VERIFICACIÓN DE CARACTERÍSTICAS DE UNA LESIÓN USANDO FORMAS DE HACES.

Verificación de características de una lesión usando formas de haces Campo de la técnica La presente invención se refiere a procedimientos y a sistemas para la verificación de las características anatómicas de un paciente sometido a terapia por radiación y, más particularmente, a procedimientos y sistemas de posicionamiento de los pacientes usando formas de haces de radiación planeadas. Información de antecedentes Dispositivos que emiten radiaciones se utilizan para el tratamiento de tumores cancerosos en pacientes. El objetivo principal del tratamiento de los tumores cancerosos con terapia de radiación es la erradicación completa de las células cancerosas, mientras que el segundo objetivo es evitar, en la máxima extensión posible, dañar los tejidos y órganos sanos en las proximidades del tumor. Típicamente, un dispositivo de terapia de radiación incluye un pórtico que se puede girar alrededor de un eje horizontal de rotación durante el suministro de un tratamiento terapéutico. Un acelerador lineal de partículas ("LINAC") está situado dentro del pórtico, y genera un haz de radiación de alta energía de terapia, tal como un haz de electrones o un haz de fotones (rayos X). El paciente se coloca sobre una mesa de tratamiento ubicada en el isocentro del pórtico, y el haz de radiación se dirige hacia el tumor o la lesión a tratar. La terapia de radiación típicamente implica una etapa de planificación y una etapa de tratamiento. En la etapa de planificación, se utiliza un escáner de rayos X de tomografía computarizada (CT) (o un dispositivo similar) para adquirir imágenes de una lesión. Estas imágenes se utilizan para medir con precisión la ubicación, el tamaño, el contorno, y el número de lesiones a tratar con el fin de establecer un isocentro, una distribución de dosis, y diversos parámetros de irradiación en un intento de irradiar la lesión, mientras se reduce al mínimo el daño al tejido sano circundante. El advenimiento de la terapia de radiación de conformación 3D (3DCRT) y la terapia de radiación de intensidad modulada (IMRT) han mejorado la capacidad de minimizar este daño. 3DCRT e IMRT utilizan múltiples haces de radiación que se cruzan conformados, cada uno de los cuales se conforma geométricamente a la forma de un tumor desde el punto de vista del origen del haz de radiación (la "vista del ojo del haz", o "BEV"). Varios tipos de dispositivos se utilizan para conformar la forma del haz de tratamiento con radiación para abarcar el tumor a lo largo de la BEV de tratamiento de radiación a medida que atraviesa el cuerpo del paciente en el tumor. Uno de estos dispositivos de blindaje del haz es el colimador de hojas múltiples ("MLC"). LINACs con MLCs facilitan el suministro a un paciente de haces de radiación con formas y distribuciones arbitrarias. Los patrones de MLC pueden definirse durante la planificación, y se acoplan con técnicas 3D de planificación del tratamiento de conformación, que permiten que los planes de tratamiento sean más flexibles y complejos. Estos planes 3DCRT basados en MLC prescriben geometrías del campo de radiación a medida para ajustarse a la forma del tumor con mayor precisión que los anteriores planos 2D en forma de bloque. Como resultado, dosis más altas pueden ser dirigidas hacia el tumor, lo que requiere márgenes de seguridad más estrictos alrededor del tumor para evitar dañar los tejidos sanos mediante su exposición a mayores dosis letales. Estas capacidades tienen implicaciones directas para los procedimientos de verificación del tratamiento de radioterapia y, más específicamente, en la verificación de la posición del paciente, debido a que los volúmenes de irradiación de dosis de los radio-oncólogos se hacen más pequeños y más intrincadamente esculpidos para conformarse con el tumor, y las dosis prescritas se vuelven más altas, siendo los requisitos de precisión de verificación de la posición del tumor o de localización del tumor cada vez más críticos. El resultado de la desalineación, ya sea debida al desplazamiento del órgano diario (movimiento) y/o a una posición incorrecta del paciente en la mesa de tratamiento, es que la dosis de radiación conformal no podrá ser suministrada en la ubicación correcta dentro del cuerpo del paciente. Debido a las limitaciones de tiempo durante la fase de tratamiento del proceso, los procedimientos que proporcionan una alineación de la lesión rápida, precisa y fiable y datos de compensación del desplazamiento son de gran beneficio para un técnico en la administración de tratamientos de radiación. El documento US6405072 divulga un sistema y un proceso para el posicionamiento de una parte del cuerpo de un paciente con respecto a una máquina de tratamiento, incluyendo varias cámaras para identificar y localizar marcadores de índice montados en la anatomía del paciente. Los movimientos del paciente basados en el análisis comparativo de los objetivos de imágenes anatómicas determinados en relación con puntos de referencia en los aparatos de tratamiento son controlados por el sistema y el proceso. Sumario de la invención De acuerdo con la presente invención, se proporciona un procedimiento para la localización espacial mejorada de la lesión de un paciente tal como se define en la reivindicación 1, un sistema para el posicionamiento de un paciente para la administración de un tratamiento de radiación de una lesión tal como se define en la reivindicación 14, y un sistema 2 E05763463 28-10-2011   para la validación espacial mejorada de la posición de la lesión de un paciente tal como se define en la reivindicación 25. Realizaciones de la presente invención proporcionan sistemas y procedimientos para localizar, verificar y validar la posición de un órgano canceroso, lesión o tumor (colectivamente indicado aquí como lesión) con respecto a su posición de tratamiento prevista antes del suministro del tratamiento de radiación, preferiblemente usando la confirmación visual de la posición del órgano o lesión con respecto a la forma del puerto MLC (según lo determinado mediante la colocación de las hojas MLC). En general, la invención se refiere a la fijación de una o más representaciones de formas de haz que corresponden a un dispositivo de tratamiento durante una sesión de planificación del tratamiento y una imagen previa al tratamiento de la lesión a tratar en un sistema de coordenadas común de tal manera que las dos imágenes se pueden alinear, y se pueden hacer ajustes de posición adecuados del paciente y/o el órgano. La presente invención facilita la rápida y precisa verificación de la posición de tratamiento justo antes de la administración del tratamiento en una fracción del tiempo requerido por los procedimientos convencionales. En un aspecto, un procedimiento para la localización espacial mejorada de la lesión de un paciente para el propósito de administrar un tratamiento de radiación incluye la obtención de una primera representación de la forma del haz (generados, por ejemplo, durante una sesión de planificación del tratamiento) con respecto a la dirección del haz del dispositivo de tratamiento, obteniendo una imagen correspondiente a la lesión desde la dirección del haz del dispositivo de tratamiento (durante, por ejemplo, una sesión de suministro del tratamiento) y la fijación de la primera forma del haz y la imagen en un sistema de coordenadas para facilitar la alineación. El dispositivo de tratamiento puede incluir uno o más dispositivos de protección del haz que afectan a la forma del haz, tal como la disposición física de las hojas dentro de un MLC. En algunas realizaciones, las hojas del MLC se pueden ajustar de forma manual, mediante programación o usando una combinación de procedimientos manuales y programáticos para conformar la forma del haz sobre la lesión. En algunos casos, los ajustes se pueden realizar durante una sesión de aplicación del tratamiento. Las imágenes correspondientes al tumor o la lesión pueden ser cualquiera de una imagen de ultrasonidos tridimensional, una imagen CT, una imagen MRI, o una imagen PET adquirida después de la etapa de planificación para los propósitos de administración de tratamiento con radiación. En algunas realizaciones, la imagen correspondiente a la lesión es una imagen en tres dimensiones, y además puede ser interpretada como un conjunto de elementos de superficie. En algunas realizaciones, el procedimiento también puede incluir la alineación de la imagen con la forma del haz de tal manera que la forma del haz substancialmente abarca la imagen de la lesión y, posteriormente, ajustando la posición del paciente para compensar la alineación, ajustando la posición del paciente en tiempo real de manera que la forma del haz substancialmente abarca la lesión, o en algunos casos ajustando las hojas del MLC de tal manera que la... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la localización espacial mejorada de una lesión de un paciente (410) con el propósito de administrar un tratamiento de radiación, comprendiendo el procedimiento las etapas de: (a) obtener (905, 910, 920, 930) una pluralidad de representaciones de la forma de un haz (300), cada uno a lo largo de una dirección de un haz correspondiente de un dispositivo de tratamiento; (b) construir un volumen de intersección de tres dimensiones a partir de la pluralidad de representaciones de la forma del haz; (c) obtener (945) una pluralidad de imágenes correspondientes a la lesión (410) a partir de cada una de las direcciones de los haces del dispositivo de tratamiento; (d) construir una imagen de la lesión en tres dimensiones a partir de la pluralidad de imágenes; (e) fijar (940, 950, 955) el volumen de la intersección en tres dimensiones y la imagen de la lesión en tres dimensiones en un sistema de coordenadas para facilitar la alineación volumétrica entre los mismos; (f) construir una imagen tridimensional que comprende la imagen de la lesión en tres dimensiones y el volumen de la intersección en tres dimensiones basado en el sistema de coordenadas; y (g) obtener una pluralidad de reconstrucciones en sección transversal (705, 710, 715, 720) de la imagen en tres dimensiones, comprendiendo cada reconstrucción en sección transversal una representación en dos dimensiones de la lesión (410) y del volumen de la intersección. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el dispositivo de tratamiento incluye uno o más dispositivos de protección del haz (100) que afectan a la forma del haz. 3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que el dispositivo de protección del haz (100) es un MLC. 4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que las representaciones de la forma del haz se basan, al menos en parte, en la disposición física de las hojas (110, 120) en el MLC. 5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que las representaciones de la forma del haz se ajustan mediante el ajuste de la posiciones de las hojas (110, 120) en el MLC. 6. Procedimiento según la reivindicación 5, que también comprende el ajuste de las hojas (110, 110) dentro del MLC con el fin de conformar las formas del haz (300) sobre la lesión (410). 7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que las hojas (110, 120) se ajustan manualmente. 8. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que las hojas (110, 120) se ajustan mediante programación. 9. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que el ajuste se realiza durante una sesión de planificación del tratamiento. 10. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la pluralidad de imágenes comprende imágenes seleccionadas del grupo de una imagen de ultrasonidos tridimensional, una imagen CT, una imagen MRI, y una imagen PET adquiridas después de la planificación con fines de tratamiento. 11. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que las formas del haz (300) se generan durante una sesión de planificación del tratamiento. 12. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el sistema de coordenadas se establece usando un sistema láser dispuesto en una sala de aplicación del tratamiento. 13. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que las imágenes se fijan en el sistema de coordenadas durante una sesión de aplicación del tratamiento. 14. Sistema para el posicionamiento de un paciente para la administración de un tratamiento de radiación de una lesión (410), comprendiendo el sistema: (a) un registro para el establecimiento de una pluralidad de representaciones de la forma del haz (300), cada uno tomada desde una o más perspectivas de un dispositivo de tratamiento; (b) un procesador para generar un volumen de intersección en tres dimensiones a partir de la pluralidad de E05763463 28-10-2011   representaciones de la forma del haz, determinar una alineación del volumen de la intersección en tres dimensiones y una imagen en tres dimensiones que corresponden a la lesión (410) utilizando un sistema común de referencia de coordenadas de tal manera que la imagen en tres dimensiones que corresponde a la lesión (410) es abarca volumétricamente sustancialmente el volumen de la intersección de tres dimensiones, y obtener una pluralidad de reconstrucciones en sección transversal (705, 710, 715, 720) del volumen de la intersección en tres dimensiones superpuesta y la imagen en tres dimensiones, comprendiendo cada reconstrucción en sección transversal una representación en dos dimensiones de la lesión (410) y del volumen de la intersección; y (c) un controlador para el control de un dispositivo de soporte del paciente de acuerdo con la alineación. 15. Sistema según la reivindicación 14, en el que el dispositivo de tratamiento incluye uno o más dispositivos de protección del haz (100) que afectan a la forma del haz. 16. Sistema según la reivindicación 15, en el que el dispositivo de protección del haz (100) es un MLC. 17. Sistema según la reivindicación 16, en el que la pluralidad de representaciones de la forma del haz (300) se basan, al menos en parte, de la disposición física de las hojas (110, 120) en el MLC tal como se determinó durante una sesión de planificación del tratamiento. 18. Sistema según la reivindicación 17, en el que la pluralidad de representaciones de la forma del haz (300) se ajustan mediante el ajuste de las posiciones de las hojas (110, 120) dentro del MLC. 19. Sistema según la reivindicación 18, en el que las hojas (110, 120) se ajustan manualmente. 20. Sistema según la reivindicación 18, en el que las hojas (110, 120) se ajustan mediante programación. 21. Sistema según la reivindicación 18, en el que los ajustes se hacen durante una sesión de planificación del tratamiento. 22. Sistema según la reivindicación 14, en el que la imagen en tres dimensiones se construye a partir de una o más imágenes seleccionadas del grupo de una imagen de ultrasonido en dos dimensiones, una imagen de ultrasonido en tres dimensiones, una imagen CT, una imagen MRI, y una imagen PET adquiridas después de la planificación con fines de tratamiento. 23. Sistema según la reivindicación 14, en el que la imagen que corresponde a la lesión (410) es una imagen en tres dimensiones y el procesador segmenta la imagen en un conjunto de elementos de superficie. 24. Sistema según la reivindicación 14, que también comprende un sistema láser dispuesto en una sala de administración del tratamiento para el establecimiento del sistema de referencia de coordenadas común. 25. Sistema para la validación espacial mejorada de la posición de una lesión de un paciente (410) para el propósito de administrar un tratamiento de radiación, que comprende: (a) medios para la obtención de una pluralidad de representaciones la forma del haz (300), cada uno a lo largo de una dirección de un haz correspondiente de un dispositivo de tratamiento; (b) medios para la construcción de un volumen de intersección en tres dimensiones a partir de la pluralidad de las representaciones de la forma del haz (300); (c) medios para la obtención de una pluralidad de imágenes correspondientes a una lesión de un paciente (410) a partir de cada una de las direcciones de los haces del dispositivo de tratamiento; (d) medios para construir una imagen de la lesión en tres dimensiones a partir de la pluralidad de imágenes; (e) medios para fijar el volumen de la intersección en tres dimensiones y la imagen lesión en tres dimensiones en un sistema de coordenadas común para facilitar la alineación volumétrica entre las mismas; y (f) medios para la obtención de una pluralidad de reconstrucciones en sección transversal (705, 710, 715, 720) del volumen de intersección en tres dimensiones superpuesto y la imagen en tres dimensiones, comprendiendo cada reconstrucción en sección transversal una representación en dos dimensiones de la lesión y del volumen de la intersección. 26. Sistema según la reivindicación 25, que también comprende medios para el ajuste de uno o más dispositivos de protección (100) dentro del dispositivo de tratamiento para conformar las representaciones de la forma del haz sobre la lesión. 11 E05763463 28-10-2011   27. Sistema según la reivindicación 26, en el que los haces se ajustan manualmente. 28. Sistema según la reivindicación 26, en el que los haces se ajustan mediante programación. 29. Sistema según la reivindicación 25, que también comprende medios para la segmentación de la imagen correspondiente a una lesión de un paciente (410) en un conjunto de elementos de superficie. 30. Sistema según la reivindicación 25, que también comprende medios para ajustar la posición del paciente, de manera que el volumen de la intersección en tres dimensiones abarca sustancialmente la imagen de la lesión en tres dimensiones. 31. Sistema según la reivindicación 25, que también comprende medios para alinear la imagen de la lesión en tres dimensiones con el volumen de la intersección en tres dimensiones para que la imagen de la lesión en tres dimensiones esté substancialmente comprendida en el volumen de la intersección en tres dimensiones. 32. Sistema según la reivindicación 14, en el que el procesador está también configurado para ajustar la posición del paciente de manera que cada representación en dos dimensiones de la lesión (410) esté sustancialmente comprendida en su representación en dos dimensiones correspondiente del volumen de la intersección. 12 E05763463 28-10-2011   13 E05763463 28-10-2011   14 E05763463 28-10-2011   E05763463 28-10-2011   16 E05763463 28-10-2011   17 E05763463 28-10-2011   18 E05763463 28-10-2011   19 E05763463 28-10-2011   E05763463 28-10-2011   21 E05763463 28-10-2011   22 E05763463 28-10-2011   23 E05763463 28-10-2011