ES2283624T3 - Dispositivo para alinear a un paciente para la administracion de radioterapia. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo (10) para alinear a un paciente para administrar una pluralidad de haces de radiación a un tejido diana que comprende: una superficie (12) de soporte del paciente que comprende una superficie de contacto para fijar uno o más dispositivos de colocación correcta y/o inmovilización en la superficie de soporte del paciente; un subsistema (14) de alineación aproximada que comprende una columna (18) de elevación, un sistema (30) de detección de la posición para calcular la posición del dispositivo, y componentes electrónicos para controlar el movimiento del subsistema de alineación aproximada, estando conectado el subsistema (14) de alineación aproximada a la superficie (12) de soporte del paciente, en el que el subsistema (14) de alineación aproximada puede inducir movimientos aproximados de la superficie de soporte del paciente que comprenden movimientos de traslación inferiores o iguales a 2 metros, y rotaciones inferiores o iguales a aproximadamente 60 grados; un subsistema (16) de alineación precisa conectado a la superficie (12) de soporte del paciente, estando configurado dicho subsistema (16) de alineación precisa para inducir movimientos precisos de la superficie (12) de soporte del paciente para corregir cualquier desalineación inicial y para compensar cualquier desviación en el dispositivo de administración de haces, comprendiendo el subsistema (16) de alineación precisa componentes electrónicos para controlar el movimiento del subsistema (16) de alineación precisa, en el que el subsistema (16) de alineación precisa puede inducir movimientos precisos de la superficie de soporte del paciente que comprenden desplazamientos de traslación de hasta aproximadamente más o menos 20 milímetros con una resolución de entre aproximadamente 0, 04 milímetros y 0, 1 milímetros en tres ejes perpendiculares, y rotaciones de inclinación y balanceo de hasta aproximadamente más o menos cinco grados con una resolución de entre aproximadamente 0, 1º y 0, 2º.
Description
Dispositivo para alinear a un paciente para la
administración de radioterapia.
La aplicación de radiación se utiliza para una
variedad de fines diagnósticos y terapéuticos. Por ejemplo, la
radioterapia externa conocida como "teleterapia" se utiliza
para tratar aproximadamente a la mitad de todos los pacientes con
cáncer en los Estados Unidos, y se utiliza también para tratar
pacientes con malformaciones arteriovenosas, membranas
neovasculares subfoveales intraoculares y enfermedad de Parkinson,
entre otras enfermedades y estados.
Generalmente, la teleterapia se ha realizado
utilizando haces de rayos X o haces de electrones. Más
recientemente, sin embargo, la teleterapia se ha realizado
utilizando haces de protones debido a dos características de los
haces de protones. En primer lugar, los haces de protones no se
dispersan tanto como cualquiera de los haces de rayos X o los haces
de electrones. Por tanto, la teleterapia con un haz de protones
puede aplicarse con un gradiente de dosis más pronunciado cerca del
borde del haz de protones que para un haz de rayos X o haz de
electrones. En segundo lugar, los protones pierden energía a una
velocidad más rápida de lo que penetran en el tejido, administrando
así una dosis mayor a la profundidad del tejido diana. Estas dos
características de los haces de protones permiten la administración
de dosis mayores a los tejidos diana, mientras se minimiza la
radiación a los tejidos normales adyacentes.
La localización de los tejidos diana a partir de
tejidos no diana y la selección de las direcciones del haz se
llevan a cabo normalmente utilizando un sistema de planificación del
tratamiento informatizado. El sistema de planificación del
tratamiento informatizado analiza la información de entrada, tal
como tomografía axial computerizada de rayos X y la resonancia
magnética nuclear, y proporciona información de salida, tal como
direcciones del haz, formas de las protecciones para tejidos
normales para cada haz, e información sobre la alineación del
paciente para cada haz.
El documento
US-B-6 275 5641 describe un
dispositivo general de colocación para el tratamiento por
radiación.
El documento
EP-A-0 283 082 describe un sistema
general de soporte para el paciente para radioterapia.
El documento
US-A-5 911 655 describe un
dispositivo para soportar a un paciente para el tratamiento por
radiación estereotáctico sobre la diana.
El documento
US-A-6 094 760 describe un sistema
de cama para el tratamiento por radiación.
El documento
WO-A-01/89625 describe un
dispositivo para colocar a un paciente con tumor con un tumor en la
región de la cabeza o el cuello en una cámara de tratamiento por
iones pesados.
Sin embargo, independientemente del tipo de
teleterapia, la alineación apropiada del paciente es crítica para
administrar radiación suficiente a los tejidos diana, mientras se
minimiza la radiación administrada a los tejidos no diana. La
alineación del paciente es el procedimiento mediante el cual un
paciente se hace interrelacionarse de manera reproducible con el
equipo de administración de radiación para los fines de obtención de
información anatómica, morfológica y fisiológica, para llevar a
cabo simulaciones de tratamiento y para administrar tratamientos.
Los objetivos de la alineación del paciente son permitir el acceso
sin restricciones al paciente por los haces de radiación, y
proporcionar la administración de la dosis y la selección como diana
del tejido precisas, mientras se potencia la comodidad y la
seguridad del paciente, y se permite la rápida salida del paciente
del equipo de administración de radiación.
Las cinco etapas en el procedimiento de
alineación del paciente son colocación correcta, inmovilización,
localización, colocación y verificación. La colocación correcta
comprende colocar al paciente en un dispositivo de colocación del
paciente, tal como una mesa móvil, de una manera reproducible. La
inmovilización comprende fijar al paciente colocado correctamente
en el dispositivo de colocación del paciente de modo que se muevan
juntos como una única unidad de una forma controlada. La
localización comprende determinar la ubicación del tejido diana con
respecto a la unidad de diagnóstico, estimulación o tratamiento. La
colocación comprende mover el dispositivo de colocación del
paciente para colocar el tejido diana en la orientación deseada en
la ubicación deseada. La verificación comprende verificar la
orientación y la ubicación del paciente, y puede comprender utilizar
la misma técnica que la localización. Puede repetirse una o más de
una de estas etapas según se requiera. Si la alineación del
paciente se lleva a cabo rápidamente, es más probable que el
paciente permanezca apropiadamente alineado, minimizando el margen
situado alrededor del tejido diana para compensar el desplazamiento
y reduciendo la dosis de radiación a los tejidos no diana.
La alineación del paciente normalmente se
realiza con el paciente en una posición en decúbito supino porque
se captura una mayor área superficial del paciente por los
dispositivos de colocación correcta e inmovilización, porque la
totalidad del paciente está a una altura más accesible para el
personal de tratamiento y porque los pacientes generalmente están
más cómodos en la posición de decúbito supino. La mayor parte de los
dispositivos de colocación del paciente tienen, por tanto, cierta
forma de mesa.
La colocación correcta se lleva a cabo
normalmente utilizando un dispositivo de colocación correcta, tal
como una espuma de baja densidad que está moldeada a la medida para
la forma del paciente y que está unida a la parte superior del
dispositivo de colocación del paciente. El paciente se acuesta
directamente sobre la espuma, evitando que el paciente ruede y se
desplace con respecto al dispositivo de colocación del paciente, y
aumentando la comodidad del pacien-
te.
te.
La inmovilización se lleva a cabo normalmente
usando una red termoplástica que se une al dispositivo de colocación
del paciente y que cubre tanto al paciente como al dispositivo de
colocación correcta. Alternativamente, para la teleterapia que
incluye la cabeza y el cuello, la inmovilización puede llevarse a
cabo usando un anillo denominado "halo" que se coloca en el
cráneo del paciente y después se atornilla al dispositivo de
colocación del paciente.
La localización y verificación de alta precisión
generalmente se basan en técnicas radiográficas y marcadores y
marcadores fiduciales. Los marcadores fiduciales pueden ser
internos, tales como las marcas anatómicas naturales o las marcas
implantadas, o pueden ser externos tales como una caja Z unida a un
halo.
La localización y la verificación para la
teleterapia por haz de protones normalmente utilizan unidades de
tratamiento por haz de protones que comprenden una fuente de rayos X
de diagnóstico que pueden proyectar un haz de rayos X para simular
la trayectoria deseada del haz de protones. El haz de rayos X pasa a
través del paciente creando imágenes de localización capturadas
sobre película o por un dispositivo de obtención de imágenes
portales electrónicas. La localización se logra comparando las
imágenes de localización con radiografías reconstruidas
digitalmente (DRRS) generadas por el sistema de planificación del
tratamiento. El paciente se vuelve a colocar repetidamente y se
generan nuevas imágenes de localización hasta que se obtiene la
coincidencia de las imágenes de localización y las radiografías
reconstruidas digitalmente, verificando así la ubicación.
Una vez completada la alineación del paciente,
la teleterapia se lleva a cabo comúnmente utilizando dispositivos
de carcasa (gantries) isocéntricos que facilitan la entrada
de los haces de radiación en pacientes desde múltiples direcciones
de una manera oportuna. Un dispositivo de carcasa es un dispositivo
mecánico que aloja un sistema de administración de haces de
radiación, y comprende uno o más de un instrumento, tal como un
acelerador de partículas, un tubo de rayos X, un dispositivo de
dispersión de haces, colimadores de limitación de haces, un
modificador del intervalo de partícula, un dispositivo de
modificación de la fluencia y un detector de monitorización de la
dosis.
Los ejes de rotación del dispositivo de carcasa
y el dispositivo de colocación del paciente se cortan en un punto
en el espacio denominado el isocentro. El centro del tejido diana
dentro del paciente se coloca generalmente en el isocentro.
Desgraciadamente, los dispositivos de administración de haces de
radiación dentro del dispositivo de carcasa son propensos a
flexionarse cuando se rotan y, por tanto, producen la desalineación
del haz de radiación con el tejido diana.
Históricamente, cuando la alineación del campo
de radiación no era crítico para evitar los tejidos normales
adyacentes a los tejidos diana, los bordes de los campos de
radiación se colocaban a grandes distancias alrededor de los
volúmenes de tejido diana para garantizar que se incidiera sobre el
tejido diana, independientemente de la desalineación del haz de
radiación debido a las desviaciones del sistema de administración de
haces de radiación. Sin embargo, cuando los tejidos normales
críticos estaban adyacentes a los tejidos diana, se lograba la
alineación precisa o bien mediante la recolocación radiográficamente
del paciente para cada haz individual o bien mediante el uso de
estructuras mecánicas grandes, rígidas y complejas para reducir las
desviaciones del sistema de administración de haces de radiación.
Desventajosamente, sin embargo, la recolocación radiográficamente
de un paciente requiere al menos aproximadamente 15 minutos para
alinear cada haz de radiación antes de la administración de la
radiación. Por tanto, la administración de seis haces a un paciente
requiere un tiempo de tratamiento total de al menos aproximadamente
1,5 horas. Por lo tanto, la recolocación radiográficamente de un
paciente para cada haz de radiación limita significativamente el
número de pacientes que pueden tratarse mediante cada aparato de
tratamiento y aumenta el coste por tratamiento.
Por tanto, sería útil tener un método de
alineación de un paciente para administrar múltiples haces de
radiación, tales como haces de protones, que permita que un
paciente se alinee en menos tiempo entre las administraciones de
haces. Además, sería útil tener un dispositivo para alinear a un
paciente para administrar múltiples haces de radiación, tales como
haces de protones, que permita que un paciente se alinee en menos
tiempo.
Según la presente invención, se proporciona un
dispositivo para alinear a un paciente para administrar una
pluralidad de haces de radiación según la reivindicación 1.
Estas y otras características, aspectos y
ventajas de la presente invención llegarán a entenderse mejor con
respecto a la siguiente descripción, a las reivindicaciones adjuntas
y a las figuras adjuntas, en las que:
La figura 1 es una vista esquemática de una
realización del dispositivo para alinear a un paciente para
administrar múltiples haces de radiación según la presente
invención;
la figura 2 es una vista lateral en perspectiva
del dispositivo en la figura 1 con la superficie de soporte del
paciente en una posición neutra;
la figura 3 es una vista esquemática en alzado
lateral del dispositivo en la figura 1 que muestra el movimiento
preciso del dispositivo en el eje x;
la figura 4 es una vista esquemática en alzado
lateral del dispositivo en la figura 1 que muestra el movimiento
preciso del dispositivo en el eje y;
la figura 5 es una vista esquemática en alzado
lateral del dispositivo en la figura 1 que muestra el movimiento
preciso del dispositivo en el eje z;
la figura 6 es una vista esquemática en alzado
lateral del dispositivo en la figura 1 que muestra el movimiento
preciso del dispositivo en un desplazamiento de balanceo;
la figura 7 es una vista esquemática en alzado
lateral del dispositivo en la figura 1 que muestra el movimiento
preciso del dispositivo en un desplazamiento de inclinación;
la figura 8 es una vista esquemática en corte
que deja ver el interior desde arriba del dispositivo en la figura
1 que ilustra un ejemplo de los componentes del dispositivo en la
figura 1 que permiten el movimiento preciso en el eje x;
la figura 9 es una vista esquemática en corte
que deja ver el interior desde arriba del dispositivo en la figura
1 que ilustra un ejemplo de los componentes del dispositivo en la
figura 1 que permiten el movimiento preciso en el eje y;
la figura 10 es una vista esquemática en corte
que deja ver el interior desde arriba del dispositivo en la figura
1 que ilustra un ejemplo de los componentes del dispositivo en la
figura 1 que permiten el movimiento preciso de balanceo;
la figura 11 es una vista esquemática en corte
que deja ver el interior desde arriba del dispositivo en la figura
1 que ilustra un ejemplo de los componentes del dispositivo en la
figura 1 que permiten el movimiento preciso de inclinación; y
la figura 12 y la figura 13 son ejemplos de
representaciones gráficas de los conjuntos de datos que describen
el comportamiento de flexión de un dispositivo de administración de
haces de radiación de muestra en el plano de rotación del
dispositivo de carcasa, y perpendicular al plano de rotación del
dispositivo de carcasa, respectivamente.
Según la presente invención, se proporciona un
dispositivo para alinear a un paciente para administrar una
pluralidad de haces de radiación, tal como haces de protones, desde
un dispositivo de administración de haces de radiación en una
pluralidad de posiciones del dispositivo que permite que un paciente
se alinee en menos tiempo que utilizando los dispositivos de
alineación convencionales. Además se describe un método para alinear
a un paciente para administrar una pluralidad de haces de
radiación, tal como haces de protones, desde un dispositivo de
administración de haces de radiación en una pluralidad de posiciones
del dispositivo. El método permite que un paciente se alinee en
menos tiempo que utilizando métodos convencionales. Mediante la
reducción de la cantidad de tiempo para la alineación, tanto el
dispositivo como el método permiten que se trate un mayor número de
pacientes, que se disminuya el coste del tratamiento por paciente, y
que se reduzca la cantidad de exposición a la radiación para los
tejidos no diana que resultan del procedimiento de alineación.
También se describe un método para llevar a cabo teleterapia. El
método para llevar a cabo teleterapia comprende alinear a un
paciente usando el método de alineación de la presente invención y
administrar una pluralidad de haces de radiación desde dos o más de
dos direcciones. Aunque se describe en relación con la teleterapia,
y especialmente con la teleterapia que utiliza haces de protones,
el dispositivo y el método también pueden utilizarse para alinear a
un paciente para administrar otros tipos de radiación de forma
precisa y rápida a una zona limitada, para otros fines distintos a
la teleterapia, tal como entenderán los expertos en la técnica con
referencia a esta descripción.
La presente invención es un dispositivo para
alinear a un paciente para administrar una pluralidad de haces de
radiación que lleva menos tiempo que alinear el paciente entre cada
administración de haces que utilizando dispositivos
convencionales.
El dispositivo comprende un dispositivo de
colocación del paciente de dos fases. Una fase comprende un
subsistema de alineación aproximada que puede proporcionar grandes
movimientos transversales y grandes rotaciones dentro de la sala de
tratamiento para colocar el tejido diana dentro del paciente cerca
del isocentro. La segunda fase comprende un subsistema de
alineación precisa que puede realizar movimientos de traslación
submilimétricos y rotaciones de tamaño de subgrado para corregir
cualquier desalineación inicial cerca del isocentro, y para
compensar cualquier desviación en el dispositivo de administración
de haces cuando se aplica una pluralidad de haces de radiación al
tejido diana desde una pluralidad de direcciones de
administración.
En referencia ahora a la figura 1, se muestra
una vista esquemática del dispositivo de la presente invención. Tal
como puede observarse, el dispositivo 10 comprende una superficie 12
de soporte del paciente, un subsistema 14 de alineación aproximada
conectado al sistema 12 de soporte del paciente y un subsistema 16
de alineación precisa conectado a la superficie 12 de soporte del
paciente.
El subsistema 14 de alineación aproximada induce
movimientos aproximados de la superficie 12 de soporte del paciente
en torno a la sala de tratamiento. El subsistema 14 de alineación
aproximada puede inducir movimientos aproximados de la superficie
12 de soporte del paciente que comprenden movimientos transversales
de hasta aproximadamente 2 m y rotaciones de hasta aproximadamente
60°.
Tal como se muestra en la figura 1, el
subsistema 14 de alineación aproximada comprende una columna 18 de
elevación conectada al subsistema 16 de alineación precisa, y
conectada a una base 20. El subsistema 14 de alineación aproximada
comprende además preferiblemente una pluralidad de ruedas 22 unidas
a la base 20, que permiten que el dispositivo 10 experimente
translocación en torno a la sala de tratamiento. En una realización,
las ruedas 22 están controladas por ordenador. En otra realización,
el subsistema 14 de alineación aproximada comprende bloqueos 24 de
parada de la base para mantener una posición seleccionada del
dispositivo 10 en la sala de tratamiento. En una realización
preferida, el subsistema 14 de alineación aproximada comprende un
contrapeso 26 conectado a la base 20 para compensar el peso de la
superficie 12 de soporte del paciente y un paciente (no mostrado).
El subsistema 14 de alineación aproximada comprende adicionalmente
componentes electrónicos (no mostrados) para controlar el
movimiento del subsistema 14 de alineación aproximada. El subsistema
14 de alineación aproximada comprende además un sistema 30 de
detección de la posición para calcular la posición del dispositivo
10 en la sala de tratamiento. Un subsistema 14 de alineación
aproximada adecuado, que incluye un sistema 30 de detección de la
posición, puede obtenerse de ONCOlog Medical QA AB de Uppsala,
Suecia con el nombre de Hercules, aunque no es necesario instalar
la correa y la fase de potencia de la correa para su incorporación
en el dispositivo 10, y no es necesario utilizar la característica
del eje del haz para el dispositivo 10. También son adecuados otros
subsistemas de alineación aproximada y sistemas de detección de la
posición comercialmente disponibles, tal como entenderán los
expertos en la técnica con referencia a esta descripción.
En referencia ahora a la figura 2, se muestra
una vista en alzado lateral en perspectiva del dispositivo 10. Tal
como puede observarse, el dispositivo 10 comprende además una
superficie 12 de soporte del paciente, tal como una mesa. Tal como
se muestra en la figura 2, la superficie 12 de soporte del paciente
está en una posición neutra, es decir, paralela al eje largo de la
base 20 y perpendicular al eje largo de la columna 18 de elevación.
Una mesa adecuada es la superficie de soporte del paciente Atlas de
ONCOlog Medical QA AB, aunque también son adecuadas otras
superficies de soporte del paciente, tal como entenderán los
expertos en la técnica con referencia a esta descripción.
El dispositivo 10 tiene superficies de contacto
para fijar uno o más de un dispositivo de colocación correcta e
inmovilización (no mostrados), tal como los receptáculos de cuerpo
entero, camillas móviles de espuma, máscaras faciales, halos
craneales y bloques de mordida. En una realización preferida, tal
como se muestra, la superficie 12 de soporte del paciente comprende
un par opuesto de brazos 28 con forma de C que unen una parte de la
superficie 12 de soporte del paciente a otra parte a lo largo de su
longitud longitudinal y que permiten que el extremo distal de la
superficie 12 de soporte del paciente se extienda distalmente,
creando una zona abierta que permite que un haz de radiación pase
hacia el tejido diana libre de obstáculos mientras el paciente
permanece soportado por uno o más de un dispositivo de colocación
correcta. Preferiblemente, los brazos 28 con forma de C pueden
hacerse rotar lejos de la trayectoria del haz mientras el paciente
se coloca correctamente y se inmoviliza sobre la superficie 12 de
soporte del paciente.
El dispositivo 10 comprende además un subsistema
16 de alineación precisa conectado a la superficie 12 de soporte
del paciente y al subsistema 14 de alineación aproximada. El
subsistema 16 de alineación precisa induce movimientos precisos de
la superficie 12 de soporte del paciente con respecto a la sala de
tratamiento. Los movimientos precisos comprenden desplazamientos de
traslación de hasta aproximadamente \pm 20 mm con entre
aproximadamente 0,04 mm y 0,1 mm de resolución en tres ejes
perpendiculares, y rotaciones de inclinación y balanceo de hasta
aproximadamente \pm 5° con una resolución de entre aproximadamente
0,1° y 0,2°. En una realización preferida, los movimientos precisos
comprenden desplazamientos de traslación de hasta aproximadamente
\pm 20 mm con aproximadamente 0,05 mm de resolución en tres ejes
perpendiculares, y rotaciones de inclinación y balanceo de hasta
aproximadamente \pm 5° con una resolución de aproximadamente
0,1°.
En referencia ahora a de la figura 3 a la figura
7, se muestran vistas esquemáticas en alzado lateral del
dispositivo 10 que muestran: el movimiento preciso del dispositivo
10 en el eje x, figura 3; el movimiento preciso del dispositivo 10
en el eje y, figura 4; el movimiento preciso del dispositivo 10 en
el eje z, figura 5; el movimiento preciso del dispositivo 10 en un
desplazamiento de balanceo, figura 6; y el movimiento preciso del
dispositivo 10 en un desplazamiento de inclinación, figura 6.
En referencia ahora a la figura 8, se muestra
una vista esquemática en corte que deja ver el interior desde
arriba del dispositivo 10 que ilustra un ejemplo de los componentes
del dispositivo 10 que permiten el movimiento preciso en el eje x.
Tal como puede observarse, los componentes del dispositivo 10 que
permiten el movimiento preciso en el eje x comprenden raíles 32, un
transportador 34 en el eje x, una ranura motriz con una tuerca 36
de bolas, un tornillo 38 de bolas, un portacojinete 40, un motor con
caja 42 de cambios, poleas 44 para correa, una correa 46 de
sincronización, y un potenciómetro 48 de precisión de 10
vueltas.
En referencia ahora a la figura 9, se muestra
una vista esquemática en corte que deja ver el interior desde
arriba del dispositivo 10 que ilustra un ejemplo de los componentes
del dispositivo 10 que permiten el movimiento preciso en el eje y.
Tal como puede observarse, los componentes del dispositivo 10 que
permiten el movimiento preciso en el eje y comprenden un armazón
50, raíles 52, un transportador 54 en el eje y, un impulsor 56 de
soporte, una ranura motriz con una tuerca 58 de bolas, un tornillo
60 de bolas, un portacojinete 62, un motor con caja 64 de cambios,
poleas 66 para correa, una correa 68 de sincronización, y un
potenciómetro 70 de precisión de 10 vueltas.
En referencia ahora a la figura 10, se muestra
una vista esquemática en corte que deja ver el interior lateral del
dispositivo 10 que ilustra un ejemplo de los componentes del
dispositivo 10 que permiten el movimiento preciso de balanceo. Tal
como puede observarse, los componentes del dispositivo 10 que
permiten el movimiento preciso de balanceo comprenden un accionador
72 lineal, una superficie 74 de mesa, un centro de rotación para el
ángulo 76 de balanceo, un centro inferior de rotación para el
accionador 78, y un centro superior de rotación para el accionador
80. También se muestran los brazos 28 con forma de C.
En referencia ahora a la figura 11, se muestra
una vista esquemática en corte que deja ver el interior lateral del
dispositivo 10 que ilustra un ejemplo de los componentes del
dispositivo 10 que permiten el movimiento preciso de inclinación.
Tal como puede observarse, los componentes del dispositivo 10 que
permiten el movimiento preciso de inclinación comprenden un
accionador 82 lineal, una superficie 74 de mesa, un centro de
rotación para el ángulo 84 de inclinación, un centro inferior de
rotación para el accionador 86, y un centro superior de rotación
para el accionador 88.
También se describe un método para alinear a un
paciente para administrar una pluralidad de haces de radiación, tal
como haces de protones, desde un dispositivo de administración de
haces de radiación en una pluralidad de posiciones del dispositivo.
El método comprende compensar la flexión de un dispositivo de
administración de haces de radiación dentro de un dispositivo de
carcasa durante el movimiento del dispositivo de administración de
haces de radiación desde una primera posición del dispositivo hasta
una segunda posición del dispositivo mediante el uso de un conjunto
de datos predeterminados que describen el comportamiento de flexión
del dispositivo de administración de haces de radiación, de modo
que el tejido diana dentro del paciente se sitúe en el centro de la
línea del haz para el dispositivo de administración de haces de
radiación en la segunda posición del dispositivo. El método permite
que un paciente se irradie desde una pluralidad de posiciones del
dispositivo de administración sin que el paciente se someta a un
procedimiento de realineación total entre la recolocación del
dispositivo de administración de haces de radiación desde la primera
posición del dispositivo hasta la segunda posición del dispositivo.
El método reduce ventajosamente el tiempo y el coste para
administrar una pluralidad de haces de radiación desde una
pluralidad de posiciones del dispositivo.
El presente método para alinear a un paciente
para administrar una pluralidad de haces de radiación desde una
pluralidad de posiciones del dispositivo comprende las siguientes
etapas. En primer lugar, se deriva un conjunto de datos que
describen el comportamiento de flexión de un dispositivo de
administración de haces de radiación durante la recolocación. A
continuación, se selecciona un paciente adecuado, en el que el
paciente tiene uno o más de un tejido diana adecuado para recibir
una pluralidad de haces de radiación. Después, se produce un plan
de tratamiento. A continuación, el paciente se alinea con respecto a
una posición de ajuste de referencia para situar el tejido diana
dentro del paciente en el isocentro. Entonces, el dispositivo de
administración de haces de radiación se mueve hasta una primera
posición del dispositivo. A continuación, se compensa la flexión
del dispositivo de administración de haces de radiación producida
por el movimiento hasta la primera posición del dispositivo,
utilizando el conjunto de datos predeterminados que describen el
comportamiento de flexión del dispositivo de administración de haces
de radiación para situar el tejido diana dentro del paciente en el
centro de la línea del haz para el dispositivo de administración de
haces de radiación en la primera posición del dispositivo.
Entonces, se administra un primer haz de radiación desde el
dispositivo de administración de haces de radiación en la primera
posición del dispositivo al tejido diana dentro del paciente. A
continuación, el dispositivo de administración de haces de radiación
se mueve hasta una segunda posición del dispositivo. Entonces, se
compensa la flexión del dispositivo de administración de haces de
radiación producida por el movimiento hasta la segunda posición del
dispositivo, utilizando el conjunto de datos predeterminados que
describen el comportamiento de flexión del dispositivo de
administración de haces de radiación para situar el tejido diana
dentro del paciente en el centro de la línea del haz para el
dispositivo de administración de haces de radiación en la segunda
posición del dispositivo. A continuación, se administra un segundo
haz de radiación desde el dispositivo de administración de haces de
radiación en la segunda posición del dispositivo al tejido diana
dentro del paciente.
El dispositivo de administración de haces de
radiación también puede moverse hasta una tercera posición del
dispositivo. Entonces, se compensa la flexión del dispositivo de
administración de haces de radiación producida por el movimiento
hasta la tercera posición del dispositivo, utilizando el conjunto de
datos predeterminados que describen el comportamiento de flexión de
un dispositivo de administración de haces de radiación derivado
previamente. A continuación, se administra un tercer haz de
radiación desde el dispositivo de administración de haces de
radiación en la tercera posición del dispositivo al tejido diana
dentro del paciente. Tal como entenderán los expertos en la técnica
con referencia a esta descripción, pueden administrarse haces de
radiación adicionales desde posiciones adicionales del dispositivo
al tejido diana dentro del paciente mediante la compensación de la
flexión del dispositivo de administración de haces de radiación
producida por el movimiento hasta las posiciones adicionales del
dispositivo, utilizando el conjunto de datos predeterminados que
describen el comportamiento de flexión de un dispositivo de
administración de haces de radiación.
Cada una de estas etapas se describirá ahora en
mayor detalle. En primer lugar, se deriva un conjunto de datos que
describen el comportamiento de flexión de un dispositivo de
administración de haces de radiación. En referencia ahora a la
figura 12 y la figura 13, se muestran representaciones gráficas de
los conjuntos de datos combinados que describen el comportamiento
de flexión de dos dispositivos de administración de haces de
radiación de muestra en la Loma Linda University Proton Treatment
Facility (Instalación de Tratamiento por Protones de la Universidad
Loma Linda), Loma Linda, California, EE.UU., en el plano de rotación
del dispositivo de carcasa, figura 12, y perpendicular al plano de
rotación del dispositivo de carcasa, figura 13. Las mediciones se
llevaron a cabo tal como sigue.
La medición del isocentro mecánico se dividió en
dos componentes perpendiculares. La primera componente se utilizó
para describir la desviación radial cuando el dispositivo de carcasa
rota, mientras que la segunda componente describe el
descentramiento axial. La componente radial se midió insertando en
primer lugar un bloque estriado en el extremo del dispositivo de
administración de haces más próximo a dónde se ubicaría el paciente
durante un tratamiento. El bloque estriado se extiende desde el
dispositivo de administración hasta más allá del centro virtual
estimado del dispositivo de carcasa. Un teodolito con un telescopio
de aumento 32x se situó en la sala aproximadamente a tres metros
desde el supuesto isocentro y coaxialmente con él. Se observó una
rejilla en el bloque a través del telescopio de teodolito mientras
el dispositivo de carcasa se hacía rotar en incrementos de 10°.
Tras cada movimiento, se registró la coordenada del cruce en la
observación visual del teodolito con respecto a la rejilla. Una vez
medidos los datos, se transformaron desde el sistema de coordenadas
del dispositivo de carcasa hasta el sistema de coordenadas de la
sala y se representaron gráficamente. El descentramiento axial se
midió con un indicador de cuadrante que se fijó rígidamente al
extremo del dispositivo de colocación del paciente, tocando su
punto de precisión el bloque estriado en el isocentro radial
determinado previamente. De nuevo, el dispositivo de carcasa se
hizo rotar en incrementos de 10°, dejando de registrar las
mediciones. Se realizaron tanto pruebas radiales como axiales en el
sentido de las agujas del reloj y el sentido contrario a las agujas
del reloj. Los círculos representan la trayectoria del centro de la
línea del haz durante una rotación en el sentido de las agujas del
reloj mientras que las cruces representan la trayectoria del centro
de la línea del haz durante una rotación en el sentido contrario a
las agujas del reloj.
A continuación, se selecciona un paciente
adecuado, en el que el paciente tiene uno o más de un tejido diana
adecuado para recibir una pluralidad de haces de radiación. Un
paciente adecuado será uno que tiene uno o más de un tejido diana
que tiene una enfermedad o estado tratable mediante teleterapia, tal
como un neoplasma tisular sólido, una malformación arteriovenosa o
enfermedad de Parkinson. Preferiblemente, el paciente tendrá un
neoplasma tisular sólido susceptible de tratamiento con radiación,
tal como un neoplasma seleccionado del grupo que consiste en
neurinoma estatoacústico, adenocarcinoma, astrocitoma, cordoma,
meningioma, carcinoma nasofaríngeo y adenoma hipofisario.
Entonces, se produce un plan de tratamiento
utilizando métodos convencionales. Por ejemplo, el paciente se
coloca correctamente y se inmoviliza en un dispositivo de colocación
del paciente de un escáner, tal como un escáner XCT u otro
dispositivo adecuado, utilizando procedimientos apropiados de
colocación correcta e inmovilización, y se obtiene el escáner del
paciente. La información procedente del escáner se transfiere
entonces a un sistema de planificación del tratamiento, y se produce
el plan de tratamiento.
A continuación, el paciente se alinea de manera
que el tejido diana dentro del paciente esté en el centro de la
línea del haz del dispositivo de administración de haces de
radiación para administrar un primer haz de radiación al tejido
diana. El paciente puede alinearse utilizando un dispositivo de
colocación del paciente en dos fases para alinear a un paciente
para administrar una pluralidad de haces de radiación según la
presente invención. Esto puede llevarse a cabo, por ejemplo, tal
como sigue.
En primer lugar, se determina la ubicación
objetivo dentro del paciente con respecto a un punto de referencia
del dispositivo de colocación del paciente. Entonces, se calculan
las coordenadas de la sala para el subsistema de alineación
aproximada del dispositivo de colocación del paciente que se
requieren para situar el centro de la línea del haz el dispositivo
de administración de haces de radiación en la ubicación objetivo
dentro del paciente, y estas coordenadas se transfieren a una base
de datos del dispositivo de colocación del paciente para generar un
archivo de posición. A continuación, el paciente se lleva a la sala
de tratamiento y el paciente se coloca correctamente y se
inmoviliza en el dispositivo de colocación del paciente utilizando
dispositivos de colocación correcta y inmovilización idénticos a
los utilizados para generar el plan de tratamiento. Entonces, el
subsistema de alineación precisa se centra hasta una posición neutra
y se utiliza el subsistema de alineación aproximada para situar el
tejido diana dentro del paciente cerca del centro de la línea del
haz para el dispositivo de administración de haces de radiación
utilizando el punto de referencia del dispositivo de colocación del
paciente. Entonces, se determina la ubicación del tejido diana
utilizando métodos convencionales, tal como imágenes de rayos X de
localización y se calcula cualquier discrepancia entre la presente
ubicación del tejido diana y la ubicación deseada del tejido diana.
A continuación, se utiliza el subsistema de alineación precisa del
dispositivo de colocación del paciente para situar el tejido diana
dentro del paciente en el centro de la línea del haz para el
dispositivo de administración de haces de radiación en la primera
posición del dispositivo.
Una vez alineado el paciente, se administra un
primer haz de radiación desde la primera posición del dispositivo
al tejido diana dentro del paciente. A continuación, el dispositivo
de administración de haces de radiación se mueve hasta una segunda
posición del dispositivo. Entonces, se compensa la flexión del
dispositivo de administración de haces de radiación producida por
el movimiento hasta la segunda posición del dispositivo, utilizando
el conjunto de datos predeterminados que describen el
comportamiento de flexión del dispositivo de administración de
haces de radiación, de modo que el tejido diana dentro del paciente
se sitúe en el centro de la línea del haz para el dispositivo de
administración de haces de radiación en la segunda posición del
dispositivo. La compensación puede conseguirse moviendo al paciente
y al dispositivo de colocación del paciente como una unidad, tal
como mediante el uso de un dispositivo de colocación del paciente de
dos fases según la presente invención. La compensación puede
conseguirse adicionalmente mediante una o más de una acción
seleccionada del grupo que consiste en desplazar un cono de
sujeción de bloque o abertura con respecto al centro del aparato de
administración de haces, desplazar la posición los colimadores de
definición del aparato de administración de haces (tal como las
láminas de un colimador de múltiples láminas), y desviar el patrón
de escaneo de un haz escaneado magnéticamente, en el que cada una
de estas acciones puede combinarse con la rotación del dispositivo
de carcasa según sea necesario para mantener la dirección y el
punto de referencia del haz, tal como entenderán los expertos en la
técnica con referencia a esta descripción. A continuación, se
administra un segundo haz de radiación desde la segunda posición
del dispositivo al tejido diana dentro del paciente.
El presente método también puede usarse con
otras técnicas de administración de tratamiento, incluyendo
tomoterapia en serie (haz en abanico), tomoterapia espiral
(helicoidal), arcoterapia de intensidad modulada (IMAT), terapia
dinámica de haz cónico (intervalo de desplazamiento), o terapia
segmentaria de haz cónico (paso y disparo), así como puede usarse
para exposiciones a radiación para diagnóstico, tal como entenderán
los expertos en la técnica con referencia a esta descripción.
Aunque la presente invención se ha tratado en
detalle considerable con referencia a ciertas realizaciones
preferidas, son posibles otras realizaciones. Por tanto, el alcance
de la reivindicación adjunta no debe limitarse a la descripción de
las realizaciones preferidas contenidas en esta descripción.
Claims (1)
1. Dispositivo (10) para alinear a un
paciente para administrar una pluralidad de haces de radiación a un
tejido diana que comprende:
una superficie (12) de soporte del paciente que
comprende una superficie de contacto para fijar uno o más
dispositivos de colocación correcta y/o inmovilización en la
superficie de soporte del paciente;
un subsistema (14) de alineación aproximada que
comprende una columna (18) de elevación, un sistema (30) de
detección de la posición para calcular la posición del dispositivo,
y componentes electrónicos para controlar el movimiento del
subsistema de alineación aproximada, estando conectado el subsistema
(14) de alineación aproximada a la superficie (12) de soporte del
paciente, en el que el subsistema (14) de alineación aproximada
puede inducir movimientos aproximados de la superficie de soporte
del paciente que comprenden movimientos de traslación inferiores o
iguales a 2 metros, y rotaciones inferiores o iguales a
aproximadamente 60 grados;
un subsistema (16) de alineación precisa
conectado a la superficie (12) de soporte del paciente, estando
configurado dicho subsistema (16) de alineación precisa para
inducir movimientos precisos de la superficie (12) de soporte del
paciente para corregir cualquier desalineación inicial y para
compensar cualquier desviación en el dispositivo de administración
de haces, comprendiendo el subsistema (16) de alineación precisa
componentes electrónicos para controlar el movimiento del
subsistema (16) de alineación precisa, en el que el subsistema (16)
de alineación precisa puede inducir movimientos precisos de la
superficie de soporte del paciente que comprenden desplazamientos
de traslación de hasta aproximadamente más o menos 20 milímetros con
una resolución de entre aproximadamente 0,04 milímetros y 0,1
milímetros en tres ejes perpendiculares, y rotaciones de inclinación
y balanceo de hasta aproximadamente más o menos cinco grados con
una resolución de entre aproximadamente 0,1 grados y 0,2 grados, en
el que el subsistema (16) de alineación precisa está adaptado para
realizar:
- a)
- movimientos precisos a lo largo de un eje x usando un motor con una caja (42) de cambios y un potenciómetro (48) de precisión;
- b)
- movimientos precisos a lo largo de un eje y que es perpendicular al eje x usando un motor con una caja (64) de cambios y un potenciómetro (70) de precisión;
- c)
- movimientos de balanceo precisos usando un accionador (72) lineal, una superficie (74) de mesa conectada al accionador (72) lineal, un centro de rotación para el ángulo (76) de balanceo conectado a la superficie (74) de mesa, un centro inferior de rotación (78) para el accionador (72) y un centro superior de rotación (80) para el accionador (72); y
- d)
- movimientos de inclinación precisos usando un accionador (82) lineal, una superficie (74) de mesa conectada al accionador (82) lineal, un centro de rotación para el ángulo (84) de inclinación conectado a la superficie (74) de mesa, un centro inferior de rotación (86) para el accionador (82) y un centro superior de rotación (88) para el accionador (82).
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