JP2018134219A - 吸引成型カップによる腫瘍位置特定法 - Google Patents

Abstract

【課題】軟部組織中の腫瘍位置を撮像し、治療時にその位置を再現することで、放射線治療を腫瘍部に集中して行う方法を提供する。
【解決手段】撮像時および治療時に、吸引成型カップ１ａに患者の軟部組織４を吸引することで、軟部組織４が吸引成形カップ１ａの内面形状に沿って固定されるため、撮像時の腫瘍３の位置を再現することができる。これにより、舌先等の動きのある軟部組織であっても、腫瘍位置の特定が容易となり、腫瘍に集中的に放射線を照射することができる。さらに、吸引成型カップ自体に腫瘍位置を特定できるガイドを設け、このガイドに沿って線源を設置することで、簡易な器具のみで線源の三次元最適設置が可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、軟部組織中の腫瘍の位置を特定し、放射線及び薬物投与を腫瘍部に集中しておこなう治療に関するものである。

従来，ＣＴ、ＭＲＩにより撮像した腫瘍部位置を特定して放射線治療する方法として。定位的放射線治療装置があった。しかし、舌先等動きのある軟部組織では腫瘍位置の特定が困難であることから適用されないか、触診で腫瘍位置を見極めながら小線源を挿入等の高度の技術を要求された。
（たとえば特許文献１）

腫瘍位置が呼吸等により変動する位置を追尾補正して照射精度を高くする方法を具備する定位的放射線治療装置があった。
（たとえば特許文献２）

断層像と照射位置の一致のための位置決め治具があった。
（たとえば特許文献３）

断層像に合致する様に放射線源を体内挿入する小線源治療装置があった。
（たとえば特許文献４）

特開平５−０５７０２９号公報 定位的放射線治療装置

特開平７−２４６２４５号公報 定位的放射線治療装置

特開平７−３１３６１１号公報 位置決め治具

特表２０１５−５１６２５６公報 小線源治療装置

解決しようとする問題点は、可動部及び軟部組織の外力による腫瘍部の変位誤差を撮像時と治療時に整合させることである。

本発明は、成型カップに患部軟組織を吸引し成型カップ内に腫瘍位置を固定することに拠って、撮像時と治療時に於ける成形カップ内の腫瘍位置座標の再現性を図ることよりなされるものある。

舌部など可動部にできた腫瘍は、任意の動きが有るため撮像時と治療時の腫瘍位置の特定が困難であった為に定位的放射線治療等に適合出来なかった。また、小線源を埋め込む作業にも画像と現実位置の整合が取れないため、熟練による感覚的作業となっていた。

腫瘍を含む患部軟組織を非圧縮性の弾性体と想定し、成型カップ内に患部軟組織を吸引すると成型カップ内面に患部組織が吸引充満して腫瘍位置は成形カップ内面形状に沿って固定されることに成る。

成形カップ内面形状は、患部組織形状に近ければ患部軟組織は非圧縮性の弾性体として変形して成形カップ内面形状にカップ内の負圧により患部軟組織はカップ内に充満し腫瘍位置は流動しないので最も安定する位置となり、成形カップ内形状と患部組織形状に違いが無ければその相対位置は再現性があり、撮像時と治療時の時間的差異があっても位置の再現性は保たれる。

また、時間差により腫瘍部容積に差異が生じたとしても、腫瘍部のみ膨張・収縮したものとみなして非圧縮性の弾性体として変形シュミレーションすることが可能で、時間差による位置誤差は極微なものと成る。

腫瘍部容積に差異が生じた場合は、吸引カップ内面の開放部に圧力開放される方向に弾性変形するので、簡易的に開放部方向にベクトル換算して膨張収縮するものと仮定すると感覚的にも解りやすく、経験値を元に腫瘍位置の変位を予測可能となる。

吸引成型カップに三次元座標マーカーを設置することで、撮像装置との座標位置関係が失われたとしても、三次元座標マーカーと腫瘍位置は固定されているので、三次元座標マーカーにより座標変換することにより腫瘍位置を特定が可能となり、撮像装置と治療装置の関連性を遮断することが可能となる。

また、撮像装置との関連性が不要となることから、吸引成形カップに腫瘍位置をマッピングが可能となり、簡易な器具を用いて撮像による腫瘍位置を特定できるようになる。

予め吸引成型カップを治療法等に合わせて特異形状とすることで、舌部を口腔外に引き出した形状で処置を容易にする形態とすることも可能であり、乳房等自重にて容易に変形して内部の腫瘍位置特定が不確定であったものでも、カップ内に吸引することに拠って一定形状となり腫瘍位置の特定が確実となる。

また、吸引カップ内形状にて腫瘍部を体外方向に引き出す形状とすれば、腫瘍部以外を被曝保護も可能となり、放射線を当てる方向の自由度も上がり必要外の体内被曝を防止が可能となる。

前記吸引成形カップに腫瘍位置をマッピングの方法として、吸引成型カップに導入ガイドをとして、導入ガイドに沿って特定深度に線源を挿入アプリケーター等により設置することで、予め撮像により得た腫瘍位置に最適三次元配置とする小線源を留置が可能となり、深い位置の腫瘍に対しても線源の正確な留置が容易になり、留置のために不要に大きな線源による被曝も最小限と成る。

また、線源の留置は線源単体ごとに行なっても良いが、予め腫瘍位置に対する二次元配置が決定されるので、挿入深度の設定された複数のアプリケーターを予め二次元配置しておき同時に複数を留置が可能である。

また、腫瘍を吸引カップ形状により変形させて、吸引カップ内面に線源を設置した状態にて腫瘍に必要な放射線量を照射することも可能である。

腫瘍部を押し潰すと軟部組織は薄く変形して腫瘍部は外部線源にても近距離となるため、
組織内部に線源を留置しなくとも外部からの照射でも必要な放射線量を与えることも可能となる。

以下に項目別に効果を説明する。

成型カップに患部軟組織を吸引し成型カップ内に腫瘍位置を固定することに拠って、撮像時と治療時に於ける成形カップ内の腫瘍位置座標の再現性を図る
１ 位置特定が困難であった可動部の腫瘍位置の特定が可能になる。

吸引成型カップに三次元座標マーカーを設置し、吸引成型カップ座標より座標変換により腫瘍位置を特定する
１ 撮像時と治療時の腫瘍位置を三次元座標マーカーにて座標変換にて共用できる。

吸引成型カップを治療法等に合わせて特異形状とする
１ 治療の容易な形態を予め設定することが出来る。

吸引成型カップに導入ガイドを設けて、導入ガイドに沿って特定深度に線源を設置、限定範囲投薬する。
１ 簡易な器具のみで線源の三次元最適設置が可能となり施術に熟練が不要となる。

以上の様な効果があり、用途に応じ適宜最適組み合わせにて利用する。

舌部歯型固定（実施例１） 舌部定位放射線（実施例２） 舌部定位ベッド固定 （実施例３） 小線源位置ガイド（実施例４） 乳房部定位放射線（実施例５）

本発明の１実施形態を示すものであり、基本的構成である。

図１に舌部歯型固定（実施例１）を示し、これを説明する。

図１にて、予め患者の歯型５にフィットする外形にて患者の歯型により固定される形状の歯型固定型吸引カップ１ａを患者に装着して、吸引パイプ２から真空ポンプ等にて歯型固定型吸引カップ１ａ内面と舌の軟部組織４の空間の空気を抜く。

歯型固定型吸引カップ１ａ内面は、患者の舌を口腔外に引き出した形状に合わせて予め成型したもので開口部から舌を挿入し、歯型固定型吸引カップ１ａ自体は歯型４により患者頭蓋に固定される。

吸引パイプ２より空気を抜くと舌の軟部組織４は歯型固定型吸引カップ１ａ内面に密着して吸い込められた形態で固定されると供に、軟部組織４内の腫瘍３と歯型固定型吸引カップ１ａの相対値は固定と成り、吸引後は軟部組織４は歯型固定型吸引カップ１ａ内面に密着して吸引空気量はほぼ無くなるため、吸引後は真空ポンプ等による吸引も不要となる。

よって、腫瘍３は患者の頭蓋と固定された状態となり、この状態を維持して画像診断すれば頭蓋に対して位置ブレの無い画像が得られる。

また、腫瘍３と歯型固定型吸引カップ１ａの相対位置は固定と成る為に、歯型固定型吸引カップ１ａを取り外して後日再度吸引装着すれば、腫瘍３の頭蓋に対する相対位置は再現されることに成る。

また、歯型固定型吸引カップ１ａの内面形状が同じであれば外形の異なる吸引カップであっても内面形状で相対位置は不変であるから、一度画像データを取れば複数の治療に最適な形態の吸引カップを利用することが出来る。

また、画像データは専門部署にて解析し用途に応じたカップを三次元データとして作成し、医療現場で３Ｄプリントして利用することが可能で治療に関する専門的知識も最小限で済むことに成る。

図２に舌部定位放射線（実施例２）を示し、定位放射線治療法の一つとしてサイバーナイフを前提として説明する。

マーカー型吸引カップ１ｂに３点以上の座標マーカー１２を設置したものを、予め撮像してマーカー型吸引カップ１ｂの座標マーカー１２により腫瘍３の座標を特定できる様に準備しておく。

患者の腫瘍３を含む軟部組織４をマーカー型吸引カップ１ｂに吸引パイプ２より吸引して軟部組織４をマーカー型吸引カップ１ｂ内面形状に吸着させると、座標マーカー１２と腫瘍３位置の相対位置よりリニアック６の画像照準を腫瘍３に座標変換してリニアック６の位置及び方向を最適値にして放射線の照射が可能となる。

この時、リニアック６の作動速度が十分に速ければ、マーカー型吸引カップ１ｂが体動により移動したとしても座標マーカー１２により追尾補正が可能となる。

また、座標マーカー１２はマーカー型吸引カップ１ｂの外表面に直接設置する必要もなく、座標マーカー１２とマーカー型吸引カップ１ｂの座標が固定されれば要件を満足するので案内棒の先にマーカー要素を取り付け、患者の口から飛び出した位置としても座標変換が可能であるので、様態に合わせてマーカーの設置が可能である。

定位放射線治療法において、放射線の方向と放射位置は装置が異なっても基本的に同じなので全ての定位放射線装置に対して適用可能である。

また、座標マーカー１２は治療室内にあって位置の特定が可能であれば良く、Ｘ線にて画像処理によるもの、また簡単にＬＥＤ等の点光源に対してカメラで三次元位置特定するなど様々な方法があり、形態に合わせて選択可能である。

図３に舌部定位ベッド固定（実施例３）を示し、これを説明する。

撮像装置または治療装置のベッドに固定されたベッド固定ブラケット７より位置固定された固定台型吸引カップ１ｃにて患者軟部組織４を吸引パイプ２にて吸着固定するものである。

ベッド（装置基礎）に患者の腫瘍３が位置固定されるので、患者の体動に関わりなく正確な撮像および精緻な腫瘍３の位置決めが可能となる

また固定台型吸引カップ１ｃにて、体外に引き出した位置に腫瘍３を置くことも可能となるため、腫瘍以外の部位は保護材にてカバーするなどの手段にて被曝を少なくすることも可能となる。

図４に小線源位置ガイド（実施例４）を示し、これを説明する。

線源ガイド型吸引カップ１ｄと内面形状を同一とする固定台型吸引カップ１ｃ（実施例３）にて撮像し、内面形状と腫瘍３の位置関係を予め取得しておき、３ＤＣＡＤ等に位置データをプロットして、腫瘍位置範囲に最適な線源の配置を決定する。

線源の配置より、線源ガイド型吸引カップ１ｄに小線源打ち込みアプリケーター８の穴の基底面とその基底面に対する穴の２時限配置を求め、小線源打ち込みアプリケーター８打ち込みガイド穴を有する線源ガイド型吸引カップ１ｄを３Ｄプリンター等の手段にて作成する。

作成された線源ガイド型吸引カップ１ｄを患者の腫瘍３を含む軟部組織４を線源ガイド型吸引カップ１ｄ内面形状に吸引パイプ２にて吸着させ、線源ガイド型吸引カップ１ｄの小線源打ち込みガイド９に沿って小線源打ち込みアプリケーター８にて設定深さに小線源１０を打ち込む。

この一連作業により、撮像により得られた正確な腫瘍３の部位にＣＡＤ等により最適配置した位置に正確に留置することが可能となる。

これらの方法は、多少の３ＤＣＡＤ等の操作を会得するだけで高価な装置も不要であり、今まで高度な熟練を要した小線源治療を容易に短時間により正確に行こなうことが可能となる。

また、これまでの線源の留置は医師の感覚に頼っていたため、表皮より浅い位置しか留置できなかったが、正確な三次元配置が可能となり深部の腫瘍に対しても適応が可能となった。

また、最適な線源の３次元配置により、従来の必要以上に大きい小線源針等により患部の被曝も最小限となり、処置後も針などにより固定されること無く舌の機能が利用でき、照射範囲が最小限となるため副作用も小さく患者負担も大幅に減少できる。

また、小線源を留置しなくとも、小線源打ち込みガイド９に沿って移動小線源により短時間照射を表皮に押し付けて行うことも可能であり、予め線源ガイド型吸引カップ１ｄの形状を腫瘍３は表皮に近くなるように軟部組織４が変形する形状とすれば外部照射であっても適応の範囲が大きくなる。

図５に乳房部定位放射線（実施例５）を示し、これを説明する。

乳房形状に比較して、内部形状が深い凹形状とした乳房吸引カップ１１として、患者の乳房である腫瘍３を含む軟部組織４を乳房吸引カップ１１に吸引パイプ２にて吸引する。

乳房自体は患者が仰向けの状態では重力により平たく変形して体表面近くに腫瘍３が位置する事となるが、内部形状が深い形状とした乳房吸引カップ１１にて吸引するとた鋭角の山頂となる様に腫瘍３の位置を体表（骨格）より遠く離すことが可能となる。

また、乳房吸引カップ１１を（実施例３）の様にベッド固定とすれば呼吸等の体動に関わらず腫瘍部を固定でき、体表面より離れるのでリニアック６の作動角が大きく取れ、体表面放射線より防御膜で覆う等の安全施策も取ることが可能となる。

また乳房吸引カップ１１に（実施例２）の様に座標マーカー１２を設ければ、体動があっても追尾補正して正確な照射も可能で、乳房にマーキングしておき透明な乳房吸引カップ１１のマーキングと位置合わせをすれば、再装着時であっても高い位置再現性を保つことが出来る。

施術により、腫瘍の大きさが変化したとしても、軟部組織４の非圧縮性の弾性体として幾何学的手法により予測が可能であり、小線源（実施例４）の様に小線源の留置、配置も可能で処置の適用範囲が広くなる。

また、放射線と同時に乳房吸引カップ１１に（実施例４）の様なガイドを設けて、カテーテルなどにより腫瘍特定範囲に投与することも可能で腫瘍治療を効果的に行うことも可能となる。

以上のように用途により、実施例を単独及び複合して構成する。

本発明により構成された方法は、医学治療において応用可能であり、利用態毎に代表的なものを以下に列記する。

定位放射線療法に於ける利用。
１ 腫瘍部位置の特定が困難であった部位に対して治療が可能となる。
２ 腫瘍部以外の被曝を防止対策が容易となる。

小線源療法において
１ 特別な装置を用いず腫瘍部に線源を最適配置できる。
２ 措置に熟練を要すること無く、短時間で線源の最適配置が可能となる。

薬物投与において
１ 小線源と同様にカテーテルまたは注射器によりをガイドして腫瘍部に特定投与が可能となる。
２ 薬物と放射線の相乗効果を得ることも容易となる。

１ａ 歯型固定型吸引カップ
１ｂ マーカー型吸引カップ
１ｃ 固定台型吸引カップ
１ｄ 線源ガイド型吸引カップ
２ 吸引パイプ
３ 腫瘍
４ 軟部組織
５ 歯型
６ リニアック
７ ベッド固定ブラケット
８ 小線源打ち込みアプリケーター
９ 小線源打ち込みガイド
１０ 小線源
１１ 乳房吸引カップ
１２ 座標マーカー

Claims (4)

1. 撮像により腫瘍部位置を特定する手段として、成型カップに患部軟組織を吸引し成型カップ内に腫瘍位置を固定することに拠って、撮像時と治療時に於ける成形カップ内の腫瘍位置座標の再現性を図る吸引成型カップによる腫瘍位置特定法。
2. 吸引成型カップに三次元座標マーカーを設置し、吸引成型カップ座標より座標変換により腫瘍位置を特定する請求項１の吸引成型カップによる腫瘍位置特定法。
3. 吸引成型カップを治療法等に合わせて特異形状とする請求項１の引成型カップによる腫瘍位置特定法。
4. 吸引成型カップに小線源導入ガイドを設けて、導入ガイドに沿って特定深度の目標座標に線源を設置する小線源療法。

Images