专利名称：放射线源套件的制作方法
本申请要求享有1999年7月14日提出的美国临时申请第60/143730号(U.S.Provisional Application Ser.No.60/143,730)的权益。
本发明一般涉及供医疗用途的放射线源套件(train)，尤其是涉及包封的或套封的放射线源套件，当它在带有一个或多个内腔的导尿管或管状构件中穿过时，是作为一个组件而起作用并移动的，该导尿管或管状构件用于在病人体内进行放射线治疗。
腔内放射线已经被用于治疗血管肉瘤或atherectomy的动脉中的病灶，以便抑制细胞增殖，且随后要有助于防止动脉再度变得狭窄。此种腔内放射线治疗的方法与设备，已经在分别于1999年5月4日申请的美国专利第5899882号(U.S.Patent Nos.5,899882)和待定的第09/304752号申请(pending application Ser.Nos.09/304,752)、1999年12月22日的待定第09/469510号申请(09/469,510)以及2000年3月10日的待定第09/522759号申请(09/522,759)中公开了，所有这些文献在此一并作为参考。这些申请一般公开的都是一种包括导尿管的设备，该导尿管以腔内方式而被插入病人体内，并被推进到要治疗的部位。配备了一个传递装置，以便使一些单独的放射治疗元件或“种子”，液态地或气态地沿着导尿管进入和退出治疗部位。
由于有任何装置插入血管系统，就必须有充分的完整性以保证没有任何部件或元件分离，或保证该装置不会脱落在血管系统中。对于治疗元件来说尤其是这样，这些元件是从导尿管的末端处移来移去的。此外，由于治疗元件要准备用的是放射线，就更需要保证安全了。具体地说，需要一直对所有放射线元件跟踪，以确保一切都是明细的。治疗元件的尺寸小，进一步使事情复杂了，使得视觉上确认治疗元件的位置更加困难。
相应地，本发明的基本目的是提供一种治疗元件源套件，它能使多个治疗元件保持在一起，以便形成单一的组件。
另一个目的是提供一种源套件，它是挠性的，并允许改变长度。
本发明还有一个目的是提供一种源套件系统，它便于从视觉上确认源套件的位置。
本发明的又一个目的是提供一种源套件系统，它不会干扰放射线从治疗元件发射出来的模式。
通过下述详细的说明与图纸，就能明白这些目的以及其他目的，它们是靠一种治疗元件源套件实现的，该源套件包括多个治疗元件，每个治疗元件，包括包封在每个末端上的空心外壳，且包括封装在其中的放射线发射物质。治疗元件是末端对末端对齐的，在治疗元件的外部围缠着一根或多根金属丝，以保持治疗元件末端对末端的关系。金属丝可以是螺旋形地缠绕在治疗元件周围，也可以是编织得围绕它们。另外，金属丝可以被固定在邻近的和末梢的治疗元件上，或固定在每个单独的治疗元件上。如果需要，也可以用不透辐射的材料例如金、铂、铂铱合金(platinum iridium)、钨以及钽来制造该金属丝。
在一个可选实施例中，源套件可以配置在两个末端处的末端盖上，使金属丝夹套固定在每个末端盖上。
图1显示本发明的夹套包封放射线源套件，有一部分去除了，以便露出放射线种子系，这些种子是包封在源套件夹套之内的；图2显示图1所示夹套包封源套件的纵向剖视图；图3显示图1所示夹套包封源套件，它以扁平的或带状的金属丝代替圆形的金属丝而形成，如图1所示那样；图4显示图3所示夹套包封放射线源套件的纵向剖视图；图5显示图1所示夹套包封放射线源套件，其缠绕斜度沿着长度是可变的；图6显示本发明的夹套包封放射线源套件的第二实施例；图7显示连接在长推杆上的图1所示夹套包封放射线源套件；
图8显示处在同轴导尿管内腔末端之内的图1所示夹套包封放射线源套件的纵向剖视图；图9显示处在多内腔导尿管末端之内的图1所示夹套包封放射线源套件的纵向剖视图；图10是图9所示放射线源套件剖视图的端视图；图11显示具有推荐的末端盖结构的夹套包封放射线源套件的一个部分；图12是图11所示夹套包封放射线源套件的局部纵向剖视图。
图1至4显示本发明的一个实施例的放射线源套件10。一个系列的单个放射线源种子或治疗元件12，被一个筒形套子或夹套14所包封，该套子或夹套的中央延长体部分被装配在两个末端之处的末端盖16上。中央延长体部分具有近末端、远末端以及在该两末端之间延伸的内腔，且由沿着其整个长度的螺旋形缠绕金属丝18所形成。图1中所示去除的那一段，并非真正沿着夹套14脱退的，而是为了被看得见地显示位于被包封了的夹套内腔之内的放射线种子12。虽然未显示，但不透辐射的标记种子，用荧光透视法就能看见，却也可以是放射线源套件10的一个部分。此种标记种子可以为非放射性的，且可以置于放射线种子系12的两个末端，以便协助放射线源套件10在靶部位正确定位而暴露放射线。
图1至2中显示的螺旋形缠绕金属丝18，是具有矩形剖面的扁平金属丝，通常也称为带状金属丝，但也可以是如图3至4所示那样具有圆形剖面的圆金属丝，或者其他任何剖面形状适用的金属丝。各个绕圈之间的斜度可大可小，依推荐的每个绕圈之间的间隔以及其他区分特征而定，最重要的是那些影响夹套包封放射线源套件10移动的特征，此种移动穿过与导尿管的放置有关的曲率半径。绕圈的斜度或间隔，可以是均匀的，如图1至4所示那样，也可以是沿着夹套14的长度而可变的，使得可以形成硬度可变的夹套。
绕圈斜度可变的源套件夹套20的一个例子，从图5中可以看明白。沿着夹套20每个末端上的绕圈22，都紧紧地缠绕得最小，即消除了各个绕圈22之间的间隙，而沿着两个末端之间的夹套20剩余部分的各个绕圈的斜度就比较大。在夹套20两个末端处紧紧缠绕的绕圈22，为末端盖26的连接提供了更多的表面面积，且能用来代替标记种子，作为夹套包封源套件28被正确放置在导尿管之内的标记。金属丝18可以是不透辐射的材料制成，这样会提高用荧光透视法观察紧紧缠绕了的部分的可视性。还可以利用可变的绕圈斜度，来形成沿着其长度上硬度可变的夹套。斜度大的各个绕圈，在每个绕圈之间产生了较大的间隙，因此也沿着夹套的长度覆盖较少的种子。绕圈的斜度大，其一个优点，可能是沿着放射线种子的长度遮蔽被减少了的结果。可选的是，如果沿着放射线种子长度的遮蔽，要求把适当的剂量递送给血管壁的话，就可以担保有较小的绕圈斜度。绕圈斜度及其均匀度或可变度，也可以由一些性能特征来规定，这些特征例如足够的挠性，它会让夹套包封放射线源套件经由被预先定位的导尿管，成功地进入及退出选定的部位。
为了永久包封治疗元件，就要用例如熔接、胶粘、低温焊接、铜焊、溶解粘结或者任何可接受的连接金属材料的方法，把末端盖16、26附接在源套件的夹套14、20的近末端和远末端上。在图11与12中，可以看明白一种推荐的末端盖的结构。末端盖58是一个长圆筒，它具有第一与第二部分60与62，第二部分62的外径略微小于第一末端的外径。第二部分62的尺寸定得适合于装配在由已缠绕的金属丝66所形成的内腔64之内，而第一部分60的尺寸定得外径如同那层已缠绕的金属丝66一样大，并留在内腔外面且邻接已缠绕的金属丝66。沿着那两个部分60与62的相交处的熔接处68，把末端盖58永久地接在了已缠绕的金属丝66上。当然，在夹套包封放射线源套件的另一个末端上的末端盖，结构是相同的，所以在图11与12中就未显示该末端盖了。
可选的是，可以把金属丝例如用激光焊接而连接在沿着放射线种子12的一些点上，这样就不需要末端盖16、26了。
图6显示本发明第二实施例的放射线源套件30。一个系列的单个放射线源种子或治疗元件32，被一个筒形套子或夹套34所包封，该套子或夹套的中央延长体部分被装配在两个末端处的末端盖36上。中央延长体部分具有近末端、远末端以及在该两末端之间延伸的内腔，且由一根或多根金属丝18所形成，这些金属丝沿着夹套体部整个长度编织或缠绕，并在夹套末端上装配了末端盖36之前聚集在该末端处。可以用例如胶粘、熔接、低温焊接、铜焊、溶解粘结或者任何可接受的连接金属材料的方法，把末端盖36附接在长的已编织部分的两个末端上。末端盖36可以至少是局部地由已编织部分完成之后还留着的金属丝末端形成。可选的是，对于缠绕了金属丝的这个实施例，可以把金属丝38例如用激光焊接而连接在沿着放射线种子12的一些点上，这样就不需要末端盖36了。
每根金属丝38可以是具有矩形剖面的扁平的也称为带状的、具有圆形剖面的圆的，或者其他任何适用的剖面形状。被编织部分可以是任何一种或多种模式的，且可以是紧密地或松弛地编织的，这要依所要求的织物开阔度，以及所要求的挠性量来决定。又依据源套件夹套34的所要求的挠性，可以使编织体部分沿着其整个长度是均匀结构的或可变结构的。在紧密的斜度起到标记作用以及松弛的斜度牢牢保持放射线种子的地方，也可以形成可变的编制物。另外，被编织的金属丝或长丝，也能构造得把种子32搭叠得覆盖较少的表面面积，并因此而限制正在发射的射线与欲治疗部位之间的任何干扰。
图7显示本发明第三实施例的放射线源套件40。一个系列的单个放射线源种子或治疗元件42，被一个套子或夹套44所包封，该套子或夹套由缠绕或编织的金属丝制成，并连接在一根推杆46上，该推杆被用于把夹套包封放射线源套件40操纵得去往和退离欲治疗部位。夹套44具有被装配在两个末端之一处或两个末端处的末端盖36上的中央延长体部分。中央延长体部分具有近末端、远末端以及在该两末端之间延伸的内腔，且由扁平的或圆的螺旋缠绕金属丝，或者由编织的金属丝或长丝，以此处所公开的与其他实施例有关的上述方式而形成。推杆46连接着放射线种子42中的一个种子和/或夹套44。延长体部分的一端延伸出放射线种子系42的最后那个种子之外，且推杆44被定位在缠绕了或编织了的范围内从而它能抵靠着放射线种子系42的最后那个种子。可以用例如熔接、溶解粘结或者胶粘的方法，把延长体部分附接在推杆46的体部。本实施例仅显示了一个末端盖48，然而，夹套44可以装配第二末端盖，以便封闭夹套44的另一端，如图1至6所示那样。推杆46也可以连接或熔合在两个末端盖中的任何一个上。
放射线源套件的夹套14、34、44由拥有充足挠性的材料所构成，以便使这些夹套能在经由导尿管在病人体内去往和退离靶治疗部位的同时，顺畅地穿过它们可能遭遇的曲率半径。金属，尤其是细丝状的金属，是良好的材料选择；由于与放射线源套件发射的射线恒定接触，它不会退化。所选用金属的一些例子如不锈钢、铝、合金，以及超弹性材料例如镍钛金属互化物。一些不透辐射的材料例如金、铂、铂铱合金(platinum iridium)、钨以及钽，可以用来形成放射线源套件，这种套件用荧光透视法就能看见，且有助于放射线源套件10、28、30、40与治疗部位正确地对齐。放射线源夹套的两个末端，对于协助放射线源套件的定位，至关重要。因此，可选用的是，只有一个末端16、26、36、48是不透辐射的材料制成的。不透辐射的材料，比并非不透辐射的那种材料密度更高，且可能需要沿着放射线源套件避开，以便不因其遮蔽作用而抑制放射性。图7所示推杆，也是有充足挠性的，且可以用相同或相似于放射线源套件的夹套所用材料制成，但最佳选择可能是不锈钢或超弹性材料。推杆的长度，由医疗用途以及在体内的放射线治疗的特殊定位所决定。
用作上述放射线源套件夹套的金属丝18、22、24、38、50，可以是任何厚度的，但厚度范围最好在0.0005至0.0020英寸之间。这个范围会有充足的挠性，且不会阻碍放射线而影响到在治疗区域中从放射线源套件10、28、30、40所接受的放射剂量。金属丝厚度也会影响夹套包封放射线源套件的整个直径，这又会影响到导尿管源套件内腔的直径，从而影响到导尿管的整个直径。对某些治疗用途而言，较小的导尿管可能是最好的，而对其他一些治疗用途而言，则可能是较大的导尿管更好。可以采用任何适当宽度的扁平的或带状的金属丝，但宽度范围最好在0.002至0.005英寸之间。金属丝18、22、24、38、50也可以被涂覆，以减小夹套14、20、34、44的外表面，与导尿管内腔的内表面之间的摩擦系数，夹套就是经过该内腔而去往和退离治疗部位的。
放射线源套件10、28、30、40可以由任何数量的单个放射线种子12、32、42组成，且每个放射线种子都可以是任何合适的长度与直径的。因此，源套件夹套14、20、34、44的长度与直径，要以单个放射线种子12、32、42以及标记种子的尺寸和数量为根据。另外，源套件的外径，会受到用于产生绕圈或编织物的金属丝18、22、24、38、50的厚度的影响。
如图8至10所示，夹套包封放射线源套件10可定位于导尿管内腔50、54之内，并由于受到移动力而可以在该管子的远末端与近末端部分之间移动，这种移动力是由于流体穿过导尿管内腔50与54、54与56而施加的。
为了让所要求的部位暴露在放射线下，放射线种子或治疗元件包含放射材料，最好是β射线。在推荐实施例中，治疗元件是一些长的空心圆筒，它们最好由不锈钢、银、钛或其他适宜的材料构成，其理想的长度为2.0至5.5毫米。筒状治疗元件具有圆的第一末端和第二末端，在该两末端之间延伸着空腔。空腔的内径最好为0.1至0.7毫米。第一末端塞封住圆筒的第一末端，同时第二末端塞封住第二末端。这两个末端塞的宽度最好小于1毫米，并被例如熔焊而连接在圆筒上。
治疗元件的外径最好介于约0.3至0.8毫米之间，当然，尺寸要定得便于可滑动地装配在各自的上述承载件接纳孔、体部以及导尿管内腔中。为了让穿过负载的装置或导尿管的活动性最大，使治疗元件得以穿过的每个孔或内腔的内径，最好应当小于筒形治疗元件外径的两倍。这样就会使治疗元件迅速穿过内腔，使其他组织不必要地暴露给治疗元件的情况减到最少，且尤其是让其他组织暴露在放射线下的情况减到最少。
如上述构造的每个治疗元件，其中都封装了治疗剂例如放射线发射物质。放射线发射物质被容纳在治疗元件的内空腔里，并可以由任何α、β、λ粒子发射物质组成。然而，放射线源最好是纯的β粒子发射器，或β粒子与λ粒子发射器。此种物质的例子包括锶90、钇-90、钌-106、铥-170、钨-185(Tungston-185)、磷32、铱192和/或碘递体125。
包含在合成数量的治疗元件中的放射材料，其数量与强度，应当充足得便于在约1至10分钟里，发送从100至10000拉德的合乎要求的剂量，最好是约700至5000拉德的剂量。放射性通常以“居里”(Ci)为计量单位，且用于本发明的材料的放射性，被选择得便于提供上述剂量。就推荐剂量而言，放射性材料的放射性，可以为每厘米要治疗的血管约0.45至25000mCi，这要依据所用的放射线源，以及处在放射线源与需要治疗的组织之间的材料的厚度而定。当放射线源套件在各邻接元件之间有盲区(无放射线)时，就可以轻微地来回移动导尿管，或者暂时反复地逆转流体的流动，使该套件摆动，从而来回移动放射线源套件，以便使所选定的血管区域暴露在比较均匀的放射线下。
被选定的放射材料，可以被装在玻璃、金属薄片或陶瓷里，或换为装在粉末状或液状的介质里例如悬垂液中的微颗粒里。此种放射材料可以形成为小丸、球体和/或杆，以便放置在治疗元件的空腔里。
也可以用各种各样的可选治疗元件，来不违背本发明地容纳放射材料。例如，治疗元件可以是环形线圈状的、球状的，或者长环形的或圆圈状的，且以此种构形，放射材料实际上就可以灌注在金属里，并形成合乎要求的形状。可选的是，可以把放射性粉末点燃来熔合金属，从而使该粉末形成所要求的形状，这样就可以把它封装在金属里，例如封装在钛、不锈钢或银里，或者使它浸蘸融化了的或未硬化的塑料而封装在塑料里。在另一个实施例中，治疗元件可以由已经在放射性溶液中浸过的陶瓷材料形成。在又一个可选实施例中，治疗元件可以构造为两件合一的空心筒状囊，直径较大的那一半有一个中央空腔，直径较小的那一半也有一个中央空腔，直径较小的那一半被可滑动地容纳在较大的那一半之内并被粘接或熔接，以形成囊结构。
治疗元件可以包括烧结在陶瓷棒内的放射材料，该陶瓷棒则封装在筒状不锈钢囊里。实际上，一些独立的、不连接的治疗元件用在一个系列里，每个这样的元件长度约为2.5毫米，从而使放射线源套件的总长度为3毫米。然而，种子的长度及种子的数目可以是变化的，从而使放射线源套件的总长度等于或大于要被治疗的病灶的长度。此种放射线源被置于溶剂例如氯化物或sodium nitride中溶解，此种溶剂中浸有陶瓷棒。然后又对陶瓷棒加热，以便把放射性材料烧结在陶瓷中。接着就把陶瓷棒封装在空心的不锈钢圆筒里。尖锐的边缘从囊上去掉，在囊的外表面上施一层涂料，以便在发送得穿过导尿管期间减小与该囊有关的摩擦系数。圆筒的壁可以厚得足以阻碍从特定放射线源发射出的一种类型的放射线，同时又允许第二种类型的放射线(继承元素)穿透该圆筒。
如前所述，标记种子可以定位在放射线种子的两侧中的任何一侧上，以协助放射线源套件的定位与安置。标记种子可以是由不透辐射的材料例如金、镀金不锈钢、人造红宝石、铂、铂铱合金(platinumiridium)、钨以及钽制成的，每种这样的材料用荧光透视法都能看见。
源套件的夹套14、20、34、44以及放射线种子被结合在一起，以形成本发明的夹套包封放射线源套件。夹套14、20、34、44的长的部分是按一定长度与直径被缠绕或编织的。然后把末端盖16、26、36、48连接在长的缠绕了的或编织了的部分的一个末端上，放射线种子12、32、42，以及如果用了标记种子的话还有该种子，被放置在夹套的内腔里，以便它们末端对末端地彼此接触，另一些末端盖16、26、36、48被连接在夹套14、20、34、44的剩下那个敞开的末端上。
本发明的放射线源套件，可以穿过导尿管，被引入任何一条人体的腔内通道中，以治疗该通道或其周围的区域。放射线源的直径可以改变，以便把导尿管的尺寸合适地定得在选定的通道之内提供优化的机动性(导尿管的近末端相对于治疗部位合适地放置)。
因此，放射线源套件就被配置得实现本发明的所有目的。尽管本发明是以某些推荐实施例说明了的，但并非是要限制它。本发明的范围，由后面的权利要求书所限定。
权利要求
1.一种治疗元件源套件，可用于对病人体内所选部位进行腔内治疗的系统中，它包括多个治疗元件，每个治疗元件包括包封在每个末端上的空心外壳，以及封装在该外壳中的放射线发射物质，这些治疗元件是末端对末端对齐的，以便在一个末端上有邻近的治疗元件，而另一末端上有末梢的治疗元件；以及围着治疗元件的外部缠绕的金属丝，它使治疗元件保持末端对末端的关系。
2.根据权利要求1所述的治疗元件源套件，其特征在于金属丝是围着治疗元件螺旋形地缠绕的。
3.根据权利要求1所述的治疗元件源套件，其特征在于金属丝是围着治疗元件被编织的。
4.根据权利要求2或3所述的治疗元件源套件，其特征在于金属丝是固定在邻近的和末梢的治疗元件上的。
5.根据权利要求2或3所述的治疗元件源套件，其特征在于金属丝是固定在每个治疗元件上的。
6.根据权利要求1所述的治疗元件源套件，其特征在于金属丝是由不透辐射的材料制成的。
7.根据权利要求6所述的治疗元件源套件，其特征在于金属丝是由金、铂、铂铱合金、钨以及钽制成的。
8.权利要求1所述的治疗元件源套件，还包括与每个邻近的和末梢的治疗元件相邻接的末端盖，金属丝被固定在每个末端盖上。
9.根据权利要求8所述的治疗元件源套件，其特征在于末端盖是由不透辐射的材料制成的。
10.权利要求1所述的治疗元件源套件，还包括推杆，它连接着与邻近的治疗元件相邻接的金属丝。
11.根据权利要求1所述的治疗元件源套件，其特征在于金属丝具有实际上为扁平的剖面。
12.根据权利要求1所述的治疗元件源套件，其特征在于金属丝具有圆形剖面。
13.根据权利要求2所述的治疗元件源套件，其特征在于螺旋形绕圈的斜度沿着治疗元件源套件的长度是均匀的。
14.根据权利要求2所述的治疗元件源套件，其特征在于螺旋形绕圈的斜度沿着治疗元件源套件的长度是变化的，以便提供可变的硬度。
15.根据权利要求1所述的治疗元件源套件，其特征在于金属丝包括减小摩擦的涂层。
全文摘要
一种治疗元件源套件(10),它包括多个治疗元件(12),每个治疗元件包括包封在每个末端上的空心外壳(14),以及封装在该外壳中的放射线发射物质。这些治疗元件是末端对末端对齐的,且金属丝(18)围着治疗元件的外部缠绕,使治疗元件保持末端对末端的关系。该金属丝可以螺旋形地围着治疗元件缠绕,或者围着它们被编织。而且,金属丝也可以固定在邻近的和末梢的治疗元件上,或固定在每个单个治疗元件上。金属丝最好由金、铂、铂铱合金、钨以及钽制成。在一个可选实施例中,源套件可以在其任何一个末端上都带有末端盖(16),使金属丝夹套被固定在每个末端盖上。
文档编号A61N5/10GK1360511SQ00810217
公开日2002年7月24日 申请日期2000年7月14日 优先权日1999年7月14日
发明者查尔斯·E·拉森, 罗伯特·C·法南 申请人:诺沃斯特公司