WO2012106782A2 - Procédé de réglage et de positionnement à l'aide de systèmes lasers et son dispositif de mise en œuvre - Google Patents

Procédé de réglage et de positionnement à l'aide de systèmes lasers et son dispositif de mise en œuvre Download PDF

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    • A61N2005/105—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using a laser alignment system

Definitions

  • the invention relates to a method for adjusting and positioning using laser systems, essentially in the radiotherapy sector.
  • radiotherapy involves exposing the cancerous cells to ionization, that is to say a radiation emission, which will alter the composition of the genetic information of the cancer cells.
  • ionization that is to say a radiation emission
  • specialists have at their disposal a very wide range of quality and quantity of ionizing radiations.
  • Radiotherapy can thus be prescribed as a curative treatment, namely to destroy the tumor, as a palliative treatment to reduce pain, or as an adjuvant treatment to prepare or to complete surgery or chemotherapy. Before the actual treatment can be followed, radiotherapy must be prepared.
  • the practitioner applies to the patient small tattoo points or paint, including "fuchsin" to identify the area to be treated.
  • This first step takes from 30 minutes to an hour. This is where the use of positioning lasers comes into play.
  • the second step consists of analyzing all the data acquired by the machine so that the radiotherapist and the radiophysicist determine the treatment device to be used, the dose distribution, the size, the number and the orientation of the irradiation fields. which are the most appropriate.
  • the amount of radiation prescribed depends on the patient's age and state of health, as well as the location and type of cancer.
  • the total dose is then divided into lower doses because the effect is cumulative.
  • the divided doses will then be administered in various sessions, at each one of them. These sessions will be spread over an average of two to seven weeks.
  • Positioning lasers equip diagnostic rooms - stage 1, on the one hand, and radiotherapy treatment rooms - stage 2 -, on the other. They can be of two different types.
  • the diagnostic rooms also house the virtual simulation. It is in these rooms that the tumor will be perfectly identified and localized thanks to a suitable machine, the scanner.
  • a standard installation of known type consists of 5 mobile lasers placed on either side of the scanner table which will generate 5 laser layers, up to a laser layer. The five lasers are controlled by a computer system present in the control room. Lasers form three distinct planes, namely a horizontal plane, a substantially transverse vertical plane, these two planes forming a cross, and another vertical plane which is generally perpendicular in the axis of the table, said sagittal axis.
  • the aforementioned vertical plies must be merged into a single plane. This plane must be perfectly vertical and parallel to the vertical plane of the isocenter machine. Horizontal tablecloths must be merged into a single plane. This plane must be perfectly horizontal and perpendicular to the vertical plane of the isocenter machine. The sagittal web must be perfectly vertical and perpendicular to the vertical plane of the machine isocenter.
  • a laser positioning monitoring system on a diagnostic and / or therapy apparatus as described in DE-10200602168-A1 disclosing a device comprising a device called LAP which is composed of three distinct elements: a first cube allowing the visualization of the isocenter of the scanner after acquiring images, a second cube comprising the sensors for acquiring the positions of the laser layers and a support receiving the two cubes.
  • the methodology described is to place the support on the scanner table and then to set up the cube.
  • An image acquisition session is then triggered, and after several manipulations of the support, the final position is validated, position where the support is perfectly perpendicular to the isocenter plane of the scanner.
  • the first cube is then removed and the second cube is put in place on the support.
  • the external lasers are then lit and their position is measured by the linear sensors placed on the second cube.
  • EP 1854412-A1 discloses a device which consists of 3 separate blocks in which the first block serves as support for the other two. On this support is placed the first device 38 which adjusts the assembly relative to the isocenter of the machine. Once this adjustment is made, the second block 22 is put in place. On this second block, there are 16 sensors, which analyze the position of the laser layers. These are then adjusted but it is not stipulated how.
  • this document discloses the acquisition of images making it possible to control the position of a device thanks to the presence of a centering ball, and the position of the laser sheets being determined by the cells or sensors embedded in another device. , and again the adjustment of each laser sheet.
  • this document also discloses two distinct devices, namely a device with a centering ball and another device with position sensors, which requires the device change and thus several manipulations of the operators. This therefore increases the handling procedure, which is problematic in this type of intervention.
  • the document US 2011/001987 of January 6, 2011 discloses an apparatus generating a cross from a laser source diode unrelated to the device referred to according to the present invention. It is the same with the document GB 24 43 432 A of October 31, 2006 disclosing a portable object guide device with rays unrelated to the device.
  • the object of the present invention is to remedy this absence among the known devices.
  • a method of using a control device as defined in the main claim 1 consisting of an installation of the device on the scanner table accompanied by a preset the position thanks to the three support legs and the embedded bubble levels, a displacement of the scanner table for positioning the front face of the device in the plane of the isocenter of the scanner, and a positioning with the scanner's internal lasers, as well as image acquisition.
  • the images obtained make it possible to control the good position of the apparatus thanks to the various centering balls present on the front face.
  • the scanner table is moved from the nominal distance between the machine isocenter and the laser isocenter. This distance is fixed. It is determined and validated during the installation of the lasers.
  • the device is connected to a Tablet PC that controls the positions of the lasers and is powered on, with power on of the lasers with reset of positions.
  • the search sequence of the laser layers is started by multiplexing.
  • the position of each laser is then determined by the cells embedded in the device.
  • the present invention also relates to the apparatus for using, respectively implementing the method as defined in the main device claim.
  • the apparatus according to the present invention is composed of a single set composed of seven distinct pieces and assembled in a way that can not be dismantled. It embeds both the 12 position cells and an electronic management card. Its design is unique, mainly because it is composed of a single block instead of three or more. This architecture thus avoids several manipulations of the operators, which substantially reduces the risk of human errors at the same time and makes the final result more reliable.
  • optical head it comprises two laser elements generating a red or green color sheet, at the choice of the operator. Thanks to this measurement, we obtain a reliable and stable component.
  • the assembly of the two characteristics in a single device avoids the change of the device and thus avoids several manipulations of operators through the process, resp. referred device according to the present invention.
  • This solution must be considered as remarkable, especially since it proposes the displacement of the scanner table of the nominal distance between the machine isocenter and the laser isocenter.
  • it incorporates two standard industrial laser elements.
  • the device according to the invention is equipped on its base with three adjustable feet allowing azimuth adjustment on the scanner table.
  • bubble levels are also arranged on the base plate to assist positioning by the operators.
  • the apparatus is provided with articulation means, such as hinges, allowing it to be folded so that it can be transported more easily.
  • articulation means such as hinges
  • it is a portable device, giving it a convenience of use.
  • it is all the more portable, it is made of a single block instead of several.
  • it is dedicated to the automatic adjustment of the system with integrated measuring cells and dimension calculated for the best accuracy.
  • This feature according to the invention offers the advantage of a precise measurement of the position of each sheet and adjustment of each sheet relative to each other, as well as a global and automatic adjustment of the closed-loop system to from a control software.
  • the entire system according to the invention is based on obtaining a guaranteed positioning result, namely a considerably enhanced final precision which is still better than 0.1 mm.
  • the proposed system is reliable by significantly reducing the number of interventions by the installer due to failure or malfunction.
  • the system according to the invention provides a significantly higher availability of rooms equipped with this system.
  • the latter offers a color laser sheet that is left to the choice of the operator, and is interchangeable instantly.
  • the system allows an automatic adjustment of this one, by the use of a dedicated tool, and with an extreme speed, in a few seconds.
  • Another advantage offered according to the invention is a position measurement of each laser sheet which is extremely accurate to one hundredth. Yet another advantage is a repeatability and stability over time of the system which is optimal.
  • the present invention also relates to a software for using the apparatus and / or the method of use of the invention described above, which is attached to the present application.
  • a dedicated software adapted to the constraints of use in a hospital environment.
  • the invention provides a suitable response to obtain an optimal result in terms of treatment and safety for the patient, while respecting all the basic recommendations of Quality systems.
  • a mechanized optical head with simple mechanical elements but perfectly calibrated and studied to ensure all the necessary degrees of freedom with the maximum accuracy. Thanks to this additional measure, we obtain good reliability and repeatability of the optical system, as well as temporal and temperature stability, and further filtering of external vibration disturbances.
  • a rail for the movements of the optical head with precision mechanical bearings incorporating a position measurement of the optical head on its rail. Thanks to this other measurement, improved reliability and precision of the movements of the optical device are obtained, as well as verification of the exact position of the laser sheets according to the instructions given by the operator.
  • Figure 1 is a schematic representation of the mounting of an embodiment of the basic device according to the invention.
  • Figure 2 is a schematic representation of an arrangement of the facility for scanning a patient to provide a patient view in the system according to the invention.
  • Fig. 3 is a schematic representation of an arrangement of the facility for scanning a patient for providing a left view of the patient in the system according to the invention.
  • Figure 4 is a schematic representation of an arrangement of the facility for scanning a patient to provide a so-called sagittal view of the patient in the system according to the invention.
  • Figure 5 shows a view similar to the previous figures of a preferred embodiment of the device for use in association with the system according to the invention.
  • FIG. 6 is a schematic representation of an arrangement of the facility for scanning a patient to provide a general perspective view, in unfolded state ready for use of the patient in the system according to the invention. .
  • Figure 7 is a schematic representation of an arrangement of the facility for scanning a patient to provide a general perspective view, in the folded state, in the system according to the invention.
  • FIG. 8 represents a view from above of an optical head device intended to be used in association with the abovementioned basic system according to the invention.
  • Figure 9 is a schematic representation of a particular arrangement of the invention.
  • Figure 10 is a simplified representation of a particular element of the invention.
  • Fig. 11 is a schematic block diagram representation of modules constituting the functionalities of the software used in the arrangement of the invention.
  • the invention relates to an intelligent device, which consists of a base plate 9 and several vertical uprights 2 of plastic, as shown in Figure 2.
  • the device supports a number of photocells linear detectors 3 for detecting laser plies 4, preferably around twelve, a number of high density spotting beads 5, preferably around five, three support feet 6 and two spirit levels 7.
  • Each laser sheet 4 is projected on three cells 3 arranged in one volume. The position and the exact angle of each web 4 are thus determined.
  • This information is recorded by a management electronic card 8 disposed in the apparatus 1 and shown in FIG. 3. The information is then transmitted to a computer which performs the real-time positioning corrections for each laser sheet 4 as shown in FIG. figure 1.
  • Figure 4 shows the apparatus 1 with hinges 10 to fold it to be transported more easily.
  • Figure 7 shows that it is a portable device, giving it a convenience of use.
  • Figure 5 shows the apparatus 1 equipped on its base with said feet which are adjustable 6 allowing azimuth adjustment on the scanner table.
  • the aforementioned bubble levels 7 are arranged on the base plate 9 to assist positioning by the operators.
  • the procedure for using the basic device is as follows:
  • FIG. 5 shows the general plane of the device 1 and in particular the volume that it delimits.
  • the photocells 3 are represented.
  • the setting of a sheet 4 is obtained from 3 photocells 3.
  • the photocells 3 are placed judiciously and ultra-precisely on the device 1 so that once set, the sheets 4 converge at the same space point called isocenter device.
  • the registration beads 5 serve to obtain an ultra-precise correspondence between the isocenter of the device and the isocenter of the scanner during the calibration procedure of the system.
  • the perfect positioning of the webs 4 is controlled by the aforementioned apparatus 1 said intelligent ghost.
  • the patient is placed on the scanner table.
  • the moving lasers are energized and placed at their zero point.
  • a first skin marking is performed by the manipulators. Once marked, the patient is placed in the center of the scanner tunnel and image acquisitions are performed.
  • the tumor is then located by the radiologist and appears on the virtual simulation console (TPS). The doctor will then divert the tumor, thus determining the exact values of the position of the tumor in three dimensions. This information is then transmitted informally to the mobile laser control console.
  • the patient is returned to its starting point and thus again positioned on the initial point constituting the "0" of the laser layers 4.
  • Moving lasers move with this information, and move to the exact isocenter of the tumor. They therefore indicate a new cross. It is this final cross that will be tattooed on the patient by the manipulator and will serve as a reference position in the treatment room.
  • the invention also relates to an optical device comprising a rail and a head, and to a tool dedicated to the automatic adjustment of the system constituting the intelligent device, the optical heads 12 also forming the subject of the invention.
  • the optical device is composed of the following elements as also illustrated in FIG. 9.
  • this optical head apparatus 12 consists of a mechanical lever arm assembly, two precision stepper motors equipped with limit switches, two laser modules 13 and 14 and a card electronic control. Two laser modules generate a red line 13 and a green line 14. These two lines 13 and 14 are combined in the same plane.
  • the functionality of the optical head 12 is to be able to orient this plane on two different axes a and ⁇ shown in Figure 10. The value of the angles is + 1-2 ° with an accuracy of 10 '.
  • An electronic card which is controlled by a ZigBee radio link, receives the information from the central CPU and controls the two stepper motors 15 and 16.
  • control software that very precisely and securely controls all the systems installed on the customer sites, the general presentation of which is set out below by way of example.
  • This software is operated in a Microsoft Windows network environment on desktops and tablet PCs.
  • the software is developed under Microsoft Visual Basic (Studio 2010) and operates a SQL-type Data Base. All the features of this software are accessible via a drop-down menu.
  • FIG. 11 shows a partial block diagram of a detail of the functionalities of the software, used in whole or in part, possibly in a different order, is listed below:
  • this module is used to manage the creation, updating, deletion and printing of data specific to the users of the program. Each user has a level of access to the program.
  • the software has a contextual "User Guide” (F1 key) that can be accessed at any time on the Tablet PC or desktop PC screen.
  • This "User's Guide” details all the features of the software. All or part of this "User's Guide” may be printed at the request of the user.
  • a drop-down list of the listed faults is displayed on the screen. For each defect, instructions guide the user in the process.
  • this module allows to automatically save, or at the request of the user, the entire database of the program. This backup can be performed, at the user's choice, on an external medium (USB key, CD-ROM) or on a network disk. Restoring the entire database is done at the request of the user. The latter has the option to choose the backup file to use for the restoration.
  • the purpose of a treatment session is to position the laser layers in accordance with TPS (positioning points) instructions for marking the patient's skin.
  • TPS positioning points
  • the operator is invited to choose a manual sequencing or a sequenced sequencing of the control of the laser layers.
  • the transition from one positioning point to the next is activated by the operator, which is indicated by a click on the "Next point” button on the screen.
  • the timeout value for the passage from one positioning point to the next is indicated by the operator at the beginning of the session.
  • the program displays on the screen information specific to the positioning point (coordinates, designation, etc.),
  • the program controls the laser layers taking into account the values of positioning instructions
  • the marking with the skin is carried out manually by the operator
  • TPS data each time the patient passes through the scanner, the operator performs the spot trimming of the tumor.
  • a file is generated by the computer system of the TPS console.
  • This standard DICOM RT file contains many data, including header data Scanner; patient data; fields (tumors) and coordinates of the target points of each field for treatment in radiotherapy.
  • the software retrieves the above data and integrates it into its own Database.
  • View / Print Operational Data All operating data information can be viewed on the Tablet PC or Desktop PC screen.
  • Equipment Management the software manages the creation, updates and printing of all the configuration data of the equipment that make up the system of the invention on each operating site.
  • Equipment self-test at the start of the software and after user authentication, a self test is performed by the program to check the integrity of the system. This self-test can be launched on request from the user.
  • the software records in a history all changes made to the calibration of any of the laser layers.
  • HIT Motorized and HIT Mobile Automatic Calibration of the Equipment: the automatic calibration of each of the laser layers (HIT Motorized and HIT Mobile) is achieved through the use of the aforementioned equipment called Smart Phantom.
  • This equipment is an intelligent system with sensors (photoreceptors) that record the position of each of the slicks in service.
  • the Phantom is therefore interrogated by the software which, given the information collected, automatically controls the laser sheets according to the desired orientations (coincidence of the laser layers) and to the desired positions (Isocentre).
  • the software records in a history all changes made to the calibration of any of the laser layers.
  • Axis calibration The software integrates the calibration functionality of each of the laser layers (HIT Motorized and HIT Mobile) operated in the system. This calibration makes it possible to obtain a precision of 0.1 mm of linear displacement of each of the laser layers on the skin of the patient.
  • a calibrator moving sensor
  • the software carries out a laser initialization sequence in the following cases: at the start of the program once the self-test has been carried out successfully and / or at the request of the user.
  • This initialization sequence performs the following operations:
  • TPS instructions the software is able to position the laser sheets according to instructions related to user-selected positioning points.
  • These positioning points correspond to the target points from the TPS data.
  • this module allows to individually move the "Sagittale" laser sheet to the left or to the right of the patient for specific skin marking. This skin marking does not correspond to a positioning point derived from TPS data.
  • Several movements can be made to position the tablecloth "Sagittale" before marking the skin.
  • Viewing / Printing Equipment Data All device data information can be viewed on the Tablet PC or Desktop PC screen. The edition of this information on printer can be requested by the user.

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Abstract

Procédé d'ajustement de nappes laser (4) pour scanners agencés sur support pour radiothérapie, par un dispositif constitué d'un ensemble monobloc (1) comprenant (3) une carte électronique de gestion (8) adaptée, et des capteurs de position (3) pour visualiser la position des nappes (4), et les ajuster de manière automatique par systèmes motorisés, remarquable en ce qu'il comprend les étapes de mise en place de l'appareil (1); de préréglage de la position via 3 pieds supports (6) et niveaux à bulles (7) embarqués; de déplacement de la table du scanner pour la mise en place de la face avant (11) de l'appareil dans le plan de l'isocentre du scanner et positionnement via lasers internes du scanner; acquisition d'images de contrôle la position de l'appareil (1) et sa finalisation et validation, déplacement de la table du scanner de la distance nominale entre l'isocentre machine et l'isocentre laser, qui est déterminée et validée lors de l'installation des lasers; raccordement de l'appareil (1) et sa mise sous tension et des nappes lasers (4) avec remise à 0 des positions; démarrage de la séquence de recherche des nappes lasers (4) par multiplexage, la position de chaque nappe laser (4) étant alors déterminée grâce aux cellules embarquées (3) dans l'appareil (1); acquisition des valeurs et transfert vers le Tablet PC de la phase d'ajustage de chaque nappe laser (4). Son dispositif de mise en œuvre.

Description

Procédé de réglage et de positionnement à l'aide de systèmes lasers et son dispositif de mise en œuvre
Domaine de l'invention
L'invention se rapporte à un procédé de réglage et de positionnement à l'aide de systèmes lasers, essentiellement dans le secteur de la radiothérapie.
Arrière-plan technologique
De nos jours, plus de 50 % des patients souffrant d'un cancer reçoivent un traitement par radiothérapie. Ce traitement peut suffire en certains cas. Il se peut cependant que l'équipe médicale chargée du suivi du patient estime qu'une ablation chirurgicale de la tumeur doit suivre le traitement de radiothérapie. Depuis près d'un siècle, la radiothérapie fait partie de l'arsenal thérapeutique des maladies cancéreuses. Après quelques balbutiements, cette technique est bien maîtrisée aujourd'hui et constitue, avec la chimiothérapie et la chirurgie, le traitement le plus répandu des cancers, aboutissant à un grand nombre de guérisons.
Le principe de (a radiothérapie est simple : il s'agit d'exposer les cellules cancéreuses à une ionisation, c'est-à-dire une émission de radiations, qui va altérer la composition de l'information génétique des cellules cancéreuses. De nos jours, les spécialistes ont à leur disposition un éventail très large de qualité et de quantité de radiations ionisantes.
Ce matériel génétique contenu sous la forme d'ADN subit des transformations qui rendront la cellule irradiée incapable de se reproduire. Cette sorte de stérilisation réduit ainsi la reproduction anarchique de ces cellules malignes, responsables du cancer. Certes, (es cellules normales peuvent également être affectées par ces radiations, mais leurs taux de réparation est supérieur à ceux des cellules cancéreuses, ce qui produit ainsi un effet dit différentiel. Cet effet différentiel explique le bénéfice de la radiothérapie pour les malades. Ainsi, la mission du radiothérapeute est de réussir à tuer les cellules cancéreuses et à préserver les cellules saines du patient. La radiothérapie peut ainsi être prescrite comme traitement curatif, à savoir pour détruire la tumeur, comme traitement palliatif pour atténuer la douleur, ou encore comme traitement adjuvant pour préparer ou pour compléter une intervention chirurgicale ou une chimiothérapie. Avant que le traitement proprement dit ne puisse être suivi, la radiothérapie doit être préparée. Il convient, à cet égard, de déterminer la localisation et la dose de radiation qui va être administrée au patient. Dans une première étape, les soins sont préparés grâce à un scanner, qui permet de fixer les limites de la zone devant être irradiée. Une reconstruction d'images logicielle en trois dimensions permettra une localisation très exacte de la tumeur. Le patient devra rester immobile, afin que la localisation de la zone soit la plus précise possible.
Une fois que la zone à traiter est déterminée, le praticien applique sur le patient des petits points de tatouage ou de la peinture, notamment « fuchsine », pour identifier la zone à traiter. Cette première étape prend de 30 minutes à une heure. C'est à ce stade qu'intervient l'utilisation des lasers de positionnement.
La deuxième étape consiste à analyser toutes les données acquises par la machine pour que le radiothérapeute et le radiophysicien déterminent l'appareil de soin à utiliser, la répartition de la dose, la taille, le nombre et l'orientation des champs d'irradiation, qui sont les plus appropriés. La quantité de radiations prescrites dépend de l'âge et de l'état de santé du patient, ainsi que de la localisation et du type de cancer.
La dose totale est alors fractionnée en plus faibles doses, car l'effet est cumulatif. Les doses fractionnées seront dès lors administrées en diverses séances, à chacune de celles-ci. Ces séances seront étalées en moyenne sur deux à sept semaines.
Les lasers de positionnements équipent les salles de diagnostic - étape 1-, d'une part, et les salles de traitement de radiothérapie - étape 2 -, d'autre part. Ils peuvent être de deux types différents.
Dans les salles de diagnostic, ils servent à guider les manipulateurs pour permettre à ceux-ci d'apposer le marquage sur la peau des patients : c'est la première étape du traitement.
Dans les salles de traitement, ils servent à positionner le patient dans l'accélérateur : c'est la dernière étape du traitement.
Les salles de diagnostic abritent également la simulation virtuelle. C'est dans ces salles que la tumeur sera parfaitement identifiée et localisée grâce à une machine adaptée, le scanner. Une installation standard de type connu est constituée de 5 lasers mobiles placés de part et d'autre de la table du scanner qui vont générer 5 nappes lasers, à concurrence d'une nappe par laser. Les cinq lasers sont pilotés par un système informatique présent dans la salle de contrôle. Les lasers forment trois plans distincts, à savoir un plan horizontal, un plan vertical sensiblement transversal, ces deux plans formant une croix, et un autre plan vertical encore qui est généralement perpendiculaire dans l'axe de la table, axe dit sagittal.
Les nappes verticales précitées doivent être confondues en un plan unique. Ce plan doit être parfaitement vertical et parallèle au plan vertical de l'isocentre machine. Les nappes horizontales doivent être confondues en un plan unique. Ce plan doit être parfaitement horizontal et perpendiculaire au plan vertical de l'isocentre machine. La nappe sagittale doit être parfaitement verticale et perpendiculaire au plan vertical de l'isocentre machine.
Etat de la technique II existe à cet égard des systèmes de réglage des lasers connus, comme décrit dans le document français FR-2770763-A1 , lesquels ne présentent toutefois aucun moyen de mesure extérieur, ce qui se traduit par une absence de contrôle s'avérant pourtant importante, voire essentielle.
Il existe également un autre dispositif plus récent consistant en un système de surveillance du positionnement de laser sur un appareil du diagnostic et/ou de thérapie tel que décrit dans DE-10200602168-A1 divulguant un dispositif comportant un appareil dit LAP qui est composé de trois éléments distincts : un premier cube permettant la visualisation de l'isocentre du scanner après acquisition d'images, un second cube comportant les capteurs d'acquisition des positions des nappes laser et un support recevant les deux cubes. La méthodologie décrite consiste à poser le support sur la table du scanner et ensuite de mettre en place le cube. Une séance d'acquisition d'images est alors déclenchée, et après plusieurs manipulations du support, la position définitive est validée, position où le support est parfaitement perpendiculaire au plan isocentre du scanner. Le premier cube est alors retiré et le second cube est mis en place sur le support. Les lasers externes sont alors allumés et leur position est mesurée par les capteurs linéaires placés sur le second cube.
Le document EP 1854412-A1 divulgue un dispositif qui est constitué de 3 blocs distincts dans lequel le premier bloc sert de support aux deux autres. Sur ce support est placé le premier dispositif 38 qui permet d'ajuster l'ensemble par rapport à l'isocentre de la machine. Une fois cet ajustement effectué, le second bloc 22 est mis en place. Sur ce second bloc, on retrouve des capteurs au nombre de 16, qui analysent la position des nappes lasers. Celles-ci sont ensuite ajustées mais il n'y est pas stipulé comment. Certes, ce document divulgue l'acquisition d'images permettant de contrôler la position d'un dispositif grâce à la présence d'une bille de centrage, ainsi que la position des nappes lasers étant déterminée grâce aux cellules ou capteurs embarquées dans un autre appareil, et encore l'ajustage de chaque nappe laser. De plus, ce document divulgue aussi deux dispositifs bien distincts, à savoir un dispositif avec une bille de centrage et un autre dispositif avec des capteurs de position, ce qui nécessite le changement de dispositif et ainsi plusieurs manipulations des opérateurs. Ceci alourdit dès lors la procédure de manipulation, ce qui pose problème dans ce type d'intervention.
Ainsi à ce jour, il existe sur le marché des systèmes de positionnement laser comparables, dont la technologie proposée est proche de celle proposée ci-après. Ces systèmes se composent tous de têtes optiques, qui génèrent les nappes laser précitées et qui sont montées sur des rails plus ou moins performants. La couleur des nappes lasers est fixée une fois pour toutes à l'installation des systèmes chez l'utilisateur. Un outil spécifique est alors utilisé pour le réglage du système, le positionnement des lasers. Cet outil est généralement utilisé seulement par le personnel du fournisseur du système. La précision finale du positionnement est de l'ordre du millimètre. Il en ressort que le réglage des systèmes actuels est très délicat et nécessite souvent un personnel spécialisé, ce qui peut nuire à la flexibilité de l'ensemble, ainsi d'ailleurs qu'à son coût d'exploitation. De plus, la conception des rails utilisés et le principe de réglage du système ne permettent de garantir ni la répétabilité, ni la fiabilité des mesures. Par ailleurs, il n'existe aucune information permettant de s'assurer que les nappes lasers soient véritablement à la position demandée par l'opérateur.
A cela s'ajoute que la couleur des nappes est quelquefois gênante pour le repérage sur certaines couleurs de peau. Enfin, le logiciel de pilotage associé est parfois extrêmement restreint et très éloigné des standards de l'assurance Qualité en milieu hospitalier.
Le brevet américain US 4 123 660 du 31 octobre 1978 divulgue quant à lui un appareil optique qui permet de vérifier l'alignement des lasers dans une salle d'accélérateur, qui est sans incidence toutefois avec le système automatique visé ici.
Par ailleurs, le document US 2011/001987 du 6 janvier 2011 divulgue un appareil générant une croix à partir d'une diode source laser sans rapport avec le dispositif visé selon la présente invention. Il en est de même avec le document GB 24 43 432 A du 31 octobre 2006 divulguant un appareil de guidage portatif d'objet à l'aide de rayons sans rapport avec le dispositif visé.
Quant au document EP 0 753 285 A1 , il se rapporte à des lasers de positionnement certes, mais ce document ne fait pas mention d'un appareil de réglage des nappes laser. Tous ces éléments introduisent une restriction quant à la qualité qui nuit à l'efficacité finale du traitement du patient, ce qui constitue dès lors un inconvénient important qu'il convient de réduire.
Objet de l'invention La présente invention a pour but de remédier à cette absence parmi les dispositifs connus.
Exposé de l'invention
A cette fin, il est proposé selon l'invention un procédé d'utilisation d'un appareil de réglage tel que défini dans la revendication principale 1 consistant en une mise en place de l'appareil sur la table du scanner accompagné d'un préréglage de la position grâce aux trois pieds supports et aux niveaux à bulles embarqués, d'un déplacement de la table du scanner pour mise en place de la face avant de l'appareil dans le plan de l'isocentre du scanner, et d'un positionnement grâce aux lasers internes du scanner, ainsi que d'une acquisition d'images. Les images obtenues permettent de contrôler la bonne position de l'appareil grâce aux diverses billes de centrage présentes sur la face avant.
Ensuite a lieu la finalisation de la position de l'appareil. Une fois la position validée, la table du scanner est déplacée de la distance nominale entre l'isocentre machine et l'isocentre laser. Cette distance est fixe. Elle est déterminée et validée lors de l'installation des lasers.
L'appareil est raccordé à un Tablet PC gérant les positions des lasers et il est mis sous tension, avec mise sous tension des lasers avec remise à zéro des positions.
Le démarrage de la séquence de recherche des nappes lasers a lieu par multiplexage. La position de chaque laser est alors déterminée grâce aux cellules embarquées dans l'appareil.
L'acquisition des valeurs se fait et le transfert vers le Tablet PC de la phase d'ajustage de chaque nappe laser. Sa grande spécificité est, en effet, étroitement liée à la nature particulière de l'appareil de mise en œuvre du procédé, et requiert du coup une définition précise de chacune des étapes d'utilisation de l'appareil selon l'invention.
La présente invention se rapporte également à l'appareil d'utilisation, respectivement de mise en œuvre du procédé tel que défini dans la revendication principale de dispositif. Ainsi, l'appareil selon la présente invention est composé d'un ensemble unique composé de sept pièces distinctes et assemblé de façon indémontable. Il embarque à la fois les 12 cellules de position et une carte électronique de gestion. Sa conception est unique, et ce principalement par le fait qu'il est composé d'un seul bloc au lieu de trois, voire plusieurs. Cette architecture évite ainsi plusieurs manipulations des opérateurs, ce qui réduit sensiblement le risque d'erreurs humaines du même coup et fiabilise le résultat final.
Suivant un mode de réalisation additionnel du dispositif selon l'invention baptisé tête optique, il comprend deux éléments laser générant une nappe de couleur rouge ou verte, au choix de l'opérateur. Grâce à cette mesure, on obtient un composant fiable et stable. L'assemblage des deux caractéristiques dans un seul dispositif évite le changement du dispositif et évite ainsi plusieurs manipulations des opérateurs grâce au procédé, resp. dispositif visé selon la présente invention. Cette solution doit ainsi être considérée comme remarquable, d'autant qu'il propose le déplacement de la table du scanner de la distance nominale entre l'isocentre machine et l'isocentre laser. Suivant un mode de réalisation avantageux du dispositif selon l'invention, il incorpore deux éléments lasers standards industriels.
Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux du dispositif selon l'invention, il est équipé sur sa base de trois pieds réglables permettant un réglage en azimut sur la table du scanner. Suivant un autre mode de réalisation avantageux du dispositif selon l'invention, des niveaux à bulles sont également disposés sur la plaque de base pour aider au positionnement par les opérateurs.
Suivant un autre mode de réalisation encore avantageux du dispositif selon l'invention, l'appareil est muni de moyens d'articulation, tels que charnières, permettant de le plier pour pouvoir être transporté plus aisément. En effet, il s'agit d'un appareil portable, lui conférant ainsi une commodité d'utilisation. De plus, il l'est d'autant plus portable, qu'il est constitué d'un seul bloc au lieu de plusieurs. Suivant un mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention, il est dédié au réglage automatique du système avec cellules de mesure intégrées et dimension calculée pour la meilleure précision. Cette particularité selon l'invention offre l'avantage d'une mesure précise de la position de chaque nappe et réglage de chaque nappe l'une part rapport à l'autre, ainsi qu'un réglage global et automatique du système en boucle fermée à partir d'un logiciel de pilotage.
Ainsi, grâce à la solution apportée par l'invention, tout le système selon l'invention est basé sur l'obtention d'un résultat de positionnement garanti, à savoir une précision finale considérablement renforcée qui est encore meilleure que 0,1 mm. Le système proposé est fiable en diminuant significativement le nombre d'interventions de la part de l'installateur pour cause de panne ou de dysfonctionnement.
Le système selon l'invention procure une disponibilité significativement supérieure des salles équipées avec ce système.
Ce dernier offre une couleur de nappe laser qui est laissée au choix de l'opérateur, et qui est interchangeable instantanément.
Le système permet un réglage automatique de celui-ci, par l'utilisation d'un outil dédié, et ce avec une rapidité extrême, en quelques secondes.
Un autre avantage offert selon l'invention est une mesure de position de chaque nappe laser qui est d'une précision extrême, au centième. Un autre avantage encore consiste en une répétabilité et une stabilité dans le temps du système qui est optimale.
Par ailleurs, la présente invention se rapporte aussi encore à un logiciel d'utilisation de l'appareil et/ou du procédé d'utilisation de l'invention exposés ci-dessus, qui est attaché à la présente demande. En particulier, il est proposé un logiciel dédié et adapté aux contraintes d'une utilisation en milieu hospitalier.
Ainsi, l'invention apporte une réponse adaptée pour obtenir un résultat optimal en termes de traitement et de sécurité pour le patient, en respectant toutes les recommandations de base des systèmes Qualité. Suivant un mode de réalisation additionnel du dispositif selon l'invention, il est prévu une tête optique mécanisée avec des éléments mécaniques simples mais parfaitement calibrés et étudiés pour garantir tous les degrés de liberté nécessaire avec le maximum de précision. Grâce à cette mesure supplémentaire, on obtient une bonne fiabilité et répétabilité du système optique, ainsi qu'une stabilité temporelle et en température, et encore un filtrage des perturbations vibratoires externes.
Suivant un mode de réalisation préférentiel du dispositif selon l'invention, il est prévu un rail pour les mouvements de la tête optique avec roulements mécaniques de précision intégrant une mesure de position de la tête optique sur son rail. Grâce à cette autre mesure, on obtient une fiabilité améliorée et une précision des mouvements du dispositif optique, ainsi qu'une vérification de la position exacte des nappes laser en fonction des consignes données par l'opérateur.
D'autres propriétés et particularités du procédé et du dispositif selon l'invention sont définies dans les autres sous-revendications respectives. D'autres détails et avantages sont précisés dans la description d'un mode de réalisation préféré de l'invention donnée ci-après, qui est illustré à l'aide des dessins annexés, fournis à titre d'exemple de réalisation non limitatif.
Brève description des dessins La figure 1 est une représentation schématique du montage d'un mode de réalisation du dispositif de base suivant l'invention.
La figure 2 est une représentation schématique d'un agencement de l'installation pour le balayage d'un patient permettant de fournir une vue droite du patient dans le système selon l'invention. La figure 3 est une représentation schématique d'un agencement de l'installation pour le balayage d'un patient permettant de fournir une vue gauche du patient dans le système selon l'invention.
La figure 4 est une représentation schématique d'un agencement de l'installation pour le balayage d'un patient permettant de fournir une vue dite sagittale du patient dans le système selon l'invention. La figure 5 représente une vue analogue aux dernières figures précédentes d'une variante préférée du dispositif destiné à être utilisé en association avec le système selon l'invention.
La figure 6 est une représentation schématique d'un agencement de l'installation pour le balayage d'un patient permettant de fournir une vue générale en perspective, à l'état déplié prêt à l'emploi du patient dans le système selon l'invention.
La figure 7 est une représentation schématique d'un agencement de l'installation pour le balayage d'un patient permettant de fournir une vue générale en perspective, à l'état replié, dans le système selon l'invention.
La figure 8 représente une vue de dessus d'un dispositif à tête optique prévu pour être utilisé en association avec le système précité de base selon l'invention.
La figure 9 est une représentation schématique d'un agencement particulier de l'invention.
La figure 10 est une représentation simplifiée d'un élément particulier de l'invention.
La figure 11 est une représentation simplifiée en schéma-bloc représentant des modules constituant les fonctionnalités du logiciel utilisé dans l'agencement de l'invention.
Description
De façon générale, l'invention porte sur un appareil dit intelligent, qui est constitué d'une plaque de base 9 et de plusieurs montants verticaux 2 en matière plastique, comme montré sur la figure 2. L'appareil supporte un certain nombre de photocellules linéaires 3 de détection des nappes laser 4, de préférence autour de douze, un certain nombre de billes à haute densité de repérage 5, de préférence autour de cinq, trois pieds supports 6 et deux niveaux à bulle 7.
Chaque nappe laser 4 se projette sur trois cellules 3 disposées dans un volume. La position et l'angle exact de chaque nappe 4 sont ainsi déterminés. Ces informations sont enregistrées par une carte électronique de gestion 8 disposée dans l'appareil 1 et montrée sur la figure 3. Les informations sont ensuite transmises à un ordinateur qui effectue les corrections de positionnement en temps réel pour chaque nappe laser 4 comme montré sur la figure 1.
La figure 4 montre l'appareil 1 muni de charnières 10 permettant de le plier pour pouvoir être transporté plus aisément. En effet, la figure 7 montre qu'il s'agit d'un appareil portable, lui conférant ainsi une commodité d'utilisation. La figure 5 montre l'appareil 1 équipé sur sa base desdits pieds qui sont réglables 6 permettant un réglage en azimut sur la table du scanner. Les niveaux à bulles précités 7 sont disposés sur la plaque de base 9 pour aider au positionnement par les opérateurs.
La procédure d'utilisation du dispositif de base est la suivante :
Mise en place de l'appareil sur la table du scanner ;
Pré-réglage de la position grâce aux trois pieds supports 6 et aux niveaux à bulle 7 embarqués ;
Déplacement de la table du scanner pour mise en place de la face avant 11 de l'appareil dans le plan de l'isocentre du scanner. Positionnement grâce aux lasers internes du scanner. Acquisition d'images. Les images obtenues permettent de contrôler la bonne position de l'appareil 1 grâce aux 5 billes de centrage 5 présentes sur la face avant 11. Finalisation de la position de l'appareil 1 ;
Une fois la position validée, déplacement de la table du scanner de la distance nominale entre l'isocentre machine et l'isocentre laser. Cette distance est fixe. Elle est déterminée et validée lors de l'installation des lasers ;
Raccordement de l'appareil 1 avec le Tablet PC gérant les positions des lasers ; Mise sous tension de l'appareil 1 ;
Mise sous tensions des nappes lasers 4 avec remise à zéro des positions ;
Démarrage de la séquence de recherche des nappes lasers 4 par multiplexage. La position de chaque nappe laser 4 est alors déterminée grâce aux cellules 3 embarquées sur le dispositif 1 ;
Acquisition des valeurs et transfert vers le Tablet PC ;
Démarrage par le Tablet PC de la phase d'ajustage de chaque nappe laser 4. La figure 5 montre le plan général du dispositif 1 et notamment le volume qu'il délimite. Les photocellules 3 sont représentées. Le réglage d'une nappe 4 s'obtient à partir de 3 photocellules 3. Les photocellules 3 sont placées judicieusement et de façon ultra-précise sur le dispositif 1 de façon à ce qu'une fois réglées, les nappes 4 convergent toute au même point de l'espace appelé isocentre dispositif. Les billes de repérage 5 servent à obtenir une correspondance ultra-précise entre l'isocentre du dispositif et l'isocentre du scanner lors de la procédure de calibration du système.
Des vues supplémentaires sont présentées sur les figures 8 et suivantes. Une fois les positions des nappes lasers 4 acquises par multiplexage, la carte de gestion 8 envoie ses informations au Tablet PC. Celui-ci donne ensuite ses ordres de réglages aux différentes têtes optiques 12 composant le système.
Le parfait positionnement des nappes 4 est contrôlé par l'appareil précité 1 dit fantôme intelligent. Le patient est placé sur la table du scanner. Les lasers mobiles sont sous tension et placés en leur point zéro. Un premier marquage à la peau est effectué par les manipulateurs. Une fois marqué, le patient est placé au centre du tunnel du scanner et des acquisitions d'images sont effectuées. La tumeur est alors localisée par le radiologue et apparaît sur la console de simulation virtuelle (TPS). Le médecin va alors détourer la tumeur, déterminant donc les valeurs exactes de position de la tumeur en trois dimensions. Ces informations sont transmises ensuite informatiquement à la console de pilotage des lasers mobiles.
Entre-temps, le patient est replacé à son point de départ et donc à nouveau positionné sur le point initial constituant le « 0 » des nappes lasers 4.
Les lasers mobiles se déplacent grâce à ces informations, et se placent à l'isocentre exact de la tumeur. Ils indiquent donc une nouvelle croix. C'est cette croix finale qui sera tatouée sur le patient par le manipulateur et qui servira de référence de position dans la salle de traitement.
L'invention porte également sur un dispositif optique comprenant un rail et une tête, et sur un outil dédié au réglage automatique du système constituant le dispositif intelligent, les têtes optiques 12 faisant également l'objet de l'invention. Le dispositif optique est composé des éléments suivants comme également illustré sur la figure 9. Un rail motorisé avec mesure de position précise au centième de millimètre et une tête optique 12 composée de moteurs ultra-précis 15 et 16 pour les mouvements suivant tous les degrés de liberté, des éléments mécaniques passifs pour le support des générateurs lasers rouge 13 et vert 14 et des éléments mécaniques passifs de support et d'articulation de l'ensemble.
Ainsi, cet appareil à tête optique 12 est constitué d'un ensemble mécanique à bras de levier, de deux moteurs pas-à-pas de précision équipés de capteurs de fin de course, de deux modules laser 13 et 14 et d'une carte électronique de commande. Deux modules lasers génèrent une ligne de couleur rouge 13 et une ligne de couleur verte 14. Ces deux lignes 13 et 14 sont confondues dans un même plan. La fonctionnalité de la tête optique 12 est de pouvoir orienter ce plan sur deux axes différents a et Θ représentés sur la figure 10. La valeur des angles est de +1-2° avec une précision de 10'.
Une carte électronique qui est pilotée par une liaison radio ZigBee, reçoit les informations du CPU central et commande les deux moteurs pas-à-pas 15 et 16.
En outre, il est également prévu un logiciel de pilotage qui pilote de façon très précise et sécurisée l'ensemble des systèmes installés sur les sites clients dont la présentation générale est exposée ci-après à titre d'exemple.
Exemple
Ce logiciel est exploité dans un environnement réseau Microsoft Windows sur des ordinateurs de type PC de bureau et Tablet PC. Le logiciel est développé sous Microsoft Visual Basic (Studio 2010) et exploite une Base de Donnée de type SQL. Toutes les fonctionnalités dudit logiciel sont accessibles via un menu de type déroulant.
La figure 1 1 montre un schéma-bloc partiel d'un détail des fonctionnalités du logiciel, utilisé en tout ou en partie, éventuellement dans un ordre différent, est répertorié ci-après :
a) Paramétrage du logiciel : ce module permet de gérer tous les paramètres d'exploitation des données du logiciel.
b) Gestion des Utilisateurs : ce module permet de gérer la création, les mises à jour, la suppression et l'impression des données propres aux utilisateurs du programme. Chaque utilisateur est doté d'un niveau d'accès au programme.
c) Journalisation Système : l'utilisation de chacune des fonctionnalités ainsi que toutes les alarmes détectées font l'objet d'un enregistrement dans un journal.
d) Aide en Ligne : le logiciel est doté d'un « Guide de l'utilisateur » contextuel (touche F1 ) qui peut être consulté à tout moment sur l'écran du Tablet PC ou du PC de bureau. Ce « Guide de l'utilisateur » détaille toutes les fonctionnalités du logiciel. Tout ou une partie de ce « Guide de l'utilisateur » peut être imprimée sur demande de l'utilisateur.
e) Gestion des Alarmes : en cas de disfonctionnement de l'un ou l'autre des composants du système et détecté par le logiciel, ce dernier passe en mode « Défaut du
Système ». Une liste déroulante des défauts répertoriés s'affiche à l'écran. En regard de chaque défaut, des instructions guident l'utilisateur dans la marche à suivre.
f) Sauvegarde/Restauration des Données d'Exploitation : ce module permet de sauvegarder automatiquement, ou sur demande de l'utilisateur, la totalité de la base de données du programme. Cette sauvegarde peut être effectuée, au choix de l'utilisateur, sur un support externe (clé USB, CD-ROM) ou sur un disque réseau. La restauration de la totalité de base de données est réalisée sur demande de l'utilisateur. Ce dernier a la possibilité de choisir le fichier de sauvegarde à utiliser pour la restauration.
g) Gestion des Patients et des Séances : le logiciel permet
- de créer manuellement par saisie plusieurs patients, plusieurs champs (tumeurs) pour chacun de ces patients, plusieurs points de positionnement pour chacun de ces champs, et
- de créer automatiquement les patients, champs et points de positionnement à partir des données importées depuis les fichiers TPS au format texte.
L'objet d'une séance de traitement est de positionner les nappes lasers conformément aux consignes TPS (points de positionnement) en vue de procéder au marquage à la peau du patient. Le logiciel permet donc, dans le cadre de séances de traitement d'un patient, de
- sélectionner un patient dans la Base de données,
- sélectionner pour ce patient un champ (tumeur) dans la Base de données, et
- sélectionner pour ce champ un ou plusieurs points de positionnement dans la Base de données.
Si plusieurs points de positionnement sont sélectionnés par l'opérateur, ce dernier est invité à choisir un séquençage manuel ou un séquençage temporisé du pilotage des nappes laser. Dans le cas du manuel, le passage d'un point de positionnement au suivant est activé par l'opérateur qui est matérialisé par un clic sur bouton « Point suivant » à l'écran. Dans le cas du temporisé, la valeur de temporisation pour le passage d'un point de positionnement au suivant est renseignée par l'opérateur en début de séance.
Pour chaque point de positionnement précédemment sélectionné par l'opérateur :
le programme affiche à l'écran les informations propres au point de positionnement (coordonnées, désignation, etc.),
l'opérateur est invité à autoriser (clic sur bouton à l'écran) le pilotage des nappes laser par le programme,
le programme pilote les nappes laser compte tenu des valeurs de consignes de positionnement,
le marquage à la peau est réalisé manuellement par l'opérateur,
l'opérateur est invité à valider l'opération (clic sur bouton à l'écran),
l'opération est enregistrée dans un historique des séances de traitement des patients. h) Récupération des Données TPS : lors de chaque passage du patient dans le Scanner, l'opérateur procède au détourage par points de la tumeur. Ainsi, un fichier est généré par le système informatique de la console TPS. Ce fichier normalisé DICOM RT contient de nombreuses données, notamment en-tête données Scanner; données patient ; champs (tumeurs) et coordonnées des points cibles de chaque Champ pour le traitement en Radiothérapie.
Le logiciel récupère les données ci-dessus et les intègre dans sa propre Base de Données. i) Consultation/Impression des Données d'Exploitation : toutes les informations relatives aux données d'exploitation peuvent être consultées sur l'écran du Tablet PC ou du PC de bureau. j) Gestion des Équipements : le logiciel permet de gérer la création, les mises à jour et l'impression de toutes les données de configuration des équipements qui composent le système de l'invention sur chaque site d'exploitation. k) Autotest des Équipements : au démarrage du logiciel et après authentification de l'utilisateur, un autotest est réalisé par le programme pour vérifier l'intégrité du système. Cet autotest peut être lancé par ailleurs sur demande de l'utilisateur.
I) Sélection des Couleurs des Nappes Lasers : le Logiciel permet de sélectionner à tout instant et dans n'importe lequel des modules du programme la couleur (vert, rouge ou aucune) de chacune des nappes laser, individuellement ou pour l'ensemble des nappes. m) Calibration manuelle des Équipements : la calibration manuelle de chacune des nappes laser (HIT Motorisés et HIT Mobiles) permet de régler et de calibrer le système lors de son installation, et ce compte tenu des caractéristiques physiques du site d'implantation. Cette opération peut également être réalisée en maintenance par un technicien compétent ou par une opératrice lorsqu'un contrôle des réglages et de la calibration est souhaité.
Le logiciel enregistre dans un historique toutes les modifications apportées à la calibration de n'importe laquelle des nappes laser. n) Calibration automatique des Équipements : la calibration automatique de chacune des nappes laser (HIT Motorisés et HIT Mobiles) est réalisée grâce à l'utilisation de l'équipement précité nommé Fantôme intelligent. Cet équipement est un système intelligent doté de capteurs (photorécepteurs) qui enregistrent la position de chacune des nappes en service. Le Fantôme est donc interrogé par le logiciel qui, compte tenu des informations collectées, pilote automatiquement les nappes laser selon les orientations souhaitées (coïncidence des nappes laser) et vers les positions recherchées (Isocentre). Le logiciel enregistre dans un historique toutes les modifications apportées à la calibration de n'importe laquelle des nappes laser. o) Étalonnage des Axes : Le logiciel intègre la fonctionnalité d'étalonnage de chacune des nappes laser (HIT Motorisés et HIT Mobiles) exploitées dans le système. Cet étalonnage permet d'obtenir une précision de 0,1 mm de déplacement linéaire de chacune des nappes laser sur la peau du patient. Un étalonneur (capteur mobile) est utilisé pour procéder à l'étalonnage des axes. p) Initialisation des Nappes lasers : le logiciel procède à une séquence d'initialisation laser dans les cas suivants : au démarrage du programme une fois l'autotest réalisé avec succès et/ou sur demande de l'utilisateur.
Cette séquence d'initialisation effectue les opérations suivantes :
Positionnement de chacune des têtes laser à l'origine des axes
Positionnement de chacune des têtes laser compte tenu des données de calibration
L'utilisateur sera informé de la bonne exécution de la séquence d'initialisation des nappes laser. q) Consignes TPS : le logiciel est en mesure de positionner les nappes laser compte tenu de consignes liées à des points de positionnement sélectionnés par l'utilisateur.
Ces points de positionnement correspondent aux points cibles issus des données TPS.
Les nappes laser étant positionnées à l'Isocentre laser, ou ayant déjà fait l'objet d'une consigne TPS, ces nappes sont déplacées compte tenu des coordonnées indiquées par ces points de positionnement. r) Placement du Patient : ce module permet de déplacer individuellement la nappe laser dite « Sagittale » vers la gauche ou vers la droite du patient en vue d'un marquage spécifique à la peau. Ce marquage à la peau ne correspond pas à un point de positionnement issu de données TPS.
La valeur du déplacement de la nappe laser est renseignée (unité = cm) par l'opérateur. Plusieurs déplacements peuvent ainsi être effectués pour positionner la nappe « Sagittale » avant le marquage à la peau. s) Consultation / impression des Données d'Équipements : toutes les informations relatives aux données d'équipements peuvent être consultées sur l'écran du Tablet PC ou du PC de bureau. L'édition de ces informations sur imprimante peut être demandée par l'utilisateur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'ajustement de nappes laser (4) pour scanners agencés sur un support, notamment dédiés à la radiothérapie, qui est disposé sur ledit support, au moyen d'un dispositif qui est constitué d'un ensemble unique monobloc (1) comprenant un certain nombre de pièces distinctes, et assemblé de façon indémontable, qui embarque à la fois un certain nombre de capteurs de position (3), et une carte électronique de gestion (8) adaptée à la structure monobloc dudit ensemble (1), lesdits capteurs (3) permettant de visualiser la position exacte desdites nappes (4), de façon à ajuster précisément celles-ci de manière automatique par des systèmes motorisés, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
Mise en place de l'appareil (1) sur la table du scanner ;
Préréglage de la position grâce aux trois pieds supports (6) et aux niveaux à bulles (7) embarqués ;
Déplacement de la table du scanner pour la mise en place de la face avant (11) de l'appareil dans le plan de l'isocentre du scanner et positionnement grâce aux lasers internes du scanner ;
Acquisition d'images, les images obtenues permettant de contrôler la position de l'appareil (1) grâce à la présence d'au moins 4 billes de centrage (5) présentes sur la face avant (11) ; Finalisation de la position de l'appareil ;
Une fois la position validée, déplacement de la table du scanner de la distance nominale entre l'isocentre machine et l'isocentre laser, cette distance étant fixe, qui est déterminée et validée lors de l'installation des lasers ;
Raccordement de l'appareil (1) au moyen d'un Tablet PC gérant les positions des nappes lasers (4) ;
Mise sous tension de l'appareil (1) ;
Mise sous tensions des nappes lasers (4) avec remise à 0 des positions ;
démarrage de la séquence de recherche des nappes lasers (4) par multiplexage, la position de chaque nappe laser (4) étant alors déterminée grâce aux cellules embarquées (3) dans l'appareil (1) ;
acquisition des valeurs et transfert vers le Tablet PC de la phase d'ajustage de chaque nappe laser (4).
2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite procédure d'utilisation comprend l'ensemble des étapes précitées effectuées dans l'ordre indiqué.
3. Dispositif d'ajustement de nappes laser (4) pour scanners agencés sur un support, notamment dédiés à la radiothérapie, qui est disposé sur ledit support, en particulier pour la mise en œuvre du procédé tel que défini dans l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un ensemble unique monobloc (1) comprenant un certain nombre de pièces distinctes, et assemblé de façon indémontable, en ce qu'il embarque à la fois un certain nombre de capteurs de position (3), et une carte électronique de gestion (8) adaptée à la structure monobloc dudit ensemble (1), lesdits capteurs (3) étant agencés pour visualiser la position exacte desdites nappes (4), de façon à faire ajuster précisément celles-ci de manière automatique par des systèmes motorisés ; le dispositif étant équipé sur sa base (9) de trois pieds réglables (6) permettant un réglage en azimut dudit ensemble (1) sur la table du scanner, celui-ci comprenant des niveaux à bulles (7) qui sont disposés sur la plaque de base (9) pour aider au positionnement par des opérateurs et un certain nombre de billes de centrage (5) présentes sur la face avant (11) .
4. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend deux éléments laser (13,14) générant une nappe de couleur différente sélectionnable, en particulier rouge ou verte, au choix de l'opérateur.
5. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite couleur de nappe laser est interchangeable instantanément.
6. Dispositif suivant l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'ensemble monobloc précité (1) comprend sept pièces distinctes, et en ce qu'il est prévu au moins dix, plus particulièrement douze cellules capteurs de position (3).
7. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un appareil portable (1).
8. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il incorpore deux éléments laser industriel standard.
9. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qu'il inclut un logiciel dédié et adapté aux contraintes d'une utilisation en milieu hospitalier.
10. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend des cellules de mesure intégrées (3) avec dimension calculée pour la meilleure précision, étant dédié au réglage automatique du système, de façon à permettre une mesure précise de la position de chaque nappe précitée (4) et un réglage de chaque nappe l'une par rapport à l'autre, ainsi qu'un réglage en boucle fermée à partir dudit logiciel.
11. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisé par un positionnement garanti avec une précision finale d'au moins 0,1 mm.
12. Dispositif d'ajustement de nappes laser pour scanners sur support, dédiés à la radiothérapie, en particulier selon l'une des revendications 3 à 11 , caractérisé en ce qu'il comprend au moins une tête optique (12) mécanisée avec des éléments mécaniques de précision calibrés pour garantir les degrés de liberté nécessaire.
13. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de filtrage des perturbations vibratoires externes.
14. Dispositif selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de guidage, en particulier un rail pour les mouvements desdites têtes optiques (12) avec roulements mécaniques de précision intégrant une mesure de position de la tête optique (12) sur son rail.
15. Dispositif selon l'une des revendications précédentes 12 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble mécanique à bras de levier, constitué de deux moteurs pas-à-pas de précision (15, 16) équipés de capteurs de fin de course, de deux modules laser (13, 14) et d'une carte électronique de commande, pouvant être pilotée par une liaison radio, recevoir les informations du processeur central et commander les deux moteurs pas-à-pas précités (15, 16).
16. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de vérification de la position exacte des nappes laser (4) en fonction des consignes prévues pour être données ou à fournir par l'opérateur.
17. Utilisation d'un logiciel pour la mise en œuvre d'au moins une partie des étapes resp. phases du procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, notamment au moyen de l'appareil selon l'une des revendications 3 à 16, caractérisée par des modules constituant les fonctionnalités du logiciel utilisé en tout ou en partie, éventuellement dans un ordre différent, qui sont répertoriées ci-après :
- Paramétrage (a) du logiciel permettant de gérer tous les paramètres d'exploitation des données du logiciel ; - Gestion (b) des Utilisateurs permettant de gérer la création, les mises à jour, la suppression et l'impression des données propres aux utilisateurs du programme, chaque utilisateur étant doté d'un niveau d'accès au programme ;
- Journalisation Système (c), l'utilisation de chacune des fonctionnalités ainsi que toutes les alarmes détectées faisant l'objet d'un enregistrement dans un journal ;
- Aide en Ligne (d), le logiciel étant doté d'un Guide d'utilisateur contextuel, qui peut être consulté à tout moment sur l'écran du Tablet PC ou du PC de bureau et qui détaille toutes les fonctionnalités du logiciel ;
- Gestion des Alarmes (e), le logiciel passant en mode « Défaut du Système » en cas de dysfonctionnement de l'un ou l'autre des composants du système et détecté par ce dernier, une liste déroulante des défauts répertoriés s'affichant à l'écran, et des instructions guidant l'utilisateur dans la marche à suivre en regard de chaque défaut ;
- Sauvegarde/Restauration (f) des Données d'Exploitation permettant de sauvegarder automatiquement, ou sur demande, la totalité de la base de données du programme ; - Gestion des Patients et des Séances (g) permettant de créer manuellement par saisie plusieurs patients, plusieurs champs notamment tumoral pour chacun de ces patients, plusieurs points de positionnement pour chacun de ces champs, ainsi que de créer automatiquement les patients, champs et points de positionnement à partir des données importées depuis les fichiers TPS au format texte ;
- Récupération des Données TPS (h), l'opérateur procédant au détourage par points de la tumeur lors de chaque passage du patient dans le Scanner, un fichier étant ainsi généré par le système informatique de la console TPS, le logiciel récupérant les données pour les intégrer dans sa propre Base de Données ;
- Consultation/Impression (i) des Données d'Exploitation, toutes les informations relatives aux données d'exploitation pouvant être consultées sur écran ;
- Gestion des Équipements (j), le logiciel permettant de gérer la création, les mises à jour et l'impression de toutes les données de configuration des équipements qui composent le système de l'invention sur chaque site d'exploitation ;
- Autotest des Équipements (k), un autotest étant réalisé par le programme au démarrage du logiciel et après authentification de l'utilisateur pour vérifier l'intégrité du système, qui peut être lancé par ailleurs sur demande de l'utilisateur ;
- Sélection des Couleurs des Nappes Lasers (I), le logiciel permettant de sélectionner à tout instant et dans n'importe lequel des modules du programme la couleur (vert, rouge ou aucune) de chacune des nappes laser, individuellement ou pour l'ensemble des nappes ; - Calibration manuelle des Équipements (m), la calibration manuelle de chacune des nappes laser (HIT Motorisés et HIT Mobiles) permettant de régler et de calibrer le système lors de son installation, compte tenu des caractéristiques physiques du site d'implantation ;
Calibration automatique (n) des Équipements, la calibration automatique de chacune des nappes laser -HIT Motorisés et HIT Mobiles- étant réalisée par l'utilisation de l'équipement précité consistant en un système intelligent doté de capteurs ou photorécepteurs qui enregistrent la position de chacune des nappes en service, le système précité étant interrogé par le logiciel qui, compte tenu des informations collectées, pilote automatiquement les nappes laser selon les orientations souhaitées par coïncidence des nappes laser, et vers les positions recherchées en Isocentre, le logiciel enregistrant dans un historique toutes les modifications apportées à la calibration de n'importe laquelle des nappes laser ;
Étalonnage des Axes (o), le logiciel intégrant la fonctionnalité d'étalonnage de chacune des nappes laser -HIT Motorisés et HIT Mobiles- exploitées dans le système, cet étalonnage permettant d'obtenir une précision allant jusqu'à au moins 0,1 mm de déplacement linéaire de chacune des nappes laser sur la peau du patient, un étalonneur ou capteur mobile étant utilisé pour procéder à l'étalonnage des axes ;
Initialisation des Nappes lasers (p), le logiciel procédant à une séquence d'initialisation laser dans certains cas au démarrage du programme une fois l'autotest réalisé avec succès et/ou sur demande de l'utilisateur, ladite séquence d'initialisation effectuant les opérations de positionnement de chacune des têtes laser à l'origine des axes, resp. Positionnement de chacune des têtes laser compte tenu des données de calibration, l'utilisateur étant informé de la bonne exécution de la séquence d'initialisation des nappes laser ;
Consignes TPS (q), le logiciel pouvant positionner les nappes laser compte tenu de consignes liées à des points de positionnement sélectionnés par l'utilisateur, ces points de positionnement correspondant aux points cibles issus des données TPS ; les nappes laser étant positionnées à Nsocentre laser, ou ayant déjà fait l'objet d'une consigne TPS, étant déplacées compte tenu des coordonnées indiquées par ces points de positionnement ;
Placement du Patient (r) permettant de déplacer individuellement la nappe laser dite Sagittale vers la gauche ou vers la droite du patient en vue d'un marquage spécifique à la peau, la valeur du déplacement de la nappe laser étant renseignée par l'opérateur ;
Consultation/impression (s) des Données d'Équipements.
18. Utilisation selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la procédure d'utilisation comprend l'ensemble des étapes effectuées selon le logiciel précité, en particulier selon l'ordre indiqué.
19. Utilisation selon l'une des 2 revendications précédentes, caractérisée en ce que l'édition de chacune ou partie de ces informations sur imprimante est sélectionnable par l'utilisateur.
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