LU93102B1 - Dispositif et procédé pour une radiothérapie par impulsion à dose élevée avec une imagerie à temps réel - Google Patents
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Abstract
A radiotherapy system comprising at least one pulsed radiation source, at least one imaging system, a control system, and a synchronization system is disclosed. The pulsed radiation source deposits high dose radiation pulses to a target region inside the patient; simultaneously the imaging system is used to monitor the target region, synchronized by the synchronization system. The dose per radiation pulse is high enough to deposit, within few pulses, 1 Gy at a depth of at least 1 cm in water. At each irradiation time step, the pulsed radiation source delivers short pulses of radiation (< 1 ms) and the imaging system performs a snapshot of the position, and eventually the shape, of the target region during the irradiation time, with a time resolution better than 200 ms. Being both the pulsed radiation source and imaging system synchronized by the synchronization system with less than 200 ms jitter, this system allows for very precise reconstruction of the map of the dose deposited into the target region. 93102
Claims (15)
- liDSôMÙA'OONS1. Procédé pour tester et/ou calibrer un système pour fa radiothérapie, où un pion d’eau est illuminé au moyen de la source de radiation pulsée par au moine une Impulsion ayant la durée de moins de 1 ms et le dépôt d’une dose correspondant à au moins 50 mGy é une profondeur d’au moms ï cm dans l’eau et simultanément la région Illuminée est soumise à l’Image eu moyen du système d'image dans une vibration de temps plus court pue 200 ms de le livraison de l’Impulsion d'irradiation, eu /image est effectuée avec une résolution de temps mieux que 200 me et iïmage obtenue est utilisée pour calculer la dose déposée et ajuster facultativement le système
- 2. Un système pour la radiothérapie oui comprend au moins une source de radiation pulsée de livrer des Impulsions de radiation plus court que 1 ms. au moins un système d’image, au moins un système de commande cou" déterminer la dose déposée et au moins un système de synchronisation pour synelronee? ladite source de radiation puisée et ledit système d'image dans une vibration de vmus plus court que 200 ms, dans laquelle Is source de radiation pulsée est capable de livrer une dose d'au moins 50 mGy à une profondeur d’au moins 1 cm dans l'eau dans 1 ms, dans lequel ie système d’image a la résolution de temps mieux que 200 ms et a où ledit système de commande est connecté à la source de radiation pulsée et au système d’image.
- 3. Système selon la revendication 2. ou la source de radiation pulsée doit être choisi parmi le groupe comprenant : les sources de faisceaux électroniques, les sources de hauts rayons de photon d'énergie, les sources de rayons de positron, les sources de rayons à neutrons, les sources de rayons de mèson pi. les sources de rayons comprenant las combinaisons de ces particules.
- 4. Système selon l’une quelconque des revendications 2 à 3, où la source de radiation pulsée peut comprendre un système laser ultra-rapide, un système laser de transport, un système de focalisation de laser, un accélérateur électronique plasma laser, un système de livraison de rayon de radiation. G. Système selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, où ie système laser ukra-rapide est un système laser Ti. Sa, une diode le système de laser de solide pompé ou une fibre optique de phase rangent le système laser; le système laser ultra-rapide étant pompé par un laser de diode, par une diode pompée avec un laser à l'état solide avec ta conversion de fréquence, par une lampe de flash pompée avec un laser à l’état solide avec la conversion de frequence, ou par une combinaison de ces systèmes,
- 6. Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, où le système de commande est capable, après chaque étape d'irradiation, de faire au moins une parmi les choses suivantes: traiter l’image acquise, calculer les changements à être appliqué au plan de traitement, opérer sur le système d’image et le fonctionnement sur la source de radiation pulsée,
- 7. Système selon i’une quelconque des revendications 2 à 6, où la source de radiation pulsée comprend au moine un rayon laser diagnostique, choisi parmi; une forme spectrale diagnostique pour mesurer la forme spectrale de l impulsion laser; une énergie diagnostique pour mesurer l'énergie de l'impulsion laser, une forme de rayon diagnostique pour mesurer la distribution d'énergie de l'impulsion laser le long de sa section transversale: une phase spectrale diagnostique pour mesurer la phase spectrale de l'impulsion laser; un profil temporel diagnostique pour mesurer le profil temporel de l’impulsion laser: une tache focale laser diagnostique pour mesurer la distribution spatiale de l'Impulsion laser dans son foyer; et un front des ondes diagnostique pour mesurer le front de phase de l'impulsion laser.
- 8. Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, où la source de radiation puisée comprend une cible à gaz pour émettre les Impulsion* électroniques, qui peuvent facultativement être contrôlées par un ou plusieurs diagnostic choisi parmi : un plasma diagnostique pour mesurer ia densité plasma à l’intérieur de la cible; un accouplement plasma laser diagnostique pour mesurer l'accouplement dans l'interaction plasma laser: et une propagation laser diagnostique pour mesurer la propagation laser après le plasma. $1 Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, où la source de radiation puisée comprend un ou plusieurs diagnostic choisi parmi : une ferme de faisceau électronique diagnostique pour mesurer la forme transversale de l’impulsion électronique; une charge de rayon diagnostique pour mesurer ia charge de l'Impulsion électronique; un faisceau électronique la forme spectrale diagnostique pour mesurer la forme spectrale de l'impulsion électronique; une divergence de rayon diagnostique pour mesurer la divergence de l'impulsion électronique: et un rayon le profil temporel diagnostique pour mesurer le profil temporel de l'impulsion électronique.
- 10. Système selon l’une quelconque des revendications 2 à 8, où ia source de radiation pulsée comprend un système de commande pour l'Optimisation de faisceau électronique pour rassembler les données de tout le diagnostic, analysant des données dites, facultativement pour modifier l'état d'un ou plusieurs composants de la source de radiation puisée et facultativement pour sauver les résultats. '11. Système selon l'une quelconque des revendications 2 â 10, où ia source de radiation puisée comprend au moins un des composants suivants un dispositif de formation spectral pour modifier la forms spectrale de l’impulsion laser; un atténuateur d’énergie pour changer l'énergie de l'impulsion laser: une phase spectrale formatrice pour modifier le phase spectrale de l’impulsion laser; des moteurs de râpages de compresseur pour changer la durée et/ou le profil temporel de iïmpuïslsn laser; le positionnement de moteurs pour modifier le chemin de l'Impulsion laser dans le système de focalisation de laser; la focalisation de moteurs d'optique pour modifier la position et la forme de la tache focale laser; une densité à gaz formatrice pour modifier le profil de densité de la cible à gaz; des moteurs cibles à gaz pour changer la position de la cible à gaz dans l'accélérateur d'électron plasma : "optique adaptative pour modifier le front des ondes de l’Impulsion laser et ainsi la forme de la tache focale; une amende de spectre de radiation formatrice pour modifier le spectre de l'impulsion de radiation; une particule d'impulsion de radiation numérote le contrôleur pour ajuster le nombre de particules dans "impulsion de radiation, une impulsion de radiation le distribution spatiale formatrice pour modifier la distribution spatiale de "impulsion de radiation; un contrôleur de divergence d'impulsion de radiation pour ajuster ta divergence de f impulsion de radiation; et une impulsion de radiation le contrôleur de profil temporel pour ajuster le profil temporel de l’Impulsion de radiation,
- 12, Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 11, où la source de radiation pulsée comprend un oscillateur de maître laser, un booster, une civière, un premier amplificateur, un système de livraison d’impulsion laser et un ou des bras de radiation plus puisés; où ledit bras de radiation pulsé comprend un amplificateur final, un système laser de transport, un système de focalisation de laser, un accélérateur électronique plasma laser, un système de livraison de rayon de radiation,
- 13, Système selon l'une quelconque des revendications 2 é 12, où le système d'image est basé sur la technologie d'imagerie radiographique pulsée, ou ia technologie de l'imagerie par résonance magnétique (IRM), ou la balistique et la technologie de photon de serpent, ou des marqueurs fluorescents, ou la détection de radiation Cerenkov, ou une combinaison de deux ou plusieurs de ces technologies.
- 14, Système selon l’une quelconque des revendications 2 à 13, où le système d'image comprend au moins une chose suivante; un système· laser indiquant sur la région cible et un détecteur clôturé; un dispositif d'image temps réel magnétique: un système laser et au moins un système do livraison laser capable de concentrer les impulsions laser à une intensité plus haut que 1010 W/cm2 sur une cible gazeuse ou plasma solide, liquide; un dispositif comprenant un émetteur électronique, ou une cathode, qui peut être un fil subissant un courant plus haut que 1 μΑ. une anode ayant une différence potentielle en ce qui concerne la cathode d au moins 20 kV, un système de livraison radiographique et un détecteur radiographique; une source radiographique capable d'image contrasté do phase radiographique performante
- 15. Système selon l’une quelconque des revendications 2 à 14, où le système de synchronisation comprend au moins un système laser ultra-rapide partagé avec le système d’image et avec la source de radiation pulsée.
- 16, Système selon l’une quelconque des revendications 2 à 15, comprenant un système de commande pour l'optimisation de faisceau êiectronique, où l'apport et la production de système de commande oit pour l’optimisation de faisceau électronique est connecté avec au moins un composant de la source de radiation pulsée, de préférence avec l’accélérateur électronique plasma laser. 17 Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 18, où au moine une source de radiation pulsée et/ou au moins un système d’image, est monté sur un statique ou un support mobile, de préférence un portique ou un bras robotisé,
- 18. Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 17, où le système laser de transport comprend un tableau de fibre optique de phase qui apporte les impulsions laser non compressées du dernier amplificateur laser au compresseur. 1S. Méthode pour le traitement radio-thérapeutique d'un sujet dans le besoin d'un tel traitement utilisant le système de l'une quelconque des revendications 2 a 18, où le sujet est illuminé au moyen de la source de radiation pulsée par au moins une impulsion ayant la durée de moins de 1 ms et le versement d’une dose correspondant à au moins ou mGy â une profondeur d’au moins 1 cm dans l'eau et simultanément le sujet est soumis à l'image au moyen du système d'imago dans une vibration do temps plus court que 200 ms de la livraison de l'Impulsion d’irradiation, où l’imago est effectuée avec une résolution de temps mieux que 200 ms et l'image obtenue est utilisée pour calculer la dose déposée et ajuster facultativement le traitement.
- 20. Méthode selon la revendication 19, qui comprend en outre après chaque impulsion de radiation, après peu d'impulsions de radiation, ou après la session de traitement entière, les images do région cibles sont analysées et les informations sur la position, et finalement, la ferme de la région cible est utilisée, en association avec les données quant aux impulsions de radiation, pour calculer ia dose déposée dans ia région cible et dans le mouchoir en papier sain et améliorer le plan de traitement.
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| FG | Patent granted |
Effective date: 20180122 |