Brevet FR2290225A1 — publié le 19760604

La présente invention, concernant la radiothérapie, est spécifiquement relative à un équipement pour définir la zone, ou région d1irradiation,destinée à etre irradiée pour le traitement médical des patients et, plus particulièrement des patients souffrant de cancer, de tumeurs malignes ou de maladies semblables. Il est bien connu que lorsqu'un patient doit entre traité par irradiation pour les buts ci-dessus mentionnés, la première tâche des experts médicaux est de définir la région d'irradiation désirée. Ceci est habituellement effectué grace aux rayons X. Les régions d'irradiation varient suivant les différents patients, non seulement en ce qui concerne l'emplacement sur le patient, mais également pour leur grandeur et la forme de la région. Par exemple dans le traitement du cancer du poumon il est fréquent de prévoir une région d'irradiation qui couvre par exemple un seul poumon.En conséquence de telles zones ont souvent des contours très irréguliers0 Cette circonstance, combinée avec le fait qu'il est nécessaire d'une part de s'assurer que le rayonnement couvre toute la zone à irradier et que d'autre part il n'atteint pas des tissus voisins qui ne sont pas affectés par le mal, implique que la région à irradier doit entre déterminée et définie avec une grande précision. Une troisième circonstance, dont il faut tenir compte à cet égard, est que le patient souffrant du cancer doit titre traité à multiples reprises,soit habituellement une fois par semaine pendans plusieurs mois. Le rayonnement est fourni par une source à cet effet, qui est montée à l'intérieur d'un bloc thérapeutique et il en sort par une ouverture dans un obturateur porté par ce bloc.Cette ouverture a généralement un profil circulaire ou rectangulaire et par conséquent il est nécessaire qu'en aval de l'ouverture la section transversale effective du faisceau rayonné soit modifiée pour s'adapter au contour de la région à irradier. Dans les dispositions de l'art antérieur ceci est obtenu en employant des pièces en matériau absorbant le rayonnement, qui sont généralement en plomb. De ce qui a été dit auparavant il ressort que chaque fois qu'un certain patient doit entre traité aux rayons I, un certain nombre de ces pièces doivent être positionnées pour définir convenablement la région d'irradiation.On a l'habitude de repérer cette région sur le corps du patient et on s'arrange, en disposant les pièces d'absorption, pour faire émettre de la lumière ordinaire par l'appareil au travers de ladite ouverture, de façon à pouvoir contraler la position convenable de ces pièces. Un gros désavantage au procédé ci-dessus indiqué réside dans le fait que le travail pour disposer les pièces d'absorption doit etre répété chaque fois qu'on fait un traitement. Un second désavantage est que le patient doit être présent pendant l'intervalle de temps correspondant0 Ceci signifie non seulement que le patient doit se trouver dans la salle de traitement pendant une période bien plus longue que celle du traitement d'irradiation lui-m#me, mais également que l'emploi possible de l'équipement, très comateux, pour traiter d'autres patients, est réduit de façon correspondante. L'objet principal de l'invention est d'éliminer les désavantages et défauts ci-dessus mentionnés. Conformément à la présente invention, le procédé pour définir la région à irra dier dans le traitement d'un patient comprend le mélange d'une poudre à grain fin de métal lourd avec un adhésif sensible à la pression et non durcissable de façon à former une composition plastiquement déformable, le pressage d'une pièce en forme de plaque, faite de ladite composition, dans le but d'accroitre sa densité et sa stabilité géométrique, l'aménagement, dans ladite pièce, d'une ouverture de traversée dont le contour se conforme à celui de ladite région d'irradiation et le montage de ladite pièce entre l'obturateur et la région dtirradiation,dans une position telle que le contour de ladite ouverture soit situé à l'intérieur de ladite section transversale du faisceau. L'invention est également relative à une composition destinée à titre utilisée pour la mise en pratique du procédé ci-dessus défini et à un bloc thérapeutique construit de façon à fonctionner selon ledit procédé. On décrira maintenant plus en détail un mode de réalisation de l'invention, donné à titre non limitatif, avec référence aux dessins annexés, sur lesquels - la figure I montre une partie d'un corps humain avec une région à irradier repérée sur le corps; - la figure 2 représente un dispositif pour adap#ter la section transversale d'un faisceau rayonné à la région dtirradia- tion désirée; - la figure 3 est une vue en perspective montrant un bloc thérapeutique conçu conformément à l'invention, et - la figure 4 est une élévation, en partie coupée, de la tette d'irradiation du bloc de la fig. 3. L'invention est basée sur la constatation qu'il est possible de modifier la section transversale effective du faisceau rayonné au moyen d'un dispositif quton peut considérer comme constituant un obturateur secondaire dont l'ouverture est ménagée dans une pièce en forme de disque, plaque ou cadre, fabriquée dans une composition présentant des propriétés particulières. La composition est constituée par un métal lourd tel que du tungstène ou du plomb sous forme pulvérulente, les grains individuels de la poudre étant maintenus réunis par un adhésif qui ne s'altère pas avec le temps.L'adhésif est du type connu dit "sensible à la pression", ce qui veut dire que 60n effet de liaison dépend de la pression extérieure à laquelle le produit agglutiné (c'est-à-dire, dans le cas présent, la pièce en poudre métallique) est soumiso La grandeur de la pression à appliquer ne peut pas titre spécifiée en général, car elle est fonction du métal particulier choisi, de la grosseur #e son grain et de la quantité relative d'adhésif employé, etc.. Néanmoins l'ouvrier spécialisé n'a aucune difficulté à trouver rapidement la pression à utiliser pour certaines valeurs choisies des autres paramètres, de sorte qu'il peut obtenir une composition présentant les deux propriétés avantageuses suivantes.D'une part elle aura, par opposition à un bloc de métal solide, une mollesse telle qu'on puisse y pratiquer facilement des entailles au moyen d'un couteau ordinaire, d'un fil tranchant ou d'un dispositif analogue. Par ailleurs, bien que possédant cette consistance, elle sera suffisamment stable pour conserver la forme qui lui a été donnée pour fabriquer un certain article. Le résultat global est qu'une telle composition peut etre utilisée pour obtenir un dispositif modificateur du contour du faisceau ou obturateur, dont la section transversale de ltouverture se conforme au contour de la région irradiée ou zone de traitement. Ceci diffère nettement des dispositifs de l'art antérieur dans lesquels le contour de la zone ne peut titre réalisé qu'approximativement, en ce sens que des lignes incurvées devaient etre faites d'une multiplicité de courts segments droits dont chacun est défini par une pièce d'absorption du rayonnement.De plus, il çst généralement nécessaire de disposer ces pièces en deux ou plusieurs couches et il en résulte que la frontière du faisceau n'est pas nettement définie et qu'il se produit des régions de pénombre. On comprendra également que l'on n'ait pas besoin, grâce à l'invention, d'utiliser le bloc thérapeutique ou bien un simulateur particulier, qui est également très cofteux, pour construire le dispositif modificateur de la section transversale du faisceau, et qu'il n'est pas nécessaire non plus que le patient soit présent lorsque cette étape du travail doit être exécutées également, une fois que le dispositif a été confectionné et utilisé dans le premier traitement correspondant du patient il peut etre mis de coté et il sera immédiatement disponible pour les traitements ultérieurs, ce qui élimine ainsi la nécessité de devoir répéter, chaque fois qu'on doit refaire un traitement, l'opération d'adaptation du faisceau qui prend beaucoup de temps.En ou#tre, lorsque le patient a subi son dernier traitement, de sorte qu'on n'a plus besoin de ce dispositif pour le traite? on peut disposer immédiatement de la composition formant 1 'obturateur pour construire des dispositifs semblables pour d'autres patients. On décrira maintenant la confection d'une composition se pretant à l'emploi mentionné ci-dessus. On mélange de la poudre de tungstène (quton trouve sur le marché) dont la grosseur de grain est comprise dans l'intervalle de 0,044 à 0,074 mm d'ouverture de maille, avec une faible quantité d'un adhésif sensible à la pres son, aventageusement dans la proportion de ou de pgreférence b6 à 7 % sont mélangés dans un I à 10% en poids. Les deux ingredients sont mélangés dans un agitateur convenable jusqu'à ce que l'opérateur se rende compte, par leur aspect, qu'on a obtenu une masse homogène.Selon un mode préféré de l'invention, la phase suivante de l'opération consiste à placer une quantité adéquate de cette masse dans une botte en matériau transparent, tels que du Macrolon (marque de fabrique). Cette boite est ensuite étroitement insérée dans un châssis métallique de renforcement et placée dans une presse dont le piston est abaissé contre la surface supérieure de la masse. L'opération de compactage n'exige que quelques secondes et le produit résultant peut entre défini comme une pièce en forme de disque ou de bloc qui constitue un flan d'obturateur, La phase suivante de l'opération consiste à y découper l'ouverture.Ceci peut titre effectué de diverses façons0 Par exemple l'outil de coupe peut entre commandé à distance par un palpeur qu'on peut amener, automatiquement ou à la main, à suivre la ligne du contour de la région à irradier, repéré sur une radiographie. Bien que l'invention ne soit pas limitée à l'emploi d'une source de rayonnement particulière quelconque dans le bloc thérapeutique, mais peut être mise en oeuvre avec succès avec tout genre de générateur de rayonnement, tel que des bétatrons et des accélérateurs linéaires, elle est particulièrement valable lorsque la source de rayonnement est constituée par un échantillon radioactif qui est habituellement du cobalt 60.Un tel échantillon agit comme une source de rayonnement ponctuel et produit donc en conséquence, en principe, un faisceau conique, En faisant pivoter l'outil de découpe autour d'un point situé à la meme distance de ltobturateurenancours de confection que la distance entre le foyer du faisceau et l'obturateur une fois installé dans le bloc thérapeutique, on obtient que les parois de l'ouverture soient parallèles aux rayons, qui sont radiale- ment les plus extérieurs et qui passent à travers l'ouverture. On comprend aisément qu'on a ainsi une solution parfaite excluant la pénombre. Ainsi qu'il a été déjà dit, lorsque l'opération de découpe est terminée, la phase finale consiste à monter l'obturabeur dans la position désirée. Dans de nombreuses applications il est très pratique de pouvoir modifier le bloc thérapeutique de façon que sa tette incluant la source supporte également l'obturateur. Nais dans des cas particuliers une pièce servant dbbtu- rateur peut entre également insérée dans le corps du patient, par voie orale, rectale ou vaginale.Lorsqu'elle forme une partie du bloc thérapeutique proprement dit, cette dernière pièce peut etre commodément pourvue de moyens pour en fixer la position, de sorte que le seul réglage qui soit nécessaire pour préparer le traitement consiste à placer directement le patient sur le lit d'opération, à glisser son obturateur individuel à l'endroit voulu et de façon habituelle, en utilisant la lumière ordinaire pour contrôler que la zone du faisceau projeté sur le corps du patient coincide avec la région désirée. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement une partie du corps dlun patient sur lequel on a repéré une région de traitement Â désirée0 Le repère 10 désigne un obturateur du genre bofte dont l'ouverture présente une zone de section transversale Al qui se conforme à la région A. L'ouverture a été réalisée par une opération de découpe telle que décrite ci-dessus. En conséquence elle est entourée et définie par une pièce Il en forme de disque ou de plateau, qui est carrée dans le cas présent, et qui est faite d'une composition comprenant les deux ingrédients spécifiés également ci-dessus.Comme on voit au mieux sur la fig. 4, la composition est enfermée dans une botte 12 en matériau transparent tel que du Macrolon. La boute comporte un couvercle 13 et un fond 14 plus grand, qui repose sur des barres transversales 17 et qui est maintenu en place par des rails de guidage 15, 16. Ces derniers peuvent par conséquent recevoir des bottes 10 plus grandes ou plus petites que celle représentée sur la fig. 4,pour autant qu'elle soit montée sur des plaques de fond identiques 14. Le dispositif qui vient entre décrit est supporté par des consoles 18 descendant de la partie inférieure d'une tette 19 incluant la source, Cette toute est portée par un bras 20 en forme de C, qui peut pivoter autour d'un axe horizontal 21, comme il est bien connu dans la technique, Sur la fig. 3, on voit que le patient repose sur un lit d'opération 22 supporté par un bati 23 auquel est reliée une bofte de commande 24 permettant de faire fonctionner le bloc. Le repère 25 désigne la source de rayonnement, qui est, dans le cas présent, un échantillon de matière radioactive par exemple du cobalt 60. Cette source est entourée par un cylindre 27 de protection et émet un faisceau conique 26 dont les rayons, dirigés radialement vers l'extérieur, rencontrent d'abord un obturateur primaire classique 29. Son ouverture limite la section transversale du faisceau de façon qu'au niveau de la surface supérieure de la botte 12 les rayons émis, ou bien rencontrent le matériau Il protecteur vis-à-vis du rayonnement, ou bien passent par ltouverture de l'obturateur 10. La fig. 4 montre que grâce à la façon, décrite plus haut, dont cette ouverture a été réalisée, ses parois 28 sont parallèles aux rayons marginaux, ce qui élimine les difficultés dues à la pénombre. il est clair que pour la mise en oeuvre pratique de l'invention celle-ci peut titre modifiée à maints égards par rapport au mode de réalisation qui a été choisi ici pour en illustrer la conception inventive fondamentale. Ceci s'applique particulièrement aux dimensions relatives du dispositif de l'obturateur lorsque l'emplacement de la zone de traitement doit entre contrôlé de la manière optique classique, il est commode de loger le matériau Il dans une botte dont au moins le fond et le couvercle sont fabriqués en matériau transparent. Piais pour d'autres applications la matière Il peut entre confinée de toute autre manière convenable. Il faut comprendre également qu'on peut utiliser d'autres métaux que le tungstène, et particulièrement le plomb. REVENDICADIONS 1. Procédé pour délimiter la région d'irradiation dans le traitement de patient au moyen de rayonnement émis par une source sous forme d'un faisceau, caractérisé en ce qu'il com- prend les opérations suivantes : a. le mélange d'une poudre à grain fin d'un métal lourd avec un adhésif non durcissable sensible à la pression, de façon à former une composition plastiquement déformable; b. le pressage d'une pièce en forme de plaque, faite de ladite composition, dans le but d'accroftre sa densité et sa stabilité géométrique;; c. l'aménagement, dans ladite pièce, d'une ouverture de traversée dont le contour se conforme à celui de ladite région d'irradiation et d. le montage de ladite pièce entre la source et la région d'irradiation, dans une position telle que le contour de ladite ouverture soit situé à l'intérieur de la section transversale du faisceau. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pièce est montée dans un support porté par un bloc thérapeutique logeant ladite source de rayonnement. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pièce est montée au voisinage du corps du patient soumis au traitement. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pièce est montée, après avoir ménagé une ouverture, sur une plaque support transparente au rayonnement et de préférence également pourvue d'une plaque couvercle transparente. 5. Composition CL estimée à entre utilisée pour former une pièce en forme de plaque pourvue d'une ouverture, pour la mise en pratique du procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant le mélange d'une poudre à grain fin en métal lourd et d'un produit de liaison sensible à la pression. 6. Composition selon la revendication 5, dans laquelle ledit métal est du tungstène et dans laquelle ledit produit de liaison s'y trouve dans la proportion de I à 10 et de préférence 6 à 7yo en poids0 7. Composition selon la revendication 6, dans laquelle le tungstène existe sous la forme d'une poudre ayant une grosseur de grain comprise dans l'intervalle 0,044 à 0,074 mm d'ouverture de maille. 8. Bloc thérapeutique commandé à distance pour le traitement par rayonnement d'une région à irradier, comprenant une source émettant un faisceau de traitement et une pièce située en aval de ladite source et présentant une ouverture de passage du faisceau qui se conforme à ladite région à irradier, ladite pièce étant constituée essentiellement d'un mélange compacté sous pression d'un métal lourd tel que du tungstène et d'un adhésif non durcissable, sensible à la pression. 9. Bloc selon la revendication 8, dans lequel le faisceau est émis par une source de rayonnement sensiblement ponctuel et dans lequel les parois de ladite ouverture divergent dans la direction de propagation du rayonnement.