DE60117381T2

DE60117381T2 - Automatisches system zum laden von radioisotopischen strahlungsquellen in implantationsnadeln

Info

Publication number: DE60117381T2
Application number: DE60117381T
Authority: DE
Inventors: M. Daniel Shorewood ELLIOTT; M. George Eden Prairie HOEDEMAN; J. John Buffalo BERKEY; D. Jonathan Minnetonka ELLIOTT
Original assignee: Mentor Corp
Current assignee: Mills Biopharmaceuticals LLC
Priority date: 2000-06-05
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2021-06-06
Also published as: US7229400B2; ATE318162T1; EP1286720B1; AU2001275251A1; CA2409977C; ES2257417T3; BR0111443B1; US6537192B1; DE60117381D1; US20030139641A1; CA2409977A1; BR0111443A; EP1286720A1; WO2001093943A1

Description

BEREICH DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein den Bereich medizinischer Vorrichtungen zur Handhabung von Radioisotop-Materialien. Spezifischer, die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisiertes System zum Laden von niedrig dosierten Radioisotop-Seeds in Implantationsnadeln für die Verwendung in Brachytherapie-Prozeduren oder dergleichen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Der Einsatz von Radioisotopen für verschiedene medizinische Prozeduren wie z.B. Brachytherapie und dergleichen ist gut bekannt. Solche Anwendungen fallen in zwei allgemeine Kategorien: (i) hoch dosierte Radioisotope, die vorübergehend für eine relativ kurze Zeitperiode im Körper eines Patienten positioniert werden, um die Strahlungsbehandlung durchzuführen, und (ii) niedrig dosierte Radioisotope, die permanent im Körper eines Patienten für die Dauer der Stahlungsbehandlung implantiert werden, die anhand der Stärke und der Halbwertzeit des implantierten Radioisotops bestimmt wird. Hoch dosierte Radioisotope werden typischerweise mit einer Katheteranordnung und einer Vorrichtung implantiert, die gewöhnlich als Nachlader bekannt ist und der das am Ende einer Zuführleitung befindliche hoch dosierte Radioisotop durch den Katheter zu der gewünschten Stelle bringt. Niedrig dosierte Radioisotope, andererseits, werden mit einer Reihe von Implantationsnadeln implantiert, wobei die niedrig dosierten Radioisotope in sehr kleinen Behältern, Seeds genannt, eingekapselt sind, die manuell in eine Reihe von Implantationsnadeln geladen und dann ausgestoßen werden, so dass sie ein dreidimensionales Raster von Radioisotopen im Patienten bilden, das einem von dem Arzt bestimmten Dosisplan entspricht. Das Ziel der niedrig dosierten Brachytherapie-Prozedur ist es, dieses dreidimensionale Raster von Radioisotop-Seeds in und um einen kanzerösen Zielgewebebereich zu positionieren. Jedes der Radioisotop-Seeds besteht aus einer radioaktiven Strahlungsquelle wie Iod (I-125) oder Palladium (Pd-103) innerhalb eines kleinen, röhrenähnlichen Titanmantels, der etwa die Größe eines Reiskorns hat. Diese Typen von niedrig dosierten radioaktiven Strahlungsquellen emittieren Strahlung mit sehr niedriger Energie, die hauptsächlich von dem Gewebe unmittelbar um das Radioisotop-Seed absorbiert wird. Diese konstante Niederenergiestrahlung wird typischerweise von den Radioisotop-Seeds für einen Zeitraum von bis zu sechs Monaten emittiert, um die Krebszellen in dem Zielbereich abzutöten, ohne dass der Patient dem Unbehagen und den Risiken ausgesetzt wird, die hoch dosierte Radioisotopprozeduren häufig begleiten.
Eine übliche Brachytherapie-Prozedur ist die Verwendung von niedrig dosierten Radioisotopen zur Behandlung von Prostatakrebs. Obwohl Brachytherapie-Prozeduren unter Verwendung von niedrig dosierten Radioisotopen zwar auf viele verschiedene Teile des Körpers angewendet werden können, ist es zur Vermittlung eines besseren Verständnisses dieser Behandlungen hilfreich, eine bestimmte Behandlung zu beschreiben. In einer typischen Prostatakrebs-Prozedur wird eine vorbestimmte Anzahl von Seeds (zwischen 1 und 6) in jeder aus einer Reihe von Implantationsnadeln (bis zu 40) positioniert, wobei die Seeds durch kleine Abstandshalter in jeder Nadel voneinander getrennt werden. Eine geringe Menge Knochenwachs wird auf die Spitze der Implantationsnadeln aufgebracht, um zu verhindern, dass die Seeds und Abstandshalter herausfallen, bevor sie im Patienten implantiert sind. Die geladenen Implantationsnadeln werden dann mit einem Stativ, der ein X-Y-Koordinatengitter hat, an der entsprechenden Stelle zum Einführen in den perinealen Bereich des Patienten positioniert. Jede Nadel wird manuell in der entsprechenden Kammer in dem Gitter positioniert und in den Patienten eingefüht. Eine Ultraschallsonde assistiert dem Arzt beim Führen der Nadeln zu dem gewünschten Ort. Die Seeds und Abstandshalter werden von der Spitze der Implantationsnadel mit einer Sondenführungs- und Hohlnadelanordung zugeführt, wobei die Hohlnadel vorzugsweise zurückgezogen wird, während das Stylett an seinem Ort bleibt. Nach Abschluss des Vorgangs bilden die implantierten Seeds ein dreidimensionales Raster von radioisotopen Strahlungsquellen, das einen vorbestimmten Dosisplan zur Behandlung des Prostatakrebses in dem Patienten implementiert. Zu ausführlicheren Hintergrundinformationen über die Prozeduren und Instrumente, die bei dieser Art von Prostatakrebsbehandlung zum Einsatz kommen, wird auf das US-Patent Nr. 4,167,179 verwiesen.
Im Laufe der Jahre hat es zahlreiche Fortschritte in der Konstruktion der Vorrichtungen für den Einsatz in Radioisotop-Prozeduren gegeben. Die US-Patente Nr. 4,086,914, 5,242,373 und 5,860,909 sowie die PCT-Publikation Nr. WO 97/22379 beschreiben manuelle Seed-Injektionsanordnungen für eine niedrig dosierte Radioisotop-Prozedur, die einsetzbare Seed-Kassetten oder Seed-Magazine verwendet, um die Seeds direkt einer Implantationsnadel zuzuführen, die speziell für solche Kassetten oder Magazine adaptiert ist. Gleichermaßen beschreiben die US-Patente Nr. 4,150,298, 5,147,282, 5,851,172 und 6,048,300 austauschbare Kassettenzusammenstellungen, die die Zufuhrleitung enthalten, der in Verbindung mit speziell adaptierten Nachladern zum Einsatz kommt, die die Zufuhrleitung in ein Kathetersystem für eine hoch dosierte Radioisotop-Prozedur vorschieben.
Obwohl solche austauschbaren Kassetten zwar für den Einsatz in Verbindung mit hoch dosierten Radioisotop-Prozeduren guten Anklang gefunden haben, werden bei den Standardtechniken für niedrig dosierte Radioisotop-Prozeduren weiterhin eine Reihe von vorgeladenen Implantationsnadeln verwendet, die manuell von einem Radiophysiker im Krankenhaus unmittelbar vor der Prozedur geladen werden. Es gibt mehrere Gründe dafür, warum ein manuelles Laden der Implantationsnadeln unmittelbar vor dem Gebrauch in niedrig dosieren Radioisotop-Prozeduren bevorzugt wird. Zunächst gibt es Unterschiede im Hinblick auf die Typen von Radioisotop-Quellen, bei denen die Verwendung einer Kassettenanordnung für niedrig dosierte Radioisotop-Prozeduren nicht bevorzugt ist. Die für hoch dosierte Radioisotop-Prozeduren verwendeten Zufuhrleitungen benutzen nur eine oder eine geringe Zahl von Radioisotop-Quellen sehr hoher Leistung mit relativ langen Halbwertzeiten. Infolgedessen ist es rentabel und praktisch, eine Kassettenanordnung für eine solche geringe Zahl von hoch dosierten Radioisotopen bereitzustellen, die im Krankenhaus lange vor einer Prozedur bestellt und vorrätig gehalten werden können. Im Gegensatz dazu wird in Anbetracht der relativen kurzen Halbwertzeiten der Radioisotope, die in niedrig dosierten Radioisotop-Prozeduren zum Einsatz kommen, bevorzugt, die Radioisotop-Seeds unmittelbar vor ihrem Gebrauch zum Krankenhaus zu senden. Da die Zahl der Radioisotop-Seeds von Prozedur zu Prozedur je nach dem Dosisplan variiert, und weil die Kosten für jedes niedrig dosierte Radioisotop-Seed erheblich sind, ist es nicht rentabel, viel mehr Radioisotop-Seeds zu bestellen, als in einer bestimmten Prozedur gebraucht werden. Zweitens ist es wichtig, die Zeitdauer der Prozedur minimal zu halten, sowohl im Hinblick auf die Kontaktzeit des Arztes mit den niedrig dosierten Radioisotop-Seeds als auch im Hinblick auf die Gesamtzeit der Prozedur vom wirtschaftlichen Standpunkt der medizinischen Praxis aus gesehen. Die oben beschriebenen existierenden Einsetzkassetten- und Seed-Magazinsysteme erfordern mehr Zeit für die Durchführung der Implantationsprozedur als die Verwendung von herkömmlichen vorgeladenen Implantationsnadeln, weil die Radioisotop-Seeds nacheinander implantiert und nicht gleichzeitig als eine Gruppe von einer vorgeladenen Nadel zugeführt werden. Drittens wurde routinemäßig im Krankenhaus ein Radiophysiker angestellt, um die Implantationsnadeln vorzuladen und einen Satz von Probemessungen der Stärke der Radioisotop-Seeds durchzuführen, um zu prüfen, ob die Seeds die im Dosisplan vorgegebenen Anforderungen erfüllen. Schließlich ist man aufgrund der großen Zahl von niedrig dosierten Radioisotop-Seeds, die in einer bestimmten Prozedur zum Einsatz kommen (typischerweise bis zu 150), und der Notwendigkeit, dass der implantierende Arzt den Dosisplan zum Implantationszeitpunkt modifizieren kann, im Allgemeinen der Ansicht, dass dies aufgrund der Flexibilität, die sich ergibt, wenn man die Implantationsnadeln erst unmittelbar vor der Operation manuell lädt, die bestmögliche Behandlungsprozedur für den Patienten und die wirtschaftlich effizienteste Prozedur für das Krankenhaus darstellt.
Obwohl das manuelle Vorladen von Implantationsnadeln im Krankenhaus für die meisten niedrig dosierten Radioisotop-Prozeduren weiterhin die Norm ist, wurde der Erhöhung der Sicherheit oder Effizienz für diesen Prozess nur relativ wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Derzeit werden die Radioisotop-Seeds für einen bestimmten Dosisplan in großen Mengen in einem Schutzcontainer zum Krankenhaus transportiert. Im Krankenhaus werden die Radioisotop-Seeds aus dem Container auf eine Schale gekippt, wo der Radiophysiker die Seeds einzeln in einen Satz von Implantationsnadeln gemäß dem Dosisplan lädt. Die Implantationsnadeln werden typischerweise mit der mit Knochenwachs versiegelten Spitze in einen Nadelständer gestellt. Der Radiophysiker nimmt ein einzelnes Radioisotop-Seed mit einer Pinzette, einer Zange oder einem Vakuumschlauch auf und setzt dieses Seed in eine Nadel. Als Nächstes wird ein einzelner Abstandshalter aus Darm oder einem ähnlichen absorbierbaren Material in die Nadel gegeben. Der Vorgang wird je nach der im Dosisplan vorgeschrieben Anzahl von Seeds und Abstandshaltern wiederholt. Der Radiophysiker benutzt eine Schachtkammer, um die Stärke einer Probe der Radioisotop-Seeds zu messen (typischerweise von nur einem Seed bis zu einem Probenvolumen von etwa 10%). Während einige Nadelständer mit einem gewissen Maß an Abschirmung bereitgestellt werden, gibt es, wenn die Radioisotop-Seeds in den Implantationsnadeln geladen sind, nur sehr wenig Abschirmung zum Schützen der Hände und Finger des Radiophysikers während des Vorgangs des manuellen Ladens der Implantationsnadeln.
Das US-Patent Nr. 4,759,345 beschreibt einen strahlungsgeschützten Seed-Lader für handimplantierte Injektionsnadeln, die einen abgeschirmten zylindrischen Behälter zum Aufnehmen von bis zu sieben Implantationsnadeln verwendet. Die Spitzen der Implantationsnadeln werden mit Knochenwachs versiegelt und in Kammern in einer Ausrichtungsscheibe platziert. Eine Seed-Ladescheibe wird über den Enden der Nadeln platziert und auf jeden von sieben Trichtern ausgerichtet, die sich über einem jeweiligen Ende der Nadel befinden. Der Ladevorgang erfolgt hinter einem L-förmigen Abschirmblock und erfordert die Verwendung einer Zange, um Seeds nacheinander aufzunehmen und sie in einen der Trichter fallen zu lassen, so dass sie in das Ende der jeweiligen Nadel geführt werden. Nach dem Laden der einzelnen Nadeln durch die Trichter in der Seed-Ladescheibe wird die Seed-Ladescheibe entfernt und ein Kolben wird in jede Nadel eingeführt. Schließlich distanziert ein Abstandshalter eine Abdeckplatte von den Enden der Kolben, um zu verhindern, dass die Kolben die Seeds während des Transports versehentlich freisetzen. Wenn die Abdeckplatte angebracht ist, ist der gesamte zylindrische Behälter transportbereit. Obwohl dieser Typ von Seed-Lader ein Fernladen von Implantationsnadeln, die vorgeladen zum Krankenhaus transportiert werden sollen zulassen würde, lassen sich die Seeds die beim Transport oder beim Herausziehen der Nadeln aus dem Behälter aus den Implantationsnadeln herausfallen, nur schwer wiederfinden und neu laden. Die Tatsache, dass verschiedene Ärzte verschiedene Typen von Implantationsnadeln bevorzugen, macht es noch komplizierter, diese vorgeladenen Behälter zu verwenden.
Das US-Patent Nr. 5,906,574 beschreibt eine Vakuum – unterstützte Vorrichtung zum Handhaben und Laden von Radioisotop-Seeds innerhalb einer sichtbaren Strahlungsabschirmung. Ein abgeschirmter Behälter mit einem Bleiglasfenster hat eine Vakuumsonde, die individuelle Seeds handhaben und aufnehmen kann. Der Auslass der Vakuumsonde ist mit einer Bleiglasröhre verbunden, so dass der Bediener prüfen kann, ob die richtige Reihenfolge von Seeds und Abstandshaltern in der Bleiglasröhre angeordnet ist. Nach dem visuellen Überprüfen der korrekten Reihenfolge wird die Spitze einer Implantationsnadel in einen Gleitabschirmkörper gegeben und am anderen Ende der Bleiglasröhre angedockt. Das hintere Ende der Implantationsnadel wird mit einem Unterdruck beaufschlagt, um die Seeds und Abstandshalter in die Implantationsnadel zu saugen. Die Implantationsnadel wird dann wieder von der Glasröhre getrennt und die Spitze wird mit Knochenwachs versiegelt. Nach dem Versiegeln der Spitze wird die Vakuumquelle vom hinteren Ende der Nadel abgenommen und ein Mandrin oder Kolben wird in die Nadel eingeführt. Die beladenen Nadeln mit der Schutzgleitabschirmung werden in eine Nadelhaltebox gegeben, bis sie implantiert werden sollen. Während diese Vorrichtung zwar die Abschirmung und Sicherheit des manuellen Vorgangs des Vorladens von Implantationsnadeln verbessert, bietet sie jedoch keine signifikanten Verbesserungen für die Effizienz des Vorgangs.
Dasselbe Unternehmen, das die vakuumunterstützte Vorrichtung zum Handhaben und Laden von Radioisotop-Seeds bereitstellt, die im US-Patent Nr. 5,906,574 beschrieben sind, stellt auch mehrere andere manuelle und einfache mechanische Vorrichtungen bereit, die im Rahmen eines manuellen Nadelladevorgangs zum Einsatz kommen können, wie z.B. eine Brachytherapie-Schachtkammer zur Durchführung von Strahlungsmessungen, eine Indigo^TM Express-Seeding-Kassette für den Einsatz mit der Schachtkammer, einen Rapid Strand^TM Seed-Träger gemäß Beschreibung in den US-Patenten Nr. 4,815,449 und 4,763,642, der eine Reihe von Seeds in einem vom Körper absorbierbaren Material vorpositioniert und umlhüllt, eine Seed-Sterilisations- und Sortierschale, eine Seed-Ausrichtungsschale, eine Seed-Sterilisationsbox, einen Seed-Schieber zum Beladen der Nadel sowie verschiedene Nadelaufnehmer und -halter. Die Indigo^TM Express-Seeding-Kassette, bei der es sich um eine Röhre mit Seeds handelt; die in der Röhre vorpositioniert wurden, wird lediglich benutzt, um individuelle Seeds in der Schachtkammer eines Strahlungsdetektors für die Zwecke des Kalibrierens der Radioisotop-Seeds akkurat zu indexieren und zu positionieren. Der Seed-Schieber hat Verbindung mit der Seed-Sterilisations- und -Sortierschale, die ein Seed-Reservoir zur Aufnahme von Seed-Portionen in unterschiedlichen Schächten und einen Sortierbereich und eine Ladeplattform aufweist. Ein Benutzer schaufelt mit dem beiliegenden Spachtel Seeds aus den Kammern auf die Ladeplattform. Der Benutzer gibt dann die Seeds und Abstandshalter gemäß einem Behandlungsrezept in einen Schlitz. Dann springt ein Deckel hoch, um die Seeds und Abstandshalter zu einzukapseln. Die zu ladenden Nadeln werden auf einer Seite des Seed-Schiebers mit einem Luer-Verschluss arretiert. Ein Nadel-Mandrin wird in die andere Seite des Seed-Schiebers eingeführt, und die Seeds und Abstandshalter werden in die Behandlungsnadel geschoben.
Die EP 1070519 , die nach dem Prioritätsdatum der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht wurde, offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Implantieren von radioaktiven Seeds, wobei die Vorrichtung einen Seed-Zufuhrbehälter beinhaltet, der abnehmbar an einer Plattform befestigt ist.
Trotz dieser Verbesserungen bleibt das manuelle Beladen von Implantationsnadeln für niedrig dosierte Radioisotop-Prozeduren ein umständlicher Vorgang, der den Radiophysiker und sonstiges Krankenhauspersonal unabgeschirmten Radioisotopen aussetzen kann. Es wäre vorteilhaft, ein System zum Beladen von Implantationsnadeln für niedrig dosierte Radioisotop-Prozeduren bereitzustellen, das diese Probleme überwinden und die Sicherheit und Effizienz dieses Vorgangs verbessern könnte.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist ein automatisiertes System zum Laden von niedrig dosierten Radioisotop-Seeds in eine Vielzahl von Implantationsnadeln. Das automatisierte System weist eine Ladestation auf, in der eine austauschbare Kassette positioniert werden kann. Die Kassette enthält eine Vielzahl von Radioisotop-Seeds und eine Vielzahl von in die Kassette vorgeladenen Abstandshaltern. Die Kassette hat zumindest eine Öffnung, und vorzugsweise werden die Radioisotop-Seeds und Abstandshalter um den Umfang einer drehbaren Trommel innerhalb der Kassette geladen. Die Ladestation hat eine Kassettenaufnahmestruktur und ein automatisiertes Bewegungssteuersystem. Wenn die Kassette in der Kassettenaufnahmestruktur positioniert ist, dann treibt das automatisierte Bewegungssteuersystem ein Paar Schrittmotoren in der Kassette an, einen zum Drehen der drehbaren Trommel und einen zum Schieben einer Schubstange, um selektiv Radioisotop-Seeds und Abstandshalter aus der Kassette in jede von einer Vielzahl von Implantationsnadeln zu treiben. In einer Ausführungsform werden die Implantationsnadeln mit dem hinteren Ende zuerst in die Ladestation geladen. In einer anderen Ausführungsform werden die Implantationsnadeln mit der Spitze zuerst in der Ladestation positioniert. Wenn eine vorbestimmte Anordnung von Radioisotop-Seeds und Abstandshaltern in der Implantationsnadel geladen ist, wird ein Stopfen in der Spitze der Implantationsnadel positioniert. Das automatisierte System beinhaltet vorzugsweise einen Computer-Prozessor mit einer Berührungsbildschirm-Benutzeroberfläche, die mit dem automatisierten Bewegungssteuersystem verbunden ist und dessen Betrieb steuert, um die Vielzahl von Implantationsnadeln gemäß einem vorbestimmten Dosisplan zu laden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Kassettenaufnahmestruktur in einer vorderen Seite der zu einem Benutzer hin orientierten Ladestation definiert. Mehrere Merkmale der bevorzugten Ausführungsform verbessern die Bedienerfreundlichkeit und minimieren das Potential für eine Fehlausrichtung in dem automatisierten System. Die Kassettenaufnahmestruktur definiert einen nach unten abgewinkelten Pfad zum Einsetzen der Kassette in die Kassettenaufnahmestruktur. Die Schnittstelle zwischen der Kassette und der Kassettenaufnahmestruktur ist vornehmlich eine elektrische Verbindung in der bevorzugten Ausführungsform, wenn die Schrittmotoren und assoziierten Impulsgeberscheiben in der Kassette enthalten sind, um die Notwendigkeit für äußerst enge Toleranzübereinstimmungen zwischen der Kassettenaufnahmestruktur und der Kassette minimal zu halten. Wenn die Kassette positioniert ist, dann wird sie von der Ladestation mit einem Elektromagnet arretiert, um ein versehentliches Entfernen zu verhindern.
Die Kassette beinhaltet vorzugsweise ein maschinenlesbares Speichermedium wie z.B. einen EEPROM, der Zeichen speichert, die zumindest Menge und Ort der in der Kassette vorgeladenen Radioisotop-Seeds repräsentieren. Der Computer-Prozessor in dem automatisierten System wird vorzugsweise mit einem maschinenlesbaren Format des vorbestimmten Dosisplans gespeist. Der Computerprozessor ist so programmiert, dass er die Informationen im EEPROM und dem vorbestimmten Dosisplan auf eine dynamische Weise benutzt, um zu bewirken, dass das automatisierte Bewegungssteuersystem die drehbare Trommel in der Kassette relativ zu der Öffnung selektiv positioniert und die richtige Anzahl an Radioisotop-Seeds und Abstandshaltern in jede Nadel gemäß einem vorbestimmten Dosisplan ausstößt. Gegebenenfalls kann ein Benutzer mit der Benutzeroberfläche des Computersystems interagieren, um den vorbestimmten Dosisplan während des Ladevorgangs der Implantationsnadeln bei Bedarf zu ändern. Die Berührungsbildschirm-Benutzeroberfläche zeigt vorzugsweise eine grafische Darstellung der Koordinaten jeder zu ladenden Nadel an, wobei der Benutzer die nächste zu ladende Nadel durch Berühren von einer der Koordinaten auswählt. Wenn die Koordinate berührt wird, dann ändert sich die Farbe des mit dieser Koordinate assoziierten Icons, um anzuzeigen, dass diese Nadel geladen ist. Zusätzlich erscheint, während die einzelnen Nadeln geladen werden, eine grafische Darstellung eines Querschnitts der Nadel, um es einem Benutzer zu gestatten, visuell das ordnungsgemäße Laden von Radioisotop-Seeds und Abstandshaltern in der Implantationsnadel zu überprüfen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Positionssensor entlang dem Pfad der Schubstange benutzt, um die Position der Spitze der Schubstange zu erfassen und zu registrieren, um das ordnungsgemäße Laden von Radioisotop-Seeds und Abstandshaltern in die Implantationsnadel zu überwachen und zu bestätigen. Eine weitere Bestätigung des ordnungsgemäßen Ladens der Radioisotop-Seeds kann mit einem Strahlungssensor erreicht werden, der ein Strahlungsniveau der Radioisotop-Seeds nach deren Austoßen aus der Kassette erfasst. Im Gegensatz zu existierenden Systemen, die nur Probemessungen der Strahlungsniveaus durchführen, kann die vorliegende Erfindung das ordnungsgemäße Strahlungsniveau jedes Radioiosotop-Seeds bestätigen. Alternativ kann ein Benutzer wählen, das Strahlungsniveau nur des ersten in eine Implantationsnadel ausgestoßenen Radioisotop-Seeds oder nur eine bestimmte Anzahl der Radioisotop-Seeds zu überwachen.
Als weitere Verbesserung der Flexibilität der vorliegenden Erfindung können unterschiedlich große Abstandshalter mit der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen. In einer Ausführungsform können in die Kassette geladene Abstandshalter entweder Volllängenabstandshalter oder Abstandshalter geringerer Länge sein, wobei die Länge des Volllängenabstandshalters geringfügig größer ist als die Länge eines Radioisotop-Seeds. Die Verwendung eines Abstandshalters geringerer Länge ist unter bestimmten Umständen vorteilhaft, wo es wünschenswert ist, den Abstand der Radioisotop-Seeds in benachbarten Ebenen des vorbestimmten Dosisplans zu versetzen. Derzeit besteht die einzige Möglichkeit, dies zu erzielen, darin, dass der Radiophysiker manuell einen Teil eines Volllängenabschnitts abschneidet, bevor dieser in eine Implantationsnadel geladen wird. Ein Radioisotop-Seed für eine Prostatakrebs-Prozedur hat typischerweise eine Länge von 4,5 mm, wobei ein Volllängenabstandshalter eine Länge von etwa 5,5 mm hat. Diese Ausführungsform wird zwar im Hinblick auf die Verwendung von Volllängen- und Halblängenabstandshaltern bevorzugt, aber die vorliegende Erfindung bietet die Möglichkeit, die Länge der Abstandshalter geringerer Länge nach Bedarf anzupassen. In einer anderen Ausführungsform wird ein Sondergrößenabstandshalter bereitgestellt, der als Zwischenstück (Blank) bezeichnet wird und eine Länge hat, die gleich der Länge des Radioisotop-Seeds ist. Blanks werden verwendet, um den Abstand von benachbarten Ebenen in einem Dosisplan zu halten, indem zugelassen wird, dass ein bestimmter Ort, der ein Seed in einer typischen Seed-Abstandshalter-Seed-Abstandshalter-Anordnung enthalten sollte, ein Blank anstelle eines Seeds enthält, ohne den Längsabstand dieser typischen Anordnung zu ändern.
In einer Variation, die nicht in den Rahmen von Anspruch 1 fällt, befinden sich die Schrittmotoren zum Antreiben der drehbaren Trommel und der Schubstange in der Ladestation anstatt in der austauschbaren Kassette. In dieser Variation beinhaltet die Frontseite der Ladestation eine schwenkbare Klappe, die in der geschlossenen Position als Abschirmung dient, wenn sich die Kassette in der Kassettenaufnahmestruktur befindet, und in einer offenen Position als Schale zur Aufnahme von losen Radioisotop-Seeds und Abstandshaltern dient. Wenn sich die Kassette in ihrer Position in der Kassettenaufnahmestruktur befindet, dann werden ein erstes Antriebsrad und ein Positionscodierer in der Ladestation funktionell mit einem zweiten Antriebsrad und einem Positionsimpulsgeber in der Ladestation verbunden, um die drehbare Trommel in der Kassette anzutreiben und ihre Position zu erfassen. Ein Positionsregistrierungsmechanismus positioniert die Kassette vorzugsweise in der Kassettenaufnahmestruktur innerhalb eines Toleranzbereiches von +/– 0,25 mm (0,010 Zoll). Der Positionsregistrierungsmechanismus weist vorzugsweise einen Kugelrastmechanismus, wobei die Kassette wenigstens eine Vertiefung aufweist, die auf unserer Oberfläche definiert ist, und eine Ladestation mit einem nockengesteuerten Kugelmechanismus, der selektiv wenigstens eine Kugel in wenigstens eine Vertiefung drückt, um die Position der Kassette in der Kassettenaufnahmestruktur ordnungsgemäß zu registrieren. Die Ladestation beinhaltet auch wenigstens eine Führungsschiene mit einer Schubstange, die mit einem linearen Stellglied verbunden ist, das vom automatisierten Bewegungssteuersystem gesteuert wird, um die Radioisotop-Seeds und Abstandshalter selektiv aus dem Umfang der drehbaren Trommel der Kassette auszustoßen.
Das automatisierte System der vorliegenden Erfindung verwendet vorteilhafterweise eine austauschbare Kassette zum Transportieren und Ausgeben der Radioisotop-Seeds auf eine Weise, die weitaus sicherer und effizienter ist als die derzeitigen herkömmlichen manuellen Praktiken. Die austauschbare Kassette ist mit einer ausreichenden Abschirmung versehen, um eine sichere Handhabung der niedrig dosierten Radioisotop-Seeds zu gewährleisten. Die Positionierung der Radioisotop-Seeds um den Umfang einer drehbaren Trommel innerhalb der austauschbaren Kassette dient weiters dazu, Sicherheitsprobleme minimal zu halten, indem eine Ansammlung von Radioisotop-Seeds an irgendeiner Stelle in der Kassette verhindert wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die 1A und 1B sind Perspektivansichten einer bevorzugten Ausführungsform des automatisierten Systems zum Laden von niedrig dosierten Radioisotop-Seeds und zum Zeigen der bevorzugten Ausführungsform der austauschbaren Kassette der vorliegenden Erfindung an ihrem Ort im automatisierten Ladesystem.
2 ist eine Perspektivansicht des automatisierten Systems der 1 mit einem Gehäuse, die die Aufnahmestruktur zeigt, die zur austauschbaren Kassette der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung passt.
3A und 3B sind Explosionsperspektivansichten der bevorzugten Ausführungsform der austauschbaren Kassette der 1, die Nadeln von hinten lädt.
4 ist eine schematische Darstellung der verschiedenen Kombinationen von Radioisotop-Seeds, Abstandshaltern und Stopfen, wie sie in der drehbaren Trommel der bevorzugten Ausführungsform der austauschbaren Kassette von 3 gelagert sind.
5 ist eine ausführliche Ansicht einer Rollenantrieb-Baugruppe für die Schubstange der bevorzugten Ausführungsform der austauschbaren Kassette der 3.
6 ist eine Perspektivansicht der zusammengesetzten austauschbaren Kassette der 3 mit einer von hinten zu ladenden Nadel.
7 ist eine Explosionsperspektivansicht einer alternativen Ausführungsform der austauschbaren Kassette, die Nadeln von der Spitze her lädt.
8 ist eine ausführliche Querschnittsansicht einer Spitzenausrichtungsstruktur, eines Strahlungssensors und eines Nadelerfassungssystems der austauschbaren Kassette der 9.
9 ist eine Perspektivansicht einer zusammengesetzten austauschbaren Kassette mit einer von der Spitze her zu ladenden Nadel.
10 ist eine Explosionsperspektivansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Ladeklammer gemäß der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine Perspektivansicht einer zusammengesetzen Ladehalterung der 10.
12 und 13 sind grafische Darstellungen einer bevorzugten Ausführungsform eines Bildschirms einer Benutzeroberfläche für eine Anzeige des automatisierten Systems der 1.
14 und 15 sind Perspektivansichten einer weiteren Ausführungsform des automatisierten Systems der vorliegenden Erfindung mit einer austauschbaren Kassette, die keine Schrittmotoren beinhaltet.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Gemäß 1 beinhaltet ein automatisiertes System 10 zum Laden von niedrig dosierten Radioisotop-Seeds in eine Vielzahl von Implantationsnadeln eine Ladestation 12, in der eine austauschbare Kassette 14 positioniert werden kann. Die Ladestation 12 beinhaltet vorzugsweise eine Struktur, die eine Kassettenaufnahmestruktur 16 in einer Frontseite der Ladestation definiert, die zu einem Benutzer hin orientiert ist, wie 2 zeigt. In dieser Ausführungsform ist die Frontseite der Ladestation 12 einem Benutzer zugewandt, wobei eine entsprechende längere Dimension der austauschbaren Kassette in der Kassettenaufnahmestruktur 16 parallel zu dieser Frontseite positioniert ist. Alternativ könnten die Kassette 14 und die Kassettenaufnahmestruktur 16 auch quer zur Frontseite der Ladestation 12 oder sogar auf einer Rückseite der Ladestation 12 orientiert sein.
Die Ladestation 12 hat eine Basis 20 (wie in 1 gezeigt) und eine Abdeckung 22 (wie in 2 gezeigt), die vorzugsweise aus geformtem Kunststoff oder Metall besteht. Ein Computer-Prozessor 30 für das automatisierte System ist vorzugsweise eine Hauptplatine mit einem Mikroprozessor, einem internen Bus, einem PCI-kompatiblen Bus, einem DRAM und EEPROM oder einem batteriegestützten SRAM, mit entsprechenden externen Schnittstellen oder passenden PC-Platinen für eine Videoschnittstelle, Mehrkanal-IDE-Schnittstellen, einer Diskettenschnittstelle, einer Ethernet-Schnittstelle, COM- und LPT-Schnittstellen, einem externen bidirektionalen parallel Port und einem seriellen Port. Ein automatisiertes Bewegungssteuersystem 32 ist vorzugsweise ein Galil-Bewegungssteuergerät, das von Galil Motion Control Inc. erhältlich ist und über den PCI-kompatiblen Bus mit dem Computer-Prozessor 30 verbunden ist. Das automatisierte Bewegungssteuersystem 32 mit geeigneten Software-Treibern bietet sämtliche Funktionalität für die Steuerung von Schrittmotorpositionsund -rückmeldesensoren auf der niedrigsten Stufe. Ein Festplattenlaufwerk 34, ein Diskettenlaufwerk 36, ein entfernbares HD-Medienlaufwerk 37 sowie ein CD- oder CD-RW-Laufwerk 38 sind ebenfalls vorgesehen, um Daten und Informationen zu speichern, die von dem automatisierten System 10 benutzt werden. Eine Videoanzeige 40, die als primäre Benutzeroberfläche dient, ist vorzugsweise ein etwa 46 cm (18,1 Zoll) großer LCD-Flachbildschirm mit einer Auflösung von 1280 × 1024 und einem Widerstandsberührungsbildschirm, wie er beispielsweise von National Display Systems erhältlich ist. Alternativ könnte auch eine herkömmliche Nicht-Berührungsbildschirm-Videoanzeige und Maus, Tastatur oder ein ähnliches Eingabegerät vorgesehen werden. Ein Strahlungssensor 42 des Proportionalzählertyps ist so positioniert, dass er den Durchgang von Radioisotop-Seeds von der Kassette 14 in die Implantationsnadeln erfassen und die Strahlungsstärke der Radioisotop-Seeds überprüfen kann. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Strahlungssensor 42 mit einer Mehrkanal-Analysatorkarte 43 verbunden, die als Datenerfassungsgerät für Informationen von diesem Sensor dient. Der Deutlichkeit halber zeigt 1 keine der Verbindungen oder Kabel zwischen den verschiedenen Elementen. 2 zeigt einen von einem Paar von Griffen 44 zum Tragen der Ladestation 12 und eine von zwei Lüftereinheiten 46 zum Kühlen der Schaltungen und Komponenten der Ladestation 12. Lautsprecher 48 sind ebenfalls in der Vorderseite der Ladestation 12 vorgesehen.
Nachfolgend wird unter spezieller Bezugnahme auf 2 die abwärts abgewinkelte Kassettenaufnahmestruktur 16 der bevorzugten Ausführungsform beschrieben. Die Kassettenaufnahmestruktur 16 beinhaltet einen abgewinkelten Kanal 24 mit Seiten, die einen abwärts abgewinkelten Pfad zum Einführen mit einem bevorzugten Winkel von etwa 45 Grad definieren. Wenn die Kassette in ihrer Position ist, dann wird sie von der Ladestation 12 mit einem Elektromagnet 26 arretiert, um ein versehentliches Entfernen der Kassette 14 während des Betriebs des automatisierten Systems zu verhindern. Die Arretierung erfolgt automatisch, sobald die Anwesenheit einer Kassette 14 in der Kassettenaufnahmestruktur 16 erfasst wurde und der Benutzer einen Ladevorgang über die Anzeige 40 eingeleitet hat. Das Entriegeln der Kassette wird vom Benutzer eingeleitet, wenn dieser über die Anzeige 40 einen Kassettenentnahmevorgang wählt, aber erst nachdem der Computer-Prozessor 30 das Ende aller kritischen Bewegungen bestätigt hat, die Teil des Nadelladevorgangs sind, und die Stromversorgung zur Kassette 14 unterbrochen ist. Vorzugsweise ist die einzige andere Schnittstelle zwischen der Kassette 14 und der Kassettenaufnahmestruktur 16 ein elektrischer Mehrpolverbinder 28. Wenn die Schrittmotoren und zugehörigen Impulsgeberscheiben in der Kassette 14 enthalten sind, dann wird die Notwendigkeit für äußerst enge Toleranzübereinstimmungen zwischen dem Kanal 24 der Kassettenaufnahmestruktur 16 und der Kassette 14 minimal gehalten. Zusätzlich zu den notwendigen Steuer- und Sensorsignalen beinhaltet der Verbinder 28 eine Masse- und Stromverbindung zum Zuführen von Strom zur Kassette 14. Die Anwesenheit der Kassette 14 in der Kassettenaufnahmestruktur 16 wird auch über einen Kontakt am Verbinder 28 erfasst. Ein abgewinkelter Kanal 24 ist zwar die bevorzugte Ausführungsform zum Verbinden der Kassette 14 mit der Kassettenaufnahmestruktur 16, aber man wird erkennen, dass auch viele andere Strukturen, wie z.B. Führungsschienen, Rastklinken, Schwenkanordnungen, Kugelrastmechanismen und Orientierungen wie horizontal oder vertikal, und Verbinder, wie z.B. optische, Infrarot-, RF-, Schiebekontakte, Raster-Kontakte oder dergleichen, zum Ausführen derselben Funktion des Verbindens der Kassette 14 mit der Kassettenaufnahmestruktur 16 zum Einsatz kommen könnten.
Nun mit Bezug auf die 3A und 3B, die Kassette 14 enthält eine Vielzahl von Radioisotop-Seeds und eine Vielzahl von in die Kassette vorgeladenen Abstandshaltern. Die Kassette 14 hat zumindest eine Apertur 40, in der eine Implantationsnadel positioniert wird. Die Radioisotop-Seeds und Abstandshalter werden in Löcher oder Kammern 52 geladen, die um den Umfang einer drehbaren Trommel 54 positioniert sind. Die Kassette 14 beinhaltet ein Paar Schrittmotoren in der Kassette. Ein erster Schrittmotor 56 dreht die drehbare Trommel 54. Es ist ersichtlich, dass der Schrittmotor 56 die drehbare Trommel 54 vorzugsweise direkt ohne eine dazwischenliegende Getriebeanordnung antreibt. Ein zweiter Schrittmotor 58 hat eine Rollenantriebs-Baugruppe 60, die im Eingriff mit einer Schubstange 62 rotiert, um die Schubstange 62 zu schieben. Für die drehbare Trommel 54 erfasst ein Impulsgeber-Detektor 64 die Position einer entsprechenden Impulsgeberscheibe 66, die dann zum automatisierten Bewegungssteuersystem 32 zurückgemeldet wird (1). Schrittmotor und Impulsgeber werden vorzugsweise so gewählt, dass der Schrittmotor in vollen Schritten in Bezug auf die Distanz zwischen Kammern um den Umfang läuft. Die Ausrichtung der Öffnung auf die Kammern in der Trommel erfolgt vorzugsweise anfänglich bei der Montage. Man wird auch erkennen, dass andere Motorantriebe als Schrittmotoren mit äquivalentem Erfolg in der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen könnten, wie z.B. Servomotoren, Schneckentriebmotoren oder Gleichstrommotoren mit geeigneter Indexiersteuerung.
In einer in 7 gezeigten alternativen Ausführungsform kann ein Impulsgeber mit einem hohen Auflösungsgrad verwendet werden, und der Schrittmotor kann in weniger als vollen Schritten inkrementiert werden. Im dieser Ausführungsform erzeugt ein erster Impulsgeber für die drehbare Trommel ein Positionsrückmeldesignal eines Indexes der Kammern der drehbaren Trommel relativ zur Bewegungslinie des linearen Stellgliedes 60, und ein zweiter Impulsgeber 68 mit einer zweiten Impulsgeberscheibe 70 für das lineare Stellglied 60 erzeugt ein Positionsrückmeldesignal einer Position des langgestreckten Elementes entlang der Bewegungslinie.
Wieder mit Bezug auf 3, eine Reihe von Positionssensoren 72 befindet sich in einer Linie mit der Schubstange 62, um den Weg der Schubstange 62 zu erfassen, während diese von dem Rollenantriebssystems 60 über ihre Bewegungslinie getrieben wird. Die Sensoren 72 sind mit einem Sensorschaltkreis 74 verbunden, um diese Positionsinformation an das automatisierte Bewegungssteuersystem 32 zu melden. Jeder Impulsgeber-Detektor 64 und jeder Sensorschaltkreis 74 sind mit einer Leiterplatte 76 elektrisch verbunden, die einen geeigneten Stecker 78 aufweist, der zu einem entsprechenden Verbinder 28 (2) in der Kassettenaufnahmestruktur 16 des Gehäuses 12 passt.
Die Leiterplatte 76 ist vorzugsweise mit einem elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EEPROM) 79 oder einem ähnlichen nichtflüchtigen Speicher versehen, um Parameter und andere Daten zu speichern, die sich eindeutig auf die jeweilige Kassette 14 und den jeweiligen Patienten und den jeweiligen Dosisplan beziehen, der für diesen Patienten entwickelt wurde. Der Inhalt des EEPROM 79 wird zunächst beim Laden und Kalibrieren der Kassette 14 im Werk eingestellt. Dieser Inhalt wird vom automatisierten System 10 aktualisiert, so dass er den aktuellen Zustand der Kassette 14 kontinuierlich reflektiert. Wenn beispielsweise die Radioisotop-Seeds und/oder Abstandshalter aus einer bestimmten Kammer 52 ausgestoßen werden, dann werden die Daten auf dem EEPROM 104 so aktualisiert, dass sie reflektieren, dass diese Kammer 52 keine Radioisotop-Seeds und/oder Abstandshalter mehr enthält. Der EEPROM 79 ist vorzugsweise in der Lage, Patienten- und Krankenhausidentifikationsinformationen sowie Seed-Inventar- und -Herstellungsinformationen zu speichern. Der EEPROM könnte gegebenenfalls auch den vorbestimmten Dosisplan für den jeweiligen Patienten speichern.
In der bevorzugten Ausführungsform nehmen verschiedene Gehäuseelemente die Kassette 14 auf, um eine einzige, umschlossene Einsetzkassette zu schaffen, um Betrieb und Handhabung der Kassette wie in 3 gezeigt zu vereinfachen. Die verschiedenen Gehäuseelemente sind vorzugsweise aus maschinell bearbeitetem Edelstahl gebildet, um den Schutzaspekt des Gehäuses zu verbessern. Alternativ könnte das Gehäuse auch aus anderen Materialien als Edelstahl gebildet sein. Die Gehäuseelemente könnten z.B. aus geformtem Kunststoff bestehen, wobei entsprechende Teile eine interne Bleiauskleidung oder dergleichen haben, um eine ausreichende Abschirmung bereitzustellen. Die bevorzugte Ausführungsform wird zwar als eine einzelne, umschlossene Einsetzkassette beschrieben, aber die Fachperson wird verstehen, dass einige oder alle der funktionellen Komponenten der Kassette 14 auch separat eingeschlossen werden oder uneingeschlossen gelassen und funktionell miteinander verbunden werden können, um dieselbe Funktionalität zu erreichen, wie z.B. Zulassen des Zusammensteckens mit der Kassettenaufnahmestruktur 16 und Schützen der Bewegung der Schubstange 62 entlang ihrer Bewegungslinie.
In der bevorzugten Ausführungsform der Hinterlade Kassette 14 gemäß 3 umschließt eine Schubstangenhülse 80 den Weg der Schubstange 62. Die Abdeckung 81 ist eine einstückige Einheit, die die Rollenantriebs-Baugruppe 60 und ihre assoziierten Komponenten bedeckt. Eine Rollmotorhalterung 82 dient als Montagebasis für die meisten der Hauptkomponenten der Kassette 14, einschließlich der Leiterplatte 76 und dem Impulsgeber-Detektor 64. Das Gehäuse 83 nimmt den Schrittmotor 56 und die drehbare Trommel 54 auf. Eine Abdeckplatte 84 ist an der Gehäuseplatte 83 befestigt. Die Motorhalterung 82 und die Abdeckung 81 werden mit internen Schrauben (nicht dargestellt) befestigt, die zugängig sind, wenn die Abdeckplatte 84 entfernt wird. Eine Frontplatte 85 bedeckt die Leiterplatte 74 und wird ebenfalls mit Schrauben zwischen der Abdeckplatte 84 und der Abdeckung 81 montiert. Ein Nadelgehäuse 86 wird ebenfalls auf die Abdeckplatte 84 geschraubt und beinhaltet die Öffnung 50, durch die die Nadel Zugang zur Kassette hat.
In der in 6 gezeigten bevorzugten Ausführungsform wird der Inhalt in die Rückseite 131 der Implantationsnadel 130 geladen, deren Spitze 132 mit einem Knochenwachs oder einem ähnlichen Stopfenmaterial verstopft wird. Alternativ könnte eine Quetschung an der Spitze 132 verhindern, dass der Inhalt der Kammer aus der Spitze 132 der Nadel 132 geschoben wird, wenn diese von der Rückseite 131 her geladen wird. In dieser Ausführungsform wird die Rückseite 131 der Nadel 130 vorzugsweise durch einen Luer-Verschluss oder eine ähnliche Anordnung in der Öffnung 50 festgehalten. Als Sicherheitsmaßnahme verläuft die Spitze 132 vorzugsweise nicht über die Seite der Ladestation 12 hinaus.
In einer alternativen Ausführungsform, die in den 7 und 9 zu sehen ist, wird der Inhalt in die Spitze 132 der Nadel 130 anstatt in die Rückseite 131 der Nadel 130 geladen. In dieser Ausführungsform sind die Gehäuseelemente etwas anders als in der von hinten geladenen Ausführungsform konfiguriert. Eine Stangenhülse 80 umschließt den Weg der Schubstange 62. Gehäusehälften 87 passen mit einer Basis 88 zusammen, um die Rollenantriebs-Baugruppe mit linearem Stellglied 60 und seine assoziierten Komponenten abzudecken. Die Basis 88 bietet eine Montagebasis für die meisten der Hauptkomponenten der Kassette 14 der von der Spitzen geladenen Ausführungsform, einschließlich der Leiterplatte 76 und dem Impulsgeber-Detektor 64. Die Platte 89 bietet eine Montagestruktur für den Schrittmotor 56 und beinhaltet eine Öffnung 90, durch die die Schubstange 62 gleitet, um an den Radioisotop-Seeds und den Abstandshaltern in den Kammern 52 um den Umfang der drehbaren Trommel 54 anzugreifen. Die Platte 89 verhindert auch, dass Radioisotop-Seeds und Abstandshalter aus den Kammern 52 auf einer Seite der drehbaren Trommel 54 herausfallen. Ein kappenähnlicher Deckel 92 wird auf der anderen Seite der drehbaren Trommel 54 montiert und weist eine Öffnung 94 auf, durch die der Sensorschaltkreis 74 zugängig ist und durch die die Schubstange 62 gleitet, um die Radioisotop-Seeds und Abstandshalter über ein Ausrichtungsrohr 96 in die Implantationsnadel (nicht dargestellt) auszustoßen. Eine Ausrichtungsstruktur 98, die vorzugsweise eine abgeschrägte Ausrichtungsnadelführung aufweist, hat einen Innenkanal, der eine entsprechende abgeschrägte Implantationsnadel mit der Ausrichtungsröhre 96 ausrichtet. Ein Elektromagnet 100 wird zum Arretieren der Implantationsnadel an ihrem Ort relativ zur Kassette 14 verwendet, wenn die ordnungsgemäße Positionierung der Implantationsnadel in der Ausrichtungsstruktur 98 bestätigt wurde. In dieser Ausführungsform wird die wenigstens eine Öffnung 50 an einem Ende einer Abschirmungsröhre 102 definiert, die aus einem entsprechenden Metall konstruiert ist, um die Radioisotope abzuschirmen, während diese in die Implantationsnadel geladen werden.
Zusätzlich zu den Vorteilen, die sich durch die Konstruktion der Kassette 14 als einzelne, umschlossene Einsetzkassette ergeben, ist die bevorzugte Ausführungsform der Kassette 14 mit einer minimalen Stückzahl ausgelegt, so dass ein leichtes Zerlegen und Sterilisieren für eine potentielle Wiederverwendung möglich ist. Nach dem Entfernen der verschiedenen Abdeckungen und Schaltkreisbaugruppe werden die übrigen Teile der Kassette 14 mit Alkohol oder Wasserstoffperoxid gereinigt, um biologische Rückstände zu beseitigen. Nach dem Wiederzusammenbauen wird die gesamte Kassette 14 vorzugsweise mit einer Gassterilisationstechnik sterilisiert. Die Leichtigkeit des Zerlegens ergibt auch einen praktischen Mechanismus, mit dem eine Beseitigung der Radioisotop-Seeds im Notfall durchgeführt werden kann, einfach durch Abnehmen des Deckels 92 und Schütten der Radioisotop-Seeds und Abstandshalter in einen entsprechenden Behälter.
Die Verwendung einer drehbaren Trommel 54 bietet auch wichtige Vorteile für die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Positionierung der Kammern 52 um den Umfang der Trommel 54 reduziert die Konzentration von Strahlungsquellen an einer beliebigen Stelle und ergibt eine optimale Trennung von Radioisotop-Seeds voneinander, wodurch die Sicherheit der Kassette 14 verbessert wird.
In der bevorzugten Ausführungsform ist jede Kammer 52 lang genug, um einen beliebigen kombinatorischen Satz von Radioisotop-Seeds, Abstandshaltern und Stopfen aufzunehmen. Wie in 4 gezeigt, können verschiedene Kombinationen von Radioisotop-Seeds 110, Volllängenabstandshaltern 112, Teillängenabstandshaltern 114, die als Blanks dienen können, und Stopfen 116 in einer bestimmten Kammer 52 positioniert werden. In dieser Ausführungsform beträgt die Länge eines Radioisotop-Seeds 110 und eines Blanks 114 4,5 mm, die Länge von einem Volllängenabstandshalter 112 ist 5,5 mm und die Länge eines Stopfens 116 ist 2 mm. Wie man sehen wird, ermöglicht die Wahl der Längen jedes der Seeds 110, Abstandshalter 112, 114 und Stopfen 116 die Verwendung verschiedener Kombinationen, die dieselbe Gesamtlänge haben, wenn sie in einer Implantationsnadel von 10 mm für Seed und Abstandshalter oder 12 mm für Seed, Abstandshalter und Stopfen positioniert werden. Die jeweilige Kombination der einzelnen Teile für eine bestimmte Kassette wird optimal zu dem Zeitpunkt ermittelt, an dem die Kassette 14 gemäß einem vorbestimmten Dosisplan vorgeladen wird. Diese Informationen können dann von der automatisierten Station 10 benutzt werden, um die Implantationsnadeln gemäß diesem vorbestimmten Dosisplan zu laden.
In der bevorzugten Ausführungsform wird die drehbare Trommel 54 mit 200 Kammern 52 versehen, die in gleichmäßigen Abständen um den Umfang der drehbaren Trommel 54 verteilt sind. Die optische Impulsgeberscheibe 66 hat vorzugsweise 400 oder 1600 Auflösungszeilen, die eine Auflösung von 2 oder 8 Zählungen pro Kammer 52 ergeben. In einer alternativen Ausführungsform mit einer höheren Auflösung als zuvor beschrieben werden 72.000 Auflösungszeilen benutzt, was eine Auflösung von 360 Zählungen pro Kammer 52 ergibt. Der Ausgangsbezugspunkt wird von einem Indexkanal auf der Impulsgeberscheibe 66 gegeben. Die Ausrichtung der Öffnung 50 auf die Kammern 52 in der Trommel 54 mit dem Indexkanal erfolgt vorzugsweise bei der Montage. In der Hochauflösungsausführungsform wird ein Versatz zu einer ersten Kammerstelle im Uhrzeigersinn vom Ausgangsbezugspunkt als Parameter für die Kassette 14 gespeichert, um eine individuelle Kassettentoleranzkalibrierung zu ermöglichen. Alternativ könnte ein optischer Sensor zum Finden des Mittelpunktes einer Kammer 52 für die Zwecke des Kalibrierens eines Indexes benutzt werden. Beim Betrieb verwendet das automatisierte Bewegungssteuersystem 32 den Schrittmotor 56 und die Impulsgeberschaltung 64, um eine Referenz zu der ersten Seed-Trommelkammer 52 herzustellen. Die Bewegung der Trommel 54 kann in beiden Richtungen (d.h. im oder gegen den Uhrzeigersinn) und so schnell wie möglich erfolgen, um zur nächsten gewünschten Kammer gemäß Ermittlung durch den Computer-Prozessor 30 und das automatisierte Bewegungssteuersystem 32 in der kurzmöglichsten Zeit zu gehen. Nach Aufforderung durch den Computer-Prozessor 30 indexiert das automatisierte Bewegungssteuersystem 32 zur Mitte des gewünschten Kammerortes in Vorbereitung auf die Übertragung des Inhalts dieser Kammer 52 auf die Implantationsnadel. Die Trommel 54 bleibt so lange an dieser Stelle, bis sie zu einer neuen Position befohlen wird.
Es wird nun mit Bezug auf 5 eine bevorzugte Ausführungsform der Rollenantriebs-Baugruppe 60 beschrieben. Ein Rollenpaar 120, 121 wir über und unter der Bewegungslinie der Schubstange 62 positioniert. Die obere Rollenantrieb 120 ist vorzugsweise die Welle des Schrittmotors 58. Die untere Rolle 121 ist vorzugsweise ein Kugellager 122, das in einem von einer Feder 124 vorgespannten Schwenkarm 123 gespannt gehalten wird. Der obere Rollenantrieb 120 beinhaltet vorzugsweise einen radialen Kanal 125 zum Führen der Schubstange 62. Der Schwenkarm 123 schwenkt zurück, so dass die Schubstange 62 in die Rollenantriebs-Baugruppe 60 eintreten kann. Nach stattgefundenem Eingriff führt der Kanal 125 die Schubstange 62, während diese durch Reibung zwischen den Rollen 120, 121 gehalten wird. In der bevorzugten Ausführungsform wird der Kanal 125 in Bezug auf die Kammern 52 durch Einstellen des Motors 58 ausgerichtet, der die Rollenantriebs-Baugruppe 60 in die gewünschte Tiefe treibt. Eine positive Weggrenze wird vorzugsweise mit einem ersten optischen Sensor 126 festgelegt, der Bestandteil der Struktur der Rollenantriebs-Baugruppe 60 ist, der die Rückseite der durch einen definierten Punkt passierenden Schubstange 62 erfasst. Eine negative Weggrenze für die Bewegungslinie der Schubstange 62 wird von einem zweiten optischen Sensor 127 festgelegt, der gleichzeitig als Ausgangsbezugspunkt dient. Die Weggrenzen schalten den Schrittmotor 58 vorzugsweise nicht ab, sondern senden einen Hinweis zum automatisierten Bewegungssteuersystem 32, dass die jeweilige Weggrenze überschritten wurde. Nach dem Nullen in Bezug auf den Ausgangsbezugspunkt wird die Schubstange 62 nach vorne in eine offene Kammer 52 in der Trommel 54 bewegt. Diese dient als lose mechanische Sperre, um die Trommel 54 an einem unbeabsichtigten Drehen zu hindern. Wenn der Computer-Prozessor 30 eine Anforderung für eine Seed-Übertragung erzeugt hat, dann aktiviert das automatisierte Bewegungssteuersystem 32 die Rollenantriebs-Baugruppe 60 zum Zurückziehen der Schubstange 62, so dass die Trommel 54 frei rotieren kann.
Nach dem Indexieren der Trommel 54 zum gewünschten Kammerort weist das automatisierte Bewegungssteuersystem 32 den Schrittmotor 58 an, die Schubstange 62 nach vorne zu bewegen, um den Inhalt der Kammer 52 aus der Trommel 54 und in die zum Strahlungssensor 42 führende Röhre 96 zu schieben. Die Strecke, die die Schubstange zurücklegt, basiert auf der Gesamtlänge des Inhalts in der gegebenen Kammer und dem Ort des Strahlungssensors 42. Da das automatisierte Bewegungssteuersystem 32 die Natur des Inhalts jeder Kammer 52 kennt, würde die Schubstange angewiesen werden, zu stoppen und das Radioisotop-Seed vor dem Strahlungssensor 42 zu positionieren, wenn ein Radioisotop-Seed in einer bestimmten Kammer vorhanden war und wenn der Computer-Prozessor 30 ermittelt hat, dass eine Strahlungsmessung auf der Basis der Strahlungserfassungsparameter erfolgen soll, die vom Benutzer des automatisierten Systems 10 eingestellt wurden. In diesem Fall würde eine Meldung vom automatisierten Bewegungssteuersystem 32 zum Computer-Prozessor 30 gesendet werden, wenn das Radioisotop-Seed 110 ordnungsgemäß positioniert war, die besagt, dass eine Strahlungsmessung durchgeführt werden kann. Nach dem Durchfühen einer Strahlungsmessung, oder wenn keine Strahlungsmessung nötig ist, weist das automatisierte Bewegungssteuersystem den Schrittmotor 58 an, die Schubstange 62 nach vorne zu bewegen, um den Inhalt in die Implantationsnadel 130 abzugeben.
Der hintere der Positionssensoren 72 befindet sich auf dem Materialtransferpfad, um den vorderen Rand des Inhalts in Bezug auf die Spitze der Schubstange 62 zu erfassen. Während der Inhalt einer bestimmten Kammer 52 vom Positionssensor 72 bewegt wird, kann die Gesamtlänge des Inhalts ermittelt werden. Dies erlaubt eine Verifizierung der Länge des Inhalts einer bestimmten Kammer 52 anhand der Informationen, die das automatisierte System darüber hat, was sich in dieser Kammer 52 befinden soll, um potentielle Fehlladungen zu verhindern. Im Falle einer frühzeitigen oder späten Aktivierung des Sensors 72 durch die Spitze der Schubstange 62 in Bezug auf die erwartete Aktivierung auf der Basis der erwarteten Länge des Inhalts dieser Kammer 52 würde eine Alarm- oder Fehlermeldung zum Computer-Prozessor 30 gesendet.
In der in 9 gezeigten Spitzenlader Ausführungsform wird, wenn der Inhalt in die Implantationsnadel 130 zugeführt wird, ein Mandrin 134, das sich vorzugsweise in der Implantationsnadel 130 befindet, von dem sich vorbewegenden Inhalt nach hinten geschoben. Auf diese Weise sind die Nadel 130 und das Mandrin 134 gebrauchsfertig, sobald der Ladevorgang abgeschlossen ist, und es ist nicht notwendig, ein Mandrin in die Implantationsnadel einzuführen, nachdem der Ladevorgang abgeschlossen ist, wodurch das Risiko entstehen würde, dass das Mandrin den Stopfen 116 verdrängen oder einen Teil des geladenen Inhalts aus der Implantationsnadel 120 verdrängen würde.
Da jede beliebige Implantationsnadel 130 mit dem Inhalt von einer oder mehreren Kammern 52 beladen werden kann, ist es wichtig, dass der Inhalt einer bestimmten Kammer 52, die einen in die Spitze 132 der Implantationsnadel 130 einzusetzenden Stopfen enthält, genau auf das Ende der Spitze 132 ausgerichtet wird. In diesem Fall bewegt das automatisierte Bewegungssteuersystem 32 den Inhalt der Kammer 52, die einen Stopfen enthält, vorzugsweise zu einem absoluten Ort relativ zur Spitze 132 der Implantationsnadel 130, anstatt den Inhalt über eine relative Distanz auf der Basis der erwarteten Längen des Inhalts dieser Kammer zu bewegen. Auf diese Weise werden die Stopfen 116 immer so eingeführ, dass sie mit den Enden der Spitzen 132 der Implantationsnadeln 130 bündig sind.
Nun wird mit Bezug auf 8 eine Ausführungsform der Ausrichtungsstruktur 98 und der Positionierung einer Implantationsnadel 130 beschrieben. Zum Beginnen eines Ladezyklus muss die Nadelspitze 132 vom Benutzer ordnungsgemäß positioniert werden, so dass ein bekannter Ort für die Nadelspitze 132 bestimmt wird. Ein optischer Sensor 140 wird genau an der gewünschten Stelle der Nadelspitze 132 positioniert und mit dem Sensorschaltkreis 74 verbunden (1). Die Ausrichtungsstruktur 98 ist vorzugsweise so abgeschrägt, dass sie zu einer Abschrägung an der Spitze 132 der Implantationsnadel 130 passt. Um eine ordnungsgemäße Ausrichtung zu erzielen, führt der Benutzer die Implantationsnadel 130 in die Öffnung 50 ein, bis sie an der Ausrichtungsstruktur 98 anstößt, und dreht dann die Implantationsnadel 130, bis der optische Sensor 140 eine ordnungsgemäße Ausrichtung anzeigt. Der optische Sensor 140 bleibt vorzugsweise während des Ladevorgangs aktiv, um zu bestätigen, dass es während dieses Vorgangs keine Bewegung der Implantationsnadel 130 gibt. Nach dem Bestätigen der ordnungsgemäßen Postionierung der Implantationsnadel 130 wird ein Elektromagnet 100 aktiviert, um die Implantationsnadel 130 in Bezug auf die Kassette 14 einzuspannen. Die Kraft des Magnets 100 ist so, dass die Implantationsnadel 130 während des Ladevorgangs nicht bewegt werden kann, dass sie aber nicht ausreicht, um die Implantationsnadel 130 zu zerdrücken. In der bevorzugten Ausführungsform wird der Magnet 100 automatisch gelöst, wenn der Ladevorgang der Implantationsnadel 130 beendet ist und ein Stopfen 116 in die Spitze 132 der Implantationsnadel 130 eingesetzt wurde.
Nun wird mit Bezug auf die 10 und 11 die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, die eine Ladehalterung 160 beinhaltet. In einer Ausführungsform kann die automatisierte Kassette 14 im Werk vorgeladen und für den Gebrauch mit darin befindlichen Radioisotop-Seeds versandt werden. In einer anderen Ausführungsform weist die automatisierte Kassette 14 eine zweite Öffnung 150 hinter der drehbaren Trommel 54 entlang der Bewegungslinie der Schubstange 62 auf, durch die Radioisotop-Seeds in die austauschbare Kassette 14 eingeführt werden. Die zweite Öffnung 150 wird vorzugsweise mit einer Ladehalterungskappe 152 bedeckt und beinhaltet eine Schraubstruktur 154 oder dergleichen zum Befestigen der Ladehalterung 160 an der Kassette 14. Während die Seeds von der Ladehalterung 160 in die austauschbare Kassette 14 geladen werden, wird die Schubstange 62 so gesteuert, dass die Seeds nacheinander in die Kammern 52 in der Trommel 54 geladen werden. Die Ladehalterung 160 hat eine Struktur 162 zum Zusammenstecken mit der zweiten Öffnung 150, um Radioisotop-Seeds nacheinander in die zweite Öffnung 150 einzuführen.
Die Ladehalterung 160 hat vorzugsweise einen Körper 164 mit einem darin definierten Kanal 166, wobei der Kanal 166 einen Hohlraum 168 zur Aufnahme eines Radioisotop-Seeds an einem distalen Ende aufweist. Ein Schieberelement 170 ist gleitend in dem Kanal 166 positioniert und hat einen Feder-vorgespannten Zahn 172 an einem distalen Ende. Eine Feder 174 spannt das Schieberelement 170 in Richtung des distalen Endes des Körpers 164 vor. Ein Federelement 176 mit konstanter Kraft wird gleitend in dem Kanal 166 zwischen dem Schieberelement 170 und dem Körper 164 positioniert. Eine Abdeckung 178 befestigt die Komponenten in dem Kanal 166. Radioisotop-Seeds werden in der Ladehalterung 160 gespeichert, die durch die Betätigung eines Griffs 180 an dem Schieberelement 170 gegen das Federelement 176 mit konstanter Kraft vorgespannt wird. Dadurch erstreckt sich der Zahn 172 über den Hohlraum 168 und zieht ein Radioisotop-Seed im Hohlraum 168 in den Kanal 166 zurück. Die Ladehalterung 160 ist vorzugsweise mit einem maschinenlesbaren Speichermedium wie z.B. einem EEPROM 182 versehen, auf das über einen elektrischen Verbinder zugegriffen werden kann, der Zeichen speichert, die zumindest Informationen über die in der Ladehalterung 160 befindlichen Radioisotop-Seeds repräsentieren. Eine passende Struktur 190 wird vorzugsweise in die Struktur 154 an der Kassette 14 eingeschraubt.
Um die Ladehalterung 160 schnell laden zu können, erlaubt eine Öffnung 192 nahe des Hohlraums 168 parallel zur Bewegungslinie der Schubstange 62 und parallel zur Orientierung des Kanals 166 das Einleiten von Radioisotop-Seeds in den Hohlraum 168 so schnell, wie der Griff 180 betätigt werden kann. In einer Ausführungsform kann dies automatisch unter maschineller Steuerung des Griffs 180 geschehen, so dass sich eine kontinuierliche Zufuhr von Radioisotop-Seeds ergibt, die mit der Öffnung 192 Ende an Ende verbunden sind. Alternativ kann der Hohlraum 168 manuell nacheinander beispielsweise mit Hilfe einer Pinzette mit Seeds beladen werden. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Ladehalterung 160 mit bis zu sechzig Seeds und/oder Abstandshalter beladen werden. Vorzugsweise wird eine Ladehalterung 160 mit Seeds und eine zweite Ladehalterung 160 mit Abstandshaltern beladen. Der Computer-Prozessor 30 lädt dann die Seeds von der ersten Ladehalterung in die entsprechenden Kammern 52 in der Trommel 54 gemäß einem vorbestimmten Dosisplan. Nach dem Montieren der zweiten Ladehalterung 160 an der Kassette 14 befiehlt der Computer-Prozessor 30 das Laden der Abstandshalter in die entsprechenden Kammern 52 in der Trommel 54 gemäß einem vorbestimmten Dosisplan.
Die Kassette 14 der vorliegenden Erfindung wurde zwar mit Bezug auf die automatisierte Station 10 beschrieben, aber man wird verstehen, dass die Kassette 14 der vorliegenden Erfindung auch mit anderen automatisierten Geräten im Rahmen einer niedrig dosierten Brachytherapie-Prozedur zum Einsatz kommen kann. So ist beispielsweise das langgestreckte Element, das zum Ausstoßen der Radioisotop-Seeds in der bevorzugten Ausführungsform verwendet wird, eine Schubstange 62, die die Seeds in eine Vielzahl von Implantationsnadeln lädt. Wo die Kassette 14 mit einem automatisierten Nadeleinführungssystem verwendet wird, da kann das längliche Element eine Trokar-Nadel oder ein ähnliches Schneidelement sein, das zuerst einen Einschnitt in den Patienten machen würde, dann zurückgezogen und schließlich durch die Öffnung der Kassette vorgeschoben wird, um die Seeds auszustoßen.
Die Trommel 64 wurde zwar als die bevorzugte Ausführungsform des Positionselementes der Kassette 14 beschrieben, wobei ihre Bewegung durch den Schrittmotor 56 gesteuert wird, aber es ist zu verstehen, dass auch andere Formen dieses Positionselementes und andere Motoranordnungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich wären. So könnte beispielsweise das Positionselement ein X-Y-Gitter von Kammern mit einem Paar Schrittmotoren sein, die zum Treiben des Gitters in X-Y-Richtungen verwendet werden, um die gewünschte Kammer mit der Apertur und der Schubstange 62 in Übereinstimmung zu bringen. Schrittmotoren, wie z.B. der Schrittmotor 56, und Impulsgeber, wie der Impulsgeber 58, sind zwar eine praktische und wirtschaftliche Weise zum Umsetzen der vorliegenden Erfindung, so dass sie von einer externen Mikroprozessoranordnung gesteuert werden kann, aber man wird erkennen, dass auch andere Anordnungen wie Getriebe, Antriebsriemen und Motorwellen mit Kupplung anstelle des Schrittmotors verwendet werden können, und dass Kontaktsensoren, optische Sensoren oder eine Registrierung von einem bekannten Ausgangspunkt anstelle des Impulsgeber benutzt werden könnten. Man wird auch sehen, dass die bevorzugte Ausführungsform zwar Verbindung mit einem externen Mikroprozessor hat, dass es aber auch möglich wäre, einen Mikroprozessor in die Kassette selbst einzubauen und extern per Telekommunikation, Funkkommunikation oder dergleichen anstatt mittels elektrischer Verbinder zu kommunizieren.
In der bevorzugten Ausführungsform wird Strahlung in der Form von Röntgenstrahlen von den Radioisotop-Seeds 110 von einem Strahlungssensor 42 erfasst, der eine mit Zenon gefüllte LND-Proportionalzählerröhre ist. Diese Röhre gibt Impulse mit einer Geschwindigkeit aus, die direkt durch die Frequenz von Zerfallsereignissen bestimmt wird, und die Impulshöhe wird durch die Energie der individuellen Photonen in Verbindung mit jedem Zerfallsereignis bestimmt. Um die Strahlungsaktivität einer bestimmten Quelle zu quantifizieren, werden alle Impulse mit einer Höhe innerhalb eines bestimmten Bandes von Interesse für eine vorbestimmte Periode gezählt, und die Rate wird mit einem bekannten Bezugswert verglichen. Man wird verstehen, dass sich die jeweiligen Anforderungen zum Positionieren eines Radioisotop-Seeds 110 vor dem Strahlungssensor 42, wie z.B. Positionstoleranzen oder Verweilzeit, die für eine adäquate Messung erforderlich sind, für unterschiedliche Strahlungssensoren unterscheiden können und dass Kompromisse zwischen der für Strahlungssensorablesungen benötigten Zeit und der Genauigkeit dieser Ablesungen gefunden werden müssen. Alternativ kann es bei bestimmten Strahlungssensoren 42 möglich sein, Messungen durchzuführen, während die Radioisotop-Seeds 110 vom Strahlungssensor 42 entweder mit einer normalen Bewegungsgeschwindigkeit oder eventuell mit einer reduzierten Bewegungsgeschwindigkeit bewegt werden. In einer anderen Ausführungsform wird die Schubstange 62 angewiesen, vor dem Strahlungssensor 42 für jedes Objekt im Inhalt der Kammer 52 anzuhalten oder abzubremsen, um zu prüfen, ob der Inhalt den Erwartungen entspricht (z.B. ergibt ein Abstandshalter keine Ablesung und ein Radioisotop-Seed 110 ergibt eine Ablesung). Diese Art der Verifizierung kann schnell und einfach sein und würde keine komplette Charakterisierung des Ausgangs des Strahlungssensors 42 erfordern.
Es wird nun mit Bezug auf die 12 und 13 eine bevorzugte Ausführungsform der Benutzeroberfläche 200 beschrieben, die auf der Anzeige 40 (1) erscheint. Die Anzeige 40 ist vorzugsweise ein Berührungsbildschirm und der Computer-Prozessor 30 verwendet ein Windows^® NT Betriebssystem mit einer Radisys^® In Time Umgebung. Für den Benutzer erscheint die Benutzeroberfläche 200 jedoch vorzugsweise wie eine dedizierte virtuelle Maschine mit einem einzigen primären Berührungsbildschirm, wie in 7 gezeigt wird. Obwohl die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einer Berührungsbildschirm-Benutzeroberfläche 200 beschrieben wird, wird man erkennen, dass auch verschiedene andere Benutzeroberflächen, wie z.B. herkömmliche Videoanzeigen, LCD-Anzeigen oder spezialisierte Anzeigen mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Zusätzlich wäre es möglich, eine audiogesteuerte Benutzeroberfläche bereitzustellen, die mit einem gegebenenfalls Anzeigeschirm gekoppelt ist, um eine sprachaktivierte Steuerung des Ladeprozesses zu ermöglichen.
In der bevorzugten Ausführungsform der Benutzeroberfläche 200 wird eine Reihe von dedizierten berührungsaktivierten Schaltflächen 201 bis 206 so positioniert, dass sie immer auf der linken Seite der Anzeige sichtbar sind. Die Benutzeroberfläche 200 ist vorzugsweise so ausgelegt, dass eine sehr flache Menüstruktur auf Symbol(Icon)-Basis mit minimalen Überlagerungsfenstern entsteht, wobei durch jede Berührungsbildschirmeingabe auf alle von einem Benutzer gesteuerten Funktionen zugegriffen werden kann. Es kann eine virtuelle Tastatur zum Eingeben von alphanumerischen Daten ausgewählt werden. Alternativ können eine Maus und eine Tastatur zum Eingeben solcher Daten mit dem Computer-Prozessor 30 verbunden werden. Ein weiteres äquivalentes Eingabegerät ist ein Joystick oder ein Game-Port-Feld oder ein äquivalentes Zeige-/Richtungseingabegerät. Vorzugsweise hat jede der Schaltflächen 201– 206 ein Symbol in der oberen Hälfte der Schaltfläche und eine entsprechende Textmeldung in der unteren Hälfte der Schaltfläche. Ein Status-Symbol 210 wird vorzugsweise entlang der linken Seite der Benutzeroberfläche 200 angezeigt, um Statusmeldungen wie Kassette erkannt, Inventar wird gelesen, Diagnostik läuft, Strahlungssensoren werden überprüft, Kassette bereit, Drucken und dergleichen anzuzeigen. Wenn eine Kassette 14 erfolgreich geladen und in der Kassettenaufnahmestruktur 16 arretiert ist, dann erscheinen zumindest die Patientennameninformationen aus dem EEPROM 79 dieser Kassette 14 in der linken oberen Ecke der Benutzeroberfläche 200. Auf zusätzliche Patienteninformationen kann über die Schaltfläche 212 zugegriffen werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Systemstatusbereich 210 auch als Multimedia-Hilfebildschirm verwendet, auf dem Informationen über den Gebrauch des Systems 10 sowie allgemeine Informationen über die jeweilige durchzuführende Brachytherapie-Prozedur zur Anzeige gebracht werden können. Eine Lautstärkeregelung 216 ist vorgesehen, um die Audiolautstärke der im Statusbereich 210 angezeigten Multimedia-Informationen einfach regeln zu können.
Die Primäranzeige im Hauptteil der Benutzeranzeige 200 ist das Lademusterraster 220, das ein interaktives Raster davon, wie die Implantationsnadeln 130 geladen werden sollen, in einem Format repliziert, das dem Papierformat ähnlich ist, das derzeit für Prostatakrebs-Brachytherapie-Prozeduren verwendet wird. In diesem Format repräsentieren die Zahlen entlang der linken Seite des Rasters 220 die Höhe in Zentimetern und die Buchstaben repräsentieren die Breite in 0,5-Zentimeter-Schritten (1,0 Zentimeter zwischen Großbuchstaben) der Orte, an denen die Implantationsnadeln 130 von einer Referenzbasisachse eingeführt werden sollen, die sich bei 0,0 befinden würde. Die offenen Kreissymbole 222 am Schnittpunkt jeder dieser Koordinaten repräsentieren eine Kammer in einem Implantationsgitter, das zum Implantieren der Serie von Implantationsnadeln 130 verwendet wird. Jedes der Symbole 224, 226, 228 in der Mitte des Rasters 220 repräsentiert eine Implantationsnadel 130, wobei die Zahl in der Mitte der Icons 224, 226, 228 die Zahl der Radioisotop-Seeds 110 angibt, die für diese Implantationsnadel 130 geplant sind. Die Symbole 224 sind für Nadeln, in denen die Seeds 110 in regelmäßigen Intervallen mit Volllängenabstandshaltern 112 beabstandet werden. Die Symbole 226 sind für Nadeln, in denen die Seeds 110 in regelmäßigen Intervallen beabstandet, aber durch zumindest einen Teillängenabstandshalter 114 versetzt oder gestaffelt sind. Die Symbole 228 repräsentieren diejenigen Nadeln, in denen die Seeds 110 aufgrund der Staffelung von Teillängenabstandshaltern 114 und Volllängenabstandshaltern 112 nicht in regelmäßigen Intervallen beabstandet sind.
Das Raster 220 ist aktiv, wie in 13 gezeigt, wenn die Schaltfläche 232 (Nadeln bearbeiten/hinzufügen) aktiviert wird. Der gerade aktive Ort wird durch die Meldung 232 in der linken oberen Ecke des Rasters 170 sowie durch die Schnittlinien 234 angezeigt, die diese Koordinate im Raster hervorheben. Ein Benutzer wählt einen anderen gerade aktiven Nadelort durch Zeigen auf diesen Ort aus. In einer Ausführungsform wird der Status der einzelnen Symbole 224, 226 und 228 praktischerweise in den Farben wie im Anzeigetafelbereich 240 angezeigt dargestellt. Der Anzeigetafelbereich 240 wird dynamisch vom Computer 30 so aktualisiert, dass er das geplante, geladene, noch nicht geladene Kassetteninventar, Extras und Ausschuss reflektiert, den der Benutzer zur Verfügung oder benutzt hat. Ein Strahlungsmesswertebereich 242 zeigt die vom Strahlungssensor 42 erzeugten Informationen an. Über den Bearbeitungssteuerbereich 244 kann ein Benutzer die Tiefe der Rückzugsebene und die Seed-Zahl für den aktiven Nadelort wählen. Wenn die gewünschte Konfiguration gewählt ist, dann akzeptiert der Benutzer die Konfiguration für den aktiven Nadelort durch Betätigen der Schaltfläche 246. Alternativ können die Informationen für diesen Ort durch Wählen der Stornieren-Schaltfläche 248 verworfen werden.
Wenn ein Benutzer die Nadel-laden-Schaltfläche 230 wie in 12 gezeigt aktiviert, dann wird er durch die Systemstatusmeldung 210 auf der linken Seite der Benutzeroberfläche 200 zum Einführen einer zu ladenden Implantationsnadel angewiesen. Wenn eine Implantationsnadel 130 in der Öffnung 50 erkannt wird, dann erscheint ein die Nadel 130 repräsentierendes Icon 250 am oberen Rand der Benutzeroberfläche 200. In der Spitzenladerausführungsform ist dieses Symbol als Reaktion auf die Orientierung und Ausrichtung der Nadel 130 interaktiv, wie vom optischen Sensor 134 wie zuvor beschrieben erfasst wird. So könnte beispielsweise die Orientierung des abgeschrägten Endes 254 des Symbols 252 rotieren, bis eine Ausrichtung erzielt ist, und in diesem Moment würde die Farbe des Symbols 252 von einem roten auf einen grünen Hintergrund wechseln, und im Systemstatusbereich 210 würde eine Textmeldung erscheinen, die besagt, dass die Nadel vorhanden und arretiert ist. Während des Ladens der Implantationsnadel 130 repräsentieren Positionsindikatoren 252 und 254 im Nadel-Symbol 250 Orte in der Implantationsnadel, in welche Radioisotope 110 und Abstandshalter 112, 114 geladen werden können. Mit fortschreitendem Ladevorgang werden Seed-Symbole 252 und Abstandshalter-Symbole 254 in den jeweiligen Positionsindikatoren angezeigt, wo sich diese Objekte in der Implantationsnadel 130 befinden. Im Falle der Spitzenladerausführungsform erscheint, wenn ein Stopfen 116 an der Spitze 132 der Implantationsnadel 130 eingeführt wurde, ein Stopfensymbol 156 am Endpositionsindikator und das Symbol 250 würde auf einen weißen Hintergrund wechseln, während sich der Systemstatusbereich 210 ändern würde, um anzuzeigen, dass die Implantationsnadel 130 jetzt geladen ist und entfernt werden könnte. An dieser Stelle würde der Computer-Prozessor 30 den Magnet 100 zum Entriegeln der Implantationsnadel 130 anweisen.
Über die Dosisplan-Eingabe-Schaltfläche 201 kann ein Benutzer einen vorbestimmten Dosisplan eingeben. Es sind zwei Eingabeoptionen vorhanden, eine Manuelle-Eingabe-Option und eine Datei-Laden-Option. In der Manuelle-Eingabe-Option erscheint das Raster 220 ohne überlagerten vorbestimmten Dosisplan. In diesem Modus würde der Benutzer einen gewünschten Ort wählen und dann mit der Schaltfläche 202 (Nadel bearbeiten/laden) anzeigen, wie die diesem Ort entsprechende Implantationsnadel 130 gefüllt werden soll. Dieser Vorgang würde dann für jede Implantationsnadel wiederholt, die über diese manuelle Option geladen werden soll. In der Datei-Laden-Option erscheint ein Überlagerungsfenster, das den Vorgabedosisplan zeigt, der zum Erzeugen der Konfiguration der Inhalte der jeweiligen Kassette 14 benutzt wurde. In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine CD (Compact Disc) zusammen mit der Kassette 14 zum Krankenhaus geliefert, in dem die Prozedur durchgeführt werden soll, auf der sich der Vorgabedosisplan befindet und die vom CD-Player 38 gelesen wird. In einer anderen Ausführungsform ist eine komprimierte Version des Vorgabedosisplans auf dem EEPROM 79 in der Kassette 14 gespeichert sein. Wenn das automatisierte System 10 während des Erzeugens des Dosisplans bei einer anfänglichen Planungsvisite oder zur Zeit der Prozedur benutzt wurde, dann würde der Dosisplan auf der Festplatte 34 gespeichert sein. Alternativ könnte der Vorgabedosisplan auf einer Diskette gespeichert und vom Diskettenlaufwerk 36 gelesen werden, oder er könnte sogar an einem entfernten Ort gespeichert werden, so dass über eine externe Schnittstelle darauf zugegriffen werden kann, wie z.B. bei einer codierten Übertragung über das Internet oder über ein privates Einwählnetz. Wenn der Benutzer den Vorgabedosisplan aufheben und einen anderen Dosisplan wählen möchte, dann kann der Benutzer in einem Überlagerungsfenster nach den verschiedenen Laufwerken suchen, auf die die automatisierte Station zugreifen kann, um eine entsprechende Dosisplandatei zu finden. Der Vorgabedosisplan wird vorzugsweise in einem proprietären Textdateiformat gespeichert, das von der Software benutzt werden kann, die auf dem Computer-Prozessor 30 läuft. Alternativ könnte der Computer-Prozessor 30 die Ausgabedateien von beliebigen aus einer Reihe von Dosisplanungssoftwarepaketen im Rahmen des Ladevorgangs des Dosisplans in das proprietäre Textdateiformat übersetzen. Nach dem Auswählen einer geeigneten Datei kann der Benutzer die gewählte Datei als Dosisplan laden, und die Details dieses Dosisplans werden auf der Benutzeroberfläche 200 angezeigt. Alternativ könnte der Computer-Prozessor 30 mit dem Dosimetrie-Softwarepaket bereitgestellt werden, und ein Benutzer könnte den Dosisplan direkt auf dem Computer-Prozessor 30 entweder vor oder während der Prozedur entwickeln. So könnte der Dosisplan beispielsweise mit fortschreitender Prozedur als Reaktion auf geladene Nadeln modifiziert werden. In dieser Ausführungsform könnten die Dosimetrie-Software und die auf dem Computer-Prozessor 30 zum Steuern des Ladens der Nadel 130 laufende Steuersoftware eine gemeinsame Dateistruktur teilen.
Die Kassette-Entriegeln-Schaltfläche 203 dient zum Anweisen des automatisierten Systems zum Einleiten des Vorgangs des Vorbereitens zum Entfernen der Kassette 14 aus der Kassettenaufnahmestruktur 16. Der Computer-Prozessor 30 führt verschiedene Kontrollen durch, um zu gewährleisten, dass bestimmte Aufgaben durchgeführt wurden. Zu diesen Aufgaben gehört die Bestätigung, dass keine Implantationsnadeln in der Kassette sind, eine Überprüfung, dass das aktuelle Inventar der Seeds 110 in der Trommel 54 im EEPROM 79 gespeichert ist, eine Funktion zum Zurückholen der Schubstange 62 in eine leere Kammer 52 in der Trommel 54 zum Arretieren der Trommel 54 in ihrer Position. Wenn diese Aufgaben beendet sind, würde die Stromversorgung zur Kassette 14 abgeschaltet und der Elektromagnet 26 würde zum Entriegeln der Kassette deaktiviert. Dem Benutzer wird eine Überlagerungsmeldung zur Anzeige gebracht, die ihn anweist, die Kassette 14 manuell aus der Kassettenaufnahmestruktur 16 zu nehmen, und die eine Option zum Stornieren dieses Vorgangs berücksichtigt. Vorzugsweise erscheint ein Abwärtszähler, die dem Benutzer Zeit gibt, die Kassette 14 manuell zu entfernen, und nach dem Ablauf dieser Uhr würde der Magnet 26 wieder aktiviert, um die Kassette 14 wieder zu arretieren. Der Kontakt auf dem elektrischen Verbinder 28 wird überwacht, um zu bestätigen, dass die Kassette 14 entfernt wurde, und die Überlagerungsfenster werden geschlossen, nachdem die Kassette 14 entnommen wurde.
Über die Systemeinstellungen-Schaltfläche 204 kann der Benutzer verschiedene Parameter des automatisierten Systems 10 betrachten und bearbeiten, wie z.B. Strahlungsmessparameter, Strahlungskalibrations-einstellungen, Bewegungssteuerparameter und Anzeigepräferenzen. Im Falle von Strahlungsmessparametern erhält der Benutzer vorzugsweise die Möglichkeit, in einem Konfigurationsfenster eine der folgenden Überwachungsoptionen zu wählen: (i) den gesamten Inhalt, (ii) alle Seeds, (iii) jede gegebene Anzahl von Seeds, oder (iv) nur das erste Seed in jeder Implantationsnadel. Gegebenenfalls kann auch die geschätzte Zeit angezeigt werden, die zum Laden einer durchschnittlichen Implantationsnadel bei jeder Einstellung benötigt wird. Die Strahlungskalibrationseinstellungen hätten ebenfalls ein Konfigurationsfenster, das den Benutzer durch den Vorgang des Testens des Strahlungssensors 42 führen würde. Dabei würde er eine Strahlungsquelle einer bekannten Intensität in die Öffnung 50 einführen und diese Strahlungsquelle vor dem Strahlungssensor 42 positionieren.
Über die Berichte-Schaltfläche 205 kann der Benutzer vorbestimmte Berichte für das automatisierte System 10 ausdrucken, wie z.B. einen Ladeplanbericht, einen Strahlungsmesswert-/Kalibrationsbericht, eine Fallzusammenfassung und einen Systemdiagnostikbericht. Diese Berichte können direkt über die externen Verbindungen für den Computer-Prozessor 30 ausgedruckt oder auf einer Datei zum späteren Ausdrucken oder Betrachten gespeichert werden. Dem Benutzer könnten bestimmte Formatierungspräferenzen und Druckoptionen gegeben werden, um bestimmte Details der Präsentation dieser Berichte anzupassen.
Über die Exit-Schaltfläche 206 kann der Benutzer die Nadelladungsanwendungssoftware verlassen oder kann von dieser zurück zur Betriebssystemsoftware gehen, die auf dem Computer-Prozessor 30 läuft. Diese Schaltfläche 206 kann entweder auf einem ordnungsgemäßen Herunterfahren des automatisierten Systems 10, einschließlich der Entnahme der Kassette 14, konditioniert werden, oder es kann eine Option gegeben werden, auf eine andere Anwendung umzuschalten, die auf dem Computer-Prozessor 30 laufen könnte. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Computer-Prozessor 30 mit der Dosisplanungssoftware bereitgestellt, die vom Arzt zum Erstellen eines vorbestimmten Dosisplans benutzt würde, der von der Nadelladungsanwendungssoftware benutzt werden soll.
In einer anderen Ausführungsform wird der Computer-Prozessor 30 mit Dosisplanungssoftware und Bildmanagementsoftware bereitgestellt, die Ultraschallbilder von einer rektalen Ultraschallsonde (nicht dargestellt) erfassen kann. In dieser Ausführungsform wird die Hauptplatine des Computer-Prozessors 30 mit einer Bildfangtochterplatine 33 versehen (in 1B dargestellt), die mit der Ultraschallsonde verbunden ist, um ein Frame-für-Frame-Bild der Prostatadrüse zu erhalten, während die Sonde vorgeschoben wird. Vorzugsweise wird ein linearer Schrittmotor mit der Sonde und dem automatisierten Bewegungsteuersystem 32 gekoppelt, damit die Bildmanagementsoftware die Bewegung der Sonde steuern kann. Auf diese Weise kann eine präzise Steuerung der für die Volumenstudie verwendeten Frame-für-Frame-Bilder erhalten werden, und der infolge der Volumenstudie erzeugte Dosisplan kann wieder zurück auf die Frame-für-Frame-Bilder korreliert werden. Die Sonde wird vorzugsweise auf eine ähnliche Weise zum Zeitpunkt der Brachytherapie-Prozedur benutzt, und die Frame-für-Frame-Bilder der Volumenstudie können mit den aktuellen Bildern der Prostatadrüse verglichen werden. Ein Abgleich oder eine Registrierung dieser beiden unterschiedlichen Bildersätze kann manuell oder mit Hilfe des Computer-Prozessors 30 erfolgen. Nach vollendetem Abgleich kann die Dosisplanungssoftware eventuelle Änderungen im Volumen oder in der Positionierung der Prostatadrüse vergleichen und kann den empfohlenden Dosisplan entsprechend aktualisieren. In dieser Ausführungsform, wie in der bevorzugten Ausführungsform, können Anzahl und Kombination von Radioisotop-Seeds und Abstandshaltern, die in die Kassette 14 vorgeladen werden, um einen bestimmten Prozentanteil gegenüber der von dem vorbestimmten Dosisplan benötigten Mindestzahl erhöht werden, um Änderungen des Dosisplans infolge von Änderungen im Hinblick auf Volumen und Position der Prostatadrüse zu ermöglichen, die zwischen der Zeit der Volumenstudie und der Zeit der Brachytherapie-Prozedur auftreten können. In dieser Ausführungsform würde der Arzt die Anzeige 40 des automatisierten Systems als Anzeige zum Durchführen der Volumenstudie und zum Überwachen der Brachytherapie-Prozedur sowie zum Steuern des automatischen Ladens der Implantationsnadeln benutzen.
Mit Bezug auf die 14 und 15 beinhaltet, eine nicht in den Umfang von Anspruch 1 fallende Variation eines automatisierten Systems 310 zum Laden von niederdosierten Radioisotop-Seeds in eine Vielzahl von Implantationsnadeln eine Ladestation 312, in der eine austauschbare Kassette 314 positioniert werden kann. Man wird verstehen, dass die Beschreibung von entsprechenden Teilen im automatisierten System 310 gleich der in der bevorzugten Ausführungsform des automatisierten Systems 10 ist, wenn nichts anders angegeben wird. Die Kassette 314 hat keine interne Schrittmotoren, sondern verbindet einen Antriebsmotor 356 in der Ladestation mit einem Antriebsrad 357 in der drehbaren Trommel 352. Die Kassette 314 wird von einem Positionsregistrierungsmechanismus 317 festgehalten, der einen Kugelrastmechanismus beinhaltet, wobei die Kassette zumindest eine auf einer Außenfläche definierte Vertiefung aufweist und die Ladestation 312 einen nockenbetriebenen Kugelmechanismus aufweist, der selektiv zumindest eine Kugel in zumindest eine Vertiefung setzt, um die Position der Kassette 314 in der Kassettenaufnahmestruktur 316 ordnungsgemäß zu registrieren. Eine externe Schubstange 362 wird von einer Führungsschiene 363 getragen und wird von einem linearen Stellglied 360 angetrieben, das in der Ladestation 312 anstatt in der Kassette 314 enthalten ist. Im Gegensatz zu der Kassettenaufnahmestruktur 16 des automatisierten Systems 10, ist die Kassettenaufnahmestruktur 316 der alternativen Ausführungsform des automatisierten Systems 10 für eine horizontal orientierte Frontladung ausgelegt und beinhaltet eine Klapptüre 317, die als Ablage zum Aufnehmen von Seeds oder Abstandshaltern fungiert, die aus der Kassette 314 herausfallen könnten. Dies kann deshalb auftreten, weil eine manuell betätigter Port 315 in der Kassette 314 vorgesehen ist, der es einem Benutzer gestattet, individuell auf manuelle Weise auf Seeds und Abstandshalter zuzugreifen und sie zu laden, indem das lineare Stellglied 360 gelöst und die Schubstange 362 manuell betätigt wird. Wenn sich die Kassette 314 in ihrer Position in der Kassettenaufnahmestruktur 316 befindet, dann werden ein erstes Antriebsrad 351, vorzugsweise mit einem Gummiring 353, und ein Positionsimpulsgeber 366 in der Kassette 314 funktionsmäßig mit einem zweiten Antriebsrad 352 und einem Positionssensor 364 in der Ladestation 312 in Eingriff gebracht, um die drehbare Trommel 354 in der Kassette 314 anzutreiben und ihre Position zu erfassen. Ein Positionsregistrierungsmechanismus 353 positioniert die Kassette vorzugsweise in der Kassettenaufnahmestruktur innerhalb der Toleranz von 0,25 nun (0,010 Zoll). Der Positionsregistrierungsmechanismus 393 beinhaltet vorzugsweise einen Kugelrastmechanismus, wobei die Kassette 314 eine auf unserer Oberfläche definierte Vertiefung hat und die Ladestation 312 einen nockengetriebenen Kugelmechanismus hat, der zumindest eine Kugel selektiv in zumindest eine Vertiefung setzt, um die Position der Kassette 314 in der Kassettenaufnahmestruktur 316 ordnungsgemäß zu registrieren. Die Ladestation beinhaltet auch zumindest eine Führungsschiene 361 mit einer Schubstange 362, die mit einem linearen Stellglied 360 verbunden ist, das von dem automatisierten Bewegungssteuersystem 332 gesteuert wird, um die Radioisotop-Seeds und Abstandshalter selektiv von dem Umfang der drehbaren Trommel 354 der Kassette 314 auszustoßen. In dieser Ausführungsform ist die Impulsgeberscheibe 366 für die drehbare Trommel 352 Bestandteil der Kassette 314, aber der Impulsgeberschaltkreis und der Positionssensor 364 für die drehbare Trommel 352 und die Impulsgeberscheibe 370 und der Impulsgeberschaltkreis 368 für das lineare Stellglied 360 sind Teil der Ladestation 312. Ein EEPROM 399, der auf eine dem EEPROM 104 ähnliche Weise funktioniert, ist Teil der Kassette 314, obwohl Design und Schnittstelle dieses EEPROM 399 so konfiguriert sind, dass er leicht von der Kassette 314 entfernt werden kann, oder er ist so eingekapselt, dass die Kassette 314 sterilisiert werden kann, ohne dass Teile der Kassette 314 zerlegt zu werden brauchen. Während also in dieser Ausführungsform mehr kritische mechanische Toleranzen eingehalten werden müssen, wie z.B. die Schnittstelle zwischen der optischen Impulsgeberscheibe 366 und dem Positionssensor 364, gibt es in der Kassette 314 weniger elektriche Anschlüsse und weniger Kosten. Zusätzlich braucht die Kassette 314 nicht unbedingt zerlegt zu werden, um die Vorrichtung zu sterilisieren.
In einer anderen alternativen Ausführungsform eines automatisierten Systems 10 zum Laden von niedrig dosierten Radioisotop-Seeds in eine Vielzahl von Implantationsnadeln können mehrere austauschbare Kassetten anstelle der einzelnen austauschbaren Kassette 12 verwendet werden. So könnte beispielsweise eine Kassette nur Radioisotop-Seeds und eine andere Kassette Material für Abstandshalter und Stopfen enthalten, obwohl auch separate Kassetten für jede vorgesehen sind. Mehrere Kassetten können wie die Kassette 14 mit internen Schrittmotoren und Schaltkreisen konfiguriert werden, oder sie können wie eine Kassette 314 mit externen Schrittmotoren und Schaltkreisen konfiguriert sein. Der Vorteil von mehreren Kassetten ist, dass eine kleinere drehbare Trommel für jede Kassette verwendet werden kann, so dass die Indexiergeschwindigkeit erhöht werden kann, und die Trennung von Seeds und Abstandshaltern in separate Kassetten kann die Anordnungskombinationen von Seeds und Abstandshaltern vereinfachen. Die Kassetten könnten vorzugsweise in einer longitudinalen sequentiellen Folge relativ zum Bewegungspfad der Schubstange positioniert werden, so dass ein Seed und ein Abstandshalter zusammen von den mehreren Kassetten in einem einzigen Durchgang der Schubstange geladen werden. Eine separate dritte Kassette könnte eine Vielzahl von Stopfen enthalten. Alternativ könnte, anstatt individuelle Abstandshalter vorzusehen, eine der Kassetten einen Materialquelle bereitstellen, von dem die Ladestation Abstandshalter und/oder Stopfen erzeugt, die von dem automatisierten Bewegungssteuersystem selektiv in jede der Nadeln ausgestoßen werden. Da die Abstandshalter und Stopfen aus relativ langlebigem Material wie z.B. Naht- oder Polymermaterial hergestellt sind, lässt es diese Ausführungsform zu, dass eine Materialquelle für die Abstandshalter oder Stopfen separat von dem Vorrat der zeitkritischen Radioisotop-Seeds zugeführt werden kann. Im Falle der Abstandshalter wäre es beispielsweise möglich, eine kontinuierliche Nahtmaterialspule als Teil einer austauschbaren Kassette mit Mechanismen zum Ausgeben und Abschneiden der entsprechenden Längen von Nahtmaterial als Teil einer austauschbaren Kassette oder Ladestation bereitzustellen. Alternativ kann eine austauschbare Kassette oder ein Fach in der Ladestation mit einer großen Menge an Stopfen beladen werden, die durch Mechanismen in der Ladestation in der richtigen Positionierung ausgerichtet und vorgeschoben werden. In einer anderen alternativen Ausführungsform wird die Anzahl der Kassetten gleich der größten Zahl von Radioisotop-Seeds gemacht, die in eine einzelne Implantationsnadel geladen werden sollen, so dass alle Seeds und Abstandshalter für eine einzelne Nadel gleichzeitig in einem einzigen Durchgang der Schubstange geladen werden könnten. In einer anderen alternativen Ausführungsform könnten mehrere Schubstangen verwendet werden, wobei die mehreren Kassetten mehrere Öffnungen zum gleichzeitigen Beladen von mehreren Nadeln hätten. Es ist zwar nicht wahrscheinlich, dass eine parallele Durchführung des Ladens von mehreren Nadeln erforderlich wäre, um mit einem die Nadeln in einem Patienten implantierenden Arzt Schritt zu halten, aber diese Ausführungsform könnte die Zeit zum Laden eines gesamten Satzes von Nadeln für eine bestimmte Prozedur erheblich reduzieren, wenn die Nadeln im Voraus beladen werden.
Obwohl die bevorzugte Ausführungsform des automatisierten Systems der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, wird man erkennen, dass zahlreiche Änderungen und Variationen möglich sind und dass der Umfang der vorliegenden Erfindung durch die Ansprüche definiert wird.

Claims

Automatisiertes System (10) zum Laden einer Mehrzahl von niedrig dosierten Radioisotop-Seeds (110) in wenigstens eine Implantationsnadel (130) für die Verwendung in niedrig dosierten Radioisotop-Prozeduren, wobei das System eine mit einer Öffnung (50) versehene austauschbare Kassette (14) aufweist, die eine drehbare Trommel (54) zum Vorladen der Radioisotop-Seeds in Kammern (52) beinhaltet, die um eine Peripherie der drehbaren Trommel herum beabstandet sind, wobei die Kassette ferner ein Paar Schrittmotoren (56, 58) beinhaltet, der erste Schrittmotor (56) zum Antreiben der drehbaren Trommel und der zweite Schrittmotor (58) zum Antreiben einer Rollenantriebsbaugruppe (60), die betätigbar ist, eine Schubstange (62) über eine Bewegungslinie durch eine selektiv indexierte eine der Kammern (52) zu treiben, und eine Ladestation (12) mit einer Kassettenaufnahmestruktur (16) zum Einsetzen der Kassette, und ein automatisiertes Bewegungssteuersystem (32), um selektiv zu bewirken, dass die Radioisotop-Seeds aus der selektiv indexierten Kammer (52) der Kassette ausgestoßen werden, wenn die Kassette in der Kassettenaufnahmestruktur montiert und die Nadel relativ zu der wenigstens einen Öffnung der Kassette positioniert ist.
Automatisiertes System nach Anspruch 1, bei dem eine Vielzahl von Implantationsnadeln von dem System geladen werden können und die Vielzahl von Implantationsnadeln relativ zu der wenigstens einen Öffnung der Kassette nacheinander positioniert werden können, und wobei das automatisierte Bewegungssteuersystem betätigbar ist, wenigstens die genannten Radioisotop-Seeds in die Vielzahl von Implantationsnadeln selektiv auszustoßen, und zwar in einzelne Implantationsnadeln.
Automatisiertes System nach Anspruch 2, bei dem die Kassette eine Struktur aufweist, um ein hinteres Ende der Implantationsnadel an die Öffnung anschließend zu befestigen und es zuzulassen, dass wenigstens die genannten Radioisotop-Seeds selektiv in das hintere Ende der Implantationsnadel ausgestoßen werden.
Automatisiertes System nach Anspruch 1, bei dem die austauschbare Kassette eine austauschbare Einsetzpatrone aufweist und bei dem die Kassettenaufnahmestruktur eine Einsetzaufnahmestruktur zum Montieren der austauschbaren Einsetzpatrone in der Einsetzaufnahmestruktur aufweist.
Automatisiertes System nach Anspruch 1, bei dem die drehbare Trommel einen assoziierten Codierer (66) mit zugehörigem Schaltkomplex (64) zum Erzeugen eines Positionsrückmeldesignals zu dem automatisierten Bewegungssteuersystem hat, um den ersten Schrittmotor zu steuern.
Automatisiertes System nach Anspruch 1, bei dem die Rollenantriebsbaugruppe wenigstens einen Positionssensor (72) mit zugehörigem Schaltkomplex (74) zum Erzeugen eines Positionsrückmeldesignals zu dem automatisierten Bewegungssteuersystem hat, um den zweiten Schrittmotor zu steuern.
Automatisiertes System nach Anspruch 1, bei dem die Kassette ein maschinenlesbares Speichermedium (79) aufweist, das über einen elektrischen Verbinder (28) zugängig ist, um Vermerke zu speichern, die wenigstens die Menge und den Ort der mehreren von in die Kassette vorgeladenen Radioisotop-Seeds repräsentieren.
Automatisiertes System nach Anspruch 1, bei dem das automatisierte Bewegungssteuersystem ferner einen Computerprozessor (30) mit einer Benutzeroberfläche (40) zum Anzeigen von Informationen über das automatisierte System und zum Empfangen von Befehlen von einem Benutzer zur Steuerung des Vorgangs des Ladens der Radioisotop-Seeds in die Implantationsnadeln beinhaltet.
Automatisiertes System nach Anspruch 8, bei dem der Computerprozessor mit einem maschinenlesbaren Medium (34, 36, 37, 38, 79) zum Speichern von wenigstens einem vorbestimmten Dosisplan ausgestattet ist, und wobei das automatisierte Bewegungssteuersystem betätigbar ist, selektiv wenigstens die genannten Radioisotop-Seeds gemäß dem vorbestimmten Dosisplan in die Implantationsnadeln auszustoßen.
Automatisiertes System nach Anspruch 9, bei dem das System betätigbar ist, es einem Benutzer zu gestatten, mit der Benutzeroberfläche zu interagieren, um Befehle zum Ändern des vorbestimmten Dosisplans einzugeben, so dass der Computerprozessor dynamisch die Radioisotop-Seeds bestimmt, die selektiv als Reaktion auf den vorbestimmten Dosisplan und die Befehle zu laden sind.
Automatisiertes System nach Anspruch 9, bei dem das System benutzbar ist, es zuzulassen, dass mehrere der Implantationsnadeln geladen werden, und wobei die Benutzeroberfläche benutzbar ist, eine grafische Darstellung (220) der Koordinaten jeder Nadel anzuzeigen, die gemäß dem vorbestimmten Dosisplan zu laden sind, um es einem Benutzer zu gestatten, durch Angeben von einer der Koordinaten die nächste zu ladende Nadel zu wählen.
Automatisiertes System nach Anspruch 11, bei dem mit jeder Koordinate ein Bildzeichen (222, 224, 226, 228) assoziiert ist und beim Wählen einer Koordinate eine grafische Eigenschaft des Bildzeichens geändert wird.
Automatisiertes System nach Anspruch 8, bei dem die Benutzeroberfläche benutzbar ist, eine grafische Darstellung (250, 252) eines Querschnitts der Implantationsnadel anzuzeigen, während diese geladen wird, um es einem Benutzer zu gestatten, das richtige Laden von Radioisotop-Seeds mit der Implantationsnadel visuell zu überprüfen.
Automatisiertes System nach Anspruch 8, bei dem die Benutzeroberfläche eine Berührungsbildschirmanzeige ist.
Automatisiertes System nach Anspruch 1, bei dem die austauschbare Kassette auch mit einer Mehrzahl von Abstandshaltern (112, 114) vorgeladen ist und das automatisierte Bewegungssteuersystem selektiv bewirkt, dass die Abstandshalter in die Nadel geladen werden.