ITFI20060167A1 - Apparato e metodo per la determinazione della dose assorbita in simulazioni di trattamenti radioterapici - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per tìtolo: '‘APPARATO E PROCEDIMENTO PER LA DETERMINAZIONE DELLA DOSE ASSORBITA IN SIMULAZIONI DI TRATTAMENTI RADIOTERAPICI”

La presente invenzione ha per oggetto un apparato ed un procedimento per la determinazione della dose assorbita in simulazioni di trattamenti radioterapici con tecnica fotografica e ionimetrica.

! trattamenti radioterapici vengono normalmente utilizzati per la cura di persone affette da forme tumorali e necessitano di una attenta verifica della distribuzione di dose di radiazioni impartita al paziente. Il metodo maggiormente utilizzato per le verifiche dosimetriche delle distribuzioni di dose è quello fotografico.

In queste applicazioni vengono utilizzate pellicole radiografiche (e.g. Gafchromic EBT, Kodak XV2) accoppiate ad un materiale che simuli, nel processo di interazione fra radiazione e materia, il comportamento del corpo umano.

Generalmente vengono utilizzati dei "fantocci" di plexiglas, di acqua solida o di materiali con caratteristiche equivalenti, dal punto di vista dell’interazione radiazione-materia, ai tessuti corporei da simulare (osso, polmone...).

Si specifica che nel seguito con il termine "fantoccio" si intende quel componente atto a simulare in dimensioni e forme un determinato distretto del corpo umano, ad esempio il torace.

Il metodo fotografico è in grado di fornire risultati sotto forma di immagini ad alta risoluzione ed in tempi brevi. La necessità di accoppiare le pellicole con i già menzionati materiali solidi impone però a tutto l’apparato una scarsa versatilità in quelle che possono essere le varianti di simulazione. Sono altresì noti apparati che utilizzano, unitamente alla tecnica fotografica, anche quella ionimetrica,

Gli apparati presenti sul mercato non sono esenti da inconvenienti.

Infatti, essendo costituiti da fantocci solidi, sono generalmente capaci di soddisfare una singola esigenza alla volta, consentendo per esempio il posizionamento della pellicola radiografica soltanto in determinate zone distanziate e spesso esclusivamente su singoli piani.

Scopo della presente invenzione è quello di ovviare agli inconvenienti sopra lamentati, mettendo a disposizione un apparato ed un procedimento per la determinazione della dose assorbita in simulazioni di trattamenti radioterapici con tecnica fotografica e/o ionimetrica, i quali permettano di realizzare, a costi contenuti, fantocci estremamente versatili che consentano di verificare la distribuzione di dose assorbita in simulazioni di trattamenti complessi su tre piani ortogonali (coronale, assiale, sagittale). Un altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un apparato il quale permetta di posizionare al suo interno una camera di ionizzazione per effettuare misure di dose in un determinato punto mediante la tecnica ionimetrica.

Questi scopi ed altri ancora, che meglio appariranno nel corso della descrizione dettagliata che segue, vengono raggiunti, in accordo con la presente invenzione, da un apparato ed un procedimento per la determinazione della dose assorbita in simulazioni di trattamenti radioterapici con tecnica fotografica e ionimetrica avente caratteristiche strutturali e funzionali in accordo con le allegate rivendicazioni indipendenti, inoltre, forme rea lizzai ive ulteriori del medesimo essendo individuate nelle allegate e corrispondenti rivendicazioni dipendenti.

L’invenzione è esposta più in dettaglio nel seguito con l'aiuto degli uniti disegni, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa in cui:

- la figura 1 mostra un apparato secondo la presente invenzione,

- la figura 2 mostra un elemento di chiusura di un apparato di figurai , - la figura 3 mostra una prima applicazione di un foglio plastico applicato sull'elemento di figura 2,

- la figura 4 mostra una seconda applicazione del foglio plastico di figura 3, - la figura 5 mostra schematicamente i tre piani ortogonali sui quali è possibile applicare il foglio plastico delle figure 3 o 4,

- la figura 6 mostra un dettaglio del sistema per l'alloggiamento di una camera di ionizzazione,

- la figura 7 mostra una sede per una camera di ionizzazione.

- la figura 8 mostra la disposizione delle lastre di sostegno con interposto il foglio plastico dove viene applicata una pellicola sensibile alla radiazione. Con riferimento alle figure, l'apparato per determinare la dose assorbita in simulazioni di trattamenti radioterapici, con tecnica fotografica ed ionimetrica, comprende un involucro cavo 2, preferibilmente in plexiglas di dimensioni e forma simili ad un determinato distretto del corpo umano, avente su una superficie almeno una apertura per l'alloggiamento di un coperchio 5, anch'esso preferibilmente in plexiglas.

Il coperchio 5 è applicabile a tenuta di acqua ad una apertura dell'involucro 2, mediante una guarnizione o-ring e presenta una maniglia per facilitarne l'asportazione dall'involucro 2 stesso.

Una volta che il coperchio 5 è posizionato la maniglia può essere asportata.

L'apparato comprende inoltre: almeno tre primi elementi tubolari di guida 6, preferibilmente quattro, fissati in prossimità degli spigoli del coperchio 5 e con la funzione di montanti paralleli.

Gli elementi 6 sono preferibilmente in fibra di carbonio (poiché questo materiale non perturba apprezzabilmente il campo di radiazioni ionizzanti) e spessore di 1 mm.

Due lastre di plexiglass 16 con 4 fori delle medesime dimensioni degli elementi tubolari ed ugualmente distanti vengono utilizzate per definire sulla pellicola un sistema di riferimento cartesiano.

Interposto fra le due lastre 16 è disposto un foglio di plastica preforato 8, sul quale è applicata la pellicola radiografica 7 in una posizione qualunque. Al fine di permettere l'allineamento delle fonti di irradiamento sulla pellicola radiografica 7, vengono apportati dei segni di riferimento in posizioni prefissate aiutandosi con i fori presenti, in posizioni predeterminate, in una delle due lastre 16 di riferimento.

I segni di riferimento vengono apportatati, vantaggiosamente, mediante l'utilizzo di un perforatore 17.

Alternativamente, è anche possibile utilizzare fogli 8 con scala millimetrata sui quali disporre la pellicola 7 ottenendo così un riferimento diretto rispetto al foglio stesso e agli elementi tubolari 6.

L’apparato può comprendere anche: un primo disco ruotante circolare 3, a tenuta di acqua, ricavato su una superficie dell'involucro 2; un secondo disco circolare 4, di diametro almeno pari al raggio del primo disco 3, ruotante all'interno del primo disco 3; ed una sede estraibile 14 per una camera d’ionizzazione applicata sul secondo disco 4.

Preferibilmente i dischi 3 e 4 sono in plexiglass o comunque in materiale con elevata rigidità per non rischiare il verificarsi di una flessione della camera di ionizzazione.

Un apparato secondo la presente invenzione può comprendere vantaggiosamente ulteriori elementi tubolari 13 collegabili trasversalmente in posizioni predeterminate ai primi elementi tubolari 6, mediante o-ring o opportune sedi realizzate sugli stessi elementi 13.

L'apparato ora descritto può essere utilizzato per determinare la dose assorbita in simulazioni di trattamenti radioterapici, con tecnica fotografica e/o ionimetrica, con un procedimento che, secondo l'invenzione, comprendente la successione delle seguenti fasi nell'ordine cosi descritto: - applicare in modo stabile su un foglio plastico 8 una pellicola radiografica - con la pellicola fissata sul foglio plastico in una posizione qualunque, apportare sulla pellicola dei segni di riferimento in posizioni prefissate aiutandosi con la lastra di plexiglass preforata,

- fissare in modo stabile il foglio plastico 8 in una posizione predeterminata lungo almeno tre elementi tubolari guida 6 in carbonio solidali ad un coperchio 5 in modo da definire un piano di irraggiamento,

- inserire all'interno di un involucro 2 parzialmente riempito di acqua il coperchio 5 provvisto degli elementi tubolari 6,

- chiudere l'involucro 2 ermeticamente, ad esempio mediante guarnizioni di tipo o-ring,

- completare il riempimento, attraverso una valvola 15 ricavata direttamente su una superficie dell'involucro fino a riempire il fantoccio - irradiare la regione occupata dalla pellicola simulando un trattamento radioterapico, ed infine

- misurare la distribuzione ed il valore delle dosi del campo di radiazioni emesse, mediante ispezione della pellicola.

Vantaggiosamente il suddetto procedimento può comprendere inoltre le fasi di inserire all'interno di una sede estraibile 14, applicata su una superficie esterna dell'involucro, una camera di ionizzazione, di tipo in se noto, e posizionarla in zone predeterminate della regione di interesse.

Preferibilmente la sede estraibile 14 per la camera di ionizzazione è ricavata sul secondo disco circolare 4, in modo tale da posizionarla mediante la rotazione reciproca del primo disco circolare 3 e del secondo disco 4 stesso.

In questo modo, scegliendo la sede 14 della lunghezza adatta, il posizionamento della camera di ionizzazione può avvenire in corrispondenza di un punto qualunque all'interno del cerchio 3 (ad esempio di diametro 20 centimetri) e sporgere all'interno del fantoccio dì una misura corrispondente alla lunghezza della sede 14 prescelta.

Un primo vantaggio di questa soluzione è che risulta possibile eseguire una taratura in una posizione corrispondente ad un punto della pellicola, allo scopo di determinare oltre che la distribuzione, anche il valore assoluto della dose assorbita.

Un secondo vantaggio è che risulta possibile disporre all'interno del fantoccio oggetti con caratteristiche equivalenti a quelle dei tessuti coinvolti nella situazione clinica che si vuole riprodurre, e quindi eseguire una simulazione estremamente accurata e vicina alla realtà clinica.

L'invenzione consegue altri importanti vantaggi.

Innanzitutto utilizzando un apparato secondo la presente invenzione è possibile realizzare fantocci di forme e dimensioni estremamente versatili ed economici.

Infatti, mediante l'utilizzo di acqua come materiale tessuto equivalente si ottiene un notevole risparmio ed, inoltre, si aderisce completamente allo standard di riferimento per la dosimetria in radioterapia ("Technical reports series no. 398 IAEA Vienna 2000’).

Un ulteriore vantaggio sta nel fatto che un apparato secondo la presente invenzione oltre a prestarsi alla verifica di trattamenti complessi su un materiale omogeneo (acqua), può essere impiegato anche per la verifica della dosimetria in presenza di disomogeneità di qualunque forma e materia.

Infatti, questi elementi di disomogeneità, possono essere facilmente inseriti all'interno del fantoccio in posizioni predeterminate.

Un non meno importante vantaggio è costituito dal fatto che mediante l’utilizzo di un apparato secondo la presente invenzione è possibile determinare la dose assorbita in simulazioni radiografiche su tre piani ortogonali (coronale h, assiale k e sagittale j).

Per far questo (figura 5) è sufficiente equipaggiare il coperchio 5 di ulteriori elementi tubolari 13 montati perpendicolarmente ai primi elementi tubolari guida 6 in modo da ottenere il posizionamento del foglio plastico 8, e quindi della pellicola radiografica 7 collegatagli ad una superficie, su uno dei tre piani ortogonali mostrati in figura 5: coronale h, assiale k e sagittale j.

Il trovato è stato descritto con riferimento ad una forma preferita di realizzazione ma si intende che modifiche equivalenti potranno essere apportate senza per questo uscire daH’ambito della protezione accordata dalla presente privativa industriale.

Claims (29)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato per determinare la dose assorbita in simulazioni di trattamenti radioterapici, comprendente: un involucro (2) cavo al suo interno avente su una superficie almeno una apertura, almeno tre primi elementi tubolari di guida (6) fissati a detto involucro (2), un foglio plastico (8) fissabile in posizioni predeterminate a detti elementi tubolari (6) mediante apposite sedi (10), detto foglio plastico ospitando in posizione predeterminata una pellicola sensibile alla radiazione (7) applicata ad una superficie di detto foglio plastico (8).
2. 2. Apparato secondo la rivendicazione 1 comprendente inoltre un coperchio (5) applicabile a tenuta di acqua a detta apertura di detto involucro (2).
3. 3. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente inoltre una sede (14) per ospitare una camera ionimetrica, estraibile applicata su un punto predeterminato di una superficie qualsiasi di detto involucro (2).
4. 4. Apparato secondo la rivendicazione 3 comprendente inoltre: un primo disco circolare (3) ruotante a tenuta ricavato su una superficie di detto involucro (2), un secondo disco circolare (4) di diametro maggiore od uguale al raggio di detto primo disco (3) ruotante all'interno di detto primo disco (3) e una sede estraibile (14) applicata a detto secondo disco (4) per ospitare una camera ionimetrica.
5. 5. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto involucro (2) è in plexiglas.
6. 6. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto involucro (2) ha dimensioni e forma che simulano un torace umano.
7. 7. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto coperchio (5) è in plexiglas.
8. 8. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto coperchio (5) comprende inoltre una maniglia (9) per facilitarne l'asportazione da detta superficie di detto involucro (2).
9. 9. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detti primi elementi tubolari di guida (6) sono quattro montanti paralleli.
10. 10. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detti primi elementi tubolari di guida (6) sono in fibra di carbonio.
11. 11. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detti primi elementi tubolari di guida (6) hanno spessore di 1mm.
12. 12. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detta pellicola radiografica (7) è applicata su un foglio millimetrato.
13. 13. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto foglio plastico (8) è collegato a detti elementi tubolari mediante una pluralità di o-ring.
14. 14. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto involucro (2) comprende inoltre una valvola di ingresso acqua (15).
15. 15. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto involucro (2) comprende inoltre una valvola di troppo pieno (12).
16. 16. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente inoltre ulteriori elementi tubolari (13) collegabili trasversalmente in posizioni predeterminate a detti primi elementi tubolari (6).
17. 17. Apparato secondo la rivendicazione 16 in cui detto collegamento fra detti ulteriori elementi tubolari (13) e detti elementi tubolari (6) avviene mediante una pluralità di o-ring.
18. 18. Apparato secondo la rivendicazione 16 o 17 in cui su detti ulteriori elementi tubolari (13) sono direttamente ricavate le sedi per detti primi elementi tubolari di guida (6).
19. 19. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto primo disco (3) è in plexiglas.
20. 20. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto secondo disco (4) è in plexiglas.
21. 21. Procedimento per determinare la dose assorbita in simulazioni di trattamenti radioterapici, comprendente le fasi di: prevedere un involucro di forma e dimensioni simili ad un distretto del corpo umano; applicare su un foglio plastico una pellicola sensibile alle radiazioni in posizione predeterminata, fissare detto foglio plastico su almeno tre guide scorrevoli in carbonio solidali all'involucro, chiudere il contenitore ermeticamente, riempire il contenitore di acqua, irradiare detto involucro con un fascio di radiazioni ionizzanti, ispezionare la pellicola impressionata dal campo di radiazioni ricevute.
22. 22. Procedimento secondo la rivendicazione 21 comprendente inoltre la fase di: inserire all'interno dell'involucro una camera d'ionizzazione, posizionare detta camera all'interno dell'involucro in una posizione predeterminata corrispondente ad un punto della pellicola, durante l'irraggiamento, misurare la dose ricevuta dalla camera di ionizzazione.
23. 23. Procedimento secondo la rivendicazione 21 o 22 in cui detta fase di applicare detta pellicola radiografica su detto foglio plastico avviene mediante l'utilizzo di nastro adesivo.
24. 24. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti dalla 21 alla 23 in cui detta fase di chiudere ermeticamente l’involucro avviene mediante utilizzo di guarnizioni o-ring.
25. 25. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti dalla 21 alla 24 in cui detta fase di riempire detto involucro di acqua avviene almeno parzialmente mediante una valvola ricavata direttamente su una superficie di detto involucro.
26. 26. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti dalla 22 alla 25 in cui detta fase di inserire detta camera di ionizzazione avviene in una sede ricavata su un punto predeterminato di una qualsiasi superficie di detto involucro (2).
27. 27. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti dalla 22 alia 25 in cui detta fase di inserire detta camera di ionizzazione avviene in una sede ricavata sulla superficie esterna di detto secondo disco (4).
28. 28. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti dalla 22 alla 27 in cui detta fase di posizionare detta camera di ionizzazione avviene mediante la rotazione recìproca di detto primo disco (3) e detto secondo disco (4).
29. 29. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti dalla 22 alla 28 in cui detta fase di posizionare detta camera di ionizzazione avviene all'interno di un cerchio di diametro 20 centimetri.