FR3110086A1 - Applicateur de radiothérapie de longueur variable - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un applicateur (10) de radiothérapie intra-opératoire comportant un tube de guidage de rayonnement (11) comportant au moins un tronçon dit proximal (12) configuré pour être raccordé en sortie d’une source de rayonnement, et un tronçon dit distal (13) configuré pour coulisser axialement par rapport au tronçon proximal (12) entre au moins une position rapprochée et une position éloignée, l’applicateur (10) étant configuré pour prendre au moins une configuration rétractée dans laquelle le tronçon distal (13) est dans la position rapprochée, et une configuration déployée dans laquelle le tronçon distal (13) est dans la position éloignée et une longueur de l’applicateur (10) est augmentée par rapport à une longueur de l’applicateur (10) dans la configuration rétractée. Elle concerne également un dispositif d’irradiation (100) à rayonnement ionisant comportant une source de rayonnement (104) et un tel applicateur (10) fixé en sortie de la source de rayonnement (104). Figure pour l’abrégé : Fig. 1
Description
La présente invention concerne un applicateur de radiothérapie intra-opératoire.
La radiothérapie, externe, ou peropératoire (RTPO ou IORT : intraoperative radiotherapy), est une méthode de traitement locorégional des cancers. Elle est avec la chirurgie, le traitement le plus fréquent des cancers et peut entrainer une rémission nette à elle seule. Elle peut être utilisée seule ou associée à la chirurgie et à la chimiothérapie. Ses indications sont liées au type de tumeur, à sa localisation, à son stade et à l’état général de la cible (en général une zone à traiter d’un patient). Elle présente dans certains cas, l’avantage d’être réalisée en ambulatoire par le fait que les séances peuvent être de courte durée et les effets secondaires moindres que ceux d’une chimiothérapie.
Pour ce faire, la radiothérapie utilise une irradiation de rayonnement ionisant (rayon X, électrons, protons, etc) pour détruire les cellules cancéreuses en affectant leur capacité à se reproduire. L'irradiation a pour but de détruire toutes les cellules tumorales tout en épargnant les tissus sains périphériques.
Toutefois, pour certains types de cancer, un traitement par rayons X présente la difficulté que la tumeur peut être localisée très près d’une partie d’organes qu’il est préférable d’éviter d’irradier.
En outre, il est apparu que le fait de délivrer de très fortes doses en des temps très courts (typiquement moins d’une seconde) est bien moins néfaste pour les tissus sains que de délivrer la même dose, voire même une dose moindre, en un temps plus long (i.e. de plusieurs secondes, voire plusieurs minutes, pour un mode de traitement classique). Ce phénomène est décrit par exemple dans l’article « The Advantage of FLASH Radiotherapy Confirmed in Mini-pig and Cat-cancer Patients », Marie-Catherine Vozenin et al., Clin Cancer Res 2018, American Association for Cancer Research.
Un tel mode de traitement est notamment désigné « mode flash ».
Une radiothérapie en mode flash permet ainsi de produire les mêmes effets thérapeutiques qu’une radiothérapie classique tout en limitant des effets secondaires indésirables possibles.
En outre, la radiothérapie en mode flash peut permettre d’éviter d’avoir à retirer la tumeur au préalable, ce qui est particulièrement commode si la tumeur n’est pas opérable (par exemple lorsqu’une tumeur est située à proximité de la carotide ou du pancréas d’un patient car il y a alors trop de risque de toucher le système nerveux).
La radiothérapie en mode flash permet ainsi de traiter une plus grande variété de tumeurs, en particulier des tumeurs traditionnellement non opérables (par exemple par les moyens conventionnels, par exemple par un scalpel).
Pour une radiothérapie, et/ou radiobiologie, en mode flash ou classique, un dispositif d’irradiation à rayonnement ionisant comporte typiquement une source de rayonnement, par exemple un accélérateur linéaire de faisceau d’électrons ou d’ions, appelé couramment « LINAC », et un applicateur en sortie de la source de rayonnement.
En pratique, le faisceau émis par la source de rayonnement (par exemple le LINAC) doit être appliqué selon un angle et une distance particuliers par rapport à la cible à traiter.
Généralement, un praticien positionne alors l’applicateur sur la cible (sur le patient, ou en partie dans le patient selon le cas) et le maintient à la main. Puis, un autre praticien bouge une partie du dispositif d’irradiation comportant la source de rayonnement pour que la sortie de la source de rayonnement se raccorde à l’applicateur. Ensuite, chacun sort de la salle où se trouve le patient et le rayonnement est activé pour réaliser le traitement. Pour cela, une interface homme-machine (IHM) est généralement organisée dans une salle dite « salle de commande » qui est située à côté d’une salle dite « salle d’opération » dans laquelle se trouvent le patient et le dispositif d’irradiation. La salle d’opération est alors généralement munie d’une enceinte de radioprotection.
La procédure de manipulation du dispositif d’irradiation est donc très longue et délicate car la source de rayonnement doit être orientée selon des prescriptions particulières par rapport à la cible (donc par rapport à l’applicateur) alors que le dispositif d’irradiation est très lourd et difficile à manipuler.
En outre, un applicateur est un élément monobloc. En fonction du traitement à appliquer et de la cible, le praticien doit choisir un applicateur parmi plusieurs, en fonction de sa longueur et de son diamètre.
Le praticien dispose donc d’un certain nombre d’applicateurs pour un certain nombre de conditions d’irradiation, et les applicateurs doivent être démontés puis remontés pour chaque changement de conditions d’irradiation.
Dans ce contexte, un objectif de la présente invention est de surmonter au moins en partie les inconvénients précités, en pouvant en outre mener à d’autres avantages.
Un objectif de la présente invention est aussi de proposer un applicateur qui facilite les mises en œuvre d’administration de traitements.
A cet effet, est proposé, selon un premier aspect, un applicateur de radiothérapie intra-opératoire à géométrie variable.
Plus particulièrement, est proposé un applicateur de radiothérapie intra-opératoire comportant un tube de guidage de rayonnement configuré pour être fixé en sortie d’une source de rayonnement, caractérisé en ce que le tube de guidage de rayonnement comporte au moins deux tronçons, un tronçon dit proximal configuré pour être raccordé en sortie de la source de rayonnement, et un tronçon dit distal configuré pour coulisser axialement par rapport au tronçon proximal entre au moins une position rapprochée et une position éloignée, l’applicateur étant configuré pour prendre au moins une configuration rétractée dans laquelle le tronçon distal est dans la position rapprochée, et une configuration déployée dans laquelle le tronçon distal est dans la position éloignée et une longueur de l’applicateur est augmentée par rapport à une longueur de l’applicateur dans la configuration rétractée.
Un tel applicateur permet d’effectuer une séance de radiothérapie intra-opératoire, en mode flash ou pas.
L’applicateur permet d’acheminer le faisceau de particules, par exemple des électrons, vers la cible, généralement le lit tumoral, tout en minimisant des dommages possibles sur des zones saines entourant la cible.
Un tel applicateur est ainsi adaptable en longueur. Le praticien peut alors ajuster la position d’une extrémité de l’applicateur vis-à-vis de la cible à traiter.
Cet ajustement permet au praticien de choisir l’intensité de la dose à appliquer ainsi que son homogénéité (planéité) sur la zone de traitement.
Lors d’un traitement, un tel applicateur permet notamment d’augmenter la diffusion du faisceau d’électrons si besoin.
Ainsi, la longueur variable permet de changer la dose, son intensité et son homogénéité (planéité), sur la zone à traiter, tout en gardant le même dispositif, i.e. sans changement de matériel, dans la même configuration.
Un tel applicateur peut par exemple être réalisé au moins en partie en PMMA (Polyméthacrylate de méthyle) ; par exemple au moins un tronçon du tube de guidage de rayonnement peut comporter du PMMA.
Selon un exemple de réalisation, l’applicateur comporte un système d’indexation de longueur du tube de guidage de rayonnement.
Il est alors plus facile de régler l’applicateur en fonction du paramétrage visé.
Par exemple, le système d’indexation de longueur comporte au moins une graduation configurée pour coulisser le tronçon distal par rapport au tronçon proximal jusqu’à une position correspondant à une longueur déterminée du tube de guidage de rayonnement.
Selon un exemple de réalisation, l’un parmi le tronçon distal et le tronçon proximal est un tronçon interne, et le tronçon interne comporte l’au moins une graduation.
Selon un exemple de réalisation, le tronçon interne comporte au moins une rainure creusée en surface et la rainure forme l’au moins une graduation.
Selon un exemple de réalisation, le système d’indexation de longueur comporte un système d’arrêt configuré pour bloquer axialement le tronçon distal en position par rapport au tronçon proximal.
Par exemple, le système d’arrêt comporte au moins un pion de butée configuré pour bloquer axialement le tronçon distal par rapport au tronçon proximal.
Par exemple, l’au moins un pion de butée est configuré pour coopérer avec l’au moins une rainure pour bloquer axialement le tronçon interne par rapport au tronçon externe.
Est aussi proposé, selon un deuxième aspect, un dispositif d’irradiation à rayonnement ionisant comportant une source de rayonnement et un applicateur fixé en sortie de la source de rayonnement, l’applicateur comportant au moins une partie des caractéristiques décrites précédemment.
Selon un exemple de réalisation, le dispositif comporte un système d’irradiation comportant la source de rayonnement et une source hyperfréquence configurée pour alimenter la source de rayonnement.
De préférence, la source de rayonnement comporte un LINAC.
Selon un exemple de réalisation, le dispositif comporte une tête d’irradiation qui comporte :
- une fenêtre dite fine, configurée pour assurer une étanchéité à un vide de la source de rayonnement,
- un détecteur semi-conducteur configuré pour mesurer une dose administrée en temps réel,
- un collimateur, et
- l’applicateur, fixé sur le collimateur.
La tête d’irradiation est une partie du dispositif d’irradiation qui sépare la section accélératrice d’une source de rayonnement par rapport à la cible (par exemple du patient). C’est la partie où le faisceau brut émis par la source de rayonnement (l’accélérateur de particules) se transforme en faisceau final de traitement. En effet, le faisceau sort de la section accélératrice avec une énergie et une forme définie. Les différents éléments de la tête d’irradiation interagissent avec le faisceau pour le préparer au traitement requis : la dose, la profondeur de la dose déposée et la planéité de cette dose.
L’applicateur à longueur variable permet ainsi de réaliser une tête d’irradiation à géométrie variable.
L’applicateur à géométrie variable selon l’invention est ainsi configuré pour pouvoir changer les paramètres de traitement, sans changement de matériel ni changement des paramètres du LINAC ou de tout autre accélérateur de particules qui serait utilisé.
Selon un exemple de réalisation, la fenêtre fine configurée pour assurer une étanchéité au vide de la source de rayonnement est en aluminium.
Selon un exemple de réalisation, le collimateur est en graphite.
Un applicateur selon un exemple de réalisation de l’invention peut également être utilisé pour un LINAC à électrons permettant la stérilisation par exemple.
L’invention, selon un exemple de réalisation, sera bien comprise et ses avantages apparaitront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, donnée à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
Les éléments identiques représentés sur les figures précitées sont identifiés par des références numériques identiques.
La figure 1, comportant les figures 1 A) à 1 C), représente un premier exemple de réalisation d’applicateur 10 à longueur variable selon l’invention.
L’applicateur 10 comporte principalement un tube de guidage de rayonnement 11 configuré pour être fixé en sortie d’une source de rayonnement.
L’applicateur 10, et en particulier le tube de guidage de rayonnement 11, comporte donc un canal interne pour guider le rayonnement vers une cible.
Pour fixer le tube de guidage de rayonnement 11, l’applicateur comporte par exemple une interface de fixation 21.
L'interface de fixation 21 peut être de tous types, elle peut être standard à une fixation d’applicateur de l’art antérieur en sortie de source de rayonnement.
L’interface de fixation 21 comporte notamment ici un canal 22 qui permet d’acheminer un faisceau de rayonnement depuis la source de rayonnement vers une cible, à travers le tube de guidage de rayonnement 11, i.e. via son canal.
Le tube de guidage de rayonnement 11 comporte ici deux tronçons : un tronçon dit proximal 12 et un tronçon dit distal 13.
Le tronçon proximal 12 est ici raccordé à l’interface de fixation 21.
Le tronçon distal 13 est configuré pour coulisser axialement par rapport au tronçon proximal 12.
Ainsi, le tube de guidage de rayonnement, et a fortiori l’applicateur, a ici une longueur variable.
Dans le présent exemple de réalisation, le tronçon proximal 12 est un tronçon externe et le tronçon distal 13 est un tronçon interne. Autrement dit, ici, le tronçon distal coulisse à l’intérieur du tronçon proximal. Un tel agencement permet par exemple de procurer plus facilement un diamètre de sortie d’applicateur plus réduit.
Bien sûr, le tronçon distal pourrait être un tronçon externe et coulisser autour du tronçon proximal qui serait alors un tronçon interne. Un champ couvert par l’applicateur serait alors possiblement plus large.
Dans le présent exemple de réalisation, le tube de guidage de rayonnement 11 comporte un système d’indexation de longueur qui permet de régler la position axiale du tronçon distal par rapport au tronçon proximal en fonction de la longueur d’applicateur souhaitée (c’est-à-dire de la longueur de tube de guidage 11 souhaitée).
Le système d’indexation de longueur comporte ici des graduations 14.
Dans le présent exemple de réalisation, les graduations 14 sont réalisées par des rainures creusées sur une surface externe du tronçon interne, qui est ici le tronçon distale 13.
Les rainures des graduations 14 sont par exemple des anneaux formés, selon une circonférence du tronçon distal 13, parallèles les uns aux autres et à distances régulières les uns des autres, par exemple tous les centimètres, ou tous les 5 mm ou moins.
Selon une variante de réalisation non représentée, le système d’indexation de longueur pourrait comporter une spirale à la place d’anneaux, ce qui permettrait un ajustement plus continu de la longueur souhaitée pour le tube de guidage 11.
Le système d’indexation de longueur comporte aussi ici un système d’arrêt qui est configuré pour bloquer, au moins axialement, le tronçon distal en position par rapport au tronçon proximal.
Le système d’arrêt comporte ici trois pions de butée 15.
Les trois pions de butée 15 sont ici disposés autour d’une même section du tronçon externe, qui est ici le tronçon proximal 12, et à distances angulaires égales, soit ici tous les 120°.
Chaque pion de butée 15 traverse ici une paroi du tronçon externe pour bloquer le tronçon interne au moins axialement.
Chaque pion de butée 15 peut par exemple être plus ou moins enfoncé, par exemple grâce à un pas de vis.
Ainsi, dans une position enfoncée, un pion de butée 15 est par exemple introduit dans une rainure du tronçon interne, empêchant ainsi le tronçon interne de coulisser axialement par rapport au tronçon externe.
Selon un exemple de réalisation non représenté, le pion de butée pourrait aussi être une goupille qui traverse un orifice prévu dans chacun des tronçons.
Les figures 1 A) à 1 C) illustrent ainsi en perspective différentes configurations de l’applicateur 10.
Par exemple sur la figure 1 C), l’applicateur 10 est dans une configuration dite rétractée dans laquelle le tronçon interne est dans une position rentrée et est ici entièrement escamoté dans le tronçon externe.
Sur la figure 1 A), l’applicateur 10 est dans une configuration dite déployée dans laquelle le tronçon interne est dans une position sortie maximale. Dans cette configuration, une longueur de l’applicateur 10 est augmentée par rapport à sa longueur dans la configuration rétractée de la figure 1 C) et est même ici maximale.
Comme l’illustre la figure 1 B), l’applicateur 10 est en outre configuré pour prendre diverses configurations intermédiaires dans lesquelles le tronçon interne est dans une position intermédiaire entre sa position rentrée et sa position sortie, de sorte que l’applicateur a une longueur variable entre celle qu’il présente en configuration rétractée, qui est plus courte, et celle qu’il présente en configuration déployée, qui est plus longue.
Les figures 2 A) à 2 D) représentent l’applicateur 10 de la figure 1 de profil, partiellement en transparence.
A la figure 2 A), l’applicateur 10 est dans la configuration rétractée de la figure 1 C).
A la figure 2 D), l’applicateur 10 est dans la configuration déployée de la figure 1 A).
Aux figures 2 B) et 2 C), l’applicateur 10 est dans deux configurations intermédiaires, celle de la figure 2 C) correspondant à celle de la figure 1 B), et celle de la figure 2 B) correspondant ici à une longueur raccourcie, entre celle de la configuration rétractée de la figure 2 A) et celle de la configuration intermédiaire de la figure 2 C).
Les figures 2 B) à 2 D) permettent par ailleurs de mieux montrer que le tronçon proximal, qui est ici le tronçon externe, comporte un profil intérieur dont une première partie 16 correspond à une enveloppe d’au moins une partie du tronçon interne. Une deuxième partie 17 est de section moindre que la première partie 16 ; elles définissent ainsi entre elles une butée axiale 18 limitant le coulissement du tronçon interne dans le tronçon externe.
Il comporte enfin ici une troisième partie 19, qui est tronconique, pour relier le canal du tube de guidage de rayonnement 11 au canal 22 de l’interface de fixation 21.
Les figures 3 à 6 présentent un deuxième exemple de réalisation d’applicateur 10 à longueur variable selon l’invention.
Sur ces figures, les éléments analogues sont identifiés par les mêmes références que sur les figures 1 et 2.
Ainsi, de même que sur les figures précédentes, l’applicateur 10 comporte ici un tronçon distal 13, qui est un tronçon interne, qui est configuré pour coulisser axialement par rapport au tronçon proximal 12, qui est un tronçon externe.
Toutefois, dans cet exemple de réalisation, seulement une partie 131 du tronçon distal 13 coulisse ici par rapport au tronçon proximal 12.
En effet, le tronçon distal 13 comporte principalement une partie 131, configurée pour coulisser dans le tronçon proximal 12.
Cette partie 131 est ici délimitée par une butée 132 formée sur une surface extérieure du tronçon distal 13, ici par un décrochement de diamètre extérieur du tronçon distal 13.
La partie 131 comporte ici une gorge 134, ici creusée selon une circonférence de la partie 131.
La gorge 134 est par exemple configurée pour coopérer avec une forme complémentaire en relief formée sur la surface interne du tronçon proximal.
Elles permettent ainsi un blocage axial du tronçon distal par rapport au tronçon proximal, par exemple lorsque le tube de guidage de rayonnement 11 est en une configuration déployée.
Elles peuvent par exemple former ainsi à la fois un système d’indexation de longueur qui permet de régler la position axiale du tronçon distal par rapport au tronçon proximal en fonction de la longueur d’applicateur souhaitée (c’est-à-dire de la longueur de tube de guidage 11 souhaitée), de manière analogue aux rainures des graduations 14 de l’exemple de réalisation des figures 1 et 2, ainsi qu’un système d’arrêt configuré pour bloquer, au moins axialement, le tronçon distal en position par rapport au tronçon proximal.
La partie 131 comporte aussi ici au moins une cannelure 133. La cannelure 133 est configurée pour permettre une flexibilité à la partie 131 pour être clipsée dans le tronçon proximal 12. La cannelure 133 peut également permettre d’éviter un pivotement du tronçon distal par rapport au tronçon proximal si besoin.
La cannelure 133 et la gorge 134 sont ici des formes en creux sur la surface extérieure du tronçon distal 13. Elles pourraient toutefois être des formes en relief et coopérer avec des formes en creux complémentaires formées dans le tronçon proximal 12.
La figure 4 illustre, en perspective (figure 4 A)) et de profil (figure 4 B)), et en coupe, les éléments du tube de guidage de rayonnement 11 de la figure 3 assemblés, et dans une configuration déployée.
Cette figure montre que, de même que précédemment, le tronçon proximal 12, qui est ici le tronçon externe, comporte un profil intérieur dont une première partie 16 correspond à une enveloppe de la partie 131 du tronçon distal 13. Une deuxième partie 17 est de section moindre que la première partie 16 ; elles définissent ainsi entre elles une butée axiale 18 limitant le coulissement du tronçon interne dans le tronçon externe.
Mais en outre, la première partie 16 du tronçon proximal 12 comporte ici une nervure 161, qui est la forme complémentaire configurée pour coopérer avec la gorge 134 de la partie 131 du tronçon distal 13.
La première partie 16 du tronçon proximal 12 comporte aussi ici une clavette 162 configurée pour coopérer avec la cannelure 133 de la partie 131 du tronçon distal 13. La clavette 162 peut être un élément indépendant ou formée en relief en surface du tronçon proximal 12.
La clavette 162 a une longueur moindre qu’une longueur de la cannelure 133 afin de pouvoir coulisser par rapport à la cannelure 133 selon que le tronçon distal 13 est en position rapprochée et une position éloignée par rapport au tronçon proximal 12.
Ainsi, comme le montrent les figures 4 et 5, en configuration déployée, la nervure 161 de la première partie 16 du tronçon proximal 12 est insérée dans la gorge 134 de la partie 131 du tronçon distal 13. Et de plus ici, la clavette 162 est dans la cannelure 133.
Dans cette configuration, une longueur de l’applicateur 10 est ici maximale.
Sur la figure 6, l’applicateur 10 est dans la configuration rétractée dans laquelle la partie 131 du tronçon distal 13 est ici entièrement escamotée dans le tronçon proximal 12. De plus ici, au moins le tronçon proximal 12 est en appui contre la butée 132 du tronçon distal 13. La butée 132 forme alors par exemple au moins une partie d’un système d’arrêt configuré pour bloquer axialement le tronçon distal en position par rapport au tronçon proximal.
Par ailleurs, la nervure 161 de la première partie 16 du tronçon proximal 12 est en dehors de la gorge 134 de la partie 131 du tronçon distal 13, mais la clavette 162 est dans la cannelure 133, dans laquelle elle a coulissé.
Dans cette configuration, une longueur de l’applicateur 10 est ici réduite par rapport à sa longueur dans la configuration déployée des figures 4 et 5.
La figure 7 représente un dispositif d’irradiation 100 à rayonnement ionisant selon un exemple de réalisation de l’invention.
Le dispositif d’irradiation 100 comporte un système d’irradiation 103 qui comporte une source de rayonnement 104, et un applicateur 10, par exemple selon l’un quelconque des exemples de réalisation des figures 1 à 3, fixé en sortie de la source de rayonnement 104.
Le dispositif d’irradiation 100 est ici représenté dans une configuration d’utilisation dans laquelle l’applicateur 10 est positionné au regard d’une cible C.
Le dispositif d’irradiation 100 comporte une base 101 et un bras 6-axes 102 qui relie le système d’irradiation 103 à la base 101.
Le système d’irradiation 103 comporte aussi par exemple une source hyperfréquence 105 qui alimente la source de rayonnement 104.
La source de rayonnement 104 est par exemple configurée pour émettre un faisceau tel que par exemple un faisceau d’électrons.
La source de rayonnement 104 est par exemple un LINAC.
Le dispositif d’irradiation 100 comporte en outre ici une poignée de manipulation 106, qui est de préférence solidaire de la source de rayonnement 104.
L’applicateur 10 est par exemple positionné en sortie de la source de rayonnement 104 et fixé rigidement à la poignée 106 au moyen d’un système de fixation configuré pour solidariser l’applicateur 10 en sortie de la source de rayonnement 104.
De préférence, le dispositif d’irradiation 100 comporte aussi une unité de contrôle-commande 107 et, par exemple, une source de puissance 108 de la source de rayonnement ionisant 104 pour que le dispositif puisse fonctionner en mode flash.
La base 101 peut aussi comporter un système de déplacement omnidirectionnel 109, comportant par exemple des roues, par exemple holonomes. Le dispositif d’irradiation 100 peut ainsi être déplacé simultanément en translation et en rotation dans toute direction.
Enfin, la base 101 peut aussi comporter un système de stabilisation 110.
Le système de stabilisation 110 est configuré pour immobiliser, de manière stable, le dispositif d’irradiation 100.
Le système de stabilisation 110 comporte par exemple des béquilles, voire aussi de préférence une planche escamotable (non représentée) configurée pour prendre une position déployée et une position escamoté, la planche en position déployée étant alors en vis-à-vis du rayonnement.
La présence d’une telle planche permet ainsi d’utiliser le dispositif d’irradiation 100 à différents endroits en limitant les risques que le rayonnement traverse une paroi présente en vis-à-vis du rayonnement.
L’applicateur selon l’invention est ainsi de préférence configuré pour pouvoir changer les paramètres de traitement, sans changement de matériel ni changement des paramètres du LINAC ou de tout autre accélérateur de particules qui serait utilisé.
Des calculs d’interaction particules-matières ont été réalisés avec le code MCNP (« MCNP X – A General Monte Carlo N-particle Transport Code, Version 2.7.0 » Los Alamos National Laboratory, LA-CP-11-00438, April 2011). Il s’agit d’un code de référence permettant de traiter par une méthode de Monte-Carlo le transport de particules (neutrons, photons et électrons, etc..) dans des géométries à trois dimensions. Ce code simule l’histoire d’un grand nombre de particules pour en déterminer le comportement moyen avec une erreur statistique associée.
Les calculs de la figure 9 ont été effectués avec une géométrie de tête d’irradiation telle que schématisée figure 8. La tête d’irradiation modélisée et représentée figure 8 comporte :
- Une fenêtre fine 23, par exemple en aluminium. Elle est ici disposée à la fin de la section accélératrice de la source de rayonnement 104 qui est par exemple un LINAC. Elle assure l’étanchéité au vide de la section accélératrice de la source de rayonnement 104.
- Un collimateur 30, par exemple en graphite.
- Un détecteur semi-conducteur 24 qui assure la mesure de la dose en temps réel. Il est ici placé selon une section du collimateur 30.
- Un applicateur 10, par exemple en PMMA.
Le collimateur a notamment deux fonctions : la première est de collimater (limiter l’éclatement du faisceau) et assurer la continuité de la diffusion des électrons dans un diamètre défini, et la deuxième est, selon son épaisseur, d’assurer une radioprotection du rayonnement ionisant ambiant.
Le détecteur semi-conducteur 24 est par exemple tel que décrit dans le document WO 2015/075388.
Un fantôme d’eau 40 est utilisé pour simuler une cible, notamment un patient (les tissus humains étant majoritairement composés d’eau).
Les performances dosimétriques sont étudiées, avec 5 longueurs différentes d’applicateur, 90 cm, 80 cm, 70 cm, 60 cm et 40cm, pour deux champs circulaires de traitement de diamètre 10 cm et 5 cm.
La figure 9 montre, à titre d’exemple, le changement de l’homogénéité de la dose calculée au maximum de dose déposée en profondeur dans le fantôme d’eau 40, pour un applicateur de 10 cm de diamètre.
La figure 10 présente un tableau résumant les changements de performances dosimétriques en fonction du changement de longueur de l’applicateur. La planéité, facteur d’homogénéité, est calculée selon les recommandations de la Commission électrotechnique internationale (CEI) (IEC/TR 60977 : Medical electrical equipment – Medical electron accelerator – Guidelines for functional performance characteristics) en utilisant la formule suivante :
Où « D » est une dose de référence qui peut varier selon les paramètres du LINAC utilisés.
A titre d’exemple, pour une longueur d’applicateur de 90 cm, et avec un ensemble de paramètres déterminés, il est possible d’obtenir D = 10 Gy, et en changeant uniquement la longueur de l’applicateur à 60 cm, il y aurait alors 1,7 x 10 = 17 Gy pour les paramètres.
La planéité est calculée à une certaine profondeur dans le fantôme d’eau là où il y a le maximum de dépôt de dose.
Par exemple, la Figure 11 représente une courbe de dépôt de dose en fonction de la profondeur dans le fantôme d’eau pour un applicateur de 40 cm de longueur et 10 cm de diamètre. Cette courbe permet de constater que le maximum de dose déposée est obtenu à 2 cm de profondeur, la planéité est alors calculée à cette profondeur. Au-delà de cette profondeur, la quantité de dose décroit et devient nulle au-delà de 5 cm.
La figure 11 montre aussi que les profils dosimétriques dans le fantôme d’eau 40, en fonction de la profondeur, obtenus pour un applicateur statique et un applicateur à géométrie variable réglé sur une même longueur que celle de l’applicateur statique (soit ici 40 cm) sont identiques.
Enfin, la figure 12 montre la courbe d’homogénéité de la dose au maximum de dépôt de dose en profondeur, également pour l’applicateur statique et l’applicateur à géométrie variable réglé sur une même longueur que celle de l’applicateur statique (soit ici 40 cm, et pour un diamètre de 10 cm chacun), lesquelles sont aussi identiques.
L’applicateur selon l’invention permet donc d’obtenir les mêmes performances qu’un applicateur statique pour une même longueur.
Un seul applicateur permet ainsi d’adapter la dose et la planéité selon le besoin du praticien. Si le praticien décide d’appliquer plus de dose avec moins d’homogénéité par exemple, il n’aura qu’à changer directement la longueur de l’applicateur, déjà stérilisé, au lieu de démonter l’applicateur en place et remonter un autre applicateur avec une longueur différente.
Claims (12)
- Applicateur (10) de radiothérapie intra-opératoire comportant un tube de guidage de rayonnement (11) configuré pour être fixé en sortie d’une source de rayonnement, caractérisé en ce que le tube de guidage de rayonnement (11) comporte au moins deux tronçons, un tronçon dit proximal (12) configuré pour être raccordé en sortie de la source de rayonnement, et un tronçon dit distal (13) configuré pour coulisser axialement par rapport au tronçon proximal (12) entre au moins une position rapprochée et une position éloignée, l’applicateur (10) étant configuré pour prendre au moins une configuration rétractée dans laquelle le tronçon distal (13) est dans la position rapprochée, et une configuration déployée dans laquelle le tronçon distal (13) est dans la position éloignée et une longueur de l’applicateur (10) est augmentée par rapport à une longueur de l’applicateur (10) dans la configuration rétractée.
- Applicateur (10) selon la revendication1, caractérisé en ce qu’il comporte un système d’indexation de longueur du tube de guidage de rayonnement (11).
- Applicateur (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système d’indexation de longueur comporte au moins une graduation (14) configurée pour coulisser le tronçon distal (13) par rapport au tronçon proximal (12) jusqu’à une position correspondant à une longueur déterminée du tube de guidage de rayonnement (11).
- Applicateur (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l’un parmi le tronçon distal (13) et le tronçon proximal (12) est un tronçon interne, et le tronçon interne comporte l’au moins une graduation (14).
- Applicateur (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tronçon interne comporte au moins une rainure creusée en surface et en ce que la rainure forme l’au moins une graduation (14).
- Applicateur (10) selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le système d’indexation de longueur comporte un système d’arrêt configuré pour bloquer axialement le tronçon distal (13) en position par rapport au tronçon proximal (12).
- Applicateur (10) selon la revendication 6 caractérisé en ce que le système d’arrêt comporte au moins un pion de butée (15) configuré pour bloquer axialement le tronçon distal (13) par rapport au tronçon proximal (12).
- Applicateur (10) selon les revendications 5 et 7, caractérisé en ce que l’au moins un pion de butée (15) est configuré pour coopérer avec l’au moins une rainure (14) pour bloquer axialement le tronçon interne par rapport au tronçon externe.
- Dispositif d’irradiation (100) à rayonnement ionisant comportant une source de rayonnement (104) et un applicateur (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, fixé en sortie de la source de rayonnement (104).
- Dispositif d’irradiation (100) selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il comporte un système d’irradiation (103) comportant la source de rayonnement (104) et une source hyperfréquence (105) configurée pour alimenter la source de rayonnement.
- Dispositif d’irradiation (100) selon l’une quelconque des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que la source de rayonnement (104) comporte un LINAC.
- Dispositif d’irradiation (100) selon l’une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu’il comporte une tête d’irradiation qui comporte :
- une fenêtre dite fine (23) configurée pour assurer une étanchéité à un vide de la source de rayonnement (104),
- un détecteur semi-conducteur (24) configuré pour mesurer une dose administrée en temps réel,
- un collimateur (30), et
- l’applicateur (10), fixé sur le collimateur (30).
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|---|---|---|---|
| FR2004740A FR3110086B1 (fr) | 2020-05-14 | 2020-05-14 | Applicateur de radiothérapie de longueur variable |
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| FR2004740 | 2020-05-14 | ||
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| FR3110086B1 FR3110086B1 (fr) | 2022-08-26 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR2004740A Active FR3110086B1 (fr) | 2020-05-14 | 2020-05-14 | Applicateur de radiothérapie de longueur variable |
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| Country | Link |
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| FR (1) | FR3110086B1 (fr) |
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-
2020
- 2020-05-14 FR FR2004740A patent/FR3110086B1/fr active Active
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| MARIE-CATHERINE VOZENIN ET AL.: "Clin Cancer Res", 2018, AMERICAN ASSOCIATION FOR CANCER RESEARCH, article "The Advantage of FLASH Radiotherapy Confirmed in Mini-pig and Cat-cancer Patients" |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3110086B1 (fr) | 2022-08-26 |
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