JP2005221642A - 術中プローブ評価用ファントム - Google Patents

Abstract

【課題】 実際の臨床使用時を正確に模擬できる術中プローブ評価用ファントムを提供する。
【解決手段】 術中プローブ評価用ファントム１は、人体の腹部を模した中空体である腹部模擬体２の内側３に、内臓を模した複数の内臓模擬体５が充填されている。それら腹部模擬体２および内蔵模擬体５は、放射性核種を含む溶液を交換可能なように封入された容器である。また、腹部模擬体２には、内側３への術中プローブ１０の挿入を可能にするスリット４が形成されている。
【選択図】 図１

Description

請求項に係る発明は術中プローブ評価用ファントムに関するものである。術中プローブとは、腫瘍等に集積した放射能を計測しながら手術を行うときに用いる放射線検出器であり、発明のファントムは、そのような術中プローブの機能を評価するためのものである。

従来、腫瘍位置検出のための術中プローブ等、術中に用いる放射線検出器の評価は、点状あるいは平面的な分布をもった放射線源を用いていた。この場合、周辺に存在する放射能の影響はないものとして評価することになっていた。したがって従来は、被測定部の周辺にも放射能が存在する人体での測定（臨床測定）とは違った評価結果が得られる場合が多かった。

この問題点を解決するために、アクリル樹脂製の円筒形ファントムと点線源および面線源とを組み合わせて放射線検出器の性能評価を行うことも考えられている。

なお、一般的な（外科手術ナビゲーション装置用）ファントムについては、特許文献１に記載がある。この文献に記載のファントムは、外科手術器具の使用を模擬ナビゲーションするためのものである。被検体の外表面（たとえば頭蓋）を模した外容器に、関心部位（たとえば腫瘍）に相当する軟質成形体が位置決め配置され、外容器内の空間には被検体の中間内容物に相当する軟質充填体が充填されている。軟質成形体と軟質充填体とは異なる材質で形成されていて、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置による断層画像上において区別が可能である。術者は、このファントムと外科手術器具とを画像上に重畳表示することにより模擬ナビゲーションを行うことができる。
特開２００１−１３８６９号公報

特許文献１に記載されたファントムでは、腫瘍を模した軟質成形体や中間内容物を模した軟質充填体が放射性物質を封入されるものではない。したがって、当該文献のファントムによって放射線検出器の性能評価を行うことは難しい。

また、前記のように円筒形ファントムと点線源および面線源とを組み合わせて性能評価を行う場合、どの程度の放射能をどのように円筒形ファントムに封入したら臨床測定を模擬できるのか不明であった。

性能評価のための最も確かな実験は、実際に人体に放射性核種を投与し、開腹した状態で放射線検出器により線量を計測等することであるが、人体を用いた実験は人道上極めて困難である。動物に放射性核種を投与して開腹した後に実験を行う方法も考えられるが、人体の大きさに近い動物を用いる実験は一般に困難であるうえにコストと時間を要する。

請求項の発明は、上記の点を考慮し、実際の臨床使用時を正確に模擬できる術中プローブ評価用ファントムを提供するものである。

請求項１の術中プローブ評価用ファントムは、内臓の一部に集積した放射能を手術中に計測する術中プローブにつき、その計測性能の評価を行うためのファントムであって、人体の腹部を模した中空体である腹部模擬体の内側（空洞部）に、内臓を模した複数の内臓模擬体が充填されていて、それら腹部模擬体または内臓模擬体が放射性核種を含み（腹部模擬体と内蔵模擬体との双方が放射性核種を含む場合を除外しない。以下の請求項についても同様）、腹部模擬体に、内側への術中プローブの挿入を可能にするスリットが形成されていることを特徴とする。

このように構成されたファントムは、放射性核種を投与され開腹された患者と同様の形態を有する。そのため、腫瘍（術中プローブの計測対象）を模した特定の内臓模擬体の周辺にも放射能が存在するという、臨床使用時にきわめて近い条件で、目的とする線源（腫瘍）を術中プローブにて検出可能かどうかという性能評価が正確に行える。

請求項２の評価用ファントムは、上記の腹部模擬体または内臓模擬体が、放射性核種を含む溶液を交換可能なように封入できる容器であることを特徴とする。
腹部模擬体または内臓模擬体（腫瘍を模したものを含む）がこのような容器であれば、封入する放射性核種と放射能濃度とを適切に設定することができ、必要時にはそれらを変更することも容易であるから、臨床計測をより正確に模擬できる。

請求項３のファントムは、上記の腹部模擬体または内臓模擬体が含む放射性核種の濃度が、核医学画像診断装置（たとえばＰＥＴやＳＰＥＣＴ）で診断された生体の放射能濃度に合わせて設定されていることを特徴とする。
患者に放射性核種を投与した場合、臓器等における放射能濃度の分布がどのようになるのか予測が容易でない場合が多い。たとえば膀胱における放射能濃度が高いなど、すべての臓器が均一な放射能濃度を示すわけではない、という困難性もある。その点、この請求項に記載したファントムは、生体の腫瘍や各臓器、腹部に実際に蓄積する放射性核種や放射能濃度を再現したものとして、術中プローブの臨床的有効性の評価をとくに正確に行うことができる。

請求項４のファントムのように、腹部模擬体および内臓模擬体が軟質材によって形成されているのも好ましい。
各模擬体はアクリル等の硬質材で形成してもよいが、軟質材を使用するなら、それらを生体における腹部および内臓と同様に扱うことができ、実際の手術に近い状況で術中プローブを使用することが可能である。

請求項５のファントムは、腹部模擬体における上記のスリットが、術中プローブの挿入が不可能な程度に幅のせまいもの、または閉じたものであることを特徴とする。
このファントムのように腹部模擬体にスリットがない場合や、そのスリットの幅が上記のとおりせまい場合、そうしたファントムを用いて術中プローブの評価を行うことは困難な場合があるが、そのような場合にもＰＥＴ等の画像診断装置の機能評価を行うことは可能である。腫瘍部分の周辺にも放射能が存在するという臨床時の人体腹部を模したファントムに対して当該診断装置を使用することになるからである。また、たとえば筒状に形成された腹部模擬体の片側または両側の端部に開口がある場合等には、スリットではなくそのような開口から腹部模擬体内に術中プローブを挿入して当該プローブの評価をすることが可能である。

請求項１に記載した術中プローブ評価用ファントムによれば、臨床使用時にきわめて近い条件で術中プローブの性能評価を行える。
また、請求項２または３に記載の評価用ファントムなら、さらに正確に臨床計測を模擬できる。

請求項４に記載の評価用ファントムによれば、実際の手術に近い状況や感触でプローブを使用することが可能である。
とりわけ請求項５のファントムは、ＰＥＴ等の診断装置の機能評価を行うために好適に使用することができる。

発明の実施の形態を図面にもとづき説明する。図１は、術中プローブ評価用ファントム１の全体を示す斜視図である。

図示のファントム１は、人体の体表部等を模擬した中空円筒状の腹部模擬体２と、その空洞部３に配置した、内臓を模擬した複数の内臓模擬体５とにより構成している。

腹部模擬体２の側面（図では上部）には、長手方向にスリット４を設け、手術時に開腹した状態を模擬させている。内臓模擬体５は５個あり、球形の心臓模擬体Ａ、断面が半月形で柱状の肝臓模擬体Ｂ、２個の直方体の腎臓模擬体Ｃ（左右１個ずつ）、もう一つの球形の膀胱模擬体Ｄである。

腹部模擬体２は、内部（中空円筒体の厚みの内部）に液体等を封入できる容器としてアクリルにて形成し、内蔵模擬体５のそれぞれは、弾性を有する軟質樹脂製（塩化ビニル樹脂等）の容器として形成している。いずれの模擬体２・５にも任意の濃度の放射性核種を封入可能であり、たとえば放射性核種の種類ごとに、封入する放射能ならびに濃度を変更することができる。なお、腹部模擬体２は人体を模擬するので、その大きさとしては直径が２０〜３０ｃｍ、長さが５０〜１００ｃｍ程度が適当である。

腹部模擬体２および内臓模擬体５のそれぞれに、人体に実際に投与された後に各部に集積する放射能と放射能濃度に近い放射性核種を封入し、各内蔵模擬体５を腹部模擬体２の空洞部３に適切に配置する。さらに、腫瘍を模擬した腫瘍模擬体ｘにも同様にして設定した放射性核種を封入して、空洞部３の適切な位置に配置する。

その状態で、術中に使われるプローブ（またはイメージングプローブ）１０をスリット４から空洞部３内に挿入してバックグランド計数を行い、あるいは腫瘍模擬体ｘとバックグランドとの比を求めることで、実際の手術におけるプローブの使用の可否を評価する。プローブ１０による出力を数値表示することによって腫瘍部分の正確な検出が可能かどうかをチェックすることもできる。

なお、内臓模擬体５や腫瘍模擬体ｘ等に封入する放射能とその濃度は、ＰＥＴあるいはＳＰＥＣＴによる人体の測定であらかじめ決定しておくとよい。また、実際に各模擬体に封入された放射能あるいは濃度は、ＰＥＴあるいはＳＰＥＣＴにより測定することにより確認可能である。
一例として、ＦＤＧ（フルオロデオキシグルコース）を投与された患者を模擬するとすれば、ＦＤＧを、腹部模擬体２に１〜１０kBq/cc、肝臓模擬体Ｂに７〜１２kBq/cc、心臓模擬体Ａに７〜３８kBq/cc、腎臓模擬体Ｃに１１〜３５kBq/cc、膀胱模擬体Ｄに２６〜５７kBq/cc、腫瘍模擬体ｘに１１〜３８kBq/cc、封入すればよい。

この評価用ファントム１を用いることにより、以上のように、人体や動物を使うことなく、臨床使用時に極めて近い条件で術中プローブなどの放射線検出器の評価を行うことができる。

腹部模擬体２の形状は、図示のものに限定されることなく、たとえば楕円円筒形でも構わない。内部に配置される内臓模擬体５や腫瘍模擬体ｘの形状・個数等も実施例には制限されない。腹部模擬体２を塩化ビニル等の軟質樹脂で形成することも可能であり、内蔵模擬体５をアクリルなど硬質の材料で形成することも可能である。また、腹部模擬体２または内蔵模擬体５のいずれかには放射性核種を充填しないようにする選択肢もあるなど、模擬体２・５の態様について上記の例に限ることはない。

発明の術中プローブ評価用ファントム１を示す斜視図である。

符号の説明

１ 術中プローブ評価用ファントム
２ 腹部模擬体
３ 空洞部
４ スリット
５ 内臓模擬体
Ａ 心臓模擬体
Ｂ 肝臓模擬体
Ｃ 腎臓模擬体
Ｄ 膀胱模擬体
１０ 術中プローブ

Claims (5)

1. 内臓の一部に集積した放射能を手術中に計測する術中プローブにつき、その計測機能の評価を行うための術中プローブ評価用ファントムであって、
   人体の腹部を模した中空体である腹部模擬体の内側に、内臓を模した複数の内臓模擬体が充填されていて、腹部模擬体または内蔵模擬体が放射性核種を含み、腹部模擬体に、内側への術中プローブの挿入を可能にするスリットが形成されていることを特徴とする術中プローブ評価用ファントム。
2. 上記の腹部模擬体または内臓模擬体が、放射性核種を含む溶液を交換可能なように封入された容器であることを特徴とする請求項１に記載の術中プローブ評価用ファントム。
3. 上記の腹部模擬体または内臓模擬体が含む放射性核種の濃度が、核医学画像診断装置で診断された生体の放射能濃度に合わせて設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の術中プローブ評価用ファントム。
4. 腹部模擬体および内臓模擬体が軟質材によって形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の術中プローブ評価用ファントム。
5. 腹部模擬体における上記のスリットが、術中プローブの挿入が不可能な程度に幅のせまいもの、または閉じたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の術中プローブ評価用ファントム。
   

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