用以治疗胃肠道肿瘤的装置及方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2019年4月24日所提交的美国临时申请号62/837,738的申请日的权益，该美国临时申请在此通过引用而并入其全文。

本发明是关于肿瘤治疗领域。更具体地说，是关于一种用于以体外放射治疗(externalbeamradiotherapy,ebrt)来治疗胃肠道肿瘤的装置。

背景技术：

胃肠道肿瘤是一种涉及细胞异常生长的疾病，其发生在胃肠道(gastrointestinaltract,gitract)和消化功能相关的器官中，例如食道，胃，胆道系统，胰腺，小肠，大肠，直肠和肛门，其中食道，胃和胰腺肿瘤分别是癌症相关死亡率的第六，第四和第五主要原因。胃肠道肿瘤的症状会依据受影响的器官或组织而异。例如，与食道肿瘤有关的症状包括吞咽困难，胸痛，咳嗽和声音嘶哑。而与胃部肿瘤相关的症状包括呕吐，恶心，腹痛和便血。

放射治疗是胃肠道肿瘤的主要治疗方式之一。如果患者的肿瘤尚未扩散到胃肠道以外和淋巴结，通常建议以手术配合放射治疗和/或化学治疗。对于晚期的胃肠道肿瘤，治疗通常只使用化学治疗和放射治疗。放射治疗主要有两种类型，1.体外放射治疗(ebrt)(即以设备自体外进行的放射治疗，例如x射线治疗和质子治疗(protonbeamtherapy,pbt))，2.体内放射治疗(即直接自体内进行放射治疗，又称为“近接治疗”(brachytherapy))。但是由于放射线会造成治疗区域附近的正常细胞和组织损伤，所以受到许多副作用的局限(例如恶心、类似晒伤的皮肤反应、疼痛或吞咽困难、心脏损害、肺部损伤和肠胃不适等)，无论是体外放射治疗还是体内放射治疗都无法对胃肠道肿瘤提供令人满意的效果。因此，提高放射治疗的准确性，并减少副作用是非常重要的。

粒子治疗(质子治疗)显示出比传统放射治疗更佳的安全性与有效性，众所皆知其粒子射线的优点为具有深度-剂量曲线的物理特性，在明确定义的组织深度处具有剂量峰值(布拉格峰)。对于相对较浅的肿瘤，不像光子射线的深度-剂量曲线显示出随着组织深度的增加，能量沉积也呈现指数性下降，粒子射线的布拉格峰允许在照射范围末端时的辐射剂量快速下降，而在目标区域中每个粒子束具有急剧下降的横向剂量及最大的能量沉积，使目标周围几乎没有接受到能量。因此，粒子治疗可有效地将高剂量的放射线传递给肿瘤细胞，并只传递极低的放射剂量或没有放射剂量到正常细胞，这被认为是治疗恶性肿瘤的理想治疗方法，特别是对于危及器官(oar)造成较低的毒性。但是，针对位于胸腔和腹部区域(例如食道)肿瘤的粒子治疗的精准度，会受到身体构造、内部器官特性及目标运动的巨大影响。这些负面影响需要更先进的肿瘤定位监控和照射技术以克服。

目前已有几种保护性间隔物(spacer)用来保护邻近肿瘤的正常组织以避免受到放射线伤害，并解决其衍生的副作用问题。气球导管是其中一种可能的间隔物，其通过膨胀一个或多个气球将肿瘤与其相邻的正常组织区隔。然而，这类气球导管粗糙且不精确，只能与传统放射治疗搭配使用，并不能满足粒子治疗的精准度要求。也有研究显示，气球导管的气球过度膨胀会造成胃肠道撕裂损伤。此外，气球之间的治疗死角(deadspace)也减低了气球导管的保护作用。

有鉴于前述内容，因此需要一种能改善其准确性和安全性的装置，从而提升放射治疗的疗效。

技术实现要素：
旨在提供本发明的简化摘要，以使阅读者对本发明具备基本的理解。此发明内容并非本发明的完整概述，且其用意并非在指出本发明实施例的重要/关键元件或限定本发明的范围。

本发明是关于一种与ebrt共同使用以治疗一个体的胃肠道肿瘤的装置。该装置包含一导管，以及复数个顺应性气球，其中该复数个顺应性气球系位于该导管的外部，且沿着该导管的轴向延伸。依据本发明的实施方式，该导管包含复数个连通管道，且各该复数个连通管道与至少一个(例如，一、两、三、四、五或更多个)顺应性气球以空气或液体连通。在一实施例中，各该复数个连通管道与单一个顺应性气球以空气或液体连通。在另一实施例中，各该复数个连通管道与一个以上的顺应性气球(例如，两个、三个或四个顺应性气球)以空气或液体连接。可以理解的，该连通管道和该顺应性气球的连接可依据预期目的而有所不同；举例来说，本发明导管可包括四个连通管道(即第一至第四连通管道)和十个顺应性气球(即编号1至10的顺应性气球)，其中第一连通管道与一个顺应性气球(例如，编号1的顺应性气球)连通，第二连通管道与两个顺应性气球(例如，编号2和3的顺应性气球)连通，而第三和第四的连通管道则是分别与三个顺应性气球和四个顺应性气球(例如，编号4到6的顺应性气球，以及编号7到10的顺应性气球)连通。

本发明装置的特征在于，当该装置进入个体的胃肠道时，各该复数个顺应性气球配置为沿着该顺应性气球的轴向及径向方向膨胀，以符合该个体的胃肠道的形状。根据本发明的实施方式，该轴向方向的膨胀可确保两个相邻气球之间无实质上的治疗死角(deadspace)。

非必要地，各该复数个顺应性气球独立地包含一位于该顺应性气球内部和/或外部的支持性结构(例如，肋结构)。

依据本发明某些实施方式，各该复数个顺应性气球分别与其相邻气球并置(injuxtaposition)。在这些实施方式中，各该复数个顺应性气球具有一延着其轴向的中心部，以及一由该中心部向外径向延伸的的径向部，其中该中心部的轴长等于或小于该径向部的最大轴长。

依据本发明某些实施方式，各顺应性气球具有两个末端部及一位于这些末端部之间的中间部，且该中间部的厚度较各末端部厚。

较佳地，本发明装置包含至少三条连通管道及至少三个顺应性气球，且各连通管道与各顺应性气球以空气或液体连通。

依据本发明某些实施方式，该导管进一步包含一操作管道，其与该复数个连通管道相邻设置，其中该操作管道用于容纳一医疗器械、一内视镜、一显影剂、一放射核种，或一屏蔽材料。基本上，屏蔽材料由金属、金属合金、聚合物或其组合制得。

依据本发明一实施方式，本发明装置进一步包含一液体和/或空气供应器，其可操作式地与该复数个连通管道耦接，且配置为提供一液体或一气体至该复数个连通管道。依据本发明另一实施方式，本发明装置还包含复数个液体和/或空气供应器，其可操作式地与该复数个连通管道耦接，且配置为独立地提供一液体或一气体至该复数个连通管道。

非必要地，本发明装置还包含复数个阀门，其分别与该复数个连通管道耦接，且各阀门配置为独立地控制该提供至各连通管道的空气或液体的体积，以调整各顺应性气球的膨胀体积。

仍为非必要地，本发明装置还包含复数个指示器，其分别与该复数个连通管道耦接，且各指示器配置为独立地指示该提供至各连通管道的空气或液体的体积。

依据本发明某些较佳实施方式，本发明装置还包含一顶盖，其配置于该导管的前端。

本发明的另一方面是关于一种用以治疗一个体的胃肠道肿瘤的放射治疗系统。该放射治疗系统包含一种依据本发明任一实施方式所述的装置，以及一与该装置共同使用的放射设备。依据本发明某些实施方式，该装置用于将该胃肠道肿瘤与该个体的胃肠道的正常组织隔开，且该放射设备用于提供一ebrt至该胃肠道肿瘤。

本发明亦提供一种利用上述装置来治疗一个体的胃肠道肿瘤的方法，该方法包含：

(a)将装置经由该个体的口或鼻插入其胃肠道；

(b)使至少一个顺应性气球膨胀，以将该胃肠道肿瘤与该个体的胃肠道的正常组织隔开；

(c)对胃肠道肿瘤施予一有效量的ebrt；以及

(d)非必要地，通过改变至少一个顺应性气球的膨胀体积来调节该装置的位置，以达到胃肠道肿瘤治疗的最佳效果。

一般来说，ebrt可以是光子放射治疗(例如，x射线或伽马射线疗法)或粒子治疗(例如，质子，中子或碳离子疗法)。依据本发明某些实施方式，ebrt为质子治疗(pbt)。

一般来说，该胃肠道肿瘤可以是食道肿瘤、胃肿瘤、胆管肿瘤、胆囊肿瘤、胰脏肿瘤、小肠肿瘤、大肠肿瘤、直肠肿瘤，或是肛门肿瘤。依据本发明一实施方式，该胃肠道肿瘤为食道肿瘤。

该个体为一哺乳动物；较佳为一人类。

本发明装置具有可独立地充气的顺应性气球(和支撑性结构)，可用于使胃肠道肿瘤与个体的胃肠道的正常器官和/或组织间隔区分，并消除放射治疗(例如，粒子治疗)过程中的治疗死角，从而减少正常器官/组织(例如肿瘤周围的器官/组织或处于危及器官(organatrisk,oar))不必要的辐射暴露。

在参阅下文实施方式后，本领域普通技术人员当可轻易了解本发明的基本精神及其它发明目的，以及本发明所采用的技术手段与实施方面。

附图说明

为让本发明的上述与其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：

图1a至图1e是依据本发明一实施方式所绘示的本发明装置的侧视图和剖面图。

图1f是依据本发明另一实施方式所绘示的本发明顺应性气球的局部放大图。

图1g是依据本发明另一实施方式所绘示的本发明顺应性气球于膨胀前及膨胀的示意图。

图2是依据本发明一实施方式所绘示的本发明顺应性气球的剖面图。

图3是依据本发明另一实施方式所绘示的示意图，用以阐述本发明装置的膨胀状态。

图4是依据本发明一实施方式所绘示的本发明装置的剖面图。

图5a-5d是依据本发明一实施方式所绘示的示意图，分别阐述包含供应器、阀门、指示器和/或顶盖的装置。

图6是依据本发明一实施方式所绘示的本发明放射线治疗系统的意图。

图7是依据本发明另一实施方式所绘示的本发明装置实际应用的意图。

图8是依据本发明另一实施方式所绘示的本发明装置实际应用的示意图。

根据惯常的作业方式，图中各种特征与元件并未依比例绘制，其绘制方式是为了以最佳的方式呈现与本发明相关的具体特征与元件。此外，在不同的图之间，以相同或相似的元件符号来指代相似的元件/部件。

具体实施方式

为了使本发明的叙述更加详尽与完备，下文针对了本发明的实施方面与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。

i.定义

除非本说明书另有定义，此处所用的科学与技术词汇的含义与本领域普通技术人员所理解与惯用的意义相同。此外，在不和上下文冲突的情形下，本说明书所用的单数名词涵盖该名词的复数型；而所用的复数名词时亦涵盖该名词的单数型。

虽然用以限定本发明较广范围的数值范围与参数皆是约略的数值，此处已尽可能精确地呈现具体实施例中的相关数值。然而，任何数值本质上不可避免地含有因独立的测试方法所致的标准偏差。在此处，“约”通常是指实际数值在一特定数值或范围的正负10％、5％、1％或0.5％之内。或者是，“约”一词代表实际数值落在平均值的可接受标准误差之内，视本领域普通技术人员的考量而定。除了实验例之外，或除非另有明确的说明，当可理解此处所用的所有范围、数量、数值与百分比(例如用以描述材料用量、时间长短、温度、操作条件、数量比例及其它相似者)均经过“约”的修饰。因此，除非另有相反的说明，本说明书与附随申请专利范围所公开的数值参数皆为约略的数值，且可视需求而更动。至少应将这些数值参数理解为所指出的有效位数与套用一般进位法所得到的数值。在此处，将数值范围表示成由一端点至另一段点或介于二端点之间；除非另有说明，此处所述的数值范围皆包含端点。

如本文所使用的，“治疗死角”(deadspace)一词是指当两个顺应性气球处于充气状态时，仍存在于两个气球之间的空间。“几乎无治疗死角”(substantiallynodeadspace)一词表示该治疗死角的体积约小于顺应性气球的膨胀量的10％；较佳地，约小于顺应性气球的膨胀量的5％；更佳地，约小于顺应性气球的膨胀量的3％；最佳地，约小于顺应性气球的膨胀量的1％。

在本发明中，“可操作式地耦接”(operablycoupled)一词表示两个元件(例如，本发明装置的液体/空气供应器和连通管道)是以空气或液体直接互相连通，或通过其它中间元件或组件互相连通。

“阀门”(valve)一词在本发明是指任何可调节流量的装置或系统。举例来说，“阀门”(valve)一词包含，但不限于，任何可调控、允许、防止或禁止空气或液体流过通道(例如，本发明装置的连通导管)的装置或系统。“阀门”(valve)一词可以是夹管阀(pinchvalve)、旋转阀(rotaryvalve)、旋塞阀(stopcock)、压力阀(pressurevalve)、梭阀(shuttlevalve)、机械阀(mechanicalvalve)、电动阀(electricalvalve)、机电流量调节器(electro-mechanicalflowregulator)，或是其组合。

“治疗”(treat)一词是指共同使用本发明装置与ebrt，以减轻或改善个体胃肠道肿瘤相关的症状、继发性疾病或相关症状。与胃肠道肿瘤相关的症状、继发性疾病或相关症状包括，但不限于，吞咽困难、胸痛、咳嗽、声音嘶哑、呕吐、恶心、腹痛、腹泻、便秘、疲劳、体重减轻和血便等。

在本发明中，“轴向”(axialdirection)一词是指导管的纵向、顺应性气球的纵向，或是本发明装置的纵向。

在本发明中，“径向”(radialdirection)一词是指与轴向正交的方向，即垂直于导管的中心轴方向、垂直于顺应性气球的中心轴方向或垂直于本发明装置的中心轴的方向。更具体来说，“径向”(radialdirection)一词是指从中心轴线朝向元件(例如，本发明装置的顺应性气球)的外部或圆周外的方向。

“圆周方向”(circumferentialdirection)一词在本发明是以旋转轴为中心的任何圆相切的方向。圆周方向与轴向和径向相互垂直。

在本发明中，导管的“前端”(thefrontend)是指插入体内的导管或操作管道的末端。

“个体”(subject)一词是指包含人类等可以本发明装置和/或方法治疗的哺乳动物。除非另有所指，否则“个体”(subject)一词同时包含男性及女性。

ii.发明描述

本发明旨在提供一种可促进放射治疗效果的装置，从而改善放射治疗的准确性和安全性。在结构上，本发明装置包含沿着装置轴向配置的多个顺应性气球，每个顺应性气球具有下列特征：(1)于其中或之上具有一支持性结构，以及(2)具有厚度分布不均匀的本体，其中每一个顺应性气球中间部份的厚度大于末端部份。由于每个气球均由弹性材料制成，因此可以使气球扩张或膨胀来符合胃肠道的形状，加上气球内部/上方的支持性结构及气球厚度的不均匀分布，因此每个顺应性气球在膨胀后与其相邻的气球会紧靠在一起(即在两个并置的气球之间基本上没有治疗死角)。因此与传统的气球导管相比，传统的气球导管通常受到相邻气球之间的治疗死角以及先前提到的副作用(例如，导致撕裂伤)的限制，本装置通过降低正常组织在放射治疗(例如x射线疗法和pbt)过程中不必要的放射线暴露，对胃肠道肿瘤周围的正常组织提供更好的保护。此外，本装置在保护器官(例如心脏和肺)免受放射伤害也非常有效。此状况常见于放射治疗期间，尤其是在粒子治疗的过程，其将粒子束的能量聚焦在肿瘤内而使附近健康组织和重要器官(例如心脏和肺)的伤害最小化。

图1a和图1b分别为本装置的侧视图和侧面剖视图。如图1a和图1b所示，装置10包含导管12，以及沿导管12外侧及轴向延伸的多个顺应性气球16a、16b、16c。每个顺应性气球可以多种方式固定在导管上(例如胶水、封膜及环等)，导管12包含多条连通管道14a、14b、14c，其中每条连通管道与对应的顺应性气球均以空气或液体连通(例如连通管道14a与顺应性气球16c以空气或液体连通，连通管道14b与顺应性气球16b以空气或液体连通，连通管道14c与顺应性气球16a以空气或液体连通)。为了更容易理解，每个连通管道和其连通的顺应性气球以同样的标示注记于图1。当可想见，顺应性气球和与其连通管道的数量可以根据目的而加以改变。依据本发明某些较佳的实施方式，本发明装置包含至少三个(例如3、4、5、6、7、8、9、10或更多个)顺应性气球，以及至少三条连通管道(例如3、4、5、6、7、8、9、10或更多条)连通管道，其中每个顺应性气球与对应的连通管道连通。另外，顺应性气球可具有相同或不同的长度。举例来说，本发明装置可包含六个顺应性气球，其中三个气球的长度独立地约为0.5-1.5厘米(例如0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4或1.5厘米)，而其它三个气球的长度则独立地约为1.5-2.5厘米(1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4或2.5厘米)。或者是，本发明装置可包含八个顺应性气球，其中两个气球的长度独立地约为2.5-3.5厘米(2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4或3.5厘米)，另外三个气球的长度独立地约为1.5-2.5厘米(1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4或2.5厘米)，而其它三个气球的长度则独立地约为0.5-1.5厘米(0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4或1.5厘米)。

依据本发明一实施方式，装置10包含三条连通管道和三个顺应性气球，且每一个顺应性气球与对应的连通管道以空气相连通。依据本发明另一实施方式，装置10包含三条连通管道和三个顺应性气球，且每一个顺应性气球与对应的连通管道以液体(例如，显影剂)连通。

图1c绘示了本发明装置10的另一实施方面，其配置与图1b的装置的配置非常相似，除了连通管道16a、16b、16c是顺着装置的轴向延伸。

依据本发明替代性的实施方式，各连通管道可与一个或多个(例如，一、二、三、四、五、六、七、八、九、十或更多个)顺应性气球以空气或液体连通。如图1d所示，该装置包含三条连通管道14a、14b、14c。与图1a和图1b所示的各连通管道分别只与一个顺应性气球连接不同，连通管道14a、14b、14c分别与两个、一个和三个顺应性气球连通。依据图1d的示意图，连通管道14a与顺应性气球16a、16b连通，连通管道14b与顺应性气球16c连通，连通管道14c则与顺应性气球16d、16e、16f连通。在此情况下，可通过一条连通管道(例如连通管道14c)同时控制不同顺应性气球(例如顺应性气球16d、16e、16f)的膨胀体积。

图1e提供了本发明装置10的另一替代实施方式。相较于图1a中每个顺应性气球均配置为沿着导管的轴向延伸的布置，本替代实施方面的装置10的特征在于具有三个顺应性气球16c、16d、16e，分别沿着导管12的圆周方向配置。在此实施方式中，顺应性气球16c、16d、16e可以与对应的连通管道以空气或液体连通，因此每一个顺应性气球16c、16d、16e的膨胀体积可由不同的连通管道独立地控制。或者是，顺应性气球16c、16d、16e亦可以彼此以空气或液体相互连通，并由单一条连通管道来控制其膨胀体积。

依据本发明某些实施方式，当装置进入个体的胃肠道时，每个顺应性气球配置为沿着该顺应性气球的轴向及径向方向膨胀，以符合该个体的胃肠道的形状。具体地说，顺应性气球沿其轴向方向的膨胀(即沿着装置及顺应性气球的轴向方向膨胀)确保两个相邻气球之间无实质上的治疗死角，并且顺应性气球沿其径向方向膨胀(即自顺应性气球的轴线以径向方向向外膨胀)有效地使胃肠道的正常器官和/或组织远离胃肠道肿瘤，从而为正常器官和/或与胃肠道肿瘤相邻的组织在放射治疗期间提供保护的效果。

依据本发明某些替代性实施方式，本发明装置的每个顺应性气球是由单个封膜制成(较佳的是，封膜以弹性体材料制造)，并与复数个轴向间隔设置的环形孔结合于气球其中和/或之上。复数个轴向间隔的环形孔沿着导管的轴向方向配置，使封膜区隔为数个独立的空间。在此实施方式中，每一个空间与连通管道以空气或液体连通，该连通管道可控制独立空间的膨胀体积。

如上所述，本发明的顺应性气球特征为气球内部/外部具有支持性结构，该支持性结构可以独立成形再置入气球。也可以同时直接与气球主体一起制作而成。可参考图1f，其绘示不同支持性结构的局部放大图。一般来说，支持性结构的构造和/或分布可以根据预期的目的而变化。举例来说，如图1f的图(a)-图(d)所示，支持性结构可以是多个支撑肋独立地沿着顺应性气球16以横向、轴向或纵向的方向延伸，并可以配置在气球的部分区域，例如配置在顺应性气球16的中间部分或末端部分。或者是，如图1f的图(e)-图(f)所示，支撑肋可以对称或不对称的方式排列，或以预定角度(例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15，20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140，145、150、155、160、165、170或175度)彼此交叉配置。如图1f的图(g)-图(i)所示，支持性结构也可在气球16的中间部分和/或末端部分以多个环状结构的形式配置。以上说明仅列举一些支持性结构的构造和/或分布方式，该支持性结构方式不限于这些种类。举例来说，如图1f的图(j)所示，支持性结构可以是带状结构18的形式配置在顺应性气球16的中间部分。支持性结构是为确保当连通管道开始充入液体或空气时，顺应性气球会从终端部分往中间部分膨胀。

图1g是依据本发明两种实施方式所绘示的顺应性气球16的构造。如图1g所示，顺应性气球16包含沿着顺应性气球16轴向方向的中心部t1，以及从中心部t1径向向外延伸的径向部t2。具体地说，顺应性气球16可以如图1g的图(a)所示的构造固定到导管12，其中心部t1的长度(即x1)大于径向部t2的平均长度(即x2)(即x1>x2)。在这种情况下，两个顺应性气球16a、16b在充气之前间隔距离为x3(参见图1g的图(b))，而x3可以为0.01至1.0厘米，例如0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1.0厘米；较佳地，x3是介于0.01至0.08厘米。或者是，顺应性气球16可以如图1g的图(c)中所描绘的构造固定到导管12，其中心部t1的长度(即x1)小于径向部t2的最大长度(即x2)(即x2>x1)。因此如图1g的图(d)所示，在膨胀之前，两个顺应性气球16a、16b彼此独立地并置。亦或是，中心部t1的长度(即x1)等于径向部t2的最大长度(即x2)(即x2＝x1)。在以上实施方式中，顺应性气球16a、16b膨胀后两者之间基本上没有治疗死角(图1g的图(e))。依据一特定实施例，中心部t1的长度(即x1)等于或小于径向部t2的最大长度(即x2)(即x2≥x1)。较佳地，每个顺应性气球的直径(d)在膨胀之后等于或小于顺应性气球长度(l)的五倍(即d≤5×l)(图1g)。

本发明的顺应性气球另一特征为具有不均匀厚度的气球主体。可参考图2的顺应性气球16的侧视剖面图。为便于说明，将顺应性气球16绘示为三个部分：第一末端部t1；第二末端部t2；以及介于该第一和该第二末端部t1和t2之间的中间部i。该中间部i的平均厚度(y1)大于各末端部t1、t2的平均厚度(y2)。中间部i与末端部分t1、t2之间的厚度差异可确保当空气或液体提供至顺应性气球时，顺应性气球可均匀地膨胀。

另外或替代地，顺应性气球16的气球主体亦可具有不均匀的直径，其中该中间部的平均直径系小于末端部的平均直径。在这种状况下，当提供液体或空气进入连通管道时，顺应性气球会从末端部往中间部膨胀。

本发明装置的另一个特征为复数个顺应性气球的排列方式。依据本发明某些实施方式，在膨胀后，各顺应性气球会与其相邻的气球并置；据此，如图3所示，两个相邻气球之间有最小或无实质上的治疗死角。因此，一旦顺应性气球在胃肠道(例如食道)中膨胀形成如图3所示的实质连续性构型，该构型能够完全扩张胃肠道肌肉以避免其组织(特别是在相对位置的组织)紧密接触。需注意的是，在放射治疗期间，必须使癌症组织(例如，其上具有肿瘤的食道组织)远离与其相邻的正常组织，以避免正常组织受到放射性物质不必要的暴露。

依据本发明某些实施方式，该导管可还包含一操作管道，其与该复数个连通管道相邻设置连通管道。请参照图4，其为装置20的纵向侧视剖面图。装置20的构造与装置10的构造相似，除了在本实施方式中，导管22还包含一操作管道25，其中该操作管道25配置在导管22的中央，且其两侧各配置有两条连通管道(24a和24b；24c和24c)。值得注意的是，操作管道25和连通管道24a、24b、24c、24d的排列仅出于说明的目的，本发明的运用范围不限于此。当可理解，本领域普通技术人员可依据实际需要来修改操作管道和连通管道的排列方式。

操作管道用于容纳一医疗器械、一内视镜、一显影剂、一放射核种，一传感器或检测器，或一屏蔽材料。一般而言，医疗器械可以是用于外科手术的任何器械或设备，例如组织取样针，针头、管子、烧灼设备、雷射、钻头、导引丝、光纤设备、电极、锯子、超音波设备、光谱设备、电传感器、热传感器、引流管或其组合。内视镜可是任何设备，通过不同方法取得患者身体内部视图并将其传输给观察者。显影剂是用于增加体内结构的对比度的物质。根据预期的目的，显影剂可以是放射性显影剂(例如碘或钡)、磁共振成像(magneticresonanceimaging,mri)显影剂(例如钆)或超音波显影剂(例如由搅动的生理食盐水、氮气或氟碳化合物制成的微泡)。放射核种可以是钡-133、镉-109、钴-57、钴-60、铕-152、锰-54、钠-22、锌-65、锝-99m、锶-90、铊-204、碳-14、氚、钋-210、铀-238、铯-137、镅-241、铱-77、铱-34、铱-192或其它能发射游离辐射的活性射源。传感器或检测器可用于测量或检测对象的生理状况，或更换导管。而屏蔽材料主要是为阻挡从高能射源(例如，ebrt)发射的辐射，屏蔽材料可以由金属(例如钡、铋、钨、铅、铝、锂、镉、钆或钛)、金属合金(例如铅合金、钛合金或钨合金)、聚合物(例如聚异戊二烯、聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯、乙烯-丙烯、硅酮、聚硫化物或聚氨酯)，或其组合所制备。操作管道的前端可以是开放或密闭/封闭的端部。

较佳地，本发明装置的导管、连通管道和操作管道分别使用生物兼容性材料所制成，例如硅胶、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氨酯、聚异丁烯、聚氯丁二烯、聚丁二烯、纤维蛋白、胶原蛋白、明胶、玻尿酸、多糖或其组合。本发明装置的导管、连通管道和/或操作管道导管可以由单件制成，或者由多个构件固定或对接组合而成。

依据某些实施方式，导管的直径不超过20毫米；较佳地，不超过15毫米；更佳地，不超过10毫米。在一特定实施方式中，导管的直径不超过8毫米。

依据本发明某些较佳实施方式，完全膨胀的气球直径不超过50毫米。更佳地，完全膨胀的气球直径不超过45毫米。在一特定实施方式中，完全膨胀的气球直径不超过40毫米。

关于操作管道，其直径约为0.5-20毫米；较佳地，约为1-15毫米；更佳地，约1-10毫米。在一特定实施方式中，操作管道的直径约1-5毫米。

非必要地，本发明装置更包括一可移动或可旋转的屏蔽材料(例如，铅板)，配置在顺应性气球内和/或其上，用以调节施用于对象的放射治疗区域或剂量。

依据本发明某些实施方式，本发明装置还包含一个或多个独立地耦接至一个或多个连通管道的液体和/或空气供应器。如图5a所示，装置30包含复数个液体和/或空气供应器32a、32b、32c、32d，其可操作式地与复数个连通管道34a、34b、34c、34d耦接。值得注意的是，顺应性气球的结构和/或排列以及导管皆与图4中的对应结构相同，为求简洁，在此不再赘述。图5b绘示本发明装置的替代构造，其中装置30包含一个液体和/或空气供应器33，其可操作式地与复数个连通管道34a、34b、34c、34d耦接。液体和/或空气供应器用于独立地向复数个连通管道提供液体或空气，进而独立地控制上述与连通管道连通的各顺应性气球的膨胀。

非必要地，装置30可还包含复数个阀门35a、35b、35c、35d，其分别与复数个连通管道34a、34b、34c、34d耦接(请见图5a及图5b)。阀门用于独立地控制提供至各连通管道的空气或液体体积，由此改变各顺应性气球的膨胀体积。

仍为非必要地，装置30可还包含复数个指示器。参考图如图5c所示。其中装置30包含复数个指示器37a、37b、37c、37d，其分别与复数个连通管道34a、34b、34c、34d耦接。指示器37a、37b、37c、37d可用以独立地显示从液体和/或空气供应器33提供给每一个连通管道34a、34b、34c、34d的空气或液体体积。根据预期目的，各指示器可独立地为指针式仪器或气球的形式。

图5d绘示本发明装置的一种替代构造，其中装置30在导管32的前端处还包含一个顶盖36。一般来说，根据预期用途，该顶盖可为圆形端或尖端。尖端的构造有利于将本发明装置插入胃肠道。依据本发明可任选的实施方式，顶盖可具有一试剂(例如显影剂)包含于其中。

本发明的另一方面是关于一种用以治疗个体胃肠道肿瘤的放射治疗系统。请参照图6，其绘示了包含装置10和辐射装置40的放射治疗系统50。依据本发明某些实施方式，装置10用于间隔区分个体的胃肠道肿瘤与其胃肠道的正常组织。辐射装置40则用于对向胃肠道肿瘤提供ebrt。

本发明的辐射装置可以是任何适合用于传递体外放射线(例如，光子束或粒子束)至肿瘤以消灭肿瘤的装置；例示性的辐射装置包含，但不限于，正电压(表面)x射线机、兆伏级x射线机、超高压x射线机、直线加速器、钴射源、质子回旋加速器、同步回旋加速器和同步加速器。较佳地，本发明的辐射装置为传递一粒子束的装置。更佳地，该辐射装置用于进行质子治疗。

本发明亦提供一种利用本发明装置来治疗个体的胃肠道肿瘤的方法。在开始治疗之前，先将装置(例如，图1a的装置10)经由个体的口部或鼻子插入其胃肠道。之后，根据预期目的，使一个或多个顺应性气球(例如装置10的顺应性气球16a、16b、16c)膨胀，进而间隔区分个体的胃肠道肿瘤与其胃肠道的正常组织。图7为装置10实际应用的示意图，一旦其进入胃肠道，临床操作人员可通过控制气球16a、16b、16c的充气和/或放气(即增加或减少气球的相对应体积)来扩张胃肠道的肌肉，进而使个体的胃肠道肿瘤(如图7所示的“t”)与其胃肠道正常组织(如图7所示的“n”)完全区隔分开。另外，本发明装置亦可通过控制顺应性气球16a、16b、16c的充气和/或放气状态(例如增加或减少气球的独立地体积)而固定在任何期望的位置。

图8提供了图7的胃肠道的剖面图，该视图是由图7的剖面线7-7所绘制。如图8的图(a)所示，在顺应性气球(图8未绘示)未膨胀之前，与胃肠道肿瘤(图8所示的“t”)相邻的胃肠道正常组织(图8所示的“n”)都位于放射治疗的范围。然而，在使用本发明装置使胃肠道内腔扩张的情况下(图8未绘示)，胃肠道正常组织在放射治疗下的辐射暴露量将大幅减少，从而改善放射线治疗的精准度(图8的图(b))。

接着，对该个体施予一有效量的ebrt。该ebrt可以是光子束放射疗法(例如x射线或伽马射线治疗)，或是粒子治疗(例如质子、中子或碳离子治疗)。依据本发明较佳的实施方式，ebrt是质子治疗(pbt)。本发明装置可保护正常的胃肠道组织，降低其对ebrt的暴露剂量，从而大幅降低ebrt的副作用。

在手术期间，临床操作人员可依据肿瘤的大小或分布位置，以及胃肠道的直径或形状，通过改变顺应性气球的体积(例如，装置10的顺应性气球16a、16b、16c)来调节装置的位置，进而最佳化胃肠道肿瘤的治疗效果。

非必要地，在施予ebrt之前，先拟定放射治疗计划，并根据放射治疗计划来施予ebrt。

胃肠道肿瘤可以是食道肿瘤、胃肿瘤、胆管肿瘤、胆囊肿瘤、胰腺肿瘤、小肠肿瘤、结肠肿瘤、直肠肿瘤或肛门肿瘤等。依据本发明某些实施方式，该胃肠道肿瘤为食道肿瘤。

亦或是，本发明装置和/或方法也可用于治疗呼吸消化道肿瘤(aerodigestivetracttumor)，即呼吸道肿瘤，以及上消化道肿瘤。呼吸消化道肿瘤包含，但不局限于，鼻腔、鼻窦、鼻咽、口腔、口咽、喉、下咽和部分食道及气管的肿瘤。

可使用本装置和/或方法治疗的个体为哺乳动物，例如大鼠、仓鼠、天竺鼠、兔子、狗、猫、牛、山羊、绵羊、猴子和马。较佳地，该个体是人类。

下文提出多个实验例来说明本发明的某些方面，以利于本领域普通技术人员实施本发明，且不应将这些实验例视为对本发明范围的限制。据信本领域普通技术人员在阅读了此处提出的说明后，可在不需过度解读的情形下，完整利用并实践本发明。此处所引用的所有公开文献，其全文皆视为本说明书的一部分。

实施例

材料及方法

将辅助器(即具有沿轴向方向延伸的8个顺应性气球的装置)置入胸腔假体的胃肠道中，然后在辅助器的气球膨胀前和膨胀后(在膨胀状态下的直径为20毫米)进行计算机断层扫描(computerizedtomography,ct)，将ct影像输入治疗计划系统(treatmentplanningsystem,tps)中，描绘目标体积、危及器官(organatrisk,oar)和质子笔形射束扫描(protonpencilbeamscanning,pbs)的剂量体积直方图(dosevolumehistogram,dvh)进行分析。

实施例1：本辅助器对于oar的保护效果

总处方剂量为50gy(相对生物有效性(relativebiologicaleffectiveness,rbe))，计划目标是将至少95％的处方剂量传递到至少98％的计划靶体积(planningtargetvolume,ptv)。在每次的辅助器膨胀或未膨胀时对假体进行ct扫描，使用tps中的稳健最佳化使三个同平面质子束的pbs计划在平均强度ct中最佳化。每一次计划的门架、工作台角度、射束能量、层数和监视单位均相似。

以接受剂量为5gy、10gy或20gy(即v5、v10或v20)的肺部体积计算绝对体积和肺部总体积的百分比；结果总结在表1中。同时，也以接受剂量5gy、10gy、20gy、30gy或40gy(即v5、v10、v20、v30或v40)的食道体积计算绝对体积和食管总体积的百分比；结果总结在表2中。

表1对肺部的保护作用

表2对食道的保护作用

相较于控制组的假体接受无气球膨胀辅助的治疗，使用本发明的气球膨胀辅助器进行治疗的假体，显示其正常组织的辐射暴露在质子治疗(pbt)时有降低。

虽然上文实施方式中揭露了本发明的具体实施例，然其并非用以限定本发明，本领域普通技术人员，在不悖离本发明的原理与精神的情形下，当可对其进行各种更动与修饰，因此本发明的保护范围当以附随申请专利范围所限定者为准。