CN102215911A - 医疗系统以及医疗控制方法 - Google Patents
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Abstract
通过配置于患者(2)体外的PET-CT装置(4),检测出事先投放给患者(2)且聚集于癌组织的药剂聚集部位(10)所放射出的伽马射线,取得药剂聚集部位(10)的位置和聚集浓度的信息。通过插入到患者(2)体内的胶囊型医疗装置(3)检测伽马射线,当成为适于进行处置的距离处的估计值的强度时,判定及控制部(47)使胶囊型医疗装置(3)的发光部发光,从而由发光部进行用于治疗癌组织的处置。
Description
技术领域
本发明涉及进行用于治疗活体的处理等的医疗系统以及医疗控制方法。
背景技术
在医疗领域,有时需要将X射线装置或X射线断层摄影装置(X射线CT装置)、内窥镜装置等各种医疗设备组合起来使用。
例如在日本特开平5-285098号公报中公开了如下装置:该装置具有取得被检部位的观察图像的内窥镜和取得被检部位的透视图像的X射线装置,将内窥镜的观察图像与透视图像合成起来在监视器上显示两个图像。
该以往例的装置具有降噪电路,当开启了X射线照射时,该降噪电路抑制X射线造成的噪声成分。
另外,近些年来,使用分子标靶药剂的癌诊断技术开始受到关注,将这种技术与各种医疗设备组合起来应用于医疗的可能性正在摸索之中。
例如存在如下所述的正电子放射型断层摄影装置(PET-CT装置):向活体投放特定药剂,该特定药剂是对分子标靶药剂(其具有如下特性的官能基团:与癌细胞中特异发现的活体蛋白质结合)等特定药剂添加了产生正电子(positron)的物质而得到的,检测由于正电子与电子(electron)的再结合而产生的伽马射线,从而检测该特定药剂所聚集的癌组织的存在和位置。
作为PET-CT装置的以往例,例如存在日本特开2006-304860号公报。在该以往例的装置中,采取排列PET用机架和X射线CT用机架,可共用1个床架来使用的配置,为了易于进行维护作业而设置了使床架升降的起重机构。
另外,还提出了如下所述的内窥镜装置等:其目的在于向活体投放荧光标识作为上述分子标靶药剂,从活体内捕捉照射激励光时产生的荧光,从而进行癌的存在诊断和恶性程度等质的诊断。
进而,还开始开发这样的药剂:其内含有光感受性物质作为分子标靶药剂,以同时进行诊断与治疗为目的。
这样使用分子标靶药剂等特定药剂的诊断技术的最大好处在于,通过与各种医疗设备组合起来,能够发挥固有的效果。
然而由于每种医疗设备的功能都大为不同,因而需要按照检测、治疗的目的区分使用医疗设备,可预想到每次检查时都要分别投放特定的药剂。
例如,上述PET-CT装置能够对全身检查是否存在早期癌,然而由于无法直接接近所发现的病变部或患处采集活体组织,因而无法取得病理学的确定诊断。
另外,即便通过分子标靶药剂确定了应对病变部进行治疗的诊断,当需要直接接近该病变部实施处置的情况下,仅凭PET-CT装置也无法进行该治疗。
与此相对,若像内窥镜那样接近所发现的病变部,则能够直接采集活体组织,还能在活体内进行治疗或用于缓和症状等的处置,然而为了像内窥镜那样正确接近PET-CT装置所发现的病变部,需要重新投放以相同活体分子为标靶的分子标靶药剂进行检查。
这种情况下,可以预料到存在如下问题:等待治疗或处置需要耗费时间,难以进行高效的医疗行为。
本发明就是鉴于上述情况而提出的,其目的在于,提供一种能够对活体运用功能不同的多个医疗设备且高效地进行针对活体的处置或与处置关联的规定动作的医疗系统以及医疗控制方法。
另外,本发明的目的还在于,提供一种能够根据对活体运用功能不同的多个医疗设备和特定药剂而得到的活体信息,高效地进行处置或与该处置关联的活检等规定动作的医疗系统以及医疗控制方法。
发明内容
解决问题的手段
本发明一个方式的医疗系统的特征在于,具有:第1医疗设备,其具有用于从活体取得第1活体信息的第1检测部;第2医疗设备,其具有用于从所述活体取得第2活体信息的第2检测部、根据从所述第1医疗设备接收到的所述第1活体信息进行规定动作的动作部;以及控制部,其设置于所述第2医疗设备处,根据所述第2活体信息控制所述动作部的动作。
本发明的一个方面的医疗控制方法的特征在于,具有:第1步骤,通过第1医疗设备检测从与活体内的病变组织特异性结合的特定药剂发出的放射线,计算聚集了所述特定药剂的药剂聚集部位的位置和聚集浓度;第2步骤,使用通过所述第1步骤取得的信息,计算由所述第2医疗设备在与所述药剂聚集部位相距规定距离的位置处检测出的所述放射线的强度的估计值;第3步骤,通过插入所述活体内的第2医疗设备,检测来自所述药剂聚集部位的放射线;第4步骤,判定所述第2医疗设备检测出的放射线的强度是否超过所述估计值;以及第5步骤,在判定结果为所述第2医疗设备检测出的放射线的强度超过所述估计值的情况下进行如下控制:通过所述第2医疗设备对所述药剂聚集部位进行用于治疗的处置。
附图说明
图1是示出本发明第1实施方式的医疗系统的总体结构的立体图。
图2是示出胶囊型医疗装置的结构的图。
图3是示出构成医疗系统的PET-CT装置等的结构的框图。
图4是示出相对于从患者的药剂聚集部位检测伽马射线的伽马射线检测元件的位置关系的图。
图5是示出药剂聚集部位与插入患者内的胶囊型医疗装置的位置关系的图。
图6是示出第1实施方式的医疗控制方法的步骤的一个例子的流程图。
图7是示出胶囊型医疗装置到达接近药剂聚集部位的状态的图。
图8是示出胶囊型医疗装置使发光部发光而进行治疗处置工作的情形的图。
图9是示出变形例中胶囊型医疗装置的结构及其工作的情形的图。
图10是示出本发明第2实施方式的胶囊型医疗装置的结构及其工作情形的图。
图11是示出本发明第3实施方式的胶囊型医疗装置的结构及其工作情形的图。
图12是示出本发明第4实施方式的胶囊型医疗装置的结构及其工作情形的图。
图13是示出本发明第5实施方式的胶囊型医疗装置的结构及其工作情形的图。
图14是示出本发明第5实施方式的胶囊型医疗装置的结构及其工作情形的图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施方式。
(第1实施方式)
图1示出了本发明第1实施方式的医疗系统1。本实施方式具有体外医疗设备和体内医疗设备,该体外医疗设备配置于活体外,具有用于从活体取得第1活体信息的第1检测部,该体内医疗设备配置于活体内,具有用于从活体取得第2活体信息的第2检测部。另外,体内医疗设备具有根据从体外医疗设备接收到的第1活体信息进行规定动作的动作部、根据第2活体信息控制动作部的控制部。下面具体进行说明。
如图1所示,医疗系统1具有作为体内医疗设备的胶囊型医疗装置3,该胶囊型医疗装置3被从患者2的口部插入或配置于患者2体内,进行规定动作。
另外,该医疗系统1具有作为体外医疗设备的PET-CT装置(正电子放射型断层摄影装置)4,其具有第1检测部,该第1检测部用于从患者2的外部取得药剂聚集区域或药剂聚集部位10的三维位置(也仅称作位置)以及聚集浓度,作为第1活体信息,该药剂聚集区域或药剂聚集部位10是作为预先对患者2投放的特定药剂的分子标靶药剂所聚集的区域或部位。
在本实施方式中,为了对患者2进行针对病变部活体组织(作为病变组织的例如癌组织)的治疗,预先对患者2投放分子标靶药剂,该分子标靶药剂包含例如与癌组织特异性结合的光感受性物质,以及包含作为电子的反物质的正电子(positron)的物质。
所投放的分子标靶药剂会聚集于存在癌组织的病变部(以下将分子标靶药剂所聚集的病变部称作药剂聚集部位10)。而且,当正电子与活体所包含的电子再结合时会产生伽马射线,通过作为第1检测部的PET-CT装置4中的PET装置部内部的伽马射线检测部31(参见图3)检测该伽马射线,由处理部主体13内部的运算处理部43(参见图2)生成第1活体信息。
伽马射线对于活体的穿透性较高,因此当然能在活体内,甚至是活体外部检测出来。
另外,该医疗系统1具有:插入患者2内部的胶囊型医疗装置3;信息处理装置6,其配置于患者2的外部,与胶囊型医疗装置3进行无线通信并且从PET-CT装置4经由通信电缆5取得(接收)PET-CT装置4所生成的作为第1活体信息的药剂聚集部位10的位置以及聚集浓度的信息。
并且,图1示出了进行通信的通信电缆5的例子,然而不限于进行有线通信的结构,也可以采取以无线(电波或光)方式进行通信的结构。另外,还可以采用USB电缆作为通信电缆5(把它们统称为通信部)。
以胶囊型医疗装置3为首,也可以将由胶囊型医疗装置3和信息处理装置6构成的医疗设备看作为将该第2检测部和动作部配置在体内的医疗设备。
PET-CT装置4具有PET用机架11a和CT用机架11b,这2个机架设有圆形(圆筒)机架开口9,该圆形(圆筒)机架开口9能将通过床架驱动部7移动的床架8与载置于该床架8上的患者2一起收纳。并且,图1示出了在床架8的长度方向上相邻地配置2个机架11a、11b的结构例,但也可以由一体化的1个机架构成。
另外,PET用机架11a和CT用机架11b分别发出的检测信号(检测信息)经由信号线被输出给处理部12。
处理部12通过处理部主体13对检测信号进行运算处理,生成上述基于伽马射线的分子标靶药剂的药剂聚集部位10的位置和聚集浓度的信息,并且生成药剂聚集部位10的断层图像(PET图像)和透过患者2的X射线的CT图像,进而生成将两个图像合成起来的合成图像(PET-CT图像),在显示部14上进行显示。
另外,从处理部主体13经由通信电缆5被输入了药剂聚集部位10的位置和聚集浓度的信息的信息处理装置6例如具有搭载于手推车上的信息处理部15、记录通过信息处理部15进行了信息处理后的信息的信息记录部16、显示信息处理后的图像信息等的显示部17。
另外,该信息处理部15参照来自PET-CT装置4的检测信号中的伽马射线检测信息,在胶囊型医疗装置3相对于药剂聚集部位10处于可进行处置的规定距离Ls的区域中,进行估计胶囊型医疗装置3所检测的伽马射线强度的估计值Ies的运算处理。
并且,该信息处理部15也可以不计算估计值Ies,而由处理部主体13计算估计值Ies,向信息处理部15发送该估计值Ies。信息处理部15判定胶囊型医疗装置3所检测到的伽马射线强度Ide是否满足大于等于该估计值Ies的条件,将该判定结果发送给胶囊型医疗装置3。接收到判定结果的胶囊型医疗装置3内部的胶囊控制部28(参见图2)对设置于胶囊型医疗装置3中的动作部的规定动作、例如照射治疗光的动作进行控制。也就是说,胶囊控制部28基于根据第1活体信息计算出的估计值Ies的信息来控制动作部的动作。
因此如图2所示,胶囊型医疗装置3在胶囊形状的外装容器21中内置有作为第2检测部的多个伽马射线传感器22i(i=a、...、e),该多个伽马射线传感器22i用于取得从药剂聚集部位10放射的伽马强度作为第2活体信息。
从伽马射线传感器22i输出的伽马射线检测信号(检测信息)的信号电平(即强度)为第2活体信息。因此,伽马射线传感器22i兼具对从药剂聚集部位10放射的伽马射线进行检测的第2检测部的功能以及取得或生成作为其强度的第2活体信息的功能。
另外,胶囊型医疗装置3在外装容器21内具有照明部24、摄像部25、信号处理部26、通信部27、对包含动作部在内的整体进行控制的胶囊控制部(附图中简称为控制)28。
另外,胶囊型医疗装置3在外装容器21内具有产生向外装容器21的外部照射的治疗光的多个发光部23j(j=a、...、d),作为进行规定动作的动作部。并且,胶囊控制部28具有对伽马射线传感器22i的动作、例如伽马射线传感器22i的伽马射线检测的时间间隔的设定、动作部完成处置之后停止伽马射线检测等进行控制的传感器控制部28a的功能。
通信部27与信息处理装置6的通信部45(参见图3)进行双向的无线通信。伽马射线传感器22i检测作为放射线的伽马射线,该检测信号经由胶囊控制部28从通信部27被无线发送给信息处理部15。
伽马射线传感器22i例如可使用半导体多层康普顿相机(Compton camera,以下称作康普顿相机)来形成。该康普顿相机是根据运动学对在半导体多层膜中出现的伽马射线的康普顿散射轨迹进行重构以检测伽马射线的入射方向和能量的摄像装置。
如本实施方式所示,在使用伽马射线传感器22i的情况下,无需取得二维图像信息,通过集中实现伽马射线的检测功能而使其变得小型,能够搭载于胶囊型医疗装置3内。
上述信息处理部15无线地将与上述判定结果对应的控制信号发送给胶囊型医疗装置3,胶囊型医疗装置3内的胶囊控制部28进行使发光部23j发光的控制,发光部23j向外装容器21外部放射治疗光。
分子标靶药剂中含有光感受性物质。具体而言,通过照射治疗光而产生活性氧,该活性氧的作用(功能)是杀灭分子标靶药剂所聚集的癌组织的癌细胞。
这种情况下,作为分子标靶药剂,采用与癌细胞中特异性发现的蛋白质结合的特定药剂,从而将治疗光所生成的活性氧作用于与癌细胞结合的该特定药剂,能够进行仅以癌细胞为标靶的治疗。
如图2所示,在照明部24照射可见区域的照明光的基础上,由物镜25a以及摄像元件25b构成的摄像部25对所照明的体腔内进行摄像。
从由CCD、MOS成像器等构成的摄像元件25b输出的摄像信号被输入到信号处理部26。信号处理部26通过信号处理,由摄像信号生成内窥镜图像的视频信号。进而,信号处理部26对视频信号进行调制,经由通信部27无线发送到胶囊型医疗装置3的外部。
并且,通信部27对摄像部25拍摄的内窥镜图像的视频信号和伽马射线传感器22i的检测信号例如进行分时无线发送。
并且,在本实施方式中,胶囊型医疗装置3构成为具备胶囊型内窥镜的功能,该胶囊型内窥镜具有照明部24、摄像部25和信号处理部26,然而也可以是不具备这些部分的结构。
另外,图3示出了PET-CT装置4和信息处理装置6的概要结构。
如图3所示,PET-CT装置4具有(作为放射线检测部的)伽马射线检测部31以作为用于取得第1活体信息的第1检测部,该伽马射线检测部31从活体的特定部位、具体而言是癌细胞所聚集的药剂聚集部位10检测正电子再结合时所放射的作为放射线的伽马射线,该伽马射线检测部31是沿着机架开口9的圆周配置的。
而且如上所述,通过具有在圆周方向排列的多个伽马射线检测元件的伽马射线检测部31检测从患者2体内的药剂聚集部位10发出的伽马射线,并将检测信号输出给处理部主体13。
并且在图3中,伽马射线检测部31被配置成遍及机架开口9的收纳患者2的内壁面的整周,但也可以采取配置成覆盖圆弧一部分的结构。此时伽马射线检测部31在被旋转驱动的同时进行伽马射线的检测。
另外,CT用机架11b具有:X射线产生部32,其配置于机架开口9的规定位置处,产生X射线,向收纳于机架开口9的内侧的患者2照射X射线;以及具有多个X射线检测元件的X射线检测部33,该多个X射线检测元件透过患者2的该X射线并且呈线状或圆弧状排列。而且,X射线检测部33将该检测信号输出给处理部主体13。
另外,CT用机架11b的包含X射线产生部32和X射线检测部33在内的可动部被旋转驱动部34绕机架中心轴进行旋转驱动。
床架驱动部7和旋转驱动部34的驱动动作是通过PET-CT装置4内部的控制部35控制的。并且,控制部35还控制X射线产生部32的X射线的产生(照射)动作。
另外,通过旋转编码器等旋转位置检测部36检测旋转驱动部34实现的X射线产生部32和X射线检测部33的旋转位置,旋转位置的检测信号被输入给控制部35。另外,该控制部35还被输入对床架驱动部7的驱动位置(移动位置)进行检测的位置传感器37的检测信号。
而且X射线产生部32在被旋转驱动的同时产生X射线,并且X射线检测部33检测透过了患者2后的X射线。
X射线检测部33的检测信号被输入到构成处理部主体13的CT图像生成部41。这种情况下,CT图像生成部41经由控制部35还被输入机架的可动部的旋转位置的检测信号、床架驱动部7的驱动位置的检测信号。
CT图像生成部41参照旋转位置的检测信号等,生成与患者2的脏器和骨骼等结构对应的CT图像。
CT图像生成部41将所生成的CT图像输出给处理部主体13内部的控制部42。
另外,伽马射线检测部31的检测信号例如与伽马射线检测元件的位置信号一起被输入到处理部主体13内部的运算处理部43。
如后面参照图4叙述的那样,该运算处理部43构成伽马射线检测部31,根据与沿着机架开口9的圆周配置的伽马射线检测元件31a的配置位置相应地检测出的伽马射线强度信息,计算药剂聚集部位10的二维位置,并计算药剂的聚集浓度。
这种情况下,通过参照位置传感器37的位置信息,能计算出药剂聚集部位10的三维位置和聚集浓度。
如上,运算处理部43计算药剂聚集部位10的(三维)位置、伽马射线发光源的强度分布,换言之计算出分子标靶药剂的聚集浓度信息。
也就是说,该运算处理部43具有药剂聚集部位10的位置计算部43a和聚集浓度计算部43b的功能。后面参照图4、图5来说明聚集浓度计算。
运算处理部43将位置和聚集浓度这两个信息输出给控制部42。该控制部42具有将来自CT图像生成部41的CT图像和来自运算处理部43的位置和聚集浓度的两个信息合成起来的合成处置部42a,由显示部14显示合成处置部42a所合成的图像。
另外,控制部42经由通信接口(附图中记为通信接口)44和通信电缆5将位置和聚集浓度这两个信息发送给信息处理装置6的信息处理部15。
信息处理部15具有与胶囊型医疗装置3进行无线通信的通信部45、与处理部主体13进行通信的通信接口46、进行判定和控制的判定及控制部47、进行图像生成处置的图像生成部48。
判定及控制部47经由通信接口46被输入位置和聚集浓度这两个信息,而且经由通信部45被输入来自胶囊型医疗装置3的伽马射线传感器22i的检测信号和内窥镜图像的视频信号。
判定及控制部47将所输入的这些输入信号依次记录于信息记录部16中,并且将控制所需的例如药剂聚集部位10的位置和聚集浓度这两个信息等暂时存储于存储器49中。
另外,判定及控制部47参照PET-CT装置4检测出的来自药剂聚集部位10的伽马射线的检测信号的强度信息,当胶囊型医疗装置3处于特定距离处的情况下估计胶囊型医疗装置3检测出的伽马射线强度的估计值。也就是说,当从药剂聚集部位10到胶囊型医疗装置3的距离为适于进行胶囊型医疗装置3的治疗动作的规定距离Ls时,判定及控制部47估计由该胶囊型医疗装置3检测出的伽马射线强度的估计值Ies。
判定及控制部47将该估计值Ies储存于存储器49中。另外,判定及控制部47对胶囊型医疗装置3的伽马射线传感器22i的检测信号进行监视。而且,判定及控制部47具有判定部47a的功能,即判定是否满足该胶囊型医疗装置3检测出的伽马射线强度Ide大于等于该估计值Ies的条件:Ide≥Ies (1)。
另外,在判定结果为满足(1)式的情况下,判定及控制部47经由通信部45向胶囊型医疗装置3的胶囊控制部28发送控制信号。而且,胶囊控制部28具有进行使胶囊型医疗装置3的动作部进行规定动作的控制的控制部的功能。判定及控制部47具有进行信息处理装置6的动作控制的控制部47b的功能。
并且,作为图3所示结构的变形例,也可以构成为由判定及控制部47例如经由通信部45将上述估计值Ies发送给胶囊型医疗装置3的胶囊控制部28,由胶囊控制部28实现上述判定部47a的判定功能。
这种情况下,构成为胶囊型医疗装置3内部的胶囊控制部28进行上述判定部47a的判定,并进行与判定结果对应的控制,另外,通过该控制,使得作为动作部的发光部23j进行发光的动作,作为规定动作。
图4示出了PET用机架11a中的药剂聚集部位10与伽马射线检测部31的伽马射线检测元件31a之间的配置关系。
从药剂聚集部位10的单位体积每秒放射出的伽马射线的光子数N可如下式(2)表示。
N=ρ×P×2·T (2)
ρ:放射性同位素(正电子)的聚集浓度
P:衰变速度(每秒每单位浓度所放射的正电子数量)
T:正电子与电子再结合导致的伽马射线的放射概率(约99.7%)
并且,P可通过距离药剂生成时的经过时间计算出来。
而且,设配置于PET用机架11a内的患者2内部的药剂聚集部位10的位置为Ro(图4中对Ro附加矢量记号的箭头表示出来),设沿着PET用机架11a的圆形开口的圆周配置的伽马射线检测元件31a的位置为R,针对机架整周对伽马射线检测元件31a进行积分,计算通过(3)式检测出的伽马射线的光子数(对应于强度)Ip。
Ip=∫N×hp(R)/(π·(R-Ro)2)dR (3)
hp(R):距离机架中心的位置R处的伽马射线检测元件在机架圆筒的长度方向上的距离
R-Ro:从药剂聚集部位到机架开口的圆周上的伽马射线检测元件的距离
根据(3)式的光子数Ip,使得总光子数N成为已知信息,进而使用该光子数N,通过(2)式能够计算出分子标靶药剂的聚集浓度ρ。
并且,可通过由沿着机架开口9的圆周配置的各伽马射线检测元件31a检测出的伽马射线的光子数的强度分布计算出药剂聚集部位10的位置Ro。
另一方面,如图5所示,通过插入到患者2的体腔内的状态下的胶囊型医疗装置3中的伽马射线传感器22i检测出的伽马射线的光子数(可视为强度)如(4)式所示。
Ic=N×Sc/(π·L2) (4)
Sc:伽马射线传感器的传感面的截面积(与连接药剂聚集部位与胶囊型医疗装置的直线垂直的面积)
L:从药剂聚集部位到胶囊型医疗装置的距离
并且,通过配置成使得设置于胶囊型医疗装置3中的伽马射线传感器22i的传感面尽可能各向同性,从而能够与伽马射线检测时的胶囊型医疗装置3的朝向无关地,将截面积Sc保持为大致恒定(截面积Sc与朝向无关地大致恒定)。
通过把PET-CT装置4使用(3)式检测出的光子数N的信息代入(4)式中,能计算出从药剂聚集部位10到胶囊型医疗装置3的(直线)距离L。
也就是说,通过组合2个医疗设备,能计算出聚集浓度ρ和从药剂聚集部位10到胶囊型医疗装置3的距离L这2个未知变量。
并且,上述(2)~(4)式是以同时进行PET-CT装置4的伽马射线检测和胶囊型医疗装置3的伽马射线检测为前提的计算式,而实际上存在不同的情况。
例如,由于胶囊型医疗装置3的检查需要10小时左右,因而实际上难以与胶囊型医疗装置3的检查大致同时地进行PET-CT装置4的伽马射线检测。
因而,通过使用如下所说明的计算式,即使不同时进行2个医疗设备的伽马射线检测,也能同样计算出聚集浓度ρ和距离L。
从放射线同位素放射的正电子的数量随着时间经过而衰减,因此需要考虑到从药剂生成时起的经过时间进行计算。
(5)式示出(2)式的衰变速度P为考虑了从药剂生成时起的经过时间t的衰变速度P(t)的情况。
P(t)-Po×e×p(-α·t)(5)
Po:初始衰变速度(药剂生成时)
α:各种核素固有的衰变常数
如果考虑(5)式,则(2)、(3)、(4)式分别成为如下的(2’)、(3’)、(4’)式。
N=ρ×P(t)×2·T (2’)
Ip=∫N(t1)×hp(R)/(π·(R-Ro)2)dR
=∫ρ×P(t1)×2T×hp(R)/(π·(R-Ro)2)dR
(3’)
Io=N(t2)×So/(π·L2)
=ρ×P(t2)×2T×So/(π·L2) (4’)
t1:PET图像摄影时的经过时间
t2:胶囊型医疗装置的伽马射线传感器的检测时的经过时间
通过使用(2’)~(4’)式,考虑到从药剂生成时起的经过时间t1、t2的信息,从而即使在检查(诊断)或治疗信息的取得时刻产生了时滞的情况下,也能够精度良好地计算出聚集浓度和(从药剂聚集部位10到胶囊型医疗装置3的)距离L的信息。
另外,在本实施方式中,根据(3’)式和(4’)式计算出在胶囊型医疗装置3与药剂聚集部位10接近到能通过治疗光进行治疗的距离的规定距离Ls处检测出的伽马射线强度的估计值Ies。
然后对胶囊型医疗装置3检测出的强度Ide与估计值Ies进行比较,控制胶囊型医疗装置3的动作。
接着,参照图6说明通过本实施方式对患者2的癌组织进行治疗处置的医疗控制方法的动作。
在最初的步骤S1中,手术人员向患者2投放作为特定药剂的分子标靶药剂,使分子标靶药剂聚集于癌组织。所投放的分子标靶药剂聚集于作为癌组织所聚集的聚集部位的药剂聚集部位10。
接着,如步骤S2所示,手术人员使用PET-CT装置4,对患者2进行PET图像的摄像和CT图像的摄像(或检查)。
亦即,如图1所示,手术人员使PET用机架11a和CT用机架11b工作,对载置于床架8上的患者2进行PET图像的摄像和CT图像的摄像。这种情况下,如上所述,PET-CT装置4中的伽马射线检测部31检测从药剂聚集部位10发出的伽马射线,输出给处理部12。
如步骤S3所示,处理部12生成PET-CT图像并在显示部14上显示PET-CT图像,并且对患者2全身计算出作为第1活体信息的药剂聚集部位10的位置和聚集浓度这两个信息。然后如步骤S4所示,处理部12经由通信电缆5将计算出的位置和聚集浓度的信息等发送给信息处理装置6。
信息处理装置6将所接收到的信息记录于信息记录部16中。在接下来的步骤S5中,信息处理装置6的判定及控制部47使用所接收到的信息,计算出与胶囊型医疗装置3使用治疗光进行治疗处置的情况相对应的规定距离Ls处的估计值Ies。
另外,在步骤S6中,判定及控制部47判定与该估计值Ies对应的规定距离Ls是否存在于胶囊型医疗装置3在患者2内部的移动通路内。
亦即,判定在胶囊型医疗装置3所移动的移动通路内是否存在检测到超过上述估计值Ies的强度的区域,换言之判定移动通路内是否存在上述规定距离Ls以下的区域。该判定也可以由上述判定部47a来进行。
而且在判定为不存在的情况下,在显示部17上显示出该情况,图6的处理动作结束。
另一方面,当判定结果为胶囊型医疗装置3的移动通路内存在规定距离Ls的情况下,判定及控制部47在显示部17上显示出存在的情况,并在接下来的步骤S7中手术人员使患者2吞入胶囊型医疗装置3。如步骤S8所示,胶囊型医疗装置3无线地发送在患者2体内移动时拍摄的(内窥镜)图像、由伽马射线传感器22i检测出作为从药剂聚集部位10放射的放射线的伽马射线的检测信号。
在步骤S9中,判定及控制部47经由图像生成部48在显示部17上显示所接收到的(内窥镜)图像,并且显示出作为第2活体信息的检测信号的强度Ide。
图7示出了胶囊型医疗装置3到达药剂聚集部位10附近的状态的情形。伽马射线传感器22i检测出的检测信号强度Ide在通过药剂聚集部位10附近时会变大。并且,在图7中,符号2a表示患者2的体腔内的消化道等活体组织。
在步骤S10中,判定及控制部47通过判定部47a判定检测信号的强度Ied是否大于等于估计值Ies、即是否满足(1)式。
当判定结果为不满足(1)式的情况下,返回步骤S8的处理,当判定结果为满足(1)式的情况下,进入接下来的步骤S11。
在步骤S11中,判定及控制部47经由通信部45向胶囊型医疗装置3发送控制信号。在步骤S12中,胶囊型医疗装置3的胶囊控制部28接受了控制信号后进行使发光部23j发光的控制。
而且如步骤S13所示,通过发光部23j的发光,药剂聚集部位10的分子标靶药剂中包含的光感受性物质会产生活性氧,进行治疗处置动作。图8示出接受控制信号而使得发光部23j处于发光状态的情形。并且,在图8中,为了简化而省略了胶囊控制部28等的符号。
发光部23j的发光所产生的治疗光照射到药剂聚集部位10,药剂聚集部位10的光感受性物质由于被照射治疗光而产生活性氧52(图8中的白圈)。该活性氧52的作用在于杀灭分子标靶药剂所聚集的癌组织的细胞。
另外,在接受了控制信号而胶囊控制部28使发光部23j发光的情况下,可以监视伽马射线传感器22i的检测信号强度,选择性地使适于向药剂聚集部位10进行照射的发光部发光,控制发光量。
在步骤S13中,胶囊控制部28使发光部23j发光了规定时间之后,如步骤S14所示停止发光。进而,胶囊控制部28进行停止摄像部25的摄像、伽马射线传感器22i的检测动作的控制。然后结束图6的动作。
如上,根据第1实施方式,可以基于PET-CT装置4取得的分子标靶药剂的位置和浓度信息,使用胶囊型医疗装置3在活体内进行治疗。
因而,例如在对位于距体表较远位置处的脏器等所产生的癌组织等病变部进行治疗的情况下,无需从活体外照射放射线等进行治疗,如本实施方式那样使用可配置于接近病变部的位置处的体内医疗设备进行治疗,能够实现低能量且高效的治疗。
另外,在本实施方式中,能直接接近所发现的病变部正确地进行治疗。
进而,通过投放一次药剂来同时进行全身的检查和治疗,能减少对患者2的药剂投放次数,因而能实现检查/治疗时间的缩短。
并且,在本实施方式中,还可以在分子标靶药剂中添加作为金的微粒的金纳米粒子或作为碳的微粒的碳纳米粒子等。这样就能够通过光的照射,由金纳米粒子等高效地产生热,对添加有微粒的其附近的病变组织发挥热治疗的效果。
另外,当如本实施方式那样,通过发光部23j例如使用可见~近红外区域的治疗光进行治疗的情况下,由于光对于病变部活体组织的到达深度较浅,因此虽然能对消化道粘膜表层的病变发挥有效的治疗效果,然而有时期望对更深的活体组织进行处置。
为了应对这种情况,也可以构成对第1实施方式的医疗系统1的胶囊型医疗装置3进行变形得到的变形例的医疗系统,如图9所示构成变形例的胶囊型医疗装置3B那样,照射对于药剂聚集部位10的到达深度更深的超声波进行治疗。
本变形例的医疗系统被构造成设置了设有超声波振子54的图9所示的胶囊型医疗装置3B,以取代图1中的胶囊型医疗装置3。
图9所示的胶囊型医疗装置3B是在上述第1实施方式的医疗系统1的胶囊型医疗装置3中,沿着外装容器21的周向配置超声波振子54作为动作部,以取代发光部23j。
另外,沿着外装容器21的周向配置有气球55,胶囊控制部28还进行使气球55扩张(膨胀)、收缩的控制。
并且,沿着外装容器21的周向分割配置超声波振子54,能够通过胶囊控制部28变更设定射出超声波的方向。其它结构都与胶囊型医疗装置3相同。
下面说明本变形例的医疗控制方法的步骤。该步骤与第1实施方式的图6类似,因此参照图6仅说明不同部分。
在本变形例中,作为在图6的步骤S1中投放给患者2的分子标靶药剂,并非光感受性物质,而是内包有针对病变部的治疗药物的例如含有高分子微囊56的物质。
然后依次进行从图6中步骤S2起到步骤S11的处理。当通过图6的步骤S11,胶囊控制部28无线地接受了控制信号时,如图9所示,使气球55膨胀。
而且,取代图6的步骤S12中使发光部23j发光,胶囊控制部28进行控制,使超声波振子54照射超声波,通过超声波破坏高分子微囊56,使高分子微囊56所内包的治疗药物散布开来。可通过所散布的治疗药物对作为病变部的例如癌组织进行治疗处置动作。
而当治疗标靶不仅为癌细胞等病变部,例如还以血栓作为对象的情况下,可以在高分子微囊56内包含有血液溶解剂等。而且同样通过超声波的照射来破坏该高分子微囊56,通过从该高分子微囊56流出的血液溶解剂溶解血栓部分的血液,对血栓进行治疗。
(第2实施方式)
图10用动作说明图示出了本发明第2实施方式的胶囊型医疗装置3C的结构。本实施方式是在图1的医疗系统1中采用图10所示的胶囊型医疗装置3C代替胶囊型医疗装置3。
该胶囊型医疗装置3C设有可从外装容器21自由突出且脱离胶囊型医疗装置3C的夹钳61。
而且,胶囊控制部28从信息处理装置6收到控制信号时,进行驱动夹钳驱动部62的控制,使夹钳61从胶囊型医疗装置3C突出。夹钳61例如由形状记忆物质形成,若通过胶囊控制部28进行驱动以使得夹钳驱动部62发热,则收缩状态下的夹钳61会伸长而如图10所示从夹钳收纳部突出到外部。
所突出的夹钳61刺入患者2的体腔内的活体组织2a中作为特定部位的药剂聚集部位10,处于被固定的状态。亦即,所固定的夹钳61成为表示药剂聚集部位10的标识。如上,在本实施方式中,夹钳61和夹钳驱动部62作为动作部形成了对药剂聚集部位10赋予标识的标记单元。
在本实施方式中,胶囊控制部28除了控制伽马射线传感器22i(其作为用于取得活体信息的检测部)的动作的功能之外,还控制将夹钳61安装(放置)于药剂聚集部位10的动作。如上,本实施方式的结构仅在于将第1实施方式的胶囊型医疗装置3变更为胶囊型医疗装置3C。
也就是说,本实施方式的胶囊型医疗装置3C是使用PET-CT装置4所得到的第1活体信息,进行对活体组织2a的特定部位赋予标识的动作的胶囊型医疗装置,设想的是向患者2投放包含正电子的分子标靶药剂。
胶囊型医疗装置3C所具备的伽马射线传感器22i和通信部27的作用与在第1实施方式中的作用相同,关于接收来自信息处理装置6中的PET-CT装置4的信息、判定上述胶囊型医疗装置3C与药剂聚集部位10的距离等内容也与第1实施方式相同。
而且当判定为第2实施方式的胶囊型医疗装置3C接近药剂聚集部位10的情况下,胶囊控制部28接收基于来自信息处理装置6的判定结果的控制信号,进行将夹钳61作为标志物放置于活体内药剂聚集部位10附近的控制。
关于标志物,既可以是夹着活体组织2e部分进行固定的图10所示的夹钳61,也可以不限于此,只要是将支架等部件放置于消化道内的结构即可。还可以采取散布作为标识的药剂的方法。
在进行散布的情况下,优选使用在较长的期间内滞留于作为治疗等的目标的癌组织等药剂聚集部位10附近的药剂。
并且,夹钳61和作为标识的药剂等标记优选为可使用PET-CT装置4进行造影。
而且在本实施方式中,向附有标记等的药剂聚集部位10插入具有管状插入部的内窥镜63,使用处置工具对附有标记的癌组织等药剂聚集部位10进行用于治疗的处置,或是进行采集(活检)组织的处置,进行病变组织的病理学诊断。
根据第2实施例的胶囊型医疗装置3C,通过在药剂聚集部位10附近附加放置了标志物的标记,从而具有使内窥镜易于接近PET-CT装置4所检测出的癌组织等病变部的优势。
关于此时的动作,与第1实施方式在图6所示流程图中步骤S1到步骤S11的内容大致相同。
其中,在本实施方式中,步骤S1中的分子标靶药剂可以不含有光感受性物质。在经过了步骤S2至步骤S10之后的步骤S11中,判定及控制部47将控制信号无线地发送给胶囊型医疗装置3C。
然后在接下来的步骤中,胶囊控制部28接收到控制信号时,使夹钳驱动部62动作,将夹钳61固定(放置)于药剂聚集部位10的附近。
另外,例如信息处理装置6以图像的形式记录PET-CT装置4所造影的标识的位置和药剂聚集部位10,将药剂聚集部位10作为活检目标部位,渲染为三维图像,生成模拟内窥镜图像。
由此就能够正确再现放置有标识的放置位置以及被检测为药剂聚集部位10的位置之间的位置关系。
因此,在此后的内窥镜检查时,将内窥镜63的前端部插入到放置有标志物的位置处,以上述三维图像作为参考,能够进行将检测为药剂聚集部位10的位置作为活检目标的活检。
因而其效果在于:无需对通过PET-CT装置4使用分子标靶药剂检测出的药剂聚集部位10、换言之对癌组织等病变部重新投放药剂,能正确采集病变组织,进行病理学的诊断。
另外,根据本实施方式,由于能够在PET-CT装置4进行检查的同时通过胶囊型医疗装置3C对目的部位附加标识,因而在此后的内窥镜检查时能容易地发现目标部位,具有能短时间且顺畅地进行活检等的效果。
(第3实施方式)
图11用动作说明图来示出了本发明第3实施方式的胶囊型医疗装置3D的结构。
本实施方式的胶囊型医疗装置3D是在第2实施方式的胶囊型医疗装置3C中,如图11所示具备了从活体组织2a直接采集活体组织的活检钳(活检处置器具)66作为动作部,取代对活体组织2a的特定部位赋予标识的标记单元。
本实施方式的胶囊控制部28具有与第1实施方式相同的控制功能,并且还具有活检钳控制部67的功能,该活检钳控制部67用于对作为活检钳66的规定动作的组织采集(活检)动作进行控制。
本实施方式的动作与第1实施方式的动作或医疗控制方法所涉及的图6中的步骤S1至步骤S11的内容相同。下面对不同之处进行叙述。
本实施方式的胶囊型医疗装置3D的特征在于,当信息处理装置6判定为胶囊型医疗装置3D接近药剂聚集部位10的情况下,胶囊控制部28接受来自信息处理装置6的判定结果,进行使用活检钳66直接从活体组织2a进行组织采集的控制。因而,本实施方式具有能从癌组织等病变部进行组织采集的效果。
因为活检钳66需要从PET-CT装置4发现的药剂聚集部位10可靠地进行组织采集,因而优选使用能通过X射线进行造影的材质作为活检钳66的材质,使得能够通过PET-CT装置4检测出活检钳66和药剂聚集部位10的位置关系。
另外,还可以在活检钳66的前端部设置检测有无药剂的传感器。而且,当活检钳66的前端接触到药剂聚集部位10附近时,如果控制为仅在传感器检测出的信号电平大于等于规定电平的(药剂聚集部位10的)情况下进行组织采集进行控制,则能减少对不需要的组织进行活检,能可靠地采集活检对象的组织。
根据第3实施方式,能够向应进行活检的病变部正确引导胶囊型医疗装置3D,而且能对病变部的活体组织进行可靠的活检。
另外,通过在活检钳66本身设置传感器,能只对病变部的活体组织进行可靠的组织采集。
在第1至第3实施方式中主要说明了与PET-CT装置4的组合,然而可进行组合的医疗设备不限于这种情况。例如作为第1实施方式的体外医疗设备说明的是使用PET-CT装置4的例子,然而也可以使用不具备CT装置部分的PET装置。
另外,作为体外医疗设备,也可以取代PET-CT装置4,而使用作为能与分子标靶药剂组合的医疗设备的SPECT(Single Photon Emission Computed Tomography,单光子发射计算机断层成像)与利用了磁共振现象的MRI装置等的组合。
在与MRI装置组合使用的情况下,向活体投放可通过磁共振现象检测出来的分子标靶药剂。
然后通过取代设置于胶囊型医疗装置3的伽马射线传感器22i而设置的作为第2检测部的MR信号(无线电波)传感器检测由于磁共振现象而产生的MR信号(无线电波),根据该检测信息的信号电平取得作为第2活体信息的MR信号强度。
根据通过该MR信号传感器取得的强度信息、由配置于体外的MRI装置根据第1检测部的检测信息生成的(作为第1活体信息的)药剂聚集部位的位置、聚集浓度的信息来控制治疗动作,从而得到这样的效果:能够直接接近癌组织等的病变部而正确地进行治疗,并能缩短检查/治疗时间。
另外,在第1至第3实施方式中说明的是PET-CT装置4和胶囊型医疗装置检测作为放射线的例如伽马射线这样的相同信号的结构,然而胶囊型医疗装置也可以采取检测与PET-CT装置4不同的物理信号的结构。
例如,还可以构成为:将在与内窥镜的组合中通常使用的荧光色素与分子标靶药剂结合起来,通过胶囊型医疗装置的摄像元件捕捉因接收到从胶囊型医疗装置放射的激励光而发出的荧光。
此外还存在应用表面增强拉曼散射或表面等离子所实现的特定波段反射率增强而进行的检测等各种检测方法,可采用灵活运用了这些信号的胶囊型医疗装置。
(第4实施方式)
参照图12说明本发明的第4实施方式。图12用动作说明图来示出了本发明第4实施方式的医疗系统1D的概要结构。
本实施方式的医疗系统1D具有:具备插入(配置)到患者(活体)内部的作为第1医疗设备的OCT(光学相干断层成像:Optical Coherence Tomography)探头71的OCT装置70;以及安装于OCT探头71前端侧的作为第2医疗设备的无线电流探头72。
也就是说,本实施方式的医疗系统1D是具备2个医疗设备的系统,这2个医疗设备取得(检测)不同的第1和第2活体信息的功能存在差异,且都插入到活体内。
OCT探头71具有插入患者内部的细长管状的插入部73,在其前端侧配置有会聚光的透镜74和扫描光的扫描镜75,作为第1检测部,该第1检测部用于取得作为第1活体信息的、癌组织所聚集的聚集部位78的位置。
另外,设置于插入部73的基端侧的活体外部的OCT主体76在内部具有未图示的光源,从该光源发出的相干长度较短(即干涉距离较短)的低干涉性的光被传送到插入部73的前端侧。
所传送的低干涉性的光经过透镜74和扫描镜75,沿着垂直于插入部73的轴的方向射出。扫描镜75被绕着插入部73的轴旋转驱动,或者在适当的角度范围内被摆动驱动。
此时预先向患者投放由与癌细胞特异性结合的蛋白质封装的金纳米粒子77等物质。金纳米粒子77会如图12所示聚集于(患者内部的)活体组织2a中癌组织所聚集的部位(聚集部位78)。
这种照射在聚集部位78的低干涉性的光被聚集于该聚集部位78的金纳米粒子77较强地反射。
反射光经过扫描镜75后返回到插入部73的基端侧的OCT主体76。OCT主体76中设有生成参照光的未图示的参照光生成部,在从扫描镜75侧返回的光的光路长度与参照光生成部的光路长度大致一致的距离以内产生干涉。
并且,例如按规定的周期变更参照光的光路长度。在与参照光的光路长度的周期性变化相对应地照射在活体组织2a上的低干涉性的光的散射光中,来自扫描镜75的、与上述光路长度的周期性变化量一致的距离的光会作为干涉光而被检测出来。
并且,如上面所述,金纳米粒子77包含金属微粒,因而会产生较强的后方散射光,会作为较强的干涉光被检测出来。
干涉光通过OCT主体76内部的光检测器进行光电转换而成为干涉信号,然后被输入到OCT主体76内部的信号处理电路76a。该信号处理电路76a以干涉信号的强度作为亮度,生成OCT断层图像。另外,信号处理电路76a具有根据第1检测部的检测信息生成第1活体信息的功能,进行根据上述干涉信号计算聚集部位78的位置的处理。
另一方面,在插入部73的前端部与扫描镜75接近的位置处配置有无线电电流探头72,该无线电电流探头72设置有产生无线电波的例如Φ1mm左右的电流针81和将该电流针81驱动为能从前端部开口自由突出的驱动部82。
另外,该驱动部82内置有无线电波产生部82a,作为进行从电流针81产生无线电波的动作的动作部。另外,该驱动部82通过信号线与设置于插入部73的基端侧的控制部83连接,控制部83经由驱动部82向电流针81施加无线电波,进行产生无线电波的控制。
另外,在电流针81的前端设有检测温度的温度传感器81a,作为用于取得第2活体信息的第2检测部,通过该温度传感器81a检测出的检测信息(信号电平)成为作为第2活体信息的聚集部位78的温度信息。该温度信息经由驱动部82被传送给控制部83。
并且,控制部83可对温度传感器81a进行如下控制:仅当驱动部82使电流针81突出而处于电流针81的前端接触或穿刺聚集部位78附近的活体组织2a的状态时,输出检测到的温度信息。
控制部83经由通信电缆84而与OCT主体76连接,从OCT主体76侧输入OCT断层图像中的聚集部位78的位置信息,作为第1活体信息。
当处于在作为OCT断层图像显示出的OCT探头71的扫描范围(或OCT断层图像)内捕捉到聚集部位78的状态时,控制部83判定为OCT探头71的前端位于接近聚集部位78的距离(适于处置的区域内)。
当由OCT主体76输入了在扫描范围(或OCT断层图像)内捕捉到聚集部位78的信息和该聚集部位78的位置信息时,控制部83对驱动部82进行使电流针81突出的控制、输出无线电波的控制、输出无线电波的方向即指向性的控制。
图12示出接收到来自控制部83的控制信号的驱动部82使电流针81从前端部突出,使电流针81刺向活体组织2a,照射无线电波的状态。
接收到无线电波的金纳米粒子77发热,聚集部位78被加热。此时,通过温度传感器81a检测出该温度,发送给控制部83。控制部83根据来自OCT主体76的信息和温度信息控制无线电波的输出电平。
然后通过温度传感器81a的温度信息将输出电平控制为保持适于杀灭该聚集部位78的癌细胞的温度,正确地进行癌治疗。
另外,当在作为OCT断层图像显示出的扫描范围内存在进行穿刺的电流针81时,能够在该OCT断层图像内,通过基于来自电流针81表面的散射光成分的干涉光来确定电流针81的穿刺位置。
OCT主体76的例如信号处理电路76a根据此时基于由OCT主体76取得的干涉信号得到的OCT断层图像,求出金纳米粒子77的聚集部位78与电流针81的位置关系。而且信号处理电路76a将该位置关系的信息发送给控制部83,控制部83校正电流针81的突出量,使之处于易于更恰当地对聚集部位78的癌细胞进行处置的状态。
另外,在被估计为能正确进行癌治疗的时间之后,控制部83停止无线电波的照射,并且进行将电流针81收纳于前端部内的控制。
并且,在图12的结构例中还可以采取将控制部83配置于活体内的结构。另外,还可以采取向控制部83无线发送OCT 70的信息的结构。
根据实现这种作用的本实施方式,与第1实施方式中配置于活体外的医疗设备和活体内的医疗设备的情况相同,能够使用一并插入到活体内的2个医疗设备检测癌组织等病变部,灵活且正确地对检测出的病变部进行治疗处置。
也就是说,根据本实施方式,当处于在OCT断层图像内捕捉到OCT探头71的前端部的状态时,控制部83判定为OCT探头71的前端部存在于接近病变部的适于处置的区域,使设置于该前端部附近的无线电电流探头72的电流针81突出,向病变部穿刺,进行从电流针81输出无线电波的控制,从而能够进行使得聚集于病变部的金纳米粒子77发热,杀灭病变部的癌细胞的等治疗处置。
另外,根据本实施方式,由OCT断层图像求出用于发热以进行治疗的金纳米粒子77所聚集的病变部(聚集部位78)与电流针81的位置关系,通过该位置关系的信息校正输出无线电波的电量针81的突出量,从而能够正确进行用于对病变部治疗的处置。
另外,根据本实施方式,当使金纳米粒子77发热而进行治疗处置时,通过设置于电流针81前端的温度传感器81a检测病变部的温度,使用该温度信息控制无线电波的输出电平,通过保持该适于处置的温度,能够进行高效的治疗。
另外,还可以根据病变部与电流针81的位置关系的信息进行指向性的控制,使得无线电波的输出方向指向病变部,这样能够高效地对病变部进行基于无线电波的治疗处置。
并且,在本实施方式中按照OCT装置70与无线电电流探头72的情况进行了说明,然而不限于此,例如也可以是通常的内窥镜与胶囊型医疗装置(或胶囊型内窥镜)的组合。另外,既可以是通常的内窥镜与体内的放置物(传感器)的组合,也可以是超声波探头、共焦探头等针传感器与内窥镜的组合。另外,关于一并插入到体内的2个医疗设备,只要是能够插入体内的设备,则可以是任意的医疗设备。
(第5实施方式)
接着,参照图13和图14说明本发明的第5实施方式。图13示出了构成本发明第5实施方式的医疗系统1E的光乳房造影检查装置91的概要结构,图14示出了超声波装置92的概要结构。本实施方式的医疗系统1E是具有2个医疗设备的医疗系统,该医疗设备具有都配置于活体外部、用于分别取得第1活体信息和第2活体信息的第1检测部和第2检测部。
如图13所示,光乳房造影检查装置91具有收纳患者2的被检部(例如乳房)的机架93。沿着机架93的圆周配置有多个光纤94a、94b、...、94s、94t的一个端部。
光纤94k(k=a、b、...、t)的另一个端部与光乳房造影检查主体(简称为主体)96连接,在主体96的内部设有发光部和受光部。如图13所示,例如从光纤94a的一个端部向机架93的内侧照射光。对于所照射的光,使用其他光纤、在图13中例如为光纤94s接收散射光,具备用于取得(检测)基于光散射的第1活体信息的第1检测部的功能。
并且,预先对患者2投放以癌细胞作为目标的分子标靶药剂。分子标靶药剂在高分子微囊56内部包含癌治疗药,而且高分子微囊56对特定波长的光具有规定的吸收系数或散射系数。如上所述,分子标靶药剂会将癌组织作为药剂聚集部位10而进行聚集。
另外,该机架93设置有超声波装置92,该超声波装置92如图14所示与光纤94a、94b、...、94t的配置位置相邻地配置有多个(2个以上)超声波换能器95a、95b、95c、95d、...、95g。
图13示出了通过1个光纤94a和1个光纤94s进行发光和受光的情形,也可以使用多个光纤进行发光和受光。主体96内部的运算处理部96a进行根据这多个光纤的配置位置和散射光的信息,求出机架93内侧的患者2的活体组织内的散射系数/吸收系数的分布的运算。
然后通过运算处理部96a进行的运算构筑三维图像,根据构筑的三维图像计算(生成)分子标靶药剂的药剂聚集部位10的位置信息,作为第1活体信息。
通过主体96内的运算处理部96a生成的药剂聚集部位10的位置信息被发送给图14所示的超声波装置92的超声波控制部(简称为控制部)97。
控制部97对作为进行超声波照射的动作部的超声波换能器95l(l=a、...、g)的动作进行控制。控制部97进行从该控制部97内部的未图示的发送部向超声波换能器95l施加产生超声波的超声波驱动信号的控制。
被施加了超声波驱动信号的超声波换能器95l朝机架93内部照射集束超声波。
这种情况下,控制部97根据从主体96接收到的药剂聚集部位10的位置信息,以朝药剂聚集部位10集中照射超声波的方式,选择实际驱动的超声波换能器95l(在图14的例子中为95b~95d这3个)。
然后超声波装置92通过会聚的超声波的照射,破坏药剂聚集部位10的高分子微囊56,进行用于癌治疗处置的动作(在图14中用56’表示被破坏的高分子微囊)。
另外,超声波装置92所具备的超声波换能器95l作为第2检测部(用于取得作为第2活体信息的照射给药剂聚集部位10的超声波能量的信息),还承担作为麦克风的作用,检测向患者2照射超声波时的回声。检测出的回声信息被输入到控制部97。
控制部97基于回声的检测信息生成照射到药剂聚集部位10的超声波能量的信息(超声波振动的振幅值、振动数)的估计值。
控制部97将通过光乳房造影检查装置91取得的药剂聚集部位10的位置信息和通过超声波装置92取得的超声波能量的信息作为控制信息,基于该控制信息来控制施加给超声波换能器95l的超声波输出、超声波的照射方向。
控制部97进行如上控制,从而能够在不会给其他组织带来影响的情况下,高效地对作为应治疗的患处或病变部的药剂聚集部位10的癌组织进行治疗。
另外,控制部97能够对多个超声波换能器95l的超声波收发进行控制,通过多个超声波换能器95l生成(取得)相对于药剂聚集部位10的基于超声波的位置或距离信息作为第2活体信息。此时,超声波换能器95l具备用于以声学的方式取得药剂聚集部位10的位置或距离的第2检测部的功能。
还可以由控制部97使用通过超声波换能器95l的第2检测部的功能而得到的信息,控制进行治疗时的超声波能量的大小。例如,在接近体表的位置处检测出药剂聚集部位10的情况下,控制部97可以控制为降低用于进行治疗而照射的超声波能量。
通过如上所述,不仅使用光乳房造影检查装置91的光学信息,还使用声学信息,从而具有能更高精度地检测药剂聚集部位10并且能通过超声波适当进行治疗处置的效果。
另外,只要具备上述分子标靶药剂由于高分子微囊56的破坏而光学特性发生变化的特性,就能使用光乳房造影检查装置91进行治疗效果的监视。
例如,下面说明由于高分子微囊56的破坏而使得分子标靶药剂的光吸收系数变大的情况。
在以规定时间向作为病变部的药剂聚集部位10照射了用于进行治疗的超声波能量的情况下,根据照射前后通过光乳房造影检查装置91检测出的光强度的减少量,能够估计出药剂聚集部位10的高分子微囊56被破坏的数量。
因此,手术人员能够根据被破坏的高分子微囊56的数量的估计值,估计由于该破坏而从高分子微囊56流出的癌治疗药剂是否为适于治疗的量。还可以将所照射的超声波能量控制为使得癌治疗药剂成为适于治疗的量。
另外,还监视通过光乳房造影检查装置91检测到的光强度的时间变化。当由于癌治疗药剂而使得病变部的癌组织被杀灭而进行治疗时,可估计为聚集于病变部的分子标靶药剂的聚集浓度降低。因此,通过监视由光乳房造影检查装置91检测到的光强度的时间变化,可用于治疗效果的估计。
根据实现这种作用的本实施方式,与第1实施方式中配置于活体外的医疗设备和活体内的医疗设备的情况相同,能够使用一并配置在活体外的2个医疗设备检测癌组织等病变部,顺畅且正确地对检测出的病变部进行治疗处置。
也就是说,根据本实施方式,通过光乳房造影检查装置91检测出聚集于病变部的药剂聚集部位10的位置,超声波装置92的控制部97根据该位置信息控制换能器95l的驱动,使得向该药剂聚集部位10集中照射超声波,能够通过超声波的照射破坏聚集于药剂聚集部位10的高分子微囊56,通过内部包含的治疗药顺畅地进行对病变部的治疗处置。
另外,控制部97根据照射在药剂聚集部位10上的超声波的回声的信息,估计所照射的超声波能量的信息,将估计出的超声波能量的信息作为控制信息,对向药剂聚集部位10照射超声波时的换能器95l的超声波输出、超声波的照射方向进行控制,从而能高效地对应治疗的病变部进行治疗。
另外,控制部97可使用换能器95l得到的药剂聚集部位10的位置或距离的信息,控制进行治疗时的超声波能量的大小,易于进行正确的控制。
另外,通过监视由光乳房造影检查装置91检测出的光强度的时间变化,能估计治疗效果。
在上述第1至第5实施方式中,当根据由多个医疗设备检测出的多个活体信息,进行控制以实现治疗处置(为杀灭病变组织而照射光的处置、使其发热的处置)或与之相关的处置(采集组织的处置、为易于采集组织而附加标识的处置)等规定的动作时,既可以在不同时间使用多个活体信息,也可以同时使用多个活体信息。
另外,本发明不限于对从聚集于病变组织的药剂聚集部位放射出的作为放射线的伽马射线进行检测的情况,也可以检测贝塔射线、阿尔法射线等放射线,还可以如上所述检测荧光。
并且,将一部分上述实施方式组合起来等构成的实施方式也属于本发明。
根据上述各实施方式的医疗系统,能够使用对于活体具有不同功能的多个医疗设备,高效地进行对活体的处置或与处置关联的规定动作。
本发明不限于上述实施方式,可以在不改变本发明主旨的范围内实施各种变更、改变等。
本申请是以2009年8月19日在日本申请的特愿2009-190288号为优先权主张的基础而提出的,上述的公开内容在本申请的说明书、权利要求书中加以引用。
Claims (17)
1.一种医疗系统,其特征在于,具有:
第1医疗设备,其具有用于从活体取得第1活体信息的第1检测部;第2医疗设备,其具有用于从所述活体取得第2活体信息的第2检测部、以及根据从所述第1医疗设备接收到的所述第1活体信息进行规定动作的动作部;以及
控制部,其设置于所述第2医疗设备处,根据所述第2活体信息控制所述动作部的动作。
2.根据权利要求1所述的医疗系统,其特征在于,所述第1检测部配置于所述活体的外部,所述第1活体信息是根据所述第1检测部的检测信息生成的。
3.根据权利要求1所述的医疗系统,其特征在于,所述第1检测部配置于所述活体的内部,所述第1活体信息是根据所述第1检测部的检测信息生成的。
4.根据权利要求2所述的医疗系统,其特征在于,所述第2检测部和所述动作部配置于所述活体的外部,所述第2活体信息是根据所述第2检测部的检测信息生成的,所述动作部从所述活体的外部进行所述规定动作。
5.根据权利要求2所述的医疗系统,其特征在于,所述第2检测部和所述动作部配置于所述活体的内部,所述第2活体信息是根据所述第2检测部的检测信息生成的,所述动作部从所述活体的内部进行所述规定动作。
6.根据权利要求3所述的医疗系统,其特征在于,所述第2检测部和所述动作部配置于所述活体的内部,所述第2活体信息是根据所述第2检测部的检测信息生成的,所述动作部从所述活体的内部进行所述规定动作。
7.根据权利要求5所述的医疗系统,其特征在于,所述控制部具有根据所述第1活体信息和所述第2活体信息来判定是否满足使所述动作部进行规定动作的条件的判定部,当判定结果为满足所述条件时,所述控制部使所述动作部进行所述规定动作。
8.根据权利要求5所述的医疗系统,其特征在于,所述第1检测部和所述第2检测部检测从特定药剂的药剂聚集部位放射出的放射线,该特定药剂被赋予了与所述活体的病变组织特异性结合的特性。
9.根据权利要求7所述的医疗系统,其特征在于,所述规定动作是为了对所述药剂聚集部位的所述病变部进行治疗而照射光或输出无线电波、或者采集所述药剂聚集部位附近的组织、或者在所述药剂聚集部位附近设置标识的动作。
10.根据权利要求8或9所述的医疗系统,其特征在于,所述第1或第2医疗设备是插入活体内的胶囊形状的胶囊型医疗装置。
11.根据权利要求8所述的医疗系统,其特征在于,所述第2医疗设备是插入活体内的胶囊形状的胶囊型医疗装置,
所述第1活体信息是所述药剂聚集部位的位置信息,
所述第2活体信息是所述放射线的强度信息。
12.根据权利要求11所述的医疗系统,其特征在于,所述控制部具有根据所述第1活体信息和所述第2活体信息来判定是否满足使所述动作部进行规定动作的条件的判定部,当判定结果为满足所述条件时,所述控制部使所述动作部进行所述规定动作。
13.根据权利要求12所述的医疗系统,其特征在于,所述规定动作是为了对所述药剂聚集部位的所述病变部进行治疗而照射光或输出无线电波、或采集所述药剂聚集部位附近的组织、或者在所述药剂聚集部位附近设置标识的动作。
14.根据权利要求1所述的医疗系统,其特征在于,所述第2医疗设备是进行超声波照射的超声波装置。
15.一种医疗控制方法,其特征在于,具有:
第1步骤,通过第1医疗设备检测从与活体内的病变组织特异性结合的特定药剂发出的放射线,计算所述特定药剂所聚集的药剂聚集部位的位置和聚集浓度;
第2步骤,使用通过所述第1步骤取得的信息,计算由所述第2医疗设备在与所述药剂聚集部位相距规定距离的位置处检测出的所述放射线的强度的估计值;
第3步骤,通过插入所述活体内的第2医疗设备,检测来自所述药剂聚集部位的放射线;
第4步骤,判定所述第2医疗设备所检测出的放射线的强度是否超过所述估计值;以及
第5步骤,在判定结果为所述第2医疗设备所检测出的放射线的强度超过所述估计值的情况下,进行如下控制:通过所述第2医疗设备对所述药剂聚集部位进行治疗用的处置。
16.根据权利要求15所述的医疗控制方法,其特征在于,所述第2医疗设备是插入活体内的胶囊形状的胶囊型医疗装置。
17.根据权利要求16所述的医疗控制方法,其特征在于,所述治疗用的处置是为了对所述药剂聚集部位的所述病变部进行治疗而照射光或输出无线电波、或采集所述药剂聚集部位附近的组织、或者在所述药剂聚集部位附近设置标识的动作。
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Application publication date: 20111012 |