PROCEDIMIENTO Y APARATO PARA LA LOCALIZACIÓN, DEFINICIÓN Y VERIFICACIÓN DE LESIONES.

Procedimiento de formación de imágenes para definir espacialmente un área del cuerpo de un paciente (009) a objeto del tratamiento con radiación,

comprendiendo el procedimiento las etapas de: a) generar un primer sistema de referencia de coordenadas (011), una primera imagen de diagnóstico del paciente, en el que la primera imagen de diagnóstico comprende una imagen de ultrasonidos tridimensional (31); b) establecer una posición y una orientación de una sonda de ultrasonidos (005, 028) en relación al paciente y generar, en un segundo sistema de referencia de coordenadas (019), una segunda imagen de ultrasonidos (016) del paciente; c) identificar una característica en la segunda imagen de ultrasonidos (016); d) identificar la característica en la imagen de diagnóstico (023, 027); e) basado en dicha característica identificada, registrar las imágenes mediante la transformación de uno al otro de dicho primer y segundo sistema de coordenadas de referencia (019); y f) fundir las imágenes registradas

Procedimiento y aparato para la localización, definición y verificación de lesiones Antecedentes de la invención Campo de la invención La invención se refiere a un procedimiento en el que la forma, manera, posición y configuración de una lesión o tumor, para ser tratada mediante un dispositivo de terapia de radiación, se puede determinar con mayor definición, para un mejor diseño de un plan de tratamiento para su erradicación. De acuerdo con otro aspecto, la invención también se refiere a un procedimiento y a un aparato para la verificación de la posición de la lesión respecto al haz o haces de radiación antes de la ejecución de un tratamiento de radiación. La invención se refiere a un procedimiento en el que el tamaño, la localización y la disposición de un tumor se pueden determinar, actualizar y seguir antes y durante el tratamiento para ello.

1. Descripción de la técnica anterior El objetivo de la terapia de radioterapia moderna de tumores cancerosos o lesiones es la erradicación del tumor evitando que en la mayor medida posible daños a los tejidos y órganos sanos en las proximidades del tumor. Como la gran mayoría de los tumores son radioresponsivos, pueden ser controlados o erradicados por completo si una dosis de radiación suficiente se administra al volumen del tumor. Sin embargo, la administración de la dosis tumorcidal necesaria puede dar lugar a ciertas complicaciones debido al daño de los tejidos sanos que rodean al tumor, o debido a daños en otros órganos del cuerpo sanos situados en las proximidades del tumor. La terapia de conformación es un enfoque de tratamiento de radiación que trata de combinar la localización exacta del objetivo con la administración de radiación enfocada con el fin de conformar la región de alta dosis cerca de la región definida por la superficie externa del tumor y reducir al mínimo la dosis al tejido sano circundante o a los órganos sanos adyacentes. Diversas técnicas de terapia de conformación son bien conocidas en la técnica.

La terapia de radiación de conformación utiliza unidades de radiación dedicadas capaces de producir haces de radiación de alta energía de fotones, electrones u otras partículas cargadas. La unidad de radiación típicamente tiene una fuente de radiación, que está típicamente montada en un puente giratorio de la unidad de tratamiento de radiación. A través de la rotación del puente, la fuente de radiación gira alrededor del paciente, que típicamente está colocado en una mesa de tratamiento y el haz de radiación se dirige hacia el tumor o la lesión a tratar. Varios tipos de dispositivos se utilizan para conformar la forma del haz de tratamiento de radiación para abarcar de manera ajustada el contorno del tumor como lo ve el haz de tratamiento de radiación a medida que atraviesa el cuerpo del paciente en el tumor. Un ejemplo de este dispositivo es un colimador de múltiples láminas, que consiste en un conjunto de láminas o dedos móviles controlados por ordenador, que se pueden colocar de forma individual dentro y fuera del haz de radiación para conformarlo al contorno del tumor. Varios tipos de sistemas de planificación del tratamiento de radiación pueden crear un plan de tratamiento de radiación que, una vez implementado, administrará una dosis específica al tumor sin dañar el tejido sano circundante o los órganos sanos adyacentes.

El problema básico en la terapia con radiación de conformación es conocer la ubicación del objetivo, o lesión o tumor, o alternativamente, los órganos sanos respecto a la ubicación prevista de los haces de radiación o campo (I) antes del diseño de un plan de tratamiento de radiación y (II) en el momento del tratamiento de radiación. La localización del volumen del objetivo en el paciente antes del diseño de un plan de tratamiento de radiación se realiza mediante la adquisición de una imagen tridimensional del paciente con un dispositivo de formación de imágenes de diagnóstico convencional, tal como un dispositivo de formación de imágenes de tomografía computarizada ("CT") , una dispositivo de formación de imágenes de resonancia magnética ("MRI") o un dispositivo de formación de imágenes de tomografía de emisión de positrones ("PET") , tal como se les conoce en la técnica. Estos sofisticados dispositivos pueden estar disponibles en una variedad de fabricantes, tales como GE Medical Systems, Marconi, Toshiba, Siemens, Phillips y otros.

En la actualidad, cuando se inicia el tratamiento, tanto la posición del paciente como la posición del objetivo en el paciente en el momento del tratamiento de radiación se suponen que son aproximadamente las mismas en las que se encontraban en el momento en el que fue crea el plan de tratamiento. Sin embargo, si la posición del volumen del objetivo no está bien determinado (I) antes de la creación del plan de tratamiento o (II) en el momento del tratamiento, pueden producirse fallos en el tratamiento en el sentido de que la dosis de radiación de conformación no podrá ser administrada en la ubicación correcta dentro del cuerpo del paciente. Los fallos de tipo (I) pueden producirse si la modalidad de formación de imágenes convencional no revela completamente la forma, la ubicación y la orientación del tumor o la lesión u órgano de interés. Esto puede ocurrir ya que no todos los dispositivos convencionales de formación de imágenes de diagnóstico determinan de manera adecuada, completa o total la forma exacta, el tamaño y la orientación de un tumor, provocando que incluso con el uso del dispositivo de formación de imágenes de diagnóstico más avanzado hasta la fecha, algunos tumores no se puedan diagnosticar completamente. Los fallos de tipo (II) pueden ocurrir como resultado del desplazamiento (movimiento) de órganos de un día para el otro, lo que puede ocurrir por una variedad de factores, tales como el crecimiento del tumor, el cambio en la fisonomía del paciente debido a la pérdida de peso, o incluso por la respiración del paciente. Los fallos de tipo (II) también pueden producirse por una posición incorrecta del paciente en la mesa de tratamiento de la unidad de tratamiento de radiación.

Para evitar los fallos anteriores, los planes de tratamiento de radiación actuales típicamente se refieren al objetivo de la radiación para que ocupe un espacio en el cuerpo del paciente, que es mayor de lo que realmente es, con el fin de asegurar que el tumor o lesión más pequeño esté dentro del volumen mayor. Como resultado, parte del tejido sano o de los órganos sanos que rodean el tumor o lesión se irradia con la dosis de radiación máxima prevista para el tumor u objetivo. La administración de la dosis máxima de radiación a un mayor volumen de tejido sano o de órganos sanos puede aumentar el riesgo de dañarlos, y puede, por ejemplo, promover cánceres futuros en el tejido sano circundante. Por este motivo, los oncólogos que usan actualmente la terapia de radiación de conformación pueden decidir la administración de una menor dosis de radiación al volumen de tratamiento para preservar el tejido no objetivo, con la desventaja potencial de comprometer el éxito del tratamiento por baja dosificación en alguna porción del órgano objetivo.

En un intento de mejorar la localización de la lesión para el tratamiento del cáncer de próstata y, por lo tanto, rectificar los fallos de tipo I, se divulgó un procedimiento por parte de Holupka et al., patente US 5.810.007, que utiliza una sonda transrectal para generar una imagen de ultrasonidos bidimensional. Esta imagen se superpone entonces sobre una imagen adquirida con un dispositivo de formación de imágenes de diagnóstico convencional, tal como exploración CT. El registro de imágenes en dicho procedimiento requiere la identificación de al menos 2 fiduciales visibles tanto en la imagen de ultrasonidos y la imagen adquirida con el dispositivo de diagnóstico de formación de imágenes convencional. Sin embargo, las siguientes deficiencias pueden limitar la utilidad del procedimiento anterior:

1. La sonda de ultrasonidos transrectal puede desplazar considerablemente la lesión u órgano, proporcionado así una información inexacta acerca de la ubicación espacial de la lesión en el momento de tratamiento si en ese momento la sonda transrectal no se vuelve a insertar. En cualquier caso, la inserción y extracción de la sonda antes de iniciar el tratamiento puede causar el desplazamiento de la lesión, añadiendo más incertidumbre a la localización del tumor. Además, la inserción de la sonda transrectal para cada sesión de tratamiento puede causar molestias significativas para el paciente, por lo que este procedimiento... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de formación de imágenes para definir espacialmente un área del cuerpo de un paciente (009) a objeto del tratamiento con radiación, comprendiendo el procedimiento las etapas de:

a) generar un primer sistema de referencia de coordenadas (011) , una primera imagen de diagnóstico del paciente, en el que la primera imagen de diagnóstico comprende una imagen de ultrasonidos tridimensional (31) ; b) establecer una posición y una orientación de una sonda de ultrasonidos (005, 028) en relación al paciente y generar, en un segundo sistema de referencia de coordenadas (019) , una segunda imagen de ultrasonidos (016) del paciente;

c) identificar una característica en la segunda imagen de ultrasonidos (016) ; d) identificar la característica en la imagen de diagnóstico (023, 027) ; e) basado en dicha característica identificada, registrar las imágenes mediante la transformación de uno al otro de dicho primer y segundo sistema de coordenadas de referencia (019) ; y f) fundir las imágenes registradas.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el registro de las imágenes comprende la transformación del segundo sistema de coordenadas de referencia (019) de la segunda imagen de ultrasonidos en el primer sistema de referencia de coordenadas (011) de la imagen de diagnóstico.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el registro de las imágenes comprende transformar el primer sistema de coordenadas de referencia (011) de la imagen de diagnóstico en el segundo sistema de coordenadas de 20 referencia (019) de la segunda imagen de ultrasonidos.

4. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que la característica comprende uno o más fiduciales (029) .

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la característica comprende un tumor (010) , lesión u órgano.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que la característica se compone de los contornos de la superficie externa del tumor (010) , lesión u órgano.

7. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que la fusión de las imágenes incluye la superposición de la imagen de diagnóstico (031) con la segunda imagen de ultrasonidos (016) .

8. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que la transformación de uno al otro de dichos primer

(011) y segundo sistemas de coordenadas de referencia (019) comprende la utilización de un sistema de coordenadas de referencia absoluto.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que el sistema de coordenadas de referencia absoluto se establece usando un sistema de seguimiento de posición.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, en el que el sistema de seguimiento de posición comprende al menos 35 un láser.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que el sistema de coordenadas de referencia absoluto es independiente del dispositivo utilizado para adquirir la imagen de diagnóstico (031) .

12. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que el sistema de coordenadas de referencia absoluto es independiente del dispositivo utilizado para adquirir la segunda imagen de ultrasonidos (016) .

13. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que la imagen de diagnóstico (031) forma una imagen tridimensional.

14. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, que también comprende el dibujo de uno o más contornos en una o más de las imágenes.

15. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, que también comprende el desarrollo de un plan de 45 tratamiento de radiación basado, al menos en parte, en las imágenes registradas.

16. Procedimiento según la reivindicación 15 que también comprende la colocación del cuerpo del paciente (009) y un dispositivo de tratamiento (003) en una disposición relativa deseada prescrita por el plan de tratamiento de radiación.

17. Sistema para definir espacialmente una característica de un paciente para los propósitos de tratamiento de

50 radiación, en el que una primera imagen de diagnóstico del paciente ha sido generada en un primer sistema de referencia de coordenadas (011) , en el que la primera imagen de diagnóstico comprende una imagen de ultrasonidos tridimensional (031) , comprendiendo el sistema:

a) un dispositivo de ultrasonidos (0050) , para generar una segunda imagen de ultrasonidos (016) del paciente en un segundo sistema de referencia de coordenadas (019) ; b) un rastreador de posición (006a, 006b; 026a, 026b) para establecer una posición y una orientación de la sonda de ultrasonidos (005) en relación con la imagen de diagnóstico (031) ; c) medios para registrar imágenes mediante la transformación de uno al otro de dichos primer (011) y segundo (019) sistemas de coordenadas de referencia basado en una característica común a las dos imágenes, y d) medios para la fusión de la imagen de diagnóstico (031) y la imagen de ultrasonidos (016) .

18. Sistema según la reivindicación 17, en el que los medios para registrar las imágenes transforma el segundo sistema de coordenadas de referencia (019) de la segunda imagen de ultrasonidos en el primer sistema de referencia de coordenadas (011) de la imagen de diagnóstico.

19. Sistema según la reivindicación 17, en el que los medios para registrar las imágenes transforman el primer sistema de coordenadas de referencia (011) de la imagen de diagnóstico en el segundo sistema de coordenadas de referencia (019) de la segunda imagen de ultrasonidos.

20. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, en el que el dispositivo de ultrasonidos (005) comprende uno o más marcadores de respuesta al rastreador de la posición que facilita la determinación de la posición y la orientación del dispositivo.

21. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, en el que la característica común a ambas imágenes comprende uno o más fiduciales (029) .

22. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, en el que la característica común a ambas imágenes comprende un tumor (010) , lesión u órgano.

23. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 22, en el que los medios para registrar las imágenes transforman el sistema de coordenadas de las imágenes usando un sistema de referencia de coordenadas absoluto.

24. Sistema según la reivindicación 23, en el que el rastreador de la posición (006a, 006b; 026a, 026b) también establece el sistema de referencia de coordenadas absoluto.

Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 24, en el que el rastreador de la posición (006a, 006b; 026a, 026b) comprende al menos un láser.

26. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 17 a 25, en el que los medios para la fusión de las imágenes comprende un intercorrelacionador.