JP4514907B2

JP4514907B2 - 診断・治療装置

Info

Publication number: JP4514907B2
Application number: JP2000205235A
Authority: JP
Inventors: 輝夫晝馬
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2020-07-06
Also published as: JP2002017748A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体の腫瘍を診断・治療する診断・治療装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光線力学治療法（Photodynamic Therapy、以下ＰＤＴと記す）は、腫瘍部に特異的に集積する性質をもつポルフィリン類等の光感受性物質を体内に投与して腫瘍部に集積させ、そこに光感受性物質の吸収波長の光を照射することによりその光感受性物質を励起して活性酸素を放出させ、腫瘍部の細胞を破壊する治療方法である。このＰＤＴの従来の手順は、まずＸ線ＣＴやＭＲＩ−ＣＴ等により大まかな腫瘍部の位置を把握した後に、光感受性物質を投与してそれを腫瘍部に集積させ、光照射部を有する内視鏡等を体内に挿入して腫瘍部近傍に腫瘍部確認用のレーザ光を入射し、光感受性物質から放出される励起蛍光により腫瘍部における光感受性物質の所在を確認した後、治療用のレーザ光を腫瘍部に照射していた。このため、手間が掛かって効率が悪く、光感受性物質が集積している腫瘍部の位置・分布を画像診断装置により外部から直接診断することにより手間を省くことのできる、診断から治療までを一貫して迅速に行える診断・治療装置が求められていた。
【０００３】
これに関して、最近、光感受性物質の体内での位置や分布を外部から容易に診断することを可能とすべく、標識を有する光感受性物質が開発され、たとえば、特開平１１−１２１９７号公報には光感受性物質中の原子を同位体に置換してＭＲＩ−ＣＴにより画像診断する薬剤が、また、特開平１１−１３０４３１号公報には光感受性物質をポジトロン放出金属核種で標識してポジトロン放出トモグラフィー（ＰＥＴ）により画像診断する薬剤が、各々開示されている。これらの薬剤を用いれば、標識物質を検出する画像診断装置により光感受性物質が集積した腫瘍部の位置や分布が外部から容易に診断できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の公報には実際にこれらの薬剤を用いて腫瘍部の診断・治療を行うための具体的な装置構成については記載されておらず、実際にこれらの薬剤を用いて診断・治療を行った場合、つぎのような問題点が生じる。すなわち、画像診断装置により光感受性物質が集積した腫瘍部の位置や分布を診断し、ＰＤＴを行うため光照射部を体内に挿入する場合、その光照射部が体内のどの位置にあるか正確に把握できず、腫瘍部に光照射部を迅速に導いて適切にレーザ光を照射することができない。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、腫瘍部の診断と治療を一貫して迅速に行うことが可能な診断・治療装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る診断・治療装置は、光を被検体に照射する光照射部を有し、光によって被検体の腫瘍部を治療する光治療器と、光治療器の光照射部の位置を検出する位置検出器と、トレーサで標識され腫瘍部親和性を有する光感受性物質を検出し、腫瘍部を検出するための腫瘍部検出器とを備え、光治療器は、光を出力する針状の光出力部を有し、光照射部は光出力部の先端に位置していることを特徴とする。
【０００７】
腫瘍部検出器を備えることにより腫瘍部の位置や分布が把握され、また、光治療器の光照射部の位置を検出する位置検出器を備えることにより、光治療器の光照射部の体内における位置が精度よく把握される。また、光治療器が光を出力する針状の光出力部を有し、光照射部が光出力部の先端に位置していることにより、光出力部が体内に穿刺され、光出力部の先端の光照射部から体組織内の腫瘍部に光が照射される。
【０００８】
また、光治療器は、トレーサで標識され腫瘍部親和性を有する光感受性物質が集積した前記腫瘍部に、その光感受性物質の吸収波長の光を照射可能であることが好ましい。これにより、腫瘍部の位置や分布がトレーサを検出する腫瘍部検出器により外部より容易に把握される。また、腫瘍部に集積された光感受性物質が光により励起されて腫瘍部が治療される。
【０００９】
また、光感受性物質を標識するトレーサはポジトロン放出核種であり、腫瘍部検出器はポジトロン放出トモグラフィーであることが好ましい。これにより、分解能の高いＰＥＴにより腫瘍部の位置や分布がさらに精度よく把握される。
【００１１】
また、位置検出器は、Ｘ線ＣＴであることが好ましい。これにより、光照射部先端の位置が精度よく把握される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る診断・治療装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１は、本実施形態の診断・治療装置の構成図である。診断・治療装置１０は、被検体１７の腫瘍部を診断・治療するものであり、光感受性物質の集積した腫瘍部にレーザ光を照射して腫瘍部を治療するＰＤＴ機器（光治療器）１１、Ｘ線ＣＴ１５とポジトロン放出トモグラフィー（以下、ＰＥＴと記す）２０とを有し被検体１７の画像診断データの取得を行う円筒状のガントリ２７と、Ｘ線ＣＴ１５とＰＥＴ２０等を制御する制御部２３と、被検体１７が横臥されガントリ２７内をガントリ２７の軸方向に移動するベッド１８とを備えている。
【００１４】
ＰＤＴ機器１１は、被検体１７に投与される光感受性物質の吸収波長光を放出するレーザ光源１３と、針状で体内に穿刺挿入して体組織内の腫瘍部に直接レーザ光を出力可能なプローブ（光出力部）１６と、プローブ１６にレーザ光源１３からのレーザ光を誘導する光ファイバーよりなる導光部２５とを有している。また、プローブ１６の先端に、導光部２５によって誘導されたレーザ光を腫瘍部に照射する光照射部１２を有している。
【００１５】
ガントリ２７内のＸ線ＣＴ１５は、位置検出器として体内に穿刺挿入されるプローブ１６先端の光照射部１２の位置測定と、生体の内部構造の診断を行うものであり、Ｘ線源およびＸ線検出器を有している。また、ガントリ２７内のＰＥＴ２０は、ポジトロン放出核種により標識された腫瘍親和性を有する光感受性物質が集積している位置や分布を測定する腫瘍部検出器であり、放出ポジトロンが体内の電子と結合した際に正反対方向に一対放出される消滅ガンマ線を検出する検出器を有する。
【００１６】
制御部２３は、Ｘ線ＣＴ１５とＰＥＴ２０から得られたデータを収集するデータ収集バッファ３６、収集された各々のデータに基づいてＸ線ＣＴ画像とＰＥＴ画像を再構成処理するＣＰＵ３３、ＣＰＵ３３によって得られた画像を合成して表示するＣＲＴ３０、画像を記憶する記憶装置３７、オペレータの指示を受け付ける入力装置３２、および、制御信号をガントリ２７、ベッド１８およびＰＤＴ機器１１へ送信するためのインターフェース３４を備えている。ＣＰＵ３３は、インターフェース３４を介して、ガントリ２７、ベッド１８およびＰＤＴ機器１１に制御信号を送信する。
【００１７】
続いて、本実施形態の診断・治療装置１０の動作を説明する。まず、ポジトロン放出核種で標識された腫瘍親和性を有する光感受性物質であるフォトフリンＩＩのガリウム６８錯体を、被検体１７に経口または注射器等により投与する。投与後所定時間経過すると、この光感受性物質は体内の腫瘍部に選択的に集積される。一方、レーザ光源１３のレーザ光の波長を、入力装置３２によりこの光感受性物質の波長に設定する。
【００１８】
つぎに、オペレーターは、入力装置３２を操作して被検体１７が横臥されたベッド１８をガントリ２７の軸方向に移動させ、ＰＥＴ２０により体内のガリウム６８の分布測定を行い全身のスライスデータを取得する。このデータは、データ収集バッファ３６を経由してＣＰＵ３３に送られて画像の再構成処理が行われ、ＰＥＴ画像としてＣＲＴ３０に表示される。このガリウム６８の分布像は、ポジトロン放出核種で標識された光感受性物質が集積しているところ、すなわち、被検体１７の腫瘍部の分布画像である。このように、内視鏡等の装置を用いずに外部から容易に、解像度の高いＰＥＴ２０により腫瘍部の位置・分布を迅速に把握することができる。
【００１９】
つぎに、オペレータは、このＰＥＴ画像を基にして被検体１７の腫瘍部がＸ線ＣＴ１５の計測視野に収まるように、入力装置３２を操作してベッド１８を移動させ、Ｘ線ＣＴ１５により被検体１７の腫瘍部近傍のＸ線ＣＴデータを取得する。このデータはＰＥＴデータと同様にデータ処理されて生体の内部構造を示すＸ線ＣＴ画像とし、既にＰＥＴ２０により取得された腫瘍部の分布画像であるＰＥＴ画像と重ね合わせてＣＲＴ３０に表示する。
【００２０】
つぎに、このＣＲＴ３０上の重ね合わせ画像で腫瘍部の位置を確認しながら、ＰＤＴ機器１１のプローブ１６を被検体１７に穿刺挿入する。このとき、Ｘ線ＣＴ１５ではプローブ１６の位置も観察可能であり、プローブ１６先端の光照射部１２の位置をＣＲＴ３０で確認しながら被検体１７の体内に穿刺挿入し、光照射部１２を腫瘍部に到達させる。光照射部１２が腫瘍部に到達したことをＣＲＴ３０の画像により確認した後、レーザ光源１３から光感受性物質の吸収波長のレーザ光を導光部２５とプローブ１６を介して、光照射部１２から腫瘍部に照射する。この照射により、光感受性物質が励起されて活性酸素が放出され、その強い酸化作用により腫瘍部の細胞が破壊される。
【００２１】
このように、本実施形態の診断・治療装置１０は、光照射により腫瘍部を治療するＰＤＴ機器１１と、ＰＤＴ機器１１の光照射部１２の位置を検出するＸ線ＣＴ１５と、光感受性物質が集積した腫瘍部の位置や分布を把握するＰＥＴ２０とを備えることにより、腫瘍部の位置や分布とＰＤＴ機器１１の光照射部１２の位置とがＣＲＴ３０上に合成されて容易に精度よく把握され、ＰＤＴ機器１１の光照射部１２を容易に腫瘍部に誘導することが可能とされ、一貫して迅速に腫瘍部の診断・治療をすることが可能となる。
【００２２】
また、ＰＤＴ機器１１の光照射部１２は、針状のプローブ１６の先端に位置しているので、このプローブ１６が被検体１７の体内に穿刺挿入されることにより体組織内の腫瘍部に光照射部１２からレーザ光を照射することが可能とされ、たとえば、膵臓ガン、肝臓ガン等、体組織内の腫瘍部の治療が可能とされる。
【００２３】
なお、本発明の診断・治療装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、他の条件等に応じて種々の変形態様をとることが可能である。例えば、本実施形態では、プローブ１６の光照射部１２の位置検出器として、好適に、Ｘ線ＣＴ１５を採用しているが、プローブ１６と生体の内部構造を認識できるものなら他の機器でも構わず、例えば、超音波診断機器でもよい。
【００２４】
また、本実施形態では、ポジトロン放出核種で標識された光感受性物質としてフォトフリンＩＩのガリウム６８錯体を採用しているが、これに限られるものではない。例えば、標識としてはポジトロン放出核種であれば種々の元素が採用でき、ガリウム６８以外に銅６４、ナトリウム２２等でもよい。また、光感受性物質としては、フォトフリンＩＩ以外の他のポルフィリン誘導体でもよく、また、プロトポルフィリンＩＸを誘導する５−アミノレブリン酸等でも構わない。
【００２５】
また、本実施形態では、光感受性物質の標識として、好適に、ポジトロン放出核種を採用しているが、他の標識元素を採用することもできる。例えば、ガリウム６９やテルル１２０等のガンマ線放出核種を採用してもよく、この場合、腫瘍部を認識するための腫瘍部検出器として、ＰＥＴ２０に代えて、図２に示すガンマカメラ４５を採用することができる。このガンマカメラ４５は、ガンマ線放出核種から放出されるガンマ線５３をコリメータ５０を介してＮａＩ結晶シンチレータ５１と光電子増倍管５２の組み合わせで検出し、ガンマ線放出源、すなわち腫瘍部の位置や分布を外部から診断することができる。
【００２６】
さらに、光感受性物質の標識として、ポジトロン放出核種に代えて安定同位体を採用することも可能であり、例えば、５−アミノレブリン酸の炭素原子を置換して炭素１３としたものや、窒素原子を置換して窒素１５としたものを採用することができる。この場合、腫瘍部を認識するための腫瘍部検出器として、ＰＥＴ２０に代えて、ＭＲＩ−ＣＴを採用すれば腫瘍部の位置や分布を外部から診断することができる。
【００２７】
また、本実施形態では、体組織内の腫瘍部を治療するために光照射部１２を針状のプローブ１６の先端に設置して体内に穿刺挿入しているが、光照射部１２を内視鏡等の先端に設置して体腔内に挿入しても構わない。この場合は、体表面の腫瘍部、例えば、胃ガンや大腸ガン等、をレーザ照射により治療することができる。
【００２８】
なお、特開２０００−１０５２７９には、放射線治療に際して、ＰＥＴ画像とＸ線ＣＴ画像を重ね合わせて腫瘍部の位置や分布を特定することが記載されているが、これらの公報には、ＰＤＴ治療や、放射線照射部の位置検出器に関しては一切記載されていない。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る診断・治療装置によれば、光照射により腫瘍部を治療する光治療器と、光治療器の光照射部の位置を検出する位置検出器と、光感受性物質が集積した腫瘍部の位置や分布を把握する腫瘍部検出器とを備えることにより、腫瘍部の位置や分布と光治療器の光照射部の位置とが容易に精度よく把握され、光治療器の光照射部を容易に腫瘍部に誘導することが可能とされ、一貫して迅速に腫瘍部の診断・治療をすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の診断・治療装置の構成図である。
【図２】図１のＰＥＴと代替可能なガンマカメラの原理を示す模式図である。
【符号の説明】
１０…診断・治療装置、１１…ＰＤＴ機器（光治療器）、１２…光照射部、１５…Ｘ線ＣＴ（位置検出器）、１６…プローブ（光出力部）、１７…被検体、２０…ＰＥＴ（腫瘍部検出器）。

Claims

光を被検体に照射する光照射部を有し、前記光によって前記被検体内の腫瘍部を治療する光治療器と、
前記光治療器の光照射部の位置を検出する位置検出器と、
トレーサで標識され腫瘍部親和性を有する光感受性物質を検出し、前記腫瘍部を検出するための腫瘍部検出器と、
を備え、
前記光治療器は、前記光を出力する針状の光出力部を有し、前記光照射部は前記光出力部の先端に位置していることを特徴とする、診断・治療装置。
前記光治療器は、トレーサで標識され腫瘍部親和性を有する前記光感受性物質が集積した前記腫瘍部に、その光感受性物質の吸収波長の光を照射可能であることを特徴とする、請求項１に記載の診断・治療装置。
前記光感受性物質を標識する前記トレーサはポジトロン放出核種であり、前記腫瘍部検出器はポジトロン放出トモグラフィーであることを特徴とする、請求項２に記載の診断・治療装置。
前記位置検出器は、Ｘ線ＣＴであることを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の診断・治療装置。