Objeto de prueba para el control de calidad de un aparato de tratamiento por radioterapia y procedimientos de fabricación y de utilización de dicho objeto de prueba.

Objeto de prueba para una prueba de control de calidad de un aparato de tratamiento por radioterapia,

que incluye unabola esférica (9) hecha de un material con una densidad electrónica d1, la bola esférica (9) de densidad electrónica d1 esdispuesta en el centro de una esfera (8) en un material que tiene una densidad electrónica d2 con el fin de constituir con ellael objeto de prueba, la relación de la densidad electrónica d1 sobre la densidad electrónica d2 siendo superior o igual a 1,1,dicha esfera (8) incluye medios (8a) que permiten que se vuelva solidaria con medios (13,14) de colocación del objeto deprueba sobre el aparato de tratamiento por radioterapia, dicha bola tiene un diámetro comprendido entre 2 y 10 mm,preferiblemente entre 5 y 6 mm, caracterizado por el hecho de que el diámetro de dicha esfera (8) está comprendido entre80 y 200 mm, y dicha esfera (8) tiene sobre su superficie externa unos medios (10a, 11a, 12a) de alineación visualconstituidos por tres líneas ecuatoriales visibles, ortogonales entre sí, formados sobre la superficie de la esfera (8) y quepermiten un posicionamiento del objeto de prueba.

Objeto de prueba para el control de calidad de un aparato de tratamiento por radioterapia y procedimientos de fabricación y de utilización de dicho objeto de prueba [0001] La presente invención trata de un objeto de prueba para el control de calidad de aparatos de tratamiento por radioterapia, de un proceso de fabricación del objeto de prueba y de los procedimientos de utilización de este objeto de prueba, que consisten en un procedimiento de verificación de la coincidencia, de la ortogonalidad, y de la posición en el espacio de los medios de localización de los tres ejes de rotación teóricos de un aparato de tratamiento por radioterapia y en un procedimiento de búsqueda del isocentro de un aparato de tratamiento por radioterapia utilizando el objeto de prueba, estos últimos siendo los dos aspectos del control de calidad.

El tratamiento por radioterapia, en el marco del tratamiento del cáncer, debe ser efectuado de tal manera que los rayos se dirijan sobre el tumor y conserven al máximo los tejidos sanos alrededor del tumor tratado.

Para garantizar este cribaje de los rayos sobre el tumor, varias pruebas de control de calidad de los aparatos de tratamiento han sido diseñadas, las cuales se efectúan sobre el aparato de tratamiento antes del tratamiento por radioterapia de un paciente.

Un aparato de tratamiento por radioterapia tradicional, representado por ejemplo en la figura 3, incluye un estativo, que lleva en una extremidad una cabeza de irradiación que termina por un colimador que permite delimitar el haz de radiación (o haz de irradiación) y en la otra extremidad un generador de imágenes llamado generador de imágenes portal que permite hacer radiografías digitales de un objeto colocado entre el colimador y el generador de imágenes en general sobre una mesa de tratamiento igualmente llamada soporte paciente.

El aparato de tratamiento incluye tres ejes de rotación, representados sobre la figura 3: el eje horizontal de rotación del estativo, que permite hacer alternar la cabeza de irradiación alrededor del paciente tratado, el eje de rotación del colimador, que es un eje que pasa por el centro del colimador, y que es perpendicular al eje de rotación horizontal del estativo, este eje confundiéndose con el eje vertical que pasa por el centro del colimador cuando el estativo tiene un ángulo de rotación nulo, y el eje vertical de rotación del soporte paciente, que es un eje que pasa por el centro del colimador, cuando el estativo tiene un ángulo de rotación nulo.

El punto de concurrencia de estos tres ejes se llama el isocentro.

La posición y el "tamaño" de este isocentro son fundamentales de conocer porque en este punto en el espacio tridimensional de la sala de tratamiento es donde el centro del tumor que se debe tratar será posicionado con el fin de poder irradiarlo mediante múltiples haces concéntricos. Este punto de isocentro se materializa en las salas de tratamiento por cinco capas láser ortogonales, dos frontales, una sagital y dos transversales. Estas capas permitirán ajustar tres puntos de referencia (uno anterior y dos laterales) materializados sobre la piel del paciente (tatuaje) o sobre la superficie de un sistema de contención utilizado para posicionar de manera muy precisa al paciente, en el momento de la fase de preparación y planificación del tratamiento.

Las dos capas transversales están idóneamente en un plano vertical, ortogonal a la dirección longitudinal del soportepaciente cuando éste tiene un ángulo de rotación nulo, las dos capas frontales están idóneamente en un plano horizontal, y la capa sagital es en un plano vertical, ortogonal al plano de las capas transversales.

Para asegurarse de la precisión geométrica de la irradiación, es primordial verificar que el isocentro teórico materializado por la intersección de las capas láser de localización está bien alineado con el isocentro real del aparato de tratamiento, que corresponde a la intersección de los tres ejes de rotación reales del aparato de tratamiento por radioterapia. Toda desalineación entre el isocentro real y el isocentro teórico se traduciría por una parte, por una irradiación incompleta del tumor, lo que puede inducir una reincidencia de la enfermedad, y, por otra parte, por una irradiación de los tejidos sanos cercanos al tumor, siendo esta irradiación susceptible de producir complicaciones graves.

La prueba de Winston-Lutz (W&L) permite verificar la coincidencia del isocentro teórico y del isocentro real. Consiste en alinear una bola radiopaca, por lo tanto de densidad electrónica importante, particularmente del orden de aquella de un metal, esférico (más a menudo en acero) sobre el isocentro teórico del aparato (intersección de las capas láser de localización) y en realizar múltiples radiografías de este objeto con los rayos X emitidos por los haces de tratamiento. Haciendo tales radiografías para diferentes ángulos de rotación del estativo, se determina la posición y el "tamaño" del eje de rotación del estativo. Haciendo estas radiografías para diferentes ángulos de rotación del soporte paciente, se determina la posición y el "tamaño" del eje de rotación del soporte paciente. Finalmente haciendo estas radiografías para diferentes ángulos de rotación del colimador, se determina la posición y el "tamaño" del eje de rotación del colimador. Cabe señalar que durante la prueba de W&L, se efectúa una serie de radiografias alrededor de un solo eje de rotación a la vez, los otros ángulos de rotación alrededor de los dos otros ejes estando fijados en 0°. El ángulo de 0° para el estativo corresponde a la posición vertical de éste (como se representa en la figura 4) , el ángulo de 0° para el soporte paciente corresponde a la posición del soporte paciente en la cual la dirección longitudinal del soporte paciente se alinea con el eje de rotación del estativo, y el ángulo de 0° para el colimador corresponde a un ángulo predeterminado en el colimador. Esta prueba de Winston-Lutz se describe en la página de Internet http://www.wienkav.at/kav/kfj/91033454/physik/aS500/aS500- sphere.htm

El término "tamaño" utilizado para definir una característica de un eje de rotación, tal como se utiliza arriba para los ejes de rotación reales, corresponde al diámetro medio del eje de rotación considerado, que en el caso de los ejes de rotación reales, no corresponde exactamente a una línea, pero se contiene en un cilindro muy delgado.

Si un objeto de prueba constituido de una bola radiopaca está perfectamente posicionado sobre el isocentro real del aparato, lo que significa que el isocentro teórico (láseres de localización) coincide perfectamente con el isocentro real del aparato de tratamiento, entonces la imagen de la bola sobre las radiografías recurrentes es constante.

Sino, la imagen de la bola radiopaca describe un movimiento cuyo análisis permite hallar las diferencias que se deben producir para realinear el isocentro teórico sobre el isocentro real del aparato de tratamiento.

La bola radiopaca debe tener dimensiones suficientemente débiles para que pueda estar contenida en un haz de irradiación de débil sección (aproximadamente 50 mm) delimitada por el colimador. De hecho los movimientos de la bola radiopaca no se estudian con respecto a un origen ligado al detector de radiación, sino con respecto al centro del haz de irradiación encontrado sobre el detector de radiación. Esto permite de hecho liberarse de un eventual movimiento del detector de radiación durante la rotación del estativo giratorio, movimiento que sería interpretado como un defecto sobre el isocentro del aparato de tratamiento. Para limitar igualmente un eventual movimiento con la rotación del estativo del sistema de limitación del haz contenido en el colimador, se recurre a los haces de débil sección. Existen más objetos de prueba para realizar la prueba de W&L. El objeto de prueba más utilizado es una bola radiopaca de diámetro comprendido entre 2 o 10 mm que conviene ajustar sobre las cinco capas láser de localización. Esta operación es difícil porque, en general, la bola no puede llevar indicaciones de alineación sobre las capas láser debido a sus débiles dimensiones. Aunque ésta fuera grabada, siempre debido a sus débiles dimensiones, la alineación de los láseres sólo es controlable sobre una superficie reducida de la bola, lo cual conduce a una imprecisión de colocación de la bola del orden de las separaciones entre los isocentros real y teórico que se desean medir y corregir. Una solución consistiría en reducir de nuevo las dimensiones de la bola para precisar la alineación de los láseres, pero en este caso la bola cada vez menos ópaca se localizaría difícilmente en las radiografías... [Seguir leyendo]

1. Objeto de prueba para una prueba de control de calidad de un aparato de tratamiento por radioterapia, que incluye una bola esférica (9) hecha de un material con una densidad electrónica d1, la bola esférica (9) de densidad electrónica d1 es dispuesta en el centro de una esfera (8) en un material que tiene una densidad electrónica d2 con el fin de constituir con ella el objeto de prueba, la relación de la densidad electrónica d1 sobre la densidad electrónica d2 siendo superior o igual a 1, 1, dicha esfera (8) incluye medios (8a) que permiten que se vuelva solidaria con medios (13, 14) de colocación del objeto de prueba sobre el aparato de tratamiento por radioterapia, dicha bola tiene un diámetro comprendido entre 2 y 10 mm, preferiblemente entre 5 y 6 mm, caracterizado por el hecho de que el diámetro de dicha esfera (8) está comprendido entre 80 y 200 mm, y dicha esfera (8) tiene sobre su superficie externa unos medios (10a, 11a, 12a) de alineación visual constituidos por tres líneas ecuatoriales visibles, ortogonales entre sí, formados sobre la superficie de la esfera (8) y que permiten un posicionamiento del objeto de prueba.

2. Objeto de prueba según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el material de densidad electrónica d2 a partir del cual se fabrica la esfera (8) es un material plástico, en particular un material plástico transparente para la luz visible, particularmente de polimetilmetacrilato (PMMA) .

3. Objeto de prueba según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por el hecho de que los medios de alineaciónposicionamiento (10a, 11a, 12a) formados sobre la superficie de la esfera (8) de material de densidad electrónica d2 se materializan por una raya dibujada o impresa, o por una ranura grabada.

4. Objeto de prueba según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que los medios de alineación-posicionamiento (10a, 11a, 12a) de la esfera (8) tienen además, en ambas partes de cada línea ecuatorial, líneas visibles suplementarias, ventajosamente discontinuas, paralelas a las tres líneas ecuatoriales, dichas líneas visibles suplementarias estando materializadas por una raya dibujada o impresa, o por una ranura grabada y dichas líneas visibles suplementarias estando formadas en un espaciamiento predeterminado de la línea ecuatorial asociada.

5. Objeto de prueba según una de las reivindicaciones 3 o 4, caracterizado por el hecho de que las líneas visibles y en su caso las líneas visibles suplementarias son recubiertas de una sustancia capaz de reflejar la luz en el espectro visible.

6. Objeto de prueba según una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado por el hecho de que las líneas visibles y, en su caso, las líneas visibles suplementarias, se practican en zonas ecuatoriales en forma de banda de la superficie de la esfera, que han sido tratadas para absorber o dispersar la luz en el espectro visible.

7. Objeto de prueba según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que las zonas en forma de banda (10, 11, 12) han sido formadas por deslustrado o pintura de color oscuro.

8. Objeto de prueba según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado por el hecho de que las líneas visibles y en su caso las líneas visibles suplementarias tienen una anchura comprendida entre 0, 1 mm y 0, 5 mm, particularmente de 0, 2 mm, y las líneas visibles suplementarias, cuando éstas están presentes, son espaciadas de 1 mm en ambas partes de cada línea visible ecuatorial, y las zonas en forma de banda, cuando éstas están presentes, tienen una anchura comprendida entre 2 mm y 10 mm, particularmente de 5mm.

9. Objeto de prueba según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que el material de densidad electrónica d1 que constituye la bola (9) es el tunsteno.

10. Objeto de prueba según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por el hecho de que los medios (13, 14) de disposición se constituyen por un elemento alargado metálico (13) , de tipo varilla o tubo, por ejemplo en titanio o en aluminio, del cual una extremidad se destina a ser introducida en un agujero (8a) practicado en la esfera (8) y a ser solidarizada por ejemplo por atornillamiento, y por una placa (14) que se fija sobre la otra extremidad del elemento alargado

(13) y que está dispuesta para servir de contrapeso en el objeto de prueba y en el elemento alargado (13) cuando la placa

(14) es dispuesta con respecto al aparato de tratamiento por radioterapia.

11. Objeto de prueba según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que la placa (14) incluye los medios (18) de ajuste del nivel de dicha placa (14) respecto al plano de un soporte paciente (2) del aparato de tratamiento por radioterapia en el momento de la colocación del objeto de prueba.

12. Objeto de prueba según una de las reivindicaciones 10 u 11, caracterizado por el hecho de que la esfera (8) incluye un canal radial de diámetro ligeramente superior al de la bola (9) , dicho canal siendo obturado por una varilla (8b) en material de densidad electrónica d2 que puede sobresalir de la superficie de la esfera (8) , y caracterizado por el hecho de que el elemento alargado (13) es capaz de conectarse a la esfera por atornillamiento en la periferia de la varilla (8b) , éste pudiendo

contener una cavidad axial de forma complementaria a la forma de la varilla (8b) cuando ésta sobresale, para recibir esta parte sobresaliente.

13. Objeto de prueba según una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado por el hecho de que el elemento alargado

(13) se solidariza con la esfera (8) a nivel de la intersección de dos líneas visibles ecuatoriales (10a, 11a, 12a) ) .

14. Proceso de fabricación de un objeto de prueba como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por el hecho que incluye las etapas que consisten en:

- tomar una esfera (8) de material de densidad electrónica d2 y perforar con una fresa de punta semiesférica, de diámetro igual al de la bola esférica (9) de material de densidad electrónica d1, un canal cilíndrico desde un punto hasta la superficie de la esfera (8) , siguiendo un radio de ésta, perforando la esfera (8) más allá del centro de ésta sobre una distancia igual a la mitad del diámetro de la bola (9) de material de densidad electrónica d1;

- introducir en este canal hasta el fondo dicha bola (9) ;

- tapar el agujero restante con una varilla (8b) de material de densidad electrónica d2 de diámetro igual al de dicha bola (9) , en cuya extremidad ha sido perforada la forma inversa de la semibola (9) , la varilla (8b) siendo entonces pegada en el canal con una materia adhesiva de densidad electrónica d2, y la varilla (8b) pudiendo sobresalir de la superficie de la esfera (8) ;

- formar una parte de mayor diámetro con roscado interno en proximidad a la superficie de la esfera (8) , en la base de la parte sobresaliente de la varilla (8b) cuando ésta sobresale;

- atornillar un elemento alargado (13) que lleva en una extremidad un fileteado macho (13a) sobre el roscado (8a) de la esfera (8) , el elemento alargado (13) que incluye facultativamente una cavidad axial, para el alojamiento de la parte sobresaliente de la varilla (8b) cuando ésta sobresale;

- fijar la otra extremidad del elemento alargado (13) en una placa (14) ;

- formar facultativamente las zonas ecuatoriales en forma de banda (10, 11, 12) sea por deslustrado con una máquina herramienta 3D, sea por una pintura de color oscuro, capaz de dispersar o absorber las longitudes de onda en el espectro visible, ventajosamente de tal manera que el elemento alargado (13) se solidariza con la esfera en el centro de la región de recubrimiento entre dos zonas "ecuatoriales" en forma de banda (10, 11, 12) ;

- formar las líneas visibles y si fuera necesario las líneas visibles suplementarias (10a, 11a, 12a) por grabado o impresión sobre la superficie de la esfera (8) con una máquina herramienta 3D, ventajosamente de tal manera que el elemento alargado (13) se solidarice con la esfera en el punto de concurrencia de dos líneas visibles ecuatoriales; y

- facultativamente pintar las líneas visibles y en su caso las líneas visibles suplementarias (10a, 11a, 12a) pintándolas a mano con pincel.

15. Procedimiento de verificación de la coincidencia, de la ortogonalidad y de la posición en el espacio de una sala de tratamiento de los medios de localización (5, 6) del isocentro de un aparato de tratamiento por radioterapia, dicho isocentro siendo el punto de intersección de los tres ejes de rotación (V', H', C') teóricos del aparato de tratamiento por radioterapia, caracterizado por el hecho que incluye las operaciones que consisten en:

- activar los medios de localización (5, 6) de los tres ejes (V', H', C') teóricos para representar de forma visual los tres ejes (V', H', C') teóricos;

- colocar un objeto de prueba como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 en el punto de concurrencia o isocentro observado (G') de los tres ejes teóricos (V', H', C') ; - observar de forma visual si cada uno de los medios de localización (5, 6) de los tres ejes teóricos (V', H', C') siguen los medios de alineación-posicionamiento (10a, 11a, 12a) respectivos correspondientes sobre el objeto de prueba;

- en función de la o de las diferencias observadas, modificar el ajuste de los medios de localización (5, 6) de manera que los medios de localización (5, 6) de los ejes teóricos (V', H', C') sigan los medios de alineación-posicionamiento (10a, 11a, 12a) respectivos correspondientes sobre el objeto de prueba, con el fin de asegurar la coincidencia, la ortogonalidad y la posición en el espacio de los medios de localización (5, 6) de los tres ejes teóricos (V', H', C') .

16. Procedimiento de búsqueda del isocentro de un aparato de tratamiento por radioterapia, utilizando un objeto de prueba como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, medios externos y/o llevados por el aparato estando previstos para representar de forma visual los tres ejes de rotación (V', H', C') teóricos del aparato y su punto de intersección o isocentro, el procedimiento caracterizado por el hecho de que incluye las operaciones que consisten en:

- verificar la coincidencia, la ortogonalidad y la posición en el espacio de los medios de localización (5, 6) de los tres ejes teóricos (V', H', C') conforme al procedimiento definido en la reivindicación 15;

- mientras que el objeto de prueba permanece en el isocentro teórico (G') , irradiar el objeto de prueba con un haz de radiación emitido a partir del colimador (3) , dicho haz siendo detectado por los medios de detección de radiación (4) del aparato de tratamiento, y la irradiación siendo efectuada en diferentes posiciones del soporte paciente (2) , del estativo (1) y del colimador (3) alrededor de cada uno de sus ejes de rotación (V, H, C) ;

- analizar las imágenes obtenidas;

- determinar la posición real de los tres ejes de rotación (V, H, C) y su punto de concurrencia (G) , isocentro real del aparato de tratamiento por radioterapia;

- regular los medios de localización (5, 6) de los tres ejes teóricos (V', H', C') con el fin de que los isocentros real (G) y teórico (G') correspondan.

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