ES2710853T3 - Método para generar y/o proporcionar datos para tratamiento de tejido - Google Patents

Abstract

Un método para generar y/o proporcionar datos (28) para un tratamiento de tejido mediante un dispositivo (10) de irradiación de baja energía, en donde el dispositivo (10) de irradiación de baja energía tiene una fuente (14) de irradiación para generar radiación suave con un espectro que va desde 0 hasta una energía de rayo máxima de 100 keV, en particular una radiación con un espectro que va desde 0 a una energía de radiación máxima de 50 keV y un dispositivo emisor para emitir la irradiación a un tejido que ha de ser irradiado, caracterizado por las siguientes operaciones: - se determinan los datos físicos de la radiación emitida por la fuente de radiación directamente en una ubicación o en el área o proximidad de la ubicación, donde la radiación sale del dispositivo (15) emisor; - se determinan los datos de calidad del tejido (17); - se determinan los datos de propiedad física del tejido determinado en relación con la radiación de la fuente (14) de irradiación; - se generan los datos (28) para el tratamiento del tejido a partir de los datos determinados y/o los datos determinados se proporcionan para generar datos para el tratamiento del tejido.

Description

DESCRIPCION

Método para generar y/o proporcionar datos para tratamiento de tejido

La presente invencion se refiere a un metodo para generar y/o proporcionar datos para tratamiento de tejido, en particular para tratamiento de tumores, por medio de un dispositivo de radiacion.

Los metodos actuales para tratar tumores proporcionan, por ejemplo, que el tumor sea extirpado en primer lugar mediante cirugfa el tumor y que el tejido marginal restante alrededor del tumor sea irradiado posteriormente. Tambien es posible que, el tumor se controle solamente por radiacion, sin necesidad de cirugfa.

Cuando se lleva a cabo la irradiacion, es crucial que los medios de irradiacion se configuren correctamente, de manera que la dosis de irradiacion requerida y la intensidad de irradiacion puedan ser ajustadas.

Por ejemplo, el documento DE 102004 039 191 A1 describe una solucion, en donde para la determinacion y vigilancia de parametros de una terapia de irradiacion, se genera una primera imagen del tejido, que ha de ser irradiado, en un metodo medico tecnico de formacion de imagenes. Por medio de la primera imagen, se lleva a cabo una primera configuracion de parametros del dispositivo de irradiacion. El tejido es irradiado con esta configuracion de parametros. Ademas, se genera al menos una imagen adicional del tejido, que ha de ser irradiado. Posteriormente, se lleva a cabo una comparacion automatica de las imagenes y en caso de desviaciones se genera una senal.

Por ejemplo, es conocida la realización de irradiaciones por medio de los asf llamados aceleradores lineales de alta energfa. En ellos el procedimiento de la planificacion de irradiaciones de tumores con unidades de radioterapia, por ejemplo con unidades de terapia de rayos X, es el siguiente:

En primer lugar, se genera una imagen, por ejemplo, una imagen de TC o de rayos X, de un area definida alrededor del tumor en un metodo de formacion de imagenes. Esta imagen se presenta en una pantalla de presentacion. A continuacion se marca el tumor y/o el tejido que ha de ser irradiado. Se establece un plan de irradiacion, mediante un metodo, por ejemplo por medio de un software apropiado. Para presentar al cirujano el mdice de dosis en el cuerpo del paciente directamente en la imagen, se superponen las imagenes generadas, por ejemplo, mediante el trazado de curvas de dosis iguales / superficies / volumenes, con valores, que se han calculado a partir del plan de irradiacion.

Una desventaja de esta solucion conocida es, que no se puede aplicar a dispositivos de irradiacion o metodos de irradiacion de baja energfa. El procedimiento que se ha descrito en relacion con irradiacion mediante un acelerador lineal, no se puede usar para sistemas y aplicaciones de baja energfa. Los dispositivos de irradiacion de baja energfa se usan a menudo en procedimientos intra-operatorios.

En un sistema con energfa de radiacion considerablemente inferior, por ejemplo energfa de rayos X, que en sistemas con aceleradores lineales, las interacciones ffsicas de los rayos de baja energfa con el tejido que ha de ser irradiado, son considerablemente mas complejas debido a la baja energfa de los rayos. Esto significa, que diferentes tipos de tejido debilitan los rayos a diferentes grados. Esto puede deberse, por ejemplo, al asf llamado efecto de la luz o efecto Compton (vease el documento WO 2010/011844).

Ademas, los sistemas de baja energfa no representan sistemas con calidad de radiacion monocromatica. En vez de ello, los sistemas de baja energfa muestran un espectro de radiacion muy complejo desde 0 hasta la energfa de radiacion maxima actual de, por ejemplo, 50 keV. Eso significa, que con un aumento en la penetracion de la radiacion del sistema de irradiacion de baja energfa en el tejido, el debilitamiento incluso cambia con el tejido homogeneo, ya que el espectro de radiacion cambia con el aumento de absorcion en el tejido.

Por lo tanto, se sabe que el enfoque en relacion con los aceleradores lineales no se puede usar con exito con sistemas de irradiacion de baja energfa, ya que de lo contrario ocurrirfan por tanto grandes desviaciones de los calculos del valor verdadero de la dosis en el paciente.

La presente invencion se basa, por lo tanto, en el problema de proporcionar un metodo para generar y/o proporcionar datos para el tratamiento de tejido mediante un metodo de irradiacion, en donde, se puede realizar una planificacion de irradiacion directa, en particular visual, en relacion con un dispositivo de irradiacion de baja energfa y/o un metodo de irradiacion de baja energfa.

Este problema se resuelve mediante el metodo con las caracterfsticas segun la reivindicación independiente 1 de la patente asf como por medio del producto de programa informatico con las caracterfsticas segun la reivindicacion independiente 10 de la patente. Otras caracterfsticas y detalles de la invencion pueden derivarse a partir de las reivindicaciones dependientes asf como de la descripcion. Las caracterfsticas y detalles que se describen en relacion con el metodo segun la invencion, por supuesto, tambien se aplican en relacion con el producto de programa informatico segun la invencion, y viceversa.

El metodo segun la invencion proporciona en particular, una solucion para un sistema de irradiacion o metodo de irradiacion de baja energfa, respectivamente, que permite una planificacion de tratamiento directa, en particular visual. Por ejemplo, tal sistema o metodo, respectivamente, se puede usar en un metodo intra-operatorio. De modo similar, tal sistema o metodo, respectivamente, se puede usar para el tratamiento de superficies, por ejemplo, fuera del cuerpo. Pero la invencion no se limita a las posibles aplicaciones mencionadas.

Preferiblemente, el sistema o metodo, respectivamente, segun la invencion se puede usar en relacion con el tratamiento de tumores. Del mismo modo, tambien se puede usar, ya que es independiente de una operacion de tumor.

El sistema de radiacion de baja energfa o metodo de irradiacion de baja energfa representa, en particular, un sistema o metodo, respectivamente, para radioterapia de un lecho de tejido, por ejemplo, un lecho tumoral. En tal metodo o con tal sistema, respectivamente, en particular despues de una reseccion, por ejemplo una reseccion de un tumor, el lecho de tejido, por ejemplo, el lecho del tumor, se irradia con rayos suaves, en particular rayos X. Para ese proposito, se coloca un dispositivo de emision de una fuente de radiacion, que esta provisto preferiblemente de un aplicador apropiado del tamano correcto, en el lecho de tejido, por ejemplo, en el lecho del tumor. Debido a la aplicacion de baja energfa, el tejido celular deseado puede ser irradiado directamente sin tener que ser irradiado en primer lugar a traves de tejido sano.

Segun la invencion, un metodo, en particular automatico, para generar y/o proporcionar datos para un tratamiento de tejido, en particular un tratamiento de tumor, se provee por medio de un dispositivo de irradiacion de baja energfa, en donde el dispositivo de irradiacion de baja energfa tiene una fuente de radiacion para generar una radiacion suave, preferiblemente una radiacion con un espectro de 0 hasta una energfa de radiacion maxima de 100 keV en particular una radiacion con un espectro de 0 hasta una energfa de radiacion maxima de 50 keV y un dispositivo de emision para emitir la radiacion a un tejido que ha de ser irradiado. La invencion no se limita a una fuente de radiacion de hasta l00 keV, en particular 50 keV. En su lugar, la presente invencion se puede aplicar en general para el intervalo de radiacion suave, en particular el intervalo de rayos X suaves.

El dispositivo de irradiacion de baja energfa tiene asf en primer lugar una fuente de radiacion, cuya operacion genera radiacion, por ejemplo, radiacion de rayos X. La radiacion generada se dirige al tejido, que ha de ser irradiado, mediante un dispositivo de emision apropiado. El dispositivo de emision puede estar dispuesto y/o formado directamente en la fuente de radiacion, o puede conectarse a la fuente de radiacion mediante un dispositivo de sonda. En general, se usa tambien el equipamiento asf llamado aplicador en el dispositivo de radiacion de la invencion. Un equipamiento aplicador consiste, por ejemplo, en un elemento aplicador, que esta disenado para recibir el dispositivo emisor. Esto significa que el dispositivo emisor, posiblemente con el dispositivo de sonda, se inserta, por ejemplo es empujado, al elemento aplicador. Si se esta usando un equipamiento aplicador, el equipamiento aplicador puede ser, por ejemplo, el dispositivo emisor.

En particular, el dispositivo emisor puede definirse de tal manera que sea un dispositivo, mediante el cual o desde el cual, como puede ser el caso, la radiacion se emite desde el dispositivo de irradiacion al tejido que ha de ser irradiado.

El metodo segun la invencion, se caracteriza por las siguientes operaciones:

- se determinan los datos ffsicos de la fuente de radiacion directamente al salir del dispositivo emisor;

- se determinan los datos de calidad del tejido, por ejemplo, el tejido tumoral y/o el tejido en la proximidad del tumor;

- se determinan los datos de propiedad ffsica del tejido determinado en relacion con la radiacion de la fuente de radiacion;

- los datos para el tratamiento del tejido, por ejemplo el tratamiento del tumor, se generan a partir de los datos determinados y/o los datos determinados se proporcionan para la generacion de datos para el tratamiento del tejido, en particular el tratamiento del tumor.

El metodo segun la invencion no esta limitado a un esquema de curso espedfico, en particular de las tres primeras operaciones del metodo. Es simplemente importante, que los datos respectivos se determinen y se procesen posteriormente de manera adicional.

Preferiblemente, el metodo segun la invencion se lleva a cabo con el soporte de un ordenador u ordenadores. Asf, en ese caso se proporciona preferiblemente al menos un dispositivo de procesamiento y/o al menos un dispositivo de procesamiento de datos, sobre el que se lleva a cabo el metodo.

De acuerdo con el metodo segun la invencion, los datos ffsicos de la fuente de radiacion se determinan directamente al salir del dispositivo emisor. En particular, se determinan aquellos datos ffsicos en una ubicacion o en el area o proximidad de una ubicacion, donde la radiacion de dicha fuente de radiacion sale del dispositivo emisor. En particular los datos ffsicos son tales datos que describen ffsicamente y/o caracterizan la fuente de radiacion y/o la radiacion que se entrega o emite desde dicha fuente de radiacion. Por ejemplo, se puede proporcionar, que el espectro de la fuente de radiacion se determine directamente al salir del dispositivo emisor como los datos ffsicos de la fuente de radiacion. Por ejemplo, se puede determinar, el espectro de la fuente de radiacion directamente al salir de la punta del elemento de sonda o del equipamiento aplicador, respectivamente. Los valores del espectro o de los espectros se pueden generar preferiblemente mediante mediciones apropiadas, cuyos resultados se almacenan ventajosamente en un archivo o base de datos. Tambien se pueden considerar, por ejemplo, los asf llamados calculos de Monte Carlo, que ab initio calculan y/o simulan las caractensticas de emision de la fuente de rayos X. El archivo y/o la base de datos se almacenan preferiblemente en un dispositivo de almacenamiento, al que accede o puede acceder el metodo o la unidad de procesamiento, en la que se lleva cabo el metodo.

Ademas, segun el metodo de la invencion, se determinan los datos de calidad del tejido, por ejemplo, del tejido tumoral y/o el tejido en la proximidad del tumor. En particular, los datos de calidad son tales datos que proporcionan informacion con relacion a la calidad y/o naturaleza y/o constitucion y/o apariencia y/o caracter y/o composicion y/o consistencia y/o configuracion y/o textura y similar del tejido. Por ejemplo, se puede proporcionar, que los datos de calidad del tejido, por ejemplo del tejido tumoral y/o del tejido en la proximidad del tumor, se determinen por medio de un metodo de formacion de imagenes. Por ejemplo, se pueden generar imagenes apropiadas, tales como imagenes de TC, roentgenogramas, imagenes de rayos x y similares. Para determinar, determinar preferiblemente de forma automatica, el tipo de tejido, por ejemplo, el tejido tumoral o el tejido en la proximidad del tumor, por ejemplo, pueden usarse las imagenes, por ejemplo, fotograffas de TC o fotograffas de rayos x, que se tomaron de antemano. Se puede considerar, que en cada volumen espacial arbitrario, el asf llamado Voxel, en la proximidad del tejido, por ejemplo en la proximidad del tumor, la absorcion respectiva en esa ubicacion y asf el tipo de tejido se puedan deducir del valor gris respectivo, preferiblemente en unidades Hounsfield. En este respecto, el termino Voxel denomina en particular un elemento de datos en un grafico tridimensional. Con el metodo segun la invencion, por medio del metodo de formacion de imagenes, se puede generar en primer lugar una imagen del tejido, por ejemplo del tejido tumoral y/o del tejido en la proximidad del tumor. La imagen asf generada se analizara preferiblemente despues por medio de un metodo de analisis, por ejemplo con respecto a los respectivos valores de gris. El tipo de tejido se determina a continuacion a partir de los valores de gris determinados y se proporcionaran como o en terminos de datos de calidad. La relacion entre el valor de gris y el tipo de tejido puede, por ejemplo, estar presente como una base de datos o en una base de datos.

Ademas, segun el metodo de la invencion, los datos de propiedad ffsica del tejido, que se han determinado, se determinan en relacion con la radiacion de la fuente de radiacion. El coeficiente de absorcion masa-energfa se determinara preferiblemente cuando se determinan los datos de propiedad ffsica del tejido determinado en relacion con la radiacion de la fuente de radiacion. Preferiblemente, se preve, que si el coeficiente de absorcion masa-energfa respectivo dependiente de la energfa [|J/p(E)] {tipo de tejido} en el intervalo de radiacion suave, por ejemplo, intervalo de rayos X, ya se conoce para diferentes tipos de tejido, estos valores se almacenan, o se pueden recuperar en internet, como una tabla en un archivo o base de datos. Si los coeficientes de absorcion masa-energfa respectivos dependientes de la energfa [j/p(E)] {tipo de tejido} aun no se conocen para ciertos tipos de tejidos, estos pueden calcularse de antemano con la ayuda de la consistencia del tejido a partir del coeficiente de absorcion masa-energfa de los elementos respectivos [j/p(E)] {elemento} y a continuacion se pueden almacenar en esta tabla. El archivo y/o la base de datos se almacenan preferiblemente en un dispositivo de almacenamiento, que el metodo o la unidad de procesamiento, en el que el metodo es llevado a cabo, segun sea el caso, se accede o se puede acceder. Los valores pueden almacenarse asf en el archivo o en la base de datos para su uso y/o calculo, en particular automatico.

Posteriormente, segun el metodo de la invencion, los datos para el tratamiento del tejido, por ejemplo para el tratamiento del tumor, se generan a partir de los datos determinados y/o los datos determinados se proporcionan para la generacion de datos para el tratamiento del tejido, por ejemplo el tratamiento del tumor. Ejemplos preferidos, pero no exclusivos para esto, se describiran con mas detalle en el curso de la descripcion.

Con el metodo segun la invencion, en particular, resulta posible indicar o presentar, respectivamente, los datos requeridos para planificar un tratamiento de tejido, por ejemplo un tratamiento de tumor, con un sistema de irradiacion de baja energfa directamente, en particular visualmente, en relacion con datos de calidad del tejido, por ejemplo con imagenes de TC o imagenes de rayos x. El metodo segun la invencion permite asf, en particular, para la planificacion de un tratamiento de tejido, por ejemplo un tratamiento de tumor, por medio de un sistema de radiacion de baja energfa con calculo y presentacion de la eficacia ffsica y/o biologica y/o medica del sistema.

Preferiblemente, la tasa de la dosis para el tejido que ha de ser irradiado, se puede calcular, a partir de los datos determinados, en particular de forma automatica. Si en una ubicacion espedfica dentro del tejido, el valor de la tasa de la dosis, que alcanza esa ubicacion durante el tratamiento, se requiere o se desea, este puede ahora calcularse facilmente con el metodo segun la invencion, en particular, si se conoce el espectro en la superficie del dispositivo emisor o del dispositivo aplicador. Por ejemplo, el calculo de la tasa de la dosis absorbida en un punto espedfico puede llevarse a cabo a partir del espectro de radiacion y del tipo de tejido en este punto.

En una realización preferida, el curso del calculo puede ser de tal manera que se determine el vector de conexion entre el isocentro del dispositivo emisor de radiacion y el punto del tejido que ha de ser irradiado, para calcular la tasa de la dosis; que se calcule el punto de salida del vector de conexion en la superficie del dispositivo emisor de radiacion; que se calcule la seccion de trayecto entre el punto de salida y el punto del tejido, que ha de ser irradiado; que se determinen los volumenes espaciales asociados en los datos de calidad del tejido, por ejemplo el tejido tumoral y/o el tejido en la proximidad del tumor, a lo largo de la seccion de trayecto calculada; que se determinen los tipos de tejido y su posicion y/o extension a lo largo de la seccion de trayecto; que se calcule el espectro de radiacion, que existe despues de la transmision a lo largo de la seccion de trayecto calculada en el punto del tejido, que ha de ser irradiado; y que se calcule la tasa de la dosis en el punto del tejido que ha de ser irradiado a partir del espectro de radiacion y del tipo de tejido en el punto del tejido que ha de ser irradiado.

Esto se aclarara por medio de una realización concreta como ejemplo:

Si en una ubicacion espedfica dentro del tejido G, se desea el valor de la tasa de la dosis D que alcanza esa ubicacion durante el tratamiento, el curso del calculo con el metodo segun la invencion, puede tener lugar de la siguiente manera, en donde en este ejemplo, el espectro en la superficie del dispositivo emisor ha de ser conocido:

En primer lugar, se determina el vector de conexion entre el isocentro I de un sistema de roentgen XRS y el punto G. A continuacion, se calcula el punto de salida A del vector de conexion en la superficie del dispositivo emisor. Posteriormente, se calculan la seccion de trayecto desde A hasta G y los Voxeles asociados a lo largo de esta seccion de trayecto en las imagenes, por ejemplo imagenes de TC, que se han generado de antemano. Ademas, se llevan a cabo el calculo o la determinacion, respectivamente, de los tipos de tejido y su respectiva posicion y/o extension a lo largo de la seccion de trayecto desde A hasta G o en los Voxeles determinados. Ademas, se calcula el espectro de radiacion S, por ejemplo, el espectro roentgen, que esta presente en el punto final G despues de la transmision a lo largo de la seccion de trayecto desde A hasta G. El calculo de la tasa de la dosis D absorbida en el punto G se lleva a cabo a partir del espectro de radiacion S y del tipo de tejido en este punto. Por lo tanto, la eficacia ffsica resulta conocida.

Preferiblemente, pueden generarse y/o determinarse y/o proporcionarse datos ffsicos y/o biologicos y/o medicos adicionales, en donde los datos ffsicos y/o biologicos y/o medicos adicionales estan siendo usados para generar datos para el tratamiento de tejido, por ejemplo, el tratamiento de tumores. y/o estan siendo proporcionados para generar datos para el tratamiento de tejidos, por ejemplo, el tratamiento de tumores.

Por ejemplo, la RBE (efectividad biologica relativa) puede, si se desea, calcularse y preferiblemente presentarse, por ejemplo mostrarse, en cada ubicacion arbitraria en el tejido como valores biologicos y la probabilidad de recurrencia del tumor (probabilidad de recurrencia) como valores medicos

Con el fin de resolver el problema de la comparabilidad del tratamiento de baja energfa con otros tratamientos o formas terapeuticas, tal como por ejemplo, una irradiacion con acelerador lineal, por medio de las imagenes como se ha descrito ademas anteriormente, por ejemplo por medio de imagenes de TC, imagenes de rayos X o roentgenogramas, esas areas o el volumen, por ejemplo por medio de la escala de Hounsfield mencionada ademas anteriormente, en que se garantiza la misma eficacia de tratamiento mediante el sistema de baja energfa comparado con otras formas de tratamiento, puede calcularse adicionalmente y mostrarse posteriormente en la imagen para propositos de informacion para el usuario. Por ejemplo, puede considerarse la asf llamada "esfera de equivalencia". Esto se describe, por ejemplo, en el arffculo "Carsten Herskind, Jurgen Griebel, Uta Kraus-Tiefenbacher, Frederik Wenz - Sphere of equivalence - a novel Target volumen concept for intraoperative radiotherapy using low-energy X rays - ( “Esfera de equivalencia - un concepto novedoso de volumen objetivo para radioterapia intra-operatoria con rayos X de baja energfa”) - en Int. J. Radiation Oncology Bio. Phys. Vol.72 n° 5, pags. 1575-1581 del ano 2008 ", cuya exposicion se incorpora en la descripcion de la presente invencion por referencia. Estas esferas de valores de equivalencia pueden representarse preferiblemente en la imagen, por ejemplo, en la imagen de TC o en la imagen de rayos x.

En una realización preferida, los datos determinados y/o calculados y/o los datos para el tratamiento del tejido, por ejemplo, el tratamiento del tumor, se pueden presentar visualmente en una pantalla de presentacion.

En particular, se puede proporcionar, que los datos ffsicos de la fuente de radiacion y/o los datos de propiedad ffsica del tejido determinado en relacion con la radiacion de la fuente de radiacion y/o los datos ffsicos y/o biologicos y/o medicos adicionales se presenten visualmente junto con, en particular mostrados en, los datos de calidad del tejido, por ejemplo el tejido tumoral y/o el tejido en la proximidad del tumor.

Con el metodo segun la invencion como se ha descrito anteriormente, resulta posible, en particular, ilustrar visualmente, de forma directa los datos requeridos para planificar el tratamiento del tejido, en particular el tratamiento del tumor, con el sistema de irradiacion de baja energfa en una pantalla de presentacion junto con, o mostrado en, imagenes de TC o imagenes de rayos x o roentgenogramas del tejido, por ejemplo el tejido tumoral, con la proximidad del tejido. Los datos que se muestran en las imagenes, pueden proporcionar a los diversos usuarios informacion importante con respecto a la efectividad ffsica/biologica/medica del sistema y/o del tratamiento, que de otra manera sena engorroso tener que ser calculado por el propio usuario.

Con el metodo segun la invencion, no solamente se puede calcular la tasa de la dosis en el tejido. Estos datos pueden en su lugar mostrarse tambien en una imagen del tejido. Ademas, tambien se pueden calcular y tambien mostrar datos/informacion biologicos/medicos adicionales en la imagen.

El metodo segun la invention se basa en particular en el conocimiento de las propiedades ffsicas de la radiation del sistema de irradiation de baja energfa, por ejemplo, el espectro y la propiedad ffsica de diferentes tipos de tejido en relation con la radiacion del sistema de irradiacion de baja energfa y/o con rayos x suaves, lo que significa el comportamiento de absorcion dependiente de la energfa y similares de tejido con rayos x de hasta 100 keV, en particular de hasta 50 keV. Ademas, el metodo tambien se basa, en particular, en el conocimiento de la imagen, por ejemplo, la imagen de TC o la imagen de roentgen, de la proximidad del tejido afectado, por ejemplo, la proximidad del tumor, con asociacion de los niveles de gris de los pfxeles de imagen en la imagen a los tipos de tejido respectivos, por ejemplo sobre la base de la escala Hounsfield,

Un calculo en 3D no es necesariamente obligatorio. En general, una vista en section en 2D tambien es suficiente.

Con tejido suficientemente homogeneo, por ejemplo en el caso de un tratamiento solo para mamas, el metodo no tiene necesariamente que poseer la capacidad de calcular tejido heterogeneo. En ese caso, sena suficiente el calculo del tejido homogeneo.

Segun un aspecto adicional, se proporciona un programa informatico que, si se ejecuta en un dispositivo o unidad de procesamiento de datos o se carga en tal dispositivo o unidad, interactua de tal manera que el metodo segun la invencion como se ha descrito anteriormente, se ejecuta en la unidad de procesamiento de datos.

El programa informatico es preferiblemente uno para un sistema de irradiacion de baja energfa con calculo y presentation de la eficacia ffsica y/o biologica y/o medica del sistema.

En lo sucesivo, la invencion se explicara con mas detalle por medio de realizaciónes con referencia a las figuras adjuntas. En donde:

La fig. 1 muestra, en representation esquematica, un dispositivo de irradiacion de baja energfa, con el cual se puede llevar a cabo un metodo segun la invencion para generar y/o proporcionar datos para un tratamiento de tumores intraoperatorio;

La fig. 2 muestra, en representacion esquematica, un dispositivo de irradiacion de baja energfa con el que se puede llevar a cabo un metodo segun la invencion para generar y/o proporcionar datos para un tratamiento de tejidos en la superficie; y

La Fig. 3 muestra, en representacion esquematica, como se puede calcular la tasa de la dosis para un tejido, que ha de ser irradiado, en un punto G espedfico.

En la fig. 1, se muestra un dispositivo 10 de irradiacion de baja energfa, que se puede usar para la irradiacion intraoperatoria de tejido despues de la extirpation de un tumor de mama.

El dispositivo 10 de irradiacion de baja energfa tiene una disposition 11 para generar un haz de electrones y un deflector 12 de haz adyacente. Ademas, se proporciona un dispositivo 13 de grna para guiar el haz de electrones generado a una fuente 14 de radiacion. La fuente 14 de radiacion, que puede tener un objetivo de oro, genera una radiacion suave de baja energfa, por ejemplo con un espectro que va desde 0 hasta una energfa de radiacion maxima de 100 keV, en particular de 50 keV. La radiacion, que se genera por la fuente 14 de radiacion, puede dirigirse a un tejido que ha de ser irradiado, mediante un dispositivo emisor. En este caso, la radiacion se puede liberar de una manera dirigida en el tejido predeterminado. Para el posicionamiento dirigido de la fuente 14 de radiacion en el lecho tumoral o en la zona de irradiacion, se proporciona, segun sea el caso, un equipamiento 16 aplicador, que es un aplicador de balon en el ejemplo mostrado.

El dispositivo 10 de irradiacion se supone que sirve para irradiar el tejido 17 en la proximidad del tumor durante una irradiacion de mama. En primer lugar, el tumor se extirpa quirurgicamente. Posteriormente, el equipamiento 16 aplicador se introduce en la zona de irradiacion. Posteriormente, la fuente 14 de radiacion se inserta en el equipamiento 16 aplicador, en donde la fuente 14 de radiacion se puede posicionar de manera precisa por medio del equipamiento 16 aplicador.

La generacion y provision de los datos requeridos para el tratamiento del tumor se efectua con el metodo segun la invencion, cuyo curso se explicara en detalle a continuation. Para una mejor comprension, aquellos componentes en la figura, que se relacionan con el curso del metodo, se muestran en lmeas discontinuas.

Segun la presente invencion, se proporciona un metodo para generar y/o proporcionar datos para un tratamiento de tumores por medio del dispositivo 10 de irradiacion de baja energfa. Para llevar a cabo el metodo, se proporciona una unidad 20 de procesamiento.

Los datos ffsicos de la fuente 14 de radiacion se determinan directamente al salir del dispositivo 15 emisor. Por ejemplo, se puede proporcionar para este proposito, que el espectro de la fuente 14 de radiacion se determine directamente al salir del dispositivo 15 emisor como datos ffsicos de la fuente 14 de radiacion, lo que se ilustra mediante la ffnea de conexion 21. Los valores del espectro o de los espectros, respectivamente, pueden generarse preferiblemente por medio de mediciones apropiadas, cuyos resultados se almacenan preferiblemente en un archivo o base de datos. El archivo y/o la base de datos se almacenan en un dispositivo 22 de almacenamiento, al cual accede o puede acceder el metodo o la unidad 20 de procesamiento, en donde el metodo se lleva a cabo, segun sea el caso.

Ademas, se determinan los datos de calidad del tejido 17 en la proximidad del tumor. Por ejemplo, se puede proporcionar, que los datos de calidad del tejido 17 en la proximidad del tumor se generan por medio de un dispositivo 23 para llevar a cabo un metodo de formacion de imagenes, lo que se clarifica mediante la lmea de conexion 24. Por ejemplo, por medio del dispositivo 23 pueden generarse imagenes apropiadas, tales como imagenes de TC, imagenes de rayos x y similares. Con el fin de determinar, preferiblemente de forma automatica, el tipo de tejido 17 en la proximidad del tumor, por ejemplo, se pueden usar por ejemplo las imagenes, por ejemplo fotograffas de TC o fotograffas de rayos x, que se han tomado de antemano. Con el metodo segun la invencion, por ejemplo, se puede generar en primer lugar una imagen del tejido 17 en la proximidad del tumor por medio de un metodo de formacion de imagenes. La imagen asf generada se transmite a continuacion a un dispositivo 25 de analisis dentro de la unidad 20 de procesamiento, que se clarifica mediante la lmea de conexion 26, y se analiza en el dispositivo 25 de analisis por medio de un metodo de analisis, por ejemplo con respecto a los valores de gris respectivos. En la unidad 20 de procesamiento se determina a continuacion el tipo de tejido a partir de los valores de gris determinados y se proporciona en forma de o como datos de calidad.

Ademas, se determinan los datos de propiedad ffsica del tejido determinado en relacion con la radiacion de la fuente 14 de radiacion. Preferiblemente, el coeficiente de absorcion masa-energfa se determina para este proposito.

En particular, se ha proporcionado, que para diferentes tipos de tejido, se conoce el coeficiente de absorcion masaenergfa dependiente de la energfa [|-i/p(E)] {tipo de tejido} en el intervalo de radiacion suave, por ejemplo, intervalo de rayos x. Por ejemplo, se puede proporcionar que los coeficientes de absorcion de masa-energfa para diferentes tipos de tejido se almacenen o hayan sido almacenados en un archivo o base de datos. El archivo y/o la base de datos se almacenan preferiblemente en un dispositivo 27 de almacenamiento, al que accede o puede acceder el metodo o la unidad 20 de procesamiento, en donde se lleva a cabo el metodo, segun sea el caso.

Posteriormente, los datos 28 para el tratamiento del tumor se generan a partir de los datos determinados y/o los datos determinados se proporcionan para generar datos para el tratamiento del tumor. Preferiblemente, la tasa de la dosis para el tejido que ha de ser irradiado, se puede calcular en particular de forma automatica, a partir de los datos determinados.

Los datos determinados y/o calculados y/o los datos para el tratamiento del tumor se ilustran visualmente en una pantalla 29 de presentacion. En particular, puede preverse, que los datos ffsicos de la fuente 14 de radiacion y/o los datos de propiedad ffsica del tejido determinado junto con la radiacion de la fuente 14 de radiacion y/o datos ffsicos y/o biologicos y/o medicos adicionales se ilustran visualmente junto con, en particular mostrados en, los datos de calidad del tejido en la proximidad del tumor.

En la fig. 2, se representa un dispositivo 10 de irradiacion de baja energfa, que se usa para la irradiacion de tejidos en la superficie del cuerpo.

El dispositivo 10 de irradiacion de baja energfa tiene una disposicion 11 para generar un haz de electrones y un deflector 12 de haz adyacente. Ademas, se ha previsto un dispositivo 13 de grna para guiar el haz de electrones generado a una fuente 14 de radiacion. La fuente 14 de radiacion, que puede tener por ejemplo un objetivo de oro, genera una radiacion suave de baja energfa, por ejemplo con un espectro que va desde 0 hasta una energfa de radiacion maxima de 100 keV, en particular de 50 keV. Mediante un dispositivo 15 emisor, la radiacion que es generada por la fuente 14 de radiacion puede dirigirse a un tejido que ha de ser irradiado. En este caso, la radiacion se puede liberar de manera dirigida al tejido predeterminado.

Como se muestra ademas en la fig. 2, se proporciona un equipamiento 16 aplicador, que es un aplicador de superficie, de manera que se puede llevar a cabo tambien una irradiacion del tejido 17 fuera del cuerpo, tambien independientemente de una cirugfa del tumor. En la realización segun la fig. 2, la radiacion no se introduce intraoperatoriamente, como se ha indicado en combinacion con la fig. 1. En vez de ello, la radiacion se aplica a la superficie que ha de ser irradiada. Con el fin de ser capaz de generar diferentes caractensticas de radiacion con el equipamiento 16 aplicador, por ejemplo, ser capaz de irradiar en diferentes profundidades en un tejido que ha de ser irradiado, el equipamiento 16 aplicador de la realización, que se ha representado en la fig. 2 tiene un elemento 18 para influir en el rayo. El elemento 18 para influir en el rayo esta previsto preferiblemente como una lente para cambiar las caractensticas del rayo. El elemento 18 esta dispuesto preferiblemente de forma intercambiable, lo que significa de forma desmontable, en el equipamiento 16 aplicador. La radiacion se aplica a la superficie 17 de tejido que ha de ser irradiada, desde la fuente 14 de radiacion mediante el elemento 18 que influye en el rayo.

La realización que se muestra en la fig. 2 y que se ha descrito anteriormente, tambien es adecuada, por ejemplo, para la irradiacion de lesiones superficiales o tumores, en particular en la piel o sobre la superficie de los organos.

La generacion y provision de los datos requeridos para el tratamiento del tejido se efectua de nuevo con el metodo segun la invencion, cuyo curso se explicara a continuacion en detalle. Para una mejor comprension, tambien en la fig. 2, aquellos componentes en la figura, que se relacionan con el curso del metodo, se muestran con ffneas discontinuas.

Segun la presente invencion, se proporciona un metodo para la generacion y/o provision de datos para un tratamiento de tumores por medio del dispositivo 10 de irradiacion de baja energfa. Se proporciona una unidad 20 de procesamiento para llevar a cabo el metodo.

Los datos ffsicos de la fuente 14 de radiacion se determinan directamente al salir del dispositivo 15 emisor. Por ejemplo, se puede prever para este proposito, que el espectro de la fuente 14 de radiacion se determine directamente al salir del dispositivo 15 emisor como datos ffsicos de la fuente de radiacion 14, lo que se clarifica mediante la ffnea de conexion 21. Los valores del espectro o de los espectros, respectivamente, se pueden generar preferiblemente por medio de mediciones apropiadas, cuyos resultados se almacenan preferiblemente en un archivo o base de datos. El archivo y/o la base de datos se almacenan en un dispositivo 22 de almacenamiento, al cual accede o puede acceder el metodo o la unidad 20 de procesamiento, donde se lleva a cabo el metodo, segun sea el caso.

Ademas, se determinan los datos de calidad del tejido 17 en la proximidad del tumor. Se puede prever, por ejemplo, que los datos de calidad del tejido 17 en la proximidad del tumor se generen por medio de un dispositivo 23 para llevar a cabo un metodo de formacion de imagenes, que se clarifica mediante la ffnea de conexion 24. Por ejemplo, mediante el dispositivo 23 se pueden generar imagenes apropiadas, tales como imagenes de TC, imagenes de rayos x y similares. Con el fin de determinar, preferiblemente, de forma automatica, el tipo del tejido 17 en la proximidad del tumor, se pueden usar las imagenes, por ejemplo, fotograffas de TC o fotograffas de rayos x, que se han tomado de antemano, por ejemplo. Con el metodo segun la invencion, por ejemplo, se puede generar primero una imagen del tejido 17 en la proximidad del tumor por medio de un metodo de formacion de imagenes. La imagen asf generada se transmite a continuacion a un dispositivo 25 de analisis dentro de la unidad 20 de procesamiento, lo que se clarifica mediante la ffnea de conexion 26, y se analiza en el dispositivo 25 de analisis por medio de un metodo de analisis, por ejemplo, con respecto a los valores de gris respectivos. En la unidad 20 de procesamiento, se determina el tipo de tejido a partir de los valores de gris determinados y se proporciona en forma de o como datos de calidad.

Ademas, se determinan los datos de propiedad ffsica del tejido determinado en relacion con la radiacion de la fuente 14 de radiacion. Preferiblemente, el coeficiente de absorcion de masa-energfa se determina para este proposito. En particular, se proporciona que, para diferentes tipos de tejido, se conoce el coeficiente de absorcion de masa-energfa depende de la energfa [|J/p(E)] {tipo de tejido} en el intervalo de radiacion suave, por ejemplo, intervalo de rayos X. Puede proporcionarse, por ejemplo, que los coeficientes de absorcion de masa-energfa para diferentes tipos de tejidos se almacenen o hayan sido almacenados, respectivamente, en un archivo o base de datos. El archivo y/o la base de datos se almacenan preferiblemente en un dispositivo 27 de almacenamiento, al cual accede o puede acceder el metodo o la unidad 20 de procesamiento, en donde se lleva a cabo el metodo, segun sea el caso.

Posteriormente, los datos 28 para el tratamiento del tumor se generan a partir de los datos determinados y/o los datos determinados se proporcionan para generar datos para el tratamiento del tumor. Preferiblemente, la tasa de la dosis para el tejido, que ha de ser irradiada, puede, en particular de forma automatica, calcularse a partir de los datos determinados.

Los datos determinados y/o calculados y/o los datos para el tratamiento del tumor se ilustran visualmente en una pantalla 29 de presentacion. En particular, se puede proporcionar, que los datos ffsicos de la fuente 14 de radiacion y/o los datos de propiedad ffsica del tejido determinado en relacion con la radiacion de la fuente 14 de radiacion y/o datos ffsicos y/o biologicos y/o medicos adicionales se ilustran visualmente junto con, en particular mostrados en, los datos de calidad del tejido en la proximidad del tumor.

En la fig. 3 se muestra esquematicamente, como se puede calcular la tasa de la dosis para el tejido que ha de ser irradiada, en un punto G espedfico. Si en un punto G espedfico en el tejido, se requiere o se desea que el valor de la tasa de la dosis, alcance ese punto durante el tratamiento, ahora se puede calcular facilmente por medio del metodo segun la presente invencion.

En un lugar especfico en el tejido G, que puede estar ubicado en un tejido tumoral o en el area circundante del tejido tumoral, se desea que el valor de la tasa de dosis, alcance esa zona durante un tratamiento, el curso del calculo con el metodo segun la presente invencion, puede llevarse a cabo como sigue, en donde en este ejemplo, se ha de conocer el espectro en la superficie del dispositivo emisor.

En primer lugar, el vector de conexion V entre el isocentro I en el area de la punta de la fuente 14 de radiacion - aqrn una fuente de rayos x -, que esta ubicada dentro de un equipamiento 16 aplicador, y se determina el punto G. Despues se calcula el punto de salida A del vector de conexion V en la superficie del dispositivo emisor, que en el presente ejemplo es un equipamiento aplicador. Posteriormente, la seccion de trayecto que va desde A hasta G a traves de los diferentes tipos de tejido 1, 2, 3 y 4 y los Voxeles asociados se calculan a lo largo de esta seccion de trayecto en las imagenes, por ejemplo, imagenes de TC, que se han generado de antemano. Ademas, se lleva a cabo el calculo o la determinacion, respectivamente, de los tipos de tejido 1, 2, 3 y 4 y su respectiva posicion y/o extension a lo largo de la seccion de trayecto que va desde A hasta G y/o en los Voxeles determinados. Ademas, se calcula el espectro de radiacion, por ejemplo, el espectro de roentgen, que esta presente en el punto final G despues de la transmision a lo largo de la seccion de trayecto que va desde A hasta G. El calculo de la tasa de dosis absorbida D en el punto G se lleva a cabo desde el espectro S de radiacion y el tipo de tejido en este punto. Por lo tanto, resulta conocida la eficacia ffsica.

Numeros de referencia

10 dispositivo de irradiacion de bajo consumo.

11 disposicion para generar un haz de electrones

12 deflector de rayos

13 dispositivo de grna para guiar el haz de electrones

14 fuente de radiacion

15 dispositivo emisor

16 equipamiento aplicador

17 tejido en la proximidad de un tumor/tejido que ha de ser irradiado

18 elemento para influir en el rayo

20 unidad de procesamiento

21 determinacion del espectro de la fuente de radiacion

22 dispositivo de almacenamiento con datos ffsicos de la fuente de radiacion

23 equipamiento para llevar a cabo un metodo de formacion de imagenes

24 generacion de datos de calidad del tejido

25 dispositivo de analisis

26 transmision de datos de calidad

27 dispositivo de almacenamiento con coeficientes de absorcion de masa-energfa de diferentes tipos de tejidos 28 datos para el tratamiento del tumor

29 pantalla de presentacion

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. - Un metodo para generar y/o proporcionar datos (28) para un tratamiento de tejido mediante un dispositivo (10) de irradiacion de baja ene^a , en donde el dispositivo (10) de irradiacion de baja e n e ^a tiene una fuente (l4 ) de irradiacion para generar radiacion suave con un espectro que va desde 0 hasta una energfa de rayo maxima de 100 keV, en particular una radiacion con un espectro que va desde 0 a una energfa de radiacion maxima de 50 keV y un dispositivo emisor para emitir la irradiacion a un tejido que ha de ser irradiado, caracterizado por las siguientes operaciones:

- se determinan los datos ffsicos de la radiacion emitida por la fuente de radiacion directamente en una ubicacion o en el area o proximidad de la ubicacion, donde la radiacion sale del dispositivo (15) emisor;

- se determinan los datos de calidad del tejido (17);

- se determinan los datos de propiedad ffsica del tejido determinado en relacion con la radiacion de la fuente (14) de irradiacion;

- se generan los datos (28) para el tratamiento del tejido a partir de los datos determinados y/o los datos determinados se proporcionan para generar datos para el tratamiento del tejido.

2. - Un metodo segun la reivindicación 1, caracterizado por que el espectro de la radiacion emitida por la fuente (14) de radiacion se determina como datos ffsicos del dispositivo (14) de radiacion directamente en una ubicacion o en el area o proximidad de la ubicacion, donde la radiacion sale del dispositivo emisor.

3. - Un metodo segun la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que los datos de calidad del tejido (17) se determinan por medio de un metodo que formacion de imagenes.

4. - Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el coeficiente de absorcion de masaenergfa se determina como datos de propiedad ffsica del tejido determinado en relacion con la radiacion de la fuente (14) de radiacion.

5. - Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la tasa de la dosis para el tejido, que ha de ser irradiado, se determina a partir de los datos determinados.

6. - Un metodo segun la reivindicación 5, caracterizado por que para el calculo de la tasa de la dosis

se determina el vector de conexion entre el isocentro del dispositivo (15) emisor de radiacion y el punto del tejido que ha de ser irradiado;

que se calcula el punto de salida del vector de conexion en la superficie del dispositivo emisor de radiacion;

que se calcula la distancia entre el punto de salida y el punto del tejido que ha de ser irradiado;

que se determinan los volumenes espaciales asociados en los datos de calidad del tejido (17) a lo largo de la distancia calculada;

que se determinan los tipos de tejido y su posicion y/o extension a lo largo de la distancia calculada;

que se calcula el espectro de radiacion, que despues de la transmision realizada a lo largo de la distancia calculada existe en el punto del tejido que ha de ser irradiado; y

que se calcula la tasa de la dosis en el punto del tejido, que ha de ser irradiado, a partir del espectro de radiacion y del tipo de tejido en el punto del tejido, que ha de ser irradiado.

7. Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que pueden generarse y/o determinarse y/o proporcionarse datos ffsicos y/o biologicos y/o medicos adicionales, y por el hecho de que los datos ffsicos y/o biologicos y/o medicos adicionales se estan usando para generar datos (28) para el tratamiento del tejido y/o se estan proporcionando para generar datos para el tratamiento del tejido, por ejemplo, el tratamiento del tumor.

8. - Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que los datos determinados y/o los datos (28) para el tratamiento del tejido se presentan visualmente en una pantalla (29) de presentacion.

9. - Un metodo segun la reivindicación 8, caracterizado por que los datos ffsicos de la fuente (14) de radiacion y/o las propiedades ffsicas del tejido determinado en relacion con la radiacion de la fuente (14) de radiacion y/o los datos ffsicos y/o biologicos y/o medicos adicionales junto con los datos constitutivos del tejido, en particular incorporados en el, se presentan visualmente.

10.- Un producto de programa informatico, que, si se ejecuta en un dispositivo de procesamiento de datos o se carga en tal dispositivo, interactua con el dispositivo de procesamiento de datos de tal manera que en la unidad de procesamiento de datos, se ejecuta el metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.