Brevet FR2999940A1 — publié le 20140627

Titre: Appareil pour curiethérapie DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne un appareil pour curiethérapie. L'invention concerne en outre un environnement de 10 traitement. CONTEXTE DE L'INVENTION En pratique clinique, les applications de curiethérapie prennent de l'importance. Au cours d'un traitement par 15 curiethérapie, une source radioactive, habituellement un émetteur gamma, est introduite dans un volume cible d'un patient au moyen d'un conduit approprié, tel qu'un applicateur de curiethérapie, une aiguille interstitielle, un cathéter ou similaire. La source radioactive peut être introduite 20 manuellement ou en utilisant un dispositif de projecteur de source. Généralement, le dispositif de projecteur de source est utilisé pour amener la source ou les sources radioactives à l'intérieur du patient pendant une (courte) période de temps donnée, à l'intérieur de conduits positionnés à l'avance 25 appropriés. Dans un tel cas, la source gamme peut être une source à débit de dose élevé (HDR) ou une source à faible débit de dose (LDR). On peut trouver les définitions des sources HDR et LDR dans les dénommés rapports ICRU (ICRU-38 et ICRU-58, par exemple). En variante, les sources (grains) 30 peuvent être prévues à l'intérieur du volume cible du patient pendant une période prolongée (plusieurs heures) ou même pour un séjour permanent (jusqu'à complète décomposition) De telles sources peuvent être les sources à faible débit de dose. Habituellement, des sources comprenant le Cobalt-60, le Césium-137 ou l'Iridium-192 sont utilisées pour la curiethérapie. Un inconvénient de la curiethérapie contemporaine réside 5 dans le fait que les procédures correspondantes doivent être réalisées dans une pièce protégée contre les rayonnements, ayant des parois d'une épaisseur considérable pour absorber sensiblement le rayonnement émis par de telles sources afin de protéger le personnel hospitalier et d'autres personnes qui 10 travaillent en milieu hospitalier. RESUME DE L'INVENTION Un objet de l'invention est de proposer un nouvel appareil pour curiethérapie qui peut être actionné hors d'un 15 environnement protégé contre les rayonnements, telle qu'une salle de traitement, ou utilisant un environnement ayant des exigences de protection contre les rayonnements moins importantes. 20 A cette fin, l'appareil pour curiethérapie comprend un dispositif de projecteur de source pouvant fonctionner pour transporter une source radioactive d'un volume interne du dispositif de projecteur de source à un emplacement à l'extérieur du dispositif de projecteur de source et une 25 source à faible énergie émettant un rayonnement beta et/ou gamma de l'ordre de 20 - 200 keV, dans lequel la source a une résistance de l'ordre de 2000 - 9000 cGy-cm2.h-1. Selon le groupe de travail 43 du AAPM Radiation Therapy Committee, cette valeur est habituellement mesurée à une distance, qui 30 est importante par rapport à la dimension latérale de la source. Habituellement, cette valeur est mesurée à la distance de 1 m de la source. On a découvert qu'il est particulièrement avantageux de prévoir un dispositif de projecteur de source avec une source radioactive, qui a une résistance d'environ 2000 - 9000 cGy-cm2.h-1. Une telle source peut être désignée sous le terme 5 de source à débit de dose par impulsion (PDR). Une source PDR est une modalité de traitement qui s'est avérée être une excellente alternative à un traitement LDR et a l'avantage qu'il ne faut sensiblement pas de cabine protégée contre les rayonnements, parce que la source PDR a 10 - 20 fois moins 10 d'activité qu'une source HDR. Dans un mode de réalisation préféré de l'appareil selon un aspect de l'invention, la source est choisie dans le groupe comprenant: 57Co, 1"70Tm, 32p, 169yb, 145SM, 153Gd, 195Au, 181W, 1251, 15 159Dy. On a découvert que ces sources sont particulièrement appropriées pour mettre en oeuvre une source PDR à faible énergie destinée à être utilisée dans un dispositif de 20 projecteur de source. "Co est particulièrement approprié, parce que la période de demi-vie est d'environ 272 jours, ce qui est considérablement long pour garantir une logistique de distribution de source appropriée. inTm a une période de demi-vie d'environ 128 jours, qui s'est avérée être suffisante pour 25 la mise en oeuvre de la curiethérapie PDR utilisant des sources à faible énergie. 32P présente l'avantage qu'il s'agit d'un émetteur beta ayant une période de demi-vie d'environ 14 jours. Bien que cette période de demi-vie est considérablement plus courte que celle de "Co et de rio,rm, il s'est avéré 30 pratique de prévoir un radio-isotope d'émission beta à faible énergie pour des applications de curiethérapie. Par exemple, on peut envisager des irradiations endovasculaires à l'aide d'une source 32P appropriée pouvant être actionnée par un dispositif de projecteur de source. On a découvert que les sources 169Yb sont très 5 intéressantes étant donné qu'elles émettent des photons d'énergie intermédiaire (énergie moyenne de 93 keV) assez élevée pour minimiser les interactions photoélectriques dans le tissu mou, et en même temps assez basse pour ne pas avoir besoin de blindage anti-rayonnement excessif. Etant donné que 10 la période de demi-vie du 169Yb est d'environ 32 jours, il peut être facilement produit et distribué sur demande, en ayant des valeurs de résistance de source souhaitables, ce qui est avantageux. 15 La source 145Sm pour la curiethérapie peut être produite par irradiation neutronique du 144Sm (enrichi à 96,5%). Sa période de demi-vie est d'environ 340 jours, ce qui assouplit sensiblement la logistique de distribution de source. La décomposition se fait par capture électronique avec des rayons 20 X140 K pour 100 désintégrations dans la région d'énergie comprise entre 38-45 keV, et 13 rayons gamma à 61 keV. Les sources 145Sm peuvent être encapsulées dans les tubes de Ti, d'approximativement 0,8 mm par 4,5 mm, et peuvent être utilisées pour l'implantation temporaire dans les tumeurs 25 cérébrales et oculaires. Les photons 38-61 keV permettent d'utiliser ces sources de manière appropriée dans des environnements ayant un blindage contre les rayonnements moins important, similaire aux salles d'examen de radiothérapie, tout en proposant une distribution de dose des groupes de 30 source légèrement plus homogène que celle du 1251. De plus, la période de demi-vie de 340 jours du 1455m permet son utilisation pendant des périodes plus longues que celle du 1251 ayant une période de demi-vie de 60 jours. L'isotope 153Gd s'est également avéré être particulièrement approprié dans l'appareil selon l'invention en raison de sa période de demi-vie relativement longue de 241 5 jours. Le 195Au ayant la période de demi-vie de 186 jours s'est également avéré approprié pour être utilisé avec l'appareil selon l'invention. Les sources, formées à partir de '81W, 1251 or 159Dy sont également avantageuses, en particulier dans un environnement de traitement ayant un blindage minimal, tel que 10 ou similaire à une salle de traitement de radiothérapie. Encore dans un autre mode de réalisation de l'appareil selon encore un autre aspect de l'invention, l'appareil comprend en outre une source radioactive à débit de dose élevé 15 (HDR) ayant une résistance d'environ 40000 cGy-cm2-h-1. On a découvert qu'il est particulièrement avantageux de proposer un dispositif de projecteur de source avec un double mode de rayonnement, c'est-à-dire un premier mode qui utilise 20 une source PDR à faible énergie et un second mode qui utilise une source HDR. D'après des études spectrographiques, il est apparu que le fait d'augmenter un rayonnement de source HDR habituel en utilisant par exemple, 192Ir ou 137Cs, avec une source à faible débit de dose, peut sensiblement améliorer la 25 distribution de dose dans une zone cible. Ceci peut être expliqué par le fait que le rayonnement à faible énergie distribué par la source PDR augmente le rayonnement émis par la source HDR à de courtes distances de la source. Par conséquent, on s'attend à ce que des points froids ou des 30 points chauds à proximité du conduit de source puissent être efficacement évités. Selon encore un autre mode de réalisation de l'appareil selon un autre aspect de l'invention, la source à faible énergie est fixée sur un premier câble d'entraînement du dispositif de projecteur de source et la source HDR est fixée 5 sur un second câble d'entraînement du dispositif de projecteur de source. On a découvert qu'il est particulièrement avantageux de proposer un appareil à base de projecteur de source, dans 10 lequel chaque source est fixée sur son propre câble d'entraînement dédié. Cependant, il faut noter qu'il peut également être possible de charger un câble d'entraînement avec une source sur demande. La source peut être stockée dans un abri approprié, si nécessaire. Ceci peut être 15 particulièrement avantageux pour manipuler la source HDR, afin de réduire la charge de rayonnement pendant un séjour à l'hôpital ordinaire, telle qu'une salle de traitement ordinaire, qui n'est pas dotée de parois de protection contre les rayonnements. 20 Encore dans un autre mode de réalisation de l'appareil selon encore un autre aspect de l'invention, l'appareil comprend un détecteur de rayonnement pour la détection de la source qui est transportée à l'extérieur du dispositif de 25 projecteur de source. On a découvert que pour une configuration, lorsque le dispositif de projecteur de source est doté d'une source PDR à faible énergie et d'une source HDR, il est particulièrement 30 avantageux de prévoir un détecteur pour la détection en temps réel de la source parmi les deux sources qui est véritablement transportée à l'extérieur du dispositif de projecteur de source. Il faut noter que le fait de prévoir le détecteur de rayonnement peut être avantageux non seulement lorsque les deux sources sont installées en permanence à l'intérieur du dispositif de projecteur de source, mais également dans des circonstances dans lesquelles le dispositif de projecteur de source est temporairement équipé de deux sources différentes. Il faut noter que pour accroître la précision de la détection de source, le dispositif de projecteur de source peut être prévu avec deux détecteurs dédiés, c'est-à-dire un premier détecteur pour détecter le passage d'une source à faible énergie et un second détecteur pour détecter le passage de la source HDR. Cependant, il peut également être possible de sélectionner un seul détecteur pour la discrimination entre les sources. Par exemple, le détecteur peut être adapté pour déterminer l'énergie de la source passante et fournir une rétroaction sur ce dernier. En situation, lorsqu'une première source est un émetteur gamma et qu'une seconde source est un émetteur beta, l'utilisation de deux détecteurs différents peut être avantageuse. L'homme du métier notera facilement que le détecteur ou les détecteurs sont appropriés pour procéder à une discrimination précise entre une source PDR à faible énergie et une source HDR passant à l'extérieur à partir du dispositif de projecteur de source. L'environnement de traitement selon un aspect de l'invention comprend l'appareil selon la partie précédente. En particulier, l'environnement de traitement est une salle de traitement, telle qu'une salle de traitement d'hôpital. Plus particulièrement, l'environnement de traitement est une pièce minimalement protégée contre les rayonnements. Il faut noter que l'appareil selon la revendication 1 est approprié pour être utilisé dans une salle minimalement protégée contre les rayonnements. Ces aspects ainsi que les autres de l'invention seront abordés en référence aux figures, dans lesquelles les mêmes numéros de référence concernent des éléments similaires. 5 M. faut noter que les figures sont proposées à titre illustratif uniquement et ne peuvent pas être utilisées pour limiter la portée des revendications jointes. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS 10 La figure 1 représente schématiquement un mode de réalisation d'un appareil selon un aspect de l'invention. La figure 2 représente schématiquement un autre mode de réalisation de l'appareil selon un autre aspect de 15 l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DES DESSINS La figure 1 représente schématiquement un mode de réalisation d'un appareil 1 selon un aspect de l'invention. 20 L'appareil 1 comprend une chambre de protection contre les rayonnements 2 pour stocker au moins une source radioactive PDR à faible énergie 4a. Il faut noter qu'en pratique, la source radioactive 4a comprend une capsule externe renfermant une matière radioactive 3. Afin de manipuler la source 25 radioactive 4a à l'intérieur et à l'extérieur du dispositif de projecteur de source, il est raccordé à un fil d'entraînement 6a qui peut être enroulé sur un dévidoir 5a. La source radioactive peut comprendre ou se composer de 57Co, 170Tm, 32P, 169yb, 145sm, 153Gd, 195Au, 181le, 1251, 159Dy, qui est formée et 30 encapsulée de manière appropriée. Bien que l'appareil 1 peut fonctionner en utilisant une seule source PDR à faible énergie 4a, selon un aspect de l'invention, l'appareil 1 peut en outre comprendre une source HDR supplémentaire 4b, qui peut être raccordée à un câble de transport dédié 6b enroulé autour d'un dévidoir 5b. Il faut noter que malgré le fait que les sources 4a, 4b sont 5 schématiquement illustrées selon une correspondance spatiale respective, on peut envisager n'importe quel ordre de montage des sources 4a, 4b à l'intérieur de la chambre 2. Lorsque l'une quelconque des sources 4a, 4b (si elles 10 sont présentes) est transportée par les câbles de transport 6a, 6b respectifs à l'extérieur de l'appareil 1, les sources passent par un tube de transport 7 dans le projecteur de source à distance, qui peut être raccordé à un ou plusieurs conduits ayant une extrémité proximale 7, 7', 7" et une 15 extrémité distale 8, 8', 8". Les conduits peuvent être complètement ou partiellement positionnés à l'intérieur d'un patient 9. Il faut noter que n'importe quel mode de réalisation approprié est envisagé, comprenant sans y être limité une aiguille interstitielle, un applicateur pour 20 curiethérapie ou un cathéter. Lorsque la source PDR à faible énergie 4a est utilisée, on peut obtenir le rayonnement nécessaire sur le patient 9 pendant une ou plusieurs sessions de traitement. Dans un mode 25 de réalisation exemplaire, la source 4a (ou la capsule comprenant la matière radioactive 3) peut avoir un diamètre de 2,5 mm au maximum, de préférence environ 0,9 mm, qui s'est avéré avantageux pour minimiser les tailles globales des conduits et d'un autre équipement supplémentaire. La source 30 radioactive 4a (ou la capsule comprenant la matière radioactive 3) peut avoir une longueur de l'ordre d'environ 5 - 50 mm. Dans le cas dans lequel l'appareil 1 est prévu avec une double fonctionnalité, c'est-à-dire lorsqu'il comprend la source PDR à faible énergie 4a, comme par exemple 57Co, rioTm, Up, 169y10, 145SM, 153Gd, 195AU, 181W, 1251, 159Dy et en plus une 5 source HDR source, comme par exemple 192Ir ou 137Cs, un rayonnement à double mode peut être autorisé. Le rayonnement à double mode envisage le transport de la source PDR à faible énergie le long d'un ou de plusieurs conduits et le transport supplémentaire de la source HDR le long d'un ou de plusieurs 10 conduits. Pour cette raison, on obtient la modulation d'énergie qui a un effet qui réside dans le fait que l'on prévoit la distribution d'une dose plus conforme par rapport au volume cible. 15 Selon un autre aspect de l'invention, afin de maintenir la sécurité, l'appareil 1 est doté d'un détecteur de rayonnement, pour détecter un évènement d'une source de rayonnement passant par le tube de raccordement 7 à l'extérieur du dispositif de projecteur de source 1. De 20 préférence, en particulier, dans la situation à deux modes, le détecteur de rayonnement est agencé pour procéder à la discrimination entre la source PDR à faible énergie et la source HDR pour fournir une rétroaction au personnel médical. Un mode de réalisation d'un détecteur de rayonnement approprié 25 est brièvement abordé en référence à la figure 2. La figure 2 représente schématiquement un autre mode de réalisation de l'appareil 20 selon un autre aspect de l'invention. L'appareil 20 comprend une source PDR à faible 30 énergie 27, qui est raccordée à un câble d'entraînement 26, coopérant avec un mécanisme d'entraînement 25. De plus, l'appareil 20 comprend une source HDR 23, montée sur un câble d'entraînement 22 séparé, coopérant avec un mécanisme d'entraînement 21. Les deux sources peuvent être individuellement transportées en utilisant des câbles d'entraînement respectifs à l'extérieur du volume interne 20a du dispositif de projecteur de source à travers un espace de sortie 24. Afin de faciliter la détection et la discrimination de la source de rayonnement passant par l'espace de sortie, le dispositif de projecteur de source 20 peut être prévu avec un premier détecteur de rayonnement 27a et un second détecteur de rayonnement 27b. Dans un premier mode de réalisation, le premier détecteur de rayonnement 27a n'est sensible, dans l'ensemble qu'à la plage d'énergie correspondant à la source PDR à faible énergie 27 (20 - 200 keV) et le second détecteur 27b n'est sensible, dans l'ensemble, qu'à la plage d'énergie correspondant à la source HDR sélectionnée. Dans un second mode de réalisation, le premier détecteur de rayonnement 27a n'est sensible, dans l'ensemble, qu'au rayonnement gamma et le second détecteur de rayonnement 27b n'est sensible, dans l'ensemble, qu'au rayonnement beta. Ce mode de réalisation s'est avéré être particulièrement utile lorsque l'on utilise des sources émettant différents types de rayonnement. Il faut noter qu'il peut également être possible d'utiliser un seul détecteur calibré de manière appropriée, pour procéder à la discrimination entre le rayonnement à faible énergie et le rayonnement HDR ainsi qu'entre le rayonnement gamma et le rayonnement beta. L'homme du métier notera facilement quel type de détecteurs de rayonnement peut être utilisé dans ce cas. Par conséquent, lorsqu'une source radioactive 27 passe par l'espace de sortie 24, un détecteur génère un signal qui est prévu dans une unité de traitement 28. L'unité de traitement peut être adaptée pour générer une rétroaction appropriée pour le personnel médical, les informant du type de source qui est transportée vers le patient. De préférence, l'unité de traitement 28 comprend une unité de logique (non représentée) qui peut comparer un indicateur préétabli de la source prévue et un indicateur de l'indicateur actuellement transporté. Lorsque deux indicateurs correspondent, la source peut continuer à être transportée à travers le tube de transport 29, comme cela est schématiquement indiqué par la flèche R, vers le conduit 30, positionné à l'intérieur du patient. Si les indicateurs ne correspondent pas, l'unité de traitement peut générer un signal d'interruption et la source peut être rétractée dans le volume interne 20a de l'appareil 20. De cette manière, une sécurité globale de la procédure peut être sensiblement accrue. Alors que des modes de réalisation spécifiques ont été décrits ci-dessus, il faut noter que l'invention peut être mise en oeuvre différemment de ce qui a été décrit. Les descriptions ci-dessus sont prévues pour être illustratives et non limitatives. Ainsi, il ressortira clairement pour l'homme du métier que des modifications peuvent être apportées à l'invention, telle que décrite dans la partie précédente, sans pour autant s'éloigner de la portée des revendications ci-dessous. REVENDICATIONS1. Appareil pour curiethérapie comprenant: un dispositif de projecteur de source pouvant 5 fonctionner pour transporter une source radioactive d'un volume interne du dispositif de projecteur de source à un emplacement à l'extérieur du dispositif de projecteur de source; une source à faible énergie émettant des rayonnements 10 beta et/ou gamma de l'ordre de 20 - 200 keV, dans lequel la source a une résistance de l'ordre de 2040 - 9000 cGy-cm2.h-1. 2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel la source est choisie dans le groupe comprenant: 57Co, 170Tm, 32P, 15 169yb, 145sm, 153Gd, 195Au, 181W, 125I, 159Dy. 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre une source radioactive à débit de dose élevé (HDR) ayant une résistance d'environ 40000 cGy-cm2.h-1. 20 4. Appareil selon la revendication 3, dans lequel la source à débit de dose élevé est 92Ir ou 137Cs. 5. Appareil selon la revendication 3 ou 4, dans lequel 25 la source à faible énergie est fixée à un premier câble d'entraînement du dispositif de projecteur de source et la source HDR est fixée à un second câble d'entraînement du dispositif de projecteur de source. 30 6. Appareil selon la revendication 5, comprenant en outre un détecteur de rayonnement pour détecter quelle source est transportée à l'extérieur du dispositif de projecteur de source. 7. Environnement de traitement comprenant l'appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes. 8. Environnement selon la revendication 7, comprenant une salle de traitement ou une salle minimalement protégée contre les rayonnements.