特許 6989616 放射線処置中の患者の放射線被爆線量を測定するような、表面における放射線量を測定するためのデバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6989616

(24)【登録日】2021年12月6日

(45)【発行日】2022年1月5日

(54)【発明の名称】放射線処置中の患者の放射線被爆線量を測定するような、表面における放射線量を測定するためのデバイス

(51)【国際特許分類】

   A61N 5/10 20060101AFI20211220BHJP

   G01T 7/00 20060101ALI20211220BHJP

   H01Q 1/38 20060101ALI20211220BHJP

   G01T 1/16 20060101ALI20211220BHJP

【ＦＩ】

   A61N5/10 Q

   A61N5/10 S

   G01T7/00 A

   H01Q1/38

   G01T1/16 B

【請求項の数】11

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2019-551767(P2019-551767)

(86)(22)【出願日】2017年12月8日

(65)【公表番号】特表2020-501857(P2020-501857A)

(43)【公表日】2020年1月23日

(86)【国際出願番号】IB2017057750

(87)【国際公開番号】WO2018104917

(87)【国際公開日】20180614

【審査請求日】2020年12月4日

(31)【優先権主張番号】16/70747

(32)【優先日】2016年12月9日

(33)【優先権主張国】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】519208018

【氏名又は名称】バイオメディカ

(73)【特許権者】

【識別番号】519208029

【氏名又は名称】セントレ ナシオナル ドゥ ラ レシェルシェ サイエンティフィク

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】マウル，フォアド

(72)【発明者】

【氏名】ゲラン，ローラ

(72)【発明者】

【氏名】ロイス，クリストフ

【審査官】 右▲高▼ 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０９３０３８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２００５−５１２０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１７−５１１７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 仏国特許出願公開第２９４５１２８（ＦＲ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−０５７７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００６−５１７０３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００３３７００（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｎ ５／００

Ａ６１Ｂ ６／００

Ｇ０１Ｔ ７／００

Ｈ０１Ｑ １／３８

Ｇ０１Ｔ １／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射線処置中の患者の放射線被爆線量を測定するような、表面における放射線量を測定するためのデバイスであって、
前記デバイスが、
‐受け取った電磁放射線に対応する電気信号を生成することができる放射線透過性アンテナを備えたセンサ（３）を有するマトリックス（２）、
‐各センサにより放射された電束のための測定手段（６）、
‐前記マトリックスの所定の領域により受け取られた線量の蓄積を計算するための、電束測定の処理手段（９）
を備えることを特徴とする、表面における放射線量を測定するためのデバイス。

【請求項2】

前記処理手段（９）が、前記マトリックスの領域による線量蓄積レベルをマップの形式で表示するための手段を備える、請求項１記載の表面における放射線量を測定するためのデバイス。

【請求項3】

前記処理手段（９）が、少なくとも２回の放射線処置における線量を蓄積するために、前記電束測定を記録するための手段を備える、請求項１又は２記載の表面における放射線量を測定するためのデバイス。

【請求項4】

前記処理手段（９）が、前記マトリックスの所定の領域あたりの少なくとも一つの放射線閾値を超過したことを警告するための手段を備える、請求項１〜３のいずれか一つに記載の表面における放射線量を測定するためのデバイス。

【請求項5】

前記マトリックス（２）が、患者の形状に一致するように適合された、可撓性の放射線透過性マット（５）に一体化される、請求項１〜４のいずれか一つに記載の表面における放射線量を測定するためのデバイス。

【請求項6】

前記マット（５）が、患者上への位置決めを可能にするように適合された配置手段を備える、請求項５記載の表面における放射線量を測定するためのデバイス。

【請求項7】

前記放射線センサ及び電束測定手段（６）が、ＲＦＩＤタイプのトランスミッタに関連付けられた放射線透過性アンテナを備える、請求項１〜６のいずれか一つに記載の表面における放射線量を測定するためのデバイス。

【請求項8】

前記アンテナ（１０）が、ポリマー材料及び／又は透明な放射線伝導性ポリマー混合物により作られる、請求項７記載の表面における放射線量を測定するためのデバイス。

【請求項9】

前記アンテナの材料が、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）及びポリスチレンスルホン酸ナトリウム（ＰＳＳ）の混合物である、請求項７又は８記載の表面における放射線量を測定するためのデバイス。

【請求項10】

前記アンテナの厚さが、２〜２０ミクロンであり、好ましくは５〜１０ミクロンである、請求項７〜９のいずれか一つに記載の表面における放射線量を測定するためのデバイス。

【請求項11】

各センサ（３）が、各センサ（３）の全表面積の少なくとも９５％に等しい放射線透過性領域を有する、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の表面における放射線量を測定するためのデバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表面における放射線量を測定するためのデバイスに関し、とりわけ、放射線処置中の患者の放射線被爆線量を測定するためのデバイスに関する。

【0002】

本発明は、１回以上の処置中に患者により受け取られた放射線被曝線量を測定する技術分野に属し、上記処置は、単純な放射線療法又はコンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャン又は放射線治療、又は、外部の若しくは内部の若しくは介入的な放射線処置であり得る。

【0003】

しかしながら、この用途は限定されておらず、かつ、該測定デバイスは、他の用途、とりわけ、放射線科の医療従事者に関する、又は一般に、放射線のリスクがある分野及び特に産業において働く人物に関する、放射線被曝線量の測定のために使用され得る。

【背景技術】

【0004】

特に、電磁放射線又は電離放射線の医学的用途は、検査及び治療の分野又は外科手術中の支援における用途に関してより多い故に、患者により受け取られた放射線量の測定は、極めて重要な医療データである。

【0005】

現在まで、患者により受け取られた線量を評価するために使用された方法の一つは、所与の放射線療法又はＣＴスキャンに関する平均線量測定の定量化、及び、患者において実施される各処置又は作業に関する推定線量の累積である。この近似法は、患者により受け取られた線量の正確な推定を許さず、また患者の身体の様々な部位により受け取られた線量を区別することができない。

【0006】

別の方法は、デバイスにより放出された放射線の線量に従って、患者により受け取られた線量を推定することである。ここで、この方法もまた不正確であり、一方では、放出された放射線の推定が、異なるタイプの電離放射装置に関する計算が正規化されていない場合には困難であり、かつ、他方では、これらのデバイスにより放出された放射線が、患者により受け取られた線量を正確に反映しない。

【0007】

実際、とりわけ、分散の影響、身体の位置、及び、デバイスに対する距離を考慮すると、電離放射線の線量が、全て患者により受け取られず、最終的に、曝露の期間は正確に測定されない。この不正確性に加えて、第１の方法と同様に、曝露された又は過剰曝露された身体の部位を他の部位に対して、とりわけ、異なる複数の投射の間の接合領域において、正確に同定することも不可能である。

【0008】

患者により受け取られた線量の正確な監視ができない結果は、一方では、とりわけ、複数回の照射を受ける領域において、患者に推奨される線量を超過するというリスクが生じ、そして他方では、患者がはるかにより低い線量しか受けていなくても、推奨される線量の超過を回避するために必要な検査を実施するというリスクが生じる。

【0009】

この累積線量のリアルタイムでの正確な測定のためのデバイスは、患者に以下のような二重の利益を提供する：上記デバイスは、副作用の発生のリスクを低減し、患者の皮膚に送達される最大線量に応じて放射線ビームの入射を選択するようにリアルタイムで医師をガイドし；また、患者の過剰曝露のリスクをその正しい値に対して評価することにより、医師が求めている診断又は治療上の目標を達成する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明の第１の目的は、上述の従来技術に関連する技術的課題の全て又は一部を解決することにある。本発明の別の目的は、患者に対して実施される処置の間に患者により受け取られた線量を正確に測定するためのデバイスを提供することにある。

【0011】

本発明の別の目的は、電離放射デバイスの動作を修正せず、また撮像デバイスによって得られた画像又はシーケンスの品質に影響を与えない、患者により受け取られた線量を測定できるようにするデバイスを提案することにある。

【0012】

本発明の別の目的は、患者の身体の異なる複数の領域により受け取られた放射線レベルを直接決定するためのデバイスを提供することにある。

【0013】

本発明の別の目的は、患者に対する使用及び設置がいずれも簡単でありながら、信頼性の高い測定のためのデバイスを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明は、表面における放射線量を測定するためのデバイス、とりわけ、放射線処置中の患者の放射線被曝線量を測定するためのデバイスに関し、上記デバイスが、本発明によれば、受け取った電磁放射線に対応する電気信号を生成できる放射線透過性アンテナを備えたセンサを有するマトリクス、各センサにより放射された電束を測定するための手段、及び上記マトリクスの所定の領域により受け取られた線量の蓄積を計算するための、電束測定の処理手段を備える。

【0015】

用語「マトリックス（ｍａｔｒｉｘ）」は、本発明の意味において、複数のセンサのための支持体であって、上記センサを、規則的に編成された若しくはされていない、又は均一に編成された若しくはされていない組として一体に維持できる、支持体を定義する。

【0016】

本発明は、非限定的な例として提供されている添付の図面を参照しながら、実施形態の詳細な例を読むことにより、更に理解されるだろう。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本発明に従うデバイスの例示的実施形態の概略図である。

【図2】図２は、放射線処置中に患者上に配設された本発明に従うデバイスの概略斜視図である。

【図3】図３は、放射線センサの例示的実施形態の写真である。

【図4】図４は、放射線センサのある実施形態の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１を参照すると、測定デバイス１が示されており、この測定デバイスは、それぞれ放射線透過性アンテナを備えるセンサ３を有するマトリックス２を備える。センサ３の個数は、とりわけ、放射線の測定に必要な精度に左右され、有利には、センサ３は、ｃｍ^２あたり１個のセンサ程度の密度に従って、マトリクス２の表面に分散される。

【0019】

これらのセンサ３は、受け取った電磁放射線に対応する電気信号を生成でき、これにより、センサが吸収した放射線、及びマトリクスに接触する患者の身体へと伝達された放射線を正確に測定できる。

【0020】

マトリクス２のサイズ及び形状は可変であり、被覆対象の患者の身体の部位に左右される。例えば図２を参照すると、患者４の体幹の高さで放射線を実質的に測定できる寸法を有するマトリクス２を確認できる。

【0021】

患者の下肢又は全身を被覆するためには、他の形状のマトリクス２がより好適となる。

【0022】

有利には、マトリクス２は可撓性かつ放射線透過性のマット５に一体化される。マット５は患者の形状に適合できる。マトリクス２をマット５に一体化する利点は、センサ３を損傷するリスクなしにマット５を清掃又は洗浄できる点である。

【0023】

ある有利な変形例では、マット５は、患者上への位置決めを可能とする配置手段（添付の図面では図示せず）を備える。例えばマット５は、体幹の胸骨を含む患者の解剖学的構造に対する、位置決め地点を示すことができる。このようにして、マトリクス２を組み込んだマット５を、複数回の処置中に同様に位置決めできる。

【0024】

他の配置手段、例えば患者４に対するマット５の正確な配置及び維持の両方を可能とするストラップを用いた手段も考えられる。

【0025】

図１を参照すると、各センサ３の電束を測定するための手段６が図示されている。これらの測定手段６は、とりわけ、多入力電束メータを備え、これらは、センサ３からの流れの伝達のための第１の伝達手段７、及び電束測定の処理手段９への第２の伝達手段８に関連付けられる。これらの処理手段９により、マトリクス２の所定の領域が受ける線量の蓄積を計算できる。

【0026】

ここで図３を参照すると、第１の伝達手段７を伴うセンサ３の例示的実施形態が、写真で示されている。

【0027】

このセンサ３により、受けた放射線に対応する信号を生成でき、上記センサ３は、第１の伝達手段７を構成するＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ：無線周波数識別デバイス）タイプのトランスミッタ１１に関連付けられたアンテナ１０を備える。

【0028】

好ましくは、トランスミッタ１１に関連付けられたこのアンテナ１０は、ＩＳＭ（ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ， ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎｄ ｍｅｄｉｃａｌ：産業、科学及び医療）帯域、ブロードバンド：超高周波数（８６０〜９６０ＭＨｚ）で動作するよう最適化される。

【0029】

アンテナ１０は、ポリマー材料及び／又は透明な放射線伝導性ポリマー混合物で作成される。好ましくは、低伝導性のポリマーであるＰＥＤＯＴ：ＰＳＳというポリマー混合物、即ち、ポリ（３，４‐エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸ナトリウム（ＰＳＳ）との混合物が使用される。

【0030】

センサ３を通過する一定数の放射線透過性試験及びビーム劣化試験の後、出願人は、有利となるように、アンテナ１０の厚さとして２〜２０ミクロン、好ましくは５〜１０ミクロンを選択した。

【0031】

写真では、ポリマーは６マイクロメートルの厚さで印刷されている。使用された基板は３ｍｍ厚のガラスであり、これは誘電率εｒ＝５．６及び誘電正接ｔａｎδ＝０．０２を有する。ガラス基板は単なる例として与えられており、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳは、伝導性ポリマーの堆積の前に特定の表面処理を行うことにより、プラスチックタイプ（ＰＴＥ）の可撓性基板、従来の産業用電子機器（カプトン）の基板だけでなく、生体適合性の基板（パリレン）上に堆積させることができる。

【0032】

ここで図４を参照すると、センサ３が、その異なる複数の寸法を伴って、概略図で示されている。有利には、アンテナ１０の高さ及び幅は３０〜６０ｍｍのオーダーである。ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳアンテナの伝導性は、６ミクロン程度のアンテナ厚さで１．５×１０^４Ｓ／ｍのオーダーである。よって、第１の伝達手段８は、アンテナの幾何学的形状、伝導性材料の伝導性及び堆積厚さを考慮すると、１メートルオーダーの読み取り距離を可能とする。

【0033】

センサ３のアンテナ１０により占められる範囲は、センサ３の全表面と比較して極めて大きく、その一部は放射線透過性ではない。有利には、各センサ３は、患者における放射線の作用を実質的に変更しないように、とりわけ、生成される放射線画像の品質に実質的に影響しないように、その全表面の少なくとも９５％に等しい放射線透過性領域を有する。

【0034】

各アンテナ１０により伝達される信号は、センサ３の識別情報、従ってマトリクス２上でのその位置と、電束レベルとの両方を含む。従って、電束測定手段６は、所与のセンサに関する電束レベルの測定を可能とする。そしてデータは、第２の伝達手段８によって、処理手段９へと伝達される。これらの第２の伝達手段８は、公知の伝達手段によって、とりわけ、有線又は遠隔無線手段によって、作製され得る。別の実施形態では、第１の伝達手段７は、電束メータ（又はその等価物）及び処理手段９からなる組に、データを直接送信する。

【0035】

処理手段９は、各センサ３のための電束測定をこれらのデータから受信し、処理手段９は、処置中にマトリクスの所定の領域により受け取られた累積線量を計算する。これらの領域は、センサ３又は複数のセンサ３の組の検出領域を構成できる。

【0036】

有利には、処理手段９は、マトリクス２の複数の領域による線量蓄積レベルのマップの形態の、表示手段１２を備える。リアルタイム表示により、施術者は、表示されたデータに応じて極めて迅速に反応して、場合によっては、ビームを停止させることができ、又は強度若しくはその方向を調整できる。

【0037】

ある有利な実施形態では、処理手段９は更に、少なくとも２回の放射線処置における線量を累積するために、電束測定を記録するための手段を備える。

【0038】

別の実施形態では、マトリクスは、センサ３のいくつかの層（重なっていてもいなくてもよい）を備え、また処理手段９は、センサ３の異なる複数の層から体積を再構築することによって、表面に対してではなく体積に対する線量を計算できる。

【0039】

よって、上述の測定デバイス１は、患者を過剰曝露のリスクから保護しながら、患者に送達される線量を施術者が正確に調整できるようにする、患者により受け取られた線量を測定するための有力な解決策を構成する。

【0040】

当然のことながら、以下の請求項によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の他の特徴を想定することもできる。

【0041】

例えば、ある有利な実施形態では、処理手段は、マトリクスの所定の領域あたりの少なくとも１つの放射線閾値を超過したことを警告する手段を備える。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】