CN1901969A - 植入式放射治疗/近距离放射治疗用射线检测装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于向切除组织空腔周围的组织传送并监视放射性射线的插植式近距离放射治疗装置和方法。该近距离放射治疗装置包括导管本体构件，所述导管本体构件具有近端、远端和靠近本体构件的远端设置的外空间体。放射源设置于外空间体中并且治疗反馈传感器安置在装置上。在使用中，治疗反馈传感器可以测量从放射源传送的射线剂量。

Description

植入式放射治疗/近距离放射治疗用射线检测装置和方法
技术领域
本发明总体上涉及用于治疗增生性组织病变的装置和方法，更具体地说，涉及通过采用另外还测量治疗特征的近距离放射治疗装置传送射线来治疗这种病变的装置和方法。
背景技术
恶性肿瘤经常通过手术切除肿瘤以除去尽可能多的肿瘤来治疗。然而，肿瘤细胞对肿瘤周围正常组织的浸润可能限制手术切除的疗效，因为可能很难或者不可能通过手术治疗浸润。放射治疗可以通过瞄准切除之后的残余恶性肿瘤细胞而用于补充手术切除，其目标是使其稳定，减小复发率或者延缓复发时间。放射治疗可以通过几种方法中的一种，或者方法的组合来实施，包括永久性或暂时性插植式近距离放射治疗(interstitial brachytherapy)和外部射线束放射治疗。
近距离放射治疗是指通过在肿瘤或其它增生性组织患病处或其附近插入体内的空间上受限制的医用射线源实施的放射治疗。例如，近距离放射治疗通过将放射源直接植入待治疗的组织中而进行。近距离放射治疗非常适合于下面情况：1)恶性肿瘤再生在原发肿瘤部位的初始边界的2或3cm范围内局部出现；2)放射治疗是用于控制恶性肿瘤生长的已证实的治疗方法；和3)对于恶性肿瘤存在射线剂量—反应关系，但是采用传统外部射线束放射治疗可以安全传送的剂量受到正常组织耐受性的限制。在近距离放射治疗中，射线剂量在很接近放射治疗源的位置最高，在不伤害周围正常组织的同时提供很高的肿瘤剂量。插植式近距离放射治疗可以用于治疗恶性脑瘤和乳房肿瘤以及其它疾病。
现有技术的近距离放射治疗装置已经在将射线传送到目标组织方面提供了很大的进展。例如，Winkler的美国专利No.6413204说明了一种近距离放射治疗方法和装置，其通过放射性射线杀死已切除肿瘤周围的组织中可能存在的癌细胞来治疗通过手术切除的肿瘤周围的组织。射线在定义为位于最小规定吸收剂量与最大规定吸收剂量之间的预定剂量范围内传送，其中最小规定吸收剂量用于为可能包含癌细胞的组织实施疗效，而在最大规定吸收剂量以上可能会导致健康组织坏死。所产生的治疗帮助防止近距离放射治疗装置处或其附近组织的过度暴露，同时还在距离装置的最大规定距离处传送最小规定剂量。
虽然这些进展已经提高了增生性组织病变的治疗效果，但是仍然存在一些挑战。目前，期望的射线剂量基于近距离放射治疗器(装置)、放射源和周围组织的特征进行计算，然而没有检测实际传送的剂量用于确保没有出现治疗过度和/或不足。例如，如果放射源是设置于已扩张气囊中心的放射性粒子，那么计算的剂量就是基于放射源的中心定位。如果出于一些原因放射性粒子偏离中心设置，现有技术的近距离放射治疗装置就没有办法判断这一有害状况是否已经出现或正在出现。现有技术的近距离放射治疗装置还缺乏直接检测周围组织并且判断增生性组织病变治疗有效性的能力。
发明内容
本发明提供用于向体内部位传送并监视放射性射线的近距离放射治疗装置和方法。该装置包括导管本体构件，所述导管本体构件具有近端、远端和靠近本体构件的远端设置的外空间体。优选的是，放射源设置于外空间体中，并且治疗反馈传感器安置在装置上。
在一个实施例中，治疗反馈传感器是可以检测放射源所发出的射线的射线传感器。优选的是，射线传感器产生可以用于判断所传送的射线剂量(辐射量)是否位于规定范围内的数据。优选的是，该数据还可以用于判断期望的射线分布是否被传送到周围组织。在本发明的另一个方面中，治疗反馈传感器能够检测组织温度、氧化度、pH值、治疗剂浓度、细胞因子浓度、或与放射治疗有关的其它特征。
在一个实施例中，治疗反馈传感器安置在导管本体构件内。传感器可以优选设置的其它位置包括设置在形成外空间体的可扩张表面构件上，或者装置外面。
在另一个实施例中，本发明包括用于向肿瘤切除空腔传送并监视放射性射线的放射治疗装置。该装置包括具有近端、远端和设置在导管本体远端附近的可扩张表面构件的导管本体构件、治疗反馈传感器以及设置在组织空腔外面用于将射线传送到组织空腔周围的目标组织的外部放射源。可扩张表面构件可以设置于切除组织空腔内并且扩张以对周围组织进行定位，以至于可以通过设置于组织空腔内的治疗反馈传感器准确地传送和测量来自外部放射源的射线束。
在另一个实施例中，本发明包括向体内部位传送并监视放射性射线的方法。该方法包括将近距离放射治疗装置插入切除空腔，近距离放射治疗装置包括导管本体构件，所述导管本体构件具有近端、远端和设置在导管本体构件的远端附近的可扩张表面构件。优选的是，放射源设置在可扩张表面构件内。该方法还包括将射线传感器插入切除空腔并且将最小规定吸收射线剂量传送到目标组织，目标组织限定在可扩张表面构件与从可扩张表面构件向外最小距离处之间。射线传感器检测所传送的射线剂量并且从传感器输出的数据确认近距离放射治疗装置传送最小规定剂量。
在另一个实施例中，本发明包括用于向体内部位传送并监视放射性射线的近距离放射治疗装置。该装置包括导管本体构件，所述导管本体构件具有近端、远端和靠近本体构件的远端设置的外空间体。放射源设置于外空间体中并且治疗反馈传感器安置在装置上。治疗反馈传感器可以用于评价增生性组织病变的治疗。
附图说明
阅读下面结合附图进行的详细说明将可以更完全地理解本发明：
图1显示了本发明的装置，其包括显示了设置于其中的射线传感器的外空间体的剖视图；
图2以透视图显示了本发明的近距离放射治疗装置的另一个
实施例；
图3以全视图显示了本发明的近距离放射治疗装置的另一个
实施例；
图3A显示了图3所示装置的横截面图；
图4以全视图显示了本发明的近距离放射治疗装置的另一个
实施例；和
图5以全视图显示了本发明的近距离放射治疗装置的另一个
实施例。
具体实施方式
本发明提供可以传送用于治疗增生性组织病变的放射性射线并且检测治疗特征以监视治疗方案的近距离放射治疗装置。该装置包括具有近端、远端和内腔的导管本体构件。外空间体靠近本体构件的远端设置，优选的是，放射源设置于其中。治疗反馈传感器设置在装置上。
近距离放射治疗装置通过将射线传送到包含癌细胞和健康组织的目标区域来治疗增生性组织病变，例如癌肿瘤。射线杀死对射线更敏感的细胞，例如癌细胞，同时又希望将对周围健康组织的损害减到最小。最有效的治疗传送一定剂量，所述剂量超出杀死增生性组织所需的最小射线剂量并且低于限制对健康组织的损害的最大射线剂量。除了传送位于正确范围内的射线剂量之外，近距离放射治疗装置还可以以期望的样式传送射线。例如，可能期望以均匀三维分布的样式传送射线。
在使用中，期望的射线剂量基于如下因素进行计算，例如放射源的位置、所使用的射线类型以及组织和近距离放射治疗装置的特征。然后将近距离放射治疗装置置于组织空腔内并且传送该剂量。遗憾的是，近距离放射治疗装置中、周围组织中或者放射源位置中的变化可以影响传送的剂量。例如，在一些情况下，在已经将近距离放射治疗装置置于组织空腔内之后才将放射源装入近距离放射治疗装置中，但是如果在装入过程中没有正确放置放射源，那么周围组织可能不会接受到期望的治疗。本发明通过在近距离放射治疗装置上设置治疗反馈传感器来克服这些困难。在一个实施例中，治疗反馈传感器是可以监视所传送的剂量并且确保将规定射线剂量传送到正确组织的射线传感器。另外，来自射线传感器的数据允许基于来自初始放射治疗/近距离放射治疗段的反馈修改剂量。
除了检测射线之外，或者作为选择，治疗反馈传感器可以检测与增生性组织病变的治疗有关的其它特征。例如，治疗反馈传感器可以检测由放射治疗引起的组织中的变化，包括组织温度、氧化度、pH值和细胞因子浓度中的变化。通过监视这些特征，可以分析治疗的有效性。另外，放射治疗可以与其它辅助治疗相结合，例如施予组织加热和/或治疗剂(例如，化学治疗剂)传送。治疗反馈传感器可以用于监视辅助治疗方案。例如，传感器可以用于检测治疗剂的传送，例如传送到周围组织的化学治疗剂的流量，或者检测由辅助治疗引起的组织中的变化，例如组织温度中的变化。
图1显示了本发明的近距离放射治疗装置10的一个实施例，其包括具有近端12、远端14和内腔18的导管本体构件16。优选的是，外空间体20设置在导管本体构件16的远端部分上。优选的是，导管本体16的近端包括用于操纵装置的手柄部分22和通向内腔18的孔24。至少一个治疗反馈传感器26设置在装置上，并且可以如图1中所示设置在导管本体构件16内。另外，优选的是，放射源(未示出)设置在外空间体20内。
优选的是，外空间体20由可扩张(可膨胀)表面构件28形成，所述可扩张表面构件可以用于定位组织，提供放射源与附近组织之间的间隔和/或为放射源材料提供容纳处。另外，传感器26(或若干传感器26)可以如图2中所示设置在可扩张表面构件28上。本领域的技术人员将认识到，在可扩张表面构件上设置传感器26可能包括在可扩张表面构件28的内或外表面上设置，以及在可扩张表面构件28的壁内部设置传感器。
在一个实施例中，设置在可扩张表面构件上的治疗反馈传感器可以检测射线(“射线传感器”)。射线传感器可以优选用于提供离开装置的射线强度的准确显示。其它类型的传感器也可以放在可扩张表面构件上以检测周围组织上的射线效果。传感器还可以具有检测与可扩张表面构件接触的组织的其它治疗特征的能力。
多种可扩张表面构件可以用于本发明，并且在一个实施例中，可扩张表面构件28为可膨胀气囊。可以理解，术语“气囊”用于包括可以但并非必须由弹性材料构成的可扩张装置。示例性的气囊包括设计用于手术导管的各种可扩张装置。在使用中，气囊可以通过经由导管本体构件16将膨胀材料注入并且经由导管本体构件中的膨胀孔34进入气囊中而扩张。
在一个实施例中，气囊由固体(实体)材料构成，所述材料基本上不能被可能填充气囊的治疗流体(例如，放射源材料)的活性成分渗透，并且也不能被体液，例如血液、脑脊髓液等渗透。不可渗透的气囊可以与放射性治疗流体结合使用以防止放射性材料流出治疗装置并且污染手术区域或患者组织。
在另一个实施例中，气囊可以被治疗剂渗透并且允许治疗剂通过装置10进入身体内腔、体腔或装置所处的解剖学部位。在治疗剂为药剂，例如必须接触组织以生效的化学治疗剂时，可渗透气囊非常有用。Winkler的美国专利No.6537194和Williams等人的美国专利No.5931774公开了示例性的可渗透气囊和治疗物质，并且其全部内容在此被引作参考。治疗反馈传感器可以用于监视治疗剂通过可渗透气囊。例如，治疗反馈传感器26可以设置在气囊上以测量治疗剂浓度。还可以将另外的传感器设置在装置10周围的组织中或上用于检测治疗剂浓度。
通过在装置上设置治疗反馈传感器，使用者可以监视治疗材料从装置到周围组织的传送。传感器可以用于获得关于传送速度、传送范围、传送均匀性和其它剂量传送信息的信息。因为这种传感器可以克服判断多少治疗剂正在传送并且正在传送到何处的困难，因此其特别有利。目前，治疗剂的传送速度通过测量一些因素，如施加给流体的压力和/或流体体积中的变化而间接地确定。本发明的治疗反馈传感器允许直接测量离开装置的治疗剂。
治疗剂也可以从气囊表面传送到周围组织。名称为“药剂洗脱近距离放射治疗方法和装置”并且律师档案号为101360-63的美国专利申请公开了这种装置，并且其全部内容在此被引作参考。治疗反馈传感器可以用于检测治疗剂从气囊表面传送到周围组织。优选的是，设置于外表面上的治疗材料层中的传感器可以检测已经传送多少治疗剂和/或还留有多少。传感器可以用于确定合适治疗剂被完全传送。在多种治疗剂层叠在气囊外表面上的情况下，传感器还可以用于检测正在传送哪种治疗剂。传感器还可以用于检测附近组织中的治疗剂水平。
本发明还设计了多个气囊的使用，例如，如图3中所示的双壁结构。这种气囊可以包括，例如，内部气囊30和外部气囊，其中内部气囊包括位于外部气囊28内的内空间体32，外部气囊形成外空间体20作为内壁与外壁之间的空间。优选的是，外空间体20经由第一膨胀孔34与第一内腔18流体连通，而优选的是，内空间体32经由第二膨胀孔38与第二内腔36流体连通。第一和第二内腔18、36通过图3A中导管本体构件16的横截面图显示。
双壁气囊(或者甚至更高等级气囊，例如三壁)为控制和指引射线剂量传送提供更多选择。例如，双壁气囊可以提供位于放射源与附近组织之间的间隔，以至于可以使用更强的放射源(例如，参见Williams等人的美国专利No.5913813和Winkler等人的美国专利No.6413204，其全部内容在此被引作参考)。虽然“更强烈的”放射源允许将吸收的剂量在目标组织中传送得更深并且减小健康组织坏死的风险，但是放射源的正确间隔和定位很重要。因此，本发明的传感器26可以提供有用的反馈以确保气囊壁和放射源适当构成。具体地说，检测射线的治疗反馈传感器可以用于检测射线水平并且判断是否有区域接受到过多或过少的射线。还可以使用其它传感器通过监视一些特征，如组织温度间接判断正确间隔和定位。
在一些应用中，近距离放射治疗装置10被设计为提供与外空间体形状一致的计量传送分布。也就是说，在与外空间体表面等距离的点处目标组织吸收的剂量应该在基本上每个方向上基本上均匀，产生形状上与外空间体相似或基本相同的三维等剂量分布。另外，外空间体的可扩张表面构件可以足够坚固以迫使目标组织呈现可扩张表面构件的形状。在如此使组织定形后，周围组织接受到均匀的射线剂量。
设置在本发明的装置上的治疗反馈传感器可以用于确认三维等剂量分布产生并且传送到周围组织。在扩张的表面构件用于使组织空腔壁定形的情况下传感器可能特别有用。尽管成像技术可以确认组织空腔和近距离放射治疗装置的相对位置，但是治疗反馈传感器可以提供真实的剂量传送信息以确定在治疗过程中组织和装置没有移动。尽管传感器可以设置在装置上的任何地方，但是可能期望将检测射线的治疗反馈传感器如图3所示设置在可扩张表面构件上以直接测量离开装置表面的射线水平(例如，所有射线传感器读数应该大致相同)。
在一个可选实施例中，可能期望传送非对称射线剂量以保护对射线敏感的组织。用于传送非对称剂量的两种可能的布置包括射线屏蔽和/或以非对称形态设置放射源，如Winkler等人的美国专利No.6482142中所说明的那样，其全部内容在此被引作参考。例如，当所有或一部分可扩张表面构件由射线不能穿透的材料形成或者由其涂覆时，可以实现屏蔽。非对称等剂量分布还可以通过放射源或若干放射源相对于彼此和相对于外空间体的相对位置产生。
传送非对称剂量提供了另外的挑战，因为射线剂量集中于一个区域并且屏蔽另一个区域。如果装置在组织空腔内没有正确定位或者射线分布具有不期望的形状，敏感的组织就可能遭到损害。因此，治疗反馈传感器可以通过确认装置10的正确屏蔽和正确定位帮助保护对射线敏感的组织。尽管传感器可以位于装置上的任何地方以提供剂量传送信息，但是朝向外部或装置10外面设置的传感器可以提供关于到达敏感组织的射线量的有用数据。在一个实施例中，检测射线的治疗反馈传感器可以在需要屏蔽的区域中设置在组织空腔的壁上。
优选的是，本发明的放射源包括可以传送射线用于治疗增生性组织病变的任何放射源。示例性的放射源包括发射高剂量近距离放射治疗射线、中剂量近距离放射治疗射线、低剂量近距离放射治疗射线、脉冲剂量率近距离放射治疗射线、外部射线束及其组合。尽管本发明的装置结合设置于装置内的放射源进行说明，但是，可能的放射源可以包括设置于装置或者患者身体外面的外部放射源，例如用于IMRT、三维适形治疗、中电压、立体定向放射的放射源及其组合。
在一个实施例中，装置10通过使用可扩张表面构件定位和/或稳定组织空腔周围的组织然后从外部放射源将射线传送到组织空腔来治疗增生性组织病变。名称为“用于放射治疗的组织定位系统和方法”并且律师档案号为101360-64的美国专利申请公开了这种装置，并且其全部内容在此被引作参考。设置在装置上的治疗反馈传感器可以提供反馈以确保将规定剂量传送到被定位的组织。
放射源还可以设置在近距离放射治疗装置10内，甚至更优选的是，可以设置在外空间体20内。具体地说，放射源可以设置在外空间体20内的内空间体32内，例如如图3中所示的内部气囊内。放射源可以包括预定的放射性核素，例如，I-125、I-131、Yb-169或其它放射源，例如发出光子、β粒子、γ射线或其它医用射线，包括X射线(例如人造放射源，例如微型X射线发生器或直线加速器)的放射性核素。外空间体内容纳的放射性材料可以是由任何放射性核素溶液，例如I-125或I-131溶液形成的流体。放射性流体还可以使用含有固体放射性核素，例如Au-198、Y-90的微粒的适当流体的浆料产生。而且，放射性核素可以嵌入凝胶体中。本领域的技术人员将认识到，各种放射源可以用于本发明的近距离放射治疗装置。
在另一个实施例中，放射源可以是如图4所示设置在导管本体构件16内的固体球形射线发出材料40。例如，可以使用可以从明尼苏达州圣保罗市的3M公司购买的一类放射性微型球。该放射源可以或者在制造时预先装入导管本体构件中或者在其已经植入先前由切除肿瘤占据的空间之后装入装置。固体射线发出材料40可以，例如使用后装机(未示出)在线材42上经由导管16插入。这种固体放射核结构提供下面优势，即其允许比仅限于液体的情况更广范围的放射性核素。可以用于本发明的装置中的固体放射性核素目前通常可以用作近距离放射治疗放射源。
治疗反馈传感器可以提供关于放射源特征的有用信息。例如，射线检测传感器可以用于提供关于放射源材料在其装入装置中之后的位置的数据。该数据然后可以用于计算射线剂量和/或在放射源材料没有正确装入的情况下警告使用者。可用的射线传感器可以设置在装置上的任何地方，包括设置在导管本体构件16和可扩张表面构件28上。在一个实施例中，射线传感器(或若干传感器)设置在导管本体上用于检测何时放射源材料被正确放置。例如，如图4中所示，传感器可以设置在导管本体构件上期望放置射线发出材料40的点上。当传感器达到其最大射线读数时使用者将知道射线发出材料被正确放置。
装置10的导管本体构件16提供将外空间体20定位在切除组织空腔内的手段并且提供用于传输放射源材料和膨胀材料(如果使用)的路径。尽管图中所示的示例性导管本体构件具有管形结构，但是本领域的技术人员将可以认识到，导管本体构件16可以具有多种形状和尺寸。适合用于本发明中的导管本体构件可以包括本领域所公知的导管。尽管导管本体构件16可以由多种材料构成，但是在一个实施例中，导管本体构件材料为硅胶，优选的是至少一定程度上射线不能穿透的硅胶，由此方便在插入装置10之后进行导管本体构件16的X射线定位。导管本体构件16还可以包括用于与治疗流体容器和气囊附接的传统连接器，以及其它装置，例如用于使导管本体构件16符合患者身体轮廓的直角装置。
如图1中所示，治疗反馈传感器26可以设置在导管本体构件16内以提供关于为患者传送的增生性组织病变治疗的信息。传感器或若干传感器可以设置在导管本体构件16的任何内腔(例如，第一内腔18)内。作为选择，传感器26可能设置在导管本体构件16的壁内或者设置在导管本体构件的外面。如图1中所示，优选的是，可以采用多个传感器26提高准确度并且提供更详细的治疗图像。在一个实施例中，一串隔开的射线检测传感器26可以从沿着近距离放射治疗装置10的整个长度上的多个点处提供数据。优选的是，传感器26以大约1cm的间隔设置。
优选的是，用于本发明装置中的治疗反馈传感器26包括能够检测和/或测量近距离放射治疗装置或外部射线束放射治疗所传送的射线的射线传感器。示例性的射线包括穿透性射线，例如γ射线、X射线和非穿透性射线，例如β粒子(负性和正性)、α粒子、光子及其组合。优选的是，射线传感器能够测量大约1.0Gy至400Gy范围内的射线。示例性的射线传感器可以包括金属氧化物半导体场效应晶体管、二极管射线剂量计、电离室、热发光剂量计及其组合。优选的是，射线传感器应该足够小以至于可以设置在近距离放射治疗装置上。例如，传感器可以在最长尺寸上位于大约0.01mm至3.0cm的范围内。单个传感器的优选尺寸为1mm×1mm×3mm，或者在任何或全部尺寸上更小。
除了检测射线的能力之外，或者作为选择，优选的是，治疗反馈传感器26可以检测其它物理特征，例如温度、组织氧化度、pH值、药剂浓度、细胞因子浓度、和/或其它组织特征。
治疗反馈传感器26可以以多种方式设置在近距离放射治疗装置10上，包括将传感器固定在装置上。通过将传感器与装置配合，可以知道装置的位置并且可以在一个步骤中插入传感器和近距离放射治疗装置。本领域的技术人员将可以认识到，传感器可以以多种方式固定到装置上，包括但是不限于，粘接、嵌入近距离放射治疗装置内、嵌入模制、表面沉积、超声波焊接和卷边。
在一个可选实施例中，治疗反馈传感器26可以非永久性地设置在近距离放射治疗装置10上。例如，传感器可以与装置接触但是不与其配合。非配合性接触允许传感器26单独地从近距离放射治疗装置10插入组织空腔中。在一个实施例中，可以将传感器插入组织空腔然后插入并且扩张近距离放射治疗装置。于是近距离放射治疗装置的扩张可以在治疗过程中将传感器保持在适当位置中。作为选择，传感器26可以通过在将近距离放射治疗装置插入组织空腔之前或之后插入导管本体构件16而设置在装置10内。
在另一个实施例中，可以在装置10的外面四周设置另外的传感器。图5显示了设置于切除组织空腔周围组织50中的若干传感器26。通过将传感器设置在装置外面以及装置上，可以确定与装置有一定距离的组织的特征。例如，期望射线水平作为与放射源距离的函数下降，并且设置于周围组织区域中的传感器能够确认射线下降至期望的水平。另外，设置于目标组织区域以上组织中的传感器可以用于确认将最小剂量(或者没有剂量)传送到健康组织。这种传感器还可以具有检测其它治疗特征，例如温度和治疗剂浓度的能力。
与从治疗反馈传感器26接收到的数据一起，另外的信息，如传感器的位置帮助确定射线剂量的分布。虽然传感器26可以设置在预定位置中，但是位置也可以在体内确定。例如，优选的是，治疗反馈传感器可能能够被医疗成像模式，例如放射治疗(例如，X射线、荧光检查)、计算机体层摄影、核磁共振成像和超声波所看到。在一个实施例中，将近距离放射治疗装置插入组织空腔中然后使装置和/或传感器成像以确定装置和传感器的位置。用于确定装置、传感器和/或目标组织的位置的其它手段包括基准标记。基准标记可以是设置在装置上的标记，并且可以包括体内的和/或植入外部本体内的解剖学标志，例如射线不能穿透的标记或手术夹。
优选的是，治疗反馈传感器与显示、处理和/或记录射线剂量的外部装置通信。传感器与外部装置之间的通信可以经由直接物理连接(经由传送信号的电线或光纤)或者经由不使用电缆传送信号的无线接口进行。
本发明还包括使用近距离放射治疗装置治疗目标组织并检测放射性射线的方法。本发明的插植式近距离放射治疗装置可以用于多种恶性肿瘤的治疗中，并且特别是可以用于脑瘤和乳房瘤的治疗中。治疗反馈传感器26可以监视治疗并且帮助确保依处方成功治疗周围组织。
很多乳房癌患者是乳房保留手术，也称为乳房肿瘤切除手术的候选人，这是一种通常在早期较小的肿瘤上进行的手术。在乳房保留手术之后通常进行术后放射治疗。研究表明，在保留手术之后80％的乳房癌复发出在原发肿瘤部位附近，有力地表明对肿瘤床进行局部加量射线以实施强烈的直接剂量可能在杀死任何残余肿瘤并且防止原发部位处的复发方面很有效。无数研究和临床试验已经证实了采用保留手术加放射治疗方法进行治疗的患者具有与乳房切除手术相比相当的存活率。
手术和放射治疗是恶性固体脑瘤的标准治疗方法。手术的目的是除去尽可能多的肿瘤，而不损害关键脑组织。除去整个恶性肿瘤的能力受其浸润附近正常组织的趋势的限制。部分切除减小了将要通过放射疗法进行治疗的肿瘤量，并且在一些情况下，通过减小脑部压力帮助缓解症状。
用于治疗上述以及其它恶性肿瘤的根据本发明的方法首先通过手术切除肿瘤部位以除去至少一部分癌肿瘤并且产生切除空腔。在肿瘤切除之后，外科医生将具有如上所述外空间体的插植式近距离放射治疗装置放入组织空腔中。优选由可扩张表面构件形成的外空间体被扩张并且传送规定的放射治疗剂量。该治疗可以在治疗方案的整个过程中进行重复。
在一个实施例中，设置在装置上的治疗反馈传感器在射线剂量传送过程中检测放射源所传送的射线。射线传感器可以在放射过程中(即实时测量)、在每个分段放射治疗/近距离放射治疗之后、和/或在完成放射治疗/近距离放射治疗的整个过程之后传输数据。优选的是，数据通过计算机采集并且可以用于检验传送的射线剂量。检验步骤确认射线剂量被传送到正确的区域和/或位于规定限度内。
反馈步骤还可以用于修改将来的射线剂量(或段)以改进分布式射线分布。具体地说，传感器26可以检测射线并且传输关于检测到的射线水平的数据。在一个实施例中，放射源发出第一射线剂量，所述第一射线剂量由设置在装置上的传感器检测到。第一剂量可以为小于规定全剂量的任何剂量。从第一剂量采集到的数据然后被用于评价剂量分布和剂量强度，并且可以在传送全剂量之前修正任何错误。
在另一个实施例中，治疗反馈传感器可以用于评价治疗过程。传感器可以采集用于判断残余肿瘤细胞是否正在被杀死并且评价对健康组织的损害的数据。通过检测周围组织的物理特征，例如氧化度、pH值、温度和细胞因子浓度，使用者可以判断传送的剂量如何影响周围组织。在一些情况下，组织的不同区域或不同的患者可能需要不同的射线剂量。通过使用治疗反馈传感器直接检测周围组织，本发明的装置可以帮助确保有效治疗。
在另一个实施例中，治疗反馈传感器可以检测辅助治疗的施予，例如组织加热的施予或治疗剂的传送。设置在装置上的传感器可以用于监视辅助治疗并且判断其有效性。
本领域的技术人员将认识到，前面仅仅说明了本发明的原理，并且本领域的技术人员可以进行各种修改而不脱离本发明的范围和精髓。这里引用的任何出版物和参考文献其全部内容都特别在此被引作参考。

Claims (57)

1、一种用于向体内部位传送并监视放射性射线的近距离放射治疗装置，包括：
导管本体构件，其具有近端、远端和靠近本体构件的远端设置的外空间体；
放射源，其设置于外空间体中；和
射线传感器，其设置于装置上；
其中，射线传感器测量从放射源传送的射线。
2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，射线传感器安置在导管本体构件内。
3、根据权利要求2所述的装置，其特征在于，射线传感器安置在外空间体的中心。
4、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，射线传感器安置在外空间体内。
5、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，外空间体由可扩张表面构件限定，并且射线传感器与可扩张表面配合。
6、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，附加的射线传感器被安置在近距离放射治疗装置外面。
7、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，外空间体由可扩张表面构件限定。
8、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，放射源产生形状上与可扩张表面构件基本相同的三维等剂量分布。
9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，传感器的输出被用于证实形状上与可扩张表面构件基本上相似的三维等剂量分布被传送到附近组织。
10、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，射线传感器与可扩张表面构件配合。
11、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，近距离放射治疗装置产生非对称等剂量射线分布。
12、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，内空间体设置于外空间体内。
13、根据权利要求12所述的装置，其特征在于，放射源设置于内空间体内。
14、根据权利要求13所述的装置，其特征在于，内、外空间体由内部、外部气囊限定。
15、根据权利要求14所述的装置，其特征在于，至少一个射线传感器设置在内部和外部气囊上。
16、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，放射源为固体放射源。
17、根据权利要求16所述的装置，其特征在于，射线传感器安置在导管本体构件上的期望设置放射源的纵向位置上。
18、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，近距离放射治疗装置为插植式近距离放射治疗装置。
19、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，提供有一个以上的射线传感器。
20、根据权利要求19所述的装置，其特征在于，射线传感器安置在装置附近的组织中。
21、根据权利要求19所述的装置，其特征在于，射线传感器安置在切除组织空腔的壁上。
22、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，如果射线剂量在规定范围以外，则针对放射源传送的射线发出警报。
23、一种用于向肿瘤切除空腔传送并监视放射性射线的放射治疗装置，包括：
导管本体构件，其具有近端、远端和设置在导管本体构件远端附近的可扩张表面构件；
外部放射源，其可以设置在切除组织空腔外面；和
射线传感器；
其中，可扩张表面构件可以设置于切除组织空腔内并且扩张以对周围组织进行定位，从而通过设置于组织空腔内的射线传感器准确地传送和测量来自外部放射源的射线束。
24、根据权利要求23所述的装置，其特征在于，射线传感器安置在导管本体构件内。
25、根据权利要求23所述的装置，其特征在于，射线传感器安置在可扩张表面构件上。
26、一种向体内部位传送并监视放射性射线的方法，包括：
将近距离放射治疗装置插入切除空腔，近距离放射治疗装置包括导管本体构件和设置在可扩张表面构件内的放射源，所述导管本体构件具有近端、远端和设置在导管本体构件的远端附近的可扩张表面构件；
将射线传感器插入切除空腔；
将适于获得疗效的最小规定吸收射线剂量传送到目标组织，目标组织限定在可扩张表面构件与从可扩张表面构件向外最小距离处之间；和
检测射线剂量；
由此，通过传感器的输出来确认近距离放射治疗装置传送最小规定剂量。
27、根据权利要求26所述的方法，其特征在于，近距离放射治疗装置提供可扩张表面构件处的受控剂量，以减小或防止可扩张表面附近健康组织的坏死。
28、根据权利要求26所述的方法，其特征在于，射线传感器安置在近距离放射治疗装置上。
29、根据权利要求28所述的方法，其特征在于，射线传感器安置在可扩张表面构件上。
30、根据权利要求28所述的方法，其特征在于，射线传感器安置在导管本体构件内。
31、根据权利要求26所述的方法，其特征在于，一个以上的传感器用于所述装置中。
32、根据权利要求31所述的方法，其特征在于，一个传感器安置在切除空腔的壁上。
33、根据权利要求31所述的方法，其特征在于，一个传感器安置在装置附近的组织中。
34、根据权利要求26所述的方法，其特征在于，从检测射线剂量采集的数据被用于确认传送的射线剂量位于规定的剂量范围内。
35、根据权利要求26所述的方法，其特征在于，如果射线剂量在规定剂量范围以外，则警告使用者。
36、根据权利要求35所述的方法，其特征在于，如果检测到的射线剂量在规定剂量范围以外，则针对射线剂量发出警报。
37、根据权利要求26所述的方法，其特征在于，近距离放射治疗装置传送非对称的射线剂量，以使得装置附近对射线敏感的组织得到屏蔽，并且，射线传感器安置在近距离放射治疗装置与对射线敏感的组织之间。
38、一种用于向体内部位传送放射性射线的近距离放射治疗装置，包括：
导管本体构件，其具有近端、远端和靠近本体构件的远端设置的外空间体；
放射源，其设置于外空间体中；和
治疗反馈传感器，其设置于装置上；
其中，治疗反馈传感器可以用于评价增生性组织病变的治疗。
39、根据权利要求38所述的装置，其特征在于，治疗反馈传感器测量从放射源传送的射线。
40、根据权利要求39所述的装置，其特征在于，治疗反馈传感器安置在近距离放射治疗装置外面。
41、根据权利要求38所述的装置，其特征在于，治疗反馈传感器检测辅助治疗的施予。
42、根据权利要求41所述的装置，其特征在于，治疗反馈传感器监视治疗剂向周围组织的传送。
43、根据权利要求38所述的装置，其特征在于，治疗反馈传感器检测从组织温度、氧化度、pH值、治疗剂浓度和细胞因子浓度中选择的特征之一。
44、根据权利要求43所述的装置，其特征在于，外空间体由可渗透气囊形成，并且治疗反馈传感器检测可穿过可渗透气囊的壁渗透的治疗剂。
45、根据权利要求38所述的装置，其特征在于，外空间体由可扩张表面构件限定，并且治疗反馈传感器与可扩张表面配合。
46、根据权利要求38所述的装置，其特征在于，治疗反馈传感器安置在导管本体构件内。
47、一种向体内部位传送放射性射线的方法，包括：
将近距离放射治疗装置插入切除空腔，近距离放射治疗装置包括导管本体构件和设置在可扩张表面构件内的放射源，所述导管本体构件具有近端、远端和设置在导管本体构件的远端附近的可扩张表面构件；
将治疗反馈传感器插入切除空腔；
将适于获得疗效的最小规定吸收射线剂量传送到目标组织，目标组织限定在可扩张表面构件与从可扩张表面构件向外最小距离处之间；和
检测附近组织；
由此，传感器的输出被用于监视治疗射线剂量的有效性。
48、根据权利要求47所述的方法，其特征在于，近距离放射治疗装置提供可扩张表面构件处的受控射线剂量，以减小或防止可扩张表面附近健康组织中的坏死。
49、根据权利要求47所述的方法，其特征在于，治疗反馈传感器安置在近距离放射治疗装置上。
50、根据权利要求47所述的方法，其特征在于，治疗反馈传感器安置在可扩张表面构件上。
51、根据权利要求47所述的方法，其特征在于，治疗反馈传感器安置在切除空腔的壁上。
52、根据权利要求47所述的方法，其特征在于，治疗反馈传感器安置在装置附近的组织中。
53、根据权利要求47所述的方法，其特征在于，如果射线剂量在规定剂量范围以外，则警告使用者。
54、根据权利要求53所述的方法，其特征在于，如果检测到的射线剂量在规定剂量范围以外，则针对射线剂量发出警报。
55、根据权利要求47所述的方法，其特征在于，治疗反馈传感器检测从组织温度、氧化度、pH值、治疗剂浓度和细胞因子浓度中选择的特征之一。
56、根据权利要求47所述的方法，其特征在于，治疗剂被传送到所述装置周围的组织。
57、根据权利要求56所述的方法，其特征在于，治疗反馈传感器监视治疗剂的传送。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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