COLIMADOR Y DISPOSITIVO DE ESCANEADO.

El invento se refiere a un colimador y dispositivo de escaneado, en el cual el colimador sirve para limitar un haz de rayos de alta energía, que partiendo de una fuente de radiación en esencia en forma de punto está dirigido sobre un objeto de tratamiento y especialmente sirve para la radiación de conformación estereoestática de tumores, en lo cual el colimador presenta un diafragma y el dispositivo de escaneado explora la superficie de un objeto de tratamiento a partir de una orientación angular espacial por medio de los rayos limitados por el diafragma. Los colimadores para limitar un haz de rayos de alta energía se emplean para fines de diagnosis y para el tratamiento en particular de tumores. En ello los colimadores sirven para que el tejido sano situado junto a la zona de diagnosis o de tratamiento sea protegido lo mejor posible de los rayos, para evitar daños o reducirlos a un mínimo. Originalmente los colimadores estaban constituidos de tal manera que con ellos podía limitarse un campo de radiación únicamente según el tamaño. Si se empleaban únicamente rayos X para la obtención de imágenes, no resultaba de ello ningún perjuicio grave del paciente. Sólo la radiación terapéutica con rayos de alta energía en la cual por ejemplo el tejido tumoral tiene que ser destruido llevaba en la zona de sobrerradiación, es decir, por fuera del tejido enfermo a irradiar, a un daño del tejido sano. Tales zonas de sobrerradiación tenían lugar por un lado porque el contorno del tejido enfermo no era reproducido por los colimadores y por otro lado porque en los límites de la zona de irradiación se producían penumbras, puesto que allí, especialmente en caso de campos de irradiación grandes, no estaba disponible el espesor total del material de apantallamiento, porque éste no estaba alineado paralelo a los rayos. Un ejemplo para un colimador semejante de la forma de construcción antigua es el documento US 2,675,486. Esta publicación se refiere a un colimador para la limitación de rayos de alta energía, que presenta cuatro bloques de limitación de rayos, los cuales por medio de superficies laterales contiguas pueden desplazarse en un plano de tal manera que con ello puede regularse una limitación de rayos en forma de cuadrado de diferentes tamaños. Puesto que los rumores no tienen una forma cuadrada, sino más bien una forma redondeada, resulta una gran zona de sobrerradiación en las esquinas. Además en caso de campos de irradiación grandes se producían grandes zonas de penumbra, porque los límites de bloque ya no se desarrollaban paralelamente a la trayectoria divergente de los rayos. El mundo científico se ha esforzado por eso en desactivar estos problemas: Partiendo de un colimador del tipo arriba mencionado el documento DE 20 53 089 A1 propone por eso para el campo, que está no muy alejado del objeto del invento, de la generación de imágenes por rayos X, prever cuerpos de apantallamiento en forma de triángulos que contiguos, para obtener un campo de irradiación aproximadamente circular es decir, más correspondiente a la forma de una zona de irradiación -, de manera que se evita en aproximadamente un treinta por ciento una sobrerradiación producida por las esquinas de la limitación de rayos cuadrada arriba mencionada. La sobrerradiación restante así como una formación de penumbra no representan aquí sin embargo ningún problema grave, puesto que se trata únicamente de rayos X para la generación de imágenes, pero no de una irradiación terapéutica con rayos esencialmente de más alta energía. El documento DE 15 89 432 A1 para el empleo de los rayos ionizantes de alta energía aquí en cuestión, es decir, apropiados para el tratamiento de tumores, propone un colimador en el cual cuerpos de apantallamiento de rayos contiguos en forma de cuña son desplazables en un plano de tal manera que se pueden combinar aberturas hexagonales, octogonales o rectangulares. Este colimador sin embargo reproduce una forma de tumor sólo muy insuficientemente, y no están tomadas medidas ninguna contra una penumbra. En caso de campos de irradiación grandes, en los cuales la trayectoria de los rayos se desarrolla muy inclinada con respecto a la limitación del material de apantallamiento, se produce una penumbra grande. También el documento DE 10 37 035 B parte de un colimador del tipo del de la publicación primero mencionad, y prevé para rayos terapéuticos de alta energía dividir los cuatro bloques de limitación de rayos en dos partes a lo largo de una línea inclinada, desarrollándose la línea hacia el punto en el cual la superficie interior y extrema (es decir, la superficie que limita en el siguiente bloque) se encuentran. De este modo se obtienen de cada bloque una parte principal y una parte secundaria, que son desplazables recíprocamente. De este modo se hace posible la configuración de distintos contornos, lo que asimismo reduce la sobrerradiación en comparación con una limitación de rayos cuadrada. Sin embargo la reproducción de la forma de un tumor o de otra zona a irradiar está resuelta sólo de modo muy insatisfactorio y no se resuelve el problema de la penumbra. La solución del problema de la penumbra la enseña finalmente el documento DE 15 64 765 A1. Esta publicación parte asimismo de un colimador del tipo del de la publicación citada en primer lugar, con cuatro bloques de limitación de radiación contiguos, desplazables en un plano. Se pone como objetivo conseguir un campo delimitado nítidamente, es decir, un campo sin penumbra. Se propone para este fin configurar los bloques y apoyarlos giratorios de tal manera que las superficies frontales que forman la limitación de radiación en cada regulación estén dirigidas hacia la fuente de radiación. De esa manera el material de los bloques apantalla siempre la radiación en total espesor. Sin embargo con este colimador a su vez sólo se pueden formar campos de irradiación cuadrados, de manera que de nuevo aquí tendrían que aceptarse grandes zonas de sobrerradiación en las esquinas. 2   El documento FR 2 524 690 se refiere tanto al problema de las zonas de sobrerradiación como al problema de la penumbra. Esta publicación, para impedir o reducir la penumbra, prevé disponer en varios planos placas contiguas desplazables en un plano, de manera que se produce una abertura de limitación de radiación escalonada, en forma de pirámide truncada. De esta manera es minimizada la penumbra. Ésta se produce tan sólo en la zona en la que los rayos atraviesan la zona escalonada. Cuanto mayor es la superficie a limitar, mayor se hace sin embargo esta zona escalonada de la penumbra restante a pesar de esta medida. Otro inconveniente de esta propuesta de solución consiste en que como limitación del campo de irradiación sólo pueden formarse polígonos con dependencia del número de placas y no es posible una conformación en el contorno efectivo de un tumor. Por el documento EP 1 367 604 A1 es conocido un dispositivo para concentrar un rayo X formando un microrrayo X, efectuándose la concentración por reflexión en superficies interiores reflectantes de un tubo capilar. Este tubo capilar se forma por desplazamiento de segmentos de varillas dispuestos concéntricamente, que son desplazables y ajustables por medio de tornillos. Este dispositivo sin embargo permite sólo una irradiación puntual muy limitada. Además el efecto de reflexión en superficies interiores reflectantes no es apropiado para radiaciones terapéuticas, que están situadas en el campo de los megavoltios. Para reproducir mejor las formas tumorales y poder reducir la sobrerradiación a un mínimo se procedió finalmente a emplear colimadores fijos intercambiables. En ello la forma tumoral fue rodeada en distintas direcciones espaciales y se fabricaron para cada irradiación varios colimadores fijos, que luego para la irradiación se emplearon en las distintas direcciones. En ello se tenía la ventaja de la exacta conformación y también la posibilidad de adaptar las limitaciones exactamente a la trayectoria de los rayos, por lo que no se producía ninguna penumbra. El inconveniente consistía sin embargo en el complicado procedimiento con continuo cambio de colimador, que requería mucho tiempo en aparatos valiosos así como en los gastos para la fabricación de muchos colimadores para cada irradiación, que después de esto ya no eran utilizados, puesto que eran determinados para un paciente y también para éste sólo se podían emplear en un marco limitado de tiempo. Por último debido a la circunstancia de que la forma del tumor varía constantemente por crecimiento, evolución regresiva o cambio de forma. Para disminuir estos gastos se crearon colimadores multihojas, en los cuales con una multiplicidad de estrechas hojas (es decir, láminas de diafragma) situadas estrechamente adyacentes podía ser reproducida la forma del tumor por medio... [Seguir leyendo]

1. Colimador (1) y dispositivo de escaneado, en el cual el colimador sirve para limitar un haz de rayos (2) de alta energía, que partiendo de una fuente de radiación (3) en esencia en forma de punto está dirigido sobre un objeto de tratamiento (4) y especialmente sirve para la radiación de conformación estereoestática de tumores, en lo cual el colimador (1) presenta un diafragma y el dispositivo de escaneado explora la superficie de un objeto de tratamiento (4) a partir de una orientación angular espacial por medio de los rayos (2) limitados por el diafragma. caracterizado porque el colimador (1) como medio limitador de rayos presenta un diafragma iris (5) con al menos tres láminas de diafragma (6, 6, 6 o 7, 7, 7, 7 o 8, 8, 8 8, 8 o 9, 9, 9 9, 9, 9), que presentan superficies laterales adyacentes (10) que comprenden ángulos ( ) iguales, dejando libre las láminas de diafragma (6, 6, 6 o 7, 7, 7, 7 o 8, 8, 8 8, 8 o 9, 9, 9 9, 9, 9) una abertura (12) limitadora de los rayos porque por medio de un accionamiento (31) se realiza un movimiento de deslizamiento (13) a lo largo de las superficies laterales (10) por a lo sumo un número reducido de láminas de diafragma (6, 6, 6 o 7, 7, 7, 7 o 8, 8, 8 8, 8 o 9, 9, 9 9, 9, 9). 2. Colimador y dispositivo de escaneado según la reivindicación 1, caracterizado porque como dispositivo de escaneado sirve un brazo de robot, encontrándose la fuente de radiación (3) y el diafragma iris (5) en el brazo de robot, que puede moverse alrededor del objeto de tratamiento (4) para escanear una figura espacial desde distintas direcciones angulares espaciales. 3. Colimador y dispositivo de escaneado según la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente de radiación (3), el colimador (1) y el dispositivo de escaneado pueden llevarse hacia el objeto de tratamiento (4) por medio de un pórtico en distintas orientaciones angulares espaciales de los rayos (2) limitados por el colimador (1). 4. Colimador y dispositivo de escaneado según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque su capacidad de apantallamiento para rayos de alta energía de una fuente de radiación (3) está proyectada en el campo de los megavoltios. 5. Colimador y dispositivo de escaneado según la reivindicación 4, caracterizado porque el espesor de las láminas de diafragma (6, 6, 6 o 7, 7, 7, 7 o 8, 8, 8 8, 8 o 9, 9, 9 9, 9, 9) está situado entre 6 y 10 cm. 6. Colimador y dispositivo de escaneado según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se efectúa un movimiento de deslizamiento (13) de todas las láminas de diafragma (6, 6, 6 o 7, 7, 7, 7 o 8, 8, 8 8, 8 o 9, 9, 9 9, 9, 9) sobre carreras de regulación (14) iguales, de manera que tras el movimiento de regulación la abertura (12) se forma por zonas parciales (15) de las superficies laterales (10) que presentan distancias iguales desde el centro (11). 7. Colimador y dispositivo de escaneado según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las láminas de diafragma (6, 6, 6 o 7, 7, 7, 7 o 8, 8, 8 8, 8 o 9, 9, 9 9, 9, 9) están apoyadas por medio de guías lineales (16) que se desarrollan en la dirección del movimiento de deslizamiento (13). 8. Colimador y dispositivo de escaneado según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el diafragma iris (5) presenta cuatro láminas de diafragma (7, 7, 7, 7). 9. Colimador y dispositivo de escaneado según la reivindicación 8, caracterizado porque 12   la respectiva superficie lateral (10), que forma la abertura (12), en su extremo interno pasa a ser un arco de círculo (19) en forma de saliente voladizo que forma un cuadrante circular, de manera que las cuatro láminas de diafragma (7, 7, 7, 7) a elección pueden formar una abertura redonda (17) o aberturas cuadradas con esquinas redondeadas (18) de distintos tamaños. 10. Colimador y dispositivo de escaneado según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el diafragma iris (5) presenta al menos 6 láminas de diafragma (9, 9, 9 9, 9, 9). 11. Colimador y dispositivo de escaneado según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque están previstas cargas de fuerza que comprimen unas contra otras las superficies laterales (10) de las láminas de diafragma (6, 6, 6 o 7, 7, 7, 7 o 8, 8, 8 8, 8 o 9, 9, 9 9, 9, 9). 12. Colimador y dispositivo de escaneado según la reivindicación 11, caracterizado porque sobre las láminas de diafragma (6, 6, 6 o 7, 7, 7, 7 o 8, 8, 8 8, 8 o 9, 9, 9 9, 9, 9) actúan muelles (20) que producen las cargas de fuerza. 13. Colimador y dispositivo de escaneado según la reivindicación 11 o 12, caracterizado porque las superficies laterales (10) en sus zonas adyacentes que no sirven para la configuración de una abertura (12) presentan guías comunes (21), en las cuales son desplazables recíprocamente las superficies laterales (10) de las láminas de diafragma adyacentes (6, 6, 6 o 7, 7, 7, 7 o 8, 8, 8 8, 8 o 9, 9, 9 9, 9, 9). 14. Colimador y dispositivo de escaneado según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el movimiento de deslizamiento (13) de las láminas de diafragma (6, 6, 6 o 7, 7, 7, 7 o 8, 8, 8 8, 8 o 9, 9, 9 9, 9, 9) se efectúa porque es accionada al menos una lámina de diafragma (6, 6, 6 o 7, 7, 7, 7 o 8, 8, 8 8, 8 o 9, 9, 9 9, 9, 9). 15. Colimador y dispositivo de escaneado según la reivindicación 14, caracterizado porque todas las láminas de diafragma (6, 6, 6 o 7, 7, 7, 7 o 8, 8, 8 8, 8 o 9, 9, 9 9, 9, 9) son accionadas simultáneamente. 16. Colimador y dispositivo de escaneado según la reivindicación 15, caracterizado porque para cada lámina de diafragma (6, 6, 6 o 7, 7, 7, 7 o 8, 8, 8 8, 8 o 9, 9, 9 9, 9, 9) está previsto un accionamiento, efectuándose un movimiento simultáneo mediante un mando electrónico. 17. Colimador y dispositivo de escaneado según la reivindicación 15, caracterizado porque mediante un mecanismo (22) un accionamiento acciona simultáneamente todas las láminas de diafragma (6, 6, 6 o 7, 7, 7, 7 o 8, 8, 8 8, 8 o 9, 9, 9 9, 9, 9). 18. Colimador y dispositivo de escaneado según la reivindicación 17, caracterizado porque el mecanismo (22) acciona las láminas de diafragma (6, 6, 6 o 7, 7, 7, 7 o 8, 8, 8 8, 8 o 9, 9, 9 9, 9, 9) mediante levas de regulación (23) dispuestas de forma espiral en un disco de levas (24) giratorio sobre el centro (11). 19. Colimador y dispositivo de escaneado según la reivindicación 17, caracterizado porque 13   el mecanismo (22) presenta un órgano de regulación (25) giratorio sobre el centro (11), que actúa sobre cada lámina de diafragma (6, 6, 6 o 7, 7, 7, 7 o 8, 8, 8 8, 8 o 9, 9, 9 9, 9, 9) con un brazo de regulación (26). 20. Colimador y dispositivo de escaneado según la reivindicación 19, caracterizado porque al movimiento de deslizamiento (13) por medio de los brazos de regulación (26) le contrarrestan muelles de retroceso (27). 21. Colimador y dispositivo de escaneado según una de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque las superficies laterales adyacentes (10) de los diafragmas (6, 6, 6 o 7, 7, 7, 7 o 8, 8, 8 8, 8 o 9, 9, 9 9, 9, 9) se desarrollan de tal manera que una rendija (28) causada por las tolerancias se desarrolla no paralelamente a la trayectoria de los rayos. 22. Colimador y dispositivo de escaneado según la reivindicación 21, caracterizado porque las superficies laterales (10) presentan con respecto a la planitud de las superficies laterales (10) desviaciones que se desarrollan en la dirección de deslizamiento, y que encajan complementariamente unas en otras. 23. Colimador y dispositivo de escaneado según la reivindicación 21, caracterizado porque el diafragma iris (5) con respecto a un plano (29) del colimador mencionado situado en ángulo recto con respecto al eje óptico está inclinado de tal manera que un rayo (2) ya no puede bajar a través de una rendija (28). 24. Colimador y dispositivo de escaneado según una de las reivindicaciones 1 a 23, caracterizado porque fuera del diafragma iris (5) se encuentra en la trayectoria de los rayos para un apantallamiento adicional un diafragma fijo (30), cuya abertura está acordada con la abertura (12) más grande posible del diafragma iris (5). 14     16   17   18   19     21   22