BR112013005406A2 - Dosímetro, aparelho terapêutico e produto de programa de computador - Google Patents
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Abstract
dosímetro, aparelho terapêutico e produto de programa de computador um dosímetro (102, 300, 400, 500, 608, 610) para medir a dosagem de radiação a um indivíduo (100, 604) durante uma sessão de radioterapia guiada por ressonância magnética, o dosímetro compreendendo: uma superfície externa (106, 306, 308, 406, 408, 410, 412) adaptada para receber uma superfície (609, 611) do indivíduo, e células discretas (302, 402, 512) preenchidas com um dosímetro de radiação de ressonância magnética.
Description
DOSÍMETRO, APARELHO TERAPÊUTICO E PRODUTO DE PROGRAMA DE COMPUTADOR
CAMPO TÉCNICO
A invenção refere-se à dosimetria de radiação, em particular à dosimetria de radiação durante ressonância magnética.
HISTÓRICO DA INVENÇÃO
Durante tratamentos de radioterapia (RT), o feixe de radiação tem de ser focado em uma região-alvo bem definida, e sua dose tem de ser precisamente controlada. Para verificar a precisão do campo de tratamento radioterápico em relação ao paciente, filme radiossensível, sistemas de visão de vídeo, câmaras de ionização e dispositivos de aquisição de imagem de portal eletrônico (EPIDs - '''electronic portal imaging devices) são atualmente utilizados para monitoria bidimensional (em tempo real) da dose aplicada. Além disso, a demorada garantia de qualidade regular da distribuição da dose de radiação (tridimensional) deve ser realizada com fantomas específicos.
Algumas das características relevantes de técnicas de verificação/dosimetria de campo de tratamento de radiação atualmente utilizadas são:
- Câmara de Ionização (medição de dose de baixa resolução, lenta, não-integradora),
- Cadeia de vídeo (complicada, geometricamente inexata, má eficiência),
- Filme (fluxo de trabalho crítico, menor sensibilidade que EPID),
- EPID (alto custo, dead-pixels).
A patente norte-americana 5.633.584 descreve um gel em um recipiente em que uma imagem permanente visualizável é formada em resposta a radiação de ionização. A imagem é representativa da distribuição de dose da energia à qual o
2/33 gel está exposto. A imagem pode ser utilizada para propósito dosimétrico; para prover padrões de referência para o controle de qualidade de técnicas de ressonância magnética e equipamentos; e como um detector tridimensional ou bidimensional em radiografia industrial.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A invenção provê um dosímetro, um aparelho terapêutico, e um programa de computador nas reivindicações independentes. São providas realizações nas reivindicações dependentes.
A precisão e a reprodutibilidade da configuração na rotina clínica são muito importantes para corrigir a determinação da posição do paciente, mas isto é difícil de se realizar com as primeiras três técnicas devido à reprodutibilidade mecânica insuficiente relacionada à construção, a imprecisões inerentes à localização da radiação espacial via detecção de borda de campo e ao registro não confiável/tedioso de marcos anatômicos.
Com EPIDs, uma verificação de dose e geometria é possível (não integrando a medição de dose), porém, é necessária exposição à radiação adicional (unidades de dose monitoradas) para a aquisição de imagem de todo o campo de tratamento, o que aumenta o risco de indução de câncer, e é inviável para, por exemplo, aquisição de imagem de próstata devido ao significativo movimento interno. Além disso, é necessário tempo de aquisição de imagem adicional, e os dispositivos EPID são caros.
O sistema de aquisição de imagem por ressonância magnética (RM - Magnetic Resonance) pode ser integrado com um dispositivo de RT (RM-RT), o que permite o monitoramento de RM em tempo real do paciente durante a radioterapia. O coregistro dos sistemas de coordenadas dos dois dispositivos permite uma localização precisa dos pontos no espaço de RT e
3/33 de RM. Porém, esta integração de dispositivos RM e RT resulta em restrições espaciais (por exemplo, ímã cercando o paciente no furo) , o que torna o uso de dispositivos de visualização de radiação atualmente utilizados (por exemplo, aquisição de imagem em portal com EPID, ver acima) difícil, se não impossível.
Há, portanto, uma necessidade de um melhor método de visualizar ou medir a dosagem de radiação para dispositivos de RM e RT combinados. As realizações da invenção podem permitir a medição da distribuição tridimensional da dose aplicada em tempo real utilizando o dispositivo de RM. Ela não requer tempo de aquisição de imagem ou doses adicionais, uma vez que os sistemas de radioterapia atuais realizam, por exemplo, aquisição de imagem em portal. As substâncias radiossensíveis ou os dosímetros utilizados, em algumas realizações, podem ser totalmente compatíveis com RM e podem não ser nocivos.
As realizações da invenção podem também não ser invasivas, o que é uma vantagem significativa em relação a agentes de contraste radiossensíveis alternativos. O dosímetro proposto pode facilmente ser aplicado a diversos dispositivos existentes (por exemplo, fixação de paciente, capas, cobertores), o que pode permitir um projeto específico ao paciente pequeno, flexível, leve e muito econômico. Isto pode aumentar a segurança, o conforto, e o fluxo de trabalho clínico do paciente.
| Devido | às | regulamentações de garantia de | qualidade |
| e monitoramento | de | radiação muito rigorosas em | relação a |
| tratamentos de | RT, | a invenção proposta é um | potencial |
capacitador - se não pré-requisito - para a aprovação e a aplicação clínica de futuros dispositivos de RM-RT.
A invenção proposta pode permitir a dosimetria tridimensional em tempo real de pacientes que passam por
4/33 radioterapia em um sistema RM-RT. A fusão das substâncias radiossensíveis com dispositivos existentes permite um fluxo de trabalho clínico suave. A construção leve, fácil de utilizar, e a flexibilidade do projeto permitem uma aplicação confortável e específica ao paciente.
Possíveis realizações para a substância radiossensível são disponíveis comercialmente (por exemplo, os bem conhecidos polímeros ou Fricke gels). Estes têm se mostrado adequados para propósitos dosimétricos, porque eles exibem uma resposta à dose linear ao longo de uma ampla faixa dinâmica. Eles são atualmente empregados para propósitos de pesquisa e garantia de qualidade através da irradiação dos mesmos com dispositivos de RT convencionais, e em seguida transportá-los, e adquirindo as imagens com dispositivos de RM.
O Fricke gel é especialmente fácil de preparar e tem boas propriedades que imitam o tecido. Suas propriedades físicas podem ser ajustadas pela adição de diversas substâncias.
Para superar os problemas de efeitos de difusão de oxigênio (que aumenta a velocidade de relaxamento) e de difusão (que borra a medição) , a substância pode ser confinada a microcápsulas (flexíveis).
Para atingir a dosimetria absoluta em algumas realizações, uma qualidade constante da substância e da temperatura de operação podem ser garantidas, e medições de referência devem ser conduzidas. Estas podem ser facilmente realizadas para uma amostra de cada lote de material produzido, utilizando a máquina de RM-RT.
O emprego de pós-processamento (operações de filtragem e diferenciais simples) da natureza integradora das substâncias devido a processos irreversíveis pode ser compensado para atingir a aquisição de imagem em tempo real
5/33 da distribuição da dose.
Diversas realizações do dispositivo dosímetro proposto são imagináveis (por exemplo, fixação do paciente, capas, cobertores, capas de mesa de paciente (removíveis), capa que cerca o paciente). Abaixo, são mostradas vistas em seção transversal ortogonais de um dispositivo de fixação do paciente incorporando a substância radiossensível.
Este é um projeto similar aos dispositivos de fixação do paciente atualmente utilizados que empregam camas de paciente evacuadas: os chamados colchões de vácuo, travesseiros de vácuo ou pufes. Porém, nesta representação, o pufe é preenchido com as microcápsulas radiossensíveis. Após o paciente ser corretamente posicionado no pufe frouxo (não evacuado), ele é evacuado, fixando deste modo as cápsulas e, consequentemente, o paciente, em posição estável, conforme exigido pela radioterapia.
Durante a terapia, a fonte de radiação rotaciona ao redor do paciente, e aplica a dose planejada, enquanto penetra a dita substância. Isto induz reações químicas irreversíveis que podem ser visualizadas empregando as sequências de aquisição de imagem de RM conhecidas em paralelo com a radiação.
Através de filtragem e reconstrução diferencial temporal, a dose aplicada pode ser calculada em tempo real.
Para reduzir os efeitos de desvio de temperatura do gel, uma camada termicamente isolante pode ser colocada entre o paciente e a substância radiossensível.
Para minimizar o material descartável, a substância radiossensível pode ser colocada em uma camada próxima ao paciente. Esta camada pode, então, ser destacada da cama de fixação do paciente e substituída por uma nova.
O projeto em camadas podería ser empregado para cercar o paciente na região irradiada. Através da computação
6/33 da dose medida que entra no paciente e deixa o paciente, a absorção real podería ser reconstruída e utilizada como uma verificação adicional do plano de tratamento.
Em algumas realizações, um dispositivo e um método para realizar controle de terapia radiométrica e medições de garantia de qualidade dosimétrica para procedimentos de radioterapia (RT) guiada por ressonância magnética (RM) que utilizem uma substância radiossensível, um dosímetro, são realizáveis.
Esta substância é confinada dentro de uma estrutura que parcialmente cerca ou está localizada na proximidade do paciente na forma de, por exemplo, um colchão de vácuo ou um travesseiro.
Esta abordagem não requer dose de radiação adicional para propósitos de aquisição de imagem, permite a aquisição de imagem tridimensional em tempo real, e é totalmente compatível com a RM. Seu projeto pequeno e flexível permite uma fácil personalização específica a paciente (por exemplo, integração em dispositivos de fixação do paciente).
As substâncias radiossensíveis utilizadas podem ser facilmente e pouco dispendiosamente produzidas.
Técnicas de verificação de campo de tratamento de RT convencionais (por exemplo, detectores de aquisição de imagem de portal) não podem ser utilizadas em sistemas de RMRT.
Devido às regulamentações de garantia de qualidade e monitoramento de radiação muito rigorosas em relação a tratamentos de RT, a invenção proposta é um potencial capacitador para a aprovação e a aplicação clínica de futuros dispositivos de RM-RT.
Dados de ressonância magnética (RM) são definidos neste documento como sendo as medições gravadas de sinais de
7/33 frequência de rádio emitidos por rotações atômicas pela antena de um aparelho de ressonância magnética durante a varredura de ressonância magnética. Uma imagem por ressonância magnética (RM) é definida neste documento como sendo a visualização bi ou tridimensional reconstruída de dados anatômicos contidos dentro dos dados de ressonância magnética. Esta visualização pode ser feita utilizando um computador.
Um meio de armazenamento legível por computador conforme utilizado neste documento engloba qualquer meio de armazenamento que possa armazenar instruções que sejam executáveis por um processador de um dispositivo computador. O meio de armazenamento legível por computador pode ser chamado de um meio de armazenamento não transitório legível por computador. O meio de armazenamento legível por computador pode também ser chamado de um meio legível por computador tangível. Em algumas realizações, um meio de armazenamento legível por computador pode também ser capaz de armazenar dados que sejam capazes de serem acessados pelo processador do dispositivo computador. Exemplos de meios de armazenamento legíveis por computador incluem, entre outros: um disquete, uma unidade disco rígido magnético, um disco rígido de estado sólido, uma memória flash, um pen drive USB, uma memória de acesso aleatório (RAM), uma memória somente de leitura (ROM), um disco óptico, um disco magneto-óptico, e o arquivo de registro do processador. Exemplos de discos ópticos incluem Compact Disks (CD) e Digital Versatile Disks (DVD), por exemplo, discos CD-ROM, CD-RW, CD-R, DVD-ROM, DVDRW ou DVD-R. O termo meio de armazenamento legível por computador também se refere a diversos tipos de meios de gravação capazes de serem acessados pelo dispositivo computador através de uma rede ou uma conexão de comunicação. Por exemplo, um dado pode ser obtido por um modem, pela
8/33 internet ou por uma rede de área local.
O termo memória de computador é um exemplo um meio de armazenamento legível por computador. Memória de computador é qualquer memória que seja diretamente acessível a um processador. Exemplos de memória de computador incluem, entre outros a: memória RAM, registradores, e arquivos registradores.
O termo armazenamento de computador é um exemplo um meio de armazenamento legível por computador. Armazenamento de computador é qualquer meio de armazenamento legível por computador não volátil. Exemplos de armazenamento de computador incluem, entre outros: uma unidade de disco rígido, um pen drive USB, uma unidade de disquetes, um cartão inteligente, um DVD, um CD-ROM e uma unidade de disco rígido de estado sólido. Em algumas realizações, armazenamento de computador pode também ser memória de computador ou viceversa .
O termo um processador engloba um componente eletrônico que é capaz de executar um programa ou uma instrução executável por máquina. Referências ao dispositivo computador compreendendo um processador devem ser interpretadas como possivelmente contendo mais de um processador. O termo dispositivo computador também deve ser interpretado para possivelmente se referir a um coletivo ou uma rede de dispositivos computadores, cada um compreendendo um processador. Muitos programas têm suas instruções realizadas por múltiplos processadores que podem estar dentro do mesmo dispositivo computador, ou que podem até mesmo ser distribuídos em múltiplos dispositivos computadores.
Em um aspecto, a invenção provê um dosímetro para medição de doses de radiação a um indivíduo durante uma sessão de terapia de radiação guiada por ressonância magnética. O dosímetro compreende uma superfície exterior
9/33 adaptada para receber uma superfície do paciente. Em outras palavras, o dosímetro é concebido para entrar em contato com a superfície do paciente. O dosímetro compreende ainda células discretas preenchidas com um dosímetro de radiação de ressonância magnética. Um dosímetro de radiação de ressonância magnética, conforme utilizado no presente documento, engloba um dosímetro para o qual a dosagem é medida através de ressonância magnética ou ressonância nuclear magnética. Exemplos de dosímetros de radiação de ressonância magnética incluem, entre outros, um dosímetro Fricke e um dosímetro polímero. Esta realização é vantajosa porque as células discretas são preenchidas com o dosímetro de radiação de ressonância magnética. O tamanho de células que pode ser escolhido de tal modo que a difusão do material do dosímetro seja limitada pelo tamanho das células discretas. O uso de células discretas também pode prover um apoio estrutural para o dosímetro. Por exemplo, se o dosímetro foi confeccionado na forma de um cobertor, o uso de células discretas permite a formação de uma folha flexível das células discretas com o dosímetro de radiação de ressonância magnética.
Em outra realização, o dosímetro adicionalmente compreende uma camada de isolamento térmico entre a superfície externa e as células discretas. Esta realização é particularmente vantajosa, porque, se o sujeito tem uma temperatura que não é idêntica à do dosímetro de radiação de ressonância magnética, então, o paciente pode aquecer ou arrefecer o dosímetro de radiação de ressonância magnética. Os dosímetros de radiação de ressonância magnética, como um dosímetro Fricke, podem ser sensíveis à temperatura. Por exemplo, se o indivíduo for um mamífero, então, o indivíduo pode ter uma tendência a aquecer o dosímetro de radiação de ressonância magnética, e isto podería afetar a precisão das
10/33 medições .
Em outra realização, o dosímetro é um travesseiro de vácuo. O dosímetro adicionalmente compreende bolas de espuma de poliestireno. As células discretas compreendem, cada uma, reservatórios preenchidos com o dosímetro de radiação de ressonância magnética. Dentro do travesseiro de vácuo, as células discretas e as bolas de espuma de poliestireno são misturadas. Um travesseiro de vácuo, conforme utilizado no presente documento, engloba um travesseiro cheio de bolas compressíveis, tais como bolas de espuma de poliestireno. À medida que o ar é bombeado para fora do travesseiro de vácuo, a cobertura comprime as bolas de espuma de poliestireno, e a compressão leve faz com que as mesmas mantenham seu formato. Travesseiros de vácuo são normalmente utilizados para tratamentos médicos onde é vantajoso que o paciente seja mantido na mesma posição ou não se mova. Por exemplo, um paciente pode deitar sobre um travesseiro de vácuo e, em seguida, o vácuo pode ser utilizado para evitar que o travesseiro de vácuo altere sua forma. A integração do dosímetro no travesseiro de vácuo é vantajosa porque o travesseiro de vácuo serve um propósito sinérgico: ela imobiliza ou detém o paciente estável, ao mesmo tempo, provendo a função de dosimetria.
Em outra realização, o dosímetro é adaptado para ser montado em um suporte de paciente de um sistema de aquisição de imagens de ressonância magnética. Esta realização é vantajosa porque o dosímetro pode ser integrado ou montado no suporte do paciente.
Em outra realização, o dosímetro é uma almofada. As células discretas são dispersas informalmente dentro da camada de isolamento térmico. Por exemplo, o dosímetro pode ser um travesseiro ou almofada de espuma, e as células discretas podem ser dispersas uniformemente dentro da espuma
11/33 que constitui o travesseiro e também o par de isolamento térmico. Nesta realização, isto pode ser realizado de várias maneiras diferentes. Por exemplo, as células discretas poderia apenas ser aleatoriamente misturadas em uma espuma, que então se solidifica. Em outras realizações, as células discretas podem, por exemplo, ser esferas que são embaladas uniformemente e, em seguida, cobertas com uma camada de espuma. Por exemplo, as células discretas podem estar em uma estrutura próxima sextavada.
Em outra realização, o dosimetro é um cobertor. As células discretas são dispostas em uma camada contínua e a camada de isolamento térmico cerca a camada contínua. Esta realização é particularmente vantajosa, porque, durante um procedimento, o dosimetro pode simplesmente ser colocado sob ou sobre um paciente.
Em outra realização, o dosimetro compreende duas partes. Cada uma das duas partes possui uma superfície exterior adaptada para receber duas faces opostas do indivíduo. Esta realização pode ser realizada de várias maneiras diferentes. Por exemplo, as duas partes podem ter pinos de alinhamento ou outras estruturas que se encaixam ou têm uma conexão de intertravamento. Em outras realizações, as duas partes podem ser simplesmente um assento inferior e um cobertor superior.
Em outra realização, o dosimetro de ressonância magnética é um dosimetro Fricke. Esta realização é vantajosa porque dosímetros Fricke são bem conhecidos, e a sua capacidade de funcionar como um dosimetro de radiação ionizante ou de ser medido por meio de ressonância magnética nuclear ou ressonância magnética é bem conhecida.
Em outra realização, o dosimetro de ressonância magnética é um dosimetro de polímero.
Em outro aspecto, a invenção provê um aparelho
12/33 terapêutico. O aparelho terapêutico inclui um sistema de aquisição de imagem de ressonância magnética adaptado para aquisição de um conjunto de dados de ressonância magnética em uma zona de ressonância. O aparelho terapêutico adicionalmente compreende uma fonte de radiação ionizante adaptada para direcionar um feixe de radiações ionizantes para uma zona alvo dentro de um indivíduo. A fonte de radiação ionizante pode ser um dentre muitos tipos diferentes. Por exemplo, a fonte de radiação ionizante pode ser, entre outras: um sistema de radiação gama, um acelerador de partículas carregadas, uma fonte de radiação de núcleos de carbono, uma fonte de radiação de feixe de prótons, e uma fonte de radiação de raios X. A combinação entre o sistema de aquisição de imagem de ressonância magnética e a fonte de radiação ionizante é benéfica, porque o sistema de aquisição de imagem de ressonância magnética pode ser utilizado para orientar a fonte de radiação ionizante. Por exemplo, imagens de ressonância magnética podem ser construídas a partir dos dados de ressonância magnética e utilizadas para construir imagens que mostram a anatomia interna do paciente.
O aparelho terapêutico adicionalmente compreende um sistema computador com um processador. O sistema computador funciona como um sistema de controle para o aparelho terapêutico. Entende-se neste documento que as referências a um sistema computador podem na verdade se referir a vários computadores ou sistemas computadores. Por exemplo, um sistema computador pode representar uma rede de sistemas computadores. Também entende-se neste documento que as referências a um processador também podem se referir a vários processadores. Por exemplo, um único computador pode ter processadores multi-core ou múltiplos processadores, e também os processadores podem ser distribuídos entre um conjunto de sistemas computadores.
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O aparelho terapêutico adicionalmente compreende um meio de armazenamento legível por computador contendo instruções executáveis em máquina, para execução pelo processador. A execução de instruções faz com que o processador execute a etapa de determinação de uma posição da zona alvo. A posição da zona de alvo pode ser realizada de várias maneiras diferentes. Por exemplo, dados de ressonância podem ser adquiridos pelo sistema de aquisição de imagem de ressonância magnética e os dados anatômicos segmentados das imagens resultantes podem ser utilizados para determinar a posição na zona de alvo.
Em outras realizações, sistemas de posicionamento físicos, tal como um travesseiro de vácuo e/ou restrições, podem ser utilizados para posicionar o paciente. Por exemplo, a aquisição de imagem inicial pode ser realizada utilizando outros sistemas, tais como um sistema de tomografia computadorizada.
Em outras realizações, marcadores podem ser colocados na superfície do indivíduo, e estes devem ser utilizados para determinar a posição da zona de alvo. A execução das instruções ainda fez com que o processador realize a etapa de direcionar o feixe de radiação ionizante para a zona alvo utilizando a posição da zona alvo. A radiação ionizante é direcionada de modo que a radiação ionizante passe através do dosímetro. A radiação ionizante passa através da zona alvo e do dosímetro. A este respeito, o dosímetro pode, portanto, ser utilizado para estimar a quantidade de radiação ionizante que passa através da zona alvo.
A execução das instruções ainda faz com que o processador realize a etapa de adquirir um conjunto de dados de ressonância magnética a partir de um dosímetro de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores utilizando o
14/33 sistema de aquisição de imagens de ressonância magnética. O dosimetro está dentro da zona de ressonância.
A execução das instruções ainda faz com que o processador realize a etapa de calcular uma dosagem de radiação ionizante ao indivíduo de acordo com o conjunto de dados de ressonância magnética. Nesta etapa, os dados de ressonância magnética adquiridos pelo dosimetro são utilizados para inferir na dosagem de radiação recebida pelo indivíduo. A quantidade de radiação ionizante pode ser calculada para aquela recebida na zona alvo, e também pode ser calculada para as regiões do indivíduo que cercam a zona alvo. Por exemplo, durante uma terapia onde células de câncer sejam visadas, é benéfico entender ou possuir um conhecimento preciso da quantidade de radiação sendo recebida pelo tecido saudável.
Em outra realização, o conjunto de dados de ressonância magnética é adquirido, e a dosagem é calculada simultaneamente à etapa de orientar o feixe de radiação ionizante. A execução das instruções adicionalmente faz com que o processador ajuste o posicionamento, a forma e/ou a intensidade do feixe de radiação, de acordo com a dosagem. Estas alterações no feixe de radiação podem ser atingidas de maneiras diferentes, dependendo do tipo de feixe de radiação. Por exemplo, para partículas carregadas, campos magnéticos, óptica de partículas carregadas, colimadores, e atenuadores podem ser utilizados para modificar o feixe de radiação. A movimentação física da fonte de radiação pode também ter um efeito no feixe de radiação. Esta realização é particularmente vantajosa, porque a dosagem da radiação ionizante é utilizada para ajustar ou guiar o posicionamento e/ou a intensidade do feixe de radiação. Por exemplo, a posição do feixe de radiação pode ser ajustada para reduzir danos ao tecido saudável.
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Em outra realização, a dosagem da radiação ionizante na zona alvo é calculada de acordo com um conjunto de dados de ressonância magnética.
Em outra realização, as instruções ainda fazem com que o processador ajuste o posicionamento, a forma e/ou a intensidade do feixe de radiação de acordo com a dosagem da radiação ionizante na zona alvo.
Em outra realização, a etapa de determinar a posição da zona alvo é realizada utilizando um sistema de coordenadas registrado determinado pré-operativamente.
Em outra realização, a etapa de determinar a posição da zona alvo é realizada determinando a posição da zona alvo de acordo com os dados de ressonância magnética.
Em outra realização, as instruções fazem com que o processador realize a etapa de calcular um mapa de distribuição de dosagem no indivíduo de acordo com os dados de ressonância magnética. Conforme utilizado neste documento, um mapa de distribuição de dosagem engloba um mapa que mapeia a dosagem em diferentes regiões do indivíduo. O mapa de distribuição de dosagem pode ser calculado utilizando conhecimento da posição do feixe de radiação ionizante em um tempo particular, bem como um conhecimento da dosagem conforme medida pelo dosímetro, também em função do tempo. Em algumas realizações, a atenuação ou absorção da radiação pelo indivíduo pode ser calculada de acordo com os dados de ressonância magnética. Isto é, os dados de ressonância magnética podem ser utilizados para ler a dosagem recebida pelo dosímetro, bem como estimar o tipo de tecido através do qual o feixe de radiação está passando. Este conhecimento da anatomia do indivíduo pode ser utilizado para auxiliar a calcular a o mapa de distribuição de dosagem.
Em outra realização, as instruções ainda fazem com que o processador realize a etapa de direcionar a radiação
16/33 ionizante através de um segundo dosímetro, de acordo com uma realização da invenção. O segundo dosímetro está dentro da zona de aquisição de imagem. As instruções ainda fazem com que o processador realize a etapa de calcular um mapa de absorção de dose no indivíduo de acordo com os dados de ressonância magnética. Um mapa de absorção de dose é um mapa ou imagem que mostra quais regiões do indivíduo absorvem uma dosagem particular de radiação. O mapa de absorção de dose pode ser calculado, porque a dosagem recebida por um dos dosímetros pode ser subtraída do segundo. Isto provê uma medição direta de quanta radiação ionizante é absorvida pelo indivíduo. O mapa de absorção de dose pode também ser utilizado para calcular o mapa de distribuição de dosagem no indivíduo.
Em outro aspecto, a invenção provê um produto de programa de computador compreendendo instruções executáveis em máquina para execução por um processador de um sistema computador para controlar um aparelho terapêutico de acordo com uma realização da invenção. O aparelho terapêutico inclui um sistema de aquisição de imagem de ressonância magnética adaptado para aquisição de um conjunto de dados de ressonância magnética em uma zona de ressonância. O aparelho terapêutico adicionalmente compreende uma fonte de radiação ionizante adaptada para direcionar um feixe de radiações ionizantes para uma zona alvo dentro de um indivíduo. A zona de aquisição de imagem compreende a zona alvo. A execução de instruções faz com que o processador execute a etapa de determinação de uma posição da zona alvo. A execução das instruções ainda faz com que o processador realize a etapa de direcionar o feixe de radiação ionizante em direção à zona alvo utilizando a posição da zona alvo. A execução das instruções ainda faz com que o processador realize a etapa de adquirir um conjunto de dados de ressonância magnética a
17/33 partir de um dosímetro de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores utilizando o sistema de aquisição de imagens de ressonância magnética. A execução das instruções ainda faz com que o processador realize a etapa de calcular uma dosagem de radiação ionizante ao indivíduo de acordo com o conjunto de dados de ressonância magnética.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A seguir, realizações preferidas da invenção serão descritas, por meio de exemplo somente, e em referência aos desenhos, em que:
A Figura 1 ilustra o uso de um dosímetro de acordo com uma realização da invenção;
A Figura 2 mostra uma vista em seção transversal da imagem mostrada na Figura 1;
A Figura 3 mostra uma realização de um dosímetro de acordo com a invenção;
A Figura 4 mostra uma realização adicional deum dosímetro de acordo com a invenção;
A Figura 5 mostra uma realização adicional deum dosímetro de acordo com a invenção;
A Figura 6 mostra um diagrama que ilustraum aparelho terapêutico de acordo com a invenção; e
A Figura 7 mostra um fluxograma que ilustraum método de acordo com uma realização da invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS REALIZAÇÕES
Elementos numerados semelhantes nestas figuras são elementos equivalentes ou realizam a mesma função. Elementos que foram previamente discutidos não necessariamente serão discutidos em figuras posteriores, se esta função for equivalente.
As Figuras 1 e 2 são utilizadas para ilustrar o uso de um dosímetro de acordo com uma realização da invenção. A Figura 1 mostra uma vista lateral de um indivíduo repousando
18/33 sobre um suporte de indivíduo 104. Há um dosímetro 102 entre o indivíduo e o suporte de indivíduo 104. O dosímetro 102 está na forma de um travesseiro ou almofada de vácuo para o indivíduo repousar sobre o(a) mesmo(a). A Figura 2 é idêntica à Figura 1, exceto que, na Figura 2, uma seção transversal da linha marcada AB na Figura 1 é mostrada na Figura 2 . O dosímetro 102 é mostrado como tendo uma camada de isolamento térmico 106, que isola termicamente o dosímetro 102 do indivíduo 100. Ao longo da linha de seção transversal AB, há uma fonte de radiação 108 que gera um feixe de radiação ionizante 110. A radiação ionizante 110 é mostrada como passando através do indivíduo 100, do dosímetro 102 e do suporte de indivíduo 104. Em particular, a Figura 2 ilustra que a radiação que passa através do indivíduo 100 também passa através do dosímetro 102. Uma vez que a radiação também passa através do dosímetro 102, o dosímetro 102 pode ser utilizado para fazer uma determinação precisa da radiação ionizante 110 que passa através do indivíduo 100.
A Figura 3 mostra uma realização de um dosímetro 300 de acordo com a invenção. Neste dosímetro 300, há um conjunto de células 302 que são dispostas em uma camada contínua. Para formar esta camada contínua, por exemplo, as células discretas podem ser quadrados, hexágonos ou outras formas que são colocadas em uma camada contínua. Em algumas realizações, as células discretas 302 estão em contato total umas com as outras. Em outras realizações, há um espaço entre as células discretas 302. Ao redor da camada contínua de células discretas 302, existe uma camada de isolamento térmico 304. A realização mostrada na Figura 3 é essencialmente uma almofada ou um cobertor. O uso das células discretas 302 formando uma camada contínua permite que o dosímetro 300 seja flexível. A camada de isolamento térmico 304 pode ser utilizada para isolar termicamente as células
19/33 discretas 302 de um indivíduo. O dosímetro 300 mostrado na Figura 3 possui duas superfícies externas diferentes, as superfícies externas 306 e 308, as quais podem ser colocadas em contato com a superfície do indivíduo.
A Figura 4 mostra uma realização alternativa de um dosímetro 400 de acordo com uma realização da invenção. Na realização mostrada na Figura 4, o dosímetro 400 é uma almofada ou travesseiro. Existem células discretas 402 preenchidas com um dosímetro de radiação de ressonância magnética. As células discretas 402 estão dispersas por todo o corpo do dosímetro. A camada de isolamento térmico 400 também serve como a estrutura do dosímetro 400. As células discretas 402 são dispersas dentro da camada de isolamento térmico 404. Por exemplo, a camada de isolamento térmico 404 pode ser uma espuma. Por exemplo, para construir o dosímetro da Figura 4, pequenas esferas ou conchas preenchidas com o dosímetro de radiação de ressonância magnética podem ser misturadas à espuma e, então, a espuma é definida. A vista mostrada na Figura 4 é um corte transversal através do dosímetro 400. O dosímetro mostrado na Figura 4 possui quatro superfícies externas, 406, 408, 410 e 412, as quais podem entrar em contato e atuar como uma superfície externa adaptada para receber uma superfície de um indivíduo.
A Figura 5 mostra um exemplo de um dosímetro 500 de acordo com uma realização da invenção. Nesta realização, o dosímetro 500 está na forma de um travesseiro de vácuo. O travesseiro de vácuo possui uma camada exterior 502 que também funciona como uma camada de isolamento térmico. Através de uma porta de vácuo 504, o ar ou outro gás pode ser bombeado para fora do travesseiro de vácuo. Quando isto ocorre, a camada externa 502 comprime as bolas de espuma de poliestireno 508 localizadas dentro do travesseiro de vácuo. O travesseiro de vácuo 500 é mostrado como sendo montado
20/33 sobre um suporte opcional 506. Neste exemplo, o suporte 506 pode ser projetado de modo que se interligue a um suporte de paciente sobre um sistema de aquisição de imagens de ressonância magnética. No interior do travesseiro de vácuo, existem bolas de espuma de poliestireno 508 e camadas 512 preenchidas com o dosimetro de radiação de ressonância magnética. A camada externa 502 engloba as bolas de espuma de poliestireno. Conforme mostrado, existem diversas bolas de espuma do poliestireno 510 que estão sob compressão. Nesta realização, pode ser visto que, ao misturar pequenas conchas ou bolas preenchidas com o dosimetro de radiação de ressonância magnética no travesseiro de vácuo, um travesseiro de vácuo e dosimetro combinado podem ser construídos. Nesta Figura, as bolas de espuma de poliestireno 508, 510 são mostradas como sendo círculos não preenchidos. Os círculos preenchidos 512 representam as conchas preenchidas com o dosimetro de radiação de ressonância magnética. Devido ao grande número de bolas de poliestireno 508, 510 e o grande número de conchas 512, nem todas são rotuladas. A vista mostrada na Figura 5 é uma vista em corte transversal através de um travesseiro de vácuo.
A Figura 6 mostra um exemplo de um aparelho terapêutico 600 de acordo com uma realização da invenção. O aparelho terapêutico compreende um sistema de aquisição de imagens de ressonância magnética e uma fonte de radiação 628. Na realização mostrada na Figura 6, o sistema de aquisição de imagens de ressonância magnética compreende um ímã de ímã dividido 602. Em outras realizações, o ímã pode ser um chamado ímã aberto ou toroide, ou pode ser um ímã cilíndrico normal. As seções do ímã 602 são ímãs supercondutores resfriados criogenicamente. Dentro do furo do ímã 602, um indivíduo 604 está repousando sobre um suporte de indivíduo 606. Existe um primeiro dosimetro 608 em contato com uma
21/33 primeira superfície 609 do indivíduo 604.
Entre o indivíduo 604 e o suporte de indivíduo 606, existe um segundo dosímetro 610. O segundo dosímetro 610 está em contato com uma segunda superfície 611 do indivíduo 604. Adjacente ao segundo dosímetro 510, existem duas almofadas 612 que também são utilizadas para suportar o indivíduo 604. Os ímãs 602 possuem uma zona de aquisição de imagem 614 que adquire a imagem de uma porção do indivíduo 604 e uma porção do primeiro dosímetro 608 e do segundo dosímetro 610. Também dentro do indivíduo 604, existe uma zona alvo 616.
O sistema de aquisição de imagens de ressonância magnética também compreende um transdutor de frequência de rádio 618. O transdutor de frequência de rádio pode ser, em algumas realizações, substituído por transmissor e receptor separados. O transdutor de frequência de rádio é conectado a uma bobina de frequência de rádio 620. A bobina de frequência de rádio é para adquirir dados de ressonância magnética. A bobina de frequência de rádio 620 é mostrada como possuindo uma passagem 622 para que a radiação ionizante 630 passe. O sistema de aquisição de imagens de ressonância magnética também compreende uma fonte de energia de bobina gradiente 624. Cada uma das seções do ímã 602 possui uma seção de uma bobina gradiente dividida 626. A fonte de energia de bobina gradiente 624 provê corrente a cada seção de bobina gradiente dividida 626.
O aparelho terapêutico 600 também compreende uma fonte de radiação 628. A fonte de radiação 628 é representativa de diversos tipos diferentes de fontes de radiação. Por exemplo, a fonte de radiação 628 podería gerar radiação gama, radiação de raios X, partículas carregadas, núcleos de carbono, prótons e raios X. A radiação ionizante 630 é mostrada como originando na fonte de radiação 628, passando através de um modificador de feixe opcional 631,
22/33 passando através de um primeiro dosimetro 608, passando através do individuo 604, passando através da zona alvo 616, passando através do segundo dosimetro 610 e, então, finalmente entrando em um despejo de feixes 632. A fonte de radiação 628 e o modificador de feixes são mostrados como sendo controlados por um sistema de controle de fonte de radiação 634. O sistema de controle de fonte de radiação 634 pode gerar comandos de controle para o modificador de feixe 631 e a fonte de radiação 628. O modificador de feixe 631 compreende componentes para modelagem, atenuação e/ou correção de caminho do feixe. O modificador de feixe pode também conter meios para mover ou ajustar fisicamente o feixe de radiação ionizante 630. Por exemplo, o 631 pode também incluir objetos de feixe e colimadores para a fonte de radiação. O modificador de feixe 631 pode incluir um colimador multi-folhas para prover a conformação da radiação ionizante 630. O sistema de controle da fonte de radiação 634, o transdutor de frequência de rádio 618 e a fonte de energia de bobinas gradientes 624 são todos mostrados como sendo conectados a uma interface de hardware 638 de um sistema computador 636.
O sistema computador 636 funciona como o sistema de controle para o aparelho terapêutico 600. O sistema computador 636 adicionalmente compreende um processador que é conectado à interface de hardware 638 e a uma interface de usuário 642. A interface de usuário 642 compreende componentes e interfaces adaptadas para permitir que um operador interaja com o sistema computador 636. Por exemplo, a interface de usuário 642 pode compreender um teclado e um mouse. A interface de usuário 642 pode também compreender uma tela para exibir imagens e mensagens de controle para o aparelho terapêutico 600. O processador 640 é também mostrado como sendo conectado ao armazenamento de computador 644 e à
23/33 memória de computador 646.
O armazenamento de computador 644 é mostrado contendo dados de ressonância magnética 648. Os dados de ressonância magnética 648 foram adquiridos pelo sistema de aquisição de imagens de ressonância magnética. O armazenamento de computador 644 é mostrado adicionalmente contendo uma imagem de ressonância magnética 650. A imagem de ressonância magnética 650 é reconstruída a partir dos dados de ressonância magnética 648. A memória de computador 644 é mostrada contendo adicionalmente um mapa de distribuição de dosagem. O mapa de distribuição de dose 652 foi calculado utilizando os dados de ressonância magnética 648. O armazenamento de computador 644 é mostrado contendo adicionalmente um mapa de absorção de dose 654 que também foi calculado a partir dos dados de ressonância magnética 648.
A memória de computador 646 é mostrada contendo um módulo de controle de sistema de aquisição de imagens de ressonância magnética 656. O módulo de controle de sistema de aquisição de imagens de ressonância magnética 656 controla a operação e a função do sistema de aquisição de imagens de ressonância magnética. A memória de computador 646 é mostrada adicionalmente contendo um módulo de controle de fonte de radiação 658. O módulo de controle de fonte de radiação 658 contém software que gera códigos de controle que são enviados através da interface de hardware 638 ao sistema de controle de fonte de radiação 634. A memória de computador 646 é mostrada contendo adicionalmente um módulo de localização de zona alvo 660. O módulo de localização de zona alvo 660 em algumas realizações é capaz de utilizar a imagem de ressonância magnética 650 para determinar a localização da zona alvo 616. Em outras realizações, o módulo de localização da zona alvo 660 obtém dados externos ou pontos de referência e utiliza estes para localizar a zona alvo 616.
24/33
A memória de computador 646 é mostrada contendo adicionalmente um módulo de reconstrução de imagem de ressonância magnética 662. O módulo de reconstrução de imagem de ressonância magnética 662 obtém os dados de ressonância magnética 648 e reconstrói a imagem de ressonância magnética 650. A memória de computador 646 é mostrada adicionalmente contendo um módulo de cálculo de dosagem 664. O módulo de cálculo de dosagem é capaz de calcular uma dosagem na zona alvo 616 e/ou em regiões ao redor do indivíduo 604 utilizando os dados de ressonância magnética 648. A memória de computador 646 é mostrada contendo adicionalmente um módulo de cálculo de mapa de distribuição de dose 666. O módulo de cálculo de mapa de distribuição de dose 666 utiliza os dados de ressonância magnética 648 para calcular o mapa de distribuição de dose 652. O módulo de cálculo de mapa de distribuição de dose 666 utiliza dados de ressonância magnética adquiridos a partir do primeiro e/ou do segundo dosímetro 610. A memória de computador 646 é mostrada contendo adicionalmente um módulo de cálculo de mapa de absorção de dose 668. O módulo de cálculo de mapa de absorção de dose 668 utiliza os dados de ressonância magnética 648 para calcular o mapa de absorção de dose 654.
Deve ser observado que outras realizações são possíveis. Por exemplo, o controle dos sistemas de radioterapia e os sistemas de aquisição de imagens de ressonância magnética podem ser separados. Conforme observado anteriormente, um único sistema computador e/ou processador pode representar múltiplos sistemas computadores e/ou processadores. Adicionalmente, o cálculo e a modificação do plano de radioterapia ou plano de tratamento podem ser realizados através de sistemas computadores separados.
Para obter a imagem dos géis, géis podem ser digitalizados utilizando uma sequência de múltiplos spin-ecos
25/33 de 8 ecos, com cada tempo de eco de espaço entre ecos TE = 35 ms, tempo de repetição TR = 345 ms, e quatro repetições (espessura da fatia: 6 mm, campo de visão FOV = 192 x 192 mm2, tamanho de pixel: 1,5 x 1,5 mm2) resultando em um tempo de aquisição total de 2 minutos e 57 segundos por fatia.
Para obter imagens R2, os géis podem também ser digitalizados utilizando uma sequência spin-eco com alternação de fase-deslocamento de fase (PHAPS - phase alternating-phaseshift), e 32 tempos de eco equidistantes (digitalizador de corpo inteiro de 1,5 Tesla, TE = 20 a 640 ms; TR = 11 s; FOV = 120 x 120 mm2; tamanho de matriz [MS] = 256) Trens gradientes permites trazer as correntes parasitas em um regime estacionário. O esquema gradiente foi definido para reorientar o gradiente de seleção de fatias antes do pulso de reorientação de 180°, evitando por meio disto uma modulação senoide de valores R2 medidos na direção z. A compensação do desvio de temperatura através do esquema de reordenação pode ser realizada.
Requisitos gerais para sistema de RM capaz de utilizar um dosímetro Fricke podem ser:
• Procedimentos de aquisição de imagem de RM e de controle de qualidade devem estar disponíveis • mapas de dose em alta resolução com uma SNR suficiente resultam em altas demandas para a digitalização do gel (por exemplo, parâmetros de sequência otimizados, homogeneidade da RF) • Compensação de efeitos de correntes parasitas aplicando um trem de gradientes para trazer estas correntes parasitas em um regime estacionário • Compensação de desvios de temperatura através de um esquema de reordenação de tabela de gradientes cêntrica (dados importantes que determinam a intensidade geral nas imagens de base foram amostrados no início do ciclo de
26/33 digitalização, os mapas R2 finais correspondem à temperatura inicial do gel: portanto, os mapas de dose podem ser obtidos a partir dos mapas R2 utilizando uma curva de calibração que é obtida na mesma temperatura ambiente) • Resolução: não baixa demais para atingir uma SNR razoável para a medição de dose: tamanho de pixel típico 1,0 a 1,5 mm, espessura de fatia 3 a 5 mm (até 1x0,5x0, 5 mm3 se possível, à custa da SNR)
O Fricke gel ou dosímetro pode ser utilizado para detectar radiação ionizante porque a radiação causa a oxidação dos ions ferrosos em íons férricos paramagnéticos. Isto muda a taxa de relaxamento spin-spin e a taxa de relaxamento spin-estrutura. A quantidade de íons férricos produzida depende da energia sendo absorvida. Em Fricke gels, a difusão é desprezível para t < 3h após a radiação. Além disso, Fricke gels são um equivalente de água ao longo de uma ampla faixa de dose (bom para estimativas de dose equivalentes a tecidos). Em Fricke gels, os processos de oxidação estabilizam após a irradiação (até 50 minutos), porém este efeito pode ser compensado por curvas de calibração temporal. A dependência de dose linear do Fricke gel existe até cerca de 50 a 75 Gy. Isto é suficiente para aplicações clínicas. Novas receitas possuem um limite de dose inferior de cerca de 0,006 Gy (solução de Fricke aquosa menos sensível em doses baixas, satura em cerca de 500 Gy) . Os Fricke gels são muito simples de se produzir. Em soluções de Fricke aquosas, as relaxividades e os rendimentos químicos de íons férricos são bem estabelecidos, o suficiente para que a dosimetria de Fricke de RMN ou RM possa ser utilizada como um dosímetro absoluto, sem a exigência de calibração. Quando incorporado a uma matriz de gel, os detalhes do modelo de relaxação se tornam um pouco mais complexos. Novas receitas para Fricke gels permitem longo armazenamento (géis PVA-FX
27/33 podem ser utilizados mesmo após 6 meses (quando mantidos frios), embora isto não seja recomendado).
Dosímetros de polímero podem consistir em um hidrogel de gelatina no qual os comonômeros acrilamida e N,N8-metileno-bisacril-amida são dissolvidos. Quando o gel é irradiado, as moléculas de água se dissociam em radicais livres de H e HO que atacam as ligações duplas dos comonômeros. Esta reação de iniciação é seguida por uma reação de propagação na qual os radicais comonômeros atacam outros comonômeros, os quais, então, formam uma cadeia polimérica. Por causa da alta fração do agente de reticulação N,N8-metilenobisacrilamida em relação à fração de acrilamida, a estrutura polimérica não é linear, mas sim forma pequenos agregados do polímero 3D. A reação resultante é dependente da dose. Uma vez que estes agregados poliméricos influenciam a mobilidade das moléculas de água que cercam, a distribuição de dose espacial resulta em uma distribuição T2 espacial de acordo com a teoria de Bloembergen-Pound-Purcell.
Os dosímetros de polímero podem ser, dependendo da composição, equivalentes a água também. Os dosímetros de polímeros podem possuir uma maior sensitividade a dose que o Fricke gel, porém podem também ser mais difíceis de se produzir do que um Fricke gel. Muitas receitas/composições de materiais existem para géis de polímeros, por exemplo:
• xilenol laranja complexado com ion ferroso (FBX) • O gel tipo BANG (gelatina de bis-acrilamidanitrogênio) é um hidrogel de gelatina no qual os comonômeros acrilamida e N,N O-metileno-bisacrilamida são dissolvidos • géis de poliacrilamida e gelatina (PAG polyacrylamide and gelatine) • MAGIC (ácido ascórbico (AscA) metacrílico (MAA) • em gelatina iniciado por cobre • MAGAS (MAA, gelatina com AscA)
28/33 • dosímetros de gel polimérico MAGAT (MAA, gelatina e THPC) • PAGAT é um gel do tipo PAG normóxico que utiliza tetrakis [hidroximetil] cloreto de fosfônio (THPC) para coletar radicais livres de oxigênio contaminantes • PRESAGE é um dosimetro de polímero radiocrômico que consiste em uma matriz de poliuretano transparente contendo um leuco-corante (verde de leucomalaquite) que sofre uma mudança de cor quando exposto a radiação ionizante
A Figura 7 mostra um fluxograma que ilustra uma realização de um método de acordo com a invenção. Na etapa 700, a posição da zona alvo é determinada. A posição da zona alvo é determinada através do conhecimento prévio ou é obtida utilizando os dados de ressonância magnética. Na etapa 702, o feixe de radiação ionizante é direcionado para a zona alvo.
| Na etapa 704, | dados de | ressonância | magnética | são | obtidos. | Na |
| etapa 706, a | dosagem | da radiação | ionizante | ao | indivíduo | é |
| calculada. A | dosagem | da radiação | ionizante | ao | indivíduo | é |
| calculada através da | aquisição | dos dados | de | ressonância |
| magnética a | partir de | um dosimetro | de acordo | com | uma |
| realização da Um | invenção. exemplo de | um fluxo de | trabalho | para | um |
| dispositivo | de ressonância magnética | computadorizada | e | ||
| radioterapia | que utiliza | a fixação de | paciente e | o método | |
| ilustrado na | Figura 7 é descrito abaixo. | Somente as | etapas | de |
trabalho relacionadas ao uso do dispositivo proposto são mostradas. Se necessário, o fluxo de trabalho pode ser interrompido em qualquer estágio e concluído na etapa 14.
1. A produção de material radiossensível (por exemplo, Fricke gel ou de polímero) sob condições precisamente controladas incluindo controle de qualidade e características de documentação (por exemplo, data de produção, composição, número de lote, características de
29/33 sensibilidade).
2. O transporte e armazenamento sob condições controladas (por exemplo, temperatura, luz, duração)
3. A verificação e/ou calibração das caracteristicas do gel na região de teste (fora do campo de visão do paciente) imediatamente antes da aplicação empregando dosímetros (integrados) (por exemplo, câmara de ionização) dependendo da confiabilidade do processo em relação à produção e ao armazenamento do material
4. A aplicação do material radiométrico em proximidade ao paciente
5. Definir parâmetros de aquisição de imagem (isto é, sequência de RM, geometria)
6. Pré-digitalização utilizando RM para verificar a localização correta do paciente, da região alvo e do material radiométrico, bem como configurações de aquisição de imagem adequadas (por exemplo, tamanho do campo de visão)
7. Definir e verificar parâmetros de tratamento (por exemplo, paciente, dose, temporização, zona alvo)
8. Irradiar com aquisição de imagem RM simultânea do material alvo e radiométrico (aquisição de imagem em tempo real) Dependendo da localização do alvo, o campo de visão pode ser definido e comutado entre regiões alvo e de material radiométrico (por exemplo, aquisição de imagem intercalada do alvo e de regiões na frente/atrás do alvo em relação ao ângulo de incidência do feixe de radioterapia
9. Utilizar características de sensibilidade, resultados de calibração, condições de tratamento e aquisição de imagem (por exemplo, configurações de temporização da irradiação, duração total, temperatura, e sequência de RM) para a conversão do contraste da imagem (tempos de relaxação medidos) para informações de dose.
10. Calcular/reconstruir e exibir a dose
30/33 acumulada/integrada (pós-processamento, filtragem (por exemplo, mediana) , possivelmente levando em consideração o movimento dos órgãos)
11. Calcular/reconstruir e exibir a dose incrementai (por exemplo, por intervalo de tempo, por ângulo de irradiação) (possivelmente levando em consideração o movimento dos órgãos)
12. Verificar os parâmetros de tratamento e o processo (por exemplo, dose, posição de paciente/alvo)
13. Repetir a partir da etapa 8 até o tratamento ser concluído
14. Armazenar informações de tratamento (por exemplo, dose medida, informações de material radiométrico, documentação clínica geral) para propósitos de garantia de qualidade e possivelmente de adaptação de plano de tratamento
Se necessário, o fluxo de trabalho acima pode ser interrompido em qualquer estágio, e concluído na etapa 14.
Embora a invenção tenha sido ilustrada e descrita em detalhes nos desenhos e na descrição acima, tais ilustração e descrição devem ser consideradas ilustrativas ou exemplares, e não restritivas; a invenção não é limitada às realizações reveladas.
Outras variações das realizações reveladas podem ser entendidas e efetuadas por técnicos no assunto ao praticar a invenção reivindicada, a partir de um estudo dos desenhos, da descrição e das reivindicações apensas. Nas reivindicações, a palavra compreendendo não exclui outros elementos ou etapas, e o artigo indefinido um ou uma não exclui uma pluralidade. Um único processador ou outra unidade pode cumprir as funções de diversos itens recitados nas reivindicações. O simples fato de que certas medidas são citadas em reivindicações dependentes mutuamente diferentes não indica que uma combinação destas medidas não possa ser
31/33 utilizada para vantagem. Um programa de computador pode ser armazenado/distribuido em um meio adequado, tal como um meio de armazenamento óptico ou um meio de estado sólido suprido com ou como parte de outro hardware, porém pode também ser distribuído em outras formas, tais como através da Internet ou de outros sistemas de telecomunicação sem fio ou com fio. Quaisquer sinais de referência nas reivindicações não deverão ser interpretados como limitativos do escopo.
LISTA DE NUMERAIS DE REFERÊNCIA
100 indivíduo
102 dosimetro
104 suporte de indivíduo
106 camada de isolamento térmico
108 fonte de radiação
110 radiação ionizante
300 dosimetro
302 célula discreta
304 camada de isolamento térmico
306 superfície externa
308 superfície externa
400 dosimetro
402 células discretas
404 camada de isolamento térmico
406 superfície externa
408 superfície externa
410 superfície externa
412 superfície externa
500 dosimetro
502 camada externa/camada de isolamento térmico
504 porta de vácuo
506 suporte
508 espuma de poliestireno
510 poliestireno comprimido
32/33
512 concha preenchida com dosimetro de radiação de ressonância magnética
600 aparelho terapêutico
602 seção do ímã
604 indivíduo
606 suporte de indivíduo
608 primeiro dosimetro
609 primeira superfície
610 segundo dosimetro
611 segunda superfície
612 almofada
614 zona de aquisição de imagem
616 zona alvo
618 translator
620 bobina de radiofrequência
622 caminho através da bobina de radiofrequência
624 fonte de energia de bobina gradiente
626 bobina gradiente dividida
628 fonte de radiação
630 feixe de radiação ionizante
631 modificador de feixe
632 despejo de feixe
634 sistema de controle de fonte de radiação
636 sistema computador
638 interface de hardware
640 processador
642 interface de usuário
644 armazenamento de computador
646 memória de computador
648 dados de ressonância magnética
650 imagem de ressonância magnética
652 mapa de distribuição de dose
654 mapa de absorção de dose
33/33
656 módulo de controle de sistema de aquisição de imagens de ressonância magnética
| 658 | módulo de | controle de fonte de | radiação | ||
| 660 | módulo de | localização de zona | alvo | ||
| 5 | 662 | módulo | de reconstrução | de imagem | de |
ressonância magnética
| dose | 6 64 6 6 6 | módulo módulo | de cálculo de dosagem | ||
| de | cálculo | de mapa de distribuição de | |||
| 10 | 668 | módulo | de | cálculo | de mapa de absorção de dose |
1/5
Claims (5)
1. DOSÍMETRO (102, 300, 400, 500, 608, 610), caracterizado por ser para medir a dosagem de radiação a um indivíduo (100, 604) durante uma sessão de radioterapia guiada por ressonância magnética, em que o dosímetro compreender:
- uma superfície externa (106, 306, 308, 406, 408, 410, 412) adaptada para receber uma superfície (609, 611) do indivíduo, e
- células discretas (302, 402, 512) preenchidas com um dosímetro de radiação de ressonância magnética.
2/5 reivindicações 1 a 5, caracterizado em que o dosímetro é adaptado para ser montado em um suporte de paciente de um sistema de aquisição de imagens de ressonância magnética.
7. DOSÍMETRO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, em que o dosímetro é caracterizado por compreender duas partes (608, 610), em que cada uma das duas partes possui uma superfície externa adaptada para receber duas superfícies opostas do indivíduo.
8. DOSÍMETRO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado em que o dosímetro de ressonância magnética é qualquer um dentre: um dosímetro de Fricke e um dosímetro de polímero.
9. APARELHO TERAPÊUTICO, caracterizado por compreender:
- um sistema de aquisição de imagens de ressonância magnética (602, 606, 618, 620, 624, 626, 636) adaptado para adquirir um conjunto de dados de ressonância magnética (648) a partir de uma zona de aquisição de imagem (614);
- uma fonte de radiação ionizante (108, 628) adaptada para direcionar um feixe de radiação ionizante (110, 630) em direção a uma zona alvo (616) dentro de um indivíduo (100, 604);
- um sistema computador (636) com um processador (640);
- meio de armazenamento legível em computador (644, 646) contendo instruções executáveis em máquina (656, 658, 660, 662, 664, 666, 668) para execução pelo processador; e
- um dosímetro de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a execução das instruções faz com que o processador realize as etapas de:
- determinar (700) uma posição da zona alvo;
2. DOSÍMETRO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que o dosímetro adicionalmente compreende uma camada de isolamento térmico (106, 304, 404, 502) entre a superfície externa e as células discretas.
3/5
- direcionar (702) o feixe de radiação ionizante para a zona alvo utilizando a posição da zona alvo, em que a radiação ionizante é direcionada de maneira que a radiação ionizante passe através do dosímetro,
- adquirir (704) um conjunto de dados de ressonância magnética (648) a partir do dosímetro (102, 300, 400, 500, 608, 610) o sistema de aquisição de imagens de ressonância magnética, em que o dosímetro está pelo menos parcialmente dentro da zona de aquisição de imagem,
- calcular (706) uma dosagem de radiação ionizante ao indivíduo de acordo com o conjunto de dados de ressonância magnética.
10. APARELHO TERAPÊUTICO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado em que o conjunto de dados de ressonância magnética é adquirido e a dosagem é calculada simultaneamente à etapa de direcionar o feixe de radiação ionizante, e em que a execução das instruções adicionalmente
radiação ionizante na zona alvo é calculada de acordo com o conjunto de dados de ressonância magnética.
12. APARELHO TERAPÊUTICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizado em que a etapa de determinar a posição da zona alvo é realizada através de qualquer um dentre: utilizar um sistema de coordenadas registrado determinado pré-operativamente, e determinar a posição da zona alvo de acordo com os dados de ressonância magnética.
13. APARELHO TERAPÊUTICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, caracterizado em que as
3. DOSÍMETRO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado em que o dosímetro é um travesseiro de vácuo (500, 610), em que o dosímetro adicionalmente compreende bolas de espuma de poliestireno (508, 510), em que as células discretas compreendem conchas (512) preenchidas com o dosímetro de radiação de ressonância magnética, em que, dentro do travesseiro de vácuo, as células discretas e as bolas de espuma de poliestireno são misturadas.
4/5 instruções fazem com que o processador realize a etapa de calcular um mapa de distribuição de dosagem (652) no indivíduo de acordo com os dados de ressonância magnética.
14. APARELHO TERAPÊUTICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, caracterizado em que as instruções adicionalmente fazem com que o processador realize a etapa de direcionar a radiação ionizante através de um segundo dosímetro de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, em que o segundo dosímetro está pelo menos parcialmente dentro da zona de aquisição de imagem, em que as instruções adicionalmente fazem com que o processador realize a etapa de calcular um mapa de absorção de dose (654) no indivíduo de acordo com os dados de ressonância magnética.
15. PRODUTO DE PROGRAMA DE COMPUTADOR, caracterizado por compreender instruções executáveis em máquina (656, 658, 660, 662, 664, 666, 668) para execução por um processador (640) de um sistema computador (636) para controlar um aparelho terapêutico (600); em que o aparelho terapêutico compreende um sistema de aquisição de imagens de ressonância magnética (602, 606, 618, 620, 624, 626, 636) adaptado para adquirir um conjunto de dados de ressonância magnética (648) em uma zona de aquisição de imagem (614); em que o aparelho adicionalmente compreende uma fonte de radiação ionizante (108, 628) adaptada para direcionar um feixe de radiação ionizante (110, 630) para uma zona alvo (616) dentro de um indivíduo (100, 604); em que a zona de aquisição de imagem compreende a zona alvo; e em que a execução das instruções faz com que o processador realize as etapas de:
- determinar (700) uma posição da zona alvo,
- direcionar (702) o feixe de radiação ionizante para a zona alvo utilizando a posição da zona alvo,
- adquirir (704) um conjunto de dados de
5/5 ressonância magnética a partir de um dosimetro de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores utilizando o sistema de aquisição de imagens de ressonância magnética,
- calcular (706) a dosagem de radiação ionizante ao
4. DOSÍMETRO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado em que o dosímetro é uma almofada (400), e em que as células discretas (402) são dispersas uniformemente dentro da camada de isolamento térmico (404) .
5. DOSÍMETRO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado em que o dosímetro é um cobertor (300) e, em que as células discretas (302) são dispostas em uma camada contínua, e em que a camada de isolamento térmico (304) cerca a camada contínua.
6. DOSÍMETRO, de acordo com qualquer uma das
5 indivíduo de acordo com o conjunto de dados de ressonância magnética.
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