MX2014005377A - Detector de rayos x flexible, con deteccion optica de forma. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un dispositivo sensor que detecta la dosis de radiación recibida en el dispositivo sensor, el dispositivo sensor comprende un cuerpo flexible con una sección transversal que es comparativamente pequeña con relación a la longitud del dispositivo, un blindaje en el cuerpo flexible, el blindaje convierte la radiación entrante en luz visible, y un dispositivo óptico perceptor de forma dispuesto dentro del cuerpo flexible y configurado para determinar una forma del instrumento flexible con relación a una referencia, el dispositivo para la detección de la forma configurado para recolectar información con base en su configuración para representar gráficamente una estructura intraluminal durante un procedimiento. La presente invención además se refiere a un sistema de radioterapia que incluye tal dispositivo sensor y un método para operar un sistema de radioterapia incluye tal dispositivo sensor.

Description

DETECTOR DE RAYOS X FLEXIBLE, CON DETECCION OPTICA DE FORMA Campo de la Invención La presente invención se refiere a detector de rayos x flexible con detección óptica de forma. Esta presente invención se refiere a la foto recepción médica, y más particularmente a sistemas y métodos para la representación de volúmenes internos utilizando una combinación de detección de forma e imágenes durante procedimientos médicos.

Antecedentes de la Invención En procedimientos médicos un dispositivo mínimamente invasivo que pueda ubicarse con una alta precisión espacial en tiempo real en 3D y que sea capaz de medir el número de fotones que llegan a la punta del dispositivo puede ser valioso. Por ejemplo, en radioterapia 4D tal dispositivo puede ubicarse en proximidad a un tumor o aún insertarse en el tumor. Durante la radioterapia el dispositivo después puede medir la dosis aplicada que está llegando al tumor precisamente dentro del cuerpo del paciente. Al mismo tiempo el dispositivo puede proporcionar la posición 4D del tumor durante la radioterapia. De esta forma, la radioterapia de alta precisión puede aplicarse al tumor. Debe haber también otros procedimientos médicos o no médicos que pueden beneficiare de tal dispositivo. A continuación, se introduce y explica un dispositivo muy Ref . 247588 eficiente y compacto.

Como se asevera anteriormente, la presente invención generalmente se refiere al rastreo de dispositivos alargados, particularmente el rastreo óptico de dispositivos médicos (por ejemplo, endoscopios, catéteres y cables guía) . El detector de rayos x flexible con detección óptica de forma puede utilizarse para una reconstrucción de forma tridimensional ("3D"). El detector de rayos x flexible con detección óptica de forma utiliza fibra óptica embebida dentro de un dispositivo alargado.

La técnica de la reconstrucción de forma de una fibra multi-núcleo involucra tres pasos.

El primer paso involucra una fibra multi-núcleo que se interroga con reflectometría del dominio de frecuencia óptica, que resulta en la medición de ambas, una amplitud y una fase de una reflexión para cada núcleo como una función de la longitud de onda. La reflexión puede invocarse por las estructuras periódicas embebidas (por ejemplo, Malla Reticular de Bragg para Fibra) o por variaciones aleatorias no periódicas en el índice de refracción (por ejemplo, dispersión Rayleigh) .

El segundo paso involucra un cálculo de la tensión en cada núcleo en múltiples posiciones a lo largo de la fibra del espectro de reflexión.

El tercer paso involucra una reconstrucción de forma 3D de la fibra óptica por medio de la combinación de los varios datos de tensión. En particular, las mediciones de la tensión pueden convertirse en ángulos de rotación y las matrices de rotación asociadas pueden utilizarse para actualizar un vector tangente, un vector normal y un vector binominal (es decir columnas de una matriz Jacobiana) . Sin embargo, la técnica falla al dirigir cómo los elementos de línea de la fibra se calculan o cómo la matriz para la conversión de las mediciones de la tensión se establece.

El inventor de la presente invención ha apreciado que un dispositivo mejorado para la detección combinada de la posición y la dosis de radiación es benéfico, y tiene una consecuencia considerada en la presente invención.

Breve Descripción de la Invención Habría sido ventajoso obtener un sistema para radioterapia en donde el movimiento en el paciente puede compensarse. En general, la invención preferiblemente busca mitigar, aliviar o eliminar una o más de las desventajas antes mencionadas individualmente o en cualquier combinación. En particular, se puede ver como un objeto de la presente invención proporcionar un método que resuelve los problemas antes mencionados, u otros problemas, de la técnica anterior.

Los principios de la presente pueden proporcionar beneficios tales como, por ejemplo, mejor retroalimentación para que un médico ubique y haga avanzar la radioterapia dentro de la anatomía de un paciente.

Para tratar mejor una o más de estas inquietudes, en un primer aspecto de la invención se presenta un sistema de radioterapia que comprende una fuente de radiación movible para dirigir y proporcionar radiación a un área objetivo designada o volumen objetivo, un instrumento flexible alargado que comprende un dispositivo sensor que detecta la dosis de radiación recibida en el dispositivo sensor, el dispositivo sensor incluye un blindaje que convierte la luz entrante en luz visible, un dispositivo óptico perceptor de forma dispuesto dentro del instrumento flexible y configurado para determinar una forma del instrumento flexible con relación a una referencia, el dispositivo para la detección de la forma configurado para recolectar información con base en su configuración para representar gráficamente una estructura intraluminal durante un procedimiento, un detector conectado al dispositivo sensor para detectar la luz visible y así determinar la dosis de radiación recibida en el dispositivo sensor, y un procesador para operar la fuente de radiación movible con relación a una dosis de radiación objetivo predeterminada y la dosis de radiación determinada.

El sistema de radioterapia comprende una fuente de radiación, tal como una fuente de rayos x u otra fuente adecuada para proporcionar radiación para radioterapia. La fuente de radiación puede montarse en un brazo movible por lo tanto proveyendo una fuente de radiación movible para dirigir y proporcionar radiación a un área objetivo o volumen objetivo designado, por ejemplo dirigir la radiación hacia un tumor en un paciente.

Además se proporciona un instrumento flexible alargado. El instrumento flexible alargado se configura o adapta para ser insertado en el paciente y para ubicarse en el área o volumen objetivo. Como el instrumento flexible alargado comprende un dispositivo sensor, un blindaje y un dispositivo óptico perceptor de forma del instrumento flexible alargado proporciona al menos información con relación a la posición del instrumento flexible alargado y la cantidad de radiación recibida en esa posición. Esto permite la detección del movimiento del paciente, por ejemplo debido a la respiración u otras razones, y por medio de la detección de estos movimientos, la radiación puede dirigirse a la nueva ubicación del área objetivo o volumen objetivo.

El sistema de detección óptica de forma se emplea para rastrear la posición del volumen objetivo o área objetivo. El sistema de la presente también permite la rápida adquisición de barridos volumétricos tridimensionales (3D) de un catéter o un segmento distal alargado del radio de acción. Esto proporciona una representación gráfica electrónica o determinación de la posición del espacio volumétrico 3D, y proporciona nubes de puntos volumétricos que pueden facilitar el registro y segmentación de grupos de datos intra/pre-procesalmente adquiridos.

En general el sistema proporciona la obtención de imágenes ópticas con base en interferometría del dominio de frecuencia utilizando un láser de barrido de longitud de onda rápidamente calibrado. La tomografía de coherencia óptica permite la obtención de imágenes transversales mínimamente invasiva de muestras biológicas y se ha investigado para numerosas aplicaciones en biología y medicina. En la mayor parte de los sistemas topográficos de coherencia óptica, se proporciona una alineación unidimensional (profundidad) por la interferometría de baja coherencia en donde la diferencia de la longitud de la trayectoria óptica entre la referencia del interferómetro y los brazos de muestra se escanean linealmente con el tiempo.

Una forma de la presente invención incluye un sistema de detección óptica de forma empleando el instrumento flexible alargado, una fibra óptica embebida dentro del instrumento flexible alargado con la fibra óptica incluyendo uno o más núcleos, una consola de interrogación óptica y un reconstructor de forma 3D. En operación, la consola de interrogación óptica genera los datos de espectro de reflexión indicativos de una medición de ambas amplitud y fase de una reflexión para cada núcleo de la fibra óptica como una función de la longitud de onda y el reconstructor de forma 3D reconstruye una forma 3D de la fibra óptica. El reconstructor de forma 3D ejecuta una generación de los datos de tensión local para una pluralidad de posiciones a lo largo de la fibra óptica sensible a los datos de espectro de reflexión, una generación de los datos de la curvatura local y el ángulo de torsión como una función de cada tensión local a lo largo de la fibra, y una reconstrucción de la forma 3D de la fibra óptica como una función de cada curvatura local y ángulo de tensión a lo largo de la fibra óptica.

Ventajosamente el blindaje es un blindaje de cintilación. El blindaje preferiblemente se localiza en una o más fibras ópticas en el instrumento flexible. El blindaje puede optimizarse para diferentes energías de la radiación entrante, por ejemplo para energías de rayos x diagnósticas, o para energías de fotón utilizadas en radioterapia.

Ventajosamente el dispositivo sensor comprende múltiples áreas de blindaje distribuidas a lo largo de una longitud del dispositivo detector. Al tener múltiples sitios o áreas de blindaje distribuidas a lo largo de una parte del dispositivo detector se obtiene una mejor resolución.

Ventajosamente el dispositivo sensor incluye un volumen configurable con un blindaje. El volumen configurable después puede utilizarse en tal forma que puede obtenerse un muestreo espacial 3D más extendido de dosis / características espectrales y reconstruirse cuando se combinan las escasas mediciones con un modelo biofísico/dosis apropiado para obtener un mapa volumétrico 3D de las características de espectro de dosis/radiación durante o después, del procedimiento. Ventajosamente el volumen configurable puede establecerse utilizando un balón desplegable, un dispositivo de filtro, una hélice o una de sus combinaciones. La modalidad específica puede seleccionarse con base en el tipo de tejido que el dispositivo se va a insertar.

Ventajosamente el dispositivo detector óptico de forma puede incluir una fibra óptica que tiene al menos una configuración de interrogación de Malla Reticular de Bragg para Fibra (FBG, por sus siglas en inglés) y/o diseminación Rayleigh para detectar la tensión en la fibra. El uso de fibra óptica o fibras ópticas permite que el dispositivo sea flexible. Otros materiales o estructuras pueden concebirse.

Ventajosamente el dispositivo detector óptico de forma incluye un área de mayor sensibilidad mediante la inclusión de un área con un mayor número de fibras ópticas con sensores ópticos de tensión. Por ejemplo, el dispositivo detector óptico de forma puede tener un área en donde un número de fibras ópticas con sensores ópticos de tensión está presente, en otro hay otro número de fibras ópticas con sensores ópticos de tensión presente, y de esta forma un área que tiene mayor sensibilidad con sensores ópticos de tensión presentes, y de esta forma un área que tiene mayor sensibilidad puede establecerse. Entre más alta es la sensibilidad puede ayudar a obtener una mejor resolución en la determinación de la posición del dispositivo. Puede ser ventajoso tener un área con una fibra óptica con sensores ópticos de tensión que definen un área que tiene una primera sensibilidad, y otra área que tiene cuatro fibras ópticas con sensores ópticos de tensión que definen una sensibilidad mayor que la primera sensibilidad..

Ventajosamente el dispositivo detector óptico de forma puede incluir una, o más de una forma espiral, una forma anular, una forma de línea recta o curva y/o de bucle. Los diferentes dispositivos proporcionan diferentes efectos por ejemplo mejor adaptación a un órgano y/o tumor específico, y la elección específica puede depender de la aplicación clínica prevista.

En un segundo aspecto la presente invención proporciona un dispositivo sensor que detecta la dosis de radiación recibida en el dispositivo sensor. De acuerdo con las enseñanzas de la presente invención el dispositivo sensor puede comprender un cuerpo flexible con una sección transversal comparativamente pequeña con relación a la longitud del dispositivo, un blindaje en el cuerpo flexible, la el blindaje convierte la radiación entrante en luz visible, y un dispositivo óptico perceptor de forma dispuesto dentro del cuerpo flexible y configurado para determinar una forma del instrumento flexible con relación a una referencia, el dispositivo para la detección de la forma configurado para recolectar información con base en su configuración para representar gráficamente una estructura intraluminal durante un procedimiento.

El dispositivo sensor de acuerdo con el segundo aspecto puede incluir cualquiera de las características mencionadas con relación al primer aspecto.

Por ejemplo el blindaje puede ser ventajosamente un blindaje de cintilación. Además ventajosamente el sensor además puede comprender un volumen configurable con un blindaje. Aún más ventajosamente el volumen configurable puede establecerse utilizando un balón desplegable, una canasta, un dispositivo de filtro, una hélice o una de sus combinaciones. El volumen configurable puede adaptarse para ajustarse o tener una geometría correspondiente a un órgano específico o forma de tumor.

En un tercer aspecto la presente invención proporciona un método de operación de un sistema de radioterapia que comprende una fuente de radiación movible para dirigir y proporcionar radiación a un área objetivo designada o volumen objetivo, un instrumento flexible alargado que comprende un dispositivo sensor que detecta la dosis de radiación recibida en el dispositivo sensor, el dispositivo sensor incluye a el blindaje convierte la radiación entrante en luz visible, un dispositivo óptico perceptor de forma dispuesto dentro del instrumento flexible y configurado para determinar una forma del instrumento flexible con relación a una referencia, el dispositivo para la detección de la forma configurado para recolectar información con base en su configuración para representar gráficamente una estructura intraluminal durante un procedimiento, un detector conectado al dispositivo sensor para detectar la luz visible y así determinar la dosis de radiación recibida en el dispositivo sensor, y un procesador para operar la fuente de radiación movible con relación a una dosis de radiación objetivo predeterminada y la dosis de radiación determinada. El método puede comprender los pasos de ubicar la fuente de radiación movible para así dirigir y proporcionar radiación al área objetivo o volumen objetivo designado, detectando la dosis de radiación recibida en el dispositivo sensor, y operando la fuente de radiación movible en respuesta a la dosis detectada de la radiación recibida.

El método puede ser implementado por computadora para así controlar la operación de un sistema, por ejemplo de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención. El dispositivo sensor preferiblemente es un dispositivo sensor de acuerdo con el segundo aspecto de la presente invención.

El método proporciona la posibilidad de llevar a cabo radioterapia mientras se toma en cuenta el movimiento en el paciente, por ejemplo debido a la respiración como se describe anteriormente. Por lo tanto se obtiene una radioterapia más eficiente y el paciente se somete a menos radiación como la radiación suministrada es más eficiente, esto puede resultar en menos sesiones de radioterapia, ancho de rayo de luz reducido de la fuente de radiación como el rayo de luz puede enfocarse mejor durante la terapia y otros efectos benéficos de rastreo de movimiento en el volumen o área objetivo.

Ventajosamente el método puede comprender el paso de determinar la posición del dispositivo sensor utilizando la diseminación óptica Rayleigh.

Ventajosamente el método puede comprender el paso de determinar la orientación del miembro flexible alargado utilizando el dispositivo detector óptico de forma.

En general los varios aspectos de la invención pueden combinarse y acoplarse en cualquier forma posible dentro del alcance de la invención. Estos y otros aspectos, características y/o ventajas de la invención serán evidentes de y se dilucidarán con referencia a las modalidades descritas a continuación.

Breve Descripción de las Figuras Las modalidades de la invención se describirán, a manera de ejemplo solamente, con referencia a las figuras, en donde La FIG. 1 ilustra esquemáticamente una configuración de la reflectometría de dominio de frecuencia óptica utilizando una fuente de luz sintonizable y un interferómetro de fibra óptica, La FIG. 2 ilustra esquemáticamente un sistema de detección óptica de forma, La FIG. 3 ilustra esquemáticamente a catéter con un número se diferentes blindajes de cintilación a lo largo del catéter para mediciones de radiación en línea, La FIG. 4 ilustra esquemáticamente un catéter con un blindaje para medir la radiación en la punta del catéte4r para la guía en línea de un sistema de radioterapia, La FIG. 5 ilustra esquemáticamente un arreglo dosímetro de fibra brillante / malla de detector de fotón flexible con detección de forma, La FIG. 6 ilustra esquemáticamente los pasos de un método de acuerdo con la presente invención, La FIG. 7 ilustra esquemáticamente un dispositivo sensor con un volumen configurable en un estado relajado, y La FIG. 8 ilustra esquemáticamente un dispositivo sensor con un volumen configurable en un estado acoplado.

Descripción Detallada de la Invención La presente describe sistemas y métodos para un dispositivo detector de la dosis de radiación en combinación con un sistema de rastreo de fibra óptica para detección de forma. El dispositivo adicionalmente puede diseñarse para obtener imágenes utilizando un intervalo de diferentes formas que incluyen, pero no se limitan a la obtención de imágenes de rayos x kv o V en la estructura de la radioterapia, o Ultrasonido, además la obtención de imágenes pre- intervención incluye pero no se limita a CT, MR, rayos X, obtención de imágenes de ultrasonido podrían llevarse a cabo. Las modalidades de la presente pueden hacer uso de las capacidades de reconstrucción de forma de definición volumétrica con base en la detección óptica de la forma para el procesamiento en vivo de datos de obtención de imágenes 3D para optimizar el tratamiento de radiación.

La Fig. 1 ilustra esquemáticamente los principios en una configuración de un sistema 1 para la reflectometría del dominio de frecuencia utilizando una fuente de luz 2 sintonizable y un interferómetro de fibra óptica. La salida de la fuente de luz 2 se desplaza a través de un divisor 3 que dirige una parte de la señal dentro de brazo de referencia 4 y la parte restante de la señal en un brazo de muestra 5 que ilumina y recibe la luz reflejada en el área 6.

El área 6 corresponde a las áreas de blindaje 54 descritas más adelante.

La interferencia entre la señal devuelta del brazo de referencia y la señal devuelta del brazo muestra se detecta con un foto detector de la ley del cuadrado 7 mientras la longitud de onda de la fuente monocromática se barre y las longitudes de trayectoria del brazo de referencia y de muestra se mantienen constantes. El perfil de reflectividad axial (línea A) se obtiene por la transformación de Fourier discreta (DFT, por sus siglas en inglés) de las señales del detector muestreadas. Los principios son similares a los utilizados en los sistemas descritos a continuación.

La FIG. 2 ilustra esquemáticamente un sistema de detección óptica de forma que emplea un núcleo óptico 10 embebido dentro un dispositivo alargado 20. En la práctica, la fibra óptica 10 puede ser cualquier tipo de fibra óptica adecuado para el rastreo óptico del dispositivo alargado 20. Los ejemplo de fibra óptica 10 incluyen, pero no se limitan a una fibra de vidrio o plástico ópticamente transparente flexible que incorpora un arreglo de rejillas de fibra Bragg integradas a lo largo de la longitud de la fibra como se conoce en la técnica, y una fibra de vidrio o plástica ópticamente transparente flexible con variaciones naturales en su índice de refracción óptica que aparece a lo largo de la longitud de la fibra como se conoce en la técnica (por ejemplo, una fibra óptica con base en la dispersión Rayleigh) . La fibra óptica 10 puede ser una fibra de un solo núcleo, o preferiblemente, una fibra multi-núcleo .

En la práctica, el dispositivo alargado 20 puede ser cualquier tipo de dispositivo adecuado embeber una fibra óptica en el mismo con el propósito de rastrear ópticamente el dispositivo alargado. Los ejemplos de dispositivo alargado 20 incluyen, pero no se limitan a, un endoscopio de cualquier tipo, un catéter y un guía monofiliar.

Aun haciendo referencia a la FIG. 2, el sistema además utiliza una consola de interrogación óptica 30 y un reconstructor de forma 3D 40.

En la práctica, la consola de interrogación óptica 30 puede ser cualquier dispositivo o sistema estructuralmente configurado para transmitir la luz a la fibra óptica 10 y recibir la luz reflejada de la fibra óptica 10. En una modalidad, la consola de interrogación óptica 30 utiliza un reflectómetro del dominio óptico de Fourier y otros componentes electrónicos/dispositivos apropiados conocidos en la técnica.

Para propósitos de la presente invención, el reconstructor de forma 3D 40 se define ampliamente en la presente como cualquier dispositivo o sistema estructuralmente configurado para convertir los datos de espectro de reflexión medidos de fibra óptica 10 en una forma 3D de la fibra óptica 10 y el dispositivo alargado 20. El reconstructor de forma 3D 40 incluye un procesador para realizar cálculos adecuados.

Una modalidad de la invención se ilustra en la Fig. 3 en donde un dispositivo sensor 50 que detecta la dosis de radiación recibida en el dispositivo sensor se ilustra esquemáticamente. El dispositivo sensor 50 comprende un cuerpo flexible 52 con una sección transversal que es comparativamente pequeña con relación a la longitud del dispositivo 50. El dispositivo sensor 50 incluye el blindaje 54 en el cuerpo flexible 52, en esta modalidad tres áreas de blindaje se ilustran, en otras modalidades son provistas más o menos áreas. El blindaje 54 convierte la radiación entrante en luz visible. El dispositivo sensor 50 incluye un dispositivo óptico perceptor de forma dispuesto dentro del cuerpo flexible y configurado para determinar una forma del instrumento flexible con relación a una referencia, el dispositivo para la detección de la forma configurado para recolectar información con base en su configuración para representar gráficamente una estructura intraluminal durante un procedimiento. El sensor 50 puede utilizarse junto con un aparato como se describe con relación a la Fig. 1 y/o 2, por ejemplo la consola de interrogación óptica 30.

La Fig. 4 ilustra esquemáticamente un sistema de radioterapia 56 que comprende una fuente de radiación movible 18 para dirigir y proporcionar radiación a un área objetivo o volumen objetivo designado 60. Se provee un instrumento flexible alargado 62. El instrumento flexible alargado 62 es del tipo descrito con relación a la Fig. 3 y compren de cualquiera de la características mencionadas con relación a las explicadas en la presente. El sensor 62 está conectado a un sistema óptico 64 similar a la consola de interrogación óptica 30 descrita anteriormente. El sistema 64 comprende un detector 67 que está conectado al dispositivo sensor para detectar la luz visible. En esta forma, el detector es capaz de determinar la dosis de radiación recibida en el dispositivo sensor. El sistema 64 además comprende un procesador 66 para llevar a cabo los pasos del método mencionados descritos más adelante. El procesador 66 se configura o adapta para operar la fuente de radiación movible 18 con relación a la dosis de radiación objetivo predeterminada y la dosis de radiación determinada. El procesador puede configurarse o adaptarse vía un producto de software implementando los pasos del método de acuerdo con la presente invención. El procesador en algunas modalidades puede estar constituido por varios procesadores, en donde un procesador se configura o adapta para operar la parte de la radioterapia y otro procesador se adapta para realizar las mediciones. Además el procesador 66 se utiliza para dirigir la radiación hacia el área o volumen objetivo designado 60 según se mueve el paciente, por ejemplo respira. Esto se hace en respuesta a la determinación de la posición de la fibra como se describe en otra parte.

La percepción óptica de la forma, en general, utiliza fibras ópticas especiales que se integran en un catéter o dispositivo y se conectan a una unidad de análisis fuera del cuerpo del paciente. La posición y la forma de la fibra se miden en tiempo real utilizando modelaje y análisis de la dispersión óptica Rayleigh con respecto a la unidad de análisis acoplada a un extremo del dispositivo. Con el fin de combinar esta percepción óptica de la forma con una unidad de medición de radiación, se agregan una o más fibras ópticas adicionales que tienen un blindaje brillante en una o un número de distancias a lo largo del dispositivo, que se ilustra por ejemplo en la Fig. 3.

Los blindajes brillantes pueden optimizarse para diferentes energías de radiación entrante, por ejemplo para energías de rayos X de diagnóstico o para energías de fotón en luz visible y por lo tanto, permiten la cuantificación de la radiación que llega a diferentes áreas del catéter o su punta.

En el escenario mencionado anteriormente, el dispositivo, es decir el instrumento flexible alargado, ventajosamente puede utilizarse como sigue: - En radioterapia el dispositivo se ubica cerca de o se inserta en el tumor. El dispositivo se utiliza para medir o determinar la posición 3D continuamente y por lo tanto guía el rayo de radiación de la unidad de radioterapia aún en el caso del movimiento por la respiración, el movimiento cardíaco, el movimiento peristáltico, u otros movimientos inducidos por el paciente. Además, el rayo se controla por el dispositivo cuantificando la dosis aplicada al tumor por la medición en tiempo real vía el sensor de radiación integrado. En el caso de que el sensor mida ninguna o baja radiación, el rayo de radiación puede modularse en intensidad o apagarse que no está llegando más al tumor en cercana proximidad al sensor. Puede activarse una recalibración/reorientación del sistema por el ciclo de control de retroalimentación de detección de dosis. Si la dosis medida en la punta del dispositivo llega al límite de sesión la radiación se detiene.

- La medición de la forma de la articulación / ubicación con mediciones de dosimetría de radiación pueden explotarse dentro de un nuevo instrumento moldeado en donde la distribución de la distribución de la forma de la detección de dosis se extiende sobre un volumen configurable / extensión espacial (por ejemplo vía un balón desplegable, dispositivo de filtro, o hélice) . En tal forma, puede obtenerse un muestreo espacial 3D extendido / características espectrales y reconstruirse cuando se combinan las escasas mediciones con un modelo biofísico/dosis apropiado para obtener el mapa volumétrico 3D de las características del espectro de dosis/radiación en el procedimiento. Estas mediciones también pueden combinarse con otras mediciones de parámetros biofísicos por ejemplo flujo, temperatura, etc., para obtener cambios tanto funcionales como morfológicos inducidos por radioterapia.

- El sensor de sonda de radiación puede barrerse a tiempo con el registro continuo de las mediciones del sensor para obtener un mapa volumétrico que evoluciona dinámicamente de los efectos de la radioterapia.

- Las mediciones de la dosis de radiación en segmentos diferenciales del sensor de dosis flexible alargado pueden utilizarse en un modelo de computación de suministro de radioterapia para activar automáticamente la modulación de las propiedades del rayo de terapia u otras funcionalidades del sistema para la obtención de imágenes/terapia.

Ventajas y aplicaciones: Pueden surgir escenarios adicionales en una combinación con intervenciones guiadas de medicina nuclear.

Los blindajes que se conectan al catéter/dispositivo pueden ser solamente blindajes parciales o puede ser radiación blindada, con el fin de derivar información direccional adicional sobre la radiación que llega al catéter/dispositivo.

En una modalidad, como se ilustra esquemáticamente en la Fig. 5, un arreglo dosímetro de fibra brillante 68 puede construirse con una fibra entretejida detectora de la forma o una fibra brillante detectora de la forma. Esta configuración permite que un dispositivo de tipo correa o arreglo de sensor de matriz/flexible que conforma el contorno del cuerpo/órgano similar pueda rastrear la deformación del órgano así como aplicar la dosis localmente para radioterapia de rayo externa .

La Fig. 6 ilustra esquemáticamente los pasos de una modalidad de un método 70 para operar un sistema de radioterapia que comprende una fuente de radiación movible para dirigir y proporcionar radiación a un área objetivo designada o volumen objetivo, un instrumento flexible alargado que comprende un dispositivo sensor que detecta la dosis de radiación recibida en el dispositivo sensor, el dispositivo sensor incluye a el blindaje convierte la radiación entrante en luz visible, un dispositivo óptico perceptor de forma dispuesto dentro del instrumento flexible y configurado para determinar una forma del instrumento flexible con relación a una referencia, el dispositivo para la detección de la forma configurado para recolectar información con base en su configuración para representar gráficamente una estructura intraluminal durante un procedimiento, un detector conectado al dispositivo sensor para detectar la luz visible y así determinar la dosis de radiación recibida en el dispositivo sensor, y un procesador para operar la fuente de radiación movible con relación a una dosis de radiación objetivo predeterminada y la dosis de radiación determinada, el método comprende los pasos de colocar 72 la fuente de radiación movible para así dirigir y proporcionar radiación al área objetivo o volumen objetivo designado, detectar 74 la dosis de radiación recibida en el dispositivo sensor, y operar 76 la fuente de radiación movible en respuesta a la dosis detectada de radiación recibida. El método preferiblemente se utiliza para controlar y operar un sistema como se describe en la Fig. 4.

El método preferiblemente se implementa en computadora y puede incluir los pasos que operan cualquiera de las características del sistema descrito con relación a la Fig. 1 o 2 y/o utilizando el dispositivo descrito con relación a la Fig. 3 o 5.

La Fig. 7 ilustra esquemáticamente un dispositivo sensor 80 con un volumen configurable , aquí en la forma de un balón 82, en un estado relajado. El balón 82 puede empacarse en un catéter cuando se está insertando a través del cuerpo de un paciente y después desplegarse en el estado ilustrado en la Fig. 7. En el balón 82, o en superficie, se monta un número de sensores de dosis 84.

La Fig. 8 ilustra esquemáticamente el dispositivo sensor 80 con un volumen configurable, es decir el balón 82, en un estado acoplado. El volumen configurable puede acoplarse por el uso de un gas inerte o similar.

A pesar de que la invención ha sido ilustrada y descrita en detalle en las figuras, y la descripción anterior, tal ilustración y descripción se considerarán como ilustrativas o ejemplares y no restrictiva; la invención no está limitada a las modalidades descritas. Pueden entenderse y efectuarse otras variaciones a las modalidades descritas por los expertos en la técnica en la práctica de la invención reivindicada, a partir de un estudio de las figuras, la descripción, y las reivindicaciones anexas. En las reivindicaciones, las palabras "que comprende" no excluyen otros elementos o pasos, y el artículo indefinido "un" o "uno, una" no excluyen una pluralidad. Un solo procesador u otra unidad pueden cumplir las funciones de varios aspectos mencionados en las reivindicaciones. El mero hecho de que ciertas medidas se mencionan en reivindicaciones dependientes mutuamente diferentes no indicas que una combinación de estas medidas no pueda utilizarse ventajosamente. Un programa de computadora puede almacenarse/distribuirse en un medio adecuado, tal como un medio de almacenamiento óptico o un medio de estado sólido suministrado junto con, o como parte de otro hardware, pero también puede distribuirse en otras formas, tal como vía el Internet u otros sistemas de telecomunicaciones cableados o inalámbricos. Cualquier signo de referencia en las reivindicaciones no deberá construirse como limitante del alcance.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (15)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un dispositivo sensor que detecta la dosis de radiación recibida en el dispositivo sensor, caracterizado porque comprende : un cuerpo flexible con una sección transversal que es comparativamente pequeña con relación a la longitud del dispositivo, un blindaje en el cuerpo flexible, el blindaje convierte la radiación entrante en luz visible, y un dispositivo óptico perceptor de forma dispuesto dentro del cuerpo flexible y configurado para determinar una forma del dispositivo sensor con relación a una referencia, el dispositivo para la detección de la forma configurado para recolectar información con base en su configuración para representar gráficamente una estructura intraluminal durante un procedimiento.

2. El dispositivo sensor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el blindaje es un blindaje brillante.

3. El dispositivo sensor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un volumen configurable con un blindaje.

4. El dispositivo sensor de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el volumen configurable se establece utilizando un balón desplegable, un dispositivo de canasta, un dispositivo de filtro, una hélice o una de sus combinaciones.

5. Un sistema de radioterapia, caracterizado porque comprende un dispositivo óptico perceptor de forma de conformidad- con la reivindicación 1, y además comprende: una fuente de radiación movible para dirigir y proporcionar radiación a un área objetivo designada o volumen objetivo designado, un detector conectado al dispositivo sensor para detectar la luz visible y así determinar la dosis de radiación recibida en el dispositivo sensor, y un procesador para operar la fuente de radiación movible con relación a una dosis de radiación objetivo predeterminada y la dosis de radiación determinada.

6. El sistema de radioterapia de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el blindaje es un blindaje brillante.

7. El sistema de radioterapia de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el dispositivo sensor comprende múltiples áreas de blindaje distribuidas a lo largo de la longitud del dispositivo detector.

8. El sistema de radioterapia de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el dispositivo sensor incluye a volumen configurable con un blindaje.

9. El sistema de radioterapia de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el volumen configurable se establece utilizando un balón desplegable, un de canasta, un dispositivo de filtro, una hélice o una de sus combinaciones .

10. El sistema de radioterapia de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el dispositivo detector óptico de forma incluye una fibra óptica con al menos una configuración de interrogación de Malla Reticular de Bragg para Fibra (FBG) y/o una dispersión Rayleigh para detectar la tensión en la fibra.

11. El sistema de radioterapia de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el dispositivo detector óptico de forma incluye un área de mayor sensibilidad mediante la inclusión de un área con un mayor número de fibras ópticas con sensores ópticos de tensión.

12. El sistema de radioterapia de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el dispositivo detector óptico de forma incluye una de una forma espiral, una forma anular, una forma de línea recta o curva y/o una forma de bucle.

13. Un método para operar un sistema de radioterapia, caracterizado porque comprende una fuente de radiación movible para dirigir y proporcionar radiación a un área objetivo o volumen objetivo designado, un instrumento flexible alargado que comprende un dispositivo sensor que detecta la dosis de radiación recibida en el dispositivo sensor, el dispositivo sensor incluye un blindaje que convierte la radiación entrante en luz visible, un dispositivo óptico perceptor de forma dispuesto dentro del instrumento flexible y configurado para determinar una forma del instrumento flexible con relación a una referencia, el dispositivo para la detección de la forma configurado para recolectar información con base en su configuración para representar gráficamente una estructura intraluminal durante un procedimiento, un detector conectado al dispositivo sensor para detectar la luz visible y así determinar la dosis de radiación recibida en el dispositivo sensor, y un procesador para operar la fuente de radiación movible con relación a una dosis de radiación objetivo predeterminada y la dosis de radiación determinada, que comprende los pasos de: colocar la fuente de radiación movible para así dirigir y proporcionar radiación al área objetivo o volumen objetivo designado, detectar la dosis de radiación recibida en el dispositivo sensor, y operar la fuente de radiación movible en respuesta a la dosis de radiación recibida detectada.

14. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la posición del dispositivo sensor se determina utilizando la dispersión óptica de Rayleigh.

15. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque además comprende: determinar la orientación del miembro flexible alargado utilizando el dispositivo detector óptico de forma.