Brevet FR2533829A1 — publié le 19840406

La présente invention concerne un dispositif collimateur d 'électrons pour des traitements thérapeutiques à décharges à électrons, et concerne plus particulièrement des dispositifs collimateurs secondaire et tertiaire destinés à faire tourner des faisceaux d'électrons pour une thérapeutique par rayonnements. Un collimateur à champ fixe qui utilise des dispositifs courants du type à mâchoires a été décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 3 767 931. Mais les dispositifs de ce genre sont loin de convenir comme des dispositifs collimateurs d'électrons pour des traitements thérapeutiques à décharges à électrons car ils ne sont conçus ni pour permettre une compensation de dose dans le plan sagittal pour différentes épaisseurs du corps du sujet au-dessus de la cible pour l'irradiation, ni pour assurer la sécurité maximale du sujet. Un but de l'invention est donc de proposer un dispositif collimateur d'électrons pour des traitements thérapeutiques à décharges à électrons qui est conçu pour permettre une compensation de dose. Un autre but: de l'invention est de proposer un dispositif collimateur à électrons pour des traitements thérapeutiques à décharges à électrons conçus pour une meilleure sécurité du sujet. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple nullement limitatif La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif collimateur pour la thérapeutique à décharges à électrons, représentant schématiquement une disposition de ses éléments, La figure 2 est une vue en perspective schématique d'un ensemble de moule qui peut être utilisé pour fabriquer des masques de blindage du type représenté sur la figure 1, et 2 2533829 La figure 3 est une vue en perspective schématique de l'une des pinces de positionnement de blindage représentée sur la figure 1. La figure 1 représente schématiquement un mode de réalisation d'un dispositif de collimateur selon l'invention qui peut être agencé et utilisé pour un traitement théra- oeutique à décharges à électrons à l'aide d'un accélérateur d'électrons par exerple Le dispositif consiste essentiellement en deux parties séparées, un dispositif collimateur secondaire 10 qui est introduit dans le dispositif d'application à électrons 12 (représenté schématiquement seulement en pointillés) et par conséquent réalisé pour se déplacer avec la source de faisceau tournant, et un dispositif collimateur tertiaire 30 qui est placé autour du malade et qui reste fixe, indépendamment du mouvement du dispositif d'applica- tion D'une façon générale, le dispositif du collimateur secondaire constitue une ouverture pour confiner le faisceau dans un angle solide déterminé et pour compenser les différentes épaisseurs du corps du malade au-dessus de la cible comme une tumeur suivant la longueur du malade, tandis que le dispositif collimateur tertiaire constitue une base pour localiser et maintenir la forme finale du champ Le dispositif collimateur secondaire 10 consiste essentiellement en un masque de blindage 13 qui supporte une ouverture 14 de forme spéciale et en un plateau 15 destiné à supporter et à positionner le masque de façon appropriée et de façon fixe par rapport au dispositif 12 d'application de faisceau d'électrons Dans ce but, le plateau 15 ca o m p o r t e un cadre rectangulaire 16 dans lequel le masque 13 s'ajuste exactement et un verrou 17 pour maintenir de façon fixe le masque 13 en position contre le mouvement de rotation du dispositif d'application et par conséquent celui du plateau 15 Le verrou 17 avec un connecteur électrique 18 peut former un dispositif de contrôle de sécurité pour interdire le traitement à des dé- charges à électrons si le verrou 17 n'est pas en position correcte Le plateau 15 comporte en outre un capteur 21 3 25338 Z 9 pour assurer que le masque 13 a été positionné correc- tement à l'intérieur du cadre 16 et également un indica- teur 22 pour informer l'opérateur par un dispositif de codage électronique que le plateau voulu portant le masque voulu a été introduit de façon appropriée dans le dispo- sitif d'application 12 Pour le bon fonctionnement de l'indicateur 22, il est supposé que le dispositif d'ap- plication 12 comporte non seulement une fente accessoire de forme et de structure appropriées pour recevoir et maintenir de façon sûre le plateau 15 mais également un dispositif pour transmettre à l'opérateur les informations codées électroniquement provenant de l'indicateur 22. Ces dispositifs de détection et d'indication sur le plateau peuvent être connectés au pupitre d'opérateur de manière que les opérations thérapeutiques à décharges soient auto- matiquement interdites-si le masque voulu n'a pas été mis en place et verrouillé de façon appropriée dans le cadre et si le plateau n'a pas été introduit de façon appropriée dans la fente accessoire. La forme géométrique de l'ouverture 14 dépend des conditions de thérapeutique, comme la position de la tumeur à irradier Elle peut varier d'un cas à un autre; mais en pratique, il est souhaitable que l'utili- sateur fabrique lui-même son propre masque La figure 2 montre un ensemble de moule qui peut être commodément utilisé dans ce but, consistant en une plaque de base 26 en acier avec quatre brides pivotantes 27, et un cadre de moulage 28 d'acier avec une bride centrale 29 pour llap- plication d'un:gabarit en polystyrène ex ansé ( non représenté) Un alliage à bas point de fusion, comme du métal Lipowitz est coulé dans le gabarit de polystyrène expansé et une plaque de blindage 13 avec une ouverture de la forme voulue peut-être fabriquée. Pour en revenir à la figure 1, le collimateur tertiaire 30 a pour but la mise en forme finale du champ et il est destiné à constituer une base pour maintenir une plaque de blindage (non-représenté) de matière limitant le 4 2533829 faisceau, en toute proximité de la peau du sujet (de préférence pas plus de quelques centimètres) Deux arceaux 31 semi-circulaires sont montés pour coulisser et de façon amovible sur des rails accessoires 32 d'une table de traitement de manière à être réglables indépen- damment dans la dimension longitudinale suivant le corps du sujet Chaque arceau 31 présente une surface de montage circonférentielle pour cinq pinces 33 de positionnement de blindage, sur un arc supérieur à 180 . La figure 3 représente plus en détail, bien que schématiquement seulement et non pas à l'échelle réelle e l'une des pinces 33 de positionnement de blindage. Chaque pince 33 consiste essentiellement en une tige carrée 35 dont l'une des surfaces peut être rainurée pour déterminer des positions verrouillées et déverrouillées et un bloc 36 pour déterminer la position circonférentielle de la pince 33 A cet effet, le bloc 36 est adapté non seulement pour coulisser circonférentiellement le long de l'arceau 31 en l'utilisant comme rail de guidage, mais il comporte également un bouton 41 de blocage péri- phérique destiné à fixer sa position par rapport à l'arceau sur lequel il peut coulisser Le bloc 36 comporte également une ouverture dans laquellela tige 35 peut se déplacer radialement par rapport à l'arceau circulaire 31 Une surface d'appui 38 perpendiculaire à-la direction de la tige 35 est prévue à l'extrémité de cette dernière du côté du malade, afin qu'une matière de limitation de faisceau puisse être placée sur elle, et serrée par un taquet 39 commandé par le bouton 42 de blocage radial en haut de la tige 35 Le positionnement radial de la tige 35 par rapportau bloc 36 est effectué par un bouton 43 de positionnement radial sur la surface latérale de la tige 35 Le bouton de positionnement radial 43 assure un positionnement centimètre par centimètre du blindage dans la direction radiale, à moins d'un centimètre de la surface du sujet Une rotation de 1800 du bouton avance 2533829 la tige 35 d'une position verrouillée à une position dé- verrouillée suivante ou-réciproquement. La matière de blindage de limitation de faisceau doit être fournie par l'utilisateur Elle consiste de préférence en des feuilles superposées de plomb ou matière similaire d'une épaisseur de 1,5 mm ou moins En raison du poids total à supporter, cela est particulièrement important pour le traiterent de fortes dé- charges En espaçant de façon appropriée les pinces 33 sur les arceaux 31 et en réglant les positions des tiges, il est possible de former les feuilles superposées du blindage de manière à maintenir une distance-tissu-blinda- ge tout à fait uniforme et de réduire de façon notable les effets de pénombre. L'invention à été décrite ci-dessus en regard d'un seul mode de réalisation Mais cette descrip- tion doit être considérée comme illustrative et non- limitative et elle peut subir de larges modifications. Tout d'abord, le dispositif collimateur décrit ci-dessus peut être utilisé-également pour différents traitements par rayonnementsautres que la thérapeutique par électrons, par exemple pour des traitements aux rayons X et aux rayons gamma En ce qui concerne le collimateur secondaire, le masque de blindage n'a pas nécessairement une forme particulière Tout dispositif autre qu'un verrou peut être utilisé pour le fixer sur unplateau Le mécanisme par lequel le plateau est introduit dans le dispositif d'application et les dispositifs de sécurité décrits ci- dessus peuvent être supprimés ou remplacés par des dispo- sititfs de types différents En ce qui concerne le colli- mateur tertiaire, les nombres et les formes des consti- tuants comme les arceaux 31, les pinces 33, les pièces de support 36 et les tiges 35 peuvent être modifiés-librement, en fonction de la réalisation d'ensemble et du but dans lequel ils sont utilisés. 6 2533829. REVENDICATIONS 1 Dispositif collimateur combiné pour la thérapeutique à décharge à rayonnements, dans laquelle un dispositif d'irradiation est agencé pour être déplacé par rapport au sujet, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un premier collimateur ( 10) fixé sur ledit dis- positif d'irradiation ( 12) et un second collimateur ( 30) qui reste immobile par rapport au sujet, ledit premier collimateur comprenant un premier blindage ( 13) avec une ouverture ( 14) pour limiter un faisceau de rayonnements, ledit second collimateur comportant un second blindage pour la mise en forme finale du champ et un dispositif ( 31, 32, 33) pour supporter ledit second blindage à proximité du sujet. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite thérapeutique est une théra- peutique à décharge à électrons et ledit dispositif d'irradiation comporte un accélérateur d'électrons. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit premier collimateur ( 10) comporte en outre un support ( 15) pour fixer ledit premier blindage ( 13), ledit support pouvant être introduit de façon fixe dans ledit dispositif d'irradiation. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit premier collimateur ( 10) comporte en outre un dispositif de sécurité ( 18, 22) pour indiquer à l'opérateur si ledit support est correctement introduit dans ledit dispositif d'irradiation. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit dispositif de sécurité ( 18, 22) comporte un dispositif pour interdire le fonctionnement dudit dispositif thérapeutique si ledit premier blindage n'est pas correctement fixé audit support et si ledit support n'est pas correctement introduit dans ledit dispo- sitif d'irradiation. 6 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit second collimateur ( 30) comporte en outre un ou plusieurs arceaux ( 31) semi- circulaires', chacun des arceaux portant un certain nombre de pinces ( 33) de positionnement de blindage, chacune desdites pinces de positionnement de blindage comportant un dispositif ( 36) pour fixer ladite pince de position- nement de blindage dans une position périphérique sélec- tionnée sur ledit arceau et une tige ( 35) qui est mobile radialement par rapport audit arceau, ladite tige comportant un dispositif ( 38, 39) pour serrer ledit second blindage. 7 Dispositif collimateur de limitation de faisceau pour la thérapeutique par rayonnements, carac térisé en ce qu'il comporte un dispositif de protection du sujet, un ou plusieurs supports semi-circulaires ( 31) en forme d'arceaux et plusieurs pinces ( 33) de positionnement de blindage pour maintenir ledit dispositif de protection à proximité du corps du sujet, chacune desdites pinces comportant un dispositif ( 38, 39) pour serrer ledit dis- positif de protection, lesdites pinces étant mobiles de façon réglable radialement par rapport audit support. 8 Dispositif selon la revendication 7, carac- térisé en ce qu'il comporte en outre un ou plusieurs rails accessoires parallèles ( 32), lesdits supports étant montés de façon amovible et pour pouvoir coulisser sur lesdits rails. 9 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit dispositif de positionnement de blindage ( 33) est réalisé de manière à pouvoir coulisser dans la position prépiphérique le long dudit support ( 31) en utilisant ledit support comme un rail de guidage. o Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites pinces ( 33) ont généra- lement la forme d'une tige ( 35) avec une surface d'appui ( 38) pour ledit dispositif de blindage lesdites pinces comportant en outre une pièce mobile 8 2533829 ( 39) pour fixer ledit blindage sur ladite surface d'appui. 11 Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le déplacement de ladite pièce de fixation est commandé par un bouton ( 42) sur ladite pince. 12 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que chacune desdites pinces de position- nement de blindage comporte un bouton de blocage périphé- rique ( 41) pour fixer ladite pince de positionnement de blindage dans une position déterminée sur la périphérie dudit support ( 31). 13 Dispositif collimateur à fente pour un dispositif d'application thérapeutique par rayonnement, caractérisé en ce qu'il comporte un blindage ( 13) avec une ouverture ( 14) et un dispositif support ( 15) pour fixer ledit blindage, ledit dispositif d'application ( 12) comportant un dispositif pour recevoir ledit support. 14 Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un capteur ( 18) pour détecter si ledit blindage est fixé correctement audit support. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un indicateur pour indiquer à l'opérateur si ledit support ( 15) est positionné correctement dans ledit dispositif d'applica- tion. 16 Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit blindage est fait d'un métal ou d'un alliage dont le point de fusion est à peu près le même que celui du métal de Lipowitz. 17 Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un verrou ( 17) pour fixer ledit blindage sur ledit support et un disposi- tif ( 18, 22) pour interdire le fonctionnement dudit dis- positif d'application si le verrou n'est pas dans une position de verrouillage prédéterrinée.