ES2303403B1 - METHOD AND SYSTEM FOR THE VALIDATION OF AN EXTERNAL RADIOTHERAPY TREATMENT. - Google Patents
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Abstract
Método y sistema para la validación de un tratamiento de radioterapia externa.Method and system for the validation of a external radiotherapy treatment.
Método (1) y sistema (14) para la validación de un tratamiento de radioterapia externa, que realiza la visualización conjunta de una representación gráfica digital (10) de unos parámetros de planificación (2) generados en un proceso de planificación (5) y de una imagen de vídeo (8) del paciente (3) obtenida en un proceso de simulación,y permite la modificación in-situ, validación y exportación de los parámetros de planificación (2) para su uso posterior en un proceso de aplicación (9) del tratamiento sobre el paciente (3). La invención permite realizar la validación de los parámetros de planificación (2) de forma rápida y precisa, y en tiempo real, especialmente ventajosa en situaciones en las que no se dispone de un colimador apropiado en el proceso de simulación (7).Method (1) and system (14) for the validation of an external radiotherapy treatment, which performs the joint visualization of a digital graphic representation (10) of planning parameters (2) generated in a planning process (5) and of a video image (8) of the patient (3) obtained in a simulation process, and allows the on-site modification, validation and export of the planning parameters (2) for later use in an application process (9 ) of the treatment on the patient (3). The invention allows validation of the planning parameters (2) quickly and accurately, and in real time, especially advantageous in situations where an appropriate collimator is not available in the simulation process (7).
Description
Método y sistema para la validación de un tratamiento de radioterapia externa.Method and system for the validation of a external radiotherapy treatment.
La invención se refiere a un método y aparato para realizar la validación de la planificación un tratamiento de radioterapia externa de tumores en pacientes.The invention relates to a method and apparatus to carry out the planning validation a treatment of External radiotherapy of tumors in patients.
La radioterapia externa, procedimiento según el
cual se aplica una radiación de alta intensidad sobre un tumor de
un paciente a la vez que se evita radiar zonas sanas sensibles
próximas al tumor, es uno de los procedimientos más importantes en
el tratamiento del cáncer en la actualidad. Alrededor del 50% de
todos los enfermos de cáncer son tratados mediante esta técnica, la
cual se aplica normalmente en clínicas con servicios de
radiooncología. El equipamiento empleado tiene, por lo general, un
coste de millones de euros, por lo que el número de instalaciones
suele ser reducido. Por lo tanto, existe una gran necesidad en el
ámbito sanitario en incrementar la eficiencia del tratamiento a la
vez que se reducen los costes por paciente y se aumenta la
rentabilidad de la inversión en el equipa-
miento.External radiotherapy, a procedure according to which high intensity radiation is applied to a tumor of a patient while avoiding radiating sensitive healthy areas near the tumor, is one of the most important procedures in the treatment of cancer today . About 50% of all cancer patients are treated by this technique, which is usually applied in clinics with radiology services. The equipment used generally has a cost of millions of euros, so the number of facilities is usually reduced. Therefore, there is a great need in the healthcare field to increase the efficiency of treatment while reducing costs per patient and increasing the profitability of investment in equipment.
I lie.
El dispositivo principal del equipamiento de radioterapia en los servicios de radiooncología es el acelerador lineal, el cual genera los rayos X de alta energía que se dirigen a zonas tumorales concretas del paciente. Dichos rayos X se aplican sobre el paciente con una cierta dosis (intensidad y duración), un cierto ángulo de irradiación y un cierto campo de irradiación, debiendo estar este último lo más adaptado posible a la forma del tumor del paciente.The main device of the equipment of radiotherapy in radiology services is the accelerator linear, which generates the high-energy X-rays that are directed at specific tumor areas of the patient. These x-rays apply on the patient with a certain dose (intensity and duration), a certain irradiation angle and a certain irradiation field, the latter must be as adapted as possible to the shape of the patient tumor
El segundo dispositivo clave del equipamiento de radioterapia en los servicios de oncología radioterápica es el simulador, el cual interviene de forma previa al acelerador lineal y se utiliza para generar rayos X de baja intensidad que sirven para validar el tratamiento que el paciente recibirá posteriormente mediante el acelerador lineal en la sala de radioterapia.The second key device of the equipment of radiotherapy in radiotherapy oncology services is the simulator, which intervenes prior to the linear accelerator and It is used to generate low intensity X-rays that serve to validate the treatment that the patient will receive later using the linear accelerator in the radiotherapy room.
El procedimiento normalmente ejecutado en la actualidad para llevar a cabo un tratamiento de radioterapia externa sobre un paciente puede resumirse en las siguientes fases:The procedure normally executed in the actuality to carry out a radiotherapy treatment external on a patient can be summarized in the following phases:
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- Una primera fase de planificación, en la cual mediante aplicaciones de software específicas se planifica el tratamiento que va a recibir el paciente. Dicha planificación incluye el cálculo de parámetros tales como el campo de irradiación, el ángulo de irradiación, la dosis de la irradiación, el número de sesiones, etc. Generalmente, las aplicaciones de software específicas suelen requerir la realización de una tomografía computerizada previa del paciente.A first planning phase, in which through applications of specific software is planned the treatment that will receive the patient. This planning includes the calculation of parameters such as the irradiation field, the irradiation angle, the irradiation dose, number of sessions, etc. Usually, specific software applications usually require the prior computerized tomography of the patient.
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- Una segunda fase de simulación, en la cual mediante el simulador se aplican sobre el paciente rayos X de menor intensidad que los del acelerador lineal. Dichas imágenes de rayos X obtenidas se ven en directo desde un televisor de la sala de control del simulador.A second simulation phase, in which the simulator uses X-rays of less intensity are applied to the patient than those of linear accelerator These obtained X-ray images are seen in direct from a television in the control room of the simulator.
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- Una tercera fase de validación, en la cual se confrontan las imágenes de la simulación con el tratamiento obtenido en la fase de planificación, y se analiza si dicho tratamiento es apto para la zona del paciente visible en las imágenes obtenidas en la fase de simulación. En función de las conclusiones obtenidas durante esta validación, puede ser necesario acudir nuevamente a las aplicaciones de software de planificación para variar algún parámetro asociado a la planificación, y realizar nuevamente una posterior simulación. Esta iteración por lo tanto ha de repetirse tantas veces como sea necesario hasta que la validación da resultados positivos y la planificación del tratamiento se da por apta.A third phase of validation, in which the images are confronted of the simulation with the treatment obtained in the phase of planning, and it is analyzed if said treatment is suitable for visible patient area in the images obtained in the phase of simulation. Based on the conclusions obtained during this validation, it may be necessary to go back to the planning software applications to vary some parameter associated with the planning, and perform a subsequent simulation. This iteration must therefore be repeated. as many times as necessary until validation gives positive results and treatment planning is given by fit
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- Una cuarta fase de aplicación, en la cual el tratamiento final obtenido tras superar la fase de validación es aplicado sobre el paciente mediante el acelerador lineal.A fourth phase of application, in which the final treatment obtained after passing the validation phase it is applied to the patient using the linear accelerator.
En lo que se refiere al campo de irradiación, originalmente los aceleradores lineales eran únicamente capaces de suministrar a los pacientes campos rectangulares definidos mediante dos mordazas de plomo situadas a 90º entre sí. Tras una importante evolución, la última generación de aceleradores lineales incorpora colimadores multiláminas, mediante los cuales se pueden crear campos de formas muy variadas y por lo tanto conseguir una radiación de tumores mucho más precisa y el mismo tiempo proteger zonas sensibles circundantes al tumor. Los colimadores multiláminas son unos dispositivos provistos de una serie de láminas metálicas paralelas dispuestas de forma diferente para delimitar una abertura o campo de irradiación de contorno relativamente complejo. Dichas láminas se disponen alrededor de un centro de coordenadas que ha de corresponderse con el punto central de la radiación.As regards the irradiation field, originally the linear accelerators were only capable of provide patients with rectangular fields defined by two lead jaws located at 90º to each other. After an important evolution, the latest generation of linear accelerators incorporates multilayer collimators, by which you can create fields of varied forms and therefore get a radiation radiation much more accurate and at the same time protect sensitive areas surrounding the tumor. The multilayer collimators they are devices equipped with a series of metal sheets parallels arranged differently to delimit an opening or relatively complex contour irradiation field. These plates are arranged around a coordinate center that has to correspond to the center point of the radiation.
En la actualidad, en numerosos servicios de oncología radioterápica o bien se están sustituyendo los viejos aceleradores lineales por unos nuevos con colimador multiláminas o bien, dado el elevado coste de los equipamientos, se está añadiendo el colimador multiláminas al acelerador existente. Sin embargo, en numerosas ocasiones no se están aplicando los colimadores multiláminas a los simuladores, por lo que actualmente en numerosos servicios de oncología radioterápica el simulador no puede reproducir la configuración de multiláminas del colimador del acelerador lineal. Esta laguna tecnológica está originando que en los servicios de oncología radioterápica la precisión en la validación del tratamiento esté siendo deficitaria y no pueda realizarse la validación con la máxima eficacia.At present, in numerous services of radiation oncology or the old ones are being replaced linear accelerators for new ones with multilayer collimator or well, given the high cost of equipment, it is being added the multilayer collimator to the existing accelerator. However, in numerous times collimators are not being applied multilamines to simulators, so currently in numerous radiotherapy oncology services the simulator cannot reproduce the multilayer configuration of the collimator of the linear accelerator This technological gap is causing that in Radiation oncology services precision in the treatment validation is being deficient and cannot Validation be carried out with maximum efficiency.
Tratando de solventar este déficit se están adoptando diversas soluciones a medida que permitan simular el campo de radiación asociado a una determinada configuración de multiláminas. Por ejemplo, en ocasiones se está recurriendo a la utilización de alambres doblados para simular el contorno de las multiláminas o a otro tipo de técnicas manuales que resultan engorrosas de realizar, imprecisas y caras a largo plazo. Dichos alambres se utilizan en la fase de simulación para que su contorno quede solapado con la imagen de rayos X y sea visible en la sala de control del simulador, y también en una fase posterior a la validación y previa a la aplicación que su contorno se proyecte sobre la piel del paciente (emitiendo en este caso la máquina de rayos X únicamente luz visible) y sirva de referencia para que el personal médico dibuje el contorno del campo de irradiación sobre la piel del paciente. En otros casos, se está recurriendo a la adquisición de sistemas mecánicos que realizan moldes con las configuraciones de las multiláminas para la posterior aplicación de dichos moldes en la fase de simulación, de forma que el contorno de los moldes quede solapado con la imagen de rayos X y sea visible en la sala de control del simulador. Este tipo de soluciones son caras, lentas en su proceso de construcción y generan mucho material de desecho. Finalmente, en otros servicios se está realizando la validación virtual del tratamiento únicamente por vía software empleando imágenes de la tomografía del paciente como soporte. El problema de esta última solución es que hay numerosos doctores que siguen considerando necesaria una validación final real sobre el propio paciente.Trying to solve this deficit are adopting various solutions as they simulate the radiation field associated with a certain configuration of multilayer For example, sometimes you are resorting to use of bent wires to simulate the contour of multilamines or other types of manual techniques that result cumbersome to perform, imprecise and expensive in the long term. Sayings wires are used in the simulation phase so that their contour overlap with the x-ray image and be visible in the room simulator control, and also at a later stage than validation and prior to the application that its outline is projected on the patient's skin (emitting in this case the machine X-rays only visible light) and serve as a reference for the medical staff draw the outline of the irradiation field on The patient's skin. In other cases, the acquisition of mechanical systems that make molds with configurations of the multilamines for the subsequent application of said molds in the simulation phase, so that the contour of the molds overlap with the x-ray image and be visible in The simulator control room. These types of solutions are faces, slow in their construction process and generate a lot waste material. Finally, in other services you are performing virtual validation of the treatment only via software using images of the patient's tomography as support. The problem with this last solution is that there are numerous doctors who still consider a final validation necessary real about the patient himself.
Es un objeto de la invención un método y sistema para la validación de un tratamiento de radioterapia externa que, de una manera sencilla y eficaz, permite no sólo validar la planificación de un tratamiento de radioterapia externa sino incluso eliminar las iteraciones que tienen lugar durante el proceso de validación. Para ello, el método y sistema permite modificar in-situ, en la propia sala de un simulador convencional y sobre las imágenes en tiempo real del paciente recibidas del simulador, la planificación del tratamiento para adaptarla a la imagen recibida del simulador. De este modo, el método y sistema según la invención elimina la necesidad de retornar a las aplicaciones de software específicas de la fase de planificación para realizar variaciones de la planificación, reduciéndose la duración de la fase de validación.It is an object of the invention a method and system for the validation of an external radiotherapy treatment that, in a simple and effective way, allows not only to validate the planning of an external radiotherapy treatment but also to eliminate the iterations that take place during the validation process To do this, the method and system allows modifying in-situ , in the room of a conventional simulator and on the real-time images of the patient received from the simulator, the treatment planning to adapt it to the image received from the simulator. Thus, the method and system according to the invention eliminates the need to return to the specific software applications of the planning phase to make variations of the planning, reducing the duration of the validation phase.
Es otro objeto de la invención un método y
sistema que es capaz de almacenar y exportar la planificación del
tratamiento modificada in-situ para su uso
en otras fases tales como la fase de aplicación del tratamiento o la
fase de planificación. Además, el sistema es capaz de importar y
exportar parámetros de planificación en diferentes formatos tanto
estándares (DICOM, HL7, etc.) como propietarios, estos últimos
asociados específicamente a diferentes fabricantes de aplicaciones
de software de planificación u otros equipamientos utilizados en
servicios de radioonco-
logía.Another object of the invention is a method and system that is capable of storing and exporting the modified treatment planning in situ for use in other phases such as the treatment application phase or the planning phase. In addition, the system is capable of importing and exporting planning parameters in different standard formats (DICOM, HL7, etc.) and owners, the latter specifically associated with different manufacturers of planning software applications or other equipment used in radio services -
lodge.
Es otro objeto de la invención un sistema que es integrable con los simuladores convencionales existentes y presenta además un bajo coste para poder ser competitivo con las soluciones a medida mencionadas anteriormente. En este sentido, el sistema según la invención no exige realizar ninguna modificación sobre las fases de planificación, simulación y aplicación, siendo por ello fácilmente aplicable al proceso completo de radioterapia externa. Por otra parte, dado que el sistema es capaz de importar parámetros de planificación en distintos tipos de formatos permite facilitar la integración del sistema en diferentes centros hospitalarios, independientemente del sistema de planificación que posean.It is another object of the invention a system that is integrable with existing conventional simulators and presents also a low cost to be competitive with the solutions as mentioned above. In this sense, the system according to the invention does not require any modification on the planning, simulation and application phases, being therefore easily applicable to the complete external radiotherapy process. On the other hand, since the system is able to import parameters of planning in different types of formats allows to facilitate the integration of the system in different hospital centers, regardless of the planning system they have.
El método para la validación de un tratamiento de radioterapia externa según la invención se basa en importar por un lado los parámetros de planificación del tratamiento generados como resultado de la fase de planificación y disponibles en un determinado formato asociado a la aplicación de software específica utilizada, y por otro lado la imagen de vídeo generada durante la fase de simulación. En la importación de los parámetros de simulación, al menos aquellos parámetros que definen el campo de irradiación son procesados y convertidos en una imagen o representación gráfica digital del campo de irradiación. Por otra parte, la importación de la imagen de vídeo generada durante la fase de simulación se trata preferentemente de una importación en tiempo real (imagen en directo del paciente), y puede comprender una fase de conversión analógico-digital en caso de que el simulador entregue imágenes analógicas. El método según la invención procesa la representación gráfica digital del campo de irradiación y la imagen de vídeo digital de la simulación y visualiza ambas imágenes conjuntamente, permitiendo la modificación in-situ, durante la visualización conjunta, de los parámetros de planificación y su posterior almacenamiento y/o exportación en el formato que se desee.The method for the validation of an external radiotherapy treatment according to the invention is based on importing on the one hand the treatment planning parameters generated as a result of the planning phase and available in a certain format associated with the specific software application used, and on the other hand the video image generated during the simulation phase. In the import of simulation parameters, at least those parameters that define the irradiation field are processed and converted into a digital graphic image or representation of the irradiation field. On the other hand, the import of the video image generated during the simulation phase is preferably a real-time import (live image of the patient), and can comprise an analog-digital conversion phase in case the simulator Deliver analog images. The method according to the invention processes the digital graphic representation of the irradiation field and the digital video image of the simulation and visualizes both images together, allowing the on-site modification, during the joint visualization, of the planning parameters and their subsequent storage. and / or export in the desired format.
Los detalles de la invención se aprecian en las figuras que se acompañan, no pretendiendo éstas ser limitativas del alcance de la invención:The details of the invention can be seen in the accompanying figures, not pretending to be limiting of scope of the invention:
- La Figura 1 muestra un diagrama de bloques del procedimiento completo de tratamiento de radioterapia externa, incluyendo el método y sistema de validación según la invención.- Figure 1 shows a block diagram of the complete external radiotherapy treatment procedure, including the method and validation system according to the invention.
La Figura 1 muestra un diagrama de bloques del procedimiento completo de tratamiento de radioterapia externa, incluyendo el método (1) y sistema (14) de validación según la invención. El procedimiento de tratamiento de radioterapia externa comprende un proceso de planificación (5) del tratamiento, un proceso de simulación (7) del tratamiento y un proceso final de aplicación (9) del tratamiento en una zona (4) del cuerpo de un paciente (3) en la cual se localiza un tumor. Como se ha explicado, el método (1) y sistema (14) según la invención permite validar los resultados del proceso de planificación (5) a la luz de los resultados del proceso de simulación (7), con el fin de obtener un tratamiento validado para su aplicación sobre el paciente (3) en el proceso de aplicación (9).Figure 1 shows a block diagram of the complete external radiotherapy treatment procedure, including method (1) and validation system (14) according to the invention. The external radiotherapy treatment procedure it comprises a process of planning (5) of the treatment, a simulation process (7) of the treatment and a final process of application (9) of the treatment in an area (4) of the body of a patient (3) in which a tumor is located. As explained, the method (1) and system (14) according to the invention allows validating the results of the planning process (5) in the light of results of the simulation process (7), in order to obtain a validated treatment for application on the patient (3) in the application process (9).
El proceso de planificación (5) obtiene como resultado unos parámetros de planificación (2) generados en un determinado formato estándar o propietario. Dichos parámetros de planificación (2) comprenden los parámetros necesarios para definir un campo de irradiación (6).The planning process (5) gets as result planning parameters (2) generated in a certain standard or proprietary format. These parameters of planning (2) include the necessary parameters to define an irradiation field (6).
El proceso de simulación (7) comprende un proceso de obtención (13) de imágenes de vídeo (8) de la zona (4) del paciente (3) que se va a radiar en el proceso de aplicación (9). En dicho proceso de obtención (13) un emisor (20) de rayos X emite un haz de rayos sobre la zona (4) del cuerpo del paciente (3), y un intensificador de rayos X (21) asociado al emisor (20) recoge una imagen de vídeo (8) de dicha zona (4). En dicha imagen de vídeo (8) puede verse, además de la zona (4), una serie de líneas de referencia (28) generadas por la máquina de rayos X y cuyo punto central de intersección es el punto isocentro (19) o punto central de la radiación emitida desde el emisor (20). El intensificador de rayos X (21) puede presentar la facultad de desplazarse horizontal y/o verticalmente, produciéndose ciertas variaciones en la imagen de vídeo (8): en el caso de un desplazamiento horizontal (29) se produce un desplazamiento del punto isocentro (19) con respecto al centro de la imagen de vídeo digital (8), y en el caso de un desplazamiento vertical (30) se produce un aumento o disminución de la escala de la imagen de vídeo (8).The simulation process (7) comprises a process of obtaining (13) video images (8) of the area (4) of the patient (3) to be radiated in the application process (9). In said process of obtaining (13) an X-ray emitter (20) emits a beam of lightning over the area (4) of the patient's body (3), and an X-ray intensifier (21) associated with the emitter (20) collects a video image (8) of said area (4). In that video image (8) you can see, in addition to the zone (4), a series of lines of reference (28) generated by the x-ray machine and whose point Central intersection is the isocenter point (19) or center point of the radiation emitted from the emitter (20). The intensifier of X-rays (21) may present the ability to scroll horizontally and / or vertically, producing certain variations in the image of video (8): in the case of a horizontal scroll (29) it produces a displacement of the isocenter point (19) with respect to the center of the digital video image (8), and in the case of a vertical displacement (30) there is an increase or decrease in the scale of the video image (8).
El método (1) de validación según la invención importa al menos los parámetros de campo de irradiación (6) de los parámetros de planificación (2), y realiza un procesado (18) de al menos dichos parámetros de campo de irradiación (6), obteniendo una representación gráfica digital (10) de dicho campo de irradiación (6). El procesado (18) comprende la conversión de parámetros de planificación (2) del formato estándar o propietario a un formato de imagen gráfica digital apropiado. Por otra parte, el método (1) según la invención importa la imagen de vídeo digital (12) de la zona (4) del cuerpo del paciente (3) correspondiente a la imagen de vídeo (8) del proceso de obtención (13). El método (1) puede comprender un procesado (15) de la imagen, por ejemplo para realizar una conversión analógico-digital de la misma en el caso de que el intensificador de rayos X (21) entregue una imagen de vídeo (8) analógica.The validation method (1) according to the invention import at least the irradiation field parameters (6) of the planning parameters (2), and performs a processing (18) of at minus said irradiation field parameters (6), obtaining a digital graphic representation (10) of said irradiation field (6). The processing (18) comprises the conversion of parameters of planning (2) of the standard or proprietary format to a format of appropriate digital graphic image. On the other hand, the method (1) according to the invention, the digital video image (12) of the zone (4) of the patient's body (3) corresponding to the image of video (8) of the process of obtaining (13). The method (1) can comprise a processing (15) of the image, for example for perform an analog-digital conversion of the same in case the X-ray intensifier (21) delivers an analog video image (8).
Seguidamente, el método (1) según la invención efectúa la visualización conjunta en un monitor (17) de la imagen de vídeo digital (12) de la zona (4) del cuerpo del paciente (3) con dicha representación gráfica digital (10) de al menos los parámetros de campo de irradiación (6). Sobre dicha visualización conjunta se muestra además información adicional (31) tal como el tamaño del campo de irradiación, el nombre del paciente, el número de historial del paciente, la identificación del tratamiento, el nombre del campo, etc., que permiten al personal cualificado conocer detalles sobre el tratamiento que se está validando. El tipo de información adicional (31) que se visualiza puede ser configurable.Next, the method (1) according to the invention performs the joint display on a monitor (17) of the image digital video (12) of the area (4) of the patient's body (3) with said digital graphic representation (10) of at least irradiation field parameters (6). About said visualization additional information (31) such as the irradiation field size, patient name, number patient history, treatment identification, name of the field, etc., which allow qualified personnel Know details about the treatment being validated. He type of additional information (31) that is displayed can be configurable
Preferentemente, el método (1) de validación de la invención comprende la modificación in-situ de al menos los parámetros de campo de irradiación (6) de los parámetros de planificación (2) durante la visualización conjunta de la imagen de vídeo digital (12) de la zona (4) del cuerpo del paciente (3) con la representación gráfica digital (10) de al menos los parámetros de campo de irradiación (6). Los nuevos parámetros de planificación (2) pueden ser exportados a un soporte físico para su utilización en el proceso de aplicación (9) o en el proceso de planificación (5), pudiendo realizarse dicha exportación en múltiples formatos tanto estándares como propietarios soportados por el proceso de planificación (5).Preferably, the method (1) of validation of the invention comprises the in-situ modification of at least the irradiation field parameters (6) of the planning parameters (2) during the joint visualization of the digital video image (12 ) of the area (4) of the patient's body (3) with the digital graphic representation (10) of at least the irradiation field parameters (6). The new planning parameters (2) can be exported to a physical support for use in the application process (9) or in the planning process (5), which can be done in multiple formats, both standard and proprietary supported by the planning process (5).
En el modo de realización preferente de la invención, tanto la importación de la imagen de vídeo digital (12) de la zona (4) del cuerpo del paciente (3) como la visualización conjunta de ambas imágenes (10, 12) en el monitor se realiza en tiempo real (en directo, sin retardos ni grabaciones). Sin embargo, se contemplan realizaciones alternativas que comprendan retardos en la imagen de vídeo digital (12) o la reproducción de una imagen de vídeo digital (12) previamente grabada.In the preferred embodiment of the invention, both the import of digital video image (12) of the area (4) of the patient's body (3) as the visualization Joint of both images (10, 12) on the monitor is done in Real time (live, without delays or recordings). But nevertheless, alternative embodiments are contemplated that include delays in the digital video image (12) or the reproduction of an image of digital video (12) previously recorded.
Durante la visualización conjunta de la imagen de vídeo digital (12) de la zona (4) del cuerpo del paciente (3) con la representación gráfica digital (10) de al menos los parámetros de campo de irradiación (6), el método (1) puede comprender además el ajuste manual o automático de alguna característica de las imágenes (10, 12) como son la transparencia, el zoom, el brillo, el contraste, los niveles, el histograma, etc.During joint image viewing digital video (12) of the area (4) of the patient's body (3) with the digital graphic representation (10) of at least irradiation field parameters (6), method (1) can also understand the manual or automatic adjustment of some characteristic of the images (10, 12) such as transparency, zoom, brightness, contrast, levels, histogram, etc.
En el modo de realización preferente de la invención, el proceso de aplicación (9) del tratamiento es llevado a cabo por un acelerador lineal (11) provisto de un colimador multiláminas (24) para la definición del campo de irradiación (6). Por lo tanto, los parámetros de planificación (2) del tratamiento comprenden aquellos parámetros necesarios para configurar el campo de irradiación (6) delimitado por el colimador multiláminas (24): los parámetros de posición de las láminas (22) y el ángulo de colimación (CA). El ángulo de colimación (CA) es el desplazamiento angular del colimador multiláminas (24) planificado con respecto a un eje de referencia (32), habiéndose representado en el ejemplo de planificación de la Figura 1 una configuración de colimador multiláminas (24) con un ángulo de colimación (CA) igual a cero, estando las láminas (22) por lo tanto dispuestas horizontalmente. En caso de que el ángulo de colimación (CA) planificado en el proceso de planificación (5) sea distinto de cero, el emisor (20) de rayos X se giraría un ángulo igual al ángulo de colimación (CA) planificado, de forma que se obtendrían unas líneas de referencia (28) inclinadas un ángulo igual a CA.In the preferred embodiment of the invention, the process of application (9) of the treatment is carried out carried out by a linear accelerator (11) provided with a collimator multilamines (24) for the definition of the irradiation field (6). Therefore, the planning parameters (2) of the treatment include those parameters necessary to configure the field irradiation (6) delimited by the multilayer collimator (24): the position parameters of the sheets (22) and the angle of collimation (CA). The collimation angle (CA) is the displacement angle of the multilayer collimator (24) planned with respect to a reference axis (32), having been represented in the example of Figure 1 planning a collimator configuration multilayer (24) with a collimation angle (CA) equal to zero, the sheets (22) being therefore arranged horizontally. In case the collimation angle (CA) planned in the planning process (5) is non-zero, the issuer (20) X-ray would rotate an angle equal to the collimation angle (CA) planned, so that reference lines would be obtained (28) inclined an angle equal to CA.
El método (1) según la invención realiza la
visualización conjunta de la representación gráfica digital (10)
del campo de irradiación (6) del colimador multiláminas (24) junto
con la imagen de vídeo digital (12) en tiempo real del
intensificador de rayos X (21) no provisto de un colimador
multiláminas, y de este modo simula que el intensificador de rayos
X dispone que un colimador multiláminas propio. La visualización
conjunta de la imagen de vídeo digital (12) y la representación
gráfica digital (10) se realiza preferentemente calculando el punto
isocentro (19) de la imagen de vídeo digital (12) y superponiendo
la representación gráfica digital (10) sobre la imagen del vídeo
digital (12) de manera que el centro de coordenadas (23) del
colimador multiláminas (24) de la representación gráfica digital
(10) se sitúe sobre dicho punto isocentro (19). Esta coincidencia
de puntos (19, 23) garantiza la correcta situación del colimador
multiláminas (24) con respecto a la radiación, y es imprescindible
para llevar a cabo una posterior modificación
in-situ de la configuración del colimador
multiláminas (24). El colimador multiláminas (24) se representa
girado con respecto al eje de referencia (32) un ángulo igual al
ángulo de colimación (CA), en este caso cero. Además, el colimador
multiláminas (24) se representa escalado en mayor o menor tamaño
dependiendo del desplazamiento vertical (30) del intensificador de
rayos X (21), para adecuar la escala de ambas imágenes
(10,
12).The method (1) according to the invention performs the joint visualization of the digital graphic representation (10) of the irradiation field (6) of the multilayer collimator (24) together with the real-time digital video image (12) of the ray intensifier X (21) not provided with a multilayer collimator, and thus simulates that the X-ray intensifier has its own multilayer collimator. The joint visualization of the digital video image (12) and the digital graphic representation (10) is preferably performed by calculating the isocenter point (19) of the digital video image (12) and superimposing the digital graphic representation (10) on the image of the digital video (12) so that the coordinate center (23) of the multilayer collimator (24) of the digital graphic representation (10) is placed on said isocenter point (19). This coincidence of points (19, 23) guarantees the correct situation of the multilayer collimator (24) with respect to the radiation, and it is essential to carry out a subsequent in-situ modification of the multilayer collimator configuration (24). The multilayer collimator (24) is shown rotated with respect to the reference axis (32) an angle equal to the collimation angle (CA), in this case zero. In addition, the multilayer collimator (24) is scaled to a greater or lesser extent depending on the vertical displacement (30) of the X-ray intensifier (21), to adapt the scale of both images
(10, 12).
Para calcular el punto isocentro (19), el método (1) según la invención comprende los pasos siguientes:To calculate the isocenter point (19), the method (1) according to the invention comprises the following steps:
- --
- generar una imagen binarizada B (i,j) de la imagen de vídeo digital (12) según un determinado umbral adaptativo,generate a binarized image B (i, j) of the digital video image (12) according to a certain threshold adaptive,
- --
- generar unas imágenes de magnitud M (i,j) y fase P (i,j) de la imagen binarizada B (i,j),generate images of magnitude M (i, j) and phase P (i, j) of the binarized image B (i, j),
- --
- generar una imagen S (i,j) a partir degenerate an image S (i, j) from from
- S(i,j) = [M(i,j)\geqT]^[|P(i,j)| = CA],S (i, j) = [M (i, j) \ geqT] ^ [| P (i, j) | = AC],
- siendo T el valor mínimo de la imagen de magnitud M (i,j), ybeing T the minimum value of the image of magnitude M (i, j), and
- siendo CA el ángulo de colimación,being CA the collimation angle,
- --
- calcular la transformada de Radon de la imagen S (i,j) segúncalculate the radon transform of the image S (i, j) according
- R(\rho,\theta) = \inti\intjS(i,j)\delta(i sen \theta + j cos \theta -\rho)di dj,R (\ rho, \ theta) = \ inti \ intjS (i, j) \ delta (i sen \ theta + j cos \ theta - \ rho) di dj,
donde p es la distancia al origen, 0 el ángulo de inclinación, y o la función delta de Dirac,where p is the distance to the origin, 0 the angle of inclination, and the Dirac delta function,
- --
- extraer los puntos {\rho_{m}, \theta_{m}} donde la transformada R (\rho,\theta) toma sus valores máximos,extract the points {\ rho_ {m}, \ theta_ {m}} where the R (\ rho, \ theta) transform takes its maximum values,
- --
- identificar el punto isocentro (19) de entre los puntos {\rho_{m}, \rho_{m}}.identify the isocenter point (19) of between the points {\ rho_ {m}, \ rho_ {m}}.
La identificación del punto isocentro (19) de entre los puntos {\rho_{m}, \theta_{m}} puede realizarse bien encontrando el punto central de los puntos {\rho_{m}, \theta_{m}}, o bien localizando en R (p, 0) la característica identificadora (25) del punto isocentro (19) y encontrando entre los puntos {\rho_{m}, \theta_{m}} aquel punto que se encuentra sobre la característica identificadora (25), representada en el caso de la figura como un segmento oblicuo corto. En cualquier caso, el punto encontrado de entre los puntos {\rho_{m}, \theta_{m}} es el punto isocentro (19), y en el caso de la figura se corresponde con el punto (\rho_{5}, \theta_{5}).The identification of the isocenter point (19) of between the points {\ rho_ {m}, \ theta_ {m}} can be done either finding the center point of the points {\ rho_ {m}, \ theta_ {m}}, or locating in R (p, 0) the characteristic identifier (25) of the isocenter point (19) and finding between the points {\ rho_ {m}, \ theta_ {m}} that point that found on the identifying characteristic (25), represented in the case of the figure as a short oblique segment. In In any case, the point found between the points {\ rho_ {m}, \ theta_ {m}} is the isocenter point (19), and in the case of the figure corresponds to the point (\ rho_ {5}, \ theta_ {5}).
En el caso de la figura, la información adicional (31) que se visualiza puede comprender, además de lo ya ciado, la posición de las láminas (22), el ángulo de colimación (CA) e información acerca de la localización del punto isocentro (19).In the case of the figure, the information additional (31) that is displayed can include, in addition to what is already The position of the sheets (22), the angle of collimation (CA) and information about the location of the isocenter point (19).
La invención contempla además la inclusión en el proceso de simulación (7) de una referencia de campo de irradiación (26) que importe los parámetros de planificación (2) validados y realice una representación gráfica exacta del campo de irradiación (6) para ser proyectada sobre el cuerpo del paciente (3), una vez terminada la fase de validación, para que el personal médico pueda dibujar el contorno del campo de irradiación (6) sobre la piel del paciente (3). Por ejemplo, la invención contempla la posibilidad de agregar al emisor (20) de rayos X una pantalla plana transparente en la cual se represente el colimador multiláminas (24) planificado. Esta referencia del campo de irradiación (26) permite una representación gráfica del campo de irradiación (6) más exacta y rápida que la proporcionada por el uso de alambres.The invention further contemplates inclusion in the simulation process (7) of an irradiation field reference (26) Import the validated planning parameters (2) and make an exact graphic representation of the irradiation field (6) to be projected onto the patient's body (3), once the validation phase is over, so that medical staff can draw the outline of the irradiation field (6) on the skin of the patient (3). For example, the invention contemplates the possibility of add a transparent flat panel to the emitter (20) of X-rays in which the multilayer collimator is represented (24) planned. This reference of the irradiation field (26) allows a graphic representation of the most accurate irradiation field (6) and fast than that provided by the use of wires.
La invención contempla el uso de dispositivos de definición del campo de irradiación (6) diferentes a los colimadores multiláminas (24), y en tal caso partirá de sus parámetros de planificación (2) apropiados y obtendrá la representación gráfica digital (10) correspondiente, procediendo a partir de ese momento de forma genérica con la visualización conjunta y el resto de pasos del método (1) según la invención.The invention contemplates the use of devices for definition of the irradiation field (6) different from those multilayer collimators (24), and in this case it will start from its appropriate planning parameters (2) and you will get the corresponding digital graphic representation (10), proceeding to from that moment in a generic way with the visualization joint and the other steps of the method (1) according to the invention.
El sistema (14) según la invención comprende una unidad de procesado (16) capaz de ejecutar el método (1) según la invención, comprendiendo en caso necesario un elemento capturador (15) para la conversión analógico-digital de la imagen de vídeo (8) proveniente del intensificador de rayos X (21), y un monitor (17) para la visualización conjunta de la imagen de vídeo digital (12) y la representación gráfica digital (10). Además, el sistema (14) puede comprender medios de exportación (27) que permitan aplicar, en el proceso de obtención (13) de imágenes de vídeo (8), la citada referencia de campo de irradiación (26) equivalente al campo de irradiación (6) definido por los parámetros de campo de irradiación (6).The system (14) according to the invention comprises a processing unit (16) capable of executing method (1) according to the invention, if necessary comprising a capturing element (15) for analog-digital conversion of the video image (8) from the x-ray intensifier (21), and a monitor (17) for the joint display of the image of digital video (12) and digital graphic representation (10). In addition, the system (14) may comprise export means (27) that allow to apply, in the process of obtaining (13) images video (8), the aforementioned irradiation field reference (26) equivalent to the irradiation field (6) defined by the parameters irradiation field (6).
El método (1) y sistema (14) de validación según la invención proporcionan al personal médico una herramienta eficaz en el proceso de planificación, simulación, verificación y aplicación de tratamientos, mejorando tanto la precisión del tratamiento como el tiempo de planificación. Por lo tanto, es evidente que el presente sistema aporta beneficios tanto a pacientes como a personal profesional sanitario responsable de aplicar los tratamientos.The method (1) and validation system (14) according to the invention provide medical staff with an effective tool in the process of planning, simulation, verification and application of treatments, improving both the accuracy of the Treatment as the planning time. Therefore it is Obviously, the present system brings benefits to both patients as to professional health personnel responsible for applying the treatments
Claims (45)
- --
- la importación de al menos los parámetros de campo de irradiación (6) de los parámetros de planificación (2), y la generación de al menos una representación gráfica digital (10) de al menos dichos parámetros de campo de irradiación (6) mediante un procesado (18) que comprende la conversión de parámetros de planificación (2) del formato estándar o propietario a un formato de imagen gráfica digital apropiado,the import of at least irradiation field parameters (6) of the planning parameters (2), and the generation of at least a digital graphic representation (10) of at least said irradiation field parameters (6) by processing (18) comprising the conversion of planning parameters (2) of the standard or proprietary format to a graphic image format appropriate digital,
- --
- la importación de una imagen de vídeo digital (12) de la zona (4) del cuerpo del paciente (3) correspondiente a las imágenes de vídeo (8) del proceso de obtención (13),the import of a digital video image (12) from the area (4) of the Patient's body (3) corresponding to the video images (8) of the process of obtaining (13),
- --
- la visualización conjunta en un monitor de la imagen de vídeo digital (12) de la zona (4) del cuerpo del paciente (3) con dicha representación gráfica digital (10) de al menos los parámetros de campo de irradiación (6).the joint display on a digital video image monitor (12) of the area (4) of the patient's body (3) with said digital graphic representation (10) of at least the parameters of irradiation field (6).
- --
- medios de importación de al menos los parámetros de campo de irradiación (6) de los parámetros de planificación (2),media import of at least irradiation field parameters (6) of the planning parameters (2),
- --
- medios de importación de una imagen de vídeo digital (12) de la zona (4) del cuerpo del paciente (3) correspondiente a las imágenes de vídeo (8) del proceso de obtención (13),media for importing a digital video image (12) from the area (4) of the patient's body (3) corresponding to the video images (8) of the procurement process (13),
- --
- medios de procesado para la generación de al menos una representación gráfica digital (10) de al menos dichos parámetros de campo de irradiación (6) mediante un procesado (18) que comprende la conversión de parámetros de planificación (2) del formato estándar o propietario a un formato de imagen gráfica digital apropiado,media of processing for the generation of at least one representation digital graph (10) of at least said field parameters of irradiation (6) by a processing (18) comprising the conversion of planning parameters (2) of the standard format or owner to a digital graphic image format appropriate,
- --
- medios de visualización que realizan la visualización conjunta de la imagen de vídeo digital (12) de la zona (4) del cuerpo del paciente (3) con dicha representación gráfica digital (10) de al menos los parámetros de campo de irradiación (6).media of visualization that perform the joint visualization of the digital video image (12) of the area (4) of the patient's body (3) with said digital graphic representation (10) of at least irradiation field parameters (6).
real.25. System (14) for the validation of an external radiotherapy treatment according to claim 24, characterized in that the means of importing the digital video image (12) from the area (4) of the patient's body (3 ) and the means of joint visualization perform said import and joint visualization in time
real.
(CA).37. System (14) for the validation of an external radiotherapy treatment, according to claim 36, characterized in that the multilayer collimator configuration parameters (24) comprise at least one of the following parameters: sheet position parameters (22) and a collimation angle parameter
(AC).
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
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2006
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10874880B2 (en) | 2016-08-10 | 2020-12-29 | Maria Del Carmen Ovejero Mayoral | Method for the automation of the dose calibration, reconstruction and verification of complex radiotherapy treatments, integrated into one environment, and system for implementing same |
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