JP2003500125A

JP2003500125A - 放射線治療装置

Info

Publication number: JP2003500125A
Application number: JP2000619505A
Authority: JP
Inventors: ゲルハルト・ミューラー; ディーター・レグラ
Original assignee: レーザー− ウントメディツィン−テヒノロギーゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツングベルリン
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 2000-05-12
Publication date: 2003-01-07
Also published as: EP1180055A2; WO2000071205A2; WO2000071205A3; AU6985400A

Abstract

(57)【要約】電離放射線を発する照射源(１２２)と、前記組織(Ｔ)の対象部位ない、またはその近傍に位置決めされて、電離放射線を後方散乱させるようにした充填物(１１２)とからなる、組織(Ｔ)の限定された対象部位の放射線治療のための装置に関する。本発明によれば、前記充填物(１１２)が溶液ないしエマルジョンに金属錯体化合物を含んでなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（技術分野）本発明は、生体組織の対象局部の放射線治療装置に関し、電離放射線を照射す
る照射源と、生体組織の対象部位ない、または、その近傍に設けられ、電離放射
線を後方散乱させる充填物とからなる放射線治療装置に関する。

【０００２】（背景技術）前述の装置については、本願出願人によるドイツ国特許出願公開公報第199 22 991号から知られているところである。この公知の装置では、生体組織の対象部
位近傍の生体を透過する電離放射線の有効照射量を増加するために、微小粒子な
いしナノ微小粒子からなる充填物ないし挿入物を利用している。これらの粒子は
チタン合金からなり、搬送エマルジョンに埋め込まれている。このエマルジョン
はカテーテル装置を介して生体組織の対象部位に導入されるようになっている。

【０００３】しかしながら、前述の公知の装置には、エマルジョンに埋め込んだ粒子の調製
が複雑で、費用がかかると言った問題がある。このことから、斯かる公知装置の
稼働コストがそれに応じて高くなる。

【０００４】（発明が解決しようとする技術的課題）以上のことから、本発明は、前掲の冒頭で説明した形式の装置にして、より経
済的に操作できる装置を提供するのを課題としている。

【０００５】斯かる目的は、請求項１に記載の装置において、充填物を溶液ないしエマルジ
ョンに金属錯体化合物を含ませたものとすることにより達成できる。

【０００６】（その解決方法）本発明が拠所とする技術的思想は、金属表面が固体ではなく、液相にあれば、
その金属表面の直近においては照射量の増加効果が発生すると言うところにある
。本発明によれば、充填物ないし挿入物は、溶液ないしエマルジョンに金属錯体
化合物を含ませたものである。照射量の増加効果は、従来感覚での普通の金属の
複合成分、即ち、第３ないし第６主グループの金属と遷移金属のみならず、アル
カリ土類金属と内部遷移金属、即ち、希土類金属を用いることで達成できる。

【０００７】好ましくは、生体適合性痕属複合溶液ないしエマルジョンを用いるのが望まし
い。そのようにすれば、例えばアレルギー反応とかの望ましくない副作用をでき
るだけ避けることができる。

【０００８】使用する金属錯体化合物の選択は、放射線照射で使用する金属素子の散乱係数
に応じて変わる。この散乱係数は、照射強度をできるだけ低レベルにするため、
また、照射線が透過する生体の患部以外の生体組織を慎重に処置するためにも、
放射線治療に利用するエネルギー分布の範囲内でできるだけ大きいものであるべ
きである。

【０００９】放射線治療法によっては、Ｘ線やガンマ線を利用することもできる。実地で利
用する錯塩化合物は、エマルジョンであろうか、または、溶液そのものの形です
るにしても生体適合性溶解の形で組織の対象部位に移転しうるものでなければな
らない。これは、注射、輸液、或いは適当な条件下でイオン導入法により達成で
きる。

【００１０】好ましい実施の形態にあっては、金属錯体としてアルカリ土類金属錯塩化合物
を利用している。特にＸ線照射治療法を対象とした本発明の実施の形態において
は、硫酸バリウムの使用を勘案している。この硫酸バリウムは、Ｘ線診断法にお
いては陽画造影剤として既に利用されているところである。

【００１１】別の実施の形態としては、金属錯体化合物として希土類金属錯塩化合物を利用
している。Ｘ線照射法には、ガドリニウム含有金属錯体が特に適している。例え
ば、核磁気共鳴断層撮影法での造影剤としてガドリニウム-DTPAを利用すること
ができる。散乱剤は、生体適合性のあるものとして現今、医学分野で既に使われ
ているところであり、特に腫瘍の血管過多輪郭帯(hyupervascularized edge zon
es)に集中する性向があって望ましい。そこが正に、放射線治療を最適化するた
めに照射量増大効果を利用すべき部位なのである。

【００１２】好ましくは、充填物ないし挿入物は、溶液ないしエマルジョンの形で金属錯体
化合物から全てが成り立っているのが望ましい。二種かそれ以上の異なった金属
錯体を含ませた溶液ないしエマルジョンを利用することも可能であるのは明らか
であろう。別の方法としては、本発明による装置においては、エマルジョンにあ
って一部が従来の金属粒子からなり、また、一部が金属錯体含有溶液ないしエマ
ルジョンからなる充填物であってもよい。

【００１３】また好ましくは、放射線治療装置は、後方散乱ジオメトリーを有している。と
言うことは、充填物ないし挿入物の少なくとも一部分が、照射源に対して生体組
織の対象部位ないしその後方に留置されることを意味している。このように適当
に留置すると共に、挿入物の大きさにより、当該挿入物から後方散乱された照射
線が生体組織の対象部位全体に作用するようにすることができる。

【００１４】本発明のまた別の実施の形態では、照射源が取り付けられ、該照射源を生体組
織の対象部位に対して位置決めするために所定の調節自在移動を行うようにした
位置決め装置を利用することで、照射ジオメトリーを最適化することができる。

【００１５】詳述すれば、照射源の調節は、生体組織の対象部位またはその近傍に配置され
、電離放射線の照射線量(dose rate)ないし有効照射量に対応する測定信号を平
って出力する照射線検出器を利用することで行うことができる。照射線検出器と
しては、散乱剤、即ち、金属錯体含有溶液ないしエマルジョンを導入するのに利
用するカテーテル装置が必要とする容積以外に余計なスペースを必要とするよう
なものであってはならない。この意味で、ミニアチュア線量測定具であるのが望
ましいのである。

【００１６】本発明による装置の別の実施の形態では、生体組織の対象部位において変位自
在なプローブとしての照射線検出器を利用している。その場合、照射強度乗れ張
るが生体組織の対象部位の広範囲にわたってモニターできる。この実施の形態で
は、照射ジオメトリーを照射している生体組織の対象部位の特定の状態に合わせ
ることができ、それによりプローブの位置を検出できるようにしている。

【００１７】また、本発明の装置の別の実施の形態では制御装置を利用し、この制御装置に
前記照射線検出器を接続する一方、照射源とも接続して、照射線検出器から出力
される測定信号に応じて照射源の照射時間とパワーの何れか一方、または、両方
を制御している。この装置の動作は、制御装置によりほぼ自動化されている。こ
の場合、制御装置としては、位置決め装置とも接続しておくのが望ましく、その
ようにして位置決め装置の調節自在移動を制御することで、照射源を、前記測定
信号が最大値をとるような場所へと移動させることができる。このようにして、
充填物による後方散乱効果が生体組織の対象部位の境界内において最大化するよ
うに、生体組織の対象部位に対する照射源の位置を、自動的に変えることができ
る。

【００１８】（発明を実施するための最良の形態）以後、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態を詳述する。先ず
、図１は放射線治療装置１００を概略的に示したものであって、この図にあって
は生体組織１０２の一部分も概略側面図として図示されている。点線で囲まれ、
粗ハッチングを施した部分は生体組織１０２の前記部分における腫瘍Ｔを示して
いる。後負荷処置のための流体注入器１０４が、その遠位端が腫瘍Ｔに潜り込む
ように、生体組織１０２の前記部分に間質を介して挿入されている。

【００１９】流体注入器１０４は接続具１０６を備えており、その接続具１０６を介して、
液体散乱剤１０８を圧送する容器(図示せず)に接続している。図示の実施の形態
では、散乱剤としてガドリニウム-DTPAを利用している。しかしながら、散乱剤
としてはガドリニウム-DTPAに限られるものではなく、前述した金属錯体化合物
の溶液ないしエマルジョンであってもよい。

【００２０】散乱剤１０８の壁部には無数の開口１１０が形成されており、これらの開口１
１０を介して生体組織Ｔの周囲対象部位に散乱剤１０８が注入され、そこで浸透
部１１２を形成するようになっている。散乱剤１０８には痕属性分が含まれてい
ることから、Ｘ線ないしガンマ線に対する「複散乱体(multiple scattering body
)」とも言うべきものが浸透部１１２に形成される。

【００２１】照射線検出器１１８は液体注入器１０４の内部であって、近位端近傍において
目盛り１１６のある軸方向摺動自在な搬送棒１１４上に配置されている。この照
射線検出器１１８は、照射線量に対応する測定信号を出力する。目盛りは、液体
注入器１０４の遠位端部の長さ方向に対する照射線検出器の位置を定める上で役
立っている。尚、照射線検出器１１８の位置の判定を自動化することもできるの
ｙは容易に理解されよう。

【００２２】検出器１１８が検出する照射線は放射装置１２０から発せられるものである。
図示の実施の形態では、放射装置１２０はＸ線装置１２２からなり、このＸ線装
置１２２は枢動機構１２４に設けたモータ手段に枢動自在の装着されている。照
射線が通る本体の部分とは反対側においてこのＸ線装置１２２と連繋しているの
は、画像処理装置１２７を備えた撮像装置１２６であり、この撮像装置１２６に
より生体組織の対象部位に対する液体注入器１０４と照射線検出器１１８の位置
を判断することができる。尚、Ｘ線装置の代わりに、基本的には同一構造ではあ
るが、例えば^６０Ｃｏを利用してガンマ線を出す照射源を利用することも可能で
ある。

【００２３】照射線検出器１１８は、ミニチュアＸ線量計の形で採用している。これが出力
する測定信号はケーブル１２８を介して検出器信号処理装置１３０の入力端へと
供給される。処理装置１３０の制御出力端はＸ線装置１２２と枢動機構１２４に
接続されている。この処理装置１３０は、Ｘ線装置１２２の出力照射パワーを制
御する一方で、位置決め装置１２４を介してＸ線装置１２２の枢動を制御するよ
うになっている。検出黄信号処理装置１３０の構成と動作モードについては、後
ほど詳述する。

【００２４】前記Ｘ線装置１２２は、液浸透部１１２で複散乱する効果があるので生体組織
Ｔの対象部位でのＸ線の有効照射量が著しく増加していることから、匹敵する放
射線治療法に比べてほぼ減少したレベルの照射パワーで稼働することができる。
正確な照射線量は、実験で定められた増殖阻止のための有効閾値以上に照射制御
装置で設定できる。この有効閾値は、例えば生体組織１０２の一部分と同一種の
組織資料に対して照射試験を行うことによる定めることができる。注入器１０４
の軸に沿った照射の照射線量分布は、搬送棒１１４の移動量で求めることができ
る。照射源１２２の照射パワーと照射方向の何れか一方、または両方は、前記分
布に基づいて制御できる。

【００２５】プラスチック製ないしガラス製の注入器１０４が、放射線治療中に生体に残さ
れておれば、生体組織Ｔの対象部位における有効照射量は、治療中に散乱剤１０
８を余分に供給するか、または吸込むことによっても制御できる。

【００２６】図２は、図１に示した装置における検出黄信号処理装置１３０と照射制御装置
１２２を簡単に実現する機能ブロック回路図を示す。後述の機能類は、現実には
ソフトウェアによりその重要部が実行されている。

【００２７】照射検出器１１８(図１)の入力端に接続している検出器信号処理装置１３０は
、増幅段１３０.１と、その下流側に設けられて矯正テーブルメモリ１３０.２と
も接続されている、液体注入器１０４の長手軸上で検出された照射線量値が、試
験管内で特定の液体注入器に対して定めた矯正テーブルの基づき治療に適切な範
囲の照射線量まで外挿される矯正段１３０.３とからなる。照射制御装置１３２
は、検出器信号処理装置１３０の出力端と内部基準値メモリ１３２.１とに接続
され、照射線量の電流基準値-実際値のズレが各検出位置ごとに確認し、それを
制御テーブルメモリ１３１.３に伝達する減算段１３２.２を備えている。得られ
た差値に応じてそれを読み出すのは、Ｘ線源１２２のパワー供給装置１３２.４
に対する主制御信号である。各検出器の位置ごとの主制御信号は、原則として下
流側に配置した平均化段１３２.５に供給され、かくて平均化段１３２.５はそれ
らを内部バッファメモリ(図示せず)に記憶させ、測定操作が終了した後に平均化
動作を実行するが、その結果は、パワー供給装置１３２.４に供給する二次制御
信号を表すことになる。しかしながら、所望によっては、Ｘ線源の追従制御も、
単一の主制御信号が存在している(破線で示す)時に既に行われるようにすること
ができる。

【００２８】制御装置１３２には、それ自体が公知の手順制御段１３２.６(図示していない
が、タイマー、作用及びプログラムメモリを備えている)と、表示装置１３２.７
、入力装置１３２.６とが設けられており、必須治療パラメータが操作者に対し
て表示されるようになっていると共に、操作者自ら所望に応じて手動介入できる
ようになっている。手順制御段１３２.６は、画像処理装置１２７(図１)から検
出器位置信号を受信し、これに応じて二次制御信号の前述の生成と、表示装置１
３２.７における局部照射線量と共に検出器の位置の表示を制御する。

【００２９】簡単な実施の形態においては、枢動機構１２４(図１)は、モニター表示を参照
しながら経験値に基づいて操作者が入力手段１３２.８を介して手動制御するよ
うになっている。しかしながら、手順制御段１３２.６のプログラムメモリに記
憶させたアルゴリズムを利用して動作制御システムに対するリンクを設けること
も可能である。アルゴリズムは、矯正１３０.３の出力端における個々の範囲線
量と、制御テーブルメモリ１３２.３の出力端における主制御信号との何れか一
方、または両方にアクセスする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放射線治療装置の概略図。

【図２】図１に示した装置の処理制御装置の機能ブロック回路図。

【符号の説明】

１００…放射線治療装置１０２…生体組織１０４…流体注入器１１８…照射線検出器１２０…放射装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者ディーター・レグラドイツ連邦共和国80687ミュンヘン、ベハムシュトラーセ17番Ｆターム(参考） 4C082 AC02 AC03 AE01 AJ07 AP01 AP07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電離放射線を発する照射源(１２２)と、前記組織(Ｔ)の対象
部位ない、またはその近傍に位置決めされて、電離放射線を後方散乱させるよう
にした充填物(１１２)とからなる、組織(Ｔ)の限定された対象部位の放射線治療
のための装置において、前記充填物(１１２)が溶液ないしエマルジョンに金属錯
体化合物を含んでなるものであることを特徴とする装置。
【請求項２】請求項１に記載の装置において、前記金属錯体化合物の溶液
ないしエマルジョンが生体適合性を有するものであることを特徴とする装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の装置において、前記金属錯体化合
物がアルカリ土類金属錯塩化合物であることを特徴とする装置。
【請求項４】請求項３に記載の装置において、前記アルカリ土類金属錯塩
化合物が硫酸バリウムであることを特徴とする装置。
【請求項５】請求項３に記載の装置において、前記金属錯体化合物が希土
類金属錯塩化合物であることを特徴とする装置。
【請求項６】請求項５に記載の装置において、全機金属錯体化合物がガド
リニウムを含有してなることを特徴とする装置。
【請求項７】請求項６に記載の装置において、全機金属錯体化合物がガド
リニウム-DTPAであることを特徴とする装置。
【請求項８】請求項１から７までの何れか一項に記載の装置において、前
記充填物(１１２)が、溶液ないしエマルジョンに金属錯体化合物を含ませたもの
からなることを特徴とする装置。
【請求項９】請求項１から８までの何れか一項に記載の装置において、前
記照射源(１２２)がＸ線を照射するようになっていることを特徴とする装置。
【請求項１０】請求項１から９までの何れか一項に記載の装置において、
前記照射源がガンマ線を照射するようになっていることを特徴とする装置。
【請求項１１】請求項１から１０までの何れか一項に記載の装置において
、前記充填物(１１２)の少なくとも一部分が、当該挿入物から後方散乱された照
射線が生体組織の対象部位全体に作用するように、組織(Ｔ)の対象部位ないしそ
の背後において照射源(１２２)に対して位置決めされていることを特徴とする装
置。
【請求項１２】請求項１から１１までの何れか一項に記載の装置において
、前記照射源(１２２)が固定され、組織(Ｔ)の対象部位に対して前記照射源(１
２２)を位置決めする所定の調節自在移動を行うようにした位置決め装置(１２４
)を設けてなることを特徴とする装置。
【請求項１３】請求項１から１２までの何れか一項に記載の装置において
、組織(Ｔ)の対象部位ないしその近傍に設けられ、電離放射線の照射線量ないし
有効照射量に対応する測定信号を記録、伝達するようにした照射線検出器(１１
８)を設けてなることを特徴とする装置。
【請求項１４】請求項１３に記載の装置において、前記照射線検出器が組
織の対象部位において変位自在なプローブであることを特徴とする装置。
【請求項１５】請求項１４に記載の装置において、前記プローブ(１１４
、１１８)の位置を検出する手段(１１６、１２６、１２７)を設けてなることを
特徴とする装置。
【請求項１６】請求項１３から１５までの何れか一項に記載の装置におい
て、前記照射線検出器(１１８)と照射源(１２２)とに制御装置(１３０)を接続子
、この制御装置で、照射線検出器(１１８)からの測定信号に応じて照射源(１２
２)による放射線のパワーと照射時間との何れか一方、または両方を制御するよ
うにしたことを特徴とする装置。
【請求項１７】請求項１６に記載の装置において、前記制御装置(１３０)
は前記位置決め装置(１２４)とも接続されていて、該位置決め装置(１２４)の調
節自在移動を制御することにより、照射源(１２２)を測定信号が最大値となる位
置へと移動させることよりなる装置。