(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３つの基準マーカーを備えた患者の身体に取付け可能なロケータと、
患者に医学的処置を施す医学装置と、
患者の身体がこの医学装置を用いて医学的処置を施すための位置にある時の基準マーカーの位置を検出する検出サブシステムと、
医学装置の位置に対して測定された患者の位置を求める第１手段と、
上記で得られた医学装置の位置に対して測定された患者の位置と医学装置の位置に対する患者の望ましい位置との間の差を求め、
得られた差を発生させる第２手段と、
を有する医学的操作用のシステム。
【請求項２】
ロケータが患者の身体の一部を登録する登録部を有し、この登録部を用いることによってロケータを患者の身体から外して患者の身体の一部に対して前回取り付けた時と同じ向きに患者の身体に再度取付けることができ、ロケータは機械的にフリーで、患者の身体の位置決め時にロケータに力を加えずに患者の身体を位置決めでき、
ロケータが外側部分を有するバイトプレートであり、基準マーカーは外側部分上にあり、バイトプレートは患者の歯に合った型を有し、この鋳型は歯に対して前回バイトプレートを取付けた時と同じ向きにバイトプレートを患者の歯を登録させることができる請求項２に記載のシステム。
【請求項３】
ロケータが、サポートに固定されたヘッドリングとサポートに固定されたヘッドホルダーとからなる群の中から選択される請求項1または２に記載のシステム。
【請求項４】
ロケータがヘッドリングであり、これに固定された１つの部材を有し、３つの基準マーカーがこの部材に取付けられて単一の平面を規定する請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は立体定位方式 (sterotactic)の医療処置で用いられるデバイス、システムおよび方法に関するものであり、特に、患者または患者の一部を一回または複数回正確に位置決め（固定）する方法に関するものである。
この出願は本発明の発明者であるフランク ボヴァ((Frank Ｊ.Bova,ph.D.)およびウイリアム フリードマン(William A.Friedman)が1995年2月14日に出願した米国特許出願第08/388,024号の一部継続出願である。この出願は本願の譲受人に譲渡されており、本明細書の一部を成す。
【０００２】
【従来の技術】
以下の説明では同じ患者に対して医療治療を複数回施す場合を中心にして説明する。
多くの医学治療では時間的に異なる時に反復して処置を行う必要がある。例えば、脳腫瘍、その他の治療で用いられる放射線は一回で済むこともあるが、大抵の場合は患者の安全を考えて時間的に間をおいて複数回に別けて放射線を照射する。
【０００３】
放射線治療は４つの段階、すなわち(1) 診断・評価段階、(2) 治療計画決定段階、(3) シミュレーション段階、そして (4)治療段階に分けることができる。
本発明の反復固定デバイスは上記の後半の３段階で使用できる。最初の診断・評価段階では医師がどの組織が冒されているかを決め、ターゲットを決める。次の段階では患者に多くの診断テスト、例えばアンギオグラフィー、コンピューター制御トモグラフィー（ＣＴ）、核磁気共鳴（ＭＲ）画像形成等が行われる。医師が治療すべき組織を同定できた段階で患者は治療シミュレーションといわれる段階に入る。
【０００４】
この段階で通常のフィルム、デジタル画像、ＣＴ画像、ＭＲＩ画像、超音波画像等の一群の画像を撮る。医師はこれらの画像を基にして健康な組織以外の患部組織のみを通る放射線ビーム軌道を決定することができる。医師がターゲットとして選択した組織は放射線透過性であることが多いので、放射線ビームの整合には一般にレントゲン写真の目印(landmark)を用いる。これらの目印は、放射線治療に入る前に、医療用Ｘ線を用いて類似のレントゲン写真に画像として記録する。
【０００５】
これらの治療前のレントゲン写真は一般に治療用ポータル(portal)フィルムとよばれ、このポータルフィルムを用いることによって医師は患者の骨格的位置に対して治療用ビームが正しく整合している否かを判断することができる。このポータルフィルムを何回撮るかは患者セッティングの複雑さおよび致命的組織（例えば患者の視覚神経）とビーム軌道との距離に依存する。
いずれにせよ、一般的な放射線治療は２〜６週間にわたって10〜64回に別けて行われる。この治療回数は患者の疾患の種類によって違うが、各々の治療では患者を遠隔治療設備内で同じ位置に位置決めし、放射線ビームに対して整合させなければならない。
また、放射線透過性の組織に近いために、シミュレーション段階で要求されるだけの精度でターゲット組織を位置決めできない場合もあり、例えば動静脈奇形、聴覚ノイリノーマ、その他の小さな頭蓋骨内ターゲットの場合である。こうしたターゲットの同定および治療を行うことができる「放射線治療」としての強力な技術が新しい開発された（放射線治療法とは広い概念を有するが、一般には一回の放射線治療のみで治療が終わるものを意味し、放射線治療を複数回行うものは一般に高精度放射線治療または分割立体定位法放射線治療とよばれる）。この技術を用いると小さな頭蓋骨内ターゲットを同定し、極めて正確に治療することができる。
【０００６】
この新しい放射線外科治療技術ではターゲットの同定、位置決めおよび治療を立体定位法原理で行う。この処置ではまず最初に立体定位参照(sterotactic reference) システムを用いて患者の頭蓋骨を固定する。この立体定位参照システムは放射線外科治療中を通じて頭蓋骨内の全ての点に対して不動の状態を維持する。そして、アンギオグラフィー、ＣＴ、ＭＲ走査を含む全ての診断試験では立体定位参照フレームに対して位置決めされた一群の基準マーカー(fiducial markers)が用いられる。
【０００７】
次に、ターゲットが同定されると、放射線ビームの経路がコンピューターで数学的に計算される。医師はこの方法を支えるコンピューターのアルゴリズムを用いることによって提案された経路で実際にＸ線ビームを照射した時に患者に照射されるであろう照射量を評価することができる。実際には、全ての通常組織への照射量を制限した状態でターゲット組織に対する放射線量を十分に絞った治療計画となるように、放射線のビームを変えたり、治療計画から所定のビームを削除したり、それに追加する。そして、許容可能な照射量分布の治療計画に到達した段階で、ビーム軌道情報を放射線治療装置へ送る。それによって、患者には一回の照射治療のみが行われる。治療後、立体定位参照フレームを外す。このフレームを取付けてから外すまでの以上の全ての処置に要する時間は一般に６〜８時間である。
【０００８】
本出願人に譲渡されている下記米国特許は立体定位法を用いた高精度の放射線外科治療法の参照として本願明細書の一部をなすものである：
米国特許番号        特許日              発明の名称
5,027,818       1991年 7月 2日    放射線外科治療の定量法
5,189,687       1993年 2月23日    放射線外科治療装置
本発明者の上記特許の方法を用いることによって患者を立体定位法を用いた放射線外科治療の放射線ビームに対して0.2 mm±0.1 mmの精度で位置決めすることができる。
【０００９】
この方法は処置が一回で終わる場合には極めて上手くいく方法であるが、別の意味での治療効果を上げるために全照射量を複数の小さい照射量に分けて複数回照射しなければならない場合もある。この場合には、参照フレームを患者から一旦外してしまうと、頭蓋骨内のターゲット位置と参照フレームとの間の相対関係が失われてしまう。しかし、上記の放射線外科治療法では数週間にわたる治療中、患者の頭蓋骨に対して参照フレームをずっと固定しておく必要があるため、治療を複数回に分ける場合にはこの方法は適していない。すなわち、２回目以降は一回治療する度に、時間のかかる面倒な再位置決め作業をしなければならない。
【００１０】
反復固定を簡単に行う方法は種々提案されている。この方法は３つのカテゴリー、すなわち歯で噛むバイト(bite)プレート方式、輪郭再整合(contour realignment) 方式、そしてマスク(mask)方式に分類することができる。しかし、これらの方式は全て、許容値を越える検出不可能な位置誤差の原因となる設計上の欠点を有している。
マスク方式は30年間にわたって放射線治療で用いられてきた。
この方式では患者の顔または頭に完全にフィットするマスクを個々の患者毎に作る。高精度放射線外科治療法の場合にはこのマスクを立体定位法のフレームに取付ける。このフレームは立体定位方式の一般の処置で用いられるものと同じものである。
【００１１】
患者は診断検査を行う度にこのマスク／フレーム系の所に位置決めされ、通常の立体定位方式の位置決め装置を用いて画像を記録する。
このマスクによる固定・再位置決め方式は放射線治療で広く用いられてきたが、多くの文献はこのマスク方式の反復位置決め精度は３〜５mm以下であると報告している。この精度は照射を複数に別けて行う放射線治療では許容できない精度レベルであると考える。
バイトプレート方式も数十年間にわたって用いられてきた。この方式でも個々の患者用に特別なバイトプレートを作る必要がある。このバイトプレートは外科的に患者の歯にフィットするようになっており、マスク／フレーム系と同様に立体定位法のフレームに取付けられる。この参照フレームには一般のレントゲンフィルム用およびＣＴ、ＭＲ走査用の位置マーカーが付けられる。この方式の基本的欠点はバイトプレートが位置決めと患者固定の両方に用いられる点にある。すなわち、バイトプレートは立体定位法の位置決め用参照として用いられるだけでなく、患者を所定位置へ移動させる機構の役目もする。
【００１２】
しかしバイトプレートを用いて患者を移動させるとバイトプレートと患者との境界部にトルクが生じる。この方式を解析すると、バイトプレートを患者の歯に対してほんのわずか移動させただけで頭蓋骨内のターゲットが大きく移動・回転するということが分かっている。そして、その不整合度を確認する手段が開発されていないためこの誤差を検出することができない。
患者の骨相学的輪郭を立体定位法の参照系として用いる別の患者固定法も用いられている。この方式ではＣＴスキャンまたはＭＲスキャンによって患者表面を三次元再構築する。そうして得られた輪郭を立体定位法位置決め方式の参照系として用いることができる。
その後は通常の診断試験を行い、通常の放射線治療で用いる立体定位原理を用いて治療計画をたて、ターゲットを同定し、アイソセンターに対する患者表面の輪郭の座標を測定する。患者を遠隔治療設備に入れた後、表面デジタイザーを用いて患者表面の輪郭を再度得る。次に、一群のアルゴリズムを用いて遠隔治療設備のアイソセンターに対して患者ターゲットを再位置決めするのに必要な移動・回転量を計算する。臨床試験状態でのこの方式の精度は約２〜３mmである。
【００１３】
照射を複数に別けて行う放射線治療では放射線照射精度が極めて重要である。ある種の腫瘍、その他の条件下では放射線を極めて小さい容積内に絞ることが要求され、放射線ビームが整合して居ない場合には腫瘍、その他のターゲットに与えられる照射量が不十分となるだけでなく、腫瘍、その他のターゲットの近くにある健康な組織を損傷する程度および／または損傷度が大きくなる。
【００１４】
すなわち、腫瘍、その他のターゲットを十分な精度で位置決めできないと照射を複数に別けて行う放射線治療はできない。
ターゲットを正しく位置決めするというニーズは照射を一回で済ませる放射線治療にもある。本発明者の上記米国特許の一つの目的はこの点にある。照射を複数に別けて行う放射線治療での別のニーズは患者を簡単な方法で反復して正確に位置決めできることである。患者を最初の治療位置と同じ位置にできるならば、患者を２回目以降再度位置決めした時にも（治療機構に対して）正確に同じ位置を占めることになる。しかし、その場合には、２回目以降の治療を患者が最初の治療位置からわずかに移動した位置で行うと精度が低下することになる。従って、上記のような位置決め法には欠点がある。
【００１５】
より一般的にいえば、患者または患者の一部を反復して位置決めするニーズは放射線治療以外の所にある。大抵の場合に望まれるのは、最初の治療を患者のある部分を正確に位置決めした状態で行い、２回目以降の治療も患者のある部分を正確に位置決めした状態で行うことである。この２回目以降の治療でも面倒で時間のかかる作業を繰り返すことができるが、そうすると治療費が高くなり、作業も複雑になる。本明細書で医療処置とは診断および／または治療目的の処置を意味する。
反復して位置決めするニーズのない一回の医学的治療が望ましい治療コースである場合がある。しかし、この場合にも位置決めの精度の高さは依然として要求される。本明細書の一部を成す本発明者達の上記２つの特許による機械的配置法およびそれと組み合わされた技術によって医療機器に対する患者の位置決めを高い精度で行うことができる。
【００１６】
このような一回の医学的治療の場合には、患者に固定および位置決定を要求することができる（位置決定とは医療機器に対して患者を正確に配置することである）。本明細書の一部を成す本発明者達の上記２つの特許の設計およびそれと組み合わされた技術によって放射線ヘッド内の種々の機械的要素の接合部および連結部における機械的な不正確さを補償して医療機器に対して高い精度で患者を位置決めすることができる。しかし、患者とヘッドリングまたは他の固定装置との境界部でのわずかなズレ(deviation)によって生じる不正確さによってこの精度は依然として制限される。本明細書の一部を成す特許出願08/388,024に開示のバイトプレートを用いる方法はこの問題を解決するのに役立つが、バイトプレートを用いないで位置決定できる他の方法が有用な場合もある。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主目的は、医療処置での位置決め方法（すなわち、患者と医療機器またはシステムとの適正な相対的位置を決める方法）および装置を提供することにある。
本発明の特殊な目的は、医学的処置を施す患者を高精度且つ簡単に位置決めする方法を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、医学的処置を反復するための極めて高い精度の非攻撃的な反復固定方法を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、患者の位置決めに使われる構造に対して機械的に独立したロケータ(locator) を備えた反復固定方法、すなわち、患者以外には患者の位置決めに使う全ての機構がロケータを移動しない固定方法を提供することにある。
【００１８】
本発明のさらに別の目的は、立体定位法放射線治療用の反復固定方法を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、最初の位置決めをした後に比較的迅速に患者を再位置決めできる反復固定方法を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、上記従来法の欠点を減らし、または無くした反復固定方法を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、患者と医療機器またはシステムとの相対位置の調節が容易にでき、患者と医療機器またはシステムとの望ましい相対位置が得られる、一回の医学的処置用の正確な位置決定方法を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、患者と医療機器またはシステムとの相対位置を自動的に調節して、患者と医療機器またはシステムとの間の望ましい相対位置を得るための、一回の医学的処置用の高精度な位置決定方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決する手段】
本発明の医療方法は下記段階を有する（ただし、順序は必ずしも下記の順番に限定されない）：
１）  患者の身体を第１回の医学的治療のために位置決めする、
２）  機械的にフリーなロケータを患者の身体に取付ける（このロケータは少なくとも３つのＬＥＤ（発光ダイオード）を有し且つ患者の身体の一部を登録し、この機械的にフリーなロケータは位置決定用に使用されるもので、構造物（患者の身体の一部は除く）に剛体に固定する必要はない、
１回目に、ＬＥＤを用いて患者の身体の少なくとも一部に対して正確な位置の情報を取る、
患者に第１回目の医学的処置を施す、
第１回目の医学的処置を行った後に、ロケータを患者の身体から外す、
ロケータを取外した後の時間的に後に、前回ロケータを取付けた時と同じ向き且つ患者の身体の一部に合った定位置にロケータを再度取付ける、
ロケータを再度取付けた後に、ＬＥＤを用いて少なくとも患者の身体の一部に対する２回目の正確な位置情報を取る、
ロケータを再度取付けた後に、患者の身体に第２回目の医学的処置を施す。
【００２０】
ロケータの取付け操作および再取付け操作は非攻撃的であるのが好ましい。本明細書で非攻撃的という用語はロケータの取付け操作および再取付け操作のために患者の身体に孔を開ける必要がなく、健康な組織を除去する必要がないことを意味する。
特に、ロケータは外側部分を有するバイトプレートであり、ＬＥＤはこの外側部分の上にある。取付け操作は歯科用印象材料の鋳型を用いて患者の歯を登録してバイトプレートを定位置に配置する工程を含み、再取付け操作は上記鋳型を用いて歯に対して前回バイトプレートを取付けた時と同じ向きにバイトプレートを患者の歯の登録した定位置に配置する工程を含む。
【００２１】
本発明では、第１回目の医学的処置が少なくとも患者の身体の一部の画像化であり、第２回目の医学的処置が第１回目の医学的処置で正確に位置決めされた少なくとも１つの課題を治療する医学的治療である。第２回目の医学的治療で患者の身体にプローブを挿入するか、放射線治療を行うことができる。
本発明の別の観点では第１回目および第２回目の医学的治療が放射線治療である。
【００２２】
１回目および２回目のＬＥＤの使用時に検出サブシステムを用いてＬＥＤの位置を検出し、第２回目の医学的治療を施す前にロケータから独立した位置決め装置を用いて患者の身体を位置決めして、少なくとも患者の身体の一部を望ましい位置に正確に位置決めする。
【００２３】
本発明は医学的操作を行う下記医学治療装置として記載することもできる：
少なくとも３つのＬＥＤを備えた患者の身体に取付け可能なロケータを有し、このロケータは患者の身体の一部を登録する登録部を有し、この登録部によって、ロケータを患者の身体から外し、患者の身体の一部に対して前回取付けられた時と同一の向きに患者の身体に再度取り付けることができ、ロケータは機械的にフリーで、患者の身体の位置決め時にはロケータに力を加えずに患者の身体を位置決めでき、さらに、患者の身体の少なくとも一部を望ましい位置に固定するための、ロケータとは独立した位置決め装置を有し、患者の身体が望ましい位置にある時にＬＥＤの位置を検出する検出サブシステムをさらに有する医学治療装置。
【００２４】
ロケータは非攻撃的であり、特に外側部分を有するバイトプレートであり、ＬＥＤはこの外側部分の上にあり、バイトプレートはバイトプレートを患者の歯を登録する鋳型を作る歯科用印象材料を備えた型にすることができ、鋳型は歯に対して前回バイトプレートを取付けた時と同じ向きにバイトプレートを患者の歯に登録させることができるようになっている。
【００２５】
上記システムはさらに患者の身体へ放射線治療を行う放射線治療用機器と、放射線治療を行うために患者の身体を正確に位置決めする位置決め装置と、検出サブシステムとを有し、さらに患者の身体を画像化する画像サブシステムを有する。
【００２６】
本発明はさらに下記段階を有し、順序は必ずしも下記の順番に限定されない医療方法として記載することもできる：
１）  患者の身体を第１回目の医学的治療のために位置決めし、
２）  少なくとも３つの基準マーカーを有し且つ患者の身体の一部を登録する、機械的にフリーなロケータを患者の身体に取付け、
３）  基準マーカーを用いて少なくとも患者の身体の一部に対する１回目の正確な位置決め情報を取り、
患者に第１回目の医学的処置を施し、
第１回目の医学的処置を行った後に、ロケータを患者の身体から外し、
ロケータを取外した後に、時間的に後で、前回ロケータを取付けた時と同じ向き且つ患者の身体の一部に合った定位置にロケータを再度取付け、
ロケータを再度取付けた後に、基準マーカーを用いて少なくとも患者の身体の一部に対する２回目の正確な位置決め情報を取り、ロケータを再度取付けた後に、患者の身体に第２回目の医学的処置を施し、また、ロケータは外側部分を有するバイトプレートであり、基準マーカーが外側部分の上にあり、取付け操作は歯科用印象材料の鋳型を用いて患者の歯を登録するバイトプレートを定位置に配置する工程を含み、再取付け操作が上記鋳型を用いて歯に対して前回バイトプレートを取付けた時と同じ向きにバイトプレートを患者の歯の定位置に配置する工程を含む。
【００２７】
第１回目の医学的処置を患者の身体の少なくとも一部の画像化にし、第２回目の医学的処置を第１回医学的処置で正確に位置決めされた少なくとも１つの課題を治療する医学的治療にすることができる。第２回目の医学的治療を患者の身体にプローブを挿入する医学的治療にするか、第２回目の医学的治療を放射線治療にすることができる。
本発明の別の実施例では１回目および２回目の医学的治療が放射線治療を含む。
本発明の特殊な観点では１回目で使用する基準マーカーがＬＥＤ以外の物であり、２回目で使用する基準マーカーはこの物の位置の外側部分に置かれたＬＥＤである。
【００２８】
本発明のさらに特殊な観点では１回目および２回目で使用する基準マーカーがＬＥＤであり、１回目および２回目の基準マーカーの使用がＬＥＤの位置の検出用に検出サブシステムを利用し、また、第１回目または第２回目の医学的治療を施す前にロケータから独立した位置決め装置を用いて患者の身体を位置決めし、患者の身体の少なくとも一部を望ましい位置に正確に位置決めする。
【００２９】
本発明は下記を有する医学的操作用のシステムとして記載することもできる：少なくとも３つの基準マーカーを備えた患者の身体に取付け可能なロケータを有し、このロケータは患者の身体の一部を登録する登録部を有し、この登録部によって、ロケータは患者の身体から外し、患者の身体の一部に対して前回取り付けられた時と同じ向きに患者の身体に再度取付けることができ、ロケータは機械的にフリーで、患者の身体の位置決め時にロケータに力を加えずに患者の身体を位置決めでき、少なくとも患者の身体の一部を望ましい位置に確実に位置決め可能なロケータとは独立した位置決め装置を有し、患者の身体が望ましい位置にある時に基準マーカーの位置を検出する検出サブシステムを有することを特徴とする医学的処置を行うシステム。
【００３０】
本発明の特殊な観点では、ロケータは外側部分を有するバイトプレートであり、基準マーカーは外側部分上にあり、バイトプレートは患者の歯を登録する鋳型を有し、鋳型は歯に対して前回バイトプレートを取付けた時と同じ向きにバイトプレートを患者の歯に合わせることができる。
このシステムはさらに患者の身体へ放射線治療を行う放射線治療用機器と、放射線治療を行うために患者の身体を正確に位置決めする位置決め装置と、検出サブシステムとを有する。
【００３１】
本明細書では上記特許に記載の放射線外科、標準的なリニアアクセレレータ、放射線外科用機器およびその他任意の放射線治療装置を放射線治療用機器とみなすことができる。
基準マーカーは単一の平面を規定する３つのＬＥＤで構成することができる。
【００３２】
本発明は下記を含む医学操作用システムとして記載することもできる：
少なくとも３つの基準マーカーを備えた患者の身体に取付け可能なロケータと、
患者に医学的処置を施す医学的装置と、
患者の身体がこの医学的装置を用いて医学的処置を施すための位置にある時に基準マーカーの位置を検出する検出サブシステムと、
患者の位置決め情報（本明細書では位置決め情報とは位置情報と向き情報とを含む広義の用語である）と医学的装置に対する位置決め情報とを比較して実際のズレの情報を供給する第１の比較手段と、
この実際のズレの情報と望ましいズレの情報とを比較してエラー信号を発生させる第２の比較手段。
【００３３】
第１および第２の比較手段は差動増幅器、その他の回路素子か、比較を実施するコンピュータプログラムにすることができる。
本発明の１つの実施例では、このロケータは患者の身体の一部を登録する登録部を有し、この登録部によって、ロケータは患者の身体から外して、患者の身体の一部に対して前回取り付けられた時と同じ向きに患者の身体に再度取付けることができる。ロケータは機械的にフリーで、患者の身体の位置決め時にロケータに力を加えずに患者の身体を位置決めできる。このロケータは外側部分を有するバイトプレートであり、基準マーカーは外側部分上にあり、バイトプレートは患者の歯を登録する鋳型を有し、鋳型は歯に対して前回バイトプレートを取付けた時と同じ向きにバイトプレートを患者の歯に合わせることができる。
【００３４】
本発明の別の実施例では、このロケータはサポートに固定されたヘッドリングとサポートに固定されたヘッドホルダーとからなる群の中から選択される。
このロケータはヘッドリングであり、これに固定された１つの部材を有し、３つの基準マーカーがこの部材に取付けられて単一の平面を規定する（これは３つの基準マーカーが一直線上に並んでいないことを意味する）。
【００３５】
本発明は下記を有する医学操作用システムとして記載することもできる：
少なくとも３つのＬＥＤを備えた患者の身体に取付け可能な頭部固定装置を有し、３つのＬＥＤが単一の平面を規定し、頭部固定装置は患者用位置決定装置および固定装置の役目をし、３つのＬＥＤは患者の頭部に立体定位処置を施すために患者の位置情報を検出することができ、頭部固定装置はサポートに固定されたヘッドリングとサポートに固定されたヘッドホルダーとからなる群の中から選択される。
【００３６】
本発明は下記段階を有し、順序は必ずしも下記の順番に限定されない医療方法として記載することもできる：
１）  少なくとも３つの基準マーカーを有するロケータを患者の身体に取付け、
２）  患者に医学的処置を施すために手術可能な医学装置の隣に患者を配置し、
３）  患者の身体がこの医学的装置を用いて医学処置を施す位置にある時に基準マーカーの位置を検出し、
４）  医学的装置に対する実際の患者の位置情報と、医学的装置に対する望ましい患者の位置との差に依存してエラー信号を発生させる。
この方法はさらに、患者と医学装置との相対的な位置決めを調節してエラー信号を減らし、または無くす段階を含む。この段階は操作者が手動で実施するか、フィードバック制御で実施できる。
本発明の上記およびその他の特徴は添付図面を参照した下記の説明からより明らかに理解できよう。図では共通の部品は共通の参照番号で表してある。
【００３７】
【実施例】
図１には、患者頭部14に立体定位方式で放射線治療するためのリニアアクセレレータを有する本発明のシステム10が示してある。患者頭部14は手術台16上（一部のみを示す）に乗せられており、ヘッドリング18によって手術台に固定されている。アクセレレータ12および手術台16の詳細は本発明の必須部分ではないので、説明は省略する。
上記の構成は本明細書の一部を成す本発明者達の上記米国特許に記載の説明から容易に製造でき、その操作方法に関する説明から患者に放射線治療を正確な施すことができる。
【００３８】
アクセレレータ12の代りに、またはそれに加えて、立体定位手術用のプローブ20（公知の構造）をアンカー22に取付けることができる。このアンカー22は、図に示すように手術台16に固定するか、壁面、その他の構造物、例えばリニアアクセレレータ、ＣＴ、ＭＲ、必要とされる他の任意の基準物（図示せず）に固定される。プローブ20はメス、レーザー、その他の手術用機器であり、公知の方法を用いて空間内でのプローブの正確な位置および方向（向き）を検知するＬＥＤを有していて、プローブを何かに取り付ける必要がないようになっている。
本発明の変形例または追加の特徴は画像システム、例えばコンピュータ制御のトモグラフィー（ＣＴ）または磁気共鳴（ＭＲ）システム24等にある。患者にはアクセレレータ12、プローブ20および画像システム24の１つ以上を用いて医学的処置が行われる。
【００３９】
本発明は、患者の身体の一部を登録(in registry with)するロケータ(locator)をし反復固定する（すなわち、患者の身体の一部に対して唯一の位置に反復して位置決めする）方法を提供する。これをいかにして達成するかは以下に詳細に説明するが、その前にロケータについて説明する。このロケータは第１回目の医学的処置を行うための参照(reference) フレームとして使用され、その後は取り外されるものであるという点に注意されたい。このロケータは後で第２回目の医学的処置が行うことができるように再度患者に取付けられる。医学的処置は任意の診断および／または治療でよいが、以下の説明では分割立体定位放射線治療法を用いる点に重点をおいて説明する。
【００４０】
本発明のシステムはバイトプレート26を使用する。このバイトプレート26は非拘束ワイヤ (すなわちバイトプレートをほとんど引っ張らない緩んだワイヤ) 28によってＬＥＤシーケンシャルドライブ回路30に連結されている（ワイヤの代わりに、ワイヤレス構造 (図示せず) を用いてＬＥＤを発光させるか、ドライブ回路をバイトプレート上に載せることもできる）。ＬＥＤシーケンシャルドライブ回路30はコンピュータ32に接続されている。コンピュータ32は画像システム24とカメラシステム34とに接続されている。カメラシステム34はセンサーサブシステムの役目をし、複数のＬＥＤ（図１には示さず）を用いてバイトプレート26を位置決めする複数のカメラ36を有する公知タイプのものにすることができる。カメラシステム34とＬＥＤを発光させる（１回に１つずつ点灯させる）方法は、1993年３月30日のSchulzの米国特許第 5,198,877号（PixSys Incに譲渡）に記載されており、この特許の内容は本願明細書の一部を成す。このカメラシステムはPixSys, Incから市販されている。
【００４１】
図２に示すように、患者の頭部14はヘッドリング18を用いて拘束でき、位置決めすることができる。このヘッドリング18は本発明者達の上記特許に記載の技術を用いて定位置に固定される。ヘッドリング18は頭部を拘束するために使用または開発された任意のものにすることができる。
バイトプレート26は一種のロケータであり、少なくとも３つのＬＥＤ（図２には２個のみを示す）を有する。３つのＬＥＤは一直線上に並んでおらず、従って独特な平面を画定する。最も有利な方法は、バイトプレート26が機械的にフリーで、患者の位置決め時にロケータに力を加えずに患者の位置を決定できるようになっているものであり、特に、患者の位置決めに使用される全ての構造物（例えばリング18、これらの構造物は位置決め構造物とよばれる）からバイトプレート26が独立しているものである。換言すれば、患者の位置決めに使用される構造物によってバイトプレート26が動かされることはない（患者が動かす場合を除いて）。従って、バイトプレートの患者に対する位置を変化させる力やトルクがバイトプレートに加わることはない。
【００４２】
図３、図４を参照する。バイトプレート26は歯のインプリント40（図面を簡略化するために一部のみを示す）を有するプラスチックのマウス部39を有している。この歯のインプリント40は公知の方法でマウス部38上に義歯成形材料を用いて予め形成されている。マウントプレート42はマウス部39と一体化されているか、マウス部39に固定されている。マウントプレート42には３つの孔44が開いており、これらの孔44にはマーカープレート46の３本のポスト48が着脱自在に嵌合できるようになっている。マーカープレート46は平らで、同様に平らなマウントプレート42に対して平行であり、透明プラスチックで作られ（図示すように）内部または表面にＬＥＤ38が取付けられている。
【００４３】
図４に示す別のマーカープレート50はマーカープレート46と同じ形状であり、孔44を介してマウントプレート42に固定される３本のポスト52を有する（図には１つのみが見える）。この場合には、基準（位置）マーカーとしてＬＥＤを使用する代わりに、マーカープレート50が３つのマーカー54を有している。
これらのマーカー54はアンギオグラフィーまたはＣＴスキャン用に放射線非透過性マーカーにするか、ＭＲスキャン用の磁気共鳴マーカーにすることができる。図４にはマーカー54の中の２つのみが見えるが、これらの設置および位置は図３のＬＥＤと同じにするのが好ましいことは理解できよう。
【００４４】
以下、上記図面を参照しながら分割立体定位放射線療法を行う本発明の操作を説明する。
患者をアンギオグラフィー、ＣＴスキャンまたはＭＲスキャンで調べる前に、歯科用印象材を備えたマウス部39を患者の歯で加えさせて歯のインプリント40に対応した鋳型を作る。この鋳型は公知の技術を用いて約10分で作ることができる。その後マウス部39を接着剤、その他の手段を用いてマウントプレート42に永久固定する（マウントプレート42がマウス部位39と一体でない場合）。マウントプレート42は約３cm×６cmで、３つの孔44を有することができる。
その後、各ポスト52を対応する孔44に挿入して一時的に固定し、マーカープレート50をマウントプレート42に固定する。
【００４５】
画像システム24で患者の脳を画像化し、少なくとも３つのマーカー54の位置を検知する。対象となる領域全体の三次元位置を0.2 mmの範囲で決定する。図１ではアクセレレータ12  と同じ位置に画像システム24を示したが、異なる位置にあってもよいことは理解できよう。画像システム24で検知されるマーカー54を使用する代わりに、初めの画像化ではマーカープレート46上のＬＥＤ38を使用し、コンピュータでＬＥＤ38に関する位置データを画像システム24からの画像データと組み合わせることもできる。画像化の際には、頭部クランプリング18は必ずしも使用する必要はないが、通常は画像化の完了までに要する約30秒間、患者に動かずにいてもらうために、何らかの患者拘束手段を使用する。
【００４６】
診断用の画像が得られたら、ルーチンの立体定位放射線外科の診断計画を実行する。アイソセンターでの許容可能な治療計画ができたら、バイトプレートマーカーに対して治療計画のアイソセンター（単数または複数）を同定する。これによって外部参照系、マーカー、頭蓋内ターゲットの間をリンクさせることができる。
その後、患者を治療領域に配置し、患者の位置を決め、快適な頭部クランプで固定する。この時点で、診断操作に使用するマーカーの位置を高精度デジタルプローブ（図示せず）を用いて位置決めすることができる。
【００４７】
プレート50のようなマーカープレート上における特定のマーカーポイントの位置をデジタル化プローブ（図示せず）を用いて決定する代わりに、患者の歯をインプリント40を登録したマウス部39を患者の口内に戻す前に、マウントプレート42とマウントプレート42に取付けられたマーカープレート46とからマーカープレート50を分離することもできる。マーカープレート46を用いた場合には赤外線ＬＥＤ38が発光し、カメラシステム34でプレート46の正確な位置を６つの自由度に対して同定する。換言すれば、一直線上にない少なくとも３個のＬＥＤを用いることによってｘ、ｙおよびｚ軸に対するプレート46の位置と、ｘ、ｙおよびｚ軸を中心とする回転度（従って、６つの自由度）が正確に決定される。
【００４８】
頭蓋内ターゲット（例えば脳腫瘍）に対するマーカーの位置が分かれば、ターゲットがアクセレレータ12のアイソセンターにくるにはマーカーがどの位置にあるべきかが分かる。カメラシステム34がコンピュータ32に現在のマーカーの位置を与え、コンピュータ32はマーカーの現在の位置と正しい位置とを比較することで患者を正しい位置へ動かすのに必要な適当な三次元並進運動量および三次元回転運動量を計算する。
最初の放射線治療に後で行われるその後の治療の度に、患者は再びおおよその治療位置に配置され、基準マーカーの位置が決定され、必要な移動量が計算され、実行される。
【００４９】
最も重要なことは患者を治療のために正しい位置に再度位置決めする時にはバイトプレート26は使用されないことである。
この再位置決め操作は頭部クランプリング18または他の固定装置で行うことができる。バイトプレート26は位置決め構造物に連結されていないので、再位置決め操作によってバイトプレート26に力やトルクが加わることはない。従って、本発明の位置決めロケータ（バイトプレート）では患者を再位置決めするための構造物にロケータプレートを固定することによって生じる整合ミスやエラーを防止することできる。
【００５０】
上記システムをテストするために、解剖学的模型を用いて公知の表面輪郭法と、本発明方法との両方を実施した。各方法の精度を試すために、模型すなわちスチレン発泡体のマネキンを剛性の立体定位フレームを用いて固定した。模型をスキャンしてその位置を求め、正しい治療位置に配置した。解剖学的輪郭とバイトプレートマーカーとの位置を求めた。その後模型を並進運動、回転運動およびこれらを組み合わせた運動を含む一連の運動で正確に移動させた。この移動は0.1mm および0.2 °の範囲で行われた。各移動を行った後、再び輪郭およびバイトプレートの位置を求めた。逆の運動すなわち模型をアイソセンターへ再配置するのに必要な動きを計算した。試験の結果、輪郭法では最初の位置に対して２mmの範囲内で模型を再度位置決めできることが示されたが、バイトプレートシステムではこの動きを0.3 mmの範囲内で行うことができる。
【００５１】
この精度向上はほぼ１桁の向上である。さらに重要なことは、放射線治療では照射量に勾配が生じる結果、約２mmの所での照射量は90％強度から50％強度に低下する。これはターゲット範囲の端部にある組織は各分割照射で準臨床的な量の照射しか受けない（臨床的に十分な量の照射を受けられない）可能性が高いということを意味する。バイトプレートシステムでは精度が上昇するので、位置に関するターゲットエラーは大幅に減少する。
好ましい具体例のロケータはバイトプレートであるが、患者の身体の一部を登録可能なその他のロケータも本発明に含まれる。
【００５２】
ここで使用したバイトプレートは非攻撃性（正常な組織を傷つけることのない）ロケータであり、患者に穴を開けることが必要な方法や患者組織の除去が必要な方法の場合の苦痛を回避でき、有利である。しかし、本発明は任意の患者位置決め構造物（患者の位置を変更・調整するために使用される部材）から独立した攻撃性のロケータにも適用することができる。
本明細書ではＬＥＤ38またはマーカー54等の３つのマーカーを使用することを想定しているが、３個以上を使用することもでき、それによってより正確な位置情報を得ることができる。
【００５３】
例えばＬＥＤ38によって画定される平面上にある、または平面上にない第４番目のＬＥＤによってさらに有効な情報を得ることができる。
頭蓋内またはその他のターゲット部位とマーカーまたはＬＥＤとの間の関係は各種のコンピュータープログラムを使用して与えることができる。同様に、患者を適正な位置に移動させるのに必要な三次元並進運動および３軸回転運動を計算するために各種のコンピュータプログラムを使用することができる。
【００５４】
以上の説明は、バイトプレートを再び取付けた後に患者の位置を調節して第２回目の医学的処置（診断または治療） における患者の位置が最初の処置での患者の位置と同じになるようにすることが望まれていると想定した。しかし、本発明では第２回目の位置を第１回目の患者位置に対して安定的にオフセットにすることも可能である。その場合にはトランスフォーメーションを用いて、第２回目の医学的処理は第１回目の患者位置と第２回目の患者位置との差を考慮してプローブ20による治療または画像システム24による画像化を調節することができる。自由度の大きい運動を行う放射線ヘッドを用いるとトランスフォーメーションを使用できるが、患者に対するアクセレレータ12の動きは通常２本の横断軸を中心としたアークに限定されるたに、第１回目の患者位置と第２回目の患者位置とをオフセットに調節するのは困難である。このトランスフォーメーション技術を用いると患者の位置がその前の治療における位置と同一であることを必要とせずに患者の位置を固定することが可能になる。そのような条件下では患者の位置を安定化させるポジショナーを用いるだけでよく、たとえそのようなポジショナーを用いて患者の位置を移動させたり再度位置決めすることができなくても十分である。さらに、医学的処置が十分に迅速であれば、位置安定ポジショナーを使用せずに済むこともある。
【００５５】
図には示していないが、放射線照射ヘッド、コリメータまたはリニアアクセレレータ12の別の部分および／またはヘッドサポートにＬＥＤを備えることもできる。ＬＥＤを適当に配置して整合ミスを検出することによって本発明者の上記特許に記載のような各種の整合ミス修正機構は不用になる。これらの機構を用いて整合ミスを修正する代わりに、リニアアクセレレータ12および／またはヘッドサポートの部分にＬＥＤを使用することによって、システムでリニアアクセレレータの規格アイソセンターに対する患者の並進運動／回転運動が計算できるだけでなく、実際のアイソセンターを計算することも可能になる。すなわち、患者を実際のアイソセンターに対して正しい位置に移動させることができ、これによって規定アイソセンター（整合ミスのないアイソセンター）と実際のアイソセンターとの間の任意のズレが補償される。
【００５６】
図５には、本発明の変形例が示されている。この変形例110の部品は100番台であり、下二ケタの数字が図１の実施例10と図２〜４の部品のいずれかの部品の番号と対応している。従って、リニアアクセレレータ112、手術台116、ヘッドリング118、プローブ120、コンピュータ132、カメラシステム134およびカメラ136が取付けられ、上記と同様にに動作する。以下、異なる点を詳細に説明する。
患者の頭部114は図１の患者の頭部14と同様に位置決めされる。図面を簡略化するために、図１の部品22、24、28および30と同様な部品は図５には示されていないが、このような部品はシステム110で使用され、上述のように構成され、連結され、動作する。
【００５７】
第２実施例110ではバイトプレートは使用されない。図５のヘッドリング18は図１のヘッドリング118とは異なり、このヘッドサポート（この特徴は上述したが前回は図示せず）上にＬＥＤを有する。このヘッドリング118はＬＥＤ162が取付けられたプレート160を有する。図５の配置では、このヘッドリング118は図１のリング18と同様に患者の身体を固定および位置決めする装置の役目をする。しかし、リング118はさらに、ＬＥＤ162が図１のシステム10のＬＥＤ38（図２〜４）と同様な機能を有する点で位置決定装置の役目もする。すなわち、ＬＥＤ162はワイヤおよびドライブ回路（図５には図示せず）、例えば図１で先に説明したワイヤ28および回路30によって制御される。このＬＥＤ162はカメラ136によって画像化され、患者と医学的装置、例えばアクセレレータ112との相対位置を決定でき、必要な場合には患者の身体および／または医学的装置またはこれらの一部を移動して調節することができる。
【００５８】
このＬＥＤをこのヘッドサポートまたはリング118にプレート160によって取付けると、固定（すなわち患者を定位置に固定すること）および位置決定（すなわち患者の身体または患者の身体の一部の位置を正確に検出すること）の機能を別けることによって得られる上記の利点の幾つかが実現されない。（既に述べたように、第１実施例においてこれらの機能を別ける重要な利点の１つは、固定および／または位置決めの目的のために位置決定装置を用いることによって、力またはモーメントまたはトルクが患者／位置決定装置境界部上に加わらない点であるが、幾つかの用途、特に一回の医学治療（すなわち反復固定法を必要とする複数回の治療ではない）を施すような用途では十分な精度を与えることができ、これは固定装置と別個の位置決定装置を用いる必要がない。場合によっては、これは第１実施例より単純で、速い。これ以外の場合は第１実施例の方が好ましい。
【００５９】
図５の配置は必要に応じてさらに、リニアアクセレレータ用の標準的な位置センサ164と、このアクセレレータ112に取付けられた３つまたはそれ以上のＬＥＤ166のいずれかまたは両方を有することができる。センサ164はアクセレレータの位置情報をコンピュータ132に公知の方式で直接与えることができ、一方、ＬＥＤ166は図１の回路30と同様な回路によって順番に発光し、他のＬＥＤに関して説明したようにカメラシステム134で検出することによってこのアクセレレータの位置をコンピュータに与える。この位置センサ164およびＬＥＤ166はこのアクセレレータの所定の位置に図のように取付けられているが、これらは他の部分および／またはそれと組み合わされた他の機械的部品（本明細書には図示されていないが、本明細書の一部を成す２つの上記特許には図示されている）、例えばコリメータに取付けることができる。
【００６０】
プローブ120は発光用の３つまたはそれ以上のＬＥＤ168（ドライブ回路は図示せず）を有することができ、カメラシステム134はこのプローブの位置に関する情報をコンピュータ132に与えることができる。本明細書で説明するＬＥＤ166と他の組のＬＥＤは所定の部品（または部品が取付けられた患者）を位置決定するために備えているが、ＬＥＤ168は一直線上に並んでおらず、従って、単一の平面を規定する少なくとも３つのＬＥＤを有する。
【００６１】
アクセレレータ用位置決め制御装置170および患者用位置決め制御装置172にはコンピュータ132を取付けるのが好ましい。アクセレレータ用位置決め制御装置170はアクセレレータ112（またはアクセレレータ112の部分またはそれと組み合わされた機械的部品（本明細書には図示されていないが本明細書の一部を成す２つの上記特許には図示されている）、例えばコリメータ）の位置を調節するのに使用することができる。患者用位置決め制御装置172は患者（または患者の身体の一部、例えば頭部）の位置を調節するのに使用することができる。
【００６２】
図６および図７はヘッドリング118とそれと組み合わされた部品の詳細図である。このリング118は患者の頭部114の両側に２本のポスト174を有し、このポストは麻酔を用いた後で患者の頭蓋骨にアンカーまたは固定することができる。リング118はポスト174によって公知の方式で取付けられる。
このリング118は標準的なハードウエアの取付け具（図示せず）、例えばＣＴ（コンピューター制御トモグラフィー）ブラケットまたはアンギオグラフィーブラケット（図示せず）のような部品を取付けるために一般に用いられる取付け具を有しているが、ＣＴまたはアンギオグラフィーブラケット用の取付け具を用いる代わりに、整合したポスト（図示せず）を用いてこの取付け具でプレート160をリング118に固定し、プレート160とリング118との適正な相対的位置決めを保証することができる。
【００６３】
図８には、ヘッドリングの代わりにヘッドマスクシステム等のヘッドホルダー276を有する第３実施例のシステム210が示されている。この実施例210の部品は200番台であり、下二ケタの数字が図５〜７の実施例110のいずれかの部品の番号と対応している。従って、リニアアクセレレータ212、手術台216、カメラシステム134およびカメラ136で構成され、これらは上述のように動作する。患者の頭部214は図５〜７の患者の頭部114と同様に位置決めされているが、ＬＥＤ262を備えたホルダー276によって固定されている。このシステム210にはヘッドリングがない。それ以外では、このシステム210は図５〜図７に関して図示および／または説明した種々の他の部品を有し、これらは図面を簡略化するために図示していない。このシステム210は上記システム110に関して説明したように動作する。
【００６４】
図９はコンピュータ132（および図８のシステム210とともに用いられる類似のコンピュータ）と一緒に利用可能な制御配置の詳細図である。特に、コンピュータ132の比較部または動作は、患者用位置決定ＬＥＤ（例えば各実施例の38,162,または262）を操作することによって、患者の位置・向き規定情報（ｘ，ｙ，ｚの位置および第１，第２および第３の角度に関する角度情報）に対応する６つの信号300を受ける。この信号300は、患者の位置決定ＬＥＤを順番に発光させ、カメラシステム34,134または234による光線を検出して、コンピュータのデータを処理して決定することができる。
【００６５】
コンピュータの比較部（これは単にコンピュータのプログラムでもよい）はさらに、医学装置、例えばリニアアクセレレータ（図５の位置センサ164および／または166を介して）または図５のプローブ120（図５のＬＥＤ168を介して）の位置・向き規定情報（ｘ，ｙ，ｚの位置および第１，第２および第３の角度に関する角度情報）に対応する６つの信号302を受ける。患者の位置・向きと、医学装置の位置・向きとの間の望ましいズレを表す、位置・向きズレ規定情報（ｘ，ｙ，ｚの位置および第１，第２および第３の角度に関する角度情報）に対応する６つの参照信号も、このコンピュータの比較部に供給される。
【００６６】
このコンピュータの比較部またはプログラムはライン300で受けた患者のｘ，ｙ，ｚの位置および第１，第２および第３の角度に関す角度情報と、それに対応するライン302で受けた医学装置のｘ，ｙ，ｚの位置および第１，第２および第３の角度に関する角度情報との差を出す。これによって実際のズレを表す６つの信号が提供され、これらの信号は次いでライン304によって供給される望ましいズレと比較され、ライン306上に６つのエラー信号を発生させ、このエラー信号をディスプレイ308に供給する。
【００６７】
このディスプレイ308は６つのエラー信号の各信号ごとに別個のディスプレイを設けてもよく、このディスプレイ308によって操作者は望ましいズレと実際のズレとの差をマニュアルで観察できる。操作者は、例えば、ｙ方向に２ｍｍ、第２の角度に対して３°（すなわち対象物の向きを規定する３つの角度の１つ）のエラーを表示するような形で、ディスプレイ308を読み取ることができる。操作者は次いで、直接または動力供給装置（図示せず）を介して、ｙ方向および第２の角度の両者に対して患者および／または医学装置を手動で調節して、それに対応するエラー信号が０またはそれ以外の場合は実質的に０になるように減少させることができ、従って、患者の適正に位置決めでき、その後、放射線治療が実際に開始される。
【００６８】
６つのエラー信号306を無くすか、減少させるためにマニュアルで調節可能なディスプレイ308を用いる代わりに、自動フィードバック制御をこの目的のために使用することができる。この場合は、この６つのエラー信号は位置決め制御装置170または172に供給される。この位置決め制御装置170または172がそれぞれリニアアクセレレータおよび患者の位置・向きを制御する。フィードバック制御の一部としての位置決め制御装置のいずれかまたは両方を用いることによって、この６つのエラー信号を自動的に無くすか、減少させることができ、患者および医学装置を適正な相対位置・向きに位置決めして、医学的処置、例えば放射線外科治療を開始することができる。
【００６９】
図10には本発明のｘ方向に対するフィードバック制御の原理が図示されている。同様のフィードバックの配置がｙおよびｚ方向と３つの角度に対しても用いられることは理解できよう。患者用のｘ信号および医学装置用のｘ信号が差動増幅器310に供給され、この増幅器310は出力で実際のｘの差の信号を供給する。この実際のｘの差の信号は差動増幅器312に供給される。差動増幅器312の他の入力は望ましいｘのズレに対応する参照信号である。この差動増幅器312の出力はｘのエラー信号である。差動増幅器310および312は、動作の原理を説明するために回路部品として示されているが、各増幅器に対応する比較は各種信号を比較するコンピュータプログラムでデジタルで実施できることは容易に理解できよう。
【００７０】
このｘのエラー信号は、ブロック314で概念的に示すように操作者がｘのズレを手動で調節できるようにディスプレイ308に供給されている。代りに、またはそれに加えて、このｘのエラー信号を位置決め制御装置170および／または172に供給し、この位置決め制御装置はこのｘのエラー信号を用いて、患者と医学装置との相対的なｘのズレを（ブロック316で示すように）自動的に調節して望ましいｘのズレを達成するようにすることもできる。
【００７１】
図11および図12は、位置決め制御装置170および／または位置決め制御装置172として用いることができる形式の位置決め制御装置400の一部を破断し、一部しか示していない正面図および側面図である。この位置制御装置は概念図であり、３方向ｘ，ｙ，ｚの移動制御およびこの向きに対応する３つの角度制御の能力を示している。実際には、患者と医学的装置との間の相対的な位置決めの６つの自由度（ｘ，ｙ，ｚの移動および３つの角度）は、患者の位置を調節することによって調節されるものもあれば、他の自由度は医学的装置を移動させて調節されるものもある。従って、所定の位置決め制御装置は６つの全ての自由度に対する調節性を必ずしも必要としない。さらに、これらの図面の機構は概念図で、３方向の移動（ｘ，ｙ，ｚ）および３つの角度調節を実現するために他の各種機械的配置を用いることができる。
【００７２】
図５の各位置決め制御装置170および172が６つの全ての自由度に対して調節される必要がない理由を説明するのに役立つ１つの実施例を示す。図１を参照すると、患者の身体がアクセレレータの軸線12Ｘに対応する望ましい角度のズレからズレているとしたとき、アクセレレータの位置は簡単に調節することができる。例えば、患者の身体がこの患者の望ましい位置に対して３°だけズレていて、放射線治療に用いられるアーク（12Ｘを中心とするアクセレレータの回転度）が70〜80°であると仮定すると、軸線12Ｘを中心として患者の身体を３°回転させた後に放射線を照射するのではなく、アクセレレータを73〜83°（または望ましい位置からの３°のズレの方向に依存して67〜77°）だけアークに沿って移動させて放射線治療を行うことは容易にできる。
【００７３】
図11および図12の位置決め制御装置400はプラットホーム402を有する。制御装置400が図５の患者用制御装置172の役目をする場合は、プラットホーム402は図５の手術台116にするのが簡単であり、制御装置400が図５のＬＩＮＡＣ用、すなわちリニアアクセレレータ用制御装置170の役目をする場合は、プラットホーム402はこのアクセレレータを支持するプラットホームにするのが容易である。いずれの場合も、プラットホーム402は第１の角度（図12）を中心として、油圧アクチュエータまたはシリンダ406（図11のみ）の制御下で、反対側の回動連結部402Ｐによってこのサポート404に対して回転する。このシリンダ406は、フィードバック信号410（自動フィードバックセットアップ内）または手動ノブ412からの制御信号（手動制御セットアップまたはモード内）に基づく第１の角度制御408の制御下で動作する。
【００７４】
第２の角度（図11）に対する調節はシャフト414によって行われ、このシャフト414はギア418から回転するギア416によって垂直軸線を中心として回転し、このギア418はモータ420によって駆動される。このモータ420は第２の角度制御回路422（回路の代わりにコンピュータ制御機能にしてもよい）によって制御される。第２の角度制御422は、以下に説明する角度およびｘ，ｙ，ｚ制御と同様に、部品410および／または412と同様の入力（フィードバック信号または手動制御）を有するが、これらの入力は図面を簡略化するために図示していない。
シャフト414は、反対側で部材425に回転式に連結されたプレート424に据え付けられ、油圧シリンダ428を制御している第３の角度制御426による第３の角度（図11）に対する回転を可能にしている。
【００７５】
部材425は、ｘ制御434によって制御されている油圧シリンダ432を作動させて、回転ベアリング430上を移動させることによってｘ方向に摺動できる。この回転ベアリング430は部材436に載せられている。この部材436は、回転ベアリング438（１つのみ図示）上を油圧シリンダ440から摺動してｙ方向（図11の平面に対して直角）に移動する。この油圧シリンダ440は一端で部材436に固定され、他端で部材442に固定されている。シリンダ440はｙ制御444の制御下で作動する。部材442は、ｚ制御448の制御下で部材442を上げ下げする油圧シリンダ446によってｚ方向に移動することができる。このシリンダ446の下端は基部450に固定されている。
【００７６】
従って、この制御装置400によって６つの全ての自由度に対する調節が可能になる。当然、これ以外の種々の配置を用いることができる。
以上、特定の構造を説明したが、上記実施例は単なる例にすぎないことは理解できよう。当業者は種々変更することができ、本発明の範囲は請求の範囲のみによって限定されるということは理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明システムを単純化した概念図。
【図２】  患者の頭部と頭部に取付けられた本発明装置の一部とを示す拡大図。
【図３】  本発明のロケータの詳細図。
【図４】  図３のロケータの分解図。
【図５】  図５は本発明の第２実施例のシステムを単純化した側面図。
【図６】  図６は図５のシステムの一部を示す拡大詳細側面図。
【図７】  図７は図５のシステムの一部を示す図６に対応する平面図。
【図８】  図８は本発明の第３実施例のシステムを単純化した側面図。
【図９】  図９は本発明で用いられる比較法を示す概念図。
【図１０】  図10は図９で用いられる６つの自由度に対応する６つの変数の１つの比較法を示す概念図。
【図１１】  図11は位置決め制御装置を単純化した一部を破断した正面図。
【図１２】  図12は図11の位置決め制御装置を単純化した一部破断された側面図。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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