JP2011516231A - 手術中の放射線治療のための計画システムおよび前記計画を実行するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
治療処置前:放射線が照射される各構造が受ける放射線量を見積もることが困難である。
治療処置の間:計画が修正され、かつ、可能な外科手術のアプローチの代替案が線量算定にどのように影響するかが評価され得るよう、手術の所見に適合された線量算定の見積もりを実施することができない。
治療処置後:処置の適用の間における患者の状況の証拠として役立つ体外放射線治療の場合のはじめの画像化(比較のために得られるX線画像)のようには、処置中に撮影された品質制御画像が利用可能ではないので、プロセスは、正確に評価されず、また記録されない。
使用者は、CATスキャン、PET(Positron Emission Tomography、陽電子放出断層撮影)スキャンまたはMRI(Magnetic Resonance Image、磁気共鳴影像法)を得て、中央処理ユニットおよび画像表示手段の結果として、単一のイメージにおける複数の画像を組み合わせる。この場合、前記使用者は、関心のある領域を選ぶことができ、および/または、それが、仮想的な組織の切除および変形作業による手術において出くわすシナリオを模擬するよう、それを構成するようそれを準備することができる。
計画中の段階において、手術室内では、システムが、中央処理ユニット、放射線アプリケータコーンおよびナビゲータによって、加速器に対する患者の位置を記録することを可能とし、これによって、以前の計画データを参照することを可能とする。システムは、従って、何時でも、アプリケータの位置を認識するであろう。また、使用者は、方法におけるエレメント、患者およびアプリケータコーンの配置を計画通りに構成することができる。システムは、必要な全ての較正機構を可能とし、これによって、計画前と計画中との間の誤差が、起こりうる誤差の最小のものとなる。さらに、使用者は、手術中の段階の間に観察されることに応じて、計画データを変更することができる。
計画段階の後において、いったん治療が実施されると、システムは、線量算定のレポートにおける関連する情報により実行される全ての活動を記録するこができる。このレポートは、選択されたアプリケータのパラメータ、保護されるべき領域および放射線が照射されるべき領域において受けられた放射線量の定量化、並びに、放射線量分布の写真または画像、および、画像捕捉手段によりリアルタイムで得られた画像を記録する。
一般に、専門家は、選択肢をつり合わせ、この手術前の計画段階におけるケースのための最適な解決策を検討することによって、システムのソフトウェアの結果として、治療プロセスを模擬する。この段階は、処理ユニット(1)、モニタまたはスクリーン(2)、および触覚型のデバイス(3)からなる制御パネルにより実施され得る。
この段階において、計画が効果的に適用され、そして実際の手術のシナリオに適合されるとき、手術中の計画が手術室において実施される。リアルタイムの画像捕捉デバイス(8)、典型的には超音波が、この段階において任意に使用され得る。
先行するプロセスの間に集められたデータが観測され、また、プロセスのレポートが生成されるのは、一般に、手術後の計画においてである。
Claims (16)
- 手術中の放射線治療のための計画システムであって、
少なくとも1つの中央処理ユニットまたはコンピュータ(1)であって、管理と、制御と、その他のデバイスおよび使用者とのソフトウェアに基づく通信のための中央処理ユニットまたはコンピュータ(1)と、
画像を表示するための1つまたは複数のモニタまたはスクリーン(2)と、前記使用者により実施される活動に関連するデータを集めるための周辺機器と、を備え、
手術のプロセスの間に器官および組織において生成される変形の仮想的なシミュレーションのための変形シミュレーションモジュールと、
適用される放射線量およびその分布を、関連する器官および組織にわたって放射線治療処置のシミュレーションの間に即座に計算するアルゴリズムと、
実行される全ての活動を記録し、そして詳細な線量算定のレポートを生成する手段と、をさらに備えたことを特徴とする計画システム。 - 使用者により実施される活動に関連するデータを集めるための周辺機器が、実際の手術の手順を模擬し、また、コンピュータマウス、および/またはキーボード、および/または触覚型のデバイス(3)を備えることを特徴とする請求項1に記載の手術中の放射線治療のための計画システム。
- システムは、模擬された手術の手順において、触覚型のデバイス(3)および/または放射線のアプリケータコーン(4)と近傍の組織との相互作用を模擬することができ、かつ、触覚型のデバイス(3)および/または放射線のアプリケータコーン(4)と患者の人体の様々な部分との衝突を模擬して力のフィードバックを提供することができる手段を有することを特徴とする請求項1または2に記載の手術中の放射線治療のための計画システム。
- 3次元空間においてエレメントを配置するための配置システム(5)、または、患者および放射線治療のアプリケータコーン(4)を位置付けるために用いられ、それらを計画前の情報に対して調整し、そして、それらをシステムの座標軸に対して参照するナビゲータを備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の手術中の放射線治療のための計画システム。
- 放射線量(6)を効率的に測定するデバイスを備えたことを特徴とする請求項1に記載の手術中の放射線治療のための計画システム。
- プロセスを記録し、残っている腫瘍組織を調査する画像捕捉手段(7)を備えたことを特徴とする請求項1に記載の手術中の放射線治療のための計画システム。
- 手術室における情報に関して手術前の画像を補足するためのリアルタイム画像捕捉デバイス(8)を備えたことを特徴とする請求項1に記載の手術中の放射線治療のための計画システム。
- 線形加速器への接続のための通信モジュールを備えたことを特徴とする請求項1に記載の手術中の放射線治療のための計画システム。
- 画像捕捉手段(7)により得られた画像において観察されたままとなっている腫瘍を定量化するコンピュータ視覚手段を備えたことを特徴とする請求項1および6に記載の手術中の放射線治療のための計画システム。
- 請求項1乃至9に記載のシステムによる手術中の放射線治療のための計画方法であって、
患者の手術前の必要な情報を有するシステムにおける画像の検討をロードする工程と、
専門家が、治療のプロセスにおける手術前の計画またはシミュレーションを実行し、最適な解決策を検討する工程と、
手術室において実施される手術中の計画の工程であって、先行する工程からの計画が、効率的に適用され、そして実際の手術のシナリオに適合される工程と、
手術後の計画の工程であって、先行するプロセスの間に集められたデータが観測され、そしてプロセスレポートが生成される工程と、を備えたことを特徴とする計画方法。 - 手術前の計画の工程が、
実行される計画を見積もるため、スクリーンまたはモニタ(2)を介して、患者の病状における全ての利用可能な画像を一緒に表示する工程(P1)と、
計画のために関心の有る領域を選択する工程(P2)であって、領域が、放射線から保護されるべき領域であるか、または、放射線の目標とされるべき領域であるかを選択する工程と、
実際に患者に作用しているとき、対応する触覚型のデバイス(3)によって、関心のある前記領域において、後に実行される手術の局面を模擬して、仮想的な組織の切除および分離作業を実施する工程(P3)と、
患者上の放射線治療のアプリケータコーン(4)の位置を模擬する工程(P4)であって、侵入できない人体の構造の仮想的なモデルとの衝突、および、柔軟な組織上の前記アプリケータコーン(4)の圧力により生成される変形についての、使用者の腕へのフィードバックを含み、またシステムが、前記アプリケータコーン(4)の位置が修正されるときに各組織により受けられる放射線の量を即座に計算する、工程と、
アプリケータの理想的な位置がいったん選択されると、予め境界が定められた関心のある領域へ特別の注意を払いながら、組織の各部分が受ける放射線量を正確に計算する工程(P5)と、を備えたことを特徴とする請求項10に記載の手術中の放射線治療のための計画方法。 - 所定の期間にわたって患者により受けられる放射線の完全なマップを構成するため、専門家が、模擬(P4)の間の先行する放射線量の情報をさらに入力することを特徴とする請求項11に記載の手術中の放射線治療のための計画方法。
- 手術中の計画の工程が、
配置システムまたはナビゲータ(5)を較正する工程と、
専門家により先行する画像および実際の患者と関連付けられる人体の参照エレメントを利用することによって、計画前の情報に対する患者の位置(P6)およびアプリケータ(4)の位置(P7)を記録する工程と、
システムが、アプリケータコーン(4)を、計画において示された位置に誘導式に配置し(P9)、専門家がまた、プロセスレポートの一部である初期の計画に対する逸脱を記録する工程と、
線量算定レポートにおけるファイリングのため、画像捕捉手段(7)を介して、放射線フィールド制御画像を集め(P10)、そして、画像において観測されたままとなっている腫瘍をコンピュータ視界手段によって定量化する工程と、
制御測定を得るために実行される有効な放射線量(6)を効率的に測定するためのデバイスによって測定を行う工程(P12)と、を備えたことを特徴とする請求項10に記載の手術中の放射線治療のための計画方法。 - 先行する情報に対する患者の位置(P6)およびアプリケータコーン(4)の位置(P7)を記録しながら、リアルタイム画像捕捉デバイス(8)、例えば超音波によって得られた画像もまた記録されることを特徴とする請求項13に記載の手術中の放射線治療のための計画方法。
- 工程(P9)においていったんアプリケータコーン(4)が準備されると、示されている計画による放射線のデータを提供するため、システムが線形加速器と通信する(P11)ことを特徴とする請求項13に記載の手術中の放射線治療のための計画方法。
- 手術後の計画の工程が、
計画されてきた放射線量に対して、蓄積されてきた放射線量を確認し(P13)、使用され、または適用された放射線量を効率的に測定するためのデバイス(6)により集められた測定を情報として利用する工程と、
実行されるプロセスにおける完全なレポートを集める工程(P14)と、を備えたことを特徴とする請求項10に記載の手術中の放射線治療のための計画方法。
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