Maniquí de agua.

Maniquí de agua (1) para medir y determinar la distribución de dosis de radiación producida por una fuente dehaces de partículas o de haces de radiación fotónica,

que comprende: un depósito de agua (2); medios (3; 4; 8; 9;10; 11) para variar el nivel del agua en dicho depósito de agua (2); un detector de captación (5) situado en unaposición fija con respecto a dicho depósito de agua (2) y opuesto a la fuente de haces con respecto a dicho depósitode agua (2); caracterizado por que dicho detector de captación (5) es un detector bidimensional que comprende unapluralidad de sensores y que puede medir simultáneamente la dosis en una pluralidad de puntos en una zona, en elque dicho detector de captación (5) está situado por debajo de dicho depósito de agua (2).

Maniquí de agua Campo técnico de la invención La presente invención está relacionada con un maniquí de agua para medir y verificar la distribución de dosis de un haz de partículas o un haz de radiación fotónica producido por un aparato de radioterapia.

Estado de la técnica

Los maniquíes de agua se utilizan en radioterapia para mediciones de ensayos de aceptación, puesta en servicio y garantía de la calidad (QA) . Los ensayos de aceptación son procedimientos de ensayo detallados, realizados normalmente una vez durante la vida útil de un aparato de radioterapia, en la fábrica, para asegurar la validez de las especificaciones del aparato de radioterapia y para verificar que el producto final a entregar cumple los requisitos y acuerdos con el cliente. Los ensayos de puesta en servicio de los sistemas de planificación de tratamiento (TPS) por radioterapia comprenden una serie de tareas que requieren un amplio conjunto de mediciones de perfiles de dosis de radiación. Utilizando estos datos específicos para un aparato de radioterapia, el TPS se puede ajustar para suministrar la dosis y la distribución de dosis requeridas. Los ensayos de puesta en servicio se deben realizar cada vez que se instala o modifica un TPS. El período de tiempo necesitado depende de muchos factores, tales como la disponibilidad y experiencia del personal y del instrumental apropiado, y el tipo de acelerador. Una única máquina de energía fotónica se puede poner en servicio en un tiempo de 2 a 4 semanas aproximadamente. Un acelerador multimodal con dos energías fotónicas y varias energías electrónicas puede llevar aproximadamente de 6 a 8 semanas de esfuerzo intensivo (lo que requiere turnos de 16 horas) . El ensayo QA se realiza a intervalos regulares para asegurar que los haces suministrados por el aparato de radioterapia se mantienen dentro de las especificaciones.

Un maniquí de agua conocido en la técnica utiliza un único detector de dosis de radiación puntual, tal como una cámara de ionización o un diodo, y comprende medios para desplazar dicho detector hasta posiciones sucesivas en el campo de radiación. Tales sistemas comprenden típicamente un depósito de agua (que tiene un volumen de aproximadamente 200 litros) , equipado con un mecanismo para desplazar un sensor de radiación, tal como una sonda para cámara estanca de ionización con aire o un diodo, en el volumen de agua. Un ejemplo de un maniquí de agua de esta clase es el “Blue Phantom”, fabricado por el solicitante. En dicho maniquí de agua, el detector está situado en una posición en la que se desea una medición, se emite el haz de radiación mientras se toma la medición y, a continuación, se detiene. El detector es desplazado a continuación hasta la siguiente posición hasta que se obtiene un gráfico de dosis completo. Este procedimiento consume tiempo y, además, depende de la estabilidad de las características del haz entre mediciones. Además, este proceso no se puede aplicar a métodos de suministro de radiación en los que los colimadores son desplazados mientras irradian, tales como el método de cuñas virtuales o IMRT.

Otro maniquí de agua conocido en la técnica utiliza una agrupación lineal de detectores. Una agrupación lineal de esta clase es desplazada en dos dimensiones en un depósito de agua, para construir un gráfico tridimensional del campo de radiación. Un ejemplo de tal agrupación lineal de detectores es la LDA-99, que comprende 99 diodos con separación de 5 mm, fabricada por el solicitante, y que se puede utilizar en el “Blue Phantom” del solicitante.

Los detectores a utilizar con dichos maniquíes de agua obviamente deben ser de una construcción resistente al agua. Esto puede ser un problema, especialmente cuando se utilizan como sensores unas cámaras de ionización.

La medición de los campos de radiación se puede realizar en dos configuraciones diferentes. En configuración TPR (relación entre tejido y maniquí) o SAD (distancia de captación de la fuente, figura 1a) , la distancia de la fuente al detector es fija, mientras que la distancia de la fuente a la superficie del maniquí de agua varía. La configuración TPR o SAD requiere que el maniquí de agua esté equipado con un sensor del nivel de llenado y un control del bombeo bidireccional que permiten el ajuste del nivel del agua. En configuración DD (profundidad-dosis) o SSD (distancia de la fuente a la superficie, figura 1b) , la distancia de la fuente a la superficie del maniquí de agua se mantiene constante, mientras que la distancia de la fuente al detector varía.

Aunque la utilización de un maniquí de esta clase es un estándar establecido desde hace muchos años, la manipulación de estos grandes maniquíes de agua de exploración es engorrosa y consume tiempo.

Un maniquí de agua convencional se describe en el documento US-A-5.621.214. Dicho documento describe un sistema de escáner de haces de radiación que utiliza dos detectores de cámara de ionización, señal y referencia, situados dentro del depósito de agua y fuera de dicho depósito, respectivamente. Se describen asimismo medios para desplazar el detector de señales en el interior del depósito de agua. Dicho documento presenta algunos inconvenientes, como los siguientes: la exploración en 3D permite la medición de un punto en el espacio a la vez, lo que requiere varios días para ensayos de puesta en servicio TPS completos; además, debido al gran volumen de agua, los maniquíes están acoplados a un depósito desplazable de agua y están montados en una mesa desplazable de soporte. Debido a su peso, no se pueden situar sobre la camilla de un paciente.

Otro maniquí de agua se describe en US-A-5.006.714, que revela una sonda de dosimetría con centelleador, situada dentro de un maniquí, para detectar una dosimetría de haces de alta energía. El centelleador crea una luz convertida en una señal de salida proporcional al grado de dosis de radiación incidente, siendo esta última incidente en el centelleador. Se describen asimismo medios de exploración mecánicos para desplazar el detector en el interior del maniquí. Una vez más, la exploración en 3D permite la medición de un punto en el espacio a la vez, lo que requiere varios días para ensayos de puesta en servicio TPS completos.

Otro maniquí de agua se describe en US-A-6.207.952. Este documento revela un aparato de determinación de la distribución de dosis, de tipo maniquí de agua, en el que un depósito de agua cerrado está lleno de agua, y un sensor está situado dentro de dicho depósito. El depósito está fijado a una boquilla de irradiación en un pórtico rotatorio. El sensor puede ser desplazado en el interior del depósito de agua, y el depósito de agua puede ser desplazado con respecto al elemento de fijación de la boquilla. No obstante, este maniquí de agua presenta los mismos inconvenientes que los maniquíes de agua descritos en esta memoria anteriormente, porque se necesita un proceso de desplazamientos y mediciones que consume tiempo, y porque no es posible la medición de campos de radiación dependientes del tiempo, tal como en el método de cuñas virtuales o IMRT.

Otro maniquí de agua se describe en FR-A-2723212. Dicho maniquí de agua comprende un dispositivo detector compacto que es desplazado en el interior del maniquí de agua por medios mecánicos. Dicho dispositivo comprende una pluralidad de detectores situados por su longitud. Por lo tanto, cada dispositivo detector es un detector de una dimensión y su utilización requiere medios de movimiento mecánicos para desplazar dicho dispositivo detector. Como consecuencia, este maniquí de agua consume tiempo y necesita varios días para ensayos de puesta en servicio TPS completos.

Otro maniquí de agua se describe en JP 2001346894, que se refiere a un centelleador que tiene un plano vertical a la dirección del haz de radiación. El centelleador es desplazado en el interior del depósito de agua por medios mecánicos y proporciona mediciones de la dosis absorbida. No obstante, un dispositivo de esta clase tiene algunos inconvenientes, como los siguientes:

• la respuesta del centelleador a las radiaciones es fuertemente dependiente de la energía del haz de radiación y, por lo tanto, no es suficiente para los requisitos de calidad;

• las radiaciones Cerenkov emitidas desde el agua atravesada por radiaciones interferirán fuertemente con las mediciones;

• la utilización de medios mecánicos, que se requieren para desplazar el centelleador en el interior del depósito de agua, hace que el proceso de las mediciones consuma tiempo;

• no es posible realizar mediciones de la distancia de la fuente a la superficie (mediciones SAD) .

No obstante, ningún... [Seguir leyendo]

1. Maniquí de agua (1) para medir y determinar la distribución de dosis de radiación producida por una fuente de haces de partículas o de haces de radiación fotónica, que comprende: un depósito de agua (2) ; medios (3; 4; 8; 9; 10; 11) para variar el nivel del agua en dicho depósito de agua (2) ; un detector de captación (5) situado en una posición fija con respecto a dicho depósito de agua (2) y opuesto a la fuente de haces con respecto a dicho depósito de agua (2) ; caracterizado por que dicho detector de captación (5) es un detector bidimensional que comprende una pluralidad de sensores y que puede medir simultáneamente la dosis en una pluralidad de puntos en una zona, en el que dicho detector de captación (5) está situado por debajo de dicho depósito de agua (2) .

2. Maniquí de agua (1) según la reivindicación 1, en el que dicha pluralidad de sensores es una pluralidad de cámaras de ionización.

3. Maniquí de agua (1) según la reivindicación 1 ó 2, en el que dichos medios para variar el nivel del agua comprenden un depósito lateral (3) y un sistema de bombeo bidireccional (4) para bombear agua entre el depósito de agua (2) y el depósito lateral (3) .

4. Maniquí de agua (1) según la reivindicación 2, en el que dichos medios para variar el nivel del agua ajustan el nivel del agua en el depósito de agua (2) de tal modo que varíe la distancia de la fuente a la superficie del maniquí de agua.

5. Maniquí de agua (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además medios para controlar el nivel del agua en el depósito de agua (2) .

6. Maniquí de agua según la reivindicación 4, en el que los medios para controlar el nivel del agua comprenden un sensor (7) del nivel del agua.

7. Maniquí de agua (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el detector de captación (5) está acoplado a dispositivos electrónicos de lectura situados por debajo de dicho depósito lateral (3) .

8. Maniquí de agua (1) según las reivindicaciones 1 a 3, en el que dichos medios para variar el nivel del agua en dicho depósito de agua (2) comprenden medios (8, 9, 10, 11) para variar la posición vertical de dicho depósito de agua (2) y, en consecuencia, dicho nivel del agua con la misma amplitud, pero en dos sentidos opuestos.

9. Maniquí de agua (1) según la reivindicación 8, en el que dichos medios para variar la posición vertical de dicho depósito de agua (2) comprenden una mesa elevadora (8) con pistones hidráulicos conectados a una bomba (10) que transfiere agua desde dicha bomba del depósito de agua hasta los pistones hidráulicos (11) mediante una línea de conexión (9) .

10. Maniquí de agua (1) según la reivindicación 9, en el que el nivel relativo del agua en el depósito de agua (2) y la mesa elevadora (8) son desplazados de tal modo que la altura absoluta del agua en el depósito de agua (2) permanece constante, de manera que la distancia de la fuente a la superficie del maniquí de agua se mantiene constante, mientras que varía la distancia de la fuente al detector.

11. Método para medir y determinar la distribución de dosis de radiación producida por un haz de partículas o un haz de radiación fotónica en un volumen utilizando un dispositivo que comprende un depósito de agua (2) y un detector de captación bidimensional (5) situado en una posición fija por debajo de dicho depósito de agua (2) y que comprende una pluralidad de sensores, en el que el método comprende las etapas de:

- dirigir dicho haz a la parte superior de dicho depósito (2) , esencialmente según un eje vertical,

- medir simultáneamente la distribución de dosis en una pluralidad de puntos en una zona utilizando dicho detector de captación (5) ;

- variar el nivel del agua dentro del depósito de agua y repetir dicha etapa de medición hasta que se obtenga la distribución de dosis en dicho volumen.

12. Método según la reivindicación 11, en el que la medición de la distribución de dosis se realiza ajustando el nivel del agua en el depósito de agua (2) a diferentes valores subsiguientes y manteniendo el detector de captación (5) fijo con respecto a dicho depósito de agua (2) .

13. Método según la reivindicación 11, en el que dicho dispositivo comprende además una mesa elevadora (8) con pistones hidráulicos conectados a una bomba (10) que transfiere agua desde dicha bomba del depósito de agua hasta los pistones hidráulicos (11) mediante una línea de conexión (9) , para variar la posición vertical de dicho depósito de agua (2) y, en consecuencia, dicho nivel del agua con la misma amplitud, pero en dos sentidos opuestos, y en el que la medición de la distribución de dosis se realiza desplazando el nivel relativo del agua en dicho depósito de agua (2) y dicha mesa elevadora (8) en la misma amplitud, pero en sentidos opuestos, de tal modo que la altura absoluta del agua en el depósito de agua (2) permanece constante, y con el detector de

captación (5) estacionario por debajo de dicho depósito de agua (2) , de manera que la distancia de la fuente a la superficie del maniquí de agua se mantiene, durante cada medición, constante, mientras que varía la distancia de la fuente al detector.

14. Método según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en el que dicha pluralidad de sensores es una pluralidad de cámaras de ionización.