JP2017500165A - 外部ビーム放射線治療と小線源治療用医療用機器 - Google Patents

Abstract

本発明は、医療用機器（４００、５００、６００、７００）を提供する。該医療用機器は、磁気共鳴イメージングシステム（４０４）と、イメージングゾーン内のイオン化放射線ビーム（４４２）で被験者のターゲットゾーン（４３８）を照射する外部ビーム放射線治療システム（４０２）とを含む。医療用機器は、さらに、その医療用機器を制御するプロセッサ（４４８）を有する。命令の実行はプロセッサに：第１の磁気共鳴データ（４５８）を取得させ（１００、２００）；前記第１の磁気共鳴データから第１の磁気共鳴画像（４６０）を再構成させ（１０２、２０２）；計画データ（４６２）を受け取り、前記計画データは前記ターゲットゾーンの空間依存放射線線量を指定し（１０４、２０４）；前記計画データを前記第１の磁気共鳴画像にレジストレーションさせ（１０６、２０６）；前記空間依存放射線線量と前記第１の磁気共鳴画像とを用いて、外部ビーム線量計画（４６８）と小線源治療線量計画（４６８）とを計算させる（１０８、２０８）。

Description

本発明は、外部ビーム放射線治療及び小線源治療の計画に関する。

ＭＲと線形加速器（ＬＩＮＡＣ）の統合により、特に動く器官に対する病変ターゲティングの改善により、放射線治療の新しい地平が開けた。実際の実装提案では、ＬＩＮＡＣが被験者の周りを回転し、複数の角度からグロスターゲットボリューム（ＧＴＶ）とクリニカルターゲットボリューム（ＣＴＶ）に照射し、一方で周辺組織への放射線被曝を最小化する。

磁気共鳴装置とＬＩＮＡＣ放射線治療放射線源の組み合わせは知られている。一般的に、ＬＩＮＡＣ放射線源は磁石の周りの回転ガントリーに配置される。磁石はそのゼロ磁場領域でＬＩＮＡＣが回転するように設計されている。このコンセプトの他の特徴は、ＬＩＮＡＣビームの減衰を防止する分離型グラジエントコイルの使用である。

小線源治療では、カテーテルが被験者に挿入される。そして、放射線源が制御可能にカテーテルに挿入され、被験者を照射する。（例えば、高線量率小線源治療用の）小線源治療システムでは、放射能源は所定時間後にカテーテルから取り出すことができる。

特許文献１は、超音波画像を事前に取った磁気共鳴画像にレジストレーションすることにより、磁気共鳴イメージングシステムを用いる電子ビームまたはＸ線ビーム治療及び小線源治療の誘導を開示している。

米国特許出願公開第２０１１／０１６０５６６号明細書

本発明は、独立請求項の医療用機器、コンピュータプログラム製品、及び方法を提供する。実施形態は従属項に記載されている。

本技術分野の当業者には言うまでもないが、本発明の態様は装置、方法、またはコンピュータプログラム製品として実施され得る。したがって、本発明の態様は、完全にハードウェアによる実施形態、（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）完全にソフトウェアによる実施形態、またはソフトウェアとハードウェアの態様を組み合わせた実施形態の形式を取り得る。これらはすべてここでは概して「回路」、「モジュール」または「システム」と呼ぶ。さらに、本発明の態様は、コンピュータ実行可能コードが記録された一以上のコンピュータ読み取り可能媒体に化体されたコンピュータプログラムの形式を取っても良い。

一以上のコンピュータ読み取り可能媒体の任意の組み合わせを利用してもよい。コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータ読み取り可能信号媒体であっても、コンピュータ読み取り可能記憶媒体であってもよい。ここで用いる「コンピュータ読み取り可能記憶媒体」は、コンピューティングデバイスのプロセッサにより実行できる命令を記憶できる有体の記憶媒体を含む。コンピュータ読み取り可能記憶媒体は、コンピュータ読み取り可能な、非一時的記憶媒体として使われることもある。コンピュータ読み取り可能記憶媒体は、有体のコンピュータ読み取り可能な媒体として使われることもある。実施形態によっては、コンピュータ読み取り可能記憶媒体は、コンピューティングデバイスのプロセッサによりアクセスされるデータを記憶することもできる。コンピュータ読み取り可能記憶媒体の例には、フロッピーディスク（登録商標）、磁気ハードディスクドライブ、固体ハードディスク、フラッシュメモリ、ＵＳＢサムドライブ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、光ディスク、光磁気ディスク、及びプロセッサのレジスタが含まれるが、これらに限定されない。光ディスクの例には、コンパクトディスク（ＣＤ）及びデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）が含まれ、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒディスクなどが含まれる。また、コンピュータ読み取り可能記憶媒体との用語は、ネットワークまたは通信リンクを介してコンピュータデバイスによりアクセスできる様々なタイプの記録媒体を言う。例えば、データはモデムにより、インターネットにより、またはローカルエリアネットワークにより読み出すことができる。コンピュータ読み取り可能媒体に化体されたコンピュータ実行可能コードは、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦなど、またはこれらの任意の好適な組み合わせを含むがこれらに限定されない任意の適切な媒体を用いて送信されてもよい。

コンピュータ読み取り可能信号媒体は、例えば、ベースバンドに、または搬送波の一部としてコンピュータ実行可能コードが化体された伝搬データ信号を含んでいても良い。かかる伝搬信号は、電磁的、光学的、またはそれらの好適な組み合わせを含むがこれらに限定されないさまざまな形式を取り得る。コンピュータ読み取り可能信号媒体は、コンピュータ読み取り可能記憶媒体ではなく、命令実行システム、装置、又はデバイスによる使用のため、またはそれに関連して、プログラムを伝送、伝搬、又は輸送できる任意のコンピュータ読み取り可能媒体であってもよい。

「コンピュータメモリ」または「メモリ」は、コンピュータ読み取り可能記憶媒体の一例である。コンピュータメモリはプロセッサから直接アクセス可能な任意のメモリである。 「コンピュータ記憶装置」または「記憶装置」は、コンピュータ読み取り可能記憶媒体の別の一例である。コンピュータ記憶媒体は、任意の不揮発性コンピュータ読み取り可能記憶媒体である。また、ある実施形態では、コンピュータ記憶装置はコンピュータメモリであってもよく、その逆でもよい。

ここで用いる「プロセッサ」は、プログラムまたは機械実行可能命令またはコンピュータ実行可能コードを実行できる電子コンポーネントを含む。「プロセッサ」を有する計算デバイスと言うとき、２以上のプロセッサまたは処理コアを含む場合もあると解釈すべきである。プロセッサは、例えば、複数コアプロセッサであってもよい。また、プロセッサは、単一のコンピュータシステム中のまたは複数のコンピュータシステムに分散した複数のプロセッサのコレクションを言う場合もある。コンピューティングデバイスとの用語は、それぞれが一または複数のプロセッサを有するコンピューティングデバイスのコレクションまたはネットワークを言う場合もあると解釈すべきである。コンピュータ実行可能コードは、同じコンピューティングデバイス内にある複数のプロセッサにより、または複数のコンピューティングデバイスに分散した複数のプロセッサにより、実行されてもよい。

コンピュータ実行可能コードは、機械実行可能命令、またはプロセッサに本発明の一態様を実行させるプログラムを含んでいてもよい。本発明の態様の動作を実行するコンピュータ実行可能コードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語やＣプログラミング言語や同様のプログラミング言語などの従来の手続型プログラミング言語や同様のプログラミング言語を含む１つ以上のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述できる。幾つかの場合には、コンピュータ実行可能コードは、高級言語の形式またはコンパイル前の形式であってもよく、その場で機械実行可能命令を生成するインタープリタと共に用いられても良い。

コンピュータ実行可能コードは、ユーザのコンピュータ上で全部を実行してもよく、ユーザのコンピュータ上でスタンドアロンソフトウェアパッケージとして一部を実行してもよく、ユーザのコンピュータで一部を実行し、リモートコンピュータで一部を実行してもよく、リモートコンピュータまたはサーバで全部を実行してもよい。後者のシナリオでは、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）やワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを通じてユーザコンピュータに接続されていてもよく、接続は（例えば、インターネットサービスプロバイダを用いてインターネットを通して）外部コンピュータにされていてもよい。

本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）及びコンピュータプログラムのフローチャート及び／又はブロック図を参照して説明される。言うまでもなく、フローチャート及び／又はブロック図の各ブロックまたはその一部は、適用できる場合、コンピュータ実行可能コードの形式でコンピュータプログラム命令により実装できる。さらに、言うまでもなく、相互に排他的でなければ、異なるフローチャート、図、及び／又はブロック図のブロックは組み合わせてもよい。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、特殊用途コンピュータ、またはその他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサに供給され、機械を提供し、命令が、コンピュータその他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサにより実行され、フローチャート及び／又はブロック図のブロックに指定された機能／動作を実装する手段を生成してもよい。

これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、又は他のデバイスに、フローチャート及び／又はブロック図のブロックに指定された機能／動作を実装する命令を含む、コンピュータ読み取り可能媒体に記憶された命令が製品となるように機能するように指示できるコンピュータ読み取り可能媒体に記憶されてもよい。

コンピュータプログラム命令は、コンピュータ、その他のプログラマブルデータ処理装置、又はその他のデバイスにロードされ、一連の動作ステップがそのコンピュータ、その他のプログラマブルデータ処理装置、又はその他のデバイスで実行され、コンピュータ実装プロセスとなり、コンピュータまたはその他のプログラマブルデータ処理装置上で実行された命令がフローチャート及び／又はブロック図のブロックに指定された機能／動作を実装するプロセスを提供するようにする。

ここで「ユーザインタフェース」とは、ユーザまたはオペレータがコンピュータまたはコンピュータシステムとインターラクトできるインタフェースである。「ユーザインタフェース」は「ヒューマンインタフェースデバイス」と言う場合もある。ユーザインタフェースは、オペレータに情報またはデータを提供し、及び／またはオペレータから情報またはデータを受け取る。ユーザインタフェースは、オペレータからの入力をコンピュータにより受け取られるようにし、コンピュータからユーザへの出力を提供する。言い換えると、ユーザインタフェースは、オペレータがコンピュータを制御または操作できるようにし、インタフェースは、コンピュータがオペレータの制御や操作の効果を表示できるようにする。ディスプレイまたはグラフィカルユーザインタフェースへのデータまたは情報の表示は、オペレータへの情報提供の一例である。キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、ポインティングスティック、グラフィックスタブレット、ジョイスティック、ゲームパッド、ウェブカメラ、ヘッドセット、ギアスティック、ステアリングホイール、ペダル、ワイアドグローブ、ダンスパッド、リモートコントロール、及び加速度計によるデータの受け取りは、すべて、オペレータからの情報またはデータの受け取りを可能にするユーザインタフェースコンポーネントの例である。

ここで「ハードウェアインタフェース」は、コンピュータシステムのプロセッサが外部のコンピューティングデバイス及び／または装置とインターラクト及び／またはそれらを制御できるようにするインタフェースを含む。ハードウェアインタフェースは、プロセッサに、外部コンピューティングデバイス及び／または装置に制御信号または命令を送れるようにする。また、ハードウェアインタフェースは、プロセッサに、外部コンピューティングデバイス及び／または装置とデータを交換できるようにする。ハードウェアインタフェースの例には、ユニバーサルシリアルバス、ＩＥＥＥ１３９４ポート、パラレルポート、ＩＥＥＥ１２８４ポート、シリアルポート、ＲＳ−２３２ポート、ＩＥＥＥ４８８ポート、ブルートゥース（登録商標）接続、無線ローカルエリアネットワーク接続、ＴＣＰ／ＩＰ接続、イーサネット（登録商標）接続、制御電圧インタフェース、ＭＩＤＩインタフェース、アナログ入力インタフェース、及びデジタル入力インタフェースを含むが、これに限定されない。

ここで、「ディスプレイ」または「ディスプレイデバイス」とは、画像またはデータを表示するように適応された出力デバイスまたはユーザインタフェースを含む。ディスプレイはビジュアル、オーディオ、及び触覚データを出力してもよい。ディスプレイの例は、限定ではないが、以下を含む：コンピュータモニタ、テレビジョンスクリーン、タッチスクリーン、触覚電子ディスプレイ、ブレイルスクリーン、陰極線管（ＣＲＴ）、ストレージチューブ、双安定ディスプレイ、電子ペーパー、ベクトルディスプレイ、フラットパネルディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、電子蛍光ディスプレイ（ＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プロジェクタ、ヘッドマウントディスプレイ。

磁気共鳴（ＭＲ）データは、ここで、磁気共鳴イメージングスキャン中に磁気共鳴装置のアンテナにより記録された、原子スピンにより放射された無線周波数信号の測定値と定義する。磁気共鳴データは医療画像データの一例である。磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）画像は、ここで、磁気共鳴イメージングデータ中に含まれたアナトミックデータの再構成された２次元または３次元の可視化として定義される。可視化はコンピュータを用いて行える。

一態様では、本発明は医療用機器を提供し、該医療用機器は、イメージングゾーン内の被験者から磁気共鳴イメージングデータを取得する磁気共鳴イメージングシステムを含む。この医療用機器はさらに、イメージングゾーン内のイオン化放射線ビームでターゲットゾーンを照射する外部ビーム放射線治療システムを含む。外部ビーム放射線治療システムはターゲットゾーンを照射するためのイオン化放射線ビームを発生し任意のシステムであり得る。例えば、外部ビーム放射線治療システムはいわゆる線形加速器すなわちＬＩＮＡＣであり得る。医療用機器は、さらに、機械実行可能命令を記憶するメモリを有する。医療用機器は、さらに、その医療用機器を制御するプロセッサを有する。

機械実行可能命令の実行は、プロセッサに、前記磁気共鳴イメージングシステムを用いて前記被験者から第１の磁気共鳴データを取得させる。前記命令の実行は、さらに、前記プロセッサに、前記第１の磁気共鳴データから第１の磁気共鳴画像を再構成させる。第１の磁気共鳴画像は磁気共鳴画像のラベル、または画像としてレンダリングできる形式のデータである。第１の磁気共鳴画像は例えばシングルスライスであってもよく、複数の磁気共鳴イメージングスライスを含んでいてもよい。命令の実行はさらに、プロセッサに、計画データを受け取らせる。計画データは、ターゲットゾーンの空間依存放射線線量を指定する。計画データは、例えば、前に生成された、照射されるべき被験者の領域を指定するデータであり得る。計画データは、他の情報またはデータも含み得る。例えば、計画データは、被験者の磁気共鳴イメージング中に特定できるアナトミカルランドマークに対する空間依存放射線線量の位置を記述するデータを含んでいてもよい。

計画データの受け取りは、例えばグラフィカルユーザインタフェースからの計画データの受け取りであってもよい。例えば、第１の磁気共鳴画像がディスプレイ上に表示されてもよく、グラフィカルユーザインタフェースがコンピュータまたはユーザインタフェースへの計画データの入力に用いられても良い。前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、前記計画データを前記第１の磁気共鳴画像にレジストレーションさせる。計画データの第１の磁気共鳴画像へのレジストレーションにより、被験者のアナトミーが医療用装置に配置されているので、計画データを被験者のアナトミーに適用できる。

計画データがユーザインタフェース上で第１の磁気共鳴画像を参照して入力された場合、レジストレーションは、そのデータがどう入力されたかにより生来的に自動的であるだろう。他の実施形態では、計画データと第１の磁気共鳴画像の座標系間の何らかのパターン認識やアライメントが必要だろう。これは、例えば、計画データと、第１の磁気共鳴画像との両方のアナトミカルランドマークを特定して、それらをアライメントすることにより実現できる。

前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、前記空間依存放射線線量と前記第１の磁気共鳴画像とを用いて、外部ビーム線量計画と小線源治療線量計画とを計算させる。すなわち、この計算は、第１の磁気共鳴画像にレジストレーションされた空間依存放射線線量の、外部ビーム線量計画による寄与と、小線源治療線量計画による寄与への分解を含む。このように、動作中、計画データからの、第１の磁気共鳴画像へのレジストレーションにより変更された位置に対して補正された空間的放射線線量を構成する小線源治療線量計画と外部線量計画が生成される。前記外部ビーム線量計画は前記外部ビーム放射線治療システムを用いて前記ターゲットゾーンを照射する計画またはコマンドである。これは、第１の磁気共鳴データまたはその他の治療前データを用いて、被験者がその内部座標系で動き、変化することなく、被験者が放射線照射されるようにして行い得る。小線源治療線量計画は小線源治療を用いてターゲットゾーンを照射する計画である。小線源治療線量計画は、小線源治療カテーテルに取り付けられた放射能源の配置位置と、放射能源がこれらの位置に留まる時間とを含む。このように、小線源治療線量計画は、カテーテル配置、及び放射能源が小線源治療カテーテル内のどの位置にどのくらい長く留まるかなどの情報を含み得る。この実施形態の利点は、同じ磁気共鳴イメージングデータを用いて、外部ビーム放射線治療システムによる放射線治療と小線源治療カテーテルによる放射線治療と両方とも計画できることにある。

一般的なワークフローでは、まず、外部ビーム放射線治療を用いてターゲットゾーンの照射を行い、次に、小線源治療を用いて同じターゲットゾーンを治療する。これに伴う具体的な問題は、外部ビーム放射線治療システムにより組織の大部分が破壊され、ターゲットゾーンを正確に特定するのが難しくなることにある。この実施形態では、同じ磁気共鳴画像を用いて、外部ビーム放射線治療システムの制御と、小線源治療カテーテルの使用の両方を計画する。

第１の磁気共鳴データは、基本的に、外部ビーム放射線治療システム及び／又は小線源治療カテーテルシステムに対する計画及び／又は誘導及び／又はトラッキングのために用いられ得る。計画データは、アプリケータまたはカテーテルの配置を記述するデータも含み得る。

他の一実施形態において、前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、前記外部ビーム放射線治療システムを制御して、前記外部ビーム線量計画により前記被験者を照射する外部ビーム放射線治療システム制御データを生成させる。基本的にこのステップでは、外部ビーム線量計画を用いて、外部ビーム放射線治療システムを制御してターゲットゾーンを照射するのに用いられるコマンドを生成する。前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、前記ターゲットゾーンを、前記外部ビーム放射線治療システムを前記外部ビーム放射線治療システム制御データで制御することにより、照射させる。このステップでは、プロセッサは外部ビーム放射線治療システム制御データを用いて、外部ビーム放射線治療システムがターゲットゾーンを照射するのを制御する。

他の一実施形態において、前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに反復的に、モニタリング磁気共鳴データを、前記ターゲットゾーンを含む視野から取得させる。「モニタリング磁気共鳴データ」との用語は、繰り返し取得され、被験者をモニターするために用い得る磁気共鳴データのラベルである。前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに反復的に、モニタリング磁気共鳴データからモニタリング磁気共鳴画像を再構成させる。同様に、「モニタリング磁気共鳴画像」との用語は、被験者をモニターするのに用いられ得る磁気共鳴画像のラベルである。モニタリング磁気共鳴画像はさまざまな目的に用い得る。例えば、外部ビーム放射線治療システムのリアルタイム制御に用いられ得る。小線源治療中のリアルタイム制御及びカテーテル位置決めにモニタリング磁気共鳴画像を用いても良い。

他の一実施形態において、前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに反復的に、前記モニタリング磁気共鳴画像を前記外部ビーム線量計画にレジストレーションさる。これは、被験者が内的または外的に動く場合に有用であり、外部ビーム放射線治療システムの制御を調整すると有利である。前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、モニタリング磁気共鳴画像と外部ビーム放射線治療システム制御データとを用いて、累積線量を計算させる。累積線量を計算するのに加えてまたはその替わりに、推定放射線生物作用を計算することもできる。放射線生物作用は、例えば等価線量または有効線量であり得る。このステップでは、外部ビーム放射線治療システム制御データをモニタリング磁気共鳴画像と組み合わせて用い、被験者の累積線量を計算する。さらにまた、異なる時点に読み出したモニタリング画像のレジストレーションにより、放射線作用の長期的なモニタリングを行い、これを追加的に考慮できる。モニタリング磁気共鳴画像を見ることにより、ある時間に、被験者のさまざまな部分がどこにあるかしることができる。外部ビーム放射線治療システム制御データを用いて、外部ビーム放射線治療システムからの放射線が、被験者をどう通るか分かる。

前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、前記累積線量及び前記空間依存放射線線量を用いて、前記外部ビーム線量計画及び／又は前記小線源治療線量計画への修正を計算させる。累積線量を計算するのに加えてまたはその替わりに、推定放射線生物作用を計算することもできる。放射線量のみを計算する替わりに、生体組織への作用を考慮または計算してもよい。このステップでは、所望のまたは空間依存放射線線量は何であり、実際に照射されたまたは累積された線量は何であるかが分かり、２つの線量計画が修正される。これは、被験者が受ける線量がより正確なので、有利であり得る。

他の一実施形態において、前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、ディスプレイにモニタリング磁気共鳴画像を表示させる。この実施形態は、医師その他の医療専門家が被験者をモニターできるようにするので有利であり得る。例えば、これはビーム治療中、及び／又はカテーテル挿入中、またはカテーテルが被験者に挿入された後でも有用である。

他の一実施形態において、前記医療用機器はさらに小線源治療カテーテルを前記被験者に挿入する小線源治療カテーテル挿入システムを含む。

他の一実施形態において、前記医療用機器はさらに前記小線源治療カテーテル（例えば、いわゆるアフターローダー）を用いる前記被験者への放射線源の挿入と取り除きを制御する放射線源コントローラを含む。 前記命令の実行はさらに前記プロセッサに、前記小線源治療カテーテル挿入システムを用いて前記小線源治療カテーテルの挿入中に、前記モニタリング磁気共鳴データを取得させる。この実施形態では、磁気共鳴データを用いて、小線源治療カテーテル挿入システムを用いて小線源カテーテルの挿入をモニターする。これは、小線源治療カテーテルのより正確な配置が可能となるので有利であり得る。幾つかの例では、小線源治療カテーテル及び／又は小線源治療カテーテル挿入システムは、プロセス中のインサータまたはカテーテルのトラッキングを単純化または容易化する基準マークを含んでもよい。このように、モニタリング磁気共鳴データを、インサータ中のまたはカテーテル中の基準磁気共鳴マーカーをモニターできるように調整してもよい。リアルタイムでカテーテルを誘導する磁気共鳴イメージングの利用は、国際特許出願公開第ＷＯ２０１２／１３７１４８Ａ１号で知られている。

他の一実施形態では、医療用機器はさらに放射線バンカーを含む。ここで放射線バンカーとは、オペレータや治療エリアの外にいる人をイオン化放射線の危険な作用から守るシールドである。放射線バンカーはオペレータを、放射線源やイオン化放射線ビームからシールドする動作をする。この実施形態では、放射線バンカーを用いて、２つの異なる放射線源をシールドする。一つは小線源治療カテーテルの放射線源であり、もう一つは外部ビーム放射線治療システムにより発生される放射線源である。これは、一つのバンカーが２つの別々の放射線源に対して用いられるため有利である。

他の一実施形態において、小線源治療カテーテル挿入システムはロボットである。前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、小線源治療カテーテルの挿入を自動的に制御させる。例えば、小線源治療線量計画は、ロボット挿入システムに対する制御コマンドを含み得る。これは、人間よりもカテーテルをより正確に挿入できるので有利であり得る。

他の一実施形態において、前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、前記小線源治療カテーテルの配置中に前記モニタリング磁気共鳴データを取得させる。機械実行可能命令の実行はさらに、プロセッサに、前記モニタリング磁気共鳴データを用いてカテーテル位置を決定させる。これは、例えば、ある領域に信号が無いことに気づき、カテーテルの位置を推論することにより、またはアクティブトラッキングコイルを実装することにより、行い得る。

他の実施形態において、カテーテル上には、空間においてカテーテルの位置特定を容易にする磁気共鳴イメージング基準マークがあり得る。前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、前記モニタリング磁気共鳴画像を前記第１の磁気共鳴画像にレジストレーションさせる。前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、前記カテーテル位置を前記ディスプレイ上に前記第１の磁気共鳴画像にスーパーインポーズして表示させる。この実施形態は、ターゲットゾーンが最初に外部ビーム放射線治療システムで照射される時に、特に有利であり得る。これは、第１の磁気共鳴画像が、イオン化放射線ビームにより組織が破壊される前の、ターゲットゾーンを示すからである。これにより、ターゲットゾーンがイオン化放射線で照射された後に取得された磁気共鳴画像で小線源治療カテーテルが誘導される場合と比較して、小線源治療カテーテルを正しい位置に配置する能力が高まる。基本的に、モニタリング磁気共鳴データを用いてカテーテルを配置し、これを第１の磁気共鳴画像と組み合わせて用いて、被験者のアナトミーが前にはどう見えていたか表示する。

他の一実施形態では、前記医療用機器は前記小線源治療カテーテルを含む。

他の一実施形態において、前記命令の実行は、前記プロセッサに、外部ビーム放射線治療システムと放射線源コントローラとを同時に用いてターゲットゾーンの照射を行わせる。この実施形態では、イオン化放射線ビームと小線源治療放射線源は同時に用いられる。

他の一実施形態において、前記命令の実行は、前記プロセッサに、第１に外部ビーム放射線治療システムを用いてターゲットゾーンの照射を行い、第２に放射線源コントローラを用いてターゲットゾーンの照射を行われる。この実施形態は、第１の磁気共鳴画像を用いてカテーテルの配置を誘導し得るため、有利であり得る。

他の一実施形態において、コンピュータストレージはさらに、カテーテルによるイオン化放射線の減衰を記述するカテーテル減衰モデルを含む。前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、少なくとも部分的にカテーテル減衰モデルを用いて外部ビーム放射線線量計画を計算させる。この例は、イオン化放射線ビームが使われる前にカテーテルが配置された時、及び小線源治療及びイオン化ビーム治療が同時に行われる時に有利である。カテーテル減衰モデルは、カテーテル中の放射線源によるイオン化放射線の減衰を含んでいてもよい。よって、カテーテルを用いて、外部ビーム放射線治療システムと同時に患者を照射してもよい。

他の一態様では、本発明は、医療用機器を制御するプロセッサにより実行される機械実行可能命令を含むコンピュータプログラム製品を提供する。医療用機器はさらに、イメージングゾーン内の被験者から磁気共鳴イメージングデータを取得する磁気共鳴イメージングシステムを含む。この医療用機器はさらに、イメージングゾーン内のイオン化放射線ビームでターゲットゾーンを照射する外部ビーム放射線治療システムを含む。前記命令の実行は、前記プロセッサに、前記磁気共鳴イメージングシステムを用いて前記被験者から第１の磁気共鳴データを取得させる。

命令の実行はさらに、プロセッサに、第１の磁気共鳴データから第１の磁気共鳴画像を再構成させる。前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、計画データを受け取らせる。計画データは、ターゲットゾーンの空間依存放射線線量を指定する。前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、前記計画データを前記第１の磁気共鳴画像にレジストレーションさせる。命令の実行はさらに、前記プロセッサに、前記空間依存放射線線量と前記第１の磁気共鳴画像とを用いて、外部ビーム線量計画と小線源治療線量計画とを計算させる。

他の一態様では、本発明は、医療用機器及び小線源治療カテーテルシステムを用いる放射線治療方法を提供する。医療用機器はさらに、イメージングゾーン内の被験者から磁気共鳴イメージングデータを取得する磁気共鳴イメージングシステムを含む。この医療用機器は、イメージングゾーン内のイオン化放射線ビームでターゲットゾーンを照射する外部ビーム放射線治療システムを含む。小線源治療カテーテルシステムは小線源治療カテーテルを含む。本方法は、前記磁気共鳴イメージングシステムを用いて前記被験者から第１の磁気共鳴データを取得するステップを含む。本方法はさらに、前記第１の磁気共鳴データから第１の磁気共鳴画像を再構成するステップを含む。本方法はさらに計画データを受け取るステップを含む。計画データは、ターゲットゾーンの少なくとも空間依存放射線線量を指定する。本方法はさらに、前記計画データを前記第１の磁気共鳴画像にレジストレーションするステップを含む。本方法はさらに、前記空間依存放射線線量と前記第１の磁気共鳴画像とを用いて、外部ビーム線量計画と小線源治療線量計画とを計算するステップを含む。

本方法はさらに、前記外部ビーム線量計画により、前記外部ビーム放射線治療システムを用いて前記ターゲットゾーンを照射するステップを含む。本方法はさらに、磁気共鳴イメージングシステムを用いてリアルタイムで、小線源治療カテーテルの挿入をモニターするステップを含む。小線源治療カテーテルの最終的配置は、第１の磁気共鳴画像と小線源治療線量計画とを用いて決定される。本方法はさらに、小線源治療線量計画を用いて小線源治療カテーテルに、放射能源の挿入を制御するステップを含む。例えば、小線源治療線量計画は、放射線源が小線源治療カテーテル内にどのくらい長く留まるかに関する情報を含み得る。

他の一実施形態において、小線源治療カテーテルはターゲットゾーンを照射する前に挿入される。

他の一実施形態において、小線源治療カテーテルはターゲットゾーンを照射された後に挿入される。

他の一実施形態において、小線源治療カテーテルはターゲットゾーンを照射する前に挿入され、ターゲットゾーンは、外部ビーム放射線治療システムを用いて、及び放射線治療放射線源の小線源治療カテーテルへの挿入により、同時に照射される。

言うまでもなく、本発明の上記の実施形態のうちの一以上の実施形態は、組み合わせられた実施形態が相互に排他的でない限り、組み合わせてもよい。

以下、本発明の好ましい実施形態を、例として、図面を参照して説明する。
方法を示すフローチャートである。 さらに別の方法を示すフローチャートである。 さらに別の方法を示すフローチャートである。 さらに別の方法を示すフローチャートである。 さらに別の方法を示すフローチャートである。 医療用機器の一例を示す図である。 医療用機器のさらに別の一例を示す図である。 医療用機器のさらに別の一例を示す図である。 医療用機器のさらに別の一例を示す図である。

これらの図面で同じ数字を付した要素は同じ要素か同じ機能の実行である。前に説明した要素は、機能が同じであれば、後の図面では必ずしも説明しない。

図１は、方法の一例を示すフローチャートである。図１に示した方法は、イメージングゾーン内の被験者から磁気共鳴データを取る磁気共鳴イメージングシステムで実行し得る。また、この方法は、イメージングゾーン内のイオン化放射線ビームでターゲットゾーンを照射する外部ビーム放射線治療システムで実行される。ステップ１００において、磁気共鳴イメージングシステムを用いて被験者から磁気共鳴データが取得される。次のステップ１０２において、第１の磁気共鳴データから第１の磁気共鳴画像が再構成される。次にステップ１０４において、計画データが受け取られる。計画データは、ターゲットゾーンの空間依存放射線線量を指定する。次にステップ１０６において、計画データが第１の磁気共鳴画像にレジストレーションされる。計画データは、具体的なアナトミカルランドマークに対する空間依存放射線線量の位置なども含み得る。これにより第１の磁気共鳴画像に対する計画データの自動レジストレーションが可能となる。最後にステップ１０８において、空間依存放射線線量と第１の磁気共鳴画像とを用いて、外部ビーム線量計画と小線源治療線量計画とが計算される。第１の磁気共鳴画像は両方の線量の計画に用いても良く、両方の計画は一緒に同時に計算される。

図２は、さらに別の方法を示すフローチャートである。図２ａ、２ｂ、及び２ｃに示す方法は図１に示した方法の拡張である。この方法は３枚のシートに分かれている。○にＡを用いて図２Ａと図２Ｂとの間の移行を示し、○にＢを用いて図２Ｂと図２Ｃとの間の移行を示す。

最初にステップ２００において、磁気共鳴イメージングデータを用いて被験者から第１の磁気共鳴データが取得される。次にステップ２０２において、磁気共鳴データから第１の磁気共鳴画像が再構成される。次にステップ２０４において、計画データが受け取られる。計画データは、ターゲットゾーンの空間依存放射線線量を指定する。次にステップ２０６において、計画データが第１の磁気共鳴画像にレジストレーションされる。次にステップ２０８において、空間依存放射線線量と第１の磁気共鳴画像とを用いて、外部ビーム線量計画と小線源治療線量計画とが計算される。ステップ２１０において、外部ビーム放射線治療システムを制御して、外部ビーム線量計画により被験者を照射する外部ビーム放射線治療システム制御データが生成される。外部ビーム線量計画を用いて、外部ビーム放射線治療システムを制御してターゲットゾーンを照射するためにプロセッサにより用いられる具体的なコマンドシーケンスまたはコントロールを生成してもよい。

次にステップ２１２において、外部ビーム放射線治療システム制御データで外部ビーム放射線治療システムを制御することにより、被験者への照射が開始される。次にステップ２１４において、ターゲットゾーンを含む視野から、モニタリング磁気共鳴データが取得される。次にステップ２１６において、モニタリング磁気共鳴データからモニタリング磁気共鳴画像が再構成される。ステップ２１８において、モニタリング磁気共鳴データが外部ビーム線量計画にレジストレーションされる（ｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ）。ステップ２２０において、モニタリング磁気共鳴画像と外部ビーム放射線治療システム制御データとを用いて、累積線量が計算される。次にステップ２２２において、空間依存放射線線量を用いて、外部ビーム線量計画及び／又は小線源治療線量計画への修正が計算される。被験者への照射が終わると、本方法は、ステップ２２４に進み、外部ビーム放射線治療システムを用いた被験者への照射が中断または停止される。被験者への照射が継続される場合、方法は、ステップ２１４に戻り、ステップ２１４と２２２との間のループが、ターゲットゾーンへの照射が終わるまで繰り返される。

被験者２２２への照射終了後、次のステップは２２６である。ステップ２２６において、小線源治療カテーテルの配置を開始する。ステップ２２８において、モニタリング磁気共鳴データを取得する。ステップ２３０において、再びモニタリング磁気共鳴データからモニタリング磁気共鳴画像が再構成される。次にステップ２３２において、モニタリング磁気共鳴データを用いて、カテーテル位置が決定される。これは、例えば、カテーテル内に配置された基準マーカーにより用いられても良い。次にステップ２３４において、カテーテル位置が第１の磁気共鳴画像にレジストレーションされる。ステップ２３６において、カテーテル位置が第１の磁気共鳴画像に表示される。小線源治療カテーテルが正しい位置に配置されると、本方法はステップ２３８に進み、小線源治療カテーテルの配置が終了する。しかし、カテーテルが正しく配置されていなければ、本方法はステップ２３６においてステップ２２８に戻り、カテーテルが正しい位置に配置されるまで、これらのステップがループで繰り返される。小線源治療カテーテル２３８の配置が終わると、小線源治療計画が実行され得る。これは、例えば、小線源治療カテーテルを用いて被験者に放射線源を挿入または除去を制御できる放射線源コントローラにコマンドを送信して行い得る。

図２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃに示したステップの順序は、異なる実施例では異なっても良い。例えば、ステップ２２６−２３８は、幾つかの例では、被験者への照射のステップ２１２の前に実行してもよい。被験者２１２への照射の前にカテーテル２２６の配置がされると、被験者への照射（ステップ２１２−２２４）中に小線源治療計画が実行され得る（ステップ２４０）。

図３は、さらに別の方法を示すフロー図である。本方法は、医療用機器及び小線源治療カテーテルシステムを用いて実行してもよい。医療用機器はさらに、イメージングゾーン内の被験者から磁気共鳴イメージングデータを取得する磁気共鳴イメージングシステムを含む。この医療用機器はさらに、イメージングゾーン内のイオン化放射線ビームでターゲットゾーンを照射する外部ビーム放射線治療システムを含む。小線源治療カテーテルシステムは小線源治療カテーテルを含む。最初にステップ３００において、磁気共鳴イメージングシステムを用いて被験者から第１の磁気共鳴データが取得される。次にステップ３０２において、第１の磁気共鳴データから第１の磁気共鳴画像が再構成される。次にステップ３０４において、計画データが受け取られる。計画データは、ターゲットゾーンの空間依存放射線線量を指定する。

次にステップ３０６において、計画データが第１の磁気共鳴画像にレジストレーションされる。次にステップ３０８において、空間依存放射線線量と第１の磁気共鳴画像とを用いて、外部ビーム線量計画と小線源治療線量計画とが計算される。次にステップ３１０において、外部ビーム線量計画により、外部ビーム放射線治療システムを用いてターゲットゾーンを照射する。次にステップ３１２において、小線源治療カテーテルが挿入され、磁気共鳴イメージングシステムを用いてリアルタイムでモニターされる。小線源治療カテーテルの最終的配置は、第１の磁気共鳴画像と小線源治療線量計画とを用いて決定される。最後にステップ３１４において、放射能源の小線源治療カテーテルへの挿入が小線源治療線量計画を用いて制御される。基本的に、小線源治療線量計画は、放射能源がカテーテルに挿入される時間を含み得る。

図４は、医療用機器４００の一実施形態を示す図である。医療用機器４００は、外部ビーム放射線治療システム４０２と、磁気共鳴イメージングシステム４０４とを含む。外部ビーム放射線治療システム４０２は、ガントリー４０６と、放射線治療放射線源４０８とを含む。ガントリー４０６は、ガントリー回転軸の周りに、放射線治療放射線源４０８を回転する。放射線治療放射線源４０８に隣接してコリメータ４１０がある。磁気共鳴イメージングシステム４０４は、磁石４１２を有する。

また、永久磁石や抵抗磁石を用いることも可能である。異なるタイプの磁石の利用も可能であり、例えば、スプリット円筒磁石やいわゆるオープンマグネットの利用も可能である。スプリット円筒磁石は、クライオスタットが２つのセクションに分離され、磁石のアイソプレイン（ｉｓｏ−ｐｌａｎｅ）にアクセスできる点を除き、標準的な円筒磁石と同様である。かかる磁石は、例えば荷電粒子ビーム治療とともに用いることができる。オープンマグネットは２つの磁石セクションを有し、一方は間隔をあけて他方の上にあり、被験者を受けるのに十分な大きさであり、２つのセクションのエリアの構成はヘルムホルツコイルの構成と同様である。オープンマグネットは、被験者への制約が少ないので、よく使われる。円筒磁石のクライオスタットの内部には超伝導コイルのコレクションが入っている。円筒磁石のボア内には、イメージングゾーンがあり、ここでは、磁場が十分に強くて一様であり、磁気共鳴イメージングを行える。

この実施形態に示した磁石４１２は、標準的な円筒形超伝導磁石である。磁石４１２はクライオスタット４１４を有し、超伝導コイル４１６はその中にある。クライオスタットには、超伝導シールドコイル４１８もある。磁石４１２はボア４２２を有する。

磁石のボア内には、磁石のイメージングゾーン内の磁気スピンを空間的にエンコードする、磁気共鳴データを取得するための磁場グラジエントコイル４２４がある。磁場グラジエントコイル４２４は磁場グラジエントコイル電源４２６に接続される。磁場グラジエントコイル４２４は、代表的なものであり、放射線が、コイル分離型デザイン（ｓｐｌｉｔ−ｃｏｉｌ ｄｅｓｉｇｎ）で減衰するよりも、減衰されずに通ることができる。一般的な磁場グラジエントコイルは、３つの直交する空間的方向で空間的エンコーディングをする３組のコイルを含む。磁場グラジエント電源４２６は、磁場グラジエントコイルに電流を供給する。磁場コイルに供給される電流は、時間の関数として制御され、傾斜されまたはパルス化される。

トランシーバ４３０に接続された無線周波数コイル４２８がある。無線周波数コイル４２８は磁石４１２のイメージングゾーン４３２に隣接している。イメージングゾーン４３２は、磁気共鳴イメージングを行うのに十分な一様な強磁場の領域を有する。無線周波数コイル４２８は、イメージングゾーン内の磁気スピンの方向を操作し、イメージングゾーン内のスピンからの無線伝送を受信する。また、無線周波数コイル４２８は、アンテナまたはチャンネルと呼ばれることもある。無線周波数コイル４２８は複数のコイル要素を含み得る。また、無線周波数アンテナは、チャンネルと呼ばれることもある。

無線周波数コイル４２８と無線周波数トランシーバ４３０は、別々の送信コイルと受信コイル及び別々の送信器及び受信器で置き換えられてもよい。言うまでもなく、無線周波数コイルと無線周波数トランシーバは代表的なものである。無線周波数アンテナは、専用の送信アンテナと専用の受信アンテナを表すものとする。同様に、トランシーバは別々の送信器と受信器を表していてもよい。

また、磁石４２２のボア内には被験者４３６を支持する被験者支持台４３４がある。被験者支持台４３４はメカニカルポジショニングシステム４３７により位置決めされ得る。被験者４３６内にターゲットゾーン４３８がある。ガントリー回転軸４４０は、この実施形態では、磁石４１２の円筒軸と同軸である。患者支持台４３４は、ターゲットゾーン４３８がガントリー回転軸４４０上にあるように位置決めされている。放射線源４０８は、放射線ビーム４４２を発生するように示されている。放射線ビーム４４２はコリメータ３０３を通り、ターゲットゾーン４３８を通る。放射線源４０８が軸４４０の周りを回転するとき、ターゲットゾーン４３８は常に放射線ビーム４４２のターゲットになっている。放射線ビーム４４２は磁石のクライオスタット４１４を通る。磁場グラジエントコイルは、磁場グラジエントコイルを２つのセクションに分けるギャップを有し得る。あれば、このギャップは、磁場グラジエントコイル４２４による放射線ビーム４４２の減衰を減少させる。幾つかの実施形態では、無線周波数コイル４２８もギャップを有し、または分離されており、放射線ビーム４４２の減衰を減少させる。

トランシーバ４３０、磁場グラジエントコイル電源４２６、及びメカニカルポジショニングシステム４３７はすべてコンピュータシステム４４４のハードウェアインタフェース４４６に接続されているものとして示した。コンピュータシステム４４４はさらに、機械実行可能命令を実行し、治療装置の動作と機能を制御するプロセッサ４４８を有する。ハードウェアインタフェース４４６により、プロセッサ４４８は、医療用機器４００とインターラクトして制御できる。プロセッサ４４８はさらに、ユーザインタフェース４５０、コンピュータストレージ４５２、及びコンピュータメモリ４５４に接続されているように示されている。

コンピュータストレージはパルスシーケンス４５６のコレクションを含むように示されている。ここでパルスシーケンスとは、磁気共鳴イメージングシステム４０４を制御し、磁気共鳴データを取得するためにプロセッサが用いる一連のコマンドを含む。コンピュータストレージ４５２は、パルスシーケンス４５６を用いて取得された第１の磁気共鳴イメージングデータ４５８をさらに含むように図示されている。コンピュータストレージ４５２はさらに、第１の磁気共鳴画像データ４５８から再構成された第１の磁気共鳴画像４６０を含むように図示されている。コンピュータストレージはさらに、計画データ４６２を含むものとして図示されている。計画データ４６２は、例えば、外部ネットワーク接続、サムドライブを介して受信することができ、ユーザインタフェース４５０を介して入力することもできる。コンピュータストレージ４５２はさらに、計画データ４６２と第１の磁気共鳴画像４６０との間のレジストレーションを含む計画データレジストレーションを含むように示されている。コンピュータストレージ４５２はさらに、小線源治療線量計画４７０と外部ビーム線量計画４６８とを含むように示されている。

コンピュータメモリ４５４は制御モジュール４７２を含むように示されている。制御モジュール４７２は、プロセッサ４４８が医療用機器４００の動作と機能を制御できるようにするコンピュータ実行可能コードを含む。コンピュータメモリ４５４は、画像再構成モジュール４７４をさらに含むように示されている。画像再構成モジュール４７４により、プロセッサ４４８は、第１の磁気共鳴イメージングデータ４５８などの磁気共鳴データを再構成して、第１の磁気共鳴画像４６０などの磁気共鳴画像を生成できる。コンピュータメモリ４５４はさらに、画像レジストレーションモジュール４７６を含むように示されている。画像レジストレーションモジュール４７６は、２つの画像の間、または画像を表すデータと画像との間の画像レジストレーションをするように動作可能である。例えば、画像レジストレーションモジュール４７６は、プロセッサ４４８が計画データ４６２を第１の磁気共鳴画像４６０にレジストレーションできるようにするコンピュータ実行可能コードを含む。コンピュータメモリ４５４はさらに、計画データ４６２内の空間依存放射線線量と第１の磁気共鳴画像４６０とを用いて、外部ビーム線量計画４６８と小線源治療線量計画４７０を生成するのに使われた放射線治療計画モジュールを含むように示されている。もちろん、レジストレーション４６４は放射線治療計画モジュール４７８によっても用いられることは言うまでもない。

コンピュータメモリ４５４は別の（ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ）ソフトウェアモジュールを含んでいてもよい。例えば、外部ビーム線量計画を用いて外部ビーム放射線治療システムを制御するコマンドを生成するソフトウェアモジュールを含んでいてもよい。メモリは、外部ビーム線量計画、小線源治療線量計画、及び／又はモニタリング磁気共鳴データを用いて外部ビーム放射線治療システムを制御するコマンドを修正するソフトウェアモジュールを含んでもよい。

図５は、医療用機器５００の別の一例を示す図である。図５に示した医療用機器は、図４に示した医療用機器と類似している。しかし、幾つかの追加的コンポーネントと機能がある。医療用機器は小線源治療カテーテル挿入システム５０１を含む。小線源治療カテーテル挿入システム５０１は、小線源治療カテーテル５０２と、放射能源を小線源治療カテーテル５０２に挿入したり引っ込めたり動作可能である放射線源コントローラ５０４とを含む。図示した小線源治療カテーテル５０２は、被験者４３４に挿入され、ターゲットゾーン４３８の近くにある。図示したディスプレイ５１０は、ユーザインタフェース４５０に接続されている。ディスプレイ５１２にはグラフィカルユーザインタフェース５１２が示されている。グラフィカルユーザインタフェース５１２は第１の磁気共鳴画像４６０を表示している。第１の磁気共鳴画像４６０には、ターゲットゾーン４３８の位置が示され、カテーテル５０２の位置５１４も示されている。

図示したコンピュータストレージ４５２はさらに、磁気共鳴画像４６０にスーパーインポーズされた小線源治療カテーテル位置５１４を含む。図示したコンピュータストレージは、パルスシーケンス４５６を用いて取得されたモニタリング磁気共鳴データ５１６を含む。図示したコンピュータストレージ４５２は、画像再構成モジュール４７４とモニタリング磁気共鳴データ５１６とを用いて再構成されたモニタリング磁気共鳴画像５１８を含む。図示したコンピュータメモリ４５４はさらに、カテーテルロケーションモジュール５２０を含む。カテーテルロケータモジュール５２０は、モニタリング磁気共鳴画像５１８における小線源治療カテーテル５０２の位置を検出し、小線源治療カテーテル位置５１４を求めるように動作可能である。

図５は、第１の磁気共鳴画像４６０に位置がスーパーインポーズされている間に、後のモニタリング磁気共鳴画像５１８からカテーテル５１４の位置をどう求めるかを示す。

図６は、医療用機器６００の別の一例を示す図である。医療用機器６００は図５と５に示したものと類似している。しかし、この例では、被験者４３６の表面上に配置されたインサータ６０２がある。インサータ６０２を被験者４３６に挿入する時、インサータ６０２を補助として用いてカテーテル５０２を正しく位置決めする役に立つようにしてもよい。また、インサータ６０２は、磁気共鳴イメージングシステムの補助により位置決めされてもよい。例えば、カテーテル５０２に組み込まれたような基準マーカーがインサータ６０２に組み込まれてもよい。

図７は、医療用機器７００の一例を示す図である。医療用機器７００は図４−６に示したものと類似している。

図７に示した医療用機器６００と比較して、医療用機器７００は付加的に、カテーテルインサータ６０２を用いてカテーテル５０２を自動的に挿入するカテーテル挿入システム７０２を含む。これにより、プロセッサ４４８は被験者４３６にカテーテル５０２を自動的に挿入できる。小線源治療線量計画４７０によると、小線源治療線量計画４７０は、カテーテル配置に関する情報と、どのくらい長く放射線源をカテーテル５０２に挿入するかに関する情報を含み得る。

ＭＲと線形加速器（ＬＩＮＡＣ）システムの統合により、外部ビーム放射線治療（ＥＢＲＴ）治療セッション中に患者をリアルタイムでモニタリングできる。フォーカルブーストセラピー法（Ｆｏｃａｌ ｂｏｏｓｔ ｔｈｅｒａｐｙ ｒｅｇｉｍｅｓ）は、ＥＢＲＴとは別の、付加的小線源治療セッションを利用して、局所的に治療効果を増大するものである。小線源治療カテーテルの正確な位置特定（例えば、ＣＴ、ＭＲ、ＵＳによるもの）が正しいアプリケータ配置とフォーカルセラピーにとって必須条件である。

提案のソリューションによれば、治療のうち現在は分離している２つの部分（ＥＢＲＴ＋小線源）のワークフローの統合ができる。これにより、患者の受容性がより高くなり（小線源治療の余分な放棄が無くなる）、線量計画（ＥＢＲＴ＋小線量）の統合、及びカテーテル配置／治療のリアルタイムのモニタリングができる。

任意的に、少数の小線源−ＥＢＲＴセッションの延長により、ＬＩＮＡＣバンカーにおける患者の治療ができ、追加的（ＨＤＲ）小線源治療バンカーが必要なくなる。

ＭＲとＬＩＮＡＣシステムの統合により、外部ビーム放射線治療（ＥＢＲＴ）治療セッション中に患者をリアルタイムでモニタリングできる。通常の治療コースは、６週間にわたり、１週間につき５ＥＢＲＴフラクション／セッションである。各セッションは約１５分かかる。患者は通常、各治療セッションに病院に来る。

他方、フォーカルセラピー、例えば高線量率小線源治療（ＨＤＲ）は、１、２時間に及ぶ少数セッションのみである。しかし、患者は通常、所定の治療期間にわたり入院する（１日か２日くらい）。非常に短い治療コース（例えば、１回だけのＨＤＲ線量照射−ハイポフラクショネーション）を行う最近の研究によりよい結果が得られている。小線源治療カテーテルの正確な位置特定（例えば、ＣＴ、ＭＲ、ＵＳによるもの）が正しいアプリケータ配置とかかる新しいフォーカルセラピーシングルセッション治療にとって必須条件である。

選ばれた場合には、フォーカルブーストセラピーはＥＢＲＴと結合され、小線源治療セッションが治療効果を局所的に増幅する。これは通常、ＥＢＲＴ治療コースが終わってから行われる。

実施例により解消される問題または欠点には次のものがある：
ＥＢＲＴと小線源治療の順次的実行には幾つかの欠点がある：
− 局所的治療のための追加的努力（来院、計画、及び治療セッション）に対する患者の受容性が比較的低い、
− ＥＢＲＴコースの終了に向けて腫瘍／組織が変化しフォーカルセラピーのための病変特定が難しくなる、
− 構造描写努力を繰り返し、ＥＢＲＴ及び小線源の計画システムを取り外す、
−デバイスへのアクセスを限定してフォーカルセラピー計画／誘導のためのＭＲの使用／受容の増大、
− 治療セッションのための小線源治療バンカーの追加コスト。
これらの問題はすべて、提案のワークフロー統合により解決／削減される。

提案の方法は、フォーカルセラピーに対するＭＲ−Ｌｉｎａｃシステムとバンカーの使用と、２つの計画システムの相互データ交換とを可能とするワークフローとソフトウェアツールとを含む。

実施例の構成及び使用法の詳細な説明
提案する、ＥＢＲＴ及びフォーカルセラピーワークフローの統合のため、幾つかのレベルが可能であり、幾つかの要素は次を含む：
− フォーカルセラピー応用のための選択されたＥＢＲＴセッションの延長、
− フォーカルセラピー計画のためのＭＲ−Ｌｉｎａｃセッションからの機能／アナトミックイメージングデータの使用、
− ＥＢＲＴ計画データ（例えば、更新された輪郭構造及び線量指示）の、フォーカルセラピー計画及びＥＢＲＴ＋小線量照射のための累積線量のための直接入力としての使用、
− （Ｌｉｎａｃのスイッチを切った）ＭＲ−Ｌｉｎａｃ内のフォーカルセラピー応用（カテーテル）のＭＲ誘導挿入、
− Ｌｉｎａｃバンカー内でのフォーカル治療。

幾つかのより高度なレジームには、小線源アプリケータ及び放射線源のための吸収補正を含むＥＢＲＴ中のフォーカルトリートメントが含まれる。
アプリケータ（カテーテル）の挿入は、ロボット支援で行うことも可能だろう。

本発明を、図面と上記の説明に詳しく示し説明したが、かかる例示と説明は例であり限定ではなく、本発明は開示した実施形態には限定されない。

請求項に記載した発明を実施する際、図面、本開示、及び添付した特許請求の範囲を研究して、開示した実施形態のその他のバリエーションを、当業者は理解して実施することができるであろう。 請求項において、「有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は他の要素やステップを排除するものではなく、「１つの（「ａ」まあたは「ａｎ」）」という表現は複数ある場合を排除するものではない。単一のプロセッサまたはその他のアイテムが請求項に記載した複数のユニットの機能を満たすこともできる。相異なる従属クレームに手段が記載されているからといって、その手段を組み合わせて有利に使用することができないということではない。コンピュータプログラムは、光記憶媒体や他のハードウェアとともに、またはその一部として供給される固体媒体などの適切な媒体に記憶／配布することができ、インターネットや有線または無線の電気通信システムなどを介して他の形式で配信することもできる。請求項に含まれる参照符号は、その請求項の範囲を限定するものと解してはならない。
参照数字リスト
４００ 医療用機器
４０２ 外部ビーム放射線治療システム
４０４ 磁気共鳴イメージングシステム
４０６ ガントリー
４０８ 放射線治療放射線源
４１０ コリメータ
４１２ 磁石
４１４ クライオスタット
４１６ 超伝導コイル
４１８ 超伝導シールドコイル
４２２ ボア
４２４ 磁場グラジエントコイル
４２６ 磁場グラジエントコイル電源
４２８ 無線周波数コイル
４３０ トランシーバ
４３２ イメージングゾーン
４３４ 被験者支持台
４３６ 被験者
４３７ 機械的位置決めシステム
４３８ ターゲットゾーン
４４０ ガントリー回転軸
４４２ 放射線ビーム
４４４ コンピュータシステム
４４６ ハードウェアインタフェース
４４８ プロセッサ
４５０ ユーザインタフェース
４５２ コンピュータストレージ
４５４ コンピュータメモリ
４５６ パルスシーケンス
４５８ 第１の磁気共鳴イメージングデータ
４６０ 第１の磁気共鳴画像
４６２ 計画データ
４６４ 計画データレジストレーション
４６８ 外部ビーム線量計画
４７０ 小線源治療線量計画
４７２ 制御モジュール
４７４ 画像再構成モジュール
４７６ 画像レジストレーションモジュール
４７８ 放射線治療計画モジュール
５００ 医療用機器
５０１ 小線源治療カテーテル挿入システム
５０２ 小線源治療カテーテル
５０４ 放射線源コントローラ
５１０ ディスプレイ
５１２ ユーザインタフェース
５１４ 小線源治療カテーテル位置
５１６ モニタリング磁気共鳴データ
５１８ モニタリング磁気共鳴画像
５２０ カテーテルロケータモジュール
６００ 医療用機器
６０２ カテーテルインサータ
７００ 医療用機器
７０２ ロボット型挿入システム

Claims (15)

1. 医療用機器であって、
   − イメージングゾーン内の被験者から磁気共鳴データを取得する磁気共鳴イメージングシステムと、
   − 前記イメージングゾーン内のイオン化放射線ビームでターゲットゾーンを照射する外部ビーム放射線治療システムと、
   − 機械実行可能命令を記憶するメモリと、
   − 前記医療用機器を制御するプロセッサとを有し、前記命令の実行により前記プロセッサが、
   − 前記磁気共鳴イメージングシステムを用いて前記被験者から第１の磁気共鳴データを取得し、
   − 前記第１の磁気共鳴データから第１の磁気共鳴画像を再構成し、
   − 計画データを受け取り、前記計画データは前記ターゲットゾーンの空間依存放射線線量を指定し、
   − 前記計画データを前記第１の磁気共鳴画像にレジストレーションし、
   − 前記空間依存放射線線量と前記第１の磁気共鳴画像とを用いて、外部ビーム線量計画と小線源治療線量計画とを計算し、
   − 前記外部ビーム線量計画は前記外部ビーム放射線治療システムを用いて前記ターゲットゾーンを照射する計画またはコマンドであり、
   − 前記小線源治療線量計画は、小線源治療を用いて前記ターゲットゾーンを照射する計画であり、前記小線源治療線量計画は、小線源治療カテーテルに取り付けられた放射能源の位置と、前記放射能源が前記位置に留まる時間とを含む、
   医療用機器。
2. 前記命令の実行は、さらに、前記プロセッサに、
   − 前記外部ビーム放射線治療システムを制御して、前記外部ビーム線量計画により前記被験者を照射する外部ビーム放射線治療システム制御データを生成させ、
   − 前記ターゲットゾーンを、前記外部ビーム放射線治療システムを前記外部ビーム放射線治療システム制御データで制御することにより、照射する、
   請求項１に記載の医療用機器。
3. 前記命令の実行により、前記プロセッサはさらに、
   − モニタリング磁気共鳴データを、前記ターゲットゾーンを含む視野から取得し、
   − 前記モニタリング磁気共鳴データからモニタリング磁気共鳴画像を再構成させる、
   請求項１または２に記載の医療用機器。
4. 前記命令の実行により、前記プロセッサはさらに反復的に、
   − 前記モニタリング磁気共鳴画像を前記外部ビーム線量計画にレジストレーションさせ、
   − 前記モニタリング磁気共鳴画像と前記外部ビーム放射線治療システムの制御データとを用いて、累積線量及び／又は放射線生物作用を計算させ、
   − 前記累積線量及び／又は前記放射線生物作用及び前記空間依存放射線線量を用いて、前記外部ビーム線量計画及び／又は前記小線源治療線量計画への修正を計算させる、
   請求項３に記載の医療用機器。
5. 前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに反復的に前記モニタリング磁気共鳴画像をディスプレイに表示させる、
   請求項３または４に記載の医療用機器。
6. 前記医療用機器はさらに小線源治療カテーテルを前記被験者に挿入する小線源治療カテーテル挿入システムを含み、前記医療用機器はさらに前記小線源治療カテーテルを用いる前記被験者への放射線源の挿入と取り除きを制御する放射線源コントローラを含み、前記命令の実行はさらに前記プロセッサに、前記小線源治療カテーテル挿入システムを用いて前記小線源治療カテーテルの挿入中に、前記モニタリング磁気共鳴データを取得させる、
   請求項５に記載の医療用機器。
7. 前記医療用機器はさらに放射線バンカーを含み、前記放射線バンカーは前記放射線源と前記イオン化放射線ビームとからオペレータをシールドするように動作可能である、
   請求項６に記載の医療用機器。
8. 前記小線源治療カテーテル挿入システムはロボットであって、前記命令の実行はさらに、前記プロセッサに、前記小線源治療カテーテルの挿入を自動的に制御させる、
   請求項６または７に記載の医療用機器。
9. 前記命令の実行は、さらに、前記プロセッサに、
   − 前記小線源治療カテーテルの配置中に前記モニタリング磁気共鳴データを取得させ、
   − 前記モニタリング磁気共鳴データを用いてカテーテル位置を決定させ、
   − 前記モニタリング磁気共鳴画像を前記第１の磁気共鳴画像にレジストレーションさせ、
   − 前記カテーテル位置を前記ディスプレイ上に前記第１の磁気共鳴画像にスーパーインポーズして表示させる、
   請求項６、７または８に記載の医療用機器。
10. 前記医療用機器は前記小線源治療カテーテルを含む、
    請求項６乃至９いずれか一項に記載の医療用機器。
11. 前記命令の実行は、前記プロセッサに 前記外部ビーム放射線治療システムと前記放射線源コントローラとを同時に用いて、前記ターゲットゾーンへの照射を行わせ、第１に前記外部ビーム放射線治療システムを用いて前記ターゲットゾーンへの照射を行わせ、第２に前記放射線源コントローラを用いて前記ターゲットゾーンへの照射を行わせる、
    請求項６乃至１０いずれか一項に記載の医療用機器。
12. 前記メモリはさらに、前記カテーテルによるイオン化放射線の減衰を記述するカテーテル減衰モデルを含み、前記命令の実行は前記プロセッサに、少なくとも部分的に前記カテーテル減衰モデルを用いて前記外部ビーム線量計画を計算させる、
    請求項６乃至９いずれか一項に記載の医療用機器。
13. 医療用機器を制御するプロセッサにより実行される機械実行可能命令を有するコンピュータプログラム製品であって、前記医療用機器は、イメージングゾーン内の被験者から磁気共鳴データを取得する磁気共鳴イメージングシステムを含み、前記医療用機器はさらに、前記イメージングゾーン内のイオン化放射線ビームでターゲットゾーンを照射する外部ビーム放射線治療システムを含み、
    前記命令の実行は、前記プロセッサに、
    − 前記磁気共鳴イメージングシステムを用いて前記被験者から第１の磁気共鳴データを取得させ、
    − 前記第１の磁気共鳴データから第１の磁気共鳴画像を再構成させ、
    − 計画データを受け取らせ、前記計画データは前記ターゲットゾーンの空間依存放射線線量を指定し、
    − 前記計画データを前記第１の磁気共鳴画像にレジストレーションさせ、
    − 前記空間依存放射線線量と前記第１の磁気共鳴画像とを用いて、外部ビーム線量計画と小線源治療線量計画とを計算させ、
    − 前記外部ビーム線量計画は前記外部ビーム放射線治療システムを用いて前記ターゲットゾーンを照射する計画またはコマンドであり、
    − 前記小線源治療線量計画は、小線源治療を用いて前記ターゲットゾーンを照射する計画であり、前記小線源治療線量計画は、小線源治療カテーテルに取り付けられた放射能源の位置と、前記放射能源が前記位置に留まる時間とを含む、
    コンピュータプログラム製品。
14. 医療用機器と小線源治療カテーテルシステムとを用いる放射線治療の方法であって、
    前記医療用機器は、イメージングゾーン内の被験者から磁気共鳴データを取得する磁気共鳴イメージングシステムを含み、前記医療用機器は、前記イメージングゾーン内のイオン化放射線ビームでターゲットゾーンを照射する外部ビーム放射線治療システムを含み、前記小線源治療カテーテルシステムは小線源治療カテーテルを含み、
    前記方法は、
    − 前記磁気共鳴イメージングシステムを用いて前記被験者から第１の磁気共鳴データを取得するステップと、
    − 前記第１の磁気共鳴データから第１の磁気共鳴画像を再構成するステップと、
    − 計画データを受け取るステップであって、前記計画データは前記ターゲットゾーンの空間依存放射線線量を指定するステップと、
    − 前記計画データを前記第１の磁気共鳴画像にレジストレーションするステップと、
    − 前記空間依存放射線線量と前記第１の磁気共鳴画像とを用いて、外部ビーム線量計画と小線源治療線量計画とを計算するステップと、
    − 前記外部ビーム線量計画により、前記外部ビーム放射線治療システムを用いて前記ターゲットゾーンを照射するステップと、
    − 前記磁気共鳴イメージングシステムを用いてリアルタイムで前記小線源治療カテーテルの挿入をモニターするステップであって、前記小線源治療カテーテルの最終的配置は前記第１の磁気共鳴画像と前記小線源治療線量計画とを用いて決定されるステップと、
    − 前記小線源治療線量計画を用いて前記小線源治療カテーテルへの放射線源の挿入を制御するステップであって、
    − 前記外部ビーム線量計画は前記外部ビーム放射線治療システムを用いて前記ターゲットゾーンを照射する計画またはコマンドであり、
    − 前記小線源治療線量計画は、小線源治療を用いて前記ターゲットゾーンを照射する計画であり、前記小線源治療線量計画は、小線源治療カテーテルに取り付けられた放射能源の位置と、前記放射能源が前記位置に留まる時間とを含む、ステップを含む、
    方法。
15. 前記小線源治療カテーテルは前記ターゲットゾーンの照射前に挿入され、または前記小線源治療カテーテルは前記ターゲットゾーンの照射後に挿入され、または前記小線源治療カテーテルは前記ターゲットゾーンの照射前に挿入され、前記外部ビーム放射線治療システムを用いて及び前記小線源治療カテーテルへの前記放射能源の挿入により、前記ターゲットゾーンが同時に照射される、
    請求項１４に記載の方法。

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