ES2711406T3

ES2711406T3 - Método para la verificación del tratamiento de radioterapia específico para el paciente y control de calidad

Info

Publication number: ES2711406T3
Application number: ES14838786T
Authority: ES
Inventors: Evangelos T Pappas; Thomas G Maris
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2014-09-09
Publication date: 2019-05-03
Anticipated expiration: 2034-09-09
Also published as: BR112016005489B1; AU2014326291A1; WO2015044781A2; EP3043862B1; CY1121269T1; HUE042619T2; RS58350B1; RU2016113352A; DK3043862T3; HRP20190283T1; SMT201900062T1; CN106061554A; LT3043862T; CN106061554B; RU2682455C2; EP3043862A2; US20160256711A1; US10238892B2; PT3043862T; PL3043862T3

Abstract

Un método que comprende: recibir al menos un primer conjunto de imágenes médicas de al menos una parte de un paciente; crear un modelo tridimensional específico para el paciente de la porción del paciente, basándose en al menos un primer conjunto de imágenes médicas; insertar un dosímetro en una parte del modelo tridimensional específico para el paciente, estando el dosímetro configurado para medir la exposición a la radiación; irradiar al menos una parte del modelo tridimensional específico para el paciente que contiene el dosímetro de acuerdo con un plan de tratamiento de radioterapia específico para el paciente; escanear el modelo tridimensional específico para el paciente irradiado que contiene el dosímetro para proporcionar al menos una imagen de lectura que represente una distribución de la dosis de radiación dentro del modelo tridimensional específico para el paciente; y crear una fusión-registro de (a) la al menos una lectura de imagen que representa la distribución de la dosis de radiación dentro del modelo tridimensional específico para el paciente con (b) el al menos un primer conjunto de imágenes médicas de al menos una parte de un paciente.

Description

DESCRIPCION

Metodo para la verificacion del tratamiento de radioterapia especlfico para el paciente y control de calidad Antecedentes

La terapia con radiacion o radioterapia (RT) es un procedimiento curativo convencional para tratar el cancer. El objetivo del proceso de la radioterapia es exponer al tumor a una dosis de radiacion suficiente a fin de erradicar todas las celulas cancerosas. Normalmente, la dosis de radiacion se encuentra proxima al nivel de tolerancia de los tejidos corporales normales. Por lo tanto, es necesario determinar los niveles de dosis en diferentes partes del cuerpo irradiado con una elevada exactitud y precision.

Los avances recientes en la obtencion de imagenes radiologicas y biologicas han mejorado el diagnostico y el tratamiento del cancer. Para la radioterapia, estos avances posibilitan delinear con precision un tumor y los subvolumenes radiorresistentes dentro de un tumor. Por consiguiente, normalmente se necesitan suministros de dosis complejos y heterogeneos. Las tecnicas de radioterapia modernas, tales como la Radioterapia de Intensidad Modulada (IMRT, por sus siglas en ingles, Intensity Modulated Radiotherapy), la arcoterapia volumetrica (VMAT, por sus siglas en ingles, Volumetric Arc Therapy), la radiocirugla/radioterapia estereotactica (SRS/SRT, por sus siglas en ingles, Stereotactic Radiosurgery/Radiotherapy) y la terapia de protones (PT, por sus siglas en ingles, Proton Therapy), hacen posible implementar dichos patrones de dosis complejos.

A medida que la radioterapia se hace mas personalizable para cada paciente individual, aumenta la complejidad del sistema de plan de tratamiento de soporte (TPS, por sus siglas en ingles, Treatment Planning System) y del sistema de suministro de la dosis. Esto, a su vez, necesita una mejora e°n los metodos de control de calidad (QA, por sus siglas en ingles, Quality Assurance) usados para verificar el rendimiento de los sistemas y para implementar una verificacion fiable del plan antes del tratamiento (PTPV, por sus siglas en ingles, Pretreatment Plan Verification) en la practica cllnica.

Por lo tanto, estos complejos procedimientos de radioterapia requieren de un sofisticado plan de tratamiento, una optimization del campo de radiacion y de la verificacion de la dosis planeada antes de someter al paciente a radioterapia. Es deseable tener la capacidad de medir los efectos de los campos de tratamiento planeados con una alta precision y sensibilidad en un volumen tridimensional con unas dimensiones cllnicamente relevantes.

Sumario

La verificacion de las dosis de tratamiento del paciente normalmente se lleva a cabo con fantomas para medir la dosis. El fantoma simula el tejido corporal y utiliza doslmetros para medir la dosis de radiacion antes de que comience el proceso de tratamiento en el paciente. Los fantomas convencionales, sin embargo, no son especlficos para el paciente.

Los desarrollos de fantomas especlficos para el paciente se analiza en:

Kelsey Breseman et al.: "Constructing 3D-Printable CAD Models of Prostates from MR Images", 39th Annual Northeast Bioengineering Conference (2013), y

Shuh-Ping Sun et al.: "Using the Full-Scale 3D Solid Anthropometric Model in Radiation Oncology Positioning and Verification", Proceedings of the 26th Annual International Conference of the IEEE EMBS (2004). El uso de fantomas en la verificacion del tratamiento se analiza en:

Baldock C et al.: "TOPICAL REVIEW; Polymer gel dosimetry", PHYSICS IN MEDICINE AND BIOLOGY, vol.

55, n.° 5 (2010) y

Khaldoon M. Radaideh et al.: "Development and evaluation of a Perspex anthropomorphic head and neck phantom for three-dimensional conformal radiation therapy (3D-CRT)", JOURNAL OF RADIOTHERAPY IN PRACTICE, vol. 12, n.° 03 (2013).

La invention se define mediante las reivindicaciones. En general, la presente divulgation proporciona metodos para la verificacion del tratamiento de radioterapia especlfico para el paciente y control de calidad. Dichos metodos comprenden recibir al menos un primer conjunto de imagenes medicas de al menos una parte de un paciente; crear un modelo tridimensional de la portion del paciente, basandose en al menos una primera imagen medica; insertar un doslmetro en una parte del modelo tridimensional, estando el doslmetro configurado para medir la exposition a la radiacion; irradiar al menos una parte del modelo tridimensional que contiene el doslmetro de acuerdo con un plan de tratamiento de radioterapia; y escanear el modelo tridimensional irradiado que contiene el doslmetro para proporcionar al menos una imagen de lectura. La etapa de escaneado puede llevarse a cabo mediante un dispositivo de formation de imagenes medicas (por ejemplo, un escaner de IRM).

En una realization ilustrativa, la presente divulgacion se refiere a un procedimiento de verificacion del plan de tratamiento personalizado (especlfico para el paciente), que aumenta la precision y la eficacia de las tecnicas de radioterapia modernas. En al menos una realizacion, este procedimiento puede estar basado en una alta resolucion espacial (por ejemplo, ~1 x 1 x 1 mm3), dosimetria tridimensional ("3D") volumetrica completa llevada a cabo con tecnicas de dosimetria en gel de polimero basadas en IRM.

Una realizacion incluye la produccion mediante una tecnologia de impresion en 3D y el uso de al menos un modelo o fantoma parcialmente hueco disenado para duplicar al menos una parte de la anatomia externa y la anatomia interna de un paciente, al menos en lo referente a las estructuras oseas, que en el presente documento se denomina Fantoma de Dosimetria Especifico para el Paciente o PSDP (por sus siglas en ingles, Patient-Specific Dosimetry Phantom). Puede construirse un PSDP para cada paciente individual y puede rellenarse con gel de polimero mientras se encuentra en forma liquida (tal como inmediatamente despues de la preparacion del gen). Pueden aplicarse el plan de tratamiento especifico para el paciente y el procedimiento de irradiacion al PSDP (es decir, puede tratarse al PSDP como si fuese el paciente real). Despues, pueden llevarse a cabo mediciones de la dosis en 3D de alta resolucion espacial mediante formation de imagenes mediante resonancia magnetica (IRM) del modelo irradiado. Estas imagenes por resonancia magnetica, que pueden incluir datos de dosis obtenido experimentalmente, pueden fusionarse o compararse con imagenes de TC de planificacion del paciente real que incluyen el volumen blanco planificado (PTV, por sus siglas en ingles, Planning Target Volume), los organos de riesgo (OAR, por sus siglas en ingles, Organs at Risk) y/o el patron de dosis calculado. Despues, puede efectuarse una comparacion entre los datos de dosis en 3D calculados (TPS) y los obtenidos experimentalmente (gel de polimero) y ayudar a completar la verification del plan antes del tratamiento y/o despues del tratamiento personalizada.

El radiooncologo y/o el fisico medico pueden estar informados o advertidos antes de tratar al paciente de: (i) el patron de dosis en 3D real que se va a suministrar al paciente real y de sus diferencias con el patron de dosis calculado de TPS correspondiente, usando la anatomia del paciente y no una geometria estandar de un modelos de dosimetria de prueba (por ejemplo, cubo o cilindro que se usan en la actualidad en la practica clinica) y (ii) la position geometrica precisa donde se tiene o se debe suministrar el patron de dosis en relation con la anatomia externa e interna del paciente. Dependiendo de los resultados (principalmente, comparaciones de dosis en 3D y comparaciones de histogramas de volumen de dosis (DVH, por sus siglas en ingles, Dose Volume Histograms) (experimentales y calculados) y comparaciones de los indices radiobiologicos correspondientes), pueden tomarse nuevas decisiones mas adecuadas para la estrategia de radiation del paciente real. Al mismo tiempo, puede implementarse una optimization continua del TPS y del rendimiento del sistema de suministro (mejora de la precision geometrica - isocentrica, mejorar la precision dosimetrica de campos de fotones pequenos o de campos de fotones y por lo tanto, el rendimiento del TPS). La presente divulgation tambien contempla una verificacion del plan retrospectiva despues del tratamiento usando los sistemas y metodos de la presente divulgacion.

La presente divulgacion elimina los problemas que surgen con los metodos de radiacion de la tecnica anterior, debido a que el PSDP puede duplicar el contorno externo del paciente y la anatomia interna del paciente, en lo referente a estructuras oseas, permite la fusion/registro de un modelo de replica reconstruido ("modelo") e imagenes reales del paciente y da como resultado una verificacion del tratamiento personalizada y un proceso de garantia para el paciente.

Dibujos

El sumario anterior, asi como la siguiente description detallada de la invention, se entenderan mejor al leerlos junto con los dibujos adjuntos. A fin de ilustrar la invencion, en los dibujos se muestran varias realizaciones ilustrativas. Deberia entenderse, sin embargo, que la invencion no esta limitada a las disposiciones precisas e instrumentalizaciones mostradas.

La Fig. 1 es un conjunto o coleccion de imagenes medicas de un escaner TC de la cabeza real de un paciente. Las Fig. 2A-2C son, respectivamente, reconstrucciones en los planos axial, sagital y coronal de los escaneres TC de la figura 1.

Las Fig. 3A y 3B son vistas superiores respectivas de un PSDP de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgacion.

Las Fig. 4A y 4B son imagenes que muestran un PSDP preparado para la irradiacion, de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgacion.

La Fig. 5 es un conjunto o coleccion de imagenes de lectura (un mapa del tiempo de relajacion espin-espin (T2) (section axial)) de un escaner de IRM de un PSPD irradiado de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgacion.

Las Fig. 6A-6C son, respectivamente, imagenes en los planos axial, sagital y coronal del PSDP reconstruido a partir de las imagenes presentadas en la Fig. 5.

Las Fig. 7A y 7B muestran una fusion-registro entre los conjuntos de datos de imagenes de la Fig. 1 y la Fig. 5 o las Fig. 2A-2c y las Fig. 6A-6C. El fondo corresponde a los escaneres de TC del paciente real y las imagenes mas brillantes (que incluyen la dosis oscura de alta dosis) son las imagenes de RM del PSDP irradiado. El area oscura es el area de dosis medida experimental.

Las Fig. 8A y 8B muestran la fusion-registro de las Fig. 7A y 7B con una superposition del calculo de la dosis teorica de t Ps (lineas de isodosis coloreadas).

La Fig. 9 es una imagen registrada-fusionada de imagenes de TC del paciente real e imagenes de IRM del modelo de acuerdo con una realizacion de la presente divulgacion;

La Fig. 10 es un diagrama de flujo de un metodo de acuerdo con una realizacion de la presente divulgacion. La Fig. 11 es un diagrama esquematico de un dispositivo de computation ilustrativo util para llevar a cabo al menos ciertos procesos divulgados en el presente documento.

Descripcion detallada

La presente divulgacion se refiere, en general, a sistemas, dispositivos y metodos de verification del plan de tratamiento de radioterapia especlficos para el paciente y de control de calidad. En la descripcion siguiente se utiliza una terminologla concreta solo por conveniencia y no se encuentra limitada. A menos que se exponga especlficamente en el presente documento, los terminos "un", "una" y "el" o "la" no se limitan a un elemento, sino que han de leerse como "al menos uno".

El sistema o metodo de la presente divulgacion puede incluir tomar o recibir uno o mas conjuntos de imagenes medicas de radioterapia de al menos una parte de un paciente vivo (por ejemplo, region craneal y/o region toracica). Las imagenes medicas de radioterapia pueden incluir uno o mas de imagenes de tomografla computarizada de rayos X (TC), imagenes de resonancia magnetica (IRM), imagenes de tomografla por emision de positrones (PET) y similares o cualquier combination de las mismas. Dichas imagenes pueden obtenerse de acuerdo con un sistema de planificacion del tratamiento (TPS) para determinar la region que se vaya a irradiar, as! como para determinar las regiones que han de protegerse frente a la radiation.

Los conjuntos de imagenes medicas de radioterapia pueden usarse para crear un modelo tridimensional de una parte del paciente, que en el presente documento se denomina Fantoma de Dosimetrla Especlfico para el Paciente o PSDP (por sus siglas en ingles, Patient-Specific Dosimetry Phantom). En la Fig. 3 se muestra un ejemplo de un PSDP. El PSDP puede incluir uno de estructuras oseas y/u organos internos o ambos, as! como los contornos superficiales externos. Dicho de otro modo, el PSDP puede replicar o duplicar la anatomla de un paciente especlfico, tal como una cabeza o cuello o pecho, en cuanto a su contorno externo y estructura osea (interna y externa). Por lo tanto, cada PSDP puede ser unico o estar disenado especlficamente para cada paciente. El PSDP puede formarse mediante prototipado rapido usando una impresora tridimensional (3D). La impresion en 3D permite la production de objetos estables de practicamente cualquier forma. En determinadas realizaciones, las imagenes medicas se procesan usando programas informaticos disponibles comercialmente (por ejemplo, GEOMAGIC) e imprimirse usando impresoras 3D disponibles comercialmente (por ejemplo, 3Dsystems-Project 3510 HDPlus). Tras completarse, el PSDP puede ser al menos parcialmente hueco y puede estar formado por uno o mas materiales, tales como, por ejemplo, material ceramico, un material polimerico (por ejemplo, epoxi, plexiglas) o similares. En determinadas realizaciones, el material usado para formar al menos una parte o la totalidad del PSDP se disena para que tenga propiedades similares a las de los huesos, en cuanto a su interaction con la radiacion ionizante (por ejemplo, numero de CT mayor de aproximadamente 500 o mayor de aproximadamente 700 o mayor o igual a aproximadamente 1.000 HU). El PSDP tambien puede tener una periferia exterior generalmente solida y/o puede incluir una o mas aberturas separadas en el interior hueco. Ademas, el PSDP puede comprender compartimentos para sustitutos de varias caracterlsticas anatomicas, tales como, por ejemplo, cerebro, hueso y ventrlculos.

Se introduce un doslmetro en al menos una parte del PSDP. El doslmetro puede ser cualquier artlculo o dispositivo adecuado para su inclusion en el PSDP y esta configurado para medir la exposition a la radiacion; dicho doslmetro, puede insertarse al menos parcial o totalmente en una parte del PSDP. Los doslmetros adecuados incluyen aquellos en los que cambian de manera predecible ciertas propiedades opticas en el volumen del doslmetro tras la interaccion con una radiacion ionizante. Estas propiedades opticas son sensibles a parametros tales como el grado de dispersion de luz, absorbancia, Indice refractivo y combinaciones de estos. Ademas, los doslmetros adecuados incluyen aquellos en los que cambia de manera predecible el tiempo de relajacion espln-espln en el volumen del doslmetro tras la interaccion con una radiacion ionizante. Los ejemplos de doslmetros adecuados incluyen, pero sin limitation, cualquier dispositivo, aparato o sustancia que sea capaz de medir la exposicion a la radiacion, tal como un doslmetro de gel de pollmero, uno o mas doslmetros puntuales unidimensionales (1D), tales como una camara de iones, diodo o similares, una o mas matrices lineales de doslmetros puntuales 1D, una o mas matrices bidimensionales (2D) de doslmetros puntuales o doslmetros 2D, tal como una pellcula radiografica o radiocromica, una o mas matrices 3D de doslmetros puntuales y similares. En determinadas realizaciones, el doslmetro es un doslmetro de gel de pollmero disenado para que tenga propiedades similares a los tejidos blandos en lo referente a su interaccion con la radiacion ionizante (por ejemplo, numero de CT de aproximadamente 0 HU o menor de aproximadamente 400 o menor de aproximadamente 100 o menor de aproximadamente 30 o menor de aproximadamente 0). El PSDP puede fabricarse alrededor del doslmetro o puede introducirse el doslmetro en el modelo tras su fabricacion.

En determinadas realizaciones, el doslmetro es un doslmetro de gel de pollmero. El doslmetro de gel de pollmero puede registrar y conservar information de la disposition espacial de la dosis en tres dimensiones. El doslmetro de gel de pollmero puede estar formado por un pollmero sensible a la radiacion, que, tras la irradiation, se polimeriza en funcion de la dosis de radiacion absorbida. Los doslmetros de gel de pollmero adecuados incluyen hidrogeles en los que se disuelven monomeros y reticulantes seleccionados, de tal forma que los radicales libres de agua formados por la irradiacion inducen la polimerizacion de los monomeros, de tal forma que los monomeros se convierten en pollmeros. La cantidad de pollmero producida puede ser una funcion de la dosis absorbida. El fin de la matriz de gel es mantener en su sitio las estructuras del pollmero, preservando la information espacial de la dosis absorbida. Dichos geles de pollmero pueden prepararse en forma de un llquido que se vierte en el modelo tridimensional de la portion del paciente, donde se solidifican.

Se encuentran disponibles comercialmente o se conocen en la tecnica doslmetros de gel de pollmero y han demostrado ser adecuados para fines dosimetricos debido a que muestran una respuesta a la dosis lineal a lo largo de un amplio intervalo dinamico. En la actualidad se emplean con fines de investigation y de control de calidad irradiandolos con dispositivos de radioterapia convencionales (RT) y posteriormente transportandolos a y obteniendo imagenes con dispositivos de IRM.

El PSDP que contiene el doslmetro puede irradiarse de acuerdo con un plan de tratamiento disenado para el paciente vivo. El PSDP puede posicionarse e irradiarse como si se tratara del paciente vivo. (Vease, por ejemplo, la Fig. 4). Posteriormente, pueden obtenerse imagenes del PSDP para determinar la distribution de la dosis de radiation dentro del PSDP. Por ejemplo, en los casos donde el doslmetro es un gel polimerico, puede escanearse el PSDP con IRM e interpretarse como un fantoma dosimetrico especlfico del paciente. (Vease, por ejemplo, la Fig. 5 y la Fig. 6). Dichos fantomas dosimetricos tambien pueden convertirse en mapas de dosis de radiacion usando datos de calibration del gel de pollmero.

En determinadas realizaciones, puede combinarse el fantoma dosimetrico (es decir, una fusion-registro) con las imagenes medicas del paciente. (Vease, por ejemplo, la Fig. 7). Dicha fusion-registro es posible debido a que el PSDP proporciona datos anatomicos precisos especlficos del paciente. De este modo, la informacion de la imagen medica con calculos de la dosis en 3D generados mediante un sistema de planificacion del tratamiento pueden compararse con la distribucion de la dosis en 3D determinada a partir del fantoma dosimetrico especlfico para el paciente. Esta comparacion puede llevarse a cabo usando TPS o cualquier otro programa informatico de obtencion de imagenes medicas con capacidad de fusion-registro. Dicha fusion-registro se facilita por l correspondencia de la estructura osea y los contornos externos en la imagen medica y el PSDP. Esta etapa de control de calidad ayuda al radiooncologo y/o al flsico medico, por ejemplo, a explorar la precision dosimetrica y geometrica del plan de tratamiento. Esta comparacion puede mostrar la distribucion de la dosis en 3D calculada por el TPS contra la dosis en 3D que se suministro realmente usando el plan de tratamiento y/o la precision espacial-geometrica de la dosis suministrada. Por lo tanto, el sistema y el metodo de la presente divulgation muestra si la dosis de radiacion suministrada realmente se ha suministrado a la position geometrica/espacial en el paciente vivo. Posteriormente, pueden tomarse en consideration o efectuarse correcciones o modificaciones del tratamiento de radioterapia basandose en el sistema o el metodo de la presente divulgacion.

Como resulta evidente a partir del analisis del presente documento, los metodos y/o productos de la presente divulgacion son utiles no solo para la verification del plan antes del tratamiento, sino tambien para la verification del plan despues del tratamiento, es decir, de manera retrospectiva. El proceso despues del tratamiento puede ser util para el historial medico del paciente, ya que registra como se ha suministrado el tratamiento. De acuerdo con la tecnica anterior, el historial medico de un paciente en la actualidad es tan solo teorico. De acuerdo con la presente divulgacion, sin embargo, el historial medico de un paciente puede incluir lo que se ha practicado realmente al paciente especlfico. Los metodos y/o productos de la presente divulgacion son utiles a la hora de proporcionar informacion acerca de como se administro el tratamiento y que tejidos se vieron afectados.

La informacion digital necesaria para administrar el tratamiento (por ejemplo, TPS y datos del Sistema de Informacion Oncologico para cada paciente) se almacena durante un periodo de tiempo prolongado tras el tratamiento. Por lo tanto, puede reproducirse usando el PSDP el mismo tratamiento que se ha administrado al paciente. Esto puede ser util, por ejemplo, para concretar si el tratamiento fue la causa de un efecto secundario, tal como perdida de vision causada por la irradiation en el nervio optico. De acuerdo con los metodos y sistemas de la tecnica anterior, esto no podia concretarse (incluso si el TPS mostraba algo diferente, debido a que el TPS se calculaba de manera teorica basandose en una serie de suposiciones). El sistema y metodo de la presente divulgacion replica lo que ha sucedido usando los mismos datos anatomicos del paciente y la misma informacion digital del tratamiento. Como resultado, puede reproducirse en cualquier momento el tratamiento completo.

Los metodos y/o productos de la presente divulgacion tambien pueden ser utiles con una finalidad de auditoria. De manera rutinaria, se efectuan auditorias de los departamentos de RT y pueden usarse los productos y metodos de la presente divulgacion para dichos fines. El sistema y los metodos de la presente divulgacion pueden usarse para construir un PSDP seleccionado y puede suministrarse el tratamiento en el PSDP. Puede usarse la comparacion entre los datos experimentales y teoricos (TPS) en la auditoria.

Haciendo referencia en detalle a los dibujos, en donde los numeros identicos indican elementos identicos en todos ellos, las Fig. 1-11 muestran un sistema y/o metodo de verificacion del tratamiento con radioterapia (RTV, por sus siglas en ingles, Radiotherapy Treatment Verification) y de control de calidad (QA) personalizado (especlfico para el paciente), de acuerdo con ciertas realizaciones de la presente divulgacion. Como se ha senalado anteriormente, el sistema y metodo de la presente divulgacion puede aplicarse a cada paciente de radioterapia individual para lograr un tratamiento radioterapico mas preciso y eficaz y puede usarse para todas las modalidades de radioterapia y todos los tipos de radiacion ionizante empleados para practicar la radioterapia.

En referencia a las Fig. 1-2C, el sistema o metodo de la presente divulgacion puede incluir tomar o recibir uno o mas conjuntos de imagenes medicas 20 de radioterapia de al menos una parte de un paciente. La presente divulgacion analiza y muestra que la porcion del paciente es el craneo o la cabeza. Sin embargo, el sistema o metodo divulgado en el presente documento puede usarse para tratar de manera mas eficaz cualquiera de una o mas partes corporales de un paciente, tal como la region abdominal. Las imagenes medicas de radioterapia 20 pueden incluir uno o mas de imagenes de tomografla computarizada de rayos X (TC) (Fig. 1, 2A-2C), imagenes de resonancia magnetica (IRM), imagenes de tomografla por emision de positrones (PET) y similares.

En referencia a las Fig. 3A y 3B, en una realizacion ilustrativa, uno o mas escaneres TC 20 pueden enviarse a o introducirse en una impresora en tres dimensiones (3D). La impresora puede estar configurada para imprimir o formar uno o mas PSDP disenados para replicar las una o mas partes del paciente mostradas en los escaneres TC (etapa 50 mostrada en la Fig. 10). Por lo tanto, cada PSDP 24 puede ser unico o estar disenado especlficamente para cada paciente. Tras completarse, cada PSDP 24 puede ser al menos parcialmente hueco y puede replicar o duplicar la anatomla de un paciente especlfico, tal como el craneo o el cuello, en cuanto a su contorno externo y estructura osea (interna y externa). El PSDP 24 puede tener una periferia exterior generalmente solida (Fig. 3B) y/o puede incluir una o mas aberturas separadas en el interior al menos parcialmente hueco. El modelo 24 esta configurado para aceptar o incluir un doslmetro capaz de medir la exposicion a la radiacion. Por ejemplo, puede insertarse un doslmetro de gel de pollmero en el PSDP 24 para rellenar de manera general la cavidad interna hueca del PSDP 24 (vease la etapa 52 de la Fig. 10).

En una realizacion ilustrativa, puede irradiarse el PSDP 24 de acuerdo con el plan de tratamiento de radioterapia (RTP) creado por un sistema de planificacion del tratamiento (TPS) (vease la etapa 54 de la Fig. 10). Como conocen los expertos en la materia, el RTP se usa normalmente para llevar a cabo la irradiacion con radioterapia en un paciente vivo real. En al menos una realizacion de la presente solicitud, antes de llevar a cabo el RTP en el paciente vivo real, puede efectuarse o "probarse" el RTP en el PSDP 24 para la verification del tratamiento de radioterapia personalizada y el control de calidad. Por ejemplo, en los casos donde el PSDP 24 sea de la cabeza del paciente, puede posicionarse el PSDP 24 en la sala de tratamiento e irradiarse exactamente como si el PSDP 24 fuese el paciente real (veanse las Fig. 4A y 4B).

Con referencia a las Fig. 5 y 6, en una realizacion ilustrativa, el PSDP 24 se escanea usando IRM, por ejemplo, a fin de medir en tres dimensiones, la distribution de la dosis suministrada (vease la etapa 56 de la Fig. 10) en el PSDP 24. Un escaner de IRM 3D del volumen irradiado del PSDP 24 puede dar como resultado mapas parametricos de T2 en 3D de alta resolution espacial o imagenes ponderadas de T2 cllnicas estandar. Las areas mas oscuras en las imagenes de lectura de la Fig. 5 y la Fig. 6 representan un area de dosis elevada. En funcionamiento, cuanto menor sea el valor de T2, evaluado mediante los mapas de T2, mayor sera la dosis. Mediante el uso de los datos de calibration del gel de pollmero [D = f(T2), D: dosis], pueden convertirse los mapas de T2 parametricos en mapas de dosis de radiacion real.

Las Fig. 7A y 7B muestran una fusion-registro o comparacion entre las imagenes de TC del paciente real y las imagenes de IRM del PSDP 24 (vease la etapa 58 de la Fig. 10). Las imagenes de TC pueden contener las distribuciones de dosis calculadas del TPS y las imagenes de IRM pueden contener las distribuciones de dosis medidas del gel de pollmero. Por consiguiente, pueden superponerse los calculos de dosis teorica d TPS (llneas de isodosis coloreadas) con la fusion-registro, como se muestra en las Fig. 8 y 9. Esto permite comparaciones cualitativas y/o cuantitativas y la evaluation del tratamiento general. Por ejemplo, en los casos donde el patron de dosis revele un problema (por ejemplo, que el patron de dosis afecte a un organo crltico), puede modificarse el plan de tratamiento.

Una o mas de las tecnicas y/o realizaciones anteriormente descritas pueden implementarse con o implicar un programa informatico, por ejemplo, modulos ejecutados en uno o mas dispositivos de computation 210 (vease la Fig. 10). Por supuesto, los modulos descritos en el presente documento ilustran diversas funcionalidades y no limitan la estructura o la funcionalidad de cualquiera de las realizaciones. En cambio, puede dividirse de un modo diferente la funcionalidad de varios modulos y llevarse a cabo mediante mas o menos modulos, segun diversas consideraciones de diseno.

Cada dispositivo de computacion 210 puede incluir uno o mas dispositivos de procesamiento 211 disenados para procesar instrucciones, por ejemplo, instrucciones legibles por el ordenador (es decir, codigo), almacenadas de una manera no transitoria en uno o mas dispositivos de almacenamiento 213. Al procesar las instrucciones, los dispositivos de procesado 211 pueden llevar a cabo una o mas de las tapas y/o funciones divulgadas en el presente documento. Cada dispositivo de procesado puede ser real o virtual. En un sistema muliproceso, multiples unidades de procesado pueden ejecutar instrucciones ejecutables por el ordenador para aumentar la potencia de procesado. Los dispositivos de almacenamiento 213 pueden ser cualquier tipo de dispositivo de almacenamiento no transitorio (por ejemplo, un dispositivo de almacenamiento optico, un dispositivo de almacenamiento magnetico, un dispositivo de almacenamiento en estado solido, etc. Los dispositivos de almacenamiento 213 pueden ser extralbles o no extralbles y pueden incluir discos magneticos, discos magnetoopticos, cintas o casetes magneticos, CD-ROM, CDRW, DVD, BD, SSD o cualquier otro medio que pueda usarse para almacenar informacion. Como alternativa, las instrucciones pueden almacenarse en uno o mas dispositivos de almacenamiento remoto, por ejemplo, dispositivos de almacenamiento a los que se accede a traves de una red o de Internet.

Cada dispositivo de computacion 210 puede tener ademas una memoria 212, uno o mas controladores de entrada 216, uno o mas controladores de salida 215 y/o una o mas conexiones de comunicacion 240. La memoria 212 puede ser una memora volatil (por ejemplo, registro, cache, RAM, etc.), memoria no volatil (por ejemplo, ROM, EEPROM, memoria flash, etc.) o alguna combinacion de las mismas. En al menos una realizacion, la memoria 212 puede almacenar el programa informatico que implementa las tecnicas descritas.

Un mecanismo de interconexion 214, tal como un bus, controlador o red, puede acoplar de manera operativa los componentes del dispositivo de computacion 210, incluyendo el o los procesadores 211, la memoria 212, el o los dispositivos de almacenamiento 213, el o los controladores de entrada 216, el o los controladores de salida 215, la o las conexiones de comunicacion 240 y cualquier otro dispositivo (por ejemplo, controladores de red, controladores de sonido, etc.). Los controladores de salida 215 pueden estar acoplados de manera operativa (por ejemplo, mediante una conexion por cable o inalambrica) a uno o mas dispositivos de salida 220 (por ejemplo, un monitor, una television, una pantalla de un dispositivo movil, una pantalla tactil, una impresora, un altavoz, etc.) de tal modo que los controladores de salida 215 pueden transformar la presentation en el dispositivo de presentation 220 (por ejemplo, en respuesta a los modulos ejecutados). Los controladores de entrada 216 pueden estar acoplados de manera operativa (por ejemplo, mediante una conexion por cable o inalambrica) a un dispositivo de entrada 230 (por ejemplo, un raton, un teclado, una superficie tactil, una bola de desplazamiento, una pantalla tactil, un bollgrafo, un controlador de juego, un dispositivo de entrada de voz, un dispositivo de escaneo, una camara digital, etc.) de tal modo que puede recibirse entrada de datos por parte de un usuario.

Las conexiones de comunicacion 240 pueden permitir la comunicacion a traves de un medio de comunicacion con otra entidad de computacion. El medio de comunicacion transmite informacion, tal como instrucciones ejecutables por el ordenador, informacion de audio o video u otros datos en una senal de datos modulada. Una senal de datos modulada es una senal que tiene modificadas una o mas de sus caracterlsticas de tal forma que codifica informacion en la senal. A modo de ejemplo y sin limitation, los medios de comunicacion incluyen tecnicas por cable o inalambricas implementadas con un transportador electrico, optico, RF, infrarrojo, acustico u otro transportador.

La Fig. 11 ilustra el dispositivo de computacion 210, el dispositivo de salida 220 y el dispositivo de entrada 230 como dispositivos separados solo con el fin de facilitar la identification. Sin embargo, el dispositivo de computacion 210, el o los dispositivos de entrada 220 y/o el o los dispositivos de salida 230 pueden ser dispositivos separados (por ejemplo, un ordenador personal conectado mediante cables a un monitor y un raton), pueden estar integrados en un solo dispositivo (por ejemplo, un dispositivo movil con una pantalla tactil, tal como un telefono inteligente o una tableta) o cualquier combinacion de dispositivos (por ejemplo, un dispositivo de computacion acoplado operativamente a un dispositivo de presentacion de pantalla tactil, una pluralidad de dispositivos de computacion acoplados a un solo dispositivo de presentacion y dispositivo de entrada, etc.). El dispositivo de computacion 210 puede ser uno o mas servidores, por ejemplo, una granja de servidores de red, un ambiente de servidor agrupado o servicios en la nube que se ejecutan en dispositivos de computacion remotos.

Por lo tanto, la presente invention esta bien adaptada para lograr los fines y las ventajas mencionadas, as! como aquellas que son inherentes a la misma. Aunque los expertos en la materia pueden efectuar numerosos cambios, dichos cambios se encuentran abarcados en la invencion como se ilustra, en parte, por las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un metodo que comprende:

recibir al menos un primer conjunto de imagenes medicas de al menos una parte de un paciente;

crear un modelo tridimensional especifico para el paciente de la porcion del paciente, basandose en al menos un primer conjunto de imagenes medicas;

insertar un dosimetro en una parte del modelo tridimensional especifico para el paciente, estando el dosimetro configurado para medir la exposicion a la radiacion;

irradiar al menos una parte del modelo tridimensional especifico para el paciente que contiene el dosimetro de acuerdo con un plan de tratamiento de radioterapia especifico para el paciente;

escanear el modelo tridimensional especifico para el paciente irradiado que contiene el dosimetro para proporcionar al menos una imagen de lectura que represente una distribucion de la dosis de radiacion dentro del modelo tridimensional especifico para el paciente; y

crear una fusion-registro de (a) la al menos una lectura de imagen que representa la distribucion de la dosis de radiacion dentro del modelo tridimensional especifico para el paciente con (b) el al menos un primer conjunto de imagenes medicas de al menos una parte de un paciente.

2. El metodo de la reivindicacion 1, que ademas comprende comparar la al menos una imagen de lectura con al menos una distribucion de dosis tridimensional calculada mediante un sistema de planificacion del tratamiento.

3. El metodo de la reivindicacion 1, en donde la etapa de crear la fusion-registro de (a) y (b) comprende ademas la fusion-registro de (c) la al menos una distribucion de dosis tridimensional calculada mediante un plan de tratamiento de radioterapia.

4. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el dosimetro es un dosimetro de gel de polimero.

5. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el dosimetro es al menos uno de un dosimetro puntual, una matriz lineal de dosimetros puntuales, una matriz bidimensional de dosimetros puntuales, una matriz tridimensional de dosimetros puntuales y al menos un dosimetro bidimensional.

6. El metodo de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el al menos un primer conjunto de imagenes medicas se toma mediante al menos uno de tomografia computarizada, obtencion de imagenes por resonancia magnetica y tomografia de emision de positrones.