JP2004538038A - 医師被ばくが低減されたインターベンショナル・コンピュータ断層撮影システム - Google Patents

Abstract

支持物面（２４）で支えられた患者（２０）のインターベンショナル処置で使用するためのＣＴシステムである。このシステムは、支持物面上で全体の方向からの照射を含む角度で患者が照射される通常モード、および、医師が存在しない事が示されるか、または医師が存在しないとみなされる角度からのみ患者が照射される、低減された角度の照射モード、を備える。

Description

【０００１】
［発明の技術分野］
本発明は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像を利用する、生態組織検査などのインターベンショナル（ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ）医療処置に関し、特に、医師の放射線被ばくを低減するシステムに関する。
【０００２】
［発明の背景］
処置中に取得される画像の補助を受けるインターベンショナル処置は、良く知られている。このような処置は、ほとんど全ての画像化方式を利用することが報じられている。生態組織検査を行うとき、例えば、パイオプシーニードルの経路が領域の画像により決定される。ニードルを挿入する間、新たな、または更新された画像が取得され、そして画像は、医師がニードルが経路をたどっていることを確認するため、または、必要であれば経路の変更を考慮するため表示される。
【０００３】
ＣＴは、組織の優れたそして正確な描写を提供するので、いくつかの処置に関して、とりわけ、ニードルの経路と位置の非常に正確な決定を必要とする処置（例えば、脳の生態組織検査）に関しては、好ましい画像化の方式である。ＰＣＴ公開 ＷＯ ９８／３６６９０ は、インターベンショナル処置中に、効率的に更新された画像を生成するための方法および装置を記載している。多くの他の特許および他の刊行物は、生態組織検査および他の処置に有用なＣＴシステムを取り扱っている。
【０００４】
しかしながら、明らかに処置中に医師の手が放射線に照射されるので、このような処置が利用可能であり、または、現存のＣＴイメージャ上で容易に実施されるにもかかわらず医師には一般的ではない。
【０００５】
［発明の要約］
発明の全体的な側面は、医師が被ばくする放射線の量を減少させつつ、生態組織検査などのインターベンショナル処置中に更新画像を供給することである。
【０００６】
本発明のいくつかの模範的な実施形態によれば、直接には医師の身体を照射しないＸ線源の位置を利用してデータが取得される。効率的で高速な再構成のためには、少なくとも１８０度の範囲で患者を照射するのが一般的には望まれるので、医師もある程度照射されることを完全に避けることは一般的に不可能である。しかしながら、本発明の模範的な実施形態によれば、放射線照射の方向は、医師の身体がＸ線源に対して患者身体の反対側になるように選択される。患者の身体が放射線照射の殆どを吸収するので、医師への照射は大きく低減される。
【０００７】
本発明のいくつかの実施形態によれば、インターベンショナル処置中の照射位置は、生態組織検査自体の位置とは無関係に選択される。生態組織検査は、明らかな理由で（患者支持台に対して）いつも上から行われるので、このことは可能である。したがって、下からのみ照射する（および、追加として水平方向のそれぞれの側で鋭い角度から行っても良い）シンプルなやり方を利用することは、殆どの場合に、医師の直接の照射を避けるのに十分である。
【０００８】
或いは、インターベンショナル処置の立案の後、患者へのエントリの位置と方向が分かったとき、医師の直接照射を避けるために、照射角度が具体的に選択される。この方法を用いることによって、広い画角と、最適に低い医師への照射の一方または両方（または、それらのトレードオフ）を達成することができる。
【０００９】
本発明のいくつかの実施形態によれば、低減された、および、特定の照射角度は、処置全体にわたって利用される。つまり、処置が開始するとすぐに（また、さらには処置が開始する前であっても良い）、照射角度は、上述のやり方で制限される。或いは、照射範囲に医師の身体が存在するという指示がある場合にのみ、角度が制限される。このような指示は、医師が押下する（フットスイッチのような）スイッチで作動する機械式のものであっても良い。
【００１０】
或いは、Ｘ線の照射の視野内に、医師の身体の一部が存在することを自動的に決定するための設備がつくられる。このような決定は光学的なトリップワイヤ、または、ＣＴイメージャで取得した画像の解析を含む多くのやり方で行うことができる。取得された生のデータおよび／または畳み込みの後のデータの解析もまた、視野の範囲内での医師の位置、および少なくとも医師の角度位置を特定することができる。本明細書いおいて画像の解析が呼び出されるとき、その方法はまた、生のデータおよび／または予備のデータの解析を含んでいることが理解されるべきである。
【００１１】
視野内に医師が存在することを決定するためにイメージャが使用されるとき、視野内への医師の身体の進入を検出するために、（例えば、患者の身体の外側において、物体が視野に入ったことを決定することによって）画像が解析される。視野内に医師が存在することが検出されたとき、Ｘ線管が照射を行う角度が、上述のように制限される。さらに、医師の身体が視野から外れたとき（検出器によって決定されたとき）、照射角度の制限は、取得された画像の品質を改善するために解除されても良い。
【００１２】
さらに、検出器は、視野内での医師の身体の存在のみでなく、その位置も決定しても良い。したがって照射角度は、医師への直接の照射を避ける照射区域を提供する為に最適化することができる。さらに、照射角度は固定され、その位置のみが変化しても良い。或いは、角度もまた、位置決定に応じて調整される。
【００１３】
したがって、本発明の模範的な実施形態によって提供されるのは、支持物面で支えられた患者のインターベンショナル処置で使用するためのＣＴシステムであって、
支持物面上で全体の方向からの照射を含む角度で患者が照射される通常モード、および
医師が存在しない事が示されるか、または医師が存在しないとみなされる角度からのみ患者が照射される、低減された角度の照射モード、を備える。
【００１４】
さらに、通常モードは、主として支持物の下からの患者への照射を備えていても良い。さらに、通常モードはまた、画像の再構成のための完全なデータの組を取得するために必要な範囲で、少なくとも一つの側から患者を照射する事を含んでいても良い。
【００１５】
本発明の実施形態において、低減された角度の照射は、既知のインターベンション（ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ）の方向に基づいている。
【００１６】
本発明の実施形態において、システムは、イメージャの視野内に患者以外の人物が存在することを指示する少なくとも一つの存在検出器を備え、ＣＴシステムは、検出に基づいて通常モードから、低減された角度のモードに切り替わる。
【００１７】
さらに、存在検出器は、イメージャによって取得されたＣＴ画像、前記イメージャによって取得された生のデータおよび／または投影データを解析する解析回路を備えていても良い。
【００１８】
本発明の実施形態において、存在検出器は、発生源と検出器を備え、存在は、検出器によって生成される信号の電荷に基づいて指示される。
【００１９】
本発明の実施形態において、存在検出器は、ＣＴシステムをモード間で切り替える、オペレータによって作動される物理的なインジケータを備える。
【００２０】
本発明の実施形態において、存在検出器はまた、ＣＴ視野内における他の人物の位置をも決定する。さらに、システムは、位置情報を受信し、位置情報に応じて、低減された角度の範囲を制御するコントローラを備えていても良い。
【００２１】
本発明の実施形態において、通常モードは、３６０度の角度で患者を照射することを含む。
【００２２】
［模範的な実施形態の詳細］
図１は、本発明の実施形態による様々なを装備した、患者２２を走査するための第３世代ＣＴスキャナ２０を示している。第３世代システムが図示されているが、第１、第２、または第４世代のシステム、または環状のＸ線源を利用するシステムを本発明の他の実施形態において用いることができる。
【００２３】
スキャナ２０は、テーブ２４が搭載された患者支持システム３６を備える。ＣＴスキャナの軸３４もまた示されている。Ｘ線管２８は、患者２２の一部を照射するファンビームを発する。患者を透過した照射は、１以上の検出器列３０によって検出される。
【００２４】
システム制御部４６は、管および検出器の回転を制御する。通常動作においては、制御部は、当技術分野で良く知られているように、個別のスイス、または、らせんデータが取得されるようにテーブル２４の動きを制御する。画像再構成回路４０は、取得されたデータからスライスを再構成し、それを画像メモリ４２に格納する。画像は、表示部４４に表示することができる。
【００２５】
通常の画像化の状態では、管２８と検出器３０は、患者の周囲を回転し、全ての回転範囲で放射線を照射する（そして、データを取得する）。
【００２６】
本発明のいくつかの実施形態において、システムは、画像再構成回路４０から画像を受信し、患者の身体の外側においてＣＴイメージャの視野内に物体が進入したかどうかを決定する画像解析回路４８を備える。予備的な事項として、物体の進入の検出のための参照として、患者の身体は、好ましくは、しかし必ずしも必要ではないが、最初にＣＴイメージャによって画像化される。
【００２７】
本発明の実施形態において、物体が検出されたとき、それは医師の身体と見なされ、照射は、低減された回転の部分で発せられる。放射線が照射される間の回転部分の限度の決定方法については、以下詳細に記載される。
【００２８】
図２は、代替のＣＴイメージャ２０’を示している。このイメージャは、画像解析回路４８が、５０で図示された一連の存在検出器で置き換わっている以外は、イメージャ２０と同一である。これらの存在検出器は、例えば、レーザ発生源とレーザ検出器の間に何かが存在するかどうかを決定する、レーザ発生源とレーザ検出器とすることができる。この場合、特定のレーザ発生源とレーザ検出器の間での医師の身体の一部の存在によって、コントローラ４６への、医師が照射範囲に入っていることの指示が発生され、低減された角度の照射が起動されるであろう。さらに、当技術分野で知られた他の存在検出器が使用されても良い。
【００２９】
或いは、医師の存在は、医師（または他の人物）が、ボタンまたはフットペダル（不図示）を押すことによって、直接、コントローラ４６に指示することもできる。このような指示は、ペダルまたはボタンが押されている間、放射方向が低減されるように、連続的であっても良い。或いは、ペダルまたはボタンの１回の押下が照射角度を減少させ、第２回目がそれを全３６０度にリセットするのが好ましい。さらに、インジケータライト、音、または他のインジケータが、照射モードを医師に知らせても良い。或いは、低減された角度の方式は、ＣＴスキャナにおいて特別な照射プロトコルを用いることによって開始され、全処置にわたって使用される。
【００３０】
本発明の様々な実施形態において、低減された角度の照射のためのいくつかの異なる方式が可能である。特定のＣＴイメージャは、１以上の方式を持っていても良い。
【００３１】
最もシンプルな方法は、医師の身体の実際の位置とは独立である、固定の照射の特徴を利用する。この方式では、医師の身体は、患者の上にのみ存在し、患者の下には存在しないという事を利用する。したがってこの方式の下では、低減された照射角度が指示されたとき、照射は、発生源がテーブルの線の下にあるときのみオンされても良く、再構成のための完璧なデータが要求される場合には、さらにそれに加えて、その線の数度上から下にあるときにのみオンされても良い。他のＣＴスキャナの構成については、医師が存在しないことになる他の位置が既知であっても良い。
【００３２】
テーブルの医師が立っている側が分かっているとき、医師が患者の（横方向の）他の側には存在しない事を考慮して、角度が変更され、または広げられても良い。このことは、医師がコントローラに対して入力した指示（例えば、表示／インタフェース４４を介してコントローラ４６へ）から、カテーテルまたはバイオプシーニードルを挿入するための立案の知識から、または、医師の手またはバイオプシーニードルの位置を決定することのできる画像解析回路４８または検出器５０から、システムにとっては既知である。
【００３３】
挿入によるプロトコルのための、すなわち医師の位置が示される典型的な照射の方式が、図５に示されている。図５において、医師の手３００が、病変３０６に至る挿入経路３０４の挿入ポイント３０２の側に示されている。この場合には、３０８で示されたＸ線管の経路を考慮して、医師が直接に照射されないように、Ｘ線はポイント３１０でオンされ３１２でオフされる。
【００３４】
或いは、照射方式は、ＣＴイメージャの視野内での医師の身体の実際の位置の指示に基づいて動的に決定される。このような指示は、例えば、画像解析回路４８または検出器５０から来ても良い。このような知識を持つ事で、コントローラ４６は、視野内での医師の身体の位置の実質的に瞬時の知識に基づいて、安全な照射位置の範囲を決定する。
【００３５】
或いは、医師の位置は、バイオプシーニードルなどの挿入方向の知識から動的に決定される。従来より、このようなニードルの経路は、最初に、前もって取得されたＣＴ収集物上で計画される。処置の間、生態組織検査されているかまたは処置されている病変に到達するのを確実にするため、または、挿入の間の患者へのダメージを避けるために修正ができるように、ニードルの実際の経路が立案された経路と比較される。挿入方向が知られているとき、コントローラは、医師が直接には照射されない角度でのみ照射を行うようにプログラムされる。低減された角度の照射は、医師が照射領域にいるときにのみ開始されても良く、または全処理の間、不変であっても良い。
【００３６】
図３は、本発明の実施形態による、照射を減少させる方法１００のフローチャートである。
【００３７】
１０２において、ＣＴイメージャはオンされ、通常のやり方で画像を取得する。１０４では医師の存在が検出され、１０６では、イメージャは低減された角度のプロトコルに切り替わる。１０８では医師が存在しないことが検出され、イメージャは通常の取得モードに切り替わる（１１０）。
【００３８】
図４は、本発明の代替の実施形態による、照射を減少させる方法２００のフローチャートである。
【００３９】
２０２では、ＣＴイメージャはオンされ、通常のやり方で画像を取得する。２０４では、医師の存在と位置が検出される。２０５では、コントローラ４６は照射の安全な角度を決定し、２０６では、イメージャはこれらの角度を持つ、低減された角度のプロトコルに切り替わる。２０８では、医師がまだ存在するかどうかについての決定が行われる。医師が存在しない場合、システムは通常のプロトコルに戻る（２１０）。医師が存在する場合、医師が視野内で実質的に移動したかどうかの決定（２０９）が行われる。医師が移動している場合、安全なプロトコルの新たな決定が行われ（２０５）、それに応じて照射プロトコルが変更される（２０６）。実質的な移動が検出されない場合、プロトコルの変更は行われない。
【００４０】
本発明はその実施形態にベストモードを利用して記載されてきた。しかしながら、記載された実施形態の変形が、本発明の他の実施形態として存在するであろう。例：
（１）２０８と２０９の決定は、単一の決定に統合しても良いし、または逆にしても良い；
（２）ＣＴシステムは通常モードに戻っても良いし、または低減された角度の照射動作のままであっても良い；
（３）イメージャは、予め決定された低減された角度で開始しても良いし、存在と位置の決定によってのみ更新されても良い；
（４）存在の決定は、ユーザ入力（押しボタンまたはフットスイッチ）によるものであっても良い；または
（５）上に示されているように、イメージャは、存在の検出さえも行わず、侵襲性の処置が検討されるときには常に、低減された角度の照射で動作するものであっても良い。
【００４１】
特許請求された本発明の範囲内で、上述の方法および装置についての及びそれらの組み合わせについての他の変形、手順の削除、または記載された方法の組み合わせも可能である。
【００４２】
“有する”、“含む”、および“備える”またはそれらの同一の語源の語は、本明細書で使用されるとき、“非限定的に含んでいる”ことを意味している。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の模範的な実施形態による、ＣＴイメージャの透視図を示している。
【図２】
本発明の実施形態による、代替のＣＴイメージャの透視図を示している。
【図３】
本発明の模範的な実施形態による、ＣＴイメージャの動作のフローチャートを示している。
【図４】
本発明の代替の実施形態のフローチャートを示している。
【図５】
本発明の模範的な実施形態による、通常の照射の特徴を示している。
【符号の説明】
２０ ＣＴスキャナ
２２ 患者
２４ テーブル
２８ 管
３０ 検出器
４６ システム制御部
４８ 画像解析回路

Claims (13)

1. 支持物面で支えられた患者のインターベンショナル（ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ）処置で使用するためのＣＴシステムであって、
   前記支持物面上で全体の方向からの照射を含む角度で患者が照射される通常モード、および
   医師が存在しない事が示されるか、または医師が存在しないとみなされる角度からのみ前記患者が照射される、低減された角度の照射モード、を備える。
2. 前記通常モードは、主として前記支持物の下からの前記患者への照射を備える、請求項１に記載のＣＴシステム。
3. 前記通常モードはまた、画像の再構成のための完全なデータの組を取得するために必要な範囲で、少なくとも一つの側から前記患者を照射する事を含む、請求項２に記載のＣＴシステム。
4. 前記低減された角度の照射は、既知のインターベンション（ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ）の方向に基づいている、請求項１に記載のＣＴシステム。
5. 前記イメージャの視野内に患者以外の人物が存在することを指示する少なくとも一つの存在検出器を備え、前記ＣＴシステムは、前記検出に基づいて前記通常モードから前記低減された角度のモードに切り替わる、請求項１から請求項４のいずれかに記載のＣＴシステム。
6. 前記存在検出器は、前記イメージャによって取得されたＣＴ画像を解析する解析回路を備える、請求項５に記載のＣＴシステム。
7. 前記存在検出器は、前記イメージャによって取得された生のデータを解析する解析回路を備える、請求項５に記載のＣＴシステム。
8. 前記存在検出器は、投影データを解析する解析回路を備える、請求項５に記載のＣＴシステム。
9. 前記存在検出器は、発生源と検出器を備え、前記存在は、前記検出器によって生成される信号の電荷に基づいて指示される、請求項５または請求項６に記載のＣＴシステム。
10. 前記存在検出器は、前記ＣＴシステムを前記モード間で切り替える、オペレータによって作動される物理的なインジケータを備える、請求項５から請求項９のいずれかに記載のＣＴシステム。
11. 前記存在検出器はまた、前記ＣＴ視野内における他の人物の位置をも決定する、請求項５から請求項１０のいずれかに記載のＣＴシステム。
12. 前記位置情報を受信し、前記位置情報に応じて前記低減された角度の範囲を制御するコントローラを備える、請求項１１に記載のＣＴシステム。
13. 前記通常モードは、３６０度の角度で前記患者を照射することを含む、請求項１から請求項１２のいずれかに記載のＣＴシステム。

Images