JP2021501640A - 体内線量計を使用した近接照射療法の品質保証 - Google Patents

Abstract

複数の駆動ワイヤが駆動ユニットによって複数のガイドチューブ内で駆動される、近接照射療法治療のためのシステム及び方法が提供される。複数の駆動ワイヤは、少なくとも１つの放射性放射線源を駆動するための少なくとも１つの線源ワイヤと、放射線データを測定するための少なくとも１つの測定デバイスを駆動するための少なくとも１つの測定ワイヤとを備える。駆動ユニットは、制御ユニットによって制御され、当該制御することは、線源及び測定デバイスの位置をそれぞれ示す線源位置データ及び測定位置データを受信することと、それによって、これらの位置に従って駆動の制御を可能にすることとを有する。制御ユニットは、少なくとも１つの線源ワイヤと、少なくとも１つの測定ワイヤとを、互いに独立して駆動するように構成される。

Description

本発明は、治療プロセス中に体内線量測定（ＩＤ）を適用する、近接照射療法治療、特に高線量率（ＨＤＲ）近接照射療法治療のためのシステム、対応する方法、及びそれぞれのコンピュータプログラムに関する。より詳細には、品質保証（ＱＡ）のためにアフタローダデバイスなどのデバイスにＩＤを統合する可能性について取り扱われる。さらに具体的には、本発明は、近接照射療法で癌を治療するための放射性放射線源及び検出デバイスの配置及び駆動の計画、実行及び制御に関する。

（ＨＤＲ）近接照射療法において、癌又は腫瘍のような腫は、標的領域に放射線を照射することによって治療される。これにより、インプラントされたカテーテル又はチャネルを介して高放射性放射線源を移動させるために、遠隔アフタローダが使用される。アフタローダは、治療制御システム（ＴＣＳ）によって制御される。より具体的には、ＴＣＳは、近接照射療法計画をロードして、前記治療計画に従って、個々のカテーテル又はチャネルを介して、１つ又は複数の放射性放射線源を駆動するようにアフタローダに指示する。これまでのところ、そのような近接照射療法システムは、標的領域に照射する線量を認識せずに、放射性放射線源の配置のみを実行するように構成される。

より具体的には、現在のアプローチでは、アフタローダデバイスは、放射性放射線源の正確な３次元（３Ｄ）位置を監視することなく、放射性放射線源をカテーテル内の計画された位置に単に移動させるだけである。したがって、提供されるカテーテル内の計画された位置に関する位置検証はない。その結果、アフタローダデバイスは、実際の３Ｄ位置と、標的領域に照射された実際の線量を検証できない。さらに、２つのカテーテルの交換などの一般的な誤差シナリオを特定することは可能ではない。

したがって、現在の臨床アプローチ内では、実際に照射された放射線量は不明である。計画プロセス中に生じる誤差のみならず、放射線量の計画と、放射線量の照射との間の誤差など、いくつかの潜在的な誤差源にも関わらず、通常、照射された線量は（治療）計画と等しいと想定されている。これにより、計画プロセスは、カテーテルを位置合わせするための位置精度によって制限される。さらに、計画プロセスでは、線量吸収に関して、均質な媒体を想定している。それに加えて、計画後も、誤差が発生する場合がある。カテーテルの動きや、解剖学的構造の腫れは、そのような誤差を引き起こし得る。接続プロセス、照射プロセス、又は自発的／非自発的な患者の動きによって、カテーテルの動きが発生する場合がある。したがって、アフタローダシステムを使用した線量照射プロセスの品質保証（ＱＡ）は非常に制限される。

そのために、体内線量測定（ＩＤ）の導入により、より広範囲のＱＡが可能になる。ＩＤデバイスを使用する場合、ＱＡは、測定された線量（率）を、治療計画によって予想される線量（率）と比較することで構成される。

ＩＤは、標的領域の近くに小型センサを配置することを含む。これらのセンサは、放射線照射中の放射線量又は放射線量率を測定する。それにより、照射プロセスが検証され、実際に照射された線量が再構築されるべきであり、それにより、一般的な誤差が検出され得る。しかしながら、照射された線量は、しばしば、ある位置から別の位置への高い線量勾配を示し得る。したがって、放射性放射線源に対する測定デバイス（線量計）の位置と、放射性放射線源によって照射されたそれぞれの線量（率）とについて知ることは重要である。しかしながら、上記のように、位置の監視と検証は現在、近接照射療法では利用できない。そのため、体内線量測定を含むＱＡも同様に、実際に照射された線量（率）の不正確な評価につながる可能性のある特定の不正確さに悩まされている。

上記のように、放射線照射プロセスのＱＡは、現在かなり制限されている。したがって、本発明の目的は、近接照射療法治療のための改善されたシステム及び対応する方法を提供することである。ＱＡプロセスが成功するか否かは、測定デバイスの配置に依存し、これには、いくつかの考慮事項間のトレードオフが必要である。
− 計画された放射線量分布において空間勾配が高い領域には、測定デバイスの配置を避ける必要がある。そうしなければ、相対位置の小さな誤差によって、測定される放射線量は大きく乖離することになる。
− 時間の経過に伴う空間放射線量勾配の変化は、放射性放射線源の位置のシーケンスによって影響される。
− 測定デバイスは、すべての線源位置から照射される放射線量又は放射線量率を測定するのに十分な感度がない場合がある。したがって、治療計画に従って、低放射線量を示す領域を避ける必要がある。
− 特定の臓器の組織外傷による副作用を回避する必要がある。したがって、針を配置できない領域（いわゆる、立入禁止ゾーン又は立入禁止領域）を避ける必要がある。
− 標的臓器又はリスクのある臓器の近く又は内部の重要な領域において、高い信頼性のＱＡを優先する必要がある。したがって、センサ又は測定デバイスの配置は、許可されている場合、これらの領域に対して優先されるべきである。

この目的は、複数のガイドチューブ内の複数の駆動ワイヤを駆動するための駆動ユニットであって、複数の駆動ワイヤは、少なくとも１つの放射性放射線源を駆動するための少なくとも１つの線源ワイヤと、放射線データを測定するための少なくとも１つの測定デバイスを駆動するための少なくとも１つの測定ワイヤとを備える、駆動ユニットと、当該駆動ユニットを制御するための制御ユニットとを備える近接照射療法治療のためのシステムによって達成され、制御することは、少なくとも１つの線源ワイヤによって駆動される少なくとも１つの放射性放射線源の、少なくとも１つの追跡された線源位置を示す線源位置データを受信することと、少なくとも１つの測定ワイヤよって駆動される少なくとも１つの測定デバイスの、少なくとも１つの追跡された測定位置を示す測定位置データを受信することとを有し、駆動ユニットは、少なくとも１つの線源ワイヤと、少なくとも１つの測定ワイヤとを、互いに独立して駆動するように構成される。

本発明によれば、１つ又は複数の駆動ワイヤを備えた近接照射療法治療のためのシステムが提供される。このシステムでは、１つ又は複数の放射性放射線源及び１つ又は複数の測定デバイスが、駆動ワイヤに取り付けられ、互いに独立して、それぞれのガイドチューブ内で駆動される。少なくとも１つの放射性放射線源と、少なくとも１つの測定デバイスとを、互いに独立して駆動することにより、測定デバイスの信号対雑音比（ＳＮＲ）を大幅に改善することができる。これにより、少なくとも１つの線源と、少なくとも１つの測定デバイスとを、互いに独立して駆動することは、特に同時に実行され得、すなわち、線源の駆動及び測定デバイスの駆動が、同時ではあるが、異なる方式で、すなわち、異なる加速度、異なる速度などで実行されることが理解されるものとする。

さらに、１つ又は複数の線源及び／又は１つ又は複数の測定デバイスの位置について明確に知ることは有益であり得る。したがって、近接照射療法治療中の少なくとも１つの線源の位置を示す線源位置データを、制御ユニットに提供することが提案されている。このコンテキストでは、線源位置データという用語は、線源の位置、特にガイドチューブ内の位置を導出できるあらゆる種類のデータを称することができる。いくつかの実施形態では、線源位置データは、線源の線源位置を追跡するように構成されたそれぞれの追跡ユニットから、制御ユニットに提供され得る。この追跡は、ガイドチューブ内の線源の駆動中に実行されてもよい。これにより、線源を標的領域の方向に移動させながら追跡を行うことができる。さらに、追跡は、代替的又は追加的に、治療プロセス自体の間に、すなわち、線源が標的領域を照射するように配置されている間に実行されてもよい。

代替的又は追加的に、治療中、少なくとも１つの測定デバイスの位置を示す測定位置データは、制御ユニットに提供されてもよい。特に、測定位置データという用語は、特に、ガイドチューブ内の測定デバイスの位置を導出できるあらゆる種類のデータを称することができる。いくつかの実施形態では、測定位置データは、線源及び／又は測定デバイスの位置の蛍光透視記録を使用するなど、確立された追跡方法を使用して取得することもできる。

線源位置データ及び測定位置データをそれぞれ取得することによって、位置についての情報により、位置制御機構が可能になり、２つの独立して駆動されるワイヤが、同時に動いている間に干渉することを回避するので、特に、線源ワイヤと測定ワイヤとを、互いに独立して一度に、つまり同時に駆動することが可能になる。

本コンテキストでは、近接照射療法治療という用語は、一般に、腫に近い領域における患者（例えば、動物のヒト）の体内に、放射性放射線源を配置することによる、腫（例えば、腫瘍又は癌）の治療を称する。そのような領域は、標的領域又は関心領域（ＲＯＩ）として示され得る。近接照射療法治療は、針又はインプラントを、患者の体内及び／又は体外に、恒久的又は一時的に配置することによって行うことができる。そのような針又はインプラントは、放射性放射線源を運ぶことができ、近接照射療法治療のために患者に挿入されたデバイスの場所測定をサポートし得るか、又は他の臨床関連手法で近接照射療法の実行者をサポートし得る。それに加えて、近接照射療法治療は、腫を治療するために、（古典的な）外部放射線療法によってサポートされることがよくある。

近接照射療法治療という用語は、特に、低線量率（ＬＤＲ）近接照射療法、パルス線量率（ＰＤＲ）近接照射療法、高線量率（ＨＤＲ）近接照射療法、或いは、ＬＤＲ、ＰＤＲ、又はＨＤＲの組合せを称することができる。

ＨＤＲ近接照射療法治療は、患者への１つ又は複数のガイドチューブの挿入を含む。続いて、放射性放射線源が取り付けられたガイドチューブ内で駆動ワイヤが駆動される。これらの放射性放射線源は、特に、例えば、Ｉｏｄ−１２５又はＩｒｉｄｉｕｍ−１９２などの高放射性線源であり得る。

ＨＤＲ近接照射療法とは対照的に、ＬＤＲ近接照射療法治療は、患者の体内の固定位置に、より少ない放射性放射線源を、より長い時間沈着させることを有する。したがって、線源は治療セッションごとに新たに導入されるのではなく、むしろ患者の体内に留まり、標的領域の方向に放射線を連続的に放出する。

最後に、ＰＤＲ近接照射療法治療は、ＨＤＲ又はＬＤＲ近接照射療法治療の両方として実行されてもよい。しかしながら、ＰＤＲ近接照射療法中は、放射線がパルスで照射される。

改良されたＱＡプロセスは、線源に加えてそれぞれの測定デバイスを、ガイドチューブに導入することによって、及び、測定デバイス及び線源を、駆動ユニットによって独立して駆動することによって実施される。このコンテキストでは、駆動ユニットという用語は、特に、複数のガイドチューブ内の複数の駆動ワイヤを駆動するように構成されたシステム内のユニット又はモジュールを称することができる。これにより、駆動ユニットは、通常、制御ユニットによって制御され得る。

さらに、測定デバイスという用語は、通常、測定デバイスの近くの患者の体内の特定の場所で発生する放射線データを測定することができる体内線量測定（ＩＤ）用の小型センサを称することができる。これにより、測定デバイスは、特に、以下の技術のうちの１つ又は複数によって実施され得る。
− 金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）。
− 熱ルミネセンス線量計（ＴＬＤ）。
− プラスチックシンチレーション線量計。
− ダイヤモンド検出器。
− ラジオクロミック線量測定材料。

測定デバイスによって獲得された測定結果は、本明細書では放射線データとして示される。そのコンテキストでは、放射線データは、特に（局所的な）放射線量及び／又は線量率（時間間隔当たりの線量）を称することができる。通常は制御ユニットへの後続する放射線データの送信は、ワイヤレス方式で、又は、有線接続を介してのいずれかで実行することができる。

さらに、駆動ワイヤという用語は、放射性放射線源及び／又は測定デバイスを、患者に挿入されたガイドチューブ内の特定の位置に移動させるためのワイヤを称する。そのような移動を確立するために、線源及び／又は測定デバイスは各々、それぞれの駆動ワイヤに取り付けられる。この取り付けは、恒久的又は一時的であり得る。その点で、線源が取り付けられる駆動ワイヤは、通常、線源ワイヤと称され得る。同様に、測定デバイスを駆動するための駆動ワイヤは、測定ワイヤと称され得る。これにより、駆動ワイヤは、線源及び測定デバイスの両方を駆動するのに適している場合があるか、又は、専用の方式で実施され得、すなわち、線源及び／又は測定デバイスのみを駆動するのに適するように駆動ワイヤが実施され得る。十分な可動性を得るために、駆動ワイヤは通常、可撓性であり得る。

そのために、駆動ワイヤは、単に駆動目的のために、すなわち、ガイドチューブを通して線源及び／又は測定デバイスを駆動するために実施され得る。代替的又は追加的に、駆動ワイヤは、駆動ワイヤの長さに沿った１つの位置から、有線接続を介して、駆動ユニットを通って制御ユニットに電気信号を伝送できるワイヤとして実施され得る。駆動ワイヤは、特に、測定デバイスから制御ユニットへ放射線データを送信するために使用され得る。駆動ワイヤと制御ユニットとの間の信号接続は、双方向であり得、すなわち、信号はまた、制御ユニットから測定デバイスへ、及び／又は、駆動ワイヤに取り付けられた線源へ送信され得る。

駆動ワイヤは、それぞれのガイドチューブによって案内される。このコンテキスト内におけるガイドチューブは、線源及び／又は測定デバイスを、標的領域の方向に移動させるために、患者の組織に挿入される、医学的治療のために使用するのに適したプラスチック製又は他の任意の材料でできたカテーテル又はチャネルを称することができる。ガイドチューブの終端部分は、丸みを帯びているか、尖っていてもよく、又は、ガイドチューブが、自然のオリフィスを通して、又は血管内へのように、どのようにどこに挿入されるかに応じて、針であってもよい。

各ガイドチューブは、このガイドチューブ内の駆動ワイヤが、その所定の（計画された）位置に案内されるように配置される。所定の位置へのこの移動は、特に、場所、速度、及び加速度などのそれぞれの所定の移動パラメータに従って定義することができる。これにより、ガイドチューブは、通常、駆動ユニットの一部として提供され得るインデクサの開口部に取り付けられ得る。

インデクサは、特に、駆動ワイヤが駆動ユニットから出ることができる１つ又は複数の開口部を備え得るモジュール又はユニットとすることができる。インデクサのこれら開口部には、取り付けられたガイドチューブの（視覚的な）インデクス付けを実行するために、ラベル付けをすることができる。インデクサはさらに、制御ユニットに接続可能であってもよい。これにより、制御ユニットには、前記ラベル付けによって識別されるように、どの特定の駆動ワイヤがどの特定のガイドチューブ内で駆動されるかに関する情報が提供され得る。

追加的又は代替的に、駆動ワイヤのラベル付けは、特に、相対的なラベル付けを称することができる。相対的なラベル付けは、例えば、放射性放射線源を駆動するための１つの線源ワイヤと、その線源から放出される放射線を測定する対応する測定デバイスを駆動するための１つの測定ワイヤとのように、複数の特定の駆動ワイヤ間の関係を示す。したがって、インデクサは、測定デバイスと放射性放射線源との関係、複数の線源と１つ又は複数の測定デバイスとの関係、複数の測定デバイスと１つ又は複数の線源との関係、及び／又は、複数の放射性放射線源の互いの関係を提供するように構成され得る。要約すると、実施形態のインデクサは、インデクス（開口部に関連し、ラベル付けによって示される）、及び／又は、１つのマルチインデクスを（同様に、開口部に関連し、ラベル付けによって示される）各駆動ワイヤに割り当てる。

そのために、インデクサは、幾何学的形状、開口部の数、ラベル付け、及び／又は、開口部の配置が異なり得る。いくつかの実施形態では、インデクサのすべての変形が、同じ駆動ユニットに取り付け可能であり得る。システム動作中、すべての開口部にガイドチューブを設ける必要はない。むしろ、駆動ワイヤの数及び駆動ワイヤの種類は、治療計画に従って特定の目的のために個別に選択され得る。

動作中、線源及び／又は測定デバイスは、互いに独立して駆動され得る。少なくとも１つの放射性放射線源及び／又は少なくとも１つの測定デバイスを、互いに独立して駆動することは、特に、以下のうちの１つ又は複数、すなわち、
− 少なくとも１つの放射性放射線源の空間位置を変更するが、この放射性放射線源に対する、少なくとも１つの測定デバイスの空間位置は変更されないままであること、及び／又は、
− 少なくとも１つの測定デバイスの空間位置を変更するが、この測定デバイスに対する、少なくとも１つの放射性放射線源の空間位置は変更されないままであること、及び／又は、
− 少なくとも１つの放射性放射線源の空間位置を変更するが、この放射性放射線源に対する、少なくとも１つの測定デバイスの空間位置も変更し、これによって、変更することは、特に、少なくとも１つの放射性放射線源と、少なくとも１つの測定デバイスとの間で、異なるように実行され得ること、を有することができる。

その点に関して、空間位置を変更することは、３Ｄ位置の変更、及び／又は、速度の変更、及び／又は、線源及び／又は測定デバイスの加速度の変化を有し得る。

システムはさらに、例えば、治療制御システム（ＴＣＳ）の一部として実施され得る制御ユニットを備える。これにより、それぞれの測定値は、制御ユニットによって取得（及び記憶）され得る。実際の近接照射療法治療の前に、治療計画が、各患者のために個別に導出される。そのために、治療計画を導出することは、特に、標的領域に照射される線量を決定することを有し得る。その後、治療計画は、制御ユニットに提供され得、制御ユニットは、その後、治療計画に基づいて、いくつの放射性放射線源が使用され、放射性放射線源がどこに配置されるべきかを導出し得る。さらに、制御ユニットは、測定デバイスの数及び位置を導出し得る。制御ユニットは、この情報を使用して駆動ユニットを制御し、線源及び／又は測定デバイスの各々について決定されたそれぞれの位置に駆動ワイヤを駆動することができる。最後に、制御ユニットを使用し、測定された線量及び／又は線量率を、治療計画にしたがう線量及び／又は線量率と比較することもできる。

制御ユニットの動作は、治療計画に従って自動的に、治療計画にしたがう自動制御と、ユーザによる手動制御との相互作用によって、及び／又は、手動制御によって実行され得る。これにより、手動制御は、通常、自動制御よりも優先される場合がある。

そのために、制御ユニットは、特に、ユーザによって提供される入力のための手動入力手段に接続され得る。より具体的には、手動入力手段は、所望の３Ｄ線量分布のための情報及び／又は制御コマンドを入力するために提供され得る。これらの入力は、その後、制御ユニット及び／又は駆動ユニットに送信され得る。さらに、制御は、ユーザと放射性放射線源との間の十分な距離を得るために遠隔で実行され得、それによって、ユーザのセキュリティを向上させる。

新たなシステムは、線量照射中に、照射される放射線量と、測定デバイス及び／又は放射性放射線源の場所との動的制御を可能にする。その結果、より広範囲の治療品質保証（ＱＡ）が達成される。

システムは、特に、治療制御システム（ＴＣＳ）を備えた遠隔アフタローダシステムとして実施され得る。ＴＣＳには、照射された放射線量及び／又は放射線量率を検証できる処理ソフトウェアが装備され得る。そのようなシステムは、実際に照射された放射線量を、動的かつリアルタイムに再構築できる場合がある。

代替的又は追加的に、測定デバイス及び／又は放射性放射線源を配置するための場所を最適化できる自動化された方法が提案される。自動化された方法は、測定デバイス、放射性放射線源、針及び／又はインプラントシーケンスの同時最適化を含めることによって拡張でき、これらはすべてＱＡのサポートに使用される。記載された方法は、ＴＣＳ又は近接照射療法の計画、制御、及び検証システムに統合することができる。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの線源ワイヤ及び／又は少なくとも１つの測定ワイヤは、少なくとも１つのハイブリッドガイドチューブ内で駆動される。

通常、放射性放射線源のサイズは、測定デバイスのサイズとは異なり得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、ガイドチューブは、線源と測定デバイスとの両方を収容するのに適している場合がある。これらのガイドチューブは、ハイブリッドガイドチューブと称される。これらのハイブリッドガイドチューブでは、線源が取り付けられた線源ワイヤと、測定デバイスを運ぶ測定ワイヤとが、同じハイブリッドガイドチューブに同時に入ることを防ぐために、駆動ワイヤの協調駆動が必要である。したがって、駆動ユニット及び制御ユニットは、それぞれの衝突制御を実施するように調整され得る。

いくつかの実施形態では、複数のガイドチューブは、少なくとも１つの線源ガイドチューブ及び少なくとも１つの測定ガイドチューブを備え、少なくとも１つの線源ワイヤは、少なくとも１つの線源ガイドチューブ内で駆動され、少なくとも１つの測定ワイヤは、少なくとも１つの測定ガイドチューブ内で駆動される。

いくつかの実施形態では、ガイドチューブは、測定デバイスのサイズ及び線源のサイズの両方に適さない場合がある。これらの場合、専用チャネルや専用カテーテルなどの専用ガイドチューブを用意する必要がある。このコンテキストでは、測定ガイドチューブは、測定デバイスを移動させる測定ワイヤを案内し、それにより、測定ガイドチューブ内で線源ワイヤが駆動されないようにするための専用のガイドチューブを称し得る。次に、線源ガイドチューブという用語は、放射性放射線源を移動させる線源ワイヤを案内するための専用のガイドチューブを称し得る。したがって、１つ又は複数の放射性放射線源のすべて又はいくつかは、少なくとも１つの線源ワイヤに取り付け可能であり、１つ又は複数の線源ガイドチューブ内で駆動されるように適応され、１つ又は複数の測定デバイスのすべて又は一部は、少なくとも１つの測定ワイヤに取り付け可能であり、１つ又は複数の測定ガイドチューブ内で駆動されるように適応される。

治療計画に応じて、線源の数、物理的サイズ、及び放射線強度、及び／又は、測定デバイスの数、物理的サイズ、及び／又は強度は、異なり得る。放射性放射線源の放射線強度は通常、線源から放出される放射線の量を称し、通常は、ベクレル（Ｂｑ）で測定されるが、組織に照射される線量は通常、グレイ（Ｇｙ）又はシーベルト（Ｓｖ）で測定される。測定デバイスの強度は、放射線測定のための測定デバイスの感受性及び精度として定義することができる。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの線源ワイヤと、少なくとも１つの測定ワイヤとを、互いに独立して駆動することは、少なくとも１つの測定ワイヤによって駆動される少なくとも１つの測定デバイスを、少なくとも１つのガイドチューブ内に固定された測定位置に配置している間、複数のガイドチューブのうちの少なくとも１つのガイドチューブ内の複数の線源位置に沿って、少なくとも１つの線源ワイヤによって駆動される少なくとも１つの放射性放射線源を移動させることを有する。

代替的又は追加的に、少なくとも１つの線源ワイヤと、少なくとも１つの測定ワイヤとを、互いに独立して駆動することは、複数のガイドチューブのうちの少なくとも１つのガイドチューブ内の複数の線源位置に沿って、少なくとも１つの線源ワイヤによって駆動される少なくとも１つの放射性放射線源を移動させることと、少なくとも１つのガイドチューブの長手方向軸に沿った複数の測定位置に沿って、少なくとも１つの測定ワイヤによって駆動される少なくとも１つの測定デバイスを移動させることとを有する。

代替的又は追加的に、少なくとも１つの線源ワイヤと、少なくとも１つの測定ワイヤとを、互いに独立して駆動することは、複数のガイドチューブのうちの少なくとも１つのガイドチューブ内に固定された線源位置に、少なくとも１つの線源ワイヤによって駆動される少なくとも１つの放射性放射線源を配置することと、少なくとも１つのガイドチューブの長手方向軸に沿った複数の測定位置に沿って、少なくとも１つの測定ワイヤによって駆動される少なくとも１つの測定デバイスを移動させることとを有する。

上記のように、いくつか又はすべての駆動ワイヤは、互いに独立して駆動され得る。これにより、駆動ワイヤは、ガイドチューブの長手方向軸に沿って移動される。このコンテキストでは、駆動ワイヤの独立した駆動という用語は、駆動ワイヤのすべて又は一部の位置が不変のままである状況、又は、駆動ワイヤのすべて又は一部が、（ａ）同じ速度及び同じ加速度で、（ｂ）異なる速度及び同じ加速度で、（ｃ）同じ速度及び異なる加速度で、又は（ｄ）異なる速度及び異なる加速度で、同時に駆動される状況を称し得ると理解されるものとする。全体として、１つの駆動ワイヤの空間内の移動の手法は、空間内の他のいずれの駆動ワイヤの移動の手法にも影響を与えない。

したがって、いくつかの実施形態では、少なくとも１つの線源は、線源によって放出された放射線を測定するように配置された少なくとも１つの対応する測定デバイスが、固定位置に維持されている間、それぞれの駆動ワイヤによってガイドチューブの長手方向軸に沿った複数の線源位置に沿って移動され得る。これにより、固定位置という用語は、測定デバイスが、ガイドチューブ内の特定の測定位置に駆動され、近接照射療法治療セッション中、又は前記近接照射療法治療セッション中の所定の時間間隔の間、この位置に留まる状況を称する。測定デバイスを固定位置に設けることにより、測定中の制御機構の簡素化を達成することができる。その点に関し、測定デバイスを固定位置に設ける場合、十分な線量を有する固定位置を選択する必要がある。さらに、強い線量勾配を有する位置を選択することを控えるべきである。

したがって、少なくとも１つの測定デバイスは、代替的に、又は、固定位置に維持することに加えて、例えば、特定の時間間隔の間、近接照射療法治療セッション中に移動され得る。これにより、少なくとも１つの測定デバイスは、特に、測定デバイスが挿入されたガイドチューブの長手方向軸に沿って整列した複数の測定位置に沿って、測定ワイヤによって駆動される。このコンテキストでは、測定位置という用語は、少なくとも１つの放射線データ値が、測定デバイスによって獲得される位置を称する。

いくつかの実施形態では、関連する測定デバイスを、ガイドチューブの長手方向軸に沿った複数の測定位置に沿って駆動しながら、少なくとも１つの放射性放射線源を、固定位置に維持することも可能であり得る。この状況では、少なくとも１つの線源は、それぞれの線源ワイヤによって、事前定義された線源位置まで駆動され、近接照射療法セッション中、この位置に維持される。線源が固定された線源位置に維持されている間に、測定デバイスが移動され、したがって複数の測定位置において、複数の放射線データ値を獲得する実施形態は、標的領域に沿った線量分布の簡単な測定を可能にする。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの線源追跡デバイスが、少なくとも１つの線源に近接して配置される。その後、線源位置データが、少なくとも１つの線源追跡デバイスによって取得された線源追跡情報から導出される。さらに、少なくとも１つの測定追跡デバイスは、少なくとも１つの測定デバイスに近接して配置され、それによって、測定位置データは、少なくとも１つの測定追跡デバイスによって取得された測定追跡情報から導出される。

このコンテキストでは、近接という用語は、線源及び／又は測定デバイスが、追跡デバイスによって追跡され得る、線源及び／又は測定デバイスに十分に近い領域を称する。いくつかの実施形態では、追跡デバイスは、それぞれの駆動ワイヤ上の線源及び／又は測定デバイスに隣接して配置され得る。いくつかの実施形態では、追跡デバイスは、線源及び／又は測定デバイスに取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、追跡デバイスは、線源及び／又は測定デバイスに組み込まれ得る。

追跡デバイスは、特に追跡センサとして実施され得る。これにより、線源追跡デバイスは、特に、少なくとも１つの線源を追跡するための追跡デバイスを称し得、測定追跡デバイスは、少なくとも１つの測定デバイスを追跡するための追跡デバイスを称し得る。追跡デバイスは、特に、患者の体内の追跡された線源及び／又は追跡された測定デバイスの３次元の場所を示す追跡情報を獲得するように構成され得る。

いくつかの実施形態では、外部追跡ユニットがさらに実施され得る。そのような外部追跡ユニットは、特に、磁場を生成するための磁場発生器であり得る。このように生成された磁場は、追跡センサ内に磁場を誘導し、それによってこれらのセンサの追跡を可能にする。例えば、光ファイバ追跡技術、放射線写真技術、ＣＴスキャン、及び／又は、磁気共鳴イメージングなどの他の追跡技術も、システムの１つの実施形態のために実現され得る。

線源追跡デバイスによって取得された追跡情報は、線源の位置を示す線源位置データを導出するために使用され得る。これは、例えば、複数の追跡値を収集し、前記追跡値に基づいて、全駆動シーケンス中の線源の線源位置を導出することによって実行され得る。同様に、測定追跡デバイスによって取得された追跡情報を使用して、測定位置データを導出することができる。

いくつかの実施形態では、線源追跡情報、測定追跡情報、線源位置データ、及び／又は、測定位置データは、制御ユニットによって、コンピューティングユニットによって、及び／又は、ＴＣＳによって使用され得る放射線データとともに使用され、３次元放射線量分布を計算する。

いくつかの実施形態では、システムは、少なくとも１つの線源及び／又は少なくとも１つの測定デバイスの所望の位置が、ユーザによってシステムに入力され得るように実施され得る。その後、線源位置データ及び／又は測定位置データを使用して、線源及び／又は測定デバイスを、それぞれの位置に駆動することができる。これにより、線源位置データ及び／又は測定位置データは、特にリアルタイムで計算され得、したがって、実際の線源位置及び／又は測定位置が取得され得る。

いくつかの実施形態では、制御ユニットによって制御することは、少なくとも１つの測定位置において、少なくとも１つの測定デバイスによって測定された放射線データを受信することと、放射線データに基づいて、少なくとも１つの放射性放射線源によって照射された線量の線量分布データを導出することとをさらに有する。さらに別の実施形態によれば、制御ユニットによって制御することは、線量分布データを、治療計画に基づいて予測されたそれぞれの予測線量分布データと比較することと、線量分布データと予測線量分布データとが、事前定義された許容範囲まで互いに乖離する場合、少なくとも１つの指示をトリガすることとをさらに有する。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの測定デバイスによって測定された放射線データは、標的領域における線量分布のそれぞれの線量分布データを計算するために使用される。このコンテキストでは、線量分布データという用語は、単一の位置について決定された線量を含み得ると理解されるものとする。追加的又は代替的に、線量分布データは、照射された標的領域内の複数の位置の線量の分布を含む。

いくつかの実施形態では、予測線量分布は、治療計画によって予想される。このコンテキストでは、治療計画という用語は、患者のために導出される近接照射療法治療の計画を称すると理解されるものとする。近接照射療法治療の治療計画は、特に、近接照射療法治療の前に決定され得る（事前決定された計画）か、又は近接照射療法治療中に適応され得る（再スケジュールされた計画）。そのような適応は、例えば誤差のシナリオが発生した場合に必要になり得るか、或いは、測定データによる場合には、近接照射療法治療の適応が必要になる。治療計画は、計画ユニットにおいて導出され得る。計画ユニットは、有線接続及び／又はワイヤレスによって、制御ユニットと通信することができる。治療計画は特に、患者における腫に適用されるべきである予測線量分布、前記予測線量分布及び／又は予測線量率の時間枠、並びに、それらの分布を備え得る。

予測線量分布は、測定デバイスによる測定から決定された線量分布と比較され得ることが理解されるものとする。測定された線量分布と予測線量分布とを表現するそれぞれのデータセット両方を比較することによって実行される、測定された線量分布と予測線量分布とのこの比較は、特に、治療計画の上記の適応が必要であり得る、特定の誤差シナリオ及び／又は状況を特定することを可能にし得る。

より具体的には、そのような比較から、測定された及び予測された線量（分布）が互いに乖離していることが判定され得る。そのような乖離は、放射性放射線源及び／又は測定デバイスの誤配置を示し得る。例として、そのような乖離は、ガイドチューブ又はチャネルが切り替えられ、現在、線源が、誤ったガイドチューブ（例えば、測定デバイス又はまったく異なるガイドチューブに使用されることが想定されているガイドチューブ）内で駆動されていることを示す可能性がある。さらなる例として、線源によって放出された放射線がより強く吸収されるか、又は計画通りに吸収されないため、治療計画の適応が必要であるという比較から導出される可能性がある。

測定された線量分布と、予測線量分布との比較によって、そのような誤差検出を実行するとき、測定された線量分布を導出する際の測定及び計算の誤差が考慮されるべきである。つまり、実際には、測定された線量分布は、予測線量分布から、それぞれの分布差分まで、自然に乖離する。

この分布差分は、誤差検出のためのしきい値として使用されてもよい。分布差分が、事前定義された許容範囲内にある場合、治療は、治療計画から乖離することなく継続する。分布差分が、事前定義された許容範囲内にない場合、治療は、適応された、又は再スケジュールされた治療計画を継続し得るが、及び／又は、誤差を提示する可能性がある。

いくつかの実施形態では、この提示は、特に、少なくとも１つの指示をトリガすることによって実行され得る。そのような指示は、特に、可聴又は可視の警報であり得る。この警報は、分布差分が、事前定義された許容範囲内にないことを示す場合がある。その後、ユーザは、どのようにして進めるか、又は治療をキャンセルすべきか否かを決定し得る。

いくつかの実施形態では、制御ユニットによって制御することは、治療計画によって予想される予測線量分布から取得される予測線量分布データに基づいて、少なくとも１つの測定ワイヤの少なくとも１つの測定位置を最適化することをさらに有する。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの測定位置の最適化は、測定デバイスの複数の候補位置を特定することと、線量分布データを取得するために、治療計画に基づいて、複数の候補位置の各々について予測線量分布を予測することと、複数の候補位置から、予測線量分布データに適用されるペナルティ法を使用して、少なくとも１つの測定位置を決定することとをさらに有する。

いくつかの実施形態では、測定位置の位置最適化は、それぞれの予測線量分布データから導出されるような予測線量分布に基づいて実行されてもよい。すなわち、最良の測定結果が取得され得る領域にあるように、測定位置が選択され得る。いくつかの実施形態では、この最適化は、測定デバイスを配置し、これらの位置の各々の線量分布を決定するための潜在的な候補であり得る１つ又は複数の位置の導出を含む。その後、予測線量分布データを使用してペナルティ法を適用することにより、測定位置が決定され得る。

より具体的には、いくつかの実施形態では、少なくとも１つの測定デバイスの最適な配置を計算する計画ユニットが使用される。最適化のために、標的領域、関心領域、又はリスクのある臓器内又はその近くの測定デバイスの上記の候補位置が特定され、これらは、治療照射のために使用される針、インプラント、又はガイドチューブによってまだ取得されておらず、立入禁止ゾーンにない。

その後、モジュールは、測定デバイスの複数の候補位置から得られるトラックを使用して、前記トラックに沿った各候補位置の予測線量又は線量率を計算する。これにより、ペナルティ法を適用した数値最適化が使用される。したがって、測定デバイスの要件は、一連の代表的なペナルティ関数に変換される。これらのペナルティ関数を、（加重）合計で使用して、最適化ソフトウェアによって最適化されるオブジェクト関数を定式化できる。

このコンテキストでは、少なくとも１つの測定デバイスの測定位置を最適化するために、以下のペナルティ関数を特に使用することができる。

予測線量分布において空間勾配が高い領域に測定デバイスを配置することは、各候補位置での最終計画における空間勾配振幅を計算することによってペナルティを受ける。より高いペナルティが必要な場合は、二乗勾配の大きさを使用することを選ぶか、最終計画において、空間勾配のｘ、ｙ、及びｚ成分の合計又は最大値を考慮することができる。

予測線量分布において線量又は線量率が低い領域に測定デバイスを配置することは、最小許容レベルと、線量又は線量率の予測レベルとの差分を計算することによってペナルティを受ける。別の定式化では、この差分を、（片側）２次以上の多項式、指数関数、又はヘヴィサイド関数で置き換えることができる。

候補位置とそのような関心領域との間の距離を計算することにより、関心領域に近い測定位置が優先される。別の定式化では、この距離を（片側）２次以上の多項式、指数関数、又はヘヴィサイド関数で置き換えることができる。

さらに、このペナルティ関数の変動は、計画された線量分布における極小／極大までの距離を計算して、最も重要な場所で線量又は線量率が測定されるような測定位置を提案することによって定式化できる。

ペナルティ関数は、加重和を使用してオブジェクト関数に結合することができる。問題となっている個々の態様間のバランスを変えるために、（自動的に、及び／又は、ユーザによって）重み付けを割り当てることができる。

コア最適化方法は、測定デバイスを解空間を介して移動させることにより、完全なオブジェクト関数を最小化する。このコア方法は、あらゆる数値最適化技術に依存できる。最適化方法は特に、以下、すなわち、
− 貪欲最適化、
− 勾配ベースの最適化（例えば、Ｐｏｗｅｌ探索、共役勾配法、又はより高度な（ｌ−）ＢＦＧＳ法）、
− 確率的最適化（例えば、焼きなまし法又は遺伝的アルゴリズム）、のいずれかを使用して実施できる。

誤差シナリオを特定できることをサポートするために、例えば、計画に従って予想される予測線量又は線量率信号と、ガイドチューブが誤って接続されている場合における線量又は線量率信号との相関を計算するような、別のペナルティ関数が導入されてもよい。これは、誤差が発生した場合に、測定値が最も変化する場所に解を移動させる。この場合も、代替的な定式化により、（片側）２次以上の多項式、指数関数、又はヘヴィサイド関数の相関を置き換えることができる。さらに、相関測定を使用する代わりに、単純な差分測定又はより高度な相互情報測定に依存することができる。

さらなる態様によれば、近接照射療法治療の方法が提供され、この方法は、制御ユニットによって制御される駆動ユニットによって、複数のガイドチューブ内の複数の駆動ワイヤを駆動するステップであって、複数の駆動ワイヤは、少なくとも１つの放射性放射線源を駆動するための少なくとも１つの線源ワイヤと、放射線データを測定するための少なくとも１つの測定デバイスを駆動するための少なくとも１つの測定ワイヤとを含む、駆動するステップと、少なくとも１つの線源ワイヤによって駆動される少なくとも１つの放射性放射線源の、少なくとも１つの追跡された線源位置を示す線源位置データを受信するステップと、少なくとも１つの測定ワイヤによって駆動される少なくとも１つの測定デバイスの、少なくとも１つの追跡された測定位置を示す測定位置データを受信するステップであって、駆動ユニットは、少なくとも１つの線源ワイヤと、少なくとも１つの測定ワイヤとを、互いに独立して駆動するように構成される、受信するステップとを有する。いくつかの実施形態では、制御するステップは、少なくとも１つの測定位置において、少なくとも１つの測定デバイスによって測定された放射線データを受信するステップと、少なくとも１つの放射性放射線源によって照射された線量の線量分布データを、放射線データに基づいて導出するステップとをさらに有する。

さらなる態様では、処理ユニットによって実行されると、本発明による方法ステップを実行するように適応され、上記のシステムを制御するためのコンピュータプログラムが提供される。さらに別の態様では、上記で引用したコンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ可読媒体が提供される。

近接照射療法治療のためのシステムは、処理ユニットによって実施され得ることが理解されるものとする。これにより、駆動ユニット、制御ユニット、計画ユニット、警報ユニット、視覚化ユニット、手動制御ユニット、送信ユニット、及び外部測定ユニットは、処理ユニット内のモジュールとして実施され得る。これらのモジュールの機能は、特に、それぞれのアルゴリズムによって実施され得る。このアルゴリズムは、特に、前記モジュールを含む前記処理ユニットにおいて実施される機械学習アルゴリズムを使用して実施され得る。

請求項１に記載のシステム、請求項１３に記載の方法、請求項１４に記載のコンピュータプログラム、及び請求項１５に記載のコンピュータ可読媒体は、特に、従属請求項において定義されるように、類似及び／又は同一の好ましい実施形態を有することが理解されるものとする。

本発明の好ましい実施形態は、従属請求項又は上記の実施形態と、それぞれの独立請求項との任意の組合せとすることができると理解されるものとする。

本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施形態を参照して明らかになり、解明されるであろう。

実施形態による高線量率の近接照射療法治療のためのシステムを概略的に示す図である。 ガイドチューブ１２３が取り付けられたインデクサ１０７を概略的に示す図である。 実施形態による高線量率の近接照射療法の方法を概略的に示す図である。

図面における説明は概略的である。異なる図面において、類似又は同一の要素には同じ参照番号が付されている。

図１は、高線量率の近接照射療法治療のためのシステム１０１を概略的に表す。システム１０１は、駆動ユニット１０２を備える。駆動ユニット１０２は、アフタローディングデバイスすなわちアフタローダであり得る。駆動ユニット１０２は、１つ又は複数の駆動ワイヤ１０６を駆動するように構成される。例示的な実施形態では、３つの駆動ワイヤ１０６ｂ、１０６ｃ、及び１０６ｄが視覚化されている。駆動ワイヤ１０６ｂ、１０６ｃ、及び１０６ｄは、駆動ユニット１０２内の１つ又は複数の取付具１０３に個別に取り付けられる。駆動ワイヤ１０６ｂ、１０６ｃ及び１０６ｄは、少なくとも１つの開口部１２０を通って駆動ユニット１０２を出る。１つの特定の駆動ワイヤ１０６の関連する長さは、取付具１０３と駆動ワイヤの終端部分１０６ｘとの間の駆動ワイヤの長さとして定義され得る。１つの駆動ワイヤ１０６の駆動は、駆動ワイヤ１０６の長さを変化させること、すなわち、駆動ユニットの外側の駆動ワイヤ１０６ｂ、１０６ｃ、及び１０６ｄの終端部分１０６ｘの空間位置を変更すること、又は、駆動ワイヤの終端部分１０６ｘを、それぞれの開口部１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄを通って駆動ユニット１０２に戻すことを有する。取付具１０３は、駆動ワイヤ１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄを機械的に駆動するためのそれぞれの駆動機構を備え得る。この駆動は、特に、駆動ワイヤのすべて又は少なくともサブセットに対して同時に実行することができ、すなわち、駆動ワイヤのすべて又は少なくともサブセットが同時に駆動されるが、互いに独立した方式で駆動される。

したがって、駆動ワイヤ１０６ｂ、１０６ｃ、及び１０６ｄのうちの少なくとも２つは、互いに独立して駆動され得る。すなわち、１つの駆動ワイヤ１０６ｂの長さは変化しないままであり得るが、同時に、別の駆動ワイヤ１０６ｃの長さは変化するか、或いは、代替的又は追加的に、両駆動ワイヤ１０６ｂ、１０６ｃの長さは、異なる速度及び／又は加速度で変化する。駆動ワイヤ１０６ｂ、１０６ｃ、及び１０６ｄの空間移動の方向は、図１において直線矢印←→によって概略的に視覚化されている。

システム１０１はさらに、接続１１５を介して取付具１０３に接続され、駆動ワイヤ１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄの駆動を制御する制御ユニット１０５を備える。接続１１５は、特に、制御信号を駆動ユニット１０２の取付具１０３に送信するための信号接続であり得る。これらの制御信号により、駆動ユニット１０２は、取付具１０３を介して、制御ユニットによって示されるそれぞれの位置まで駆動ワイヤを駆動する。そのために、制御ユニット１０５は、特に、所望の治療に従って、制御信号を生成する治療制御システム（ＴＣＳ）であり得るか、又はＴＣＳに接続され得る。図１による例示的な実施形態では、制御ユニット１０５は、駆動ユニット１０２の一部として実施される。或いは、制御ユニット１０５は、駆動ユニット１０２の外部の別個のエンティティであり得ることが理解されるものとする。

制御ユニット１０５はさらに、線源の線源追跡情報と、測定デバイスの測定追跡情報とを導出するために使用される外部追跡ユニット１１３に通信可能に接続され得る。図１の特定の実施形態では、追跡ユニット１１３は、電磁追跡システムに属し得る。より具体的には、追跡ユニット１１３は、追跡される線源及び／又は測定デバイスに近接した駆動ワイヤ１０６ｂ、１０６ｃ、及び１０６ｄに取り付けられたセンサに磁場を誘導する、磁場を生成する磁場発生器であり得る。センサ及び追跡ユニット１１３によって取得された追跡情報は、その後、制御ユニット１０５に通信され得る。制御ユニット１０５は、線源追跡情報を使用して、それぞれの線源位置データ及び測定追跡情報を導出し、測定位置データを導出する。

システム１０１はさらに、制御ユニット１０５と通信接続することもできる計画ユニット１１４を備える。計画ユニット１１４は、治療計画を作成するように構成される。計画ユニット１１４に対する準備、例えば、放射線量、照射時間及び継続時間、使用される放射線源の数及び種類などは、計画ユニット１１４に、計画ユニット１１４の一部であるそれぞれのユーザ入力手段を介してユーザによって入力される。計画ユニット１１４はさらに、駆動ユニット１０２が、線源の各々と、測定デバイスの各々とを駆動しなければならない位置、及び／又は、特定の線源分布などに対する特定の測定位置の予測線量分布などの治療計画に関する情報を、制御ユニット１０５に提供し得る。

そのために、制御ユニット１０５は、この情報を使用して、実際に測定された線量分布を示すデータと、予測線量分布を示すデータとの乖離など、治療計画からの乖離を検出するように構成され得る。その点で、乖離は特に、それぞれのしきい値によって定義され得る。このしきい値は、特に、治療、標的臓器、及び／又は、部分的スキームの要件に従って、ユーザによって設定可能であり得る。この目的のために、制御ユニット１０２はさらに、特に駆動ユニット１０５に接続され得るユーザインターフェース１１１を備える。ユーザは、ユーザインターフェース１１１を介して駆動ユニット１０５を設定し得る。この設定は、特に、しきい値の設定を包含し得る。同様に、ユーザがさらなる設定を行うことができる。最後に、ユーザインターフェース１１１は、手動制御が必要な駆動ユニット１０５の手動制御にも使用され得る。

しきい値は、特に１％から２０％の乖離、さらにより特定的には１％から５％の乖離の範囲にあるように設定され得る。いくつかの実施形態では、線量分布を比較するとき、乖離の共通のしきい値は、さらにより特定的には、１％未満の範囲の乖離であるように設定され得る。いくつかの実施形態では、測定及び予測された線量は、まったく乖離してはならないことが、例えば、それぞれのユーザ設定により決定され得る。

制御ユニット１０５はさらに、駆動ユニット１０２への接続中に２つのガイドチューブが物理的に交換されたことによる誤差などの、そのような乖離の原因を導出するように構成され得る。同様に、接続プロセス、照射プロセス、患者の自発的及び非自発的な動き、解剖学的構造の腫れなどによるガイドチューブの計画外の動きも、乖離の原因となる可能性がある。

乖離の種類及び前記乖離の決定された原因に応じて、制御ユニット１０５は、ユーザに指示を提供し得る。この目的のために、システムはさらに、通常、制御ユニット１０５に接続され得る警報ユニット１１０を備え得る。警報ユニット１１０は、誤差及び／又は治療計画からの乖離が発生したことを視覚的に表示し、及び／又は、振動による指示などの可聴及び／又は触覚的な警報を提供するように構成され得る。好ましくは、警報ユニット１１０はまた、検出された誤差又は乖離の分類を視覚化し得る。そのために、警報ユニット１１０は、特に、発生した誤差の種類の提示を表現するテキストを表示でき、その誤差を排除するために取られるべきステップを示すヘルプ表示をさらに提供できる表示画面を備え得る。

制御ユニット１０５はさらに、視覚化ユニット１０９に接続され得る。視覚化ユニット１０９は、測定デバイスによって測定された放射線データ、及び／又は、放射線データから制御ユニット１０５によって導出された線量分布データのグラフィック表現を提供することができ得る。視覚化ユニット１０９はさらに、駆動ユニット１０２のユーザにグラフィック表現を提示することができ得る。視覚化ユニット１０９によって提供されるグラフィック表現で視覚化され得る関連情報の例は、例えば、測定デバイスによって取得された放射線データ、そこから導出される線量分布データ、線源及び測定位置情報などに関連し得る。視覚化ユニット１０９はまた、現在の治療の履歴及び／又は現在の治療の次のステップを視覚化し得る。視覚化ユニット１０９はさらに、治療計画を、例えば、予測線量分布とともに視覚化し得る。さらに、視覚化ユニット１０９は、駆動ユニット１０２の手動制御に必要なユーザのための情報を提供し得、これは、制御ユニット１０５による自動制御を置換又は拡張するために使用され得る。

最後に、システム１０１はまた、制御ユニット１０５で受信された放射線データ、線源位置情報、及び／又は、測定位置情報が、外部デバイスに通信されることを可能にする送信ユニット１０８を備える。そのような外部デバイスは、治療プロセス全体の十分な品質保証（ＱＡ）を得るために、外部照射デバイスのように、腫を治療するためのＨＤＲ近接照射療法デバイスに加えて、又はポータブルコンピュータ及び／又は固定コンピュータなどの他の関連する作業デバイスに加えて適用されるデバイスであり得る。

図２に概略的に示されるように、放射線データを獲得するための少なくとも１つの測定デバイス３２２が、駆動ワイヤ１０６ｂに取り付けられ得、少なくとも１つの放射性放射線源３２１が、駆動ワイヤ１０６ｃに取り付けられ得る。

駆動ワイヤ１０６ｂ及び１０６ｃを案内するために、ガイドチューブ１２３ｂ及び１２３ｃは、この実施形態ではガイドワイヤが接続されない開口部１２０ａ及び１２０ｄをさらに備える、インデクサ１０７の開口部１２０ｂ及び１２０ｃに取り付けられ得る。インデクサ１０７は、駆動ユニット１０２の一部であり得るか、又は別個のエンティティとして実施され得る。インデクサ１０７は、駆動ワイヤ１０６ｂ及び１０６ｃが駆動ユニット１０２を出る、開口部１２０を備え得る。より具体的には、測定駆動ワイヤ１０６ｂは、駆動ユニット１０２を出て、開口部１２０ｂを通ってガイドチューブ１２３ｂに入り得る。同様に、線源駆動ワイヤ１０６ｃは、駆動ユニット１０２を出て、開口部１２０ｃを通ってガイドチューブ１２３ｃに入り得る。ガイドチューブ１２３ｂ及び１２３ｃは、それぞれ開口部１２０ｂ及び１２０ｃに堅固に接続され、それにより、駆動ユニット１０２を出る駆動ワイヤ１０６ｂ及び１０６ｃは、ガイドチューブ１２３ｂ及び１２３ｃに即座に入ることができる。ガイドチューブ１２３ｂ、１２３ｃは、それぞれの終端部分１２３ｘによって終端される前に、特定の長さを有するように提供される。

図２による例示的な実施形態では、ガイドチューブは、専用ガイドチューブ、すなわち、測定デバイスを駆動するための測定ワイヤ、又は、線源を駆動するための線源ワイヤを案内するためにのみ使用され得るガイドチューブとして具体化される。したがって、ガイドチューブ１２３ｂは、測定ガイドチューブに対応し、その中で、測定デバイス３２２は、測定ワイヤ１０６ｂによって駆動され得る。ガイドチューブ１２３ｃは、線源ガイドチューブに対応し、その中で、線源３２１は、線源ワイヤ１０６ｃによって駆動され得る。

しかしながら、代替実施形態では、ガイドチューブは、ハイブリッドガイドチューブとして構成され得、各ガイドチューブは、特定の近接照射療法セッションのために何が所望されようとも、線源を駆動するための線源ワイヤ、又は測定デバイスを駆動するための測定ワイヤの両方を案内するために適切であり得る。

図３は、実施形態による体内線量測定を使用する近接照射療法治療のための方法を概略的に表す。ステップＳ１０１では、治療計画に基づいて、測定デバイスを配置するための複数の候補位置が特定される。これにより、どの位置が標的領域に十分に近く、線源のために使用されるように計画されておらず、立入禁止ゾーンにないかが、特に決定される。続いて、ステップＳ１０２では、これらの候補位置によって形成されるトラックに沿った予測線量分布が、計画された線源配置及び線源の放射線強度に基づいて決定される。ステップＳ１０３において、少なくとも１つの測定デバイスの少なくとも１つの測定位置が、オプションで、
− 計画された線量分布において空間勾配が高い領域における配置にペナルティを課すこと、
− 計画された線量分布において線量又は線量率が低い領域における配置にペナルティを課すこと、及び
− 関心領域に近い位置を優先すること、によって決定される。

ステップＳ２０１では、このように決定された測定位置を取り囲むように、測定デバイス用のガイドチューブが挿入される。さらに、線源用のガイドチューブが挿入される。図３による実施形態では、線源用のガイドチューブは、専用の線源ガイドチューブであり、測定デバイス用のガイドチューブは、専用の測定ガイドチューブである。ステップＳ２０２において、測定デバイスは、測定ワイヤによって、それぞれのガイドチューブ内で、最適化された測定位置へ駆動される。ステップＳ２０３において、線源は、線源ワイヤによって、異なるガイドチューブ内で、それぞれの（計画された）線源位置へ駆動される。

ステップＳ３０１において、測定追跡情報が取得され、そこから測定位置データが導出され、制御ユニットに提供される。ステップＳ３０２において、線源追跡情報が獲得され、線源追跡情報から線源位置データが導出され、制御ユニットに送信される。これらの制御ユニットは、ステップＳ３０３において、それぞれの位置データに基づいて線源位置及び測定位置を検証し、線源及び測定デバイスが、駆動ユニットによって正しく配置されたことを判定する。

ステップＳ４０１において、制御ユニットはさらに、測定デバイスによって獲得された放射線データを受信する。制御ユニットは、ステップＳ４０２において、標的領域への放射線量を示すそれぞれの線量分布データを決定するために、放射線データ、及びオプションで測定位置データを使用する。ステップＳ４０３において、制御ユニットは、測定された線量分布データを、治療計画から導出された予測線量分布データと比較し、測定された線量分布データと、予測線量分布データとの値の乖離を検出する。さらに、制御ユニットは、乖離が所定のしきい値を超えたことを判定する。より具体的には、図３の例示的な実施形態では、制御ユニットは、乖離が１％より大きいと判定する。

したがって、制御ユニットは、ステップＳ５０１において、計画からの乖離が発生したという提示、この特定の場合では警報ユニットによる可聴及び可視警報、をトリガする。その後、制御ユニットは、治療計画及びそれぞれの誤差原因登録に基づいて、乖離の原因となり得るものを判定する。図３の例示的な実施形態では、制御ユニットは、線源／測定デバイスの組合せの線源ガイドチューブ及び測定ガイドチューブが物理的に交換された、すなわち駆動ユニットに誤って接続されたと判定する。したがって、ステップＳ５０２において、制御ユニットは、視覚化ユニットをトリガして、乖離の原因をユーザに視覚化する。

上記の実施形態は、高線量率（ＨＤＲ）近接照射療法のための方法に関するが、本発明は、ＨＤＲ近接照射療法に限定されず、低線量率（ＬＤＲ）近接照射療法又はパルス線量率（ＰＤＲ）近接照射療法にも適用できることが理解されるものとする。

さらに、上記の実施形態では、単一の測定ワイヤ及び単一の線源ワイヤのみが表現されているが、本発明に従って、複数の測定ワイヤ及び線源ワイヤが使用され得ることが理解されるものとする。

上記の実施形態では、制御ユニットは、駆動ユニット、警報ユニット、ユーザインターフェースなどを備えるが、これらのユニットの各々は、別個のエンティティとして提供され得、エンティティの各々は、互いに通信可能に接続できることが理解されるものとする。

開示された実施形態に対する他の変形は、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲の検討から、特許請求された発明を実現する際に、当業者によって理解及び達成され得る。

特許請求の範囲において、「備える、有する」という文言は、他の要素又はステップを除外せず、単数形は複数を除外しない。

単一のユニット又はデバイスは、特許請求の範囲に列挙された、いくつかの項目の機能を満たし得る。特定の方策が、相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの方策の組合せが、有利に使用できないことを示すものではない。

１つ又はいくつかのユニット又はデバイスによって実行される、位置の最適化、駆動ワイヤの駆動、線量の測定、線量分布及び／又は線源位置、手動及び／又は自動制御、（治療）計画の立案、可聴及び／又は触覚及び／又は可視警報による提示、視覚化、放射線データ及び／又は追跡情報及び／又は位置データの送信などのような手順は、他の任意の数のユニット又はデバイスによって実行され得る。本発明によるこれらの手順は、これにより、コンピュータプログラムのプログラムコード手段として、及び／又は専用ハードウェアとして実施され得る。

コンピュータプログラムは、他のハードウェアとともに、又はその一部として供給される、光学記憶媒体又はソリッドステート媒体などの適切な媒体に記憶及び／又は配布され得るが、インターネットやその他の有線又はワイヤレス電気通信システムを介してなど、他の形態で配布され得る。

特許請求の範囲におけるいずれの参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

本発明は、複数のガイドチューブ内の複数の駆動ワイヤを駆動するための駆動ユニットを備えた近接照射療法治療のためのシステムに関し、複数の駆動ワイヤは、少なくとも１つの放射性放射線源を駆動するための少なくとも１つの線源ワイヤと、放射線データを測定するための少なくとも１つの測定デバイスを駆動するための少なくとも１つの測定ワイヤと、駆動ユニットを制御するための制御ユニットとを備え、駆動ユニットは、少なくとも１つの線源ワイヤと、少なくとも１つの測定ワイヤとを、互いに独立して駆動するように構成される。

Claims (15)

1. 近接照射療法治療のためのシステムであって、前記システムは、
   複数のガイドチューブ内の複数の駆動ワイヤを駆動するための駆動ユニットであって、前記複数の駆動ワイヤは、少なくとも１つの放射性放射線源を駆動するための少なくとも１つの線源ワイヤと、放射線データを測定するための少なくとも１つの測定デバイスを駆動するための少なくとも１つの測定ワイヤとを備える、駆動ユニットと、
   前記駆動ユニットを制御するための制御ユニットとを備え、
   前記制御することは、
   前記少なくとも１つの線源ワイヤによって駆動される前記少なくとも１つの放射性放射線源の、少なくとも１つの追跡された線源位置を示す、線源位置データを受信することと、
   前記少なくとも１つの測定ワイヤによって駆動される前記少なくとも１つの測定デバイスの、少なくとも１つの追跡された測定位置を示す、測定位置データを受信することとを有し、
   前記駆動ユニットは、前記少なくとも１つの線源ワイヤと、前記少なくとも１つの測定ワイヤとを、互いに独立して駆動する、システム。
2. 前記少なくとも１つの線源ワイヤ及び／又は前記少なくとも１つの測定ワイヤは、少なくとも１つのハイブリッドガイドチューブ内で駆動される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記複数のガイドチューブは、少なくとも１つの線源ガイドチューブ及び少なくとも１つの測定ガイドチューブを備え、前記少なくとも１つの線源ワイヤは、前記少なくとも１つの線源ガイドチューブ内で駆動され、前記少なくとも１つの測定ワイヤは、前記少なくとも１つの測定ガイドチューブ内で駆動される、請求項１に記載のシステム。
4. 前記少なくとも１つの線源ワイヤと、前記少なくとも１つの測定ワイヤとを、互いに独立して駆動することは、
   前記複数のガイドチューブのうちの少なくとも１つのガイドチューブ内の複数の線源位置に沿って、少なくとも１つの線源ワイヤによって駆動される前記少なくとも１つの放射性放射線源を移動させることと、
   前記少なくとも１つの測定ワイヤによって駆動される前記少なくとも１つの測定デバイスを、前記少なくとも１つのガイドチューブ内に固定された測定位置に配置させることとを有する、請求項１に記載のシステム。
5. 前記少なくとも１つの線源ワイヤと、前記少なくとも１つの測定ワイヤとを、互いに独立して駆動することは、
   前記複数のガイドチューブのうちの少なくとも１つのガイドチューブ内の複数の線源位置に沿って、前記少なくとも１つの線源ワイヤによって駆動される前記少なくとも１つの放射性放射線源を移動させることと、
   前記少なくとも１つのガイドチューブの長手方向軸に沿った複数の測定位置に沿って、前記少なくとも１つの測定ワイヤによって駆動される前記少なくとも１つの測定デバイスを移動させることとを有する、請求項１に記載のシステム。
6. 前記少なくとも１つの線源ワイヤと、前記少なくとも１つの測定ワイヤとを、互いに独立して駆動することは、
   前記複数のガイドチューブのうちの少なくとも１つのガイドチューブ内に固定された線源位置に、前記少なくとも１つの線源ワイヤによって駆動される前記少なくとも１つの放射性放射線源を配置することと、
   前記少なくとも１つのガイドチューブの長手方向軸に沿った複数の測定位置に沿って、前記少なくとも１つの測定ワイヤによって駆動される前記少なくとも１つの測定デバイスを移動させることとを有する、請求項１に記載のシステム。
7. 少なくとも１つの線源追跡デバイスが、前記少なくとも１つの放射性放射線源に近接して配置され、前記線源位置データが、前記少なくとも１つの線源追跡デバイスによって取得された線源追跡情報から導出され、
   前記少なくとも１つの測定追跡デバイスは、前記少なくとも１つの測定デバイスに近接して配置され、前記測定位置データは、前記少なくとも１つの測定追跡デバイスによって取得された測定追跡情報から導出される、請求項１に記載のシステム。
8. 前記制御ユニットによって制御することは、
   前記少なくとも１つの測定位置において、前記少なくとも１つの測定デバイスによって測定された放射線データを受信することと、
   前記放射線データに基づいて、前記少なくとも１つの放射性放射線源によって照射された線量の線量分布データを導出することとをさらに有する、請求項６に記載のシステム。
9. 前記制御ユニットによって制御することは、
   前記線量分布データを、治療計画に基づいて予測されたそれぞれの予測線量分布データと比較することと、
   前記線量分布データと前記予測線量分布データとが、事前定義された許容範囲まで互いに乖離する場合、少なくとも１つの指示をトリガすることとをさらに有する、請求項９に記載のシステム。
10. 前記制御ユニットによって制御することは、
    治療計画に基づいた予測線量分布を予測することにより取得される予測線量分布データに基づいて、前記少なくとも１つの測定ワイヤの少なくとも１つの測定位置を最適化することをさらに有する、請求項１に記載のシステム。
11. 前記少なくとも１つの測定位置を最適化することは、
    前記測定デバイスの複数の候補位置を特定することと、
    前記予測線量分布データを取得するために、前記治療計画に基づいて、前記複数の候補位置の各々について前記予測線量分布を予測することと、
    前記複数の候補位置から、前記予測線量分布データに適用されるペナルティ法を使用して、前記少なくとも１つの測定位置を決定することとをさらに有する、請求項１０に記載のシステム。
12. 近接照射療法治療の方法であって、前記方法は、
    制御ユニットによって制御される駆動ユニットによって、複数のガイドチューブ内の複数の駆動ワイヤを駆動するステップであって、前記複数の駆動ワイヤは、少なくとも１つの放射性放射線源を駆動するための少なくとも１つの線源ワイヤと、放射線データを測定するための少なくとも１つの測定デバイスを駆動するための少なくとも１つの測定ワイヤとを含む、駆動するステップと、
    前記少なくとも１つの線源ワイヤによって駆動される前記少なくとも１つの放射性放射線源の、少なくとも１つの追跡された線源位置を示す線源位置データを受信するステップと、
    前記少なくとも１つの測定ワイヤによって駆動される前記少なくとも１つの測定デバイスの、少なくとも１つの追跡された測定位置を示す測定位置データを受信するステップとを有し、
    前記駆動ユニットは、前記少なくとも１つの線源ワイヤと、前記少なくとも１つの測定ワイヤとを、互いに独立して駆動する、方法。
13. 前記制御するステップは、
    前記少なくとも１つの測定位置において、前記少なくとも１つの測定デバイスによって測定された放射線データを受信するステップと、
    前記少なくとも１つの放射性放射線源によって照射された線量の線量分布データを、前記放射線データに基づいて導出するステップとをさらに有する、請求項１２に記載の方法。
14. 処理ユニットによって実行されると、請求項１２又は１３に記載の方法のステップを実行する請求項１から１１の何れか一項に記載のシステムを、制御するためのコンピュータプログラム。
15. 請求項１４に記載のコンピュータプログラムが記憶された、コンピュータ可読媒体。

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