用于远程医疗设备/后装的选择器的制作方法

1.本发明属于医学处理领域。特别地，本发明属于处理肿瘤的领域。


背景技术：

2.近距离放射治疗是一种使用至少一个放射性胶囊(密封源)或x射线源的放射治疗形式，这些放射源被暂时插入到靠近肿瘤或位于肿瘤内部的患者身体中或身体上。通过这种方式，与外部辐射治疗相比，可以减少对健康组织的放射性伤害，并可能导致更有效的处理。
3.在us20050261539中描述了一种通常称为近距离放射治疗后装载机的近距离放射治疗设备，其具有暂时放置在患者身体中的放射源。放射源通过(至少部分)柔性输送元件(例如线材、线绳、复合结构、管)从屏蔽保险箱中输送出来。输送元件由马达经由开关(选择器机构)沿输送管驱动到施加器。施加器可以将空心针与输送管连接，该输送管将输送元件(包括胶囊)接纳到患者身体中。以类似的方式，可以通过在远侧区域中使用带有另一种类型的治疗发射元件的输送元件来处理或消融异常组织，比如用于激光消融或靶向光治疗的激光或光纤，或用于聚焦超声、hifu、热疗等的其它元件。除了带有用于治疗应用的发射元件的输送元件外，通常还在处理之前或处理期间发送一个或多个其它输送元件，以确保处理顺利进行(例如，虚拟源线缆、电磁跟踪传感器线缆、体内剂量测定线缆、光学传感器线缆、电感传感器线缆等)。开关能够容纳带有多个马达的多个输送元件。开关的可旋转部分可以通过将包含输送元件的联接元件携带到输送管，从而在不同的输送管之间切换输送元件。该开关的主要功能是确保所有应用的输送元件可以被送入任何期望的输送管中，从而可以安全和尽可能快速地执行整个处理。但是，由于相邻的输送线材阻塞了通向一些输送管的路径，因此该开关似乎在可以切换到输送管的可用性方面受到限制。此外，支承臂防止开关旋转一整圈。相邻的联接元件和输送元件阻塞了一些输送元件移动到其它输送管的路径意味着在特定的联接元件和输送元件能够移动之前，相邻的联接元件和馈送元件需要缩回并移位。相邻的联接元件的移位和重新定位可能是耗时的操作，这可能会延迟或影响治疗。在三个驱动马达和三个元件的情况下，在支承臂与两个相邻的联接元件之间也有对冲联接元件的危险，这可能使延迟增加一倍以上。另一个可能的缺点是开关的遮蔽性质，即在开关中的连接器锁定机构被激活并且输送单元被发送出去之前，可能很难检测到联接元件已成功地与正确的输送管连接，也很难检测到输送管连接器被设备操作员安装在正确的开关开口中并且在开关中足够深。及早检测到输送管安装或切换操作中的错误，可以防止治疗期间出现卡塞或延迟，或在最坏的情况下可以防止将治疗发射元件递送到不正确的位置或根本不递送。


技术实现要素：

4.本发明通过一种设备解决或改进现有技术的至少一个缺点，该设备用于将至少一个其中存在有治疗发射元件的输送元件远程输送和定位到至少一个施加器、针、管或导管
中以暂时放置在患者的身体中或身体上。该设备设有多个输送元件，其中治疗发射元件在多个输送元件的远侧区域中或附近；多个输送元件可通过至少一个驱动马达滑动。该设备还设有包括多个连接器开口的连接元件。连接元件用于将输送管连接器连接到相应的连接器开口。输送管连接到例如是施加器、针、管或导管的处理通道，用于驱动输送元件通过连接器开口和输送管而到达预期的处理区域。该设备具有选择器机构(开关)，通过该选择器机构驱动多个输送元件。选择器机构具有多个可独立位移的选择器通道。每个选择器通道对应于其中一个输送元件，使得多个输送元件能够被驱动通过所述选择器通道。然后，选择器通道可以将多个输送元件引导到处理通道中，该处理通道连接到连接元件。
5.此外，该设备设有引导装置，该引导装置用于将多个输送元件引导到连接元件中对应的连接器开口中。引导装置包括在环形引导装置的背离连接元件的前表面中的多个入口。该引导装置还包括在其面向连接元件的后表面中的多个间隔开的出口。每个出口连接到连接板中相应的连接器开口，以允许将来自每个出口的输送元件驱动到连接器开口中。引导装置的出口通过形成在引导装置中的引导通道各自连接到引导装置中的一个以上的入口。
6.在另一个方面，提供了一种设备，该设备将用于治疗应用的至少一个发射元件输送并定位到至少一个处理通道中以暂时放置在患者身体中或身体上，该设备包括至少一个输送元件；所述发射元件在输送元件的远侧区域中，并且所述输送元件可通过至少一个驱动马达滑动；连接元件，该连接元件包括多个连接器开口，用于将输送管连接到相应的连接器开口，该输送管可连接到处理通道，用于驱动输送元件通过连接器开口和输送管到达处理通道。提供了选择器机构，通过该选择器机构驱动输送元件，所述选择器机构包括选择器通道；其中所述选择器通道对应于输送元件；其中所述输送元件被驱动通过所述选择器通道，用于将所述输送元件引导到所述连接元件中；其中检测器布置在连接元件的中心附近，以检测输送管的位置和/或选择器通道的位置。通过检测器的中心位置，可以方便地提供全方向性视图，以单独地评估连接器元件中的连接。
附图说明
7.图1示出了本发明的实施例的分解图。
8.图2示出了带有环形引导装置的本发明的实施例。
9.图3示出了带有环形引导装置的本发明的实施例的局部视图。
10.图4示出了本发明的实施例的剖视图。
11.图5示出了本发明的实施例的另一个剖视图。
12.图6示出了本发明的实施例的另一剖视图。
13.图7示出了带有光源的本发明的实施例的另一剖视图。
14.图8示出了本发明的实施例的等距视图。
15.图9示出了本发明的实施例的框架视图。
16.图10示出了本发明的实施例的剖视图。
17.图11示出了本发明的实施例的等距视图。
18.图12(a、b)示出了本发明的实施例的等距视图。
19.图13示出了本发明的另一个实施例。
具体实施方式
20.本发明提供一种用于输送和定位至少一个治疗发射元件(例如胶囊1，其中存在有放射源)的设备。胶囊可以容纳近距离放射治疗技术中已知的放射源，并通过将胶囊附接到例如线材的输送元件，可以通过将输送线材卷绕进或卷绕出来输送辐射源。
21.在图1中示出了带有胶囊1的本发明的实施例，该胶囊可从屏蔽式保险箱2输送到至少一个处理通道(例如，针、导管、管或施加器的源引导通道)中以暂时放置在患者身体中或身体上。该设备设有至少一个治疗发射元件(例如辐射胶囊1)和多根输送线材4。胶囊1可以与其中一根输送线材4的一端连接，并且当其中一个驱动马达10驱动相关联的输送线材4 时，多根输送线材4可以滑动。该设备可以配备有用于储存辐射胶囊1的保险箱2，并且可以设有出口，该出口用于在输送线材4被驱动时将辐射胶囊1放入保险箱2和从保险箱取出2。保险箱在储存辐射源的同时，防止了来自保险箱内部的辐射源的辐射对意外的物体或人甚至保险箱外部的患者造成放射性伤害。
22.此外，该设备的连接元件(例如板)5示出为具有多个连接器开口6。每个连接器开口6可以连接到一个附接到输送管8的连接器以及一个或多个连接到施加器9的输送管，使得输送线材4可以被驱动通过连接器开口6 和输送管8到达预期的处理通道。通常，施加器具有多个处理通道，以确保适当的剂量分布到患者身体内的肿瘤或目标位置。
23.该设备具有选择器机构11，通过该选择器机构驱动多根输送线材4。选择器机构11保持多个选择器通道9(例如9.1、9.2和9.3)，每个选择器通道对应于输送线材4中的其中一根。输送线材4可以被驱动通过选择器通道9.1、9.2、9.3，从而将输送线材4引导到连接板5中。通过进入连接器板5，被驱动的输送线材4可以进入输送管8，该输送管通向处理通道。
24.在图2中，示出了本发明的带有引导装置20的实施例，该引导装置将多根输送线材4引导到对应的连接器开口6中，进入例如板5的连接元件中。虽然引导装置20呈环形形状，但是例如矩形形状的其它形状的引导装置也可以与连接元件结合使用。此外，引导装置可以优选地相对于连接器板是静态的，但也可以设计成可移动的；例如选择器通道。在这种情况下，引导装置包括多个沿选择器通道移动的引导元件或块。
25.引导装置20包括多个入口21，该多个入口21沿着引导装置20的背离连接板5的前表面的周缘以多个图案21.1、21.2、21.3间隔开。通过形成入口21的同心图案，入口的特定图案可以专用于接收来自一个选择器通道的输送线材，尽管这对于本发明来说不是必需的，例如入口的线性布置也是可能的。每个图案21沿着前表面具有与引导装置20的中心轴线不同的半径，以匹配对应的选择器通道。以这种方式，选择器通道可以移动到任何位置而不被另一选择器通道阻塞，这减少了执行治疗所需的后装载时间。引导装置20的前表面也可以成形为使得前表面在每个入口的位置处垂直于每个引导通道。引导通道(见图3)的入口21也可以张开以形成较大的开口，以使输送线材4进入，并从而在从本发明的一个部分过渡到另一个部分期间，减少输送线材4卡塞的可能性。
26.在图3中，进一步示出了本发明的带有引导装置20的实施例的部分，该引导装置20在面向连接板5的后表面中具有多个间隔开的出口30。出口 30(在图2中示出)通过引导通道31各自连接到多于一个的相应的入口21，该引导通道31将出口分支到形成在引导装置20中的多个入口。每个出口30与连接板5中相应的连接器开口6对齐，以允许通过每个出口30馈送的输送线材4被驱动到连接器开口6中。引导装置20、出口30和选择器机构可以优选地
径向间隔开，其(部分地)具有开口或由透明材料制成，和/或同心倒角，以便于跟踪引导通道31的内容物或降低制造成本。
27.选择器机构11的选择器通道9(在图1中示出)布置成绕中心轴线彼此独立地回转，以跟随多个间隔开的选择器环或入口21(在图2中示出)。引导装置的目的是允许所有输送线材获得接近特定输送管的选项，这样一旦输送管8中的任何线材4已被缩回到引导装置20之外，引导装置的出口就会在不同输送线材之间有效地共享。
28.在图4中，示出了本发明的实施例的剖视图，其中引导装置20具有至少一个位于对中到引导装置20的内表面52中的观察端口50。至少一个引导通道31的内容物由光学检测器42通过相应的观察端口50可见。观察端口50用作检测输送线材4的存在或检测输送线材、治疗发射元件或胶囊的最远侧位置的装置，并且还可以用作识别或检查正确的输送线材或辐射源已被装载的装置。观察端口50可以进一步帮助检测在输送线材、治疗发射元件或胶囊1(在图1中示出)的输送、功能或质量中的卡塞位置或其它错误。在一实施例中，可以在没有引导装置的情况下提供这种光学检测器装置；例如，通过全方向性相机监测连接器开口。
29.在图5中，示出了本发明的实施例，其具有相应的连接器开口6，这些连接器开口6已经在正确安装的凹入位置41中接纳连接器7，该凹入位置适当地对齐并且靠近出口30。连接器7标有一个或多个标记43，当连接器7处于凹入位置41时，这些标记43对光学检测器42可见。这些标记43 可以是几何圆形雕刻、图案、字母或数字，但也可以是任何其它可区分的标记或涂层，其可用于验证连接器的正确(凹入)定位，或用于识别或验证期望的连接器7的位置以及因此用于处理的位置。比如借助于倒角44的正确的几何形状，当连接器7穿过连接器板5突出到凹入位置41中时，在相应的连接器7的识别标记43与布置在引导装置20中心的光学检测器42 之间提供了视线，使得检测器42布置在引导装置的中心附近，以检测选择器通道和连接器开口中的至少一个的位置，例如，从中心位置例如沿着选择器机构11的中心轴线基本上全方向性地观察，使得能够减少检测器的数量。一旦连接器7突出到凹入部中，能够快速验证或识别连接器7的目的主要是为了验证连接器插入的位置、验证连接器是否插入足够深并且识别插入的连接器类型。这是为了确保连接器7在它们被锁定之前正确地就位，不会发生锁定卡塞，输送线材4被驱动到计划的输送管中，并且输送管能够接纳被驱动的输送线材4，从而不会因为连接器7的不适当的安置而导致线材穿过间隙晃动或偏转。可选地，可以沿着最靠近连接板5的引导装置 20的内边缘，使引导装置20成形有倒角44或开口，使得在光学检测器42 与相应的连接器7和或连接器开口6中的至少一个之间的视线不受引导装置20的阻碍。还可以使用特殊的光学透镜或沿着引导装置20的中心布置一个或多个反射器45.1、45.2，它们将至少一个引导通道31的内容物和/ 或连接器7的相应标记43的图像反射到引导装置20的中心。这样，光学检测器可以检测引导通道31的内容物以及在连接器7和/或连接器开口上的标记43，而无需使用多个检测器，因为内容物和标记43的图像沿着引导装置20的中心反射。反射器45.1、45.2也可能是棱镜或折射器以及光纤连接件或其它已知的装置，以产生改变方向的视线。略微不同的实施例是，如图3至6所示，以相反的方式安装传感器(以及任何光学装置，如果需要的话)(即，远离板5看/更向下看)，并使用广角透镜来防止由于检测器或光学元件处的灰尘积聚而导致的检测问题。还可以可选地为选择器提供至少一个光源或使用光学滤波器，以例如借助增强对比度来改进连接器、输送线材或胶囊的可检测性。例如，这可以是朝向待检测的区域照射的光源(使得传感器可以检
测到反射)或者从待检测的区域后面朝向传感器照射的光源。例如，实施例可以是至少一个带有光源60的观察端口50，该光源辐射引导通道31、连接器7和光学检测器42。光源60也可以是与光学检测器42兼容的任何其它辐射器，比如红外线光源。光学检测器42可以是任何其它检测器或检测器组件，其能够在一定距离处检测输送线材4和连接器7的存在、位置、识别、移动或质量，比如红外线传感器、光学传感器、成像传感器(例如cmos、ccd)、光电二极管、光电集成电路、 psd或相机，无论是否借助附加软件或机器视觉算法。光学检测器42也可用于检测或验证每个环或选择器通道相对于入口位置21的位置，参见视线200.1、200.2、200.3。
30.在图6中，示出了本发明的另一个实施例，其中观察端口70的几何形状使得开口的至少部分用于将光偏转朝向可能包含光学检测器42的引导装置20的中心。观察端口70具有反射表面，该反射表面将至少一个引导通道31的内容物的图像反射到光学检测器42。例如，通过张开观察端口70，光学检测器42的更宽范围的位置是可能的，因为它增加了所有观察端口70 可见的位置的数量。当光学检测器42额外用于检测其它标准、比如连接器 7上的标记43(在图4中示出)时，这也可能是有用的。
31.在图7中，示出了本发明的另一个实施例，其中引导装置20是透明的 (无论是部分地或完全地)，以允许光80穿过引导装置20并使相应的引导通道31的内容物对光学检测器42可见。通过用透明材料制造引导装置 20(的一些部分)，所有引导通道31的整个长度可以对光学检测器42可见。
32.在图8中示出了本发明的实施例，其中引导装置20是由沿着周缘间隔开的引导块90形成的。相应的引导块90包含引导通道31，该引导通道31 连接出口30(图3)和相应的入口21.1、21.2、21.3(图2)中的至少一个。引导块90由固定到选择器框架11的引导块框架91进一步框围。引导块20 可以是任何形状，并且不限于立方或矩形。框架是能够将引导块20保持在适当位置的任何部件。
33.一个实施例是由可分割的部件制成引导块20，从而可以更好且更便宜地生产出所需形状的引导通道31。
34.在图9中示出了另一个实施例，其使用引导块90，以通过使用引导块 90的外表面作为引导通道31的单独部分来建立引导通道31。因此，当引导块抵靠彼此放置或靠近彼此放置时，包含在相应的引导块90中的引导通道31的部分共同作用以形成引导通道31。如果需要清洁，它还有助于清洁引导通道31。此外，在维护、修理或升级期间，如果引导块20被损坏或者由于引导通道31中的磨损而需要更换引导块20，它可能会有所帮助。引导通道31也可以由两个或多个引导块20串联形成，使得每个块20中的引导通道31与每个随后的引导块通道31对齐。
35.在图10中示出了本发明的实施例，其具有选择器机构11，该选择器机构还具有带有凹槽111的选择器框架110。凹槽111用于可滑动地容纳多个旋转选择器元件，例如同心环112。同心环112总共由至少一个驱动致动器驱动(在图11中，每环一个马达作为示例示出)，并且每个选择器通道 9附接到相应的环112。每个环112具有对应于间隔开的入口21的多个图案中的一个的半径，使得通过使环112在凹槽111中回转，选择器通道9 可以与间隔开的入口21成直线。选择器通道9与入口21的对齐创建了独特的路径。沿着该路径，输送线材4(图1)然后可以经由输送管8(图1) 以及与同心图案中选择的入口21相对应的施加器9(图
1)驱动到患者身体中的位置。凹槽111可以是其它用于约束环112.1、112.2112.3沿期望图案旋转的装置，比如辊子或磁性轨道，甚至是导轨，它们可以是选择器框架11的部分或可以不是选择器框架11的部分。
36.一个或多个环、或周围不完全闭合的几何形状的实施例是可能的、或其中每个环被单独驱动，以及其中环形成驱动系统的部分的实施例是可能的。
37.在图11中示出了本发明的实施例的局部视图，其中驱动致动器120可以是一个以上的可旋转致动器，这些可旋转致动器具有相应的旋转轴121，旋转轴121具有运行表面(未示出，例如齿轮)，该运行表面通过使致动器或轴的运行表面抵靠环112的驱动表面122旋转来驱动至少一个环112。
38.在图12中，示出了本发明的引导装置20的局部视图，其中从动环112 具有集成的日内瓦(geneva)轮的部分，并且致动器是带有安装在电动马达120的从动轴处的小型销(图12b)的旋转盘。
39.用于驱动环112的其它装置也是可能的，并且可以包括通过磁性致动器或皮带驱动装置来驱动的同心环112。
40.图13示出了一实施例，其中使用了一个或多个移动的光学检测器或光学部件，而不是静止的中心光学检测器，这在需要时进一步提高了部件的可检测性。例如，这可以是位于中心的旋转检测器或透镜组件(包含致动器)42.2，或者经由光垫300.1安装在其中一个从动选择器环上的小型光学反射率传感器300.2。