-
Die Erfindung betrifft allgemein eine Strahlungstherapie und insbesondere Verfahren zum Durchführen einer Brachytherapie an einem Menschen oder einem Säugetier.
-
Die Brachytherapie ist ein Typ von Strahlungstherapie, bei der radioaktive Materialien direkt in oder in unmittelbarer Nähe zu einem Ziel platziert werden, wobei das Ziel ein Tumor oder ein Gewebe um einen Krebszellen enthaltenen Hohlraum sein kann. Die Brachytherapie wird zur Behandlung von verschiedenen bösartigen Tumoren wie etwa einem Gebärmutter-, Gebärmutterhals, Vagina-, Prostata-, Mastdarm-, Lungen oder Brustkrebs eingesetzt. Ein Hauptvorteil der Brachytherapie liegt darin, dass hohe Strahlungsdosen lokal und in relativ kurzer Zeit zu dem Ziel zugeführt werden können, während nur relativ kleine Dosen in das umgebende Gewebe gelangen. Dadurch wird eine wichtige Voraussetzung einer Strahlungstherapie erfüllt, nämlich dass die tumoriziden Dosen in den Tumor gegeben werden, während gesundes Gewebe und/oder kritische Organe möglichst verschont werden. Die Brachytherapie wird immer häufiger bei der Krebsbehandlung eingesetzt, weil dabei die betroffenen Organe erhalten werden können. Außerdem können durch die Brachytherapie bessere kosmetische Ergebnisse erzielt werden.
-
Es wurden wichtige Fortschritte bei der Brachytherapie erzielt, wobei sich jedoch weiterhin wichtige Herausforderungen stellen. Zum Beispiel können bei den herkömmlichen Techniken für die Brachytherapie die Pfade der radioaktiven Materialien am Ziel nicht eingestellt werden, sodass die Behandlungsdosimetrie weniger vorteilhaft ist. Ein weiteres Problem bei herkömmlichen Brachytherapie-Techniken besteht darin, dass Aufbauten aus Metall oder Kunststoff erforderlich sind, um die radioaktiven Materialien direkt zu dem Körpergewebe zu führen. Bloße Metallaufbauten können durch Patienten unangenehm empfunden werden, verhindern eine CT/MR-Abtastung der zu behandelnden Anatomie wegen übermäßiger Artefakte und verursachen ungleichmäßige Dosisverteilungen oder eine übermäßige Aussetzung des benachbarten gesunden Gewebes.
-
Aus der
US 2009/0156882 A1 ist eine Vorrichtung für die Brachytherapie bekannt. Diese Vorrichtung enthält einen ersten länglichen Körper der innerhalb eines zweiten länglichen Körpers vorgesehen ist. Durch eine relative Bewegung der beiden länglichen Körper zueinander kann eine Expansion von Behandlungsgliedern erreicht werden. Darüber hinaus offenbart die
US 2009/0256882 einen mittels eines Fluids aufblasbaren Ballonkatheter der bevor der Katheter für die Brachytherapie an die entsprechende Stelle gebracht wird, eine Kavität in dem Gewebe schafft. Aus der
US 2006/0100475 A1 ist ein System bekannt, bei dem mittels eines expandierbaren Ballons die Behandlungsglieder in die entsprechende Position gebracht werden.
-
Die vorliegende Erfindung gibt Vorrichtungen und Verfahren für die Brachytherapie an, die insbesondere für die Behandlung von Erkrankungen der Gebärmutter, des Gebärmutterhalses, der Vagina, der Gebärmutterschleimhaut, des Mastdarms, der Brust oder anderer Körperteile nützlich sind.
-
Zur Lösung des zuvor beschriebenen Problems schlägt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung für Barchytherapie mit den Merkmalen von Anspruch 1 vor. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen spezifiziert.
-
Diese und andere Merkmale und Vorteile werden durch die folgende ausführliche Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen und die nachfolgenden Ansprüche verdeutlicht.
-
1 ist eine Seitenansicht einer beispielhaften Brachytherapie-Vorrichtung und zeigt eine Vielzahl von Behandlungsgliedern in einer allgemein geraden Konfiguration und ein erweiterbares Glied in einer kontrahierten Konfiguration.
-
2 ist eine Seitenansicht einer beispielhaften Brachytherapie-Vorrichtung und zeigt eine Vielzahl von Behandlungsgliedern in einer gekrümmten Konfiguration und ein erweiterbares Glied in einer ausgedehnten Konfiguration.
-
3 ist eine Seitenansicht einer beispielhaften Brachytherapie-Vorrichtung und zeigt eine Vielzahl von Behandlungsgliedern in einer allgemein geraden Konfiguration und ein expandierbares Glied in einer ausgedehnten Konfiguration.
-
4 ist eine Seitenansicht einer beispielhaften Brachytherapie-Vorrichtung und zeigt eine Vielzahl von Behandlungsgliedern in einer gekrümmten Konfiguration und ein expandierbares Glied in einer ausgedehnten Konfiguration.
-
5 ist eine Seitenansicht einer beispielhaften Brachytherapie-Vorrichtung und zeigt eine Vielzahl von Behandlungsgliedern, die in einem erweiterbaren Glied in einer kontrahierten Konfiguration eingeschlossen sind, und ein Verlängerungsglied.
-
6 ist eine Seitenansicht einer beispielhaften Brachytherapie-Konfiguration und zeigt eine Vielzahl von Behandlungsgliedern, die in einem erweiterbaren Glied in einer ausgedehnten Konfiguration eingeschlossen sind, und ein Verlängerungsglied.
-
7 ist eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Griffs.
-
8 ist eine Explosionsansicht des Griffs von 7.
-
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen von Vorrichtungen und Verfahren für eine Strahlungstherapie beschrieben. Es ist zu beachten, dass die Erfindung nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern auch durch verschiedene andere Ausführungsformen realisiert werden kann. Ein mit Bezug auf eine bestimmte Ausführungsform beschriebenes Merkmal ist nicht notwendigerweise auf diese Ausführungsform beschränkt, sondern kann auch in andren Ausführungsformen angewendet werden. Weiterhin ist zu beachten, dass die hier verwendete Terminologie beispielhaft beschreibend und nicht einschränkend aufzufassen ist, wobei der Erfindungsumfang ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.
-
Es werden verschiedene Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Die Figuren sind nicht maßstabsgetreu gezeichnet und dienen lediglich dazu, die Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen zu verdeutlichen. Die Figuren zeigen nicht den vollständigen Aufbau und schränken den Erfindungsumfang in keiner Weise ein.
-
Die hier verwendete technische und wissenschaftliche Terminologie hat die dem Fachmann vertrauten Bedeutungen, sofern die Termini nicht eigens abweichend definiert werden. Wenn hier Einheiten im Singular genannt werden, kann es sich jeweils um mehrere Einheiten handeln, außer wenn dies eigens anders angegeben wird. Zum Beispiel kann es sich bei der Nennung „einer Strahlungsquelle” um eine oder mehrere Strahlungsquellen handeln und kann es sich bei der Nennung „eines Behandlungsglieds” um eine oder mehrere Behandlungsglieder der hier beschriebenen Form oder Konfiguration handeln.
-
Die Erfindung gibt eine Brachytherapie-Vorrichtung an, die in einen lebenden Körper eingeführt werden kann und an einer Position gehalten wird, um Strahlung zu einem Ziel zu geben. Die Vorrichtung weist eine möglichst kleine Form auf, um das Einführen in einen lebenden Körper zu unterstützen. Die Vorrichtung weist einen Mechanismus auf, der an einer Position in dem lebenden Körper erweitert wird, um die Vorrichtung zu positionieren oder einen Raum für das Einstellen von Behandlungsgliedern mit Kanälen und Pfaden zum Aufnehmen von Strahlungsquellen vorzusehen. Nachdem die Vorrichtung positioniert wurde, wird die Vorrichtung mit einem System verbunden, die Strahlungsquellen bereitstellt.
-
Unter einem „Behandlungsziel” oder „Ziel” ist hier ein Körperteil eines Menschen oder Säugetieres zu verstehen, der einer Strahlungstherapie unterzogen werden soll. Das Behandlungsziel kann einen Tumor oder ein Gewebe um oder in Nachbarschaft zu einem Krebszellen enthaltenden Hohlraum enthalten. Der Hohlraum kann ein natürlicher Hohlraum in einem lebenden Körper wie eine Gebärmutter, eine Vagina, ein Gebärmutterhals, ein Mastdarm usw. sein oder kann durch die Entfernung eines Tumors aus dem Körper erzeugt werden, wobei es sich etwa um einen durch eine Lumpektomie erzeugten Hohlraum in der Brust handeln kann.
-
Unter einer „Strahlungsquelle” ist hier eine therapeutische Einrichtung zu verstehen, die betätigt werden kann, um eine Strahlungsdosis auszugeben. Die Strahlungsquelle kann ein radioaktives Material mit einer hohen Dosis, ein radioaktives Material mit einer mittleren Dosis, ein radioaktives Material mit einer niedrigen Dosis oder eine Kombination aus denselben sein. Zum Beispiel kann eine geeignete Strahlungsquelle Ir-192, Co-60, Cs-131, I-125, Pd-103, Au-198, W-187, Yb-169, Gd-153, Sm-145, Cs-137, Cd-109, Zn-65, Co-58, Co-57, Co-56 usw. enthalten. Die Strahlungsquelle kann fest oder flüssig sein. Zum Beispiel kann die Strahlungsquelle in einer Lösung enthalten sein oder in einer Suspension in der Form von kleinen Partikeln wie etwa soliden Radionukliden gelöst sein. In einigen Ausführungsformen kann die Strahlungsquelle in einer beliebigen, geeigneten festen Form wie etwa in der Form von Zylindern, Kapseln, Platten, Linien und Punkten vorgesehen sein. Die Strahlungsquelle kann entweder bei der Herstellung in die Vorrichtung geladen werden oder kann nach der Positionierung in dem lebenden Körper z. B. unter Verwendung eines die Strahlungsquelle tragenden länglichen Drahts geladen werden.
-
Unter dem „proximalen” Ende oder Teil eines Glieds, eines Körpers oder einer Komponente ist das Ende oder der Teil zu verstehen, das bzw. der entlang einer Längsachse des Glieds, des Körpers oder der Komponente näher an einem Benutzer ist, während das „distale” Ende oder Teil das Ende oder der Teil ist, der weiter von dem Benutzer entfernt ist. Ein proximales oder distales Ende umfasst eine Extremität und einen Teil in Nachbarschaft zu der Extremität.
-
1–4 zeigen eine beispielhafte Brachytherapie-Vorrichtung 100 gemäß einigen Ausführungsformen. Allgemein umfasst eine Brachytherapie-Vorrichtung 100 einen Applikator bzw. Behandlungszuführteil 102 und einen Griffteil 104 zum Betätigen des Behandlungszuführteils 102. Der Behandlungszuführteil 102 kann an einem Ziel in dem Körper eines Patienten positioniert werden, z. B. in einen Hohlraum wie etwa die Vagina, die Gebärmutter, den Gebärmutterhals, den Mastdarm oder einen Lumpektomie-Hohlraum in einer Brust. Der Griffteil 104 erstreckt sich von dem Behandlungszuführteil 102 und steht aus dem Körper des Patienten nach außen vor. Der Griffteil 104 kann von dem Behandlungszuführteil 102 gelöst werden, nachdem die Vorrichtung 100 korrekt an dem Ziel positioniert wurde. Der Griffteil 104 kann erneut an dem Behandlungszuführteil 102 angebracht werden, um die Vorrichtung 100 während der Behandlung zu versetzen oder nach der Behandlung aus dem Körper des Patienten zu entfernen. Die Konfiguration des Behandlungszuführteils 102 kann zwischen einer kontrahierten Konfiguration (1) und einer ausgedehnten Konfiguration (2, 3 und 4) versetzt werden. In der kontrahierten Konfiguration ist das Einführen der Vorrichtung zu dem Ziel einfacher. Die ausgedehnte Konfiguration unterstützt das Positionieren der Vorrichtung in dem Ziel, das Einstellen des Pfads für die Strahlungsquelle oder das Vorsehen von Raum zwischen der Strahlungsquelle und benachbarten kritischen Organen oder einem gesunden Gewebe, um eine übermäßige Aussetzung derselben an die Strahlungsdosen zu verhindern.
-
Die Vorrichtung 100 kann ein inneres Rohr als einen ersten länglichen Körper 106 mit einem proximalen Ende 106a und einem distalen Ende 106b (3 oder 4), einen äußeren Schaft als einen zweiten länglichen Teil Körper 108 mit einem proximalen Ende 108a und einem distalen Ende 108b umfassen. Der zweite längliche Körper 108 kann gleit- oder drehbar um den ersten länglichen Körper 106 herum angeordnet sein und kann axial relativ zu dem ersten länglichen Körper 106 bewegt werden. Die Vorrichtung 100 umfasst einen oder mehrere längliche Katheter oder Behandlungsglieder 110, die ausgebildet sind, um eine oder mehrere Strahlungsquellen aufzunehmen. Die Behandlungsquellen 110 umfassen proximale Enden 110a, distale Enden 110b und Kanäle oder Pfade zwischen den proximalen und distalen Enden. Die proximalen Enden 110a der Behandlungsglieder 110 können mit dem distalen Teil 108b des zweiten länglichen Körpers 108 gekoppelt sein. Die distalen Enden 110b der Behandlungsglieder 110 können mit dem distalen Teil 106b des ersten länglichen Körpers 106 gekoppelt sein. Es können ein oder mehrere Halteglieder verwendet werden, um die Behandlungsglieder 110 zu sichern. Zum Beispiel kann ein proximales Halteglied 112a mit dem distalen Teil 108b des zweiten länglichen Körpers 108 gekoppelt sein, um die proximalen Enden 110a der Behandlungsglieder 110 zu sichern. Ein distales Halteglied 112b kann mit dem distalen Teil 106b des ersten länglichen Körpers 106 gekoppelt sein, um die distalen Enden 110b der Behandlungsglieder 110 zu sichern. Die proximalen oder distalen Halteglieder 112a, 112b können eine Reihe von Öffnungen aufweisen, die ausgebildet sind, um die distalen oder proximalen Enden 110a, 110b der Behandlungsglieder 110 aufzunehmen oder zu sichern. Die Öffnungen können (gleichmäßig) entlang eines Kreispfads angeordnet sein. Das distale Halteglied 112b kann eine Vielzahl von Schwenkgelenken 113 umfassen, mit denen die Vielzahl von Behandlungsgliedern 110 gekoppelt sind, um bei einer Spreizung der Behandlungsglieder 110 zu einer gewünschten gekrümmten Konfiguration zu helfen.
-
Die Behandlungsglieder 110 können flexibel zwischen einer allgemein geraden Konfiguration und einer gekrümmten Konfiguration versetzt werden. Der Wechsel zwischen einer geraden Konfiguration und einer gekrümmten Konfiguration kann durch eine Änderung der linearen Distanz zwischen den proximalen Enden 110a und den distalen Enden 110b der Behandlungsglieder 110 verursacht werden. Indem zum Beispiel die proximalen und/oder distalen Halteglieder 112a, 112b bewegt werden, können die proximalen Enden 110a und die distalen Enden 110b der Behandlungsglieder 110 näher zueinander bewegt oder weiter voneinander entfernt werden, um eine Biegung oder Geraderichtung der Behandlungsglieder 110 zu bewerkstelligen. Die Bewegung zwischen den proximalen und distalen Haltegliedern 112a, 112b kann vorgesehen werden, indem die ersten und zweiten länglichen Körper 106, 108 verschoben werden. Wenn zum Beispiel der zweite längliche Körper 108 in einer Entfernungsrichtung verschoben wird oder wenn der erste längliche Körper 106 in einer Annäherungsrichtung verschoben wird, können die proximalen und distalen Enden 110a, 110b der Behandlungsglieder 110 näher zueinander gebracht werden, sodass die Behandlungsglieder 110 eine allgemein gerade Konfiguration bilden. Umgekehrt können die Behandlungsglieder 110 aus einer gekrümmten Konfiguration geradegerichtet werden, indem der zweite längliche Körper 108 in einer Annäherungsrichtung verschoben wird oder indem der erste längliche Körper 106 in einer Entfernungsrichtung verschoben wird. Gemeinsam können die gekrümmten Behandlungsglieder die Form eines Schneebesens oder eines Rugbyballs bilden. Die Größe des Schneebessens oder Rugbyballs kann in Übereinstimmung mit der Größe oder Form des Ziels, gewählt werden und kann durch die relative Bewegung zwischen dem ersten länglichen Körper 106 und dem zweiten länglichen Körper 108 gesteuert werden.
-
Die Kanäle oder Pfade der Behandlungsglieder 110 sind ausgebildet, um eine oder mehrere Strahlungsquellen aufzunehmen. Indem die Konfiguration der Behandlungsquellen 110 zwischen einer allgemein geraden und einer gekrümmten Konfiguration gewechselt wird, können die Pfade der Strahlungsquelle(n) an dem Ziel eingestellt werden, um eine gesteuerte Dosimetrie vorzusehen. Die Anzahl der Behandlungsglieder 110 kann in Abhängigkeit von dem Ort oder der Größe des Ziels gewählt werden und kann stark variieren, z. B. zwischen 1 und 20. In einigen Ausführungsformen sind 2–20 Behandlungsglieder 110 vorgesehen. In anderen Ausführungsformen sind 2–12 oder 4–8 Behandlungsglieder 110 vorgesehen. Die Vielzahl von Behandlungsgliedern und ihre gekrümmten Konfigurationen können die dreidimensionale Zufuhr von Strahlung zu einem Ziel vorteilhaft unterstützen.
-
In einigen Ausführungsformen können sich die proximalen Enden 110a der Behandlungsglieder 110 durch das proximale Halteglied 112a und aus dem lebenden Körper (3 und 4) erstrecken, um z. B. mit einem Nachlader verbunden zu werden. Die Behandlungsglieder 110 können kontinuierliche Glieder sein oder aus mehreren Abschnitten bestehen, die auf geeignete Weise etwa durch ein Bonding oder Lappen miteinander verbunden sind.
-
Ein expandierbares Glied 114 umschließt die Behandlungsglieder 110 und kann an die proximalen und distalen Haltegliedern 112a, 112b gebondet oder auf andere Weise an denselben fixiert sein. Das erweiterbare Glied 114 kann eine kontinuierliche Umschließung für die Behandlungsglieder 110 vorsehen. Das erweiterbare Glied 114 kann zwischen einer kontrahierten Konfiguration und einer ausgedehnten Konfiguration versetzt werden, sodass also das durch das erweiterbare Glied 114 definierte räumliche Volumen eingestellt werden kann. Zum Beispiel kann sich das erweiterbare Glied 114 in einer kontrahierten Konfiguration befinden, um das Einführen der Vorrichtung 100 zu einem Ziel im Körper eines Patienten zu unterstützen. Sobald die Vorrichtung 100 positioniert wurde, kann das erweiterbare Glied 114 zu einer ausgedehnten Konfiguration versetzt werden, z. B. durch das Einführen eines Befüllungsfluids in die durch das erweiterbare Glied 114 definierte Umschließung. Durch die Erweiterung des erweiterbaren Glieds 114 wird eine Geometrie vorgesehen, die die Vorrichtung 100 während der Behandlungssitzung an dem Ziel hält. Durch die Erweiterung des erweiterbaren Glieds 114 wird auch ein Raum für die Behandlungsglieder 110 vorgesehen, sodass diese von einer allgemein geraden Konfiguration zu einer gekrümmten Konfiguration wechseln können, um die Pfade für die Strahlungsquelle einzustellen. Durch die Erweiterung kann weiterhin ein Raum zwischen den Strahlungsquellen und benachbarten kritischen Organen oder dem benachbarten gesunden Gewebe vorgesehen werden. In einigen Ausführungsformen kann das erweiterbare Glied 114 ausreichend fest vorgesehen sein, um das Zielgewebe dazu zu zwingen, die Konfiguration des erweiterbaren Glieds 114 anzunehmen, sodass das benachbarte oder umgebende Gewebe eine gleichmäßige Strahlungsdosis empfängt.
-
Das erweiterbare Glied 114 kann konfiguriert sein, um beliebige ausgedehnte Konfigurationen auf der Basis der Form oder der Größe des Ziels zu bilden, in dem die Vorrichtung angewendet werden soll. Zum Beispiel kann das erweiterbare Glied 114 für die Behandlung von Erkrankungen der Vagina konfiguriert werden, um eine ausgedehnte Konfiguration mit einer allgemein zylindrischen Form oder mit einer anderen geeigneten Form zu bilden. Für die Behandlung von Erkrankungen der Gebärmutterschleimhaut kann das erweiterbare Glied 114 konfiguriert sein, um eine ausgedehnte Konfiguration mit allgemein einer Kugelform zu bilden, die geeignete ist, um in der Gebärmutter gehalten zu werden. Allgemein kann das erweiterbare Glied 114 konfiguriert sein, um eine ausgedehnte Konfiguration mit einer regelmäßigen oder unregelmäßigen Form für die Anwendung in einem beliebigen Teil des lebenden Körpers zu bilden, wie zum Beispiel auch in Lumpektomie-Hohlräumen in der Brust, die häufig eine unregelmäßige Form aufweisen. Die Größe der ausgedehnten Konfiguration kann also in Übereinstimmung mit dem Ziel bestimmt werden. Allgemein kann die ausgedehnte Konfiguration des erweiterbaren Glieds 114 eine Querdimension aufweisen, die zwischen 1 und 15 cm oder zwischen 2 und 10 cm beträgt. Zum Beispiel kann ein ausgedehnte zylindrische Konfiguration für die Behandlung von vaginalen oder anderen Erkrankungen einen Durchmesser zwischen 2 und 10 cm und eine Länge zwischen 4 und 10 cm aufweisen. Für die Behandlung von Erkrankungen der Gebärmutterschleimhaut oder andere Erkrankungen kann eine ausgedehnte kugelförmige Konfiguration einen Durchmesser zwischen 2 und 10 cm aufweisen.
-
Es können verschiedene erweiterbare Glieder verwendet werden, zu denen auch aufblasbare Ballone gehören. Aufblasbare Ballone sind dehnbare Vorrichtungen, die aus elastischen Materialien ausgebildet sein können. Die erweiterbaren Glieder 114 können aus Materialien ausgebildet sein, die allgemein undurchlässig für Körperflüssigkeiten wie etwa Blut oder ähnliches oder undurchlässig für Strahlungsmaterialien sind. Ein undurchlässiges, expandierbares Glied kann nützlich sein, weil es ein Lecken von Strahlungsmaterialien oder Befüllungsfluid aus der Vorrichtung verhindert und damit eine Kontamination der Vorrichtung oder des Gewebes des Patienten verhindert.
-
In einigen bevorzugten Ausführungsformen kann das erweiterbare Glied 114 aus einem elastischen Polymermaterial ausgebildet sein. Geeignete elastische Polymermaterialien sind zum Beispiel Polyurethan (PUR), Polyvinylchlorid (PVC), ein Polyethylen mit geringer Dichte (LDPE), Polyamid, Polyethylenterephthalat (PET) und ähnliches. Zum Beispiel kann ein Ballon aus z. B. einem zuvor stranggepressten Polyurethan-Rohr unter Verwendung eines „Heißblasformens” blasgeformt werden, wobei ein rohes Rohr axial gedehnt, unter Druck gesetzt und zu der Innenform des Formwerkzeugs erweitert wird. Das rohe Rohr wird dann erwärmt und anschließend abgekühlt. Indem das rohe Rohr axial und radial gedehnt wird, werden die Polymerketten ausgerichtet (parallele Ausrichtung zu den Dehnungsvektoren), sodass ein Ballon mit einem extrem dünnwandigen Aufbau und einer hohen Reißfestigkeit vorgesehen werden kann. In einigen Ausführungsformen kann die Wanddicke des Ballons zwischen 10 und 100 Mikrometer und vorzugsweise zwischen 15 und 30 Mikrometer betragen. Der Ballon kann auf geeignete Weise etwa durch ein Lösungsbonding, ein Wärmebonding, ein Ultraschallschweißen, ein Klemmen usw. an die proximalen und distalen Halteglieder 112a, 112b gebondet werden. Wenn der Ballon dann aufgeblasen wird, entfaltet er sich zu der vorbestimmten Form. Wenn der Ballon vollständig mit einem Einfüllfluid gefüllt ist, kann der Ballon die geformten Dimensionen unter dem zunehmenden Fülldruck um einen bestimmten Prozentsatz überschreiten, bis die maximale Kettenausrichtung erreicht wird. Dann bleibt der Ballon in einer mehr oder weniger nicht-erfüllenden Phase und erfährt keine dimensionale Erweiterung über den Druck.
-
Es kann ein beliebiges Befüllungsfluid verwendet werden, um das erweiterbare Glied zu erweitern bzw. aufzublasen. Das Befüllungsfluid ist gewöhnlich träge. Beispielhafte Befüllungsfluide sind Flüssigkeiten wie etwa Wasser, Salzlösung, Mineralöl oder aber Gase wie etwa Luft, Stickstoff, Kohlendioxid oder andere Edelgase. In einigen Ausführungsformen kann das Befüllungsfluid Medien enthalten, die den Bildkontrast beim Röntgen oder einem anderen Bilderfassungsverfahren erhöhen. Die Kontrastverstärkungsmedien können positive Kontrastmedien sein, die die Strahlung stärker aufnehmen als das abzubildende Gewebe, oder negative Kontrastmedien, die die Strahlung weniger stark aufnehmen. Die Kontrastverstärkungsmedien können auf Jod oder auf Gadolinium basieren. Geeignete Jod-basierte Kontrastverstärkungsmedien sind etwa Visopaque (Iodixanol, GE Healthcare), Qmnipaque (Iohexol, GE Healthcare), Ultravist (Iopromid, Berlex) oder Isovue (Iopamidol, Bracco Diagnostics). Geeignete Gadoliniumbasierte Kontrastmedien sind etwa MultiHance (Gadobenatdimeglumin, Bracco Diagnostics), Omniscan (Ge Healthcare) oder Magnevist (Berlex Laboratories).
-
Das Befüllungsfluid kann in das durch das erweiterbare Glied 114 umschlossene Raumvolumen unter Verwendung von z. B. einem Katheter (nicht gezeigt), der durch das proximale Halteglied 112a gehalten wird, eingeführt werden. Das entfernte Ende des Katheters kann eine Öffnung aufweisen, die mit dem durch das erweiterbare Glied 114 eingeschlossenen Raumvolumen verbunden ist. Das proximale Ende des Katheters kann mit einer Quelle verbunden sein, die ein Befüllungsfluid zuführt. Das Lumen, das sich von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende erstreckt, führt das Befüllungsfluid in das durch das erweiterbare Glied 114 definierte Raumvolumen ein. Ein Ventil kann mit dem proximalen Ende des Katheters gekoppelt sein, um den Fluss des Befüllungsfluids zu steuern.
-
Ein Dichtungsglied 116 kann mit den distalen Teilen 106b, 108b des ersten länglichen Körpers 106 und des zweiten länglichen Körpers 108 gekoppelt sein, um die beweglichen Teile zu dichten und ein Lecken des Befüllungsfluids in dem erweiterbaren Glied 114 in die Zwischenräume zwischen den beweglichen Teilen des ersten länglichen Körpers 106 und des zweiten länglichen Körpers 108 zu verhindern. Das Dichtungsglied 116 kann ein elastischer Ballon sein, der an die distalen und proximalen Halteglieder 112a, 112b gebondet ist. Es können aber auch andere Formen von Dichtungen wie etwa O-Ringe verwendet werden.
-
5–6 zeigen eine beispielhafte Brachytherapie-Vorrichtung 200 gemäß weiteren Ausführungsformen. Die Vorrichtung 200 ist in vielen Aspekten der mit Bezug auf 1–4 beschriebenen Vorrichtung 100 ähnlich. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 200 einen Behandlungszuführteil 102 und einen Griffteil 104 umfassen. Der Behandlungszuführteil 102 kann eine Vielzahl von Behandlungsgliedern 110 und ein expandierbares Glied 114 umfassen, das die Vielzahl von Behandlungsgliedern 110 umgibt. Die Behandlungsglieder 110 können proximale Enden 110a, die mit einem proximalen Halteglied 112a gekoppelt sind, distale Enden 110b, die mit einem distalen Halteglied 112b gekoppelt sind, und Pfade zwischen den proximalen und distalen Enden 110a, 110b zum Aufnehmen von einer oder mehreren Strahlungsquellen umfassen. Es kann eine geeignete Einrichtung verwendet werden, um das proximale Halteglied 112a oder das distale Halteglied 112b relativ zueinander zu bewegen. Zum Beispiel kann das distale Halteglied 112b mit einem ersten länglichen Körper 106 gekoppelt sein und kann das proximale Halteglied 112a mit einem zweiten länglichen Körper 108 gekoppelt sein, der gleit- oder drehbar um den ersten länglichen Körper 106 herum angeordnet ist. Eine relative Bewegung oder Verschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten länglichen Körper 106, 108 in einer Axialrichtung bringt die proximalen Enden 110a und die distalen Enden 110b der Behandlungsglieder 110 näher zueinander oder entfernt die zwei Enden 110a, 110b weiter voneinander, sodass die Behandlungsglieder 110 zwischen einer allgemein geraden Konfiguration und einer gekrümmten Konfiguration wechseln. Das erweiterbare Glied 114 kann unter Verwendung eines Befüllungsfluids kontrahiert oder erweitert werden. Ein Dichtungsglied 116 kann mit den proximalen und distalen Haltegliedern 112a, 112b gekoppelt sein, um eine Dichtung zwischen den beweglichen Teilen und dem Befüllungsfluid vorzusehen.
-
Die Vorrichtung 200 kann weiterhin ein Verlängerungs- oder Befestigungsglied 118 außerhalb des erweiterbaren Glieds 114 umfassen. Das Verlängerungsglied 118 kann verschiedene Längen oder Krümmungen umfassen oder kann verschiedene Winkel für die Positionierung in Hohlräumen unterschiedlicher Größe oder Konfiguration in dem lebenden Körper aufweisen. Das Verlängerungsglied 118 kann einen Kanal aufweisen, der ausgebildet ist, um eine oder mehrere Strahlungsquellen aufzunehmen. Alternativ hierzu kann der Kanal des Verlängerungsglieds 118 konfiguriert sein, um ein zweites Behandlungsglied 120 aufzunehmen, das einen Pfad zum Aufnehmen einer Strahlungsquelle aufweist. Zum Beispiel kann sich das zweite Behandlungsglied 120 von dem ersten länglichen Körper 106 erstrecken, dessen Lumen sich von dem proximalen Teil zu dem distalen Teil erstreckt. Das distale Halteglied 112b kann mit einer Öffnung versehen sein, damit sich das zweite Behandlungsglied 120 durch die Öffnung in den Kanal des Verlängerungsglieds 118 erstrecken kann.
-
Zum Beispiel kann das Verlängerungsglied 118 eine Zervikalhülse sein, die in den Gebärmutterhals für eine Behandlung einer Gebärmutterhalserkrankung gepasst werden kann. Die Zervikalhülse kann einen gerundeten Endteil aufweisen, um ein glattes Einführen in den Gebärmutterhals zu unterstützen. Die Zervikalhülse kann eine Länge aufweisen, die in den Gebärmutterhals oder durch den Gebärmutterhals in die Gebärmutter passt. Die Zervikalhülse kann auf beliebige Weise und etwa über ein Verbindungsglied 122 mit dem distalen Halteglied 112b gekoppelt sein. Das Verbindungsglied 122 kann mit einer Öffnung versehen sein, damit z. B. ein Draht, der eine Strahlungsquelle trägt, durch die Öffnung geführt werden kann oder sich ein zweites Behandlungsglied 120 durch die Öffnung in des Verlängerungsglied 118 erstrecken kann. Das Verbindungsglied 122 kann einen größeren Querschnitt aufweisen, sodass es vor dem Gebärmutterhals stoppt, wenn die Hülse in den Gebärmutterhals gepasst wird.
-
Das Verlängerungsglied 118 kann auch ein Intrauterin-Tandem mit verschiedenen Krümmungen für die Positionierung in der Gebärmutter sein. Das Intrauterin-Tandem kann mit dem distalen Halteglied 112b durch z. B. ein Verbindungsglied 122 gekoppelt sein. Das Verbindungsglied 122 kann mit einer Öffnung versehen sein, damit sich ein Draht, der eine Strahlungsquelle trägt, oder ein zweites Behandlungsglied 120 durch die Öffnung in das Intrauterin-Tandem erstrecken kann.
-
7 und 8 zeigen einen beispielhaften Griffteil 104 gemäß verschiedener Ausführungsformen. Der Griffteil 104 kann entfernbar mit dem Behandlungszuführteil 102 gekoppelt sein. Der Griff 104 kann einen proximalen Teil 104a und einen distalen Teil 104b umfassen. Der distale Teil 104b kann ein rohrförmiges Glied sein, das mit dem zweiten länglichen Körper 108 über ein Halteglied 124 gekoppelt ist, das an dem proximalen Teil 108a des zweiten länglichen Körpers 108 gesichert sein kann. Der proximale Teil 104a des Griffs 104 kann auf beliebige, geeignete Weise etwa unter Verwendung von Schlitzen, Stiften oder anderen komplementären Einrichtungen mit dem proximalen Teil 106a des ersten länglichen Körpers 106 und mit dem proximalen Teil 104a des Griffs 104 gekoppelt werden. Der proximale Teil 104a des Griffs 104 kann in den distalen Teil 104b eingesteckt sein. Der proximale Teil 104a und der distale Teil 104b können gleitend relativ zueinander in der Annäherungs- oder in der Entfernungsrichtung bewegt werden.
-
Der distale Teil 104b des Griffs 104 kann mit einer Skala 126 versehen sein, die Bezüge wie etwa Zahlen oder Buchstaben aufweist, um den Grad der relativen Bewegung zwischen dem distalen Teil 104b und dem proximalen Teil 104a anzugeben. Dadurch kann der Grad der Erweiterung der Behandlungsglieder 110 angegeben werden. Zum Beispiel kann ein Bezug „0” auf der Skala 126 angeben, dass die Behandlungsglieder 110 nicht gebogen sind und eine allgemein gerade Konfiguration aufweisen. Ein Bezug „10” auf der Skala 126 kann eine maximale Biegung der Behandlungsglieder 110 angeben, in der die Behandlungsglieder 110 eine maximal gekrümmte Konfiguration aufweisen. Ein Bezug zwischen „0” und „10” kann eine Konfiguration angeben, die zwischen der allgemein geraden und der maximal gekrümmten Konfiguration liegt. Auf diese Weise können Benutzer die Pfade der Strahlungsquellen und damit die Dosimetrie zu dem Ziel kontrollieren.
-
Der Griff 104 kann einen Sperr-/Lösungsmechanismus 128 umfassen, um die Bewegung des ersten länglichen Körpers 106 und des zweiten länglichen Körpers 108 zu begrenzen. Zum Beispiel kann der Sperr-/Lösungsmechanismus 128 einen gefederten Stift umfassen, der in einen Schlitz in dem ersten länglichen Körper 106 zurückgezogen und aus demselben ausgefahren werden kann. Während der Nutzung kann ein Benutzer eine Taste 128 drücken, sodass der proximale Teil 104a oder der distale Teil 104b des Griffs 104 in einer Annäherungs- oder Entfernungsrichtung bewegt werden kann, um den ersten länglichen Körper 106 und den zweiten länglichen Körper 108 zu verschieben. Sobald die Behandlungsglieder 110 zu einer gewünschten gekrümmten Konfiguration versetzt wurden, kann der Benutzer die Taste 128 loslassen, um den ersten länglichen Körper 106 und den zweiten länglichen Körper 108 zu sperren.
-
Der Griff 104 kann dann entfernt werden, um das Profil der Vorrichtung 100 oder 200 zu reduzieren. Der Griff 104 kann sterilisiert und erneut verwendet werden. 8 ist eine Explosionsansicht des Griffs 104 und zeigt den proximalen Teil 104a, den distalen Teil 104b und eine Griffhalterung 124 für die Kopplung mit dem zweiten länglichen Teil 108.
-
Bevor die Vorrichtung 100 oder 200 in den lebenden Körper eingeführt wird, wird der lebende Körper zu Diagnose- und Behandlungszwecken bildlich erfasst. Nach der Einführung der Vorrichtung wird der lebende Körper erneut bildlich erfasst, um die Behandlung zu planen. Es können verschiedene Bilderfassungstechniken wie etwa eine Computertomographie (CT), eine Einzelphotonen-Emissions-Tomographie (SPECT), eine Magnetresonanztomographie (MRI), eine Magnetresonanzspektroskopie (MRS) und eine Positronen-Emissions-Tomographie (PET) verwendet werden. Das durch das erweiterbare Glied 114 eingeschlossene Volumen kann mit einer Flüssigkeit gefüllt werden, die Medien enthält, die den Bildkontrast verbessern. Die Pfade der Behandlungsglieder 110 können auch mit Medien gefüllt sein, die den Bildkontrast verbessern, um eine Rekonstruktion der Bilder während der Behandlungsplanung zu unterstützen.
-
Die Brachytherapie-Vorrichtung 100 oder 200 kann als Satz mit einem nicht montierten Behandlungszuführteil 102 und einem nicht montierten Griffteil 104 geliefert werden. Für die Nutzung wird dann der Griffteil 104 an dem Behandlungszuführteil 102 befestigt. Das erweiterbare Glied 114 befindet sich dabei zu Beginn in einer kontrahierten Konfiguration. In dieser kleinen Form wird der Behandlungszuführteil 102 in den lebenden Körper zu dem Ziel eingeführt.
-
Nach der Positionierung in dem lebenden Körper wird das erweiterbare Glied 114 mittels einer Befüllungsflüssigkeit zum Beispiel über einen Katheter eingeführt, dessen Lumen mit dem durch das erweiterbare Glied eingeschlossenen Raumvolumen verbunden ist. Die Erweiterung des erweiterbaren Glieds 114 kann durch die Menge des in das Raumvolumen eingeführten Befüllungsfluids bestimmt werden. Ein Ventil oder eine andere geeignete Einrichtung kann mit dem Katheter gekoppelt werden, um den Fluss des Befüllungsfluids zu steuern. Dabei ist die Beziehung zwischen der Geometrie des erweiterbaren Glieds 114 und dem Volumen des Befüllungsfluids bekannt und reproduzierbar.
-
Nachdem das erweiterbare Glied 114 gefüllt und das Ventil geschlossen wurde, behält das erweiterbare Glied 114 seine Geometrie für die Dauer der Behandlungssitzung.
-
Der Griff 104 wird dann verwendet, um die Behandlungsglieder 110 von einer allgemein geraden Konfiguration zu einer gekrümmten Konfiguration zu versetzen, d. h. zu einer Konfiguration in der Form eines Schneebesens oder Rugbyballs. Dies kann bewerkstelligt werden, in dem die Taste 128 an dem Griff 104 gedrückt gehalten wird und z. B. der distale Teil 104b des Griffs 104 nach vorne bewegt wird. Durch diese Aktion werden die zwei Enden der Behandlungsglieder 110 näher in das erweiterbare Glied 114 bewegt, sodass sich die Behandlungsglieder 110 biegen oder erweitern.
-
Sobald die gewünschte Erweiterung der Behandlungsglieder 110 erzielt wurde, kann die Taste 128 Iosgelassen werden, indem der Druck entfernt wird, wobei die Position durch einen Sperrmechanismus mit z. B. Stiften und Schlitzen gehalten wird. Die Beziehung zwischen der Bewegung des Griffs 104 in den axialen Richtungen und der radialen Erweiterung der Behandlungsglieder 110 ist bekannt und kann reproduziert werden. Die Skala 126 an dem Griff 104 sieht eine Angabe zu dem Erweiterungsgrad der Behandlungsglieder 110 vor.
-
Wenn die Vorrichtung 100 oder 200 derart gehalten wird, kann der Griff 104 entfernt werden, ohne die ausgedehnte Konfiguration des erweiterbaren Glieds 114 oder der Behandlungsglieder 110 zu verändern. Der Griff 104 kann auch erneut an dem Behandlungszuführteil 102 befestigt werden, um die Einstellung anzupassen. Die endgültige Konfiguration und Beziehung zwischen dem erweiterbaren Glied 114 und den Behandlungsgliedern 110 kann unter Verwendung einer Bedienungsanleitung und mit Bezug auf das Volumen des Befüllungsfluids in dem erweiterbaren Glied 114 und den Erweiterungswert der Behandlungsglieder 110 hergestellt werden.
-
Die Vorrichtung 100 oder 200 kann verwendet werden, um einen Krebs an einer beliebigen Position in dem lebenden Körper zu behandeln, wobei es sich zum Beispiel um einen Gebärmutterhals-, Vaginal-, Gebärmutterschleimhaut-, Mastdarm- oder Brustkrebs handeln kann. Der Aufbau der Vorrichtung 100 oder 200 kann in Entsprechung zu den verschiedenen Körperteilen geringfügig angepasst werden. Zum Beispiel kann für de Behandlung von Erkrankungen des Gebärmutterhalses eine Zervikalhülse 118 mit einer entsprechenden Länge und einem entsprechenden Winkel mit dem Behandlungszuführteil 102 gekoppelt werden (5-6). Ein mittiges oder zweites Behandlungsglied 120 kann sich über das distale Ende des erweiterbaren Glieds 114 hinaus in die Hülse erstrecken. Während der Nutzung wird der Zervikalhülsenteil 118 in den Gebärmutterhals eingeführt, wobei das erweiterbare Glied 114 in der Vagina gehalten wird. Das erweiterbare Glied 114 wird dann aufgeblasen, wobei die Behandlungsglieder 110 wie oben beschrieben erweitert werden. Für die Behandlung von Erkrankungen des Mastdarms oder der Brust kann der Behandlungszuführteil 102 in die Gebärmutter oder in einen Lumpektomie-Hohlraum in der Brust eingeführt werden, wobei in diesem Fall kein Verlängerungsglied 118 erforderlich ist.
-
Es wurden beispielhafte Ausführungsformen einer Vorrichtung und eines Verfahrens für die Brachytherapie beschrieben. Die Brachytherapie-Vorrichtung verwendet vorzugsweise ein expandierbares Glied, um ein Raumvolumen für Behandlungsglieder vorzusehen, die zwischen einer allgemein geraden und einer gekrümmten Konfiguration versetzt werden können. Wegen der Verwendung eines erweiterbaren Glieds müssen keine zusätzlichen Packungen vorgesehen werden, die ansonsten für ein Füllen des Hohlraums an dem Ziel erforderlich wären. Das erweiterbare Glied kann eine ausgedehnte Konfiguration aufweisen, die kritische Organe wie etwa die Blase, den Mastdarm usw. oder anderes gesundes Gewebe mit einem Abstand zu der Strahlungsquelle hält. Der Komfort für die Patienten wird im Vergleich zu her kömmlichen Vorrichtungen, die schwerere Metallteile in einem direkten Kontakt mit dem Gewebe des Patienten nutzen, erhöht. Außerdem wird die Behandlungsplanung verbessert. Es kann eine Vielzahl von Behandlungsgliedern vorgesehen werden, sodass die Strahlungsdosis nicht gemittelt werden muss, sondern flexibler angepasst werden kann. Durch die Nutzung des erweiterbaren Glieds an dem Ziel können eine bessere Dosisverteilung und eine flexiblere Dosisverteilung erzielt werden.
-
Dem Fachmann sollte deutlich sein, dass verschiedene Modifikationen an den beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird.
