MXPA06001581A

MXPA06001581A - Sistema de colocacion de pacientes para un sistema de terapia de radiacion.

Info

Publication number: MXPA06001581A
Application number: MXPA06001581A
Authority: MX
Inventors: Jerry Slater
Original assignee: Univ Loma Linda Med
Priority date: 2003-08-12
Filing date: 2004-08-12
Publication date: 2006-05-19
Also published as: US7199382B2; US7280633B2; CA2535121A1; KR101164150B1; AU2009227819B2; US7446328B2; KR101212792B1; WO2005018734A3; KR101249815B1; WO2005018734A2; AU2004266644A1; KR20060066723A; AU2004266644B2; KR20120034236A; EP1664752A2; AU2009227819A1; US20070164230A1; JP2007502166A; US20060017022A1; EP1664752A4

Abstract

Un sistema de colocacion de pacientes para un sistema de terapia de radiacion (100). El sistema de colocacion incluye multiples dispositivos de medicion externa (124) que obtienen las mediciones de posicion y orientacion de los componentes del sistema de terapia de radiacion (100) que son movibles y/o se someten a flexion u otras variaciones de posicion diferentes de la nominal. Las mediciones externas proporcionan la retroalimentacion correctiva de la colocacion para registrar de manera mas precisa al paciente y alinearlo con el eje de suministro (142) de un haz de radiacion. El sistema de colocacion monitorea las posiciones relativas de los componentes movibles del sistema de terapia de radiacion y disena un procedimiento de movimiento eficiente cuando se indica. El sistema de colocacion tambien disena el movimiento para evitar la colision ya sea entre los componentes del sistema de terapia de radiacion (100) asi como con el personal que puede introducir una cubierta en movimiento. El sistema de colocacion puede proporcionarse como una parte integral de un sistema de terapia de radiacion (100) o puede agregarse como una mejora a los sistemas de terapia de radiacion existentes.

Description

SISTEMA DE COLOCACIÓN DE PACIENTES PARA UN SISTEMA DE TERAPIA DE RADIACIÓN Solicitudes Relacionadas Esta solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud Provisional de E.ü. No. 60/494,699 presentada el 12 de Agosto, 2003 y la Solicitud Provisional de E.U. No. 60/579,095 presentada el 10 de Junio, 2004 ambas tituladas "Precisión Patient Alignment and Beam Therapy System" ("Alineación de Precisión del Paciente y Sistema de Terapia de Haz") y ambas de las cuales se incorporan en su totalidad en la presente mediante la referencia. Antecedentes de la Invención Campo de la Invención La invención se refiere al campo de los sistemas de terapia de radiación y más particularmente a un sistema de colocación y alineación del paciente, del cual, ciertas modalidades comprenden un sistema de medición externa y retroalimentación de la posición local. Las modalidades de la invención proporcionan una exactitud mejorada de la coincidencia y colocación del paciente. Las modalidades adicionales compensan el desalineamiento causado por factores tales como tolerancias mecánicas de movimiento y estructuras no estrictamente rígidas. Las modalidades adicionales proporcionan una planeacion de trayectoria activa y evitar la colisión para facilitar un movimiento eficiente y una seguridad mejorada. Descripción de la Técnica Relacionada Se conocen y se utilizan los sistemas de terapia de radiación para proporcionar tratamiento a los pacientes que sufren de una amplia variedad de condiciones. La terapia de radiación se utiliza típicamente para eliminar o inhibir el crecimiento de tejido no deseado tal como el tejido canceroso. Se dirige una cantidad determinada de radiación electromagnética de alta energía y/o partículas de alta energía hacia el tejido no deseado con el objetivo de dañar el tejido no deseado mientras se reduce el daño no intencional hacía un tejido deseado o saludable a través del cual pasa la radiación en su trayectoria hacía el tejido no deseado . La terapia de protones ha surgido como un tratamiento particularmente eficaz para una variedad de • condiciones. En la terapia de protones, se aceleran las partículas subatómicas de protones cargadas positivamente, alineadas en un haz estrechamente enfocado y dirigido hacia una región objetivo designada en el paciente. Los protones exhiben una dispersión lateral menor al impacto con el tejido del paciente que la radiación electromagnética o partículas cargadas con electrones de baja masa y puede por lo tanto, dirigirse con mayor precisión y suministrarse a lo largo de un eje de haz. También, al impacto con el tejido del paciente, los protones acelerados pasan a través del tejido proximal con una transferencia de energía relativamente baja y después exhiben una característica de pico Bragg en donde una porción significativa de la energía cinética de la masa acelerada se deposita en un rango de profundidad de penetración relativamente estrecho dentro del paciente. Esto ofrece una ventaja significativa de reducir el suministro de energía de las partículas de protón aceleradas hacia el tejido saludable interpuesto entre la región objetivo y la boquilla de suministro de una maquina de terapia de protones así como al tejido "adyacente" que se encuentra más allá de la región objetivo designada. Dependiendo de las indicaciones para un paciente particular y sus condiciones, el suministro del haz de protones terapéutico puede preferentemente tener lugar desde una pluralidad de direcciones en fracciones de tratamiento múltiples para lograr una dosis total suministrada a la región objetivo mientras se reduce la exposición colateral del tejido deseado/saludable interpuesto. De esta manera, un sistema de terapia de radiación, tal como un sistema de terapia de haz de protones, tiene típicamente una provisión para colocar y alinear un paciente con respecto a un haz de protones en orientaciones múltiples. Con el fin de determinar un punto de referencia preferido para el haz de protones en el paciente, el procedimiento típico ha sido el de realizar una exploración de tomografía computarizada (CT) en una planeación inicial o en una etapa de prescripción a partir de los cuales se pueden determinar múltiples radiografías digitalmente reconstruidas (DRRs) . Las DRRs sintéticamente representan los tres datos dimensionales representativos de la estructura fisiológica interna del paciente obtenida a partir de la exploración CT en dos vistas dimensionales consideradas desde orientaciones múltiples y por lo tanto puede funcionar como imagen objetivo del tejido a irradiar. Se designa un isocentro del objetivo deseado que corresponde al tejido al cual se debe proporcionar la terapia. La ubicación espacial del isocentro objetivo puede referenciarse con respecto a la estructura fisiológica del paciente (señales fijas) según se indica en la imagen objetivo. Al subsecuente establecimiento para el suministro de la terapia de radiación, se toma una imagen radiográfica del paciente, tal como una imagen de rayos X conocida y esta imagen radiográfica se compara o se hace coincidir con la imagen objetivo con respecto al isocentro objetivo designado. La posición del paciente se ajusta tan cercanamente como es posible o dentro de una tolerancia dada, para alinear el isocentro objetivo en una pose deseada con respecto al haz de radiación como se indica por la prescripción del médico. La pose deseada se selecciona frecuentemente según una planeación inicial o la exploxacion de prescripción. Con el fin de reducir la desalineación del haz de radiación con respecto al isocentro objetivo deseado para lograr el beneficio terapéutico deseado y para reducir la irradiación no deseada de otro tejido, se apreciará que es importante la exactitud de la colocación del paciente con respecto a la boquilla del haz para lograr estos objetivos. En particular el isocentro objetivo debe colocarse translacionalmente para coincidir con el eje del haz suministrado asi como en la posición angular correcta para colocar al paciente en la pose deseada en un aspecto rotacional. En particular, asi como la ubicación espacial del pico Bragg depende tanto de la energía del haz de protones suministrado como de la profundidad y constitución del tejido a través del cual pasa el haz, se apreciará que la rotación del paciente alrededor del isocentro objetivo aunque se alinee translacionalmente, puede presentar una variante profundidad y constitución del tejido entre el punto de impacto inicial y el isocentro objetivo ubicado en el interior del cuerpo del paciente, variando de esta manera la profundidad de penetración. Dna dificultad adicional con la coincidencia y colocación es que típicamente se implementa un régimen de terapia de radiación por medio de una pluralidad de sesiones de tratamiento separadas administradas durante un periodo de tiempo, tal como tratamientos diarios administrados durante un periodo de varias semanas. De esta manera se determina típica y repetidamente el alineamiento del paciente y del isocentro objetivo así como la colocación del paciente en la pose deseada con respecto al haz y se ejecuta múltiples veces durante un periodo de días o semanas. Existen varias dificultades con ejecutar de manera exacta la colocación del paciente con respecto al aparato para el tratamiento de radiación. Como se mencionó anteriormente, se realiza la coincidencia del paciente obteniendo imágenes radiográficas del paciente en una sesión de tratamiento actual, en el sitio de suministro de la terapia de radiación y comparando esta imagen obtenida con el DRR obtenido anteriormente o con la imagen objetivo que se utiliza para indicar la prescripción de tratamiento particular para el paciente. Puesto que los pacientes se habrán movido y recolocado en el aparato de terapia de radiación, la posición y la pose exactas de un paciente no se repetirán exactamente de sesión de tratamiento a sesión de tratamiento, ni se repetirán exactamente con respecto a la posición y pose exactas con las cuales se generó la imagen objetivo, e.g. , la orientación a partir de la cual la exploración CT original generó el DRR. De esta manera cada sesión/fracción de tratamiento involucra típicamente el hacer coincidir de manera precisa una imagen radiográfica subsecuentemente obtenida, con un DRR correspondiente adecuado para facilitar la determinación de un vector correctivo translacional y/o rotacional para colocar al paciente en la ubicación y pose deseadas. Además de las dificultades de medición y computacionales presentadas por tal operación, existe el deseo de velocidad en la ejecución asi como la exactitud. En particular un aparato de terapia de radiación es una pieza de equipo médico costosa de construir y mantener debido tanto a los materiales como al equipo necesario para la construcción y la indicación para el personal altamente entrenado de manera relativa para operar y mantener el aparato. Además se ha encontrado de manera incrementada que la terapia de ¦radiación, tal como la terapia de protones, es un tratamiento efectivo para una variedad de condiciones del paciente y por lo tanto es deseable aumentar el rendimiento del paciente tanto para expandir la disponibilidad de este tratamiento benéfico a más pacientes con necesidad del mismo asi como para reducir los costos finales para los pacientes o compañías de seguro que pagan por el tratamiento y para aumentar el beneficio para los proveedores del suministro de la terapia. Puesto que el suministro real de la dosis de radiación, una vez que el paciente se encuentra correctamente colocado es un proceso relativamente rápido, cualquier estado latente adicional en el ingreso y egreso del paciente del aparato de terapia, representación de imágenes y colocación del paciente y la coincidencia del paciente, reducen el rendimiento total de paciente y asi la disponibilidad, costos y ventajoso del sistema. Una dificultad adicional con la colocación exacta del paciente y del isocentro objetivo correspondiente en la posición y pose deseadas con respecto a la boquilla del haz, son las múltiples y adicionales incertidumbres en la posición exacta y en el ángulo relativo de los diversos componentes de un sistema de terapia de radiación. Por ejemplo, se puede ajustar una boquilla de haz a una estructura de pasarela relativamente rígida para permitir que la boquilla del haz gire alrededor de un centro de pasarela para facilitar la presentación del haz de radiación desde una variedad de ángulos con respecto al paciente sin requerir colocaciones incomodas o inconvenientes de los pacientes mismos. Sin embargo, puesto que la estructura de pasarela es relativamente amplia (en el orden de varios metros) , masiva y construida con materiales no estrictamente rígidos, existe inevitablemente algún grado de flexión/distorsión estructural y de tolerancia mecánica no repetible a medida que la boquilla gira alrededor de la pasarela. Además, la boquilla puede configurarse como una masa distribuida de forma alongada que además no es estrictamente rígida de manera que el extremo distal de emisiones de la boquilla , puede flexionarse hasta cierto grado, por ejemplo a medida que la boquilla se mueve desde una posición vertical superior hacia una presentación horizontal lateral del haz. La identificación exacta de la posición precisa de la boquilla puede también complicarse a causa de un serpenteo de la pasarela . De manera similar el paciente puede colocarse sobre un compartimiento o mesa de soporte y puede conectarse a un aparato de colocación del paciente, ambos de los cuales se encuentran sujetos hasta cierto grado, a la flexión mecánica bajo carga de la gravedad, asi como a las tolerancias mecánicas en las uniones de movimiento que no son necesariamente consistentes a través de todo el rango de posturas posibles del paciente. Aunque es posible estimar y medir algunas de estas variantes, puesto que son típicamente variables y no repetibles, sigue siendo un reto significativo el colocar repetidamente a un paciente de manera consistente a través de múltiples sesiones de tratamiento tanto en ubicación como pose para ajusfar los limites de exactitud tales como la exactitud milimétrica o menor sobre una base de predicción. Por lo tanto la manera conocida para evitar la desalineación de la pasarela y la mesa del paciente se debe re-coincidir el paciente antes del tratamiento. Esto resulta indeseable puesto que el paciente se expone a la radiación de rayos X adicional para la formación de imágenes y el rendimiento total del paciente se reduce por medio de la latencia agregada de la re-coincidencia. Los componentes móviles del sistema de terapia de radiación tienden también a ser bastante amplios y masivos, de manera que indican un movimiento energizado de los diversos componentes. Puesto que los componentes tienden a tener una inercia significativa durante el movimiento y son típicamente accionados por energía, puede proporcionarse un sistema de seguridad para inhibir el daño y la lesión. Los sistemas de seguridad pueden incluir interruptores de energía en base a interruptores de contacto. Los interruptores de contacto se activan con un rango de interrupción de movimiento de limites de movimiento para cortar la energía hacia los motores de accionamiento. Pueden también proporcionarse los topes o limitadores de movimientos fuertes para impedir físicamente el movimiento más allá de un rango establecido. Sin embargo los interruptores de contacto y los topes fuertes se activan cuando el (los) componente ( s ) correspondiente (s) alcanza (n) el limite de movimiento y por lo tanto imponen un tope de movimiento relativamente abrupto que se agrega al desgaste de la maquinaria y puede aún conducir a daño si se emplea de manera excesiva. Además, particularmente en la aplicación que involucra los múltiples componentes móviles, un ordenamiento de tope de movimiento de interruptores de contacto y/o limitadores fuertes involucra una complejidad significativa para inhibir colisiones entre los múltiples componentes y puede conducir a ineficiencias en la operación total del sistema si los componentes se limitan a moverse uno a la vez para simplificar la evasión de colisión. A partir de lo anterior, se comprenderá que existe una necesidad para aumentar la exactitud y velocidad del proceso de coincidencia del paciente. Existe también una necesidad de reducir la representación de imágenes de manera repetida y la reorientación del paciente, para lograr una pose deseada. Existe también una necesidad de un sistema que responda a las variables y errores de posición impredecibles para aumentar la exactitud de la coincidencia y alineación del paciente con el sistema de suministro de la terapia de radiación. Existe también una necesidad de proporcionar un sistema de evasión de colisión para mantener la seguridad de operación y el control de daño mientras se ubican los múltiples componentes móviles del sistema de suministro de la terapia de radiación. Existe también un deseo para ejecutar eficientemente el movimiento para mantener la exactitud y velocidad de la coincidencia del paciente. Sumario de la Invención Las necesidades anteriormente mencionadas se satisfacen en una modalidad por medio de un sistema de alineación del paciente que mide externamente y proporciona la retroalimentación correctiva para las variaciones o desviaciones de la posición y orientación nominales entre el paciente y un haz de radiación terapéutico suministrado. Esta modalidad puede rápidamente adaptar tolerancias mecánicas y flexiones estructurales variables e impredecibles tanto de componentes fijos como móviles del sistema de terapia de radiación. Esta modalidad reduce la necesidad de representar imágenes del paciente entre las fracciones del tratamiento y disminuye la latencia del proceso de coincidencia, aumentando asi el rendimiento del paciente. Una modalidad adicional comprende un sistema de planeación de trayectoria activa que determina un procedimiento de movimiento eficiente y coordina el movimiento para evitar activamente las colisiones entre el equipo y el personal. Otra modalidad es un sistema de suministro de terapia de radiación que comprende una pasarela, un dispositivo de fijación del paciente configurado para asegurar el paciente con respecto al dispositivo de fijación del paciente, un colocador de paciente Ínterconectado con el dispositivo de fijación del paciente a fin de colocar el dispositivo de fijación del paciente a lo largo de los ejes translacionales y rotacionales dentro de la pasarela, una boquilla de terapia de radiación interconectada con la pasarela y que suministra selectivamente la terapia de radiación a lo largo de un eje de haz, la pluralidad de dispositivos de medición externa que obtiene las mediciones de la posición de al menos el dispositivo de fijación del paciente y de la boquilla y un controlador que recibe las mediciones de la posición de al menos el dispositivo de fijación del paciente y de la boquilla y que proporciona las señales de control al colocador de paciente para colocar al paciente en una orientación deseada con respecto al eje del haz . Una modalidad adicional es un sistema de colocación del paciente para un sistema de terapia de radiación que tiene una pluralidad de componentes que se encuentran sujetos al movimiento, comprendiendo el sistema de colocación la pluralidad de dispositivos de medición externa dispuestos para obtener las mediciones de la posición de la pluralidad de componentes a fin de proporcionar la información de la ubicación, un soporte móvil para el paciente configurado para sostener un paciente substancialmente fijo en posición con respecto al soporte del paciente y para colocar de manera controlable, el paciente en múltiples ejes translacionales y rotacionales y un controlador que recibe información desde la pluralidad de dispositivos de medición externa y que proporciona las ordenes de movimiento para el soporte móvil del paciente para alinear al paciente en una pose deseada de manera que el sistema de colocación compensa el movimiento de la pluralidad de componentes.

Una modalidad adicional es un método de coincidencia y colocación de un paciente para el suministro de terapia con un sistema que tiene una pluralidad de componentes sujetos al movimiento, comprendiendo el método las etapas de colocación de un paciente en una pose inicial de tratamiento con un colocador de paciente controlable, que mide externamente la ubicación de los puntos seleccionados de la pluralidad de componentes, que determinan un vector de diferencia entre la pose inicial observada del paciente y una pose deseada del paciente y que proporciona las ordenes de movimiento al colocador de paciente para colocar al paciente en la pose del paciente deseada. Aún otra modalidad es un sistema de colocación para uso con una instalación para el tratamiento de radiación en donde la instalación para el tratamiento de radiación tiene una pluralidad de componentes que comprende una fuente de partículas y una boquilla desde la cual se emiten las partículas, en donde la boquilla es móvil con respecto al paciente para facilitar el suministro de las partículas hacia la región seleccionada del paciente por medio de una pluralidad de diferentes trayectorias, comprendiendo el sist¾ma de colocación un colocador de paciente que recibe al paciente en donde el colocador de paciente es móvil para orientar el paciente con respecto a la boquilla para facilitar el suministro de las partículas en la región seleccionada del paciente, un sistema de monitoreo que representa imágenes en al menos un componente de la instalación para el tratamiento de radiación en proximidad al colocador de paciente, en donde el sistema de monitoreo desarrolla una imagen de tratamiento indicativa de la orientación del al menos un componente con respecto al paciente antes del tratamiento y un sistema de control que controla el suministro de partículas al paciente en donde el sistema de control recibe las señales indicativas del tratamiento a realizarse, que incluye las señales una orientación deseada del al menos un componen-te cuando las partículas deben suministrarse al paciente, en donde el sistema de control recibe además la representación de imágenes del tratamiento y el sistema de control evalúa la imagen de tratamiento para determinar una orientación real del al menos un componente antes del tratamiento y en donde el sistema de control compara la orientación real del al menos un componente antes del tratamiento con la orientación deseada del al menos un componente y, si la orientación real no cumple con los criterios predeterminados para la correspondencia con la orientación deseada, el sistema de control envía las señales al colocador de paciente para mover el colocador de paciente de manera que la orientación real corresponda más cercanamente a la orientación deseada durante el suministro de las partículas.

Una modalidad adicional es un sistema de suministro de terapia de radiación que tiene componentes fijos y móviles, comprendiendo el sistema una pasarela, un compartimiento de paciente configurado para asegurar un paciente substancialmente inmóvil con respecto al compartimiento de paciente, un colocador de paciente interconectado con el compartimiento de paciente a fin de colocar al compartimiento de paciente a lo largo de múltiples ejes translacionales y rotacionales dentro de la pasarela, una boquilla de terapia de radiación interconectada con la pasarela y que suministra selectivamente la terapia de radiación a lo largo de un eje de haz, la pluralidad de dispositivos de medición externa que obtiene las mediciones de la posición de al menos el compartimiento de paciente y la boquilla y un controlador que recibe las mediciones de la posición de al menos el compartimiento de paciente y la boquilla y que determina las ordenes del movimiento para colocar al paciente en una pose deseada con respecto al eje del haz y que corresponde a las trayectorias de movimiento del compartimiento de paciente con respecto a otros componentes fijos y móviles del sistema de suministro de la terapia en base a las ordenes de movimiento y determina si se indica una colisión para las ordenes de movimiento e inhibe el movimiento si se indicara una colisión. Ciertas modalidades comprenden también un sistema que -planea un trayectoria y la evasión de una colisión para el sistema de terapia de radiación que tiene componentes fijos y móviles y que suministra selectivamente un haz de terapia de radiación a lo largo del eje de haz, comprendiendo el sistema de colocación la pluralidad de dispositivos de medición' externa dispuestos para obtener las mediciones de la posición de los componentes de manera que proporciona la información de la ubicación, un soporte móvil para el paciente configurado para sostener un paciente substancialmente fijo en una posición con respecto al soporte del paciente y para colocar, de manera controlable, el paciente en múltiples ejes translacionales y rotacionales y un controlador que recibe la información de la posición desde la pluralidad de dispositivos de medición externa y que proporciona las ordenes de movimiento al soporte móvil del paciente pará alinear automáticamente al paciente en una pose deseada y determinar una cubierta en movimiento correspondiente en donde el controlador evalúa la cubierta en movimiento e inhibe el movimiento del soporte del paciente si se indica una colisión, de otro modo, inicia el movimiento. Aún otras modalidades comprenden un método para hacer coincidir y colocar a un paciente para el suministro de la terapia con un sistema que tiene componentes fijos y al menos uno móvil, comprendiendo el método las etapas de colocación del paciente en una pose inicial de tratamiento con un colocador de paciente controlable, medición de manera externa, de la ubicación de puntos seleccionados de los componentes fijos y del al menos uno móvil, que determina un vector de diferencia entre la pose inicial del paciente observada y la pose del paciente deseada, que determina las ordenes de movimiento correspondientes y una trayectoria de movimiento para el colocador de paciente para llevar el paciente a la pose del paciente deseada, y que compara la trayectoria del movimiento con las ubicaciones medidas de los puntos seleccionados de los componentes fijos y al menos uno móvil a fin de inhibir el movimiento del colocador de paciente si se indica una colisión. Estos y otros objetivos y ventajas de la invención serán más aparentes a partir de la siguiente descripción tomada en conjunto con los dibujos acompañantes. Breve Descripción de los Dibujos Se muestra un diagrama esquemático de una modalidad de un sistema de terapia de radiación con un sistema de colocación del paciente en una primera orientación en la Figura 1? y en una segunda orientación en la Figura IB; la Figura 2? ilustra una modalidad de representadores de imágenes retráctiles en una posición extendida y la Figura 2B ilustra los representadores de imágenes en una posición retraída; La Figura 3 ilustra una modalidad de un colocador de paciente al cual se puede unir un compartimiento para el paciente ; Las Figuras 4A-4E ilustran varias fuentes de error de posición de una modalidad de un sistema de terapia de radiación; La Figura 5 es un diagrama de flujo de una modalidad de un método para la determinación de la posición y orientación de objetos en un ambiente de terapia de radiación; La Figura 6 ilustra una modalidad de dispositivos de medición externa para un sistema de terapia de radiación; La Figura 7 ilustra modalidades adicionales de dispositivos de medición externa para un sistema de terapia de radiación; La Figura 8 es un diagrama de bloques de una modalidad de un sistema de colocación de precisión del paciente, de un sistema de terapia de radiación; La Figura 9 es un diagrama de bloques de una modalidad de un sistema de coordinación de medición externa y 6D del sistema de colocación del paciente; La Figura 10 es un diagrama de bloques de un modulo de coincidencia del paciente, del sistema de colocación del paciente; La Figura 11 es un diagrama de bloques de un modulo de planeación de trayectoria, de un modulo de control del movimiento, del sistema de colocación del paciente; La Figura 12 es un diagrama de bloques de un modulo de evasión de colisión activo, del modulo de control de movimiento, del sistema de colocación del paciente; La Figura 13 es un diagrama de bloques de una modalidad del modulo de evasión de colisión y un coordinador de secuencia de movimiento de un modulo de control de movimiento; y La Figura 14 es un diagrama de flujo de la operación de una modalidad de un método de colocación de un paciente y suministro de la terapia de radiación. Descripción Detallada de la Modalidad Preferida Ahora se hará referencia a los dibujos en donde, en toda su totalidad, los marcadores de referencia similares se refieren partes similares. Las Figuras 1A y IB ilustran esquemáticamente la primera y segunda orientaciones de una modalidad de un sistema de terapia de radiación 100, tal como se encuentra en base al sistema de terapia de protones actualmente en uso en el Loma Linda University Medical Center en Loma Linda, California y como se describe en la Patente de E.U. 4,870,287 del 26 de Septiembre, 1989 que se incorpora en la presente en su totalidad mediante la referencia. El sistema de terapia de radiación 100 se diseña para suministrar dosis de radiación terapéuticas a una región objetivo en un paciente para el tratamiento de malignidades u otras condiciones desde uno o más ángulos u orientaciones con respecto al paciente. El sistema 100 comprende un pasarela 102 que comprende una estructura de soporte generalmente hemisférica o frustocónica para la unión y soporte de otros componentes del sistema de terapia de radiación 100. Pueden encontrarse s detalles adicionales sobre la estructura y la operación de las modalidades de la pasarela 102 en la Patente de E.ü. No. 4,917,344 y en la Patente de E.U. No. 5,039,057, ambas de las cuales se incorporan en la presente en su totalidad mediante la referencia. El sistema 100 comprende también una boquilla 104 que se une y soporta por medio de la pasarela 102 de manera que la pasarela 102 y la boquilla 104 pueden girar de manera relativamente precisa alrededor de un isocentro 120 de la pasarela, pero sujetos al serpenteo, al pandeo y a otras distorsiones- a partir de lo nominal. El sistema 100 también comprende una fuente de radiación 106 que suministra un haz de radiación a lo largo de un eje de haz de radiación 140, tal como un haz de protones acelerados . El haz de radiación pasa a través y se conforma por una abertura 110 para definir un haz terapéutico suministrado a lo largo de un eje de suministro 142. La abertura 110 se ubica sobre el extremo distal de la boquilla 104 y la abertura 110 puede preferentemente configurarse específicamente para una prescripción particular del paciente de terapia de radiación terapéutica. En ciertas aplicaciones, se proporcionan múltiples aberturas 110 para diferentes fracciones de tratamiento . El sistema 100 comprende también uno o más representadores de imágenes 112 que, en esta modalidad, son retráctiles con respecto a la pasarela 102 entre una posición extendida como se ilustra en la Figura 2A y una posición retraída como se ilustra en la Figura 2B. El representador de imágenes 112 en una implemen ación comprende un representador de imágenes de rayos X de silicón amorfo en estado sólido comercialmente disponible que puede desarrollar información de imagen tal como desde la radiación de rayos X incidente que ha pasado a través del cuerpo de un paciente. El aspecto retráctil del representador de imágenes 112 proporciona la ventaja de retirar la pantalla del representador de imágenes del eje de suministro 142 de la fuente de radiación 106 cuando no se necesita el representador de imágenes 112 proporcionando de esta manera un espacio libre adicional dentro del recinto de la pasarela 102 así como colocar el representador de imágenes 112 fuera de la trayectoria de las emisiones potencialmente dañinas provenientes la fuente de radiación 106 reduciendo así la necesidad de proporcionar un escudo protector al representador de imágenes 112. El sistema 100 comprende también la correspondencia entre uno o más fuentes de rayos X 130 que selectivamente emiten una radiación de rayos X adecuada a lo largo de uno o más ejes de la fuente de rayos X 144 de manera que pase a través del tejido del paciente interpuesto para generar una imagen radiográfica de los materiales interpuestos por medio del representador de imágenes 112. La energía particular, la dosis, duración y otros parámetros de la exposición empleados preferentemente por la(s) fuente (s) de rayos X 130 para la representación de imágenes y la fuente de radiación 106 para la terapia variará en diferentes aplicaciones y entenderá y determinará fácilmente por una persona de experiencia ordinaria en la técnica. En esta modalidad al menos una de las fuentes de rayos X 130 es colocable de manera que el eje de la fuente de rayos X 144 puede ubicarse para ser nominalmente coincidente con el eje de suministro 142. Esta modalidad proporciona la ventaja de desarrollar la imagen de un paciente para la coincidencia desde una perspectiva que es nominalmente idéntica a la perspectiva del tratamiento. Esta modalidad también comprende el aspecto que un primer para de representador de imágenes 112 y fuente de rayos X 130 y un segundo para de representador de imágenes 112 y fuente de rayos X 130 se encuentran dispuestos substancialmente ortogonales entre si. Esta modalidad proporciona la ventaja de ser capaz de obtener imágenes del paciente en dos perspectivas ortogonales para aumentar la exactitud de la coincidencia como se describirá con mayor detalle más adelante. El sistema de representación de imágenes puede ser similar a los sistemas descritos en las Patentes de E.U. Nos. 5,825,845 y 5,117,829 que se encuentran incorporadas en la presente mediante la referencia. · El sistema 100 también comprende un colocador de paciente 114 (Figura 3) y un compartimiento para el paciente 116 que se une a un extremo- distal o de funcionamiento del colocador de paciente 114. El colocador de paciente 114, después de recibir las ordenes de movimiento adecuadas, se adapta para colocar el compartimiento de paciente 116 en múltiples ejes translacionales y rotacionales y preferentemente es capaz de colocar el compartimiento de paciente 116 en tres ejes translacionales ortogonales asi como también en tres ejes rotacionales ortogonales para proporcionar una libertad de movimiento de seis grados completos para colocar el compartimiento de paciente 116. El compartimiento de paciente 116 se configura para sostener un paciente, de manera segura, en su lugar en el compartimiento de paciente 116 a fin de inhibir substancialmente cualquier movimiento relativo del paciente con respecto al compartimiento de paciente 116. En varias modalidades, el compartimiento de paciente 116 comprende una espuma expandible, bloques de agarre y/o mascaras faciales adaptadas, como dispositivos y/o materiales de inmovilización. El compartimiento de paciente 116 se configura también preferentemente para reducir las dificultades encontradas cuando una fracción del tratamiento indica el suministro en un borde o región de transición del compartimiento de paciente 116. Pueden encontrarse detalles adicionales de las modalidades preferidas del colocador de paciente 114 y del compartimiento de paciente 116 en las solicitudes comúnmente cedidas (numero de serie desconocido, numero de caso de abogado LOMARRL .128VPC) tituladas "Modular Patient Support System" (Sistema Modular de Soporte de Paciente) presentadas concurrentemente en la presente y que se incorpora en la presente en su totalidad mediante la referencia. Como se mencionó anteriormente, en ciertas aplicaciones del sistema 100, la colocación y orientación relativas exactas del eje de suministro del haz terapéutico 142 proporcionado por la fuente de radiación 106 con el tejido objetivo en del paciente sostenido por el compartimiento de paciente 116 y el colocador de paciente 114 es un objetivo importante del sistema 100, tal como cuando comprende un sistema de terapia de haz de protones. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, los diversos componentes del sistema 100, tales como la pasarela 102, la boquilla 104, la fuente de radiación 106, el (los) representador (es) de imágenes 112, el colocador de paciente 114, el compartimiento de paciente 116 y la(s) fuente (s) de rayos X 130 se encuentran sujetos a ciertas cantidades de flexión estructural y tolerancias de movimiento a partir de una posición y orientación nominales que pueden afectar el suministro exacto del haz al paciente. Las Figuras ¦ 1? y IB ilustran ordenamientos diferentes de ciertos componentes del sistema 100 e indican por medio de las flechas interrumpidas, las desviaciones tanto translacionales como rotacionales a partir de lo nominal que pueden ocurrir en el sistema 100. Por ejemplo, en la modalidad mostrada en la Figura 1A, la boquilla 104 y el primer representador de imágenes 112 se extienden substancialmente de manera horizontal y se encuentran sujetos a flexión debido a la gravedad, particularmente en sus respectivos extremos distales. El segundo representador de imágenes 112 se encuentra colocado substancialmente de manera vertical y no se encuentra sujeto a la flexión horizontal del primer representador de imágenes 112. La Figura IB ilustra el sistema 100 en un ordenamiento diferente, girado aproximadamente a 45° en sentido contrario a las manecillas del reloj a partir de la orientación de la Figura 1A. En esta orientación, tanto los representadores de imágenes 112 como la boquilla 104 se someten a flexión bajo gravedad, pero en un grado diferente que en la orientación ilustrada en la Figura 1A. El movimiento de la pasarela 102 entre las diferentes orientaciones, tal como se ilustra en las Figuras 1A y IB, también somete los componentes del sistema 100 a tolerancias mecánicas en las superficies de movimiento. Puesto que estas desviaciones de lo nominal son al menos parcialmente impredecibles, no repetibles y adicionales, corregir las desviaciones sobre una base predecible es extremadamente desafiante y limita la exactitud total del alineamiento. Se apreciará que estas desviaciones de la orientación nominal del sistema son simplemente ejemplificativas y que cualquiera de una variedad de fuentes de error puede tratarse por el sistema descrito en la presente sin alejarse del espíritu de la presente invención. Las Figuras 4A-4E ilustran con mayor detalle modalidades de incertidumbres o errores potenciales que pueden presentarse por si mismas en los procedimientos de alineación, por ejemplo de la boquilla 104 y el tejido objetivo del paciente en un isocentro 120. Las Figuras 4A-4E ilustran estas fuentes de incertidumbre o error con referencia a ciertas distancias y posiciones. Se apreciará que las fuentes de error descritas son simplemente ilustrativas de los tipos de errores tratados por el sistema 100 de las modalidades ilustradas y que el sistema 100 descrito es capaz de tratar errores adicionales. En esta modalidad, una distancia SAD se define como una fuente para la distancia del eje desde la fuente de radiación 106 hasta el eje de rotación de la pasarela, que idealmente pasa a través del isocentro 120. Para propósitos de explicación y apreciación de escala y distancias relativas, en esta modalidad, la SAD es aproximadamente igual a 2.3 metros. la Figura 4A ilustra que una de las fuentes de error potenciales es un error de fuente en donde la ubicación real de la fuente de radiación 106 se somete a un desplazamiento a partir de una ubicación supuesta o nominal. En esta modalidad el haz de radiación terapéutico como se proporciona por la fuente de radiación 106 pasa a través de dos cámaras de transmisión de iones (TIC) que sirven para centrar el haz. Estos se indican como TIC 1 y TIC 3 y estos también se encuentran unidos a la boquilla 104. El error de fuente puede surgir de numerosas fuentes que incluyen el movimiento del haz como se observa sobre TIC 1 y/o TIC 3, error en el ángulo rotacional de la pasarela real 102 y error debido a la "inducción" o distorsión por la curvatura de la pasarela 102 a medida que gira. La Figura 4? ilustra el error de fuente que comprende un desplazamiento de la posición real de la fuente de radiación 106 desde una ubicación supuesta o nominal y la propagación del haz de radiación a través de la distancia SAD a través de la abertura 110 proporcionando un error correspondiente en el isocentro 120. La Figura 4B ilustra el error posible causado por el error de ubicación TIC, donde TIC 1, la fuente de radiación 106 y TIC 3 se encuentran desplazados del eje del haz ideal que pasa a través del isocentro de la pasarela nominal 120. Puesto que los errores ilustrados por la Fiqura 4A y 4B son supuestos aleatorios y no correlacionados, pueden combinarse en cuadratura y proyectarse a través de un centro nominal supuesto de la abertura 110 para establecer una contribución de error total debido a un error de la fuente de radiación 106 proyectado hacia el isocentro 120. En esta modalidad, antes de que se tomen medidas correctivas (como se describe con mayor detalle más adelante) , el error de fuente de radiación puede variar desde aproximadamente ± 0.6 mm a ± 0.4 mm. la Figura 4C ilustra un error o incertidumbre debidos a la posición de la abertura 110. La ubicación de la fuente de radiación 106 es supuestamente nominal; sin embargo, el error o incertidumbre son introducidos ambos por acumulación de tolerancia, oblicuidad y flexión de la boquilla 104 asi como las tolerancias de manufactura de la abertura 110 misma. Nuevamente, como proyectado desde, la fuente de radiación 106 a través de la distancia SAD hacia el isocentro nominal 120, es posible un error de punto que apunta el suministro del haz (BDAP) entre un BDAP supuestamente nominal y un BDAP real. En esta modalidad, este error de BDAP que se deriva de un error en los rangos de ubicación de la abertura 110 desde aproximadamente + 1.1 mm a ± 1.5 mm. El sistema 100 se encuentra también sujeto al error debido a la colocación del/de los reproductor/es de imágenes 112 asi como la/s fuente/s de rayos X 130 como se ilustra en las Figuras 4D y 4E. La Figura 4D ilustra el error debido a la incertidumbre en la posición del/de los reproductor/es de imágenes 112 con la posición de la/ fuente/s de rayos X correspondientes 130 supuestamente nominales. Mientras las emisiones desde la fuente de rayos X 130 pasan a través del paciente supuestamente ubicadas substancialmente en el isocentro 120 y hacia delante hacia el representador de imágenes 112, esta distancia puede ser diferente de la distancia SAD y en esta modalidad es aproximadamente igual a 2.2. metros. El error o incertidumbre en la verdadera posición de un representador de imágenes 112 puede surgir de los cambios laterales en la posición verdadera del representador de imágenes 112, los errores debidos a los cambios del representador de imágenes 112 con respecto a la fuente de rayos X correspondiente 130, asi como también los errores en el registro de las imágenes obtenidas por el representador de imágenes 112 hacia los DRR. En esta modalidad, antes de la corrección, los errores debidos a cada representador de imágenes 112 son de aproximadamente ± 0.7 mm.

Similarmente, la Figura 4B ilustra los errores debidos a la incertidumbre en la colocación de la/s fuente/s de rayos X 130 con la posición del/de los reproductor/es de imágenés 112 supuestamente nominal/es. Las posibles fuentes de error debidos a la fuente de rayos X 130 comprenden errores debidos al alineamiento inicial de la fuente de rayos X 130, errores que derivan del movimiento de la fuente de rayos X 130 hacia dentro y afuera de la linea del haz y errores debidos a la interpretación de pandeos y distancias relativas de TIC 1 y TIC 3. Estos errores son supuestamente también aleatorios y no relacionados o independientes y son por lo tanto agregados a la cuadratura que resulta, en esta modalidad, en un error debido a cada fuente de rayos x 130 de aproximadamente ± 0,7 mm. Puesto que estos errores son aleatorios e independientes y no relacionados y puesto que son potencialmente aditivos, en esta modalidad el sistema 100 comprende también la pluralidad de dispositivos de medición externa 124 para evaluar y facilitar la compensación de errores. En un modalidad, el sistema 100 comprende también monumentos, tales como marcadores 122, que cooperan con los dispositivos de medición externa 124 como se muestra en las Figuras 2A, 2B, 6 y 7. Los dispositivos de medición externa 124 obtienen, cada uno, la información de medición acerca de la posición tridimensional en el espacio de uno o más componentes del sistema 100 como indicado por las señales fijas asi como una o más puntos de referencia 132 también referidas aquí mismo como el "mundo" 132. En esta modalidad los dispositivos de medición externa 124 comprenden cámaras comercialmente disponibles, tales, como las cámaras digitales CMOS con resolución megapixel y cadencia de cuadros de 200-1000Hz que obtienen independientemente imágenes ópticas de objetos dentro de un campo de visión 126 que, . en esta modalidad, es aproximadamente 85° horizontalmente y 70° verticalmente . Los dispositivos de medición externa 124 que comprenden cámaras digitales, son comercialmente disponibles, por ejemplo como los componentes del sistema Vicon Tracker de Vicon Motion Systems Inc. de Lake Forrest, CA. Sin embargo, en otras modalidades, los dispositivos de medición externa 124 pueden incluir dispositivos de medición láser y/o dispositivos de localización radio además de o como alternativa a las cámaras ópticas de esta modalidad. En esta modalidad los marcadores 122 comprenden puntos de referencia esféricos, altamente refractivos que se encuentran fijos a diversos componentes del sistema 100. En esta modalidad al menos tres marcadores 122 se encuentran fijos a cada componente del sistema 100 de interés y se encuentran preferiblemente ubicados asimétricamente, e.g., ni equidistantes de una linea central, ni a la misma distancia sobre los ángulos, alrededor del objeto. Los dispositivos de medición externa 124 se encuentran ubicados de manera que al menos dos dispositivos de medición externa 124 tienen un componente dado del sistema 100 y los marcadores correspondientes 122 en su campo de visión y en una modalidad se proporciona un total de diez dispositivos de medición externa 124. Este aspecto proporciona la habilidad de proporcionar una visión binocular al sistema 100 para capacitar el sistema 100 para determinar más exactamente la ubicación y orientación de los componentes del sistema 100. Se proporcionan los marcadores 122 para facilitar el reconocimiento y la precisa- determinación de la posición y orientación de los objetos a los cuales se fijan los marcadores 122, sin embargo en otras modalidades, el sistema 100 emplea los dispositivos de medición externa 124 para obtener la información de posición basada en las señales fijas que comprenden los característicos contornos externos de los objetos, tales como los bordes o esquinas, que comprende el sistema 100 sin el uso de marcadores externos 122. la Figura 5 ilustra una modalidad de determinar la posición espacial y la orientación angular de un componente del sistema 100. Puesto que el/los componente/s de interés pueden ser la pasarela 102, boquilla 104, abertura 110, representador de imágenes 112, mundo 132 u otros componentes, se hará la referencia para un "objeto" genérico. Se apreciará que el proceso descrito para el objeto puede proceder en paralelo o en forma de series para objetos múltiples. Siguiendo un estado de inicio, en el estado 150 el sistema 100 calibra los múltiples dispositivos de medición externa 124 con respecto el uno al otro y el mundo 132. En el estado de calibración, el sistema 100 determina la posición espacial y la orientación angular de cada dispositivo de medición externa 124. El sistema 100 determina también la ubicación del mundo 132 que puede definirse por medio de un haz-L y puede definir una origen espacial o haz-de-referencia del sistema 100. El mundo 132 puede, naturalmente, incluir cualquier componente o estructura que se encuentre substancialmente fija dentro del campo de visión de los componentes de medición externas 124. Por eso las estructuras que no son propensas al movimiento o deflexión como resultado del sistema 100 pueden incluir el mundo 132 o punto de referencia para los dispositivos de medición externa 124. Un detector óptico, que puede incluir uno o más marcadores 122 se mueve dentro de los campos de visión 126 de los dispositivos de medición externa 124. Puesto que los dispositivos de medición externa 124 se encuentran ordenado de manera tal que los dispositivos de medición externa 124 (en esta modalidad al menos dos) tienen un objeto en el área activa del sistema 100 en su campo de visión 126 en cualquier momento dado, el sistema 100 correlaciona la ubicación y la información de la orientación independientemente proporcionadas desde cada dispositivo de medición externa 124 y determina los factores de corrección de manera que los múltiples dispositivos de medición externa 124 proporcionan la información de la ubicación y orientación independientes que se encuentre en acuerdo con la calibración siguiente. Las etapas matemáticos particulares para calibrar los dispositivos de medición externa 124 son dependientes de su numero, espaciado relativo, orientaciones geométricas entre si y el mundo 132, asi como también el sistema coordinado utilizado y pueden variar . entre las aplicaciones particulares, sin embargo será comprendido por alguien de habilidad ordinaria en la técnica. Se apreciará también que en ciertas aplicaciones, el estado de calibración 150 necesitarla repetirse se uno o más de los dispositivos de medición externa 124 o el mundo 132 son movidos después de la calibración . Después del estado de calibración 150·, en el estado 152 múltiples dispositivos de medición externa 124 obtienen una imagen del (de los) objeto (s) de interés. Desde las imágenes obtenidas en el estado 152, el sistema 100 determina un vector de dirección correspondiente 155 hacia el objeto desde cada dispositivo de medición externa correspondiente 124 que representa imágenes del objeto en el estado 154. Esto se ilustra en la Figura 6 ' en el momento en que los vectores 155a-d que corresponden a los dispositivos de medición externa 124a-d tiene al objeto en sus respectivos campos de visión 126. Después, en el estado 156, el sistema 100 calcula el punto en el espacio donde los vectores 155 (Figura 6) determinados en el estado 154 se intersectan. El estado 156 regresa por lo tanto una ubicación tridimensional en el espacio, con referencia al mundo 132, para el objeto que corresponde a múltiples vectores que se intersectan en la ubicación. Puesto que se ha proporcionado el objeto con tres o más movimientos o marcadores 122, el sistema 100 puede también- determinar la orientación tridimensional angular del objeto evaluando las ubicaciones relativas de los marcadores individuales 122 asociados con el objeto. En esta implementación, los dispositivos de medición externa 124 comprenden cámaras, sin embargo puede utilizarse cualquier numero de dispositivos diferentes para representar imágenes, e.g.r determinar la ubicación de las señales fijas sin alejarse del espíritu de la presente invención. En particular, pueden utilizarse los dispositivos que emiten o reciben energía electromagnética o audio que incluyen energía de longitud de onda visible o invisible y ultrasonido para representar imágenes o determinar la ubicación de los monumentos.

La información de la ubicación y orientación determinada para el objeto se proporciona en el estado 160 para uso en el sistema 100 como se describe con mayor detalle a continuación. En una modalidad, el estado de calibración 150 puede realizarse en aproximadamente un minuto y permite al sistema 100 determinar la ubicación del objeto en los estados 152, 154 , 156 y 160 hasta 0.1 mm y la orientación hasta 0.15° con una latencia de no más de 10 ms. Como ya mencionado anteriormente, en otras modalidades, los dispositivos de medición externa 124 pueden incluir dispositivos de medición láser, dispositivos de radio-ubicación u otros dispositivos que pueden determinar la dirección hacia o la distancia desde los dispositivos de medición externa 124 además de o como alternativa a dispositivos de medición externa 124 como descrito anteriormente. Por lo tanto en ciertas modalidades un único dispositivo de medición externa 124 puede determinar ambos el rango y dirección hacia el objeto para determinar la ubicación y orientación del objeto. En otras modalidades los dispositivos de medición externa 124 proporcionan únicamente la información de la distancia hacia el objeto y se determina la ubicación del objeto en el espacio determinando la intersección de múltiples esferas virtuales centradas sobre los dispositivos de medición externa correspondientes 124. En algunas modalidades, el sistema 100 comprende también uno o más dispositivos de retroalimentación de posición local o dispositivos de resolución 134 (véase, e.g. , la Figura 1) . Los dispositivos de retroalimentación local o dispositivos de resolución 134 se encuentran englobados dentro o en comunicación con uno o más componentes del sistema 100, tales como la pasarela 102, la boquilla 104, la fuente de radiación 106', la abertura 110, el/los reproductor/es de imágenes 112, el colocador de paciente 114, el compartimiento de paciente 116 y/o el mundo 132. Los dispositivos de retroalimentación local 134 proporcionan la información de posición independiente relacionada con los componentes asociados del sistema 100. En varias modalidades, los dispositivos de retroalimentación locas 134 comprenden codificadores giratorios, codificadores lineares, servomecanismos u otros marcadores de posición que se encuentran comercialmente disponibles y cuya operación es bien comprendida por alguien de habilidad ordinaria en la técnica. Los dispositivos de retroalimentación local 134 proporcionan la información de posición independiente que puede ser utilizada por el sistema 100 además de la información proporcionada por los dispositivos de medición externa 124 para colocar al paciente con más exactitud. El sistema 100 también comprende, en esta modalidad, un sistema de alineación del paciente de precisión 200 lúe emplea la información de ubicación proporcionada en el estado 160 para el/los objeto/s. Como se ilustra en la Figura 8, el sistema de alineación del paciente 200 comprende un comando y modulo de control 202 que comunica con un sistema 6D, 204, un modulo de coincidencia del paciente 206, archivos de datos 210, un modulo de control de movimiento 212, un modulo de seguridad 214 y una superficie de contacto del usuario 216. El sistema de alineación del paciente 200 emplea la información de la ubicación proporcionada por el sistema 6D, 204 para registrar más exactamente el paciente y mover la boquilla 104 y el colocador de paciente 114 para lograr una pose de tratamiento deseada como indicado en la prescripción para el paciente proporcionada por los archivos dé datos 210. En esta modalidad, el sistema 6D , 204 recibe los datos de posición de los dispositivos de medición externa 124 y de los dispositivos de resolución 134 que se relacionan con la ubicación actual de la boquilla 104, abertura 110, representador de imágenes 112, colocador de paciente 114 y compartimiento de paciente 116, asi como de la ubicación de uno o más referencias fijas 132 indicadas en la Figura 9 asi como el mundo 132. Las referencias fijas, o mundo, 132 proporcionan un origen no móvil o marco de referencia para facilitar la determinación de la composición de los componentes móviles del sistema de terapia de radiación 100. Esta información de ubicación se proporciona a un sistema de medición de ubicación primario 6D, 220 que después utiliza los datos observados desde los dispositivos de medición externa 124 y los dispositivos de resolución 134 para calcular las coordinadas de posición y orientación de estos cinco componentes y origen en un primer marco de referencia. Esta información de posición se proporciona a un modulo de coordinación 6?, 222 que comprende un modulo de transformación de coordinadas 224 y un modulo de arbitraje 226. El modulo de transformación de coordinadas 224 comunica con otros módulos del sistema de alineación 200, tales como el modulo de comando y control 202 y el modulo de control de movimiento con planeación de trayectoria y evasión de colisión 212. Dependiendo de la etapa del proceso de coincidencia del paciente y suministro de terapia, otros módulos del sistema de alineación del paciente 200 puede someter llamadas al sistema 6D, 204 para la petición de posición de la configuración actual del sistema de terapia de radiación 100. Otros módulos del sistema de alineación del paciente 200 pueden también proporcionar llamadas al sistema 6D, 204 tales como una petición de transformación de coordenada. Tal petición incluirá típicamente someter los datos de ubicación en un marco de referencia dado, una indicación del marco de referencia en el cual los datos se someten y un marco de referencia deseado en el cual el modulo de llamada desea que se transformen los datos de posición. La petición de trasformación de coordenada se somete al modulo de transformación de coordenada 224 que realiza los cálculos adecuados sobre los datos sometidos en el marco de referencia dado y trasforma los datos en el marco de referencia deseado y regresa este al modulo de llamada del sistema de alineación del paciente 200. Por ejemplo, el sistema de terapia de radiación 100 puede determinar que se indica el movimiento del colocador de paciente 114 para registrar correctamente al paciente. Por ejemplo se indica una translación de más de 2mm a lo largo de un eje x, menos 1.5 mm a lo largo del eje y, sin cambio a lo largo de un eje z y una rotación de Io positivo alrededor de un eje vertical. Este dato seria sometido al modulo de trasformación de coordenada 224 que entonces operaría sobre los datos para regresar las ordenes de movimiento correspondientes al colocador de paciente 114. Las transformaciones de coordenada exactas variarán en implementaciones especificas del sistema 100 dependiendo, por ejemplo, de la configuración y dimensiones exactas del. colocador de paciente 114 y de la posición relativa del colocador de paciente 114 con respecto a otros componentes del sistema 100. Sin embargo, una persona de habilidad ordinaria en la técnica puede determinar rápidamente tales transformaciones de coordenadas para una aplicación particular . El modulo de arbitraje 226 asiste en la operación del modulo de control de movimiento 212 proporcionando la información de posición del objeto especifico después de la recepción de una petición de posición. Un sistema de medición de posición secundario 230 proporciona una alternativa o función ' de medición de posición de respaldo para los diversos componentes del sistema de terapia de radiación 100. En una modalidad, el sistema de medición de posición secundario 230 comprende una funcionalidad de colocación convencional que emplea la información de posición predicha basada en una posición inicial y movimientos ordenados. En una modalidad el sistema de medición de posición primaria 220 recibe la información de los dispositivos de medición externa 124 y el sistema de medición de posición secundario 230 recibe la información de posición independiente desde los dispositivos de resolución 134. Se preferirá generalmente que el sistema de medición 6D, 220 opere como el sistema de colocación primario por las ventajas de exactitud y velocidad de colocación descritas anteriormente . La Figura 10 ilustra con más detalle el modulo de coincidencia del paciente 206 del sistema de alineación del paciente 200. Como ya descrito anteriormente, el sistema 6D, 204, obtiene las medidas de ubicación de diversos componentes del sistema de terapia de radiación 100, que incluyen la mesa o compartimiento de paciente 116 y la boquilla 104 y determina las coordinadas de posición de estos diversos componentes y los presenta en un marco de referencia deseado. Los archivos de datos 210 proporcionan la información relativa a la prescripción del tratamiento del paciente, que incluyen el plan de tratamiento y los datos CT obtenidos previamente en una sesión- de planeación o prescripción. Estos datos del paciente pueden configurarse por medio de un convertidor de datos 232 para presentar los datos en un formato preferido. El representador de imágenes 112 proporciona también la información de ubicación al sistema 6D, 204 asi como a un modulo de captura de imagen 236. El modulo de captura de imagen 236 recibe los datos de imagen no procesados del representador de imágenes 112 y procesa este dato, tales como por filtración, corrección de rendimiento, graduación y corte a longitud aproximada para proporcionar los datos de imagen corregida a un algoritmo de registro 241. En esta modalidad, los datos CT pasan por la etapa de procesamiento intermedio por medio de un modulo de creación de transgráfica 234 para transformar los datos CT en transgráficas que se encuentran proporcionadas con un algoritmo de registro 241. Las transgráficas son una representación de dato intermedio y aumentan la velocidad de generación de DRR. El algoritmo de registro 241 utiliza las transgráficas, el plan de tratamiento, los datos de posición del objeto actuales proporcionados por el sistema 6D, 204 y los datos de imagen corregidos del (de los) reproductor (es) de imagen 112 para determinar una pose registrada cuya información se proporciona al modulo de comando y control 202. El algoritmo de registro 241 trata de acoplar ya sea lo más cerca posible en los limites de una tolerancia designada, los datos de imagen corregidos desde el representador de imágenes 112 con un DRR adecuado para establecer una pose deseada o para registrar el paciente. El modulo de comando y control 202 puede evaluar la pose registrada actual y proporcionar ordenes o peticiones para inducir movimiento de uno o más de los componentes del sistema de terapia de radiación 100 para lograr esta pose deseada. Los detalles adicionales para un algoritmo de registro adecuado puede encontrarse en la disertación de doctorado publicada de David A. LaRose de Mayo 2001 sometida a la Carnegie Mellon University titulada ""Iterative X-ray/CT Registration üsing Accelerated Volume Rendering" que se incorpora en la presente en su totalidad mediante la referencia. Las Figuras 11-13 ilustran modalidades con las cuales el sistema 100 realiza este movimiento. La Figura 11 ilustra que el modulo de comando y control 202 ha proporcionado una llamada para el movimiento de uno o más componentes del sistema de terapia de radiación 100. En el estado 238, el modulo de control de movimiento 212 recoge una configuración de posición actual del sistema 6D, 204 y lo proporciona con la configuración de posición recientemente requerida hacia un modulo de planeación de trayectoria 240. El modulo de planeación de trayectoria 240 comprende una biblioteca de datos de modelo tridimensional que representa posición de las cubiertas definidas por el posible movimiento de los diversos componentes del sistema de terapia de radiación 100. Por ejemplo como anteriormente descrito, el representador de imágenes 112 es retráctil y el modulo de datos de modelo 3D, 242 indica la cubierta o volumen en el espacio a través del cual el representador de imágenes 112 puede moverse dependiendo de su ubicaciones actuales y finales . El modulo de planeación de trayectoria 240 comprende también un simulador de movimiento del objeto 244 que recibe los datos del modulo de datos de modelo 3D, 242 y puede calcular las simulaciones de movimiento de los diversos componentes del sistema de terapia de radiación 100 en base a estos datos. Este modulo de simulación de movimiento del objeto 244 trabaja preferentemente en concierto con un modulo de evasión de colisión 270 como se ilustra en la Figura 12. La Figura 12 ilustra otra vez una modalidad de la operación del sistema 6D, 204 la cual en esta modalidad obtiene las medidas de ubicación de la abertura 110, representador de imágenes 112, boquilla 104, colocador de paciente y el compartimiento de paciente 114 y 116 asi como las referencias fijas o mundo 132. La . Figura 12 ilustra también que, en esta modalidad, se reúne la retroalimentación local desde los dispositivos de resolución 134 correspondientes al colocador de paciente 114, la boquilla 104, representador de imágenes 112 y el ángulo de la pasarela 102. Se proporciona esta información de posición al modulo de evasión de colisión 270 · que reúne la información del objeto en una biblioteca de datos de posición del objeto 272. Este dato del objeto se proporciona a un modulo de decisión 274 que evalúa si los datos es verificable. En ciertas modalidades la evaluación del modulo 274 puede investigar inconsistencias o conflictos posibles con los datos de posición del objeto desde la biblioteca 272 tales como datos fuera de alcance o datos que indican, por ejemplo, que múltiples objetos están ocupando la misma ubicación. Si se determina un conflicto o condición de fuera de alcance, e.gr. , el resultado del modulo de terminación 274 es negativo, se indica un alto en el sistema en el estado 284 para inhibir adicional movimiento de los componentes del sistema de terapia de radiación 100 y a continuación procede a un estado de recuperación de falla 286 donde se toman las medidas adecuadas para recuperar o corregir la falla o fallas. Con la finalización del estado de recuperación de falla 286, se realiza un estado de reordenamiento 290 seguido de un regreso a la recuperación de datos de la biblioteca de datos de posición del objeto en el modulo 272. Si la evaluación del estado 274 es afirmativa, sigue un estado 276 donde el modulo de evasión de colisión 270 calcula las distancias relativas a lo largo de trayectorias actuales y proyectadas y proporciona esta información calculada a un estado de evaluación 280 que determina si uno o más de los objetos o componentes del sistema de terapia de radiación 100 se encuentran demasiado cerca. Si el estado de evaluación 280 es negativo, e.g. , que las ubicaciones actuales y trayectorias proyectadas no presentan un riesgo de colisión, sigue un estado de sueño o pausa 282 durante el cual se permite el movimiento de uno o más componentes del sistema de terapia de radiación 100, para continuar como indicado y procede a la secuencia recursive a través de los módulos 272, 274, 276, 280 y 282 -como indicado. Sin embargo, se los resultados del estado de evaluación 280 son afirmativos, e.g., que ambos o más de los objetos se encuentran demasiado cerca o que sus trayectorias proyectadas los traerían en colisión, se implementa el alto del sistema 284 con los siguientes estados de recuperación de falla y de reordenamiento 286 y 290 como descrito anteriormente. Por lo tanto, el modulo de evasión de colisión 270 permite que el sistema de terapia de radiación 100 para evaluar proactivamente ambas, las ubicaciones actuales y proyectadas y las trayectorias de movimiento de los componentes móviles del sistema 100 para mitigar posibles colisiones antes de que ocurran o hasta antes de que sean iniciadas. Esto es ventajoso con respecto a los sistemas que emplean altos de movimientos disparados, por ejemplo, por interruptores de contacto que detienen el movimiento después de la activación de los interruptores de detención o de contacto, que por si solo pueden ser inadecuados para evitar el daño de los componentes móviles que pueden ser relativamente grandes y masivos y que tienen inercia significativa, o para prevenir una lesión del usuario o paciente del sistema. Asumiendo que el modulo de simulación de movimiento del objeto 244 coopere con el modulo de evasión de colisión 270 indica que los movimientos indicados no representarán un riesgo de colisión, los comandos de movimiento real se envían a un modulo coordinador de secuencia de movimiento 246 que evalúa los vectores de movimiento indicados de uno o más componentes del sistema de terapia de radiación 100 y secuencia estos movimientos por medio, en esta modalidad, de cinco módulos de traducción. En particular, los módulos de translación 250, 252, 254, 260 y 262 traducen los vectores de movimiento indicados desde un marco de referencia proporcionado a un marco de referencia de comando adecuado para el colocador de paciente 114, la pasarela 102, la fuente de rayos X 130, representador de imágenes 112 y boquilla 104, respectivamente . Como se mencionó anteriormente, los " diversos componentes móviles del sistema de terapia de radiación 100 pueden asumir dimensiones diferentes y pueden ser sujetos a diferentes parámetros de control y los módulos de traducción 250, 252, 254, 260 y 262 interrelacionan o traducen un vector de movimiento en un primer marco de referencia al marco de referencia apropiada para el componente correspondiente del sistema de terapia de radiación 100. Por ejemplo, en esta modalidad la pasarela 102 es capaz de rotar en el sentido del reloj y contra el sentido del reloj alrededor de un eje mientras que el colocador de paciente 114 es colocable en seis grados de libertad de movimiento translacional y rotacional y por lo tanto opera bajo un haz diferente de referencia para las ordenes de movimiento en comparación con la pasarela 102. Teniendo la disponibilidad de la información de la ubicación medida externamente para los diversos componentes del sistema de terapia de radiación 100, el modulo coordinador de secuencia de movimiento 246 pueden planificar eficientemente el movimiento de estos componentes de una manera directa, eficiente y segura. La Figura 14 ilustra un flujo de funcionamiento o método 300 de una modalidad de operación del sistema de terapia de radiación 100 como el proporcionado con el sistema de alineación del paciente 200. Desde el estado de inicio 302, sigue un estado de identificación 304 en donde se identifican el paciente particular y el tratamiento portal a proporcionarse. Esto es seguido por un estado de retiro de la prescripción de tratamiento 306 y pueden realizarse el retiro de la identificación y prescripción de tratamiento de los estados 304 y 306 por medio de la interfase del usuario 216 y accediendo a los archivos de datos del módulo 210. Se mueve entonces al paciente a una posición de representación de imágenes en el estado 310 entrando en el compartimiento de paciente 116 y la actuación del colocador de paciente 114 para colocar el compartimiento de paciente 116 asegurando el paciente en una posición aproximada para la representación de imágenes. La pasarela 102, reproductor/es de imagen 112 y fuente/s de radiación 130 también se mueven a una posición de representación de imágenes en el estado 312 y en el estado 314 se determinan los ejes de representación de imágenes como se describió anteriormente por medio del sistema 6D, 204 empleando los dispositivos de medición externa 124, los marcadores cooperativos 122 y los dispositivos de resolución 134. En el estado 316 se captura una imagen radiográfica del paciente con el representador de imágenes 112 y se pueden aplicar correcciones según la necesidad como se describió anteriormente por medio del módulo 236. En esta modalidad dos reproductores de imagen 112 y fuentes de rayos X correspondientes 130 se ordenan substancialmente de manera perpendicular entre si. Por lo tanto se obtienen dos imágenes radiográficas independientes desde perspectivas ortogonales. Este aspecto proporciona una información de imagen radiográfica más completa que desde una única perspectiva. Se apreciará también que en ciertas modalidades se pueden realizar múltiples reproducciones de imagen de los estado 316 para datos adicionales. Se realiza una evaluación en el estado 320 para determinar si el proceso de adquisición de imagen radiográfica es completo y la determinación de esta decisión resulta ya sea en un caso negativo con la continuación del movimiento del estado 312, la determinación del estado 314 y la captura del estado 316 como indicado o, en caso afirmativo, seguido por el estado 322. En el estado 322, las mediciones externas se realizan por medio del sistema 6D, 204 como descrito anteriormente para determinar las posiciones y orientaciones relativas de los diversos componentes del sistema de terapia de radiación 100 por medio del modulo de coincidencia del paciente 206 como descrito anteriormente. En el estado 324, los cálculos del movimiento se hacen como indicado para alinear correctamente el paciente en la pose deseada. Mientras no es necesariamente requerido en cada caso de suministro de tratamiento, esta modalidad ilustra que en el estado 326 algún grado de movimiento de la pasarela 102 se indica para colocar ¦ la pasarela 102 en una posición de tratamiento asi como de movimiento del paciente, tal como por medio del colocador de paciente 114 en el estado 330 para colocar al paciente en la pose indicada. Siguiendo estos movimientos, el estado 332 emplea nuevamente el sistema 6D, 204 para medir externamente y en el estado 334 para calcular y analizar la posición medida para determinar en el estado 336, si se ha logrado la pose del paciente deseada dentro de la tolerancia deseada. Si aún no se ha logrado un registro y colocación del paciente adecuadamente exacta, sigue el estado 340 donde se calcula un vector de corrección y se transforma en un marco de referencia adecuado para un movimiento adicional de la pasarela 102 y/o del colocador de paciente 114. Si la decisión del estado 336 es afirmativa, e.gr. , que el paciente se ha colocado satisfactoriamente en la pose deseada, se acciona la fracción de terapia de radiación en el estado 342 de acuerdo con la prescripción del paciente. Para ciertas prescripciones del paciente se comprenderá que la sesión de tratamiento puede indicar múltiples fracciones de tratamiento, tales como tratamiento desde una pluralidad de orientaciones y que las porciones adecuadas del método 300 pueden ser de manera iterativa repetidas para múltiples fracciones de tratamiento prescrito. Sin embargo, para la simplicidad de la ilustración, se ilustra una única iteración en la Figura 14. Por lo tanto sigue un estado terminado 344 después de un estado de suministro de tratamiento 342, que puede incluir la terminación del tratamiento para aquel paciente por ese día o por una serie dada de tratamientos. Por lo tanto, el sistema de terapia de radiación 100 con el sistema de alineación del paciente 200, emplea una retroalimentación medida por medio de una medición directa de los componentes móviles del sistema 100, para determinar y controlar la colocación de estos diversos componentes más exactamente. Una ventaja particular del sistema 100 es que el paciente puede se registrarse más exactamente en una sesión de suministro de tratamiento que lo que sería posible con sistemas conocidos y sin una secuencia iterativa de representación de imágenes radiográfica, recolocando el paciente y con la subsiguiente' representación de imágenes radiográfica y análisis de datos . Esto ofrece la significativa ventaja de ambos suministrar más exactamente la radiación terapéutica, disminuyendo significadamente la latencia de la coincidencia, representación de imágenes y procesos de colocación y aumentando así el rendimiento del paciente así como reduciendo la exposición del paciente a la radiación de rayos X- durante la representación de imágenes radiográfica reduciendo la necesidad de múltiples exposiciones a los rayos X durante una sesión de tratamiento.

A pesar de que las modalidades preferidas de la presente invención han mostrado, descrito y resaltado las características fundamentales, novedosas de la invención aplicadas a aquellas modalidades, se comprenderá que aquellos hábiles en la técnica pueden realizar varias omisiones, substituciones y cambios en la forma del detalle del dispositivo ilustrado sin alejarse del espíritu de la presente invención. De consecuencia el alcance de la invención no debería limitarse a la siguiente descripción sino debe definirse por medio de las reivindicaciones adjuntas .

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un sistema de suministro de terapia de radiación que comprende: una pasarela; un dispositivo de fijación del paciente configurado para asegurar un paciente con respecto al dispositivo de fijación del paciente; un colocador de paciente interconectado con el dispositivo de fijación del paciente para colocar el dispositivo de colocación del paciente a lo largo de 3 ejes translacionales y 3 rotacionales dentro de la pasarela; una boquilla de terapia de radiación interconectada con la pasarela y que suministra selectivamente la terapia de radiación a lo largo de un eje de haz; la pluralidad de dispositivos de medición externa que obtiene las mediciones de colocación de al menos el dispositivo de fijación del paciente y de la boquilla; y un controlador que recibe las mediciones de posición de al menos el dispositivo de fijación del paciente y de la boquilla y que proporciona las señales de control al colocador de paciente para colocar al paciente en una orientación deseada en 6 dimensiones con respecto al eje de haz .
2. El sistema de la Reivindicación 1, en donde los dispositivos de medición externa obtienen imágenes ópticas de al menos el dispositivo de fijación del paciente y de la boquilla para obtener las mediciones de la posición.
3. El sistema de la Reivindicación 1 que comprende además una pluralidad de marcadores fijos a al menos el dispositivo de fijación de paciente y la boquilla en donde los dispositivos de medición externa obtienen mediciones de la posición de los marcadores.
4. El sistema de la Reivindicación ' 1 que comprende además al menos un dispositivo de retroalimentación de la posición local en comunicación operativa con el al menos uno de la pasarela y el colocador de paciente en donde el al menos un dispositivos de retroalimentación de posición local proporciona datos de posición en al menos uno de los ejes translacionales y rotacionales al controlador, indicativos de la posición del al menos uno de la pasarela y el colocador de paciente.
5. El sistema de la Reivindicación 1, en donde el sistema comprende además un sistema de representación de imágenes del paciente que obtiene una imagen del paciente y determina la ubicación relativa de un isocentro objetivo del paciente con respecto a la boquilla.
6. El sistema de la Reivindicación 5, en donde el sistema coloca al paciente en una posición inicial y después de la representación de la imagen del paciente, determina un vector de corrección y proporciona señales de control para mover el colocador de paciente y el isocentro objetivo del paciente hacia una pose del paciente deseada con respecto a la boquilla.
7. El sistema de la Reivindicación 5, en donde el sistema de representación de imágenes del paciente comprende al menos un representador de imágenes radiográficas.
8. El sistema de la Reivindicación 7, en donde el sistema de representación de imágenes del paciente comprende al menos una fuente de rayos X y al menos un representador de imágenes de rayos X de estado sólido.
9. El sistema de la Reivindicación 5, en donde el sistema de representación de imágenes del paciente es móvil dentro y afuera del eje de haz..
10. El sistema de la Reivindicación 5, en donde el sistema de representación de imágenes del paciente obtiene imágenes del paciente desde múltiples perspectivas para una determinación más precisa del isocentro objetivo.
11. El sistema de la Reivindicación 1, en donde el obtener las mediciones de la colocación y el proporcionar las señales de control de la colocación al colocador de paciente, se realiza de manera iterativa.
12. El sistema de la Reivindicación 1, en donde la boquilla se encuentra interconectada a la pasarela a fin de girar alrededor del isocentro de la pasarela.
13. El sistema de la Reivindicación 12, en donde el sistema determina un vector de diferencia de posición y orientación medido en un primer marco de referencia por los dispositivos de medición externa y transforma el vector de diferencia en al menos un vector de corrección en un segundo marco de referencia para colocar al paciente en una pose deseada con respecto al eje de haz.
14. El sistema de la Reivindicación 13, en donde el al menos un vector de corrección induce la boquilla a girar alrededor del isocentro de la pasarela.
15. Un sistema de colocación del paciente para un sistema de terapia de radiación que tiene una pluralidad de componentes que se encuentran sujetos al movimiento, comprendiendo el sistema de posición:. la pluralidad de dispositivos de medición externa ordenados para obtener las mediciones de posición de la pluralidad de componentes para proporcionar la información de ubicación; un soporte móvil para paciente configurado para sostener un paciente substancialmente fijo en posición con respecto al soporte del paciente y colocar de manera controlable al paciente en 3 ejes transíacionales y 3 rotacionales; y un controlador que recibe información de la pluralidad de dispositivos de medición externa y que proporciona ordenes de movimiento al soporte móvil del paciente para alinear al paciente en una pose deseada en 6 dimensiones de manera tal que el sistema de colocación compensa el movimiento de la pluralidad de componentes.
16. El sistema de colocación de la Reivindicación 15, en donde el alinear al paciente en la pose deseada comprende alinear el soporte del paciente con respecto a un punto de referencia de suministro del haz a través del cual el sistema de terapia de radiación dirige un haz de radiación.
17. El sistema de colocación de la Reivindicación 16 que comprende además un sistema de representación de imágenes del paciente que obtiene una imagen del paciente y un isocentro objetivo, en donde el sistema de colocación determina la posición del isocentro objetivo y alinea el isocentro objetivo con el punto de referencia de suministro del haz.
18. El sistema de colocación de la Reivindicación 15, en donde el al menos un componente sujetos al movimiento, es activamente controlable y en donde el sistema de colocación proporciona una función de retroalimentación para alinear al paciente en la pose deseada proporcionando señales de control para colocar al menos un componente activamente controlable .
19. El sistema de colocación de la Reivindicación 15 que comprende además una pluralidad de marcadores fijos en puntos seleccionados de la pluralidad de componentes sujetos al movimiento y en donde los dispositivos de medición externa obtienen las mediciones de posición de los marcadores.
20. El sistema de colocación de la Reivindicación 19, en donde múltiples dispositivos de medición externa obtienen las mediciones de posición de un marcador único de manera que proporciona una medición más exacta de la ubicación del marcador único que se proporcionan por un sólo dispositivo de medición externa.
21. Un método de coincidencia y colocación de un paciente para el suministro de terapia con un sistema que tiene una pluralidad de componentes sujetos al movimiento, comprendiendo el método las etapas de: colocar al paciente en una pose inicial de tratamiento con un colocador de paciente controlable capaz de un movimiento en 6 dimensiones; medir externamente la ubicación de puntos seleccionados de la pluralidad de componentes; determinar un vector de diferencia entre la pose inicial del paciente observada y una pose del paciente deseada; y proporcionar ordenes de movimiento en hasta 6 dimensiones al colocador de paciente para llevar el paciente a la pose del paciente deseada .
22. El método de la Reivindicación 21, en donde el medir externamente la ubicación de los puntos seleccionados de la pluralidad de componentes comprende emplear una pluralidad de cámaras para obtener imágenes ópticas de la pluralidad de componentes.
23. El método de la Reivindicación 21, en donde el vector de diferencia se determina en un primer marco de referencia y en donde el proporcionar las ordenes de movimiento comprende transformar el vector de diferencia en el primer marco de referencia en un vector de movimiento correspondiente para el colocador de paciente en una segundo marco de referencia.
24. El método de la Reivindicación 21 que comprende además la etapa de obtención de una imagen radiográfica del paciente y la determinación del vector de diferencia basado al menos parcialmente, en la imagen del paciente .
25. El. método de la Reivindicación 24, en donde el obtener la imagen radiográfica comprende las etapas de: colocar una fuente de rayos X y un representador de imágenes de rayos X generalmente a lo largo de un eje de haz de terapia con el paciente interpuesto entre los mismos; un paso exponer al paciente y al representador de imágenes de rayos X a través de la fuente de rayos X; y retirar la fuente de rayos X y el representador de imágenes del eje del haz de terapia .
26. un sistema de colocación para uso con una instalación para el tratamiento de radiación en donde la instalación para el tratamiento de radiación tiene una pluralidad de componentes que incluye una fuente de partículas y una boquilla desde la cual se emiten las partículas, en donde la boquilla es móvil con respecto al paciente para facilitar el suministro de las partículas a una región seleccionada del paciente por medio de una pluralidad de diferentes trayectorias, comprendiendo el sistema de colocación: un colocador de paciente que recibe al paciente en donde el colocador de paciente es móvil de manera que orienta al paciente en 6 dimensiones con respecto a la boquilla para facilitar el suministro de las partículas en la región seleccionada del paciente a lo larqo de la trayectoria deseada; un sistema de monitoreo que representa imágenes del al menos un componente de la instalación para el tratamiento de radiación en proximidad al colocador de paciente, en donde el sistema de monitoreo desarrolla una imagen de tratamiento indicativa de la orientación del al menos un componente con respecto al paciente antes del tratamiento; y un sistema de control que controla el suministro de partículas al paciente en donde el sistema de control recibe las señales indicativas del tratamiento a realizarse, incluyendo las señales una orientación deseada del al menos un componente cuando las partículas deben suministrarse al paciente, en donde el sistema de control recibe además la imagen de tratamiento y el sistema de • control evalúa la imagen de tratamiento para determinar una orientación real del al menos un componente antes del tratamiento y en donde el sistema de control compara la orientación real del al menos un componente antes del tratamiento con la orientación deseada del al menos un componente y, si la orientación real no cumple con los criterios predeterminados para la correspondencia con la orientación deseada, el sistema de control envía señales al colocador de paciente para mover el colocador de paciente en hasta 6 dimensiones de manera que la orientación real corresponda más cercanamente con' la orientación deseada durante el suministro de las partículas.
27. El sistema de la Reivindicación 26, en donde el colocador de paciente comprende: un dispositivo de fijación del paciente para mantener la porción del paciente a tratarse en una orientación substancialmente inmóvil con respecto al dispositivo de fijación del paciente; y un mecanismo de movimiento acoplado al dispositivo' de fijación del paciente para mover el dispositivo de fijación del paciente en 6 dimensiones en respuesta a las señales del sistema de control para mediante esto mover al paciente a una orientación real que corresponde más cercanamente a la orientación deseada durante el suministro de partículas.
28. El .sistema de la Reivindicación 27, en donde el dispositivo de fijación del paciente comprende un compartimiento de paciente en el cual el paciente se coloca de manera que es retenido en una orientación substancialmente inmóvil con respecto al compartimiento de paciente .
29. El sistema de la Reivindicación 28, en donde el mecanismo de movimiento comprende un ensamblaje de robot unido al compartimiento de paciente que permite el movimiento translacional y rotacional del compartimiento de paciente alrededor de tres ejes ortogonales translacionales y tres rotacionales.
30. El sistema de la Reivindicación 26, en donde el sistema de monitoreo comprende al menos un dispositivo de representación de imágenes que representa imágenes del al menos un componente de la instalación para el tratamiento de 5 radiación para determinar la orientación real del al menos un componente .
31. El sistema de la Reivindicación 30, en donde el al menos un dispositivo de representación de imágenes comprende una pluralidad de cámaras que capturan imágenes •10 -visuales del al menos un componente de la instalación para el tratamiento de radiación en donde la pluralidad de cámaras se ubican de manera que pueden determinar la orientación real del al menos un componente con respecto a los tres planos ortogonales . 15.
32. El sistema de la Reivindicación 31, en donde la pluralidad de cámaras capturan imágenes visuales del al menos un componente de manera que una ubicación tridimensional de una señal fija asociada con el al menos un componente puede decidirse para determinar la orientación 20 real del al menos un componente.
33. .El sistema de la Reivindicación 32, que comprende además al menos un marcador externo unido a el al menos un componente en donde el al menos un marcador externo comprende la señal fija asociada con el al menos un 25 componente.
34. El sistema de la Reivindicación 26, en donde el sistema de monxtoreo representa imágenes de una pluralidad de componentes, incluyendo la boquilla, y el sistema de control ajusta el colocador de paciente de manera que la pluralidad de componentes se encuentran dentro de los criterios preseleccionados de la orientación deseada.
35. El sistema de la Reivindicación 26, en donde el sistema de control define un punto de referencia establecido dentro del campo de visión del sistema de monitoreo y determina la orientación real y la orientación deseada con respecto al punto de referencia establecido.
36. El sistema de la Reivindicación 35, en donde el sistema de monitoreo además representa imágenes del colocador de paciente y el sistema de control recibe las señales indicativas de la orientación del colocador de paciente y utiliza estas señales para determinar la orientación real y deseada del al menos un componente.
37. El sistema de la Reivindicación 26, en donde el sistema de control se adapta para recibir las señales de la instalación para el tratamiento de radiación indicativas del movimiento de los componentes dentro del sistema y en donde el sistema de control utiliza estas señales para determinar la orientación real y deseada del al menos un componente .
38. Un sistema de suministro de terapia de radiación que tiene componentes fijos y móviles, comprendiendo el sistema: una pasarela; un compartimiento de paciente configurado para asegurar un paciente substancialmente inmóvil con respecto al compartimiento de paciente; un colocador de paciente interconectado al compartimiento de paciente de manera que coloca el compartimiento de paciente a lo largo de 3 ejes translacionales y 3 rotacionales dentro de la pasarela; una boquilla para terapia de radiación interconectada a la pasarela y que suministra selectivamente la terapia de radiación a lo largo de un eje de haz; una pluralidad de dispositivos de medición externa que obtiene las mediciones de posición de al menos el compartimiento de paciente y la boquilla; y un controlador que recibe las mediciones de posición de al menos el compartimiento de paciente y la boquilla y determina las ordenes de movimiento para colocar al paciente en una pose deseada en 6 dimensiones con respecto al eje del haz y las trayectorias de movimiento correspondientes del compartimiento de paciente con respecto a otros componentes fijos y móviles del sistema de suministro de terapia en base a las ordenes de movimiento en 6 dimensiones y determina si se indica una colisión para las ordenes de movimiento e inhibe el movimiento si se indicara una colisión.
39. El sistema de la Reivindicación 38, en donde los dispositivos de medición externa obtienen imágenes ópticas de al menos el compartimiento de paciente y la boquilla para obtener las mediciones de posición.
40. El sistema de la Reivindicación 38 que comprende además una pluralidad de marcadores fijos a al menos el compartimiento de paciente y la boquilla en donde los dispositivos de medición externa obtienen las mediciones de posición de los marcadores .
41. El sistema de la Reivindicación 38 que comprende además al menos un dispositivo de retroalimentación de posición local en comunicación operativa con el al menos uno de la pasarela y el colocador de paciente en donde el al menos un dispositivo de retroalimentación de posición local proporciona los datos de posición al controlador indicativos de la posición del al menos uno de la pasarela y el colocador de paciente.
42. El sistema de la Reivindicación 38 que comprende además un sistema de representación de imágenes del paciente que es móvil en el eje del haz para obtener una imagen del paciente y afuera del eje del haz para reducir la exposición del sistema de representación de imágenes al haz de radiación y en donde el sistema determina la ubicación relativa del isocentro objetivo del paciente con respecto a la boquilla.
43. El sistema de la Reivindicación 42, en donde el' sistema coloca al paciente en una posición inicial y, después representa imágenes imagen del paciente, determina un vector de corrección en 6 dimensiones y las ordenes de movimiento y las trayectorias correspondientes para mover el colocador de paciente y el isocentro objetivo del paciente hacia una pose deseada con respecto a la boquilla y evalúa las trayectorias de movimiento e inhibe el movimiento si se indica una colisión.
44. El sistema de la Reivindicación 38, en donde el obtener las mediciones de posición y el proporcionar las ordenes de movimiento al colocador de paciente, se realiza de manera iterativa.
45. El sistema de la Reivindicación 38, en donde la boquilla se encuentra interconectada a la pasarela de manera que puede girar alrededor de un isocentro de la pasarela.
46. El sistema de la Reivindicación 45, en donde el sistema determina las ordenes de movimiento tanto para el colocador de paciente como para la pasarela para colocar al paciente en una pose deseada con respecto al eje del haz y las trayectorias de movimiento correspondientes con respecto a otros componentes fijos y móviles del sistema de suministro de terapia y la pasarela y el colocador de paciente respectivamente en base a las ordenes de movimiento y determina si se indica una colisión para las ordenes de movimiento e inhibe el movimiento si se indicara una colisión.
47. El sistema de la Reivindicación 46, en donde el sistema determina las ordenes de movimiento y las trayectorias correspondientes para el movimiento simultaneo del colocador de paciente y la pasarela para aumentar la velocidad de adquisición de la pose deseada.
48. El sistema de la Reivindicación 38, en donde los dispositivos de medición externa monitorean también los objetos que pueden entrar en las trayectorias de movimiento determinadas e inhibe el movimiento si se indica cualquier colisión con tales objetos.
49. Un sistema de planeación de trayectoria y evasión de colisión para un sistema de terapia de radiación que tiene componentes fijos y móviles y que suministra selectivamente un haz de terapia de radiación a lo largo de un eje de haz, comprendiendo el sistema de colocación: una pluralidad de dispositivos de medición externos ordenados para obtener las mediciones de posición de los componentes de manera que proporcionen la información de posición; un soporte móvil del paciente configurado para sostener un paciente substancialmente fijo en una posición con respecto al soporte del paciente y que coloca de manera controlable al paciente en 3 ejes traslacionales y 3 rotacionales; y un controlador que recibe " la información de posición desde la pluralidad de dispositivos de medición externa y que proporciona las ordenes de movimiento al soporte móvil del paciente para alinear automáticamente al paciente en una pose deseada en 6 dimensiones y que determina una cubierta en movimiento correspondiente en donde el controlador evalúa la cubierta en movimiento e inhibe el movimiento del soporte del paciente si se indica una colisión, de otro modo, inicia el movimiento .
50. El sistema de planeación de trayectoria y evasión de colisión de la Reivindicación 49, en donde el alineamiento del paciente en la pose de 6 dimensiones deseada comprende alinear el soporte del paciente con respecto al punto de referencia de suministro del haz a través del cual el sistema de terapia de radiación dirige un haz de radiación .
51. El sistema de planeación de trayectoria y evasión de colisión de la Reivindicación 49 que comprende además un sistema de representación de imágenes del paciente que es móvil dentro y afuera del eje del haz de manera que obtiene una imagen del paciente y un isocentro objetivo, en donde el sistema de planeación de trayectoria y evasión de colisión determina las ordenes de movimiento de 6 dimensiones y las trayectorias para ambos el representador de imágenes del paciente y el soporte del paciente e inhibe el movimiento si se indica una colisión.
52. El sistema de planeación de trayectoria y evasión de colisión de la Reivindicación 49 que comprende además una pluralidad de marcadores fijos a puntos seleccionados de la pluralidad de componentes sujetos al-movimiento y en donde los dispositivos de medición externa obtienen las mediciones de posición de los marcadores.
53. El sistema de planeación de trayectoria y evasión de colisión ' de la Reivindicación 52, en donde múltiples dispositivos de medición externa obtienen las mediciones de posición de un marcador único de manera que proporcionan una medición más precisa de la ubicación' del marcador único que el proporcionado por medio de un único dispositivo de medición externa. 5 . El sistema de planeación de trayectoria y evasión de colisión de la Reivindicación 49, en donde los dispositivos de medición externa monitorean también los objetos que puedan entrar en las trayectorias de movimiento determinadas y en donde el controlador inhibe el movimiento si se indica cualquier colisión con tales objetos. 55. Un método para hacer coincidir y colocar un paciente para el suministro de terapia con un sistema que tiene componentes fijos y al menos uno móvil, comprendiendo el método las etapas de: colocar al paciente en una pose inicial de tratamiento con un colocador de paciente controlable capaz de un movimiento en 6 dimensiones ; medir externamente la ubicación de puntos seleccionados de los componentes fijos y del al menos un componente móvil; determinar un vector de diferencia de 6 dimensiones . entre la pose inicial del paciente observada y una pose del paciente de 6 dimensiones deseada; determinar las órdenes de movimiento de 6 dimensiones y una trayectoria de movimiento correspondientes para que el ' colocador de paciente lleve al paciente a la pose de paciente deseada; y comparar la trayectoria de movimiento con las ubicaciones medidas de los puntos seleccionados de los componentes fijos y al menos uno móvil de manera que inhiban el movimiento del colocador de paciente si se indica una colisión. 56. El método de la Reivindicación 55, en donde la medición externa de la ubicación de los puntos seleccionados de los componentes fijos y al menos uno móvil, comprende emplear una pluralidad de cámaras para obtener imágenes ópticas de los componentes. 57. El método de la Reivindicación 55, en donde el vector de diferencia se determina en un primer marco de referencia y en donde determinar las ordenes de movimiento comprende transformar el vector de diferencia en el primer marco de referencia en un vector de movimiento correspondiente para el colocador de paciente en una segundo marco de referencia. 58. El método de la Reivindicación 55 que comprende además la etapa de obtener una imagen radiográfica del paciente y determinar el vector de diferencia en base a al menos parcialmente la imagen del paciente. 59. El método de la Reivindicación 58, en donde el obtener la imagen radiográfica comprende las etapas de: colocar al menos una fuente de rayos X y al menos un representador de imágenes de rayos X de manera que el paciente se encuentra interpuesto entre los mismos; y exponer el paciente y al menos un representador de imágenes de rayos X a través de al menos una fuente de rayos X. 60. El método de la Reivindicación 59 que comprende además: determinar las ordenes de movimiento y las trayectorias de movimiento correspondientes para ambos el colocador de paciente y al menos una fuente de rayos X y el representador de imágenes; y comparar las trayectorias de movimiento con las ubicaciones medidas de los puntos seleccionados de los componentes fijos y al menos uno móvil y entre el colocador de paciente y la al menos una fuente de rayos X y el representador de imágenes de manera que inhiban el movimiento si se indica una colisión . 61. El método ' de la Reivindicación 59, que comprende además colocar al menos una fuente de rayos X y al menos un. representador de imágenes de rayos X substancxalmente a los largo del eje de tratamiento. 62. Un sistema para suministrar la terapia de radiación a una ubicación preseleccionada en un paciente, comprendiendo el sistema una pluralidad de componentes móviles que incluye un colocador de paciente capaz de movimientos de 6 dimensiones y una boquilla, el sistema además comprende un sistema de rnonitoreo externo que monitorea la ubicación física de la pluralidad de componentes móviles y proporciona señales indicativas de la misma y en donde el sistema además incluye sistemas de rnonitoreo internos que monitorean también el movimiento de la pluralidad de componentes móviles y proporciona las señales indicativas del mismo y en donde el sistema monitorea las señales de los sistema de rnonitoreo externos e internos e inhibe el movimiento de la pluralidad de componentes si las señales indican la posibilidad de que ocurra una colisión de los componentes. 63. El sistema de la Reivindicación 62, en donde el sistema de rnonitoreo externo representa imágenes de señales fijas distintivas de los componentes' móviles para monitorear su ubicación física. 64. El sistema de la Reivindicación 63, en donde las señales fijas comprenden marcadores unidos a regiones seleccionadas de los componentes móviles. 65. El sistema de la Reivindicación 63, en donde el sistema de rnonitoreo externo comprende una pluralidad de cámaras que obtienen imágenes ópticas de los componentes móviles . 66. El sistema de la Reivindicación 62, en donde el sistema de rnonitoreo externo monitorea también la intrusión de objetos extraños en un trayectoria de des laz miento predicha de los componentes móviles e inhibe el movimiento si se indica una colisión. 67. El sistema de la Reivindicación 62, en donde el sistema de monitoreo interno comprende dispositivos de resolución en comunicación operable con los componentes móviles de manera que proporciona información relacionada con la posición medida de los componentes móviles. 68. El sistema de la Reivindicación 67, en donde los dispositivos de resolución comprenden codificadores de ángulo giratorio. 69. El sistema de la Reivindicación 62, que comprende además un representador de imágenes del paciente que obtiene al menos una imagen de un paciente sostenido por el colocador de paciente y en donde el sistema evalúa al menos una imagen del paciente y proporciona las señales de control para inducir al menos uno del colocador de paciente y la boquilla a moverse con respecto uno del otro para lograr una pose de tratamiento deseada.