放射線源強度測定装置及び放射線源強度測定方法
【課題】患部挿入用の放射線源の強度を効率良く測定することが可能な放射線源強度測定装置及び放射線源強度測定方法を提供する。また、放射線源の取り違えを検出することができる放射線源強度測定装置及び放射線源強度測定方法を提供する。
【解決手段】放射線源の強度を求める放射線源強度測定装置は、微小放射線源挿入装置１の微小放射線源の挿入位置毎に測定パラメータを記憶する記憶部を備えるコンピュータ３３と、微小放射線源の挿入時に、微小放射線源挿入装置１のガイド針２１中を移動中の微小放射線源からの放射線の強度を測定する放射線センサ３１とを備える。コンピュータ３３は、挿入位置に基づいて記憶している測定パラメータを特定し、特定した測定パラメータと放射線センサ３１により測定された放射線強度とに基づいて、微小放射線源の強度を求める。
【解決手段】放射線源の強度を求める放射線源強度測定装置は、微小放射線源挿入装置１の微小放射線源の挿入位置毎に測定パラメータを記憶する記憶部を備えるコンピュータ３３と、微小放射線源の挿入時に、微小放射線源挿入装置１のガイド針２１中を移動中の微小放射線源からの放射線の強度を測定する放射線センサ３１とを備える。コンピュータ３３は、挿入位置に基づいて記憶している測定パラメータを特定し、特定した測定パラメータと放射線センサ３１により測定された放射線強度とに基づいて、微小放射線源の強度を求める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線源を人体等に挿入する際に、放射線源の強度を測定することが可能な線源強度測定装置と線源強度測定方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
密封小線源治療（ブラキセラピー）は、がん組織に放射線源を永久挿入（留置）することで、高い線量を腫瘍にのみ投与して、がんを死滅させる治療法である。この治療法は、舌癌、前立腺癌、子宮頸癌、等に適用されている。
【０００３】
例えば、前立腺癌の治療では、放射線源を８０〜１００個程度患部に永久挿入し、放射線により、周囲の癌細胞を破壊死滅させることにより、癌を治療する。
【０００４】
癌組織に挿入される放射線源の強さ（線量率）はメーカーより一定の精度で供給されるが、実際には、規格値からずれた放射線源が含まれることがある。このような放射線源を永久挿入した場合には、期待した効果が得られないおそれがある。
【０００５】
このため、線源を患部に挿入する前に各線源の線量（強度）を測定し、線量が多すぎる（強すぎる）場合には、隣接して挿入する線源の間隔を離し、線量が小さすぎる（弱すぎる）場合には、追加の線源を近傍に挿入する、等の処置が望まれる。
【０００６】
しかしながら、挿入対象の線源の強度を通常の測定器を用いて１つ１つ測定する作業は時間がかかり、効率が低い。このため、挿入対象の放射線源の強度を効率良く測定する技術が求められている。
また、挿入の前に強度を測定する手法では、測定後、放射線源の取り違えが発生しても、その事実を検出することができない。このため、放射線源の取り違えが発生しても、その事実を容易に検出できる技術が求められている。
【０００７】
放射線の強度を効率良く・正確に測定する技術としては、例えば、特許文献１〜３に記載のものがある。しかし、特許文献１〜３に記載の技術は、大型の設備・装置の放射線量を測定するのに適した技術であり、装置が大型複雑で、多数の微小な放射線源を効率的に測定するには不適当である。
また、これらの技術では、微小放射線源の取り違えを検出することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−３３３４６３号公報
【特許文献２】特開２００２−３６５２６８号公報
【特許文献３】特開平１１−３３７６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、患部挿入用の放射線源の強度を効率良く測定することが可能な放射線源強度測定装置及び放射線源強度測定方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、放射線源の取り違えを検出することができる放射線源強度測定装置及び放射線源強度測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の第一の観点に係る放射線源強度測定装置は、
放射線源を患部に挿入する際に、放射線源の強度を測定する装置であって、
挿入位置毎に測定パラメータを記憶する記憶部と、
放射線源を患部に挿入する際に、ガイドに沿って移動中の放射線源からの放射線の強度を測定する測定部と、
前記記憶部に記憶されている測定パラメータのうちから放射線源の挿入位置に対応する測定パラメータを特定し、特定した測定パラメータと前記測定部により測定された放射線強度とに基づいて、放射線源の強度を求める制御部と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
例えば、前記測定パラメータは、測定のサンプリング周期と、採用する測定値の数と、測定値から放射線源の強度を求めるための係数を含む。この場合、例えば、前記測定部は、前記測定パラメータによって指定されているサンプリング周期で測定を行い、前記制御部は、前記測定部により取得された一連の測定値を記録し、記録した測定値のうちから、前記測定パラメータによって指定されている数の測定値を抽出し、抽出した測定値と測定パラメータとに基づいて放射線源の強度を求める。
【００１２】
例えば、前記測定部は、指向性を有し、放射線源からの放射線を適切に測定可能な一定の測定域を有し、前記制御部は、記憶した一連の測定値のうちから、前記放射線源が前記測定域にあるときに測定された測定値を抽出する。
【００１３】
前記測定パラメータは、放射線源を患部に挿入する際の放射線源の最高移動速度に基づいて、最高移動速度で移動しても、放射線源の強度を求めることができる数値に設定されることが望ましい。
【００１４】
前記制御部により求められた強度と予め設定された予定強度とが所定の基準を満たしたときに、所定の報知を行う報知手段を配置してもよい。
【００１５】
前記測定パラメータは、例えば、前記挿入位置毎に、強度が既知の校正済放射線源を前記ガイドに沿って移動させ、該校正済放射線源からの放射線の強度を測定し、測定した放射線強度と該校正済放射線源の強度とから求められたものを含む。
【００１６】
また、上記目的を達成するため、本発明の第二の観点に係る放射線源挿入装置は、前記放射線源強度測定装置を備える。
【００１７】
さらに、上記目的を達成するため、本発明の第三の観点に係る放射線源強度測定方法は、
放射線源を患部に挿入する際に、放射線源の強度を測定する方法であって、
挿入位置毎に測定パラメータを求めておき、
挿入時に患部に向けて移動中の放射線源からの放射線の強度を測定し、
挿入位置に対応する測定パラメータを特定し、特定した測定パラメータと測定された放射線強度とに基づいて、放射線源の強度を求める、
ことを特徴とする。
【００１８】
さらに、上記目的を達成するため、本発明の第四の観点に係るコンピュータプログラムは、
コンピュータに、
放射線源を患部に挿入する位置毎に測定パラメータを記憶する処理、
患部に挿入するために移動中の放射線源からの放射線の強度を測定した測定装置の測定結果を記録する処理、
挿入位置に基づいて測定パラメータを特定し、特定した測定パラメータと記録した放射線強度とに基づいて、放射線源の強度を求める処理、
を実行させる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、患部に挿入される対象の放射線源の移動中にその強度を測定するので、挿入処理と並行して放射線源の強度を効率よく測定することが可能となる。また、挿入中の放射線源の強度を測定するので、取り違えが発生している場合等には、容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る放射線源挿入装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示すテンプレートの構成例を示す図である。
【図３】図１に示す挿入装置の構成を示す図であり、（ａ）は、線源カートリッジが分離した状態、（ｂ）は線源カートリッジを装着した状態を示す図である。
【図４】微小放射線源の構成を示す図である。
【図５】測定装置の構成を示すブロック図である。
【図６】コンピュータに配置されるパラメータテーブルの一例を示す図である。
【図７】測定手法を説明するための図である。
【図８】術中の状態の一例を示す模式図である。
【図９】コンピュータが実行する放射線源強度測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】１回の測定（１つの微小放射線源の挿入）により得られる測定値の例を示す図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、放射線源強度測定処理で生成される作業テーブルの例と生成過程を説明する図である。
【図１２】パラメータテーブルを設定する動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】校正済微小放射線源を所定速度で移動させることにより得られる測定値の例を示す図である。
【図１４】１回の測定（１つの微小放射線源の挿入）により得られる測定値の他の例を示す図である。
【図１５】記憶部に記憶されているパラメータテーブルの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施するための形態に係る放射線源強度測定装置及び放射線源強度測定方法を、前立腺癌用の微小放射線源挿入装置に適用した例に基づいて、図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
本実施の形態に係る微小放射線源挿入装置１は、微小放射線源を前立腺（患部）に挿入する際に挿入対象の微小放射線源の強度を自動的に計測する機能を備えるものであり、図１に示すように、本体１０と、微小放射線源を患部に挿入するための挿入具２０と、挿入具２０内を移動中の微小放射線源からの放射線を測定し、微小放射線源の強度を求める測定部３０と、から構成される。
【００２３】
本体１０と挿入具２０とは、基本的に、従来のものと同一の構成を有しており、本体１０は、支持部１１と超音波プローブ装置１２とテンプレート１３とを備える。
【００２４】
支持部１１は、全体を支持する棒状、板状等の部材であり、高さ調整が可能な支持台・ステージ等に設置される。
【００２５】
超音波プローブ装置１２は、支持部１１に載置され、先端部に超音波プローブ１２ａが配置された棒状の形状を有する。超音波プローブ装置１２は、図８に例示するように、術時には、先端部が砕石位にある患者の肛門から直腸に挿入される。超音波プローブ装置１２の先端部には、超音波プローブ１２ａが配置されており、この超音波プローブ１２ａから超音波を発射し、その反射波を測定することで、患部及び挿入された微小放射線源等を画像化して出力する。
【００２６】
図１に示すテンプレート１３は、図２に示すように、微小放射線源を体内に挿入する位置を規定するための複数の位置基準穴１３ａが形成されたプレートであり、支持部１１に立設されている。テンプレート１３は、術時には、図８に示すように、砕石位にある患者の会陰部に押し当てられ、後述するガイド針２１が、いずれかの位置基準穴１３ａを貫通して患者の患部に挿入される。なお、位置基準穴１３ａが形成された全ての位置に微小放射線源が挿入される訳ではなく、患者の状態に応じて、微小放射線源を挿入する位置が決定され、その位置の位置基準穴１３ａが使用される。
【００２７】
一方、図１に示す挿入具２０は、図３（ａ）に示すように、ガイド針２１と、アプリケータ２２と、アプリケータ２２に装着される線源カートリッジ２３と、から構成される。
【００２８】
ガイド針２１は、放射線を透過する金属、例えば、チタン合金やステンレススチールから構成され、微小放射線源が通過する１ｍｍ径程度の通路（貫通孔）を内部に有し、術時には、図８に示すように、テンプレート１３の位置基準穴１３ａを貫通してその先端が患者の患部に至るまで挿入される。
【００２９】
アプリケータ２２は、図３（ａ）に示すように、線源カートリッジ２３が装着される装着部２４と、ユーザ（泌尿器科医等の医師）により手動で操作される操作部２５を備える。装着部２４には、図３（ｂ）に示すように、線源カートリッジ２３が装着される。操作部２５は、ユーザの操作に従って、装着部２４に装着された線源カートリッジ２３に内装されている微小放射線源２６を、ガイド針２１内を通して患者の患部に押し込む。
【００３０】
微小放射線源２６は、図４に示すように、例えば、径０．８ｍｍ、長さ４．５ｍｍ程度のチタン合金等のカプセル２６ａと、カプセル２６ａに封入された短半減期、低エネルギー核種（例えば、１２５Ｉ、１０３Ｐｄ）２６ｂとから構成される。
【００３１】
図１に示す測定部３０は、微小放射線源２６がガイド針２１内を移動している最中に、その微小放射線源２６から放射される放射線の強度を測定するための装置である。測定部３０は、本体１１に装着された放射線センサ３１と、信号処理回路３２と、コンピュータ３３とから構成される。
【００３２】
放射線センサ３１は、例えば、ＮａＩシンチレーション測定器などから構成され、ガイド針２１内の微小放射線源２６から放射された放射線の量を所定のサンプリング周期で測定し、測定値を出力する。放射線センサ３１は、複数のサンプリング周期を備え、コンピュータ３３からの制御信号により、切り替え可能である。また、放射線センサ３１は、ある程度の指向性を有し、本実施形態では、正面方向（ガイド針２１の方向）に指向性があるものとする。
【００３３】
放射線センサ３１と微小放射線源２６との位置関係は、ガイド針２１の位置（ガイド針２１が挿入されるテンプレート１３の位置基準穴１３ａの位置）とガイド針２１内での微小放射線源２６の位置とに応じて変化する。放射線センサ３１は、微小放射線源２６が放射線センサ３１のほぼ正面（指向性の方向）の所定範囲（測定域Ｓ）に位置するときに、放射線の正しい測定値が得られる。
【００３４】
信号処理回路３２は、図５に示すように、増幅器３２１とＡ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換器３２２とを備え、コンピュータ３３の制御に従って、放射線センサ３１の出力信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換して、コンピュータ３３に供給する。
【００３５】
コンピュータ３３は、パーソナルコンピュータ等から構成され、制御部３３１と、入出力Ｉ／Ｆ（インタフェース）３３２と、記憶部３３３と、入力部３３５と、表示部３３６と、放音部３３７とを備える。
制御部３３１は、プロセッサ等から構成され、放射線センサ３１と信号処理回路３２を制御し、放射線センサ３１の出力信号を信号処理回路３２を介して取りこみ、図９及び図１２を参照して後述する放射線源強度測定処理及び測定パラメータ設定処理を実行する。
Ｉ／Ｆ（インタフェース）３３２は、制御部３３１と外部装置との間で信号を送受信する。具体的には、Ｉ／Ｆ（インタフェース）３３２は、制御部３１からの制御信号を放射線センサ３１と信号処理回路３２に供給し、信号処理回路が出力する測定データを制御部３３１に供給する。
記憶部３３３は、ＲＡＭ（Random Access Memory)、ハードデスク装置、フラッシュメモリなどから構成され、制御部３３１のワークメモリとして機能する。また、記憶部３３３は、制御部３３１が、図９及び図１２を参照して後述する放射線源強度測定処理及び測定パラメータ設定処理を実行するためのコンピュータプログラムを記憶する。
【００３６】
さらに、記憶部３３３は、図６に例示するパラメータテーブル３３４を記憶する。パラメータテーブル３３４は、テンプレート１３に形成された複数の位置基準穴１３ａの識別番号と、その位置基準穴１３ａにガイド針２１を挿通して微小放射線源２６を挿入する際に、その強度を測定するための測定パラメータと、を対応付けて格納する。
【００３７】
各測定パラメータは、測定のサンプリング周期、微小放射線源２６の強度の特定に使用するデータ数（サンプル数）、測定値（放射線強度）から微小放射線源２６の強度を求めるための係数、等を含む。
【００３８】
これらの測定パラメータは、放射線センサ３１と微小放射線源２６との距離Ｄの変動、微小放射線源２６の移動速度の変動などを考慮して、どのような条件下でも、適切に測定が可能となるように設計された測定パラメータである。
【００３９】
具体的には、放射線センサ３１の位置は固定であるため、図７に示す放射線センサ３１と挿入対象の微小放射線源２６が搬送されるガイド針２１との距離Ｄは、挿入位置、即ち、使用する位置基準穴１３ａに応じて変化する。一般に、放射線量（放射線センサ３１の測定値（カウント数Ｃ））は、微小放射線源２６からの距離Ｄの２乗に反比例する（Ｃ∝１／Ｄ２）。従って、距離Ｄの変化に伴って、測定値から線源強度への変換も調整する必要がある。また、放射線センサ３１が放射線を適切に測定できるのは、微小放射線源２６が放射線センサ３１のほぼ正面の所定範囲（測定域）Ｓに位置するときのみである。しかし、微小放射線源２６がどのタイミングでどの程度の期間、測定域Ｓに位置するかはユーザによって差があり特定できない。但し、通常、搬送速度は、５ｃｍ／秒〜２０ｃｍ／秒である。一般に、搬送速度が遅い場合には、測定が容易であるが、搬送速度が高速になるに従って正確な測定が困難となる。従って、搬送速度が２０ｃｍ／秒程度でも正確な測定が可能なように、計測パラメータを設定する必要がある。さらに、放射線のカウント数Ｃは、±√Ｃ程度の誤差が予定されている。このため、サンプリング周期とサンプル数をある程度確保して、誤差を抑える必要がある。
【００４０】
パラメータテーブル３３４に設定される測定パラメータは、これらの条件を満たすように予め設計された値である。なお、測定パラメータの具体的な設定手法については、後述する。
【００４１】
次に、上記構成の微小放射線源挿入装置１を用いて、微小放射線源２６を患者の患部に挿入しつつ該微小放射線源２６の強度を測定する動作を図９のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００４２】
まず、通常の微小放射線源挿入時と同様に、患者の患部の断層画像等を用いて、どの位置にどの順番で微小放射線源２６を挿入するかを決定する。
【００４３】
次に、決定した挿入位置に微小放射線源２６を挿入するために使用するテンプレート１３の基準位置穴１３ａを特定する。この例では、理解を容易にするため、第００１の基準位置穴１３ａ，第００７の基準位置穴１３ａ、第０２４の基準位置穴１３ａ．．．第ｎの基準位置穴１３ａという順に使用するものとする。次に、図１１（ａ）に例示するように、記憶部３３３に、特定した基準位置穴１３ａの識別番号を含む作業テーブルを登録する。
【００４４】
続いて、ユーザは、第００１の基準位置穴１３ａにガイド針２１を挿通し、さらに、患者の患部にガイド針２１を挿入する。挿入の深さは、超音波プローブ装置１２等により確認可能である。
【００４５】
ユーザは、コンピュータ３３に測定開始を指示すると共に使用している位置基準穴１３ａの識別番号００１を入力する。
【００４６】
続いて、ユーザは、線源カートリッジ２３を挿入具２０の装着部２４に装着し、操作部２５を操作して、微小放射線源２６をガイド針２１内を移動させて、患者の患部に挿入する。
【００４７】
一方、コンピュータ３３（の制御部３３１）は、測定開始の指示及び位置基準穴１３ａの識別番号００１の入力に応答して、記憶部３３３に記憶された動作プログラムを実行することにより図９に示す放射線源強度測定処理を開始し、まず、パラメータテーブル３３４より００１番目のエントリの測定パラメータを読み出す（ステップＳ１１）。例えば、図６の場合、サンプリング周期として３０ｍｓ、サンプル数３，係数１．０２を読み出す。
【００４８】
次に、制御部３３１は、ステップＳ１１で読み出した動作パラメータに従って、放射線センサ３１のサンプリング周期を設定する（ステップＳ１２）。この例では、３０ｍｓに設定する。放射線センサ３１は、設定されたサンプリング周期で、放射線量を測定する。
【００４９】
制御部３３１は、放射線センサ３１から供給される測定値を順次取り込み、記憶部３３３に記憶する（ステップＳ１３）。制御部３３１は、この動作を、挿入操作が終了したと判別するまで（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）まで、繰り返す。挿入操作の終了は、例えば、カウント数Ｃが一旦大きくなった後、相対的に十分小さい測定値が複数サンプリング周期連続したことで、判定することが可能である。
【００５０】
この間に、ユーザは、操作部２５を操作して、微小放射線源２６をガイド針２１を通して患者の患部に挿入する。
これにより、記憶部３３３には、図１０に例示するような時間と測定値との関係が記録される。
【００５１】
次に、コンピュータ３３は、微小放射線源２６が測定域Ｓに位置している期間に取得された値を特定する（ステップＳ１５）。特定手法は任意であるが、例えば、測定値のうちの最大のもの（ピーク値）を特定し、ピーク値の９０％以上の値を有し、且つ、サンプリングタイミングが連続する一連の測定値を、微小放射線源２６が測定域Ｓに位置している期間に取得された値として特定する。図１０のデータで例示すると、ピーク値Ｐ２の９０％以上の値を有し且つサンプリングタイミングが連続するＰ１〜Ｐ５が、微小放射線源２６が測定域Ｓに位置している期間に取得された値として特定される。
【００５２】
次に、特定した測定値のうちから、測定パラメータに規定されているサンプル数だけ、測定値を抽出する（ステップＳ１６）。このときは、測定域Ｓに位置している期間に測定された値であると特定した測定値のうちから、測定パラメータで特定されている個数だけ抽出する。この例では、サンプル数として３が設定されているので、５つのうち３つを抽出する。抽出の手法は任意であるが、例えば、最初と最後のものを除いて、Ｐ２〜Ｐ４の３つを抽出する。抽出する３つはサンプル期間が連続するデータである。
【００５３】
次に、抽出した３個の測定値の平均値を求め、この平均値に測定パラメータ中の係数ｋを乗算して微小放射線源２６の強度をｋ・平均値として求める（ステップＳ１７）。この例では、係数１．０２を平均値に乗算する。
【００５４】
次に、求めた強度（実測強度）Ｉが、その微小放射線源２６の公称（定格）強度との差（誤差）ΔＩが、予め設定された許容誤差内か否かを判別する（ステップＳ１８）。許容誤差は任意であるが、例えば、±１０％程度を設定できる。
【００５５】
誤差ΔＩが許容誤差を超える場合（ステップＳ１８；Ｎｏ）、制御部３３１は、表示部３３６と放音部３３７を駆動して、異常を警告する（ステップＳ１９）。この際、実測強度が、公称強度より大きいのか、小さいのか、誤差ΔＩがどの程度かが理解できるように報知する。医師は、報知内容を参照し、例えば、挿入した微小放射線源２６の強度が公称よりも小さい場合には、隣接位置に他の微小放射線源２６を挿入したり、隣接する微小放射線源２６との間隔を詰める等の処理を行うことができる。また、挿入した微小放射線源２６の強度が公称よりも大きい場合には、隣接する微小放射線源２６との間隔を広げる等の処理を行うことができる。
【００５６】
誤差ΔＩが許容誤差内の場合（ステップＳ１８；Ｙｅｓ）、制御部３３１は、実測強度、誤差等を報知する表示する（ステップＳ２０）。
制御部３３１は、測定結果を、図１１（ｂ）に例示するように、作業テーブルに登録し（ステップＳ２１）、処理を終了する。
【００５７】
以上で、１つの微小放射線源２６を患部に挿入する共にその強度を測定する処理を終了したことになる。
【００５８】
続いて、ユーザと制御部３３１とは、次の挿入位置、この例では、第００７の位置基準穴１３ａについて、同様の処理を実行し、微小放射線源２６の挿入と測定とを実行する。
以下、全ての挿入を終了するまで同様の動作を繰り返す。
こうして、挿入と測定とが並行し実行され、効率良く挿入と測定とを行うことができる。
全ての作業が終了すると、記憶部３３３には、図１１（ｃ）に例示するように、作業テーブルが完成する。
なお、作業の途中で、挿入位置を変更・修正するような場合には、必要に応じて、入力部３３５を操作して、作業テーブルを修正してもよい。また、作業テーブルを表示部３３６に適宜表示することも可能である。
【００５９】
次に、コンピュータ３３の記憶部３３３に格納されたパラメータテーブル３３４に各測定パラメータを設定する方法の一例を説明する。この処理は、例えば、微小放射線源挿入装置１の使用開始時等に一度実行し、以後、適宜校正すればよい。
まず、強度が高精度に校正された校正済微小放射線源を用意する。
次に、放射線センサ３１のサンプリング周期を、選択できる範囲内で十分短い期間に設定する。
【００６０】
次に、コンピュータ３３を操作して、記憶部３３３に記憶された動作プログラムを実行することにより図１２に示す測定パラメータ設定処理を起動する。コンピュータ３３は、処理を開始すると、まず、テンプレート１３の識別番号Ｎを００１とする（ステップＳ３１）。
【００６１】
次に、ユーザは、テンプレート１３の第Ｎの位置基準穴１３ａにガイド針２１を装着する。続いて、リニアアクチュエータ等を使用して、想定される最大速度（通常、２０ｃｍ／秒程度）で、少なくとも測定域Ｓを含む所定距離だけ校正済微小放射線源を移動させ、放射線センサ３１で放射線強度を測定する。
【００６２】
制御部３３１は、放射線センサ３１から供給される測定値を順次取り込み、記憶部３３３に記憶する（ステップＳ３２）。制御部３３１は、この動作を、校正済微小放射線源の移動が終了したと判別するまで（ステップＳ３３；Ｙｅｓ）、繰り返す。これにより、記憶部３３３には、図１３に例示するような時間と測定値との関係が記録される。
【００６３】
次に、コンピュータ３３は、校正済微小放射線源が測定域Ｓに位置している期間に取得された測定値を特定する（ステップＳ３４）。特定手法は任意であるが、例えば、測定値のうちの最大のもの（ピーク値）を特定し、ピーク値の９０％以上の値を有し、且つ、サンプリング期間が連続する一連の測定値（例えば、図１３のＳＤ）を、校正済微小放射線源が測定域Ｓに位置している期間に取得された値として特定する。特定した測定値のうち最初と最後の測定値を除外するようにしてもよい。また、サンプル周期×（測定値の数−１）≦ＬＳ／Ｖ（ＬＳは測定域Ｓの長さ、Ｖは校正済微小放射線源の移動速度）となるように、測定値の数を抑えても良い。測定域Ｓは、例えば、校正済微小放射線源を低速（例えば、３ｃｍ／秒）で移動させつつ放射線センサ３１で放射線の強度を測定することにより、容易に位置と長さを特定することができる。例えば、校正済微小放射線源を低速（例えば、挿入時の微小放射線源２６の速度よりも十分に低速、例えば３ｃｍ／秒）で移動させつつ放射線センサ３１の測定値をプロットし、最大値の９５％程度の測定値が得られる距離を測定域Ｓの距離として特定できる。
【００６４】
次に、サンプリング周期×（測定値の数−１）＝校正済微小放射線源が測定域Ｓを通過するのに要する時間を有功に活用できるように、サンプリング周期とサンプル数を求める（ステップＳ３５）。例えば、放射線センサ３１の選択可能なサンプリング周期とサンプル数の積が、校正済微小放射線源が測定域Ｓを速度Ｖで通過するのに要する時間の範囲内で最大値となる組み合わせを選択する。
【００６５】
次に、測定値の平均値ＡＶを求め、この平均値ＡＶで校正済微小放射線源の放射能（Ｂｑ）を除算して係数ｋを求める（ステップＳ３６）。
次に、求めたサンプリング周期とサンプル数と係数ｋを識別番号Ｎに対応付けて、記憶部３３３内のパラメータテーブル３３４に登録する（ステップＳ３７）。
【００６６】
続いて、識別番号Ｎが最終値に達したか否かを判別し（ステップＳ３８）、達していなければ（ステップＳ３８；Ｎｏ）、識別番号Ｎを＋１して（ステップＳ３９）、処理を繰り返す。
【００６７】
ユーザは、更新された識別番号で特定される位置基準穴１３ａにガイド針２１を装着し、校正済微小放射線源を移動させて、同様の処理を行う。
一方、終了していれば（ステップＳ３８；Ｙｅｓ）、測定パラメータ設定処理を終了する。
【００６８】
なお、理解を容易にするため、識別番号Ｎを００１から順番に更新して設定する例を示したが、識別番号Ｎの初期値と更新順序等は任意である。
なお、測定パラメータを設定する処理を、全挿入位置（位置基準穴１３ａ）について実行する必要はなく、複数の挿入位置について実行し、他は補完法等により設定してもよい。
また、測定時に使用するコンピュータ３３と測定パラメータ設定時に使用するコンピュータは同一である必要はない。
【００６９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、挿入対象の微小放射線源２６がガイド針２１を移動中にその強度を自動的に測定するので、微小放射線源２６の強度を効率よく測定することが可能となる。また、取り違えが発生している場合でも、容易に検出することができる。さらに、微小放射線源の移動速度は、施術者により大きな差があるが、だれが担当した場合でも、適切な測定が可能となる。
【００７０】
なお、この発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。例えば、上記実施の形態において、患部に挿入した微小放射線源２６の数が増加すると、挿入された微小放射線源２６からの放射線を無視できなくなる。このような、場合には、測定値は例えば図１４に示すようになり、微小放射線源２６が近傍に存在しない状態でも一定量の放射線を検出してしまう。このため、各微小放射線源２６に関し、図９の放射線源強度測定処理の最初のステップＳ１３で測定した、測定開始時点での測定値（環境放射線量）Ｉiniを、以後の放射線源強度測定処理のステップＳ１３での各測定値から減算し、減算後の値を上述のステップＳ１５以下の処理に使用すればよい。
【００７１】
また、上記実施の形態では、１種類の微小放射線源を患部に挿入する例を示したが、複数種（複数強度）の放射線源を挿入することも可能である。この場合、例えば、図１５に示すように、作業テーブルに、基準位置穴毎の挿入予定の微小放射線源２６の強度を登録し、実測強度と登録されている挿入予定強度との差（誤差）が許容誤差を超える場合に、警告を発するようにしてもよい。
【００７２】
測定パラメータの例として、サンプリング周期、サンプル数、係数ｋを例示したが、他の測定パラメータを追加してもよい。また、例えば、サンプリング周期を位置基準穴毎に設定し、サンプル数を全位置基準穴に共通とし、或いは、サンプリング周期を全位置基準穴に共通とし、サンプリング周期を位置基準穴毎に設定する等してもよい。
また、理解を容易にするため、放射線センサ３１の測定値に係数ｋを乗算することで、微小放射線源２６の強度を求めたが、他の処理、例えば、より複雑な演算を行って、その強度を求める等してもよい。
パラメータテーブル３３４を使用する例を示したが、測定パラメータをテーブル以外の形態で記憶しておいてもよい。また、作業テーブルを使用する例を示したが、作業テーブルを使用するか否かは任意である。
上記実施の形態においては、微小放射線源２６の挿入位置を規定するためにテンプレート１３（位置基準穴１３ａ）を使用したが、挿入位置を調整できるならば他の手法を使用することも可能である。
また、警報又は報知を行う場合に満たすべき基準（条件）や警報及び報知の態様も任意である。例えば、基準を誤差の％で表現したが、例えば、許容誤差を±３Ｂｑのように、強度の絶対値で定義してもよい。
【００７３】
また、ガイド針２１を用いて微小放射線源２６を患部に導く例を示したが、他の任意のガイドを用いて微小放射線源２６を患部に導いてもよい。この場合は、微小放射線源２６がガイドに沿って移動する際に、その強度を測定すればよい。
【００７４】
上述の各部の材質、サイズ等の数値、フローチャート、パラメータの種類等は例示であり適宜変更可能である。また、測定手法、測定パラメータの設定手法等についても、上記実施形態に限定されず、適宜変更可能である。
【００７５】
さらに、上記実施の形態においては、本願発明に係る測定装置と方法と前立腺に微小放射線源を挿入する挿入装置に適用した例を示したが、他の種類の癌に微小放射線源を挿入する挿入装置や挿入方法にも同様に本願発明を適用可能である。
【００７６】
なお、上述の放射線源強度測定処理、測定パラメータ設定処理等は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、一般のコンピュータに上述の放射線源強度測定処理、測定パラメータ設定処理等を実行するためのプログラムを格納した媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等）から該プログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行するコンピュータシステムを構成することができる。また、これらのプログラム、プログラムを格納した記録媒体を頒布することも可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１ 微小放射線源挿入装置
１０ 本体
１１ 支持部
１２ 超音波プローブ装置
１２ａ 超音波プローブ
１３ テンプレート
１３ａ 位置基準穴
２０ 挿入具
２１ ガイド針
２２ アプリケータ
２３ 線源カートリッジ
２４ 装着部
２５ 操作部
２６ 微小放射線源
２６ａ カプセル
２６ｂ 核種
３０ 測定部
３１ 放射線センサ
３２ 信号処理回路
３３ コンピュータ
３２１ 増幅器
３２２ Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換器
３３１ 制御部
３３２ 入出力Ｉ／Ｆ（インタフェース）
３３３ 記憶部
３３４ パラメータテーブル
３３５ 入力部
３３６ 表示部
３３７ 放音部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線源を人体等に挿入する際に、放射線源の強度を測定することが可能な線源強度測定装置と線源強度測定方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
密封小線源治療（ブラキセラピー）は、がん組織に放射線源を永久挿入（留置）することで、高い線量を腫瘍にのみ投与して、がんを死滅させる治療法である。この治療法は、舌癌、前立腺癌、子宮頸癌、等に適用されている。
【０００３】
例えば、前立腺癌の治療では、放射線源を８０〜１００個程度患部に永久挿入し、放射線により、周囲の癌細胞を破壊死滅させることにより、癌を治療する。
【０００４】
癌組織に挿入される放射線源の強さ（線量率）はメーカーより一定の精度で供給されるが、実際には、規格値からずれた放射線源が含まれることがある。このような放射線源を永久挿入した場合には、期待した効果が得られないおそれがある。
【０００５】
このため、線源を患部に挿入する前に各線源の線量（強度）を測定し、線量が多すぎる（強すぎる）場合には、隣接して挿入する線源の間隔を離し、線量が小さすぎる（弱すぎる）場合には、追加の線源を近傍に挿入する、等の処置が望まれる。
【０００６】
しかしながら、挿入対象の線源の強度を通常の測定器を用いて１つ１つ測定する作業は時間がかかり、効率が低い。このため、挿入対象の放射線源の強度を効率良く測定する技術が求められている。
また、挿入の前に強度を測定する手法では、測定後、放射線源の取り違えが発生しても、その事実を検出することができない。このため、放射線源の取り違えが発生しても、その事実を容易に検出できる技術が求められている。
【０００７】
放射線の強度を効率良く・正確に測定する技術としては、例えば、特許文献１〜３に記載のものがある。しかし、特許文献１〜３に記載の技術は、大型の設備・装置の放射線量を測定するのに適した技術であり、装置が大型複雑で、多数の微小な放射線源を効率的に測定するには不適当である。
また、これらの技術では、微小放射線源の取り違えを検出することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−３３３４６３号公報
【特許文献２】特開２００２−３６５２６８号公報
【特許文献３】特開平１１−３３７６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、患部挿入用の放射線源の強度を効率良く測定することが可能な放射線源強度測定装置及び放射線源強度測定方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、放射線源の取り違えを検出することができる放射線源強度測定装置及び放射線源強度測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の第一の観点に係る放射線源強度測定装置は、
放射線源を患部に挿入する際に、放射線源の強度を測定する装置であって、
挿入位置毎に測定パラメータを記憶する記憶部と、
放射線源を患部に挿入する際に、ガイドに沿って移動中の放射線源からの放射線の強度を測定する測定部と、
前記記憶部に記憶されている測定パラメータのうちから放射線源の挿入位置に対応する測定パラメータを特定し、特定した測定パラメータと前記測定部により測定された放射線強度とに基づいて、放射線源の強度を求める制御部と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
例えば、前記測定パラメータは、測定のサンプリング周期と、採用する測定値の数と、測定値から放射線源の強度を求めるための係数を含む。この場合、例えば、前記測定部は、前記測定パラメータによって指定されているサンプリング周期で測定を行い、前記制御部は、前記測定部により取得された一連の測定値を記録し、記録した測定値のうちから、前記測定パラメータによって指定されている数の測定値を抽出し、抽出した測定値と測定パラメータとに基づいて放射線源の強度を求める。
【００１２】
例えば、前記測定部は、指向性を有し、放射線源からの放射線を適切に測定可能な一定の測定域を有し、前記制御部は、記憶した一連の測定値のうちから、前記放射線源が前記測定域にあるときに測定された測定値を抽出する。
【００１３】
前記測定パラメータは、放射線源を患部に挿入する際の放射線源の最高移動速度に基づいて、最高移動速度で移動しても、放射線源の強度を求めることができる数値に設定されることが望ましい。
【００１４】
前記制御部により求められた強度と予め設定された予定強度とが所定の基準を満たしたときに、所定の報知を行う報知手段を配置してもよい。
【００１５】
前記測定パラメータは、例えば、前記挿入位置毎に、強度が既知の校正済放射線源を前記ガイドに沿って移動させ、該校正済放射線源からの放射線の強度を測定し、測定した放射線強度と該校正済放射線源の強度とから求められたものを含む。
【００１６】
また、上記目的を達成するため、本発明の第二の観点に係る放射線源挿入装置は、前記放射線源強度測定装置を備える。
【００１７】
さらに、上記目的を達成するため、本発明の第三の観点に係る放射線源強度測定方法は、
放射線源を患部に挿入する際に、放射線源の強度を測定する方法であって、
挿入位置毎に測定パラメータを求めておき、
挿入時に患部に向けて移動中の放射線源からの放射線の強度を測定し、
挿入位置に対応する測定パラメータを特定し、特定した測定パラメータと測定された放射線強度とに基づいて、放射線源の強度を求める、
ことを特徴とする。
【００１８】
さらに、上記目的を達成するため、本発明の第四の観点に係るコンピュータプログラムは、
コンピュータに、
放射線源を患部に挿入する位置毎に測定パラメータを記憶する処理、
患部に挿入するために移動中の放射線源からの放射線の強度を測定した測定装置の測定結果を記録する処理、
挿入位置に基づいて測定パラメータを特定し、特定した測定パラメータと記録した放射線強度とに基づいて、放射線源の強度を求める処理、
を実行させる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、患部に挿入される対象の放射線源の移動中にその強度を測定するので、挿入処理と並行して放射線源の強度を効率よく測定することが可能となる。また、挿入中の放射線源の強度を測定するので、取り違えが発生している場合等には、容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る放射線源挿入装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示すテンプレートの構成例を示す図である。
【図３】図１に示す挿入装置の構成を示す図であり、（ａ）は、線源カートリッジが分離した状態、（ｂ）は線源カートリッジを装着した状態を示す図である。
【図４】微小放射線源の構成を示す図である。
【図５】測定装置の構成を示すブロック図である。
【図６】コンピュータに配置されるパラメータテーブルの一例を示す図である。
【図７】測定手法を説明するための図である。
【図８】術中の状態の一例を示す模式図である。
【図９】コンピュータが実行する放射線源強度測定処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】１回の測定（１つの微小放射線源の挿入）により得られる測定値の例を示す図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、放射線源強度測定処理で生成される作業テーブルの例と生成過程を説明する図である。
【図１２】パラメータテーブルを設定する動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】校正済微小放射線源を所定速度で移動させることにより得られる測定値の例を示す図である。
【図１４】１回の測定（１つの微小放射線源の挿入）により得られる測定値の他の例を示す図である。
【図１５】記憶部に記憶されているパラメータテーブルの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施するための形態に係る放射線源強度測定装置及び放射線源強度測定方法を、前立腺癌用の微小放射線源挿入装置に適用した例に基づいて、図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
本実施の形態に係る微小放射線源挿入装置１は、微小放射線源を前立腺（患部）に挿入する際に挿入対象の微小放射線源の強度を自動的に計測する機能を備えるものであり、図１に示すように、本体１０と、微小放射線源を患部に挿入するための挿入具２０と、挿入具２０内を移動中の微小放射線源からの放射線を測定し、微小放射線源の強度を求める測定部３０と、から構成される。
【００２３】
本体１０と挿入具２０とは、基本的に、従来のものと同一の構成を有しており、本体１０は、支持部１１と超音波プローブ装置１２とテンプレート１３とを備える。
【００２４】
支持部１１は、全体を支持する棒状、板状等の部材であり、高さ調整が可能な支持台・ステージ等に設置される。
【００２５】
超音波プローブ装置１２は、支持部１１に載置され、先端部に超音波プローブ１２ａが配置された棒状の形状を有する。超音波プローブ装置１２は、図８に例示するように、術時には、先端部が砕石位にある患者の肛門から直腸に挿入される。超音波プローブ装置１２の先端部には、超音波プローブ１２ａが配置されており、この超音波プローブ１２ａから超音波を発射し、その反射波を測定することで、患部及び挿入された微小放射線源等を画像化して出力する。
【００２６】
図１に示すテンプレート１３は、図２に示すように、微小放射線源を体内に挿入する位置を規定するための複数の位置基準穴１３ａが形成されたプレートであり、支持部１１に立設されている。テンプレート１３は、術時には、図８に示すように、砕石位にある患者の会陰部に押し当てられ、後述するガイド針２１が、いずれかの位置基準穴１３ａを貫通して患者の患部に挿入される。なお、位置基準穴１３ａが形成された全ての位置に微小放射線源が挿入される訳ではなく、患者の状態に応じて、微小放射線源を挿入する位置が決定され、その位置の位置基準穴１３ａが使用される。
【００２７】
一方、図１に示す挿入具２０は、図３（ａ）に示すように、ガイド針２１と、アプリケータ２２と、アプリケータ２２に装着される線源カートリッジ２３と、から構成される。
【００２８】
ガイド針２１は、放射線を透過する金属、例えば、チタン合金やステンレススチールから構成され、微小放射線源が通過する１ｍｍ径程度の通路（貫通孔）を内部に有し、術時には、図８に示すように、テンプレート１３の位置基準穴１３ａを貫通してその先端が患者の患部に至るまで挿入される。
【００２９】
アプリケータ２２は、図３（ａ）に示すように、線源カートリッジ２３が装着される装着部２４と、ユーザ（泌尿器科医等の医師）により手動で操作される操作部２５を備える。装着部２４には、図３（ｂ）に示すように、線源カートリッジ２３が装着される。操作部２５は、ユーザの操作に従って、装着部２４に装着された線源カートリッジ２３に内装されている微小放射線源２６を、ガイド針２１内を通して患者の患部に押し込む。
【００３０】
微小放射線源２６は、図４に示すように、例えば、径０．８ｍｍ、長さ４．５ｍｍ程度のチタン合金等のカプセル２６ａと、カプセル２６ａに封入された短半減期、低エネルギー核種（例えば、１２５Ｉ、１０３Ｐｄ）２６ｂとから構成される。
【００３１】
図１に示す測定部３０は、微小放射線源２６がガイド針２１内を移動している最中に、その微小放射線源２６から放射される放射線の強度を測定するための装置である。測定部３０は、本体１１に装着された放射線センサ３１と、信号処理回路３２と、コンピュータ３３とから構成される。
【００３２】
放射線センサ３１は、例えば、ＮａＩシンチレーション測定器などから構成され、ガイド針２１内の微小放射線源２６から放射された放射線の量を所定のサンプリング周期で測定し、測定値を出力する。放射線センサ３１は、複数のサンプリング周期を備え、コンピュータ３３からの制御信号により、切り替え可能である。また、放射線センサ３１は、ある程度の指向性を有し、本実施形態では、正面方向（ガイド針２１の方向）に指向性があるものとする。
【００３３】
放射線センサ３１と微小放射線源２６との位置関係は、ガイド針２１の位置（ガイド針２１が挿入されるテンプレート１３の位置基準穴１３ａの位置）とガイド針２１内での微小放射線源２６の位置とに応じて変化する。放射線センサ３１は、微小放射線源２６が放射線センサ３１のほぼ正面（指向性の方向）の所定範囲（測定域Ｓ）に位置するときに、放射線の正しい測定値が得られる。
【００３４】
信号処理回路３２は、図５に示すように、増幅器３２１とＡ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換器３２２とを備え、コンピュータ３３の制御に従って、放射線センサ３１の出力信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換して、コンピュータ３３に供給する。
【００３５】
コンピュータ３３は、パーソナルコンピュータ等から構成され、制御部３３１と、入出力Ｉ／Ｆ（インタフェース）３３２と、記憶部３３３と、入力部３３５と、表示部３３６と、放音部３３７とを備える。
制御部３３１は、プロセッサ等から構成され、放射線センサ３１と信号処理回路３２を制御し、放射線センサ３１の出力信号を信号処理回路３２を介して取りこみ、図９及び図１２を参照して後述する放射線源強度測定処理及び測定パラメータ設定処理を実行する。
Ｉ／Ｆ（インタフェース）３３２は、制御部３３１と外部装置との間で信号を送受信する。具体的には、Ｉ／Ｆ（インタフェース）３３２は、制御部３１からの制御信号を放射線センサ３１と信号処理回路３２に供給し、信号処理回路が出力する測定データを制御部３３１に供給する。
記憶部３３３は、ＲＡＭ（Random Access Memory)、ハードデスク装置、フラッシュメモリなどから構成され、制御部３３１のワークメモリとして機能する。また、記憶部３３３は、制御部３３１が、図９及び図１２を参照して後述する放射線源強度測定処理及び測定パラメータ設定処理を実行するためのコンピュータプログラムを記憶する。
【００３６】
さらに、記憶部３３３は、図６に例示するパラメータテーブル３３４を記憶する。パラメータテーブル３３４は、テンプレート１３に形成された複数の位置基準穴１３ａの識別番号と、その位置基準穴１３ａにガイド針２１を挿通して微小放射線源２６を挿入する際に、その強度を測定するための測定パラメータと、を対応付けて格納する。
【００３７】
各測定パラメータは、測定のサンプリング周期、微小放射線源２６の強度の特定に使用するデータ数（サンプル数）、測定値（放射線強度）から微小放射線源２６の強度を求めるための係数、等を含む。
【００３８】
これらの測定パラメータは、放射線センサ３１と微小放射線源２６との距離Ｄの変動、微小放射線源２６の移動速度の変動などを考慮して、どのような条件下でも、適切に測定が可能となるように設計された測定パラメータである。
【００３９】
具体的には、放射線センサ３１の位置は固定であるため、図７に示す放射線センサ３１と挿入対象の微小放射線源２６が搬送されるガイド針２１との距離Ｄは、挿入位置、即ち、使用する位置基準穴１３ａに応じて変化する。一般に、放射線量（放射線センサ３１の測定値（カウント数Ｃ））は、微小放射線源２６からの距離Ｄの２乗に反比例する（Ｃ∝１／Ｄ２）。従って、距離Ｄの変化に伴って、測定値から線源強度への変換も調整する必要がある。また、放射線センサ３１が放射線を適切に測定できるのは、微小放射線源２６が放射線センサ３１のほぼ正面の所定範囲（測定域）Ｓに位置するときのみである。しかし、微小放射線源２６がどのタイミングでどの程度の期間、測定域Ｓに位置するかはユーザによって差があり特定できない。但し、通常、搬送速度は、５ｃｍ／秒〜２０ｃｍ／秒である。一般に、搬送速度が遅い場合には、測定が容易であるが、搬送速度が高速になるに従って正確な測定が困難となる。従って、搬送速度が２０ｃｍ／秒程度でも正確な測定が可能なように、計測パラメータを設定する必要がある。さらに、放射線のカウント数Ｃは、±√Ｃ程度の誤差が予定されている。このため、サンプリング周期とサンプル数をある程度確保して、誤差を抑える必要がある。
【００４０】
パラメータテーブル３３４に設定される測定パラメータは、これらの条件を満たすように予め設計された値である。なお、測定パラメータの具体的な設定手法については、後述する。
【００４１】
次に、上記構成の微小放射線源挿入装置１を用いて、微小放射線源２６を患者の患部に挿入しつつ該微小放射線源２６の強度を測定する動作を図９のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００４２】
まず、通常の微小放射線源挿入時と同様に、患者の患部の断層画像等を用いて、どの位置にどの順番で微小放射線源２６を挿入するかを決定する。
【００４３】
次に、決定した挿入位置に微小放射線源２６を挿入するために使用するテンプレート１３の基準位置穴１３ａを特定する。この例では、理解を容易にするため、第００１の基準位置穴１３ａ，第００７の基準位置穴１３ａ、第０２４の基準位置穴１３ａ．．．第ｎの基準位置穴１３ａという順に使用するものとする。次に、図１１（ａ）に例示するように、記憶部３３３に、特定した基準位置穴１３ａの識別番号を含む作業テーブルを登録する。
【００４４】
続いて、ユーザは、第００１の基準位置穴１３ａにガイド針２１を挿通し、さらに、患者の患部にガイド針２１を挿入する。挿入の深さは、超音波プローブ装置１２等により確認可能である。
【００４５】
ユーザは、コンピュータ３３に測定開始を指示すると共に使用している位置基準穴１３ａの識別番号００１を入力する。
【００４６】
続いて、ユーザは、線源カートリッジ２３を挿入具２０の装着部２４に装着し、操作部２５を操作して、微小放射線源２６をガイド針２１内を移動させて、患者の患部に挿入する。
【００４７】
一方、コンピュータ３３（の制御部３３１）は、測定開始の指示及び位置基準穴１３ａの識別番号００１の入力に応答して、記憶部３３３に記憶された動作プログラムを実行することにより図９に示す放射線源強度測定処理を開始し、まず、パラメータテーブル３３４より００１番目のエントリの測定パラメータを読み出す（ステップＳ１１）。例えば、図６の場合、サンプリング周期として３０ｍｓ、サンプル数３，係数１．０２を読み出す。
【００４８】
次に、制御部３３１は、ステップＳ１１で読み出した動作パラメータに従って、放射線センサ３１のサンプリング周期を設定する（ステップＳ１２）。この例では、３０ｍｓに設定する。放射線センサ３１は、設定されたサンプリング周期で、放射線量を測定する。
【００４９】
制御部３３１は、放射線センサ３１から供給される測定値を順次取り込み、記憶部３３３に記憶する（ステップＳ１３）。制御部３３１は、この動作を、挿入操作が終了したと判別するまで（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）まで、繰り返す。挿入操作の終了は、例えば、カウント数Ｃが一旦大きくなった後、相対的に十分小さい測定値が複数サンプリング周期連続したことで、判定することが可能である。
【００５０】
この間に、ユーザは、操作部２５を操作して、微小放射線源２６をガイド針２１を通して患者の患部に挿入する。
これにより、記憶部３３３には、図１０に例示するような時間と測定値との関係が記録される。
【００５１】
次に、コンピュータ３３は、微小放射線源２６が測定域Ｓに位置している期間に取得された値を特定する（ステップＳ１５）。特定手法は任意であるが、例えば、測定値のうちの最大のもの（ピーク値）を特定し、ピーク値の９０％以上の値を有し、且つ、サンプリングタイミングが連続する一連の測定値を、微小放射線源２６が測定域Ｓに位置している期間に取得された値として特定する。図１０のデータで例示すると、ピーク値Ｐ２の９０％以上の値を有し且つサンプリングタイミングが連続するＰ１〜Ｐ５が、微小放射線源２６が測定域Ｓに位置している期間に取得された値として特定される。
【００５２】
次に、特定した測定値のうちから、測定パラメータに規定されているサンプル数だけ、測定値を抽出する（ステップＳ１６）。このときは、測定域Ｓに位置している期間に測定された値であると特定した測定値のうちから、測定パラメータで特定されている個数だけ抽出する。この例では、サンプル数として３が設定されているので、５つのうち３つを抽出する。抽出の手法は任意であるが、例えば、最初と最後のものを除いて、Ｐ２〜Ｐ４の３つを抽出する。抽出する３つはサンプル期間が連続するデータである。
【００５３】
次に、抽出した３個の測定値の平均値を求め、この平均値に測定パラメータ中の係数ｋを乗算して微小放射線源２６の強度をｋ・平均値として求める（ステップＳ１７）。この例では、係数１．０２を平均値に乗算する。
【００５４】
次に、求めた強度（実測強度）Ｉが、その微小放射線源２６の公称（定格）強度との差（誤差）ΔＩが、予め設定された許容誤差内か否かを判別する（ステップＳ１８）。許容誤差は任意であるが、例えば、±１０％程度を設定できる。
【００５５】
誤差ΔＩが許容誤差を超える場合（ステップＳ１８；Ｎｏ）、制御部３３１は、表示部３３６と放音部３３７を駆動して、異常を警告する（ステップＳ１９）。この際、実測強度が、公称強度より大きいのか、小さいのか、誤差ΔＩがどの程度かが理解できるように報知する。医師は、報知内容を参照し、例えば、挿入した微小放射線源２６の強度が公称よりも小さい場合には、隣接位置に他の微小放射線源２６を挿入したり、隣接する微小放射線源２６との間隔を詰める等の処理を行うことができる。また、挿入した微小放射線源２６の強度が公称よりも大きい場合には、隣接する微小放射線源２６との間隔を広げる等の処理を行うことができる。
【００５６】
誤差ΔＩが許容誤差内の場合（ステップＳ１８；Ｙｅｓ）、制御部３３１は、実測強度、誤差等を報知する表示する（ステップＳ２０）。
制御部３３１は、測定結果を、図１１（ｂ）に例示するように、作業テーブルに登録し（ステップＳ２１）、処理を終了する。
【００５７】
以上で、１つの微小放射線源２６を患部に挿入する共にその強度を測定する処理を終了したことになる。
【００５８】
続いて、ユーザと制御部３３１とは、次の挿入位置、この例では、第００７の位置基準穴１３ａについて、同様の処理を実行し、微小放射線源２６の挿入と測定とを実行する。
以下、全ての挿入を終了するまで同様の動作を繰り返す。
こうして、挿入と測定とが並行し実行され、効率良く挿入と測定とを行うことができる。
全ての作業が終了すると、記憶部３３３には、図１１（ｃ）に例示するように、作業テーブルが完成する。
なお、作業の途中で、挿入位置を変更・修正するような場合には、必要に応じて、入力部３３５を操作して、作業テーブルを修正してもよい。また、作業テーブルを表示部３３６に適宜表示することも可能である。
【００５９】
次に、コンピュータ３３の記憶部３３３に格納されたパラメータテーブル３３４に各測定パラメータを設定する方法の一例を説明する。この処理は、例えば、微小放射線源挿入装置１の使用開始時等に一度実行し、以後、適宜校正すればよい。
まず、強度が高精度に校正された校正済微小放射線源を用意する。
次に、放射線センサ３１のサンプリング周期を、選択できる範囲内で十分短い期間に設定する。
【００６０】
次に、コンピュータ３３を操作して、記憶部３３３に記憶された動作プログラムを実行することにより図１２に示す測定パラメータ設定処理を起動する。コンピュータ３３は、処理を開始すると、まず、テンプレート１３の識別番号Ｎを００１とする（ステップＳ３１）。
【００６１】
次に、ユーザは、テンプレート１３の第Ｎの位置基準穴１３ａにガイド針２１を装着する。続いて、リニアアクチュエータ等を使用して、想定される最大速度（通常、２０ｃｍ／秒程度）で、少なくとも測定域Ｓを含む所定距離だけ校正済微小放射線源を移動させ、放射線センサ３１で放射線強度を測定する。
【００６２】
制御部３３１は、放射線センサ３１から供給される測定値を順次取り込み、記憶部３３３に記憶する（ステップＳ３２）。制御部３３１は、この動作を、校正済微小放射線源の移動が終了したと判別するまで（ステップＳ３３；Ｙｅｓ）、繰り返す。これにより、記憶部３３３には、図１３に例示するような時間と測定値との関係が記録される。
【００６３】
次に、コンピュータ３３は、校正済微小放射線源が測定域Ｓに位置している期間に取得された測定値を特定する（ステップＳ３４）。特定手法は任意であるが、例えば、測定値のうちの最大のもの（ピーク値）を特定し、ピーク値の９０％以上の値を有し、且つ、サンプリング期間が連続する一連の測定値（例えば、図１３のＳＤ）を、校正済微小放射線源が測定域Ｓに位置している期間に取得された値として特定する。特定した測定値のうち最初と最後の測定値を除外するようにしてもよい。また、サンプル周期×（測定値の数−１）≦ＬＳ／Ｖ（ＬＳは測定域Ｓの長さ、Ｖは校正済微小放射線源の移動速度）となるように、測定値の数を抑えても良い。測定域Ｓは、例えば、校正済微小放射線源を低速（例えば、３ｃｍ／秒）で移動させつつ放射線センサ３１で放射線の強度を測定することにより、容易に位置と長さを特定することができる。例えば、校正済微小放射線源を低速（例えば、挿入時の微小放射線源２６の速度よりも十分に低速、例えば３ｃｍ／秒）で移動させつつ放射線センサ３１の測定値をプロットし、最大値の９５％程度の測定値が得られる距離を測定域Ｓの距離として特定できる。
【００６４】
次に、サンプリング周期×（測定値の数−１）＝校正済微小放射線源が測定域Ｓを通過するのに要する時間を有功に活用できるように、サンプリング周期とサンプル数を求める（ステップＳ３５）。例えば、放射線センサ３１の選択可能なサンプリング周期とサンプル数の積が、校正済微小放射線源が測定域Ｓを速度Ｖで通過するのに要する時間の範囲内で最大値となる組み合わせを選択する。
【００６５】
次に、測定値の平均値ＡＶを求め、この平均値ＡＶで校正済微小放射線源の放射能（Ｂｑ）を除算して係数ｋを求める（ステップＳ３６）。
次に、求めたサンプリング周期とサンプル数と係数ｋを識別番号Ｎに対応付けて、記憶部３３３内のパラメータテーブル３３４に登録する（ステップＳ３７）。
【００６６】
続いて、識別番号Ｎが最終値に達したか否かを判別し（ステップＳ３８）、達していなければ（ステップＳ３８；Ｎｏ）、識別番号Ｎを＋１して（ステップＳ３９）、処理を繰り返す。
【００６７】
ユーザは、更新された識別番号で特定される位置基準穴１３ａにガイド針２１を装着し、校正済微小放射線源を移動させて、同様の処理を行う。
一方、終了していれば（ステップＳ３８；Ｙｅｓ）、測定パラメータ設定処理を終了する。
【００６８】
なお、理解を容易にするため、識別番号Ｎを００１から順番に更新して設定する例を示したが、識別番号Ｎの初期値と更新順序等は任意である。
なお、測定パラメータを設定する処理を、全挿入位置（位置基準穴１３ａ）について実行する必要はなく、複数の挿入位置について実行し、他は補完法等により設定してもよい。
また、測定時に使用するコンピュータ３３と測定パラメータ設定時に使用するコンピュータは同一である必要はない。
【００６９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、挿入対象の微小放射線源２６がガイド針２１を移動中にその強度を自動的に測定するので、微小放射線源２６の強度を効率よく測定することが可能となる。また、取り違えが発生している場合でも、容易に検出することができる。さらに、微小放射線源の移動速度は、施術者により大きな差があるが、だれが担当した場合でも、適切な測定が可能となる。
【００７０】
なお、この発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。例えば、上記実施の形態において、患部に挿入した微小放射線源２６の数が増加すると、挿入された微小放射線源２６からの放射線を無視できなくなる。このような、場合には、測定値は例えば図１４に示すようになり、微小放射線源２６が近傍に存在しない状態でも一定量の放射線を検出してしまう。このため、各微小放射線源２６に関し、図９の放射線源強度測定処理の最初のステップＳ１３で測定した、測定開始時点での測定値（環境放射線量）Ｉiniを、以後の放射線源強度測定処理のステップＳ１３での各測定値から減算し、減算後の値を上述のステップＳ１５以下の処理に使用すればよい。
【００７１】
また、上記実施の形態では、１種類の微小放射線源を患部に挿入する例を示したが、複数種（複数強度）の放射線源を挿入することも可能である。この場合、例えば、図１５に示すように、作業テーブルに、基準位置穴毎の挿入予定の微小放射線源２６の強度を登録し、実測強度と登録されている挿入予定強度との差（誤差）が許容誤差を超える場合に、警告を発するようにしてもよい。
【００７２】
測定パラメータの例として、サンプリング周期、サンプル数、係数ｋを例示したが、他の測定パラメータを追加してもよい。また、例えば、サンプリング周期を位置基準穴毎に設定し、サンプル数を全位置基準穴に共通とし、或いは、サンプリング周期を全位置基準穴に共通とし、サンプリング周期を位置基準穴毎に設定する等してもよい。
また、理解を容易にするため、放射線センサ３１の測定値に係数ｋを乗算することで、微小放射線源２６の強度を求めたが、他の処理、例えば、より複雑な演算を行って、その強度を求める等してもよい。
パラメータテーブル３３４を使用する例を示したが、測定パラメータをテーブル以外の形態で記憶しておいてもよい。また、作業テーブルを使用する例を示したが、作業テーブルを使用するか否かは任意である。
上記実施の形態においては、微小放射線源２６の挿入位置を規定するためにテンプレート１３（位置基準穴１３ａ）を使用したが、挿入位置を調整できるならば他の手法を使用することも可能である。
また、警報又は報知を行う場合に満たすべき基準（条件）や警報及び報知の態様も任意である。例えば、基準を誤差の％で表現したが、例えば、許容誤差を±３Ｂｑのように、強度の絶対値で定義してもよい。
【００７３】
また、ガイド針２１を用いて微小放射線源２６を患部に導く例を示したが、他の任意のガイドを用いて微小放射線源２６を患部に導いてもよい。この場合は、微小放射線源２６がガイドに沿って移動する際に、その強度を測定すればよい。
【００７４】
上述の各部の材質、サイズ等の数値、フローチャート、パラメータの種類等は例示であり適宜変更可能である。また、測定手法、測定パラメータの設定手法等についても、上記実施形態に限定されず、適宜変更可能である。
【００７５】
さらに、上記実施の形態においては、本願発明に係る測定装置と方法と前立腺に微小放射線源を挿入する挿入装置に適用した例を示したが、他の種類の癌に微小放射線源を挿入する挿入装置や挿入方法にも同様に本願発明を適用可能である。
【００７６】
なお、上述の放射線源強度測定処理、測定パラメータ設定処理等は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、一般のコンピュータに上述の放射線源強度測定処理、測定パラメータ設定処理等を実行するためのプログラムを格納した媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等）から該プログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行するコンピュータシステムを構成することができる。また、これらのプログラム、プログラムを格納した記録媒体を頒布することも可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１ 微小放射線源挿入装置
１０ 本体
１１ 支持部
１２ 超音波プローブ装置
１２ａ 超音波プローブ
１３ テンプレート
１３ａ 位置基準穴
２０ 挿入具
２１ ガイド針
２２ アプリケータ
２３ 線源カートリッジ
２４ 装着部
２５ 操作部
２６ 微小放射線源
２６ａ カプセル
２６ｂ 核種
３０ 測定部
３１ 放射線センサ
３２ 信号処理回路
３３ コンピュータ
３２１ 増幅器
３２２ Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換器
３３１ 制御部
３３２ 入出力Ｉ／Ｆ（インタフェース）
３３３ 記憶部
３３４ パラメータテーブル
３３５ 入力部
３３６ 表示部
３３７ 放音部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源を患部に挿入する際に、放射線源の強度を測定する装置であって、
挿入位置毎に測定パラメータを記憶する記憶部と、
放射線源を患部に挿入する際に、ガイドに沿って移動中の放射線源からの放射線の強度を測定する測定部と、
前記記憶部に記憶されている測定パラメータのうちから放射線源の挿入位置に対応する測定パラメータを特定し、特定した測定パラメータと前記測定部により測定された放射線強度とに基づいて、放射線源の強度を求める制御部と、
を備えることを特徴とする放射線源強度測定装置。
【請求項２】
前記測定パラメータは、測定のサンプリング周期と、採用する測定値の数と、測定値から放射線源の強度を求めるための係数を含み、
前記測定部は、前記測定パラメータによって指定されているサンプリング周期で測定を行い、
前記制御部は、前記測定部により取得された一連の測定値を記録し、記録した測定値のうちから、前記測定パラメータによって指定されている数の測定値を抽出し、抽出した測定値と測定パラメータとに基づいて放射線源の強度を求める、
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線源強度測定装置。
【請求項３】
前記測定部は、指向性を有し、放射線源からの放射線を適切に測定可能な一定の測定域を有し、
前記制御部は、記憶した一連の測定値のうちから、前記放射線源が前記測定域にあるときに測定された測定値を抽出する、
ことを特徴とする請求項２に記載の放射線源強度測定装置。
【請求項４】
前記測定パラメータは、放射線源を患部に挿入する際の放射線源の最高移動速度に基づいて、最高移動速度で移動しても、放射線源の強度を求めることができる数値に設定されている、
ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の放射線源強度測定装置。
【請求項５】
前記制御部により求められた強度と予め設定された予定強度とが所定の基準を満たしたときに、所定の報知を行う報知手段を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線源強度測定装置。
【請求項６】
前記測定パラメータは、前記挿入位置毎に、強度が既知の校正済放射線源を前記ガイドに沿って移動させ、該校正済放射線源からの放射線の強度を測定し、測定した放射線強度と該校正済放射線源の強度とから求められたものを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線源強度測定装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の放射線源強度測定装置を備えた放射線源挿入装置。
【請求項８】
放射線源を患部に挿入する際に、放射線源の強度を測定する方法であって、
挿入位置毎に測定パラメータを求めておき、
挿入時に患部に向けて移動中の放射線源からの放射線の強度を測定し、
挿入位置に対応する測定パラメータを特定し、特定した測定パラメータと測定された放射線強度とに基づいて、放射線源の強度を求める、
ことを特徴とする放射線源強度測定方法。
【請求項９】
コンピュータに、
放射線源を患部に挿入する位置毎に測定パラメータを記憶する処理、
患部に挿入するために移動中の放射線源からの放射線の強度を測定した測定装置の測定結果を記録する処理、
挿入位置に基づいて測定パラメータを特定し、特定した測定パラメータと記録した放射線強度とに基づいて、放射線源の強度を求める処理、
を実行させるコンピュータプログラム。
【請求項１】
放射線源を患部に挿入する際に、放射線源の強度を測定する装置であって、
挿入位置毎に測定パラメータを記憶する記憶部と、
放射線源を患部に挿入する際に、ガイドに沿って移動中の放射線源からの放射線の強度を測定する測定部と、
前記記憶部に記憶されている測定パラメータのうちから放射線源の挿入位置に対応する測定パラメータを特定し、特定した測定パラメータと前記測定部により測定された放射線強度とに基づいて、放射線源の強度を求める制御部と、
を備えることを特徴とする放射線源強度測定装置。
【請求項２】
前記測定パラメータは、測定のサンプリング周期と、採用する測定値の数と、測定値から放射線源の強度を求めるための係数を含み、
前記測定部は、前記測定パラメータによって指定されているサンプリング周期で測定を行い、
前記制御部は、前記測定部により取得された一連の測定値を記録し、記録した測定値のうちから、前記測定パラメータによって指定されている数の測定値を抽出し、抽出した測定値と測定パラメータとに基づいて放射線源の強度を求める、
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線源強度測定装置。
【請求項３】
前記測定部は、指向性を有し、放射線源からの放射線を適切に測定可能な一定の測定域を有し、
前記制御部は、記憶した一連の測定値のうちから、前記放射線源が前記測定域にあるときに測定された測定値を抽出する、
ことを特徴とする請求項２に記載の放射線源強度測定装置。
【請求項４】
前記測定パラメータは、放射線源を患部に挿入する際の放射線源の最高移動速度に基づいて、最高移動速度で移動しても、放射線源の強度を求めることができる数値に設定されている、
ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の放射線源強度測定装置。
【請求項５】
前記制御部により求められた強度と予め設定された予定強度とが所定の基準を満たしたときに、所定の報知を行う報知手段を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線源強度測定装置。
【請求項６】
前記測定パラメータは、前記挿入位置毎に、強度が既知の校正済放射線源を前記ガイドに沿って移動させ、該校正済放射線源からの放射線の強度を測定し、測定した放射線強度と該校正済放射線源の強度とから求められたものを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線源強度測定装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の放射線源強度測定装置を備えた放射線源挿入装置。
【請求項８】
放射線源を患部に挿入する際に、放射線源の強度を測定する方法であって、
挿入位置毎に測定パラメータを求めておき、
挿入時に患部に向けて移動中の放射線源からの放射線の強度を測定し、
挿入位置に対応する測定パラメータを特定し、特定した測定パラメータと測定された放射線強度とに基づいて、放射線源の強度を求める、
ことを特徴とする放射線源強度測定方法。
【請求項９】
コンピュータに、
放射線源を患部に挿入する位置毎に測定パラメータを記憶する処理、
患部に挿入するために移動中の放射線源からの放射線の強度を測定した測定装置の測定結果を記録する処理、
挿入位置に基づいて測定パラメータを特定し、特定した測定パラメータと記録した放射線強度とに基づいて、放射線源の強度を求める処理、
を実行させるコンピュータプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−７３１９２（Ｐ２０１２−７３１９２Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２００６１（Ｐ２０１０−２２００６１）
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（３０７０１４５５５）北海道公立大学法人 札幌医科大学 (31)
【出願人】（５０４１３６５６８）国立大学法人広島大学 (924)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（３０７０１４５５５）北海道公立大学法人 札幌医科大学 (31)
【出願人】（５０４１３６５６８）国立大学法人広島大学 (924)
【Ｆターム（参考）】
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