JPH06502330A - 定位固定外科用装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｌ崗節乙酊打Ｕはで方法 伎街光野 本発明は、例えば定位固定手術を行なうための、好ましくはＸ線線形加速器を用 いた、外科的手段を患者のターゲラ）４１域まで伸延するための装置および方法 に関する。加速器からの規準光線は、組織、例えばｌ１１瘍組織を壊死させるの に用いられる。他の具体例として、生検プローブをターゲット領域に伸延させる ことが可能である０本発明は主に、規準光線、生検プローブまたはその他の外科 的手段を適切に線列して、壊死させ、サンプルを除去すべき組織まで伸延させる ことを確実に行なうことに関する。

技肴互量 組織、特にＩＩＩ瘍組織組織死させるために定位固定ラジウム外科療法を用いる ことがよ（知られている０通常、この技術は脳手術に用いられているが、患者の それ以外の体の部位の手術には用いられていない、このように脳手術だけに限定 される理由としては、もし壊死させるべきターゲット８Ｎ域上に光線を適切に向 けるか、あるいはｖｉｆｉＩ域上に光線のμ点を合わせる場合、ターゲット領域 に対して固定された位置にある放射線不透の外枠を用意する必要がある。該フレ ームは空間に正確に配置することができ、領域に適切に焦点が合うように患者ま たは光線発信装置の位置をＵＲ節しながらフレームおよび照射されるべきターゲ ット領域を含む体の領域を診断用光線が通過することにより観察されるレチクル が得られる。

体の大部分には、そのような枠を容易に取付けるのに利用できる骨構造がない。

定位固定は、中枢神経系のある障害を非常な精度で処置するための神経放射線学 的研究より得られる空間情報を用いる神経外科の一領域である。上記したように 、通常の定位固定は、頭蓋内の腫瘍および奇形を（放射線医学的研究により）定 位および処置するために、対照の枠として患者の頭蓋にねじで留められた外枠を 用いる。定位固定ラジウム外科療法は、この概念において、定位固定の正確な定 位能を高エネルギー放射線源と組み合わせることにより構成される。過去２０年 にわたり、い（つかの異なるグループが、各種脳障害を単一の大きな放射線のフ ラクシッンで処！するためにラジウム外科技術を用いてきた０通常の放射線療法 （ここでは、ターゲット６１域およびその周囲にある健康な組織が実質的に等し く放射線にさらされ、健康な′Ｍｉ織は放射線損傷に高い抵抗性を有すると期待 される。）とは対照的に、そのような操作の背後にある理論的解釈によれば、結 局は放射線壊死がターゲットとされる部位で起こるであろう、理論上、結果的に はこの操作は標準的な切除手術と同じであるので、ラジウム外科（療法）という 用語が造りだされた。絶えず増大するラジウム外科処置の通用リストには、動静 脈奇形、聴神経鞘腫、転移性疾患、切除不可能な頭蓋系髄膜腫、および脳幹、下 垂体および松果体領域などの数種の腫瘍が含まれる。パーキンソン症候群および 強迫反応性障害は、ストックホルムのＫａｒｏｌｉｎｓｋａ　Ｉｎ５ｔｉｔｕｔ ｅにおいて、脳の点在する位Ｉに十分区切られた壊死障害を作りだすことにより 処置されている。多くの臨床的な場において、定位固定ラジウム外科療法は最適 療法として広く認められている。

放射線を脳腫瘍の量までできるだけ制限するラジウム外科の原理は、重要かつタ イムリーな概念である。一方、新たな科学技術の開発および見いだされている好 ましい臨床結果により、現在定位固定ラジウム外科療法の処１を受けている患者 数が驚異的に増加している。現時点で正確な数値を出すことは不可能であるが、 当分野における専門家による文献および論議の報告によれば、すでに世界的に年 間数千人の患者がこの技術による処置を受けていることが示唆されている。その ような定位固定ラジウム外科療法に対して熱誠が増大しているにもかかわらず、 理論上魅力的なそのような療法の多くを用いることは手段上限定されるので、非 実用的なままとなっている。

通常の定位固定ラジウム外科療法は、エネルギーの壊死線量を問題となる疾患と 組み合わせているが、これには（放射線源とは無関係に）限度があり、必然的に 正常な脳も幾分かは放射線照射を受ける。総体的に、照射される脳の量が少ない 程、健康な組織の放射線壊死の危険性が少なくなる。理想的な場合、すなわち極 めて少量の障害の処置において、正常な組織の許容量はラジウム外科療法の問題 ではない、しかしながら、放射物理学的および放射生物学的理由から、より頻繁 に遭遇する大きな障害のラジウム外科処置が問題なのである。照射される線量お よび量に比例して危険性が増大するので、処置される障害付近の脳の放射線壊死 により、定位固定ラジウム外科療法を非常に複Ｈなままになっている。したがっ て、定位固定ラジウム外科療法の精度にもかかわらず、大きな単一の放射線線量 に対する正常な許容性がしばしば関心事となり、線量および量のパラメーターに 対して厳しい注意を仏なければならない、これは、放射Ｍａ＃とは関係なくあら ゆるラジウム外科技術にあてはまることである。

本発明の装置および方法は、現在利用可能な他のラジウム外科システムに対して いくつかの有利点を持つ、特に、本発明の装置および方法を用いて、本発明に従 って操作すれば、多段階フラクシゴンラジウム外科処置（全体の線量を複数の少 量の線量に分別し、該分別！１Ｉｉｉを何時間、または何日、何週間もの間隔で 照射する。）を行なうことが可能である。その結果、通常の放射線技術を正確な 解剖学的定位の外科的原理と合わせた、脳ｌＩ瘍のための新しいタイプのイオン 化放射線療法が提供される。健康な組織の放射線壊死を最小限に抑えようとする ならば、処置の間中、望ましくは何週間もの間、枠をねじで患者の頭蓋に接触し たままにしておかなくてはならないので、現在のところ、Ｉ；１ＩＩＩＩＩｋに 対する多段階フラクシヨン精度放射線処置を達成するための実用的な方法はない 、正確な多段階フラクシジン療法を実行可能にするために、現在のところ外科的 療法でも放射線療法でも十分に処置されていない多くのＬｔ瘍の処置において本 技術を広範囲にわたり適応することが可能である。

より頻繁に遭遇する大きな病巣のラジウム外科処置が当面している問題は、本発 明の開発に多（の刺激を与えている０通常の定位固定ラジウム外科処置の目的は 、ターゲットとなる［ＩＵ！ｌまたは奇形の全量をあまね（放射線壊死させるこ とであるが、上記放射物理学的および放射生物学的問題により制限されている。

分別化ラジウム外科療法は、本発明の装置および方法を用いて行なうことができ るが、それは同様の目的を達成することを意図している。しかし、腫瘍のすぐ近 くの正常な脳は本質的にさらにかなりの線量および分別照射を受ける。ＬＩｒＩ ｇへの全放射線線量は壊死を誘導するのに十分高くすることができるが、それで もより少ない放射線を受ける正常Ｍｉ織は細胞が回復するのに十分な時間が必要 となる。正常な脳の細胞速度論と処置される障害との比較は、この問題に係るの で関連性があるに過ぎない、正常な脳が、わずかな量に射出される非常に高い放 射線線量にでさえも比較的耐性であることを心に留めておくことは重要なことで ある。さらに、一つの例では、象、性の制御不可能な腫瘍および悩浮臘で死亡し た患者にすぐに大きな腫瘍の定位固定照射を行なったことが報告されているので 、分別化療法で大きな腫瘍に段階的な壊死を誘導する利点もあるに違いない。

分別化ラジウム外科処置の理論上の利点にもかかわらず、定位固定局在の現在の 技術はそのようなアプローチを妨げるものである。とりわけ、主な障害は、患者 の頭部にねしで取付けられる外枠が必要であり、それはそのような療法を行なう のに必要とされる数日から数週間にわたり正しい場所に保つ（これがもし不可能 でなければ、であるが）ことが実用的ではないことである。本発明は、しっかり と連結された枠を使用しないので、この問題を容易に回避することができる。

さらに、本発明のコンピューターで媒介される定位固定ラジウム外科療法は、わ ずかな改変で、全く未踏査の概念である頭蓋外部のラジウム外科療法への使用の 可能性を切り開くものである。過去１５年にわたり結像技術の驚くべき開発が行 なわれたので、今ではほとんど全ての体の構造を視覚化するための手段が存在し 、その結果、当然、定位固定ラジウム外科学的原理は非脳新生物の処置において も貢献しているに相違ないと思われる。さらに、定位固定ラジウム外科療法はし ばしば各手術の代用を提供するので、それを用いることにより社会の大部分が救 済されるのであろう。

上記議論から明らかなように、脳手術以外の場所で使用可能であり、所望により 実際にリンパ腺などの非ＩＩ瘍性組織を切除するために用いることができ、実質 的に患者に不便を与えることなく操作し、かつ必要により数日または数週間の全 経過時間にわたり点在するフラクシヨンに正確に射出される放射線線量が簡便か つ安全に使用できるようにするであろう定位固定ラジウム外科用器械を存するこ とは望ましいことである。

サンプリングを行なうことが可能な患者の腫瘍等の上に直線上に伸延させること ができる他の外科的手段、例えば生検プローブを、適切かつ正確に線列すること ができることも望ましい。

光呪ｑ開示 本発明は、上記の問題の一つ以上を克服することについて述べられているもので ある。

本発明の具体例によれば、生体のターゲット領域を選択的に照射する方法が述べ られている。該方法は、生体の少なくとも一部分の３次元写像を作製し、該写像 が、ターゲット領域を含みそれより大きい写像領域を包含していることよりなる 。該写像は対照データとして保存される。生体は、写像領域が、活性化されると ターゲッｔ４１域を壊死させるに十分な強度の外科的規準光線を放射する光線発 信装置のターゲラ１４１域内になるように配置される。第１および第２の診断用 光線は、該光線が互いに公知のゼａではない角度であるようにして写像領域を通 過する。該光線は、写像領域内の第１および第２の射影の各々第１および第２の 画像を作製するために用いられる。第１および第２の画像を表わす電子画像が作 製される。該電子画像を対照データと比較して、規準光線とターゲラ）８Ｊ［域 の相対的な空間位置を表わす位置データを得る。光線発信装置と生体の相対位置 は、規準光線の焦点をターゲット領域上に合わせるようにして調節される。該比 較は短時間の間隔で繰り返され、比較がそのように示されたら、必要により、規 準光線の焦点をターゲット領域上に合ったままになるようにして、調節工程を繰 り返す。

本発明のもう一つの具体例によれば、生体内の生組織のターゲット領域を選択的 に照射するための装置が述べられている。該装置には、内部に生体の少なくとも 一部分の３次元写像を保存しているデータ保存メモリーを包含し、該写像が、タ ーゲノ１４５域を含みターゲット領域よりも大きい写像領域を包含している。活 性化されるとターゲッＨ１域を壊死させるのに十分な強度の規準光線を放射する ようになっている光線発信装置が存在する。該光線発信装置を選択的に活性化す るための手段が提供される。第１および第２の診断用光線を、互いに公知のゼロ ではない角度になるようにして写像領域に通過させ、写像領域内の各第１および 第２の射影の各々第１および第２の画像を写像領域に作製するための手段が提供 される。第４および第２の画像からそれを表わす電子画像を作製するための手段 が提供される。データ保存メモリーに保存される３次元写像を、第１および第２ の画像を現わし、そこからリアルタイムのターゲッＨ１域の位置を表わすデータ を誘導するための電子画像と比較するための手段が提供される。必要により、タ ーゲラ）８１域のリアルタイムの位置を表わすデータに応して、規準光線が活性 化されると連続的にターゲット頭載上に焦点が合うようにして、光線発信装置と 生体の相対位置を！ｌ１ｌｌｌ’ｌするための手段が提供される。

本発明のさらに別の具体例によれば、生体内のターゲット領域を、直線状に伸延 可能な外科的手段で選択的に線列するための方法が述べられている。この方法は 、生体の少なくとも一部分の３次元写像を作製し、該写像が、ターゲット領域を 含みターゲット２Ｍ域よりも大きい写像領域を包含することからなる。該写像は 対照データとして保存される。生体は、写像領域が、活性化されると直線状に伸 延可能な外科的手段をターゲット領域に伸延させる外科的装置のターゲット領域 内にあるように、配置される。第１および第２の診断用光線は、互いに公知のゼ ロではない角度になるように写像領域を通過して、写像領域内の第１および第２ の射影の各々第１および第２の画像を作製する。第１および第２の画像の各電子 画像が作製される。該電子画像を対照データと比較して、直線状に伸延している 外科的手段とターゲラ）４５域の相対的空間データを表わす位置データを得る。

外科的装置と生体の相対位置は、直線状に伸延している外科的手段がターゲッｌ ＪＩ域を向くようにして調節される。

本発明のさらに別の具体例によれば、生体内の生組織のターゲット領域を選択的 に線列するための装置が開示されている。該装置は、内部に生体の少なくとも一 部分の３次元写像を保存しているデータ保存メモリーからなり、該写像はターゲ ット領域を含みターゲット領域よりも大きな写像領域を包含する。活性化される と直線状に伸延可能な外科的手段をターゲット領域に伸延するようになる外科的 装置が提供される。該外科的装置を選択的に活性化する手段が提供される。第１ および第２の診断用光線を、互いに公知のゼロではない角度となるようにして写 像領域に通過させ、写像領域内の第１および第２の射影の各々第１および第２の 画像を作製するための手段が提供される。第１および第２の画像の各電子画像を 作製するための手段が提供される。３次元写像を、第１および第２の画像を現わ し、そこからターゲット領域のリアルタイムの位置を表わすデータが誘導される 電子画像と比較するための手段が存在する。ターゲットＭ域のリアルタイムの位 置を表わすデータに応じて、直線状に伸延している外科的手段が活性化されると ターゲラＨｆｆ域に向くようにして、外科的装置と生体の相対位置を調製するた めの手段が提供される。

上記で述べられている装置および方法は、先行技術の定位固定ラジウム外科的方 法および装置から鑑みて、いくつかの有利点を有する。まず第１に、外枠を全く 必要とせず、該枠は３次元写像に置き換えられている。第２に、枠を患者の体に 取付ける必要がないので、怒染の可能性だけでなく、枠による痛みもなくなる。

第３に、定位固定ラジウム外科療法は、事実上患者の体のあらゆる部分で用し） ることができる、第４に、定位固定ラジウム外科的操作は、分別化された方法で 、必要により、または所望により、希望するだけの時間、例えば数日間また番よ 数遇間にわたり、簡便かつ正確に行なうことができる。

図面の簡単な説明 本発明は、図面を参照することにより、より良く理解されるであろう。図面にお いて、全体を通して同し番号は同じ部分を示すものである。

第１図は、本発明による装置の一つの具体例を等角投影図法で示すものであり； 第２図は、本発明の診断用Ｘ線の結像および加速器の焦点を合わせる様子を概略 的に示すものであり； 第３図は、本発明による装置のもう一つの具体例を第１図と同様の観点力・ら示 すものであり；さらに 第４図は、本発明の具体例によるシステムの構成図を概要的に示すものである。

■　る　の　誼 本発明は、定位固定ラジウム外科装置１０（第１図に図示されて０る具体例）を 提供するものである。

本発明によれば、データ保存メモリーが提供される。データ保存メモリー（よテ ゛−タプロセノサ−１２またはディスクまたはテープ保存ユニット１．３などの 補助装置内におくことができる（第４図）、マイクロプロセンサー１２また番よ 保存ユニン［３は内部に生体、すなわち患者１４の少なくとも一部分の３次元写 像を保存している。保存ユニッ目３が存在する場合には、３次元写像（通常番よ デジタルｉ態である）は一般に、比較する目的でマイクロプロセッサ−１２内に 負荷される。写像は、選択的に照射される患者のターゲ・ノ）４１域１８を含み 該ターゲッｆ４１域１８よりも大きい写像領域１６を包含する（第２図参照）、 第２図の写像領域１６は本質的には色者１４の頭蓋１５の一部であり、そのため 骨構造は線列対照として役立つように存在している。所望により、３つ以上の基 準点１９を差し込むこと力呵能であり、その場合、線列対照として骨構造を含む ものは必要ない、これは脳を処置するためになされたが、体の骨のほとんどない ９Ｉ域であることが望ましく、あるいはそうであることが必要である。

３次元写像は通常の技術により得ることができる。例えば、この画像を得るため のＣＡＴスキャン（ＣＴ）　、あるいはこの写像を得るための磁気共鳴結像（Ｍ Ｒ）を用いることができる。よく知られているように、ＣＴまたはコンピュータ ー化された断面投影法はＸ線光線の示差吸着の測定を通して作動し、フーリエ変 換により得られるデータを処理するものである。また、ＭＲは核磁気共鳴特性を 利用して３次元写像を得るものである。この再操作を行なうための装置は商業的 に入手することができる。さらに、データはデジタル化された形態で得ることが でき、それによりただちにメモリーユニット１３および／またはマイクロプロセ ッサ−１２に保存することができる。

活性化されるとターゲラ１４Ｎ域１８を壊死させるに十分な強度の外科用イオン 化規準光線を放射する、光線発信装置２０が提供される。利用できる光線発信装 置の一つは線形加速器、好ましくはＸ線線形加速器の類であるが、他のくオン化 放射線源を用いることも可能であろう、そのようなＸ線装置は商業的に入手可能 である。それは、Ａ、　Ｅ、　ＪｏｎｅｓおよびＪ、　Ｒ，Ｃｕｎｎｉｎｇｈａ ｍ、１９７４、ＣｈａｒｌｅｓＣ，Ｔｈｏｍａｓ　、出版人、Ｓｐｒｉｎｇｆｉ ｅｌｄ　、　ｒｌｌｊｎｏｉｓによるＴｈｅ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　ｏｆＲａｄｉｏ ！ｏｇｙ“、第３版、第５刷などのいくつかのテキストにも記載されている。無 線周波はパワー源、変調器およびパワーチューブにより作られ、波誘導装置２２ を通って加速器２０に送られる。波の速度は該チューブを通過するときに増加す る。

電子は長いメーターチューブ内で、例えば６　Ｍｅｖの工享ルギーが与えられる 。

電子は、所望の方向に規準化された光線の中でＸ＆９Ｉが作られるターゲットに 衝突できる。そのような装置は、例えばＶａｒｉａｎなとの各種製造元より入手 可能である。好ましい装置であるＸ線線形加速器は、サイズが比較的小さいこと および比較的軽量であることが好ましい理由であり、Ｓｃｈｏｎｂｅｒｇ　Ｒａ ｄｉａｔｉｏｎ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、５ａｎｔａ　Ｃ１ａｒａ　、　Ｃａ １ｉｆｏｒｎｉａにより製造され、ＭＩＮＡＣという商標名で販売されている。

スイッチ、例えばコントロールコンソール２４上のスイッチ２３のオペレーター 活性化において、光線発信装置２０が活性化される。

本発明によれば、また第１図および第２図で図示されているように、写像領域の 射影を提供するのに十分な程度横方向に伸延可能な第１および第２の診断用光線 ２６および２８を、写像領域１６に通過させるための手段が提供される。第１お よび第２の診断用光線２６および２８は、互いに公知のゼロではない角度になっ ている。第１図および第２図で図示されているある具体例において、光線２６お よび２８は互いに直交している。し力吃ながら、ゼロでない限り如何なる角度も 用いることができる。光線２６および２８は、診断用Ｘ線発生装置３０および３ ２により各々発生される。第１図および第２図の具体例における各画像受信器３ ４および３６は画像増幅器であり、光線２６および２日を受けて、得られる電気 シグナルを所望により増幅させながら、３次元写像と比較される場所であるマイ クロプロセッサ−１２に通過させる。

第４図に示されるように、画像受信器３４および３６はマイクロプロセンサー１ ２に接続される。該画像受信器３４および３６はそれ自身デジタルシグナルを提 供することができるか、または、画像受信器３４および３６により検知され写像 領域１６の２つの異なる平面領域を表わす画像を写像領域１６の（デジタル形態 の）３次元写像とデジタル様式で比較できる場所であるマイクロプロセンサーの 一部またはそれと共同するものとして、Ａ／Ｄコンバーターを存在させることが できる０通常の幾何学的計算技術を用いることにより、照射されるべきターゲッ トｅｌｌ域１８の正確な位置が十分にわかる。

ターゲット領域１日のリアルタイムの位置を表わすデータに応して、必要により 、規準光線が活性化されると連続的にターゲラ１４Ｎ域１８上に焦点が合うよう にして、光線発信装置２０と患者１４の相対位置を調節するための方法が提供さ れる。第４図に図示されるある具体例において、光線発信装置および患者の相対 位置を調節するための手段は、光線発信装置２０、診断用Ｘ線発生器３０および ３２、および画像受信器３４および３６が、通常の操作台３日を昇降させるため の装置、それを軸４２のまわりを回転させるための装！および操作台３日の上部 ４４を縦に伸延している軸のまわりに傾けるための装置（全て第２図の矢印によ って図示されている）と共に取付けられているガントリー４０からなる。ガント リー４０と患者１４の相対位置の広範囲な調節により、光線発信装置２０を患者 のまわりに３６０°回転させて規準光線が通過する健康な組織を変えながら、規 準光線の焦点を連続的にターゲット領域上に合わせることが可能になる。これま での装置は約１８０°の回転に制限されていた。一般に、患者１４を比較的静止 させたままにし、ガントリー４０を移動させることが好ましい。

第３図は、本発明によるもう一つの装置の具体例を図示するものであり、そこで はガントリー４０が削除されているので操作台１３８を移動させる必要がある。

第３図の具体例において、光線発信装置１２０は６本の運動軸を存するプロセッ サー制御可能ロボットアーム機械装置４６により支持および配置されており、そ こで光線発信装置１２０は患者の体のまわりを上下左右へと自在に動くことがで きる。そのようなロボットアーム機械装置は、例えば５ａｎｔａ　Ｆｅ　Ｓｐｒ ｉｎｇｓ、Ｃａｌ　１ｆｏｒｎｉａのＧＭＦ　Ｒｏｂｏｔｉｃｓから商業的に入 手することができ、ＤＳ−４２０の名称で販売されている。そのような装置を用 いて、処置部位、すなわちターゲット領域上に、実質的に如何なる方向からでも イオン化規準放射線の目標を定めることができる。このように、この具体例によ り、規準光線は、先行技術の装置を用いた場合よりもずっと短い時間で健康な組 織の如何なる特定領域も通過することができる。

第３図の具体例において、第１および第２の診断用光線１２６および１２８を写 像領域に通過させるための手段は、例えば天井（図示せず）に恒久的に取付ける ことができる一対のＸ線発生器１３０および１３２と同種のものである。適切な 画像受信器１３４および１３６は、患者１４の写像領域１６内の第１および第２ の射影の各々第１および第２の画像を表わす電子画像を得るために役立つ、電子 画像はマイクロプロセッサ−１２を通過し、画像自身がすでにデジタルである場 合にはＡ／Ｄコンバーターを通過させ、そこで比較を行なうことができる。シグ ナルはそこでマイクロプロセッサ−１２により発生され、光線発信装置１２０の 位置を調節して、それが作りだす外科用規準光線の焦点を確実に照射されるべき ターゲット領域１８上に合わせるロボットアーム機械装置４６の配置を制御する 。

第４図は、第１図または第３図の装置を制御できる論理操作をシステムのブロッ クダイヤグラム形式で図解している。３次元写像は写像領域１６を包含するが、 それは例えばテープ駆動装置１３内のテープ上に保存される０画像受信器３４． １３４、および３６．１３６からのシグナルはプロセッサー１２に移る。プロセ ッサー１２からの制御シグナルは画像受信器３４．１３４および３６．１３６お よび／または診断用Ｘ線発生装置３０．１３０および３２．１３２に戻って、所 望の時間間隔で、あるいはオペレーターコマンドでそれらを活性化する（全て第 ４図に図示されている）、プロセッサー１２からのシグナルは、ロボットアーム 機械装置ｔ４６またはジンバル４０に移り、こうしてその配置を、配置状態がプ ロセンサーＩ２に戻されていることを示すジンバル４０またはロボットアーム機 械装置４６から戻ってくるシグナルで制御している。光線発生装置２０，１２０ は通常、ターゲット６Ｎ域１８上に適切に焦点を合わせた場合のみプロセンサー １２により活性化され、通常それ以外では活性化されない、しかしながら、患者 １４の非ターゲット領域の照射時間が非ターゲット組織の放射線壊死を防ぐよう に十分制限されている限り、光線発信装２２０．１２０をそのままにしておくこ とが可能である０選択された如何なる方向からでも規準光線の目標をターゲット ｌ域に定めることができ、こうして複数の方向から照射する能力が与えられる。

オペレーター制御は、オペレーターディスプレー４８を含むオペレーター制御コ ンソール２４により得られる０例中のプロセッサー１２および光線発信装置２０ ．１２０の操作を必要な時中断するための安全運動装置５０も提供される。

基本的に、画像受信器３４．１３４および３６．１３６は、選択された時間間隔 により分離される画像を提供し、これらの画像は、通常テープ駆動装置１３から プロセッサー１２内に負荷されているＣＴスキャンを用いてプロセッサー１２内 で比較され、必要によりジンバル４０またはロボットアーム機械装置４６の位置 を調節して、光線発生装置２０．１２０により発生される規準光線の焦点が患者 の写像領域１６内のターゲット領域１８上に合うように保持する。望ましくは、 ジンバル４０またはロボットアーム機械装置４６は、規準光線の焦点をターゲッ Ｈ１域１８上に合わせたまま、連続的または段階的に移動させることができ、し たがって光線の通路に存在するあらゆる健康なｍ織がイオン化放射線にさらされ る程度を最小限に抑えられる。

一般に、本発明の装！および方法は実質的に体のあらゆる部分において利用する ことができることに注目すべきである。骨が全く存在しない領域において、ター ゲット領域１８を配置することができる必要なマーカーを与えるために、人工の 標識点となるような３つの基準点１９を挿入することが必要であろう、それらが 空間配置の方向指示を与えるよう作られる場合、および／または１つ以上の部分 的な標識点を与えるに十分な骨が存在する場合には、１つまたは２つの基準点を 用いることも可能である。ＴＥ準点は照射されるべきターゲット領域１８の位置 を決定するためのより優れた、あるいはより正確なシステムを提供するので、基 準点を用いることは、十分な骨が存在する体における位置の設定においてまさに 望ましいことである。

さらに、本発明の具体例によれば、規準光線は、線列および伸延可能な唯一の縦 伸延外科的手段であることをか認めるべきである６例えば、本発明によれば、生 検プローブまたは他の如何なる所望される外科的手段を同様に線列し、用いるこ とができる。したがって、ここで用いられる直線状伸延外科的手段という用語は 、該手段が手術用または診断用の医学的目的に有用であるかぎり、全てのそのよ うな手段を包含し、実質的な機器、光線等を含むことを意味する。

本発明の方法は、上記で述べられている装置およびその操作の記載から大体理解 されるであろう、さらに、多段階フラクション定位固定放射線処置が、非常に高 い精度で、しかも患者１４に痛みも不便を与えることなく容易に行なうことがで きることに注目すべきである。このように、放射線の所望線量をフラクションに 分割でき、非ターゲット＆１１１ｍが過度に照射にさらされることはなく、所望 の総数射線線量のこれらのフラクションを長時間にわたり一度で処理できる。ま た、処置には、写像の前に、規準光線の焦点を正確に合わせるのを補助するため の基準点の挿入を包含できることにも注目すべきである。さらに、本方法は、基 準外枠を用いるための十分に固定している骨構造が存在しない体の領域でも行な うことができる。

星糺＝叶伊紛厨 本発明は、患者内のターゲット領域１８を照射するための装置および方法を提供 するものである。該装置および方法は、処置中の患者の移動が使用されるべきＸ 線光線の焦点合わせを妨げないものである。レチクルを得るための外枠を体に取 付ける必要はなく１．！！者の痛みおよび怒染の危険性は最小限に抑えられる。

また、本発明の装置および方法を用いることにより、頭部以外の体のＮ域が容易 に処置できる。

本発明は特定の具体例と関連させて記載されているが、さらに改変することが可 能であること、およびこの通用が、一般に本発明の原理に従った、かつ本発明が 属する当業者にとって公知となるがあるいは通例的に実施されるようになり、上 記の本質的な特徴にあてはまり、本発明の範囲内および添付の請求の範囲の制限 内にあるような本開示からの新たな発展を包含する本発明のあらゆる応用、使用 、または適用を網羅するものであることが理解できるであろう。

〜 へ− 国際調査報告

Claims (42)

【特許請求の範囲】
1. １．生体の少なくとも一部分の３次元写像で、該写像が、ターゲット領域を含み クーゲット領域よりも大きい写像領域を包含する写像を作製し；該写像を対照デ ータとして保存し； 活性化されるとターゲット領域を壊死させるに十分な強度の外科用視準光線を放 射する光線発信装置のターゲット領域内に写像領域を有する生体を配置し；第１ および第２の診断用光線を、互いにゼロではない角度になるようにして写像領域 に通過させ、第１および第２の射影の各々第１および第２の画像を写像領域内に 作製し； 第１および第２の画像を表わす電子画像を作製し；該第１および第２の電子画像 を対照データと比較して、視準光線およびターゲット領域の相対空間位置を表わ す位置データを得；光線発信装置および生体の相対位置を、視準光線の焦点がタ ーゲット領域に合うようにして調節すること； 光線発信装置を、所望量の照射を供給するのに必要な時間活性化状態に保持し； 該比較工程を断続的に操り返し；および必要に応じて該調節工程を繰り返して、 視準光線の焦点をターゲット領域上に保持することからなる、生体内のターゲッ ト領域を選択的に照射する方法。
2. ２．調節の繰り返しが、比較工程で得られる位置データに応じて自動的に行なわ れる、請求の範囲第１項に記載の方法。
3. ３．該外科用視準光線がＸ線光線である、請求の範囲第２項記載の方法。
4. ４．該診断用光線がＸ線光線である、請求の範囲第３項記載の方法。
5. ５．該３次元写像がＣＡＴスキャン操作から作られ、デジタル形態で保存される 、請求の範囲第４項記載の方法。
6. ６．第１および第２の画像を表わす該電子画像がデジタル形態である、請求の範 囲第５項記載の方法。
7. ７．光線発信装置および生体の相対位置の調節が、生体を実質的に静止させたま まにして光線発信装置を移動させることからなる、請求の範囲第６項記載の方法 。
8. ８．緯線量を少量の線量に分別し； 請求の範囲第７項の方法を用いて各分別線量を与え；該分別線量を一定の時間間 隔で次々に与えることにより、選択した照射総線量を与えることをさらに包含す る、請求の範囲第７項記載の方法。
9. ９．該ターゲット領域が、対照外枠を取付けるのに十分な骨構造が存在しない体 の位置にある、請求の範囲第７項記載の方法。
10. １０．写像工程前に、写像領域に一つ以上の基準点を設けることをさらに包含す る、請求の範囲第７項記載の方法。
11. １１．該外科用視準光線がＸ線光線である、請求の範囲第１項記載の方法。
12. １２．該診断用光線がＸ線光線である、請求の範囲第１１項記載の方法。
13. １３．該３次元写像がＣＡＴスキャン操作から作られ、デジタル形態で保存され る、請求の範囲第１２項記載の方法。
14. １４．光線発信装置および生体の相対位置の調節が、生体を実質的に静止させた ままにして光線発信装置を移動させることからなる、請求の範囲第１３項記載の 方法。
15. １５．総線量を少量の線量に分別し； 請求の範囲第１４項の方法を用いて各分別線量を与え；該分別線量を一定間隔の 時間次々に与えることにより、選択した照射総線量を与えることをさらに包含す る、請求の範囲第１４項記載の方法。
16. １６．該ターゲット領域が、対照外枠を取付けるのに十分な骨構造が存在しない 体の位置にある、請求の範囲第１４項記載の方法。
17. １７．写像工程前に、写像領域に一つ以上の基準点を設けることをさらに包含す る、請求の範囲第１４項記載の方法。
18. １８．第１および第２の画像を表わす電子画像がデジタル形態である、請求の範 囲第１２項記載の方法。
19. １９．光線発信装置および生体の相対位置の調節が、生体を実質的に静止させた ままにして光線発信装置を移動させることからなる、請求の範囲第１８項記載の 方法。
20. ２０．総線量を少量の線量に分別すること；請求の範囲第１４項の方法を用いて 各分別線量を与えること；および該分別線量を一定の時間間隔で次々に与えるこ とにより、選択した照射総線量を与えることをさらに包含する、請求の範囲第１ ９項記載の方法。
21. ２１．該ターゲット領域が、対照枠を取付けるための十分な骨構造が存在しない 体の位置にある、請求の範囲第１９項記載の方法。
22. ２２．写像工程前に、写像領域に一つ以上の基準点を設けることをさらに包含す る、請求の範囲第１９項記載の方法。
23. ２３．該診断用光線がＸ線光線である、請求の範囲第１項記載の方法。
24. ２４．該３次元写像がＣＡＴスキャン操作から作られ、デジタル形態で保存され る、請求の範囲第２３項記載の方法。
25. ２５．光線発信装置および生体の相対位置の調節が、生体を実質的に静止させた ままにして光線発信装置を移動させることからなる、請求の範囲第２４項記載の 方法。
26. ２６．第１および第２の画像を表わす電子画像がデジタル形態である、請求の範 囲第２３項記載の方法。
27. ２７．光線発信装置および生体の相対位置の調節が、生体を実質的に静止したま まにして光線発信装置を移動させることからなる、請求の範囲第１項記載の方法 。
28. ２８．総線量を少量の線量に分別すること；請求の範囲第１項の方法を用いて各 分別線量を与えること；該分別線量を一定の時間間隔で次々に与えることにより 、選択した照射総線量を与えることをさらに包含する、請求の範囲第１項記載の 方法。
29. ２９．該クーゲット領域が、対照枠を取付けるための十分な骨構造が存在しない 体の位置にある、請求の範囲第１項記載の方法。
30. ３０．写像工程前に、写像領域に一つ以上の基準点を設けることをさらに包含す る、請求の範囲第２９項記載の方法。
31. ３１．写像工程前に、写像領域に一つ以上の基準点を設けることをさらに包含す る、請求の範囲第１項記載の方法。
32. ３２．内部に生体の少なくとも一部分の３次元写像を保存しており、該写像が、 ターゲット領域を含みクーゲット領域よりも大きい写像領域を包含している、デ ータ保存メモリー； 活性化されるとターゲット領域を壊死させるに十分な照度の外科用視準光線を放 射するようになる光線発信装置； 選択的に該光線発信装置を活性化するための手段；第１および第２の診断用光線 を、互いに公知のゼロでない角度になるようにして写像領域に通過させ、写像領 域内の第１および第２の射影を表わす各々第１および第２の画像を作製するため の手段；第１および第２の画像を表わす電子画像を作製するための手段；３次元 写像を第１および第２の画像を表わす電子画像と比較して、そこからターゲット 領域のリアルタイムの位置を表わすデータを誘導するための手段；および 必要により、ターゲット領域のリアルタイムの位置を表わすデータに応じて、活 性化された視準光線の焦点を連続的にターゲット領域上に合わせるようにして、 光線発信装置および生体の相対位置を調節するための手段からなる、生体内の生 組織のターゲット領域を選択的に照射する装置。
33. ３３．光線発信装置で作られる外科用視準光線がＸ線光線である、請求の範囲第 ３２項記載の装置。
34. ３４．診断用光線を写像領域に通過させる手段がＸ線光線を写像領域に通過させ るものである、請求の範囲第３３項記載の装置。
35. ３５．３次元写像がＣＡＴスキャン操作から作られ、電子データ保存メモリー内 にデジタル形態で保存される、請求の範囲第３４項記載の装置。
36. ３６．第１および第２の画像を表わす電子画像を作製するための手段が、該画像 をデジタル形態で作製するものである、請求の範囲第３５項記載の装置。
37. ３７．光線発信装置および生体の相対位置を調節するための手段が、生体を実質 的に静止させたままで光線発信装置を移動するものである、請求の範囲第３６項 記載の装置。
38. ３８．３次元写像がＣＡＴスキャン操作から作られ、電子データ保存メモリー内 にデジタル形態で保存される、請求の範囲第３２項記載の装置。
39. ３９．診断用光線を表わす電子シグナルを作製するための手段が、該シグナルを デジタル形態で作製するものである、請求の範囲第３８項記載の装置。
40. ４０．光線発信装置および生体の相対位置を調節するための装置が、生体を実質 的に静止させたままで光線発信装置を移動するものである、請求の範囲第３９項 記載の装置。
41. ４１．生体の少なくとも一部分の３次元写像であり、該写像がターゲット領域を 含みターゲット領域よりも大きい写像領域を包含する写像を作製し；写像を対照 データとして保存し； 活性化されると直線的に伸延可能な外科的手段をターゲット領域まで伸延させる 外科的装置のターゲット領域内に写像領域を有する生体を配置し；第１および第 ２の診断用光線を、互いに公知のゼロではない角度であるように写像領域に通過 させ、写像領域内の第１および第２の射影を表わす各々第１および第２の画像を 作製し； 第１および第２の画像を表わす電子画像を作製し；第１および第２の電子画像を 対照データと比較して、直線的に伸延している外科的手段とターゲット領域の相 対空間位置を表わす位置データを得；および直線的に伸延している外科的手段を ターゲット領域に向けるようにして、光線発信装置および生体の相対位置を調節 することからなる、直線的に伸延可能な外科的手段を用いて生体内のターゲット 領域を選択的に線列するための方法。
42. ４２．内部に生体の少なくとも一部分の３次元写像を保存しており、該写像が、 ターゲット領域を含みターゲット領域よりも大きい写像領域を包含しているデー タ保存メモリー； 活性化されると、直線的に伸延可能な外科的手段がターゲット領域に伸延するよ うになる外科的装置； 該外科的装置を選択的に活性化するための手段；第１および第２の診断用光線を 、互いに公知のゼロではない角度になるように写像領域に通過させ、写像領域内 の第１および第２の射影を表わす第１および第２の各画像を作製するための手段 ；第１および第２の画像を表わす電子画像を作製するための手段；３次元写像を 第１および第２の画像を表わす電子画像と比較して、そこからターゲット領域の リアルタイムの位置を表わすデータを誘導するための手段；および 活性化された時、直線的に伸延している外科的手段をターゲット領域に向けるこ とにより、外科的装置および生体の相対位置を、ターゲット領域のリアルタイム の位置を表わすデータに応じて調節するための手段からなる、生体内の生組織の ターゲット領域を選択的に線列するための装置。