FR2788439A1 - Systeme collimateur a feuilles multiples integre a intensite a haute definition qui permet une therapie par rayonnement conforme amelioree, tout en minimisant les fuites - Google Patents
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Abstract
Un procédé et un système conformes à la présente invention utilisent le matériel existant et divisent la dose d'entrée de traitement en des segments (402). Entre chaque segment le champ, par rapport au faisceau, est translaté (404) et les positions de feuilles sont ajustées pour maintenir le contour (406) de tumeur. En intégrant la méthodologie identifiée précédemment avec un système de matériel, on peut obtenir une thérapie de rayonnement par conformité précise tout en minimisant les fuites. En outre, par l'intermédiaire de la présente invention, des taux de doses plus élevées peuvent être obtenus tout en n'affectant pas de manière appréciable le temps de traitement.
Description
Système collimateur à feuilles multiples intégré à intensité à haute
définition qui permet une thérapie par rayonnement conforme améliorée, tout en minimisant les fuites Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à des collimateurs dans des dispositifs de thérapie par rayonnement et plus précisément se rapporte à une technique pour obtenir un collimateur à feuilles multiples à résolution élevée. Arrière-plan de l'invention Lors d'un traitement thérapeutique par rayonnement classique, un faisceau de rayonnement, variant en ce qui concerne les angles et les intensités, est dirigé vers une région d'un patient, par exemple vers une i5 tumeur. Les formes de champ de traitement classique, des carrés, des rectangles ou une modification de ceux-ci, résultent en un volume de traitement à trois dimensions qui, malheureusement, peut inclure des tissus sains et des organes. Pour des raisons de sécurité évidentes, la dose pouvant être fournie à la tumeur est limitée par les organes et les tissus sains se trouvant dans le trajet du faisceau de rayonnement. Comme les taux de réussite vis-à-vis de nombreuses tumeurs sont une fonction sensible de la dose qu'elles reçoivent, la réduction de la quantité de tissus sains exposés et d'organes exposés est fortement souhaitable afin d'être capable d'augmenter la dose envoyée sur la tumeur. Des procédés pour faire en sorte que le volume de traitement corresponde de manière très proche à une tumeur comporte le fait de déplacer des blocs formant mâchoire solide pendant le traitement, à balayer le faisceau de rayonnement sur le volume à traiter et à utiliser un collimateur à feuilles multiples pour créer un champ de forme
irrégulière lié à la forme de la tumeur.
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Un exemple d'un agencement de collimateur à feuilles multiples positionné autour de l'axe central d'une tête d'émission de rayonnements pour mettre en forme un faisceau irradié est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 5 166 531 délivré à Hunzinger le 24 novembre 1992. Deux réseaux opposés de feuilles oblongues côte à côte de collimateur à blocage de rayonnements agissent à la place de blocs formant mâchoires solides opposés. Chaque feuille dans chaque réseau opposé peut être déplacée longitudinalement en direction de l'axe central du faisceau ou en s'éloignant de l'axe central du faisceau, pour ainsi définir une forme souhaitée par
laquelle le faisceau de rayonnement va passer.
Un perfectionnement de la technique de collimateur à feuilles multiples est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 5 591 983 délivré à Yao le 7 janvier 1997. Chez Yao, une conception à collimateur à feuilles multiples à couches multiples est formée par l'intermédiaire de i5 première et seconde couches d'une pluralité de feuilles à blocage de rayonnement oblongues. Les feuilles de chaque couche sont disposées adjacentes les unes aux autres de manière à former deux rangées opposées de feuilles positionnées adjacentes et sont mobiles suivant une direction longitudinale qui peut être soit généralement transversale à la direction du faisceau, soit être suivant la même direction que le faisceau. Les couches sont disposées les unes au dessus des autres suivant la direction du faisceau et décalées suivant une direction latérale, de sorte que des espacements entre des feuilles adjacentes des première et seconde couches sont positionnés au-dessus et en dessous respectivement des feuilles des première et seconde couches respectives. La disposition des feuilles permet une diminution des inconvénients de fuite de rayonnement entre des feuilles d'un collimateur à feuilles multiples. Cependant, la disposition ne fournit pas une résolution aussi fine que souhaitée pour permettre un positionnement de bloc plus précis afin de créer un volume de bloc en correspondance avec une
forme de tumeur.
Des collimateurs à feuilles multiples ont été utilisés pour remplacer des blocs en alliage de plomb dans de nombreux traitements à conformation aujourd'hui. Cependant, il y a encore un certain nombre de cas de traitement qui nécessitent l'utilisation de blocs car la mise en forme par conformité ne pourrait pas être accomplie de manière convenable en utilisant
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un collimateur à feuilles multiples (MLC). Cela est dû à l'effet appelé "échelon-
escalier" (stair-step) qui apparaît à des bords de champ qui ne sont pas perpendiculaires aux bords de face de feuilles. Une configuration de dose à ondulation à la bordure d'un volume irradié apparaît lorsque les feuilles sont mises en forme d'échelons d'escalier pour créer une forme irrégulière. Cette répartition n'est pas acceptable pour des bords de champ qui sont proches de structures critiques ou lorsque l'on prévoit de mettre au bout des champs supplémentaires. Il existe des solutions pour résoudre ce problème de
io configuration de doses à ondulations à un bord de MLC en forme d'échelon.
D'abord, des blocs pourraient continuer de définir la forme. Deuxièmement, le collimateur pourrait être tourné pour amener les feuilles perpendiculairement au bord de champs d'intérêt. Enfin, un microcollimateur à feuilles multiples pourrait être utilisé, celui-ci ayant des feuilles plus petites, ayant des largeurs
telles que 0,5 cm.
Ci-dessous, sont présentés des avantages et inconvénients de
chacune de ces solutions.
1. Bloc d'alliage de plomb Avantages: - Bords bien définis autour de la cible et des structures critiques - Meilleurs résultats dans la pénombre Inconvénients: - Tous les mêmes inconvénients que le système à blocs par rapport au système MLC - Création de blocs - Nécessité de pénétrer dans la pièce entre chaque champ -5 % de fuite - Coûteux 2. Rotation de collimateur Avantages: - Le collimateur peut être tourné pour amener les feuilles perpendiculaires au bord de champ critique Inconvénients:
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- Cette technique n'est viable que seulement si le système MLC est capable de tourner indépendamment de tout système à mâchoire secondaire, ce qui se traduit par de nouvelles complexités mécaniques - Cette technique peut déplacer la configuration ondulante vers d'autres positions le long du bord de champ 3. Microcollimateur à feuilles multiples Avantages: - Les mêmes avantages que par rapport à une solution à bloc - Meilleure définition de bord de champ que la forme MLC à "échelon d'escalier" initiale Inconvénients - Plus de fuites que dans n'importe quelle autre solution - Problèmes sérieux de fiabilité et mécaniques - Problème de conception pour l'intégrer dans la tête de collimateur - Ne peut prendre en charge que les champs les plus petits - N'aura pas de feuilles à double focalisation - Pénombre médiocre - Problèmes de fabrication - Très coûteux Par conséquent, ce que l'on recherche, c'est un système et un procédé pour utiliser une disposition de collimateur à feuilles multiples à couches multiples qui améliore la résolution et réduit la fuite lors de l'envoi de
rayonnements. La présente invention vise à répondre à ce besoin.
Résumé de l'invention Un procédé et un système conformes à la présente invention utilisent le matériel existant et divisent la dose à l'entrée du traitement en segments. Entre chaque segment, le champ, par rapport au faisceau, subit une translation, et les positions de feuilles sont ajustées pour maintenir le contour de la tumeur. En intégrant la méthodologie identifiée précédemment dans un système matériel, une thérapie de rayonnement par conformité précise est obtenue tout en rendant minimales les fuites. En outre, par la
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présente invention, des doses plus élevées peuvent être réalisés tout en
n'affectant pas de manière appréciable le temps de traitement.
Par conséquent, un système et un procédé conformes à la présente invention permettent d'obtenir des bords mieux définis autour de la cible et des surfaces critiques par rapport à un collimateur à feuilles multiples classiques (CMLC). On obtient le même jeu qu'avec un MLC classique. On
obtient la même dimension de champ maximale qu'avec un MLC classique.
Enfin, un système et un procédé conformes à la présente invention minimisent les fuites entre les feuilles, minimisant ainsi les fuites vers le
io patient.
Description succincte des dessins
La figure 1 illustre un dispositif de traitement de rayonnement.
La figure 2 représente une partie d'un dispositif de traitement de
rayonnement à titre d'illustration.
La figure 3 illustre un schéma synoptique d'un système pour
traiter un patient.
La figure 4 est un diagramme synoptique d'un système MLC
HDI conforme à la présente invention dans ce mode de réalisation.
La figure 5 illustre les paramètres et tables qui pourraient être utilisés pour déterminer le déplacement par incréments de table lorsqu'on
utilise un système et un procédé conformes à la présente invention.
La figure 6 illustre un interface de dialogue dans lequel une
partie du bassin est à traiter.
La figure 7 illustre un interface de dialogue avec un champ qui
est créé autour d'un corps, c'est-à-dire d'une tumeur.
La figure 8 illustre un second interface de dialogue avec trois
nouveaux champs qui sont créés.
Description détaillée de l'invention
Définitions: Séquençage automatique: Processus qui concerne à décharger automatiquement un groupe de champs ou de segments à partir de l'interface V et R (vérification et enregistrement) vers la commande de l'accélérateur
linéaire en séquence, sans intervention de l'utilisateur.
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Console de commande: L'interface et le contrôleur du Mevatron numérique. La console de commande est en interface avec le V et R par
l'intermédiaire de DMIP.
Double exposition: Exposer une pellicule unique deux fois au même faisceau: une fois avec un champ bloqué et une fois avec un champ ouvert. Une double exposition donne la petite référence ou référence de champ de traitement à l'intérieur d'un champ ouvert plus grand afin de faciliter la capacité de l'utilisateur à vérifier l'emplacement du champ et la dimension du champ en utilisant des références anatomiques vues dans le champ
ouvert.
Thérapie dynamique par conformité: processus de délivrance de champs dynamiques o la géométrie des champs a été définie de sorte que le rayonnement se conforme de manière serrée à la tumeur et épargne le
tissu normal environnant.
Champ dynamique: un champ de traitement défini avec des paramètres mobiles tels que des positions de feuilles ou angles de portique tandis que le faisceau est actif. Peut être défini par des segments ou des points de commande o le déplacement dans le segment (entre des points de commande) peut être défini d'une manière linéaire par échelons en tant
qu'une fonction de MU (unité de moniteur).
Déplacement de feuille dynamique: déplacement de feuille
tandis que le faisceau est actif.
EPID: Dispositif d'imagerie portatif électronique.
Champ: Toutes les informations de machine, d'accessoire, de table et de chambre de traitement nécessitées pour décrire l'état à un instant
donné dans le temps.
Groupe de champ: mécanisme de groupement arbitraire utilisé pour lier plusieurs champs ensembles. Cette relation est généralement fondée sur le souhait de mettre en séquence automatiquement ensemble les
champs.
HDI: Intensité à densité élevée. Créer des champs MLC à résolution élevée par l'utilisation d'un MLC, d'algorithmes de logiciels et de
déplacement de tables automatiques.
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Carte d'intensité: une représentation en trois dimensions d'une répartition d'intensité de rayonnement envoyée ou souhaitée à partir d'une
entrée particulière.
Modulation d'intensité: processus de mise en forme de modification et de déplacement du faisceau autour d'une cible afin de maximiser la dose à la cible et de minimiser la dose vers toutes les autres
structures normales.
LANTIS: Système d'information de thérapie à réseau local.
LC: collimateur à feuilles multiples.
Monitor units: les unités de mesure pour envoyer du rayonnement sur un accélérateur linéaire. Des unités de moniteur sont liées à
la dose par une formule algébrique utilisant des coefficients de dose.
MU: Unité de moniteur.
Orifice ou entrée: utilisé pour décrire l'orifice d'entrée pour un traitement de faisceau externe. Un sous-ensemble de l'information contenue
dans un champ.
Pellicule d'orifice: une image de pellicule acquise à l'accélérateur linéaire créé à partir du rayonnement de dose de sortie du patient. Imagerie portative: capturer une image à partir du rayonnement
sortant du patient, soit sur un film, soit en tant qu'une image électronique.
Logiciel de contrôleur: Logiciel utilisé pour commander la
position des feuilles dans le collimateur multifeuilles.
Segment: une partie d'un champ de traitement. Des segments multiples sont généralement utilisés pour créer un champ modulé en intensité ou un champ dynamique complexe. Des segments sont mis en séquence
ensemble pour créer un champ.
Champ statique: un segment ou champ de traitement défini sans aucun paramètres mobiles tels que des feuilles ou des angles de portique. Des segments statiques peuvent être formés pour créer un champ
modulé en intensité.
Step and shoot (filme par étapes): procédé de modulation en
intensité qui consiste à délivrer en séquence des champs statiques.
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Enregistrement de traitement: I'enregistrement de ce qui a été envoyé au patient sur l'accélérateur linéaire. Inclut tous les réglages et
paramètres de machine.
V et R: Vérifie et enregistre (Verify and Record), I'interface avec un accélérateur linéaire pour décharger des champs, vérifier les champs
avant de les envoyer et enregistrer les paramètres de champ envoyés.
La présente invention se rapporte à la modulation de l'envoi de
rayonnement pour obtenir une résolution et une commande plus fines.
La description qui suit est présentée pour permettre à un spécialiste de la
technique de mettre en oeuvre et d'utiliser l'invention et est fournie dans le contexte d'une demande de brevet et de ses exigences. Diverses modifications au mode de réalisation préféré apparaîtront facilement au spécialiste de la technique et les principes génériques qui sont ici décrits peuvent être appliqués à d'autres modes de réalisation. Dans la suite, I'invention est décrite en se référant principalement à un système pour délivrer du rayonnement à rayons X à un champ d'un patient, et pour délimiter le champ en utilisant au moins une feuille mobile dans le trajet du faisceau à partir d'une source de rayonnement. Ceci est donné à titre d'exemple. Ainsi, la présente invention n'est pas destinée à être limitée au mode de réalisation représenté et doit au contraire être considérée suivant l'étendue la plus large
qui est cohérente avec les principes et caractéristiques qui y sont décrits.
La figure 1 illustre un dispositif 2 de traitement de rayonnements de conception classique, qui utilise un collimateur 4 à feuilles multiples (MLC) et une unité de commande dans un boîtier 9, avec une unité 100 de traitement construite conformément à la présente invention. Le dispositif 2 de traitement de rayonnement comporte un portique 6 qui peut être pivoté par rapport à un axe 8 horizontal de rotation lors du traitement thérapeutique. Le MLC 4 est fixé à une partie en saillie du portique 6. Pour produire le rayonnement à énergie élevée nécessaire pour la thérapie, un accélérateur linéaire se trouve dans le portique 6. L'axe du faisceau de rayonnement émis de l'accélérateur linéaire et du portique 6 est désigné par la référence numérique 10. Des électrons, des photons ou tout autre rayonnement
pouvant être détecté peut être utilisé pour la thérapie.
Pendant le traitement, le faisceau de rayonnement est entraîné sur une zone 12 d'un objet 13 par exemple, un patient qui doit être traité et
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qui repose à l'isocentre de la rotation du portique. L'axe 8 de rotation du portique 6, l'axe 14 de rotation d'une table 16 de traitement, et l'axe 10 de faisceau ont leur intersection tous de préférence à l'isocentre. La structure d'un dispositif de traitement de rayonnement de ce genre est décrit de manière générale dans une brochure intitulée "Digital Systems for Radiation
Oncology", Siemens Medical Laboratories, Inc. A91004-M2630-B358-01 -
4A00, septembre 1991.
La figure 2 représente une partie d'un dispositif 2 de traitement de rayonnement à titre d'illustration et des parties de l'unité 100 de traitement o plus en détails. Un faisceau 1 électronique est produit dans un accélérateur d'électrons. L'accélérateur 20 comporte un canon 21 à électrons, un guide 22 d'ondes, et une enveloppe mise sous vide ou un aimant 23 de guidage. Un système 3 de déclenchement produit des signaux de déclenchement d'injecteur et les envoie à l'injecteur 5. Sur la base de ces signaux de i5 déclenchement d'injecteur, l'injecteur 5 produit des impulsions d'injecteur qui sont envoyées au canon 21 à électron dans l'accélérateur 20 pour produire un faisceau 1 d'électrons ou électronique. Le faisceau 1 électronique est accéléré et est guidé par le guide 22 d'ondes. Dans ce but, une source à haute fréquence (HF) (non représentée) est prévue et celle-ci fournit des signaux de fréquence radio (RF) pour la production d'un champ électromagnétique fourni au guide 22 d'ondes. Les électrons injectés par l'injecteur 5 et émis par le canon 21 à électrons sont accélérés par ce champ électromagnétique dans le guide d'ondes 22 et sortent à l'extrémité opposée au canon 21 à électrons en tant que le faisceau 1 d'électrons. Le faisceau 1 électronique entre alors dans un aimant 23 de guidage, et de là est guidé par une fenêtre 7 le long d'un axe 10. Après être passé à travers une première feuille 15 de diffusion, le faisceau passe dans un passage 51 d'un bloc 50 formant écran et rencontre une seconde feuille 17 de diffusion. Ensuite, le faisceau est envoyé dans une chambre 60 de mesure, dans laquelle la dose est déterminée. Si les feuilles de diffusion sont remplacées par une cible, le faisceau de rayonnement est un faisceau à rayons X. Enfin, le MLC 4 comporte une pluralité de feuilles 41 et 42. Bien évidemment, il s'agit simplement d'un exemple d'un agencement de protection de faisceau qui peut être utilisé dans l'invention. L'invention est appropriée pour d'autres
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dispositions ou agencements, comme les spécialistes de la technique le
comprendront facilement.
Le MLC 4 comporte une pluralité de feuilles 41 et 42 et une paire additionnelle de plaques d'ouverture (non représentées) disposées perpendiculairement à la pluralité de feuilles 41 et 42. Afin de modifier la dimension du champ irradié, la pluralité de feuilles peut être déplacée par rapport à l'axe 10 par une unité 43 d'entraînement qui est désignée à la figure 2 uniquement par rapport à la feuille 41. L'unité 43 d'entraînement comporte un moteur électrique qui est couplé aux feuilles 41 et 42 et qui est commandé io par un dispositif 40 de commande de moteur. Des capteurs 44 et 45 de position sont également couplés aux feuilles 41 et 42 respectivement pour
détecter leur position.
La région d'un patient qui est irradié est connue sous le terme le champ. Comme il est bien connu, les feuilles 4 sont sensiblement imperméables aux rayonnements émis. Elles sont montées entre la source de rayonnement et le patient afin de délimiter le champ. Des zones du corps, par exemple des tissus sains, sont par conséquent soumis à un rayonnement aussi faible que possible et de préférence à aucun rayonnement du tout. De préférence, avec au moins une des feuilles mobile, la répartition de rayonnement sur le champ ne doit pas nécessairement être uniforme (une région peut recevoir une dose plus élevée qu'une autre); En outre, le portique étant capable de tourner, différents angles de faisceau et de distribution de rayonnement sont permis sans avoir à déplacer le patient. L'unité 100 de commande ou de traitement central (figure 1) est située généralement à distance du dispositif 2 de traitement de rayonnement dans une pièce
différente pour protéger la personne administrant la thérapie du rayonnement.
L'unité 100 de traitement comporte un dispositif de sortie, tel que au moins un moniteur 70 ou unité d'affichage visuel, et un dispositif d'entrée, tel qu'un clavier 19, bien que des données puissent être entrées également par I'intermédiaire de porteurs de données, tels que des dispositifs de stockage de données. L'unité 100 de traitement fonctionne classiquement sous l'opération de la personne administrant la thérapie qui gère la délivrance réelle d'un traitement de rayonnement comme prescrit par un oncologue. En utilisant le clavier 19, ou d'autres dispositifs d'entrée, la personne administrant la thérapie entre dans une unité 76 de commande de l'unité 100 de traitement l l 2788439 les données qui définissent le rayonnement à fournir au patient, par exemple conformément à la prescription d'un oncologue. Le programme peut également être entré par l'intermédiaire d'un autre dispositif d'entrée, tel qu'un dispositif de stockage de données, par l'intermédiaire de transmission de données. Sur l'écran d'un moniteur 70, diverses données peuvent être
affichées avant et pendant le traitement.
L'unité 18 de traitement centrale, qui se trouve dans l'unité 100 de traitement, est reliée au dispositif d'entrée, par exemple le clavier 19 pour envoyer en entrée la délivrance prescrite du traitement de rayonnement et o avec une unité 61 de commande de dose qui produit les valeurs de
rayonnement souhaitées pour le système 3 de déclenchement de commande.
Le système 3 de déclenchement adapte de manière appropriée la fréquence de répétition d'impulsion ou d'autres paramètres pour modifier la sortie de rayonnement. Un système de mesure de dose numérique est particulièrement avantageux afin de commander plus facilement la sortie numérique de l'unité 18 de traitement centrale. L'unité 18 de traitement centrale comporte de manière appropriée une unité 76 de commande destinée à commander l'exécution du programme de traitement en liaison avec la mémoire 77 et un circuit 78 de combinaison qui, de manière appropriée, reçoit des signaux de
l'unité 76 de commande et de la mémoire 77.
Pour résoudre les problèmes associés au bloc à alliage de plomb et des systèmes MLC classiques, on propose un système MLC à intensité à définition élevée, celui-ci permettant des dosages accrus avec une thérapie par rayonnement par conformité améliorée. En outre, un système et un procédé conformes à la présente invention permettent d'obtenir des fuites minimales. La figure 3 illustre un schéma synoptique d'un système 300 pour traiter un patient. Le système 300 est divisé en deux phases, une phase 302
de planification et une phase 304 de traitement.
La phase 302 de planification comporte une base de données 302 qui reçoit des champs de traitement à partir du système 306 de planification de traitement, du dispositif 308 de mise en forme de faisceaux et du système 310 d'information de thérapie de réseau local (LANTIS). Le système 306 de planification de traitement est classiquement un système très sophistiqué utilisé par un médecin ou analogue pour fournir certaines informations concernant une manière particulière de traiter une tumeur ou
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analogue. L'une des fonctions du système 306 de planification de traitement serait de fournir une translation de la table ainsi que les informations
concernant le positionnement des feuilles sur le collimateur multifeuilles.
Le dispositif 308 de mise en forme de faisceau et le LANTIS 310 fournissent de manière similaire des informations de champ à la base de données 302 pour obtenir les informations liées à la position de table et des informations de position de feuille. Le logiciel 312 de dispositif de commande et le LANTIS 310 sont utilisés pour fournir des segments à la base de données 302 et recevoir des informations de la base de données 302 o concernant la commande du collimateur à feuilles multiples ainsi que le positionnement de la table 320, ainsi que la commande de l'accélérateur linéaire du système de traitement. Le logiciel 311 de dispositif de commande dans la phase 304 de traitement reçoit et fournit l'information à la console 314 de commande ou de celle- ci. La console de commande à son tour commande I'accélérateur 316 linéaire, le MLC 318 et la table 320. Par conséquent, la présente invention pourrait être disposée dans la phase de planification ou la phase de traitement, ainsi que dans le système de traitement pour obtenir la
thérapie de rayonnement appropriée.
Pour décrire le fonctionnement de la présente invention plus en
détails, on se réfère maintenant à la figure 4.
Système MLC à intensité à définition élevée (HDI) La figure 4 est un schéma synoptique d'un système MLC à HDI conforme à la présente invention dans son mode de réalisation. D'abord, la
dose d'orifice d'entrée de traitement est divisée en segments, à l'étape 402.
Ensuite, le faisceau associé à la radiothérapie est translaté entre des doses de traitement, par l'étape 204. Enfin, les positions de feuille du MLC sont
ajustées pour maintenir la forme, par l'intermédiaire de l'étape 406.
Suivant un mode de réalisation, si un orifice est traité avec une feuille de MLC standard de 1 cm de largeur et que le champ a été divisé en
deux, alors chacun des deux champs sera traité avec la moitié de la dose.
Entre les champs 1 et 2, il apparaît une translation du champ de 5 mm et les
positions de feuille sont modifiées pour maintenir la forme d'orifice correcte.
En produisant un champ de conformité de cette manière, on produit une
résolution de 5 mm du bord de faisceau et on réduit la fuite initiale de moitié.
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Le système MLC à HDI permet d'obtenir une forme beaucoup plus en conformité que les largeurs de feuilles de MLC de 1 cm initiales. Cette translation du champ et le repositionnement des feuilles peut être accompli par l'intermédiaire d'une commande automatisée et les systèmes généraux de traitement seront minimaux comparés à un traitement à forme par bloc standard. En outre, la quantité de conformation de faisceau est limitée
uniquement par lenombre de translations en lequel le champ initial est divisé.
Il est important, lorsqu'on utilise le HDI, de déplacer la table d'une manière précise pour garantir que les doses multiples sont administrées o de manière précise. La figure 5 illustre les paramètres et les tables qui peuvent être utilisés pour déterminer le déplacement de table par incrément
lorsqu'on utilise un système et un procédé conformes à la présente invention.
Des fuites interfeuilles sont un problème dans le cas des systèmes à collimateur à feuilles multiples classiques lorsque la quantité de dosage augmente. Chaque fois qu'une autre division de champ a lieu, la quantité de fuite interfeuilles chute de moitié. Par exemple, un décalage de mm présente une fuite interfeuilles d'approximativement 0,7 % et pour undécalage de 3 mm une fuite d'approximativement 0,3 %. Lorsque l'on met en oeuvre ceci cliniquement, un algorithme géométrique est nécessaire pour calculer la quantité de translation dans n'importe lequel des trois plans
(vecteurs x, y et z) ainsi que les mouvements de feuilles qui sont nécessaires.
Un système et un procédé conformes à la présente invention sont particulièrement utiles pour une application clinique fournissant un champ beaucoup plus en conformité avec une réduction significative de la fuite de rayons X par rapport à celui d'un système à bloc classique et d'une
conception à feuilles à MLC de largeur de feuille plus petite.
La suite décrit plus en détails un mode de réalisation préféré de l'invention. Généralités sur les HDI Un système et un procédé HDI, suivant un mode de réalisation préféré, seront intégrés à un support de MLC et à un dispositif à déplacement de table automatique. Les fonctionnalités HDI permettent à l'utilisateur de sélectionner un champ MLC à convertir en un champ HDI. Pendant la conversion, I'utilisateur est capable de sélectionner la résolution souhaitée du
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champ HDI. Un champ HDI est un groupe de champs qui doivent être mis en
séquence automatiquement ensemble pour créer la définition de champ HDI.
La fonctionnalité HDI peut exister complètement dans la phase de planification ou la phase de traitement. Cela permet à la nouvelle fonctionnalité de prendre avantage des interfaces existants avec la base de données pour créer des champs et des groupes à séquence automatique. La fonctionnalité HDJ est un procédé automatisé de création de nouveaux champs avec de nouvelles formes MLC, de nouveaux paramètres de table, et de nouveaux agencements de groupements, qui sont tous aujourd'hui
io effectués manuellement.
Suivant un mode de réalisation préféré, la fonctionnalité HDI principale sera contenue dans un interface de dialogue HDI pour visualiser la
forme de cible et la définition HDI.
Ces exigences fonctionnelles comportent: - La capacité de créer des champs HDI et des groupes à partir d'un champ MLC. Chaque champ aura de nouvelles formes de champs et de
nouveaux paramètres de tables.
- La capacité de sélectionner la résolution pour les champs HDI.
- La capacité de visualiser les résultats des champs HDI et des
sections de résolution.
- Un nouveau type de groupes à auto-séquence pour des
champs HDI avec des règles de groupe spéciales.
- La capacité de délivrer, vérifier et enregistrer le groupe HDI et
les champs.
- La capacité de placer en orifice d'entrée un groupe HDI.
Exigences de fonctionnalité Un interface de dialogue HDI illustre la forme de MLC en fonction des champs produits. Cette information est ensuite fournie à la console de commande qui à son tour commande la position des feuilles du MLC. La figure 6 illustre une interface de dialogue dans laquelle une partie du bassin doit être traitée. Le mode de réalisation préféré du fonctionnement de
l'interface de dialogue HDI est décrit ci-dessous.
B. Interface de dialogue HDI
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1. L'interface de dialogue HDI va fournir un affichage HDI de la
forme MLC et une projection des bords de feuilles MLC logiques.
2. L'interface de dialogue HDI va fournir une commande pour
régler la résolution souhaitée des limites de feuilles logiques.
3. L'affichage HDI va être commandé de manière dynamique
par la commande de résolution.
4. L'affichage HDI comporte une image à échelle de gris représentant les formes de champ HDI se chevauchant. Cela est similaire à
l'affichage par tabulation de visualisation Tx.
5. L'affichage HDI va prendre en compte les positions de table déduites pour chaque champ HDI lorsque l'on affiche les champs chevauchants. 6. L'interface de dialogue HDI va fournir un bouton de sauvegarde et un bouton d'annulation 7. Lorsque l'utilisateur sélectionne la sauvegarde, l'interface de dialogue HDI va créer de nouveaux champs correspondant au champ initial et
à la résolution sélectionnée.
8. La commande de résolution doit fournir des options, par
exemple:
-Aucune - 5,0 mm - 3,3 mm - 2,5 mm - 2,0 mm 9. Le bouton de sauvegarde doit être désactivé lorsque la
touche aucun est sélectionnée sur la commande de résolution.
10. Sur la base d'un algorithme défini, un nouveau champ doit être créé lorsque le bouton de sauvegarde est cliqué et que l'on a sélectionné ,0 mm sur la commande de résolution. 11. Sur la base d'un algorithme défini, deux nouveaux champs doivent être créés lorsque le bouton de sauvegarde est cliqué et que l'on a
sélectionné 3,3 mm sur la commande de résolution.
12. Sur la base d'un algorithme défini, trois nouveaux champs doivent être créés lorsque le bouton de sauvegarde est cliqué et que l'on a
sélectionné 2,5 mm sur la commande de résolution.
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13. Sur la base d'un algorithme défini, quatre nouveaux champs doivent être créés lorsque le bouton de sauvegarde a été cliqué et que l'on a
sélectionné 2,0 mm sur la commande de résolution.
Pour illustrer les interfaces de dialogue qui illustrent l'utilisation du système conforme à la présente invention, la figure 7 illustre un interface de dialogue avec des champs qui sont créés autour d'un corps (c'est-à-dire une tumeur). On notera l'effet en échelons d'escalier créé par le champ. La figure 8 illustre un second interface de dialogue avec trois nouveaux champs qui sont créés. Comme représenté, les trois nouveaux champs correspondent
0io au contour de l'image de corps de manière plus en conformité.
Bien que la présente invention ait été décrite conformément au mode de réalisation représenté, un spécialiste de la technique comprendra facilement qu'il existe des modifications au mode de réalisation et ces modifications sont comprises dans l'étendue de protection de la présente invention. Par conséquent, de nombreuses modifications peuvent être réalisées par un spécialiste de la technique sans sortir de l'étendue de
protection de la présente invention.
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Claims (9)
1. Procédé d'obtention d'une thérapie par rayonnement par conformité d'un objet en utilisant un collimateur (318) à feuilles multiples, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes qui consistent à: (a) diviser une dose de traitement en des segments (402); (b) translater le faisceau associé à la thérapie par rayonnement entre des doses de traitement (404); et (c) ajuster le collimateur (318) à feuilles multiples pour obtenir
un contour de l'objet (406).
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la
pluralité de segments comporte deux segments.
3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la
pluralité de segments comprend trois segments.
4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en
ce que les étapes (404 et 406) de translation et d'ajustement sont obtenues
par l'intermédiaire d'une commande automatisée.
5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape (404) de translation comporte l'étape qui consiste à translater d'une
distance déterminée à l'avance le champ associé au segment.
6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'étape (406) d'ajustement comporte l'étape qui consiste à repositionner les
feuilles du collimateur à feuilles multiples.
7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'un algorithme géométrique (figure 5) est utilisé pour calculer la quantité de
translation et le repositionnement des feuilles.
8. Système (300) pour le traitement d'un patient en utilisant un système de thérapie par rayonnement qui comporte un collimateur (318) à feuilles multiples, caractérisé en ce qu'il comporte:
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un étage (302) de planification destiné à planifier le traitement du patient; un étage (304) de traitement destiné à traiter le patient sur la base de l'étage (302) de planification; un système à intensité à définition élevée (HDI) sensible à au moins l'un de l'étage (302) de planification et de l'étage (304) de traitement, pour fournir des moyens perfectionnés pour la thérapie de rayonnement, tout
en minimisant la fuite dans le collimateur (318) à feuilles multiples.
9. Système suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le lo système HDI comporte: des moyens destinés à diviser une dose de traitement en des segments (402); des moyens destinés à translater le faisceau associé à la thérapie par rayonnement entre des doses (404) de traitement; et des moyens destinés à ajuster le collimateur à feuilles multiples
pour obtenir un contour de l'objet (406).
Applications Claiming Priority (1)
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| US09/234,362 US6335961B1 (en) | 1998-10-06 | 1999-01-20 | Integrated high definition intensity multileaf collimator system which provides improved conformal radiation therapy while minimizing leakage |
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|---|---|---|---|
| FR0000679A Pending FR2788439A1 (fr) | 1999-01-20 | 2000-01-20 | Systeme collimateur a feuilles multiples integre a intensite a haute definition qui permet une therapie par rayonnement conforme amelioree, tout en minimisant les fuites |
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