JP2019511710A - 移動式分子イメージングシステムおよびこれを含む介入システム - Google Patents

移動式分子イメージングシステムおよびこれを含む介入システム Download PDF

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Abstract

本発明は、移動式分子イメージングシステム、例えばＰＥＴ（ポジトロン断層撮影）デバイスまたはＳＰＥＣＴ（単一光子放射型コンピュータ断層撮影）デバイスに関し、これは、−丸い形状を有しかつ各々がｍ個の検出モジュールを備える検出モジュールセットを形成する、ｎ個の検出モジュールによる少なくとも１つのグループであって、ｍ＜ｎでありかつ前記検出モジュールセットが分離され得るような、ｎ個の検出モジュールによる少なくとも１つのグループと、−体軸横断面において検出モジュールセットを離して移動させるための第１の手段と、−イメージングシステムを回転させるための第２の手段と、−イメージングシステムを軸方向へ動かすための垂直アクチュエータとを備える。また、移動式分子イメージングシステムを含む介入システム、および医療処置における、とりわけ生検、放射線療法、高周波または超音波処置等におけるその使用法も開示する。

Description

本発明は、分子イメージング技術を用いる医療処置の分野に含まれ、より詳細には、分子イメージングシステムに関連づけられかつ誘導される介入デバイス、とりわけ生検、無線周波、超音波または放射線療法誘導デバイス等、に関する。
医術に適用されるイメージング技術は、生体の内部が、何が治療の結果の価値を高め、かつ多くの疾患の死亡率および罹患率を下げるかという、治療方針に事実上影響する正確かつ早期の診断を下すことを可能にする、と想定している。その重要性は、がんの診断および病期分類、心臓血管系の評価および神経科学や分子遺伝学における複数の用途等、幾つかの健康および研究分野において存在する。
この文脈において、その固有の分子特性（ナノモル〜ピコモル濃度を観察できる）およびその優れた感受性により、核医学は、研究対象へ投与される放射性同位体（すなわち、放射性医薬品）でラベリングされた分子トレーサの生体内分布に関する３次元生体内（３Ｄ）機能情報を提供する上で重要な役割を果たす（非特許文献１）。
現在、核医学は、腫瘍学、心臓学および神経学において広範に使用される臨床手段である（非特許文献２〜５）。ほとんどの業務用機器は、患者の全身撮像を可能にするが、近年の機器は、特定の組織の画像を得るためのものとなっているように思われる（非特許文献６）。
現時点で、核医学技術は、機器の呈する幾何学形状が、スキャン中の患者体内における如何なる形の介入とも適合し難いという理由で、その一意の診断用途に限定されている。全身機器および閉鎖構成を有する組織専用機器の何れにも、患者に対する治療介入をリアルタイムで観察する能力はない。
治療介入の目視または追跡を可能にする医用画像化技術は存在するが、ＣＴ（コンピュータ断層撮影法）、ＭＲ（磁気共鳴）または超音波等の構造画像化に限定され、治療介入されるべき組織の形態を観察することはできるものの、核医学システムが想定できるはずの生物学的機能性を観察することはできない（非特許文献７）。また、これらのシステムの多くは、リアルタイム監視もできず、単にプロセスの異なる時間で写真を撮って、介入が所望される形態学的ポイントで実行されていることを保証するだけである。超音波ベースのシステムは例外であって、リアルタイム画像を可能にするが、解像度および特異度が極めて低い。
例えば、臨床治療では一般的である、ＭＲにより誘導される腫瘍生検の間、医師は、全身機器内で患者の画像を取得し、これにより、生検すべき点を決定する。患者は、電動ストレッチャを用いて機器から遠ざけられた上で、体内の所望される生検ポイントにガイドを導入されなければならず、再度機器へと入れられて確認画像が撮られる。確認の後、患者は、再び機器から移動され、生検が行われる（非特許文献８）。
Ｓ．Ｃｈｅｒｒｙ、Ｊ．Ａ．Ｓｏｒｅｎｓｏｎ ｙ Ｙ．Ｍ．Ｐｈｅｌｐ著「Ｐｈｙｓｉｃｓ ｉｎ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ」ペンシルベニア州フィラデルフィア、Ｗ．Ｂ．Ｓａｕｎｄｅｒｓ、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ、２００３年。 Ｓ．Ｄａｖｉｄ、Ｍ．Ｈａｔｔ ｙ Ｄ．Ｖｉｓｖｉｋｉｓ著「Ｍｕｌｔｉ Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ＰＥＴ Ｉｍａｇｅ Ｆｕｓｉｏｎ ｆｏｒ Ｐａｔｉｅｎｔ ＦｏｌｌｏｗＵｐ Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｏｎ ｉｎ Ｏｎｃｏｌｏｇｙ」Ｍｅｄ．Ｐｈｙｓ．第３８巻３４５４ページ、２０１１年。 Ｅ．Ｆｏｒｄ、Ｐ．Ｋｉｎａｈａｎ、Ｌ．Ｈａｎｌｏｎ、Ａ．Ａｌｅｓｓｉｏ、Ｊ．Ｒａｊｅｎｄｒａｎ、Ｄ．Ｓｃｈｗａｒｔｚ ｙ Ｍ．Ｐｈｉｌｌｉｐｓ著「Ｔｕｍｏｒ ｄｅｌｉｎｅａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ＰＥＴ ｉｎ ｈｅａｄ ａｎｄ ｎｅｃｋ ｃａｎｃｅｒｓ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｃｏｎｔｏｕｒｉｎｇ ａｎｄ ｌｅｓｉｏｎ ｖｏｌｕｍｅｓ」Ｍｅｄ．Ｐｈｙｓ．第３３巻４２８０ページ、２００６年。 Ｙ．ＴａｉｙＰ．Ｐｉｃｃｉｎｉ著「Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｏｓｉｔｒｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ（ＰＥＴ）ｉｎ ｎｅｕｒｏｌｏｇｙ」Ｊ．Ｎｅｕｒｏｌ．Ｎｅｕｒｏｓｕｒｇ．Ｐｓｙｃｈｉａｔｒｙ、第７５巻６６９−６７６ページ、２００４年。 Ｍ．Ｄｉ Ｃａｒｌｉ、Ｓ．Ｄｏｒｂａｌａ、Ｊ．Ｍｅｓｅｒｖｅ、Ｇ．Ｆａｋｈｒｉ、Ａ．Ｓｉｔｅｋ ｙ Ｓ．Ｍｏｏｒ著「Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｍｙｏｃａｒｄｉａｌ Ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ ＰＥＴ／ＣＴ」Ｊ．Ｎｕｃｌ．Ｍｅｄ．第４８巻７８３−７９３ページ、２００７年。 Ｌ．Ｍｏｌｉｎｅｒ、Ａ．Ｇｏｎｚａｌｅｚ、Ａ．Ｓｏｒｉａｎｏ、Ｃ．Ｃｏｒｒｅｃｈｅｒ、Ａ．Ｏｒｅｒｏ、Ｍ．Ｃａｒｌｅｓ、Ｌ．Ｖｉｄａｌ、Ｊ．Ｂａｒｂｅｒａ、Ｌ．Ｃａｂａｌｌｅｒｏ、Ｍ．Ｓｅｉｍｅｔｚ、Ｃ．Ｖａｚｑｕｅｚ ｙ Ｊ．Ｂｅｎｌｌｏｃｈ著「Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＭＡＭＭＩ ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ｂｒｅａｓｔ ＰＥＴ」Ｍｅｄ．Ｐｈｙｓ．第３９巻第９号、２０１２年。 Ｍ．Ｆ．Ｄｉｌｌｏｎ、ＭＢ、ＭＲＣＳＩ外著「Ｔｈｅ Ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ，Ｓｔｅｒｅｏｔａｃｔｉｃ，ａｎｄ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｃｏｒｅ Ｂｉｏｐｓｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｏｆ Ｂｒｅａｓｔ Ｃａｎｃｅｒ，Ｗｉｔｈ ａｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｆａｌｓｅ−Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｃａｓｅｓ」Ａｎｎ Ｓｕｒｇ．２００５年１１月号、２４２（５）：７０１−７０７。 ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒａｄｉｏｌｏｇｙｉｎｆｏ．ｏｒｇ／ｅｎ／ｉｎｆｏ．ｃｆｍ？ｐｇ＝ｂｒｅａｓｔｂｉｍｒ
本明細書で使用する定義および略語：
「移動式分子イメージングシステム」：これは、放射線、例えばガンマ線、を用いて画像を得るためのシステムを指し、「イメージングシステム」と略される。
「介入デバイス」：これは、患者の組織内または患者の身体内で治療介入を実行することが意図される、かつ、移動式分子イメージングシステムに関連づけられるデバイスまたは装置、とりわけ、生検、無線周波、放射線療法または超音波デバイス等を指す。
「半リング」：本明細書において、これは、半円周または半楕円形または「Ｃ字」形とも呼ばれる形を有する検出器モジュールセットである。ＰＥＴ（ポジトロン断層撮影）デバイスの場合は、「ＰＥＴ半リング」または「ＰＥＴグループ」と呼ばれることもある。
「介入システム」：これは、移動式分子イメージングシステムと介入デバイスとを組み合わせたシステムを指す。
「関連づけられる」とは、共通する基準座標系の使用を介して、介入システムが移動式分子イメージングシステムへ機械的にリンクされ得る、または単に移動式分子イメージングシステムにより誘導され得ることを意味する。
「生検システム」、「生検誘導セット」、「生検デバイス」は、区別的でなく使用される表現である。
「介入プロセス」および「医療処置」は、区別的でなく使用される表現であって、損傷を防止する、または機能を高める目的で特に状態またはプロセスの結果または過程に介入するように仕向けられる一連のステップを指す。
「介入ツール」：これは、医療処置に使用される任意の器具またはツールを指す。
「軸方向」は、別段の指定のない限り、「Ｚ」軸を指す。
本発明は、移動式分子イメージングシステムに関し、これは、
−検出器モジュールセットを、各々がｍ個の検出器モジュールを備える丸い形状に一致させる、ｎ個の検出器モジュールより成る少なくとも１つのグループであって、ｍ＜ｎであり、かつ前記検出器モジュールセットは、互いから分離可能である、ｎ個の検出器モジュールより成る少なくとも１つのグループと、
−体軸横断面において検出器モジュールセットを分離するための移動を実行するための第１の手段と、
−イメージングシステムの回転運動を実行するための第２の手段と、
−イメージングシステムの軸方向移動を可能にする垂直アクチュエータと、を備える。
特定の実施形態によれば、イメージングシステムの回転運動は、検出器モジュールセットの軸線−通常はＺ軸−を中心とする回転である。
本発明のイメージングシステムにおいて、さらなる特定の実施形態によれば、
−前記第１の手段は、
−体軸横断面において検出器モジュールセットを分離する移動を実行するための第１の機械的支持体、
−機械的支持体を反対方向へ動かすための水平アクチュエータ、および、
−水平アクチュエータに関連づけられる手動ハンドル、であり、かつ、
−前記第２の手段は、
−イメージングシステムの回転運動を、軸線を中心として実行するための回転式機械的支持体、
−回転式機械的支持体に関連づけられる手動ハンドル、である。
本発明のイメージングシステムにおいて、さらなる特定の実施形態によれば、
−前記第１の手段は、
−体軸横断面において検出器モジュールセットを分離する移動を実行するための第１の機械的支持体、
−機械的支持体を反対方向へ動かすための水平アクチュエータ、および、
−水平アクチュエータに関連づけられるモータ、であり、かつ、
−前記第２の手段は、
−イメージングシステムの回転運動を実行するための回転式機械的支持体、
−回転式機械的支持体に関連づけられるモータ、である。
より特定の実施形態によれば、前記第２の手段は、
−検出器モジュールセットの軸線−通常はＺ軸−を中心とするイメージングシステムの回転運動を実行するための回転式機械的支持体、および、
−回転式機械的支持体に関連づけられるモータ、である。
特定の実施形態によれば、ｍ個の検出器モジュールより成るセットは、楕円フラグメントである可能性を含むリングフラグメントの形態を有し、好ましくは、各々がｎ／２個の検出器モジュールを備える半リング形状、半楕円形状またはＣ字形の構造体である。
イメージングシステムは、１つまたは複数の検出器モジュールグループを備えることが可能であり、例えば、これは、重ね合わされた２つのグループを備えてもよく、これらのグループは各々、少なくとも２つの検出器モジュールセットで構成される。
移動式分子イメージングシステムは、ＳＰＥＣＴ（単一光子放射型コンピュータ断層撮影法）およびＰＥＴデバイスから選択されてもよく、より好ましくは、ＰＥＴデバイスである。
特定の実施形態によるイメージングシステムは、ＰＥＴデバイスまたはＳＰＥＣＴデバイスであって、好ましくはＰＥＴデバイスであり、検出器モジュールは、結晶タイプに関して従来のデバイスの特徴を有してもよい。例えば、これらは、あらゆる従来デバイスと同様に、モノリシックまたはピクセル化されたシンチレーション結晶を含んでもよい。形状および組成に関しては、技術上知られるあらゆるタイプの連続シンチレーション結晶が使用されてもよい。モノリシックシンチレーション結晶、例えばＬＹＳＯ（ルテチウム−イットリウムオキシオルトシリケート）は、特定の実施形態において、台形のモノリシックシンチレーション結晶であってもよい。シンチレーション結晶は、任意の既知の、かつ適切な光電子増倍管または光電子増倍管アレイ、例えばＰＳＰＭＴ（位置検出型光電子増倍管）、へ結合されてもよい。
イメージングシステムは、３６０度まで回転することができ、かつこれは、検出器モジュールのセット、好ましくは半リングが、半リングの直径（２つの半リングにより形成されるリングの直径）に等しい、または、検出器セット／検出器グループが楕円形式を有する場合は大径に等しい距離まで分離される構成で配置されてもよい。
特定の実施形態によれば、イメージングシステムは、１８０゜まで回転し、かつこれは、検出器モジュールのセット、好ましくは半リングが、１００ｍｍまで分離される構成で配置されてもよい。
本発明は、上述のイメージングシステムと、上で既定したような、患者の組織内または患者の身体内で治療介入を行うように意図されるデバイスまたは装置であり、かつ移動式分子イメージングシステムに関連づけられる介入デバイスと、を備える介入システムにも関する。「関連づけられる」という用語は、先に述べた意味を有し、つまり、イメージングシステムは、例えば生検デバイスの場合には生検グリッド内に置かれることが可能な共通する基準系の使用を介して、移動式分子イメージングシステムへ機械的にリンクされ得る、または単に移動式分子イメージングシステムにより誘導され得ることを意味する。
介入デバイスの特定の実施形態は、放射線治療デバイス、無線周波デバイス、近接照射療法デバイス、陽子線治療デバイス、超音波デバイス、ＨＩＦＵ（高密度焦点式超音波治療法）または生検（または外科手術）ガイドセットに関する。
好ましい実施形態によれば、介入システムは、イメージングシステムにより取得される情報を、視野内の放射性トレーサ分布の３次元画像に再構成することができる第１のプロセッサデバイスを含む。このプロセッサは、あらゆる構成（開放、閉鎖、回転、他）のイメージングシステムの任意のロケーションで画像を再構成することができる。
第１のプロセッサデバイスは、介入プロセスを誘導するに足るリフレッシュレートで画像を再構成することができる（例えば、生検デバイスに関連する特定の実施形態の場合、毎秒２画像で足りる可能性もある）。
介入システムは、好ましい実施形態によれば、患者の身体または組織における介入デバイスの最適な軌道を、第１のプロセッサにより取得される画像内の１つのロケーション、例えば（患者毎に選択される）生検を実施すべき病変、に基づいて計算することができる第２のプロセッサデバイスを含む。軌道は、介入システムが達成できる利用可能なポジションに限定される。
介入システムは、さらに、介入の間に組織が望ましくない動きをしないように、患者の所望の組織または身体部分を保持するための支持体を含んでもよい。例えば、２つのパレットは、介入または処置の間に組織、例えば乳房、を柔らかく押さえて保持することができる。
介入システムは、手動で操作されても、イメージングシステムを介入デバイスへ機械的に連結するアクチュエータを介して操作されてもよい。
この特定の生検誘導セットの場合、これは、針が空間的な３方向へ移動できるようにする幾つかの機械的アクチュエータを備えてもよい。イメージングシステムは、市販の生検システムに適合する。また、イメージングシステムは、処置を開始する前に針の正確な定位を確実にするように針の先端を位置決めできるレーザデバイスも含んでもよい。
生検誘導セットの特定の実施形態は、ＰＥＴデバイスに関連づけられる生検デバイスであり、かつＳＰＥＣＴ装置に関連づけられる生検デバイスである。
また、本発明は、患者の身体への介入、例えば生検処置、を実施するための、イメージングシステムの使用法、または介入システム、例えば上述の生検誘導セット、の使用法にも関する。
本発明の介入システムの使用法は、以下のステップ、すなわち、
−イメージングシステムを用いて第１の画像を取得することより成る第１のステップと、
−イメージングシステムを軸方向に動かして、介入するツールのための適切な軌道経路によって第１の検出器モジュールセットを位置合わせすることを含む第２のステップと、
−半リング形状を有する検出器モジュールセット等の検出器モジュールセットが固定され、介入デバイスが操作される第３のステップと、を含む。
介入システムは、医療処置または介入プロセスの間に画像を生成するプロセッサデバイスを備えてもよい。前記画像は、さらに、介入プロセスの間にリアルタイムで生成されてもよい。
本発明の介入システムの使用法の特定の実施形態は、以下のステップ、すなわち、
−介入されるべき身体部分／組織の初期走査等の第１の画像を作ることより成る第１のステップと、
−イメージングシステムを軸方向に動かして、重なり合う２つの検出器モジュールグループを有するＰＥＴにおける上側の半リンググループを、選択される関心領域に位置合わせし、第１の検出器モジュール半リングを回転してＣ字形リングの開口を介入するツール、例えば針、のための適切な軌道経路とアラインし、さらに新たな走査を行うことを含む、第２のステップと、
−半リングが介入、例えば生検処置、の間に回転または移動しないように固定されて、介入、例えば生検、が実行される、第３のステップと、を含む。
画像は、介入するツール、例えば針、の介入の間の正しいロケーションを保証するために、幾つかのステップで取得される。
第３のステップは、さらに、画像の短時間の取得（約２分間）を実行することと、必要であれば、介入するツール、例えば針、の向きを修正することを含む。
本発明の介入システムを使用するプロセスは、ある特定の場合において、それ自体を所望されるポジションに配置することを可能にする固有の機械的特性を有する介入デバイス、例えば、ＰＥＴデバイスと組み合わされる生検誘導セット、の使用法に関連し得る。ＰＥＴデバイスは、針を挿入できるようにするために機械的に分離されることが可能な重なり合う２つの検出器モジュール半リングセット（図７のような）を備えてもよい。患者の組織、例えば乳房、の画像の最初の取得は、閉鎖リング構成で実行され、病変を位置決めするための高品質画像が取得される。次には、ソフトウェアが生検に最適な経路を計算し、生検およびＰＥＴシステムを所望されるポジションへ移動させる。この時点で、２つの圧縮パレットを用いて乳房が保持される。次に、ＰＥＴシステムが開き、生検処置が開始される。
生検誘導デバイスの特定の実施形態によれば、生検針を処置の開始に最適な軸方向ポジションに位置決めすることができるように、イメージングシステムの検出器と生検デバイスとを合わせて移動させる垂直エレベータまたは垂直アクチュエータが設けられてもよい。
本発明のイメージングシステムは、高品質イメージングをその閉鎖構成において実行することができ、かつ生検針がＦＯＶ内に入れるように検出器を分離する能力を提示することができる。開放構成による画像品質は、閉鎖構成に比べれば劣るが、画像は、病変を位置決めするためのガイダンスとして使用されるだけであることから、生検処置を実行するだけで十分過ぎるほどである。
本発明による、半リング形状を有する２つの検出器モジュールセットで構成される１つの検出器モジュールグループを有する、本発明のイメージングシステム、すなわちＰＥＴデバイス、の閉鎖３Ｄ構成の特定の実施形態を示す。 図１Ａに示すＰＥＴデバイスの同じく閉鎖３Ｄ構成を上から見た斜視図を示す。 図１Ａおよび図１Ｂと同じ実施形態の閉鎖３Ｄ構成の正面図を示す。 図１Ａおよび図１Ｂと同じ実施形態の閉鎖構成の平面図を示す。 図１Ａおよび図１Ｂと同じ実施形態の３Ｄ開放構成の正面図を示す。 図１Ａおよび図１Ｂと同じ実施形態に対応する、図４に示す構成から回転された完全な３Ｄ開放の正面図を示す。 図１Ａおよび図１Ｂと同じ実施形態の３Ｄ開放構成（下）の正面図を示す。 重なり合う２つの検出器グループを有し、これらのグループの各々が２つの半リング形状の検出器モジュールセットで構成されるイメージングシステム、すなわちＰＥＴ、の一例を示し、具体的には、図１Ａおよび図１Ｂと同じ実施形態に対応する、但し開放構成にある、完全３Ｄイメージシステムの正面図を示す。 図１Ａおよび図１Ｂと同じ実施形態に対応する完全３Ｄ開放の正面図を示す。 図１Ａおよび図１Ｂと同じ実施形態に対応する完全３Ｄ開放（下）の正面図を示す。 図１Ａおよび図１Ｂと同じ実施形態に対応する開放構成の正面図を示す。 図１Ａおよび図１Ｂと同じ実施形態に対応する開放構成の平面図を示す。 イメージングデバイス、すなわちＰＥＴ、を示し、患者の組織、身体部分を保持するための支持体、例えば、生検処置の間に乳房を保持するための２つのパレット、およびＰＥＴに関連づけられる生検デバイスの針が見える。 使用時における本発明の介入システムの一例の、時系列の一時におけるそのポジションを示す。 使用時における本発明の介入システムの一例の、時系列の一時におけるそのポジションを示す。 使用時における本発明の介入システムの一例の、時系列の一時におけるそのポジションを示す。 使用時における本発明の介入システムの一例の、時系列の一時におけるそのポジションを示す。 使用時における本発明の介入システムの一例の、時系列の一時におけるそのポジションを示す。
図面で使用される参照符号
・１ ＰＥＴの半リング／ＰＥＴグループ
・２ ２つの半リングを分離させる移動を行うための機械的支持体
・３ ２つの半リングを分離させる移動を行うための水平アクチュエータ。これにより、２つの機械的支持体は、各々反対方向へ進むことができる
・４ 水平アクチュエータのモータ
・５ アッセンブリの回転運動を実行するための機械的支持体
・６ 回転機械的支持体のモータ
・７ その軸に対するアッセンブリの移動を可能にする垂直アクチュエータ
・８ ＰＥＴデバイスに関連づけられる生検デバイス内の針
・９ 患者の組織または身体部分を保持するための支持体
実施例
分子イメージングシステムの特定の一実施形態は、図７に示すもののようなＰＥＴデバイスであり、各半リングが同数の検出器モジュールを有する、好ましくは各々が６つの検出器モジュールを有する、重なり合った２つの検出器モジュール半リングセット（上側の半リング２つと、下側の半リング２つ）を備える。
この特定の実施形態によれば、各々が１２個のモジュールを有する２つのリングから成るＰＥＴシステムが提供される。各モジュールは、浜松フォトニクス（日本、浜松市）製のＰＳＰＭＴ Ｈ８５００へ結合される単一のＬＹＳＯ連続シンチレーション結晶と、電子読出しボードとを含む。台形結晶を使用すると、画像の圧縮効果が低下し、かつ特に６０゜未満の切断角度を考慮する場合に、エネルギー、空間、および相互作用の深さ（ＤＯＩ）の各解像度が向上する。移動式分子イメージングシステム−ここでは、半リングを形成する検出器モジュールを有するＰＥＴ−は、１８６ｍｍの開口を有する。
検出器設計は、その正面および裏面が各々４０ｘ４０ｍｍ２および５０ｘ５０ｍｍ２である厚さ１２ｍｍのシンチレーションＬＹＳＯ結晶を用いる。結晶の裏面は、研磨され、かつＰＳＰＭＴから０．２５ｍｍ分離される。他の全ての結晶表面は、粗くされて黒く塗られる。
画像取得システム（半リング＋電子機器＋コンピュータ）は、同時計数イベントの検出を担うトリガカードと、幾つかの分離されたＡ／Ｄ変換カードとから構成される。変換は、５ｎｓの時間窓内で２つのイベントが検出された時点でトリガカードにより開始される。バックプレーンの電子ボードは、トリガカードとＡ／Ｄカードとを連結し、かつシグナリングをルーティングする。
各検出器と、その対向する７つの検出器モジュールとの間の同時計数が許容され、１７０ｍｍの長軸断ＦＯＶ（視野）が提供される。軸方向ＦＯＶは、９４ｍｍをカバーする。精密垂直エレベータは、生検針を処置の開始に最適な軸方向位置に位置決めできるように、検出器および生検デバイスを合わせて移動させる。
生検デバイスは、針が３つの空間方向へ移動できるようにする幾つかの機械的アクチュエータによって構成される。このシステムは、市販の生検システムに適合する。また、これは、生検処置を開始する前に針の正確な定位を確実にするように針の先端を位置決めできるレーザデバイスも含む。
生検処置を可能にするために、ＰＥＴの検出器は、体軸横断方向へ６０ｍｍまで分離可能であって「Ｃ」字形を形成する６つの検出器による２つのグループになり、針の通過を可能にする（図１２）。さらに、システムは、検出器による半リングを、病変までの生検軌道を最小限に抑える最適なロケーションに位置合わせするために、最大１７０度まで回転することができる。システムは、生検処置の間に乳房を持ち上げて保つための２つのパレットを含む。
生検で乳房診査を実行するための規定されたプロトコルは、１つがＰＥＴデバイスの異なるポジション（図１３）に対応する３つのステップ探索に存する。第１のステップは、閉鎖された検出器構成による乳房全体の初期走査から成り、病変のロケーションを決定するための高品質画像が生成される。第２のステップにおいて、検出器システムは、軸方向に移動して、上側のリングを選択された関心領域内に位置合わせする。次に、検出器リングが回転して、Ｃ字形リングの開口を、乳房内へ針を導入するための最短軌道経路にアラインする。リングが開き、パレットが乳房を固定する。パレットによる圧縮で元の病変ロケーションが移動することから、検出器システムは、新たな取得を行って、病変のロケーションを３Ｄ画像上で位置決めし直す。最後のステップで、医療処置の間の回転または移動を回避するためにリングが固定される。生検が始まり、システムは、病変のポジションを追跡するために短い取得（約２分間）を実行し、幾つかのステップを行って最終的なロケーション位置に到達する針は、ユーザにより常に監督されかつ制御される。針の向きは、必要であれば各ステップ毎に修正されてもよい。
患者が腹臥位で身を置く診察台が提供される。本発明によるＰＥＴシステムが使用されて、生検デバイスが仕上がる。生検処置の間に乳房を保持するための２つの透明なポリカーボネート製パレット（図１２）、および開口を含む異なるコンポーネントの移動およびＰＥＴ半リングの回転に要する全てのエンジンが提供される。
デバイスの後部領域には、ＰＥＴ取得コンピュータおよび電気および電子コンポーネントが位置決めされる。取得および再構成ソフトウェアは、データ記憶システム、２つのモニタおよび医療グレードキーボードを備えるワークステーションを含む、分離したポータブルカートに位置決めされる。
本発明は、分子イメージング技術を用いる医療処置の分野に含まれ、より詳細には、分子イメージングシステムに関連づけられかつ誘導される介入デバイス、とりわけ生検、無線周波、超音波または放射線療法誘導デバイス等、に関する。
医術に適用されるイメージング技術は、生体の内部が、何が治療の結果の価値を高め、かつ多くの疾患の死亡率および罹患率を下げるかという、治療方針に事実上影響する正確かつ早期の診断を下すことを可能にする、と想定している。その重要性は、がんの診断および病期分類、心臓血管系の評価および神経科学や分子遺伝学における複数の用途等、幾つかの健康および研究分野において存在する。
この文脈において、その固有の分子特性（ナノモル〜ピコモル濃度を観察できる）およびその優れた感受性により、核医学は、研究対象へ投与される放射性同位体（すなわち、放射性医薬品）でラベリングされた分子トレーサの生体内分布に関する３次元生体内（３Ｄ）機能情報を提供する上で重要な役割を果たす（非特許文献１）。
現在、核医学は、腫瘍学、心臓学および神経学において広範に使用される臨床手段である（非特許文献２〜５）。ほとんどの業務用機器は、患者の全身撮像を可能にするが、近年の機器は、特定の組織の画像を得るためのものとなっているように思われる（非特許文献６）。
現時点で、核医学技術は、機器の呈する幾何学形状が、スキャン中の患者体内における如何なる形の介入とも適合し難いという理由で、その一意の診断用途に限定されている。全身機器および閉鎖構成を有する組織専用機器の何れにも、患者に対する治療介入をリアルタイムで観察する能力はない。
治療介入の目視または追跡を可能にする医用画像化技術は存在するが、ＣＴ（コンピュータ断層撮影法）、ＭＲ（磁気共鳴）または超音波等の構造画像化に限定され、治療介入されるべき組織の形態を観察することはできるものの、核医学システムが想定できるはずの生物学的機能性を観察することはできない（非特許文献７）。また、これらのシステムの多くは、リアルタイム監視もできず、単にプロセスの異なる時間で写真を撮って、介入が所望される形態学的ポイントで実行されていることを保証するだけである。超音波ベースのシステムは例外であって、リアルタイム画像を可能にするが、解像度および特異度が極めて低い。
例えば、臨床治療では一般的である、ＭＲにより誘導される腫瘍生検の間、医師は、全身機器内で患者の画像を取得し、これにより、生検すべき点を決定する。患者は、電動ストレッチャを用いて機器から遠ざけられた上で、体内の所望される生検ポイントにガイドを導入されなければならず、再度機器へと入れられて確認画像が撮られる。確認の後、患者は、再び機器から移動され、生検が行われる（非特許文献８）。
Ｓ．Ｃｈｅｒｒｙ、Ｊ．Ａ．Ｓｏｒｅｎｓｏｎ ｙ Ｙ．Ｍ．Ｐｈｅｌｐ著「Ｐｈｙｓｉｃｓ ｉｎ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ」ペンシルベニア州フィラデルフィア、Ｗ．Ｂ．Ｓａｕｎｄｅｒｓ、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ、２００３年。 Ｓ．Ｄａｖｉｄ、Ｍ．Ｈａｔｔ ｙ Ｄ．Ｖｉｓｖｉｋｉｓ著「Ｍｕｌｔｉ Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ＰＥＴ Ｉｍａｇｅ Ｆｕｓｉｏｎ ｆｏｒ Ｐａｔｉｅｎｔ ＦｏｌｌｏｗＵｐ Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｏｎ ｉｎ Ｏｎｃｏｌｏｇｙ」Ｍｅｄ．Ｐｈｙｓ．第３８巻３４５４ページ、２０１１年。 Ｅ．Ｆｏｒｄ、Ｐ．Ｋｉｎａｈａｎ、Ｌ．Ｈａｎｌｏｎ、Ａ．Ａｌｅｓｓｉｏ、Ｊ．Ｒａｊｅｎｄｒａｎ、Ｄ．Ｓｃｈｗａｒｔｚ ｙ Ｍ．Ｐｈｉｌｌｉｐｓ著「Ｔｕｍｏｒ ｄｅｌｉｎｅａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ＰＥＴ ｉｎ ｈｅａｄ ａｎｄ ｎｅｃｋ ｃａｎｃｅｒｓ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｃｏｎｔｏｕｒｉｎｇ ａｎｄ ｌｅｓｉｏｎ ｖｏｌｕｍｅｓ」Ｍｅｄ．Ｐｈｙｓ．第３３巻４２８０ページ、２００６年。 Ｙ．ＴａｉｙＰ．Ｐｉｃｃｉｎｉ著「Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｏｓｉｔｒｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ（ＰＥＴ）ｉｎ ｎｅｕｒｏｌｏｇｙ」Ｊ．Ｎｅｕｒｏｌ．Ｎｅｕｒｏｓｕｒｇ．Ｐｓｙｃｈｉａｔｒｙ、第７５巻６６９−６７６ページ、２００４年。 Ｍ．Ｄｉ Ｃａｒｌｉ、Ｓ．Ｄｏｒｂａｌａ、Ｊ．Ｍｅｓｅｒｖｅ、Ｇ．Ｆａｋｈｒｉ、Ａ．Ｓｉｔｅｋ ｙ Ｓ．Ｍｏｏｒ著「Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｍｙｏｃａｒｄｉａｌ Ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ ＰＥＴ／ＣＴ」Ｊ．Ｎｕｃｌ．Ｍｅｄ．第４８巻７８３−７９３ページ、２００７年。 Ｌ．Ｍｏｌｉｎｅｒ、Ａ．Ｇｏｎｚａｌｅｚ、Ａ．Ｓｏｒｉａｎｏ、Ｃ．Ｃｏｒｒｅｃｈｅｒ、Ａ．Ｏｒｅｒｏ、Ｍ．Ｃａｒｌｅｓ、Ｌ．Ｖｉｄａｌ、Ｊ．Ｂａｒｂｅｒａ、Ｌ．Ｃａｂａｌｌｅｒｏ、Ｍ．Ｓｅｉｍｅｔｚ、Ｃ．Ｖａｚｑｕｅｚ ｙ Ｊ．Ｂｅｎｌｌｏｃｈ著「Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＭＡＭＭＩ ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ｂｒｅａｓｔ ＰＥＴ」Ｍｅｄ．Ｐｈｙｓ．第３９巻第９号、２０１２年。 Ｍ．Ｆ．Ｄｉｌｌｏｎ、ＭＢ、ＭＲＣＳＩ外著「Ｔｈｅ Ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ，Ｓｔｅｒｅｏｔａｃｔｉｃ，ａｎｄ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｃｏｒｅ Ｂｉｏｐｓｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｏｆ Ｂｒｅａｓｔ Ｃａｎｃｅｒ，Ｗｉｔｈ ａｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｆａｌｓｅ−Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｃａｓｅｓ」Ａｎｎ Ｓｕｒｇ．２００５年１１月号、２４２（５）：７０１−７０７。 ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒａｄｉｏｌｏｇｙｉｎｆｏ．ｏｒｇ／ｅｎ／ｉｎｆｏ．ｃｆｍ？ｐｇ＝ｂｒｅａｓｔｂｉｍｒ
本明細書で使用する定義および略語：
「移動式分子イメージングシステム」：これは、放射線、例えばガンマ線、を用いて画像を得るためのシステムを指し、「イメージングシステム」と略される。
「介入デバイス」：これは、患者の組織内または患者の身体内で治療介入を実行することが意図される、かつ、移動式分子イメージングシステムに関連づけられるデバイスまたは装置、とりわけ、生検、無線周波、放射線療法または超音波デバイス等を指す。
「半リング」：本明細書において、これは、半円周または半楕円形または「Ｃ字」形とも呼ばれる形を有する検出器モジュールセットである。ＰＥＴ（ポジトロン断層撮影）デバイスの場合は、「ＰＥＴ半リング」または「ＰＥＴグループ」と呼ばれることもある。
「介入システム」：これは、移動式分子イメージングシステムと介入デバイスとを組み合わせたシステムを指す。
「関連づけられる」とは、共通する基準座標系の使用を介して、介入システムが移動式分子イメージングシステムへ機械的にリンクされ得る、または単に移動式分子イメージングシステムにより誘導され得ることを意味する。
「生検システム」、「生検誘導セット」、「生検デバイス」は、区別的でなく使用される表現である。
「介入プロセス」および「医療処置」は、区別的でなく使用される表現であって、損傷を防止する、または機能を高める目的で特に状態またはプロセスの結果または過程に介入するように仕向けられる一連のステップを指す。
「介入ツール」：これは、医療処置に使用される任意の器具またはツールを指す。
「軸方向」は、別段の指定のない限り、「Ｚ」軸を指す。
本発明は、移動式分子イメージングシステムに関し、これは、
−検出器モジュールセットを、各々がｍ個の検出器モジュールを備える丸い形状に一致させる、ｎ個の検出器モジュールより成る少なくとも１つのグループであって、ｍ＜ｎであり、かつ前記検出器モジュールセットは、互いから分離可能である、ｎ個の検出器モジュールより成る少なくとも１つのグループと、
−体軸横断面において検出器モジュールセットを分離するための移動を実行するための第１の手段と、
−イメージングシステムの回転運動を、軸線を中心として実行するための第２の手段であって、
−イメージングシステムの回転運動を、検出器モジュールセットのＺ軸を中心として実行するための回転式機械的支持体であって、１８０度まで回転する回転式機械的支持体、及び
−回転式機械的支持体に関連づけられるモータ
である第２の手段と、
−イメージングシステムの軸方向移動を可能にする垂直アクチュエータと、
を備え、システムはＰＥＴデバイスであって、ｎ個の検出器モジュールによるセットは、リング形であり、かつ、各々ｎ／２個の検出器モジュールを備える半リングである構造体を形成する。
本発明のイメージングシステムにおいて、さらなる特定の実施形態によれば、
−前記第１の手段は、
−体軸横断面において検出器モジュールセットを分離する移動を実行するための第１の機械的支持体、
−機械的支持体を反対方向へ動かすための水平アクチュエータ、および、
−水平アクチュエータに関連づけられる手動ハンドル、であり、かつ、
−前記第２の手段は、
−イメージングシステムの回転運動を、軸線を中心として実行するための回転式機械的支持体、
−回転式機械的支持体に関連づけられる手動ハンドル、である。
本発明のイメージングシステムにおいて、さらなる特定の実施形態によれば、
−前記第１の手段は、
−体軸横断面において検出器モジュールセットを分離する移動を実行するための第１の機械的支持体、
−機械的支持体を反対方向へ動かすための水平アクチュエータ、および、
−水平アクチュエータに関連づけられるモータ、であり、かつ、
−前記第２の手段は、
−イメージングシステムの回転運動を実行するための回転式機械的支持体、
−回転式機械的支持体に関連づけられるモータ、である。
イメージングシステムは、１つまたは複数の検出器モジュールグループを備えることが可能であり、例えば、これは、重ね合わされた２つのグループを備えてもよく、これらのグループは各々、少なくとも２つの検出器モジュールセットで構成される。
移動式分子イメージングシステムは、ＳＰＥＣＴ（単一光子放射型コンピュータ断層撮影法）およびＰＥＴデバイスから選択されてもよく、より好ましくは、ＰＥＴデバイスである。
特定の実施形態によるイメージングシステムは、ＰＥＴデバイスであって、好ましくはＰＥＴデバイスであり、検出器モジュールは、結晶タイプに関して従来のデバイスの特徴を有してもよい。例えば、これらは、あらゆる従来デバイスと同様に、モノリシックまたはピクセル化されたシンチレーション結晶を含んでもよい。形状および組成に関しては、技術上知られるあらゆるタイプの連続シンチレーション結晶が使用されてもよい。
モノリシックシンチレーション結晶、例えばＬＹＳＯ（ルテチウム−イットリウムオキシオルトシリケート）は、特定の実施形態において、台形のモノリシックシンチレーション結晶であってもよい。シンチレーション結晶は、任意の既知の、かつ適切な光電子増倍管または光電子増倍管アレイ、例えばＰＳＰＭＴ（位置検出型光電子増倍管）、へ結合されてもよい。
イメージングシステムは、３６０度まで回転することができ、かつこれは、検出器モジュールのセット、好ましくは半リングが、半リングの直径（２つの半リングにより形成されるリングの直径）に等しい、または、検出器セット／検出器グループが楕円形式を有する場合は大径に等しい距離まで分離される構成で配置されてもよい。
特定の実施形態によれば、イメージングシステムは、１８０゜まで回転し、かつこれは、検出器モジュールのセット、好ましくは半リングが、１００ｍｍまで分離される構成で配置されてもよい。
本発明は、上述のイメージングシステムと、上で既定したような、患者の組織内または患者の身体内で治療介入を行うように意図されるデバイスまたは装置であり、かつ移動式分子イメージングシステムに関連づけられる介入デバイスと、を備える介入システムにも関する。「関連づけられる」という用語は、先に述べた意味を有し、つまり、イメージングシステムは、例えば生検デバイスの場合には生検グリッド内に置かれることが可能な共通する基準系の使用を介して、移動式分子イメージングシステムへ機械的にリンクされ得る、または単に移動式分子イメージングシステムにより誘導され得ることを意味する。
介入デバイスの特定の実施形態は、放射線治療デバイス、無線周波デバイス、近接照射療法デバイス、陽子線治療デバイス、超音波デバイス、ＨＩＦＵ（高密度焦点式超音波治療法）または生検（または外科手術）ガイドセットに関する。
好ましい実施形態によれば、介入システムは、イメージングシステムにより取得される情報を、視野内の放射性トレーサ分布の３次元画像に再構成することができる第１のプロセッサデバイスを含む。このプロセッサは、あらゆる構成（開放、閉鎖、回転、他）のイメージングシステムの任意のロケーションで画像を再構成することができる。
第１のプロセッサデバイスは、介入プロセスを誘導するに足るリフレッシュレートで画像を再構成することができる（例えば、生検デバイスに関連する特定の実施形態の場合、毎秒２画像で足りる可能性もある）。
介入システムは、好ましい実施形態によれば、患者の身体または組織における介入デバイスの最適な軌道を、第１のプロセッサにより取得される画像内の１つのロケーション、例えば（患者毎に選択される）生検を実施すべき病変、に基づいて計算することができる第２のプロセッサデバイスを含む。軌道は、介入システムが達成できる利用可能なポジションに限定される。
介入システムは、さらに、介入の間に組織が望ましくない動きをしないように、患者の所望の組織または身体部分を保持するための支持体を含んでもよい。例えば、２つのパレットは、介入または処置の間に組織、例えば乳房、を柔らかく押さえて保持することができる。
介入システムは、手動で操作されても、イメージングシステムを介入デバイスへ機械的に連結するアクチュエータを介して操作されてもよい。
この特定の生検誘導セットの場合、これは、針が空間的な３方向へ移動できるようにする幾つかの機械的アクチュエータを備えてもよい。イメージングシステムは、市販の生検システムに適合する。また、イメージングシステムは、処置を開始する前に針の正確な定位を確実にするように針の先端を位置決めできるレーザデバイスも含んでもよい。
生検誘導セットの特定の実施形態は、ＰＥＴデバイスに関連づけられる生検デバイスである。
また、本発明は、患者の身体への介入、例えば生検処置、を実施するための、イメージングシステムの使用法、または介入システム、例えば上述の生検誘導セット、の使用法にも関する。
本発明の介入システムの使用法は、以下のステップ、すなわち、
−イメージングシステムを用いて第１の画像を取得することより成る第１のステップと、
−イメージングシステムを軸方向に動かし、且つそれを回転させて、介入するツールのための適切な軌道経路によって第１の検出器モジュールセットを位置合わせすることを含む第２のステップと、
−半リング形状を有する検出器モジュールセット等の検出器モジュールセットが固定され、介入デバイスが操作される第３のステップと、を含む。
介入システムは、医療処置または介入プロセスの間に画像を生成するプロセッサデバイスを備えてもよい。前記画像は、さらに、介入プロセスの間にリアルタイムで生成されてもよい。
本発明の介入システムの使用法の特定の実施形態は、以下のステップ、すなわち、
−介入されるべき身体部分／組織の初期走査等の第１の画像を作ることより成る第１のステップと、
−イメージングシステムを軸方向に動かして、重なり合う２つの検出器モジュールグループを有するＰＥＴにおける上側の半リンググループを、選択される関心領域に位置合わせし、第１の検出器モジュール半リングを回転してＣ字形リングの開口を介入するツール、例えば針、のための適切な軌道経路とアラインし、さらに新たな走査を行うことを含む、第２のステップと、
−半リングが介入、例えば生検処置、の間に回転または移動しないように固定されて、介入、例えば生検、が実行される、第３のステップと、を含む。
画像は、介入するツール、例えば針、の介入の間の正しいロケーションを保証するために、幾つかのステップで取得される。
第３のステップは、さらに、画像の短時間の取得（約２分間）を実行することと、必要であれば、介入するツール、例えば針、の向きを修正することを含む。
本発明の介入システムを使用するプロセスは、ある特定の場合において、それ自体を所望されるポジションに配置することを可能にする固有の機械的特性を有する介入デバイス、例えば、ＰＥＴデバイスと組み合わされる生検誘導セット、の使用法に関連し得る。ＰＥＴデバイスは、針を挿入できるようにするために機械的に分離されることが可能な重なり合う２つの検出器モジュール半リングセット（図７のような）を備えてもよい。患者の組織、例えば乳房、の画像の最初の取得は、閉鎖リング構成で実行され、病変を位置決めするための高品質画像が取得される。次には、ソフトウェアが生検に最適な経路を計算し、生検およびＰＥＴシステムを所望されるポジションへ移動させる。この時点で、２つの圧縮パレットを用いて乳房が保持される。次に、ＰＥＴシステムが開き、生検処置が開始される。
生検誘導デバイスの特定の実施形態によれば、生検針を処置の開始に最適な軸方向ポジションに位置決めすることができるように、イメージングシステムの検出器と生検デバイスとを合わせて移動させる垂直エレベータまたは垂直アクチュエータが設けられてもよい。
本発明のイメージングシステムは、高品質イメージングをその閉鎖構成において実行することができ、かつ生検針がＦＯＶ内に入れるように検出器を分離する能力を提示することができる。開放構成による画像品質は、閉鎖構成に比べれば劣るが、画像は、病変を位置決めするためのガイダンスとして使用されるだけであることから、生検処置を実行するだけで十分過ぎるほどである。
本発明による、半リング形状を有する２つの検出器モジュールセットで構成される１つの検出器モジュールグループを有する、本発明のイメージングシステム、すなわちＰＥＴデバイス、の閉鎖３Ｄ構成の特定の実施形態を示す。 図１Ａに示すＰＥＴデバイスの同じく閉鎖３Ｄ構成を上から見た斜視図を示す。 図１Ａおよび図１Ｂと同じ実施形態の閉鎖３Ｄ構成の正面図を示す。 図１Ａおよび図１Ｂと同じ実施形態の閉鎖構成の平面図を示す。 図１Ａおよび図１Ｂと同じ実施形態の３Ｄ開放構成の正面図を示す。 図１Ａおよび図１Ｂと同じ実施形態に対応する、図４に示す構成から回転された完全な３Ｄ開放の正面図を示す。 図１Ａおよび図１Ｂと同じ実施形態の３Ｄ開放構成（下）の正面図を示す。 重なり合う２つの検出器グループを有し、これらのグループの各々が２つの半リング形状の検出器モジュールセットで構成されるイメージングシステム、すなわちＰＥＴ、の一例を示し、具体的には、図１Ａおよび図１Ｂと同じ実施形態に対応する、但し開放構成にある、完全３Ｄイメージシステムの正面図を示す。 図１Ａおよび図１Ｂと同じ実施形態に対応する完全３Ｄ開放の正面図を示す。 図１Ａおよび図１Ｂと同じ実施形態に対応する完全３Ｄ開放（下）の正面図を示す。 図１Ａおよび図１Ｂと同じ実施形態に対応する開放構成の正面図を示す。 図１Ａおよび図１Ｂと同じ実施形態に対応する開放構成の平面図を示す。 イメージングデバイス、すなわちＰＥＴ、を示し、患者の組織、身体部分を保持するための支持体、例えば、生検処置の間に乳房を保持するための２つのパレット、およびＰＥＴに関連づけられる生検デバイスの針が見える。 使用時における本発明の介入システムの一例の、時系列の一時におけるそのポジションを示す。 使用時における本発明の介入システムの一例の、時系列の一時におけるそのポジションを示す。 使用時における本発明の介入システムの一例の、時系列の一時におけるそのポジションを示す。 使用時における本発明の介入システムの一例の、時系列の一時におけるそのポジションを示す。 使用時における本発明の介入システムの一例の、時系列の一時におけるそのポジションを示す。
図面で使用される参照符号
・１ ＰＥＴの半リング／ＰＥＴグループ
・２ ２つの半リングを分離させる移動を行うための機械的支持体
・３ ２つの半リングを分離させる移動を行うための水平アクチュエータ。これにより、２つの機械的支持体は、各々反対方向へ進むことができる
・４ 水平アクチュエータのモータ
・５ アッセンブリの回転運動を実行するための機械的支持体
・６ 回転機械的支持体のモータ
・７ その軸に対するアッセンブリの移動を可能にする垂直アクチュエータ
・８ ＰＥＴデバイスに関連づけられる生検デバイス内の針
・９ 患者の組織または身体部分を保持するための支持体
実施例
分子イメージングシステムの特定の一実施形態は、図７に示すもののようなＰＥＴデバイスであり、各半リングが同数の検出器モジュールを有する、好ましくは各々が６つの検出器モジュールを有する、重なり合った２つの検出器モジュール半リングセット（上側の半リング２つと、下側の半リング２つ）を備える。
この特定の実施形態によれば、各々が１２個のモジュールを有する２つのリングから成るＰＥＴシステムが提供される。各モジュールは、浜松フォトニクス（日本、浜松市）製のＰＳＰＭＴ Ｈ８５００へ結合される単一のＬＹＳＯ連続シンチレーション結晶と、電子読出しボードとを含む。台形結晶を使用すると、画像の圧縮効果が低下し、かつ特に６０゜未満の切断角度を考慮する場合に、エネルギー、空間、および相互作用の深さ（ＤＯＩ）の各解像度が向上する。移動式分子イメージングシステム−ここでは、半リングを形成する検出器モジュールを有するＰＥＴ−は、１８６ｍｍの開口を有する。
検出器設計は、その正面および裏面が各々４０ｘ４０ｍｍ２および５０ｘ５０ｍｍ２である厚さ１２ｍｍのシンチレーションＬＹＳＯ結晶を用いる。結晶の裏面は、研磨され、かつＰＳＰＭＴから０．２５ｍｍ分離される。他の全ての結晶表面は、粗くされて黒く塗られる。
画像取得システム（半リング＋電子機器＋コンピュータ）は、同時計数イベントの検出を担うトリガカードと、幾つかの分離されたＡ／Ｄ変換カードとから構成される。変換は、５ｎｓの時間窓内で２つのイベントが検出された時点でトリガカードにより開始される。バックプレーンの電子ボードは、トリガカードとＡ／Ｄカードとを連結し、かつシグナリングをルーティングする。
各検出器と、その対向する７つの検出器モジュールとの間の同時計数が許容され、１７０ｍｍの長軸断ＦＯＶ（視野）が提供される。軸方向ＦＯＶは、９４ｍｍをカバーする。精密垂直エレベータは、生検針を処置の開始に最適な軸方向位置に位置決めできるように、検出器および生検デバイスを合わせて移動させる。
生検デバイスは、針が３つの空間方向へ移動できるようにする幾つかの機械的アクチュエータによって構成される。このシステムは、市販の生検システムに適合する。また、これは、生検処置を開始する前に針の正確な定位を確実にするように針の先端を位置決めできるレーザデバイスも含む。
生検処置を可能にするために、ＰＥＴの検出器は、体軸横断方向へ６０ｍｍまで分離可能であって「Ｃ」字形を形成する６つの検出器による２つのグループになり、針の通過を可能にする（図１２）。さらに、システムは、検出器による半リングを、病変までの生検軌道を最小限に抑える最適なロケーションに位置合わせするために、最大１７０度まで回転することができる。システムは、生検処置の間に乳房を持ち上げて保つための２つのパレットを含む。
生検で乳房診査を実行するための規定されたプロトコルは、１つがＰＥＴデバイスの異なるポジション（図１３）に対応する３つのステップ探索に存する。第１のステップは、閉鎖された検出器構成による乳房全体の初期走査から成り、病変のロケーションを決定するための高品質画像が生成される。第２のステップにおいて、検出器システムは、軸方向に移動して、上側のリングを選択された関心領域内に位置合わせする。次に、検出器リングが回転して、Ｃ字形リングの開口を、乳房内へ針を導入するための最短軌道経路にアラインする。リングが開き、パレットが乳房を固定する。パレットによる圧縮で元の病変ロケーションが移動することから、検出器システムは、新たな取得を行って、病変のロケーションを３Ｄ画像上で位置決めし直す。最後のステップで、医療処置の間の回転または移動を回避するためにリングが固定される。生検が始まり、システムは、病変のポジションを追跡するために短い取得（約２分間）を実行し、幾つかのステップを行って最終的なロケーション位置に到達する針は、ユーザにより常に監督されかつ制御される。針の向きは、必要であれば各ステップ毎に修正されてもよい。
患者が腹臥位で身を置く診察台が提供される。本発明によるＰＥＴシステムが使用されて、生検デバイスが仕上がる。生検処置の間に乳房を保持するための２つの透明なポリカーボネート製パレット（図１２）、および開口を含む異なるコンポーネントの移動およびＰＥＴ半リングの回転に要する全てのエンジンが提供される。
デバイスの後部領域には、ＰＥＴ取得コンピュータおよび電気および電子コンポーネントが位置決めされる。取得および再構成ソフトウェアは、データ記憶システム、２つのモニタおよび医療グレードキーボードを備えるワークステーションを含む、分離したポータブルカートに位置決めされる。

Claims (16)

  1. 移動式分子イメージングシステムであって、
    −検出器モジュールセットを、各々がｍ個の検出器モジュールを備える丸い形状に一致させる、ｎ個の検出器モジュールより成る少なくとも１つのグループであって、ｍ＜ｎであり、かつ前記検出器モジュールセットは、互いから分離可能である、ｎ個の検出器モジュールより成る少なくとも１つのグループと、
    −体軸横断面において前記検出器モジュールセットを分離するための移動を実行するための第１の手段と、
    −前記イメージングシステムの回転運動を実行するための第２の手段と、
    −前記イメージングシステムの軸方向移動を可能にする垂直アクチュエータと、を備える、移動式分子イメージングシステム。
  2. −前記第１の手段は、
    −前記体軸横断面において前記検出器モジュールセットを分離する前記移動を実行するための第１の機械的支持体、
    −前記機械的支持体を反対方向へ動かすための水平アクチュエータ、および、
    −前記水平アクチュエータに関連づけられる手動ハンドル、であり、かつ、
    −前記第２の手段は、
    −前記イメージングシステムの前記回転運動を、軸線を中心として実行するための回転式機械的支持体、
    −前記回転式機械的支持体に関連づけられる手動ハンドル、である、請求項１に記載のイメージングシステム。
  3. −前記第１の手段は、
    −前記体軸横断面において前記検出器モジュールセットを分離する前記移動を実行するための第１の機械的支持体、
    −前記機械的支持体を反対方向へ動かすための水平アクチュエータ、および、
    −前記水平アクチュエータに関連づけられるモータ、であり、かつ、
    −前記第２の手段は、
    −前記イメージングシステムの前記回転運動を、軸線を中心として実行するための回転式機械的支持体、
    −前記回転式機械的支持体に関連づけられるモータ、である、請求項１に記載のイメージングシステム。
  4. ｎ個の検出器モジュールによる前記セットは、リングフラグメントまたは楕円フラグメントの形を有する、請求項１または２に記載のイメージングシステム。
  5. ｎ個の検出器モジュールによる前記セットは、リング形であり、かつ、各々ｎ／２個の検出器モジュールを備える半リングである構造体を形成する、請求項１または２に記載のイメージングシステム。
  6. ＳＰＥＣＴデバイスおよびＰＥＴデバイスから選択される、請求項１〜５の何れかに記載のイメージングシステム。
  7. 前記回転式機械的支持体は、１８０度まで回転する、請求項２または３の何れかに記載のイメージングシステム。
  8. 前記イメージングシステムにより取得される情報を、視野内の放射性トレーサ分布の３次元画像に再構成することができる第１のプロセッサデバイスを含む、請求項１〜７の何れかに記載のイメージングシステム。
  9. 請求項１〜８の何れかに記載のイメージングシステムと、介入デバイスとを備える介入システム。
  10. 患者の身体または組織における介入デバイスの最適な軌道を、前記第１のプロセッサにより生成される画像および選択される関心領域に基づいて計算することができる第２のプロセッサデバイスを含む、請求項９に記載の介入システム。
  11. 介入の間に患者の組織または身体部分を保持するための支持体を含む、請求項９〜１０の何れかに記載の介入システム。
  12. 手動で操作される、または前記イメージングシステムを前記介入デバイスへ機械的に連結するアクチュエータを介して操作される、請求項９〜１１の何れかに記載の介入システム。
  13. 放射線治療デバイス、陽子線治療デバイス、近接照射療法デバイス、無線周波デバイス、生検誘導デバイス、超音波デバイスおよび高周波超音波デバイス−ＨＩＦＵ−から選択される、請求項９〜１２の何れかに記載の介入システム。
  14. 医療処置を実施するための、請求項９〜１３の何れかに記載のイメージングシステムの使用法であって、以下のステップ、すなわち、
    −前記イメージングシステムを用いて第１の画像を取得することより成る第１のステップと、
    −前記イメージングシステムを軸方向に動かして、介入するツールのための適切な軌道経路によって第１の検出器モジュールセットを位置合わせすることを含む第２のステップと、
    −前記検出器モジュールセットが固定されて前記介入デバイスが操作される、第３のステップと、を含む使用法。
  15. 前記イメージングシステムの前記第１のプロセッサは、前記介入プロセスの間に画像を生成する、請求項９〜１３の何れかに記載の前記介入システムの使用法。
  16. 前記イメージングシステムの前記第１のプロセッサは、前記介入プロセスの間にリアルタイムで画像を生成する、請求項１５に記載の前記介入システムの使用法。
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