JP4728488B2 - プロトン治療のための患者動作モニタシステム - Google Patents
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Description
[発明の背景]
(発明の属する技術分野)
本発明は、医療用照射設備に使用される患者動作モニタシステムに関し、特に、患者が閾値レベルを越えて移動した場合には常に、平行にされた粒子ビームが患者に到達しないようにされている患者動作モニタシステムに関する。
(関連技術の説明)
エネルギー粒子ビームは、患者の癌化部位の治療のために医療従事者によって使用されることがある。特に、粒子ビームが患者の癌腫瘍に向けられるときは、粒子ビームの貫通特性により該粒子ビームは深く位置する腫瘍に到達して腫瘍にエネルギーを注入する。エネルギーが腫瘍によって吸収されると、腫瘍細胞内のDNA構造に変化が生じる。適切量のエネルギーが腫瘍に吸収されると、DNA構造に修復至難なダメージを与えることが可能であり、これにより腫瘍は縮小し、或いは完全に消滅することもある。
【0002】
粒子ビーム治療の特に効果的な形態は、エネルギーの高いプロトンの使用である。特に、カリフォルニア州ローマリンダにあるローマリンダユニバーシティーにおけるローマリンダプロトンファシリティのようなプロトン治療センターは、1粒子当たりのエネルギーが256MeVに達するプロトンビームを生成することができる。このエネルギーレベル内のプロトンは、実質上直線的な経路を経て人体に深く進入し、人体の局所的領域にその主要なエネルギーを注入することができる。特に、プロトンのエネルギーが「ブラッグピーク」として知られている閾値より十分に高い場合、プロトンは物質を通過する際に緩やかな速度で運動エネルギーを失う。しかし、プロトンのエネルギーがブラッグピーク閾値まで減少したときは、プロトンの残存する運動エネルギーは急激に解放される。従って、プロトンビームは、プロトンが腫瘍に到達するときにプロトンエネルギーがブラッグピークまで減少するように、腫瘍の前方に位置する細胞の量に応じてプロトンビームのエネルギー量を調節することにより、患者の腫瘍内でエネルギーの大部分を解放するように調整することができる。
【0003】
しかしながら、プロトンビームのような粒子ビームのかなり高い放射線生物学的効果が与えられるとしても、患者が動いてもピームが誤って照射され患者の身体の健全な細胞が侵されることがないように、多くの場合、治療の間に患者の動きを制限することが所望される。プロトン治療においてプロトンビームと腫瘍との間の位置合わせ不良を避けるため、米国特許第5797924号、第5549616号及び第5464411号明細書に記載のように、定位固定システムが開発され、治療の場で多く用いられている。特に、これらの不動化装置は、比較的大きな腫瘍の治療に適切な固定的な許容範囲内に患者の動作範囲を制限するように設計されている。
【0004】
しかしながら、より敏感な部位に位置する、より小さい腫瘍の治療がより所望されてきた結果、過度の位置合わせ不良を避けることができるシステムの必要性が生じてきた。例えば、小さい頭蓋内腫瘍及び脳の機能障害に焦点を絞った新たなプロトン治療分野が研究されている。これらの場合、プロトンビームは、直径1cmから3cmの間の比較的小さい頭蓋内腫瘍に位置合わせすることが要求される。腫瘍が脳細胞に囲まれているとすると、この状況における位置合わせ不良は、患者に極めて有害である。従って、これらの治療においては、1mm以内の正確な患者の位置合わせが必須の要件である。
【0005】
本出願人の研究において、従来の定位固定不動装置を使用して、プロトンビーム治療を受けている患者の動きをモニタした。特に、この研究の結果は、数mmという大きい患者の動きを示した。さらに、この研究は、患者の動きは多くの場合、患者の平均的な位置において往復運動的特性を有し、理想位置に対して1mm以内で大抵は呼吸運動に関係する周期であることを示した。従って、これらの結果から、従来知られている不動装置の使用は直径1cmから3cmの間の小さい頭蓋内ターゲットの治療を行なうには不十分であることが明らかである。
【0006】
上記のことから、プロトンビーム設備においては、どの方向においても1mmの小ささで患者の動きを検出できる患者モニタシステムが必要であることが認識される。さらに、その装置は、患者の許容できない動きが検出されたときにおいては、プロトンビームを作動不能にすることができる必要がある。好ましくは、その装置は、患者の動きの往復運動的特性を利用するために迅速な応答時間を有すべきである。特に、その動きが、吸気及び呼気の動作に起因している場合は、患者モニタシステムは、患者の呼吸周期より十分に短い応答時間を有するべきであり、これにより、患者は、プロトンビームと目標物との間の適切な位置合わせを繰り返す間において、安全で効果的なプロトン治療を受けることができる。
【0007】
また、現在有効なプロトンビーム設備において、容易に適用可能な装置の需要がある。例えば、医療従事者にとっては、その装置を一つの治療室から他の治療室へ容易に移動させることができ、その装置を種々の利用可能な頑丈な構造物に迅速に装着でき、患者の動きをモニタするようにその装置を容易に且つ効果的に位置決めすることができれば、有利である。さらに、その装置は、患者に対し侵略的でなく、また医者が最大の効果をあげるために治療過程を変更できるように医者にフィードバックを供給する必要がある。さらに、その装置は、信頼性をもって作動し、製造が比較的廉価に行なえるものであるべきである。
【0008】
[発明の概要]
前述の必要性は、粒子ビーム治療システムと共に使用される患者動作モニタシステムを備えた本発明の一態様により満たされる。この態様においては、該システムは、所望の位置にしっかりと置決めされた患者の表面に向けてビームを照射するための第1のエネルギー源と、前記第1のエネルギー源から発射され患者の表面で反射された反射ビームを受信し、そこを示す第1の信号を供給する第1のセンサーとを備える。該システムはさらに、前記第1のエネルギー源及び第1のセンサーを患者の表面から或る選択された距離に位置決めし得る少なくとも1つの位置決め機構と、前記第1のセンサーから第1の信号を受信し、該第1の信号に基づいて患者の位置を判別するコントローラとを備え、該コントローラは、前記所望の位置から或る選択された閾値を越えて患者が動いたか否かを判別するために前記第1の信号を評価する。
【0009】
他の態様において本発明は、粒子ビーム治療システムと共に使用される患者動作モニタシステムを備える。この態様においては、該モニタシステムは、所望の位置にしっかりと位置決めされた患者の表面に対し第1の信号を放射し、反射された信号を受信し、受信した反射信号を示す第1の出力信号を出力する第1の非接触センサーと、患者の表面に第2の信号を放射し反射した信号を受信し、受信した反射信号を示す第2の出力信号を出力する第2の非接触センサーとを備える。このシステムはまた、前記第1及び第2の出力信号を受信し、該第1及び第2の出力信号を使用して前記所定の位置から或る選択された閾値を越えて患者が動いたか否かを評価し、該選択された閾値を越えて患者が動いたと判断したときに患者移動信号を出力するコントローラを備える。
【0010】
さらに他の態様において、本発明は、粒子ビーム伝送システムを備える。粒子ビームシステムは、患者の特定部位に治療用粒子ビームを伝送するための粒子ビーム伝送システムを備える。該粒子ビーム伝送システムは、非接触の患者動作モニタシステムを備え、該患者動作モニタシステムは、所望の位置にしっかりと配置された患者の表面に向かってビームを伝送してそこからの反射ビームを受信する第1の非接触センサーを備え、該第1の非接触センサーは、該第1の非接触センサーからの前記患者の距離を示す第1の出力信号を供給し、前記非接触の患者モニタシステムはさらに、前記第1の出力信号を受信して、前記患者が前記所望の位置から選択された閾値の量以上に移動したか否かを判断するために、前記第1の出力信号を評価するコントローラであって、前記患者が前記所望の位置から前記選択された閾値の量以上に移動したか否かを判断する際に、前記治療用粒子ビームの伝送を中断させるのに適した患者移動信号を供給する。
【0011】
さらに他の態様において、本発明は、患者動作モニタ方法を備える。この態様において該方法は、第1の位置からしっかりと配置された患者の表面に向けて第1の非接触ビームを伝送するステップと、前記患者の前記表面に向けた前記第1の非接触ビームの伝送の結果として、前記患者の前記表面からの反射ビームを受信するステップと、前記第1の位置から前記患者への距離に対応する距離の値を決定するために前記反射ビームを評価するステップと、前記距離の値が、前記患者が所望の位置から選択された閾値の量以上に動いたことを示すか否かを決定するステップと、前記患者が前記所望の閾値の量以上に動いたことを示す信号を供給するステップとを含む。
【0012】
以上から、本発明に係る非接触モニタシステム及び方法は、所望の位置から患者が動いたか否かを判別し、それに基づき警告を発するか或いは治療用粒子ビームの停止をするための非接触のシステムを提供することが分かるであろう。本発明のこれら及び他の目的及び効果は、添付図面を参照する以下の説明からより明らかとなろう。
【0013】
(好ましい実施形態の詳細な説明)
同様の構成部分には、全図を通して同様の参照符号を付している。図1は、本発明の一実施形態に従って構成された患者動作モニタシステム102を示す。特に、患者動作モニタシステム102は、以下に詳細に記述されるように患者104に最適なプロトン治療を施すために、カリフォルニアのローマリンダにあるローマリンダユニバーシティーメディカルセンターで現在作動しているプロトンビーム設備のような治療プロトンビーム設備100と協働するように構成されている。プロトン治療システム100は、米国特許第4870287号公報に詳細に記述されており、ここにその内容が全て参照されて包含される。この実施形態はプロトンビーム設備の部分として記述されているが、他の実施形態では患者動作モニタシステム102が電子ビーム、レーザー、或いはX線のような他の平行ビームと協働するように構成し得ることが分かるだろう。
【0014】
図1を参照すれば、プロトンビーム設備100は、高度の平行プロトンビーム122を備え、それは、テーブル110の上に配置された患者104に存在する局在化された腫瘍106を処理するようになっている。ここでは、腫瘍106は、患者104の頭114に形成されているものとして図1に示されている。しかしながら、ビーム122が患者の他の部分にある腫瘍を処理するために使用され得ることが分かるだろう。
【0015】
ビーム122は、プロトン加速器(図示せず)によって、実質的に水平な初期方向に向けて発射される。ガントリー112に入るとすぐに、ビーム122は、図1に示された曲げ磁石システム126によって偏向され、プロトンビーム122の経路が患者104に導くコースに沿って方向づけられる。さらに、ガントリー112は、ガントリー112の周囲に配置されたノズル120を通じて、プロトンビーム122が患者104に到達することができるように、プロトンビーム122を方向づける。加えて、複数の回転支持部材124は、患者が複数の方向からビーム122を受けることができるように、ビーム122の初期方向と平行な回転軸の回りにガントリー112を回転させることができる。
【0016】
患者104がプロトン治療を受けている間、ビーム122のエネルギーは、腫瘍106の細胞物質内に放出されることが所望される。所望のエネルギー伝送を達成するため、患者104は、腫瘍106がビーム122と位置合わせされ得るようにテーブル110上に載置される。さらに、ビーム122は、腫瘍106の重要部分に向けられ、ビーム122のエネルギーは、ノズル120と腫瘍106との間に介在する前記細胞物質に基づいてセットされる。図1には図示されていないが、患者104は、患者の動きを制限するように、当業者に公知の定位固定システムのような拘束装置を装備されている。
【0017】
患者104の動きによる腫瘍106とビーム122との間の位置ずれを更に避けるために、図1に示された患者動作モニタシステム102は、プロトンビーム設備100と協働して使用される。以下に詳細に記述されているように、患者動作モニタシステム102は、ビームインターロック信号Biを含む複数の信号を発生させるようなコントローラ160を有する。特に、患者104の動きが閾値限界内にあって且つ患者動作モニタシステム102がアーム状態にあるときにのみ、ビームインターロック信号Biは、コントローラ160によって発生される。さらに、プロトンビーム装置100は、ビームインターロック信号Biがプロトンビーム設備100によって受信されなければビーム122が患者104に到達しないように、ビームインターロック信号Biを受信するようになっている。
【0018】
患者動作モニタシステム102は、複数の位置検出アッセンブリ162を有し、各々の検出アッセンブリ162は、関節アーム132に取り付けられた位置センサー130を備え、関節アーム132は、位置センサー130が患者104の近くに配置されることを許容するために複数の調整部材133を有している。更に、複数の位置検出アッセンブリ162が、患者104の位置を示す出力位置信号Siを発生するようになっている。以下に記述された一実施形態では(図2)、複数の位置検出アッセンブリ162は、出力位置信号Saを有する第1の位置検出アッセンブリ162aと出力位置信号Sbを有する第2の位置検出アッセンブリ162bとを備えている。
【0019】
図1に示されているように、複数の位置検出アッセンブリ130からの複数の信号Siは、カート140に伝送される。以下に詳細に記述されるように、カート140はコントローラ160を有し、コントローラ160は信号Siを受信し、処理するようになっている。さらに、コントローラ160がアーム状態に配置されていて位置信号Siが許容可能な範囲内にあるとき、コントローラ160は、ビーム122が患者104に到達することができるようにビームインターロック信号Biを発生させる。加えて、コントローラ160は、医師が患者104の動作を統計的に評価できるように、信号Siを連続的にモニタするようになっている。さらに、もしコントローラ160が、信号Siの何れかが許容可能な閾値限界を超えたと判断すれば、コントローラ160は音響警報機148を作動させることができる。
【0020】
図1に示されているように、患者動作モニタシステム102は、更に、当業者に公知の、複数の押しボタン164を有するユーザー入力装置142を含む。特に、ユーザーは、複数の制御信号Csを発生させるように押しボタン164を押すことができる。さらに、コントローラ160は、アーム状態、待機状態及び警報状態の2状態の間に患者動作モニタシステム102をユーザーが操作することができるように、ユーザー入力装置142から複数の制御信号Csを受信するようになっている。
【0021】
図1に示されているように、患者動作モニタシステム102は、さらに、ディスプレイ144を有している。コントローラ160の指令を受けて、ディスプレイ144は、患者の動きに関する状態情報を表示する。ある一つの実施形態では、コントローラ160は、患者104の動きを示す、ディスプレイ144(図4)上の複数の状態パラメータ178を連続的に更新するようになっている。しかしながら、他の実施形態では、コントローラ160は、ディスプレイ144上に複数の2次元グラフを生成し、時間の関数として状態パラメータ178を表示し、或いは状態パラメータ178の間の相互関数を表示することができるようになっている。
【0022】
図1に示されているように、患者動作モニタシステム102は、更に、プリンタ146を備えている。特に、プリンタ146は、コントローラ160の指令の下に、複数の状態パラメータ178のハードコピーを印刷するために使用され得る。
【0023】
図1に示されているように、患者動作モニタシステム102は、更に、音響警報機148を備える。特に、音響警報機148は、音響警報信号149をコントローラ160の指令の下に発生するようになっている。さらに、コントローラ160は、患者動作モニタシステム102がアーム状態に置かれており、且つ患者104の動きが閾値レベルを超えたことを検知した場合はいつでも、音響警報信号149を発生させる。
【0024】
図1に示されているように、患者動作モニタシステム102のカート140は、複数の車輪161上に支持されている。特に、車輪161は、カート140が素早くしかも容易に堅い表面に沿って移動され得るようにする。さらに、カート140は、患者動作モニタシステム102がある処置室から他の処置室へ容易に移動され得るように、複数の検出アッセンブリ162、コントローラ160、ユーザー入力装置142、ディスプレイ144、プリンタ146及び音響警報機148を収納できるようになっている。
【0025】
第1の位置検出アッセンブリ162a及び第2の位置検出アッセンブリ162bを有する患者動作モニタシステム102の一実施形態の拡大図が図2に示されている。特に、患者104が処置テーブル10上に仰向けになっており、患者動作モニタシステム102が患者104の頭114の動きを検知している状態が示されている。ここで、患者104の頭114の動きは、患者104の頭114内にある腫瘍106のために、患者動作モニタシステム102によってモニタされている。しかしながら、患者動作モニタシステム102は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、患者104の他の領域をモニタするようにできることが分かるだろう。
【0026】
以下に詳細に記述されるように、第1の位置検出アッセンブリ162aは、位置センサー130aの第1の表面131aと患者104の第1の表面116aとの間の距離Xaを示す位置信号Saを生成するようになっている。同様に、第2の位置検出アッセンブリ162bは、位置センサー130bの第1の表面131bと患者104の第2の表面116bとの間の距離Xbを示す位置信号Sbを生成するようになっている。好ましくは、第1の及び第2の位置検出アッセンブリ162a及び162bは、距離Xa及びXbが互いに直角なビームに沿って測定されるように配置されている。さらに、位置センサー130a及び130bは、Xa及びXbが、Xmin及びXmaxによって定義される許容可能な作動範囲内Xmin<Xa<Xmax且つXmin<Xb<Xmaxにある場合に、距離Xa及び距離Xbを測定するように設計されている。
【0027】
一実施形態において、複数の位置検出アッセンブリ162における各位置センサー130は、LED変位センサーを使用している。図2に示すように、患者104の第1の表面116aに小さく照射される円形スポット117aを形成するために、センサー130aは、センサー130a内に設けられた非コヒーレントなLED光源から発せられて絞られた光ビーム135aを照射する。さらに、第1の表面116aに照射されたスポット117aは実質的に点光源のように振る舞い、放射状の光ビーム137aとなってセンサー130aの第1の表面131aに戻る。反射された光ビーム137aの一部がセンサー130aによって受信されると、センサー130a内で光の収束パターン(図示省略)を形成するために、センサー130a内のポジティブレンズは受信した一部の光ビーム137aを屈折させる。さらに、収束パターンの光ビームは、照射スポット117aの焦点の合った像を形成するために、レンズの焦点面において収束するようになっている。センサー130a内では、当該フォトダイオードアレー上に形成される円形像の大きさに対応した信号を生成するフォトダイオードアレー(図示省略)が、フォトダイオードアレーの作動範囲においてスポット117aのほぼ円形で焦点の合っていない実像を形成するために、レンズの焦点面のやや外側における屈折された光の光路に配置される。このように、距離Xaと、フォトダイオードアレー上に形成されるスポット117aの焦点の合っていない像の直径との間に、計算可能な関係が実現される。これにより、フォトダイオードアレーにより供給される信号が、位置信号Saの基礎を構成する。
【0028】
一実施形態において、第2の位置センサー130bもLED変位センサーを使用している。より詳細には、第2の位置センサー130bは、この位置センサー130bの第1の表面131bと患者104の第2の表面116bとの距離を示す位置信号Xbを発する。図2に示すように、位置センサー130bは、患者の第2の表面116bに小さい円形の照射スポット117bを生成する集中的な光ビーム135bを発し、これによって点光源のような特性を持つ反射光ビーム137bが発生される。さらに、センサー130bは、センサー130aと同様の方法で信号Sbを発生するために、レンズの焦点面の前に位置するフォトダイオードアレー備えている。
【0029】
LED変位センサーは、多くの有利な点を提供していることが分かるであろう。特に、LED変位センサーによって生成された光線は、患者及び医師の両者に対して無害であり、従って使用時に他の安全装置を必要としない。さらに、LED変位センサーは、表面から反射した光線によって距離を計測しているため、患者104と物理的に直接接触していない。また、上記したタイプのLED変位センサーは、高い精度を達成でき、また短時間で位置の計測を行うことができる。さらに、他の利点として、LED変位センサーは軽量、頑丈で、比較的低価格で製造することができる。
【0030】
一実施形態において、各位置センサー130a、130bは、既に商品化されているLED変位センサーとすることができる。特に、日本のオムロン株式会社の型番Z4W−VのLED変位センサーを使用することができる。結果として、わずか5ミリ秒の応答時間で、10ミクロンの位置解像度を達成することができる。さらに、センサー130aと130bの稼動範囲は、Xmin=21mmからXmax=29mmまで変化する。
【0031】
他の実施形態において、各位置センサー130は、センサー130の状態を表示できるLCDディスプレイを備えている。より詳細には、LCDディスプレイは、計測された位置Xiに対応する値を指し示す仮想的なニードルを表示する。さらに、この仮想ニードルは、閾値Tiに対応した厚みに適している。
【0032】
図2に示すように、第1の及び第2の位置検出アッセンブリ162a、162bにおける関節で接合されたアーム132a、132bは、患者104の動きをモニタするために、位置センサー130a、130bを一時的に配置することができる。特に、各アーム132の複数の調整部材133は、以下に詳述するように、人間の腕と同様に操作可能とするために、第1の調整部材152、第2の調整部材154及び第3の調整部材156を備えている。
【0033】
図2に示すように、各アーム132a、132bはそれぞれ、後述する第1のクランプ150に取り付けられる第1のスタッド部材151を備えている。さらに、第1のスタッド部材151は、第1の調整部材152を介して第1の中央部材153に対して軸旋回及び回転可能に装着されている。また、第1の中央部材153は、第2の調整部材154を介して第2の中央部材155に対して軸旋回可能に装着されている。最後に、第2の中央部材155は、第3の調整部材156を介して第2のスタッド部材157に軸旋回及び回転可能に装着されており、第2のスタッド部材157は、第2のクランプ158に取り付けられている。
【0034】
一実施形態において、各アーム132a、132bは、ニュージャージ州ラムジーのボーゲン アームズ社(Bogen Arms)のボーゲン マジック アーム(Bogen Magic Arm)とすることができる。特に、ボーゲン マジック アームは、90度の軸旋回が可能で、360度の回転が可能な第1の及び第3の調整部材152、156を備えている。さらに、ボーゲン マジック アーム(Bogen Magic Arm)は360度の旋回が可能な第2の調整部材154を備えている。
【0035】
図2に示すように、第1及び第2の位置検出アッセンブリ162a、162bの第1のクランプ150は、第1及び第2の位置検出アッセンブリ162a、162bを装着部134に着脱可能に装着している。特に、第1のクランプ150は、これを装着部134に着脱自在に装着するロック顎部(図示省略)になっている。一実施形態として、第1のクランプ150は、ボーゲン スーパー クランプ(Bogen Super Clamp)で構成される。
【0036】
図2に示すように、第1の位置検出アッセンブリ162aの第2のクランプ158は、位置センサー130aを第1の位置検出アッセンブリ162aに固定している。同様に、第2の位置検出アッセンブリ162bの第2のクランプ158は、位置センサー130bを第2の位置検出アッセンブリ162bに固定している。両方の場合において、第2のスタッド部材157と第2のクランプ158とは互いに固定されるようになっている。一実施形態として、第2のクランプ158をマンフロット コーポレーション(Manfrotto Corporation)のボーゲン スーパー クランプ(Bogen Super Clamp)で構成することができる。
【0037】
有利な点として、位置検出アッセンブリ162は、センサー130a、130bの3段階の動きを許容する。従って、カート140を治療テーブル上にいる患者に近接させることができ、また、位置検出アッセンブリ162は、センサーが希望の距離で使用者に近接させて位置され得るように、調整され得る。検出装置162a、162bはそれぞれ独立して調整され、各センサー130a、130bはカート140に装着されているため、各センサー130a、130bは、異なる位置に配置された患者に適応するために独立して調整可能となっている。さらに、カート140は小型であるため、カート140は異なる治療位置に配置されたどの患者にも近接して配置され得る。
【0038】
患者動作モニタシステム102の一実施形態の電気的要素を示すブロック図が、図3に示されている。特に、患者動作モニタシステム102は、公知の方法で、位置センサー130a、130bから位置信号Sa、Sbを受信するコントローラ160を備えている。さらに、コントローラ160は、参照値を保存したり、プロトン治療セッションに関連する統計的情報を蓄積するためのメモリ161を備えている。
【0039】
コントローラ160はさらに算術的計算を行うことができる公知の算術処理ユニットを備えている。特に、コントローラ160は、このコントローラ160によって受信される複数の位置信号Siに基づいて複数の患者距離Xiを計算する。例えば、図2の実施形態では、患者距離Xiは信号Sa、Sbそれぞれによって決定される距離Xa、Xbからなる。さらに、複数の基準患者距離Xi0は、プロトン治療セッションの始めに、位置信号Siの状態に基づいて計算される。また、コントローラ160は、DXi=Xi−Xi0で定義される複数の患者変位DXiを計算する。コントローラ160はまた、患者が著しく動いたか否かを決定するために、各々の患者変位DXiを、対応する予め設定された閾値Tiと比較する。さらに、コントローラ160は、複数の患者変位DXiに関連する複数の統計的な量を反復して計算する。一実施形態として、コントローラ160を、日本のオムロン株式会社のオムロン システマティック C2000 プログラマブル ロジック コントローラとすることができる。
【0040】
図3に示されているように、患者動作モニタシステム102のコントローラ160は、公知の方法でユーザー入力装置142からユーザー入力を受けるようになっている。上記したように、ユーザー入力装置142は複数の押しボタン164を備えている。一実施形態において、押しボタン164は、アームボタン、警報ボタン、閾値ボタン、ディスエイブルセンサー第2のボタン、及び調査モードボタンを備えている。特に、以下に詳述するように、アームボタンと警報ボタンは、患者動作モニタシステム102が、待機状態、アーム状態及び警報状態の内の2状態の間において操作され得るようにする。閾値ボタンは、可能な閾値の中で循環して、閾値Tiを選択するために使用される。ディスエイブルセンサー第2のボタンは、患者動作モニタシステム102が第2の位置検出アッセンブリ162bを使用することなく操作され得るようにする。調査モードボタンは、患者動作モニタシステム102を調査モードで操作させるときに使用する。
【0041】
図3に示されているように、患者動作モニタシステム102のコントローラ160は、公知の方法で、ディスプレイ144の表示を最新のものにする。一実施形態(図4)において、コントローラ160は、後述するように、ディスプレイ144に患者動作モニタシステム102の状態に関する状態情報を表示させる。コントローラ160はまた、公知の方法で、患者動作モニタシステム102の状態情報を印刷して保存するために、プリンタ146に出力できるようになっている。
【0042】
図3に示すように、患者動作モニタシステム102のコントローラ160は、公知の方法で、音響警報機148を作動させる。特に、患者動作モニタシステム102がアームモードにあり、何れかの患者変位要素DXiが対応する閾値Tiを越えたときに、警報機148はコントローラ160により作動される。
【0043】
図3に示されているように、患者動作モニタシステム102のコントローラ160は、公知の方法で、プロトンビーム設備100にビームインターロック信号Biを送信するようになっている。一実施形態において、患者動作モニタシステム102がアームモードにあり、患者変位要素DXiが閾値Tiに対応した範囲内にあるときに、ビームインターロック信号Biが送信される。さらに、プロトンビーム設備100は、公知の方法で、ビームインターロック信号Biを受信するとプロトンビーム122を発するようになっている。
【0044】
ここで図4を参照すると、図4は、患者動作モニタシステムの一実施形態のディスプレイ144を例示している。特に、患者動作モニタシステム102の作動状態を示す複数の状態パラメータ178が、ディスプレイ144に表示されている。さらに、複数の状態パラメータ178は、複数の統計パラメータ187をそれぞれ有する複数のグループ183を含み、各グループ183は、対応する位置検出アッセンブリ162の状態を表す。
【0045】
図4に示されているように、複数の状態パラメータ178には、患者動作モニタシステム102の作動モードを示すシステム状態インジケータ180が含まれる。特に、システム状態インジケータ180は、患者動作モニタシステム102が、待機状態、アーム状態又は警報状態のいずれかにあることを示す。さらに、システム状態インジケータ180は、コントローラ160が調査モードで作動しているか否かを示す。
【0046】
図4に示されているように、複数の状態パラメータ178には、閾値インジケータ182が含まれる。特に、閾値インジケータ182は、患者104の有意な動作発生の有無を確定するためにコントローラ160が利用する最新の閾値Tiに対応する。図4の実施形態において、各々の閾値Tiは相互に等しい。ただし、他の実施形態においては、閾値Tiは、相互に別々に設定され、且つ独立した方法でディスプレイ144に表示され得る。
【0047】
図4に示されているように、複数の状態パラメータ178には、複数のグループ183が含まれ、各グループ183は、対応する位置検出アッセンブリ162の作動状態を表す。特に、ディスプレイの左側のグループ183は、第1の検出アッセンブリ162aの状態に対応しており、ディスプレイの右側のグループ183は、第2の検出アッセンブリ162bの状態に対応している。
【0048】
複数の状態パラメータ178の各グループ183は、範囲内、範囲外又は使用不能のいずれかになり得る範囲状態インジケータ184を含む。患者動作モニタシステム102が待機状態に置かれた時、範囲状態インジケータ184が範囲内にある場合、コントローラ160は、Xi+Ti<Xmax 且つ Xi−Ti>Xmin で定義される対応する位置検出アッセンブリ162の作動範囲内に、患者104がいると確定している。同様に、前記102が、待機状態に置かれた時、範囲状態インジケータ184が範囲外である場合、コントローラ160は、Xi+Ti>Xmax 又は Xi−Ti<Xmin で定義される対応する位置検出アッセンブリ162の作動範囲内に、患者104がいないと確定している。しかしながら、患者動作モニタシステム102が、アーム状態又は警報状態のいずれかにある時、範囲状態インジケータ184が範囲内であれば、コントローラ160は、−Ti<DXi<Ti で定義される対応する位置検出アッセンブリ162の閾値範囲内に、患者104がいると確定している。そうではなくて、患者動作モニタシステム102が、アーム状態又は警報状態のいずれかにある時、範囲状態インジケータ184が範囲外であれば、コントローラ160は、DXi>Ti 又は DXi<−Ti で定義される対応する位置検出アッセンブリ162の閾値範囲内には、患者104がいないと確定している。
【0049】
第2の位置検出アッセンブリ162bに対応するディスプレイ144左側の範囲状態インジケータ184には、使用不能という言葉を表示させることも可能である。このような状態になれば、コントローラ160が、ビームインターロック信号Biを生成するか否かを決定する際に位置信号Sbを無視するように、ユーザーは、ユーザー入力装置142の使用不能センサー第2のボタンによって第2の検出アッセンブリ162bを使用不能にすることを前もって選択している。
【0050】
複数の状態パラメータ178の各グループ183は、Xiインジケータ186も含む。特に、Xiインジケータ186は、記録された最新の患者の距離Xiに対応しており、且つ、患者動作モニタシステム102の全ての作動状態中に更新される。さらに第2の位置検出アッセンブリ162bが使用不能にされた場合、対応するXiインジケータ186は使用不能という言葉を表示する。
【0051】
複数の状態パラメータ178の各グループ183は、DXiインジケータ188をも含む。特に、DXiインジケータ188は、DXiの計算された最新の値に対応しており、且つ、患者動作モニタシステム102の全ての作動状態中に更新される。さらに、第2の位置検出アッセンブリ162bが使用不能にされた場合、対応するDXiインジケータ188は使用不能という言葉を表示する。その上、患者が対応するセンサー130の作動範囲外にいる場合、DXiインジケータ188は範囲外という語句を表示する。
【0052】
複数の状態パラメータ178の各グループ183は、+DXi maxインジケータ190をも含む。特に、+DXi maxインジケータ190は、治療中に計算されるDXiの正の最大値に対応しており、且つ、アーム状態中に更新されるのみである。さらに、+DXi maxインジケータ190は、起動時に、及びアーム状態と待機状態との間の移行時に、0.0の値にクリアされる。ただし、+DXi maxインジケータ190は、警報状態と待機状態との間の移行時には保存される。
【0053】
複数の状態パラメータ178の各グループ183は、−DXi maxインジケータ192をも含む。特に、−DXi maxインジケータ192は、治療中に計算されるDXiの負の最大値に対応しており、且つ、アーム状態中に更新されるのみである。さらに、−DXi maxインジケータ192は、起動時に、及び準備完了状態と待機状態との間の移行時に、0.0の値にクリアされる。ただし、−DXi maxインジケータ192は、警報状態と待機状態との間の移行時には保存される。
【0054】
複数の状態パラメータ178の各グループ183は、DXi平均インジケータ194をも含む。特に、DXi meanインジケータ194は、治療中に計算されるDXiの全ての値の平均値に対応しており、且つ、準備完了状態中に更新されるのみである。さらに、DXi meanインジケータ194は、起動時に、及び準備完了状態と待機状態との間の移行時に、0.0の値にクリアされる。ただし、DXi meanインジケータ194は、警報状態と待機状態との間の移行時には保存される。
【0055】
複数の状態パラメータ178の各グループ183は、警報インジケータ196をも含む。特に、警報インジケータ196の数は、対応する位置検出アッセンブリ162が患者104の動作が限界以上にいることを検知した結果として、アーム状態と警報状態との間で直接移行が起こった数に対応している。待機状態から準備完了状態へ移行すると、警報インジケータ196の数は、ゼロにリセットされる。さらに、第2の位置検出アッセンブリ162bが使用不能にされた場合、対応する警報インジケータ196の数は、使用不能という言葉を表示する。
【0056】
ここで図5を参照していくと、図5は、患者動作モニタシステム102のコントローラ160の一実施形態の操作を説明するフローチャート200を示している。特に、ユーザーは、待機状態206、アーム状態234及び警報状態220の2状態の間においてコントローラ160を操作することができる。さらに、ユーザーは、以下に説明するように操作の調査モードを作動させることができる。
【0057】
始動状態202に続いて、コントローラ160は、状態204において、全統計値をリセットし、全閾値Tiを1mmに初期設定する。以下に説明するように、統計値は、コントローラ160の次の操作の間に、コントローラ160により更新されディスプレイ144に表示される。
【0058】
次に、コントローラ160は、センサー130a及びセンサー130bと、第1の位置検出器162a及び第2の位置検出器162bとを患者104の作動範囲内にユーザーが配置できるように、引き続き待機状態206に止まる。上記のように、センサー130a、センサー130bは、作動範囲内の間隔で配置されることが好ましい。コントローラ160は、ユーザーがセンサーを正確に配置することができるようにする視覚的フィードバック信号をディスプレイ144(図2)に提供することが好ましい。次に、コントローラ160は、状態210において、音響警報機をリセットし、ユーザーが閾値Tiを変更できるように、ユーザー入力装置142の閾値ボタンをモニタする。このようにして、ユーザーは、患者が所望の閾値以上に動いたことを示す信号をシステムが与える結果となる値を設定できる。次に、コントローラ160は、最新の複数の状態パラメータ178によってディスプレイ144を更新する。
【0059】
次に、コントローラは、決定状態212において、位置信号Sa及び位置信号Sbをモニタし、患者104が位置センサー130a及び130bの作動範囲内にいるか否かを確定する。患者が、位置センサー130a及び位置センサー130bの作動範囲内にいない場合、コントローラ160は待機状態206に戻る。
【0060】
コントローラ160が、位置センサー130a及び130bの作動範囲内に患者104がいると確定した場合、コントローラ160は、決定状態214においてユーザー入力装置142の準備ボタンの動きをモニタすることに移行する。コントローラ160が、準備ボタンがまだ作動されていないと判断した場合、コントローラ160は、待機状態206に戻る。
【0061】
コントローラ160が、決定状態214において、準備ボタンが押されたと確定すれば、全ての統計値は、状態216においてリセットされる。今や、システム102は、アーム状態であり、患者の動きを検知し、且つこの動きが状態204における閾値を超えた時に信号を提供する準備が完了した状態である。さらに、位置信号Sa及びSbが、コントローラ160により読みとられ評価され、且つ、成分XaO及びXbOを有する新たな位置基準値Xi0を計算するために利用される。そこから、コントローラは、アーム状態220に入る。アーム状態220の間、コントローラ160は、ユーザー入力装置142の調査モードボタンをモニタして、操作の調査モードがユーザーにより要求されているかどうかを確定する。上記のように、患者動作モニタシステムは、治療される患者の動きをモニタするために利用可能であるか、又は、患者の動きについての調査情報を得るために利用可能である。
【0062】
コントローラが、決定状態222において、調査モードボタンは作動していないと判断した場合、コントローラ160は、プロトンビーム122が患者104に達するように、状態224においてビームインターロック信号Biを生成する。さらに、音響警報は作動されず、Xa及びXbの成分を有するXiの新しい値が、受信した位置信号Sa及びSbを基に計算され、DXa=Xa−Xa0及びDXb=Xb−Xb0の成分を有する新しい患者変位DXiが計算され、新しい患者変位DXiは複数の状態パラメータ178にセットされ、そして、ディスプレイ144はXi及びDXiの新しく計算された値を含むように更新される。
【0063】
コントローラ160が、状態222において、調査モードボタンは作動したと判断した場合、コントローラ160は、プロトンビーム122がノズル120から出ていくことを妨げるように、状態226においてビームインターロック信号Biを作動させない。さらに、音響警報は作動されず、Xiの新しい値が受信した位置信号Siを基に計算され、DXa=Xa−Xa0及びDXb=Xb−Xb0の成分を有する新しい患者変位DXiが計算され、新しい患者変位DXiは統計情報にセットされ、そしてディスプレイ144はXi及びDXiの新しく計算された値を含むように更新される。
【0064】
図5に示されているように、コントローラは、患者変位DXiが閾値Tiと比較される決定状態230へと移行する。特に、コントローラ160は、2秒を超える間、患者変位DXiの全てが閾値Tiを超えなかったと判断した場合、コントローラ160は、決定状態232においてユーザー入力装置142のアームボタンをモニタする。
【0065】
コントローラ160が、決定状態232において、アームボタンが作動したことを検出した場合、患者104が安全に再配置されるように、コントローラ160は待機状態206に戻る。そうでなければ、コントローラ160は、患者104がプロトン治療を受け続けられるようにアーム状態220に再び入る。
【0066】
しかし、コントローラ160が、決定状態230において、2秒を超える時間の間に、1つ又はそれ以上の患者変位DXiが閾値Tiを超えたと判断した場合、コントローラ160は警報状態234に入る。この状態が発生した場合には、患者104の重要な動きがコントローラ160によって検出されたのである。
【0067】
その場合、コントローラ160は、調査モードが要求されているか否かをコントローラ160が判断する決定状態236へと移行する。コントローラ160が、調査モードが要求されていないと判断した場合、状態240において、コントローラ160は、プロトンビーム122が患者104に達するのを妨げるように、ビームインターロック信号Biを作動させない。そして、コントローラ160は、音響警報148を作動させ、警報カウンタを1だけ増加させる。そして、コントローラ160は、現在の複数の状態パラメータ178でディスプレイ144を更新する。
【0068】
コントローラ160が、決定状態236において、調査モードが要求されていると判断した場合、状態242において、コントローラ160は、プロトンビーム122が患者104に達するのを妨げるように、ビームインターロック信号Biを作動させない。そして、コントローラ160は、警報カウンタを1だけ増加させ、現在の複数の状態パラメータ178でディスプレイ144を更新する。
【0069】
そして、コントローラ160は、決定状態244において、ユーザー入力装置142のアームボタンの動作をモニタする。コントローラ160が、アームボタンが作動したことを検出した場合、コントローラ160はスタンバイ状態206に戻る。しかし、コントローラ160が、アームボタンが押されていないと判断した場合、コントローラ160は、新しい患者変位DXiがコントローラ160によって計算されるように、決定状態246における位置信号Siのモニタに進む。新しい患者変位DXiが閾値Tiの範囲内にない場合、コントローラ160は警報状態234に戻る。
【0070】
新しい患者変位DXiが閾値Tiの範囲内である場合、そのときコントローラ160は、調査モードが要求されているか否かをコントローラ160が判断する決定状態250へと移行する。コントローラ160が、調査モードが要求されていると判断した場合、コントローラはスタンバイ状態に戻る。
【0071】
コントローラが決定状態250において調査モードが要求されていないと判断した場合、コントローラ160は決定状態252において警報解除ボタンをモニタする。コントローラ160が警報解除ボタンの作動を検出した場合、コントローラは待機状態206に戻る。そうでなければ、コントローラは警報状態234に戻る。
【0072】
上記した患者動作モニタシステム102によれば、プロトン治療時間の間、患者104の位置を継続的に検出することが可能であることが分かるであろう。特に、患者動作モニタシステム102は、患者104の位置を示す複数の位置信号Siを生成するために採用された、複数の位置検出アッセンブリ162を含む。位置信号Siは、測定された位置Xiを得るために、患者動作モニタシステム102のコントローラ160によって受信される。コントローラ160は、また、患者変位DXiを判断するために、測定された位置Xiと基準位置Xi0とを比較する。患者変位DXiが閾値Tiの範囲外にある場合、患者104の閾値を超える動作が、患者動作モニタシステム102のコントローラ160によって検出されたことになる。
【0073】
患者動作モニタシステム102がアーム状態に置かれ、そして、患者の位置が閾値Ti以上に変化しないことが検出されている間、患者104が治療を受けられるように、ビームインターロック信号Biは患者動作モニタシステム102によって作動される。しかし、検出された患者の位置が閾値Ti以上に変化した場合、患者動作モニタシステム102は、プロトンビーム122が患者104の健全な組織を害さないように、ビームインターロック信号Biを作動させない。さらに、閾値を越える動作が、患者動作モニタシステム102によって検出されると、音響警報148が作動される。その上、ユーザーに患者104の動作の程度を知らせるように、状態パラメータ178は継続的に更新されてディスプレイ144に表示される。
【0074】
図5のフローチャートに示されているように、システムは、治療ビームの患者への伝送を制御するよう形成され、それはまた患者の動作についての情報を得るために使用され得る。本発明に係る患者モニタシステムを用いて動きの量を判断することにより、異なる患者不動化システムの有効性が評価され得ることが分かるであろう。
【0075】
また、患者動作モニタシステム102は、携帯可能及び組立容易であることが分かるであろう。特に、患者動作モニタシステム102の可動式のカート140は、患者動作モニタシステム102の構成要素の全てを収納するのに適合している。さらに、各位置検出アッセンブリ162のクランプ150は、機械的に位置検出アッセンブリ162を支持するように、素早く、そして容易に搭載面134に備え付けるのに適合している。その上、各位置検出アッセンブリ162の複数の調整可能部材133は、センサー130が患者104の作動範囲内で都合良く配置されることを可能とする。
【0076】
また、患者動作モニタシステム102の位置センサー130が、患者と物理的に接触することなく作動することが分かるであろう。特に、患者104の皮膚に照射されたスポットをつくるために、危険でない可視光が各位置センサー130から発せられる。照射されたスポットから反射された光は、対応する位置信号Siを生成するために、センサー130によって受信される。さらに、この位置検出方法は、患者104にどのような種類の位置検出器具も身に付けることを要求しない。その上、位置センサー130は、10ミクロンの位置分解能と5ミリ秒の応答時間とで位置信号Siを生成する。
【0077】
本発明に係る好ましい実施形態は、この実施形態に適用されたときの本発明の基本的な新しい特徴を示し、記述し、且つ指摘したが、説明された装置の細部の形態において、様々な省略、代用、及び変更が、本発明の精神から逸脱することなく、この分野の当業者によってなされ得ることが理解されるであろう。従って、本発明の範囲は上記の記載に制限されるものではなく、添付した請求項によって定義されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 プロトンビーム装置と協働する患者動作モニタリング装置の一実施形態を示す概略図である。
【図2】 プロトン治療を受けている患者に対して図1の患者動作モニタリング装置の位置決めを示す図1の拡大側面図である。
【図3】 図1の患者動作モニタリング装置の幾つかの構成要素を示すブロック図である。
【図4】 本装置のディスプレイ上に表示されている状態情報のサンプルセットを示す図1の患者動作モニタリング装置のディスプレイ表示である。
【図5A】 図1の患者動作モニタリング装置の動作を示すフローチャートである。
【図5B】 図1の患者動作モニタリング装置の動作を示すフローチャートである。
【図5C】 図1の患者動作モニタリング装置の動作を示すフローチャートである。
Claims (38)
- 所望の位置にしっかりと配置された患者の不変の表面に向けて集束ビームを伝送して、前記不変の表面上に照射スポットを形成するのに適合した第1のエネルギー源と、
前記照射スポットからの反射光を受信して、前記照射スポットの像を形成し、前記照射スポットの前記像のサイズを示す第1の信号を生成する第1のセンサーと、
前記第1のエネルギー源及び前記第1のセンサーに、前記患者の前記不変の表面から選択された距離だけ離れた位置に位置することを可能とする少なくとも1つの位置決め機構と、
前記第1のセンサーから前記第1の信号を受信し、少なくとも前記照射スポットの前記像の前記サイズに基づいて、前記患者の前記不変の表面から前記第1のセンサーへの第1の距離を決定し、前記患者が前記所望の位置から選択された閾値の距離以上に動いたか否かを決定するために前記第1の距離を評価するコントローラとを備えている、粒子ビーム治療システムと共に使用される患者動作モニタシステム。 - 所望の位置に配置された前記患者の前記表面に向けて、集束ビームを伝送して、前記表面上に第2の照射スポットを形成するのに適合した第2のエネルギー源と、
前記照射スポットからの反射光を受信して、前記第2の照射スポットの像を形成し、前記第2の照射スポットの前記像のサイズを示す第2の信号を生成する第2のセンサーとをさらに備えている請求項1に記載のシステム。 - 前記コントローラは、前記第2のセンサーから前記第2の信号を受信して、前記第2のセンサーからの前記第2の信号に基づいて、前記第2のセンサーに対する前記患者の位置を決定し、
前記コントローラは、前記患者が所望の位置から選択された閾値の距離以上に動いたか否かを決定するために、前記第1の信号の評価と共に前記第2の信号を評価する請求項2に記載のシステム。 - 前記コントローラは、何時前記患者が所望の位置から選択された閾値の距離以上に動いたかを示す信号を生成する請求項1に記載のシステム。
- 前記コントローラが生成する前記信号は、前記患者が所望の位置から選択された閾値の距離以上に動いたことをユーザーに知らせる警報信号である請求項4に記載のシステム。
- 前記コントローラが生成する前記信号は、粒子ビームコントロールシステムによって、前記患者に対する治療ビームの伝送を停止するために使用される請求項4に記載のシステム。
- 前記コントローラは、前記患者の移動程度を記録する請求項4に記載のシステム。
- 前記コントローラは、前記第1の信号が、予め選択された時間の間に、前記患者が選択された閾値の距離以上に動いたことを示す場合にのみ、前記患者に前記所望の位置に戻ることを許すために、前記信号を生成する請求項4に記載のシステム。
- 前記第1の信号は、前記センサーからの前記患者の前記位置から10ミクロン以内の正確さである請求項8に記載のシステム。
- 前記コントローラは、ユーザーに前記選択された閾値の距離を設定することを許すように構成されている請求項9に記載のシステム。
- 前記ユーザーは、前記患者がもはや前記所望の位置にないこととなるように、前記第1のセンサーから1mmの移動距離である選択された閾値の距離を選択することが可能である請求項10に記載のシステム。
- 前記第1のエネルギー源は、LEDを備えており、
前記第1のセンサーは、前記患者の前記表面の反射光を受信するLED受信器を備えており、前期第1の信号を生成するために受信した光を評価する請求項1に記載のシステム。 - 前記少なくとも1つの位置決め機構は、ベースと、当該ベースに搭載され、前記第1のエネルギー源の位置決めを容易にするために3段階の動作を有する位置決めアッセンブリとから構成されている請求項1に記載のシステム。
- 前記ベース及び前記コントローラを備え、該ベース及びコントローラが、粒子ビーム治療システムにおいて、複数の異なる治療位置と共に使用され得る移動カートをさらに備えており、
前記コントローラは、前記粒子ビーム治療システム用のコントロールシステムに通信可能に接続され得る請求項13に記載のシステム。 - 所望の位置にしっかりと配置された患者の第1の表面に向けて第1の集束ビームを発光して、前記第1の表面上に第1の照射スポットを形成し、且つ、前記第1の照射スポットから反射信号を受信して、前記第1の照射スポットのサイズを示す第1の出力信号を生成する第1の非接触センサーと、
前記患者の第2の表面に向けて第2の集束ビームを発光して、前記第2の表面上に第2の照射スポットを形成し、且つ、前記第2の照射スポットから反射信号を受信して、前記第2の照射スポットのサイズを示す第2の出力信号を生成する第2の非接触センサーと、
前記第1及び第2の出力信号を受信し、前記患者が所望の位置から選択された閾値の距離以上に動いたか否かを決定するコントローラとを備え、
前記第1の出力信号が、少なくとも前記第1の照射スポットの前記サイズに基づいて、前記第1の表面から前記第1の非接触センサーへの第1の距離を決定する信号であり、前記第2の出力信号が、少なくとも前記第2の照射スポットの前記サイズに基づいて、前記第2の表面から前記第2の非接触センサーへの第2の距離を決定する信号であり、前記コントローラが、前記第1及び第2の距離を使用して、前記患者が選択された閾値の距離以上に動いたか否かを検出する場合に、その位置を示す患者移動信号を供給する、粒子ビーム治療システムと共に使用される患者動作モニタシステム。 - 前記第1の非接触センサー及び第2の非接触センサーは、該記第1及び第2の信号が、前記第1及び第2の非接触センサーの前記第1及び第2の信号に対応する軸に沿って前記患者が動いた量の指標を供給するように、前記第1及び第2のセンサーが前記患者に対して位置し得るように位置決めされ得る請求項15に記載のシステム。
- 多段階の動作をし、前記第1及び第2の非接触センサーが、前記患者の前記表面から選択された距離に、該患者に対して位置決めされ得るように、前記第1及び第2の非接触センサーが各々搭載されている第1及び第2の位置決めアッセンブリをさらに備えている請求項16に記載のシステム。
- 前記コントローラは、
前記第1及び第2の出力信号を受信し、
所望の位置からの前記患者の移動を計算するために前記第1及び第2の出力信号を使用する請求項15に記載のシステム。 - 前記第1及び第2のセンサーは、LEDセンサーである請求項15に記載のシステム。
- 前記第1及び第2の非接触センサーは、該第1及び第2の非接触センサーから10ミクロンの誤差以内で、前記患者の距離を示す信号を供給する請求項19に記載のシステム。
- 前記コントローラは、前記ユーザーが、前記選択された閾値の距離を設定するのを許可するように構成されている請求項20に記載のシステム。
- 前記コントローラは、前記患者が所望の位置から1mm以上動いた時に該コントローラが前記患者移動信号を生成するように、前記ユーザーが、前記選択された閾値の距離を1mmに設定するのを許可するように構成されている請求項21に記載のシステム。
- 前記コントローラによって生成される前記患者移動信号は、前記患者が所望の位置から前記選択された閾値の距離以上に動いたことをユーザーに示す警報信号である請求項15に記載のシステム。
- 前記コントローラによって生成される前記患者移動信号は、前記患者への治療ビームの伝送を中断するために、粒子ビームコントロールシステムによって使用され得るビーム信号である請求項15に記載のシステム。
- 前記コントローラは、前記患者の移動程度を記録する請求項15に記載のシステム。
- 前記コントローラは、前記患者が前記所望の位置に戻るのを可能にするため、前記第1及び第2の出力信号が、予め選択された期間において前記選択された閾値の距離以上に前記患者が移動したことをユーザーに示す時にのみ、前記患者移動信号を生成する請求項15に記載のシステム。
- 治療用粒子ビームを患者内部の目標の位置に伝送するための粒子ビーム伝送システムと、
前記患者の前記第1の表面に向かってビームを伝送して、前記第1の表面上に照射スポットを形成し、且つ、そこからの反射ビームを受信して、前記照射スポットの像を形成し、前記照射スポットの前記像のサイズを示す第1の出力信号を生成する第1の非接触センサーを有し、前記第1の出力信号が、少なくとも前記照射スポットの前記像の前記サイズに基づいて、前記第1の表面から前記第1の非接触センサーへの第1の距離を決定する信号である非接触患者動作モニタシステムと、
前記第1の出力信号を受信して、前記患者の前記第1の表面が所望の位置から選択された閾値の距離以上に移動したか否かを判断するために、前記第1の距離を評価して、前記患者の前記第1の表面が前記所望の位置から前記選択された閾値の距離以上に移動したか否かを判断する際に、前記治療用粒子ビームの伝送を中断させるのに適した患者移動信号を供給するコントローラとを備える粒子ビーム伝送システム。 - 前記患者の第2の表面に向かってビームを伝送して、前記第2の表面上に第2の照射スポットを形成し、且つ、そこからの反射されたビームを受信して、前記第2の照射スポットの像を形成し、前記第2の照射スポットの前記像のサイズを示す第2の出力信号を生成する第2の非接触センサーを更に備え、
前記第2の出力信号が、少なくとも前記第2の照射スポットの前記像の前記サイズに基づいて、前記第2の表面から前記第2の非接触センサーへの第2の距離を決定する信号である請求項27に記載のシステム。 - 前記コントローラは、前記患者が前記所望の位置から選択された閾値の距離以上に移動したかを測定するために、前記第1の出力信号及び前記第2の出力信号の双方を評価する請求項28に記載のシステム。
- 前記第1の非接触センサー及び前記第2の非接触センサーは、前記第1及び第2の出力信号が、前記第1及び第2の非接触センサーの前記第1及び第2の信号に対応する軸に沿って前記患者が移動した量の指標を提供するように、前記第1及び第2の非接触センサーを前記患者に対して位置決め可能とするために、配置可能である請求項28に記載のシステム。
- 前記第1及び第2の非接触センサーを、前記患者に対して、該患者の表面から選択された位置において選択された移動量で位置決め可能とするために、前記第1及び第2の非接触センサーがそれぞれ設けられた、多段階の動作を有する第1及び第2の位置決めアッセンブリを更に備える請求項30に記載のシステム。
- 前記第1及び第2の非接触センサーは、LEDセンサーである請求項28に記載のシステム。
- 前記第1及び第2の非接触センサーは、10ミクロンの誤差以内で該第1及び第2の非接触センサーからの患者の距離を示す信号を提供する請求項32に記載のシステム。
- 前記コントローラは、前記ユーザーが、選択された閾値の距離を設定するのを許可するように構成されている請求項27に記載のシステム。
- 前記コントローラは、前記第1及び第2の非接触センサーのいずれか一方により定まる方向に前記患者が所望の位置から1mm以上動いた時に該コントローラが前記患者移動信号を生成するように、前記ユーザーが、選択された閾値の距離を1mmに設定するのを許可するように構成されている請求項34に記載のシステム。
- 前記コントローラは、前記患者の移動程度を記録する請求項35に記載のシステム。
- 前記コントローラは、前記患者が前記所望の位置に戻るのを可能にするために、前記第1及び第2の距離が、予め選択された期間において前記選択された閾値の距離以上に前記患者が移動したことをユーザーに示す時にのみ、前記患者移動信号を生成する請求項28に記載のシステム。
- 所望の位置にしっかりと配置された患者の不変の表面に向けて集束ビームを伝送して、前記不変の表面上に照射スポットを形成するのに適合した第1のエネルギー源と、
前記照射スポットからの反射光を受信して、前記照射スポットの像を形成し、前記照射スポットの前記像のサイズを示す第1の信号を生成する第1のセンサーと、
前記第1のエネルギー源及び前記第1のセンサーに、前記患者の前記不変の表面から選択された距離だけ離れた位置に位置することを可能とする少なくとも1つの位置決め機構と、
前記第1のセンサーから前記第1の信号を受信し、少なくとも前記照射スポットの前記像の前記サイズに基づいて、前記患者の前記不変の表面から前記第1のセンサーへの第1の距離を決定し、前記患者が前記所望の位置から選択された閾値の距離以上に動いたか否かを決定するために前記第1の距離を評価するコントローラとを備え、
前記位置決め機構は、ベースと当該ベースに装着されるアームとを備え、当該アームは、人間の腕と同様に動作可能となるように複数の調整部材を備えている、粒子ビーム治療システムと共に使用される患者動作モニタシステム。
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