KR20160050093A - 외부 빔 방사선을 타게팅하기 위해 이식물을 활용하는 시스템 - Google Patents

외부 빔 방사선을 타게팅하기 위해 이식물을 활용하는 시스템 Download PDF

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존 디. 주니어. 코빗
로리 안쏘니
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세녹스, 아이엔씨
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Abstract

본 발명은, 유방 이식물을 이용하여 부분 유방 방사선의 새로운 방법에 관한 것이고, 이 방법은 정위적(stereotactic) 방사선 치료법에 대한 적절하고 향상된 타겟을 제공한다.

Description

외부 빔 방사선을 타게팅하기 위해 이식물을 활용하는 시스템{SYSTEM FOR UTILIZING AN IMPLANT FOR TARGETING EXTERNAL BEAM RADIATION}
본 발명은, 정위 방사선 치료에 안정적이고, 향상된 타게팅을 제공하는 유방 이식물을 이용하여 부분적인 유방 방사선의 새로운 방법에 관한 것이다.
현재, 유방암에 대한 방사선(radiation)은 주로 방사선 요법을 유방의 전 영역에 가하는 전체 유방 방사선으로 구성된다. 이는 심장, 폐, 식도, 흉부 내벽, 늑골, 및 유방에 인접한 다른 기관들과 같은 하지만, 이에 한정되는 것은 아닌, 주위의 기관들도 반드시 수반한다. 암에 의해 침습된 유방의 영역을 목적으로 하는 부분 유방 방사선의 새로운 개념이 현재 인기를 얻고 있다. 지금까지의 연구는 전체 유방 방사선만큼 효율적이고, 주위의 기관에 대한 손상을 없애는 것으로 나타난다. 이와 같은 부분 유방 방사선은 현재, 메모사이트(MAMMOSITE) 또는 콘투라(CONTURA)에 한정되지만은 않지만, 일시적으로 이식되는 벌룬(balloon) 카테터(catheter)를 통하여 가해진다. 이러한 과정은 3일 내지 5일에 걸쳐 단기 시간 주기 동안, 카테터 아래에 방사성 시드(seed) 또는 타겟을 위치시키는 것을 포함한다.
불행히도, 카테터 및 방사성 시드를 활용하는 방법은 다수의 결점을 갖는다. 카테터 수단 또는 다른 외과 수단을 통하여 이식된 방사성 시드의 형태로, 단기간에 걸쳐서 방사선의 집중된 조사량(dose)을 활용하는 것은 지방괴사, 장맥종들, 혈종들, 감염, 및 원치 않는 미용의 결과들과 같은 다수의 부작용을 일으키게 된다. 유방의 종양 제거 수술이 수행될 때, 임시의 벌룬 카테터는 유방으로부터 밀려나는 카테터와 함께 적소에 위치된다. 이는 감염 가능성이 증가하는 강(cavity)의 개방을 허용한다. 게다가, 이 방법은, 임시 벌룬이 제거될 수 있기 이전에, 그리고 메모사이트, 콘투라 또는 다른 외부 카테터들이 부분 유방 치료 준비를 위해 이식될 수 있기 이전에, 암의 제거를(림프절에서의 암의 부재와 함께) 위해 시료의 한계치가 암이 없음을 나타내는 병리학 보고서를 의사들이 기다리도록 요구한다. 이러한 일련의 절차 이후 가능한 빨리 유방 종양 제거 수술이 이루어지는 것이 바람직하다. 카테터 방법론에 대한 추가적인 결점은 유방 종양 제거 수술 강으로부터 공기를 흡출기로 빨아들여야 할 필요가 있다는 점이다. 유방 종양 제거 수술 강에서 공기는, 방사선 치료를 받을 때, 강 내에서 "열점" 또는 고열인 상태를 만들어서, 화상 및 다른 원치 않는 부작용을 야기시킨다. 따라서, 보통 흔히 주사기 또는 바늘로 공기를 뽑아내거나 또는 제거하는 것이 바람직하다. 불행히도, 현재의 방법 카테터는 흡출기로 빨아내는 동안 바늘에 의해 구멍이 뚫릴 수 있어서, 카테터의 차후의 사용과, 치료의 효율성에 대한 문제들이 발생한다. 이러한 문제들은 제안되는 방법의 사용에 의해 해소된다. 이에 제한적이지 않는 사이버나이프(CYBERKNIFE), 브레인 랩(BRAIN LAB), 및 다른 외부 빔 소스들과 같은 다중 방향의 정위적(stereotactic) 방사선 소스를 통해 전달되는 외부 빔 방사선의 사용을 제안한다. 하지만, 외부 빔 방사선은 충분히 식별가능한 타겟(target)을 요구한다. 현재, 외부 빔 방사선은 종양이 있는 간장 또는 종양이 있는 췌장의 두부(head)와 같은 주요 기관 상에 사용되어, 골드 시드(gold seed)가 이러한 기관에 이식되어 외부 정위적 빔의 초점을 맞추는 가이드 역할을 한다. 이러한 기관들의 주요 조직은, 외부 빔 소스에 대한 타겟의 역할을 하는 시드의 위치에 대해 안정적이고, 고정적인 환경을 제공한다. 유방 조직에서 카테터의 사용은 유방 내의 주로 지방 조직의 존재에 기인하여 전에는 필요했으나, 이는 작은 시드 또는 타겟의 위치에 대한 안정적인 환경을 방해한다. 지방 조직에서, 작은 시드 또는 타겟은 의도된 타겟 위치로부터 이동할 수 있어서, 치료 기법을 비효율적으로 만든다. 유방은, 다른 언급된 기관과는 다르게, 주로 지방 조직으로 구성되는 외부 기관이다. 따라서, 후에, 필요한 것은 유방의 지방 조직 내에 시드 또는 다른 타겟 소스를 안정화시키는 수단이고, 이러한 시드 또는 다른 타겟 소스가 이후에 부분 유방 방사선의 새로운 방법의 타겟으로 이용될 수 있다. 제안된 본 발명은 이러한 문제를 언급한다. 또한, 유방이 외부 기관이기 때문에 또한 내부 기관에 비해 정위적 방사선 기계에서 타게팅을 위해 더 신속히 고정될 수 있고, 따라서, 내부 이식물 및 마커(marker)의 주의 깊은 타게팅을 통해 부분 방사선요법을 활용하는 좋은 후보자가 된다.
종래의 기술은 위에 언급된 것처럼 다수의 문제점을 갖기에, 종래의 문제를 개선하는 유방 종양 제거 수술 및 방사선 치료방법이 필요하다.
본 출원인에게 특허 허용된, 미국 특허, No. 6,214,045는 도려내어진 조직을 대체할 크기의 재흡수 가능한 유방 이식을 나타내며, 이식물을 대체할 섬유조직의 성장을 허용한다. 이 이식물은 탄력적이고, 압축 가능하며, 확장성이 있으며, 진단상의 물질을 더 내포할 수 있다. 미국 특허 No. 6,214,045의 명세서는 본 명세서의 참조로 통합된다. 특정 진단상의 물질들은 "영역의 식별을 위한 엑스레이 불투명체 또는 금속 물질"로서 '045 특허에서 식별된다. '045 특허에 서술된 이식물의 다수의 실시예들은 방사선 불투과성의 타겟과 같은 정위적 방사선 소스에 대한 적절한 타겟의 역할을 할 수 있다. 제한적이지 않는 콜라겐, 및 다른 적합하게 밀도가 높은 생화합성의 물질들과 같은 생분해성의 물질들은 적합하게 방사선 불투과성으로 구성될 수 있다. 이 이식물들은 2개 이상의 물질들로 대안적으로 구성될 수 있거나, 많은 양의 공기를 내포할 수 있고, 이는 또한 적합한 정위적 방사선 소스에 의해 획득 및 타게팅에 도움이 된다. 이 이식물은 유방 종양 제거 수술 강이 더 균일한 방식으로 개방되도록 구형으로 성형되어야 하나, 이는 생검 절차에 의해 생성된 유방 종양 제거 수술 강이 부분적으로 함몰되어, 이식물의 크기 또는 형태에 적합하도록 허용될 수 있기에, 항상 필요한 것은 아니다. 따라서, 이식물의 형태는 강의 더 많은 특정 영역이 한 측면 또는 다른 측면 상에서 조사되게 하거나 또는 구형 이식물을 활용하는 경우, 주변에서 균일하게 조사되도록 하기 위하여 외부 빔 소스를 가이드(guide) 할 수 있다. 특히 이전에 개시된 카테터 방법론과 비교할 때, 비-구형의 유방 종양 수술 강을 구성하여 암의 제거에 대한 원하는 한계치를 얻는 것이 필요한 경우, 다양하게 성형 된 이식물들을 활용하는 능력은 구형으로 성형 된 카테터보다 뛰어나다. 이식물은 그 자체가 방사선 비투과성 타겟의 역할을 할 수 있거나, 또는 다소간의 이에 제한적이지 않는, 외부 빔에 대한 가이드에 더 도움이 되는 골드 시드 또는 티타늄 시드와 같은 작은 금속 마커를 이식물의 중심부분에 추가할 수 있다. 원하는 진단상의 요구 및 절차들을 적합하게 하기 위하여, 하나 이상의 마커가 유방 종양 제거 수술 강 내에 위치된 하나 이상의 이식물에서 활용될 수 있다. 상이한 마커 물질들은 유방 종양 제거 수술 강 내에 위치된 하나 이상의 이식물 내에 내포될 수 있다. 적절히 살균된 임의의 금속 물질 또는 다른 상대적으로 밀도가 높은 생화합성의 물질은 이식물 내의 마커로서 활용될 수 있다. 외부 빔 방사선이 활용되는 곳에서, 외부 빔 방사선은, 외부 빔 방사선의 장점을 갖는 국소 근접 치료를 완수하고, 이 빔은 변화하는 시간의 주기 동안 구성되어, 벌룬 메모사이트 또는 콘투라와 같은 부분 유방 방사선의 현재 방법에 대한 다수의 복잡성을 제거할 수 있다. '045 특허에서 서술된 이식물들의 사용은, 미적인 기형들, 장액종, 혈종들, 감염, 및 등과 같은 하지만 이에 제한적이지 않는, 알려진 다수의 현재의 문제들을 다루면서, 성공적인 타겟 방사선 치료를 위한 안정된 타겟 필요를 동시에 제공한다. 045 이식물들은 강이 개방된 상태로 유지하고, 주위의 조직들을 보조하기 위해 구성된다. 이 045 이식물들은 특히, 새로운 조직 성장이 방사선 치료의 존재에 의해 억제되기에, 방사선 치료에서 중요하다. 따라서, 본 방법 및 이식물의 사용은 유방 종양 제거 수술 영역이 방사선 치료 동안 내내 수술 영역의 형태를 유지하도록 하여, 그 후 방사선 치료의 종료시 새로운 조직의 재생 및 내부 성장을 위한 시간을 제공한다. 일단 외부 빔 방사선이 완수되면, 이식물은 일정 시간 주기 동안 생분해될 수 있어서, 환자 자신의 자연 조직들의 내부 성장을 허용하고, 따라서, 덮여있는 피부 또는 유방에 원치않는 성형적 변화에 대한 위험을 감소시킬 수 있다. 또한, 출혈, 다른 금속 마커들, 종양 제(agent), 항생물질 등을 최소화하는 지혈제가 이식물에 추가될 수 있다.
타겟화된 부분 유방 방사선 치료에 대한 이식물의 사용에서의 다른 장점은, 생분해성의 이식물은 유방 종양 제거 수술 시 유방 내에 삽입될 수 있지만, 이 방사선 치료는 타게팅 수단의 유지 보수 또는 치료 또는 환자에게 복잡도를 제시하는 것 없이 지연될 수 있다. 카테터 방법론을 이용하면, 외부적으로 밀려나는 카테터 및 카테터 방법론의 이전에 언급된 문제는 환자에 대한 감염 및 통증과 같은 합병증을 가능한 정도로 최소화하기 위하여 즉각적인 방사선 기법 치료를 필요로 한다. 항상 즉각적인 방사선 치료가 바람직한 것은 아닌데, 이는 상처가 생긴지 얼마 되지 않고, 아직 치료가 되지 않은 경우이다. 방사선의 사용은 치료를 더 지체시키고, 장액종 형성, 감염 및 서투른 치료에 기인한 미적 결함을 촉진시킨다. 이식물을 활용하는 제안된 방법론은 이식물을 유방 종양 제거 수술 강 및 외과적으로 봉합된 상처에 위치시키도록 허용한다. 환자는 일상 생활을 유지할 수 있고 방사선 치료는 특정 경우에도 적합하도록 예정될 수 있다. 환자는 화학 치료를 받으면, 방사선 치료 효과의 감소 없이 대략 120일 정도까지 방사선 치료를 늦출 수 있다. 이식물은 유방이 회복되는 동안 일정 시간의 주기 동안 다소간 분해될 수 있어서, 유방 종양 제거 수술 강이 이식물 주위에서 또는 흉터 상에서 아래로 압착하게 허용하며, 강을 축소시키고 미래의 방사선을 위해 타겟을 안정시킨다. 추후의 방사선 치료는 유방 종양 제거 수술 이후 수일 또는 수 주 내에 시행될 수 있다. 만일 필요하다면, 방사선 치료는 중단될 수 있고, 필요하면 생분해성의 이식물의 수명 내에서 또는, 마커의 경우에 이후의 언제든지 재시행될 수 있다. 본 발명은 미래의 치료 또는 진단을 위해 적절한 타겟을 유지하면서, 혈종과 장액종의 형성을 예방하여 더 나은 성형적 결과를 달성한다.
본 발명은, 유방 이식물을 이용한 부분 유방 방사선의 새로운 방법으로 종래의 기술보다 더 효율적인 치료에 효과를 갖는다.
도 1은 방사선 치료 방사(emission)에 대한 타겟의 역할을 하는 유방의 종양 수술 강 내에 위치된 이식물의 일 실시예를 도시하는 도면.
도 2는 유방 종양 수술 강 내에 위치되고 방사선 치료 방사에 대한 타겟의 역할을 하는 내부 마커를 내포하는 인식물의 대안적인 실시예를 도시하는 도면.
도 3은 유방 종양 제거 수술 강 내에 위치되고 방사선 치료 방사에 가해지는 이식물의 하나의 예시를 도시하는 도면.
도 4는 방사선 치료 방사를 위한 타겟의 역할을 하는 내부 마커를 내포하는 이식물의 대안적인 실시에를 도시하는 도면.
도 5a 및 도 5b는 유방 종양 제거 수술 강 내에 위치된 다양한 형태 및 구성의 이식물을 도시하는 도면.
도 6은 함몰되는 유방 종양 제거 수술 강 내에 재흡수된 이식물을 부분적으로 도시하는 도면.
도 7은 함몰되는 유방 종양 제거 수술 강 내에 금속 마커를 내포하는 재흡수된 이식물을 부분적으로 도시하는 도면.
도 1에서, 실질적으로 구형 이식물(100)은 생분해성의 물질로 구성되어, 생검 또는 다른 외과술의 절차 이후에 유방 종양 제거 수술 강(110) 내에 위치된다. 이 이식물은 생분해성의 거품(foam), 스펀지(sponge), 겔(gel), 액체, 또는 다른 생화합성의 물질과 같은 물질로 구성될 수 있다. 이 물질은 주변 유방 조직을 지지할 수 있는 방식으로 형성되어, 유방 종양 제거 수술 강을 함몰되지 않게 유지함으로써, 유방의 미적인 면을 지원한다. 이식물은 외부 빔의 정위적 부분 유방 방사선 요법에 대한 방사선 비투과성 타겟의 기능을 한다. 이 이식물은 변화하는 세공 크기로 구성될 수 있어서, 예를 들면, 더 많은 공기가 이식물 내로 통합되도록 허용하고, 이식물이 더 큰 방사선 비투과성을 갖게 하면서, 방사선 치료에 대한 부적합한 상태들을 만드는 유방 강 내에서 기포 형성을 막는다. 하지만, 이식물은 유방 종양 제거 수술 강의 크기와 정확히 같을 필요는 없다. 유방 조직은 이식물 주변에서 함몰되고, 강이 개방되어 이식물의 중심으로부터 상대적으로 동일한 거리가 되도록 유지한다. 이식물은, 정위적 방사선 소스가 방사선 치료사가 결정한 정확한 구성으로 유방 종양 제거 수술 강의 주변 한계물에 방사선 치료의 전달을 위한 타겟인 이식물에 유도되도록 허용하기 위한 충분한 크기 및 고형의 밀도로 이루어진다.
도 2에서, 도 1의 이식물(100)은 정위적 방사 소스를 위한 이식물 영역의 성공적인 타게팅을 보조하기 위한 골드 시드, 금속 시드, 티타늄 클립(clip), 또는 다른 적당한 밀도의 이식물(120)을 더 포함한다. 한계치가 환자마다 달라질 수 있기에, 이식물의 사용은 정위적 방사선 유닛을 프로그래밍하기 위한 가이드로 제공할 수 있다. 타겟 물질은 이식물 내의 중심으로 위치될 수 있거나, 또는 이식물의 외면 부근에 위치될 수 있다. 하나 이상의 이식물 물질들은 환자의 유방암 치료에 의도된 방사선 치료에 부합하게 하기 위해 필요한 만큼 동시에 사용될 수 있다. 타겟 물질은 생분해성 일수도, 아닐 수도 있기에, 이식물 물질은 필요한 추가 방사선 치료를 위해 이용가능하도록 남아있을 수 있다. 생분해성인 물질은 다양한 흡수율을 갖는다.
도 3에서, 다중-방향(정위적) 방사선 치료(160)의 예시는, 유방 종양 제거 수술 강(110)에서 유방 이식물(100)에 타게팅하고, 유방 종양 제거 수술 강(110) 주변의 타겟 한계치(170) 내에 유방을 부분 방사선 조사하는 것에 관한 것이다.
도 4에서, 다중-방향(정위적) 방사선 치료(160)의 예시는, 유방 종양 제거 수술 강(110)에서 내부 마커(120)를 내포하는 유방 이식물(100)을 타게팅하고, 유방 종양 제거 수술 강(110) 주변의 타겟 한계치(170) 내의 유방을 부분 방사선 조사하는 것이다.
도 5a 및 도 5b에서, 유방 종양 제거 수술 강(110)에서 이식물(100)은 암의 절제를 위한 충분한 한계치를 생성하기 위해 절제된 유방 종양 제거 수술 강에 적합하게 또는 외과 절차를 위해 충분한 의학의 경험에 따라, 구성될 수 있다. 이식물을 강에 들어맞게 하는 능력은 적절한 한계치를 다음의 방사선 치료를 위해 유지하도록 허용하여, 변형 없이 주위의 유방조직을 지지한다.
도 6에서, 이식물(100)은 시간 경과의 결과로 부분적으로 재흡수된다. 종래기술인 카테터와는 다르게, 이식물은 이식 이후, 방사선 치료에서 지연을 필요로 하는 치료, 화학요법 또는 다른 방법을 허용하기 위하여 몇 주, 또는 몇 달 동안 생검 영역에 타겟의 역할을 할 수 있다. 유방 종양 제거 수술 강을 포함하는 주변의 유방 조직은 함몰되거나 또는 이식물이 흡수하여 성장하며, 이식물을 적소에 유지하고 유방조직의 기하학적 형태를 정적 관계로 유지시킨다.
도 7에서, 재흡수하는 이식물(100) 또한 타게팅을 보조하기 위한 하나 이상의 마커(120)들을 포함한다. 다시, 이식물 및 마커는 치료 의사가 방사선 처리 지연 치료, 화학요법을 지연 동안 다른 유리한 이유로 지연시키도록 허용한다.
100 : 구형 이식물 110 : 유방 종양 제거 수술 강
120 : 내부 마커 160 : 다중 방향(정위적) 방사선 치료
170 : 유방 종양 제거 수술 강 주변의 타겟 한계물

Claims (9)

  1. 부분 유방 방사선 시스템에 있어서,
    생화합성 및 생분해성의 물질로 구성된 실질적으로 방사선 비투과성(radio-opaque) 이식물을 유방 강 내에 위치시키는 수단으로서, 상기 이식물은 유방 강 주위의 조직을 지지하는, 방사선 비투과성 이식물을 유방 강 내에 위치시키는 수단과,
    방사선 빔을 이식물 주변의 상기 유방 조직에 타게팅(target)하여, 방사선 빔이 유방의 전체를 방사선 치료하는 것은 아닌, 방사선 빔을 이식물 주변의 상기 유방 조직에 타게팅하는 수단
    을 포함하는, 부분 유방 방사선 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 방사선의 치료 유효량을 정위적(stereotactic) 방사선 기계를 통하여 이식물 주변의 상기 유방 조직에 타게팅하는 수단을 더 포함하는, 부분 유방 방사선 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 다수의 방사선의 치료 유효량을 정위적 방사선 기계를 통한 1회의 치료에서 이식물 주변의 상기 유방 조직에 타게팅하는 수단을 더 포함하는, 부분 유방 방사선 시스템.
  4. 제 2항에 있어서, 방사선의 치료 유효량을 정위적 방사선 기계를 통한 1회의 치료에서 다수 회 이식물 주변의 상기 유방 조직에 타게팅하는 수단을 더 포함하는, 부분 유방 방사선 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 방사선의 치료 유효량을 다중 방향의 방사선 치료를 통해 이식물 주변의 상기 유방 조직에 타게팅하는 수단을 더 포함하는, 부분 유방 방사선 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 방사선의 치료 유효량을 이미지 가이드 된(guided) 방사선 치료를 통해서 이식물 주변의 상기 유방 조직에 타게팅하는 수단을 더 포함하는, 부분 유방 방사선 시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 방사선의 치료 유효량을 3-D 공형의 방사선 기법을 통하여 이식물 주변의 상기 유방 조직에 타게팅하는 수단을 더 포함하는, 부분 유방 방사선 시스템.
  8. 제 1항에 있어서, 방사선의 치료 유효량을 강도 변조된(intensity modulated) 방사선 치료를 통하여 이식물 주변의 상기 유방 조직에 타게팅 하는 수단을 더 포함하는, 부분 유방 방사선 시스템.
  9. 제 1항에 있어서, 이식물의 배치 이후 언제든지, 유방 종양 제거 수술 강으로부터 공기를 빨아들이는 수단을 더 포함하는, 부분 유방 방사선 시스템.
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