JP2015518389A5 - - Google Patents

Description

放射線処置治療を計画するための方法及びシステム

本出願は、一般に、放射線処置治療のための方法及びシステムに並びに医療のイメージングの技術に関係する。放射線処置治療は、訓練された医療の専門家が患者への電離放射線の送出を計画すると共に実行する工程である。非常に一般的にこの治療は、病的な組織を電離することによって癌のような疾患を処置するために使用されるが、それによって病的な組織を破壊する。この状況において、放射線源は、しばしば、制御された様式で人の体の中へ電離放射線を向けるために人の体の外側に配される。このように放射線は、ターゲットにされた病的な組織及び放射線の経路内の健常な組織の両方を電離する。従って、放射線治療の中心の目標は、患者の体内のリスクがある健常な領域への放射線の露出を最小化する一方で患者の体内のターゲットにされた病的な領域への放射線の露出を最大化するために放射線の送出を制御することである。

放射線治療は、典型的には、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャンのような、患者の体の診断の三次元のイメージングスキャンで始まる。訓練された医療の専門家は、放射線治療送出計画の数個の特性を指定するために診断のＣＴイメージングデータを使用する。例えば、診断のＣＴイメージングデータを使用することで、医療の専門家は、患者の体内の特定のターゲット及びリスク領域を識別することができる。専門家は、さらに、ターゲット領域へ送出されるための（即ち、病的な組織を破壊するのに十分な）最小の放射線線量及び様々なリスク領域へ送出される（即ち、健常な組織に対する損傷を限定するための）最大の放射線線量を指定することができる。放射線処置を計画するソフトウェアは、患者の体内での指定された放射線線量分布に帰着する外部の放射線源ビーム送出角度及び形状の組を設計する際にそれらの要件及び他の情報を考慮するように使用され得る。

診断のＣＴスキャンは、その後の放射線処置の送出に可能な限り時間的に近く行われる。しかしながら、ソフトウェアを使用するときでさえも、提案する放射線送出計画を生成するために、しばしば、少なくとも数分かかる。そして、ソフトウェアで計算されたような放射線処置計画は、計画が患者への送出のために発出される前に、品質保証試験を通過するものでなければならない。臨床業務における、これらの、並びに、患者及び医師のスケジューリングの結果のような、他の理由のために、診断のＣＴスキャン及び放射線処置の送出の間で多くの日が、しばしば経過する。

一度放射線処置計画が是認されると、放射線は、患者へ送出される。患者は、先行の診断のＣＴイメージングスキャンの間における患者の位置に可能な限り密接に調和する位置で、放射線治療送出システム内に置かれる。しかしながら、患者の内部の器官の位置及び向きは、放射線処置の治療に関連性のあるものである小さい余裕の内で必ずしも簡単に同様に調和されることができない。しばしば、第二の診断のＣＴイメージングスキャンは、放射線が送出される直前に行われる。第二の診断のスキャンの結果は、放射線送出の前に患者を再位置決めするために、又は、始めから放射線処置を計画する工程を再開するための基礎として、使用されることがある。

現実の放射線処置の送出の間に患者の体内のターゲット領域及びリスク領域の形状及び位置を追跡することは、仮に主として患者の体に付けられた外部のトラッカーに基づいたものであるとしても、臨床業務において伝統的になされてきたことである。そのような外部追跡をすることは、患者の体内のターゲット領域及びリスク領域の形状及び位置に関して間接的な推断に到達することを可能にするのみである。

しかしながら、放射線処置の送出の間にターゲット領域へ適用された放射線線量を測定するためにファイバー光学形状センシング・ローカライゼーション（Ｆｉｂｅｒ Ｏｐｔｉｃ Ｓｈａｐｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ ａｎｄ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ；ＦＯＳＳＬ）追跡技術との組み合わせで放射線線量計を使用することが提案されている。２０１１年１１月７日に出願された“Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｘ−Ｒａｙ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ ｗｉｔｈ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｈａｐｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ”と題された、発明者Ｍ．Ｇｒａｓｓ、Ｒ．Ｍａｎｚｋｅ及びＲ．Ｃｈａｎへの米国仮特許出願シリアル番号６１／５５６，３１５（以後、“Ｇｒａｓｓ等”）を参照のこと。これにより、特許出願Ｇｒａｓｓ等は、組み合わせられた放射線線量計及びファイバー光学追跡センサーデバイス並びに方法論に関するその開示について、ここに参照によって組み込む。

放射線線量計は、線量計が位置させられるエリアに存在する電離放射線の量、又は、そのような放射線を示すものである何らかの他の関係付けられた量を測定するデバイスである。放射線線量計は、直径が数ミリメートルのような、サイズが非常に小さく製造されることができるが、なおも高い程度の測定精度を提供する。

ＦＯＳＳＬ技術は、一方で、光学的なワイヤーのオリエンテーションを追跡する。ここで特別に定義されたような光学的なワイヤーの“オリエンテーション”は、指定された基準点に対する光学的なワイヤーの形状及び位置を特定することに対応する。これは、例えば、光学的なファイバーの偏位及び屈曲を測定するための光学的なファイバーの長さに沿って置かれた複数のセンサーを介して成し遂げられる。そのようなＦＯＳＳＬ追跡技術は、一般に、例えば、後に続く三個の特許出願、
２０１０年２月９日に出願された米国仮特許出願シリアル番号６０／３０２，５７１への優先権を主張する、２０１１年１月１４日に出願された及び米国を指定する“Ａｐｐａｒａｔｕｓ，Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｕｓｉｎｇ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｎｇ”と題された、発明者Ｒ．Ｃｈａｎ、Ｇ．Ｓｈｅｃｈｔｅｒ、Ａ．Ｅ．Ｄｅｓｊａｒｄｉｎｓ、Ｇ．‘Ｔ Ｈｏｏｆｔ、及びＣ．Ｓ．ＨａｌｌへのＷＯ２０１１／０９８９２６、
２０１０年５月７日に出願された米国仮特許出願シリアル番号６１／３３２，２１２への優先権を主張する、２０１１年３月２９日に出願された及び米国を指定する“Ｍｏｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐａｔｉｅｎｔ Ｆｅｅｄｂａｃｋ ｉｎ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ”と題された、発明者Ｊ．Ｗａｎｇ、Ｒ．Ｃｈａｎ、Ｇ．‘Ｔ Ｈｏｏｆｔ、Ａ．Ｅ．Ｄｅｓｊａｒｄｉｎｓ、及びＣ．Ｓ．ＨａｌｌへのＷＯ２０１１／１３８６９１、並びに、
２０１１年８月３日に出願された“Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｈａｐｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ”と題された、発明者Ｒ．Ｍａｎｚｋｅ、Ｇ．‘Ｔ Ｈｏｏｆｔ、Ｒ．Ｃｈａｎ、及びＡ．Ｅ．Ｄｅｓｊａｒｄｉｎｓへの米国仮特許出願シリアル番号６１／５１４，５８５、
に記載される。特許出願は、ＦＯＳＳＬ追跡技術及び方法のそれらのそれぞれの開示についてそれらの三つの先行の出願を参照によってここに組み込む。

すでに述べられたように、Ｇｒａｓｓｔ等は、放射線処置の送出の間にターゲット領域に適用された放射線線量を測定するためにファイバー光学追跡技術との組み合わせで放射線線量計を使用することを提示する。Ｇｒａｓｓ等のセンサーデバイスは、ターゲット領域内に又はそれに近接して置かれると共に、ターゲット領域へ適用されるものである放射線線量及び放射線送出の間の時間にわたるターゲット領域のオリエンテーションの両方を測定する。斯くして、放射線治療の処置は、ターゲット領域へ適用されると共にターゲット領域の動き又は形状の移り変わりを考慮するように放射線送出の間に動的に調節されることができる。

国際公開第２０１１／０９８９２６号 国際公開第２０１１／１３８６９１号

本開示は、Ｇｒａｓｓ等のセンサーデバイスのさらなる使用及び関係付けられた方法論、並びにまたこの技術を使用するための特定の事例の例、に関する。第一の態様において、ファイバー光学追跡技術との組み合わせにおける放射線線量計は、放射線処置の送出の間に（ターゲット領域のみならず）リスク領域を監視するために使用される。

第二の態様において、ファイバー光学追跡技術との組み合わせにおける放射線線量計は、放射線治療で前立腺癌を処置するために使用される。この状況において、リスク領域は、前立腺の組織の付近に配される直腸壁の部分を含む。従って、直腸バルーンが、放射線の送出中に直腸の形状及び位置を安定化させるためと、そのオリエンテーション及び直腸壁へ送出される放射線の量を監視するためとの両方に使用され得る。潜在的に放射線送出の完全な停止及び／又は計画の変更を含む、放射線送出計画への変更が、監視された情報に基づいて放射線送出の間に実時間において実施され得る。

本発明を使用することで、放射線処置の治療についての成果は、放射線送出の間における患者内のリスク領域の形態学的な変化を考慮することによって改善することになる。リスク領域は、より有効に保存されると共に、ターゲット領域は、より信頼してそれらの規定された放射線線量を受け取る。リスク領域における放射線線量のオンライン監視は、患者の安全を増加させる。それは、また、放射線送出の間におけるオリエンテーショントラッカー信号に基づいて放射線ビームの焦点を再度合わせること又はその他の方法でそれを調節することのような進んだ処置管理を可能とする。例えば、前立腺の処置におけるリスクある一つの主要な構造は、直腸壁である。

方法は、患者内の少なくとも一つのリスク領域内に又はそれに近接して、患者の中へ光学的なセンサーデバイスを埋め込むことを具備する。光学的なセンサーデバイスは、基準の点に対する光学的なセンサーデバイスのオリエンテーションを測定するように構成されたオリエンテーションファイバーコア及び光学的なセンサーデバイスによって受け取られた放射線の線量を測定するように構成された放射線ファーバーコアを有する。両方のファイバーコアは、光学的なセンサーデバイスに関するオリエンテーション情報及び放射線線量情報を発生させるために放射線送出の間に光学的に問い合わされる。その情報は、放射線送出の間における、光学的なセンサーデバイスのオリエンテーション及び光学的なセンサーデバイスによって受け取られた放射線線量を見積もるために使用される。そして、それらの見積もりは、放射線送出の間に監視されると共に、計画が実施されている間に実時間において進行中の放射線送出計画を変更するために必要に応じて使用されることがある。対応する光学的なセンシングシステム及び放射線送出を計画するシステムは、また提供される。

数多くの利点及び利益は、数個の実施形態の後に続く詳細な説明を読む際に、当業者には明らかなものとなることになる。発明は、様々な構成要素及び構成要素の配置に並びに様々な工程の動作及び工程の動作の配置に形態を取ることがある。図面は、多数の実施形態を図示する目的のためのみであると共に発明を限定するものとして解されるためのものであることはない。

図１は、概略的に、光学的なセンサーデバイスによって受け取られた放射線線量及びそれのオリエンテーションを監視する、光学的なセンシングシステム１００を図示する。 図２は、概略的に、光学的なセンシングシステム１００との連結で使用されることがある光学的なフーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）ドメイン反射率計システム２００を図示する。 図３は、概略的に、放射線送出の間におけるオンラインでの放射線線量測定のためのある数の異なるシンチレーティングクラッディングを組み込む光学的なワイヤーファイバーコア３００を図示する。 図４は、概略的に、図１の光学的なセンシングシステム１００を組み込む放射線治療システム４００を図示する。 図５は、概略的に、構成可能な体積を有する光学的なセンサーデバイス５０２を図示する。 図６Ａは、概略的に、緩和された状態における構成可能な体積を有する、光学的なセンサーデバイス６０２を図示する。 図６Ｂは、概略的に、ふくらませられた状態における構成可能な体積を備えた図６Ａのデバイス６０２を図示する。 図７は、概略的に、放射線治療の処置の間に光学的なセンシングシステムを使用するための方法のステップを図示する。

図１は、概略的に、光学的なセンサーデバイスによって受け取られた放射線線量及びそれのオリエンテーションを監視する、光学的なセンシングシステム１００を図示すると共に、
図２は、概略的に、光学的なセンシングシステム１００との連結で使用されることがある光学的なフーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）ドメイン反射率計システム２００を図示すると共に、
図３は、概略的に、放射線送出の間におけるオンラインでの放射線線量測定のためのある数の異なるシンチレーティングクラッディングを組み込む光学的なワイヤーファイバーコア３００を図示すると共に、
図４は、概略的に、図１の光学的なセンシングシステム１００を組み込む放射線治療システム４００を図示すると共に、
図５は、概略的に、構成可能な体積を有する光学的なセンサーデバイス５０２を図示すると共に、
図６Ａは、概略的に、緩和された状態における構成可能な体積を有する、光学的なセンサーデバイス６０２を図示すると共に、
図６Ｂは、概略的に、ふくらませられた状態における構成可能な体積を備えた図６Ａのデバイス６０２を図示すると共に、
図７は、概略的に、放射線治療の処置の間に光学的なセンシングシステムを使用するための方法のステップを図示する。

本開示は、光学的な形状及び位置を追跡するシステムとの組み合わせで放射線線量計を使用するための方法及びシステムを記載する。方法及びシステムは、放射線治療送出システムとの連結で使用されることがある。それらは、さらに、例えばＸ線に基づいたイメージング、超音波イメージング、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージング、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）、及び同様のものを含む、様々なイメージングシステムモダリティのいずれの一つとも又はより多いものとの連結で使用されることがある。

図１は、概略的に光学的なセンシングシステム１００を図示する。光学的なセンシングシステム１００は、少なくとも一つの光学的なセンサーデバイス１０２へ光学的に接続された並びに三次元のオリエンテーション再構築器１０３及び放射線線量計算機１０４へ電子的に接続された光学的な呼びかけの（インターロゲーション）コンソール１０１を有する。光学的な呼びかけのコンソール１０１は、光学的なセンサーデバイス１０２を形成するために基体材料１０６内に埋め込まれる又はそれの上にある光学的なワイヤー１０５へ光学的な問合せ信号を送る。光学的な信号は、光学的なセンサーデバイス１０２へ外に伝わると共にそして、さらに下に記載される様式で、コンソール１０１へワイヤー１０５を通じて逆戻りに反射させられる。反射させられた光学的な信号は、光学的なセンサーデバイス１０２の何らかの性質を示すものである情報を運ぶ。その情報は、光学的なセンサーデバイス１０２のオリエンテーション若しくは光学的なセンサーデバイス１０２によって受け取られた放射線の量又はそれらの性質の両方のいずれかを含む。光学的な呼びかけのコンソール１０１は、反射させられた光を測定すると共に、分析のために三次元のオリエンテーション再構築器１０３及び／又は放射線線量計算機１０４へと電子的に測定値を渡す。

光学的な呼びかけのコンソール１０１は、光学的なワイヤー１０５へ光を伝達させると共に光学的なワイヤー１０５から逆戻りに反射させられた光を受け取ると共にそれを測定するために構造的に構成されたいずれのデバイス又はシステムであってもよい。一つの実施形態において、光学的な呼びかけのコンソール１０１は、少なくとも一つの光学的なフーリエ周波数ドメイン反射率計及び当技術において知られたような他の適当な電子機器又はデバイスを用いる。そのような反射率計２００の原理は、図２に図示される。他の適切な光学的な呼びかけのコンソール１０１のセットアップは、知られたものであると共に、光学的なセンシングシステム１００において使用されることができる。

反射率計システム２００は、望まれた波長を有するように調整され得るコヒーレント光出力２１２を備えた調整可能な光源２１１を有する。光源２１１の光出力２１２は、基準チャネル２１４及びサンプルチャネル２１５へと光信号２１２を分裂させるスプリッター２１３を通じて伝わる。基準チャネル２１４に入る光は、知られた及び一定の光路長を有する基準チャネル２１４に沿って、ミラー２１６まで進んで、スプリッター２１３へと逆戻りに反射される。サンプルチャネル２１５に入る光は、外部の光学的なワイヤー１０５へ伝わると共に、それは、光学的なセンサーデバイス１０２と相互作用すると共に同じ経路１０５及び２１５に沿ってスプリッター２１３へ逆戻りに反射させられる。サンプルチャネル２１５及び外部の光学的なワイヤー１０５の組み合わせられた光路長は、知られた定数である。

そして、スプリッター２１３へ逆戻りに反射させられた二つの光学的な信号は、スプリッター２１３によって測定光信号２１８へと組み合わせられると共に光検出器２１９へ向けられる。光検出器２１９は、測定光信号２１８を記録する。知られた及び制御された様式で光出力２１２の性質を変動させると共に光出力２１２が変動させられる際に結果として生じる測定光信号２１８を記録することによって、反射率計システム２００は、干渉縞を作り出す。干渉縞は、光学的なセンサーデバイス１０２のオリエンテーション若しくは光学的なセンサーデバイス１０２によって受け取られた放射線の量又はそれら両方のもののいずれかを示すものである。光学的な呼びかけのコンソール１０１は、干渉縞を測定すると共に、分析のために電子的に三次元オリエンテーション再構築器１０３及び／又は放射線線量計算機１０４へ記録された情報を送る。

再度図１を参照することで、光学的なワイヤー１０５は、光学的なセンサーデバイス１０２から及びそれへ光信号を運ぶことに適切ないずれのタイプの可撓性の材料であってもよい。適切な材料は、例えば、可撓性の及び光学的に透明なガラス又はプラスチック材料を含む。他の適切な材料は、使用されることがある。光学的なワイヤー１０５は、単一の光学的なファイバーコア又は多重の光学的なファイバーコアを含有することがある。

基体１０６は、光学的なワイヤー１０５を埋め込む、それを担持する、又はその他の方法でそれを支持することに適切ないずれのタイプの材料でであってもよい。適当な基体１０６の適切な例は、直腸バルーンのような展開可能なバルーン、カテーテル、フィルター、バスケット、ヘリックス、内視鏡、及び同様のものを含むが、それらに限定されるものではない。基体１０６及び／又は基体１０６によって支持された光学的なワイヤー１０５は、引き延ばされたまっすぐな形状、曲線形状、渦巻き形状、リング形状、ループ形状、ヘリックス形状、又はいずれの他の形状のうちの一つ以上を具備する形状を形成し得る。基体１０６の材料及び形状は、臨床的な用途に依存して、例えば、特定の器官又は腫瘍に良好に合うことによって、異なる結果を提供するために変化させられることがある。特定の基体１０６は、また、光学的なセンサーデバイス１０２が患者の中へ挿入されるものである場合に存在する組織のタイプに基づいて選択されることがある。斯くして、光学的なワイヤー１０５及び基体１０６は、一緒に、光学的なセンサーデバイス１０２からオリエンテーション情報及び放射線線量情報を得るために可撓性の及び構成可能な体積（ボリューム）を形成する。しかしながら、いくつかの実施形態において、光学的なセンサーデバイス１０２は、いずれの基体１０６も無しに、単独で光学的なワイヤー１０５を具備することがある。

光学的なワイヤー１０５は、上に記載されたようなファイバー光学追跡技術を使用することで光学的なセンサーデバイス１０２に関するオリエンテーション情報を得るために使用されることができる。これは、光学的なワイヤー１０５内の一つの又はより多いオリエンテーションファイバーコアに光学的に問い合わせることによってなされる。第一の実施形態において、例えば、オリエンテーションファイバーコアは、各々、当技術において知られたような光学的なワイヤー１０５の長さに沿って統合されたブラッグ（Ｂｒａｇｇ）回折格子のアレイを組み込む。第二の実施形態において、別の例として、オリエンテーションファイバーコアは、各々、レイリー（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）散乱に基づいた光学的なファイバーコアのような、当技術において知られたようなワイヤーの長さに沿って起こる光学屈折率における自然の変動を有する。他のファイバー光学オリエンテーション追跡デバイス又は構造は、代替的に又は追加的に使用されることがある。

光学的なワイヤー１０５のオリエンテーションファイバーコアにおけるそのような構造から反射させられた光によって作り出された干渉縞は、光学的な呼びかけのコンソール１０１によって記録されると共に三次元オリエンテーション再構築器１０３上へと渡される。三次元オリエンテーション再構築器１０３は、光学的なワイヤー１０５のオリエンテーションファイバーコアから受け取られた測定された反射スペクトルデータを光学的なセンサーデバイス１０２の三次元オリエンテーションへと変換するように構造的に構成された何らかのデバイス又はシステムとしてここで広く定義される。例えば、光学的なセンサーデバイス１０２の軸上の反射率プロフィール（Ａ線）が、サンプリングされた信号の離散フーリエ変換（ＤＴＦ）によって得られ得る。また、いくつかの実施形態において、サンプリングされた信号は、見積もられたオリエンテーション情報を導くために一つの又はより多い生物物理学的なモデルと組み合わせられることがある。

光学的なワイヤー１０５は、また、ファイバー光学技術を使用することで光学的なセンサーデバイス１０２で受け取られた放射線に関する放射線線量情報を得るために使用されることができる。これは、光学的なワイヤー１０５内の一つの又はより多い放射線ファイバーコアに光学的に問い合わせることによってなされる。第一の実施形態において、例えば、放射線ファイバーコアは、図３に示されたクラッディング構造を有することがある。（図示されたものではない）別の実施形態において、放射線ファイバーコアは、例えば光学的に透明な接着剤を用いるなどして光学的なワイヤーに添えられる一つの又はより多いシンチレーターの隣りに配される。他のファイバー光学放射線線量計は、光学的なセンサーデバイス１０２において代替的に又は追加的に用いられることがある。

図３の例示的な放射線ファイバーコア３００は、コア３００の長さに相対的に比較的小さいものである断面を有する可撓性の光学的なファイバーである。放射線ファイバーコア３００は、それの長さに沿った一つの又はより多いクラッディングエリア３２２を含む。放射線ファイバーコア３００は、放射線線量測定のより高い分解能を達成するために、光学的なセンサーデバイス１０２の長さに沿って分布させられたクラッディング３２２の複数のエリアを具備することがある。三つのクラッディングエリア３２２は、図３に図示されるが、他の実施形態において、より多い又はより少ないクラッディングエリア３２２は、提供されることがある。クラッディング３２２は、放射線ファイバーコア３００を通過する光学的な呼びかけのコンソール１０１からの問合せ光２１２と相互作用することになる可視光へと、入射する放射線を変換する。クラッディング３２２は、シンチレーティングクラッディング材料であることがある。クラッディング３２２は、例えば診断のＸ線のエネルギー又は放射線治療に使用される光子エネルギーのような、入射する放射線の異なるエネルギーについて最適化されることがある。クラッディング３２２は、光学的なセンサーデバイス１０２に到達する放射線に関する追加的な方向性をもつ情報を導く為に、部分的なクラッディングのみであることがある、又は、それらは、放射線遮蔽されることがある。

光学的なワイヤー１０５の放射線ファイバーコアにおけるそのような構造から反射させられた光によって作り出された干渉縞は、光学的な呼びかけのコンソール１０１によって記録されると共に放射線線量計算機１０４へと渡される。放射線線量計算機１０４は、光学的なワイヤー１０５の放射線ファイバーコアから受け取られた測定された反射スペクトルデータを光学的なセンサーデバイス１０２で受け取られた放射線線量の測定値へと変換するように構造的に構成された何らかのデバイス又はシステムとしてここで広く定義される。いくつかの実施形態において、サンプリングされた信号は、見積もられた放射線情報を導くために一つの又はより多い放射線線量モデルと組み合わせられることがある。

システム１００内の光学的オリエンテーション呼びかけ構成部品及び光学的放射呼びかけ構成部品は、相互に全く別個のものであることがある。すなわち、光学的なセンシングシステム１００は、光学的なセンサーデバイス１０２に関するオリエンテーション情報を得ることだけに使用される光学的なワイヤー１０５内のオリエンテーションファイバーコアに専用の第一のオリエンテーション反射率計２００を含むことがある。その場合、そのシステム１００は、光学的なセンサーデバイス１０２に関する放射線線量情報を得ることだけに使用される光学的なワイヤー１０５内の放射線ファイバーコアに専用の第二の放射線線量反射率計２００を含むことになる。

しかしながら、他の実施形態において、光学的なセンシングシステム１００内のオリエンテーション及び放射線の光学的なサブシステムは、一つの又はより多い構成部品を共有することがある。このように、単一の反射率計２００が、光学的なセンサーデバイス１０２を監視する為に別々のオリエンテーションファイバーコア及び放射線ファイバーコアに光学的に問い合わせるために使用されてもよい。又は、単一のファイバーが、オリエンテーションファイバーとして及び放射線ファイバーとしての両方で使用されてもよい。そのような実施形態において、当技術において知られたように、二つの光信号の間で区別をする為に二つのサブシステムが異なる波長の光学的問合せ光を使用することが有用であり得る。

三次元オリエンテーション再構築器１０３及び放射線線量計算機１０４は両方とも適切な計算を行うためのプロセッサー及びメモリーを含む。図１が、別個の構成部品としてオリエンテーション構築器１０３及び線量計計算機１０４を図示する一方で、それらは、いくつかの実施形態において、共通のメモリーを備えた単一のプロセッサーを具備することがある。このように、ここに記載された機能は、ソフトウェアの論理として行われることができる。ここに使用されたような“論理”は、機能又は作用を行うための及び／又は別の構成部品からの機能又は作用を引き起こすためのハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、及び／又は各々の組み合わせを含むが、それに限定されるものではない。例えば、望まれた用途又は必要性に基づいて、論理は、ソフトウェアで制御されたマイクロプロセッサー、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のようなディスクリートロジック、又は他のプログラム化された論理デバイスを含むことがある。論理は、また、ソフトウェアとして最大限に具現化されることがある。

ここに使用されたような“ソフトウェア”は、コンピューター又は他の電子的なデバイスが望まれた様式で機能、作用、及び挙動を行うことを引き起こす一つの又はより多いコンピューター読み取り可能な及び／又は実行可能な命令を含むが、それらに限定されるものではない。命令は、ダイナミックにリンクされたライブラリからの別個のアプリケーション又はコードを含むルーチン、アルゴリズム、モジュール、又はプログラムのような様々な形態で具現化されることがある。ソフトウェアは、また、独立型プログラム、関数呼び出し、サーブレット、アプレット、メモリーに記憶された命令、オペレーティングシステムの部分、又は他のタイプの実行可能な命令のような様々な形態で実施されることがある。ソフトウェアの形態が、例えば、望まれた用途、それが走る環境、及び／又は設計者／プログラマーの要望、又は同様のものの要件に依存するものであることは、当業者によって認識されることになる。オリエンテーション再構築器１０３及び放射線線量計算機１０４の論理は、放射線治療を計画するソフトウェアパッケージの部分として最も簡単に具現化されることがある。

ここに記載された方法及びシステムは、例えば、ネットワーク接続された制御システム及び独立型の制御システムを含む多様なプラットフォームで実施されることができる。追加的に、ここに示された及び記載された論理は、好ましくは、コンピューターで読み取り可能な媒体の中に又はその上に存する。異なるコンピューターで読み取り可能な媒体の例は、フラッシュメモリー、リードオンリーメモリー（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）、プログラム可能なリードオンリーメモリー（ＰＲＯＭ）、電気的にプログラム可能なリードオンリーメモリー（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なプログラム可能なリードオンリーメモリー（ＥＥＰＲＯＭ）、磁気ディスク又はテープ、ＣＤ−ＲＯＭ及びＤＶＤ−ＲＯＭを含む光学的に読み取り可能な媒体、及び他のものを含む。まださらに、ここに記載された工程及び論理は、一つの大きい工程の流れへと併合される又は多数のサブ工程の流れへと分割されることができる。工程の流れがここに記載されてきた順序は、重大なものではないものであると共にまだ同じ結果を成し遂げる一方で再配置されることができる。実のところ、ここに記載された工程の流れは、保証された又は望まされたように、それらの実施において再配置される、合併される、及び／又は再組織化されることがある。

図４は、概略的に、患者４３３内の指定されたターゲット領域４３２へ放射線を向けると共にそれを提供するための可動の放射線源４３１を含む放射線治療システム４００を図示する。放射線源４３１は、例えば、Ｘ線源又は放射線治療のための放射線を提供するための何らかの他の適切な源であることがある。放射線源４３１は、可動のアーム４３４に取り付けられることがあるが、それによって指定されたターゲット領域４３２に向けて放射線を提供するための可動の放射線源４３１を提供する。ターゲット領域４３２は、例えば、患者４３３における腫瘍であることがある。

放射線治療システム４００は、さらに、上に記載された光学的なセンシングシステム１００を含む。このように、光学的なワイヤー１０５の一端は、光学的な呼びかけのコンソール１０１へ接続されると共に、他方の遠位端は、光学的なセンサーデバイス１０２を組み込む。光学的なワイヤー１０５の遠位端及び光学的なセンシングデバイス１０２は、患者４３３内のリスク領域及びおそらくまたターゲット領域のオリエンテーション及びそれらによって受け取られた放射線線量を監視するために、放射線治療の送出又は他の手順の間、患者４３３へと挿入される。

放射線治療システム４００は更に、放射線源４３１を動かすと共にそれを動作させるために（示されたものではない）一つの又はより多いプロセッサーを有する制御コンソール４３５を含む。制御コンソール４３５のプロセッサーは、それらの及び他の機能を行うために、上に定義されたような、ソフトウェアの論理を含有することがある。三次元の形状再構築器１０３、放射線線量計算機１０４、及びシステム制御コンソール４３５のそれぞれの機能は、一つの単一のプロセッサー又は一緒に作動する複数のプロセッサーによって行われることがある。

図５は、光学的なセンシングシステム１００と関連して使用されることがある構成可能な体積を有する光学的なセンサーデバイス５０２の一つの例示的な形態を図示する。デバイス５０２は、可撓性の二次元のメッシュセンシングアレイ５４３を形成する為に二つの放射線ファイバーコア５４２と編み込まれた一つのオリエンテーションファイバーコア５４１を具備する。（示されたものではない）適当な基体は、可撓性のメッシュの形状５４３において一緒にコア５４１及び５４２を保持する為にデバイス５０２へ追加されることがある。可撓性のメッシュ５４３は、リスク領域のオリエンテーション及びそれへ適用された放射線線量を監視する為にリスク領域の外輪郭のまわりに巻かれることができるセンサーアレイに従う輪郭を形成する。

図６Ａは、光学的なセンシングシステム１００と関連して使用されることがある構成可能な体積を有する光学的なセンサーデバイス６０２の第二の例示的な形態を図示する。デバイス６０２は、（示されたものではない）少なくとも一つのオリエンテーションファイバーコア及び少なくとも一つの放射線ファイバーコア６５２を有する光学的なワイヤー６０５を具備する。光学的なワイヤー６０５は、前立腺癌の放射線治療の間に一般的に使用されるような直腸バルーンのようなバルーン基体６０６まで基体ワイヤーガイド６５３を通じて延びる。バルーン６０６は、図６Ａにおいて緩和された状態で示される。図示されたようなバルーン６０６のサイズは、若干誇張される。現実の使用において、ふくらませられてないバルーン６０６は、より典型的には、動きのための多量の余地無しでは、光学的なワイヤーへしっかりとくっつくと思われる。オリエンテーションファイバーコア及び放射線ファイバーコア６５２は、バルーン６０６の基体の表面の中に又はそれの上に取り付けられる。図６Ａに図示された特定の放射線ファイバーコア６５２は、バルーン６０６の周囲のまわりに配されるクラッディング構造のような四つの放射線線量センサー構造６２２を含有する。光学的なワイヤー６０５のファイバーコアは、測定の感度を増加させるために及びアレイを安定化させるために交差するセンサーアレイにてバルーン６０６に配されることがある。

図６Ｂは、概略的に、ふくらませられた状態におけるバルーン６０６を備えた光学的なセンサーデバイス６０２を図示する。バルーン６０６は、カテーテルバルーン技術において知られたような、不活性ガス又は同様のものでふくらませられ得る。斯くして、光学的なセンサーデバイス６０２は、リスク領域のオリエンテーション及びそれへ適用された放射線線量を監視する為にリスク領域の内輪郭に一致するようにふくらませられることができるセンサーアレイに一致する輪郭を形成する。いくつかの実施形態において、バルーン６０６は、さらにリスク領域へ送出された放射線を低減する為に、不活性ガスの代わりに、放射線を吸収する液体でふくらませられることがある。

このように、放射線治療の処置の間に光学的なセンシングシステム１００を使用するための方法は、提供される。例示的なそのような方法７００は、図７に図示される。第一のステップ７６１において、光学的なセンサーデバイス１０２は、放射線で処置されるための少なくとも一つのリスク領域の内にか又はそれに対して近接してかのいずれかで患者の中へと埋め込まれる。他の光学的なセンサーデバイス１０２は、また、患者の体内の追加的なリスク領域又は一つの若しくはより多いターゲット領域の内に又はそれに対して近接して埋め込まれることがある。患者は、上に議論された例示的なシステム４００のような放射線治療システム内に置かれる。そして、放射線治療システムは、患者へ放射線を送出することを始める７６２。

放射線送出手順の間に、光学的なセンシングシステム１００は、患者内のリスク領域のオリエンテーション及びリスク領域によって受け取られた放射線の量を監視する７６３ために利用される。より具体的には、光学的なワイヤー１０５におけるオリエンテーションファイバーは、放射線送出の間にリスク領域オリエンテーション情報７６５を得るために光学的な呼びかけのコンソール１０１によって問い合わされる７６４。リスク領域オリエンテーション情報７６５は、問合せ光の性質の関数として光学的なセンサーデバイス１０２から戻る光信号を測定することを具備する。光学的なワイヤー１０５が、複数のオリエンテーションファイバーコアを含有するとすれば、この情報７６５は、各々のコアについて別個に記録されることがある。光学的なセンサーデバイス１０２内の光の反射は、例えば、光学的なワイヤー１０５内の埋め込まれた周期的な構造（例．ファイバーブラッグ回折格子）によって、又は、光学的なワイヤー１０５の屈折率における非周期的なランダムな変動（例．レイリー散乱）によって、もたらされることがある。

光学的なワイヤー１０５における放射線ファイバーは、放射線送出の間における放射線線量情報７６７を得るために同様に問い合わされる７６６。これらのそれぞれの問合せ７６４及び７６６は、リスク領域に関する十分な測定値情報７６５及び７６７を得るのに適したように、同時に又は順次に、また互いに対して如何なる回数若しくは順序でも行われ得る。さらに、一つよりも多いリスク領域又はターゲット領域が、また監視されるとすれば、そのときそれらの領域に配された光学的なセンサーデバイスにも、同様の問合せがなされる。

オリエンテーション情報７６５は、オリエンテーション情報を使用して患者の体内のリスク領域のオリエンテーション７６９を見積もる７６８、三次元オリエンテーション再構築器１０３へ提供される。三次元形状再構築器１０３は、例えば、反射スペクトル７６５を処理して、光学的なワイヤー１０５のオリエンテーションファイバーコアに沿った複数の位置でのひずみの値を生成し得る。ひずみセンサーは、ファイバーブラック回折格子（ＦＢＧ）及びレイリー散乱インターロゲーションの少なくとも一つのものを具備することがある。

光学的なワイヤー１０５は、いくつかの実施形態において、都合よくは、光学的なひずみセンサーを有するより多数の光学的なファイバーを備えたエリアを含むことによって、より高い感度のエリアを含み得る。例えば、光学的なワイヤー１０５は、光学的なひずみセンサーを有する第一の数の光学的なファイバーが存在する第一のエリア及び光学的なひずみセンサーを有する第二の数の光学的なファイバーが存在する第二のエリアを有することがある。斯くして、第二のエリアは、第一のエリアよりも高い感度を有することになる。より高い感度は、光学的なワイヤー１０５のオリエンテーションに関するより良好な分解能を達成することを助けることがある。一つの例として、第一のエリアは、一つの光学的なファイバー及び第一の感度を有することがあると共に、第二のエリアは、四つの光学的なファイバー及び第一の感度よりも高いものである第二の感度を有することがある。三次元形状再構築器１０３は、光学的なワイヤー１０５の形状及び位置の三次元の再構築を生成するためにひずみの値を組み合わせる。例えば、ひずみの測定値は、回転角度へ変換されることがあると共に、関連させられた回転行列は、接ベクトル、法線ベクトル、及び従法線ベクトル（即ち、ヤコビアン（Ｊａｃｏｂｉａｎ）行列の列）を更新するために使用されることがある。

放射線線量情報７６７は、類似して、放射線情報を使用して患者内のリスク領域によって受け取られた放射線７７１の線量を見積もる７７０、放射線線量計算機１０４へ提供される。同様の放射線線量の計算が、他の監視されたリスク領域又はターゲット領域に関してなされる。

リスク領域のオリエンテーション及び放射線線量の見積もり７６９及び７７１は、放射線送出の間に放射線治療を計画するシステムのプロセッサーへ提供される。放射線治療を計画するシステムは、見積もり７６９及び７７１の座標系を放射線送出システムの座標系とレジストレーションする。そして、それは、見積もられた情報を使用して、放射線送出の間における患者の動きに応答して放射線送出計画を変更するかどうか及びそうだとすれば、どのようにそれをするかを決定する７７２。そのような動きは、例えば、呼吸運動、心臓の運動、ぜん動運動、又は他の患者によって誘発させられた動きを具備することがある。放射線送出計画の変更は、例えば、リスク領域が予め設定された最大の放射線線量を受け取った場合に放射線送出を停止することを含むことがある。他の例では、リスク領域が放射線送出の間にオリエンテーションにおける顕著な変化を受けた場合に、放射線送出は継続され得るが、計画は、リスク領域を保護する為に形態学的な変化を考慮するように変更され得る。

なおも追加的な実施形態において、放射線治療を計画するシステムは、見積もりに関するシステムのユーザーへの通知を提供するためにリスク領域のオリエンテーション及び放射線線量の見積もりを使用することがある。ユーザーの通知は、多数の形態をとることがある。一つの実施形態において、システムは、リスク領域によって受け取られた放射線線量が予め決定された最大の値の定まった百分率を達成してしまったことをユーザーに単純に通知することがある。別の実施形態において、システムは更に、放射線送出中のリスク領域のオリエンテーションにおける変化を考慮する為に提案する放射線送出計画の変更をユーザに提示し得る。

結局、放射線送出計画は、それの経過をたどることになる。計画は、監視７６３の結果として変更７７２されていることもあるし、そうでないこともある。どちらにしても、放射線送出は、計画がそれの経過をたどることを完了したとき、停止させられる７７３。いくつかの状況において、放射線送出は、細分される、すなわち、単一の送出セッションというよりもむしろ複数の送出セッションの間で分配させられる、ことがある。その場合には、より早い送出セッションからの見積もり７６９及び７７１は、その後の送出セッションの計画をすること及び変更において使用されることがある。

一つの例示的な実施形態において、光学的なセンシングシステム１００は、前立腺癌を処置するための放射線処置治療の間に使用される。この状況において、ターゲット領域は、患者の前立腺内の癌性の組織又は周囲の組織である。リスク領域は、前立腺の付近に配される直腸壁及び患者の膀胱の部分を含む。例えば、前立腺癌の放射線の処置の間に癌性の前立腺の組織というよりもむしろ健常な直腸の組織へ誤って向けられた放射線線量に帰すべき直腸の癌を含む苛酷な副作用は、観察されてきたものである。類似のリスクは、また、近くの膀胱の組織へ与えられる。

そのような副作用を低減するために、前立腺癌の放射線処置の間における放射線への過度の露出から直腸の組織及び膀胱の組織を保護するための標準的なプロトコルは、開発されてきた。直腸の組織に関しては、前立腺の放射線処置の送出の間に患者の直腸の組織のサイズ及び位置を安定化させるために患者の直腸内で一つの又はより多いバルーンを展開することは、習慣的なことである。膀胱の組織に関しては、例えば患者に放射線送出の前の適切な時間に一瓶の水を飲むことを求めることによって、前立腺の放射線処置の送出の間に制御された膀胱を満たす状態を義務付けることは、習慣的なことである。しかしながら、そのような用心をとるときでさえ、患者の直腸、膀胱、及び前立腺のサイズ及び相対的な位置は、放射線治療に関連性のある小さい余裕の内で良好に制御されるものではないことがある。これは、呼吸のための運動に帰すべき位置の変化について、しかしまた、直腸のガス及びそれの動きと同様の生理学的な効果についても、特に真実である。このように、現実の送出された放射線線量のオンラインでの追跡及び計画されたリスク領域の線量との比較は、処置を最適化するためには高度に有益なことである。

前立腺癌の処置との連結で光学的なセンシングシステム１００を使用するために、第一の光学的なセンサーデバイス１０２は、直腸バルーンの中へと組み込まれることがある。そのようなデバイスの代表的な例６０２は、図６Ａ及び６Ｂに図示される。この第一の光学的なセンサーデバイスは、前立腺の放射線処置の送出の間に直腸のリスク領域のオリエンテーション及びそれによって受け取られた放射線線量を監視するために問い合わされることができる。バルーンは、都合よくは、前立腺の組織から遠い側の直腸壁の裏側に到達する放射線を低減するために液体金属のような放射線を吸収する流体で満たされることがある。

追加で、第二の光学的なセンサーデバイスは、また、膀胱に近接して置かれることがある。そのようなデバイスの代表的な例５０２は、図５に図示される。この第二の光学的なセンサーデバイスは、前立腺の放射線処置の送出の間に膀胱のリスク領域のオリエンテーション及びそれによって受け取られた放射線線量を監視するために問い合わされることができる。

発明は、数個の実施形態を参照して記載されてきた。明らかに、他のものへの変更及び変形は、前述の詳細な説明を読むと共にそれを理解する際に起こることになる。例えば、光学的なセンシングシステム１００は、核医学でガイドされた介入との連結で使用されることがある。発明が、それらが添付されたクレーム又はそれの均等物の範囲内にくる限りでは、全てのそのような変更及び変形を含むものと解されることは、意図されることである。発明は、様々な構成物、構成部品、及び配置、並びに開示された実施形態の要素のコンビネーション及びサブコンビネーションにおける形態をとることがある。

クレーム
このように数個の実施形態を記載してきたが、発明は、今、以下のものであるように請求される。

１． 放射線送出システム（４００）の動作を計画する方法において、
前記放射線送出システムは、患者（４３３）内の指定されたターゲット領域（４３２）に向けて放射線を提供する可動な放射線源（４３１）を具備し、
当該計画する方法は、
前記患者内の少なくとも一つのリスク領域内において又はそれに近接して、前記患者へと光学的なセンサーデバイス（１０２）を埋め込むこと（７６１）であり、前記光学的なセンサーデバイスは、基準の点に対する前記光学的なセンサーデバイスのオリエンテーションを測定するように構成された少なくとも一つのオリエンテーションファイバーコアと、前記光学的なセンサーデバイスによって受け取られた放射線の線量を測定するように構成された少なくとも一つの放射線ファイバーコアとを有する、埋め込むこと、
前記患者への放射線送出の間に、前記少なくとも一つのオリエンテーションファイバーコアに光学的に問い合わせて（７６４）、前記光学的なセンサーデバイスに関するオリエンテーション情報（７６５）を生成し、該オリエンテーション情報を使用して、前記放射線送出の間における前記光学的なセンサーデバイスのオリエンテーションを見積もる（７６８）こと、
前記放射線送出の間に、前記少なくとも一つの放射線ファイバーコアに光学的に問い合わせて（７６６）、前記光学的なセンサーデバイスに関する放射線線量情報（７６７）を生成し、該放射線線量情報を使用して、前記放射線送出の間に前記光学的なセンサーデバイスによって受け取られた放射線線量を見積もる（７７０）こと、並びに、
前記放射線送出の間に見積もられたオリエンテーション及び見積もられた放射線線量を監視すること
を具備する、方法。

２． クレーム１の方法において、
前記光学的に問い合わせるステップは、光学的なフーリエ周波数ドメイン反射率計（２００）を使用することで行われる、方法。

３． クレーム１の方法において、
前記光学的なセンサーデバイス（１０２）は、前記少なくとも一つのオリエンテーションファイバーコア及び前記少なくとも一つの放射線ファイバーコアを支持する基体（１０６）を具備する、方法。

４． クレーム３の方法において、
前記基体（１０６）は、バルーン（６０６）を具備する、方法。

５． クレーム３の方法において、
前記光学的なセンサーデバイス（１０２）は、構成可能な体積を具備する、方法。

６． クレーム１の方法において、
前記少なくとも一つのオリエンテーションファイバーコアは、ブラッグ回折格子のアレイ及びレイリー散乱構造の少なくとも一つを具備する、方法。

７． クレーム１の方法において、
前記放射線ファイバーコア（３００）は、入射する放射線を可視光へと変換するための少なくとも一つのクラッディング（３２２）を具備する、方法。

８． クレーム１の方法において、
前記光学的なセンサーデバイス（１０２）は、当該デバイスの長さ対して比較的小さい断面を有する腔内可撓体を具備し、前記オリエンテーションファイバーコアは、腔内の構造のオリエンテーションに関する情報を収集するように構成される、方法。

９． クレーム１の方法において、
前記見積もられたオリエンテーション及び前記見積もられた放射線線量の監視に基づいて更新された放射線送出計画を形成するために当初の放射線送出計画を変更することをさらに具備する、方法。

１０． クレーム１の方法において、
前記患者（４３３）は、前立腺癌について処置され、
前記少なくとも一つのリスク領域は、直腸の組織を具備し、
前記光学的なセンサーデバイスは、前記放射線送出の間に前記患者の直腸内に埋め込まれる直腸バルーンを具備する、
方法。

１１． 患者（４３３）内の指定されたターゲット領域（４３２）に向けて放射線を提供する可動な放射線源（４３１）を具備する放射線送出システムによって実施される放射線送出計画を生成することに使用される放射線治療を計画するシステムであって、
前記計画するシステムは、
前記患者内の少なくとも一つのリスク領域内に又はそれに近接して埋め込まれる光学的なセンサーデバイス（１０２）であり、基準の点に対する該光学的なセンサーデバイスのオリエンテーションを測定するように構成された少なくとも一つのオリエンテーションファイバーコアと、該光学的なセンサーデバイスによって受け取られた放射線の線量を測定するように構成された少なくとも一つの放射線ファイバーコアとを具備する光学的なセンサーデバイス（１０２）、
前記患者への放射線送出の間に前記光学的なセンサーデバイスに関するオリエンテーション情報（７６５）を生成するために前記少なくとも一つのオリエンテーションファイバーコアに光学的に問い合わせる（７６４）と共に、前記放射線送出の間に前記光学的なセンサーデバイスに関する放射線線量情報（７６７）を生成するために前記少なくとも一つの放射線ファイバーコアに光学的に問い合わせる（７６６）光学的インターロゲーションコンソール（１０１）、
前記放射線送出の間に前記オリエンテーション情報に基づいて前記光学的なセンサーデバイスのオリエンテーションを見積もるオリエンテーション再構築器（１０３）、
前記放射線送出の間に前記放射線情報に基づいて前記光学的なセンサーデバイスによって受け取られた放射線線量を見積もる放射線線量計算機（１０４）、並びに、
前記放射線送出の間に見積もられたオリエンテーション及び見積もられた放射線線量を監視するプロセッサー（４３５）
を具備する、システム。

１２． クレーム１１のシステムにおいて、
前記光学的インターロゲーションコンソール（１０１）は、光学的なフーリエ周波数ドメイン反射率計（２００）を具備する、システム。

１３． クレーム１１のシステムにおいて、
前記光学的なセンサーデバイス（１０２）は、前記少なくとも一つのオリエンテーションファイバーコア及び前記少なくとも一つの放射線ファイバーコアを支持する基体（１０６）を具備する、システム。

１４． クレーム１３のシステムにおいて、
前記基体（１０６）は、バルーン（６０６）を具備する、システム。

１５． クレーム１３のシステムにおいて、
前記光学的なセンサーデバイス（１０２）は、構成可能な体積を具備する、システム。

１６． クレーム１１のシステムにおいて、
前記少なくとも一つのオリエンテーションファイバーコアは、ブラッグ回折格子のアレイ及びレイリー散乱構造の少なくとも一つを具備する、システム。

１７． クレーム１１のシステムにおいて、
前記放射線ファイバーコア（３００）は、入射する放射線を可視光へと変換するための少なくとも一つのクラッディング（３２２）を具備する、システム。

１８． クレーム１１のシステムにおいて、
前記光学的なセンサーデバイス（１０２）は、当該デバイスの長さ対して比較的小さい断面を有する腔内可撓体を具備し、前記オリエンテーションファイバーコアは、腔内の構造のオリエンテーションに関する情報を収集するように構成される、システム。

１９． クレーム１１のシステムにおいて、
前記プロセッサー（４３５）は、前記見積もられたオリエンテーション及び前記見積もられた放射線線量の監視に基づいて更新された放射線送出計画を形成するために当初の放射線送出計画を変更するようにさらに構成される、システム。

２０． クレーム１１のシステムにおいて、
前記光学的なセンサーデバイス（１０２）は、さらに、前記放射線送出の間における前記患者の直腸への挿入のための直腸バルーンを具備する、システム。

２１． クレーム１１のシステムにおいて、
前記光学的インターロゲーションコンソール（１０１）は、各ファイバーコアについての反射の振幅及び位相の両方の測定値を波長の関数として指し示す反射スペクトルデータを生成する、システム。

２２． クレーム１１のシステムにおいて、
前記オリエンテーション再構築器（１０３）は、前記オリエンテーション情報を使用して、前記少なくとも一つのオリエンテーションファイバーコアに沿った複数の位置についての局所的なひずみのデータを生成し、並びに前記オリエンテーションファイバーコアに沿った各々の局所的なひずみの関数として局所的な曲率の及びねじれ角のデータを生成し、並びに各々の局所的な曲率及びねじれ角の関数として前記オリエンテーションファイバーコアの三次元形状を再構築する、システム。

２３． 光学的なセンシングシステム（１００）であって、
患者内の少なくとも一つのリスク領域内に又はそれに近接して埋め込まれる光学的なセンサーデバイス（１０２）であり、基準の点に対する該光学的なセンサーデバイスのオリエンテーションを測定するように構成された少なくとも一つのオリエンテーションファイバーコアと、該光学的なセンサーデバイスによって受け取られた放射線の線量を測定するように構成された少なくとも一つの放射線ファイバーコアとを具備する光学的なセンサーデバイス（１０２）、
前記患者への放射線送出の間に前記光学的なセンサーデバイスに関するオリエンテーション情報（７６５）を生成するために前記少なくとも一つのオリエンテーションファイバーコアに光学的に問い合わせる（７６４）と共に、前記放射線送出の間に前記光学的なセンサーデバイスに関する放射線線量情報（７６７）を生成するために前記少なくとも一つの放射線ファイバーコアに光学的に問い合わせる（７６６）光学的インターロゲーションコンソール（１０１）、
前記放射線送出の間に前記オリエンテーション情報に基づいて前記光学的なセンサーデバイスのオリエンテーションを見積もるオリエンテーション再構築器（１０３）、
前記放射線送出の間に前記放射線情報に基づいて前記光学的なセンサーデバイスによって受け取られた放射線線量を見積もる放射線線量計算機（１０４）、並びに、
前記放射線送出の間に見積もられたオリエンテーション及び見積もられた放射線線量を監視するプロセッサー（４３５）
を具備する、光学的なセンシングシステム。

Claims (15)

1. 放射線送出システムの動作を計画する方法において、
   前記放射線送出システムは、患者内の指定されたターゲット領域に向けて放射線を提供する可動な放射線源を具備し、
   当該計画する方法は、
   前記患者内の少なくとも一つのリスク領域内において又はそれに近接して、前記患者へと光学的なセンサーデバイスを埋め込むことであり、前記光学的なセンサーデバイスは、基準の点に対する前記光学的なセンサーデバイスのオリエンテーションを測定するように構成された少なくとも一つのオリエンテーションファイバーコアと、前記光学的なセンサーデバイスによって受け取られた放射線の線量を測定するように構成された少なくとも一つの放射線ファイバーコアとを具備する、埋め込むこと、
   前記患者への放射線送出の間に、前記少なくとも一つのオリエンテーションファイバーコアに光学的に問い合わせて、前記光学的なセンサーデバイスに関するオリエンテーション情報を生成し、該オリエンテーション情報を使用して、前記放射線送出の間における前記光学的なセンサーデバイスのオリエンテーションを見積もること、
   前記放射線送出の間に、前記少なくとも一つの放射線ファイバーコアに光学的に問い合わせて、前記光学的なセンサーデバイスに関する放射線線量情報を生成し、該放射線線量情報を使用して、前記放射線送出の間に前記光学的なセンサーデバイスによって受け取られた放射線線量を見積もること、並びに、
   前記放射線送出の間に見積もられたオリエンテーション及び見積もられた放射線線量を監視すること
   を具備する、方法。
2. 請求項１の方法において、
   前記光学的に問い合わせるステップは、光学的なフーリエ周波数ドメイン反射率計を使用することで行われる、方法。
3. 請求項１の方法において、
   前記光学的なセンサーデバイスは、前記少なくとも一つのオリエンテーションファイバーコア及び前記少なくとも一つの放射線ファイバーコアを支持する基体を具備する、方法。
4. 請求項３の方法において、
   前記基体は、バルーンを具備する、方法。
5. 請求項１の方法において、
   前記少なくとも一つのオリエンテーションファイバーコアは、ブラッグ回折格子のアレイ及びレイリー散乱構造の少なくとも一つを具備する、方法。
6. 請求項１の方法において、
   前記放射線ファイバーコアは、入射する放射線を可視光へと変換するための少なくとも一つのクラッディングを具備する、方法。
7. 請求項１の方法において、
   前記見積もられたオリエンテーション及び前記見積もられた放射線線量の監視に基づいて更新された放射線送出計画を形成するために当初の放射線送出計画を変更することをさらに具備する、方法。
8. 患者内の指定されたターゲット領域に向けて放射線を提供する可動な放射線源を具備する放射線送出システムによって実施される放射線送出計画を生成することに使用される放射線治療を計画するシステムであって、
   前記計画するシステムは、
   前記患者内の少なくとも一つのリスク領域内に又はそれに近接して埋め込まれる光学的なセンサーデバイスであり、基準の点に対する該光学的なセンサーデバイスのオリエンテーションを測定するように構成された少なくとも一つのオリエンテーションファイバーコアと、該光学的なセンサーデバイスによって受け取られた放射線の線量を測定するように構成された少なくとも一つの放射線ファイバーコアとを具備する光学的なセンサーデバイス、
   前記患者への放射線送出の間に前記光学的なセンサーデバイスに関するオリエンテーション情報を生成するために前記少なくとも一つのオリエンテーションファイバーコアに光学的に問い合わせると共に、前記放射線送出の間に前記光学的なセンサーデバイスに関する放射線線量情報を生成するために前記少なくとも一つの放射線ファイバーコアに光学的に問い合わせる光学的インターロゲーションコンソール、
   前記放射線送出の間に前記オリエンテーション情報に基づいて前記光学的なセンサーデバイスのオリエンテーションを見積もるオリエンテーション再構築器、
   前記放射線送出の間に前記放射線情報に基づいて前記光学的なセンサーデバイスによって受け取られた放射線線量を見積もる放射線線量計算機、並びに、
   前記放射線送出の間に見積もられたオリエンテーション及び見積もられた放射線線量を監視するためのプロセッサー
   を具備する、システム。
9. 請求項８のシステムにおいて、
   前記光学的インターロゲーションコンソールは、光学的なフーリエ周波数ドメイン反射率計を具備する、システム。
10. 請求項８のシステムにおいて、
    前記光学的なセンサーデバイスは、前記少なくとも一つのオリエンテーションファイバーコア及び前記少なくとも一つの放射線ファイバーコアを支持する基体を具備する、システム。
11. 請求項１０のシステムにおいて、
    前記基体は、バルーンを具備する、システム。
12. 請求項８のシステムにおいて、
    前記少なくとも一つのオリエンテーションファイバーコアは、ブラッグ回折格子のアレイ及びレイリー散乱構造の少なくとも一つを具備する、システム。
13. 請求項８のシステムにおいて、
    前記放射線ファイバーコアは、入射する放射線を可視光へと変換するための少なくとも一つのクラッディングを具備する、システム。
14. 請求項８のシステムにおいて、
    前記プロセッサーは、前記見積もられたオリエンテーション及び前記見積もられた放射線線量の監視に基づいて更新された放射線送出計画を形成するために当初の放射線送出計画を変更するようにさらに構成される、システム。
15. 請求項８のシステムにおいて、
    前記光学的なセンサーデバイスは、さらに、前記放射線送出の間における前記患者の直腸への挿入のための直腸バルーンを具備する、システム。