(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ）対向し及びコレジストレーションされた２つの検出器ヘッドを有する、プラナーポジトロン放出断層撮影イメージャ；  Ｂ）光学式イメージャ； Ｃ）データ収集・処理ソフトおよび画像融合ソフトを含み、モニターを備えるコンピュータ； Ｄ）組織サンプルのコレジストレーションされた光学画像を取得するためのサンプルホルダであって、 ａ）画像化するための前記サンプルを保持するラジオルーセント・ペトリ皿、 ｂ）サンプルホルダの内側にある一対のレール、および ｃ）光学デジタル撮像する前記光学式イメージャの下における前記組織サンプルの撮像と、放射性トレーサ蓄積を表す代謝ＰＥＴ画像を取得する前記ポジトロン放出断層撮影イメージャの下における前記組織サンプルの撮像とを交互に行うために、前記レール上の前記ラジオルーセント・ペトリ皿を位置決めする、前記サンプルホルダにある脱着可能なストップ・ピン、を有するサンプルホルダ；ならびに Ｅ）前記ＰＥＴ画像を前記光学画像と融合させることで、前記モニタに表示されるＰＥＴ・光学融合画像を生成する、前記コンピュータ上で動作するソフトウエア、を備える、可動カート上に搭載されるコンパクトな可動式の撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポジトロン放出断層撮影（ＰＥＴ）に関し、特に癌組織を除去する外科手術処置中に適切な癌組織切除および外科的縁について迅速な決定を行うための、ＰＥＴと光学的撮像・システムとの合体化に関する。
【背景技術】
【０００２】
癌の外科手術中、重要事項の１つは、癌組織の周りに十分な外科的縁があるかを決定することである。外科医は、理想的には、癌組織の周りに適切な縁を残しつつ、しかし健康な周辺組織を取りすぎること無く、外科医は腫瘍すべてを取り除くことを望む。通常、病巣を外科手術で取り除いた後に、該組織は癌腫の周りの縁が十分であるかどうか決定するために病理学ラボに送られる。このプロセスには、腫瘍が切除されたこと、そして適切な外科的縁があるということの確認を得るのに２０〜３０分以上かかることがある。その間、外科医は確認を待たなければならない。縁が適切でない場合には、外科手術の決定がなされるまで、このプロセスは数回繰り返されることがあり、かなりの遊び時間が外科手術に追加されることになる。患者にとり、このプロセス処理の間に失われた時間のために、外科手術の時間が長くなり麻酔に長時間さらされることになるが、そのために病的状態が高まる恐れがある。外科手術時間が増すと、その処置のために総コストの上昇を招く恐れがある。
【０００３】
したがって、癌組織の除去のための外科手術処置中に、適切な癌組織切除がなされたかどうか、適切な外科的縁があるかどうか、を決定するための方法と装置を有することが強く望まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、外科手術中に、切除の後に、癌組織の境界の迅速な決定と、切除後にその周りに適切な縁が存在するかを迅速に決定するための方法と装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によると、ＰＥＴと光学的撮像の両方を単一のシステムに結合する可動式のコンパクトな撮像システムであって、手術室（ＯＲ）に配置できて、腫瘍が完全に切除されたか、そして適切な外科的縁があるかどうか、を決定するために、迅速なフィードバックを提供する、撮像システムが提供される。病理学ラボから終検（最終確認）が得られるが、このような装置は、処置に必要な総時間と、良好な縁を残しつつ腫瘍を十分に切除するのを達成するのに必要な繰り返し回数を減少できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は本発明の撮像システムを部分的に仮想して示す斜視図である。
【０００７】
【図２】図２は本発明の撮像システムの、サンプルトレーガイドを有する、モジュール取付けとコレジストレーション(co-registration)の取り付け台を部分的に仮想して示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
Ｆ−１８フルオロデオキシグルコース（ＦＤＧ）を用いるポジトロン放出断層撮影は、様々な癌腫を画像化するための有益な手段になることが示されて来た。多くの癌腫は正常組織と比較してグルコース代謝が高いことが示されている。ＦＤＧが静脈内に注入されると腫瘍に集中し、腫瘍が画像化されるのを可能にする。本発明の撮像システムで使用される手順(protocol)では、手術の１時間前に、患者はＦＤＧのようなポジトロン放出放射性薬品を少量注入される。外科医が癌の病巣を取り除くと、彼または彼女は切除された組織および手術台を染料でマークして縁の分析のための方針を策定する。
【０００９】
本発明のポジトロン放出断層撮影（ＰＥＴ）組織サンプルイメージャは切除された組織サンプル中の放射性トレーサ取込みを画像化する１対の小さいＰＥＴカメラを使用する。癌組織は、通常、サンプル中の放射性トレーサ蓄積が増加した１又は複数の焦点領域として識別される。また、本発明のＰＥＴ組織サンプルイメージャは、組織サンプルのコレジストレーション(co-registration)された光学画像を得ることも可能としている。代謝性のＰＥＴ画像実証放射性トレーサの蓄積は表示（display）のための光学画像上に融合される。９０°の二つの異なった向きで融合した画像を評価することにより、外科医は、腫瘍の周りに正常組織の適切な縁があるか、または更に介入する必要があるか、を決定することが可能になる。この手法で、外科医は、光学画像の観察により患者内の組織の物理的位置を観測することも可能になる。このプロセスは手術室においてわずか数分で完了できるので、病理学検査を繰り返す必要性をなくす。
【００１０】
ここで、添付図面を参照すると、本発明の二重様式(dual-modality)で可動式のイメージャ１０は以下を含む：
1)通常（しかし、必須ではない）、１０ｃｍ×２０ｃｍの視野(field of view)と、およそ１．５−３．０ｍｍの平面の再構成解像度(planar reconstruction resolution)を示すプラナーＰＥＴイメージャ１２；  
2)サンプルトレーガイド１４を有する、ＰＥＴモジュール取付けとコレジストレーションの取付台；
3)光学カメラ１６；
4)組織サンプルトレー１８；
5)手術室環境と調和可能な可動式ガントリー２０；
6)ＰＥＴイメージャ取付台を有する、任意的なアーム２２；
7)モニタ２４、キーボード２６、およびマウス２８を伴うコンピュータ３４；
8)低電圧・高電圧電源３０を伴うイメージャ電子装置(electronics)；
9)ＰＥＴモジュール・データ収集システム３２；
10)コンピュータ３４にロードされたデータ収集・処理ソフトウェア；
11)コンピュータ３４にロードされた画像融合ソフトウェア；および
12)ＵＰＳ／絶縁変圧器(isolation transformer)３６。
【００１１】
本発明のプラナーＰＥＴイメージャ１２ではいくつかのＰＥＴ画像技術を実施できる。シンチレータ・ガンマ・センサーで吸収された５１１ｋｅＶのガンマ線により発生したシンチレーション光の検出器として種々の光電検出器が役立つが、好ましい一般型の装置は５１１ｋｅＶの消滅ガンマ線のセンサー／エネルギ変換器としてシンチレータを有する。シンチレータセンサは、ＬＳＯ，ＬＹＳＯ，ＧＳＯ，ＢＧＯ，ＬａＢｒ３，ＮａＩ（ＴＩ），ＣｓＩ（ＴＩ），ＣｓＩ（Ｎａ），その他のような、ピクセル化された(pixellated)または板状の結晶シンチレータ材料で作ることができる。光検出器は、標準またはマルチエレメント光電子増倍管、位置感受性で平らなパネルもしくはマイクロチャンネル・プレートに基づいている光電子増倍管、抵抗性など読み出し装置を有するアバランシェ・フォトダイオードアレイもしくは大型アバランシェフォトダイオード、または新しいいわゆるシリコン光電子増倍管の種々の変形を備えていてもよい。
【００１２】
好ましいＰＥＴイメージャ技術の例としては、これらに限定されないが、次のものが挙げられる：
1)対向している検出器ヘッド１２Ａと１２Ｂに基づいたイメージャであって、前記ヘッドのおのおのは、２ｍｍ×２ｍｍ×ｌ５ｍｍ  ＬＹＳＯシンチレータに結合されたアレイ状の２”Ｈａｍａｍａｔｓｕ  Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒｓ（ＰＳＰＭＴ）で作られていて、およそ１０ｃｍ×１０ｃｍの有効視野(active field of view)を持つプラナーＰＥＴイメージャを形成する、前記イメージャと；
2)よりコンパクトでより軽い実装のためには、前記のＰＳＰＭＴを、マウンテンビュー（カリフォルニア）のＳｅｎｓＬから入手可能なもののようなＳｉｌｉｃｏｎ  ＰＭＴで置き換えることができる。
3)位置感受性ＡＰＤのような他のＰＥＴ同位元素適合性(isotope compatible)検出器技術、および、テルル化カドミウム亜鉛のような固体検出器材料；
4)同様の高速オンボード読み出し装置、および、マルチチャンネル・データ収集システムも使用できる。
【００１３】
本発明の組織サンプル撮像システムの代表例は、実験室環境で構築されテストされた。該イメージャは甲状腺摂取探査子(thyroid uptake probe)のために当初設計されたフリー・バランス・アームを備えた、改造可動式ガントリー上で実施された。該システムは、以下の要素を含むように改造された：電子装置キャビネット・ハウジング電子装置(electronics cabinet housing electronics)、電源、およびケーブル接続；シェルフ・ハウジング・コンピュータとデータ収集ボックス；外科手術の間、とぎれない電力を保証し、電気安全緩衝を提供する医療的品質のＵＳＢ／絶縁変圧器；コンパクトなコンピュータ；並びに、操作の容易さとより清浄な環境（原則としてキーボード使用は全く必要でない）のための医療的品質のタッチスクリーン・モニタ。
【００１４】
図２に示すように、本発明のこの撮像装置１０の重要な特徴は、サンプルホルダ４２を有するサンプルトレー１８であり、これはＰＥＴイメージャ１２の位置に基づいて、サンプルホルダ４２の位置を案内する一対のレール４０によって、２個のイメージャ／カメラ１２および１６と一直線に並ぶ。この装置により、ＰＥＴイメージャの１２Ａと１２Ｂが平行で適切な距離に分離されることが保証される。サンプルトレー１４は、組織サンプルを保持するサンプルホルダ４２を含んでいて、これは好ましくはラジオルーセント・ペトリ皿である。このトレーはサンプルホルダ１４の内側にあるレール４０で移動する。ストップ・ピン４４が、組織サンプルホルダ４２を、デジタル写真を撮る光学カメラ１６の下に位置決めする。光学画像が取得された後に、ストップ・ピン４４は引き下げられ、サンプルトレー１４が、ＰＥＴ画像が取得されるＰＥＴイメージャ１２内の中央の位置まで矢４６で示された方向に平行移動させられる。ＰＥＴ画像は次に光学画像に合併させられタッチスクリーン・モニタ２４に表示される。
【００１５】
キャスターまたはホイール５０を備えるカート４８上に又はその中に撮像システム１０を取り付けると、撮像システム１０の手術室の中へ、外へ、そしてその内部での移動が可能になる。
【００１６】
上記のように、手術室（ＯＲ）に配置される、可動式のコンパクトな撮像システムであって、腫瘍が完全に切除されたかどうか、そして、適切な外科的縁があるかどうか、を決定するためにより速いフィードバックを提供する撮像システムについて説明した。
【００１７】
本発明を説明したように、本発明の意図している趣旨と範囲から逸脱せずに本発明を改変することができ、そのような改変のいずれもそしてすべてが添付の特許請求の範囲に含まれるべく意図されていることは、当業者には明らかである。
【符号の説明】
【００１８】
１０  撮像システム
１２  プラナーＰＥＴイメージャ
１４  サンプル−トレーガイド
１６  光学カメラ
１８  組織サンプルトレー
２０  可動式ガントリー
２２  アーム
２４  モニタ
２６  キーボード
２８  マウス
３０  低電圧・高電圧電源を有するイメージャ電子装置；
３２  ＰＥＴモジュール・データ収集システム
３４  コンピュータ
３６  ＵＰＳ／絶縁変圧器(isolation transformer)
４０  レール
４２  サンプルホルダ
４４  ストップ・ピン
４８  カート
５０  キャスター又はホイール
【図１】
0005366033.tif 000002
【図２】
0005366033.tif 000003