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Brainlab が三次元ビジョンを使用して正確な患者ポジショニングを実現

Thermal image scanning and Brainlab and Cognex 3D machine vision camera

放射線治療または放射線療法は、非侵襲的な医療処置です。一般的に細胞の成長を制御し、腫瘍を縮小するための癌治療として使用されます。この治療は、線形加速器によって送達された電離放射線を使用し、悪性組織の遺伝物質を破壊することでさらなる細胞分裂を防ぎます。健康で極めて重要な組織と悪性組織との間がミリメートルしかない場合もあるため、放射線ビームの照準とキャリブレーションは正確に行う必要があり、患者の位置を厳密に追跡しなければなりません。

放射線療法の概略

放射線療法は通常、数週間毎日行われ、各治療セッションは10〜30分間かかります。セッションの合計数は、がんの規模と種類によって異なります。治療は非観血式であるため、患者は目を覚ましたままで処置が行われます。

各セッションで、患者は治療台に横たわり、医療従事者は患者の体を処置アイソセンタの標的体積(腫瘍)に合わせます。次に、線形加速器が治療台の周りを回転し、放射線ビームを適切な角度で向けて対象物全体を覆います。治療中、患者は正確に計画された位置にある必要があります。マージンはサブミリメートルのため、患者の呼吸運動でさえずれの原因となります。したがって、患者の位置は、隣接する部屋の医療チームによって継続的に監視されます。

高精度医療の課題を克服

放射線療法は一般的な手順ですが、課題がないわけではありません。求められる精度レベルは、治療中に使用できる機器に依存します。幸いなことに、より良い治療の管理で医療従事者を支援し、患者により良いケアを提供するように設計された新技術が治療室に導入されています。 

この技術の進歩の一例は、医療用具およびソフトウェアの世界的な提供者であるBrainlabによって開発された革新的なポジショニングおよび監視システムです。このユニークなシステムは、Brainlab ExacTrac® Dynamic システムのパワーとコグネックスの 3D-A5060 カメラを組み合わせることで、高精度アプリケーションに効果的な以下の機能を提供します。

  • 患者の身体の高解像度三次元表面画像をキャプチャ
  • 視野の障害物を避ける
  • 熱信号と立体 X 線画像を三次元表面画像に結合 

統合ソリューションで複雑性に対応し、サブミリメトリック精度を実現

ExacTrac Dynamic は、精密なセットアップを可能にする自動画像誘導式の放射線療法システムです。放射線治療中、システムは、体表面温度カメラで患者の位置をリアルタイムで追跡し、体内の検証(骨の解剖)にはX線を使用します。ExacTrac Dynamic は、患者が計画位置から誤って逸脱するのを防ぎ、放射線が癌組織に正確に向けられ、健康な細胞を確実に保護します。

コグネックスの 3D-A5060 は、LightBurst 技術を採用して高解像度の三次元画像を取り込むことができるエリアスキャン三次元カメラです。LightBurst 技術は、完全視野で三次元点群(ポイントクラウド)画像を200ミリ秒の速さで提供し、放射線療法のように応答時間が重要なアプリケーションで高いスループットとサイクル時間短縮を実現します。三次元点群画像は、150 万点を超える三次元データポイントから構築され、体表面の特長を正確に再構築します。

ExacTrac Dynamic と 3D-A5060 を併用することで、医療従事者が低ミリメートル精度で高精度の手順を実行することが可能です。この強力な統合ソリューションによって生成されるリアルタイムの高解像度三次元画像は、これまで複数のシステムを必要としていた幅広い臨床課題に対応します。

Brainlab とコグネックス三次元マシンビジョンカメラのアニメーションGIF

結果と実世界のアプリケーション

Brainlab の画期的なポジショニングと監視ソリューションは、世界中の医療現場で使用されています。システムの当初の対象は放射線療法であるものの、その適用範囲は、より幅広い患者ニーズに対する治療に及びます。たとえば、医療従事者は、複数の脳転移、前立腺および脊椎腫瘍などの他の困難な病状を治療するためのシステムの展開に成功しました。ExacTrac Dynamic と 3D A-5060 で撮影された画像と同様に、このソリューションの利点は表面レベルを超えています。

Brainlab について

Brainlab のロゴ

Brainlab® は、世界中の医療患者に利益をもたらす最先端の技術を提供しています。同社のハードウェアとソフトウェアは、がんやその他の機能性疾患を含む様々な病状を持つ患者に対して、効果的な治療を計画、監視、提供する機能を提供します。Brainlabは、さまざまなアプリケーション用に最適化された治療計画、ポジショニング、監視、検証に必要な高度なツールを提供します。その適用範囲は、腫瘍学(特に放射線療法と放射線手術)、画像誘導手術、統合手術室ソリューション、画像共有と強化を含み、これに限定されません。

 

上記の医療および処置に関する研究および情報の提供元:

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