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管腔內放射治療系統的製作方法

2023-10-05 18:23:54 1

專利名稱:管腔內放射治療系統的製作方法
技術領域:
本發明總的說涉及一種通過一導管將治療單元輸送到患者管腔內通道中選定部位的管腔內放射治療系統。更具體說,本發明涉及一種改進的、用於操作治療單元並將該治療單元輸送到導管上的傳送裝置和一種改進的導管總成。
背景技術:
自七十年代以來,氣囊血管成形術在疏通冠狀動脈阻塞上得到廣泛應用。簡略地說,這種技術可以將動脈擴大,其方法是將一氣囊導管推進到動脈狹窄部位,然後使氣囊充氣,將動脈直徑擴大,從而疏通動脈使更大量血液通過。為了同樣的目的還可以應用動脈粥樣切除技術(atherectomy techniques),在該技術中,動脈阻塞或被切除,或在尺寸上減小。
儘管氣囊血管成形術在疏通動脈上被證明是一種有效的方法,但是在極大量的情況下,動脈還會在當初氣囊擴脹部位再度縮窄,這種縮窄稱之為再狹窄。一般認為再狹窄是由於在血管成形術進行部位形成瘢痕組織而引起的,瘢痕組織則是由於氣囊擴脹使動脈受到損傷而產生的結果。
最近,在血管成形術或動脈粥樣切除術之後應用管腔內放射療法來治療動脈中病變部位,以防止細胞增生和創傷癒合反應,因此有助於防止再狹窄產生。用於這種管腔內放射治療的方法和裝置已在相關的、正在審批的專利申請中公開,其專利申請號和申請日分別為08/628,231,1996年4月4日,本說明書中引入該專利申請的內容以供參考。上述專利申請總體上公開了一種裝置,該裝置包括有一導管,導管插入患者管腔內並推進到待治療區域的部位;和一傳送裝置,它協助各放射性治療單元或「籽」與導管一道或者在液力下或者在氣力下推進到治療部位,或從治療部位取回。
如同採用任何一種插入血管系統中裝置的情況一樣,這種裝置必須具有牢固完整性,以確保沒有任何組件或單元從裝置中分離出或脫出而進入血管系統中。這點對於移嚮導管遠端或從遠端移出的治療單元來說更是如此。另外,由於裝置是要採用放射性治療單元的,所以就更需要有安全性,以便防止患者或者操作者受到不應該得到的放射性照射。
上述相關的、正在審批的專利申請中公開的裝置,在其使用中發現了若干可以改進的地方,以便減少治療單元從系統中脫出的可能性,從而增大了患者和操作者的安全性。
因此,本發明的主要目的是提供一種具有更多安全性以保護患者和操作者的傳送裝置和導管總成。
更具體說,本發明的一個目的是提供一種傳送裝置/導管總成,其中導管不會由於疏忽偶然地從傳送裝置脫開,除非所有的治療單元都存在於傳送裝置中。同樣可以說,本發明的一個目的是提供一種傳送裝置/導管總成,其中沒有任何治療單元能脫出傳送裝置,除非一導管與傳送裝置連接上。
本發明另一個目的是確保在推進和取回治療單元的過程中,傳送裝置/導管總成所經受的液壓或氣壓不會超過一預定的「安全」壓力。
本發明再一個目的是提供一種方法和系統,這種方法和系統能檢測出傳送裝置中有沒有治療單元,並能顯示出治療單元存在與否的結果。
發明概述這些目的,以及其它一些目的在參閱下述的詳細的說明時就會得到清晰地展示,所述目的在一方面是由一種操縱傳送裝置的致動組件來完成的,該致動組件包括一閥門件,該閥門件可在一第一位置和一第二位置之間移動,第一位置防止治療單元進入導管腔中,而第二位置則容許治療單元進入導管腔中。只有在導管與傳送裝置連接時閥門才能移動到第二位置。致動組件包括有一開關件,該開關件壓在一能阻止閥門件移動到其第二位置去的第一位置上,除非該開關件在導管連接件為傳送裝置的中心孔所接受時才從幹涉閥門件運動的第一位置移動出。另外,設有一觸發件,當導管連接件安置在中心孔中時它進入鎖定該連接件的狀態,該觸發件可通過一分設的鬆脫按鈕而鬆脫出來。
本發明的另一方面是設置了一壓力指示器,它包括有一個能為傳送裝置使用者所見的透明的長形圓筒件,該圓筒件中安置了一個能在其中滑動的活塞。圓筒件包括有一能讓加壓流體通過而進入其中的進口,活塞被壓移動,這樣活塞與圓筒件的相對位置就可視地顯示出傳送裝置中的相對流體壓力。壓力指示器可以包括一個其內徑大於圓筒件安置活塞部分的部分,以及一個與圓筒件擴大直徑部分連通的出口。其結果是,當流體壓力足以使活塞移動到圓筒件擴大直徑部分時,流體就會通過活塞漏洩,並通過出口排出圓筒件。另一種作法是,壓力指示器可以平行流體連通方式與一分設的、公知結構的減壓閥連接。
本發明的另一方面是,導管在其近端設有一個連接器,是這個連接器容裝在傳送裝置中的中心孔內。連接器至少設有一個制動件,以確保連接器固定在傳送裝置的中心孔中,該制動件必須能手動地進行操縱,以便能使導管從傳送裝置中鬆脫出。
本發明再一方面是提供了一種確定治療單元是否存在於傳送裝置中的方法。該方法包括將治療單元封裝在一具有已知波長/反射比率的材料中;在把治療單元引入導管之前或之後,將不同波長的光照射進治療單元正常存放於傳送裝置中的區域;測定從上述傳送裝置中反射出的兩個反射光的反射率;確定反射光的波長/反射比率;將測得的波長/反射比率與已知的波長/反射比率進行比較;指出所測得的比率是否與已知的比率基本相同。
本發明再一方面是提供了一種完成上述方法的系統,該系統包括一電源;一第一光源,它在光學上與傳送裝置中目標部位連接,並發射出一具有第一波長的光;一第二光源,它在光學上與傳送裝置中目標部位連接,並發射出一具有第二波長的光;一光傳感器,它在光學上與傳送裝置中目標部位連接,測定從目標部位出來的反射光,並相應地產生一個信號;一窗式檢測器,用來確定光傳感器所產生的信號是否落在一預定的波帶範圍內,該預定波帶相當於一個由治療單元反射出的具有第一和第二波長光所產生的信號;一發光指示器,如果光傳感器所產生的信號落在該預定的波帶中,指示器就會發光。
附圖簡要說明

圖1為一管腔內放射治療系統的示意圖,該系統包括一傳送裝置,一輸送導管,以及一將兩者連接起來的連接器;圖2為本發明傳送裝置的分解圖;圖2A為圖2所示傳送裝置在組裝狀態時的剖視圖;圖3為傳送裝置後殼體剖視圖;圖4為傳送裝置後殼體仰視圖;圖5為流體操縱柄的立體圖;圖6為流體控制開關立體圖;圖7為流體控制開關仰視圖;圖8為傳送裝置中殼體剖視圖,該中殼體包括有安放放射治療單元的石英套管;圖9為傳送裝置後殼體部分放大剖視圖,該部分與石英套管的籽腔對接;
圖10為中殼體遠端面的平面圖;圖11為致動器開關平面圖;圖12為閥門平面圖;圖13為閥門殼體近端面的平面圖;圖14為閥門殼體遠端面的平面圖;圖15為凸緣殼體近端面的平面圖;圖16為鬆脫觸發件平面圖;圖17為鬆脫開關平面圖;圖18為鬆脫開關俯視圖;圖19為前殼體近端面平面圖;圖19A-圖19C展示出在連接器插入觸發裝置中鬆脫觸發件與鬆脫開關的相互作用;圖20為前殼體側視圖;圖21A為實現本發明的管腔內放射治療系統的示意圖,該系統傳送裝置的後殼採用另一種結構;圖21B為圖21A所示後殼/流體控制開關的分解立體圖;圖21C為傳送裝置在組裝狀態下的剖視圖,該傳送裝置帶有圖21B所示後殼/流體控制開關的另一種實施例;圖22為圖21B所示後殼的俯視圖;圖23為圖21B所示後殼的側視圖;圖24為圖21B所示流體控制開關的立體圖,展示出開關的近端側;圖25為圖21B所示流體控制開關的立體圖,展示出開關的遠端側;圖26為圖21B所示流體控制開關的平面圖,展示出開關的近端側;圖27為圖21B所示流體控制開關的平面圖,展示出開關的遠端側;
圖28為本發明管腔內放射治療系統的示意圖;圖29A為本發明傳送裝置另一實施例的立體圖,還展示出一連接其上的注射筒;圖29B為類似於圖29A的立體圖,不同之處在於傳送裝置殼體的半個頂部被拿開,以便展示出其內部的結構;圖30為圖29A所示傳送裝置殼體的平面圖;圖31為圖29A所示傳送裝置的分解立體圖;圖32A為圖29A所示傳送裝置的橫向剖視圖;圖32B為圖29A所示傳送裝置的縱向剖視圖;圖32C為圖29A所示傳送裝置中內部零件之一的放大剖視圖;圖32D為圖29A所示傳送裝置的縱向剖視圖,與圖32B所示剖視圖垂直;圖33為圖30所示傳送裝置的側視圖;圖35A-圖35D展示了一壓力指示器/壓力減壓閥,以及其組件,它們能便利地應用在圖29A所示的傳送裝置中;圖37為安裝在一支架上的、圖29A所示傳送裝置選擇的內部組件的立體圖;圖38為用於圖29A所示傳送裝置中的鬆脫開關的立體圖;圖39A-圖39B為用於圖29A所示傳送裝置中針閥的組件的立體圖;圖40A-圖40D展示出圖29A所示傳送裝置中應用的針閥/鬆脫開關安全聯鎖件;圖41A-圖41E展示出本發明中應用的導管連接器及其各種附件;圖42A-圖42D展示出本發明中採用的導管及其剖視圖(圖42D);圖45為一用於治療單元檢驗系統的邏輯方框圖,該系統能有效地應用於圖29A所示傳送裝置;圖46A-1,圖46A-2;圖46B;以及圖46C-1,圖46C-2,圖46C-3為電路結構圖,用來執行圖45中所示邏輯方框圖提出的功能;圖47為傳送裝置另一實施例的殼體的平面圖;圖48為圖47所示傳送裝置立體圖,其殼體頂部半邊已取掉,以展示出其內部細節;圖49為面向圖47所示傳送裝置遠端的端視圖;圖50為圖47所示傳送裝置分解立體圖;圖51A和51B為圖47所示傳送裝置縱向剖視圖;圖51C為圖47所示傳送裝置橫向剖視圖;圖52為與圖47所示傳送裝置配合使用的壓力指示器計和壓力減壓閥的分解立體圖;圖53為圖52所示壓力指示器計和壓力減壓閥的剖視圖,圖中示意地展示出流體通過其中;圖54A和54B為與圖47所示傳送裝置聯合使用的鎖閂體件立體圖;圖55為與圖47所示傳送裝置配合使用的鎖閂扣機立體圖;圖56A,圖56B和圖56C展示出組裝的鎖閂機構,分別包括以立體圖表示的鎖閂體件,平面圖表示的鎖閂扣機和以剖視圖表示的鎖閂按鈕;圖57A和57B分別以立體圖和剖視圖展示出與導管連接器配合使用的罩裙連接件;圖57C為導管連接器近端剖視圖,展示出中間栓塞件;圖58A為本發明所應用的導管平面圖;圖58B為圖58A所示導管的放大橫向剖視圖;圖58C為圖58A所示導管遠端的放大縱向剖視圖;圖59為應用在本發明中的治療單元籽列平面圖;
圖60用於治療單元檢驗系統的邏輯方框圖,該系統與圖47所示傳送裝置一起使用;圖61A-1,圖61A-2,圖61A-3;圖61B;和圖61C-1,圖61C-2為電路結構圖,用來執行圖60所示邏輯方框圖提出的功能;圖61D為用於圖60和圖61A-圖61C所示治療單元檢驗系統的配電盤的示意圖;圖62A-圖62C為印刷電路板,展示出應用於圖60和圖61A-圖61D所示治療單元檢驗系統的機械布設外形;圖63A為一示意圖,表示出治療單元檢驗系統各部分之間的電氣連接;圖63B為一電路圖,該電路與圖63A等效。
詳細說明圖1表示了本發明的管腔內放射治療系統10,該系統包括一傳送裝置12,一輸送導管14和一可靠地將輸送導管14與傳送裝置12連接起來的連接器16。輸送導管14和連接器16與在上述相關的、正在審批的專利申請中所述的基本一樣,本發明中已引入該專利申請內容,以做參考。
傳送裝置12的功能是收容並屏蔽放射治療源組(未示出),該組可以包括非放射性標識籽,傳送裝置還控制流體流動方向,以便充注傳送裝置12和導管14並有效地輸送和取回各放射治療單元。
傳送裝置12以立體分解形式表示在圖2中,它由三個主要總成組成後殼體和流體控制開關總成18,中殼體和致動器開關/往復閥門總成20,以及前殼體22。本專利申請中公開的後殼體和流體控制開關總成以及中殼體和致動器開關/往復閥門總成與上述相關的、正在審批的專利申請中公開的相對應部分是可互換的。
後殼體18包括一圓筒件24,最好由聚碳酸酯製成,該圓筒件設有通孔26,以便安置兩個連接後殼體18和中殼體20的螺釘28。螺釘28的螺紋可以直接與中殼體80的聚碳酸酯材料嚙合,或者通孔26的內螺紋可以安置螺旋狀的,盤旋狀的金屬絲插入件,而該金屬絲與螺釘28的螺紋配合。另一種作法是,與螺釘28配合的中殼體80的孔腔可以設有加工出內螺紋的金屬插入件(未示出),該金屬插入件例如可以用超聲波焊接方法緊固在孔腔內,這樣螺釘28的螺紋就與金屬插入件的內螺紋嚙合,從而在後殼體18和中殼體80之間提供更耐久的連接。
圓筒件24設有一圓柱形凹座30,用來安置流體控制開關44,關於後者將在下面做更詳細討論。圓筒件24包括兩個路爾(Luer)連接件或路爾接頭32,34,路爾接頭32,34最好由一種聚碳酸酯製成,利用一種紫外線固化粘結劑(UV-cure adhesive)固定在圓筒件24上。路爾接頭32,34可以部分地或全部地凹進入後殼體18中。路爾接頭32安置在圓筒件24上的凹座32a中,與流體進入通道36連通(在圖3中可以清晰看到)。路爾接頭32與一充液的,或充氣的裝置(未示出)連接,該裝置用來液動地或氣動地將放射治療源組輸送到輸送導管14中,或從輸送導管中將它們取回。
路爾接頭34安置在圓筒件24上的凹座34a中,與流體排出通道38連通(見圖4)。路爾接頭34可有選擇地與一流體收集袋或收集槽(未示出)連接。圓筒件24還包括一液體返回通道40(見圖4)和一籽輸送通道42(見圖3)。各通道36,38,40以及42都與圓柱形凹座30連通。
流體控制開關44可以有選擇地在各通道36,38,40和42之間提供接通,以便輸送和/或從輸送導管14取回放射性治療單元和標識籽。為了更方便地操縱流體控制開關44,在流體控制開關44和圓筒件24上通過一固定螺釘48固定有一槳葉形控制柄46,該固定螺釘穿過控制柄的中孔和開關44,並進入圓筒形殼體24中。固定螺釘48的底部抵靠在一止動螺釘49上,以便限制螺釘48的運動,並防止螺釘48由於操作開關44而鬆脫。鎖緊帽50將控制柄46的中孔封閉住。如圖5中所清晰看到的,流體控制柄46設有一槳葉形部分52,該部分的外形可以按人機工程學原理製成,以便使使用者更容易操縱流體控制開關44。
固定螺釘48的頭部可根據選擇開出一槽口,以便鎖緊銷(未示出)插配其間。這種鎖緊銷可以防止固定螺釘48轉動,這樣流體控制柄46的反時針轉動就不會使螺釘48鬆脫。在流體控制柄46中安置固定螺釘48頭部處設有一淺孔,該淺孔就是用來安裝上述鎖緊銷的。
為了限制流體控制開關44可轉動的程度,在開關44的底部設有一流體控制槽口54(見圖6,圖7),該槽口與調節銷56(見圖2)配合作用,而調節銷則固定在後殼體18凹座區域中的一個孔中。為了使開關能可靠地處在「斷開」,「輸送」以及「返回」等的位置上,流體控制開關44還設置了三個凹窩58(見圖6),這三個凹窩與一制動球60和彈簧62(見圖2)互相配合,後者安置在圓筒件24上的一個短孔腔64中(見圖3)。
從圖7可以清楚看到,流體控制開關44的底部設有一C形連接器通道66和一橢圓形連接器通道68。控制開關44可以在C形和橢圓形連接器通道66,68處鬆開,以便分別安置○形圈70和72,○形圈使連接器通道66,68緊貼凹座30而密封。為了進一步防止流體沿流體控制開關44四周逸漏,在流體控制開關44外周所設的○形圈通道76中安置了一個○形圈74(見圖6),在開關44遠端開口周邊所設的○形圈通道中則安置了一個○形圈78。○形圈70,72,76和78最好用丁腈橡膠或乙烯丙烯製成。
在實際運作中,當流體控制開關44處於「輸送」的位置時,流體注入通道36和籽輸送通道42兩者均與C形連接器通道66連通。同時液流返回通道40和流體排出通道38則與橢圓形連接器通道68連通。這樣,流體可以流經流體注入通道36,再通過C形連接器通道66而流入籽輸送通道42。從旁路繞過治療單元的流體直達輸送導管14的遠端,然後返回到液流返回通道40,再通過橢圓形連接器通道68而流入並通過排出通道38。
當流體控制開關44處於「返回」位置時,流體注入通道36和液流返回通過40兩者通過C形連接器通道66而對齊。同時,籽輸送通道42和流體排出通道38則通過橢圓形連接器通道68而對齊。其結果是,流體可以流過流體注入通道36而進入C形連接器通道66,然後再流過液流返回通道40。當治療單元由於液力的推送從導管遠端返回到傳送裝置12時,流體就可以從籽輸送通道42流出,通過橢圓形連接器通道68而流入流體排出通道38。
當流體控制開關44處於「斷開」位置時,只有流體注入通道36與C形連接器通道66對齊。這樣,對於從流體注入通道36流入C形連接器通道66的流體來說就不存在有任何出口。
傳送裝置12最好包括一個減壓閥(未示出),這樣系統10就不會產生過壓現象。一旦壓力超過某一預定值時,減壓閥就可開啟,讓系統10中流體逸出。當系統中壓力恢復到安全水平時,減壓閥就關閉。減壓閥有一種形式是由彈簧來操縱的,這樣,流體壓力大於預定值時就壓縮彈簧使減壓閥開啟,當流體壓力降低到預定值以下時,減壓閥就被彈簧關閉。另外,傳送裝置12最好設有一蓄能器(未示出)或類似的裝置,以便當放射治療源組和標識籽處在導管14的遠端時能有足夠量的壓力作用在它們身上,這樣,在放射治療過程中它們就不會從導管14的遠端和治療部位游離開來。蓄能器也可用來保持足夠量的壓力作用在治療單元和標識籽上,使它們在沒有用來進行放射治療時能全部地保持在石英套管84的管腔中,並能為使用者所見。
連接在後殼體18遠端的是中殼體和致動器開關/往復閥門總成20。後殼體18和中殼體和致動器開關/往復閥門總成20之間的正確對中可以用定位銷(未示出)來保證。總成20包括一中殼體80,後者設有一用來安置石英套管84的中孔腔82(見圖8),該石英套管貫穿整個中殼體80的長度,其中儲放著放射治療源組或籽。
中殼體80為圓筒形,最好用透明的利克森(Lexan)或透明的聚碳酸酯製成。石英套管84最好用天然的或合成的石英或石英玻璃(熔融石英)來製成,或者其它含有天然的或合成的熔融矽石的材料來製成。在石英套管84的整個長度上設置了一管腔86,當籽沒有輸送到治療部位時放射治療源組和標識籽就儲放在該管腔中。石英套管84用來屏蔽由放射治療源組放射出的放射性,以便能安全地操作傳送裝置12。石英材料不會由於儲放具有放射性的治療籽而破裂,並且能保持其透明性,這樣就可以用目測來檢測治療籽。石英杆需有足夠的厚度,以便能屏蔽90%的放射性。在實際運作中發現石英套管厚度為1釐米就足夠了。
為了更好地判明放射治療源籽和標識籽在於石英套管84中情況,套管的直徑應該是均一的,沒有任何階梯形,沒有任何○形圈設置其上。這樣,石英套管在其整個長度上都可以清晰地觀察到。石英套管84的下半部覆有一白色膜片,該膜片最好用乙烯基或泰維克(Tyvek)製成,以便為放射源籽創造出一反差背景。另外,或者是另一種作法,在石英套管84外周包覆著,或是在其上部安放著一放大功能器件,以便更好地目視觀測到放射源籽。另外,還可以採用一種光源來更好地目視觀測放射源和標識籽。
如圖3和圖9清楚所示,帶有一通孔腔的後殼體插入件88構成了後殼體18和中殼體20之間的一個中間聯接件,使籽輸送通道42和石英套管84的管腔86通過插入件88的孔腔90而連通。孔腔90為L形,防止治療單元移動進入後殼體18中,同時確保後殼體孔腔和石英管腔之間的流體連通。
在中殼體80中偏離軸心處設置了一貫通的小孔腔92(見圖10),該孔腔是後殼體18中液體返回通道40的延續。後殼體18中的返回通道40和中殼體80中的返回孔腔92之間聯接處的流體逸漏通過一○形圈來得以避免(見圖2),該○形圈最好用丁腈橡膠或乙烯丙烯製成。
致動器開關96設置在中殼體80的遠端,它轉動一往復閥門98以便操縱本系統。致動器開關96可以用在兩個位置上「連接/充注」和「輸送/取回」。連接/充注狀態可以用來使連接器16連通傳送裝置12(見圖1)。連接後,連接/充注狀態可以用來衝注傳送裝置12和導管14而不輸送放射治療源組。
輸送/取回狀態用來將放射治療源組和標識籽輸送到導管14的遠端,並從那兒取回放射治療源組和標識籽。除非連接器16已鎖定在傳送裝置12中,否則致動器開關96的輸送/取回狀態是無法進入狀態的。這就避免了由於疏忽偶然地將放射治療源組輸送到輸送導管14以外的任何位置上。為此,中殼體80的遠端面設有一基本呈方形U的凹座區域100(見圖10)。凹座100接納了定位銷102(見圖2),以便為進行上述兩狀態而可靠地將致動器開關96/往復閥門98鎖定就位。
致動器開關96用硬塑材料製成,例如阿斯塔爾(Acetal)或德爾林(Delrin)。致動器開關96設有一具有下凹形的頂部96a(見圖11),這樣,使用者只要用一拇指或一指頭就能操作該開關。致動器開關96還設有兩個由其中部向外並向下伸展的、略呈弧形的臂部96b。在開關96的底部設有兩個長方形腿部96c,每一腿部都設有一用來安置定位銷102的通孔96d。在兩腿部96c和開關96中部之間形成一中空部,用來安置閥門98的頂部和一壓縮彈簧104(見圖2)。
往復閥門98由塑料製成,例如阿斯塔爾,或透明聚碳酸酯,該閥門具有足夠的厚度以保證其轉動時的剛度。往復閥門98設有一閥體部106(見圖12),該閥體部具有一肩臺部,並向裡逐漸縮小至一弧形底部。閥體部106設有一用來安置壓縮彈簧105(見圖2)的孔107,該彈簧將往復閥門98壓向連接/充注狀態。頸部108由閥門98的閥體部106向上伸展,它設有一用來安置壓縮彈簧104的孔110。頸部108還設有一用來安置定位銷102的槽孔112。閥門98在其底部設有一用來安置轉動銷軸116(見圖2)的通孔114,這樣閥門98就能繞轉動銷軸116轉動。閥門98在銷軸孔114和定位銷槽孔112之間還設有一孔118,該孔大到足夠讓治療單元從其中通過。在閥門每一側都設有一○形圈槽120,用來安置○形圈122(它圍繞著籽孔的近端開口)和○形圈124(它圍繞著籽孔的遠端開口)。○形圈122,124(見圖2)的位置應這樣地設置,即當致動器開關/往復閥門在其各種不同位置之間移動時,○形圈不會行進越過任何其它組件的邊緣,於是減小了○形圈的磨損,使閥門98的操作變得平順。
在實際運作中,壓縮彈簧104將致動器開關96壓離往復閥門98。當致動器開關96頂著壓縮彈簧104的彈力向下壓時,定位銷102就移向中殼體80和凸緣殼體中U形凹座100的底部腿部,從而使致動器開關96和往復閥門98在兩位置之間移動。
往復閥門98是通過一閥門殼體126固定在中殼體80遠端上。如圖13清楚所示,閥門殼體126的近端設有一在總體上呈往復閥門98形狀的凹入區域128和一基本呈長方形的開口129。當閥門98處於該凹入區域128中時,頸部108伸展出閥門殼體126之外。閥門殼體126設有一籽管腔130,該管腔的近、遠兩端均進行倒稜,以便於治療單元的輸送(其它殼體中的籽管腔也可以在其端部進行倒稜,以便於治療單元的輸送)。
閥門殼體126的遠端(如圖14清楚所示)設有一圓形凹入區域132,該區域圍繞籽管腔有一倒錐邊緣,以便與連接器16對中。為了閥門殼體126與中殼體80和凸緣殼體146對中,閥門殼體126還設有用來安置螺釘的孔136(見圖2)和一用來安置定位銷142,144的對中孔140(見圖2)。閥門殼體126還設有一液體返回通道148(是中殼體80中液體返回通道92的延續)和一在閥門殼體126近端處的環形槽150,用來安放一○形圈152(見圖2)。在閥門殼體近端的孔154則與往復閥門98的轉動銷軸116的遠端配合。
凸緣殼體146有一擴大的中孔160,用來安置連接器16,中孔在凸緣殼體146的近端側作成喇叭形,以便安放○形圈134(見圖2)。長方形孔161貫通凸緣殼體146。凸緣殼體146設有一液體返回通道162(是閥門殼體126中液體返回通道148的延續)該通道在其近端周圍帶有一環形○形圈槽,用來安置○形圈164(見圖2)。還設有一用來安置定位銷144的對中孔,以便使凸緣殼體146和閥門殼體126對中,和另外一個用來安置定位銷166的對中孔,以便使凸緣殼體146和前殼體156對中。
設在凸緣殼體146遠端面上的切口與前殼體近端面中的切口互配,用來安置鬆脫按鈕168,鬆脫開關170和鬆脫觸發件172,後三者結合起來可以將連接器16安置進並將其鎖定在傳送裝置12中,並且還可以將連接器16從傳送裝置12中鬆脫出來。下面將詳細說明鬆脫按鈕168,鬆脫開關170和鬆脫觸發件172之間的相互作用。
鬆脫觸發件172(見圖16)包括有一基本呈長方形的觸發件體172a,該體帶有兩個由觸發件體伸展出的腿部172b。觸發件172遠端上所設的拋物面形的斜切口172c就組成兩腿部172b之間的稜邊。鬆脫觸發件172的頂部設有一淺孔172d,用來安置壓縮彈簧174的一端(見圖2)。
鬆脫開關170(見圖17)包括一長形的長方形開關體170a,該開關體在其一端設有一弧形帶切口的斜面170b,在其另一端設有一凸伸臂170c(見圖18)。凸伸臀170c設有一用來安置一定位銷176(見圖2)的孔170d。鬆脫按鈕168通過螺釘178(見圖2)固定在鬆脫開關170上,該螺釘則安裝在鬆脫開關170的孔170e中。另一種作法是,鬆脫按鈕168可以和鬆脫開關170作成一整體件。
前殼體156組成傳送裝置12的遠端部,它包括有一用來安置連接器16的中孔腔180(見圖19)。中孔腔180在181處設有倒角部(見圖20)以便安放兩個○形圈,○形圈在連接器鎖定於傳送裝置12之中寸與連接器16的外部配合(以便使連接器16和前殼體156中的一液體返回通道184之間的連接得到密封)。前殼體156設有兩個用來安裝螺釘138的螺釘孔182,所述螺釘將前殼體156,凸緣殼體146和閥門殼體126固定在中殼體80上。如上所述,中殼體80中用來安裝螺釘138的孔腔可以有選擇地嵌入螺旋狀,盤旋狀鋼絲插入件或裝入帶螺紋的金屬插入件,以便提供更牢固的連接。前殼體156還設有一液體返回通道184(是凸緣殼體146中液體返回通道162的延續),該通道在其近端開口處的周圍設有一環形○形圈槽,用來安置○形圈186(見圖2)。設在近端面上的孔與定位銷166配合以確保前殼體156與凸緣殼體146對中。
現在說明致動器開關/往復開關的運作,當閥門98處於關閉位置時(連接器16沒有連接到傳送裝置12上),鬆脫開關170抵靠在一壓縮彈簧190上(見圖2),此時鬆脫觸發件172的一隻腿部172b與鬆脫開關170斜面170b的最上部分配合,以便使鬆脫開關向下壓在壓縮彈簧190上(見圖19A)。在這個條件下,鬆脫按鈕168則完全地凹座在凸緣殼體146和前殼體156之間的開口中。定位銷176的端部分別在開口129,161的底部穿過閥門殼體126和凸緣殼體146的開口129和161,並且位於靠近閥門98處,以防止閥門轉向並進入籽運送狀態。
當連接器16插裝入前殼體156的中孔腔180時,連接器16的近端接觸到鬆脫觸發件172的斜切口172c,使觸發件172被推向上,同時壓縮那個彈簧174(見圖19B)。隨著鬆脫觸發件172移動離開鬆脫開關170,鬆脫開關170的運動不再受到阻礙,受壓縮彈簧190頂壓的鬆脫開關就向上運動,直到弧形斜面170b與連接器16的下切部配合上。這就將連接器16鎖定在傳送裝置12中。當鬆脫開關170移動到去鎖定連接器16時,鬆脫按鈕168就從其凹座區域中移動出來,以便能目視地確認,連接器16是鎖定在傳送裝置12中的(見圖19C)。同時,定位銷176移向開口129,161的上方,這樣它就不再阻止閥門198進入籽運送狀態。
通過一向下推壓致動器開關96,將定位銷102向下推壓到槽100(在中殼體80中)和槽158(在凸緣殼體146中)的底部,致動器開關96現在就能從連接/充注狀態移動到籽運送狀態。在致動器開關96上保持向下的壓力同時,對致動器開關96施一水平方向力,使定位銷102移動通過凹座100,158的水平槽而到另一垂直槽處。開關96然後鬆脫,定位銷102向上移動到垂直槽的頂部,將開關98置於籽運送狀態。當致動器開關96進入籽運送狀態時,閥門98是這樣定位的,即閥門98的一部分現在佔據著原先處於連接/充注狀態的定位銷176所佔據的相同空間。
為了使連接器16從傳送裝置脫離開,致動器開關98在所有治療單元和標識籽已返回到石英套管84後移動到連接/充注狀態。一旦致動器開關98處於連接/充注狀態,鬆脫按鈕168就向裡推壓,推動鬆脫開關170頂著彈簧190向下。定位銷176同時移動,以便防止閥門98移回到籽運送狀態。然後連接器16就可用手從傳送裝置中取出。取出連接器16可以使得鬆脫觸發件172在彈簧174的推力作用下下降,重新使其一腿部172b位於斜面170b的前部,使鬆脫按鈕168,鬆脫開關170和鬆脫觸發件172回到其起始位置。
在致動器開關96處於籽運送狀態時,鬆脫按鈕168是不能啟動的。在籽運送狀態下,閥門98是這樣定位的,即它阻止了定位銷176向下移動。由於定位銷176是連接在鬆脫開關170上,所以鬆脫開關170的向下運動也受到阻止,而弧形斜面170b則不能從連接器16脫離開。
現參閱圖21-圖27,它們展示了本發明傳送裝置12中採用的另外的後殼體/流體控制開關實施例。如圖21B所示,後殼體200基本呈圓筒形,包括有兩個用來安置兩螺釘(例如圖2中的螺釘28)的軸向通孔202,以便將後殼體200固定在中殼體上。後殼體200設有兩個凹座204,206,用來安置路爾接頭或類似於圖2中所示的連接器32,34的連接器。這種路爾接頭可以用粘接的方法固定在凹座204,206中。路爾接頭可以部分地或全部地凹座在後殼體200中。安置在凹座204中的路爾連接器最好用於連接到充液或充氣裝置(未示出)上,這種裝置用來液壓地或風動地將放射治療源組和標識籽輸送到輸送導管14,和從輸送導管14將其取回。固定在凹座206中的路爾連接器則連接到一流體收集袋(未示出)上。
靠近後殼體200的遠端設有一用來安置流體控制開關210的圓柱形孔208,關於流體控制開關隨後還要做詳細說明。圓柱形孔208的直徑略小於流體控制開關210的最大直徑,這樣流體控制開關210就能緊配在孔208中。流體進入通道212將凹座204與圓柱形孔208連接起來(見圖22);流體排出通道214將凹座206與圓柱形孔208連接起來(見圖23);流體返回/籽取回通道216將圓柱形孔208與後殼體200遠端的開口218連接起來(見圖22或圖23);流體返回/籽取回通道220將圓柱形孔208與中遠端開口222連接起來(見圖22或圖23),中遠端開口設有一後殼插入件224(類似於圖9中的插入件88)。
流體控制開關210是一實心圓柱體,最好用白的或透明的特弗龍(Teflon)材料製成,以便使圓柱體210能平穩地在中孔208中運動開關210設有四個流體通道(後面將做說明),用來將連接通道212和214有選擇地與通道216和220連接起來。開關210在其上部設有一長方形切口226,用於安置手柄228,長方形切口的尺寸是這樣定的,即手柄228的遠端230能密配地安裝在該切口中。
手柄228在其遠端230處增大,使其具有一懸臂部或階梯部231。當手柄228的遠端230裝配進流體控制開關210的長方形切口226中,以及流體控制開關210安置在後殼體200的圓柱形孔208中時,整個懸臂部231安置在開關210的周邊中,懸臂部231抵靠在中孔208的側壁上,這就防止了手柄228從切口226中脫出,確保手柄228固定在開關210中。
流體控制開關210設有四個通道242,244,246和248,用於有選擇地將流體進入通道212和流體排出通道214與流體返回/籽取回通道216和流體返回/籽取回通道220連接起來。如圖26和圖27清楚所示,流體控制開關210包括有一個籽輸送通道242,一個流體返回通道244,一個籽取回通道246和一個流體返回通道248。
在實際運作中,當流體控制開關210處在「輸送」位置上時,後殼體200中的流體進入通道212和籽輸送通道220兩者通過流體控制開關210中的籽輸送通道242而連通。同時,後殼體200中的流體排出通道214和流體返回/籽取回通道216通過流體控制開關210中的流體返回通道248而連通。這樣,流體就可從,例如一注射器流經流體進入通道212和開關210中的籽輸送通道242,進入籽輸送通道220,以便將治療單元推進到輸送導管14的遠端。從旁路繞過治療單元的流體則直達輸送導管的端部,並返回到流體返回/籽取回通道216,而且通過流體控制開關210中的流體返回通道248可以流經流體排出通道214進入,例如一流體收集袋中。
當流體控制開關210處在「取回」位置上時,後殼體200中的流體進入通道212和流體返回/籽取回通道216兩者通過流體控制開關210中的籽輸送通道246而連通。同時,後殼體200中的流體排出通道214和籽輸送通道220兩者通過流體控制開關210中的流體返回通道244而連通。其結果是,流體可以流經流體排出通道212進入籽取回通道246,流經流體返回/籽取回通道216進入導管,從而借液壓力將治療單元從籽輸送通道220推出,經過流體返回通道244而進入流體排出通道214,並從傳送裝置排出。
當流體控制開關210處於「斷開」位置時,任何通道212,214,218,220,242,244,246和248都不互相連通。這樣,不會有任何流體從流體進入通道212流出。
流體控制開關210設有一用來安置○形圈252的槽250,以防止圓柱形孔208出現逸漏現象(見圖24,圖25)。流體控制開關210還設有三個直徑擴大區域,總地用標號254表示,以防止流體通道242,244,246和248之間互相產生影響。這些擴大直徑區域與通道242,244,246和248的開口對應,並在流體開口的周圍形成一緊密的密封。另一種作法是,可以採用○形圈來代替直徑擴大區域。
在流體控制開關210的遠端設有一長橢圓形開口232(見圖27),它沿開關210表面徑向伸展,這樣,當開關210放置在圓筒形孔208中時,長橢圓形開口232就與後殼體中的短的通孔腔234對齊。長橢圓形開口232伸入流體控制開關210內部,其末端帶有三個凹窩236,該凹窩與壓縮彈簧238和制動銷240互相配合(見圖21B),以便有助於流體控制開關210的定位(類似於圖2中所示的壓縮彈簧62和制動球60)。長橢圓形開口232的端部與制動銷240配合,起擋塊的作用,以限制流體控制開關210能夠轉動的程度。
制動銷240設有一球形端部,該球形端部座落在凹窩236中。在「斷開」位置時,制動銷240座落在中間的凹窩中。隨著流體控制開關210或者移向「輸送」位置,或者移向「取回」位置,中間凹窩也隨著移動離開制動銷240,同寸其它兩個凹窩中的任一個將朝制動銷移動。隨著開關210和凹窩轉動,制動銷被推回頂著壓縮彈簧238。當端凹窩之一與制動銷對齊時,彈簧的彈力就將制動銷240向前推壓,使得制動銷240的球部座入該凹窩中。由於當制動銷在開關210轉動過程中移動離開凹窩時,它不會移動出開口232,所以制動銷始終將開關210固定在後殼體200中。
現參閱圖29-圖33,這些圖展示出一種改進的傳送裝置300,該裝置與本發明管腔內放射治療系統配合用來操作和輸送治療單元。與前述的傳送裝置不同,傳送裝置300包括有一按人機工程學原理設計出來的外形,這種外形更容易為使用者所掌握。另外,傳送裝置300的各內部組件都易於製造和組裝。傳送裝置300還具有增多的或改進的安全特性,例如,治療單元檢測電路和展示裝置,流體壓力指示計/減壓閥,和一導管連接器/籽或針閥門互鎖,所有這些將隨後做更詳細說明。
現參閱圖31所示的分解圖,可以看到,傳送裝置包括有一個由兩部分組成的殼體,即半殼302a和302b,兩半殼中裝有一支座304,傳送裝置300的各種組件都安裝在該支座上。半殼302a設有一放大視窗306,以便能觀察到石英套管308,該套管有一存放治療籽(未示出)的管腔308a;指示器光源或「指示儀器」,它包括有發光二極體310a和310b(見圖30),後者顯示出治療籽是否儲放在石英套管中,還是在傳送裝置和其相關聯的導管中其它地方;一電源按鈕312,用來啟動發光二極體(LED)籽檢測/指示器系統;一壓力指示器視窗314,用來可目視地顯示出治療系統中的流體壓力值;和一流體控制按鈕316(其功能類似於上述流體控制柄44或228),用來操縱流體控制開關。沿半殼302a的側邊設有一用於導管連接器的鬆脫按鈕318(其功能類似於上述鬆脫按鈕168)和一滑動閥門致動器開關320,它覆蓋著鬆脫按鈕318,以防止當傳送治療籽或治療籽安放在導管中時導管連接器發生意外的鬆脫。傳送裝置300在其近端還設有一隔室319(見圖33),用於安置流體收集袋(未示出)。
現參閱圖29A和圖29B,所示傳送裝置300帶有一個可拆卸的注射器322,該注射器提供壓力流體,以便通過液力輸送和取回本系統所採用的治療籽。注射器322通過一路爾鎖合裝置324連接到傳送裝置上,並且通過一鞍形座支撐在傳送裝置上,該鞍形座有兩個偏置臂326a和326b(由圖30和圖31清楚可視),它們分別從半殼302a和302b伸出,包繞著注射器322的筒身322a,以便牢固地將注射器固定在傳送裝置上。如圖29A和圖29B所示,注射器322固定位置與縱軸線形成一夾角,以便於更容易地操作注射器柱塞322b。
如上所述,傳送裝置300的內部組件是分別製造的,安裝在支座304上,在支座上它們最好由聚乙烯管(未示出)和棘刺連接器(Barbed Connectors),例如328(圖31),連接在一起,以進行流體流通。這種結構可以使得本傳送裝置比前述的實施例結構簡單,製造經濟,組裝方便,在前述實施例中,例如各殼體件(以及它們各自的流體通道)和流體控制開關等是由一整塊實體材料加工出來的,而這些件必須連接在一起。例如,傳送裝置300的流體控制開關330可以包括一標準的四口閥體,例如型號為7017KV的閥件,加利福尼亞州百利城(Brea)的科羅恩公司(Kloehn Co.)出品,而不是定做加工出開關44(圖1,圖2,圖6,圖7)和210(圖21B,圖24-圖27)以及它們分別互相配合的後殼體18,200。
現參閱圖29B,圖31和圖37,傳送裝置300的支座304還支撐著一壓力指示器/壓力減壓閥,總地用標號332表示,該壓力指示器/壓力減壓閥可以通過半殼302a上的壓力指示器視窗314觀察到。壓力指示器/壓力減壓閥332與注射器332有流體連通,並且設計成能容易地目視讀出治療系統中相對的流體壓力值,以及當流體壓力超過一預定最大值(例如,100磅/英寸)時能將流體釋放到儲液槽中,從而確保流體壓力不會達到一個可能使傳送裝置或其相關聯的導管遭到損壞的水平。
現參閱圖35A-圖35D,壓力指示器/減壓閥包括一圓筒件334,該圓筒件設有一與注射器322流體連通的進入口336。圓筒件334具有一分級的內徑,小直徑部分338a,其直徑例如為0.375英寸,大直徑部分338b,其直徑例如為0.399英寸(見圖35A和圖35B)。圓筒件334裝有一活塞340,其尺寸適配於圓筒件334的小直徑部分338a;和一彈簧342,它設置在活塞340和圓筒件大直徑部分338b的端壁之間。彈簧342的彈簧係數和長度選擇得能將活塞340保持在圓筒件334的小直徑部分338a中,直到流體壓力達到預定的最大值。當彈簧342由於流體壓力作用被充分壓縮而使活塞340進入圓筒件334大直徑部分338b中時(例如,當壓力達到100磅/英寸時),流體從活塞周圍通過,進入圓筒件334大直徑部分338b中,並且從與圓筒件334大直徑部分338b流體連通的排出口344排出。一旦系統中流體壓力低於預定的最大值,彈簧342就將活塞340推回到圓筒件334的小直徑部分338a中。
如圖所示,活塞340由兩部分340a和340b組成,這兩部分互相配合形成一有間隙的界面,用以安置一密封件(未示出),該密封件保證了活塞340和圓筒件334的小直徑部分338a之間形成不漏流體的緊密接觸。活塞可以用白的德爾林材料製成,密封件可以是一環形密封件,例如可以是由加利福尼亞州桑塔安那城(Santa Ana)的巴爾密封工程公司(Bal Seal Enginerring Company)出品的密封件,其型號為410MB-010-G-316。圓筒件334可以用一種透明的聚碳酸酯製成,具有一精加工的內徑和設在其外面上的分度標識(未示出),標識可以通過壓力指示器視窗314觀察到。分度標識可以使使用者根據活塞340在圓筒件334中的相對位置目視讀出系統中流體壓力值。另外,彈簧342最好是不鏽鋼的,例如,紐約布魯克林城(Brooklyn)的李彈簧公司(Lee Spring Company)出品的彈簧,其供貨代號為LCM-110E-13-S,標準系列。當然,也可以採用本領域中公知的其它各種壓力計和減壓閥來代替上述的裝有彈簧的活塞和圓筒件結構。
與前述實施例一樣,傳送裝置300還包括一鬆脫觸發件/鬆脫開關機構350(見圖31),用於安置導管連接器並將其鎖定在傳送裝置中(在外形和運作上類似於上述圖16-圖19中所示的鬆脫觸發件172/鬆脫開關170)。傳送裝置300在石英籽套管308的遠端處還包括有一針閥352,該閥封堵住籽管腔,以防止治療籽選出傳送裝置,同時還讓流體流過籽管腔,以便例如充注所述系統。但是,傳送裝置300在鬆脫觸發件/鬆脫開關機構350和針閥352之間設置了一安全互鎖機構354(圖40A清楚可見),如果針閥移回到一個讓治療籽通過籽管腔的位置,則互鎖機構就防止鬆脫開關被壓下(從而防止使用者將導管連接器移出傳送裝置)。
現參閱圖29B,圖31,圖32B和圖32C,圖示展示出一單獨的組件356,它在支座304上支撐著上述的鬆脫觸發件/鬆脫開關機構350和針閥機構352,以及支撐著石英套管308和籽檢驗系統(隨後將對此做更詳細說明)。類似於上述的鬆脫開關170,鬆脫開關358(見圖38)包含有一最好用德爾林材料製成的開關體部358a,在開關的一端設有一弧形帶切口的斜面358b,在開關相對另一端安置了由螺釘360固定的鬆脫按鈕318(見圖31)。另一種作法是,鬆脫按鈕318可以和鬆脫開關358作成一整體件。和上面對鬆脫開關170和鬆脫觸發件172所做說明一樣,鬆脫開關358的弧形切口斜面358b與導管連接器364上的凹槽部362外周配合(見圖41),以便將連接器鎖定在傳送裝置中。壓下鬆脫開關358就使弧形切口斜面358b從導管連接器364中鬆脫出來,從而可以將連接器從傳送裝置取出。
如圖所示,針閥352(見圖39A,圖39B)最好用不鏽鋼製成,它具有一T形構形,包含有一單獨的擴大閥體部352a,該閥體部端部接上一細長圓柱杆件352b。針閥352的閥體部352a上支撐著一橫向頭部352c。針閥352的長形杆件352b的直徑小於籽管腔的直徑,這樣,當該杆件插入籽管腔時,它將阻擋治療籽的通過,只容許流體通過。
針閥352通過滑塊366來啟動,該滑塊安置在組件356的長形槽368中(見圖31),由閥啟動器開關320操縱。現參閱圖40B,滑塊366包括兩個連接在其近端處的、基本呈L形腿部370a和370b,該腿部的自由端形成一斜面,而這斜面則與針閥352的橫向頭部352c配合(圖32C清楚示出),以便當滑塊366從近端移向遠端時將針閥移動出籽管腔。腿部370a和370b跨支在組件356上所形成的導軌372上(見圖32A)。一轉動鎖件374(見圖32A,圖40A,圖40C)由彈簧鋼(24GA)板簧376頂壓著,以便當滑塊366從遠端移向近端時將針閥352的橫向頭部352c沿腿部370a和370b所形成的斜面推下,從而使針閥362封堵住籽管腔。板簧376最好由塊體378支撐,後者由兩個安置在組件356錐孔中的螺釘380固定在組件356上。可以想到,滑塊366,轉動鎖件374以及塊體378每一種都是用鋁來製成的。
根據本發明,在鬆脫開關358和滑塊366之間設有一互鎖機構。具體說,滑塊366的遠端設有一伸展軸382,該軸防止滑塊366由近端移向遠端而將針閥撤回,除非軸382與鬆脫開關358的開關體部358a中通孔358c對齊(類似地,軸384從滑塊366的近端伸展出,以防止滑塊366由遠端移向近端)。但是,當導管連接在傳送裝置上和鬆脫開關358上的弧形切口斜面358b與導管連接器364的凹槽部分362配合時,通孔358c只與軸382對齊。於是,針閥352不能被滑塊366撤回,除非導管連接到傳送裝置上,使通孔358c與軸382對齊。另外,當軸382穿過孔358c時,鬆脫開關359不能被壓下,從而防止鬆脫開關358由導管連接器上的凹槽部分362脫出。於是,如果針閥撤回,導管不能由傳送裝置鬆脫。作為一種附加的安全措施,閥門致動器開關320的構形應設計得,當針閥352撤回時至少能部分地覆蓋著鬆脫開關358上的鬆脫按鈕318(圖32C清楚示出),這就防止鬆脫按鈕318被壓下。
根據本發明另一方面,導管連接器364設有一制動件,該制動件與傳送裝置300互鎖,必須在壓下鬆脫按鈕318操作同時進行手動操作才能將導管連接器364從傳送裝置中脫出。這就增加了安全性,因為要想從傳送裝置中脫出導管就要求操作者雙手協調動作。
現參閱圖41A-圖41C,可以看到,導管連接器364包括一中間插頭部386和一套筒件392,插頭部設有一通孔腔388,用來安置連接器插件390(圖41E和圖41D,隨後將說明這兩圖),套筒件包覆著連接器的遠端部分394a,該遠端部分在連接器連接到傳送裝置上時仍留在傳送裝置的外邊。連接器的近端394b則安置在傳送裝置中。
連接器364的中間插頭部386設有兩個連成一體的、在徑向上相對而設的懸臂396,這兩懸臂連接在中間插頭部386的遠端,沿中間插頭部軸向伸展,但與中間插頭部隔開。懸臂396的近端設有橫向制動突片398,當連接器插裝在傳送裝置中時,該突片咔嗒地進入與傳送裝置遠端的凸肩部400(見圖32C)接觸的狀態,從而使連接器固定就位。為了使連接器從傳送裝置中脫出,必須在徑向上向裡推壓懸臂396,以便使制動突片398脫開肩部400。同時,必須壓下鬆脫按鈕318,以便使鬆脫開關從連接器中鬆脫。
為了防止外來物通過懸臂396和中間插頭部386之間的間隙而觸及到傳送裝置的出口,當連接器連接到傳送裝置上時,套筒件392就套配在連接器遠端394a上,此時套筒件392的近端則抵靠在傳送裝置的遠端。套筒件392有足夠的柔軟性,以便能操縱懸臂396使導管得以取出。
連接器插件390(見圖41E和圖41D)有一內通孔腔402,該通孔腔沿插件390的遠端部呈雙階梯形。插件390模鑄成形在導管體404(只是籽和流體返回通道)和屏蔽管406的最近端。屏蔽管406和導管體404的近端安置在插件390的階梯形部分中,而第三通道408與帶有倒角近端410導管的籽管腔連接進行流體連通。在該插件中設有一第二分叉口412,這樣,流體通道管腔成一角度地與籽管腔分離開來,並通過一弧形通道414與導管連接器364的外周連通,該弧形通道從插件出口,與導管連接器364側壁上的一開口416連通。導管連接器364滑移通過導管插件分部件418(見圖42A),以便將插件390安置在導管連接器364中。插件390的近端與導管連接器364的近端對齊,而紫外線固化粘結劑則通過連接器側壁注入其它開口420中。粘結劑通過孔腔流進導管連接器中的空隙區域,並將插件390永久地緊固在導管連接器364中。另一種作法是,在插件已經模鑄成形在雙管腔導管部分之後,可以使導管連接器364模鑄成形在插件390外周上。
導管連接器364的倒角部分410在組件356的遠端處與一匹配的凸部422(圖32C清楚可視)配合。這種配合使導管連接器364在連接器管腔和組件356中流體管腔之間具有最好的對中性,從而將導管連接器/組件界面處的流體逸漏減少到最少程度。
現參閱圖42A和42D,圖示的本發明的導管424與前述的相關的、正在審批的專利申請的導管類似。導管424有一近端426,一遠端428,和一連接其中的長形部430。從圖42D可以清楚地看到,導管424設有一籽管腔432,一流體返回管腔434,和一導線管腔436。籽管腔432和流體返回管腔434從導管連接器364的近端394b到導管424的遠端428是鄰接的,在導管424的遠端則通過管腔內連接器438(見圖42C)而連通,該管腔內連接器是安置在籽管腔432中。管腔內連接器438最好用不鏽鋼製成,它也增強了導管424的遠端428,以防止治療單元從導管的遠端脫出。
導管424的籽管腔432和導線管腔436,兩者的斷面基本呈圓形,如圖42D所示。但是,流體返回管腔434,其斷面則是橢圓形,以增加流體流通的面積而又不要考慮導管424的外徑。加大面積就能降低了輸送、保持和取回治療單元所需的壓力。它也減少了將治療單元從輸送裝置300輸送到導管424的遠端428所需的時間,反之亦然。但是,流體返回管腔434可以選擇任一種尺寸和形狀,以便能用有限量的流體來理想地輸送治療單元。
為了劑量的均勻性,可以確定,需將治療單元放置在或靠近於管腔壁的中心處。在這種情況下,需要將籽管腔432安置在儘量靠近導管424的中心處,以防止籽管腔432和放射性單元太靠近管腔壁的一側。
導管424最好用100%的低密度聚乙烯材料一次擠壓成形,這種聚乙烯管是很柔軟和光滑的。這些特徵使導管424能夠順導線插入人體中管腔內區域,而不損傷管腔壁,如果100%的聚乙烯太軟或易於彎折,那麼就採用一種混合型聚乙烯,它由一定比例的高密度的和低密度的聚乙烯組成。為了保持導管的柔韌性,混合型聚乙烯必須含有較高百分比的低密度聚乙烯。
現參閱圖42A-圖42C,一個不引起創傷的(atraumtic)頂部440具有一小錐度(最好等於或小於11°)和一小的遠端頂部園角,該頂部440融合(可以用高頻能量進行)在導管424的遠端428上。融合過程熔融了籽管腔432和流體返回管腔434使其閉合。頂部440用聚乙烯製成,最好用乙烯乙酸乙烯酯製成。導線管腔436穿過頂部440,與高密度/低密度的聚乙烯套管442對齊連接(見圖42C)。套管442是用一種硬度高於頂部440的材料製成的,以便使導管順著導線輸送時導線不至於將頂部440撕裂。
不透射線標識帶444由鉑(90%)-銥(10%)合金製成,設置在導管424的遠端428處,以便有助於導管424和治療單元兩者的正確定位。標識帶444齊平地固定在導管424的外周。另一種作法是,不透射線標識帶444可以由印塗或噴射在導管424外周上的不透射線印油或細微不透射線顆粒組成。導管近端部426還可以設有深度標識(未示出),以指明何時導管接近導線端部,這樣就能夠恰在釋放放射性治療之前打開螢光檢查儀。
導管的近端426還設有一分叉口部446,在該分叉口部處導線管腔436從導管部430分出而連接到導線延伸管448上。導線延伸管448可以包括一標準的路爾接頭450,路爾接頭可以帶有或不帶有一個用來防止患者血液從導線管腔436近端選出的閥門。導線延伸管448和分叉口部446可以用聚乙烯或聚乙烯和乙烯乙酸乙烯酯的混合物來製備。籽管腔432和流體返回管腔434在整個分叉口部446中保持鄰接狀態。應變消除管(Strain relief tubing)452固定在分叉口部446上,從這裡向外伸展一短距離,然後套配安置在導管部430的近端處。應變消除管452增加了接近分叉口部446處的剛度,以保護導管424不受扭結或其它損傷。另外,在接近分叉口部446的導管端部套配有屏蔽管406,以增加放射性治療單元傳送進出導管424時的防護性。
在放射性治療過程中某一特定時刻,可能需要或希望確定治療單元和標識籽相對於傳送裝置300中石英殼體308的位置。例如,假設放射性源組包括12個不鏽鋼封裝的放射性治療單元,該源組的每一端頭帶有一惰性金標識籽,那麼使用者可能在把治療單元輸送到導管424遠端之前需要核實一下,是否所有12個治療單元和2個標識籽都在石英殼體308中,而且必須確定所有治療單元和標識籽都在石英殼體308中後才能關閉針閥352,將導管424從傳送裝置300上脫開。
為了確定是否所有的治療單元都在石英殼體308中,在傳送裝置300中設置了一電子檢測系統(示意地在圖45中展示出),該系統測定石英殼體308中管腔308a內某一單一位置處遠端金標識籽存在與否。所述系統用比色分析法檢測金標識籽,方法是將不同波長的光照射到金標識籽在石英殼體308中所處的小區域範圍內,然後測定反射率。根據不同光的波長/反射的比率,該系統確定,佔據照射區域的是一種金物體(金標識籽)還是一種非金物體(不鏽鋼籽,背景,或石英殼體308中充注鹽水的管腔308a)。如果在該小區域內檢測到金標識籽,那麼使用者就有理由相信,這就是遠端標識籽,而且接近於這遠端標識籽的所有治療單元也都在石英殼體308中。為了提高確信度,即所有籽都在石英殼體308中,可以增強電子傳感器來確定,是否兩個標識籽都正確地定位在石英殼體中,和/或有效地確定,是否一些或所有的不鏽鋼治療單元都正確地定位在石英殼體中。但是,這就要求在傳送裝置300的殼體中為增加的電子和光學器件提供更多的空間。
除了檢測沿石英管腔308a某一特定位置處有沒有金標識籽,電子器件在低能狀態下等候電源按鈕312的按壓。在電源按鈕312按壓之後,兩個指示器發光二極體(LED)310a和310b閃爍若干秒,以顯示發光二極體(LED)310a和310b以及電池454運作正常,然後根據兩個指示器發光二極體(LED)310a,310b之一的發光來指明是否有金標識籽被檢測到。圖29B,圖31,圖32B和圖37所示為一單個C-cell鋰電池,用來為電子系統提供能量。但是電子系統最好由兩個薄電池充電,該兩電池串聯使用,以便從一單個電池組產生+6V電能。也可以轉換輸出來產生一個-6V電能。最後,在時間過去一分鐘後,電子系統自動地回到低能狀態以節省電池電能,或者如果在這一分鐘期間內按鈕重新按壓,則系統重新開始一分鐘定時周期。
參閱圖45所示的邏輯方框圖,電池用456標示。電源由一睡眠電路(Sleep circuit)來控制。施加電能使睡眠電路關閉,而這又切斷電源,這樣僅需要足夠的電能來保持系統運行就行。通路開關(On-Switch)458是一種常開按鈕開關312。當開關458由於從傳送裝置300外周按壓按鈕312而關閉時,睡眠電路喚醒,接通電源460,462,一個電源產生+6V,另一電源產生-6V。產生的電能首先啟動設定為約一分鐘的內時鐘464而起作用。內時鐘是一種模擬電路,但可以是一種採用計算器的數字電路,以便獲得更高精度和更長時間。在一分鐘結束時,電源460,462關閉,睡眠電路回到睡眠狀態直到下一次開關458關閉。如果按鈕312在一分鐘定寸周期中按下,定時周期將從新設定,使電能能持續比總計一分鐘更長的時間。內時鐘可以設計成適用於其它時間長度。每一次啟動一分鐘時鐘464,一個4秒鐘測試期也開始,並啟動一個4赫茲的振蕩器468,後者產生一個4赫茲的矩形波。矩形波和4秒時鐘應用於指示器LED驅動器470,以便使兩個指示器LED310a,310b在4赫茲同時閃爍4秒鐘(一個發綠光,另一個發琥珀光)。這個動作通知使用者,電池454和指示器KED310a,310b正處於工作程序中。4秒鐘測試期後,系統進入其正常檢測狀態。
檢測狀態利用不鏽鋼(封裝放射性同位素的材料)和金(標識籽材料或標識籽塗鍍材料)的光學特性以及紅、藍光對各不鏽鋼和金籽的作用。系統的光學器件包括一應用氮化鎵(GaN)的藍發光二極體472,一應用磷化鎵的紅髮光二極體474,一包含有光電二極體和積分放大器(Integrated amplifier)的光敏器件476,一GRIN(Graded Refractive Index,分級折射率)透鏡478,和一第二光敏器件480,所有這些都安置在那個安置石英套管308的組件356中。在圖32A中,第一光敏器件476在取向上與石英套管308垂直,而在第一光敏器件476兩側的藍發光二極體472和紅髮光二極體474在取向上也都與第一光敏器件476成一角度。可以採用其它發光二極體相對於光敏器件的取向,和光敏器件相對於石英殼體的取向來提高電子檢測線路的精確度。組件356中的通道482將從發光二極體472,474中出來的光導向石英套管308上的一目標位置,也將反射光導回到第一光敏器件476上。GRIN透鏡478設置在石英套管308和第一光敏器件476之間,它聚光在石英管腔308a上這樣一個部位,當所有治療單元都安置在石英管腔308a中時,遠端金標識應該駐留的那個部位。這時GRIN透鏡478將光線聚集,而聚集的光線然後被導向光電二極體的表面。
在這個系統中應用的藍發光二極體和紅髮光二極體472,474在其峰值分別為450納米和700納米的有限波段內供給藍光和紅光。在450納米處,不鏽鋼(和著藍光的或不著藍光的背景)具有大於90%的反射率,而金具有約35%的反射率;在700納米處,不鏽鋼和金兩者均具有大於90%的反射率。這就意味著,不鏽鋼均能一樣良好地反射藍光和紅光,而金反射紅光良好,但反射藍光較差(金實際上吸收藍光)。因此,在光敏器件的視野中,測定出反射光的藍/紅比率就能毫不含糊地在一著金色的物體,在本實施例為一金標識,和其它物體之間做出鑑別。
以3.22千赫茲頻率振蕩的時鐘振蕩器484交替地(相位相差180°)使藍發光二極體472和紅髮光二極體474閃爍。時鐘振蕩器484通過一雙穩態多諧振蕩器(Flip-flop)486來運行,在該雙穩態多諧振蕩器中,其頻率被劃分用來產生兩種信號,每一種信號具有1.61千赫茲的頻率。所以,當藍發光二極體472和紅髮光二極體474交替地閃亮和閃滅時,其閃亮時間和熄滅時間是相等的。閃亮的藍光和紅光從發光二極體472和474開始運行,通過組件中的通道482,再通過石英套管308到達當所有籽都在石英管腔308a中時遠端金標識應該處於的目標部位。如果一不鏽鋼籽正佔據著目標部位,那麼藍光和紅光均能一樣良好地被反射(大於90%)。如果只有流體或氣體充斥著目標部位,那麼背景也能類似於不鏽鋼那樣反射出藍光和紅光兩者,只要背景沒有被著色。如果是一個金標識籽處於目標部位中,那麼紅光被反射,而藍光則被吸收。由一光電二極體和一集成放大器組成的第一光敏器件476在光學上通過GEIN透鏡478而與石英套管308中的目標部位結合,使得光敏器件476能測定出各藍光和紅光的反射量。根據這個測定得來的反射光的藍/紅比率就可以用來確定是否有金標識存在。
沿傳送裝置300的頂部302a設置的視窗306使周圍環境光線也能從光敏器件476中的物體上發射出。光敏器件476除了檢測出紅光和藍光外,極有可能檢測出周圍環境光線。周圍環境光線的信號可能會給光敏器件476的輸出帶來不利影響。光敏器件476即使在光線通過透明的視窗而進入情況下也必須運作。所以,由周圍環境光源產生的信號必須從系統中去除掉。這點可以通過採用一種高通濾波器493來達到,高通濾波器後接的是同步檢波器494,而同步檢波器後接的是低通濾波器496。同步檢波器494是一與藍紅髮光二極體脈衝同步進行的線路。同步濾波器494濾除除了藍紅髮光二極體472,474產生的信號以外的所有AC信號。低通濾波器496將從光敏器件476來的AC(交流)輸出轉換成一DC(直流)電壓,因為系統取決於紅光信號和藍光信號之間的差別。還設置了一消隱線路(Blanking Circuit)用來在每一次時鐘轉換之後使低通濾波器斷路一短時期,以便改善低通濾波過濾過的信號的精確性。這些信號的波幅與有多少光從目標部位反射出是相對應的,而DC電壓是與反射光的藍/紅比率成正比的。這個線路是這樣調節的,在目標部位存在有金的情況下,DC電壓輸出為零。在目標部位存在有其它物體情況下,其輸出為非零電壓。
系統設計成在檢測有金的情況下產生一個零電壓(以及在檢測有不鏽鋼或背景情況下產生一非零電壓),因為零信號就不會受到沿信號通路所遇到的任何增益的影響(零乘任何值總是為零);這樣,零信號就沒有什麼可能走出根據要檢測的參考電壓(零)所建立的容許偏差窗口(Tolerance window)之外。由於零信號基本不受系統內各種變化的影響,例如機械公差和溫度變化,所以它要比非零電壓可靠得多。金應當產生一零信號,因為這是一個必須與任何其它信號區分開來的信號狀態。當金標識佔據著目標部位時,為使輸出電壓為零所需進行的調節僅是調節能使藍發光二極體472發光的強度。如果不進行這種調節,不鏽鋼就會產生零信號,因為不鏽鋼能一樣地反射藍光和紅光,並產生當使藍紅髮光二極體472,474發光的強度相等時接近於其相同波幅的信號。相同波幅的兩個電信號產生零電壓。相反,由於當藍紅髮光二極體472,474在相同強度下發光時金反射紅光而吸收藍光,所以光敏器件476輸出不同波幅的信號(高信號為紅光的,低信號為藍光的),而這就轉換成非零DC電壓。為了在有金的情況下產生零信號,是金而不是不鏽鋼必須對藍光和紅光兩者產生相同量的反射。這點可以通過增加藍發光二極體472的激勵多於紅髮光二極體474的激勵來達到,這樣藍發光二極體472的發光強度就大於紅髮光二極體474的強度。現在金同等地反射藍光和紅光,這使得從光敏器件476中沒有AC信號產生,從而形成一零信號。另一方面,不鏽鋼的反射由於藍光而更加發亮,因為增強作用給了藍發光二極體驅動器490。所以,藍信號要比紅信號大,所產生的矩形波形成一非零DC電壓。為了確保不鏽鋼治療單元和背景總是產生一個非零輸出電壓,它們應當不被著色或著藍色,以便反射藍光,吸收紅光,而這個與金所進行的正相反。
當DC信號處於零電壓值時,系統就指明了已檢測到金的存在。但是在實際運作中,由於系統內某些變化,DC信號幾乎總是不能精確地處於零電壓值。所以,一個帶有一上限參考電壓和一下限參考電壓的窗口檢測器498就建立起一個中心為零的範圍。窗口檢測器498接收到DC信號,然後確定該信號是否落在所設定的範圍內(例如,-11到+11毫伏)。如果信號落在該範圍內,那麼窗口檢測器就會決定該信號與有金存在情況是相符合的。窗口的寬度是可以改變的,以便根據誤差改變系統的公差(小寬度適用於嚴密公差)。在信號通過窗口檢測器後,解碼信號進入兩個用於指示器發光二極體310a,310b的驅動器中。如果解碼信號指明有金存在,那麼沿傳送裝置300頂部302a設置的綠髮光二極體310a就發光,向使用者顯示所有治療單元都處於石英殼體308中;如果解碼信號指明沒有金存在,那麼沿傳送裝置300頂部302a設置的琥珀發光二極體310b就發光,向使用者顯示不是所有的治療單元都處於石英殼體308中。
藍和紅髮光二極體472,474是溫度敏感型的,其輸出受其它因素影響,例如老化(Aging),電流激勵水平,和可能的離子化放射。特別是,紅髮光二極體474的輸出隨著溫度的升高明顯地減小,而隨著溫度的降低明顯地增大。這些在紅髮光二極體474的輸出上由溫度引發的變化會干擾反射光的藍/紅比率,因而可能會阻礙系統檢測金是否存在的能力。為了穩定紅髮光二極體474的輸出,設置了一亮度控制迴路,用來調節輸出,補償任何溫度因素,以便使紅髮光二極體474的輸出保持恆定。但是,藍發光二極體472在正常操作溫度範圍內(+10C°-+35C°)對溫度變化是相當穩定的。所以不需要為藍發光二極體472設置一亮度控制迴路。紅髮光二極體亮度控制迴路加進了第二光敏器件480。第二光敏器件480採用僅在紅髮光二極體474尖頂處「凝視」(「Staring」)並測定它產生了多少光的方法來補償由溫度引發的紅髮光二極體474在輸出上的變化。為了更好地測定輸出,第二光敏器件480設置在與紅髮光二極體474的縱軸線成90°角度的位置上。檢測紅髮光二極體474輸出信號的方法與檢測藍/紅反射信號的方法相同,即通過同步檢測器500a以及高通濾波器502c和低通濾波器504a。輸出信號然後通過倒相DC放大器506a,後者調整控制迴路增益。信號對設定紅髮光二極體激勵範圍的參考信號508c(RED/REF)提供負增益。進入紅髮光二極體驅動器492的經過調整的信號力圖保持紅髮光二極體474輸出穩定,儘管對於任一給定的電流,光的實際量可能要變化。這是非常簡單的迴路;可以採用為本領域普通技術人員所公知的其它結構來代替這個迴路。也可以在藍發光二極體上附加控制迴路,以改善其輸出的穩定性。
對應於圖45的邏輯框圖的線路圖展示在圖45A-圖45C中。圖46B展示了一個一分鐘計時器,一個+5電源和一個-5電源。圖46C-1,圖46C-2,和圖46C-3展示了三個線路一個+2.5參考電壓;用於藍信號的程序;和用於紅信號的程序。圖46A-1和圖46A-2展示兩個發光二極體電流驅動器,一個消隱線路,一個3千赫茲振蕩器,一個4千赫茲時鐘,一個窗口檢測器和±窗口範圍(Window threshold)。這些示意圖展示了電子器件的各組件以及它們在電子器件系統中如何互相關聯的。展示了一具體的線路設計圖。可以採用其它產生相同輸出的組件或線路設計。線路印刷在板510a和512a上(見圖31),而這些板則安裝在傳送裝置300的支座304上。
作為對電子源檢測系統的支持,石英殼體上方的窗口306使傳送裝置300的使用者能夠目視地檢測出是否所有的治療單元都處於石英套管308中,方法是,或者檢測治療單元兩端的任一端上是否各有標識籽存在,或者數出在石英套管308中治療單元和標識籽的數目。為了便於使用者進行目視檢測,在半殼體302a的頂部固定著一放大鏡514a(見圖32A),它直接位於石英管腔308a的上方。放大鏡514a也位於指示器發光二極體310a和310b的上方,使得該二極體也被放大。
現參閱圖47-圖51C,圖中展示了本發明進行放射治療的導管輸送系統的一種改進型傳送裝置500。類似於傳送裝置300,傳送裝置500有一外部結構和內部組件,外部結構根據人機工程學原理設計,以便於使用者操作,內部組件包括一壓力指示器,壓力減壓閥,流量控制閥及通路,石英殼體,一導管連接器/針閥互鎖系統,和一治療單元電子檢測系統。這些和其它組件的改進形式,以及傳送裝置500中為增加的安全性和使用者的反應而增設的特徵,所有這些將在下面做詳細說明。
如圖50的分解圖所示,傳送裝置500的外部結構由一上部502a和下部502b組成,每一部分構成一半殼。兩半殼502a,502b組合在一起將支座504封裝在其中,傳送裝置500的組件就安裝在這支座上。在上半殼502a上的開口可以讓使用者觸及到電源按鈕506和一流體控制開關510,電源按鈕用來操縱電子檢測系統和指示器燈光508a,508b,流體控制開關用來操縱流體控制閥512(見圖47)。上半殼502a還設有一壓力指示器窗口514,和一用來觀察指示器燈光508a和508b的放大窗口516,存儲治療單元和標識籽的石英套管518,和從石英套管518導向傳送裝置500遠端開口524的遠端通道523。兩半殼508a和508b一起沿傳送裝置500的側邊形成開口,通過這些開口就可以接觸到一流體進入口526,一滑閥致動器開關528,以及一用於導管連接器的鎖緊機構586的任一端。兩半殼508a和508b一起還在傳送裝置500的遠端形成一開口524(見圖49)用來裝入導管連接器,和在傳送裝置500的近端形成一開口,通過這一開口可以接觸到一流體排出口530,該排出口如果要伸展話,最好不要伸展出傳送裝置500的外壁太多。可以去除用於存儲流體收集袋(在說明傳送裝置300時提到)的隔室,以便在傳送裝置500中為內部組件提供空間。作為替代,可以在傳送裝置500的底部增設一卡緊件來固緊流體收集袋(未示出)。聚亞氨酯是一種可以用來製作兩半殼508a和508b材料的實例。
傳送裝置500有一流體進入口526,加壓流體(液體或氣體)源,例如充注流體的注射器或自動流體泵與該進入口連接,以便通過液力或氣動力輸送和取回治療單元。如圖51A所示,流體進入口526有一路爾接頭。兩個偏置臀532a和532b類似於在說明傳送裝置300時提及的支撐臂326a和326b,它們從殼體部分502a和502b伸展出來,用來支撐注射器534a,使注射器沿傳送裝置側邊定向,並定位在與傳送裝置縱軸線成預定角度的位置上,以便更容易地操作注射器的柱塞534b,並使注射器534a的遠端與流體進入口526之間有正確的對中。如圖48所示,注射器534a相對於傳送裝置500的縱向平面的角度向外約為7°,向上約為25°。支撐臂532a和532b(見圖47和圖49)的構形是這樣設計的,即從上殼部分伸展出的支撐臂532a接近於從下半殼部分伸展出的支撐臂532b,這樣就在傳送裝置500的近端和流體進入口526之間形成一清楚的位置線,以便能快捷、方便地將注射器534a連接上。
現參閱圖50-圖51B和圖52,傳送裝置500的支座還支撐著一壓力指示器536和一壓力減壓閥538,這兩者的運作是互相獨立的。壓力指示器536有助於使用者確定出為輸送治療單元到導管的遠端和將其從該遠端取回,以及在治療過程中將治療單元保持在導管遠端所需的合適壓力。壓力減壓閥538防止系統過壓,過壓可能損壞導管和/或傳送裝置500。
壓力指示器536包括一中空圓柱體件540,該圓柱體件在其一端設置了一個與流體源進行流體連通的進入口542,在其另一端設置了一端塞544。圓柱體件540在其中安置有一活塞546和一位於活塞546和端塞544之間的壓縮彈簧548。活塞546可以是一個環形密封件,如在上述傳送裝置300中提到的那種,可以是一個由一注射器取得的橡膠柱塞,或一個用較硬材料製成的、設有安置○形圈的○形圈槽的活塞,這樣,○形圈和○形圈槽在圓柱件內壁上形成密封。彈簧548最好是不鏽鋼製成的,例如米德維斯特公司(Mid-WestExpress Company)生產的、零件號為C0300-032-18的彈簧。所採用的壓縮彈簧548必須具有一彈性率(即每單位作用力的變形量),這種彈性率使活塞546被頂壓在壓力指示器窗口514上一特定位置上,以便使系統具有其操作壓力(0-100±15磅/每平方英寸)。傳送裝置500內由流體源產生的壓力推動圓柱體件540中的活塞546,使得活塞壓縮彈簧548,並驅使在活塞另一端的空氣從端塞544中的排氣口排出。活塞546與圓柱體件內壁周圍之間形成的密封使流體不會從活塞546旁通過。如圖47所示,活塞546裝有一活塞環550,後者通過壓力指示器窗口514可以清楚觀察到。活塞環550不僅可以作為壓力標識,而且還可以增加活塞546的中部一些剛度。另外,沿圓柱體件540的底部可以設置背景材料,以便阻擋對其它組件的視野,對其它組件的視野可能會幹涉到活塞546和活塞環550的可視度。但是,可以採用其它標準壓力計來代替上述裝有彈簧的活塞和圓柱體件的結構。
在傳送裝置500的外部結構上靠近壓力指示器窗口514處設有文字和/或標識,以指示出活塞環550應當安置在壓力指示器窗口514中什麼部位能提供合適的壓力將治療單元輸送到導管和從導管取回治療單元,以及指示出活塞環550應當安置在什麼部位能提供合適的壓力使治療單元在治療期間能保持在導管的遠端。用來將治療單元保持在導管遠端的壓力比快速輸送和取回治療單元所需的壓力小得多。壓力指示器536和壓力減壓閥538兩者由安裝在支座504上的L-形塊體件556固定住。
壓力減壓閥538是一標準閥門,其啟動壓力為100±15磅/每平方英寸。這種閥可以是例如由康乃狄克州維斯特博魯克城(Westbrook)的李公司(Lee Company)製造的、零件標號為PCRM00000015的那種閥門。壓力減壓閥538包括一針銷,一球件,一彈簧和一彈簧保持件,該減壓閥壓配地裝入一壓力減壓閥殼體558中。壓力減壓閥殼體558的各端配有流體連接器559。系統壓力超過100±15磅/每平方英寸就有足夠的力使彈簧頂壓的球件打開,讓流體流過閥538,並通過流體排出口530排出傳送裝置500而進入一外接的流體槽中(未示出)。如果壓力不超過上述值,那麼彈簧就將球件頂壓在其閥座的位置上,從而阻止流體流經閥門538,而讓流體繼續安全地流經系統。
流體控制閥512的外形和功能與圖31中所示的流體控制閥330的一樣。本傳送裝置500的流體控制閥512導引著系統的流體流動,這種導引可以通過在鎖定的輸送,返回和空檔位置之間搬扭流動控制開關510來操縱。控制閥512可包括四個閥口562,並且能經受得住系統的最高運作壓力(即至少100-115磅/每平方英寸),這種閥可以是例如由內華達州利諾(Reno)城的哈密爾頓公司(Hamilton Company)製造的、零件標號為0162336(HV4-4,w/.040閥口)的那種閥。
如上述那樣,傳送裝置500的內部組件是分別地製造的,然後安裝在支座上,在支座上它們通過管件(未示出)和棘剌連接器(Barbed connectors),例如圖52所示那種連接器542,連接在一起進行流體連通。圖53為一流體流動控制示意圖,直觀地展示出系統的流體流動。
現參閱圖48和圖50-圖51C,傳送裝置500還包括一分設的組件564,該組件安裝在支座504上,組件中安置著石英套管518;一針閥機構576;和籽核驗系統的光學部分。作為對前述傳送裝置300提到的那個組件564的改進,本組件564設有一嚙合凸部566,該凸部在組件564的表面下方加工出,使其凹座在凹槽568中。這種簡化的設計減少了組件數量,使得可以直接在圍繞嚙合凸部566的組件凹槽568的壁上切出○形圈槽570。
組件564可以包含一裝有彈簧的組件(未示出)用來使石英套管518保持在其正確的位置上(與光學器件對中,以便正確地進行籽檢測),即使在傳送裝置500脫開的情況下也如此。設有一管腔572,它沿石英套管518長度伸展,用於存儲尚未用來進行放射治療的治療單元和標識籽。石英套管518屏蔽使用者,使其免受套管中存儲治療單元時所放射出來的β粒子的影響,以便使用者能安全地操作傳送裝置500。石英管腔572的遠端最好設有一倒角部,以防止輸送籽時出現籽擱置現象。如前所述,石英套管518的整個長度可以通過組件上的開口觀察到,該開口與視窗516是對齊的。為了更清晰地觀察石英套管518中的治療單元和標識籽,在石英套管的底部可以粘固著或安置著一種有色材料(最好是白色的)。
針閥機構包括一針閥578a,圓柱銷頭578b,滑塊580,轉動鎖件582,板簧584a和板簧體584b,所有這些組件一起運作使針閥578a就在石英套管518的遠端處相對於管腔523處於伸展位置(關閉)或退縮位置(打開),以便相應地阻止或允許治療單元通過。針閥機構576的組件和功能與上述傳送裝置300中提及的針閥機構352的一樣。但是本發明針閥機構576具有更多安全性,可以防止針閥578a觸及到並進而損壞治療單元。如果在治療單元處於針閥578a的通道中時企圖要關閉針閥579a話,轉動鎖件582是這樣取向定位的,即它不會離開移動滑塊的通道,從而防止滑塊進一步向前移動,而這就阻止了針閥向下移動觸及到治療單元。另外,針閥機構576可以這樣地設置,即針閥578a可以通過從石英套管518的頂部伸展出並與石英管腔572相交的徑向通道伸縮進石英管腔572的遠端。
傳送裝置500設有一鎖緊機構586(見圖48,圖51A,和圖54A-圖56C)來代替鬆脫觸發件/鬆脫開關機構350(見圖38),該鎖緊機構用來將導管連接器安裝在傳送裝置中,並將其鎖緊和正確地定位在傳送裝置中。鎖緊機構586的組件包括一鎖件體590,一鎖件扣機592,一鎖件按鈕594,以及兩個球和彈簧柱塞596,所有這些都處在組件564和傳送裝置500的端體598之間。如圖54A-圖54B和圖56B所示,鎖件體590基本呈長方形,從其遠端面看設有一長形開口,從其近端面看設有一帶有U形凹座的升高部分。U形凹座鄰接長形開口,有一部分沿開口長度伸展,並且可以通過開口接觸到。由於U形凹座比長形開口小,圍繞凹座的一些升高的U形部分與一部分長形開口疊合。鎖件體590最好用不透明材料(例如德爾林)製備,以便在其和聚碳酸酯件(即組件部564和端體598)之間提供潤滑性,由於潤滑性使它們之間產生滑動接觸。鎖件扣機592(圖55和圖56B-圖56C)配合裝入沿鎖件體590的近端面設置的具有類似形狀的凹形部分中,使得鎖件扣機592的小端部606伸展進入長形開口中(見圖56B)。鎖件按鈕594在其中裝有一壓縮彈簧608,並在鎖件扣機592和鎖件體590的上端610,612上滑動,使得鎖件扣機592和壓縮彈簧608互相接觸,而鎖件按鈕594則固定在鎖件體590上。球和彈簧柱塞596(見圖50)從端體598的淺孔中伸展出,使得兩個球中每一個都安置在沿鎖件體590近端面設置的凹部614之一中,在長形開口和帶有通孔的伸展部之間。
當導管連接器588插入傳送裝置500中時,連接器588的遠端通過鎖件體590長形開口的無阻擋的那一半,使其本身安置在由組件664伸展出來的嚙合凸部566上(見圖51A-圖51B)。為了將連接器588鎖定在傳送裝置500中,鎖件按鈕594向裡按壓,以便於連接器588的凹部與U形部的配合,後者與鎖件體590的長形開口疊合。當鎖件體590從未鎖緊位置移動到鎖緊位置時,兩個球和彈簧柱塞596沿斜面到鎖件體近端面上鄰接凹部614的尖頂部616上。這個沿斜面移動使受彈簧頂壓的柱塞596壓縮鎖件體590和配合的連接器588,並驅使它們移向位於組件664遠端處的嚙合凸部566;這樣就確保連接器插入件632的倒角部618完全地坐頂在凸部588上,並與其開口完全對中。作為連接器588完全連接好的象徵,鎖件體590的自由端620(與連接鎖件按鈕594的那一端相對)會突然從傳送裝置500的側邊伸出(見圖47,圖48和圖51A)。如果在自由端620上設置的標識帶或其它標識被完全看到時,那麼使用者就可以確信現在連接器588已鎖定在傳送裝置500中。為了使連接器588從傳送裝置中鬆脫出來,需有向裡按壓鎖件體590,以便使U形部分從連接器588的凹部中脫離開來。
為了提供一比較安全的傳送裝置,在鎖件體590和滑塊580之間設置了一互鎖機構,如圖48和圖51A所示。滑塊580滑向傳送裝置500的遠端,使針閥578a退縮,從而使治療單元被輸送出傳送裝置500。為了使這項運動能夠進行,由滑塊580遠端伸展出來的軸581和鎖件按鈕594,鎖件扣機592和鎖件體590上的通孔所有這些都必須對中。當鎖緊機構586處於非鎖緊位置時,不管連接器588是否插入傳送裝置500中,伸展軸581都不與通孔對中,而另外,致動器開關528受到了突然向上的鎖件按鈕594的阻擋。當鎖緊機構586處於鎖緊位置以及連接器沒有鎖定在傳送裝置500中時,鎖件扣機592中的通孔不完全與鎖件按鈕594中的通孔對中,滑塊580的運動受到鎖件扣機592的限制。但是,當連接器588插入傳送裝置500中以及鎖件體590滑向連接器588進行配合時,鎖件扣機592的小端606就在連接器凹部589的上方與連接器588碰撞,並被推向鎖件按鈕594,頂著彈簧608,使得扣機通孔現在與鎖件體通孔和鎖件按鈕通孔兩者都對中了。這樣,當連接器588插入傳送裝置500並完全與鎖緊機構586配合時,針閥578a僅能退縮到一通門的位置上。另外,當必要條件得到滿足以及軸581穿過三個孔時,如圖51A所示,鎖件體590不能滑回到非鎖緊位置,從而防止鎖件體590由連接器588上的凹部589脫出。作為一種對使用者額外的安全措施和直觀的提示,即當針閥578a處於退縮位置時連接器588是不能從傳送裝置500脫開的,致動器開關528的構形設計成至少能部分地覆蓋著鎖件按鈕594,從而防止鎖件體590被移動進入非鎖緊位置。
現參閱圖57A-圖58A和圖57C,導管連接器,它是本發明的一部分,設有制動件626,該制動件與傳送裝置500端體598上的環形肩臺部互鎖,並且在導管連接器588為鎖緊機構586所鬆脫後必須用手來操作才能將導管連接器588從傳送裝置500中取出。導管連接器588包括一中柱塞部630,它具有一通管腔630和伸臂634;一連接器插入件632,它安置在中柱塞部通管腔630中;一罩裙部636,57A-,它套配在連接器588的遠端部分上,當連接器588完全與傳送裝置連接時這部分留在傳送裝置500的外面。連接器插入件632與上述及圖41E和圖41D所示的連接器插入件390一樣。中柱塞部628可以與上述及圖4C和圖4D所示的那種相同,或者可以作成稍許不同,不同之處在於,使兩個○形圈之間的壁作成從兩端向裡偏斜,以加強○形圈的密封作用。罩裙部636(見圖57A-圖57B和圖58A)在其套配在導管管件的那部分上加工有螺紋,在連接器588連接到導管管件上之後,罩裙部套配在連接器588的遠端部分上,連接器包括伸臂634。當連接器500完全插入傳送裝置500時,罩裙部636覆蓋著開槽部642,遠端部留在傳送裝置500的外面,罩裙部抵靠在傳送裝置500的遠端頂部,並且圍繞著連接器進入傳送裝置500的入口段524。罩裙部636的這些特徵起到保持連接器588遠端消毒的作用,同時又防止外來物體通過中柱塞部630的開槽部642進入而接觸到由連接器進到傳送裝置500的入口段。如圖57A所示,罩裙部636最好設有兩個相對的長方形側部645,以便與伸臀634的可壓側部配合,並向使用者指明,在何處操作伸臂634。罩裙部636最好用矽樹脂或其它具有足夠柔軟性的材料來製備,這種柔軟性使得在把連接器588從傳送裝置500中取出時能夠操作伸臂636。另外,長方形側部645可以比罩裙部636其它部分薄,以便更容易地操作伸臂634。在把連接器588取出的同時必須推壓伸臂634,這是另一個安全性特徵,可以防止由於疏忽意外地將連接器588取出傳送裝置500。
如圖58A所示,本發明導管647通過導管連接器588連接到傳送裝置300,500上,以便能將治療單元輸送到患者體內選定的部位。現參閱圖58A-圖58C,導管647及其組件(除了前面剛剛說明過的導管連接器以外)與圖42A-圖42D所示的相同。但是,本發明最遠端標識帶極接近於管腔內連接件646的近端部,在導管遠端處的管腔內連接件646可以由鉑/銥製成,以便能在螢光檢查儀下顯示出來,並且可以不需要設置遠端標識帶652。還有,導管流體管腔648和650(特別是流體返回管腔650)的尺寸大小最好作成治療單元的輸送寸間和取回時間各在3-10秒範圍內,更理想的是在2-6秒範圍內,同時導管外徑不超過5French,壓力不超過100磅/每平方英寸,並且使用少於20cc的流體來輸送、保持和取回治療單元。治療單元658最好是放射性源,正如1996年4月4日申請的、序號為08/628,231的專利申請中所公開的那樣,這裡引入該公開的內容以做參考。治療單元658包括12個成串的放射性圓柱件660和兩個標識籽659a,659b,放射性組每端部各配一個標識籽。標識籽659a,659b用來將治療單元658正確定位在治療部位,並且最好是金的或鍍金的,因為金在螢光檢查儀下能顯示出,這可以用來檢測放射性的放射。為了減少放射性源組輸送到導管遠端的時間和從該遠端將其取回的時間,標識籽659的端部可以開槽口,或者標識籽可以是充注環氧樹脂的金管件。最理想的是,遠端標識籽659的遠端開有槽口以防止它阻擋通向管腔內連接器646的開口,並且近端標識籽的近端開有槽口。
除了在上述引證的專利申請08/628,231中公開的放射治療劑量外,還可以向患者施以下述放射性治療劑量在直徑約為2.7至3.2毫米的容器內劑量為14Gy,2毫米;或者在直徑約為3.2毫米至4.0毫米的容器內劑量為18Gy,2毫米。
在放射治療過程中可能在某一特定時刻需要或希望確定治療單元658和標識籽659相對於傳送裝置500中石英套管518的位置。例如,使用者可能需要核實所有12個治療單元658和兩個標識籽659都在石英套管518中後才能將治療單元輸送到導管647的遠端,另外為了安全的原因還必須確信所有治療單元658和標識籽659都在石英套管518中後才能關閉針閥578a,並將導管647從傳送裝置500上脫開。
為了確定所有治療單元658和標識籽659都在石英套管518中,在傳送裝置500中設置了一電子檢測系統,該系統測定石英管腔572中一個單一位置處是否有遠端金標識籽659存在。這個電子檢測系統運行起來類似於前述的檢測系統,以確定並指明治療單元658是否在石英套管518中。但是,電子檢測系統所採用的、用來達到最後結果的措施有了稍許改動,以便產生一個更簡單的、更有效的系統,和一個更準確的治療單元658和標識籽659a和659b所在部位的指示。
該系統採用比色法來檢測金標識籽,方法是將不同波長的光照射到金標識籽在石英殼體518中應當存在的那個小區域上,然後測定反射率。根據反射率隨波長變化的方式,該系統確定是一金物體(金標識)還是一非金物體(不鏽鋼籽,背景,或充注鹽水的管腔)佔據所述的區域。如果檢測到一金標識籽,那麼就有理由有把握地得出結論,這是遠端標識籽659b,而且所有接近遠端標識籽659b的治療單元也都在石英殼體中。為了提高所有籽都在石英殼體518中的確信度,可以設置電子傳感器來確定兩個標識籽659a和659b是否正確地安置在石英殼體518中。但是,這就要求在傳送裝置殼體中有更多的空間來安置增加的電子和光學組件。
在實際運作中,光敏器件在光敏性上與藍光和紅光是不相同的,因而這個光或那個光的光強度都必須通過一固定的補償係數來進行調節,達到這樣一個條件,即光敏器件的電輸出和上述兩種顏色的相同。這個技術對於那些精通光電器件人來說是眾所周知的,因此在本說明的其餘部分中可以這樣認為,只要有地方指出藍光和紅光的強度是相等的,那麼這就意味著它們的相等是由光敏器件的輸出測定出的。
除了檢測在石英管腔572中某一特定位置有沒有金標識籽存在外,電子器件要在低能狀態下等候電源按鈕506的按壓,然後在電源按鈕按壓之後使指示器發光二極體(LEDs)508a和508b閃爍約4.7秒,以指明LEDs508a和508b以及電地664正在運行,並且通過兩個指示器發光二極體(LEDs)508a和508b中之一的發光來指明是否檢測到金標識,最後在過了5分鐘後自動回到低能狀態,以節省電池電能,或者如果在這5分鐘的過程中又一次按壓按鈕506的話,則重新開始5分鐘定時周期。
電子系統由一個6V電池組664供電,該電池組包含有兩個3V鋰電池,串聯使用產生+6V電能。輸出也可以轉化成產生電子線路所需要的-6V電源。這些電池的實例包括Sanyo CR-P2,Panasonic CR-P2,以及Duracell DL223A等電池。為了安全防範,電池串接一保險絲。需要時可將傳送裝置上半殼502a卸下來更換電池組。
電源饋電是由一睡眠線路來控制的。施加電能使睡眠線路關閉,而這又順序切斷電源饋電,這樣僅需夠用的電能來維持系統運行。接通開關(On-Switch)666是一單極雙擲(SPDT)按鈕開關506。當開關666由於從傳送裝置500的外部短暫地按壓按鈕506而關閉時,睡眠線路甦醒,接通電源饋電668,670,一個電源產生+5V電能,而另一電源產生-5V電能。所產生的電能首先通過啟動一設定時間為5分鐘的內時鐘672(由27.3赫茲驅動的計數器)的倒計數起作用。在5分鐘結束時,電源饋電668,670切斷,睡眠線路變成不起作用了,一直到下一次開關666關閉。如果按鈕506在5分鐘定時周期中按壓,那麼定時周期重新設定,使電能維持比5分鐘更長的時間。內時鐘672可以從現存設計的若干持續時間中選擇一個來設定。每一次啟動5分鐘時鐘672,一4.7秒測試階段674也同時開始,並啟動一3.4赫茲的振蕩器676,後者是從一3.5千赫茲的振蕩器690來的。3.4赫茲振蕩器676和4.7秒時間674作用到指示器LED驅動器677上,使兩個指示器LEDs 508a和508b(一個為綠光,另一個為琥珀光)以3.4赫茲同時閃爍4.7秒。這個動作等於通知使用者,電池664和指示器LEDs 508a和508b處於正常運轉狀態。在4.7秒測試階段674後,系統進入其正常檢測狀態。
檢測狀態利用不鏽鋼(封裝放射性同位素的材料)和金(標識籽材料或鍍金材料)的光學特性,以及紅光和藍光照射在各不鏽鋼和金上產生不同反射率的光學特性。系統的光學器件包括,一應用氮化鎵(GaN)的藍發光二極體678,一利用磷化鎵(GaP)的紅髮光二極體680,一光敏器件682,它包含有一光電二極體和一集成放大器,一GRIN透鏡684,以及一第二光敏器件686,所有這些器件都安置在其中裝有石英套管518的組件564中。在圖51C中,第一光敏器件682在取向上與石英套管518垂直,而藍和紅髮光二極體678,680各在第一光敏器件686的一邊,在取向上與該光敏器件成一角度。傳送裝置內通道688將發光二極體678,680發出的光導向石英套管518上的目標部位,也將反射光導回到第一光敏器件682上。GRIN透鏡安置在石英套管518和第一光敏器件682之間,聚光在石英套管518上,當所有治療單元518都在石英套管518中時遠端金標識659b應當存在的部位。GRIN透鏡然後產生一成像,後者大致地聚光在光電二極體的表面上。GRIN透鏡的、紅藍發光二極體的以及第一光敏器件的軸心線必須所有都相交在石英殼體518軸線上一相同點,或非常靠近這一點,以便可靠地確定金標識籽是存在還是不存在。
本系統採用的藍和紅髮光二極體678,680分別在峰值波長為450納米和700納米處發出藍光和紅光。在450納米處,不鏽鋼具有大於90%的反射率,而金具有約35%的反射率;在700納米處,不鏽鋼和金兩者均具有大於90%的反射率。這就意味著不鏽鋼能基本一樣良好地反射藍光和紅光,而金能良好地反射紅光,但反射藍光就較差(實際上金吸收藍光)。所以,測定出反射光的藍/紅比率就能確定是否有一金色物體,在本實施例情況下是金標識,落入光敏器件的視區中。
振蕩頻率為3.5千赫茲的模擬時鐘振蕩器690通過一雙穩態多諧振蕩器692(Flip flop)運行,在雙穩態多諧振蕩器中其頻率被分為兩部分以產生兩個信號,每個信號具有一1.75千赫茲的頻率,以便交替地使藍和紅髮光二極體678,680閃光(相位相差180°)。兩個信號之一施加到藍發光二極體驅動器694上,而另一信號則施加到紅髮光二極體驅動器696上,於是各發光二極體678,680在約為1.75千赫茲下驅動。所以,當藍和紅髮光二極體678,680交替地閃光和熄滅時,其閃光的時間和熄滅的時間是相等的。閃亮的藍光和紅光由發光二極體678,680開始運行,通過組件564中的通道688,再通過石英套管518到達當所有籽都在石英管腔572中時遠端金標識應當位於的目標部位。如果是一不鏽鋼籽或流體佔據著目標部位,那麼藍光和紅光兩者均得到一樣良好的反射(約96%)。如果在目標部位沒有任何物體充注石英管腔572,那麼背景,只要它不著色,也類似於不鏽鋼都反射藍光和紅光。如果是一金標識籽位於目標部位中,那麼紅光被反射,而大部分藍光則被吸收。第一光敏器件682由一光電二極體和一集成放大器組成,在光學上通過GRIN透鏡與石英套管518中的目標部位連接,使得光敏器件682測定出藍光和紅光各個反射率。根據測定的反射率而來的反射光藍/紅比率則用來確定是否有金標識存在。
沿傳送裝置500頂部502a設置的視窗516使周圍環境光線也從光敏器件682視場中的物體上反射出。光敏器件682除了藍光和紅光外也會檢測周圍環境光線。疊加在各藍光和紅光二極體678,680信號上的周圍環境信號可能會影響光敏器件682的輸出。光敏器件682必須以透過透明的視窗516進來的光線僅需運作;所以,由周圍環境光源所產生的信號從系統中排除掉。這一點可以通過採用一高通濾波器698,一緩衝器700,一同步檢測器和一低通濾波器704來實現。高通濾波器去除所有DC(直流)光信號(例如日光或閃光);緩衝器通過設置一低阻抗激勵來協助同步檢測器消減背景幹擾。同步檢測器是一線路,它與藍和紅髮光二極體脈衝同步。同步檢測器利用那個用來驅動藍發光二極體678同樣的1.75千赫茲振蕩器來處理藍和紅信號,它去除那些屬於藍和紅髮光二極體680的信號以外的所有信號,並將產生的AC信號轉換成DC信號。脈衝振幅對應於有多少光從目標部位反射出,而DC電壓與反射光的藍/紅比率成反比。在目標部位中有金存在情況下,DC電壓輸出名義上為零。在目標部位中存在其它色彩情況下,輸出為非零電壓。將周圍環境光線產生的信號濾除掉的最後步驟是,利用一低通濾波器來消除由同步檢測器出來的DC信號上的脈動。
系統設計成在檢測到金情況下產生一名義為零的電壓(在檢測到不鏽鋼或背景情況下為正非零電壓),因為零信號不受任何沿信號通路中所遇到的增益的影響(零乘以任何值總是為零);因此零信號沒有什麼可能超出根據待檢測參考電壓(零)設立的偏差窗口(Tolerance window)之外。由於零信號很少受系統內變化的影響,例如機械公差和溫度改變,所以它比非零電壓更可靠。在設定紅髮光二極體後,當金標識佔據目標部位時為使輸出電壓為零所需進行的調節僅僅是調節藍發光二極體678的發光強度。兩個相同振幅的信號產生零電壓AC。相反,當藍和紅髮光二極體678,680以相同強度發光時金反射紅光而吸收藍光,光敏器件682送出波幅不同的信號(高波幅為藍信號,低波幅為紅信號),而這轉換成一非零DC電壓。為了在有金情況下產生一零信號,是金,而不是不鏽鋼,對於藍光和紅光兩者都必須產生相同量的反射。這一點可以在保持紅髮光二極體680的激勵恆定不變情況下,同時通過增強藍發光二極體678的激勵來實現,這樣,藍發光二極體678就以比紅髮光二極體680更強的強度來發光。應當增強的激勵量是能對於藍反射光和紅反射光兩者都形成相同波幅的量。通過增強藍光的強度一特定百分比,現在金反射藍光也象反射紅光一樣良好,試比較一下,當紅和藍發光二極體680,678具有相同激勵時金吸收藍光。現在金反射等量的藍光和紅光,這從光敏器件682產生不出AC信號,於是形成一零信號。在另一方面,在藍光的情況下不鏽鋼的反射更亮,因為藍發光二極體驅動器694得以增強;所以藍信號大於紅信號,所形成的方形波產生一非零DC電壓。為了確保不鏽鋼治療單元和背景總是產生一非零輸出電壓,它們必須不著色或著藍色,以便能反射藍光而吸收紅光,這正和金的表現相反。
當DC信號處於名義零電壓時,系統會指明已檢測到金。但是,在實際運作中,由於系統內的某些變化,DC信號很少處於零電壓。在系統中設置了一正界限值檢測器706,以便對界限值參考電壓和經過濾波和整波的DC信號進行比較(在這裡不需要真正的、設有以零為中心的正負界限值的窗式檢測器,因為發現由不鏽鋼籽,鹽水和石英管腔產生的信號總是為正值)。經過緩衝的+2.5V參考電壓運行通過一分壓器710,隨後接著一完整增益緩衝器(Unity gainbuffer)712,以產生界限值參考電壓WIN+714。界限值檢測器706接收DC信號,並確定它是否超出正界限值(例如,+450毫伏)。如果信號沒有超出界限值,那麼界限值檢測器706就決定,該信號與金的存在是相符合的。界限值可以變更,以便就誤差來改變系統的偏差。在信號通過界限值檢測器706後,解碼信號進入兩個用於指示器發光二極體508a和508b的驅動器內。如果解碼信號指明金是存在的,那麼在石英保持器730中沿傳送裝置500頂部502a設置的綠髮光二極體508a發光,向使用者表明,所有的治療單元都在石英殼體518中。如果解碼信號指明沒有金存在,那麼在石英保持器730中沿傳送裝置500頂部502a設置的琥珀發光二極體508b發光,向使用者表明,可能不是所有的治療單元都在石英殼體518中。
藍和紅髮光二極體678,680都是溫度敏感型的。紅髮光二極體輸出隨溫度上升明顯地減小,而隨溫度的下降又明顯地增大。這些溫度引發的、在紅髮光二極體輸出上的變化會影響反射光的藍/紅比率,從而有可能阻礙系統檢測金存在與否的能力。為了穩定紅髮光二極體的輸出,設置了亮度控制迴路來調節輸出和對溫度影響因素進行補償,以便使紅髮光二極體輸出穩定。但是,藍發光二極體678在+10°至+35°正常操作溫度範圍內對於溫度是相當穩定的;所以對於藍發光二極體678來說不需要設置亮度控制迴路。紅髮光二極體亮度控制迴路引入一第二光敏器件686。光敏器件686補償在發光二極體輸出上由溫度引發的變化,方法是只「凝視」紅髮光二極體680頂尖部,然後測定它產生了多少光。第二光敏器件686設置得與紅髮光二極體680的縱軸線成90°的位置上。紅髮光二極體輸出檢測的方式與藍/紅反射信號的一樣,即運行通過一高通濾波器716,一緩衝器718,同步檢測器720和一低通濾波器722。然後輸出DC信號通過非轉換DC放大器724,以設定控制線路增益726。該信號或將一正增益或將一負增益加在參考信號(RED_REF)上,後者設定紅髮光二極體激勵範圍。進入紅髮光二極體驅動器的、經過調節的信號,即使對於某一給定電流來說實際光量可能會變化,也能保持紅髮光二極體輸出恆定。
圖60所示為一方框圖,展示出用於比色檢測遠端金標識的電子器件。這些電子器件設置在兩個印刷線路板上,PCB A和PCBB。這些印刷線路板展示在圖62A和圖62B上。對於測試程序說,各印刷線路板設有一測試連接器,後者使線路中的信號和電壓能夠接觸到。印刷線路板儲存在塑膠袋中以防水分,並安裝在傳送裝置中支座的下側。PCB A板上的電子器件示意地展示在圖61A-圖61B中,而PCB B板上的電子器件則示意地展示在圖61C-1和圖61C-2中。圖61D是配電板的示意圖,該板安裝在電池組664的上部,而圖62C展示了配電板的機械布設。檢測系統不同組件之間的電氣連接展示在圖63A中,一個等同線路展示在圖63B上,它還展示了電氣連接是怎麼通過光敏器件682和686安裝在其上的配電印刷線路板和微型印刷線路板布線的。
作為對電子源檢測系統的一種支持,石英殼體518上方的窗口516使傳送裝置500的使用者能夠目視地檢測出是否所有的治療單元658都在石英殼體518中,方法是,或者檢測是否治療單元各側各有一標識籽659a和659b存在,或者計算石英殼體518中治療單元658和標識籽659的數量。為了便於使用者目視檢測,在組件564的上方並且是石英管腔572直對的上方處固定了一放大鏡728,如圖48,圖50,和圖51C所示。放大鏡還由石英保持器730支撐著;所以,指示器發光二極體508a和508b也得到放大。所使用的放大鏡可以在一個方向上也可以在兩個方向上放大,其放大倍數為2X或更大。該放大鏡為一平凹型柱面玻璃透鏡。但是,可以採用其它透鏡。
雖然上述發明是依據某些特定實施例進行說明的,但是應該理解到,可以進行各種變動和改進仍不會超出本發明的範圍。
權利要求
1.一種傳送裝置,它可應用於一管腔內治療系統,該系統用於在患者體內一選定部位進行治療,至少有一治療單元在加壓流體的作用下行進通過一所述傳送裝置中的管腔而進入一分設導管的管腔,所述導管有一近端,在該近端上帶有一導管連成一體的連接器,用於將導管連接到所述傳送裝置上,本發明特徵在於一致動器總成,它包括一可在一第一位置和一第二位置之間運動的閥門件,所述第一位置防止所述治療單元進入所述導管的管腔中,所述第二位置允許所述治療單元進入所述導管的管腔中,只有當所述導管連接到所述傳送裝置上時,所述閥門件才能運動到所述第二位置。
2.根據權利要求1所述的傳送裝置,它還包括一用於安裝所述連接器的中心開口,所述致動器總成還包括一可動開關件,該開關件被頂壓進入一第一位置,該位置阻礙所述閥門件運動進入所述第二位置,當所述連接器裝入所述傳送裝置的中心開口時,所述開關件可運動到一第二位置,從而使所述閥門件能運動進入所述第二位置。
3.根據權利要求2所述的傳送裝置,其特徵在於所述可動開關件位於其所述第二位置時,與所述連接器鎖緊配合。
4.根據權利要求3所述的傳送裝置,其特徵在於所述致動器總成上有一部分能阻止所述開關件在其所述第二位置時從所述連接器脫開。
5.根據權利要求3所述的傳送裝置,它還包括一鬆脫按鈕,用來使所述開關件從所述連接器脫開,從而使所述導管能由所述傳送裝置上卸下,所述鬆脫按鈕只有當所述閥門處於其所述第一位置時才可運作。
6.根據權利要求2所述的傳送裝置,其特徵在於所述致動器總成還包括一可動觸發件和一鬆脫按鈕,該可動觸發件被頂壓而阻止所述連接器裝入所述中心開口中,所述開關件在所述連接器裝入所述中心開口時運動進入與所述連接器鎖緊配合狀態,該鬆脫按鈕用來使所述觸發件從所述連接器脫開,從而使所述導管能由所述傳送裝置上卸下。
7.根據權利要求1所述的傳送裝置,其特徵在於所述閥門件還包括一其上設有一孔的閥門體部,該孔的尺寸大小可使得所述治療單元在所述閥門件處於其所述第二位置時能通過該孔。
8.根據權利要求1所述的傳送裝置,其特徵在於所述閥門件包括一其直徑小於所述傳送裝置管腔直徑的長形銷杆,該銷杆貫穿所述傳送裝置管腔,以便在所述閥門件處於其第一位置時能部分地阻塞所述傳送裝置管腔,而當所述閥門件處於其第二位置時該銷杆從貫穿所述傳送裝置管腔處退回。
9.根據權利要求6所述的傳送裝置,其特徵在於所述開關件在所述閥門件運動進入其第二位置時運動進入與所述連接器進行鎖緊配合狀態,所述開關件阻止所述閥門件運動進入其第二位置,除非所述連接器已裝入所述傳送裝置的中心開口中。
10.根據權利要求6所述的傳送裝置,其特徵在於當所述閥門件處於其所述第二位置時不能接觸到所述鬆脫按鈕。
11.根據權利要求1所述的傳送裝置,其特徵在於所述致動器總成還包括一具有U形開口的可動鎖緊件,當所述導管連接到所述傳送裝置上時,該鎖緊件與所述連接器上的一凹部配合。
12.根據權利要求8所述的傳送裝置,其特徵在於所述銷杆被壓而貫穿所述傳送裝置,其所受的壓力在所述銷杆觸及到所述治療單元情況下也不足以損壞所述治療單元。
13.根據權利要求1所述的傳送裝置,其特徵還包括有一圓柱形流體控制開關,其尺寸大小能配裝入所述傳送裝置中的一中孔中,該圓柱形流體控制開關在其擴大直徑區域設有多個流體通道,於是通過轉動所述流體控制開關就能使加壓流體有選擇地被引入所述傳送裝置的管腔中。
14.一種傳送裝置,它可應用於一管腔內治療系統,該系統用於在患者體內一選定部位進行治療,至少有一治療單元在加壓流體的作用下從所述傳送裝置進入一導管的管腔,所述傳送裝置與一加壓流體源連通,其特徵在於包括一壓力指示器,包括一透明長形圓筒件,該圓筒件設有一具有第一內徑的第一部分,並且能為所述傳送裝置的使用者所觀察到;一滑動式裝在所述圓筒件中的活塞,該活塞的尺寸大小作成能與所述第一部分進行密封配合,所述活塞壓入所述圓筒件的第一部分中;一設在所述第一部分上並與加壓流體源連通的進入口,這樣,根據所述活塞在所述圓筒件的第一部分中的相對位置情況就能直觀地提供出相對流體壓力數。
15.根據權利要求14所述的傳送裝置,其特徵在於所述壓力指示器的長形圓筒件還包括一第二部分和一排出口,該第二部分具有一大於所述第一內徑的第二內徑,該排出口設置在與所述傳送裝置外部連通的所述部分上,所述活塞是壓入所述圓筒件的第一部分中的,這樣當加壓流體作用在所述活塞上的力超過某一預定值時,所述活塞就會運動進入所述圓筒件的第二部分中,從而使得加壓流體流過所述活塞並通過所述排出口。
16.根據權利要求15所述的傳送裝置,其特徵在於所述壓力指示器還包括一將所述活塞頂壓在所述圓筒件的第一部分中的彈簧,所述彈簧具有一選定的彈簧常數,使得所述彈簧作用在所述活塞上的是所述預定力。
17.根據權利要求14所述的傳送裝置,其特徵在於所述透明圓筒件設有刻度線,以便能觀察到所述活塞在所述圓筒件中的相對位置。
18.根據權利要求14所述的傳送裝置,它還包括一壓力減壓閥,該減壓閥並聯地與所述壓力指示器連接進行流體連通。
19.一種具有一近端和一遠端的導管,它可應用於一管腔內治療系統,該系統用於在患者體內一選定部位進行治療,系統包括一設有一中孔的傳送裝置,以便安裝所述導管和儲存至少一個治療單元並將該治療單元推進入一所述導管的管腔中,其特徵在於包括一與所述導管的近端組合在一起的連接器,包括至少一個制動件,以便將所述連接器固定在所述傳送裝置的中孔中,所述制動件可以手動操作而使所述導管從所述的傳送裝置的中孔中鬆脫出來。
20.根據權利要求18所述的導管,其特徵在於所述制動件包括一從所述連接器軸向伸展出的伸臂。
21.一用於一管腔內治療系統的導管,該系統用於在患者體內一選定部位進行治療,至少有一治療單元在加壓流體的作用下能夠運動,所述導管包括一具有一近端和一遠端的長形管件,以及在所述近端和遠端之間伸展的第一和第二管腔,該第一和第二管腔在所述遠端處連通,所述第一管腔的尺寸大小能滑動地裝入所述治療單元,所述第二管腔具有一橢圓截面。
22.根據權利要求21所述的導管,它至少還包括一不透射線的標識,以便使所述遠端和所述至少一個治療單元對準患者體內選定的部位,所述不透射線的標識設置在所述遠端處所述第一管腔中。
23.在一種用於管腔內治療患者體內選定部位的系統中包括有一適用於安置在體內管腔內的導管,和一體外用於儲存所述治療單元並將所述治療單元引進所述導管的傳送裝置,一種檢測治療單元是否存在於所述傳送裝置中的方法,它包括將所述治療單元封裝在一具有已知反射特性的材料中;將不同波長的第一光和第二光照射在所述傳送裝置中治療單元在引進所述導管前後所儲存的區域;測定從所述傳送裝置中所述區域反射出來的第一和第二光的強度;確定所述反射出來的第一和第二光的反射強度比率;將所述反射出來的第一和第二光的反射強度比率與封裝所述治療單元用的材料的已知反射特性進行比較;指明所測定的反射強度比率是否基本與已知反射特性一樣。
24.根據權利要求23所述的方法,其特徵在於所述第一和第二光交替地照射在所述傳送裝置儲存所述治療單元的區域。
25.根據權利要求23所述的方法,它還包括將所述治療單元組裝成一長列組,所述治療單元封裝在不鏽鋼中;至少在所述治療單元的長列組的一端安置一標識單元,所述標識單元封裝在金中;和將所述第一光和第二光照射在所述傳送裝置中,治療單元在引進所述導管前後,所述標識籽儲存的區域,所述第一光為藍光,而所述第二光為紅光。
26.根據權利要求23所述的方法,它還包括當所測定的反射強度比率基本與已知反射特性一樣時啟動在所述傳送裝置外可觀察到第一色指示燈;和當所測定的反射強度比率基本與已知反射特性不一樣時啟動在所述傳送裝置外可觀察到第二色指示燈。
27.根據權利要求23所述的方法,它還包括形成對應於所述傳送裝置中所述區域反射光反射強度的信號;將任何由周圍環境光所產生的信號濾除掉;和將所述由第一和第二反射光所形成的信號與對應於已知封裝材料在不同波長反射比率的信號進行比較。
28.根據權利要求25所述的方法,它還包括形成對應於所述傳送裝置中所述區域反射光反射強度的信號;將任何由周圍環境光所產生的信號濾除掉;和將所述由第一和第二反射光所形成的信號與對應於已知封裝材料在不同波長反射比率的信號進行比較。
29.根據權利要求28所述的方法,它還包括形成一對於從所述標識單元反射的光具有一零輸出電壓的信號。
30.根據權利要求29所述的方法,其特徵在於對於從所述標識單元反射的光的所述零輸出電壓是通過調節光強度形成的。
31.一種用於在目標部位檢測有無一單元存在的系統,該單元對不同波長光具有已知反射率,所述系統包括一電源;一第一光源,在光學上與所述目標部位連接,放射一具有第一波長的光;一第二光源,在光學上與所述目標部位連接,放射一具有第二波長的光;一第一光敏器件,在光學上與所述目標部位連接,用於測定從所述目標部位反射的光並相應地產生一信號;一窗口檢測器,用於確定所述產生的信號是否處於一預定的範圍內,該範圍相當於一由所述單元反射的第一和第二波長光所產生的信號;和至少一個指示燈,如果所述產生的信號處於所述預定範圍內,該指示燈啟動。
32.根據權利要求31所述的系統,其特徵在於所述第一和第二光源各包括一發光二極體(LED)。
33.根據權利要求32所述的系統,其特徵在於所述第一光源包括一藍發光二極體,而所述第二光源包括一紅髮光二極體。
34.根據權利要求32所述的系統,其特徵在於所述第一光敏器件包括一光電二極體,一分級折射率透鏡,用於收集從目標部位反射的光並將所收集的光導向所述光電二極體,和一個與所述光電二極體組合在一起的放大器。
35.根據權利要求32所述的系統,它還包括一亮度控制線路,用來使至少一個發光二極體的輸出保持穩定,所述亮度控制線路包括一第二光敏器件,在光學上與所述發光二極體連接;一同步檢測器和濾波器,用於接收所述第二光敏器件的輸出;和一放大器和積分器用於接收所述第二光敏器件的輸出和設定一控制迴路增益,該增益加在一設定所述發光二極體激勵範圍的參考信號上。
36.根據權利要求31所述的系統,它還包括一濾波器,用於去除由所述第一光敏器件因周圍環境光所產生的信號。
37.根據權利要求36所述的系統,其特徵在於所述濾波器包括一同步檢測器,與相應於所述第一和第二波長光的信號同步,用於去除所有非同步信號。
38.一用於一管腔內治療系統的導管,該系統用於在患者體內一選定部位進行治療,至少有一治療單元在加壓流體的作用下能夠運動,所述導管包括一具有一近端和一遠端的長形管件,以及在所述近端和遠端之間伸展的第一,第二和第三管腔,所述第一管腔的尺寸大小作成能滑動地裝入所述治療單元,而所述第三管腔的尺寸大小作成能裝入一導線,所述第三管腔的遠端設有一襯裡部,該襯裡部防止當所述導管順所述導線輸送到所述選定部位時由所述導線引起的損壞。
39.根據權利要求38所述的系統,其特徵在於所述襯裡部包含一高密度/低密度聚乙烯。
40.一用於一管腔內治療系統的導管,該系統用於在患者體內一選定部位進行治療,至少有一放射性治療單元在加壓流體的作用下能夠運動,該導管包括一套配在所述導管近端一部分上的屏蔽管,用來在所述放射性治療單元進出所述導管時防護所述放射性治療單元。
41.與至少一治療單元組合,該治療單元可用於一管腔內治療系統,該系統用於在患者體內一選定部位進行治療,所述治療單元儲存在所述傳送裝置中,並且在加壓流體的作用下由所述傳送裝置推進到所述導管,改進之處包括在治療單元兩端至少各安置一標識單元,所述標識單元至少設有一開槽口端部。
全文摘要
本發明的傳送裝置12和導管總成14,16為管腔內放射治療系統的一部分,用於將治療單元輸送到患者管腔通道內一選定部位。傳送裝置12包括一閥門件98,它使治療單元只有在導管14連接到傳送裝置上時才能離開傳送裝置12,一壓力指示器314,它直觀地表示出傳送裝置中的流體壓力,在壓力超過預定值時釋放流體。導管14還包括制動件380,它將導管固定在傳送裝置12上,並且必須手動操作才能將導管14從傳送裝置12上卸下。
文檔編號A61M36/04GK1230127SQ97197792
公開日1999年9月29日 申請日期1997年9月23日 優先權日1996年9月23日
發明者拉斐爾·F·梅勞爾, 理察·A·希爾斯泰德, 小喬治·K·博諾伊特, 馬丁·B·託拜厄斯 申請人:諾沃斯特股份有限公司

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