Mecanismo de movimiento de una línea de haz inclinada.

Dispositivo de posicionamiento de un emisor de partículas de radioterapia que comprende:

unos bastidores de soporte arqueados primero y segundo (106, 107), incluyendo cada bastidor de soporte arqueado(106, 107) una disposición de pista de accionamiento (110, 112) que define una trayectoria de guía de carroarqueada (113);

un carro de montaje (108) soportado por los bastidores de soporte (106, 107), siendo el carro de montaje (108)conectable a las disposiciones de pista de accionamiento (110, 112) y móvil a lo largo de la trayectoria de guía decarro (113);

incluyendo el carro de montaje (108) una disposición de accionamiento (114) que se acopla a las disposiciones depista de accionamiento (110, 112) para accionar el carro de montaje (108) a lo largo de las disposiciones de pista deaccionamiento (110, 112),

en el que:

- la primera disposición de pista de accionamiento (110) incluye una primera cremallera (116) y la segundadisposición de pista de accionamiento (112) incluye una segunda cremallera;

- la disposición de accionamiento (114) incluye al menos una disposición de accionamiento de dos puntas queincluye un primer piñón (117) que engrana con la primera cremallera (116) y un segundo piñón (128) que engranacon la segunda cremallera;

caracterizado por que

- la primera disposición de pista de accionamiento (110) incluye una primera pista de leva (118) que incluye unassuperficies de leva superior e inferior (120, 122) en relación enfrentada opuesta y la segunda disposición de pista deaccionamiento (112) incluye una segunda pista de leva que incluye unas superficies de leva superior e inferior enrelación enfrentada opuesta, definiendo las pistas de leva primera y segunda (118) la trayectoria de guía de carroarqueada (113); y

- el carro de montaje (108) incluye pares de rodillos de leva (144, 146) primero, segundo, tercero y cuatro,incluyendo cada par de rodillos de leva (144, 146) un rodillo de leva superior (144a, 146a) y un rodillo de leva inferior(144b, 146b), cooperando el rodillo de leva superior (144a, 146a) de los pares primero y segundo de rodillos de leva(144, 146) con la superficie de leva superior (120) de la primera pista de leva (118), cooperando los rodillos de levainferiores (144b, 146b) de los pares primero y segundo de rodillos de leva (144, 146) con la superficie de leva inferior(122) de la primera pista de leva (118), cooperando el rodillo de leva superior de los pares tercero y cuarto derodillos de leva con la superficie de leva superior de la segunda pista de leva, y cooperando los rodillos de levainferiores de los pares tercero y cuarto de rodillos de leva con la superficie de leva inferior de la segunda pista deleva.

Mecanismo de movimiento de una línea de haz inclinada Campo de la invención Esta invención se refiere en general a sistemas de radioterapia y, más particularmente, a sistemas de posicionamiento para posicionar boquillas de haz de protones.

Antecedentes de la invención En la radioterapia que utiliza iones pesados, los tumores son bombardeados con partículas aceleradas. Un acelerador de partículas forma y emite un haz de partículas, típicamente un haz de protones de una boquilla de haz de protones. Durante el tratamiento, el haz de protones debe dirigirse con precisión al tumor. Dependiendo de la posición del tumor en el cuerpo, se proporcionan diferentes posiciones (campos) de irradiación al paciente. Un sistema para posicionar pacientes durante la radioterapia se proporciona en la solicitud de patente U.S. No. 12/208.807, presentada el 11 de septiembre de 2008, titulada “Sistema Posicionador de Paciente”.

Aunque ese sistema proporciona un posicionamiento significativamente mejorado del paciente dentro de la sala en la que se realiza la radioterapia proporcionando diferentes ángulos y una envolvente de posicionamiento incrementada, el ángulo real en el que el haz de protones es emitido y dirigido hacia el paciente puede necesitar ajustarse. Por ejemplo, puede ser deseable permitir que un paciente se ponga sobre su espalda y se le administre el haz de protones en una dirección horizontal. Sin embargo, en otra sesión de tratamiento puede ser deseable descender de nuevo al paciente para ponerlo sobre su espalda, pero administrar el haz de protones a lo largo de un eje que es oblicuo al plano horizontal, tal como en un ángulo de alrededor de sesenta grados. Pueden desearse los diferentes ángulos dependiendo de la localización del tumor y la mejor trayectoria para evitar que se dañen células que no son parte del tumor.

Por tanto, aunque es deseable que se pueda ajustar la posición del paciente, es deseable también ajustar la posición de la boquilla de haz de protones y, por tanto, el eje a lo largo del cual se administra el haz de protones.

La solicitud de patente europea EP 1958664A2 describe un posicionador de esta clase.

En el pasado, se han utilizado estructuras de escala muy grande para incrementar y posicionar la boquilla de haz de protones. Estas estructuras requerirían edificios y salas muy grandes para realizar la radioterapia. La presente invención se refiere a mejoras en sistemas de radioterapia y, particularmente, en el posicionamiento de haces de protones en sistemas de radioterapia.

Breve sumario de la invención Las realizaciones de la invención proporcionan un dispositivo de posicionamiento mejorado para soportar y posicionar un emisor de partículas de radioterapia. El dispositivo de posicionamiento permite que un emisor de partículas anejo tenga ejes variados a lo largo de los cuales pueden desplazarse las partículas emitidas durante el tratamiento de radioterapia. El dispositivo de posicionamiento mejorado reduce significativamente la huella tomada por el dispositivo de posicionamiento y, consecuentemente, reduce también el sistema de radioterapia entero como un todo.

En una forma de la invención, el dispositivo de posicionamiento incluye bastidores de soporte arqueados primero y segundo, un carro de montaje y una disposición de accionamiento. Los bastidores de soporte arqueados primero y segundo incluyen cada uno de ellos una disposición de pista de accionamiento que define una trayectoria de guía de carro arqueado. El carro de montaje está configurado para soportar el emisor de partículas de radioterapia. El carro de montaje está montado en los bastidores de soporte y es soportado por estos. El carro de montaje puede conectarse a las disposiciones de pista de accionamiento y es móvil a lo largo de la trayectoria de guía de carro. El carro de montaje incluye también la disposición de accionamiento. La disposición de accionamiento se acopla a las disposiciones de pista de accionamiento para accionar el carro de montaje a lo largo de las disposiciones de pista de accionamiento y la trayectoria de guía de carro.

La primera disposición de pista de accionamiento incluye una primera disposición de cremallera y la segunda disposición de pista de accionamiento incluye una segunda cremallera mientras que la disposición de accionamiento incluye una disposición de accionamiento de al menos dos puntos que incluye un primer piñón que se acopla a la primera disposición de cremallera y un segundo piñón que se acopla a la segunda disposición de cremallera. Esto proporciona un accionamiento equilibrado del carro de montaje e impide una torsión innecesaria del bastidor del carro de montaje.

El dispositivo de posicionamiento y, particularmente, las disposiciones de pista de accionamiento incluyen pistas de leva para el guiado de precisión del carro de montaje a lo largo de la trayectoria de guía de carro. Las pistas de leva incluyen superficies de leva superior e inferior en relación enfrentada opuesta que interactúan/cooperan con una pluralidad de seguidores de leva correspondientes.

Todavía en otro aspecto, las realizaciones de la invención incluyen un sistema de frenado independiente. El sistema de frenado independiente es independiente de la disposición de accionamiento. El sistema de frenado puede incluir un sistema de contacto de dos puntos que incluyen piñones que engranan con las disposiciones de cremallera. El sistema de frenado independiente tiene un estado libre, en el que se permite que el carro de montaje se mueva a lo largo de la trayectoria de guía de carro, y un estado de frenado en el que se impide que el carro de montaje se mueva a lo largo de la trayectoria de guía de carro. El sistema de frenado independiente puede utilizarse durante tratamientos de radioterapia para mantener la posición de una boquilla de haz de protones aneja.

Las realizaciones de la presente invención pueden incluir también un sistema de bloqueo “seguro frente a fallos”, denominado también sistema de frenado secundario, que bloquee automáticamente el carro de montaje en el caso de un fallo de frenado de control o primario del carro de montaje. El sistema de bloqueo seguro frente a fallos puede incluir cerraduras de espiga de golpe, preferiblemente cerraduras de espiga de golpe cargada por resorte, que cooperen selectivamente con matrices de aberturas de bloqueo, que incluyen típicamente aberturas y/o cavidades angularmente espaciadas una de otra, para proporcionar un bloqueo positivo que impida el movimiento del carro de montaje a lo largo de la trayectoria de guía de carro.

Otras realizaciones de la presente invención pueden incluir también topes de carro para localizar con precisión el carro de montaje en posiciones generalmente predeterminadas. Estos topes de carro pueden incluir uno o más sistemas de ajuste fino para calibrar de manera selectivamente fina las posiciones predeterminadas.

Los sistemas de ajuste fino pueden incluir parachoques de ajuste fino contra los cuales el carro de montaje hace tope cuando se le posiciona en las posiciones predeterminadas. Pueden proporcionarse también sistemas de alineación para confirmar la alineación del carro de montaje y, en consecuencia, un emisor de partículas anejo. Cada sistema de alineación incluye una diana de alineación cooperante para recibir una púa de alineación.

En una realización de la presente invención, la disposición de accionamiento es llevada por el carro de montaje y se mueve a lo largo de la trayectoria de guía cuando el carro de montaje se mueve a lo largo de la trayectoria de guía.

Más allá de los rodillos de leva para permitir un movimiento de fricción reducida a lo largo de la trayectoria de guía de carro identificada previamente, las realizaciones de la invención pueden incluir rodillos de leva laterales. Los rodillos de leva laterales corren sobre caras laterales de las pistas de leva que miran hacia dentro y una hacia otra. Estos rodillos de leva posteriores facilitan el posicionamiento lateral preciso del carro de montaje con relación a los bastidores de soporte. Estos rodillos de leva laterales son ajustables preferiblemente para permitir la sintonización o calibrado fino de la posición lateral del carro de montaje con relación a los bastidores de soporte.

Otros aspectos, objetivos y ventajas de la invención se harán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada cuando se la tome en conjunción con los dibujos que se acompañan.

Breve descripción de los dibujos Los dibujos que se acompañan, incorporados en la memoria y que forman una parte de ella, ilustran varios aspectos de la presente invención y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención.... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de posicionamiento de un emisor de partículas de radioterapia que comprende:

unos bastidores de soporte arqueados primero y segundo (106, 107) , incluyendo cada bastidor de soporte arqueado (106, 107) una disposición de pista de accionamiento (110, 112) que define una trayectoria de guía de carro arqueada (113) ;

un carro de montaje (108) soportado por los bastidores de soporte (106, 107) , siendo el carro de montaje (108) conectable a las disposiciones de pista de accionamiento (110, 112) y móvil a lo largo de la trayectoria de guía de carro (113) ;

incluyendo el carro de montaje (108) una disposición de accionamiento (114) que se acopla a las disposiciones de pista de accionamiento (110, 112) para accionar el carro de montaje (108) a lo largo de las disposiciones de pista de accionamiento (110, 112) ,

en el que:

-la primera disposición de pista de accionamiento (110) incluye una primera cremallera (116) y la segunda disposición de pista de accionamiento (112) incluye una segunda cremallera;

- la disposición de accionamiento (114) incluye al menos una disposición de accionamiento de dos puntas que incluye un primer piñón (117) que engrana con la primera cremallera (116) y un segundo piñón (128) que engrana con la segunda cremallera;

caracterizado por que

-la primera disposición de pista de accionamiento (110) incluye una primera pista de leva (118) que incluye unas superficies de leva superior e inferior (120, 122) en relación enfrentada opuesta y la segunda disposición de pista de accionamiento (112) incluye una segunda pista de leva que incluye unas superficies de leva superior e inferior en relación enfrentada opuesta, definiendo las pistas de leva primera y segunda (118) la trayectoria de guía de carro arqueada (113) ; y

- el carro de montaje (108) incluye pares de rodillos de leva (144, 146) primero, segundo, tercero y cuatro, incluyendo cada par de rodillos de leva (144, 146) un rodillo de leva superior (144a, 146a) y un rodillo de leva inferior (144b, 146b) , cooperando el rodillo de leva superior (144a, 146a) de los pares primero y segundo de rodillos de leva (144, 146) con la superficie de leva superior (120) de la primera pista de leva (118) , cooperando los rodillos de leva inferiores (144b, 146b) de los pares primero y segundo de rodillos de leva (144, 146) con la superficie de leva inferior

(122) de la primera pista de leva (118) , cooperando el rodillo de leva superior de los pares tercero y cuarto de rodillos de leva con la superficie de leva superior de la segunda pista de leva, y cooperando los rodillos de leva inferiores de los pares tercero y cuarto de rodillos de leva con la superficie de leva inferior de la segunda pista de leva.

2. Dispositivo de posicionamiento según la reivindicación 1, que incluye además un sistema de frenado independiente (160) , siendo el sistema de frenado (160) independiente de la disposición de accionamiento (114) , incluyendo el sistema de frenado independiente (160) un sistema de contacto de dos puntas que comprende unos piñones tercero y cuarto (162, 164) , engranando el tercer piñón (162) con la primera cremallera (116) y engranando el cuarto piñón (164) con la segunda cremallera, teniendo el sistema de frenado independiente (160) un estado libre, en el que se permite que el carro de montaje (108) se mueva a lo largo de la trayectoria de guía de carro (113) , y un estado de frenado en el que se impide que se mueva el carro de montaje (108) a lo largo de la trayectoria de guía de carro (113) .

3. Dispositivo de posicionamiento según la reivindicación 2, que incluye además un sistema de bloqueo seguro frente a fallos que incluye unas cerraduras de espiga de golpe primera y segunda (174, 176) que cooperan selectivamente con matrices de aberturas de bloqueo primera y segunda, respectivamente, para proporcionar un bloqueo positivo que impida el movimiento del carro de montaje (108) a lo largo de la trayectoria de guía de carro (113) .

4. Dispositivo de posicionamiento según la reivindicación 3, en el que

- las cerraduras de espiga de golpe primera y segunda (174, 176) son espigas de golpe cargadas por resorte, y/o

- las matrices de aberturas de bloqueo primera y segunda incluyen una pluralidad de aberturas espaciadas una de otra (178) dimensionadas para recibir una de las espigas de golpe primera y segunda durante el bloqueo deseado del carro de montaje (108) .

5. Dispositivo de posicionamiento según la reivindicación 1, en el que:

la primera disposición de pista de accionamiento (110) está formada por una primera pluralidad de segmentos de pista de accionamiento (110a-110h) acoplados operativamente al primer bastidor de soporte (106) , siendo cada segmento (110a-110h) una construcción de una pieza que forma una porción integrante de las superficies de leva superior e inferior (120, 122) de la primera pista de leva (118) y una porción integrante de la primera cremallera (116) ; y

la segunda disposición de pista de accionamiento (112) está formada por una segunda pluralidad de segmentos de pista de accionamiento acoplados operativamente al segundo bastidor de soporte (107) , siendo cada segmento una construcción de una pieza que forma una porción integrante de las superficies de leva superior e inferior de la segunda pista de leva y una porción integrante de la segunda cremallera.

6. Dispositivo de posicionamiento según la reivindicación 2, en el que

- se proporcionan unos conjuntos de tope de carro primero y segundo (180, 182) para localizar con precisión el carro de montaje (108) en unas posiciones generalmente predeterminadas primera y segunda, y/o

- el sistema de frenado (160) incluye cuatro frenos independientes (168, 169, 170, 171) .

7. Dispositivo de posicionamiento según la reivindicación 6, en el que

- los conjuntos de tope de carro primero y segundo (180, 182) incluyen unos sistemas de ajuste fino primero y segundo, respectivamente, o

- los conjuntos de tope de carro primero y segundo (180, 182) incluyen unos sistemas de ajuste fino primero y segundo, respectivamente, y en el que cada sistema de ajuste fino incluye unos primeros parachoques de ajuste fino

(184) y unos segundos parachoques de ajuste fino (184) , haciendo tope el carro de montaje (108) con los primeros parachoques de ajuste fino (184) en la primera posición predeterminado y haciendo tope con los segundos parachoques de ajuste fino (184) en la segunda posición predeterminada.

8. Dispositivo de posicionamiento según la reivindicación 7, en el que los conjuntos de tope de carro primero y segundo (180, 182) y el carro de montaje (108) incluyen unos sistemas de alineación primero y segundo, incluyendo el sistema de alineación una diana de alineación cooperante (188) para recibir una púa de alineación (190) para detectar la alineación del carro de montaje (108) con relación a los bastidores de soporte (106, 107) en las posiciones predeterminadas primera y segunda.

9. Dispositivo de posicionamiento según la reivindicación 1, en el que

- la disposición de accionamiento (114) es portada por el carro de montaje (108) y se mueve a lo largo de la trayectoria de guía (113) cuando el carro de montaje (108) se mueve a lo largo de la trayectoria de guía (113) , y/o

- la trayectoria de guía de carro arqueada (113) está definida entre dos posiciones predeterminadas entre las cuales se permite que se desplace el carro de montaje (108) , estando espaciadas una de otra las dos posiciones predeterminadas a lo largo de la trayectoria de guía de carro (113) para proporcionar menos de 110 grados de desplazamiento por el carro de montaje (108) a lo largo de la trayectoria de guía de carro (113) , y/o

- la trayectoria de guía de carro arqueada (113) está definida entre dos posiciones predeterminadas entre las cuales se permite que se desplace el carro de montaje (108) , estando espaciadas una de otra las dos posiciones predeterminadas a lo largo de la trayectoria de guía de carro (113) para proporcionar más de 60 grados de desplazamiento, pero menos de 200 grados de desplazamiento por el carro de montaje (108) a lo largo de la trayectoria de guía de carro (113) .

10. Dispositivo de posicionamiento según la reivindicación 1, en el que:

-las cremalleras primera y segunda (116) miran radialmente hacia fuera de las disposiciones de pista de accionamiento primera y segunda (110, 112) , respectivamente; y en el que las cremalleras primera y segunda (116) están posicionadas radialmente hacia fuera de las pistas de leva primera y segunda (116) y espaciadas de ellas, respectivamente, y/o

- los rodillos de leva (144, 146) están precargados contra las pistas de leva correspondientes (118) , y/o

- el carro de montaje (108) incluye pares primero, segundo, tercero y cuarto de rodillos de leva laterales (148, 150) , corriendo los pares primero y segundo de rodillos de leva laterales (148, 150) sobre una cara lateral (152) de la primera pista de leva (118) que mira hacia dentro y hacia la segunda pista de leva, y corriendo los pares tercero y cuarto de rodillos de leva laterales sobre una cara lateral de la segunda pista de leva que mira hacia dentro y hacia

la primera pista de leva (118) .

11. Dispositivo de posicionamiento según la reivindicación 1, en el que

- el carro de montaje (108) incluye pares primero, segundo, tercero y cuarto de rodillos de leva laterales (148, 150) , corriendo los pares primero y segundo de rodillos de leva laterales (148, 150) sobre una cara lateral (152) de la

primera pista de leva (118) que mira hacia dentro y hacia la segunda pista de leva, y corriendo los pares tercero y cuarto de rodillos de leva laterales sobre una cara lateral de la segunda pista de leva que mira hacia dentro y hacia la primera pista de leva (118) , y

- los pares primero, segundo, tercero y cuarto de rodillos de leva laterales (148, 150) son ajustables lateralmente

hacia y desde su correspondiente pista de leva (118) para proporcionar un ajuste fino lateral de la posición del carro 10 de montaje (108) con relación a los bastidores de soporte primero y segundo (106, 107) .

12. Dispositivo de posicionamiento según la reivindicación 1, en el que:

la trayectoria de guía de carro arqueada (113) está definida entre dos posiciones predeterminadas entre las cuales se permite que se desplace el carro de montaje (108) , estando espaciadas una de otra las dos posiciones predeterminadas a lo largo de la trayectoria de guía de carro (113) para proporcionar más de 60 grados de desplazamiento, pero menos de 200 grados de desplazamiento por el carro de montaje (108) a lo largo de la trayectoria de guía de carro (113) ,

la primera disposición de pista de accionamiento (110) incluye una primera cremallera (116) y la segunda disposición de pista de accionamiento (112) incluye una segunda cremallera; y

la disposición de accionamiento (114) incluye una disposición de accionamiento de cuatro puntos que incluye unos piñones primero y segundo espaciados uno de otro que engranan con la primera cremallera (116) y unos piñones tercero y cuarto que engranan con la segunda cremallera, estando acoplados operativamente los piñones primero y tercero para el accionamiento coordinado del carro de montaje (108) y estando acoplados operativamente los piñones segundo y cuarto para el accionamiento coordinado del carro de montaje (108) .

13. Dispositivo de posicionamiento según la reivindicación 1, en el que el carro de montaje (108) puede ser 25 posicionable a lo largo de la trayectoria de guía de carro (113) utilizando un posicionamiento de 50 micrones.