BRAQUITERAPIA PERIFÉRICA DE ÓRGANOS CONCORDANTES PROTUBERANTES
Campo de la Invención La descripción se refiere en general a la braquiterapia y más específicamente a dispositivos no invasivos y a método para proporcionar la braquiterapia periférica a órganos protuberantes.
Antecedentes de la Invención Se han practicado varias formas de braquiterapia desde la época del descubrimiento de la radioactividad por Mme . Curie. La braquiterapia, de la raíz Griega que significa "desde una distancia corta o cercana" , es un término utilizado típicamente para describir la colocación de una o más fuentes radioactivas dentro de un tejido o en un lumen del cuerpo o cavidad del cuerpo para suministrar una dosis terapéutica a un tumor o lecho de tumor cerca de la fuente . La braquiterapia como se practica hoy en día incluye varias diversidades de tratamientos invasivos. La braquiterapia intersticial incluye el paso que consiste en colocar la fuente o fuentes radioactivas dentro del tejido
(por ejemplo, una glándula prostética) . La braquiterapia intra-luminal incluye introducir la fuente a través de un lumen anatómico (por ejemplo, vascular) . La braquiterapia
intra-cavitoria se realiza al colocar la fuente radioactiva dentro de una cavidad de origen natural cerca del tej ido canceroso (por ejemplo, cáncer cervical o cavidad orbital para el melanoma infraocular) o una cavidad hecha por el hombre que fue creada durante una cirugía (por ejemplo, la tumorectomía de pecho (o mama) u otros lechos de tumor) . Varios aplicadores de braquiterapia son conocidos y se utilizan en procedimientos invasivos. Un aplicador superficial, que incluye una estructura para definir una serie de lúmenes paralelos para recibir fuentes de radiación de dosis altas (HDR, por sus siglas en inglés) , se ha utilizado para el tratamiento de lesiones superficiales, cáncer de piel o durante cirugías abiertas para tejidos a los cuales se tiene acceso fácilmente. (Véase, por ejemplo, el catálogo de Varían en www. varían. com/obry/pdf/vbtapplicatorcatalogue . pdf , página 113) . Sin embargo, este aplicador no está diseñado para tratar un tumor profundamente arraigado o un lecho de tumor . Cash y colaboradores (Patente Norteamericana No.
6,560,312) describen una técnica para realizar una radiocirugía en un cuerpo humano utilizando la teleterapia. La técnica incluye acumular campos de radiación no convergentes para alcanzar una dosis terapéutica. El diseño de la teleterapia de Cash y colaboradores se basa en una
distribución predeterminada de fuentes remotas de rayos X para crear un volumen donde se interceptan múltiples haces dentro del cuerpo humano. Depende de la capacidad para alinear las fuentes remotas localizadas sobre una plataforma para tratar una lesión dentro de un paciente quien está colocado sobre una plataforma separada. Este planteamiento tiene limitaciones mayores donde la colocación relativa de las fuentes deben mantenerse cuidadosamente en orden para proporcionar un rastreo preciso de la lesión, particularmente cuando el movimiento del paciente, tal como aquel asociado con la respiración, puede causar desalineamientos durante el tratamiento (como por ejemplo cuando el paciente está siendo tratado para el cáncer de pecho) . Sundqvist (Patente Norteamericana No. 4,780,898) y Leskell (Patentes Norteamericanas Nos. 5,528,651, 5,629,967 y 6,049,587) describen colectivamente un sistema de teleterapia comercializado bajo el nombre comercial "GammaKnife" y asignado a Elekta Instrument AB. El sistema se utiliza para tratar tumores cerebrales, finos, inoperables por medio de la exposición de un punto localizado dentro del cerebro del paciente. Gamma-Knife depende de la inmovilización de manera rígida de la cabeza de un paciente al unir un "casco" directamente al cráneo y exponer simultáneamente el tejido del cerebro a fuentes de
radiación desde múltiples ángulos. Cada fuente es colimada, emitiendo haces estrechos convergentes de radiación que fijan como objetivo un punto de convergencia individual. Por medio del alineamiento cuidadoso de cada uno de los haces estrechos o líneas de tratamiento de la fuente, el sistema Gamma-Knife es capaz de aumentar el campo de radiación a niveles terapéuticos en la ubicación del objetivo. El diseño es útil para el tratamiento de lesiones muy finas (puntos) y requiere la orientación cuidadosa de cada haz estrecho o línea de tratamiento.
DESCRIPCIÓN GENERAL DE LOS DIBUJOS En los dibujos: la Figura 1 es una vista en perspectiva de una modalidad de un aplicador utilizado para el tratamiento con braquiterapia del pecho de acuerdo con los principios descritos en este documento; la Figura 2 es una sección transversal tomada a lo largo de la copa del aplicador mostrado en la Figura 1 y que soporta el pecho bajo tratamiento; la Figura 3 es una vista en perspectiva de otra modalidad de un aplicador utilizado para el tratamiento con braquiterapia del pecho de acuerdo con los principios descritos en este documento; la Figura 4 es una sección transversal tomada a
través de la copa del aplicador mostrado en la Figura 3 para soportar el pecho bajo tratamiento; la Figura 5 es una sección transversal de una porción de un aplicador que incluye atenuadores que tienen fuentes empotradas para facilitar el suministro direccional de la radiación desde cada una de las fuentes; las Figuras 6A-6D ilustran una modalidad de una secuencia de pasos para proporcionar la braquiterapia al pecho utilizando un aplicador de placas paralelas y un sistema especializado de mamografía con formación de imágenes ; la Figura 7 es una sección transversal de un ejemplo de un mapa de dosis superpuesto sobre una imagen CT de un aplicador de estilo brasier prototipo que está montado sobre un fantasma para mostrar la distribución de isodosis para el pecho utilizando un patrón de catéter HDR de estilo "pantalla" ; las Figuras 8A-8B ilustran un ejemplo de un análisis de elementos finitos (FEA, por sus siglas en inglés) de la distribución de campo de una célula configuradora del campo individual de un aplicador y una serie de células configuradoras del campo colocadas dentro de la placa superior y la placa de fondo de un aplicador típico de placas paralelas, respectivamente; las Figuras 9A y 9B representan un diagrama de
flujo de programa típico que indica los cálculos primarios a realizarse, entradas principales (tanto estáticas como dinámicas) y las trayectorias principales para tomar decisiones en una secuencia de tratamiento típica; la Figura 10 es una ilustración de múltiples células configuradoras del campo utilizadas para controlar la dosis relativa de radiación a la piel contra la dosis al centro del volumen objetivo; las Figuras HA y 11B ilustran dos ejemplos de la orientación de las células configuradoras del campo utilizadas para controlar la exposición de tejidos a la radiación; la Figura 12 es una vista esquemática en perspectiva de un ejemplo de una célula configuradora del campo continua; la Figura 13 es una vista esquemática en perspectiva de un ejemplo de una estructura/célula configuradora del campo cónica, individual; la Figura 14 es una ilustración esquemática en perspectiva de un ejemplo de un aplicador utilizando un brazo robotico; y las Figuras 15A-15C son vistas transversales que muestran los efectos de la colocación de una fuente dentro de una estructura configuradora del campo en la forma divergente del patrón de radiación emitido desde la
estructura configuradora del campo.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LOS DIBUJOS Los dispositivos y los métodos descritos en esta descripción son particularmente adecuados para el tratamiento de un volumen grande, designado o fijado como objetivo (en el orden de algunas decenas de centímetros cúbicos o mayor) dentro de un órgano protuberante, tal como un pecho, testículo o pene. En una modalidad, los dispositivos y los métodos requieren uno o más haces divergentes o patrones de radiación terapéutica desde una o más fuentes de radiación colocadas dentro de un aplicador soportado con relación a la superficie de un órgano protuberante. Se debe entender que como se utiliza en este documento, la referencia a una "fuente" o "fuentes", en cada caso, puede significar ya sea una fuente individual adaptada para configurarse y/o moverse de manera que irradie en más de una dirección hacia el volumen fijado como objetivo o una distribución de dos o más fuentes adaptadas de manera similar para configurarse de manera que irradien en más de una dirección, para concentrar más de la radiación total que se puede exponer en el volumen fijado como objetivo, que en el tejido circundante. El aplicador está fijo en relación con el órgano para cada exposición por la fuente o fuentes y proporciona una plataforma
estable para recibir la fuente de radiación y para suministrar la dosis al volumen designado independiente del movimiento del objetivo (por ejemplo, debido al ciclo de respiración) . La definición de un volumen designado así como también el posicionamiento relativo de la fuente o fuentes en el aplicador pueden identificarse correctamente por medio de técnicas de orientación mediante la formación de imágenes para el alineamiento apropiado y la supervisión de la dosis suministrada. En una aplicación, la(s) fuente (s) debe(n) colocarse dentro de una gama reducida de distancias desde la piel. La colocación de la(s) fuente (s) muy cerca de la piel (por ejemplo, menos de aproximadamente 3 mm) puede causar la exposición excesiva de la piel; mientras que la colocación más lejana que algunos centímetros (por ejemplo, 5 centímetros) lejos de la piel puede dar por resultado que la intensidad de la dosis descienda y la braquiterapia se vuelve ineficiente y por lo tanto insuficiente e ineficaz. Mediante la(s) colocación (es) apropiada (s) de fuentes en relación con el volumen fijado como objetivo durante el tratamiento, se pueden dirigir múltiples haces divergentes para traslaparse o concurrir solamente en el volumen fijado como objetivo. Esto, a su vez, da por resultado los campos de exposición que son superpuestos en el interior y de esta manera proporcionan la dosis terapéutica al volumen fijado como
objetivo, mientras que la porción del volumen que no es expuesta a la intercepción de los haces divergentes recibe una dosis sub-terapéutica. La descripción también detalla el diseño y la utilización de una técnica de braquiterapia no invasiva donde se crea un patrón de fuentes de radiación distribuidas por medio del uso de una o más fuentes. La fuente o las fuentes pueden incluir, pero no están limitadas a, uno o más isótopos, una o más fuentes discretas y/o uno o más generadores de radiación ionizante. Durante el tratamiento, las porciones de una fuente individual o las múltiples fuentes que proporcionan la dosis terapéutica se distribuyen preferiblemente en o se mueven secuencialmente a posiciones fijas, predeterminadas a una distancia predeterminada, estrecha con respecto a la piel alrededor de un órgano protuberante y se mueven y/u ordenan de manera que se suministre una dosis terapéutica prescrita al tumor o lecho de tumor fijado como objetivo dentro del órgano. La orientación mediante la formación de imágenes se utiliza preferiblemente, pero no necesariamente, para localizar y definir el volumen objetivo designado dentro del órgano al cual será suministrada la radiación. La dosis prescrita que es suministrada al volumen designado puede determinarse, por ejemplo, al calcular el acumulado o la suma total de las
dosis más bajas superpuestas que son suministradas respectivamente al volumen designado desde posiciones distribuidas que están ordenadas alrededor del tejido fijado como objetivo. Alternativamente, se pueden emplear técnicas de simulación por computadora para determinar la dosis superpuesta o superimpuesta (acumulativa) que es suministrada al volumen deseado tomando en cuenta la forma, tamaño, volumen del tejido designado, fijado como objetivo y su ubicación y distancia desde la piel. Un órgano deformable protuberante, tal como el pecho, ofrece una geometría única para la terapia de radiación desde la periferia. Permite que un aplicador no invasivo sea diseñado (y por consiguiente facilite un procedimiento para tratamiento) de tal manera que el aplicador pueda por ejemplo, en el caso de un pecho, modificar la forma del pecho y permitir que una fuente o fuentes de radiación circunden o se coloquen en dos o más ubicaciones en la periferia del órgano, para permitir que un patrón de haces concurrentes, traslapados de radiación divergente desde dos o más direcciones/ángulos incrementen la dosis acumulativa para el tejido interior fijado como objetivo, o volumen designado, dentro del órgano y fijar la distancia de la(s) fuente (s) en cada una de las ubicaciones desde las cuales se dirige cada haz de radiación divergente. Esta sobreposición dentro del volumen designado
permite que la fuente, o cada una de la pluralidad de fuentes, suministre dosis promedio más bajas al tejido intermedio desde cada una de la pluralidad de posiciones, mientras que se suministra una dosis más alta al tejido fijado como objetivo que aquel proporcionado de otra manera cuando se utiliza solo una fuente individual de radiación. De esta manera, el planteamiento descrito en este documento, el cual en el caso del tratamiento del cáncer de pecho se denomina el concepto de Braquiterapia Periférica del Pecho (PBB, por sus siglas en inglés) , tiene el beneficio de limitar la dosis para el tejido no fijado como objetivo, de otra manera saludable, que está enfrente de cada ubicación de fuente de radiación. Esto no es posible con las fuentes de teleterapia o haces de radiación disponibles de la radioterapia convencional. La penetración limitada de la(s) fuente (s) de radiación recomendada (s) en esta descripción junto con la geometría de y la proximidad relativa del aplicador se combinan para limitar las dosis para los tejidos subyacentes, adyacentes, de otra manera saludables que circundan el tejido fijado como objetivo, mientras que se suministra una dosis terapéutica al volumen fijado como objetivo dentro de ese órgano. La dosis más alta puede crearse por varios medios, todos los cuales implican circundar de manera efectiva (o al menos colocar en ubicaciones seleccionadas alrededor de la periferia de)
el órgano protuberante deformable. La(s) fuente (s) se coloca (n) preferiblemente en un espacio tridimensional de manera que la fuente en cada posición esté en una posición predeterminada relativamente fija del volumen fijado como objetivo y los campos generados en cada ubicación de fuente se agreguen constructivamente dentro del volumen fijado como objetivo, produciendo colectivamente de esta manera los niveles de dosis terapéuticas en esa ubicación. Se puede colocar una fuente en cada una de las diversas ubicaciones al mismo tiempo y/o se puede mover una fuente a cada una de las diversas posiciones a través del tiempo durante el tratamiento. Esta descripción contempla que la fuente o fuentes de radiación proporcionan fuentes puntuales (sustancialmente unidimensionales) , fuentes lineales (no necesariamente rectas) (bidimensionales) y/o fuentes planas anchas (no necesariamente llanas, pero que se extienden en tres dimensiones) para crear el patrón de radiación traslapado que proporciona una dosis acumulada en el volumen fijado como objetivo. La(s) fuente (s) de radiación puede (n) incluir, pero no está(n) limitada (s) a, radioisótopos o generadores de radiación ionizante (fuentes de rayos x o electrones) . Las modalidades del método y sistema descritas en este documento son particularmente útiles para la braquiterapia de un carcinoma de pecho después de una
tumorectomía donde el tejido canceroso del pecho ha sido extirpado quirúrgicamente, aunque se debe apreciar que se pueden proporcionar otras aplicaciones con experimentación debida. Después de una tumorectomía, para prevenir la recurrencia local, es necesario exponer el lecho de tumor a radiación para "esterilizar" el campo y destruir las microinclusiones pre-cancerosas que pudieran existir aún cerca del sitio original que de otra manera darían por resultado una falla local. Las dosis típicas de braquiterapia suministradas al pecho después de la tumorectomía han variado de aproximadamente lOGy a aproximadamente 50Gy. La dosis específica depende de la proporción de dosis, el programa de fraccionamiento y la duración de la terapia, el carácter del crecimiento original, la monoterapia contra la terapia de refuerzos, así como también una multitud de otros factores los cuales serán evidentes para una persona experta en el campo. Un objetivo típico para la braquiterapia de pecho parcial es un volumen que se extiende desde aproximadamente 2 centímetros más allá del margen de la tumorectomía (cavidad de excisión) . Utilizando el concepto de Braquiterapia Periférica del Pecho (PBB) descrito actualmente, uno puede suministrar una dosis sub-terapéutica a sustancialmente el pecho completo y una dosis terapéutica al volumen objetivo dentro del pecho. La dosis terapéutica prescrita para el
volumen designado típico del pecho está usualmente en el intervalo de aproximadamente 15Gy a aproximadamente 40Gy. La dosis terapéutica depende, entre otros factores, de la duración de la radioterapia, donde mientras más corta sea la duración de la radioterapia más baja será la dosis. La alternativa primaria (el "estándar de atención" actual) es la irradiación total del pecho por un haz externo que es suministrado típicamente en 5 a 7 semanas con dosis diarias de aproximadamente 1.8Gy, para una dosis total de aproximadamente 45Gy. La práctica generalmente aceptada es que se espera que la terapia de radiación para el cáncer de pecho se complete dentro de 60 días, lo cual es la duración esperada máxima para el planteamiento de PBB, aunque el período podría variar más allá de 60 días. Más típicamente, utilizando el planteamiento de PBB, se espera que el tratamiento sea suministrado de aproximadamente 2 días a aproximadamente 10 días. De acuerdo con el sistema y la técnica descritos, la braquiterapia periférica de pecho puede realizarse con el paciente en cualquiera de muchas posiciones diferentes. El paciente puede ser tratado, por ejemplo, mientras se encuentra en una posición boca arriba o boca abajo. En la posición boca abajo, se pueden utilizar mesas especiales. Las mesas pueden incluir cada una, por ejemplo, un orificio
o abertura colocado apropiadamente para recibir el pecho, de manera que el pecho pueda colgar libremente por la fuerza de brevedad. Alternativamente, el paciente puede ser tratado mientras está de pie o está sentado. El órgano especialmente cuando se trata el pecho, puede conformarse o ajustarse dentro de un espacio confinado para asegurar una relación fija entre la posición del volumen objetivo y la(s) posición (es) de la(s) fuente (s) durante el tratamiento. La variación de la orientación del paciente o movimiento del volumen objetivo durante el tratamiento, en relación con la(s) fuente (s) en relación con el sistema de tratamiento y formación de imágenes o el movimiento del volumen objetivo en relación con la(s) fuente (s), impactarán la capacidad para fijar como objetivo y tratar ciertos volúmenes predeterminados dentro del pecho, así como también incrementarán las dosis perdidas para otros órganos y tejidos. De esta manera, el posicionamiento y la orientación del paciente y si el pecho es confinado durante el tratamiento pueden depender realmente en parte de la ubicación del volumen fijado como objetivo. Para el tratamiento de un órgano protuberante concordante como el pecho, la(s) fuente (s) de radiación puede (n) colocarse en un aplicador especial. El aplicador, cuando es soportado en relación con un órgano concordante, fijará preferiblemente la forma del órgano en relación con
la(s) fuente (s) durante el tratamiento y proporcionará una plataforma estable que suministra un campo de radiación constante que es independiente del movimiento del cuerpo generalmente, o el movimiento de los órganos específicamente, debido por ejemplo al ciclo de respiración. Los aplicadores pueden diseñarse para ya sea conformarse con la forma de, o circundar, el órgano protuberante permitiendo de esta manera la colocación segura de la(s) fuente (s) en la periferia del órgano en una proximidad estrecha con su superficie. Alternativamente, los aplicadores pueden incluir una cavidad para recibir el órgano y pueden estar hechos de un material rígido y una geometría rígida de tal manera que el órgano protuberante sea forzado a tomar la forma de y se conforme de esta manera con la forma de la cavidad dentro del aplicador rígido. Adicionalmente, los aplicadores incluyen preferiblemente células, receptáculos, huecos y/o lúmenes para la inserción y el movimiento y/o unión de cada fuente de radiación en las posiciones prescritas del tratamiento. Las placas de compresión se utilizan comúnmente en los procedimientos de la mamografía. El pecho comprimido presenta una masa de tejido uniforme plana y es más fácil formar imágenes de manera radiográfica para la identificación de una calcificación o lesiones cancerosas. Similarmente, el tejido de pecho comprimido presenta un
objetivo más uniforme para la radioterapia. La presente descripción incluye un método para comprimir el pecho entre dos placas para presentar una masa uniforme para la formación de imágenes y la radioterapia. En particular, la orientación de la compresión puede alterarse para formar imágenes e irradiar el tejido desde diferentes ángulos. La compresión del tejido del pecho, debido a su carácter deformable, causa que el órgano se extienda lateralmente y puede reducir de esta manera la cantidad de tejido normal entre las placas de tratamiento y el volumen designado. Esto puede causar que la dosis para el tejido normal del pecho sea reducida sustancialmente. Se pueden utilizar dos orientaciones ortogonales de las placas de compresión o una pluralidad de ángulos de orientación de las placas de compresión para realizar la formación de imágenes y la radioterapia. En el proceso que consiste en utilizar diferentes orientaciones de las placas de compresión para la radioterapia, la dosis para el volumen designado se acumula mientras que la dosis para la piel se divide entre diferentes puntos de entrada, controlando de esta manera la toxicidad para la piel. Un ángulo preferido para tanto la formación de imágenes radiográficas o la radioterapia es la dirección perpendicular al plano de compresión. La formación de imágenes en cada orientación de las placas de compresión permite fijar como objetivo el campo de
radiación para corresponder al sitio designado. Una modalidad de la presente descripción es irradiar los márgenes de una cavidad de tumorectomía. Dos compresiones del pecho desde dos planos ortogonales permiten la radioterapia desde dos planos ortogonales y hacen posible la acumulación de la dosis para el objetivo designado sin exceder el límite de toxicidad de la piel. El aparato que puede proporcionar compresión, registro de imágenes y radioterapia es parte de la descripción. De esta manera, el aplicador puede tomar la forma de un conjunto de placas aplicadoras, cualquiera de las cuales, o ambas, pueden incluir la estructura para el alojamiento de una fuente o fuentes de radiación cerca de la superficie del órgano protuberante. Estas placas están dispuestas preferiblemente paralelas entre sí y pueden utilizarse para comprimir el órgano protuberante. Las placas también pueden estar curvadas de tal manera que están diseñadas para conformarse con la forma general del órgano para reducir cualquier incomodidad para el paciente, y a la vez ser capaz de presionar contra el órgano para comprimir el órgano en una forma deseada y fijar el volumen fijado como objetivo en relación con las posiciones de la(s) fuente (s) durante el tratamiento. Además, los aplicadores pueden incluir una estructura elástica, flexible o maleable para conformarse con el órgano y
mantener al aplicador en un contacto íntimo con el órgano para suministrar una dosis constante y consistente desde direcciones y distancias prescritas con respecto al volumen fijado como objetivo. Una función adicional del aplicador puede incluir el levantamiento y la separación del órgano protuberante de las partes vecinas del cuerpo para minimizar las dosis de radiación perdidas en esas partes vecinas. El aplicador se coloca preferiblemente en contacto con, o en comunicación con, la superficie, (periferia) del órgano protuberante el cual está siendo tratado para fijar la(s) fuente (s) en relación con el volumen objetivo en cada posición de tratamiento. Como resultado, a diferencia de los planteamientos de teleterapia convencionales, el suministro de radiación al órgano no es afectado por el movimiento del paciente, tal como el movimiento asociado con la respiración. Para minimizar las dosis de radiación perdidas (dosis para cualquier otro tejido, órgano o persona no fijado como objetivo) , el aplicador puede incluir adicionalmente una capa exterior de atenuación o protección. Las capas típicas de atenuación y protección están hechas de materiales densos con un índice atómico alto, pero la selección específica del material de atenuación dependerá del órgano particular, la fuente de radiación y el plan de tratamiento. El aplicador puede
incluir una capa interior diseñada para estar en contacto directo con la piel la cual puede controlar la distancia de la fuente de radiación de la piel. El espesor de esta capa interior debe reducir la intensidad de la dosis para la piel para esa porción del órgano que está enfrente de la fuente de radiación. La capa interior también puede incluir un alto contenido de agua y puede incluir una esponja y/o medios de gel rellenos de agua o materiales equivalentes al agua. Los materiales de atenuación, aberturas y estructuras adicionales pueden incorporarse en el aplicador de tal manera que proporcionen una estructura para controlar y determinar de esta manera la(s) dirección (es) del campo de exposición. Estas estructuras configuradoras del campo pueden incluir, por ejemplo, máscaras, bandas y/o cubiertas de material de atenuación o muescas dentro de un material de atenuación en el cual se colocan las fuentes. Las estructuras también pueden estar hechas de células conformadoras del campo para recibir un material fuente de radiación. Las células configuradoras del campo también pueden diseñarse de tal manera que limiten la exposición lateral cuando se proporciona la exposición completa y definan de esta manera la forma del haz de radiación que se utiliza para exponer los tejidos directamente enfrente de la célula o conjunto de células. El diseño de estas células
(inclusive la altura, relación de aspectos, material atenuador, espesor atenuador) puede utilizarse de esta manera para configurar selectivamente el campo de exposición a la radiación. Donde se utilizan aplicadores de HDR, se pueden incluir las células configuradoras del campo y se pueden colocar preferiblemente a lo largo de la ruta del (los) lumen(es) de HDR para coincidir con las posiciones de paro de las fuentes . El posicionamiento del paciente y la orientación mediante la formación de imágenes son importantes para fijar como objetivo de manera precisa la radiación hacia un volumen designado dentro de un órgano protuberante. En el caso de un pecho, se pueden utilizar varios métodos de formación de imágenes que incluyen, por ejemplo, rayos x (tal como la mamografía o la exploración CT) , ultrasonido, fluoroscopía, MRI y formación de imágenes en portal, para la formación de imágenes del tumor o el lecho de tumor y para determinar los objetivos de la radiación. Similarmente, los diferentes marcadores fiduciales radiográficos o ultrasónicos, tales como marcadores implantables, tatuajes en la piel y medios de contraste se utilizan comúnmente para marcar el lecho de tumor (los márgenes de una cavidad de tumorectomía) . La orientación mediante la formación de imágenes es usualmente de vital importancia para la radioterapia del pecho ya que el ciclo
de respiración presenta un objetivo móvil. La presente descripción reporta una modalidad diseñada para (a) facilitar la colocación de fuente (s) de radiación en un aplicador que se monta al pecho y (b) suministrar una radiación constante al volumen designado dentro del pecho independiente del movimiento del tejido del pecho durante el ciclo de respiración. Los aplicadores pueden incluir uno o más marcadores para facilitar el alineamiento del aplicador con ya sea el órgano protuberante o el sistema de formación de imágenes . Los marcadores de los aplicadores están diseñados preferiblemente para ser visibles por cualquiera de una o varias tecnologías comunes de formación de imágenes (dependiendo de la tecnología utilizada en la aplicación específica) . Además, los marcadores pueden rastrearse por medio de un software de planeación de dosis para actuar como un auxiliar para la fijación precisa como objetivo del campo de radiación. En una modalidad, el brasier aplicador puede incluir canales, lúmenes o confinamientos para recibir la(s) fuente (s) más grande (s). Por ejemplo, como se muestra en las Figuras 1 y 2, un brasier 20 incluye las correas de soporte 22, el brasier 20 incluye uno o más compartimientos 24 formados entre una capa interior 26 y una capa exterior 28 y construidos para recibir una o más fuentes de
radiación 30. Las fuentes pueden ser fuentes planas, lineales o puntuales (o estructuras similares) , como se mencionara previamente. La configuración de cada compartimiento 24 puede variar de acuerdo con el tamaño del pecho y el tamaño, forma y distancia debajo de la piel del tejido objetivo. En esta modalidad, la fuente puede incorporarse en una placa, hoja delgada de metal, tejido, lámina, alambre o fuente puntual (u otra estructura) (una hoja delgada de metal que se muestra en la Figura 2) , tratada de manera adecuada para proporcionar el patrón de radiación necesario. La capa exterior 28 debe construirse para atenuar los rayos X, mientras que la capa interior, en contacto con la piel debe ser transparente a los rayos X. Alternativamente, una placa, lámina, hoja delgada de metal o estructura similar que es absorbente de rayos X puede incluirse dentro de cada compartimiento entre la fuente y la capa exterior 28. En el caso del pecho, el aplicador puede tener la forma de un brasier, copa o bolsita. En una modalidad de la descripción actual, el aplicador puede construirse para recibir fuente (s) (tal como el brasier 40 mostrado en las Figuras 3 y 4) . El brasier 40 facilita el tratamiento de un pecho compatible con un dispositivo de carga diferida de HDR. El brasier incluye un par de copas 42 para soportar los pechos y correas de soporte 44 de manera que el brasier
puede ser utilizado de manera confortable por el paciente cuando está en uso. La copa 42a utilizada para soportar el pecho bajo tratamiento también incluye lumen (es) o compartimiento (s) interno (s) separado (s) 46 para recibir la(s) fuente (s) 48. En la modalidad del aplicador mostrado, el lumen está adaptado para recibir un portador que soporta una o más fuentes. El portador es preferiblemente, aunque no necesariamente, un catéter 50 sobre o dentro del cual se une o se inserta al menos una fuente. Como se observa mejor en la Figura 4, la copa 42a incluye al menos una capa exterior 52 y al menos una capa interior 54, que definen el (los) lumen(es) o compartimiento (s) 56 entre las mismas. El lumen o compartimiento mostrado en las Figuras 3 y 4 tiene una configuración en espiral. Se debe entender que la configuración del (los) lumen (es) o compartimiento (s) puede asumir otras configuraciones y formas geométricas para dar cabida a la(s) fuente (s). Los patrones de los canales, lúmenes y confinamientos pueden variar de acuerdo con el tamaño del pecho y el tamaño, forma y distancia debajo de la piel del tejido objetivo. Los patrones típicos para los lúmenes incluirían, por ejemplo, canales sustancialmente rectos o curvados que se extienden en direcciones predeterminadas, tal como desde la base hacia la punta de la copa, espiral (es), múltiples círculos concéntricos de diámetro creciente o una serie de lúmenes los cuales
dibujan un cono o cono truncado (es decir, una forma frustocónica) del tejido contenido en el interior. Evidentemente, la configuración específica de la copa y las fuentes puede diseñarse dependiendo de la aplicación y el tratamiento particulares. En esta configuración, los patrones de los lúmenes así como también los tiempos de parada para la fuente serán determinados de acuerdo con el tamaño del pecho, el tamaño y la forma del tejido designado dentro del órgano y la posición del objetivo con respecto a la superficie del órgano. La capa exterior 52 está hecha preferiblemente de un material protector (por ejemplo, un tejido que contiene plomo) para absorber y por lo tanto para reducir o impedir la emisión de radiación hacia afuera de la copa, mientras que la capa interior 54 está hecha preferiblemente de un material, tal como un tejido que es sustancialmente transparente a los rayos X para permitir que los rayos X sean propagados a través de la capa interior dentro del volumen fijado como objetivo del pecho del paciente tratado. Alternativamente, una placa, lámina, tejido o material protector (absorbente de rayos X) (no mostrado) se proporciona entre la capa exterior 52 y el compartimiento o lumen. En esta última instancia, la capa exterior no necesita incluir un material absorbente de rayos X. Se proporciona una abertura o aberturas adecuadas para recibir la(s) fuente (s) de radiación dentro del lumen
o compartimiento. Los dispositivos de carga diferida de HDR que son útiles para la inserción de las fuentes, con la ayuda de un portador tal como por ejemplo, un catéter, incluyen aquellos que han sido diseñados para el uso con la braquiterapia intersticial, intracavitoria o intraluminal . El sistema de dispositivos de carga diferida de HDR (no mostrado) incluye típicamente a) un recipiente protegido para alojar una fuente intensa de radioisótopos cuando no está en uso, b) un sistema de suministro para hacer avanzar las fuentes desde el recipiente protegido a través de uno o más compartimientos, canales o lúmenes, con la ayuda del portador, por ejemplo, catéteres o estructuras similares, en su sitio con respecto al paciente en el área deseada de tratamiento y c) un sistema de control el cual supervisa y controla la posición y tiempo de paro de las fuentes dentro del portador de tratamiento para asegurar que la dosis suministrada corresponda a la dosis prescrita. En el aplicador de brasier del tipo mostrado en las Figuras 3 y 4, utilizando los lúmenes para la colocación de las fuentes, la dosis para los tejidos subyacentes es controlada al ajustar la posición y el tiempo de paro. Además, en esta modalidad, una o más células configuradoras del campo colocadas previamente en el lumen pueden utilizarse o colocarse en una relación con respecto a la(s)
fuente (s) de manera que coincidan con las posiciones de paro de las fuentes. Alternativamente, una abertura continua a lo largo del lumen puede emplearse para controlar la dosis a un volumen designado para reducir la dosis relativa para la piel o tejidos saludables tales como el corazón, los pulmones o el pecho contralateral . En el caso de la presente descripción, se contempla además que existe la opción de un sistema de control, que incluye preferiblemente un programa de computadora ordenado para controlar la posición de paro de la(s) fuente (s) dentro del (los) lumen (es) del aplicador. El sistema de control requerirá preferiblemente entradas paramétricas, tanto estáticas como dinámicas, las cuales pueden incluir factores geométricos (tamaño y forma de la fuente, tamaño y forma del aplicador y otros) , factores de prescripción de dosis (dosis, proporción de dosis, tejido objetivo y otros), factores biológicos (tejido objetivo, márgenes, ubicaciones sensibles del tejido y otros), factores de las fuentes (tamaño, forma, actividad, distribución de la actividad) y factores dinámicos (buena disposición del paciente y el operador, colocación mecánica apropiada y verificación de la operación, telemetría de la posición y otros) para proporcionar un control del proceso/procedimiento. El sistema de control también puede incluir opciones para la
intervención del usuario, controles manuales, supervisión y reporte . Un programa de computadora puede utilizarse en el proceso de planeación del tratamiento. Este programa ofrecerá la opción de (a) definición de la distribución de la dosis al órgano protuberante o a un volumen designado fijado como objetivo dentro del órgano y (b) determinación de una distribución apropiada de la(s) fuente (s), células configuradoras del campo y/o tiempos de parada a lo largo de la periferia del órgano. El programa de computadora también podría permitir que el usuario defina la(s) fuente (s) y/o células configuradoras del campo y sus ubicaciones y que calcule la distribución de la dosis dentro del órgano. En cualquier caso, el programa puede aceptar una o más de las siguientes entradas paramétricas: el número, tipo, especie, intensidad, forma, distribución de actividad, tamaño, etcétera en la determinación de la colocación requerida de o la distribución de dosis resultantes de las fuentes. Además, el número, tipo y características de las células configuradoras del campo, si se utilizan, pueden incluirse en la determinación. El programa de software para la planeación del tratamiento puede incluir la opción de habilitación del alineamiento de los sistemas de coordenadas del software para la planeación del tratamiento con aquel del órgano protuberante,
aplicador o sistema de formación de imágenes. El uso de los marcadores en/dentro del aplicador junto con ya sea linderos anatómicos de referencia o marcadores representables aplicados sobre o dentro de ya sea el órgano protuberante o el aplicador pueden ser utilizados por el programa para facilitar el solapamiento de los sistemas de coordenadas del programa de software y uno o más de los siguientes: el órgano, el aplicador y el sistema de formación de imágenes. Alternativamente, la posición del tejido objetivo puede determinarse por medio de una modalidad de formación de imágenes que se incorpora directamente en o que está en comunicación con el sistema de tratamiento que proporciona datos de entrada al programa de computadora. Las imágenes multidimensionales del órgano y las estructuras asociadas pueden ser importadas por el programa de software para facilitar este alineamiento. Se pueden incluir opciones para calcular la colocación de las fuentes basada en una combinación de la dosis para el volumen designado y una limitación de dosis para los órganos o tejidos vecinos. El programa de software también puede incluir la opción de una retroalimentación en tiempo real en la dosis suministrada al tejido objetivo donde las posiciones futuras de las fuentes y los tiempos de parada se calculan de nuevo tan frecuentemente como se desee en base a la retroalimentación histórica del suministro de
dosis . El (los) radiosótopo (s) puede (n) transmutarse al interior del portador de la fuente (por ejemplo por medio de la activación nuclear directa) o puede (n) dispersarse en, o aplicarse a, la superficie de portadores por medio de cualquier variedad de métodos químicos o físicos, adhesión simple o encapsulamiento. Los ejemplos de algunos de los métodos más comunes incluyen los procesos de enchapado, pintura, pulverización catódica, enlace de reacciones, embalaje de dispersión de radioisótopos dentro de un polímero y similares. También se pueden emplear otros métodos . El (los) radionúclido (s) de la(s) fuente (s) puede (n) seleccionarse de la lista de radionúclidos comúnmente reconocida y/o disponible. El isótopo ideal tiene la combinación correcta de vida media, energías de rayos gamma y facilidad de producción y purificación. La vida media tiene un impacto sobre la vida de anaquel del producto. Las energías de rayos X o rayos gamma (fotones) controlan la profundidad del campo para el suministro de dosis y pueden optimizarse de tal manera que correspondan al volumen y la ubicación del lecho de tumor. Los fotones de energía más altas son mejores para los objetivos asentados más profundamente. Finalmente, el radionúclido debe seleccionarse entre las especies disponibles o
fácilmente producibles . Las opciones de corriente primarias para los radioisótopos capaces de satisfacer estos requerimientos incluyen, pero no están limitadas a, Co-56, Co-57, Co-58, Co-60, Zn-65, Pd-103, Cd-109, 1-125, Cs-131, Cs-137, Sm-145, Gd-153, Yb-169, -187, Ir-192 y Au-198, aunque otras fuentes pueden satisfacer, y el futuro satisfaceran, estos criterios. Para tratar los órganos del tamaño general definido en esta aplicación, la energía de las emisiones de fotones primarias debe limitarse al intervalo entre aproximadamente 20 KeV y aproximadamente 1500 KeV. Para el pecho, la energía de las emisiones primarias de fuentes preferidas están en general preferiblemente entre aproximadamente 50 KeV y aproximadamente 1300 KeV. La(s) fuente (s) radioactiva (s) contemplada (s) en esta descripción puede (n) ser generadores de radiación ionizante, que suministran un campo de exposición divergente, tales como fuentes de rayos X o fuentes de electrones que pueden colocarse en una ubicación periférica con respecto al órgano protuberante. Un ejemplo de la fuente de radiación es una fuente de rayos X de ortovoltaje. La posición de paro de los generadores y la intensidad de las emisiones pueden controlarse para suministrar la dosis terapéutica deseada a un volumen objetivo dentro de un órgano protuberante como resultado de
la superposición de los campos de las posiciones de paro de fuentes individuales. Las estructuras configuradoras del campo, como se describe al principio, pueden agregarse a los generadores para formar el campo de exposición. El aplicador de braquiterapia actual es diferente de los aplicadores previos ya que es adecuado para el tratamiento de un volumen designado grande dentro de un órgano protuberante . Requiere al menos un haz divergente de al menos una fuente de radiación colocada dentro de un aplicador montado sobre la superficie de un órgano protuberante. El aplicador se fija al órgano y proporciona una plataforma estable para recibir la(s) fuente (s) de radiación y suministrar la dosis al volumen designado independiente del movimiento del objetivo (por ejemplo, debido al ciclo de respiración) . El volumen designado así como también el aplicador son identificados inicialmente por medio de la orientación mediante la formación de imágenes para el alineamiento apropiado y la supervisión de la dosis . La fuente debe estar dentro de una escala de distancia reducida desde la piel. La colocación de la fuente muy cerca de la piel (menos de aproximadamente 3 mm) da por resultado una exposición excesiva de la piel; mientras que la colocación de la fuente más lejos de aproximadamente algunos centímetros (por ejemplo, 5 centímetros) de la piel da por resultado el descenso de la
intensidad, el intervalo de ángulos de exposición frontal permisibles es restringido y la braquiterapia se vuelve ineficiente. La sobreposición de los haces divergentes donde los campos de exposición están superpuestos proporciona la dosis terapéutica mientras que la porción de volumen que no es expuesta a la intercepción de los haces divergentes recibe una dosis subterapéutica. Se debe apreciar que el efecto distributivo puede lograrse por medio de fuentes extendidas individuales o segmentadas múltiples y células de configuración del campo individuales o múltiples. En el caso de una fuente extendida individual, la fuente individual se configura para extenderse sobre un área para irradiar desde diferentes direcciones o ángulos hacia el tejido fijado como objetivo o el volumen designado de tal manera que el campo de radiación de una porción de la fuente sea superpuesto sobre el campo generado desde otras porciones de la misma fuente para traslapar constructivamente y proporcionar la dosis deseada al tejido fijado como objetivo o volumen designado. Al crear un patrón de radiación apropiado, el método y el producto permiten que una concentración de radiación más alta sea suministrada de manera no invasiva al tejido fijado como objetivo o volumen designado que una fuente la cual suministra radiación desde una fuente puntual individual o desde una fuente donde la
radiación es emitida en una posición (una fuente plana o lineal), mientras que se reduce la exposición del tejido circundante a la radiación incidental. La Figura 5 muestra un ejemplo de una estructura configuradora del campo empotrada (con una o más aberturas) dentro de un aplicador para facilitar el suministro direccional de radiación y para lograr la sobreposición deseada, o superposición, de los patrones de radiación en un volumen de interés predeterminado. Como se observa en los dibujos, la modalidad ilustrada incluye un material de atenuación que es preferiblemente una parte del aplicador. El material atenuación 70 está provisto preferiblemente con una pluralidad de canales 72 dentro del atenuador. La(s) fuente (s) 74 es (son) empotrada (s) preferiblemente en los canales respectivos para formar patrones de haces divergentes direccionales 76. La(s) fuente (s) 74 se posiciona(n) en relación con el área objetivo 78 de manera que los patrones 76 se traslapan entre sí en el área objetivo 78 de manera que se suministre una dosis de radiación más alta al área objetivo 78 que las áreas circundantes . Las Figuras 6A-6D muestran los elementos de un tratamiento de pecho periférico no invasivo utilizando un planteamiento de aplicador de placas paralelas. La Figura 6A muestra la formación de imágenes inicial del pecho
utilizando una técnica mamográfica estándar. En la Figura 6B, la ubicación, el tamaño y la forma de la lesión 80 se convierten a un plan de tratamiento que implica el tratamiento desde dos direcciones sustancialmente ortogonales 82 y 84, en cualquier parte desde 60 a 120 grados de la orientación original. Cada placa puede definir una pluralidad de ubicaciones de fuente individuales (como se ilustra para el ejemplo en la Figura 8B) . En la Figura 6C, el primer tratamiento es suministrado por una serie de posiciones de paro de fuentes de HDR dentro de cada uno de los aplicadores de tratamiento en la dirección 84. En la Figura 6D, la siguiente fracción de tratamiento es proporcionada en un ángulo de 90 grados con respecto a la primera fracción de tratamiento en la dirección 82. Las fracciones de tratamiento adicionales se realizarían hasta que se logre la dosis terapéutica completa para el tejido objetivo. En una modalidad, se siguen los pasos posteriores a fin de aplicar una radioterapia a un pecho. El método de aplicación comprende: A. Comprimir el pecho entre dos placas para definir el plano de tratamiento inicial; B. Formar imágenes del pecho en el plano de tratamiento inicial mientras que se inmoviliza para identificar el volumen designado de tejido en necesidad de radioterapia;
C. Suministrar radiación divergente de radioterapia al volumen designado mientras que el pecho es inmovilizado desde una dirección dentro de un ángulo de 30 grados desde una dirección normal para el plano de tratamiento inicial; D. Retirar las placas de compresión y hacer girar las placas de compresión a una nueva orientación la cual está dentro de 60 a 120 grados del plano de tratamiento inicial y aplicar nuevamente compresión para inmovilizar el órgano protuberante en la nueva dirección; E. Identificar el volumen designado por medio de la formación de imágenes, u otros medios, dentro del órgano protuberante desde la nueva orientación; F. Suministrar radioterapia al volumen designado mientras que el órgano protuberante es inmovilizado en la nueva orientación desde una dirección sustancialmente normal para las placas de compresión; y G. Repetir los pasos D a F, como sea necesario hasta que se suministre una dosis terapéutica al volumen designado dentro del órgano protuberante. Debe ser aparente que mientras que la modalidad descrita en conexión con las Figuras 6A-6D emplean dos orientaciones de las placas de compresión, la técnica podría emplear más de dos orientaciones, dependiendo de la aplicación y/o el tratamiento deseado.
La Figura 7 ilustra un ejemplo de un mapa de isodosis transversal sobrepuesto en una imagen CT de un aplicador de estilo brasier prototipo que está montado sobre un fantasma 121 para mostrar la distribución de isodosis generada por un patrón de fuentes de HDR. Esta porción de las posiciones de paro de las fuentes a lo largo de la periferia del pecho que se encuentran en este plano son resaltadas como los puntos 120. Los contornos de isodosis 122 indican un patrón de uniformidad típico que puede generarse a partir de esta estructura de distribución de fuentes. Las Figuras 8A y 8B ilustran un ejemplo del uso del análisis de elementos finitos (FEA) del campo de distribución de una célula configuradora del campo individual en la Figura 8A y una serie de células configuradoras del campo colocadas dentro de las placas superior y de fondo de un aplicador de placas paralelas en la Figura 8B. En la Figura 8A, la distribución del campo bidimensional puede determinarse por medio del análisis de elementos finitos para una célula configuradora del campo. En el ejemplo mostrado, la célula tiene un ángulo incluido de 90 grados y un espesor de atenuador de plomo de 9 mm. El ángulo y el espesor pueden variar claramente dependiendo de las circunstancias particulares del tratamiento. Esta estructura crea un campo frontal, no atenuado de exposición
a la radiación 130 y un campo o zona de exposición lateral sustancialmente atenuado 132. En la Figura 8B, se muestra un ejemplo del impacto de esta estructura configuradora del campo sobre la uniformidad del campo bidimensional entre las placas de un aplicador de placas paralelas. En esta ilustración, trece lúmenes de catéter de HDR 134 se colocan en paralelo y se separan 1 centímetro a lo largo de la placa superior 136 y la placa de fondo 138. La uniformidad del campo resultante se gráfica. La Figura 9 es un diagrama de flujo de programa típico que indica los cálculos primarios, entradas principales (tanto estáticas como dinámicas) y rutas principales para la toma de decisiones. Como se muestra en la Figura 9, varias entradas de usuarios u operadores incluyen los factores de prescripción de dosis 150, que incluyen la dosis, duración, proporción de dosis, volumen objetivo y fraccionamiento; factores de geometría 152, que incluyen forma del volumen objetivo, tamaño de volumen objetivo, forma del aplicador, ubicaciones de las fuentes dentro del aplicador, rutas de las fuentes dentro del aplicador; factores biológicos 154, que incluyen tejido objetivo, definición de márgenes, tejido sensible a la dosis (es decir, cualquier área "sin" tratamiento) ; y factores de fuentes 156, que incluyen forma de la fuente, distribución de la actividad de la fuente, actividad de la fuente y
flexibilidad de la fuente. Las diversas entradas de operador son proporcionadas a la entrada del programa de la ruta del programa indicada en el paso 160. El paso 160 incluye calcular la dosis por fracción, tiempos de parada, posiciones de paro, selección de lumen y proporciones de dosis actuales. Los resultados entonces son presentados al operador como se indica en el paso 162 para la confirmación. El operador puede controlar manualmente y revisar los niveles de dosis calculados en base a determinaciones empíricas. Una vez que se establecen los niveles de dosis, el tratamiento puede comenzar, como se indica en el paso 164. Entonces se consideran las entradas dinámicas con relación a la fuente, equipo y estado del paciente (indicado en el paso 166) . Estas entradas dinámicas incluyen la condición del paciente, verificación de retroalimentación de la posición de las fuentes, mecanismo del movimiento de las fuentes, condición del operador y algoritmo de detección de errores de programa. Estas entradas dinámicas son proporcionadas en el paso 168 donde la fuente se hace avanzar (se coloca) en la posición de partida y se confirma este posicionamiento. En el paso 170, se toma la decisión si el tratamiento en cada posición está procediendo correctamente. Esto se realiza al tener acceso al estado del (los) tumor (es) objetivo (s) en vista del tratamiento llevado a cabo hasta ahora. Si la posición de partida de la
fuente no puede confirmarse en el paso 168 o el tratamiento está procediendo incorrectamente, el paso procede al paso 172 para un módulo de manipulación de errores el cual evalúa el problema en vista de las entradas dinámicas 166. Si por otra parte la decisión en el paso 170 es si, se toma una determinación en el paso 174 si la dosis prescrita ha sido lograda. Si es que no, se repite el paso 170. Si es que si, se toma una determinación en el paso 176 en cuanto a si el tratamiento está en la posición final. Si es que si, en el paso 178 la fuente es retirada y se toma la determinación en lo que se refiere a si la fuente es segura. Si es que no, en el paso 180 el tratamiento se hace avanzar a la siguiente posición y a su vez el paso 170 y los pasos subsecuentes después del paso 170 se repiten para la siguiente posición. Con referencia nuevamente al paso 172, una vez que el módulo de manipulación de errores determina el error en el tratamiento, se toma una determinación en el paso 182 si el error puede ser corregido. Si es que si, se determina un plan de corrección o reparación y los parámetros de tratamiento se revisan en el paso 184. Se toma una determinación en el paso 186 en lo que se refiere a si es necesaria una aprobación para los parámetros de tratamiento revisados. Si es que no, se repite el paso 180 y los pasos subsecuentes. Si es que si y se obtiene la aprobación, en el paso 188, se repiten el paso 180 y los pasos
subsecuentes. Si es que no, se repiten el paso 178 y los pasos subsecuentes. Finalmente, en el paso 178 la(s) fuente (s) se retira (n) y la(s) fuente (s) se verifica (n) como segura (s), se producen reportes como se indica en el paso 190 y se termina el tratamiento, como se indica en el paso 192. Se debe apreciar que muchos de los pasos de procedimiento del diagrama de flujo descrito en conexión con la Figura 9 pueden implementarse por un software y almacenarse en una memoria adecuada, tal como un disco compacto o memoria de acceso aleatorio de una computadora y pueden ser ejecutados por el operador en una computadora de escritorio, computadora portátil, estación de trabajo u otro sistema similar. La Figura 10 es una demostración del uso de las células configuradoras del campo en combinación en un procedimiento de HDR. Como el ejemplo mostrado, un lumen de catéter de HDR 200 incluye una o más células configuradoras del campo 202, que incluyen una fuente de radiación HDR 204, unida de manera fija a o movible dentro del lumen del catéter 200. Como se muestra, la célula 202 y la fuente 204 proporcionan un haz divergente de radiación hacia el volumen fijado como objetivo 206. Como se observa, las células configuradoras del campo pueden colocarse previamente en ubicaciones prescritas para el tratamiento deseado. En esta instancia, una fuente de HDR individual
204 puede hacerse avanzar primero para mover la fuente 204 a través de células sucesivas de manera que la fuente 204 se deje parar durante un tiempo predeterminado en una posición dentro de la células configuradora del campo 202 para suministrar una dosis parcial predeterminada de cada célula. El proceso se repite al hacer avanzar la fuente de HDR 204 a cada posición sucesiva 210 durante el tiempo de exposición prescrito. El número de posiciones y ubicaciones es dependiente del tratamiento particular. El uso de células configuradoras del campo limita la exposición lateral de la dosis al tejido superficial circundante (adyacente a la piel) mientras que al mismo tiempo permite la acumulación de una dosis más grande para el volumen objetivo predeterminado dentro de ese órgano. La Figura 11 demuestra como la orientación de las células configuradoras del campo 216 puede utilizarse para controlar la exposición de tejidos a la radiación. En la Figura HA, las células configuradoras del campo 216 se orientan perpendiculares a la pared del tórax, tratando de manera uniforme el pecho, pero permitiendo la exposición a posiciones abajo de la pared del tórax 217. En la Figura 11B, las células configuradoras del campo 216 están orientadas lejos de la pared del tórax y de esta manera minimizan la dosis para las posiciones abajo de la pared del tórax 217 para crear una orientación que evita la pared
del tórax. Los mismos resultados se obtienen al utilizar una abertura continua a lo largo de la ruta de la fuente de radiación como se muestra en la Figura 12. Con referencia a la Figura 12, se muestra una modalidad de una estructura configuradora del campo continua que incluye un ángulo abierto, frontal, sin obstáculos 220, un eje longitudinal 222, la abertura 224, una estructura atenuadora de radiación 226, tal como un catéter que contiene un material de absorción de radiación, el lumen 228 para la fuente de radiación, tal como ya sea la fuente HDR o el generador de rayos X, la superficie 230 del aplicador extendido, la superficie del pecho 232, el espacio 234 para la capa de contacto con la piel intermedia entre el aplicador y la superficie del pecho y la dirección y la exposición frontal sin obstáculos 225. La Figura 13 muestra los elementos de una modalidad de una estructura configuradora del campo de radiación individual 250 para crear un campo de exposición a la radiación definido por haces divergentes. La estructura 250 incluye el material de absorción de radiación que define una abertura 252, preferiblemente, pero no necesariamente, de forma cónica, que define un ángulo abierto frontal 254 (y que define un ángulo medio 256) y una abertura 258, la fuente 260 colocada en relación
con la abertura 258 por la altura o distancia de reajuste 262 y un atenuador 264. El haz de radiación que emana desde la fuente 260 a través de la abertura 258 es definido por un línea central o eje de haz 266 y define de esta manera el campo de exposición frontal divergente 268 y la dirección/zona de exposición lateral 270. A través de la variación del ángulo abierto 254, ángulo medio 256, abertura 258, distancia 262, el campo de exposición divergente emitido de la estructura configuradora del campo 250 puede ser limitado y puede facilitar la sobreposición apropiada de múltiples campos de exposición divergentes con el tamaño, forma y ubicación de la lesión dentro del órgano protuberante . La Figura 14 muestra una modalidad alternativa de un aplicador, que utiliza un aplicador basado en un brazo robótico. La fuente de radiación 270 está montada sobre un brazo 272, el cual a su vez está montado en un soporte 274 y está adaptado para girar alrededor de un eje de rotación 276. En esta disposición, el pecho 278 se coloca de manera adecuada en relación con la aplicación, por ejemplo, permitida para colgar por la fuerza de gravedad a través de una abertura 280 formada en un soporte del paciente 282. Se muestran el ángulo de rotación 284, ángulo acimutal 286, ángulo de inclinación de la fuente 288, variación de distancia de la fuente 290, variación de altura 292 y
desplazamiento lateral 294 del soporte 274 en relación con el pecho 278. El ángulo de rotación 284, ángulo acimutal 286, ángulo de inclinación de la fuente 288, variación de distancia de la fuente 290, variación de altura 292 y desplazamiento lateral 294, definen los seis grados de libertad y operan en concierto para permitir que la técnica de PBB alinee apropiadamente la fuente (I) (o alternativamente la fuente y la estructura configuradora del campo) y la dirección de la fuente en cada punto a lo largo de la periferia de, pero a una distancia estrecha de (dentro de las dimensiones mencionadas previamente) o en contacto directo con el pecho para permitir el rastreo o alineamiento apropiado del campo de exposición divergente desde la fuente de radiación con el volumen designado 296 dentro del pecho. Con referencia a las Figuras 15A-15C, la relación se demuestra entre la colocación de la fuente o generador de radiación dentro de una estructura configuradora del campo y el campo de radiación resultante. La Figura 15A muestra una estructura configuradora del campo 298 con una fuente de radiación 300 colocada al centro y cerca de la abertura generando un campo de radiación ampliamente divergente 302. La Figura 15B muestra una estructura configuradora del campo 298 con la fuente de radiación 300 al centro y cerca de la abertura generando un patrón de campo de radiación ampliamente divergente 302. Finalmente,
la Figura 15C muestra una estructura configuradora del campo 298 con una fuente de radiación 300 colocada "fuera del centro" y lejos de la abertura en la estructura configuradora del campo generando un campo de radiación divergente, reducido y asimétrico 306. Varios aspectos adicionales del sistema y método descritos : El aplicador puede hacerse a la medida para el uso de un paciente individual. Para el tratamiento del pecho, el patrón de distribución de radiación puede diseñarse de manera que la dosis para el pezón y/o la dosis para el sitio de excisión sea controlada (reducida o incrementada) como se desee. El aplicador puede incluir supervisor (es) de radiación para rastrear/medir la dosis superficial (piel) . En aquellas modalidades donde el aplicador tiene una capa de contacto con la piel interior, el espacio entre la superficie del pecho y el aplicador proporciona una distancia de separación controlada entre la fuente y la piel. Además, la capa de contacto con la piel interior del aplicador puede ser separable del aplicador. En una disposición alternativa, el aplicador puede incluir una capa intermedia que comprende un alto contenido de agua o un material equivalente al agua que incluye, pero no está limitado a, esponja rellena de agua, balón o medios de gel. Se contempla que el radioisótopo primario debe
incluir una energía de rayos gamma dominante en alguna parte entre aproximadamente 20 y aproximadamente 1500 keV y preferiblemente una energía dominante en alguna parte entre aproximadamente 50 y 1300 keV. El radioisótopo se selecciona preferiblemente de un grupo que incluye; Co-56, Co-57, Co-58, Co-60, Zn-65, Pd-103, Cd-109, 1-125, Cs-131, Cs-137, Sm-145, Gd-153, Yb-169, -187, Ir-192 y Au-198. En una modalidad, la fuente de radiación es una fuente de rayos X de ortovoltaje. La dosis puede ser suministrada de manera ya sea continua o intermitente (por fracciones) durante un período que varía entre aproximadamente 10 minutos a aproximadamente 60 días. También se contempla que la dosis de radiación en cada fracción es entre aproximadamente 1 y aproximadamente 10 Gy y la dosis acumulada está en el intervalo de entre aproximadamente 10 a aproximadamente 100 Gy. La dosis para el volumen designado durante cada fracción está preferiblemente entre aproximadamente 3.0 y aproximadamente 4.0 Gy y una dosis total entre aproximadamente 30 a aproximadamente 40 Gy suministrada en 8 a 10 sesiones durante un período de 4-5 días. La braquiterapia no invasiva puede aplicarse intermitentemente hasta que se suministre una dosis fraccionada prescrita en cada sesión. La braquiterapia no invasiva descrita en este documento puede realizarse como un refuerzo para otros procedimientos de radioterapia. Por
ejemplo, la técnica de braquiterapia no invasiva puede combinarse con la hipertemia, sensibilizadores a la radiación u otros medios para mejorar la efectividad del tratamiento con radiación. Debe ser evidente que la dosis y el tratamiento pueden variar. Donde la dosis de radiación terapéutica acumulada que se suministra está en el intervalo entre aproximadamente 15 a aproximadamente 45 Gy, se prefiere que la dosis subterapéutica promedio que es suministrada al tejido circundarte sea al menos 20% más baja que la dosis terapéutica. Como se estableciera previamente, la fuente puede aplicarse mientras que el paciente está en una posición boca abajo o está en una posición boca arriba. Alternativamente, la fuente puede aplicarse mientras el paciente está sentado o está de pie. El aplicador contiene estructuras configuradoras del campo para permitir una exposición frontal, divergente, sustancialmente sin obstáculos al tejido del pecho mientras que limita la exposición lateral del tejido superficial del pecho para disminuir la dosis para la piel . El aplicador incluye preferiblemente una estructura configuradora del campo utilizada para crear un campo de exposición divergente. La estructura configuradora del campo, hecha de un material absorbente de radiación, tal como el plomo, comprende preferiblemente una abertura con un ángulo de abertura que se extiende al menos
aproximadamente 20 grados (ángulo medio de incidencia normal de 10 grados) pero no más de aproximadamente 150 grados (ángulo medio de incidencia normal de 75 grados) reduciendo la exposición lateral a la radiación (en promedio) por al menos 30%. En el caso del tratamiento del pecho, la(s) fuente (s) radioactiva (s) se coloca (n) dentro de las estructuras limitantes de la exposición lateral del aplicador, tal como las aberturas configuradas de manera adecuada de modo que el eje del campo de exposición frontal divergente es orientado lejos de la pared del tórax para reducir la dosis perdida para el corazón y los pulmones. En esta aplicación, el ángulo abierto de la exposición frontal sin obstáculos es menor que aproximadamente 150 grados en al menos un plano. En la modalidad donde se utiliza una fuente de HDR con el aplicador para el tratamiento del pecho, se utiliza una estructura de abertura axial extendida alrededor de la ruta axial de la fuente de HDR para permitir el paso libre de la radiación divergente en la dirección frontal mientras que se limita la exposición lateral reduciendo de esta manera la dosis relativa para la piel en comparación con la dosis para el tejido de pecho designado. La profundidad de un canal de abertura axial extendido tal como aquel mostrado en la Figura 12, puede permitir el paso de una fuente de HDR y puede permitir que la distancia de la fuente de HDR desde el canal de abertura
sea variada de manera que la distancia determinará la divergencia del campo de exposición. Las estructuras configuradoras del campo incluyen aberturas, máscaras, persianas, células configuradoras del campo, bandas, ranuras o fundas atenuadoras y separadores de geometrías fijas o variables. Cuando se utiliza el software de planeación del tratamiento, tal como aquel descrito en conexión con las Figuras 9A y 9B, los parámetros de exposición a la radiación tales como el centro de isodosis, volumen de dosis y uniformidad de dosis se basan en el tamaño y la forma del pecho o el tamaño, la forma y el volumen del tumor, lecho de tumor o un volumen designado dentro del pecho. Preferiblemente, los parámetros de exposición a la radiación tales como el centro de isodosis, volumen de dosis y uniformidad de dosis se diseñan para corresponder a la dosis designada y la distribución de dosis con el tamaño y la forma del pecho o la ubicación y el grado del tumor o lecho de tumor dentro del pecho, como se identifica a partir de la orientación mediante la formación de imágenes. La dosis es referida preferiblemente con respeto a los puntos de referencia de dosis dentro del pecho identificados a partir de la orientación mediante la formación de imágenes apropiada. La posición, intensidad, tamaño, forma, energía de la fuente o fuentes se
seleccionan preferiblemente de tal manera que el volumen del tratamiento con radiación coincida con el tamaño y la forma del pecho o el tamaño, forma y ubicación del tumor, lecho de tumor u otro volumen designado dentro del pecho basándose en la orientación mediante la formación de imágenes. La posición de paro, patrón de parada y tiempo de paro de la fuente de HDR se seleccionan de tal manera que el volumen del tratamiento con radiación coincida con el tamaño y la forma del pecho o el tamaño, forma y ubicación del tumor o lecho de tumor identificado por una orientación mediante la formación de imágenes. Para propósitos de tratamiento, los marcadores representables dentro de los aplicadores se utilizan para el alineamiento de la posición del aplicador con las coordenadas del pecho para hacer coincidir el volumen de tratamiento con radiación con el volumen del tumor o lecho de tumor. El software de planeación del tratamiento permite preferiblemente que la dosis para el volumen de tratamiento sea supervisada en tiempo real para controlar la(s) posición (es) de parada y el(los) tiempo(s) de parada de la(s) fuente(s). Las fuentes radioactivas son encapsuladas en un portador el cual toma la forma de una fuente puntual, alambre, tubo u hoja delgada de metal o puede cargarse o empotrarse en un portador por medio de la pintura, enchapado, mezclado en una dispersión y enlace químico o físico dentro de o sobre
la superficie de un portador. Las fuentes pueden ser pelotillas pequeñas o fuentes extendidas en la forma de una línea (unidimensional) . Las fuentes pueden ser fuentes filtradas (protegidas) o extendidas en la forma de un plano llano (bidimensional) . Las fuentes pueden ser fuentes extendidas en la forma de un plano curvado (tridimensional). En una modalidad, la(s) fuente(s) puede (n) atravesarse a lo largo de una trayectoria espiral a lo largo de la periferia del pecho y que se extiende desde la pared del tórax hasta el pezón tal como se muestra en las Figuras 3 y 4. En una modalidad alternativa, la(s) fuente (s) atraviesa (n) múltiples trayectorias circulares co-axiales, todas las cuales son paralelas en su mayor parte a la pared del tórax y están localizadas a lo largo de la periferia del pecho. En todavía otra modalidad, la(s) fuente (s) se atraviesa (n) a lo largo de líneas radiales curvadas que se extienden desde el pezón hasta la pared del tórax y están localizadas a lo largo de la periferia del pecho. Las fuentes pueden ser pelotillas pequeñas o fuentes extendidas en la forma de una línea (unidimensionales) . Las fuentes pueden ser fuentes filtradas (protegidas) o extendidas en la forma de un plano llano (bidimensionales) . O fuentes filtradas (protegidas) o extendidas en la forma de un plano curvado (tridimensionales) . Mientras que se han descrito ciertas modalidades
de un aparato y un método que proporcionan la braquiterapia, se debe entender que los conceptos implícitos en esas modalidades pueden utilizarse también en otras modalidades. La protección de esta solicitud está limitada únicamente a las reivindicaciones que siguen ahora. En esas reivindicaciones, no se propone que la referencia a un elemento en singular signifique "uno y "únicamente uno" a menos que se establezca específicamente de esa manera, si es que no preferiblemente "uno o más" . Todos los equivalentes estructurales y funcionales para los elementos de las diversas modalidades reportadas por toda esta descripción que son conocidos o posteriormente llegarán a ser conocidos para aquellas personas de experiencia ordinaria en el campo se incorporan expresamente en este documento a manera de referencia y se propone que sean incluidos por las reivindicaciones. Además, nada de aquello descrito en este documento se propone que esté dedicado al público, sin importar si esta descripción es descrita explícitamente en las reivindicaciones.