(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内の導入要素の姿勢及び形状を決定する決定装置であって、前記導入要素は、前記生体内の治療されるべき目標オブジェクトの近くに放射線源を導入する小線源治療装置により用いられるよう適応され、前記決定装置は、
前記導入要素に導入される位置決定要素を有する位置決定ユニットであって、前記位置決定要素は、前記導入要素内の異なる場所に配列され、前記位置決定ユニットは、前記導入要素内の前記異なる場所における前記位置決定要素の位置を決定するよう適応される、位置決定ユニットと、
前記生体内の前記導入要素の姿勢及び形状を決定するために、前記位置決定要素の前記決定された位置を取得する取得ユニットと、
前記決定された位置が前記導入要素を保持するテンプレートの遠位にある場合にのみ前記の取得を行うよう前記取得ユニットを制御する制御ユニットと、
を有する決定装置。
【請求項２】
前記位置決定ユニットは、電磁気位置決定技術及び光形状検知位置決定技術のうちの少なくとも１つを実行するよう適応される、請求項１に記載の決定装置。
【請求項３】
前記位置決定要素は、先端を有する長い部分を有し、前記位置決定ユニットは、前記先端の位置を前記位置決定要素の前記位置として決定するよう適応される、請求項１に記載の決定装置。
【請求項４】
前記決定装置は、前記生体内の前記目標オブジェクトの位置を提供する目標オブジェクト位置提供ユニットを更に有し、前記制御ユニットは、前記の決定された位置を取得するよう適応され、前記の決定された位置は、前記目標オブジェクトの前記提供された位置により示される、前記目標オブジェクトを有する前記生体内の領域内にある、請求項１に記載の決定装置。
【請求項５】
前記位置決定要素は、前記導入要素に導入され、次に前記導入要素から除去されるよう適応され、前記制御ユニットは、前記位置決定要素が導入されるとき、前記位置決定要素の前記決定された位置の第１のセットを、及び前記位置決定要素が除去されるとき、前記位置決定要素の前記決定された位置の第２のセットを取得し、前記取得ユニットは、前記導入要素の姿勢及び形状を決定するために、前記第１及び第２のセットの前記決定された位置を平均するよう適応される、請求項１に記載の決定装置。
【請求項６】
前記位置決定要素は、前記小線源治療装置の幾つかの導入要素に導入されるよう適応され、前記決定装置は、前記位置決定要素の前記の既に決定された位置に基づき、前記位置決定要素が既に導入されている導入要素に前記位置決定要素が導入されたか否かを決定する導入決定ユニットを更に有する、請求項１に記載の決定装置。
【請求項７】
前記位置決定要素は、前記小線源治療装置の幾つかの導入要素に導入されるよう適応され、前記幾つかの導入要素はテンプレートの開口内に保持され、前記開口の位置は知られており、前記決定装置は、前記位置決定要素の前記の既に取得された決定された位置及び前記導入要素を保持する前記テンプレート内の前記開口の前記知られている位置に基づき、前記位置決定要素が導入されるべき次の導入要素を決定する導入要素決定ユニットを有し、前記決定装置は、前記決定された次の導入要素を示す情報を出力する出力ユニットを更に有する、請求項１に記載の決定装置。
【請求項８】
前記位置決定ユニットは、前記導入要素内の前記位置決定要素の前記決定された位置の品質を決定する位置品質決定ユニットを更に有する、請求項１に記載の決定装置。
【請求項９】
前記決定装置は、ユーザによるスイッチの作動に依存して切り替え信号を提供するスイッチを更に有し、前記制御ユニットは、前記切り替え信号に依存して前記取得を制御するよう適応される、請求項１に記載の決定装置。
【請求項１０】
生体内の目標オブジェクトに小線源治療を適用する小線源治療装置であって、前記小線源治療装置は、
前記生体内の前記目標オブジェクトを処置するために放射線を発する放射線源と、
前記目標オブジェクトの近くに前記生体に前記放射線源を導入する導入要素と、
前記生体内の前記導入要素の姿勢及び形状を決定する請求項１に記載の決定装置と、
を有する小線源治療装置。
【請求項１１】
生体内の導入要素の姿勢及び形状を決定する決定装置の作動方法であって、前記導入要素は、前記生体内の治療されるべき目標オブジェクトの近くに放射線源を導入する小線源治療装置により用いられるよう適応され、前記決定装置は、位置決定ユニットと、取得ユニットと、制御ユニットと、を有し、前記作動方法は、
前記位置決定ユニットが、位置決定要素が配列される前記導入要素内の異なる場所で、前記導入要素に導入される前記位置決定要素の位置を決定するステップと、
前記取得ユニットが、前記導入要素の姿勢及び形状を決定するために前記位置決定要素の前記決定された位置を取得するステップと、
前記制御ユニットが、前記決定された位置が前記導入要素を保持するテンプレートの遠位にある場合にのみ前記取得を行うよう前記取得ユニットを制御するステップと、
を有する作動方法。
【請求項１２】
生体内の導入要素の姿勢及び形状を決定する決定コンピュータプログラムであって、前記導入要素は、前記生体内の治療されるべき目標オブジェクトの近くに放射線源を導入する小線源治療装置により用いられるよう適応され、前記決定コンピュータプログラムは、前記決定コンピュータプログラムが前記決定装置を制御するコンピュータで実行されると、請求項１に定める決定装置に、請求項１１に定める作動方法のステップを実行させるプログラムコード手段を有する、コンピュータプログラム。
【請求項１３】
生体内の目標オブジェクトに小線源治療を適用する小線源治療コンピュータプログラムであって、前記小線源治療コンピュータプログラムは、前記小線源治療コンピュータプログラムが前記小線源治療装置を制御するコンピュータで実行されると、請求項１０に定める小線源治療装置に、以下のステップを実行させるプログラムコード手段を有する、コンピュータプログラム：
前記目標オブジェクトの近くに前記生体に導入要素を挿入するステップと、
請求項１１に定める作動方法を実行させるステップと、
前記目標オブジェクトを治療するために放射線を発する放射線源を前記導入要素に導入するステップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体内のカテーテルのような導入要素の姿勢及び形状を決定する決定装置、決定方法及び決定コンピュータプログラムに関する。本発明は、生体内の目標オブジェクトに小線源を適用する小線源治療装置、小線源治療方法、及び小線源治療コンピュータプログラムに更に関する。
【背景技術】
【０００２】
臨床的高線量率（high  dose  rate：ＨＤＲ）小線源治療カテーテルは、人の内部の目標オブジェクトに挿入され、挿入されたカテーテルを通じて、放射線源が該目標オブジェクトを治療するために、該目標オブジェクトに導入される。人の内部におけるカテーテルの３次元的姿勢及び形状を決定するために、ユーザは、カテーテルにガイドワイヤを連続的に導入し、個々のカテーテル内のガイドワイヤの先端の位置が電磁気的に追跡される。追跡されたガイドワイヤの先端の位置は、ユーザの制御の元で取得される。しかしながら、カテーテルは、人の中へ異なる深さまで挿入されるので、ユーザが個々のカテーテル内の適切な場所で追跡された位置を取得することは非常に困難である。したがって、通常、不要なデータ、例えば人の外側の場所に対応するデータが取得される。この不要なデータは正しく識別され、フィルタリングし、それにより比較的面倒な完全な手順を与える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、生体内のカテーテルのような導入要素の姿勢及び形状を決定する決定装置、決定方法、及び決定コンピュータプログラムを提供することである。決定手順が簡略化できる。本発明の更なる目的は、導入要素の姿勢及び形状の簡略化された決定を用い、小線源治療を生体内の目標オブジェクトに適用する小線源治療装置、小線源治療方法、及び小線源治療コンピュータプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様では、生体内の導入要素の姿勢及び形状を決定する決定装置であって、前記導入要素は、前記生体内の治療されるべき目標オブジェクトの近くに放射線源を導入する小線源治療装置により用いられるよう適応され、前記決定装置は、前記導入要素に導入される位置決定要素を有する位置決定ユニットであって、前記位置決定要素は、前記導入要素内の異なる場所に配列され、前記位置決定ユニットは、前記導入要素内の前記異なる場所における前記位置決定要素の位置を決定するよう適応される、位置決定ユニットと、前記生体内の前記導入要素の前記姿勢及び形状を決定するために、前記位置決定要素の前記決定された位置を取得する取得ユニットと、前記決定された位置に依存して前記の取得を制御する制御ユニットと、を有する決定装置が提示される。
【０００５】
導入要素内の位置決定要素の決定された位置の取得は、導入要素内の位置決定要素の決定された位置に依存して制御されるので、不要なデータの、例えば生体の外部の場所に対応するデータの、取得を防ぐことができる。したがって、決定装置は、決定手順に、不適切なデータが識別されフィルタリングされる後続のデータ選択ステップを必ずしも必要とせず、それにより決定手順を簡略化できる。
【０００６】
さらに、ユーザが位置決定要素を導入要素に導入し、該位置決定要素を導入要素から待避させる間に、データ取得はユーザにより必ずしも制御される必要がないので、決定手順はユーザにとって煩わしさが少なく、ユーザは位置決定要素の導入及び待避に集中できる。
【０００７】
望ましくは、導入要素はカテーテル又は針であり、位置決定要素はそれぞれカテーテル又は針に挿入できる。さらに、位置決定ユニットは、導入要素内の位置決定要素を移動する間に、位置決定要素の位置を連続的に決定するよう適応できる。特に、位置決定ユニットは、位置決定要素の位置をリアルタイムに決定するよう適応できる。
【０００８】
取得ユニットは、望ましくは、更なる処理のために取得された決定された位置を記録する、特に格納するよう適応される。例えば、取得された決定された位置はシステムディスクに保存され得る。代替で又は追加で、取得された決定された位置は、例えば小線源治療装置の治療計画ユニットに直接供給され得る。
【０００９】
位置決定要素は、ユーザにより導入要素に導入され又は自動的に導入され得る。それと同時に、導入要素内で位置決定要素を移動中に、決定された位置の取得は、決定された位置に依存して制御されても良い。
【００１０】
小線源治療装置は、幾つかの導入要素を有し、幾つかの導入要素の姿勢及び形状、特に３次元姿勢及び形状を決定するために、ユーザは位置決定要素を導入要素に順次挿入し得る。
【００１１】
放射線源は、目標オブジェクトを治療するために、生体内の姿勢及び形状が決定された導入要素に導入され得る。導入要素は、目標オブジェクトに隣接して又はその中に挿入され、放射線源を目標オブジェクトに隣接して又はその内部に配置させる、つまり目標オブジェクトの近くに配置させる。
【００１２】
一実施形態では、位置決定ユニットは、電磁気位置決定技術及び光形状検知位置決定技術のうちの少なくとも１つを実行するよう適応される。これらの技術は、導入要素内の位置決定要素の位置の決定を高精度で比較的容易にし、それにより、生体内の導入要素の姿勢及び形状の決定の品質を更に向上する。
【００１３】
好適な実施形態では、位置決定要素は、先端を有する長い部分を有し、位置決定ユニットは、先端の位置を位置決定要素の位置として決定するよう適応される。先端は、導入要素内の異なる場所へ移動でき、これらの異なる場所における先端の位置が決定できる。例えば、位置決定要素はガイドワイヤであり、ガイドワイヤの先端の位置は、導入要素内の異なる場所において電磁気的に追跡され得る。
【００１４】
導入要素はテンプレート内に保持され、位置決定ユニットは、テンプレートに対して、導入要素内の位置決定要素の位置を決定するよう適応され得る。さらに、望ましくは、制御ユニットは、テンプレートの遠位にある決定された位置を取得するよう適応される。望ましくは、テンプレートは、生体に直接隣接して配列され、テンプレートの遠位にある、位置決定要素の決定された位置は、生体内にある。したがって、テンプレートの遠位にある決定された位置を取得するだけで、実質的に生体内の位置のみが取得されることが保証できる。
【００１５】
例えば、位置決定要素が光形状検知ファイバである場合、制御ユニットは、テンプレートの遠位にある、位置決定要素が配列される場所の位置が取得されるように、取得ユニットを制御するよう適応され得る。したがって、位置決定要素は、個々の導入要素に導入され得る。ここで、導入中又は位置決定要素が導入された後、テンプレートの遠位である位置決定要素の位置は取得できる。つまり、テンプレートの遠位である光形状検知ファイバの部分の３次元姿勢及び形状は、光形状検知により取得され、個々の導入要素の３次元形状及び姿勢を決定するために用いられ得る。
【００１６】
決定装置は、生体内の目標オブジェクトの位置を提供する目標オブジェクト位置提供ユニットを更に有する。ここで、制御ユニットは、目標オブジェクトの提供された位置により示される、目標オブジェクトを有する生体内の領域内にある決定された位置を取得するよう適応され得る。
【００１７】
制御ユニットは、特に位置決定要素が導入要素に導入され及びそれから待避される、先端を有する長い部分を有する場合、決定された位置に依存して、取得を開始及び停止するよう適応され得る。ここで、位置決定ユニットは、先端の位置を位置決定要素の位置として決定するよう適応される。例えば、一実施形態では、導入要素がテンプレート内に保持される場合、制御ユニットは、位置決定要素が導入要素に導入される間、位置決定要素の決定された位置がテンプレートの遠位になるとき、取得を開始するよう適応され得る。さらに、制御ユニットは、位置決定要素の決定された位置がテンプレートの近位になるとき、取得を停止するよう適応できる。同時に、位置決定要素は、個々の導入要素から除去される。決定装置が、生体内の目標オブジェクトの位置を提供する目標オブジェクト位置提供ユニットを有する場合、位置決定要素が導入要素に導入される間、制御ユニットは、位置決定要素の決定された位置が目標オブジェクトの提供された位置により示される目標オブジェクトを有する生体内の領域に入るとき、取得を開始するよう適応され得る。さらに、制御ユニットは、位置決定要素が個々の導入要素から除去される間に、位置決定要素の決定された位置が目標オブジェクトの提供された位置により示される目標オブジェクトを有する生体内の領域を離れるとき、取得を停止するよう適応できる。これは、導入要素内の位置決定要素の決定された位置の一部のみが取得されることを自動的に保証する。これは、生体内の導入要素の姿勢及び形状の信頼できる決定のために有用であり、位置決定要素のこれらの有用な決定された位置を選択することを人間に要求しない。
【００１８】
更に好ましくは、位置決定要素は、導入要素に導入され、次に導入要素から除去されるよう適応され、制御ユニットは、位置決定要素が導入されるとき、つまり位置決定要素の導入中に、位置決定要素の決定された位置の第１のセットを、及び位置決定要素が除去されるとき、つまり位置決定要素の除去中に、位置決定要素の決定された位置の第２のセットを取得するよう適応され、取得ユニットは、導入要素の姿勢及び形状を決定するために第１及び第２のセットの決定された位置を平均するよう適応される。これは、決定された導入要素の位置の精度を更に向上できる。
【００１９】
また、望ましくは、位置決定要素は、小線源治療装置の幾つかの導入要素に導入されるよう適応され、決定装置は、位置決定要素の既に取得され決定された位置に基づき、位置決定要素が既に導入されている導入要素に位置決定要素が導入されたか否かを決定する導入要素決定ユニットを更に有する。決定装置は、導入要素決定ユニットが、位置決定要素が既に挿入された導入要素に位置決定要素が導入されたと決定した場合、信号を出力する出力ユニットを更に有し得る。特に、視聴覚フィードバックの形式であっても良い警告メッセージのような警告信号は、ユーザが位置決定要素を前にマッピングされた導入要素に再挿入した場合に、ユーザに提供されても良い。これは、導入要素内の位置決定要素の決定された位置の冗長な取得の可能性を低減できる。それにより、人間内の導入要素の姿勢及び形状を決定するために必要な時間を低減できる。
【００２０】
一実施形態では、前記位置決定要素は、前記小線源治療装置の幾つかの導入要素に導入されるよう適応され、前記幾つかの導入要素はテンプレートの開口内に保持され、前記開口の位置は知られており、前記決定装置は、前記位置決定要素の前記の既に取得された決定された位置及び前記導入要素を保持する前記テンプレート内の前記開口の前記知られている位置に基づき、前記位置決定要素が導入されるべき次の導入要素を決定する導入要素決定ユニットを有し、前記決定装置は、前記決定された次の導入要素を示す情報を出力する出力ユニットを更に有する。また、これは、既にマッピングされた導入要素に位置決定要素を再導入する可能性を低減できる。それにより、生体内の導入要素の位置を決定するために必要な時間を低減できる。
【００２１】
好適な実施形態では、位置決定ユニとは、導入要素内の位置決定要素の決定された位置の品質を決定する位置品質決定ユニットを更に有する。望ましくは、位置品質決定ユニットは、決定された位置のノイズ、個々の導入要素内で位置決定要素を移動する速度、及び提供された基準位置との比較、のうちの少なくとも１つに基づき、位置品質を決定するよう適応できる。望ましくは、速度は、導入要素内の位置決定要素の決定された位置及び対応する時間に基づき決定される。これは、取得された位置データの品質が低すぎる場合に、決定された位置品質が出力され得るユーザに、導入要素内の位置決定要素の決定された位置の取得をやり直させる。それにより、生体内の導入要素の不正確に決定された姿勢及び形状に基づき小線源治療が実行される可能性を低減する。
【００２２】
更に好適な実施形態では、決定装置は、ユーザによるスイッチの作動に依存して切り替え信号を供給するスイッチを有し、制御ユニットは、切り替え信号に依存して取得を制御するよう適応される。特に、制御ユニットは、位置決定要素の決定された位置に依存して及び切り替え信号に依存して、取得を制御するよう適応され得る。さらに、決定装置は、導入要素の３次元形状及び姿勢が決定される位置決定モードで、及び位置決定要素が較正目的で、特に導入要素が保持されるテンプレートの位置を位置決定ユニットにより定められる調整システムに関して決定するために用いられる較正モードになり得る。位置決定モードでは、制御ユニットは、位置決定要素の決定された位置に依存して、取得を制御し、較正モードでは、制御ユニットは、切り替え信号に依存して取得を制御しても良い。
【００２３】
本発明の更なる態様では、生体内の目標オブジェクトに小線源治療を適用する小線源治療装置であって、前記小線源治療装置は、前記生体内の前記目標オブジェクトを処置するために放射線を発する放射線源と、前記目標オブジェクトの近くに前記生体に前記放射線源を導入する導入要素と、前記生体内の前記導入要素の前記姿勢及び形状を決定する請求項１に記載の決定装置と、を有する小線源治療装置が提示される。
【００２４】
本発明の別の態様では、生体内の導入要素の前記姿勢及び形状を決定する決定方法であって、前記導入要素は、前記生体内の治療されるべき目標オブジェクトの近くに放射線源を導入する小線源治療装置により用いられるよう適応され、前記決定方法は、位置決定要素が配列される前記導入要素内の異なる場所で、前記導入要素に導入される前記位置決定要素の位置を決定するステップと、前記導入要素の前記姿勢及び形状を決定するために前記位置決定要素の前記決定された位置を取得するステップであって、前記取得は前記決定された位置に依存して制御される、ステップと、を有する方法が提示される。
【００２５】
更なる態様では、生体内の目標オブジェクトに小線源治療を適用する小線源治療方法であって、前記小線源治療方法は、前記目標オブジェクトの近くに前記生体に導入要素を挿入するステップと、請求項１２に定めるように前記生体内の前記導入要素の前記姿勢及び形状を決定するステップと、前記目標オブジェクトを治療するために、放射線を発する放射線源を前記導入要素に導入するステップと、を有する方法が提示される。
【００２６】
本発明の別の態様では、生体内の導入要素の前記姿勢及び形状を決定する決定コンピュータプログラムであって、前記導入要素は、前記生体内の治療されるべき目標オブジェクトの近くに放射線源を導入する小線源治療装置により用いられるよう適応され、前記決定コンピュータプログラムは、前記決定コンピュータプログラムが前記決定装置を制御するコンピュータで実行されると、請求項１に定める決定装置に、請求項１２に定める決定方法のステップを実行させるプログラムコードを有する、決定コンピュータプログラムが提示される。
【００２７】
本発明の更なる態様では、生体内の目標オブジェクトに小線源治療を適用する小線源治療コンピュータプログラムであって、前記小線源治療コンピュータプログラムは、前記小線源治療コンピュータプログラムが前記小線源治療装置を制御するコンピュータで実行されると、請求項１１に定める小線源治療装置に、小線源治療方法のステップを実行させるプログラムコード手段を有する、コンピュータプログラムが提示される。
【００２８】
理解されるべきことに、請求項１の決定装置、請求項１１の小線源治療装置、請求項１２の決定方法、小線源治療方法、請求項１３の決定コンピュータプログラム、及び請求項１４の小線源治療コンピュータプログラムは、特に従属請求項に定める同様の及び／又は同一の好適な実施形態を有する。
【００２９】
理解されるべきことに、本発明の好適な実施形態は、個々の独立請求項と従属請求項のいかなる組合せでもあり得る。
【００３０】
本発明の上述の及び他の態様は、本願明細書に記載される実施形態から明らかであり、それらの実施形態を参照して教示される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
以下の図面がある。
【図１】生体内の目標オブジェクトに小線源治療を適用する小線源治療装置の概略的且つ例示的な一実施形態を示す。
【図２】小線源治療装置の配置ユニットの概略的且つ例示的な一実施形態を示す。
【図３】配置ユニットのカテーテルが前立腺内にどのように配置できるかを概略的且つ例示的に示す。
【図４】カテーテル内の電磁気的に追跡されるガイドワイヤである位置決定要素を概略的且つ例示的に示す。
【図５】生体内の目標オブジェクトに小線源治療を適用する小線源治療方法の一実施形態を示す例示的なフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１は、テーブル３の上に横たわっている人間２内の目標オブジェクトに小線源治療を適用する小線源治療装置の概略的且つ例示的な一実施形態を示す。小線源治療装置１は、人間２に部分的に挿入され及び放射線源により発射される放射線を目標オブジェクトに向けるために放射線源を目標オブジェクトの近くに配置する配置ユニット５を有する。配置ユニット５は、図２に更に詳細に例示的且つ概略的に示される。
【００３３】
配置ユニット５は、本実施形態では、人間２に挿入されるカテーテル１２である幾つかの導入要素を有する。配置ユニット５は、放射線源１０が取り付けられるワイヤである幾つかのナビゲーション要素１３を更に有する。ここで、個々のワイヤ１３は、個々の放射線源１０を所望の配置位置に配置するために個々のカテーテル１２内を移動できる。ワイヤ１３を有するカテーテル１２は、モータユニット１４に取り付けられる。モータユニット１４は、放射線源１０を所望の配置位置に配置するためにワイヤ１３を前方に及び後方に移動させる幾つかのモータを有する。放射線源１０は、望ましくは、Ｉｒ−１９２のような放射性放射線を発する放射性放射線源である。しかしながら、別の放射線源も、小線源治療を実行するために用いることができる。
【００３４】
配置ユニット５は、テンプレート１９を更に有する。テンプレート１９は、人間２の中へより均一な構成でカテーテル１２を挿入するために用いることができる。カテーテル１２は、テンプレート１９内の開口２９に保持される。開口２９は、方形グリッドに配置される。
【００３５】
目標オブジェクトは、臓器のような人間２の一部である。本実施形態では、目標オブジェクトは前立腺である。放射線源を目標オブジェクトの近くに配置するために、放射線源は、目標オブジェクトに隣接して又はその中に配置され得る。図３は、前立腺１１内の配置ユニット５のカテーテル１２の可能な配置を概略的且つ例示的に示す。
【００３６】
小線源治療装置１は、前立腺１１の画像を生成する画像ユニット４、８を更に有する。本実施形態では、画像ユニットは、処理及び制御装置７の中に置かれる超音波制御ユニット８により制御される１又は複数の超音波トランスデューサを有する超音波ユニット４である。画像ユニット４、８は、前立腺１１の３次元画像を生成するよう適応される。他の実施形態では、画像ユニットは、２次元画像を生成するよう適応され得る。さらに、画像ユニットは、磁気共鳴画像、コンピュータ断層画像、等のような別の種類の画像を生成するよう適応され得る。
【００３７】
小線源治療装置１は、放射線源１０が配置されるべき配置位置を定める配置面並びにいつどれだけ長く個々の放射線源１０が個々の配置位置に配置されるべきかを定める配置時間を、生成された画像に基づき及び人間２の中のカテーテル１２の３次元姿勢及び形状に基づき、決定する計画ユニット３９を更に有する。したがって、配置ユニット５は、小線源治療を実行するために前立腺１１内の異なる配置位置に幾つかの放射線源１０を配置するよう適応される。ここで、計画ユニット３９は、異なる配置位置、及び個々の放射線源１０が個々の配置位置にいつ及びどれ位長く存在するかを定める対応する配置時間を計画するよう適応される。
【００３８】
小線源治療装置１は、決定された配置計画に依存して配置ユニット５を制御する制御ユニット１５を更に有する。代替で、配置ユニット５は、所定の配置計画に従って手動で用いられても良い。ここで、ユーザは、決定された配置計画に従って、放射線源１０をカテーテル１２内のワイヤ１３を介して移動しても良い。
【００３９】
放射線源１０をカテーテル１２に導入する前に、人間１２内のカテーテル１２の３次元位置及び姿勢が決定される。つまり、人間２内の各カテーテル１２の３次元空間走行が決定される。この決定手順のために、小線源治療装置１は、カテーテル１２に連続的に導入され及び個々のカテーテル１２内の異なる位置へ移動される位置決定要素２７を有する位置決定ユニットを更に有する。ここで、位置決定ユニットは、個々のカテーテル１２内の異なる位置で位置決定要素２７の位置を決定するよう適応される。本実施形態では、位置決定ユニットは、電磁気検知ユニット６を有する。電磁気検知ユニット６は、位置決定要素２７のガイドワイヤ２０の先端に配置される電磁気検知要素１６と協働する。位置決定要素２７は、ユーザが位置決定要素２７を個々のカテーテル１２内に導入し及び個々のカテーテル１２内の位置決定要素２７を移動できるようにするハンドグリップ２８を更に有し得る。このように、電磁検知要素１６は、個々のカテーテル１２の３次元形状及び位置を決定するために、個々のカテーテル１２の長さ全体を通じて平行移動できる。代替で、位置決定ユニットは、光形状検知を用いることにより、個々のカテーテル内の位置決定要素の異なる位置を決定するよう適応できる。この例では、位置決定要素は、光形状検知により個々のカテーテル内の異なる場所における位置決定要素の位置を決定する光形状検知ユニットに結合される光形状検知ファイバを有する。
【００４０】
小線源治療装置１は、人間２内の個々のカテーテル１２の姿勢及び形状を決定する位置決定要素２７の決定された位置を取得する取得ユニット９と、決定された位置に依存して取得を制御する制御ユニット１５と、を更に有する。
【００４１】
位置決定要素２７は、ユーザにより異なるカテーテル１２内に連続的に導入できる。或いは、位置決定要素２７は、自動的に連続的に導入でき、その間、個々のカテーテル１２内での位置決定要素２７の移動中に、位置決定要素２７の位置が連続的に特にリアルタイムに決定でき、決定された位置の取得は決定された位置に依存して制御できる。したがって、個々のカテーテル１２内の位置決定要素２７の位置は、リアルタイムに連続的に決定できるが、これらの決定された位置の取得は、個々のカテーテル１２内の位置決定要素２７の実際に決定された位置に依存して特定の時間にのみ実行されても良い。
【００４２】
取得ユニット９は、望ましくは、更なる処理のために取得した決定された位置を格納するよう適応される。取得された決定された位置は、システムディスクに、特にユーザにより定義されたフォーマットで、保存され得る。代替で又は追加で、取得された決定された位置は、例えば、計画ユニット３９に直接提供され、計画ユニット３９がカテーテル１２の決定された３次元姿勢及び形状に依存して小線源治療を計画できるようにする。
【００４３】
望ましくは、個々のカテーテル１２内の位置決定要素２７の個々の位置は、テンプレート１９の位置に対して決定される。位置決定ユニットにより定められる、つまり本実施形態では電磁気追跡システムにより定められる、座標系におけるテンプレート１９の位置を知るために、位置決定要素２７の電磁気センサ１６は、テンプレート１９上の異なる場所に位置決めされ、テンプレート１９上のこれらの場所の位置は、位置決定ユニットの座標系におけるテンプレート１９の位置を決定するために、決定され得る。望ましくは、電磁気センサ１６は、電磁気追跡システムの座標系における開口の位置を決定するために、開口２９に配置される。また、電磁気追跡システムの別の電磁気センサは、この座標系におけるテンプレート１９の位置を決定するために用いられても良い。特に、電磁気センサは、テンプレートに取り付けられ、この座標系におけるテンプレートの位置を決定するために用いられても良い。
【００４４】
この較正ステップの後に、電磁気追跡システムにより定められる座標系内のテンプレート１９の位置が分かるので、カテーテル１２内の電磁気センサ１６を有する位置決定ユニット２７の位置は、テンプレート１９の位置に対して決定できる。
【００４５】
本実施形態では、位置決定要素２７は、ハンドグリップ２８に配置されているスイッチ４０を有する。スイッチ４０は、ユーザによるスイッチ４０の作動に依存して、制御ユニット１５へ切り替え信号を供給する。較正ステップ中、ユーザは、スイッチ４０を作動し、特にスイッチ４０の押しボタンを押下できる。次に、制御ユニット１５は、電磁気センサ１６の決定された位置を取得するために取得ユニット９を制御できる。電磁気センサ１６がテンプレート１９上の所望の場所に配置されたとき個々の位置が取得されることを保証するために、ユーザが電磁気センサ１６をテンプレート１９上の所望の場所に配置すると、ユーザはスイッチ４０を作動できる。位置決定要素２７の代わりに、純粋な較正装置であると考えられ得る電磁気センサを有する別の要素が、テンプレート較正を実行するために用いられる場合、この他の要素は、対応するスイッチを有しても良い。
【００４６】
位置決定要素２７のスイッチ４０は、個々のカテーテル１２内の位置決定要素２７の位置の決定及び取得中に用いることもできる。この理由のため、スイッチ４０は、個々のカテーテル１２をマッピングするのに十分な長さを有するように、望ましくは可撓性であるガイドワイヤ２０の先端から適切な距離のところに取り付けられる。次に、制御ユニット１５は、これらの決定された位置に依存して、追加でスイッチ４０により供給され得る切り替え信号に依存して、個々のカテーテル１２内の位置決定要素２７の決定された位置の取得を制御するよう適応できる。
【００４７】
決定装置は、導入要素の３次元形状及び姿勢が決定される位置決定モードで、及び位置決定要素が較正目的で、特に導入要素が保持されるテンプレートの位置を位置決定ユニットにより定められる座標系に関して決定するために用いられる較正モードで動作するよう適応できる。決定装置は、ユーザに所望の動作モードを選択させるユーザインタフェース、特にグラフィカルユーザインタフェースを有し得る。位置決定モードでは、制御ユニットは、位置決定要素の決定された位置に依存して、及び任意で切り替え信号にも依存して、取得を制御しても良い。較正モードでは、制御ユニットは、切り替え信号のみに依存して取得を制御しても良い。
【００４８】
制御ユニット１５は、位置決定要素２７の決定された位置がテンプレート１９の遠位にあるとき、個々のカテーテル１２内の位置決定要素２７の決定された位置を取得するよう適応できる。したがって、制御ユニット１５は、位置決定要素２７の決定された位置がテンプレート１９の遠位になるとき、取得を開始するよう適応できる。同時に、位置決定要素２７は、個々のカテーテル１２に導入される。さらに、制御ユニット１５は、位置決定要素２７の決定された位置がテンプレート１９の近位になるとき、取得を停止するよう適応できる。同時に、位置決定要素２７は、個々のカテーテル１２から除去される。
【００４９】
計画ユニット３９は、画像ユニット４、８により生成された画像に基づき目標オブジェクト１１を決定するよう適応できる。ここで、計画ユニット３９は、画像ユニット４、８により生成された画像内で完全に自動的に又は半自動的に目標オブジェクト１１を描写するために、例えばセグメンテーションアルゴリズムを画像に適用することにより、目標オブジェクト１１を描写するよう適応できる。計画ユニット３９は、目標オブジェクトを決定するために、放射線科医であっても良いユーザに、目標オブジェクト１１を手動で描写させるグラフィカルユーザインタフェースも有し得る。したがって、計画ユニット３９と一緒に、画像ユニット４、８は、人間２内の目標オブジェクト１１の位置を提供する、つまり人間２内の目標オブジェクト１１により占有される領域を提供する目標オブジェクト位置提供ユニットであると考えられる。制御ユニット１５は、位置決定要素２７の決定された位置が提供された目標オブジェクト位置により示される目標オブジェクト１１を有する人間２内の領域内にあるとき、個々のカテーテル１２内の位置決定要素２７の決定された位置を取得するよう適応できる。特に、制御ユニットは、位置決定要素２７が個々のカテーテル１２に導入される間に、位置決定要素２７の決定された位置が目標オブジェクトの提供された位置により示される目標オブジェクト１１を有する人間２内の領域に入るとき、取得を開始するよう適応できる。さらに、制御ユニット１５は、位置決定要素２７が個々のカテーテル１２から除去される間に、位置決定要素２７の決定された位置が目標オブジェクト１１の提供された位置により示される目標オブジェクト１１を有する人間２内の領域を離れるとき、取得を停止するよう適応できる。
【００５０】
計画ユニット３９は、目標オブジェクト１１の近接範囲に対応する画像ユニット４、８により提供される画像の軸画像平面を決定し、目標オブジェクトのこの近接位置をテンプレートの位置に関連付けるよう適応できる。ここで、位置決定要素２７の決定された位置がテンプレートの遠位にある場合、及びテンプレートまでの距離が目標オブジェクト１１の、つまり決定された軸画像平面の近接位置からテンプレート１９までの距離より大きい場合、位置決定要素２７の決定された位置の取得が起動できる。位置決定ユニットに、特に電磁気追跡システムに、画像ユニット４、８を登録するために、位置決定要素は、画像ユニット４、８の幾つかの基準位置に置くことができる。ここで、画像ユニット４、８の基準位置と画像ユニット４、８により生成された画像との間の空間的関係は知られており、位置決定ユニットの、特に電磁気追跡システムの、座標系内の基準位置における位置決定要素の位置が決定される。
【００５１】
位置決定要素２７は、個々のカテーテル１２に導入でき、次に個々のカテーテル１２から引き出すことができる。ここで、制御ユニット１５は、導入中の位置決定要素２７の決定された位置の第１のセット、及び除去中の位置決定要素２７の決定された位置の第２のセットを取得するよう取得ユニット９を制御するよう適応できる。ここで、取得ユニット９は、個々のカテーテル１２の姿勢及び形状を決定するために、第１及び第２のセットの決定された位置を平均するよう適応できる。例えば、決定された位置の第１のセットは、個々のカテーテル１２の第１の形状及び姿勢、つまり人間２内の第１の空間的走行を定め、決定された位置の第２のセットは、個々のカテーテル１２の第２の形状及び姿勢、つまり人間２内の第２の空間的走行を定めることができる。ここで、これら２つの空間的走行、つまり対応する線又は曲線は、人間２内の個々のカテーテルの位置、つまり空間的走行を決定するために平均できる。したがって、得られた位置データは、個々のカテーテルの中へ及び外へ移動するガイドワイヤについての２つのデータセットに分けることができる。ここで、これら２つのデータセットは、統合されたカテーテル位置を得るために平均できる。
【００５２】
小線源治療装置１は、位置決定要素２７の既に取得された決定された位置に基づき、位置決定要素が既に導入されている個々のカテーテル１２に位置決定要素２７が導入されるか否かを決定する導入要素決定ユニット３７を更に有する。導入要素決定ユニット３７が、位置決定要素２７が既に導入されているカテーテル１２に位置決定要素２７が導入されていると決定した場合、小線源治療装置の出力ユニット３０は信号を出力できる。特に、視聴覚フィードバックの形式の警告メッセージは、ユーザがガイドワイヤ、つまり位置決定要素２７を、既にマッピングされているカテーテル１２に再挿入する場合に、ユーザに中継され得る。位置決定要素２７が、位置決定要素２７が既に導入されているカテーテル１２に導入されたか否かを決定するために、導入要素決定ユニット３７は、テンプレート１９の開口２９に対応する開口を有する仮想バイナリグリッドを有し得る。テンプレート１９の開口２９に対応するバイナリグリッド内の各位置は、２つの値を有し得る。第１の値は、個々の開口２９内に保持されたカテーテル１２が既にマッピングされていることを示す。第２の値は、個々の開口２９内に保持されたカテーテル１２が未だマッピングされていないことを示す。ユーザが特定のカテーテル１２に位置決定要素２７を導入し始めた場合、導入要素決定ユニット３７は、テンプレート１９内のどの開口２９に、位置決定要素２７が導入されるカテーテル１２が関連するかを、位置決定要素２７の決定された位置に基づき決定できる。仮想バイナリグリッド内の対応する位置に第２の値が割り当てられた場合、個々のカテーテル１２は未だマッピングされていない。したがって、出力ユニット３０は警告メッセージを出力しない。仮想バイナリグリッド内の対応する位置に第１の値が割り当てられた場合、個々のカテーテル１２は既にマッピングされていて、出力ユニット３０により警告メッセージが出力される。個々のカテーテル１２がマッピングされた後、つまり、人間２内の個々のカテーテル１２の姿勢及び形状が決定された後、仮想バイナリグリッドは、仮想バイナリグリッドの対応する位置に第１の値を割り当てることにより、更新される。したがって、カテーテルがガイドワイヤと共に、つまり位置決定要素と共にマッピングされる場合、仮想バイナリグリッドは、これを反映するために、グリッドホールについての、つまり個々のカテーテルが人間に挿入されるテンプレート開口についての２進値を変更することにより、更新できる。
【００５３】
導入要素決定ユニット３７は、位置決定要素２７の既に取得され決定された位置及びカテーテル１２を保持しているテンプレート１９内の開口２９の知られている位置に基づき、位置決定要素２７が導入されるべき次のカテーテルを決定するよう更に適応できる。ここで、出力ユニット３０は、決定された次のカテーテルを示す情報を出力するよう適応できる。特に、視聴覚フィードバックは、未だマッピングされていない次のカテーテルにユーザを誘導するために提供できる。例えば、導入要素決定ユニット３７は、出力ユニット３０のディスプレイに仮想バイナリグリッドを表示し、未だマッピングされていないカテーテルに対応する特定の位置を特定の強度又は色により示すよう適応できる。導入要素決定ユニット３７は、カテーテルが既にマッピングされた最後のカテーテルに最も近いとき、次のカテーテルを決定するよう適応できる。グリッド較正中、位置決定ユニットの、特に電磁気追跡システムの、座標系内のテンプレートの位置のみが決定され、テンプレートのどの開口がカテーテルを保持するかを定めない場合、この追加情報は、ユーザにより、導入要素決定ユニット３７に、キーボード、マウス、タッチスクリーン、等のようなユーザインタフェースを介して提供できる。例えば、仮想グリッドは、出力ユニット３０で表示でき、ユーザは、ユーザインタフェースを介してカテーテルを保持する開口を示すことができる。
【００５４】
小線源治療装置１は、個々のカテーテル１２内の位置決定要素２７の決定された位置の品質を決定する位置品質決定ユニット３８を更に有する。望ましくは、位置品質決定ユニット３８は、決定された位置のノイズ、個々のカテーテル１２内で位置決定要素２７を移動する速度、及び提供された基準位置との比較、のうちの少なくとも１つに基づき、位置品質を決定するよう適応できる。特に、取得した電磁気マッピングデータ、又は別の実施形態では光形状検知の場合には取得した光マッピングデータは、リアルタイムに精度をチェックできる。ここで、品質に関するフィードバックは、例えば、精度が不十分であると考えられる場合に再取得を要求するために、ユーザに提供され得る。
【００５５】
ノイズに基づく位置品質を決定するために、取得した電磁気マッピングデータの二乗平均平方根ノイズレベルが決定され得る。ここで、二乗平均平方根ノイズレベルが所定のノイズ閾値より高い場合、位置品質は低すぎると考えられ、対応する位置品質情報は出力ユニット３０によりユーザに出力され得る。二乗平均平方根ノイズレベルを比較するための所定のノイズ閾値は、較正測定により決定され得る。ノイズを用いて決定された位置品質が低すぎる場合、出力ユニット３０により出力される情報は、ユーザに、位置決定要素２７の位置を再取得することを要求し及び／又は本実施形態では位置決定ユニットである電磁気追跡システムのステッパに対する電磁気場生成器の再位置決めのようなノイズを低減するための可能なソリューションを提案し得る。
【００５６】
個々のカテーテル１２内の位置決定要素２７を移動する速度に依存して位置品質を決定するために、位置決定要素２７の位置が決定される時間を測定できる。この速度は、ガイドワイヤ、つまり位置決定要素２７が挿入されている間に、及び／又は引き戻されている間に決定できる。カテーテル１２内の位置決定要素２７の位置を決定するレート（rate）は限られるので、個々のカテーテル１２内の位置決定要素２７の比較的速い動きは、個々のカテーテル内の位置決定要素２７の位置の比較的まばらな空間的サンプリングをもたらす。さらに、個々のカテーテル１２内の位置決定要素２７の非常に速い動きは、電磁気信号のドロップアウトを生じ得る。対応する速度閾値は、予め定めることができる。ここで、個々のカテーテル１２内の位置決定要素２７の動きの速度がこれらの速度閾値の間にない場合、出力ユニット３０によりユーザに、位置品質が非常に低いことが示され得る。この場合、情報がユ―ザに出力され、マッピングデータの、つまり個々のカテーテル内の位置決定要素２７の位置の、再取得を提案する。
【００５７】
提供された基準位置との比較に依存して位置品質を決定するために、取得したマッピングデータ、つまり個々のカテーテル内の位置決定要素の取得した決定した位置は、前に実行されたグリッド較正、つまり上述のテンプレート較正と一致され得る。ここで、グリッド較正は、テンプレートの表面で取得された電磁気追跡データを用いることにより得られる。位置決定要素、特にガイドワイヤは、テンプレートを通じて挿入されるので、位置決定要素の取得された決定された位置は、テンプレートの表面からの幾つかのデータ点も含む。これらのデータ点がグリッド較正中に取得されたデータ点と異なる場合、例えば、対応する偏差が所定の閾値より大きい場合、位置品質は低すぎると考えられ、出力ユニット３０はユーザに警告メッセージを出力しても良い。位置品質決定ユニット３８及び出力ユニット３０は、位置品質を向上するために、（ａ）位置決定要素がテンプレートを通じて個々のカテーテルに挿入されている間に実際に取得された新しいデータ点を用いることにより、グリッド較正を更新する、（ｂ）グリッド較正をやり直す、又は（ｃ）再び位置決定要素を個々のカテーテルに導入することにより、位置決定要素の決定された位置を再取得する、のような提案をユーザに出力するよう適応できる。
【００５８】
取得ユニット９は、各カテーテルについて取得したデータを、ユーザの所望のフォーマットでシステムディスクに自動的に保存するよう適応できる。取得したデータ、つまり個々のカテーテル内の位置決定要素の取得した決定された位置の格納は、小線源治療装置の計画ユニットが異なる場所に配置される場合に、望ましい。保存されたカテーテル位置データは、次に、イントラネットを介して、又は別のデータ転送メカニズムを用いることにより、計画ユニットへ転送されても良い。決定されたカテーテル位置は、計画ユニットに直接供給されても良い。このオプションは、個々のカテーテルの姿勢及び形状を決定するユニット及び計画ユニットが、図１を参照して上述したような同じ小線源治療装置の部分である場合に、望ましい。
【００５９】
位置決定ユニット６、２７、取得ユニット９、及び制御ユニット１５は、人間内のカテーテルの姿勢及び形状を決定する決定装置の部分であると考えられる。図１を参照して上述した実施形態では、決定装置は、小線源治療に統合される。別の実施形態では、決定装置は、人間内の個々のカテーテルの姿勢及び形状を決定する別個の装置であり得る。ここで、決定されたカテーテルの姿勢及び形状は、別個の小線源治療装置に供給され、小線源治療装置が人間２内のカテーテル１２の決定された姿勢及び形状に基づき小線源治療を計画できるようにする。
【００６０】
計画ユニット３９は、カテーテル１２の決定された姿勢及び形状に基づき、近隣カテーテル１２間のカテーテル間間隔を決定し、決定されたカテーテル間間隔に依存して配置計画を決定するよう適応できる。さらに、計画ユニット３９は、カテーテル１２の決定された姿勢及び形状に基づき、及び画像ユニット４、８により生成された目標オブジェクト１１の画像に基づき、カテーテル１２と目標オブジェクト１１との間の空間的関係を決定し、カテーテル１２と目標オブジェクト１１との間の決定された空間的関係に更に依存して配置計画を決定するよう適応できる。例えば、計画ユニット３９は、目標オブジェクト１１に対する各カテーテル１２の姿勢及び形状を決定し、これらの決定された姿勢及び形状を配置計画を生成するために用いるよう適応できる。異なる配置位置及び対応する配置時間を計画するために、文献「Optimization  of  HDR  brachytherapy  dose  distributions  using  linear  programming  with  penalty  costs」、Ron  Alterovitz  et  al.,  Medical  Physics,  volume  ３３,  number  １１,  pages  ４０１２  to  ４０１９,  November  ２００６に開示されている計画技術のような知られている計画技術を用いることができる。
【００６１】
以下で、生体内の目標オブジェクトに小線源治療を適用する小線源治療方法の一実施形態は、図５に示すフローチャートを参照して例示的に記載される。
【００６２】
ステップ１０１で、初期画像は、画像ユニットにより生成される。ここで、生成された画像は、患者内の目標オブジェクトを示す。さらに、テンプレートは人間に隣接して配置され、カテーテルがテンプレート内の開口を通じて目標オブジェクトに導入できるようにする。ここで、次に、カテーテルは、テンプレート内の開口を通じて人間に目標オブジェクトへと挿入される。特に、カテーテルは、テンプレート内の開口を通じて人間の前立腺の中へ挿入される。ステップ１０２で、位置決定要素は、挿入されたカテーテルのうちの１つに導入される。ここで、この位置決定要素の導入中に、位置決定要素は、カテーテル内の異なる場所に沿って移動され、異なる場所における位置決定要素の位置は、位置決定ユニットにより決定される。位置決定要素をカテーテルに導入する間のこの位置決定要素の位置の決定は、望ましくはリアルタイムで実行される。望ましくは、カテーテルから位置決定要素を除去する間も、カテーテル内の位置決定要素の位置は、位置決定ユニットによりリアルタイムに決定される。決定された位置のうちの少なくとも幾つかは、取得ユニットにより取得される。ここで、取得は、決定された位置に依存して制御される。位置決定要素の決定された位置の取得は、例えば、更なる処理のために、取得ユニットの格納ユニットに、決定された位置を格納するステップを有する。取得は、例えば、決定された位置が目標オブジェクト内にある場合に、又は決定された位置がテンプレートの遠位にある場合にのみ、決定された位置が取得されるように実行できる。次に、取得した決定された位置は、人間内のカテーテルの姿勢及び形状を決定するために用いられる。例えば、取得した決定された位置は、カテーテルの姿勢及び形状を記述する線に沿って配置され、カテーテルの姿勢及び形状を直接定めることができる。したがって、位置決定要素の取得した決定された位置のシーケンスは、カテーテルの決定された姿勢及び形状であると直接考えられる。代替で、位置決定要素がカテーテルに導入される間に取得された決定された位置、及び位置決定要素がカテーテルから除去される間に取得された決定された位置は、カテーテルの姿勢及び形状を決定するために平均できる。カテーテルの決定された姿勢及び形状は、格納ユニットに格納され及び／又は計画ユニットへ送信され得る。
【００６３】
ステップ１０３で、人間に挿入された全てのカテーテルの姿勢及び形状が既に決定されたか否かがチェックされる。決定された場合、小線源治療方法は、ステップ１０４に続く。姿勢及び形状が未だ決定されていないカテーテルが未だ人間に挿入されている場合、このカテーテルの姿勢及び形状は、ステップ１０２で決定される。したがって、小線源治療方法がステップ１０４に続くとすぐに、順次的に、人間に挿入された全てのカテーテルの姿勢及び形状が決定される。
【００６４】
ステップ１０４で、計画ユニットは、カテーテルの姿勢及び形状に依存して、小線源治療、つまり放射線源のカテーテルへの導入を計画する。特に、計画ユニットは、放射線源が配置されるべき配置位置と、どれだけ長く個々の放射線源が個々の配置位置に配置されるべきかを定める配置時間と、を定める配置計画を決定する。ステップ１０５で、小線源治療は、ステップ１０４で決定された配置計画に従って実行される。特に、放射線源は、配置計画に従って、カテーテル内の配置位置へ移動され、配置位置に特定の配置時間の間留まる。小線源治療方法は、ステップ１０６で終了する。
【００６５】
ステップ１０２を参照して上述した人間内の個々のカテーテルの姿勢及び形状を決定するための、位置決定要素の位置の決定及び決定された位置に依存する位置決定要素の決定された位置の取得は、人間内のカテーテルの姿勢及び形状を決定する決定方法を定めると考えられる。
【００６６】
小線源治療装置は、望ましくは、数分間程度の短期間に亘り目標に直接又はその近くに供給される高線量のイオン化放射線を用いる癌治療の形式として、ＨＤＲ小線源治療を実行するよう適応できる。誤差範囲に含まれる高線量率供給レートは、最小限である。治療計画の前にカテーテル位置を正確に特定する能力は、高品質計画を展開するために重要である。治療計画に続いて、治療計画と供給との間だけでなく、治療供給中も、特に目標に対するカテーテルの動きを追跡することは有用であり得る。
【００６７】
図３に示した上述の実施形態では、カテーテルの配列は前立腺内に経会陰的に埋め込まれるが、他の実施形態では、カテーテルの配列は、前立腺内に他の方法で埋め込まれ得る。さらに、他の実施形態では、カテーテルは、前立腺内に埋め込まれず、臓器を治療するために、特に臓器内の腫瘍を破壊するために、別の臓器のような別の目標オブジェクトに埋め込まれても良い。
【００６８】
上述の実施形態では、超音波ユニットは、超音波画像を生成するために、人間の外皮上に配置されるよう適応されるが、他の実施形態では、画像ユニットは、別の種類の超音波画像ユニットであり得る。例えば、画像ユニットは、超音波画像を生成するためにＴＲＵＳ（trans−rectal  ultrasound）プローブを有し得る。画像ユニットは、磁気共鳴画像モダリティ、コンピュータ断層画像モダリティ、等のような別の画像モダリティであり得る。
【００６９】
カテーテル識別プロセス、つまり人間内のカテーテルの姿勢及び形状を検出するプロセスは、望ましくは臨床ＨＤＲ小線源治療術で用いられ、望ましくは追跡されたガイドワイヤの、つまり位置決定要素の、続いて各埋め込まれたカテーテルへの導入を含む。位置データ取得、本例では電磁気データ取得は、各カテーテルを完全に描写するために、追跡されたガイドワイヤの先端の適切な位置において開始され及び停止され得る。これが手動で行われた場合、各カテーテルは異なる深さまで挿入され、したがって結果として解釈することが困難なデータを生じるので、例えば、ソフトウェアインタフェースを介して、この処理中の再現性は、達成することが困難であり得る。さらに、ワークフローも面倒になり、適切なデータ取得を保証するためにガイドワイヤをカテーテルに同時に挿入し及びシステムソフトウェアと相互作用する必要を伴う。
【００７０】
したがって、図１〜４を参照して上述した小線源治療装置は、グリッドと称され得るテンプレートの表面に対する追跡されたガイドワイヤ先端の知られているリアルタイム位置に基づき、電磁気カテーテルマッピングデータの自動取得を提供することが望ましい。小線源治療装置は、望ましくは、埋め込まれたカテーテルの各々に、追跡されたガイドワイヤを順次的に挿入することのみをユーザに要求する。いかなる追加ユーザ−システム相互作用も必要ない。したがって、ワークフローは、小線源治療装置との手動相互作用が低減され、より簡易になり得る。データ取得の精度及び再現性も向上し得る。
【００７１】
上述の実施形態では主に電磁気追跡技術の使用が記載されたが、カテーテルの姿勢及び形状は、光形状検知のような、個々のカテーテル内の位置決定要素を追跡する別の追跡技術を用いることにより決定することもできる。例えば、位置決定ユニットが光形状検知により個々のカテーテル内の位置決定要素の位置を決定するよう適応される場合、光形状検知追跡システムの座標系に対するテンプレートの位置は、電磁気追跡システムを用いて実行された較正に関して上述したテンプレート上の異なる場所における位置決定要素の配置により決定され得る。特に、本例では、望ましくは、先端の位置が光形状検知を用いて決定されるとすぐに、位置決定要素の先端は、テンプレート上の個々の場所に配置される。したがって、位置決定ユニットが個々のカテーテル内の位置決定要素の位置を決定するために光形状検知を用いるよう適応される場合、位置決定要素の位置は、テンプレートに対して決定され得る。さらに、光形状検知の場合にも、制御ユニットは、望ましくは、取得ユニットを制御するよう適応される。したがって、位置決定要素が配列される場所の位置が取得され、これはテンプレートの遠位にあり、つまりテンプレートが人間に直接隣接して配列される場合、人間の内部である。したがって、例えば、位置決定要素は、個々のカテーテルに導入され得る。ここで、導入中又は位置決定要素が導入された後、位置決定要素の位置は、テンプレートの遠位であり、取得できる。つまり、位置決定要素の部分の３次元姿勢及び形状は、テンプレートの遠位であり、光形状検知により取得され、個々のカテーテルの３次元形状及び姿勢を決定するために用いられ得る。
【００７２】
上述の実施形態では、カテーテルの姿勢及び形状が決定されたが、他の実施形態では、小線源治療装置及び決定装置は、人間に放射線源を導入するために別の導入要素の姿勢及び形状を検出するよう適応できる。例えば、針も導入要素として用いることができる。ここで、位置決定要素は、人間の内部の針の位置を決定するために針の中に導入され得る。特に、中空針は、放射線源を生体内に配置するために用いることができる。３次元形状及び姿勢は、位置決定要素を針の中に導入することにより決定できる。さらに、上述の実施形態では、小線源治療はＨＤＲ小線源治療であるが、小線源治療は低線量率（low  dose  rate：ＬＤＲ）小線源治療であり得る。
【００７３】
上述の実施形態では、小線源治療装置及び決定装置は、人間内の目標オブジェクトに適用される小線源治療術で用いられるが、小線源治療装置及び決定装置は、動物内の目標オブジェクトに適用され得る小線源治療術を提供するよう適応され得る。
【００７４】
知られている臨床的ＨＤＲ小線源治療術では、カテーテル識別プロセスは、ＴＲＵＳ画像上で手動で行われる。これは、誤りを生じ易いばかりか、非常に時間がかかる。図１〜５を参照して上述した自動かてーマッピング方法は、このステップにかかる時間を有意に削減し、簡単且つシームレスなワークフローをもたらす。これは、誤りを生じ易いばかりか、非常に時間がかかる。現在病院ではＴＲＵＳ画像上で手動でカテーテルを描写するためにかかるのは３０〜４５分の時間範囲である。これは、ワークフロー及び時間節約の点で大きな改善を表す。
【００７５】
また、望ましくは、データ取得は自動的に開始及び停止されるので、望ましくは、記録したデータを治療計画に用いる前に記録したデータを切り詰めるいかなる追加ユーザ努力も必要ない。したがって、望ましくは、カテーテル識別と治療計画手順との間に、いかなる追加オーバヘッドもない。これは、更なる時間節約をもたらし得る。
【００７６】
図１〜４を参照して上述した実施形態では、人間内のカテーテルの３次元姿勢及び形状は、電磁気追跡システムを用いて追跡され、治療計画のために用いられた。カテーテルの姿勢及び形状、並びにテンプレートを同じ座標系に有するために、グリッド、つまりテンプレートと、電磁気追跡座標系との間の関係は、上述した、「グリッド較正」と称される術前較正段階の間に識別される。
【００７７】
上述のように、グリッド較正は、実質的に先端に電磁気検知要素を有するガイドワイヤであっても良い位置決定要素を用いることにより実行できる。しかしながら、上述のように、別の電磁気的に追跡される装置も、グリッド較正を実行するために用いられても良い。較正装置であると考えられるこの他の装置は、電磁気的に追跡される検知要素を収容できる。望ましくは、それは、先端に埋め込まれた電磁気センサを有する可撓性ガイドワイヤを有する。較正装置は、コンピュータシステムに結合される、例えば小線源治療装置の取得ユニットに又は別の取得ユニットに結合される、押しボタンスイッチを更に有し得る。ここで、電磁気検知要素の個々の位置は、電磁気検知要素がデータ収集のためにグリッドホールの内側にあるときにユーザがボタンを押下した場合に、取得される。これは、不正なグリッド点取得の数を減らし、したがって、不動性の２〜５秒後に位置が取得される知られているグリッド較正技術と比べて手順時間を短縮する。後者の場合には、較正装置がグリッドホールの外にある、つまりテンプレートの開口の外にある間に、ユーザの手の動きが電磁気場の視界内で数秒間停止するとき、データが記録され、グリッドホールの位置として誤って考えられてしまうからである。この場合、繰り返し較正が必要である。
【００７８】
位置決定要素、例えば人間内の個々のカテーテルの形状及び姿勢を決定するために電磁気的に追跡されるガイドワイヤは、図４を参照して上述したような押しボタンスイッチを有し得る。ここで、取得ユニットは、押しボタンスイッチが起動されたか否かに依存し及び個々のカテーテル内の位置決定要素の実際に決定された位置に依存するスイッチ信号に依存して決定された位置を取得するよう適応できる。例えば、取得ユニットは、（ｉ）位置決定要素の先端が目標オブジェクト内にある又はテンプレートの少なくとも遠位にある、及び（ｉｉ）押しボタンスイッチがユーザにより作動された場合に、個々のカテーテル内の位置決定要素の決定された位置を取得するよう適応できる。したがって、押しボタンスイッチは、位置決定要素の決定された位置の取得の開始又は停止を示すためにユーザにより用いることができる。
【００７９】
スイッチは、異なる方法で機能し得る押しボタンスイッチであり得る。例えば、スイッチは、過渡モードで動作できる。ここで、単一のボタン押下は、短時間の間、例えば１〜２秒間、個々のカテーテル内の位置決定要素の決定された位置に依存して、データ取得を始動しても良い。押しボタンスイッチは、トグルモードで動作しても良い。ここで、単一のボタン押下は、位置に依存するデータ取得を開始又は停止しても良い。スイッチは、例えばスライドメカニズムを有する別のスイッチであり得る。ここで、スイッチに２つの位置が設けられ、１つは位置に依存する取得を始動し、もう１つは位置に依存する取得を停止する。
【００８０】
小線源治療装置及び決定装置は、望ましくは、望ましくは電磁気的ベースのカテーテル追跡ワークフローにおける完全な自動化を導入する。カテーテル識別、マッピング及び位置データの保存は、自動的に行われ得る。これは、有意な時間節約により、改善された流れるようなワークフローを生じ得る。
【００８１】
臨床的ＨＤＲ小線源治療術の間に人間内のカテーテルの姿勢及び形状を決定するために、位置決定要素、特に電磁気的に追跡されるガイドワイヤは、望ましくは、各埋め込まれたカテーテルに順次挿入される。小線源治療装置及び決定装置は、望ましくは、位置データ、特に電磁気カテーテルマッピングデータが、テンプレートの表面及び／又は前立腺であっても良い目標オブジェクトの近接範囲に対する位置決定要素の、特に追跡されるガイドワイヤ先端の、リアルタイム位置に関する知識に基づき、自動的に取得されるように、適応される。望ましくは、小線源治療装置及び決定装置は、埋め込まれたカテーテルの各々の中に位置決定要素を順次挿入することをユーザに要求するだけである。ここで、カテーテルマッピングデータ、つまり個々のカテーテル内の位置決定要素の適切な決定された位置、は自動的に取得され格納される。追加ユーザ−システム相互作用は、望ましくは必要ない。任意的に、この自動マッピング手順は、位置決定要素にあるスイッチが作動され、したがって対応するスイッチ信号が、自動カテーテルマッピングが実行されるべきであると制御ユニットに示す場合にのみ実行される。自動位置データ取得に加えて、小線源治療装置及び決定装置は、ユーザが位置決定要素を既にマッピングされている、つまりカテーテルの姿勢及び形状及び位置が既に決定されているカテーテルに再挿入した場合、例えばスクリーン上のメッセージにより及び／又は可聴ビープにより、ユーザに警告するよう適応できる。取得されたデータは、ユーザの所望のフォーマットでディスクに自動的に保存できる。代替で、小線源治療装置の計画ユニットとの直接インタフェースは、計画ユニットに取得したデータを直接供給するために用いることができる。
【００８２】
開示された実施形態の他の変形は、図面、詳細な説明、及び請求項を読むことにより、当業者に理解され請求項に記載された発明を実施する際に実施されうる。
【００８３】
留意すべき点は、用語「有する（comprising）」は他の要素又は段階を排除しないこと、及び単数を表す語（a、an）は複数を排除しないことである。
【００８４】
単一のユニット又は装置が、請求の範囲に記載された幾つかのアイテムの機能を満たしても良い。特定の量が相互に異なる従属請求項に記載されるという事実は、これらの量の組合せが有利に用いることが出来ないことを示すものではない。
【００８５】
生体内の導入要素の３次元姿勢及び形状の決定のような、又は１若しくは複数のユニットにより実行される配置計画の決定のような決定は、いかなる他の数のユニット又は装置によっても実行できる。小線源治療方法に従う決定方法及び／又は小線源治療装置の制御に従う決定及び／又は決定装置の制御は、コンピュータプログラムのプログラムコード手段及び／又は専用ハードウェアとして実装できる。
【００８６】
コンピュータプログラムは、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介するような、他のハードウェアと共に又はその一部として提供される光記憶媒体又は固体媒体のような適切な媒体に格納／分配されても良く、他の形式で分配されても良い。
【００８７】
請求項中のいかなる参照符号も請求の範囲又は本発明の範囲を制限するものと考えられるべきではない。
【００８８】
本発明は、生体内のカテーテルのような導入要素の姿勢及び形状を決定する決定装置に関する。ここで、導入要素は、治療されるべき目標オブジェクトの近くに放射線源を導入する小線源治療装置により用いられるよう適応される。電磁気追跡要素を有するガイドワイヤのような位置決定要素は、導入要素に導入され、導入要素内の異なる場所に配列され、導入要素内の位置決定要素の位置が決定される。次に、決定された位置は、生体内の導入要素の姿勢及び形状を決定するために、決定された位置に依存して取得される。これは、少ないユーザ相互作用の決定手順をもたらし、それによりユーザにとって決定手順を簡略化する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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