Індивідуальний аплікатор для контактної променевої терапії
Власники патенту UA 2254881:
Винахід відноситься до медичної техніки, зокрема пристроїв для введення радіоактивного матеріалу в організм людини. Аплікатор має форму маски. Рельєф внутрішньої поверхні маски відповідає анатомічному рельєфу зони, що підлягає променевому впливу та прилеглих областей. Аплікатор містить приймальні канали для ендостатів. Ендостати виконані з можливістю переміщення та позиціонування всередині них джерел випромінювання. Рельєф маски, кількість каналів, схему їх розташування виконують відповідно до результатів спіральної томографії комп'ютерної і подальшого комп'ютерного моделювання. Аплікатор виконаний з високомолекулярного полімерного матеріалу, що не має властивості накопичення радіовипромінювання, наприклад, з фотополімеризується композиції на основі акрилового олігомеру. Аплікатор дозволяє оптимально провести променеву дію з урахуванням індивідуальних особливостей кожного пацієнта. 6 з.п. ф-ли, 3 іл.
Винахід відноситься до медичної техніки, зокрема пристроїв для введення радіоактивного матеріалу в організм людини.
Аплікатор призначений для проведення сеансів поверхневої променевої терапії та використовується при лікуванні хворих з пухлинними ураженнями шкіри, внутрішньошкірними метастазами.
- фіксовані межі поля опромінення, обмежені розмірами аплікатора;
- Неможливість зміни розподілу дози опромінення залежно від неоднорідності рельєфу пухлини по глибині;
- Неможливість чіткої фіксації аплікатора в одній і тій же позиції і, як наслідок, неможливість точного відтворення параметрів впливу від сеансу до сеансу.
Найбільш близьким до винаходу пристроєм того ж призначенняє Пристрій для лікувальної променевої терапії, що містить пацієнт, що накладається в зону обробки, деформований мат-носій, що являє собою велику кількість кульок або кулястих елементів, пов'язаних шийками. Відомий мат-носій має канали, що проходять всередині своєї площини для прийому або вставки направляючих гільз, в яких може переміщуватися і позиціонуватися джерело точкового випромінювання (UA 2133129, публ. 20.07.99 р., Бюлл. №20). Прийнято за прототип. Істотними ознаками відомого пристрою, що збігаються з ознаками винаходу, є наявність проходять всередині мату каналів для прийому або вставки направляючих гільз, призначених для переміщення і позиціонування точкового джерела випромінювання. Функцію направляючих гільз у винаході, що заявляється, виконують ендостати. Недоліком даного пристрою, що перешкоджає досягненню зазначених нижче лікувальних результатів, є складність досягнення чіткої фіксації аплікатора в одній і тій же позиції і, як наслідок, неможливість точного відтворення параметрів впливу від сеансу до сеансу.
Заявляється винахід спрямовано рішення задачі реалізації оптимального алгоритму променевого впливу на уражені тканини з урахуванням індивідуальних особливостей кожного пацієнта.
Використання в клінічній практиці пристрою дозволяє досягти декількох технічних (лікувальних) результатів:
- Можливість розміщення джерела випромінювання на оптимальній відстані від мішені;
- Підвищення точності позиціонування джерела випромінювання;
- Повне відтворення умов променевого впливу при кожному з наступних сеансів;
- Можливість попереднього моделювання розподілу дози та інших параметрів впливу;
-оптимізація дозо-часового розподілу променевого на мишень;
- Універсальність стосовно апаратури, за допомогою якої здійснюють лікувальну дію.
Зазначені технічні (лікувальні) результати при здійсненні винаходу досягаються за рахунок того, що індивідуальний аплікатор для контактної променевої терапії так само, як у відомий пристрій, виготовлений у вигляді моноліту з біосумісного матеріалу, і містить приймальні канали для ендостатів, виконаних з можливістю переміщення та позиціонування усередині них джерела випромінювання. Особливість винаходу полягає в тому, що аплікатор має форму маски, рельєф внутрішньої поверхні якої відповідає анатомічному рельєфу зони, що підлягає променевому впливу та прилеглих областей, причому рельєф маски, а також схема розташування приймальних каналів виконані відповідно до результатів попереднього комп'ютерного моделювання.
Сутність винаходу полягає у наступному.
Найважливішою умовою досягнення максимального терапевтичного ефекту під час здійснення променевого впливу є підведення джерела випромінювання безпосередньо до пухлини. Особливо актуальна ця проблема при лікуванні хворих з пухлинними ураженнями шкіри та внутрішньошкірними метастазами, розташованими в областях тіла, що мають складний рельєф поверхні, наприклад шкіри обличчя та/або волосистої частини голови. Можливість багаторазового відтворення позиції джерела випромінювання при кожному з наступних сеансів під час проведення фракційної аплікаційної променевої терапії також є необхідною умовою досягнення максимального терапевтичного ефекту. Конструкція індивідуального аплікатора, що заявляється для контактної променевої терапії з успіхом дозволяє досягти зазначених технічних.результатів. Це досягається внаслідок того, що кожен аплікатор виготовляють індивідуально на основі даних спіральної комп'ютерної томографії зони ураження та прилеглих областей за допомогою спеціально розробленої комп'ютерної програми. Процес виготовлення аплікатора здійснюють на установці лазерної стереолітографії (UA 2148060). Матеріалом виготовлення аплікатора служить фотополимеризующаяся композиція з урахуванням акрилового олигомера. Даний матеріал відповідає санітарно-гігієнічним, а також технічним вимогам, що висуваються до таких виробів:
- не має властивості накопичення радіовипромінювання;
- не токсичний для зовнішнього застосування;
- Підлягає холодній стерилізації.
Приклад одного з реально виготовлених індивідуальних аплікаторів представлено на фіг.1-3. Фіг.1 являє собою вид маски спереду, фіг.2 - вид збоку, фіг.3 - вид розрізу. У готовому вигляді аплікатор має форму маски (1), рельєф внутрішньої поверхні якої повністю відповідає анатомічному рельєфу зони, що підлягає променевому впливу (2) та прилеглих областей. Товщина маски становить від 15 до 100 мм. Перевагою аплікатора, що заявляється, є те, що схема розташування приймальних каналів (3, 3а) для ендостатів (4), а також точки позиціонування джерела випромінювання визначаються на підставі даних спіральної комп'ютерної томографії та інших попередніх досліджень зони ураження. Відповідно до отриманих параметрів приймальні канали для ендостатів можуть бути розташовані в товщі маски (3а) або на її поверхні (3) на заданій відстанню від мішені.
Розрахункова схема розташування приймальних каналів для ендостатів реалізується у процесі виготовлення маски. Діаметр приймальних каналів варіюється в кожному конкретному випадкузалежно від розмірів ендостатів, призначених для розміщення та позиціонування джерела випромінювання. Зазначені ендостати мають форму гнучких трубок та є комплектуючими елементами апаратури, за допомогою якої здійснюють лікувальну дію. Таким чином реалізується технічний результат універсальності заявляється пристрою.
Лікувальний процес з використанням індивідуального аплікатора, що заявляється, здійснюють наступним чином.
Для визначення поширеності процесу формування облучаемого обсягу виконують діагностичну спіральну комп'ютерну томографію, у результаті визначають розміри пухлинного поразки і формує мета опромінення в тривимірному вимірі (довжина, ширина, висота). Наступним етапом лікувального процесу є визначення необхідної та достатньої кількості каналів опромінення, а також побудова їхньої геометричної моделі, а саме: взаємного розташування каналів та відстані між ними. Результати спірального томографічного комп'ютерного дослідження та моделювання мішені опромінення, а також необхідні умови для виготовлення аплікатора (кількість, внутрішній діаметр каналів, їх взаємне розташування) передають фахівцям для виготовлення маски-аплікатора. В даний час виготовлення аплікаторів, що заявляються, може бути здійснено в інституті полімерних досліджень і лазерних технологій (ІПЛІТ). Виготовлену маску-аплікатор розміщують на області, що підлягає опроміненню, та проводять рентгенологічне дослідження у 2-х проекціях з імітаторами позицій джерела іонізуючого випромінювання у кожному каналі. Отримані дані з 2 рентгенограм вводять у систему планування “Abacus” і проводять розрахунок дозиметричного плану сеансу опромінення. Безпосередньо перед сеансом опромінення індивідуальнемаску-аплікатор накладають на область, що підлягає опроміненню, канали аплікатора вводять ендостати, кожен з яких приєднують до апарату, призначеного для променевого впливу стандартними перехідниками. Сеанс опромінення проводять згідно з розрахунковим планом. Курс лікування зазвичай становить 5-10 сеансів.
Приклад виготовлення маски-аплікатора та здійснення лікувального процесу за її допомогою.
Хворий Р., Діагноз: Плоскоклітинний рак шкіри щочно-вилицьової області зліва III ст., T4N0M0. На шкірі лівої щоки клінічно визначається пухлина з виразкою розмірами 5×6 см та глибиною до 2 мм. Хворому виконано діагностичну спіральну комп'ютерну томографію лицьового скелета, відповідно до результатів якої проведено моделювання мішені опромінення (розміри пухлини - 3,4×5 см глибина - 1,5 см, розміри мішені опромінення - 6×8×2 см). Для реалізації поверхневого опромінення в даному обсязі необхідна маска-аплікатор з 7-ма каналами з внутрішнім діаметром 2 мм, розташованими паралельно один одному і точно повторюють рельєф, що підлягає опроміненню щічно-вилицевої області, відстань між каналами - 1 см.
Результати спірального КТ дослідження та моделювання мішені опромінення, а також необхідні умови з виготовлення аплікатора (кількість, внутрішній діаметр каналів, їх взаємне розташування) передано до лабораторії інституту полімерних досліджень та лазерних технологій (ІПЛІТ) для виготовлення маски-аплікатора. Виготовлений аплікатор.
Виконано рентгенологічне дослідження у 2-х проекціях з маскою-аплікатором з імітаторами позицій джерела іонізуючого випромінювання у кожному каналі. Отримані дані з 2 рентгенограм введені в систему планування "Abacus". Проведено дозиметричне планування сеансу опромінення.
Для опромінення використано методику автоматизованого послідовного впровадження джерел іонізуючого випромінювання. Безпосередньо перед сеансом опромінення індивідуальна маска-аплікатор була розміщена на обличчі пацієнта, канали аплікатора введені ендостати діаметром 1,8 мм, кожен приєднані до апарату “Гаммамед 12i”. Сеанс опромінення проведено згідно з планом. Лікування проводили через день РОД-5Гр СОД-25Гр.
Таким чином, заявляється пристрій має значні переваги порівняно з відомими пристроями того ж призначення і відповідає критеріям патентоспроможності.
1. Аплікатор для контактної променевої терапії, виготовлений у вигляді моноліту з біосумісного матеріалу, що містить прийомні канали для ендостатів, виконаних з можливістю переміщення та позиціонування всередині них джерел випромінювання, який відрізняється тим, що аплікатор має форму маски, рельєф внутрішньої поверхні якої відповідає анатомічному , що підлягає променевому впливу та прилеглих областей, при цьому рельєф маски, кількість приймальних каналів та схему їх розташування виконують відповідно до результатів спіральної комп'ютерної томографії та подальшого комп'ютерного моделювання.
2. Аплікатор за п.1, який відрізняється тим, що виконаний з високомолекулярного полімерного матеріалу, що не володіє властивістю накопичення радіовипромінювання.
3. Аплікатор за п.2, який відрізняється тим, що виконаний з фотополімеризується композиції на основі акрилового олігомеру.
4. Аплікатор за пп.1-3, який відрізняється тим, що має товщину 1,5-10,0 мм.
5. Аплікатор за п.1, який відрізняється тим, що приймальні канали для ендостатів розташовані всередині та/або на зовнішній поверхні маски на заданій відстані від мішені.
6. Аплікаторпо п.5, який відрізняється тим, що внутрішній діаметр приймальних каналів відповідає зовнішньому діаметру ендостатів.
7. Аплікатор за п.6, який відрізняється тим, що ендостати мають форму гнучких трубок.