ES2332682B1 - Sistema movil de radioterapia intraoperativa por haz de electrones. - Google Patents

Abstract

Sistema móvil de radioterapia intraoperativa por haz de electrones.

El sistema integra un microtrón de pista alimentado por una fuente de radiofrecuencia (22) y un modulador (31), con una estructura de aceleración (2) ubicada dentro de una cámara (7) sometida a un vacío, unida a una estructura mecánica de soporte móvil que proporciona seis grados de libertad para posicionar dicho microtrón de pista respecto a un paciente. Comprende una unidad en forma de tubo (16) que enlaza dicha cámara (7) con dicha estructura mecánica de soporte móvil, proporcionando dicho tubo (16) la extracción de aire para realizar el vacío de dicha cámara (7), la alimentación de potencia de radiofrecuencia a dicha estructura de aceleración (2) del microtrón de pista y la rotación de la cámara (7) respecto a un eje (16).

Description

Sistema móvil de radioterapia intraoperativa por haz de electrones.

Sector de la técnica

La presente invención concierne en general a un sistema móvil de radioterapia intraoperatoria por haz de electrones que integra un microtrón.

Estado de la técnica anterior

La Radioterapia Intraoperatoria (RIO) es una técnica de rápida evolución que ha atraído de manera creciente el interés en el campo de la oncología moderna. La RIO puede ser definida como una técnica de tratamiento de radioterapia consistente en la administración, durante una intervención quirúrgica, de una única y alta dosis de radiación, en el rango que va desde 10 Gy a 20 Gy, directamente al lecho/entorno del tumor en un área definida utilizando haces de electrones de energías en el rango que va desde 4 MeV a 20 MeV. Este método de tratamiento permite evitar o reducir al máximo el daño en los tejidos sanos. Otra característica importante es que de esta manera es posible esterilizar la zona quirúrgica donde algunos residuos microscópicos pueden permanecer sin que puedan ser extraídos quirúrgicamente y que pueden dar lugar a un incremento de recaídas locales.

Se ha demostrado que la RIO es efectiva en el tratamiento de cáncer de pecho, sarcomas de tejidos blandos, cánceres ginecológicos, colorectales, pancreáticos, etc. Las formas en la que la RIO puede ser aplicada incluyen la irradiación del lecho de un tumor después de su completa extracción quirúrgica, la irradiación de los residuos de un tumor después de una extracción quirúrgica parcial o la irradiación de tumores inoperables quirúrgicamente.

Los rayos X no son adecuados para la RIO debido a su alta capacidad de penetración, alta absorción ósea y a su más bien bajo decremento de la dosis suministrada con la profundidad de penetración, siendo ésta última la característica que hace difícil evitar afectar a zonas que no deben ser irradiadas. Además, los tratamientos con rayos X requerirían largos tiempos de tratamiento.

La profundidad de penetración de un haz de electrones es controlada de manera precisa variando su energía, por lo tanto los tratamientos RIO con electrones permiten irradiar únicamente la zona deseada sin dañar tejidos vecinos. Además, en este caso el campo de irradiación puede ser fácilmente determinado utilizando aplicadores externos.

Una opción es la de utilizar aceleradores lineales (linacs) "convencionales", es decir diseñados para radioterapia externa (RE), para la RIO. Sin embargo, este enfoque tiene varios inconvenientes. En primer lugar las máquinas para RE no satisfacen plenamente los criterios para la RIO. Debido a su gran tamaño y peso no pueden ser posicionadas adecuadamente para la irradiación RIO, por lo que el paciente debe ser movido lo cual implica una logística bastante compleja. También, los aceleradores lineales existentes para RE generan una radiación intensa durante su operación, por lo que tienen que ser dispuestos en un búnker especial.

Como consecuencia, la implementación de la RIO con aceleradores lineales diseñados para RE sigue uno de los siguientes dos esquemas: (1) organización de una sala de operaciones en el interior del búnker del acelerador, o (2) transporte del paciente, bajo anestesia, desde la sala de operaciones al búnker del acelerador lineal y de vuelta a la sala de operaciones tras la irradiación.

Ambos esquemas tienen serios inconvenientes. El primer esquema requiere un gran desembolso económico por parte del centro médico. En este caso el acelerador será utilizado con una frecuencia determinada por las operaciones quirúrgicas, esto es, típicamente, de uno a tres pacientes por día dependiendo del tipo de tumor. Como resultado, una máquina con un alto coste económico y capaz de tratar un alto número de pacientes será utilizada con una muy baja eficiencia.

La desventaja principal del esquema que contempla el transporte del paciente desde la sala de operaciones hasta el búnker del acelerador durante la operación quirúrgica es el incremento en la complejidad del tratamiento debido al riesgo de infección, los requerimientos especiales en cuanto a la anestesia a utilizar, así como una logística más complicada.

Todas estas dificultades fueron la razón principal por la cual la RIO, a pesar de sus ventajas teóricas, no consiguió una amplia aplicación hasta mediados los años noventa del siglo veinte. Era claro que una solución sería la de utilizar unos aceleradores móviles de haz de electrones que pudieran ser transportados y empleados directamente en la sala de operaciones. Con la introducción de instalaciones de este tipo en las clínicas a principios del año 2000 una nueva era de RIO ha comenzado.

En la actualidad, los únicos aceleradores RIO dedicados son aceleradores lineales diseñados especialmente en la banda-X (3 cm. de longitud de onda) y en la banda-S (10 cm. de longitud de onda), por ejemplo Mobetron (Intarop Medical Corporation, Estados Unidos) o Novac-7 (Hitesys, Italia).

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Las instalaciones RIO dedicadas basadas en aceleradores lineales tienen ciertas desventajas. La primera de ellas es que con el fin de asegurar la precisión requerida en la energía del haz de salida tiene que llevarse a cabo un proceso de calibración del haz antes de cada operación. Esto incrementa la carga de radiación en la sala de operaciones.

Además, los aceleradores lineales no tienen un sistema simple y fiable para variar la energía del haz de salida justo antes de la irradiación de acuerdo con la decisión del radioterapeuta.

Un inconveniente adicional está relacionado con la eficiencia. El índice de dosis necesario en el rango de entre 10 y 20 Gy/min para la RIO es proporcionado por la corriente de haz media de solamente -0,2 \muA. Para dicha baja corriente el 99,9% de la energía RF es disipada en las paredes del acelerador lineal.

Un inconveniente más es el siguiente. Para evitar la generación de una corriente incontrolable, llamada corriente oscura, el gradiente de aceleración del acelerador lineal debe estar por debajo de 10-15 MeV/m, por lo que solamente la longitud de su unidad de aceleración debe ser de 1m. Esto hace que el equipo para la RIO sea bastante voluminoso y pesado.

Se tiene conocimiento de varios documentos de patente relativos a propuestas anteriores dentro del campo de esta invención. Pueden citarse así las patentes US-A-5 321 271 "Intraoperative electron beam therapy system and facility" y US-A-5 635 721 "Apparatus for the linear acceleration of electrons, particularly for intraoperative radiation therapy" y la solicitud de patente US-A.-2005/0259786 "Machine for Intraoperative radiation therapy".

Por los artículos "Equipo para radioterapia intraoperatoria basado en un microtrón de pista de 12 MeV" de la revista "Física Médica", Vol. 8, núm. 1 de Mayo del 2007, "Conceptual design of the miniature electron accelerator dedicated to IORT" de "Proceedings of RuPAC XIX", Dubna 2004, y "Design of 12 MeV RTM for mu/tiple applications" de EPAC-06 "Proceedings of the 10th European Particle Accelerator Conference" (Edimburg, June 26-30, 2006), p. 2340-2342 (2006), escritos por los autores de la presente invención, se conoce un sistema móvil de radioterapia intraoperatoria por haz de electrones que integra un microtrón de pista en funciones de acelerador de electrones, instalado en el interior de una cámara, sometida a un vacío, unida a una estructura mecánica de soporte móvil que proporciona seis grados de libertad para el posicionado adecuado de dicho microtrón de pista respecto a un paciente, estando alimentado dicho microtrón por una fuente de radiofrecuencia y un modulador.

Si bien en dichos artículos se comentan las ventajas que ofrece utilizar para la RIO un microtrón de pista en lugar de un acelerador lineal, los resultados han sido obtenidos en base a cálculos teóricos y simulaciones numéricas de un diseño teórico, no ofreciendo soluciones técnicas concretas de cómo llevar a cabo algunas de las partes del sistema RIO analizado en los mismos a la hora de construirlo, específicamente por lo que se refiere al diseño de la estructura de aceleración, de los imanes y de otros componentes del microtrón de pista y del sistema de RIO.

Explicación de la invención

Aparece necesario ofrecer una alternativa al estado de la técnica, proporcionando un aparato móvil dedicado a la RIO en el cual el haz de electrones con características mejoradas es generado por un acelerador de electrones compacto de tipo microtrón de pista (del inglés "race-track microtron" -RTM-) proporcionando un diseño del aparato en general y de sus componentes que proporcione unos resultados prácticos altamente satisfactorios, de manera que se reduzca el peso final del aparato, que ofrezca una gran facilidad de manipulación y miniaturización de la cámara, así como proporcionando una compacta y práctica distribución de los componentes en varios puntos.

Para tal fin la presente invención concierne, de manera en sí conocida por la divulgación hecha en los artículos referidos en el anterior apartado, a un sistema móvil de radioterapia intraoperatoria por haz de electrones que integra un microtrón de pista en funciones de acelerador de electrones, instalado en el interior de una cámara, sometida a un vacío, unida a una estructura mecánica de soporte móvil que proporciona seis grados de libertad para el posicionado adecuado de dicho microtrón de pista respecto a un paciente, estando alimentado dicho microtrón por una fuente de onda electromagnética de radiofrecuencia y un sistema de transporte de la potencia de radiofrecuencia.

De manera característica en el sistema propuesto por la invención la extracción de aire para proporcionar el vacío de dicha cámara y la alimentación de potencia de radiofrecuencia a dicho microtrón de pista se realizan a través de una misma unidad que enlaza dicha cámara con dicha estructura mecánica de soporte móvil y proporciona la rotación de dicha cámara respecto el eje horizontal, consiguiendo así el mencionado diseño práctico de una estructura de aceleración del microtrón de pista que proporciona unos resultados prácticos altamente satisfactorios.

Un ejemplo de realización preferida del sistema RIO propuesto por la presente invención consiste en un acelerador de electrones de un microtrón de pista situado en una cámara que forma el cabezal acelerador del sistema. La cámara está conectada a un módulo que alberga una bomba de vacío. La cámara y el módulo son desplazados y posicionados por un brazo robótico. Los elementos del sistema de radiofrecuencia, el modulador, la fuente de alimentación y el sistema de refrigeración están dispuestos en una estructura de soporte. Las dimensiones reducidas del cabezal acelerador son conseguidas mediante la utilización de una estructura de aceleración de banda-C e imanes curvadores que curvan la trayectoria de los electrones y que utilizan un material magnético de tierras raras de imantación permanente como fuente de campo magnético.

Breve descripción de los dibujos

Las anteriores y otras ventajas y características se comprenderán más plenamente a partir de la siguiente descripción detallada de unos ejemplos de realización con referencia a los dibujos adjuntos, que deben tomarse a título ilustrativo y no limitativo, en los que:

la Fig. 1 es una representación esquemática de una fuente de haz de electrones preferida, donde aparecen indicados los siguientes elementos: cañón de electrones 1, acelerador lineal 2, imanes curvadores 3 y 4, imán cuadrupolar de focalización 5, imanes de extracción 6; cámara 7 y haz extraído 8;

la Fig. 2 muestra sendas vistas esquemáticas del imán extremo de la fuente de haz de electrones preferida, siendo la vista superior una vista en planta del mencionado imán extremo, y la vista inferior una vista en alzado de una sección transversal hecha a través del plano indicado como A-A en la mencionada vista en planta; y

la Fig. 3 es una representación esquemática de los principales componentes del sistema RIO propuesto por la invención, así como las interconexiones entre los mismos.

Descripción detallada de unos ejemplos de realización

Tal como se ilustra en la Fig. 3, la presente invención concierne a un sistema móvil de radioterapia intraoperatoria (RIO) por haz de electrones que integra un microtrón de pista (ilustrado en mayor detalle en la Fig. 1) en funciones de acelerador de electrones con una estructura de aceleración 2, instalado en el interior de una cámara 7, sometida a un vacío, unida a una estructura mecánica de soporte móvil que proporciona como mínimo seis grados de libertad para el posicionado adecuado de dicho microtrón de pista respecto a un paciente, estando alimentado dicho microtrón por una fuente de radiofrecuencia 22 y un modulador 31.

La presente invención se caracteriza porque la extracción de aire para proporcionar el vacío de la cámara 7, la alimentación de potencia de radiofrecuencia a dicha estructura de aceleración 2 de dicho microtrón de pista y la rotación de dicha cámara respecto el eje horizontal se realizan utilizando una misma unidad 16 que enlaza dicha cámara 7 con dicha estructura mecánica de soporte móvil. Dicha unidad 16 comprende por lo menos un tubo o estructura tubular que proporciona esas funciones.

Para el ejemplo de realización ilustrado por dicha Fig. 3 la unidad 16 comprende un tubo para extracción de aire y una guía de ondas dispuesta dentro de este tubo.

Siguiendo con dicha Fig. 3, en ella puede apreciarse cómo el tubo 16, está unido por un extremo a dicha cámara 7 que alberga el microtrón de pista y por su otro extremo a un primer módulo 17 que forma parte de dicha estructura mecánica de soporte móvil y que alberga una bomba de alto vacío 18.

Un sistema dedicado a la RIO que se pretende utilizar en una sala de operaciones debe satisfacer ciertos requerimientos:

(1)

La fuente de haz de electrones debe proporcionar un haz de electrones de energía variable en el rango que va desde 4 hasta 12 MeV, y para una energía dada el haz debe tener una baja dispersión de energía.

(2)

El sistema debe poseer medios para posicionar la fuente de haz de electrones con una alta precisión, para lo cual la fuente de haz de electrones debe ser de un tamaño y un peso suficientemente pequeños.

(3)

El sistema debe ser móvil y de dimensiones reducidas, con el fin de que pueda ser desplazado con facilidad dentro de una sala de operaciones estándar y permitir su transporte dentro del hospital, y de suficientemente bajo peso para que pueda ser ubicado en una sala de operaciones estándar sin tener que reforzar el suelo.

(4)

El diseño del sistema debe proporcionar un blindaje adecuado para ambos, la radiación generada por el sistema y la radiación dispersa, de manera que sea posible utilizar el sistema en una sala de operaciones estándar sin la necesidad de un blindaje adicional de la misma o de salas adyacentes.

La presente invención cumple estos requerimientos mediante la utilización de un microtrón de pista como fuente de haz de electrones y el sistema RIO con las características descritas y las que se describen a continuación.

El microtrón de pista es un tipo conocido de acelerador de partículas que esencialmente comprende dos imanes curvadores con el ángulo de giro del haz de electrones igual a 180º, a menudo denominados imanes de retorno, una estructura de aceleración lineal situada entre los mismos, un sistema de inyección de electrones y un sistema de extracción del haz de aceleración. Los electrones inyectados son acelerados por la estructura de aceleración y son dirigidos hacia uno de los imanes curvadores. El campo magnético constante generado entre los polos fuerza a los electrones a hacer un giro de 180º dirigiéndolos hacia el segundo imán curvador. Después de hacer un giro de 180º en el segundo imán los electrones vuelven a la estructura de aceleración donde aumentan su energía atravesando dicha estructura. De esta manera el haz de electrones describe una serie de trayectorias de recirculación a lo largo de unas órbitas consecutivas con radios de curvatura crecientes dentro de los imanes curvadores y con sus partes comunes pasando a través de la estructura de aceleración. El haz circula por el interior de una cámara de vacío de geometría correspondiente. La estructura de aceleración es alimentada por una fuente de radiofrecuencia (RF). El haz es enfocado por un cierto perfil del campo magnético en los imanes curvadores y por unos imanes cuadrupolares de focalización dispuestos en ciertos puntos de la trayectoria del haz que actúan como lentes magnéticas. Una vez el haz de electrones ha adquirido la energía requerida su trayectoria es desviada por un imán de extracción. El haz extraído pasa a través de una ventana de salida, por una serie de dispositivos en secuencia, como láminas dispersoras o aplicadores, los cuales configuran el campo de irradiación hacia el lecho de operación a ser irradiado.

Un microtrón de pista, o RTM, posee ciertas ventajas respecto a los aceleradores lineales como fuente de haz de electrones para un sistema RIO dedicado. En primer lugar, para una ganancia de energía dada y un gradiente de campo de aceleración la estructura de aceleración de un RTM con N recirculaciones tiene una longitud N veces más corta y un peso N veces menor que los de un acelerador lineal.

Una segunda ventaja es que debido a que la energía final del haz es conseguida al pasar el haz N veces por la estructura de aceleración la energía RF requerida se reduce en un factor de N con respecto al correspondiente acelerador lineal. Como consecuencia, el voltaje, la potencia y el coste de la fuente RF y del modulador, las dimensiones y el peso del sistema se reducen en esencia.

Una ventaja adicional es que en el RTM el haz puede ser extraído de cualquier órbita, permitiendo así cambiar la energía del haz con un paso fijo en un amplio rango.

Finalmente y debido a que los imanes curvadores del RTM actúan como un espectrómetro preciso no es necesario un control de energía del haz especial y, adicionalmente, la dispersión de energía del haz de salida del RTM es de solo \sim50-100 keV y su espectro no tiene una cola de energía baja.

La fuente de haz de electrones preferida para la presente invención es un RTM con una ganancia de energía por vuelta igual a aproximadamente 2 MeV, con energías de haz de salida de 6, 8, 10 y 12 MeV, corriente de haz media de varias decenas de \muA y con una tasa de dosis suministrada de 10-30 Gy/min. Como se ilustra en la Fig. 1 el cabezal acelerador es un microtrón de pista que comprende un cañón de electrones coaxial 1 con cátodo hueco anular, dos imanes curvadores 3 y 4 y una estructura de aceleración de partículas 2 de banda-C colocada entre los mismos, un imán cuadrupolar focalizador 5 que actúa como lente magnética colocado en el eje de dicha estructura de aceleración 2, e imanes de extracción 6 dispuestos dentro de la cámara 7. A cada una de las órbitas con energía de haz de 6 MeV, 8 MeV, 10 o 12 MeV le corresponde su propio imán de extracción 6. En función de la energía del haz de salida 8 el imán de extracción correspondiente se coloca mediante un control remoto en el eje de la órbita de la cual se realiza la extracción.

Los mencionados imanes curvadores 3, 4, dicha estructura de aceleración de partículas 2, dicho cañón de electrones 1 y dicho imán cuadrupolar 5 están fijados sobre una plataforma común de dicha cámara 7.

La estructura de aceleración 2 está formada por una serie de cavidades de onda operando en la banda-C, la cual es óptima para cumplir con varios criterios. Así, por una parte, la longitud de onda es suficientemente corta para que los tamaños de la estructura de aceleración y de los imanes curvadores sean suficientemente pequeños y sus pesos suficientemente bajos. Por otra parte, la longitud de onda es suficientemente larga para que la eficiencia de captura de las partículas no relativistas inyectadas sea suficiente incluso con sólo una cavidad de aceleración de longitud inferior a la mitad de la longitud de onda y para que la distancia entre órbitas sucesivas sea suficientemente grande para disponer los imanes de extracción.

Para el ejemplo de realización preferido de la invención se ha implementado un esquema de inyección de baja energía con un cañón de electrones coaxial 1. Por lo tanto no se precisa de preacelerador de haz, como es el caso de la inyección de alta energía, ni de imanes adicionales, ni de deflectores, etc. necesitados en el caso de esquemas con un cañón de electrones dispuesto fuera de eje. El esquema preferido con un cañón de electrones coaxial 1 de cátodo anular permite conseguir un diseño de un RTM lo más compacto posible con una influencia mínima en las trayectorias orbitales del haz.

En el ejemplo de realización preferido de la presente invención el campo magnético en los imanes curvadores 3 y 4, en el imán cuadrupolar focalizador 5 en funciones de lente magnética y en los imanes de extracción 6 es generado por un material de imantación permanente, preferiblemente un material de imantación permanente de tierras raras (del inglés "rare-earth permanent magnet", o REPM).

Los sistemas magnéticos basados en materiales REPM poseen ciertas ventajas con respecto a aquellos basados en electroimanes. En primer lugar, un sistema magnético con REPM no tiene bobinas, por lo que no requiere de una fuente de alimentación ni de refrigeración y puede ser dispuesto en el interior de la cámara de vacío. Una segunda ventaja es que un material REPM permite obtener un campo magnético suficientemente fuerte (de hasta 1.8 T) en un volumen pequeño y construir, para un rango requerido de energías, un sistema magnético más compacto y menos pesado en comparación con los electroimanes. Finalmente, el funcionamiento del acelerador es considerablemente más simple y la reproducibilidad de las características del sistema magnético es mayor en el caso de los imanes de material REPM.

En el ejemplo de realización preferido de la invención los imanes curvadores 3 y 4 son de diseño tipo caja (del inglés "box-type design") como se ilustra en la Fig. 2. Cada uno de los imanes curvadores está formado por dos polos principales 9, dos polos inversos 10 y material REPM 11 rodeado por un yugo 12.

El diseño de los imanes 3, 4, 5 y 6 utilizando el material REPM como fuente del campo magnético material permite reducir el tamaño y peso del cabezal acelerador y disponer todos los elementos de la fuente del haz de electrones en el vacío, de manera que la cámara 7 juega el papel de la cámara de vacío donde un alto vacío es mantenido.

En el ejemplo de realización preferido de la presente invención el haz extraído 8 pasa a través de una ventana, indicada como 13 en la Fig. 3, en el orificio de salida del haz y después atraviesa una línea de transporte del haz de salida. Dicha ventana mantiene un alto vacío en el interior de la cámara 7. Dicha línea de transporte del haz de electrones incluye una lámina dispersora 14 y un tubo aplicador 15 que configuran el campo de irradiación requerido para el tratamiento RIO.

Como se muestra en la Fig. 3 en el ejemplo de realización preferido la cámara 7 del RTM está conectada vía la unidad 16 a un primer módulo 17 que alberga la bomba de vacío 18, el transformador de alto voltaje 19 del cañón de electrones y la ventana de vacío 20. Este primer modulo 17 está conectado a través de una junta rotativa al módulo 21 que aloja la fuente de RF 22, el manómetro 23 con un sistema de relleno de gas aislante 24, el circulador 25 con un absorbedor, el codo 26, dispositivo acopiador de doble sentido 27 y la junta rotativa RF 28. Los módulos 17, 21 y 29 son partes de un brazo robótico que mantiene, hace girar y posiciona la cámara 7 del RTM. El brazo robótico está montado sobre una unidad base 30 que también alberga el modulador 31, el refrigerador 32 y las fuentes de alimentación 33. La operación del sistema RIO está controlada por un sistema de control 34 que está dispuesto en un módulo separado.

Mediante la unidad 16 se obtiene la extracción de aire para mantener el vacío en la cámara 7, la alimentación de potencia de radiofrecuencia a la estructura de aceleración 2 del microtrón y se hace posible la rotación selectiva de dicha cámara 7 respecto al eje horizontal.

La potencia de RF de alimentación de la estructura de aceleración 2 es generada por un magnetrón 22 tal como el modelo SFD-313-V de "Communications & Power Industries", el cual es capaz de operar con una potencia de pico de 1 Megawatio con un ciclo de trabajo del 0,001. El magnetrón preferido es sintonizable mecánicamente y genera pulsos de 2 \mus de duración.

En el ejemplo de realización preferido el sistema RIO está equipado con un modulador 31, tal como el modelo M1 de "ScandiNova Systems AB", el cual es capaz de producir pulsos con un voltaje de pico de 36 kV con una duración de 3\mus en su parte superior, una planeidad de voltaje de \pm1.0% y un ciclo de trabajo máximo de 0,001.

El brazo robótico permite posicionar la cámara 7 del RTM con una precisión suficiente de manera que la salida del aplicador 15 esté dispuesta en un punto requerido y a un ángulo requerido con respecto al paciente para que la irradiación del lecho de operación sea llevada a cabo de la manera más adecuada. Para ello el brazo robótico proporciona tres grados de libertad de movimiento de la cámara RTM 7: translaciones en la dirección vertical y giros con respecto a los dos ejes horizontales mutuamente ortogonales. Tres grados más de libertad, a saber el movimiento en las dos direcciones horizontales y el giro alrededor del eje vertical, son proporcionados por las cuatro ruedas motorizadas 35 dispuestas bajo la unidad base 30.

En el ejemplo de realización preferido de la invención la radiación desde el RTM es debida a las pérdidas parásitas del haz de electrones en el interior de la cámara 7 y en la ventana de salida del haz, y se genera principalmente en las órbitas de energía altas. Para reducirlas significativamente y hacerlas prácticamente insignificantes un colimador estrecho de aluminio está instalado en la órbita de 2 MeV, dicho colimador incrementa deliberadamente las pérdidas del haz en esta órbita de energía baja cortando la parte del haz que tiene demasiada desviación en la posición transversal o desviación en el momento lineal de las partículas. Con un colimador de plomo adicional dispuesto en la órbita de 4 MeV la radiación generada por el RTM es reducida a un nivel aceptablemente bajo de manera que no se necesite un blindaje adicional del acelerador. La radiación generada como resultado de la interacción del haz con los tejidos del paciente es colimada fuertemente en la dirección hacia delante con un ángulo de apertura de aproximadamente 30º. Para reducir la dosis producida por esta radiación hasta un nivel seguro una placa de plomo con un grosor de unos 8 cm. es dispuesta bajo el paciente. Las dimensiones requeridas de la placa dependen del tamaño del campo de irradiación máximo y de la separación entre la placa y el paciente.

Se consigue mediante el sistema propuesto por la presente invención reducir el peso del aparato en comparación con los sistemas tradicionales, así como una gran facilidad de manipulación y una gran miniaturización de la cámara 7, y una buena distribución de los componentes en varios puntos o zonas del sistema.

La invención descrita aquí puede ser modificada o adaptada a otras aplicaciones por personas expertas en la materia, las cuales podrían introducir cambios y modificaciones en los ejemplos de realización descritos sin salirse del alcance de la invención según está definido en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (8)

1. Sistema móvil de radioterapia intraoperatoria por haz de electrones que integra un microtrón de pista en funciones de acelerador de electrones con una estructura de aceleración (2), instalada en el interior de una cámara (7), sometida a un vacío, unida a una estructura mecánica de soporte móvil que proporciona seis grados de libertad para el posicionado adecuado de dicho microtrón de pista respecto a un paciente, estando alimentado dicho microtrón por una fuente de radiofrecuencia (22) y un modulador (31), caracterizado porque la extracción de aire para proporcionar el vacío de dicha cámara (7), la alimentación de potencia de radiofrecuencia a dicha estructura de aceleración (2) de dicho microtrón de pista y la rotación de dicha cámara (7) respecto a un eje horizontal se realizan mediante una misma unidad (16) que enlaza dicha cámara (7) con dicha estructura mecánica de soporte móvil.

2. Sistema, según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha unidad (16) comprende al menos un tubo que proporciona la extracción de aire, el transporte de la onda electromagnética y la rotación de la cámara (7).

3. Sistema, según la reivindicación 2, caracterizado porque dicha unidad (16) está unida por un extremo a dicha cámara (7) que alberga el microtrón de pista y por su otro extremo a un primer módulo (17) que forma parte de dicha estructura mecánica de soporte móvil y que alberga una bomba de alto vacío (18).

4. Sistema, según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho primer módulo (17) portador de una bomba de alto vacío (18) alberga igualmente un transformador de alta tensión (19) que alimenta un cátodo de un cañón de electrones del microtrón de pista.

5. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 3 y 4, caracterizado porque dicho primer módulo (17) está acoplado por medio de una junta rotativa (28) a un segundo módulo (21) que forma parte de dicha estructura mecánica de soporte móvil y que alberga una fuente de radiofrecuencia (22), un manómetro (23) y unos elementos de transporte y acondicionamiento de radiofrecuencia (25, 26, 27, 28), estando conectado dicho segundo módulo (21) a una estructura portante de un dispositivo robótico para desplazamiento del conjunto de cámara (7) y módulos (17, 21).

6. Sistema, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicho microtón de pista comprende:

dos imanes curvadores (3, 4) que giran el haz de electrones a 180º y una estructura de aceleración de partículas (2) colocada entre dichos imanes (3, 4);

un cañón de electrones coaxial (1) con cátodo hueco, anular y un imán cuadrupolar focalizador (5) colocado en el eje de dicha estructura de aceleración de partículas (2), y

un conjunto de imanes (6) de extracción con control remoto que proporciona la extracción del haz de una de las órbitas según la energía de salida necesaria,

estando dichos imanes curvadores (3, 4), dicha estructura de aceleración de partículas (2), dicho cañón de electrones (1) y dicho imán cuadrupolar focalizador (5) fijados sobre una plataforma común.

7. Sistema, según la reivindicación 6, caracterizado porque el campo magnético en dichos imanes curvadores (3, 4), dicho imán cuadrupolar focalizador (5) y dichos imanes de extracción (6) es generado por un material de tierras raras de imantación permanente.

8. Sistema, según la reivindicación 6, caracterizado porque dicha estructura de aceleración de partículas (2) comprende una cadena de cavidades de radiofrecuencia acopladas y operando en banda-C.