、光学検知技術、又はこれらの定位技術の組合せに基づく、ファイバーブラッググレーティング（ＦＢＧ）任意の光ファイバの形状検知及び定位技術の１つに適合された少なくとも１つの位置センサによって提供される。近接照射システムの、特にアプリケータ及び／又はカテーテルへの、統合ガイダンス機能によって、リアルタイムイメージングの欠如及び腫瘍性組織に与えられる不正確な放射線量に関する問題は減らされ得る又は軽減され得る。したがって、はるかに低い放射線エネルギを提供する電子近接照射療法の状況では、放射線量が組織により高い空間分解能で与えられることができるので、外科医が治療計画を向上させるとともに組織被爆を減らすために、より精密な案内の利益を得ることができるということが見出されている。また、外科医は、より精密な繰返し可能な配置の利益を得ることができる。とりわけ、特に低エネルギはより高い分解能の線量−塗装を可能にさせるので、正確な位置決めが、低エネルギ電源（例えば小型ｘ線管）に関して、従来の線源（例えば、３５０ｋｅＶより大きいエネルギを提供するＩｒ線源）より重要であることが見出されている。非埋め込み式の近接照射療法（電子及びＨＤＲ同位体を意味する）では、放射線源はアプリケータとともに使用され、このアプリケータは最初に配置される。それとは対照的に、特に、例えば内視鏡の形態で、プローブに直接であるがより薄い小型ｘ線管は、アプリケータの使用を省略することができ、したがって、アプリケータの代わりに直線線源の正確な配置を指示することができることが見出されている。したがって、請求項１に記載された装置によって提供される案内手段は、線源の直接の配置が実現され得るように、特に薄い内視鏡の機能を持つ、プローブの形態に設計されることができ、小さい切開部のみが必要とされる。
【００１２】
近接照射療法ガイダンスシステムは血管用途にも使用されることができ、血管用途なのでより精密なガイダンスの要件が近接照射療法からかなり生じるが、ガイダンスは２次元において血管自体によって与えられ、血管に沿った第３の次元のみが調整されなければならない。同様に、より正確な組織モニタリングの要件は、標的組織がより近いため組織内のより短い照射範囲が必要とされるので、血管応用よりむしろ近接照射療法から生じる。
【００１３】
代替的に、又は追加的に、例えば、分光測定に基づく、それぞれ局部組織特性を決定するための少なくとも１つの組織センサ又は環境センサが設けられ得る。近接照射療法システムにおける統合組織検知機能によって、低い軟組織コントラスト又は照射された組織の性質の欠落情報に関する問題は減らされることができる又は軽減されることさえできる。
【００１４】
したがって、ガイダンス機能はファイバーブラッググレーティング（ＦＢＧ）に基づくことができる。特に、ＦＢＧセンサは光ファイバの部分に刻まれた分布ブラッグ反射器である。ファイバコアの屈折率の周期的な変更によって、誘電体鏡が実現される。ＦＢＧセンサは、反射されたいわゆるブラッグ波長及びその周りのある一定の帯域幅を除いて全ての波長を伝え、あるＦＢＧセンサのブラッグ波長は歪及び温度で変化する。したがって、ＦＢＧセンサはしばしば、歪、温度、又はこれらに変換される他の尺度のセンサとして使用される。多くのＦＢＧセンサが同じファイバに（沿って）多重化されることができ、カテーテル全体に沿った測定値を得るために光周波数領域反射率測定法を使用する。
【００１５】
近接照射療法システムのガイダンス機能はまた、単独で又はファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）に加えて、電磁（ＥＭ）位置センサ又は電磁（ＥＭ）追跡センサに基づくことができる。一般的に、電磁（ＥＭ）追跡は、患者を低周波電磁場に置くこと及び患者の体に又は患者の体の中に空間定位手段を設置することによって行われ得る。定位データは、放射線源及び／又はそのアプリケータ、特にアプリケータの遠位端部に組み込まれ得る、例えばコイル又は多数の小さいコイル等、これらの空間定位手段の位置によって取得され、リアルタイム位置が適用可能である。ＥＭガイダンスシステムは、例えば、Ｔｒａｘｔａｌ  Ｉｎｃ及びＳｕｐｅｒＤｉｍｅｎｓｉｏｎ  Ｉｎｃから入手可能である。従来技術は、例えばＵＳ２００２／０１４３３１７及びＡ．  ＥＲＮＳＴ他Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｇｕｉｄａｎｃｅ  ｆｏｒ  ｔｒａｎｓｂｒｏｎｃｈｉａｌ  ｂｉｏｐｓｙ  ｏｆ  ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  ｌｕｎｇ  ｌｅｓｉｏｎｓ：  ｎａｖｉｇａｔｉｏｎａｌ  ｂｒｏｎｃｈｏｓｃｏｐｙ，  ＣＴＳＮｅｔを含む。コイルは、位置センサとして機能することができ、位置（ｘ、ｙ、ｚ）及び動き（ヨー、ピッチ、ロール）のフィードバックをもたらす。本発明の近接照射療法応用に関して、位置センサは、このような、例えば放射線源の遠位端部又は先端に配置された、ＥＭ追跡のためのコイルであり得る。
【００１６】
したがって、放射線源の位置、又は、例えば小型ｘ線管等の放射線源のガイダンスが、上述のように、ＦＢＧセンサ又はＥＭ追跡によって提供され得るが、代替的に、光学分光法、光干渉断層撮影（近赤外線を使用する干渉イメージング）、及び／又はＧＰＳ又はｄＧＰＳによっても提供され得る。言い換えると、これらのシステムの１つだけが使用され得る、又は、例えば、１ｍｍより良い精度のＦＢＧ、１ｍｍを上回る範囲の精度のＥＭ追跡、及びｃｍ精度のｄＧＰＳ等、これらの幾つか又は全てが組み合わせて使用され得る。他の追跡技術は可能である。さらに、位置検出及び／又は組織分析が、特に１つより多い組織センサ又は位置センサが設けられる場合、放射線源の視野とは異なる視野に対して実行され得る。したがって、近接照射療法アプリケータは、照射されるべき組織を調べること及び局所微小環境を調べることの両方のために構成される。
【００１７】
したがって、これらの定位技術によって提供された定位データは、アプリケータ及び／又は治療計画に関連した線源の配置を確認するため又は配置精度を向上させるために使用され得る。プローブ上の定位システムはまた、線源／アプリケータ位置の確認の監視をする内部分割又は適応再計画のためにも使用され得る。追跡データは、さらなる治療計画を改善するために及び長期の治療結果による将来の相関関係のために保存されるとともに使用され得る。ガイダンスシステムから出力されたデータは、解析されるとともに、そのままで表示される又はリアルタイム画像に組み合わされる又は事前に登録された画像上に投影される。つまり、放射線源のガイダンスのために上述の技術を使用する場合、収集されたデータは、異なる目的のために使用され得る。第１に、分光、超音波、ＥＭ、及びＦＢＧデータが、治療前又は適応再計画のために治療中に、小型ｘ線源及び／又はそのアプリケータを位置決めするために使用され得る。第２に、設置後、放射線源での照射前、照射中、及び照射後に収集されたデータが、次の分割を計画するために、及び、例えば、組織壊死の量又は速い放射線毒性効果並びに与えられた線量及び照射への組織反応を示す組織潅流の変化を評価するために、すなわち治療モニタリングのために使用され得る。
【００１８】
第１の態様によれば、組織特性に関連する組織データを生成するための第１の組織検知手段が、設けられ得るとともに、組織データを、組織、特に治療されるべき組織を分析するために近接照射システムの位置制御装置及び／又は出力制御装置に提供するように構成され得る。第１の組織検知手段は、ｐＨセンサ、Ｏ２センサ、光学分光センサ及び光干渉断層撮影センサを含むグループの少なくとも１つのセンサからなる。したがって、反射分光法並びに蛍光検出法が、例えばシステムの手術中又は乳腺腫瘍摘出術の使用のために、例えば、固有の組織蛍光又は前に行われた腫瘍染色を検出／表示するために使用され得る。したがって、近接照射療法アプリケータは、位置を検知すること及び局所微小環境を調べることの両方のために構成され得る。さらに、第１の位置検知手段は、ファイバーブラッググレーディング（ＦＢＧ）センサ、光学分光センサ、光干渉断層撮影センサ及びＧＰＳセンサを含むグループの少なくとも１つのセンサからなり得る。装置はさらに、ＦＢＧセンサ、光学分光センサ、光干渉断層撮影センサ、電磁（ＥＭ）センサ、ｐＨセンサ、Ｏ２センサ、及びＧＰＳセンサを含むグループの少なくとも１つのセンサとともに第１の位置検知手段を提供するように構成される。
【００１９】
言い換えると、ガイダンス機能に加えて、組織モニタリング機能、特にある種のフォトニック針機能が、電子近接照射療法システムに統合されることができ、放射線又は光が組織領域に提供されるとともにアプリケータに又は生体外の任意の分析装置に、すなわちアプリケータ又はカテーテルの外側に、反射され、光は組織領域に、例えば、光ファイバによって供給される。同様に、光源がアプリケータそれぞれ、カテーテルの外側に配置され得る。したがって、組織データを取得することは、単純に光学センサ並びにｐＨセンサ及び／又はＯ２センサを収容するように構成された案内手段を提供することによって達成されることができ、体外の配置は、アプリケータが小さい寸法又は径を備えることを確実にし得る。
【００２０】
様々な光学技術は、近接照射療法とともに生体内特性表示のために重要である。これらは、光学分光、光干渉断層撮影、蛍光及びルミネセンスを含む。従来技術は、例えば、ＷＯ２００９／０５０６６７及びＷＯ２００９／１０９８７９を含む。したがって、フォトニック針機能を近接照射療法システムに統合することによって、軟組織コントラスト及び高分解能リアルタイム情報又はイメージングでさえ提供されることができ、リスク臓器に害を及ぼさないこと並びにある腫瘍体積により高い線量で放射線照射する可能性を可能にすることが認識されている。したがって、フォトニック針機能は、反射分光法がＩＲ波長に可視であることを使用すること及び潜在的に蛍光分光法がＵＶを使用することを意味し得る。励起光は体外の白色光源から光ファイバを経由して提供され得る。同様に放射線照射された組織を通って伝搬される、反射光は光ファイバを介して集められることができるとともに、分析は体外の回折格子分光計で行うことができる。励起及び反射された放射線は、同じ又は異なる光ファイバを通って伝播され得る。励起放射線は、パルス状又は連続的であり得る。したがって、検出されたスペクトルは、組織の種類に応じて変化、例えば、脂肪含量、組織潅流によって変化し、腫瘍性組織及び非腫瘍性組織で異なる。単純化されたバージョンでは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用して選択された波長のみで励起し、分光器を使用することなしに特定の関連した波長間隔のみで検出することができる。反射分光法のためのファイバは、放射線源内もしくは放射線源に、又はアプリケータ内もしくはアプリケータに統合され得る。検出されたスペクトルは、例えば、パターン検出技術を使用して又は組み合わせて又はリアルタイム又は事前登録画像の上に描かれて、分析され得る又はそのまま表示され得る。フォトニック針の移動／ステッピング中に集められた検出スペクトルは、スペクトルイメージングにさえ使用され得る。
【００２１】
上述の第１の態様に組み合わされ得る第２の態様によれば、光ファイバを含む第１の位置検知手段は、少なくとも部分的に放射線源に隣接して、案内手段内に配置されることができる。それに関して、少なくとも部分的に隣接しての表現は、検知手段が放射線源の隣又は（部分的に）放射線源内の両方に配置され得ることを含む。第１の位置検知手段はさらに、案内手段の遠位端に又は案内手段の遠位端に少なくとも隣接して配置され得る。装置はさらに、案内手段内に配置された少なくとも１つの電磁（ＥＭ）追跡センサの形態の第２の位置検知手段を有し得る。第２の位置検知手段は、放射線源を体内で位置決めするために、近接照射療法システムの位置制御装置及び／又は出力制御装置に位置データを提供するように構成され得る。第１及び第２の位置検知手段はさらに、放射線源の位置データ及び遠位端の位置データの両方が提供され得るように構成され得る。それに関して、第１及び第２の位置検知手段は、例えば、ｃｍ、ｍｍ又はサブｍｍの精度の範囲の、異なる空間分解能を提供することができる。これは、特定の目的に対して位置データを生成することの利点を提供する。
【００２２】
上述の第１及び第２の態様のいずれか一方と組み合わせることができる第３の態様によれば、第１の組織検知手段は、少なくとも部分的に放射線源に隣接して、特に、案内手段の遠位端に又は案内手段の遠位端に隣接して、案内手段内に配置されることができる。装置はさらに、案内手段の中に配置され得る少なくとも１つの超音波（ＵＳ）プローブの形態の第２の組織検知手段を有することができる。第２の組織検知手段は、組織、特に治療されるべき組織を分析するために、近接照射療法システムの位置制御装置及び／又は出力制御装置に組織データを提供するように構成され得る。それに関して、第１の組織検知手段は、放射線照射されることになる組織を調べるように構成されることができ、第２の組織検知手段は、局所環境を調べるように構成されることができる、又はその逆になる。すなわち、第１及び第２の検知手段は、外科医が治療する領域の広い又は広範囲の所見を提供するために、ことなる視野を有する。さらに、第１及び第２の検知手段は、放射線源によって放射線照射されるべき組織の組織データ及び放射線照射されるべき組織を包囲する組織の組織データの両方が、特に異なる分解能で提供されるように、構成されることができる。したがって、外科医は、敏感な組織が過度に放射線照射されないことを確実にするために、治療中でも、治療が行われるべき領域の概観を得ることができる。
【００２３】
言い換えると、代替的に又は追加的に、組織特性の検知のために、小型超音波振動子（ＵＳプローブ）が、軟組織コントラストを提供するために近接照射療法システムに統合され得る（例えば、血管内超音波タイプ）。それに関して、壊死組織及び特定の腫瘍性組織タイプの領域、並びに特定の臓器の縁及びガスが検出又は画像表示され得る。出力信号は、そのまま使用或いは解釈され得る、又はリアルタイム画像又は外部イメージングからの事前登録画像と統合され得る。さらに、組織特性の検知は、光学分光、光干渉断層撮影、ｐＨメータ、及び／又はＯ２メータの使用によって提供され得る。これらの組織センサからの出力は、線量計画に適合させるための又はさらにリアルタイムで治療を監視するためのフィードバックのために使用され得る。例えば、ＵＳプローブは、臓器の縁、ガス、壊死組織の情報を提供することができ、分光／トモグラフィーは潜在的に出血を検出又は腫瘍性組織を特徴づけることができる。ｐＨ及びＯ２レベルのデータは、組織／腫瘍の放射線感受性の情報をもたらすことができ、したがって線量適合性のために使用され得る。
【００２４】
したがって、少なくとも１つの組織センサは、小型ＵＳ歩ローブ、光学分光センサ、光干渉断層撮影のためのセンサ、ｐＨメータ、及び／又はＯ２メータであり得る。他の検知技術も可能である。さらなる種類のセンサは、放射線源の周り、そのアプリケータの周り、幾つかの、高電圧ケーブル又は光ファイバの周りに取り付けられた超音波用チップを含み得る。同じ論法が、光ファイバ又は例えばｘ線源又はそのアプリケータの周りに位置付けられた幾つかの出力／入力ポイントを持つ、光分光法部分に適用され得る。個別の構成要素は、本発明によって示唆された全て又は幾つかの機能を含む様々な方法で構成され得る。
【００２５】
上述の第１、第２及び第３の態様のいずれか１つと組み合わせることができる第４の態様によれば、放射線源は、放射線源案内手段内に配置され得るとともに、第１の位置検知手段は、放射線源案内手段に隣接して設けられる位置センサ案内手段内に配置され得る。第１の組織検知手段は、放射線源案内手段に隣接して設けられ得る組織センサ案内手段内に配置され得るので、案内手段は、各チャンネル状案内手段が少なくとも１つの他方のチャンネル状案内手段に隣接して配置されるチャンネル状構造を提供することができる。それに関して、隣接しての表現は、案内手段が、それらが直接互いに接触するような方法だが、またそれらの間にギャップ又は任意の補填材料があるような方法で、それぞれ互いの隣に配置され得ることを含む。したがって、異なるセンサ技術又は分解能を持つ異なるセンサを提供することを考慮して、柔軟である配置が、提供され得る。また、１つ又は幾つかの案内手段が、アプリケータが、例えば特定の剛性（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）又は剛性（ｒｉｇｉｄｉｔｙ）、又は特定の弾性を有するように提供され得る。
【００２６】
上述の態様のいずれか１つと組み合わせることができる第５の態様によれば、第１の組織検知手段は、少なくとも赤外線（ＩＲ）波長で可視であるものを使用する光学分光センサからなり得るとともに、励起光は体外の光源から第１の光ファイバ手段を介して提供され得る。反射光は、第１又は第２の光ファイバ手段を介して提供され得る。装置は、反射光を分析するために体外の回折格子分光計に接続され得る。したがって、組織データの分析は、効率的に且つ極めて簡単に扱われ得る技術によって行われ得る、
上述の態様のいずれか１つと組み合わせることができる第６の態様によれば、第２の組織検知手段は、少なくとも部分的に放射線源案内手段内の放射線源内に統合され得る、又は少なくとも１つの放射線源内の放射線源において統合され得る、少なくとも１つの光ファイバの形態で提供され得る。代替的に、又は追加的に、第２の組織検知手段は、超音波（ＵＳ）検出のための少なくとも２つのチップの形態で提供されることができ、チップは、放射線源の周りに及び／又は光ファイバの周りに及び／又は案内手段に沿って取り付けられ得る。それによって、アプリケータの遠位端を包囲する組織の特性だけでなく、アプリケータの長手方向の伸張に沿った組織も分析され得る。
【００２７】
放射線源の案内のための上述の技術は、異なる目的のために使用できるデータを提供する。第１に、分光、超音波、ＥＭ、及びＦＢＧデータは、治療前又は適応再計画のために治療中に、放射線源及び／又はアプリケータを位置決めするために使用され得る。第２に、配置後、放射線源での放射線照射前、照射中、及び照射後に集められたデータは、次の分割を計画するために及び治療を監視するために使用され得る。これらの位置又は組織センサからの出力は、標的組織に対する正確な線源の配置のために、治療をリアルタイムで監視するために又は現在又は将来の分割の線量計画を適合させるためのフィードバックのために使用され得る。
【００２８】
もちろん、他の案内及び追跡のオプションが使用され得る。例えば、放射線源の配置は、組織領域に又はアプリケータの形状に特に適合させられ得るとともに、任意の位置及び／又は組織センサが最適なデータ取得のために配置され得る。
【００２９】
請求項１の装置、請求項８のアプリケータ装置、請求項１０の方法、請求項１３のシステム及び請求項１５のコンピュータプログラムは、同様の及び／又は同一の好適な実施形態、特に従属請求項に規定されるようなもの、を有することが理解されるべきである。
【００３０】
本発明の好適な実施形態はまた、それぞれの独立請求項の従属請求項の任意の組合せであり得ることが理解されるべきである。
【００３１】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に記載される実施形態から明らかになるであろうとともに、以下に記載される実施形態を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、定位手段及びモニタリング手段を組み入れた、本発明による電子近接照射療法のためのシステムの概略ブロック図を示す。
【図２】図２は、定位のための２つの手段を組み入れた、第１の実施形態による近接照射療法アプリケータの概略図を示す。
【図３】図３は、定位のための２つの手段及びモニタリング手段を組み入れた、第２の実施形態によるアプリケータの概略図を示す。
【図４】図４は、定位手段及びモニタリングのための２つの手段を組み入れた、第３の実施形態によるアプリケータの概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下の実施形態では、正確な線量供給のための改良された近接照射療法装置及びシステムが提供され、少なくとも位置データが少なくとも１つの位置センサを用いて生成され、追加的に、組織データが少なくとも１つの組織センサを用いて生成される。センサは、例えば光学的検知技術に基づき得る。
【００３４】
実施形態によれば、放射線照射前、放射線照射中及び／又は放射線照射後に、位置及び／又は組織データを生成するための柔軟な近接照射療法システムが提供され、データは、例えば、幾つかの分割を予定している治療計画の次に来る分割を計画するために、使用され得る。したがって、システムは、近接照射療法の再計画をするように適合される。すなわち、少なくとも２つの異なるセンサが提供されるので、位置データ及び／又は組織データが、治療の経過を監視するために又は線量計画にしたがって治療を計画するために、アプリケータ装置によって提供され得る。
【００３５】
以下では、異なるセンサ又は異なる検知技術の組合せを使用する３つの実施形態が記載される。
【００３６】
図１は、定位手段及びモニタリング手段を組み入れた、本発明による電子近接照射療法のためのシステムの概略ブロック図を示す。放射線源３１は、例えば、ワークステーションの形態の、近接照射療法装置２０と、第１の接続部１０を用いて通信し、第１の接続部１０は、放射線源３１を、位置制御接続部１０ｂを介して位置制御装置２２に及び出力制御接続部１０ａを介して出力制御装置２１に連結する。近接照射療法装置２０並びに位置制御装置２２及び出力制御装置２１は、ハウジング２０ａ内に設けられ得る。第１及び第２の組織センサ５１、５２並びに第１及び第２の位置センサ６１、６２が、第２の接続部１１によって互いに連結され得る。代替的に、第２の接続部１１は、放射線源への連結なしにセンサ５１、５２、６１、６２の２つだけとの間に設けられ得る。第２の接続部は、近接照射療法システムが特定のセンサからのデータを他のセンサからのデータと相互に関連付けることを可能にするために、すなわち、センサ５１、５２、６１、６２の間のハンドオーバを可能にするために、設けられる。特に、このようなハンドオーバは、センサの異なる空間分解能及び／又は異なる視野に関連して向上した案内及び監視機能を提供し得る。センサ５１、５２、６１、６２は、近接照射療法装置２０に第３の接続部１２を介して連結され、第３の接続部１２を用いて、近接照射療法の線量計画部４０のデータ又は治療パラメータが考慮され得る。この技術を用いて、位置フィードバックが近接照射療法装置２０に位置フィードバック接続部１２ｂを介して提供され得る。同時に、組織／環境フィードバックが、線量計画部４０に従って放射線源３１に出力及び位置設定を提供するために、近接照射療法装置２０に組織フィードバック接続部１２ａを介して提供され得る。接続部は、有線接続又は、例えば一般的に使用されるワイヤレス通信技術に基づいた、無線接続であり得る。線量計画部４０は、治療中に調整されてもされなくてもよい。治療中に調整されない場合、幾つかの分割があるケースでは、案内センサ６１、６２及び監視センサ５１、５２からのデータが治療の次の／残りの分割を計画するために使用され得る。各センサ５１、５２、６１、６２は、特性の精度又は解像度を持つデータを提供することができる。
【００３７】
図２は、定位のための２つの手段を組み入れた、第１の実施形態による近接照射療法アプリケータ３０の概略図を示す。それに関して、アプリケータ装置は、少なくとも１つのカテーテル又はカテーテル状の装置の形態で及び／又はアプリケータの形態で提供され得る。放射線源３１は、アプリケータ３０の遠位端３０ａに、特に放射線源案内手段３３内に配置される。定位手段は両方、放射線源案内手段３３に隣接した位置センサ案内手段３４に設けられ得る。特に、第１の位置センサ６１が、位置センサ案内手段３４に添ええて延びる、ファイバ６１ａ、例えば、ＦＢＧファイバの形態で提供され、第２の位置センサ６２が、アプリケータ３０の遠位端３０ａにおけるＥＭコイルの形態で提供され、この実施形態では、第２のＥＭコイルは、第１の位置センサ６１の周りに、特にアプリケータ３０内且つアプリケータ３０の絶対長さの約１／３の遠位端３０ａへの距離で、設けられる。１つ又は幾つかの第２の位置センサ６２はまた、アプリケータ３０の伸張に沿って設けられ得る。代替的には、第１の位置センサ６１は、光学分光センサ６１ｂ、光干渉断層撮影センサ６１ｃ、又はＧＰＳセンサ６１ｄの形態で提供され得る。放射線源３１は、青瓜ケー他３０の伸張に対応する前方方向に優先的に又は実質的に等方的に放射するように設計されるとともに配置され得る。
【００３８】
図３は、定位のための２つの手段及びモニタリング手段を組み入れた、第２の実施形態によるアプリケータ３０の概略図を示す。放射線源３１は図１に示されるように配置される。定位手段は、位置センサ案内手段３４内並びに放射線源案内手段３３内に設けられ得る。特に、第１の位置センサ６１は位置センサ案内手段３４内に設けられ、第２の位置センサ６２が放射線源案内手段３３内に、特に放射線源３１の後ろに設けられる。さらに、アプリケータ３０は、第１及び第２の組織センサ５１、５２の少なくとも一方を収容するために提供された組織センサ案内手段３２を有する。特に、第１及び／又は第２の組織センサ５１、５２は、アプリケータ３０の遠位端３０ａにまたは少なくとも遠位端３０ａに隣接して配置され得る。それに関して、第１の組織センサ５１は、ｐＨセンサ５１ａの形態で提供され得る。代替的には、第１の組織センサ５１は、Ｏ２センサ５１ｂ、光学分光センサ５１ｃ又は光干渉断層撮影センサ５１ｄの形態で提供され得る。第２の組織センサ５２は、超音波プローブ５２の形態で提供され得る。言い換えると、図２は、放射線源３１（例えば、ｘ線管３１ａ又は放射性放射線源３１ｂ）、ＵＳプローブ５２又は代替組織センサ５１、ＦＢＧ６１、及びＥＭコイル６２を組み入れた１つの実施形態を示す。ＥＭ追跡のための１つ又は幾つかのコイル６２は、図示されたように、例えば、線源の後ろであるが、光ファイバ６１の周りでもある、任意の管材料３２、３３、３４内に、又は例えば、針、管材料又はバルーンタイプであり得るアプリケータ内に、配置され得る。
【００３９】
概して、第１及び／又は第２の組織検知手段５１、５２並びに第１及び／又は第２の位置検知手段６１、６２は、案内手段３２、３３、３４内に、少なくとも部分的に放射線源３１に隣接して、特に案内手段３２、３３、３４の遠位端３０ａに又は少なくとも遠位端３０ａに隣接して、配置され得る。案内手段３２、３３、３４は、概して、各センサに対して、特定のチャンネル状又はチューブ状案内装置が提供されるように、チャンネル状構造、特に硬い多チャンネル構造の形態で提供され得る。代替的には、幾つかの又は全てのセンサは、案内手段の１つの特定のチャンネル内に設けられ得る。これは、各センサが特定のチャンネル内に設けられ得るが、少なくとも２つ又は全てのセンサでさえ、適切な場合、１つの特定のチャンネル内に設けられ得ることを意味する。チャンネル状構造は、針、管材料、バルーンの設計の形態でカテーテル又はアプリケータを提供する。言い換えると、基本的に、近接照射療法プローブは、その特定の設計と無関係に、及びチャンネルの数と無関係に幾つかの検知手段を含み得る、すなわち、単一のチャンネルが十分であり得る。
【００４０】
図４は、定位手段及びモニタリングのための２つの手段を組み入れた、第３の実施形態によるアプリケータの概略図を示す。放射線源３１は図１及び２に示されるように、すなわち放射線源案内手段３３内に配置される。定位手段は、位置センサ案内手段３４内の第１の位置センサ６１の形態で提供される。さらに、アプリケータ３０は、第１及び第２の組織センサ５１、５２を収容するために設けられた組織センサ案内手段３２を有する。
それに関して、図３に関連して述べたように、第１の組織センサ５１は、ｐＨセンサ５１ａ又はＯ２センサ５１ｂ、光学分光センサ５１ｃ又は光干渉断層撮影センサ５１ｄの形態で提供され得る。第２の組織センサ５２は、超音波プローブ５２の形態で提供され、両方のセンサ５１、５２は組織センサ案内手段３２内に配置される。組織センサ５１、５２は代替的に位置センサ案内手段３４内に配置され得るとともに、位置センサ６１、６２は代替的に組織センサ案内手段３２内に配置され得ることが理解されるべきである。組織センサ５１、５２は代替的に、放射線源案内手段３３内にも配置され得る。
【００４１】
要約すると、放射線源に関する位置情報が生成されることになる近接照射療法では、高精度の介入放射線療法が、特に線量計画にしたがって及び治療計画及び／又は適応再計画のための内部分割モニタリングのために、実行され得るように、案内システムが位置データ又は位置及び組織データを取得する及び処理するように適合される。データは、さらなる治療計画を改善するために及び、特に低エネルギ近接照射療法に関して、長期の治療結果による将来の相関関係のために保存されるとともに使用され得る。
【００４２】
開示された実施形態に対する他の変形は、本発明の実施に際し、図面、開示及び添付の請求項から、当業者によって、理解され得るとともに生み出され得る。
【００４３】
請求項において、「有する」の語は、他の要素又はステップを除外せず、単数表記は、複数を除外しない。
【００４４】
単一のプロセッサ、検知ユニット又は他のユニットは、請求項に記載された幾つかのアイテムの機能を充足し得る。特定の手段が相互に異なる従属項で言及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ということを示すものではない。
【００４５】
上述の実施形態による提案された解決方法は、少なくとも部分的に図１の関連した機能ブロックのソフトウェアモジュールで実行され得る。結果として得られるコンピュータプログラム製品は、コンピュータに上述の図１の機能の手順のステップを実行させるためのコード手段を有し得る。したがって、手順のステップは、コンピュータで実行されるとき、コンピュータプログラム製品によって生成される。
【００４６】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に、又は、それの一部として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体のような適切な媒体上に格納／分配されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを経たような他の形式において分配されてもよい。
【００４７】
請求項中の如何なる参照符号も、その範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【００４８】
放射線源に関する位置情報が生成されることになる近接照射療法では、高精度の介入放射線療法が、特に線量計画にしたがって及び治療計画又は適応再計画のための内部分割モニタリングのために、実行され得るように、案内システムが、位置データ又は位置及び組織データを取得する及び処理するように適合される。データは、さらなる治療計画を改善するために及び、特に低エネルギ近接照射療法に関して、長期の治療結果による将来の相関関係のために保存されるとともに使用され得る。
【図１】
2014511723.tif 000003
【図２】
2014511723.tif 000004
【図３】
2014511723.tif 000005
【図４】
2014511723.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成25年9月25日(2013.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接照射療法ガイダンスのためのシステム、装置、方法及びコンピュータプログラムに関し、放射線源が、特に、放射線治療計画、例えば、幾つかの治療分割を想定している治療計画にしたがって、組織に放射線量を提供するために、組織、特に腫瘍性組織に対して置かれる又は動かされることになる。
【背景技術】
【０００２】
近接照射療法における放射線源配置技術は通常、超音波イメージングを使用するシステム又はＸ線又はコンピュータ断層映像法を使用するシステムに基づく。アプリケータ又はカテーテルに組み込まれた、正確な配置又は定位のためのこのようなシステムは、腫瘍性組織への正確な放射線量を提供すること及び健康な組織の過度な放射線照射を避けることを目的とする。
【０００３】
例えば、前立腺癌、乳癌、子宮頸癌、口及び咽頭の腫瘍、肺癌又は肝癌の治療では、一般に適用される２つの放射線療法のコンセプト：アイソトープ近接照射療法及び電子近接照射療法がある。主な違いは、例えば最大５０ｋｅＶの放射線エネルギを提供する、電子近接照射療法におけるかなり低い放射線エネルギ、（放射線源がオフにもされ得る）、並びに、電子近接照射療法では、ｘ線設備及び標準的な手術室が使用されてもよく（短い距離及び低い平均エネルギの放射線）、これはアイソトープ近接照射療法、特にいわゆる高線量率近接照射療法では不可能である、治療の実現性にある。一般的に、アイソトープ近接照射療法では、放射線源は通常、３５０ｋｅＶの範囲の放射線エネルギを提供する、例えば、イリジウム同位体Ｉｒ−１９２のような、ミリメートルサイズの放射性同位体のシードである。
【０００４】
両方の放射線治療法のコンセプトに関して、アプリケータの正確な位置並びにシード又は他の放射線源の正確な位置が極めて重要である。通常、アプリケータは、例えば、超音波（ＵＳ）又はｘ線に基づくリアルタイム画像ガイダンスの下で配置されることができる、又は配置後に（例えば、コンピュータ断層撮影ＣＴ技術に基づいて）画像化されることができる又は以前に登録された画像に基づいて配置されることができ、シードは、（ロボット式に適用できる）アプリケータを通じて又は介入的に挿入されたカテーテルを通じて引っ張られる。とりわけ、治療領域の１又は複数の追加的に必要なＣＴスキャンのため、アプリケータを変位させる必要がある場合、又はアプリケータが分割の間に移動するので、患者の放射線被爆が不利に高くなるかもしれない場合に、問題が明らかになる。例えば、アイソトープ近接照射療法では、イメージングが各分割の前に行われ、各治療のコースの間、例えば約１０回のＣＴスキャンが、アプリケータが前回の分割以来動いていないかを確認するために必要になり得る。
【０００５】
特に、ＨＤＲ近接照射療法では、事前に登録された画像又はリアルタイム超音波イメージングを配置の基礎とすることは、限られた解像度又は患者の動き、臓器の動き（例えば、腸、子宮）、又は組織の変形（例えば、アプリケータによる組織圧迫、膨張等）のために、配置の精度を制限する。さらに、上に提案されているように、ｘ線又はＣＴ配置ガイダンスを使用する場合、イメージングを通じて提供される線量を低く抑えることに注意が払われなければならず、ＣＴの回数はしばしば不十分である。また、ｘ線イメージングは、限られた軟組織コントラストを有するので、腫瘍性組織脂肪、又は筋肉を識別することを困難にする。通常、放射線治療の状況の中で対処される他の問題は、局所的な組織の特性の欠けている情報があること、すなわち、様々な軟組織の正確な定位又は局所的な腫瘍悪性度、微小血管環境、組織ｐＨ、組織酸素化又は壊死領域の任意の範囲の決定が可能でないことである。また、例えば、乳腺腫瘤摘出術後の乳癌の治療では、空気又は液体によって満たされた腫瘍腔は異なる線量分布をもたらすかもしれず、特定の線量計画に従った治療を複雑にする。
【０００６】
さらに、埋め込まれたアプリケータに対する標的体積及び臨界の臓器の縁の識別並びに患者の動きの制御及び補償はしばしば困難である。しかし、腫瘍の病期、腫瘍サイズ、画像診断、生検、及び潜在的な外科的な情報に基づいて作られ得る線量計画への固執は、あらゆる形態の近接照射療法において極めて重要である。したがって、全てのこれらの項目は、健康な組織の放射線被曝によって生じる患者への副作用を犠牲にして悪性の及び潜在的に悪性の組織の全ての領域への線量の照射を確実にするために、大きい安全マージンにつながる。
【０００７】
近接照射療法における組織モニタリングのための最近設計された装置は、例えば、放射線を照射されるべき組織領域の識別を容易にする光学観察システムに基づいている。特に、このような光学システムは、カテーテル内に配置されることができ、例えば、光干渉断層撮影（ＯＣＴ）に依存する。このような光学解析応用に関する詳細は、例えば、特許文献１又は特許文献２に見られる。しかし、この可視化技術を使用することができ、正確な絶対位置の決定の機能は達成できないが、例えば、治療されるべき組織領域のマークの生成と組み合わせて、組織の特性に関連した任意のデータを解析することができる。さらに、磁気ナビゲーションが放射線源の位置を決定するための技術として知られており、これは特許文献３又は特許文献４に開示されている。この技術を治療されるべき組織に関連してアプリケータを位置決めするために使用することが可能である。このように、組織に関連してｘ線源の位置決めが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＵＳ  ２００８／０２９８５４８  Ａ１
【特許文献２】ＵＳ  ２００５／０１８７４２２  Ａ１
【特許文献３】ＷＯ  ２００７／０８３３１０  Ａ２
【特許文献４】ＷＯ  ２００９／０５３８９７  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、例えば、アプリケータ位置決め及びアプリケータ減衰の影響による、線量測定偏差を減らすために、体内での放射線源の正確な位置データを取得するための近接照射療法ガイダンスシステムを提供することである。本発明のさらなる目的は、照射された組織に対して放射線源の位置及び移動情報の精度を向上させるための少なくとも１つの位置センサを持つ電子近接照射療法ガイダンスシステムを提供することである。また、本発明の目的は、患者の健康な組織及び処置人員に害を及ぼさないための近接照射療法システムを提供すること、及び、幾つかの分割を想定している治療プランのための内部−分割モニタリングという状況においても又は適応可能な再計画という状況においても、放射線治療を容易にすることである。言い換えると、本発明の目的は、生体内の線源の配置を向上させることであり、したがって、管理された線量のより高い精度を実現し、放射線治療をより効果的に実行する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これらの目的の少なくとも１つは、請求項１に記載された装置、請求項８に記載されたアプリケータ装置、請求項１０に記載された放射線源及び／又は体内のアプリケータの位置決めのための統合ガイダンス用システム、及び放射線源を位置決めするための方法によって、達成される。したがって、例えば、小型ｘ線管又は放射線源、例えばＩｒ−１９２の形態の、小型の線源が設けられ得る。さらに、代替的に又は追加的に、局部組織検知のための手段もシステムに組み込まれ得る。
【００１１】
したがって、１つ又は複数の位置センサ、特に追跡センサを持つ、近接照射療法ガイダンスシステム、特に低エネルギ電子近接照射療法ガイダンスが、線量計画にしたがって放射線治療を行うために提供され、放射線プローブを案内するための装置が設けられ、この装置は、特に、それぞれのセンサに応じて異なる解像度で、位置データ及び組織データを取得するためのいくつかの検知技術を組み合わせるための装置を提供するように構成される。すなわち、介入ガイダンスが、線源又はチューブ配置及び組織治療を向上させるために、電磁（ＥＭ）トラッキング並びに、例えば、レイリー散乱又は他の検知技術、特に、光学検知技術、又はこれらの定位技術の組合せに基づく、ファイバーブラッググレーティング（ＦＢＧ）任意の光ファイバの形状検知及び定位技術の１つに適合された少なくとも１つの位置センサによって提供される。近接照射システムの、特にアプリケータ及び／又はカテーテルへの、統合ガイダンス機能によって、リアルタイムイメージングの欠如及び腫瘍性組織に与えられる不正確な放射線量に関する問題は減らされ得る又は軽減され得る。したがって、はるかに低い放射線エネルギを提供する電子近接照射療法の状況では、放射線量が組織により高い空間分解能で与えられることができるので、外科医が治療計画を向上させるとともに組織被爆を減らすために、より精密な案内の利益を得ることができるということが見出されている。また、外科医は、より精密な繰返し可能な配置の利益を得ることができる。とりわけ、特に低エネルギはより高い分解能の線量−塗装を可能にさせるので、正確な位置決めが、低エネルギ電源（例えば小型ｘ線管）に関して、従来の線源（例えば、３５０ｋｅＶより大きいエネルギを提供するＩｒ線源）より重要であることが見出されている。非埋め込み式の近接照射療法（電子及びＨＤＲ同位体を意味する）では、放射線源はアプリケータとともに使用され、このアプリケータは最初に配置される。それとは対照的に、特に、例えば内視鏡の形態で、プローブに直接であるがより薄い小型ｘ線管は、アプリケータの使用を省略することができ、したがって、アプリケータの代わりに直線線源の正確な配置を指示することができることが見出されている。したがって、請求項１に記載された装置によって提供される案内手段は、線源の直接の配置が実現され得るように、特に薄い内視鏡の機能を持つ、プローブの形態に設計されることができ、小さい切開部のみが必要とされる。
【００１２】
近接照射療法ガイダンスシステムは血管用途にも使用されることができ、血管用途なのでより精密なガイダンスの要件が近接照射療法からかなり生じるが、ガイダンスは２次元において血管自体によって与えられ、血管に沿った第３の次元のみが調整されなければならない。同様に、より正確な組織モニタリングの要件は、標的組織がより近いため組織内のより短い照射範囲が必要とされるので、血管応用よりむしろ近接照射療法から生じる。
【００１３】
代替的に、又は追加的に、例えば、分光測定に基づく、それぞれ局部組織特性を決定するための少なくとも１つの組織センサ又は環境センサが設けられ得る。近接照射療法システムにおける統合組織検知機能によって、低い軟組織コントラスト又は照射された組織の性質の欠落情報に関する問題は減らされることができる又は軽減されることさえできる。
【００１４】
したがって、ガイダンス機能はファイバーブラッググレーティング（ＦＢＧ）に基づくことができる。特に、ＦＢＧセンサは光ファイバの部分に刻まれた分布ブラッグ反射器である。ファイバコアの屈折率の周期的な変更によって、誘電体鏡が実現される。ＦＢＧセンサは、反射されたいわゆるブラッグ波長及びその周りのある一定の帯域幅を除いて全ての波長を伝え、あるＦＢＧセンサのブラッグ波長は歪及び温度で変化する。したがって、ＦＢＧセンサはしばしば、歪、温度、又はこれらに変換される他の尺度のセンサとして使用される。多くのＦＢＧセンサが同じファイバに（沿って）多重化されることができ、カテーテル全体に沿った測定値を得るために光周波数領域反射率測定法を使用する。
【００１５】
近接照射療法システムのガイダンス機能はまた、単独で又はファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）に加えて、電磁（ＥＭ）位置センサ又は電磁（ＥＭ）追跡センサに基づくことができる。一般的に、電磁（ＥＭ）追跡は、患者を低周波電磁場に置くこと及び患者の体に又は患者の体の中に空間定位手段を設置することによって行われ得る。定位データは、放射線源及び／又はそのアプリケータ、特にアプリケータの遠位端部に組み込まれ得る、例えばコイル又は多数の小さいコイル等、これらの空間定位手段の位置によって取得され、リアルタイム位置が適用可能である。ＥＭガイダンスシステムは、例えば、Ｔｒａｘｔａｌ  Ｉｎｃ及びＳｕｐｅｒＤｉｍｅｎｓｉｏｎ  Ｉｎｃから入手可能である。従来技術は、例えばＵＳ２００２／０１４３３１７及びＡ．  ＥＲＮＳＴ他Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｇｕｉｄａｎｃｅ  ｆｏｒ  ｔｒａｎｓｂｒｏｎｃｈｉａｌ  ｂｉｏｐｓｙ  ｏｆ  ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  ｌｕｎｇ  ｌｅｓｉｏｎｓ：  ｎａｖｉｇａｔｉｏｎａｌ  ｂｒｏｎｃｈｏｓｃｏｐｙ，  ＣＴＳＮｅｔを含む。コイルは、位置センサとして機能することができ、位置（ｘ、ｙ、ｚ）及び動き（ヨー、ピッチ、ロール）のフィードバックをもたらす。本発明の近接照射療法応用に関して、位置センサは、このような、例えば放射線源の遠位端部又は先端に配置された、ＥＭ追跡のためのコイルであり得る。
【００１６】
したがって、放射線源の位置、又は、例えば小型ｘ線管等の放射線源のガイダンスが、上述のように、ＦＢＧセンサ又はＥＭ追跡によって提供され得るが、代替的に、光学分光法、光干渉断層撮影（近赤外線を使用する干渉イメージング）、及び／又はＧＰＳ又はｄＧＰＳによっても提供され得る。言い換えると、これらのシステムの１つだけが使用され得る、又は、例えば、１ｍｍより良い精度のＦＢＧ、１ｍｍを上回る範囲の精度のＥＭ追跡、及びｃｍ精度のｄＧＰＳ等、これらの幾つか又は全てが組み合わせて使用され得る。他の追跡技術は可能である。さらに、位置検出及び／又は組織分析が、特に１つより多い組織センサ又は位置センサが設けられる場合、放射線源の視野とは異なる視野に対して実行され得る。したがって、近接照射療法アプリケータは、照射されるべき組織を調べること及び局所微小環境を調べることの両方のために構成される。
【００１７】
したがって、これらの定位技術によって提供された定位データは、アプリケータ及び／又は治療計画に関連した線源の配置を確認するため又は配置精度を向上させるために使用され得る。プローブ上の定位システムはまた、線源／アプリケータ位置の確認の監視をする内部分割又は適応再計画のためにも使用され得る。追跡データは、さらなる治療計画を改善するために及び長期の治療結果による将来の相関関係のために保存されるとともに使用され得る。ガイダンスシステムから出力されたデータは、解析されるとともに、そのままで表示される又はリアルタイム画像に組み合わされる又は事前に登録された画像上に投影される。つまり、放射線源のガイダンスのために上述の技術を使用する場合、収集されたデータは、異なる目的のために使用され得る。第１に、分光、超音波、ＥＭ、及びＦＢＧデータが、治療前又は適応再計画のために治療中に、小型ｘ線源及び／又はそのアプリケータを位置決めするために使用され得る。第２に、設置後、放射線源での照射前、照射中、及び照射後に収集されたデータが、次の分割を計画するために、及び、例えば、組織壊死の量又は速い放射線毒性効果並びに与えられた線量及び照射への組織反応を示す組織潅流の変化を評価するために、すなわち治療モニタリングのために使用され得る。
【００１８】
第１の態様によれば、組織特性に関連する組織データを生成するための第１の組織検知手段が、設けられ得るとともに、組織データを、組織、特に治療されるべき組織を分析するために近接照射システムの位置制御装置及び／又は出力制御装置に提供するように構成され得る。第１の組織検知手段は、ｐＨセンサ、Ｏ２センサ、光学分光センサ及び光干渉断層撮影センサを含むグループの少なくとも１つのセンサからなる。したがって、反射分光法並びに蛍光検出法が、例えばシステムの手術中又は乳腺腫瘍摘出術の使用のために、例えば、固有の組織蛍光又は前に行われた腫瘍染色を検出／表示するために使用され得る。したがって、近接照射療法アプリケータは、位置を検知すること及び局所微小環境を調べることの両方のために構成され得る。さらに、第１の位置検知手段は、ファイバーブラッググレーディング（ＦＢＧ）センサ、光学分光センサ、光干渉断層撮影センサ及びＧＰＳセンサを含むグループの少なくとも１つのセンサからなり得る。装置はさらに、ＦＢＧセンサ、光学分光センサ、光干渉断層撮影センサ、電磁（ＥＭ）センサ、ｐＨセンサ、Ｏ２センサ、及びＧＰＳセンサを含むグループの少なくとも１つのセンサとともに第１の位置検知手段を提供するように構成される。
【００１９】
言い換えると、ガイダンス機能に加えて、組織モニタリング機能、特にある種のフォトニック針機能が、電子近接照射療法システムに統合されることができ、放射線又は光が組織領域に提供されるとともにアプリケータに又は生体外の任意の分析装置に、すなわちアプリケータ又はカテーテルの外側に、反射され、光は組織領域に、例えば、光ファイバによって供給される。同様に、光源がアプリケータそれぞれ、カテーテルの外側に配置され得る。したがって、組織データを取得することは、単純に光学センサ並びにｐＨセンサ及び／又はＯ２センサを収容するように構成された案内手段を提供することによって達成されることができ、体外の配置は、アプリケータが小さい寸法又は径を備えることを確実にし得る。
【００２０】
様々な光学技術は、近接照射療法とともに生体内特性表示のために重要である。これらは、光学分光、光干渉断層撮影、蛍光及びルミネセンスを含む。従来技術は、例えば、ＷＯ２００９／０５０６６７及びＷＯ２００９／１０９８７９を含む。したがって、フォトニック針機能を近接照射療法システムに統合することによって、軟組織コントラスト及び高解像度リアルタイム情報又はイメージングでさえ提供されることができ、リスク臓器に害を及ぼさないこと並びにある腫瘍体積により高い線量で放射線照射する可能性を可能にすることが認識されている。したがって、フォトニック針機能は、反射分光法がＩＲ波長に可視であることを使用すること及び潜在的に蛍光分光法がＵＶを使用することを意味し得る。励起光は体外の白色光源から光ファイバを経由して提供され得る。同様に放射線照射された組織を通って伝搬される、反射光は光ファイバを介して集められることができるとともに、分析は体外の回折格子分光計で行うことができる。励起及び反射された放射線は、同じ又は異なる光ファイバを通って伝播され得る。励起放射線は、パルス状又は連続的であり得る。したがって、検出されたスペクトルは、組織の種類に応じて変化、例えば、脂肪含量、組織潅流によって変化し、腫瘍性組織及び非腫瘍性組織で異なる。単純化されたバージョンでは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用して選択された波長のみで励起し、分光器を使用することなしに特定の関連した波長間隔のみで検出することができる。反射分光法のためのファイバは、放射線源内もしくは放射線源に、又はアプリケータ内もしくはアプリケータに統合され得る。検出されたスペクトルは、例えば、パターン検出技術を使用して又は組み合わせて又はリアルタイム又は事前登録画像の上に描かれて、分析され得る又はそのまま表示され得る。フォトニック針の移動／ステッピング中に集められた検出スペクトルは、スペクトルイメージングにさえ使用され得る。
【００２１】
上述の第１の態様に組み合わされ得る第２の態様によれば、光ファイバを含む第１の位置検知手段は、少なくとも部分的に放射線源に隣接して、案内手段内に配置されることができる。それに関して、少なくとも部分的に隣接しての表現は、検知手段が放射線源の隣又は（部分的に）放射線源内の両方に配置され得ることを含む。第１の位置検知手段はさらに、案内手段の遠位端に又は案内手段の遠位端に少なくとも隣接して配置され得る。装置はさらに、案内手段内に配置された少なくとも１つの電磁（ＥＭ）追跡センサの形態の第２の位置検知手段を有し得る。第２の位置検知手段は、放射線源を体内で位置決めするために、近接照射療法システムの位置制御装置及び／又は出力制御装置に位置データを提供するように構成され得る。第１及び第２の位置検知手段はさらに、放射線源の位置データ及び遠位端の位置データの両方が提供され得るように構成され得る。それに関して、第１及び第２の位置検知手段は、例えば、ｃｍ、ｍｍ又はサブｍｍの精度の範囲の、異なる空間解像度を提供することができる。これは、特定の目的に対して位置データを生成することの利点を提供する。
【００２２】
上述の第１及び第２の態様のいずれか一方と組み合わせることができる第３の態様によれば、第１の組織検知手段は、少なくとも部分的に放射線源に隣接して、特に、案内手段の遠位端に又は案内手段の遠位端に隣接して、案内手段内に配置されることができる。装置はさらに、案内手段の中に配置され得る少なくとも１つの超音波（ＵＳ）プローブの形態の第２の組織検知手段を有することができる。第２の組織検知手段は、組織、特に治療されるべき組織を分析するために、近接照射療法システムの位置制御装置及び／又は出力制御装置に組織データを提供するように構成され得る。それに関して、第１の組織検知手段は、放射線照射されることになる組織を調べるように構成されることができ、第２の組織検知手段は、局所環境を調べるように構成されることができる、又はその逆になる。すなわち、第１及び第２の検知手段は、外科医が治療する領域の広い又は広範囲の所見を提供するために、ことなる視野を有する。さらに、第１及び第２の検知手段は、放射線源によって放射線照射されるべき組織の組織データ及び放射線照射されるべき組織を包囲する組織の組織データの両方が、特に異なる解像度で提供されるように、構成されることができる。したがって、外科医は、敏感な組織が過度に放射線照射されないことを確実にするために、治療中でも、治療が行われるべき領域の概観を得ることができる。
【００２３】
言い換えると、代替的に又は追加的に、組織特性の検知のために、小型超音波振動子（ＵＳプローブ）が、軟組織コントラストを提供するために近接照射療法システムに統合され得る（例えば、血管内超音波タイプ）。それに関して、壊死組織及び特定の腫瘍性組織タイプの領域、並びに特定の臓器の縁及びガスが検出又は画像表示され得る。出力信号は、そのまま使用或いは解釈され得る、又はリアルタイム画像又は外部イメージングからの事前登録画像と統合され得る。さらに、組織特性の検知は、光学分光、光干渉断層撮影、ｐＨメータ、及び／又はＯ２メータの使用によって提供され得る。これらの組織センサからの出力は、線量計画に適合させるための又はさらにリアルタイムで治療を監視するためのフィードバックのために使用され得る。例えば、ＵＳプローブは、臓器の縁、ガス、壊死組織の情報を提供することができ、分光／トモグラフィーは潜在的に出血を検出又は腫瘍性組織を特徴づけることができる。ｐＨ及びＯ２レベルのデータは、組織／腫瘍の放射線感受性の情報をもたらすことができ、したがって線量適合性のために使用され得る。
【００２４】
したがって、少なくとも１つの組織センサは、小型ＵＳ歩ローブ、光学分光センサ、光干渉断層撮影のためのセンサ、ｐＨメータ、及び／又はＯ２メータであり得る。他の検知技術も可能である。さらなる種類のセンサは、放射線源の周り、そのアプリケータの周り、幾つかの、高電圧ケーブル又は光ファイバの周りに取り付けられた超音波用チップを含み得る。同じ論法が、光ファイバ又は例えばｘ線源又はそのアプリケータの周りに位置付けられた幾つかの出力／入力ポイントを持つ、光分光法部分に適用され得る。個別の構成要素は、本発明によって示唆された全て又は幾つかの機能を含む様々な方法で構成され得る。
【００２５】
上述の第１、第２及び第３の態様のいずれか１つと組み合わせることができる第４の態様によれば、放射線源は、放射線源案内手段内に配置され得るとともに、第１の位置検知手段は、放射線源案内手段に隣接して設けられる位置センサ案内手段内に配置され得る。第１の組織検知手段は、放射線源案内手段に隣接して設けられ得る組織センサ案内手段内に配置され得るので、案内手段は、各チャンネル状案内手段が少なくとも１つの他方のチャンネル状案内手段に隣接して配置されるチャンネル状構造を提供することができる。それに関して、隣接しての表現は、案内手段が、それらが直接互いに接触するような方法だが、またそれらの間にギャップ又は任意の補填材料があるような方法で、それぞれ互いの隣に配置され得ることを含む。したがって、異なるセンサ技術又は分解能を持つ異なるセンサを提供することを考慮して、柔軟である配置が、提供され得る。また、１つ又は幾つかの案内手段が、アプリケータが、例えば特定の剛性（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）又は剛性（ｒｉｇｉｄｉｔｙ）、又は特定の弾性を有するように提供され得る。
【００２６】
上述の態様のいずれか１つと組み合わせることができる第５の態様によれば、第１の組織検知手段は、少なくとも赤外線（ＩＲ）波長で可視であるものを使用する光学分光センサからなり得るとともに、励起光は体外の光源から第１の光ファイバ手段を介して提供され得る。反射光は、第１又は第２の光ファイバ手段を介して提供され得る。装置は、反射光を分析するために体外の回折格子分光計に接続され得る。したがって、組織データの分析は、効率的に且つ極めて簡単に扱われ得る技術によって行われ得る、
上述の態様のいずれか１つと組み合わせることができる第６の態様によれば、第２の組織検知手段は、少なくとも部分的に放射線源案内手段内の放射線源内に統合され得る、又は少なくとも１つの放射線源内の放射線源において統合され得る、少なくとも１つの光ファイバの形態で提供され得る。代替的に、又は追加的に、第２の組織検知手段は、超音波（ＵＳ）検出のための少なくとも２つのチップの形態で提供されることができ、チップは、放射線源の周りに及び／又は光ファイバの周りに及び／又は案内手段に沿って取り付けられ得る。それによって、アプリケータの遠位端を包囲する組織の特性だけでなく、アプリケータの長手方向の伸張に沿った組織も分析され得る。
【００２７】
放射線源の案内のための上述の技術は、異なる目的のために使用できるデータを提供する。第１に、分光、超音波、ＥＭ、及びＦＢＧデータは、治療前又は適応再計画のために治療中に、放射線源及び／又はアプリケータを位置決めするために使用され得る。第２に、配置後、放射線源での放射線照射前、照射中、及び照射後に集められたデータは、次の分割を計画するために及び治療を監視するために使用され得る。これらの位置又は組織センサからの出力は、標的組織に対する正確な線源の配置のために、治療をリアルタイムで監視するために又は現在又は将来の分割の線量計画を適合させるためのフィードバックのために使用され得る。
【００２８】
もちろん、他の案内及び追跡のオプションが使用され得る。例えば、放射線源の配置は、組織領域に又はアプリケータの形状に特に適合させられ得るとともに、任意の位置及び／又は組織センサが最適なデータ取得のために配置され得る。
【００２９】
請求項１の装置、請求項８のアプリケータ装置、放射線源を位置決めするための方法、請求項１０のシステム及び請求項１２のコンピュータプログラムを含む記録媒体又は配布媒体は、同様の及び／又は同一の好適な実施形態、特に従属請求項に規定されるようなもの、を有することが理解されるべきである。
【００３０】
本発明の好適な実施形態はまた、それぞれの独立請求項の従属請求項の任意の組合せであり得ることが理解されるべきである。
【００３１】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に記載される実施形態から明らかになるであろうとともに、以下に記載される実施形態を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、定位手段及びモニタリング手段を組み入れた、本発明による電子近接照射療法のためのシステムの概略ブロック図を示す。
【図２】図２は、定位のための２つの手段を組み入れた、第１の実施形態による近接照射療法アプリケータの概略図を示す。
【図３】図３は、定位のための２つの手段及びモニタリング手段を組み入れた、第２の実施形態によるアプリケータの概略図を示す。
【図４】図４は、定位手段及びモニタリングのための２つの手段を組み入れた、第３の実施形態によるアプリケータの概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下の実施形態では、正確な線量供給のための改良された近接照射療法装置及びシステムが提供され、少なくとも位置データが少なくとも１つの位置センサを用いて生成され、追加的に、組織データが少なくとも１つの組織センサを用いて生成される。センサは、例えば光学的検知技術に基づき得る。
【００３４】
実施形態によれば、放射線照射前、放射線照射中及び／又は放射線照射後に、位置及び／又は組織データを生成するための柔軟な近接照射療法システムが提供され、データは、例えば、幾つかの分割を予定している治療計画の次に来る分割を計画するために、使用され得る。したがって、システムは、近接照射療法の再計画をするように適合される。すなわち、少なくとも２つの異なるセンサが提供されるので、位置データ及び／又は組織データが、治療の経過を監視するために又は線量計画にしたがって治療を計画するために、アプリケータ装置によって提供され得る。
【００３５】
以下では、異なるセンサ又は異なる検知技術の組合せを使用する３つの実施形態が記載される。
【００３６】
図１は、定位手段及びモニタリング手段を組み入れた、本発明による電子近接照射療法のためのシステムの概略ブロック図を示す。放射線源３１は、例えば、ワークステーションの形態の、近接照射療法装置２０と、第１の接続部１０を用いて通信し、第１の接続部１０は、放射線源３１を、位置制御接続部１０ｂを介して位置制御装置２２に及び出力制御接続部１０ａを介して出力制御装置２１に連結する。近接照射療法装置２０並びに位置制御装置２２及び出力制御装置２１は、ハウジング２０ａ内に設けられ得る。第１及び第２の組織センサ５１、５２並びに第１及び第２の位置センサ６１、６２が、第２の接続部１１によって互いに連結され得る。代替的に、第２の接続部１１は、放射線源への連結なしにセンサ５１、５２、６１、６２の２つだけとの間に設けられ得る。第２の接続部は、近接照射療法システムが特定のセンサからのデータを他のセンサからのデータと相互に関連付けることを可能にするために、すなわち、センサ５１、５２、６１、６２の間のハンドオーバを可能にするために、設けられる。特に、このようなハンドオーバは、センサの異なる空間分解能及び／又は異なる視野に関連して向上した案内及び監視機能を提供し得る。センサ５１、５２、６１、６２は、近接照射療法装置２０に第３の接続部１２を介して連結され、第３の接続部１２を用いて、近接照射療法の線量計画部４０のデータ又は治療パラメータが考慮され得る。この技術を用いて、位置フィードバックが近接照射療法装置２０に位置フィードバック接続部１２ｂを介して提供され得る。同時に、組織／環境フィードバックが、線量計画部４０に従って放射線源３１に出力及び位置設定を提供するために、近接照射療法装置２０に組織フィードバック接続部１２ａを介して提供され得る。接続部は、有線接続又は、例えば一般的に使用されるワイヤレス通信技術に基づいた、無線接続であり得る。線量計画部４０は、治療中に調整されてもされなくてもよい。治療中に調整されない場合、幾つかの分割があるケースでは、案内センサ６１、６２及び監視センサ５１、５２からのデータが治療の次の／残りの分割を計画するために使用され得る。各センサ５１、５２、６１、６２は、特性の精度又は解像度を持つデータを提供することができる。
【００３７】
図２は、定位のための２つの手段を組み入れた、第１の実施形態による近接照射療法アプリケータ３０の概略図を示す。それに関して、アプリケータ装置は、少なくとも１つのカテーテル又はカテーテル状の装置の形態で及び／又はアプリケータの形態で提供され得る。放射線源３１は、アプリケータ３０の遠位端３０ａに、特に放射線源案内手段３３内に配置される。定位手段は両方、放射線源案内手段３３に隣接した位置センサ案内手段３４に設けられ得る。特に、第１の位置センサ６１が、位置センサ案内手段３４に添ええて延びる、ファイバ６１ａ、例えば、ＦＢＧファイバの形態で提供され、第２の位置センサ６２が、アプリケータ３０の遠位端３０ａにおけるＥＭコイルの形態で提供され、この実施形態では、第２のＥＭコイルは、第１の位置センサ６１の周りに、特にアプリケータ３０内且つアプリケータ３０の絶対長さの約１／３の遠位端３０ａへの距離で、設けられる。１つ又は幾つかの第２の位置センサ６２はまた、アプリケータ３０の伸張に沿って設けられ得る。代替的には、第１の位置センサ６１は、光学分光センサ６１ｂ、光干渉断層撮影センサ６１ｃ、又はＧＰＳセンサ６１ｄの形態で提供され得る。放射線源３１は、青瓜ケー他３０の伸張に対応する前方方向に優先的に又は実質的に等方的に放射するように設計されるとともに配置され得る。
【００３８】
図３は、定位のための２つの手段及びモニタリング手段を組み入れた、第２の実施形態によるアプリケータ３０の概略図を示す。放射線源３１は図１に示されるように配置される。定位手段は、位置センサ案内手段３４内並びに放射線源案内手段３３内に設けられ得る。特に、第１の位置センサ６１は位置センサ案内手段３４内に設けられ、第２の位置センサ６２が放射線源案内手段３３内に、特に放射線源３１の後ろに設けられる。さらに、アプリケータ３０は、第１及び第２の組織センサ５１、５２の少なくとも一方を収容するために提供された組織センサ案内手段３２を有する。特に、第１及び／又は第２の組織センサ５１、５２は、アプリケータ３０の遠位端３０ａにまたは少なくとも遠位端３０ａに隣接して配置され得る。それに関して、第１の組織センサ５１は、ｐＨセンサ５１ａの形態で提供され得る。代替的には、第１の組織センサ５１は、Ｏ２センサ５１ｂ、光学分光センサ５１ｃ又は光干渉断層撮影センサ５１ｄの形態で提供され得る。第２の組織センサ５２は、超音波プローブ５２の形態で提供され得る。言い換えると、図２は、放射線源３１（例えば、ｘ線管３１ａ又は放射性放射線源３１ｂ）、ＵＳプローブ５２又は代替組織センサ５１、ＦＢＧ６１、及びＥＭコイル６２を組み入れた１つの実施形態を示す。ＥＭ追跡のための１つ又は幾つかのコイル６２は、図示されたように、例えば、線源の後ろであるが、光ファイバ６１の周りでもある、任意の管材料３２、３３、３４内に、又は例えば、針、管材料又はバルーンタイプであり得るアプリケータ内に、配置され得る。
【００３９】
概して、第１及び／又は第２の組織検知手段５１、５２並びに第１及び／又は第２の位置検知手段６１、６２は、案内手段３２、３３、３４内に、少なくとも部分的に放射線源３１に隣接して、特に案内手段３２、３３、３４の遠位端３０ａに又は少なくとも遠位端３０ａに隣接して、配置され得る。案内手段３２、３３、３４は、概して、各センサに対して、特定のチャンネル状又はチューブ状案内装置が提供されるように、チャンネル状構造、特に硬い多チャンネル構造の形態で提供され得る。代替的には、幾つかの又は全てのセンサは、案内手段の１つの特定のチャンネル内に設けられ得る。これは、各センサが特定のチャンネル内に設けられ得るが、少なくとも２つ又は全てのセンサでさえ、適切な場合、１つの特定のチャンネル内に設けられ得ることを意味する。チャンネル状構造は、針、管材料、バルーンの設計の形態でカテーテル又はアプリケータを提供する。言い換えると、基本的に、近接照射療法プローブは、その特定の設計と無関係に、及びチャンネルの数と無関係に幾つかの検知手段を含み得る、すなわち、単一のチャンネルが十分であり得る。
【００４０】
図４は、定位手段及びモニタリングのための２つの手段を組み入れた、第３の実施形態によるアプリケータの概略図を示す。放射線源３１は図１及び２に示されるように、すなわち放射線源案内手段３３内に配置される。定位手段は、位置センサ案内手段３４内の第１の位置センサ６１の形態で提供される。さらに、アプリケータ３０は、第１及び第２の組織センサ５１、５２を収容するために設けられた組織センサ案内手段３２を有する。
それに関して、図３に関連して述べたように、第１の組織センサ５１は、ｐＨセンサ５１ａ又はＯ２センサ５１ｂ、光学分光センサ５１ｃ又は光干渉断層撮影センサ５１ｄの形態で提供され得る。第２の組織センサ５２は、超音波プローブ５２の形態で提供され、両方のセンサ５１、５２は組織センサ案内手段３２内に配置される。組織センサ５１、５２は代替的に位置センサ案内手段３４内に配置され得るとともに、位置センサ６１、６２は代替的に組織センサ案内手段３２内に配置され得ることが理解されるべきである。組織センサ５１、５２は代替的に、放射線源案内手段３３内にも配置され得る。
【００４１】
要約すると、放射線源に関する位置情報が生成されることになる近接照射療法では、高精度の介入放射線療法が、特に線量計画にしたがって及び治療計画及び／又は適応再計画のための内部分割モニタリングのために、実行され得るように、案内システムが位置データ又は位置及び組織データを取得する及び処理するように適合される。データは、さらなる治療計画を改善するために及び、特に低エネルギ近接照射療法に関して、長期の治療結果による将来の相関関係のために保存されるとともに使用され得る。
【００４２】
開示された実施形態に対する他の変形は、本発明の実施に際し、図面、開示及び添付の請求項から、当業者によって、理解され得るとともに生み出され得る。
【００４３】
請求項において、「有する」の語は、他の要素又はステップを除外せず、単数表記は、複数を除外しない。
【００４４】
単一のプロセッサ、検知ユニット又は他のユニットは、請求項に記載された幾つかのアイテムの機能を充足し得る。特定の手段が相互に異なる従属項で言及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ということを示すものではない。
【００４５】
上述の実施形態による提案された解決方法は、少なくとも部分的に図１の関連した機能ブロックのソフトウェアモジュールで実行され得る。結果として得られるコンピュータプログラム製品は、コンピュータに上述の図１の機能の手順のステップを実行させるためのコード手段を有し得る。したがって、手順のステップは、コンピュータで実行されるとき、コンピュータプログラム製品によって生成される。
【００４６】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に、又は、それの一部として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体のような適切な媒体上に格納／分配されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを経たような他の形式において分配されてもよい。
【００４７】
請求項中の如何なる参照符号も、その範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【００４８】
放射線源に関する位置情報が生成されることになる近接照射療法では、高精度の介入放射線療法が、特に線量計画にしたがって及び治療計画又は適応再計画のための内部分割モニタリングのために、実行され得るように、案内システムが、位置データ又は位置及び組織データを取得する及び処理するように適合される。データは、さらなる治療計画を改善するために及び、特に低エネルギ近接照射療法に関して、長期の治療結果による将来の相関関係のために保存されるとともに使用され得る。
【手続補正２】
【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】
治療及び／又は治療計画のために直接使用されることになるデータを生成するための介入近接照射療法のための装置であって：
−  組織を放射線照射するために体内に案内されることになるチャンネル状構造を提供するための案内手段；
−  組織を放射線照射するための放射線源であって、前記放射線源は前記案内手段に配置される、放射線源；
−  前記放射線源の位置に関連する位置データを生成するための第１の位置検知手段であって、前記第１の位置検知手段は、前記放射線源を前記体内で位置決めするために、前記位置データを近接照射療法システムの位置制御装置及び／又は出力制御装置に提供するように構成される、第１の位置検知手段；
−  組織特性に関連する組織データを生成するための第１の組織検知手段であって、前記第１の組織検知手段は、組織を分析するために、前記組織データを、前記近接照射システムの前記位置制御装置及び／又は前記出力制御装置に提供するように構成される、第１の組織検知手段；を有し、
前記第１の位置検知手段は、位置検出のために光ファイバ及び少なくとも１つの光学センサを有する、
装置。
【請求項２】
−  前記第１の組織検知手段は、ｐＨセンサ、Ｏ２センサ、光学分光センサ及び光干渉断層撮影センサを含むグループの少なくとも１つのセンサからなる、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
光ファイバを含む前記第１の位置検知手段は、少なくとも部分的に前記放射線源に隣接して、前記案内手段内に配置され、前記第１の位置検知手段はさらに、前記案内手段の遠位端に又は前記遠位端に少なくとも隣接して配置され、
前記装置はさらに、少なくとも１つの電磁（ＥＭ）追跡センサの形態の第２の位置検知手段を有し、前記第２の位置検知手段は前記案内手段内に配置され、
前記第１及び第２の位置検知手段は、前記放射線源の位置データ及び前記遠位端の位置データの両方が提供され得るように構成され、前記第１及び第２の位置検知手段は、ｃｍ、ｍｍ又はサブｍｍ精度の範囲の、異なる空間解像度を提供する、
請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の組織検知手段は、前記少なくとも部分的に前記放射線源に隣接して、前記案内手段内に配置され、前記第１の組織検知手段はさらに、前記案内手段の遠位端に又は前記遠位端に隣接して配置され、
前記装置はさらに少なくとも１つの超音波（ＵＳ）プローブの形態の第２の組織検知手段を有し、前記第２の組織検知手段は前記案内手段の中に配置され、
前記第１及び第２の検知手段は、前記放射線源によって放射線照射されるべき組織の組織データ及び前記放射線照射されるべき組織を包囲する組織の組織データの両方が提供され得るように構成され、前記第１及び第２の検知手段は、異なる解像度を提供する、
請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記放射線源は放射線源案内手段内に配置され、前記第１の位置検知手段は前記放射線源案内手段に隣接して設けられる位置センサ案内手段内に配置され、前記第１の組織検知手段は前記放射線源案内手段に隣接して設けられる組織センサ案内手段内に配置される、
請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の組織検知手段は、少なくとも赤外線（ＩＲ）波長で可視であるものを使用する光学分光センサからなり、励起光は体外の光源から第１の光ファイバ手段を介して提供され、反射光は、前記第１の又は第２の光ファイバ手段を介して提供され、
前記装置は、前記反射光を分析するために体外の回折格子分光計に接続される、
請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記第２の組織検知手段は、超音波（ＵＳ）検出のための少なくとも２つのチップの形態で提供され、前記チップは、前記放射線源の周りに及び／又は前記光ファイバの周りに及び／又は前記案内手段に沿って取り付けられる、
請求項４に記載の装置。
【請求項８】
請求項１に記載の装置での使用のためのアプリケータ装置であって、
放射線源を収容するための放射線源案内手段、位置検知手段を収容するための位置センサ案内手段、及び組織検知手段を収容するための組織センサ案内手段を有し、前記チャンネル状構造が、各チャンネル状案内手段が少なくとも１つの他方の前記チャンネル状案内手段と隣接して配置されて提供されるように、前記案内手段のそれぞれが、少なくとも１つの他方の案内手段に隣接して配置されるチャンネル状案内手段の形態で提供され、
前記アプリケータ装置は、前記放射線源の位置データ及び／又は治療されるべき組織の組織データを提供するように構成される、
アプリケータ装置。
【請求項９】
前記アプリケータ装置は、前記位置センサ案内手段内に、前記位置センサ案内手段の前記遠位端に励起放射線を及び／又は前記位置センサ案内手段の近位端に反射放射線をもたらすための光ファイバを収容するように構成され、
前記アプリケータ装置は、前記組織センサ案内手段内に、前記組織センサ案内手段の前記遠位端に励起放射線を及び／又は前記組織センサ案内手段の近位端に反射放射線をもたらすための光ファイバを収容するように構成される、
請求項８に記載のアプリケータ装置。
【請求項１０】
線量計画にしたがって放射線量を照射するために、治療のために直接処理されることになる及び／又は治療計画のために処理されることになる、位置情報及び／又は組織情報を生成するための介入近接照射療法のための近接照射療法システムであって：
ａ．  出力制御装置及び位置制御装置を有する近接照射療法装置；
ｂ．  前記第１の位置検知手段、前記放射線源及び前記組織検知手段を有する請求項１に記載の装置；を有し、
前記第１の位置検知手段及び前記組織検知手段は位置データ及び組織データを前記近接照射療法装置に提供し、前記出力制御装置は前記放射線源と通信する、
近接照射療法システム。
【請求項１１】
前記放射線源は前記出力制御装置と第１の接続部を用いて通信し、前記第１の位置検知手段及び前記組織検知手段は互いに第２の接続部を介して通信し、前記第１の位置検知手段及び前記組織検知手段は前記近接照射療法装置と第３の接続部を介して通信する、
請求項１０に記載の
【請求項１２】
コンピュータ装置で実行されるとき、以下のステップ：
−  組織を治療するために、放射線を発生させる放射線源を提供するために、体内で案内手段を用いて装置を案内するステップ；
−  光ファイバ及び少なくとも１つの位置センサを有する位置検知手段を用いて位置データを生成するステップ；
−  組織検知手段を用いて組織特性に関する組織データを生成するステップ、及び
−  前記放射線源の出力及び／又は位置を制御するために、前記位置データ及び前記組織データを近接照射療法装置に提供するステップ、
を生成するためのコード手段を有するコンピュータプログラムを含む、
記録媒体又は配布媒体。
【国際調査報告】
2014511723.tif 000007
2014511723.tif 000008
2014511723.tif 000009
2014511723.tif 000010