FR2728471A1 - Appareil de radiotherapie a faisceau tridimensionnel de rayons x, comportant des moyens d'imagerie de controle et de diagnostic - Google Patents
Appareil de radiotherapie a faisceau tridimensionnel de rayons x, comportant des moyens d'imagerie de controle et de diagnostic Download PDFInfo
- Publication number
- FR2728471A1 FR2728471A1 FR9415696A FR9415696A FR2728471A1 FR 2728471 A1 FR2728471 A1 FR 2728471A1 FR 9415696 A FR9415696 A FR 9415696A FR 9415696 A FR9415696 A FR 9415696A FR 2728471 A1 FR2728471 A1 FR 2728471A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- patient
- support
- dimensional
- source
- rays
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
- A61N5/1042—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy with spatial modulation of the radiation beam within the treatment head
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
Abstract
Appareil de radiothérapie à faisceau tridimensionnel de rayons X, comportant des moyens d'imagerie de contrôle et de diagnostic. Cet appareil comprend un premier support (4) pour un patient, un deuxième support (6) tournant autour du premier, une source (8) de rayons X montée sur le deuxième support et fournissant un faisceau tridimensionnel divergent de rayons X, des moyens (10) de collimation à ouverture bidimensionnelle réglable, montés sur le deuxième support et destinés à moduler spatialement le faisceau avant qu'il n'atteigne le patient et des moyens (24, 34) d'imagerie de contrôle tridimensionnelle et d'imagerie de diagnostic bi- ou tridimensionnelle. Application au traitement de tumeurs.
Description
APPAREIL DE RADIOTHERAPIE A FAISCEAU TRIDIMENSIONNEL DE
RAYONS X, COMPORTANT DES MOYENS D'IMAGERIE DE CONTROLE ET
DE DIAGNOSTIC
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un appareil associant radiothérapie volumique et imageries de préférence volumiques.
RAYONS X, COMPORTANT DES MOYENS D'IMAGERIE DE CONTROLE ET
DE DIAGNOSTIC
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un appareil associant radiothérapie volumique et imageries de préférence volumiques.
Elle s'applique notamment au traitement de tumeurs.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
On connaît déjà des appareil de radiothérapie comprenant une source de rayons X qui est montée sur un support capable de tourner autour du patient à traiter par radiothérapie.
On connaît déjà des appareil de radiothérapie comprenant une source de rayons X qui est montée sur un support capable de tourner autour du patient à traiter par radiothérapie.
On connaît en particulier un tel appareil de radiothérapie, muni de moyens d'examen du patient par tomographie, grâce au document suivant auquel on se reportera (1) T. Rock Mackie et al., "Tomotherapy : A new concept
for the delivery of dynamic conformal radiotherapy",
Med. Phys. 20 < 6), Nov/dec 1993.
for the delivery of dynamic conformal radiotherapy",
Med. Phys. 20 < 6), Nov/dec 1993.
Dans cet appareil, les moyens de tomographie sont montés sur le support tournant et la source de rayons X comprend un accélérateur linéaire d'électrons et des moyens de production d'un faisceau de rayons X à partir du faisceau d'électrons fourni par l'accélérateur.
Cet appareil connu par le document (1) utilise une source de rayons X qui fournit un faisceau de rayons
X plan et donc bidimensionnel.
X plan et donc bidimensionnel.
Le patient est placé sur un support qui se déplace en translation parallèlement à l'axe de rotation du support pendant le traitement.
Avant d'atteindre le patient, le faisceau de rayons X traverse l'ouverture rectiligne (et donc unidimensionnelle) d'un collimateur à pluralité de dents.
Après avoir traversé le patient, le faisceau de rayons X est détecté grâce à un détecteur linéaire de rayons X.
En fait, dans cet appareil connu par le document (1), le patient est soumis à une irradiation en spirale qui est modulée temporellement au moyen d'un collimateur à fente rectiligne.
Cet appareil connu par le document (1) permet d'associer la thérapie et l'imagerie en tirant le meilleur parti du mouvement de translation du patient requis dans l'état actuel de l'imagerie par tranches, mais présente l'inconvénient de soumettre le patient à un débit de dose trop faible requérant des durées d'expositions incompatibles avec la fixité corporelle requise du patient.
Il pose également un problème de superposition de doses de rayons X.
Enfin, la translation du patient en cours de traitement soulève des problèmes de sécurité.
EXPOSE DE L'INVENTION
La présente invention propose un appareil de radiothérapie qui utilise un faisceau tridimensionnel de rayons X.
La présente invention propose un appareil de radiothérapie qui utilise un faisceau tridimensionnel de rayons X.
Dans cet appareil, ce faisceau est spatialement modulé grâce à des moyens de collimation à ouverture bidimensionnelle.
De préférence, ce faisceau est en outre temporellement modulé par commande électronique.
L'appareil est associé à une imagerie de contrôle de l'irradiation du patient et aussi à une imagerie de diagnostic qui s'effectue par tomographie ou mieux en volume soit à l'aide d'un faisceau de rayons X tridimensionnel soit par résonance magnétique nucléaire (RMN).
De façon précise, la présente invention a pour objet un appareil de radiothérapie destiné au traitement d'un patient, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend - un premier support sur lequel repose le patient
pendant le traitement et qui reste fixe pendant ce
traitement (mais peut être ajusté pendant une phase
préalable de mise en place du patient), - un deuxième support apte à tourner autour du premier
support, - une source de rayons X qui est montée sur le deuxième
support et qui est apte à fournir un faisceau
tridimensionnel divergent de rayons X, destiné au
traitement du patient, et - des moyens de collimation à ouverture
bidimensionnelle réglable, qui sont montés sur le
deuxième support et qui sont destinés à moduler
spatialement le faisceau de rayons X fourni par la
source, avant que ce faisceau n'atteigne le
patient, - des moyens d'imagerie de contrôle
tridimensionnelle, et - des moyens d'imagerie de diagnostic bidimensionnelle
ou tridimensionnelle.
pendant le traitement et qui reste fixe pendant ce
traitement (mais peut être ajusté pendant une phase
préalable de mise en place du patient), - un deuxième support apte à tourner autour du premier
support, - une source de rayons X qui est montée sur le deuxième
support et qui est apte à fournir un faisceau
tridimensionnel divergent de rayons X, destiné au
traitement du patient, et - des moyens de collimation à ouverture
bidimensionnelle réglable, qui sont montés sur le
deuxième support et qui sont destinés à moduler
spatialement le faisceau de rayons X fourni par la
source, avant que ce faisceau n'atteigne le
patient, - des moyens d'imagerie de contrôle
tridimensionnelle, et - des moyens d'imagerie de diagnostic bidimensionnelle
ou tridimensionnelle.
De préférence, dans la présente invention, l'enveloppe du faisceau fourni par la source de rayons
X a sensiblement la forme d'un cône dont l'axe est perpendiculaire à l'axe de rotation du deuxième support et rencontre cet axe de rotation.
X a sensiblement la forme d'un cône dont l'axe est perpendiculaire à l'axe de rotation du deuxième support et rencontre cet axe de rotation.
Selon un mode de réalisation préféré de l'appareil objet de la présente invention, les moyens de collimation comprennent deux groupes, placés en regard l'un de l'autre, d'éléments parallèles, faits d'un matériau apte à atténuer les rayons X et mobiles en translation indépendamment les uns des autres, transversalement au faisceau de rayons X émis par la source.
De préférence, le faisceau de rayons X émis par la source et modulé par les moyens de collimation est envoyé tel quel au patient, sans égalisation de ce faisceau.
Ceci permet d'augmenter encore plus le débit de dose.
Les moyens d'imagerie de contrôle peuvent comprendre des moyens de détection bidimensionnelle du faisceau de rayons X collimaté, après que ce faisceau collimaté a traversé le patient, ces moyens de détection bidimensionnelle étant montés sur le deuxième support, à l'opposé des moyens de collimation par rapport à l'axe de rotation de ce deuxième support.
De préférence, dans la présente invention, la source de rayons X comprend - un accélérateur linéaire d'électrons apte à fournir
un faisceau d'électrons, et - des moyens de production du faisceau de rayons X à
partir de ce faisceau d'électrons.
un faisceau d'électrons, et - des moyens de production du faisceau de rayons X à
partir de ce faisceau d'électrons.
L'accélérateur linéaire d'électrons comprend une source d'électrons qui est de préférence commandée de façon impulsionnelle.
Les moyens d'imagerie de diagnostic peuvent comprendre des moyens d'examen du patient par tomographie ou par imagerie tridimensionnelle du type morphomètre ou résonance magnétique nucléaire, ces moyens d'examen étant montés sur le deuxième support.
Au sujet de l'imagerie de type morphomètre ("morphometer" dans les publication en langue anglaise), on se reportera au document suivant (2) D. Saint Félix et al., Three dimensional X-ray angiography : first in vivo results with a new system",
SPIE vol. 1897 Image Capture, Formatting and Display (1993), p. 90 à 98.
SPIE vol. 1897 Image Capture, Formatting and Display (1993), p. 90 à 98.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés ci-après, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels
la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un
appareil de radiothérapie conforme à la présente
invention, dans un plan perpendiculaire à l'axe de
rotation du support tournant que comprend cet
appareil,
la figure 2 est une vue en coupe schématique de
l'appareil de la figure 1, dans un plan contenant
cet axe de rotation,
la figure 3 est une vue de face schématique du
collimateur utilisé dans l'appareil décrit dans le
document (1) mentionné plus haut,
la figure 4 est une vue de face schématique du
collimateur utilisé dans l'appareil représenté sur
les figures 1 et 2,
la figure 5 illustre schématiquement un exemple
d'irradiation que l'on peut vouloir faire subir à
un patient,
les figures 6A et 6B illustrent schématiquement
cette irradiation réalisée au moyen de l'appareil
décrit dans le document (1),
les figures A et 7B illustrent schématiquement
cette irradiation réalisée au moyen de l'appareil
conforme à l'invention représenté sur les figures 1
et 2, et
la figure 8 illustre schématiquement une méthode de
modulation de débit de dose utilisable avec
l'appareil de la figure 1.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés ci-après, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels
la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un
appareil de radiothérapie conforme à la présente
invention, dans un plan perpendiculaire à l'axe de
rotation du support tournant que comprend cet
appareil,
la figure 2 est une vue en coupe schématique de
l'appareil de la figure 1, dans un plan contenant
cet axe de rotation,
la figure 3 est une vue de face schématique du
collimateur utilisé dans l'appareil décrit dans le
document (1) mentionné plus haut,
la figure 4 est une vue de face schématique du
collimateur utilisé dans l'appareil représenté sur
les figures 1 et 2,
la figure 5 illustre schématiquement un exemple
d'irradiation que l'on peut vouloir faire subir à
un patient,
les figures 6A et 6B illustrent schématiquement
cette irradiation réalisée au moyen de l'appareil
décrit dans le document (1),
les figures A et 7B illustrent schématiquement
cette irradiation réalisée au moyen de l'appareil
conforme à l'invention représenté sur les figures 1
et 2, et
la figure 8 illustre schématiquement une méthode de
modulation de débit de dose utilisable avec
l'appareil de la figure 1.
L'appareil de radiothérapie, qui est schématiquement représenté sur les figures 1 et 2, est destiné à traiter un patient 2 par des rayons X.
Cet appareil des figures 1 et 2 comprend - une table 4, sur laquelle repose le patient 2
pendant le traitement et qui reste fixe pendant ce
traitement, cette table étant munie d'une fenêtre
non représentée qui est transparente aux rayons X, -un support 6 en forme de couronne, qui est destiné
à tourner autour de la table 4 portant le patient 2
pendant le traitement de celui-ci, - une source 8 de rayons X, qui est montée sur le
support tournant 6 et qui est apte à fournir un
faisceau tridimensionnel divergent de rayons X
destiné au traitement du patient, et - un collimateur 10 à ouverture bidimensionnelle
réglable, qui est monté sur le support tournant 6
et qui est destiné à moduler spatialement le
faisceau de rayons X fourni par la source 8 avant
que ce faisceau n'atteigne le patient.
pendant le traitement et qui reste fixe pendant ce
traitement, cette table étant munie d'une fenêtre
non représentée qui est transparente aux rayons X, -un support 6 en forme de couronne, qui est destiné
à tourner autour de la table 4 portant le patient 2
pendant le traitement de celui-ci, - une source 8 de rayons X, qui est montée sur le
support tournant 6 et qui est apte à fournir un
faisceau tridimensionnel divergent de rayons X
destiné au traitement du patient, et - un collimateur 10 à ouverture bidimensionnelle
réglable, qui est monté sur le support tournant 6
et qui est destiné à moduler spatialement le
faisceau de rayons X fourni par la source 8 avant
que ce faisceau n'atteigne le patient.
On précise que la table 4 peut être ajustée dans une phase de mise en place du patient, effectuée en utilisant un dispositif de tomographie ou d'imagerie tridimensionnelle de type morphomètre (voir plus loin) ou RMN, qui est alors seul activé.
Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, la source 8 de rayons X comprend - un accélérateur linéaire d'électrons 12 apte à
fournir un faisceau d'électrons, et - une cible 14 destinée à produire le faisceau de
rayons X divergents à partir du faisceau
d'électrons fourni par l'accélérateur.
fournir un faisceau d'électrons, et - une cible 14 destinée à produire le faisceau de
rayons X divergents à partir du faisceau
d'électrons fourni par l'accélérateur.
Cet accélérateur 12 comprend - une source d'électrons 16, - une structure accélératrice linéaire 18 apte à
accélérer grâce à de l'énergie fournie par des
micro-ondes, les électrons émis par la source 16,
et - des moyens 20 d'alimentation de la structure
accélératrice 18 en micro-ondes.
accélérer grâce à de l'énergie fournie par des
micro-ondes, les électrons émis par la source 16,
et - des moyens 20 d'alimentation de la structure
accélératrice 18 en micro-ondes.
Ces moyens 20 d'alimentation en micro-ondes comprennent un magnétron 21 qui fournit à cette structure accélératrice les micro-ondes, par l'intermédiaire d'organes 22 comprenant des guides d'ondes et des isolateurs.
L'appareil des figures 1 et 2 comprend aussi des moyens 24 de détection du faisceau de rayons
X après que ce faisceau a traversé le patient et des moyens 26 d'atténuation complémentaire du faisceau de rayons X, après que celui-ci a été détecté.
X après que ce faisceau a traversé le patient et des moyens 26 d'atténuation complémentaire du faisceau de rayons X, après que celui-ci a été détecté.
Ces moyens 24 de détection sont formés par un détecteur bidimensionnel.
On utilise de préférence un détecteur plat en silicium amorphe. Ce détecteur est par exemple constitué de 4 plaques de 20 cm de côté, dont les pixels ont par exemple 200 um de côté.
L'axe de rotation du support tournant 6 porte la référence X sur les figures 1 et 2.
Ce support 6 est par exemple du genre de ceux qui sont utilisés dans les scanners à rayons X, à rotation rapide.
L'axe de la source 8 de rayons X, qui constitue l'axe du faisceau de rayons X fourni par cette source, porte la référence Y sur les figures 1 et 2.
Cet axe Y est perpendiculaire à l'axe X et rencontre cet axe X.
Dans l'exemple représenté, cet axe Y constitue l'axe de la structure accélératrice 18.
Dans l'exemple des figures 1 et 2, les moyens de production des rayons X sont formés par une cible 14 apte à fournir ces rayons X lorsqu'elle est frappée par les électrons émis par l'accélérateur.
I1 s'agit de préférence d'une cible qui se trouve au coeur même d'un blindage capable d'atténuer fortement les rayons X produits par cette cible.
Plus précisément, la cible 14 est formée dans un élément 28 qui est apte à atténuer fortement les rayons X et dans lequel est placée l'extrémité de la structure accélératrice en laquelle sort le faisceau d'électrons.
Ce faisceau d'électrons rencontre directement la cible 14 qui produit les rayons X.
L'élément 28 présente une symétrie de révolution autour de l'axe Y de la structure accélératrice.
Cet élément 28 comprend un perçage 30 dont l'axe coïncide avec l'axe Y et qui s'étend à partir de la face de l'élément 28 située en regard de la structure accélératrice 18.
L'extrémité de cette dernière forme un appendice qui est logé dans ce perçage 30.
Le fond de ce perçage 30 est plat et perpendiculaire à l'axe Y et constitue la cible 14.
L'élément 28 comprend aussi un trou conique 32 dont l'axe coïncide également avec l'axe Y de la structure accélératrice.
Ce trou conique 32 va en s'évasant vers la face de l'élément 28 opposée à celle qui se trouve en regard de la structure accélératrice.
Le fond de ce trou conique 32 se trouve au voisinage du fond du perçage 30.
La distance séparant le fond de ce perçage du fond du trou conique 32 est en effet très faible, de l'ordre de quelques mm.
Ainsi, dans l'exemple des figures 1 et 2, l'enveloppe du faisceau fourni par la source 8 de rayons X la forme d'un cône de révolution dont l'axe est l'axe Y.
Grâce au trou 32, le blindage 28 constitue un pré-collimateur (fixe).
Le collimateur 10 est accolé à ce pré-collimateur et coopère avec la cible 14 pour fournir un faisceau collimaté 15 de rayons X.
L'élément 28 est par exemple en un matériau à base de tungstène tel que celui qui est commercialisé sous le nom DENAL.
De plus, cet élément 28 est entouré par un blindage complémentaire 29, par exemple en plomb, qui entoure également la structure accélératrice 18.
Dans une variante de réalisation non représentée, à utiliser de préférence lorsque le faisceau d'électrons fourni par l'accélérateur est supérieur à 200 W environ, la cible, par exemple en tungstène, est placée dans l'appendice de la structure accélératrice et se trouve donc dans le vide sur une face.
Des moyens de refroidissement de la cible, par circulation d'eau, sont alors adjoints à cet appendice.
Le détecteur bidimensionnel 24 et les moyens 26 d'atténuation du faisceau détecté sont montés sur le support tournant 6, à l'opposé de la zone où sont montés l'accélérateur 12, la cible 14 et le collimateur 10, par rapport à l'axe X du support tournant 6.
Les moyens d'atténuation 26 sont convenablement dimensionnés pour servir également de contrepoids à l'ensemble accélérateur + atténuateur de rayons X + collimateur qui se trouve en face d'eux.
Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, l'appareil comprend également des moyens 34 d'examen du patient 2 par tomographie ou par imagerie tridimensionnelle de type morphomètre.
L'alternative de la RMN n'est pas représentée ici.
Ces moyens d'examen 34 sont montés sur le support tournant 6 et comprennent une autre source 36 de rayons X et, à l'opposé de cette source 36 par rapport à l'axe X de rotation du support 6, des moyens 38 de détection des rayons X émis par cette source.
Dans le cas de la tomographie (imagerie bidimensionnelle), les moyens de détection 38 comprennent un détecteur unidimensionnel.
Dans le cas de l'imagerie tridimensionnelle de type morphomètre, ces moyens 38 comprennent un détecteur bidimensionnel.
L'axe des moyens d'examen 34 (axe du faisceau de rayons X émis par la source 36) porte la référence Z sur les figures 1 et 2.
Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, cet axe Z est perpendiculaire aux axes X et Y et rencontre l'axe X au même point que l'axe Y.
On peut aussi adopter un angle quelconque entre l'axe Z et l'axe Y.
Dans le cas de l'imagerie tridimensionnelle de type morphomètre, cet angle peut même être nul en utilisant des moyens (non représentés) pour remplacer la source 16 par la source 36 et en utilisant alors les moyens 24 de détection pour détecter les rayons X émis par la source 36 (les moyens de détection 38 étant alors supprimés).
En revenant au cas représenté sur la figure 1, les moyens de détection 24 permettent de contrôler le faisceau de rayons X qui est engendré par la cible 14 pour voir si ce faisceau (faisceau de traitement) atteint le patient 2 au bon endroit et avec la bonne dose.
Les moyens de détection 38 sont destinés à observer soigneusement la zone du patient que l'on traite, en fournissant une image de haute définition et de haut contraste de cette zone.
On voit également sur la figure 1 des moyens 40 de commande de l'appareil et de traitement des signaux fournis par les moyens de détection 24 et 38.
Ces moyens de traitement 40 comprennent - des moyens 42 de commande de la source 8 de rayons
X, - des moyens 44 de commande de la rotation du support
tournant 6, - des moyens 46 de commande de la source 36 de rayons
X, - des moyens 48 de commande du collimateur 10,
destinés à faire varier l'ouverture de ce
collimateur, - des moyens 50 de reconstruction d'images qui
reçoivent les signaux fournis par les moyens de
détection 24 et 38, par l'intermédiaire d'un
système d'acquisition de signaux 52, et - des moyens de traitement de données 54 qui sont
reliés aux moyens 42, 44, 46, 48 et 50 et qui sont
munis d'un système à mémoire de masse 56 ainsi que
de moyens de visualisation 58 permettant d'observer
les images reconstruites.
X, - des moyens 44 de commande de la rotation du support
tournant 6, - des moyens 46 de commande de la source 36 de rayons
X, - des moyens 48 de commande du collimateur 10,
destinés à faire varier l'ouverture de ce
collimateur, - des moyens 50 de reconstruction d'images qui
reçoivent les signaux fournis par les moyens de
détection 24 et 38, par l'intermédiaire d'un
système d'acquisition de signaux 52, et - des moyens de traitement de données 54 qui sont
reliés aux moyens 42, 44, 46, 48 et 50 et qui sont
munis d'un système à mémoire de masse 56 ainsi que
de moyens de visualisation 58 permettant d'observer
les images reconstruites.
La figure 3 est une vue de face schématique du collimateur utilisé dans l'appareil décrit dans le document (1).
Ce collimateur comprend une rangée de dents 60.
Chaque dent est capable d'occuper deux positions : une position avancée et une position escamotée.
Ce collimateur est destiné à moduler temporellement un faisceau 62 de rayons X qui est plan et perpendiculaire au plan de la figure 3.
Lorsqu'une dent est dans la position avancée, elle occulte partiellement le faisceau 62.
Lorsqu'elle est dans la position escamotée, elle n'occulte pas ce faisceau.
Dans l'exemple de la figure 3, deux des dents sont dans la position avancée.
Le collimateur 10, qui est utilisé dans l'appareil des figures 1 et 2 et qui est représenté schématiquement en vue de face sur la figure 4 (vue suivant l'axe Y de la figure 1, depuis le trou conique 32), est très différent de celui de la figure 3.
Le collimateur 10 est du type "multilames" décrit en particulier dans le document suivant auquel on se reportera (3) S. WELB, "The physics of 3D radiation therapy",
IOP, Bristol, 1993.
IOP, Bristol, 1993.
I1 comprend deux groupes 64 et 66 d'éléments 68 parallèles.
Ce collimateur 10 est destiné à moduler spatialement un faisceau de rayons X conique qui est perpendiculaire au plan de la figure 4 et qui se trouve dans la zone carrée référencée 70 sur cette figure 4.
Les éléments 68 sont des lames qui s'étendent perpendiculairement au plan de la figure 4, sur une longueur suffisante pour atténuer très fortement le faisceau lorsqu'ils se trouvent sur le passage de celui-ci. On utilise par exemple des lames faites du matériau commercialisé sous le nom Denal.
Ces lames 62 sont mobiles en translation transversalement au faisceau de rayons X (suivant les flèches F de la figure 4, c'est-à-dire suivant l'axe Z de la figure 1), indépendamment les unes des autres.
La longueur de chaque lame 68 est au moins égale au côté de la zone carrée 70.
Chaque lame est associée à un moteur 72 permettant son déplacement en translation.
Les moyens 48 de commande du collimateur 10 commandent les moteurs 72 de manière à définir l'ouverture 71 souhaitée du collimateur 10.
Chaque lame 68 est susceptible d'être avancée jusqu'à une ligne médiane 74 dont les lames sont équidistantes lorsqu'elles sont toutes en position rétractée (qui correspond au cas où la totalité du faisceau issu de la cible 14 atteint le patient 2.
Lorsque toutes les lames sont avancées jusqu'à la ligne 74, le faisceau est totalement occulté.
Chaque lame peut même aller au-delà de la ligne 74 comme on le voit sur la figure 4.
On comprend qu'il soit possible d'obtenir un grand nombre d'ouvertures pour le collimateur en commandant convenablement les moteurs 72.
On précise que les extrémités des lames 68, extrémités qui sont placées en regard les unes des autres, sont biseautées de manière que la pénombre causée au faisceau de rayons X soit raisonnable, quel que soit l'écartement entre les lames 68.
Un tel collimateur multilames est utilisé selon une méthode qui s'inspire du document suivant auquel on se reportera (4) T. R. BORTFELD et al., "X-ray field compensation with
multileaf collimators", Int. J. Radiation Oncology
Biol. Phys., vol. 28, n" 3, p. 723, 1994.
multileaf collimators", Int. J. Radiation Oncology
Biol. Phys., vol. 28, n" 3, p. 723, 1994.
Avec l'appareil des figures 1 et 2, un seul tour de la source 8 autour du patient suffit en principe pour traiter celui-ci.
En fait, en pratique, on fera par exemple deux tours pour assurer des corrections dosimétriques éventuelles et pour tenir compte de cas tels que celui illustré par la figure 7B (IIIa et IIIb), de 240 à 360 , explicité (plus loin).
La rotation de la source 8 autour du patient est coordonnée avec l'ouverture du collimateur 10 (ouverture donnée du collimateur 10 pour un angle donné de rotation de la source 8 à partir d'une position de repos), de manière à réaliser une thérapie conforme du patient.
Ceci signifie que le faisceau de rayons X est modulé spatialement par le collimateur 10 en fonction de l'angle de rotation de la source de manière à se conformer à la zone du patient que l'on veut irradier.
Les figures 5 à 7B illustrent schématiquement l'intérêt de l'invention par rapport à l'appareil décrit dans le document (1).
Sur la figure 5, le cylindre 76, dont l'axe a la référence X1, symbolise un corps à irradier. Une source S collimatée de rayons X tourne autour du corps 76 suivant un cercle C dont l'axe est l'axe X1.
On a symbolisé un motif d'irradiation par des zones rayées et des zones non rayées sur la figure 5.
On notera le caractère très simplificateur de cet exemple.
De 0 à 1200, le corps est totalement irradié.
De 1200 à 2400, seule une bande centrale 78 du corps est irradiée.
De 240 à 3600, le corps 76 est totalement irradié, sauf dans cette bande centrale 78.
Les figures 6A et 6B sont relatives à la technique utilisée dans le document (1).
La figure 6A montre le cylindre 76 développé.
On voit les quatre bandes a, b, c, d suivant lesquelles le corps est irradié (en quatre tours de la source de rayons X), à travers le collimateur multi-dents dont il a été question plus haut.
La figure 6B illustre schématiquement les temps d'ouverture à donner successivement aux dents du collimateur à fente du document (1) pour obtenir l'irradiation voulue du corps (durée nulle pour pleines hachures).
La technique utilisée dans la présente invention est schématiquement illustrée par les figures 7A et 7B.
La figure 7A montre encore le cylindre 76 développé.
Avec l'invention, un seul tour de la source autour du corps serait suffisant à vitesse de rotation variable et en alternant rapidement les positions des lames dans le cas explicité ci-dessous, de 240 à 3600.
En fait, on préfère conserver une vitesse de rotation constante et des mouvements lents des lames, ce qui conduit à deux tours dans le cas explicité ci-dessous, de 240 à 360".
On voit sur la figure 7B les différentes ouvertures du collimateur 10 que traverse le faisceau 80 de rayons X.
De Oo à 1200 (I), le collimateur est totalement ouvert.
De 1200à 2400 (II), le collimateur est ouvert de manière à n'irradier que la bande centrale 78.
De 2400 à 3600, le collimateur est ouvert de manière à irradier la bande située au-dessus de la bande centrale (IIIa), puis il est mis dans un état où la bande située en dessous de la bande centrale est irradiée (IIIb), de sorte qu'on irradie effectivement ces deux bandes de part et d'autre de la bande centrale sans irradier celle-ci.
On précise que l'appareil des figures 1 et 2 ne comprend aucun égalisateur de champ de photons X : on utilise tel quel le lobe de photons X produit par la source 8.
On augmente ainsi le débit de dose au centre du faisceau de rayons X.
Cependant, il convient alors d'utiliser un algorithme approprié tel que celui décrit par
T. R. BORFELD et al. (document (4)), pour couvrir l'ensemble des cas réels, beaucoup plus complexes que l'exemple des figures 7A et 7B.
T. R. BORFELD et al. (document (4)), pour couvrir l'ensemble des cas réels, beaucoup plus complexes que l'exemple des figures 7A et 7B.
La figure 8 illustre schématiquement une méthode de modulation du débit de dose des rayons X, qui est utilisable avec l'appareil représenté sur les figures 1 et 2.
Selon cette méthode, dans l'accélérateur d'électrons, le courant-crête accéléré est constant (d'où un flux instantané constant de rayons X) et la fréquence de répétition des impulsions électroniques est constante, mais on commande, de façon impulsionnelle, la grille du canon à électrons (triode) de l'accélérateur de façon à sélectionner certaines des impulsions électroniques (induisant des impulsions de rayons X).
Pour chaque impulsion de tension appliquée à la grille, on a ainsi une commande "tout ou rien", ce qui permet d'être toujours dans les mêmes conditions de fonctionnement de l'accélérateur et d'obtenir un faisceau d'électrons stable et optimisé.
La figure 8, où D représente la dose de rayons
X et t le temps, est relative à un exemple simple où l'on module le débit de dose par trains comportant chacun 4 impulsions.
X et t le temps, est relative à un exemple simple où l'on module le débit de dose par trains comportant chacun 4 impulsions.
En pratique, compte tenu du grand nombre d'impulsions, chaque train comporte plus de 10 impulsions, ce qui permet de moduler finement le débit de dose.
A titre d'exemple, pour deux tours complets de la source de rayons X, on a 10 000 impulsions par tour.
Pour 10 impulsions à 200 mm de l'axe de rotation, ceci correspond à un déplacement de 2x X 200/1000 = 1,2 mm, ce qui est acceptable.
On applique donc, en pratique, une loi de commande rapide, impulsionnelle, combinée à une loi de commande lente du collimateur multi-lames, la vitesse de rotation autour du patient étant lente et constante.
Claims (8)
1. Appareil de radiothérapie destiné au traitement d'un patient (2), cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend - un premier support (4) sur lequel repose le patient
pendant le traitement et qui reste fixe pendant ce
traitement, - un deuxième support (6) apte à tourner autour du
premier support, - une source (8) de rayons X qui est montée sur le
deuxième support et qui est apte à fournir un faisceau
tridimensionnel divergent de rayons X, destiné au
traitement du patient, - des moyens de collimation (10) à ouverture
bidimensionnelle réglable, qui sont montés sur le
deuxième support et qui sont destinés à moduler
spatialement le faisceau de rayons X fourni par la
source, avant que ce faisceau n'atteigne le patient, - des moyens (24) d'imagerie de contrôle
tridimensionnelle, et - des moyens (34) d'imagerie de diagnostic
bidimensionnelle ou tridimensionelle.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe du faisceau fourni par la source de rayons X a sensiblement la forme d'un cône dont l'axe (Y) est perpendiculaire à l'axe (X) de rotation du deuxième support et rencontre cet axe de rotation.
3. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens (10) de collimation comprennent deux groupes (64, 66), placés en regard l'un de l'autre, d'éléments parallèles, faits d'un matériau apte à atténuer les rayons X et mobiles en translation indépendamment les uns des autres, transversalement au faisceau de rayons
X émis par la source.
4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le faisceau de rayons X émis par la source (8) et modulé par les moyens de collimation (10) est envoyé tel quel au patient, sans égalisation de ce faisceau.
5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'imagerie de contrôle comprennent des moyens (24) de détection bidimensionnelle du faisceau de rayons X collimaté, après que ce faisceau collimaté a traversé le patient, ces moyens de détection bidimensionnelle étant montés sur le deuxième support (6), à l'opposé des moyens de collimation par rapport à l'axe de rotation (X) de ce deuxième support.
6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la source (8) de rayons X comprend - un accélérateur linéaire d'électrons (12) apte à
fournir un faisceau d'électrons, et - des moyens (14) de production du faisceau de rayons
X à partir de ce faisceau d'électrons.
7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'accélérateur linéaire d'électrons (12) comprend une source d'électrons (16) commandée de façon impulsionnelle.
8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens d'imagerie de diagnostic comprennent des moyens (34) d'examen du patient par tomographie ou par imagerie tridimensionnelle du type morphomètre ou résonance magnétique nucléaire, ces moyens d'examen étant montés sur le deuxième support (6).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9415696A FR2728471B1 (fr) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | Appareil de radiotherapie a faisceau tridimensionnel de rayons x, comportant des moyens d'imagerie de controle et de diagnostic |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9415696A FR2728471B1 (fr) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | Appareil de radiotherapie a faisceau tridimensionnel de rayons x, comportant des moyens d'imagerie de controle et de diagnostic |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2728471A1 true FR2728471A1 (fr) | 1996-06-28 |
| FR2728471B1 FR2728471B1 (fr) | 1997-07-18 |
Family
ID=9470276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9415696A Expired - Fee Related FR2728471B1 (fr) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | Appareil de radiotherapie a faisceau tridimensionnel de rayons x, comportant des moyens d'imagerie de controle et de diagnostic |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2728471B1 (fr) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997013552A1 (fr) * | 1995-10-07 | 1997-04-17 | Philips Electronics N.V. | Dispositif de radiotherapie servant a traiter un malade |
| EP0913169A1 (fr) * | 1997-10-31 | 1999-05-06 | Ge Medical Systems Sa | Instrument de radiologie compact |
| FR2820045A1 (fr) * | 2001-01-29 | 2002-08-02 | Chabunda Christophe Mwanza | Dispositif bilina-imatron de stereoradiotherapie par acceleration et collision des particules des 2 faisceaux d'irriadiation synchrones associe a un dispositif de verification instantannee de delivrance des radiations |
| WO2004004829A1 (fr) * | 2002-07-02 | 2004-01-15 | Pencilbeam Technologies Ab | Systeme de rayonnement a portiques interieur et exterieur, permettant un positionnement precis lors de la rotation du portique interieur |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0024504A1 (fr) * | 1979-07-03 | 1981-03-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Appareil de thérapie par irradiation à deux viseurs lumineux |
| EP0203647A2 (fr) * | 1985-05-13 | 1986-12-03 | B.V. Optische Industrie "De Oude Delft" | Commande de direction pour un appareil de thérapie radiographique |
| EP0389333A1 (fr) * | 1989-03-20 | 1990-09-26 | General Electric Cgr S.A. | Procédé d'acquisition de données radiologiques relatives à un corps irradié et de reconstruction de structures correspondant à ce corps |
| WO1992003092A1 (fr) * | 1990-08-27 | 1992-03-05 | General Electric Company | Trajectoires de balayage circulaire a deux faisceaux coniques paralleles pour reduire la quantite de donnees manquantes en tomographie informatisee tridimensionnelle |
| EP0514971A1 (fr) * | 1991-05-22 | 1992-11-25 | Philips Electronics Uk Limited | Appareil et méthode pour vérifier la position d'une cible |
| EP0520778A1 (fr) * | 1991-06-28 | 1992-12-30 | General Electric Company | Reconstruction de tomogrammes à l'aide des signaux provenant des plans divergents de faisceaux |
| US5227969A (en) * | 1988-08-01 | 1993-07-13 | W. L. Systems, Inc. | Manipulable three-dimensional projection imaging method |
| EP0562585A2 (fr) * | 1992-03-24 | 1993-09-29 | Jun Ikebe | Système de radiothérapie stéréotaxique comportant un balayage tomographique commandé par ordinateur |
-
1994
- 1994-12-27 FR FR9415696A patent/FR2728471B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0024504A1 (fr) * | 1979-07-03 | 1981-03-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Appareil de thérapie par irradiation à deux viseurs lumineux |
| EP0203647A2 (fr) * | 1985-05-13 | 1986-12-03 | B.V. Optische Industrie "De Oude Delft" | Commande de direction pour un appareil de thérapie radiographique |
| US5227969A (en) * | 1988-08-01 | 1993-07-13 | W. L. Systems, Inc. | Manipulable three-dimensional projection imaging method |
| EP0389333A1 (fr) * | 1989-03-20 | 1990-09-26 | General Electric Cgr S.A. | Procédé d'acquisition de données radiologiques relatives à un corps irradié et de reconstruction de structures correspondant à ce corps |
| WO1992003092A1 (fr) * | 1990-08-27 | 1992-03-05 | General Electric Company | Trajectoires de balayage circulaire a deux faisceaux coniques paralleles pour reduire la quantite de donnees manquantes en tomographie informatisee tridimensionnelle |
| EP0514971A1 (fr) * | 1991-05-22 | 1992-11-25 | Philips Electronics Uk Limited | Appareil et méthode pour vérifier la position d'une cible |
| EP0520778A1 (fr) * | 1991-06-28 | 1992-12-30 | General Electric Company | Reconstruction de tomogrammes à l'aide des signaux provenant des plans divergents de faisceaux |
| EP0562585A2 (fr) * | 1992-03-24 | 1993-09-29 | Jun Ikebe | Système de radiothérapie stéréotaxique comportant un balayage tomographique commandé par ordinateur |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997013552A1 (fr) * | 1995-10-07 | 1997-04-17 | Philips Electronics N.V. | Dispositif de radiotherapie servant a traiter un malade |
| EP0913169A1 (fr) * | 1997-10-31 | 1999-05-06 | Ge Medical Systems Sa | Instrument de radiologie compact |
| FR2770392A1 (fr) * | 1997-10-31 | 1999-05-07 | Ge Medical Syst Sa | Appareil de radiologie par exemple a usage stereotaxique neurologique ou vasculaire a encombrement reduit |
| US6223068B1 (en) | 1997-10-31 | 2001-04-24 | Ge Medical Systems, S.A. | Compact radiology instrument |
| FR2820045A1 (fr) * | 2001-01-29 | 2002-08-02 | Chabunda Christophe Mwanza | Dispositif bilina-imatron de stereoradiotherapie par acceleration et collision des particules des 2 faisceaux d'irriadiation synchrones associe a un dispositif de verification instantannee de delivrance des radiations |
| WO2004004829A1 (fr) * | 2002-07-02 | 2004-01-15 | Pencilbeam Technologies Ab | Systeme de rayonnement a portiques interieur et exterieur, permettant un positionnement precis lors de la rotation du portique interieur |
| US6865254B2 (en) | 2002-07-02 | 2005-03-08 | Pencilbeam Technologies Ab | Radiation system with inner and outer gantry parts |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2728471B1 (fr) | 1997-07-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2240080B1 (fr) | Appareil de radiologie dentaire et procede associe | |
| EP0655008B1 (fr) | Dispositif de traitement de lesions cerebrales par rayonnement gamma, et appareil de traitement correspondant | |
| JP3746679B2 (ja) | 放射線治療中のメガボルトコンピューター断層撮影 | |
| US7088799B2 (en) | Method and apparatus for presenting multiple pre-subject filtering profiles during CT data acquisition | |
| US4168435A (en) | Method and apparatus for tomography wherein signal profiles derived from an out-fanning beam of penetrating radiation can be reconstructed into signal profiles each corresponding with a beam of parallel incident rays | |
| US9131911B2 (en) | Dynamic collimator for wide coverage and low dose cardiac CT imaging | |
| US7046756B2 (en) | Rotatable filter for a pre-subject CT collimator having multiple filtering profiles | |
| US20060159220A1 (en) | Computed tomograhpy with large gantry bore | |
| FR2471178A1 (fr) | Appareil de radiographie | |
| FR2938182A1 (fr) | Appareil de radiologie dentaire et procede d'utilisation associe | |
| FR2938183A1 (fr) | Appareil de radiologie dentaire panoramique et procede d'utilisation associe | |
| EP0341143A1 (fr) | Dispositif et procédé de tomographie à grande cadence d'acquisition | |
| JP2013052232A (ja) | 計算機式断層写真法（ｃｔ）撮像での投与線量低減の方法、及び該方法を実装した装置 | |
| US4081681A (en) | Treatment of absorption errors in computerized tomography | |
| US20070262981A1 (en) | 3-D Reconstruction With Oblique Geometry | |
| FR2728471A1 (fr) | Appareil de radiotherapie a faisceau tridimensionnel de rayons x, comportant des moyens d'imagerie de controle et de diagnostic | |
| US20070030947A1 (en) | X-ray device with improved efficiency | |
| FR2549711A1 (fr) | Appareil de tomographie informatisee et son procede de commande | |
| EP0001523B1 (fr) | Procédé et appareil de tomographie axiale transverse | |
| FR2565092A1 (fr) | Scanographe comportant un faisceau en eventail rotatif et une couronne de detecteurs non rotative | |
| FR2482444A1 (fr) | Appareil de tomographie calculee, a rayons x, utilisant un mecanisme de balayage mecanique a spot flottant | |
| JP2004236752A (ja) | Ｘ線コンピュータトモグラフィ装置及びｘ線撮影装置 | |
| FR2672220A1 (fr) | Appareil de traitement de lesions cerebrales par rayonnement gamma. | |
| EP1075855A1 (fr) | Dispositif de radiothérapie stéréotaxique | |
| BE853082A (fr) | Appareil de tomographie axiale |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |