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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf das Gebiet
medizinischer Geräte zur
Handhabung Radioisotopmateriale. Genauer gesagt, bezieht sich die
vorliegende Erfindung auf eine automatische Objektträger (Seed)-Kassette
zum Transport und zur Handhabung von niedrigdosierten Radioisotope
Seeds bei der Anwendung in der Brachytherapie oder ähnlichem.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Das
Anwenden von Radioisotopen für
verschiedene medizinische Verfahren, wie Brachytherapie und ähnlichem,
ist gut bekannt. Diese Anwendungszwecke fallen in zwei Kategorien:
(i) hochdosierte Radioisotope, die in Bezug auf den Körper eines
Patienten für
eine relativ kurze Zeitspanne temporär positioniert werden, um die
Strahlungsbehandlung durchzuführen,
und (ii) niedrigdosierte Radioisotope, die dauerhaft in den Körper eines
Patienten implantiert werden, wobei die Dauer der Strahlenbehandlung,
von der Stärke
und der Halbwertzeit des implantierten Radioisotops bestimmt wird.
Hochdosierte Radioisotope werden typischerweise unter Anwenden einer
Kathederanordnung und eines Geräts, das
allgemein als Nachlader, der das hochdosierte Radioisotop, das sich
am Ende einer Zuführungsleitung
befindet, durch den Katheder zu der gewünschten Stelle befördert, bekannt
ist, implantiert. Andererseits werden niedrigdosierte Radioisotope
unter Anwenden einer Anordnung von Implantationsnadeln mit niedrigdosierten
Radioisotopen, die in sehr kleine Behälter eingekapselt sind, die
als Seeds bekannt sind, die manuell in eine Reihe von Implantationsnadeln
integriert werden und dann ausgestoßen werden, um ein dreidimensionales
Raster von Radioisotopen im Patienten, das einem vom Arzt bestimmten Dosierungsplan
entspricht, zu bilden, implantiert. Das Ziel des niedrigdosierten
Brachytherapieverfahrens ist, dieses dreidimensionale Raster von
Radioisotopen in einer und um eine Ziel-Krebsgewebestelle herum
zu positionieren. Jeder der Radioisotope Seeds besteht aus einer
radioaktiven Quelle, wie Jod (I-125) oder Palladium (Pd-103) in einer kleinen
röhrenförmigen Titanhülle, die
ungefähr
die Größe eines Reiskorns
hat. Diese Arten von niedrigdosierten radioaktiven Quellen geben
eine Strahlung sehr geringer Energie ab, die vorrangig durch das
das den Radioisotope Seed umgebende Gewebe absorbiert wird. Diese
konstante Niedrigenergie-Strahlung wird typischerweise durch die
Radioisotope Seeds über
einen Zeitraum von bis zu sechs Monaten als eine Möglichkeit
abgegeben, die Krebszellen an der Zielstelle zu töten, ohne
den Patienten den Unannehmlichkeiten und Risiken, die oft ein hochdosiertes
Radioisotopverfahren begleiten, auszusetzen.
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Ein
allgemeines Brachytherapieverfahren ist das Anwenden von niedrigdosierten
Radioisotopen zum Behandeln von Prostatakrebs. Obwohl Brachytherapieverfahren,
die niedrigdosierte Radioisotope anwenden, an verschiedenen Körperteilen
angewendet werden können,
ist es hilfreich, eine spezielle Behandlungsform zu beschreiben,
um ein besseres Verständnis
dieser Behandlungen zu erhalten. Bei einem typischen Prostatakrebsverfahren
wird eine vorbestimmte Anzahl von Seeds (zwischen 1–6) innerhalb
einer jeden Serie von Implantationsnadeln (bis zu 40) positioniert,
wobei die Seeds durch kleine Spacer (Abstandshalter) voneinander
getrennt in jeder Nadel platziert werden. Eine geringe Menge an Knochenwachs
wird an der Spitze der Implantationsnadeln positioniert, um das
Herausfallen der Seeds und Spacer vor dem Implantieren in den Patienten
zu verhindern. Die aufgeladenen Implantationsnadeln werden dann
an der geeigneten Stelle für
das Einführen
in den perinealen Bereich des Patienten positioniert, wobei ein
Stativ angewendet wird, die ein X-Y-Koordinatenraster aufweist. Jede Nadel
wird manuell in der geeigneten Kammer des Rasters positioniert und
in den Patienten eingeführt.
Eine Ultraschallsonde wird angewendet, um den Arzt beim Führen einer
jeden Nadel zu der gewünschten
Stelle zu unterstützen.
Die Seeds und Spacer werden von der Spitze der Implantationsnadel
unter Anwenden einer Sondenführungs- und Hohlnadelanordnung
bereitgestellt, wobei die Hohlnadel vorzugsweise herausgezogen wird,
während
die Sondenführungsnadel
am Ort verbleibt. Nach Abschluss bilden die implantierten Seeds
ein dreidimensionales Raster von Radioisotopquellen, die einen vorbestimmten
Dosierungsplan für
das Behandeln des Prostatakrebses beim Patienten ausführen. Auf
detailliertere Hintergrundinformationen zu den Verfahren und der
Vorrichtung, die für
diese Art der Prostatakrebsbehandlung anwendet werden, wird in der
US-Patentschrift Nr. 4,167,179 Bezug genommen.
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Im
Verlauf der Jahre gab es mehrere Fortschritte bei der Gestaltung
der Vorrichtung für
das Anwenden bei Radioisotopverfahren. Die US-Patentschriften Nr.
4,150,298, 5,147,282, 5,851,172 und 6,048,300 beschreiben auswechselbare
Kassettenzusammenstellungen, die die Zuführungsleitung in Verbindung
mit spezifisch angepassten Nachladern beinhaltet, die die Zuführungsleitung
in ein Kathedersystem für
hochdosierte Radioisotopverfahren befördert. Die US-Patentschrift
Nr. 4,759,345 beschreibt geschützte
Aufladeanordnungen für
manuell implantierte hypodermische Nadeln. Die US-Patentschriften Nr.
4,815,449 und 4,763,642 beschreiben einen Seed-Träger, der
eine Reihe von Seeds in einem vom Körper absorbierbaren Materials
bereitstellt und umhüllt.
Die US-Patentschrift Nr. 5,906,574 beschreibt ein vakuumunterstütztes Gerät zum manuellen
Aufladen von Radioisotope Seeds innerhalb eines sichtbaren Bestrahlungsschildes.
Die gleiche Firma, die das beschriebene vakuumunterstützte Gerät, das in
der US-Patentschrift Nr. 5,906,574 beschrieben ist, bereitstellt,
stellt auch eine IndigoTM-Express-Seeding-Cartridge
bereit, die eine Röhre
mit bereitgestellten Seeds in der Röhre ist, die dann die Röhre genau
indiziert und einzelne Seeds in der Vertiefungskammer eines Strahlungsdetektors
positioniert, zum Zweck der Kalibrierung der Radioisotope Seeds.
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Die
US-Patentschriften Nr. 4,086,914, 5,242,373 und 5,860,909 sowie
die PCT-Veröffentlichung,
Nr. WO97/22379 beschreiben manuelle Seed-Injektionsanordnungen für ein niedrigdosiertes Radioisotopverfahren,
die Einsetzseedkassetten oder Seed-Magazine anwenden, um die Seeds
direkt an eine Implantationsnadelanordnung abzugeben, das speziell
an diese Kassetten oder Magazine angepasst ist. Die US-Patentschriften
Nr. 4,086,914, 5,242,373 und die PCT-Publikation Nr. WO97/22379 beschreiben
Seed-Kassetten, in denen die Radioisotope Seeds in einer durchgehenden
Beziehung zueinander innerhalb der Kassette aufrechterhalten werden.
Die Kassette ist in einer ausgerichteten, kollinearen Beziehung
mit der Bohrung der Nadel positioniert und eine Schubstangenanordnung
wird angewendet, um die Seeds aus der Kassette auszustoßen. In
US-Patentschrift-Nr. 5,860,909 ist die Kassette über der Magazinanordnung einer
Implantationsnadel montiert, wo die Radioisotope-Seeds in einer nebeneinander
gestapelten Beziehung zueinander innerhalb der Kassette bewahrt
werden. Wenn ein neuer Seed implantiert werden muss, wird der Bodenseed
des Stapels in das Magazin abgegeben und dann von der Nadel ausgestoßen.
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Obwohl
diese auswechselbaren Kassetten wohl für die Anwendung in Verbindung
mit hochdosierten Radioisotopverfahren gut aufgenommen wurden, verwenden
Standardverfahren für
niedrigdosierte Radioisotopverfahren weiterhin eine Serie von vorgeladenen
Implantationsnadeln, die von einem Radiologen im Krankenhaus direkt
vor dem Verfahren manuell geladen werden. Es gibt verschiedene Gründe dafür, warum
das manuelle Laden von Implantationsnadeln direkt vor dem Anwenden
bei niedrigdosierten Radioisotopverfahren bevorzugt wird. Erstens
gibt es Unterschiede bei den Typen von Radioisotopquellen, die das
Anwenden einer Kassettenanordnung bei niedrigdosierten Radioisotopverfahren
nicht bevorzugen. Die Zuführungsleitungen,
die für
hochdosierte Radioisotopverfahren angewendet werden, verwenden nur
eine oder ein kleine Anzahl von sehr leistungsstarken Radioisotopquellen,
die eine relativ lange Halbwertzeit haben. Demzufolge ist es kosteneffektiv
und praktisch eine Kassettenanordnung für diese kleine Anzahl von hochdosierten
Radioisotopen bereitzustellen, die vorbestellt und im Krankenhaus lange
vor dem Verfahren aufbewahrt werden kann. Im Gegensatz dazu wird
es angesichts der relativ kurzen Halbwertzeit der bei niedrigdosierten
Radioisotopverfahren verwendeten Radioisotope bevorzugt, dass die
Radioisotope Seeds an die Krankenhäuser durch Übernachtlieferung für die Verwendung am
nächsten
Tag geschickt werden. Weil die Anzahl der Radioisotope Seeds von
Verfahren zu Verfahren in Abhängigkeit
vom Dosierungsplan variiert, und weil die Kosten für jeden
niedrigdosierten Radioisotope Seed beträchtlich sind, ist es nicht
kosteneffektiv, mehr Radioisotope Seeds zu bestellen als bei einem vorgegebenen
Verfahren verwendet werden. Zweitens ist es wichtig, die Zeitdauer
des Verfahrens zu minimieren, sowohl hinsichtlich der Zeit, die
der Arzt den niedrigdosierten Radioisotope Seeds ausgesetzt ist,
als auch hinsichtlich der Gesamtzeitdauer des Verfahrens von der
Wirtschaftlichkeit der medizinischen Praxis her gesehen. Die bestehenden
Einsatzkassetten und Seed-Magazinsysteme, die oben beschrieben wurden,
benötigen
länger,
um das Implantationsverfahren durchzuführen als das Anwenden konventioneller,
vorgeladener Implantationsnadeln, weil die Radioisotope Seeds eher
einer nach dem anderen implantiert werden, als gleichzeitig als
eine Gruppe von einer vorgeladenen Nadel abgegeben werden. Drittens
war es Gewohnheit, einen Radiologen im Krankenhaus zu beschäftigen,
um die Implantationsnadeln vorzuladen und um eine Reihe von Beispielmessungen
der Stärke
der Radioisotope Seeds durchzuführen,
um zu bestätigen,
dass die Seeds den im Dosierungsplan spezifizierten Anforderungen entsprechen.
Zuletzt wird aufgrund der großen
Anzahl niedrigdosierter Radioisotope Seeds, die in dem gegebenen
Verfahren (typischerweise bis zu 150) verwendet werden, und des
Bedarfs des implantierenden Arztes, in der Lage zu sein, den Dosierungsplan
zum Zeitpunkt der Implantation zu verändern, ist es allgemein betrachtet,
dass die Flexibilität,
die das manuelle Laden der Implantationsnadeln kurz vor der Operation
gewährt,
das bestmögliche
Behandlungsverfahren für
den Patienten und das ökonomisch
effektivste Verfahren für
das Krankenhaus bereitstellt.
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Obwohl
das manuelle Laden von Implantationsnadeln weiterhin die Norm für die meisten
niedrigdosierten Radioisotopverfahren ist, wurde der zunehmenden
Sicherheit oder Effektivität
dieses Verfahrens relativ wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Gegenwärtig werden
die Radioisotope Seeds für
einen gegebenen Dosierungsplan unverpackt in einem Schutzbehälter über Nacht
an das Krankenhaus geliefert. Im Krankenhaus werden die Radioisotope Seeds
aus dem Behälter
in eine Schale geschüttet, wobei
der Radiologe die Seeds manuell einen nach dem anderen in einen
Satz von Implantationsnadeln entsprechend dem Dosierungsplan lädt. Typischerweise
werden die Nadeln mit der Spitze in einem Nadelhalter positioniert,
wobei die Spitzen mit Knochenwachs versiegelt werden. Der Radiologe
nimmt einen einzelnen Radioisotope Seed mittels einer Pinzette, einer
Zange oder eines Vakuumschlauchs auf und führt diesen Seed in eine Nadel
ein. Als nächstes wird
ein aus Darm oder ähnlichem
absorbierbarem Material hergestellter Spacer in die Nadel eingeführt. Dieser
Prozess wird in Abhängigkeit
von der vorbestimmten Anzahl von Seeds und Spacern, die der Dosierungsplan
vorschreibt, wiederholt. Der Radiologe verwendet eine „Well chamber", um die Stärke einer
Probe der Radioisotope Seeds (typischerweise von einem nur Seed
zu einer Probe von rund 10 %) zu messen. Während einige Nadelhalter mit
einem gewissen Abschirmungsgrad, nachdem die Radioisotope Seeds
in die Implantationsnadeln geladen sind, bereitgestellt werden,
gibt es sehr wenig Abschirmung, der die Hände und Finger des Radiophysikers
während
des Prozesses des manuellen Ladens der Implantationsnadeln schützt.
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Trotz
verschiedener Versuche, diesen Prozess zu verbessern, bleibt das
Handhaben von Radioisotope Seeds für niedrigdosierte Radioisotopverfahren
ein beschwerliches Verfahren, der die Radiologen, Ärzte und
anderes Krankenhauspersonal zu nichtabgeschirmten Radioisotopen
aussetzen kann. Es wäre
vorteilhaft, eine Radioisotope Seed-Kassette für den Transport und das Handhaben
von niedrigdosierten Radioisotope Seeds für das Anwenden bei niedrigdosierten
Radioisotopverfahren bereitzustellen, die diese Probleme überwinden
und die Sicherheit und Effektivität dieses Prozesses erhöhen können.
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Die
veröffentlichte
Patentspezifikation GB-A-130 8041 offenbart einen für radioaktive
Quellen unter abgeschirmten Bedingungen bei hochdosierten Behandlungen
von Tumoren. Hochdosierte radioaktive Seeds werden aus einem Magazin
mittels einer flexiblen Nylonsonde, die um ein Sondenrad getrennt
von dem Magazin gewickelt ist, ausgestoßen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung wird in Anspruch 1 dargelegt. Außerdem werden fakultative Merkmale
in den abhängigen
Ansprüchen
dargestellt.
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Ausführungsformen
der Erfindung beziehen sich auf eine automatische Kassette für die Verwendung
in einem automatischen System für
niedrigdosierte Radioisotopverfahren. Die auswechselbare automatische
Kassette hat ein Gehäuse,
das ein selektiv positionierbaren Teil enthält, der eine Vielzahl von Radioisotope-Seeds
vorgeladen in Kammern enthält, die
in dem positionierbaren Teil definiert sind. Eine Öffnung im
Gehäuse
ermöglicht
es einem langgestreckten Teil, selektiv Radioisotope Seeds aus den Kammern
in dem positionierbaren Teil auszustoßen, wenn eine vorgegebene
Kammer mit der Öffnung ausgerichtet
ist. Ein Mechanismus in der Kassette positioniert den selektiv positionierbaren
Teil automatisch in Ausrichtung mit der Öffnung. Vorzugsweise erzeugt
ein Feedbackmechanismus ein die Lage betreffendes Feedbacksignal
von einer Position der Kammer des positionierbaren Teils relativ
zur Öffnung.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
speichert ein maschinenlesbares Speichermedium über einen elektrischen Anschluss
Merkmale, die zumindest die Menge und Lage der Vielzahl von Radioisotope
Seeds, die in die Kassette vorgeladen sind, darstellen. Bei dieser
Ausführungsform
befindet sich jedes Radioisotope Seed in einer einzelnen Kammer, die
in dem positionierbaren Teil definiert ist, und jede Kammer so adaptiert
ist, dass sie einen Seeds, einen Spacer, einen Stopfen oder jede
Kombination davon aufnehmen kann. Die Gehäuseanordnung beinhaltet Strukturen,
die mit Strukturen des automatischen Systems übereinstimmen. Das positionierbare
Teil ist eine drehbare Trommel, die um den Umfang der drehbaren
Trommel herum definierte Kammern aufweist. Ein erster Schrittmotor
wird funktionsfähig
angeschlossen, um die drehbare Trommel anzutreiben, und ein zweiter
Schrittmotor wird funktionsfähig
angeschlossen, um einen linearen Aktuator anzutreiben, der operabel
den langgestreckten Teil entlang einer Lauflinie durch eine selektiv
indizierte Kammer der Kammern, die um den Umfang der drehbaren 'Trommel herum platziert
sind, anzutreiben. Ein Impulsgeber wird verwendet, um festzustellen,
ob der Schrittmotor die Trommel zu der korrekten Kammer gedreht
hat. Vorzugsweise werden der Schrittmotor und Impulsgeber so ausgewählt, dass
der Schrittmotor in vollen Schritten im Verhältnis zu der Distanz zwischen
den Kammern um den Umfang herum, voranschreitet. Die Ausrichtung
der Öffnung
zu den Kammern in der Trommel wird vorzugsweise ursprünglich zum
Zeitpunkt des Zusammensetzens durchgeführt.
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Bei
einer Ausführungsform
wird die automatische Kassette in einer Fabrik vorgeladen und zum Gebrauch
mit den Radioisotope Seeds und Spacern darin versendet. Vorzugsweise
wird der Ladeclip mit einem maschinenlesbaren Speichermedium bereitgestellt,
das über
einen elektrischen Anschluss zugänglich
ist, und Merkmale, die zumindest Informationen über die im Ladeclip befindlichen
Radioisotope Seeds darstellen, speichert.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1A und 1B sind
perspektivische Darstellungen einer bevorzugten Ausführungsform des
automatischen Systems für
das Laden niedrigdosierter Radioisotope Seeds und zeigen die bevorzugte
Ausführungsform
der auswechselbaren Kassette der vorliegenden Erfindung an der Stelle
im automatischen Ladesystem.
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2 ist
eine Perspektive des automatischen Systems der 1 mit
einem Anhang und zeigt die Empfangsstruktur, die mit der auswechselbaren
Kassette der bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung übereinstimmt.
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3A und 3B sind
Explosionsdarstellungen der bevorzugten Ausführungsform der auswechselbaren
Kassette der 1, die Nadeln von hinten
lädt.
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4 ist
eine schematische Darstellung der verschiedenen Kombinationen von
Radioisotope Seeds, Spacern und Stopfen, wie sie in der drehbaren
Trommel der bevorzugten Ausführungsform
der auswechselbaren Kassette der 3 gespeichert sind.
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5 ist
eine Detaildarstellung eines Rollenantriebs für die Schubstange der bevorzugten
Ausführungsform
der auswechselbaren Kassette der 3.
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6 ist
eine Perspektive der zusammengesetzten auswechselbaren Kassette
von 3 mit einer von hinten zu ladenden
Nadel.
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7 ist
eine Explosionsdarstellung einer alternativen Ausführungsform
der auswechselbaren Kassette, die Nadeln an der Spitze lädt.
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8 ist
eine ausführliche
Schnittzeichnung einer Spitzenausrichtungsstruktur, eines Strahlungssensors
und einem Nadelabtastsystem der auswechselbaren Kassette der 9.
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9 ist
eine perspektivische Darstellung einer zusammengesetzten auswechselbaren
Kassette mit einer an der Spitze zu ladenden Nadel.
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10 ist
eine perspektivische Darstellung einer zusammengesetzten auswechselbaren
Kassette mit einem angebrachten Schutzschild.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Unter
Bezug auf 1, weist ein automatisches
System 10 zum Laden niedrigdosierter Radioisotope Seeds
in eine Vielzahl von Implantationsnadeln eine Ladestation 12 auf,
in die eine auswechselbare Kassette 14 positioniert werden
kann. Vorzugsweise beinhaltet die Ladestation 12 eine Struktur,
die eine Kassetten-Empfangsstruktur 16 an einer Vorderseite
der Ladestation, die, wie in 2 gezeigt, dem
Benutzer zugewandt ist, definiert. Bei dieser Ausführungsform
stellt die Ladestation 12 eine auf den Benutzer gerichtete
Vorderseite mit einem entsprechend längerem Ausmaß der in
der Kassetten-Empfangsstruktur 16 parallel zu dieser Vorderseite
positionierten auswechselbaren Kassette dar. Alternativ dazu können die
Kassette 14 und die Kassetten-Empfangsstruktur 16 quer
zur Vorderseite der Ladestation 12 oder ebenso zur Hinterseite
der Ladestation 12 gerichtet werden.
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Die
Ladestation 12 hat eine Basis 20 (wie in 1 gezeigt) und eine Abdeckung 22 (wie
in 2 gezeigt), vorzugsweise aus geformten Kunststoff oder
Metall. Ein Computerprozessor 30 für das automatische System ist
vorzugsweise eine Hauptplatine, das über einen Mikroprozessor, internen
Bus, einen PCI-kompatiblen Bus, DRAM und EPROM oder batteriegestütztes SRAM,
verfügt,
mit geeigneten externen Schnittstellen oder angepassten PC-Karten für eine Videoschnittstelle,
Mehrkanal-IDE-Schnittstellen, einer Diskettenschnittstelle, einer
Ethernet-Schnittstelle, COM- und LPT-Schnittstellen, einem bidirektionalem
parallelen Port und einem seriellen Port. Ein automatisches Bewegungssteuerungssystem 32 ist
vorzugsweise ein Galil-Bewegungssteuerungsgerät, das von Galil Motion Control
Inc. erhältlich
ist, und das mit dem Computerprozessor 30 über den
PCI-kompatiblen Bus gekoppelt wird. Das automatische Bewegungssteuerungssystem 32 mit entsprechenden
Softwaretreibern stellt umfassende Funktionalität für die Steuerung der Schrittmotorposition
und der Feedbacksensoren auf niedrigstem Niveau bereit. Eine Festplatte 34,
ein Diskettenlaufwerk 36, ein hochdichtes Wechseln Medienlaufwerk 37 und
ein CD- oder CD-RW-Laufwerk 38 werden ebenfalls für das Speichern
von Daten und Informationen, die von dem automatischen System 10 verwendet werden,
bereitgestellt. Eine Videoanzeige 40, die als primäre Benutzerschnittstelle
arbeitet, ist vorzugsweise eine flache 18,1-Inch(ca. 46 cm)-Flachbett-LCD
mit einer 1280 zu 1024-Auflösung mit
einem widerstandsfähigen
Berührungsbildschirm,
wie sie vom National Display Systems erhältlich sind. Alternativ dazu
können
konventionelle Nicht-Berührungsbildschirm- Videoanzeigen und
Maus, Tastaturen und ähnliche
Eingabegeräte
bereitgestellt werden. Ein Proportionszählrohr-artiger Strahlungssensor 42 wird
positioniert, um in der Lage zu sein, den Durchfluss der Radioisotope
Seeds von der Kassette 14 in die Implantationsnadeln zu
erfassen und die Strahlungsstärke
der Radioisotope Seeds festzustellen. Bei der bevorzugten Ausführungsform
ist der Strahlungssensor 42 mit einer Mehrkanal-Analysekarte 43 verbunden,
die als Datenerfassungsgerät
für Informationen
von diesem Sensor dient. Für
die Übersichtlichkeit
werden keine der Zwischenverbindungen oder Kabel zwischen den verschiedenen
Elementen in 1 gezeigt. 2 einen
von einem Paar von Griffen 44 zum Tragen der Ladestation 12 und
einen von zwei Ventilatoreinheiten 46 zum Kühlen des
Schaltkreises und der Komponenten der Ladestation 12. Lautsprecher 48 sind
ebenfalls in die Vorderseite der Ladestation 12 integriert.
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Unter
spezifischem Bezug auf 2 wird die nach unten gewinkelte
Kassetten-Empfangsstruktur 16 der
bevorzugten Ausführungsform
beschrieben. Die Kassetten-Empfangsstruktur 16 beinhaltet
einen gewinkelten Kanal 24 mit Seiten, die eine nach unten gewinkelte
Lauflinie zum Einfügen
bei einem bevorzugten Winkel von rund 45 Grad definieren. Wenn in Position,
sichert die Ladestation 12 die Kassette an der Position
unter Anwenden eines elektrischen Solenoids 26, um versehentliches
Entfernen der Kassette 14 während des Betriebs des automatischen Systems 10 zu
verhindern. Das Sichern wird automatisch eingeleitet, wenn das Vorhandensein
der Kassette 14 in der Kassetten-Empfangsstruktur 16 erkannt
wurde und der Benutzer einen Ladevorgang über das Display 40 eingeleitet
hat. Das Entsichern der Kassette wird von dem Benutzer eingeleitet,
indem er einen Vorgang zum Entfernen der Kassette über das
Display 40 auswählt,
jedoch erst wenn der Computerprozessor 30 den Abschluss
aller kritischen Bewegungen, die Bestandteil des Nadelladevorgangs
sind, bestätigt
und die Stromzufuhr zur Kassette 14 beendet hat. Vorzugsweise
ist die einzelne andere Schnittstelle zwischen der Kassette 14 und
der Kassetten-Empfangsstruktur 16 ein stiftförmiges,
elektrischer Mehrfachsteckverbinder 28. Da die Schrittmotoren
und die dazugehörigen
Impulsgeberscheiben in der Kassette 14 enthalten sind,
wird der Bedarf an extrem hohen Toleranzübereinstimmungen zwischen dem
Kanal 24 der Kassetten-Empfangsstruktur 16 und
der Kassette 14 minimiert. Zusätzlich zu den notwendigen Steuer-
und Sensorsignalen beinhaltet der Steckverbinder 28 eine
Erd- und Stromverbindung, um die Kassette 14 mit Strom
zu versorgen. Das Vorhandensein der Kassette 14 in der
Kassetten-Empfangsstruktur 16 wird über einen Kontakt im Verbindungsstecker 28 erkannt.
Obwohl ein gewinkelter Kanal 24 die bevorzugte Ausführungsform
für die
Schnittstelle zwischen der Kassette 14 und der Kassetten-Empfangsstruktur 16 ist,
wird festgestellt, dass viele andere Strukturen wie Führungsschienen,
Klinkel, Schwenkanordnungen, Kugel- und Sperrverschlüsse und
Ausrichtungen, wie horizontal und vertikal, und Verbindungsteile,
wie optische, Infrarot-, RF-, Schiebekontakte, Rasterkontakte oder
dergleichen verwendet werden können, um
die gleiche Funktion einer Schnittstelle zwischen der Kassette 14 mit
der Kassetten-Empfangsstruktur 16 auszuüben. Unter Bezugnahme auf die 3A und 3B,
die Kassette 14 enthält
eine Vielzahl von Radioisotope Seeds und eine Vielzahl von Spacern,
die in der Kassette vorgeladen sind. Die Kassette 14 hat
zumindest eine Öffnung,
in die eine Implantationsnadel positioniert wird. Vorzugsweise werden
die Radioisotope Seeds und Spacer in Löcher oder Kammern 52 geladen,
die sich um den Umfang einer drehbaren Trommel 54 herum
befinden. Bei dieser Ausführungsform
beinhaltet die Kassette 14 ein Paar von Schrittmotoren
in der Kassette. Ein erster Schrittmotor 56 dreht die drehbare
Trommel 54. Es wird erkannt, dass der Schrittmotor 56 vorzugsweise
die drehbare Trommel 54 ohne eine eingreifende Getriebeanordnung
direkt antreibt. Ein zweiter Schrittmotor 58 hat einen
Rollenantrieb 60, der in Eingriff mit einer Schubstange 62 rotiert,
um die Schubstange 62 zu schieben. Für die drehbare Trommel 54 ermittelt
ein Impulsgeberdetektor 64 die Position einer entsprechenden
Impulsgeberscheibe 66, die dann zu dem automatischen Bewegungsmeldungssystem 32 (1) zurückgemeldet
wird. Vorzugsweise werden der Schrittmotor und der Impulsgeber so
ausgewählt,
so dass der Schrittmotor in vollen Schritten vorangeht im Verhältnis zu
der Distanz zwischen den Kammern um den Rand herum voranschreitet.
Die Ausrichtung der Öffnung
zu den Kammern in der Trommel wird vorzugsweise ursprünglich zum
Zeitpunkt des Zusammensetzens durchgeführt. Es wird erkannt, dass
andere Motorantriebe als Schrittmotoren mit äquivalentem Erfolg bei der
vorliegenden Erfindung verwendet werden können, wie Servomotoren, Schneckengetriebemotoren
oder Gleichstrommotoren mit geeigneter Indexsteuerung.
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Bei
einer wie in 7 gezeigten alternativen Ausführungsform
kann ein Impulsgeber mit höherem Auflösungsgrad
verwendet werden und der Schrittmotor kann in weniger als vollen
Schritten eingesetzt werden. Bei dieser Ausführungsform erzeugt ein erster
Impulsgeber für
die drehbare Trommel ein die Position betreffendes Feedbacksignal
eines Indexes der Kammer der drehbaren Trommel relativ zu der Lauflinie
des linearen Aktuators 60, und ein zweiter Impulsgeber 68 mit
einer zweiten Impulsgeberscheibe 70 für den linearen Aktuator 60 erzeugt
ein die Position betreffendes Feedbacksignal einer Position des
langgestreckten Teils entlang der Lauflinie.
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Unter
nochmaligen Bezug auf 3 sind eine
Reihe von Positionssensoren 72 mit der Schubstange 62 ausgerichtet
positioniert, um den Lauf der Schubstange 62 zu ermitteln,
wie es von dem Rollenantrieb 60 durch seine Lauflinie angetrieben
wird. Die Sensoren 72 sind mit dem Sensorschaltkreis 74 verbunden,
um diese Positionsinformation dem automatischen Bewegungssteuerungssystem 32 zu übermitteln.
Jeder der Impulsgeberdetektoren 64 und der Sensorschaltkreis 74 werden
elektrisch mit einer Schaltkreisplatine 76 verbunden, die
einen geeigneten Steckverbinder 78, um mit einem entsprechenden
Steckverbinder 28 (2) in der
Kassetten-Einführungsöffnung 16 des
Gehäuses 12 übereinzustimmen
und damit zu verbinden.
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Vorzugweise
wird die Schaltkreisplatine 76 mit einem elektrisch löschbaren,
programmierbaren Festwert-Speicher (EEPROM) 79 oder einem ähnlichen
nichtflüchtigen
Speicher bereitgestellt, um Parameter und andere Daten, die für die bestimmte Kassette 14 und
den bestimmten Patienten und den Dosierungsplan, der für den Patienten
aufgestellt wurde, einmalig sind, zu speichern. Die Inhalte von EEPROM 79 wurden
ursprünglich
während
dem Laden und der Kalibrierung der Kassette 14 in der Fabrik
konfiguriert. Diese Inhalte werden durch das automatisierte System 10 so
aktualisiert, dass der gegenwärtige
Zustand der Kassette 14 kontinuierlich widergespiegelt
wird. Wenn zum Beispiel Radioisotope Seeds und/oder Spacer aus einer
gegebenen Kammer 52 ausgestoßen werden, dann werden die
Daten auf EEPROM 104 aktualisiert, um widerzuspiegeln, dass
die gegebene Kammer 52 keine Radioisotope Seeds bzw. Spacer
mehr enthält.
Vorzugsweise ist EEPROM 79 in der Lage, Patienten- oder Krankenhausidentifikationsinformationen,
sowie auch Seed-Inventar- und Herstellungsinformationen zu speichern.
Gegebenenfalls kann der EEPROM auch vorbestimmte Dosierungspläne für den bestimmten
Patienten speichern.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform,
umhüllen
verschiedene Gehäuseelemente
die Kassette 14, um eine einzelne, umhüllte Einsetzkassette zu bilden,
um den Betrieb und die Handhabung der wie in 3 gezeigten
Kassette zu vereinfachen. Vorzugsweise werden die verschiedenen
Gehäuseelemente
aus rostfreiem Stahl hergestellt, um den schützenden Aspekt des Gehäuses zu
erhöhen.
Alternativ dazu kann das Gehäuse
aus anderen Materialien als rostfreiem Stahl hergestellt werden.
Die Gehäuseelemente
können
zum Beispiel geformtes Plastik mit Teilen, die mit einer internen
Bleiauskleidung oder ähnlichem
versehen sind, um ausreichenden Schutz zu liefern, sein. Obwohl
die bevorzugte Ausführungsform
als eine einzelne, umhüllte
Einsetzkassette beschrieben wird, wird von Fachleuten verstanden, dass
einige oder alle funktionellen Komponenten der Kassette 14 separat
umhüllt
oder nicht umhüllt
belassen und funktionsfähig
miteinander verbunden werden können,
um die gleiche Funktionalität
zu erreichen, wie unter Beachtung der Übereinstimmung mit der Kassettenempfangsstruktur 16 und
der schützenden
Bewegung der Schubstange 62 entlang seiner Lauflinie.
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Bei
der wie in 3 gezeigten Ausführungsform
der von hinten zu ladenden Kassette 14 umhüllt eine
Schubstangenhülse 80 den
Lauf der Schubstange 62. Die Abdeckung 81 ist
eine einteilige Einheit, die die Rollenantriebanordnung 60 und
die damit verbundenen Komponenten abdeckt. Eine Rollenantriebsmotorhalterung 82 stellt
eine Befestigungsgrundlage für
die meisten der Hauptkomponenten der Kassette 14 bereit,
einschließlich
der Schaltkreisplatine 76 und dem Impulsgeberdetektor 64.
Das Gehäuse 83 beherbergt
den Schrittmotor 56 und die drehbare Trommel 54.
Eine Abdeckplatte 84 ist an der Gehäuseplatte 83 angebracht.
Die Motorhalterung 82 und die Abdeckung 81 werden
durch interne Schrauben (nicht gezeigt) gesichert, die zugänglich sind,
wenn die Abdeckplatte 84 entfernt wird. Eine Frontplatte 85 bedeckt
die Schaltkreisplatine 74 und ist ebenfalls mit Schrauben
zwischen der Abdeckplatte 84 und der Abdeckung 81 befestigt.
Ein Nadelgehäuse 86 ist
ebenfalls an die Abdeckplatte 84 angeschraubt und beinhaltet
die Öffnung 50,
durch die die Nadel auf die Kassette zugreift.
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Bei
der wie in 6 gezeigten Ausführungsform
werden die Inhalte in den hinteren Teil 131 der Implantationsnadel 130 geladen,
die eine mit Knochenwachs oder ähnlichem Überzugsmaterial
verstopfte Spitze 132 besitzt. Alternativ dazu kann eine Klemme
an der Nadelspitze 132 verhindern, dass der Inhalt der
Kammer beim Laden der Nadel von hinten 131 aus der Nadelspitze 132 herausgedrückt wird. Bei
dieser Ausführungsform
wird das hintere Teil 131 der Nadel 130 vorzugsweise
an der Stelle der Öffnung 50 durch
ein Luer-Lock oder eine ähnliche
Konstruktion gesichert. Vorzugsweise überragt die Spitze 132 als
eine Sicherheitsmaßnahme
nicht die Seiten der Ladestation 12.
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Bei
einer wie in 7 und 9 gezeigten alternativen
Ausführungsform
werden die Inhalte eher in die Spitze 132 der Nadel 130 als
in den hinteren Teil 131 der Nadel 130 geladen.
Bei dieser Ausführungsform
werden die Gehäuseelemente
etwas anders konfiguriert als in der von hinten zu ladenden Ausführungsform.
Eine Schubstangenhülse 80 umhüllt den
Lauf der Schubstange 62. Gehäusehälften 87 werden an
eine Basis 88 angepasst, um die/den Rollenantriebanordnung/linearen
Aktuator und deren assoziierte Komponenten abzudecken. Die Basis 88 stellt
eine Befestigungsbasis für
die meisten der Hauptkomponenten der Kassette 14 der an
der Spitze ladenden Ausführungsform
bereit, einschließlich der
Schaltkreisplatine 76 und des Impulsgeberdetektors 64.
Die Platte 89 stellt eine Befestigungsstruktur für den Schrittmotor 56 bereit
und beinhaltet eine Öffnung 90,
durch die die Schubstange 62 gleitet, um die Radioisotope
Seeds und Spacer, die sich in der Kammer 52 um den Umfang
der drehbaren Trommel 54 herum befinden, einzusetzen. Die
Platte 89 verhindert auch, dass die Radioisotope Seeds
oder Spacer aus der Kammer 52 auf einer Seite der drehbaren
Trommel 54 herausfallen. Eine deckelartige Abdeckung 92 ist über der
anderen Seite der drehbaren Trommel 54 befestigt und beinhaltet
eine Öffnung 94,
durch die Zugang zu dem Sensorschaltkreis 74 bereitgestellt
wird und durch die die Schubstange gleitet, um die Radioisotope
Seeds und Spacer in die Implantationsnadel (nicht gezeigt) über eine
Ausrichtungsröhre 96 ausgestoßen werden.
Eine Ausrichtungsstruktur 98, die vorzugsweise eine abgeschrägte Nadelausrichtungsführung aufweist,
hat einen internen Kanal, welche eine entsprechende abgeschrägte Implantationsnadel
mit der Ausrichtungsröhre 96 ausrichtet.
Ein elektrischer Solenoid 100 wird verwendet, um die Implantationsnadel
an der Stelle relativ zu der Kassette 14 zu halten, wenn
einmal die richtige Positionierung der Implantationsnadel in der
Ausrichtungsstruktur 98 bestätigt wurde. Bei dieser Ausführungsform
wird die zumindest eine Öffnung 50 an
einem Ende einer Schutzröhre 102 definiert,
die aus geeignetem Metall angefertigt ist, um die Radioisotope,
wie sie in die Implantationsnadel geladen werden, zu schützen.
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Zusätzlich zu
den Vorteilen, die der Aufbau der Kassette 14 als eine
einzelne, umhüllte
Einsetzkassette bietet, ist die bevorzugte Ausführungsform der Kassette 14 mit
einem Mindestmaß an
Einzelteilen gestaltet, um eine einfaches Zerlegen und eine einfache
Sterilisation zu ermöglichen,
um eine potentielle Wiederverwendung zu erlauben. Wenn die verschiedenen
Abdeckungen und Schaltkreisbauteile einmal entfernt wurden, werden
die verbleibenden Teile der Kassette 14 mit Alkohol oder
Wasserstoffperoxyd um die Keimbelastung zu entfernen. Nach dem Wiederzusammenbau
wird die gesamte Kassette durch ein Gassterilisationsverfahren gereinigt.
Die Leichtigkeit des Zerlegens stellt auch einen angenehmen Mechanismus
bereit, durch den eine Notentfernung der Radioisotope Seeds durchgeführt werden kann,
einfach durch Entfernen der Abdeckung 92 und das Entsorgen
der Radioisotope Seeds und Spacer in einem geeigneten Behälter.
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Das
Anwenden einer drehbaren Trommel 54 gewährt auch wichtige Vorteile
für die
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das Positionieren der Kammern 52 um
den Umfang der Trommel 54 herum verringert die Konzentration
der Strahlungsquellen an einem gegebenen Punkt und stellt eine optimale
Trennung von Radioisotope Seed voneinander bereit, und erhöht dadurch
die Sicherheit der Kassette 14.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
ist jede Kammer lang genug, um jeden kombinatorischen Satz von Radioisotope
Seeds, Spacer und Stopfen unterzubringen. Wie in 4 gezeigt,
können
verschiedene Kombinationen von Radioisotope Seeds 110,
Spacer voller Länge 112,
Spacern partieller Länge 114,
die als Zwischenraum dienen, und Stopfen 116, können in
einer gegebenen Kammer 52 positioniert werden. Bei dieser
Ausführungsform
ist die Länge
eines Radioisotope Seeds 110 oder einem Zwischenraum 114,
4,5 mm, die Länge
eines Spacers voller Länge 112 ist
5,5 mm und die Länge eines
Stopfens 116 ist 2 mm. Wie es offensichtlich ist, ermöglicht die
Länge eines
jeden Seeds 110, Spacers 112, 114 und
Stopfen 116 verschiedene anwendbare Kombinationen, die
die gleiche Gesamtlänge
haben, wenn sie in einer Implantationsnadel von 10 mm für Seed und
Spacer oder 12 mm für Seed,
Spacer und Stopfen positioniert werden. Die bestimmte Kombination
eines jeden für
eine gegebene Kassette wird optimal zu dem Zeitpunkt bestimmt, an
dem die Kassette 14 in Übereinstimmung
mit einem vorbestimmten Dosierungsplan geladen wird. Diese Informationen
können
dann von der automatischen Station 10 genutzt werden, um
die Implantationsnadeln in Übereinstimmung
mit diesem vorbestimmten Dosierungsplan zu laden.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
wird die drehbare Trommel 54 mit 200 Kammern 52 bereitstellt,
die mit gleichem Abstand um den Umfang der drehbaren Trommel 54 herum
angeordnet sind. Die optische Impulsgeberscheibe 66 hat
vorzugsweise 400 oder 1600 Zeilen der Auflösung, die eine Auflösung von
2 oder 8 Zählungen
pro Kammer 52 ergibt. Bei einer alternativen Ausführungsform
mit einer höheren
als zuvor beschriebenen Auflösung
werden 72.000 Zeilen der Auflösung
angewendet, die eine Auflösung
von 360 Zählungen
pro Kammer 52 ergibt. Eine Ursprungsreferenz wird durch
einen Indexkanal auf der Impulsgeberscheibe 66 bereitgestellt.
Die Ausrichtung der Öffnung 50 zu
den Kammern 52 in der Trommel 54, unter Verwendung
des Indexkanals, wird vorzugsweise zum Zeitpunkt des Zusammenbaus
erreicht. Bei einer hochauflösenden
Ausführungsform
wird ein Ausgleich zu der ersten Kammerstelle im Uhrzeigersinn von
der Ursprungsreferenz als ein Parameter für die Kassette 14 gespeichert, um
eine individuelle Kassettentoleranzkalibrierung zu ermöglichen.
Alternativ dazu kann ein optischer Sensor verwendet werden, um die
Mitte einer Kammer 52 zum Zweck des Kalibrierens eines
Indexes zu platzieren. In Betrieb, verwendet das automatische Bewegungssteuerungssystem 32 den
Schrittmotor 56 und den Impulsgeberschaltkreis 64,
um eine Referenz zu der ersten Seed-Trommelkammer 52 zu etablieren.
Die Bewegung der Trommel 54 kann in zwei Richtungen (d.h.
im oder gegen den Uhrzeigersinn) und so schnell wie möglich stattfinden,
um sich zu der nächstgelegenen
gewünschten
Kammer zu bewegen, wie es durch den Computerprozessor 30 und
das automatische Bewegungssteuerungssystem 32 in der kürzest möglichen
Zeit festgelegt wird. Wenn durch den Computerprozessor 30 erfordert wird,
schaltet das automatische Bewegungssteuerungssystem zu der Mitte
der gewünschten
Kammerstelle in Vorbereitung des Transfers des Inhaltes dieser Kammer 52 in
die Implantationsnadel. Die Trommel 54 verbleibt an dieser
Stelle, bis sie an eine neue Position beordert wird.
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Beziehen
wir uns jetzt auf 5, eine bevorzugte Ausführungsform
der Rollenantriebanordnung 60 wird beschrieben. Ein Rollenantriebspaar 120, 121 werden über und
unter der Lauflinie der Schubstange 62 positioniert. Der
obere Rollenantrieb 120 ist vorzugsweise die Welle des
Schrittmotors 58. Die untere Rolle 121 ist vorzugsweise
ein Kugellager 122, das an einem vorgespannten Schwenkarm 123, der
durch eine Feder vorgespannt ist. Vorzugsweise beinhaltet der obere
Rollenantrieb 120 einen radialen Kanal 125, der
zum Führen
der Schubstange 62 angepasst ist. Der Schwenkarm 123 schwenkt
zurück um
es der Schubstange 62 zu ermöglichen, in die Rollenantriebsanordnung 60 einzudringen.
Wenn eingerastet führt
der Kanal 125 die Schubstange 62, wie es durch
Reibung zwischen den Rollenantrieben 120, 121 gehalten
wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform
ist der Kanal 125 in Hinsicht auf die Kammern 52 durch
Anpassen des Motors 58, der die Rollenantriebanordnung
zu der gewünschten
Tiefe antreibt, ausgerichtet. Eine positive Laufgrenze wird vorzugsweise
durch das Anwenden eines ersten optischen Sensors 126 errichtet,
der Teil der Struktur der Rollenabtriebanordnung 60 ist,
die den hinteren Teil der Schubstange 62 beim Durchgang
durch einen definierten Punkt erkennt. Eine negative Laufgrenze
für die
Lauflinie der Schubstange 62 wird durch einen zweiten optischen
Sensor 127 erreicht, der sich als eine Ursprungsreferenz
verdoppelt. Vorzugsweise beschränken
die Laufgrenzen nicht den Schrittmotor 58, sondern senden
vielmehr eine Angabe an das automatische Bewegungssteuerungssystem 32,
dass die entsprechende Laufgrenze überschritten wurde. Wenn es
einmal auf den Ausgangspunkt im Bezug auf die Ursprungsreferenz
gebracht ist, wird die Schubstange 62 vorwärts und
in eine offene Kammer 52 in der Trommel 54 angetrieben. Dies
dient als loser mechanischer Verschluss, um zu verhindern, dass
die Trommel unbeabsichtigt gedreht wird. Wenn durch den Computerprozessor 30 eine Anforderung
zum Seed-Transfer erzeugt wird, aktiviert das automatische Bewegungssteuerungssystem 32 die
Rollenantriebsanordnung 60, um die Schubstange 62 zurückzuziehen,
wodurch der Trommel ein freies Drehen ermöglicht wird.
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Wenn
die Trommel 54 auf die gewünschte Kammerstelle bewegt
wird, weist das automatische Bewegungssteuerungssystem 32 den
Schrittmotor 58 an, die Schubstange 62 vorwärts zu bewegen,
um den Inhalt der Kammer 52 aus der Trommel 54 in
die Röhre 96,
die zu dem Strahlungssensor 42 führt, zu drücken. Die Strecke, die die
Schubstange zurücklegt,
basiert auf der Gesamtlänge
des Inhalts in der gegebenen Kammer und der Lage des Strahlungssensors 42.
Weil das automatische Bewegungssteuerungssystem 32 die
Natur des Inhalts jeder Kammer 52 kennt, wird die Schubstange
angewiesen, den Radioisotope Seed anzuhalten und vor dem Strahlungssensor 42 zu
platzieren, wenn ein Radioisotope Seed im Inhalt einer gegebenen
Kammer vorhanden war, und wenn der Computerprozessor 30 bestimmt
hat, dass eine Strahlungsmessung auf der Grundlage der Strahlungserfassungsparameter,
die von dem Benutzer des automatischen Systems 10 festgelegt
wurden, erforderlich ist. In diesem Fall wird eine Nachricht von
dem automatischen Bewegungssteuerungssystem 32 dem Computerprozessor 30 mitgeteilt,
wenn der Radioisotope Seed 110 korrekt positioniert wurde,
was anzeigt, dass eine Strahlungsmessung durchgeführt werden
kann. Wenn die Strahlungsmessung erfolgt ist, oder wenn keine Strahlungsmessung
notwendig ist, weist das automatische Bewegungssteuerungssystem
den Schrittmotor 58 an, die Schubstange vorwärts zu bewegen,
um den Inhalt in die Implantationsnadel 130 zu drücken.
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Der
austrittsseitige der Positionssensoren 72 wird entlang
des Pfades des Materialtransfers bereitgestellt, um das Erkennen
der vorderen Kante des Inhalts im Bezug auf die Spitze der Schubstange 62 zu ermöglichen.
Wenn der Inhalt einer gegebenen Kammer 52 durch den Positionssensoren 72 bewegt
wird, kann die Gesamtlänge
des Inhalts bestimmt werden. Dies ermöglicht die Verifizierung der
Länge des
Inhalts einer gegebenen Kammer 52 mit der Information ,
die das automatische System zu dem hat, was in der Kammer sein sollte,
um potentielle Fehlladungen zu vermeiden. Im Fall einer vorzeitigen
oder verspäteten
Aktivierung des Sensors 72 durch die Spitze der Schubstange 62 in
Bezug auf die erwartete Aktivierung auf der Grundlage der angenommenen
Länge des
Inhalts dieser gegebenen Kammer 52 wird eine Warn- oder
Fehlermeldung an den Computerprozessor 30 weiter gegeben.
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Bei
der wie in 9 gezeigten an der Spitze zu
ladenden Ausführungsform,
wird wie die Inhalte in die Implantationsnadel 130 geliefert
werden, eine Sondenführung,
die vorzugsweise in der Implantationsnadel 130 positioniert
ist, durch fortschreitendem Inhalt zurückgedrückt. Auf diese Weise sind die
Nadel 130 und die Sondenführung 134 zum Verwenden bereit,
sobald der Ladevorgang abgeschlossen ist und es nicht notwendig
ist, eine Sondenführung
nach dem Abschluss des Ladevorgangs in die Implantationsnadel einzufügen, und
dadurch das Risiko übernehmen,
dass die Sondenführung
den Stopfen 116 entfernt oder jeglichen geladenen Inhalt
aus der Implantationsnadel 130 verdrängt.
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Da
jede gegebene Implantationsnadel 130 mit den Inhalten einer
oder mehrerer Kammern 52 geladen werden kann, ist es wichtig,
dass der Inhalt einer gegebenen Kammer 52, die einen Stopfen
zum Einführen
an der Spitze 132 der Implantationsnadel 130 enthält, genau
mit dem Ende der Spitze 132 ausgerichtet ist. In diesem
Fall bewegt das automatische Bewegungssteuerungssystem 32 vorzugsweise
den Inhalt der Kammer 52, die einen Stopfen enthält, zu einer
absoluten Stelle im Bezug auf die Spitze 132 der Implantationsnadel 130,
bevor es den Inhalt über eine
relative Strecke, die auf der erwarteten Länge des Inhalts dieser Kammer
basiert, bewegt wird. Auf diese Art werden die Stopfen 116 immer
eingeführt, so
dass sie mit den Enden der Spitzen 132 der Implantationsnadeln 130 bündig sind.
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Beziehen
wir uns jetzt auf 8, eine Ausführungsform der Ausrichtungsstruktur 98 und
der Positionierung einer Implantationsnadel 130 wird beschrieben.
Um den Ladezyklus zu beginnen, muss die Nadelspitze 132 durch
den Benutzer korrekt positioniert werden, so dass eine bekannte
Position für die
Nadelspitze 132 etabliert wird. Ein optischer Sensor 140 wird
genau an der gewünschten
Stelle der Nadelspitze 132 positioniert und mit dem Sensorschaltkreis 74 (1) verbunden. Vorzugsweise wird die Ausrichtungsstruktur
abgeschrägt,
um der Abschrägung
der Spitze 132 der Implantationsnadel 130 zu entsprechen.
Um eine korrekte Ausrichtung zu erreichen, führt der Benutzer die Implantationsnadel 130 in
die Öffnung 50 ein,
bis sie an die Ausrichtungsstruktur 98 anstößt und dann
die Implantationsnadel 130 dreht, bis der optische Sensor 140 eine
exakte Ausrichtung angibt. Vorzugsweise bleibt der optische Sensor
während
dem Ladeprozess aktiv, um zu bestätigen, dass es keine Bewegung
der Implantationsnadel 130 während diesem Prozess gibt. Wenn
die exakte Positionierung der Implantationsnadel 130 bestätigt wurde,
wird ein elektrisches Solenoid 100 aktiviert, um die Implantationsnadel 130 relativ zur
Kassette 14 an der Stelle festzuklammern. Die Kraft des
Soleoinid 100 ist so groß, dass die Implantationsnadel 130 während des
Ladevorgangs nicht bewegt werden kann, aber nicht ausreicht, um
die Implantationsnadel 130 zu zerdrücken. Bei der bevorzugten Ausführungsform
wird das Solenoid 100 automatisch gelöst, wenn das Laden der Implantationsnadel 130 abgeschlossen
ist und ein Stopfen 116 in die Spitze 132 der
Implantationsnadel 130 eingeführt wurde.
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Beziehen
wir uns jetzt auf 10, eine Ausführungsform
der Kassette 14, die einen Schutzschild 150 beinhaltet,
wird beschrieben. Der Schutzschild 150 ist vorzugsweise
ein transparentes oder halbtransparentes geformtes thermoplastisches
Material, das sich auflösbar
an den Endabschnitten 152, 154 der Kassette 14 anheftet.
Vorzugsweise gleitet das Endteil 152 über die Schubstangenführungshülle 80 und
das Endteil 154 schnappt über die Öffnung 50 und wird
durch einen Luer-Lock Abschlußpunkt,
der zum Befestigen der Nadel 130 an die Kassette 14 verwendet
wird. Ein Rand 156 um das Schild 150 herum stellt
ein Anpassen an den entsprechenden angehobenen Teil 17 der
Anpassungsstruktur der Ladestation 12 dar. Der Anwendungszweck
des Schildes 150 zielt auf das Verringern der Möglichkeit,
die Kassette 14 bei normalem Betrieb zu verunreinigen und
die Sterilität
der Kassette 14 während
der Handhabung und des Ladens der Kassette 14 in die Ladestation 14 zu
erhalten, ab. Vorzugsweise wird das Schild 150 mit durch
Griffausbildungen 158 bereitgestellt, die eine einfache
manuelle Manipulation der Kassette 14 zusammen mit dem
Schild 150 während des
Ladens der Kassette 14 ermöglichen. Es wird erkannt, dass
mechanische Zusatzanordnungen, die von der bevorzugten Ausführungsform
abweichen, wie Klinken oder ähnliches
oder klebendes Zubehör wie
Klebstoff oder ähnliches
verwendet werden könnte,
um das Schild 150 abnehmbar an Kassette 14 anzubinden.
Während
ein einfaches Abgrenzen des Bezugsverhältnisses zwischen dem Rand 156 des Schildes 150 und
des entsprechenden erhöhten
Teils 17 der Einpassstruktur 16 gezeigt wird,
wird erkannt werden, dass andere versiegelnde Dichtungsanordnungen
mit Dichtungen oder Klebstoffen oder mit einer ergänzenden
mechanischen Ausrichtung bzw. einer Klinkvorrichtung auch verwendet
werden können, um
das beabsichtigte Anpassen von Schutz 150 an die Einpassstruktur 16 durchzuführen.
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Obwohl
die Kassette 14 der vorliegenden Erfindung in Bezug auf
die automatische Station 10 beschrieben wurde, wird erkannt,
dass die Kassette 14 der vorliegenden Erfindung auch mit
anderen automatischen Vorrichtungen als Teil eines niedrigdosierten
Brachytherapieverfahrens verwendet werden kann. Der langgestreckte
Teil, das zum Ausstoßen der
Radioisotope Seeds in der bevorzugten Ausführungsform verwendet wird,
ist eine Schubstange 62, die die Seeds in eine Vielzahl
von Implantationsnadeln lädt.
Wenn die Kassette 14 mit einem automatischen Nadeleinführungssystem
verwendet wird, ist der langgestreckte Teil eine Trokarnadel oder
ein ähnlicher
Schnittteil, dass zuerst einen Schnitt in den Patienten ausführt, dann
herausgezogen wird, und letztlich durch die Öffnung der Kassette fortschreitet, um
die Seeds auszustoßen.
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Obwohl
die Trommel 64 als die bevorzugte Ausführungsform des positionierbaren
Teils der Kassette 14, wobei seine Bewegung von dem Schrittmotor 56 gesteuert
wird, beschrieben wurde, sollte erkannt werden, dass andere Formen
des positionierbaren Teils und anderer Motorenanordnungen auch im
Rahmen der vorliegenden Erfindung wirksam sein können. Zum Beispiel kann das
positionierbare Teil ein X-Y-Raster der Kammern eines Paares von Schrittmotoren
sein, die das Raster in X-Y-Ausrichtungen antreiben, um die gewünschte Kammer
in Übereinstimmung
mit der Öffnung
und der Schubstange 62 auszurichten. Obwohl Schrittmotoren,
wie Schrittmotor 56, und Impulsgeber, wie Impulsgeber 58,
eine annehmbare und ökonomische
Weise zur Implementierung der vorliegenden Erfindung sind, können sie
durch eine externe Mikroprozessoranordnung gesteuert werden, und
es wird erkannt werden, dass andere Anordnungen wie Getriebe, Antriebsriemen
und Motorkupplungswellen anstelle des Schrittmotors verwendet werden
können,
und dass Kontaktsensoren, optische Sensoren oder eine Eintragung
eines bekannten Ausgangspunktes auch anstelle eines Impulsgebers
verwendet werden können. Es
wird ebenfalls erkennbar sein, dass, obwohl die bevorzugte Ausführungsform
mit einem externen Mikroprozessor gekoppelt werden kann, würde es ebenfalls
möglich
sein, einen Mikroprozessor in die Kassette selbst zu integrieren
und um extern über
Telekommunikation, Radiokommunikation oder ähnlichem anstelle von elektrischen
Verbindungen zu kommunizieren.