INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
, Autre scanner dédié : l'ACQSIM de Marconi possède un arceau chirurgical sur le côté du scanner associé à un bras stéréotaxique, pour l'acte interventionnel, avec une plate-forme Pinpoint. Il s'agit d'un radioscanner de 4ème génération dédié à la Radiothérapie avec tous les logiciels de construction de faisceaux et de calculs intégrés de dose. Il ne peut prendre en considération que les images des scanners Marconi du fait des problèmes de référence patient qui se font sur le scanner. Des radioscanners dédiés ou non, répondant à ces applications sont disponibles chez la plupart des constructeurs. Il est nécessaire, à ce point du descriptif, de faire le bilan des informations apportées par la constitution des plans de traitement aux rayons. La scanographie et la simulation sont faites indépendamment de la thérapie proprement dite et à distance d'elle. La lésion cible qui subit chaque jour l'influence du temps reste certes cernée dans un intervalle de confiance donné, qui n'est pas nécessairement celle de la fluctuation de la cible et de son environnement, sans compter l'existence d'éventuels biais par rapport à la présence dans le temps et dans l'espace de la cible. Quoi qu'on fasse dans l'art actuel, la topographie et l'étendue demeurent en raison des déficits technologiques toujours incertaines. A ceci s'ajoutent, comme nous l'aborderons ci-après, les questions d'hétérogénéité des structures environnantes, de la variabilité physiologique des contours externes, de la contention sur table, de l'immobilisation et de vérification de l'exactitude et de la reproductibilité à chaque fois de la position du patient sur la table.
2.6.4.5. - Prise en comp te des hé térogénéi tés tissulaires Le radioscanner CT peut mieux que n'importe quelle autre modalité d'imagerie pour mieux lire les hétérogénéités intralésionnelles et périlésionnelles. En Radiothérapie, les faisceaux de traitement aux radiations contiennent l'information valable pour la vérification et l'ajustage du patient. Ces faisceaux peuvent être utilisés pour réaliser une reconstruction CT portique. Cependant, l'utilisation directe de la reconstruction des données du faisceau peut produire simplement des images CT inadéquates parce que ces faisceaux ne couvrent qu'une partie du corps du patient. Huaiqun Guan et coll. ont utilisé des informations supplémentaires provenant des faisceaux de traitement, en plus d'une série de projection CT régulière des faisceaux, pour reconstruire une image CT portique localement rehaussé. Cette approche est appelée reconstruction CT portique adaptative . Une simulation sur ordinateur a démontré les avantages de cette approche. La reconstruction de l'image a été réalisée par la technique de reconstruction algébrique d'un schéma à niveaux multiples, qui prend du temps. Les résultats, selon Huaiqun Guan et coll. (2000), indiqueraient que la qualité de la de l'image portique adaptative pouvait non seulement être valable pour la vérification de la radiothérapie tridimensionnelle, mais aussi applicable à l'imagerie scanographique (CT) diagnostique.
2.6.4.5.1.- Conditions d'hétérogénéité non maîtrisée de la distribution de la dose (mouvements internes du Volume Cible et mouvements externes volontaires et involontaires du patient et de l'opérateur).
La planification tridimensionnelle (3-D) du traitement a souvent été réalisée, lorsque le patient respire librement, avec l'hypothèse de travail que les images de tomographie calculée (CT) représentent la position moyenne de l'image alors qu'en réalité celles-ci sont généralement faites en apnée forcée. S. Shimizu et coll. (2000) ont par exemple investigué sur l'impact du mouvement respiratoire sur les images CT des petites tumeurs pulmonaires, en respiration spontanée, en utilisant le balayage CT séquentiel avec la même position de table. Utilisant une seule coupe scanographique (CT) préparatoire à la respiration spontanée, le support patient était fixé à une position où chaque tumeur montrait sur l'image son diamètre maximum.
Pour 16 tumeurs, plus de 20 images CT séquentielles ont été prises toutes les 2 s, avec un temps d'acquisition d' 1 s survenant au cours de la respiration spontanée.
Pour chaque tumeur, la distance entre le plateau supérieur de la table du radioscanner CT et le bord postérieur de la tumeur a été mesuré pour déterminer si le bord de la tumeur a été, au cours d'une respiration normale, suffisamment inclus
dans ledit volume cible prévisionnel (PTV). Dans le balayage CT séquentiel, la tumeur elle-même n'était pas visible dans la tranche d'examen dans 21 % des cas (75/357). Il y avait des différences statistiquement significatives entre les tumeurs du lobe supérieur (39,4 % ; et les tumeurs du lobe inférieur (0 %, 0/89) (p 0,01) ainsi qu'entre les tumeurs du lobe inférieur et les tumeurs du lobe moyen (8,9 %, 4/45) (p 6,4 mm (2,1 - 24,4). La planification tridimensionnelle du traitement du carcinome pulmonaire pourrait sous-doser de façon significative beaucoup de lésions, spécialement celles du lobe inférieur, dans la mesure où existe un biais de visée. Or une marge de sécurité excessive pourrait a contrario remettre en question un quelconque bénéfice additionnel du traitement 3-D et par conséquent le concept technique lui-même de conformation de l'irradiation thérapeutique, qui nécessite une certaine rigueur dans la précision de visée balistique. Plus de recherche reste encore nécessaire donc pour déterminer comment faire pour contrôler non seulement le mouvement respiratoire ; mais tous les mouvements volontaires et involontaires autour de la topographie exacte de la lésion cible, au fil du temps.
2.6.4.5.2. - Surveillance de l'irradiation par CT portique L'autre aspect d'utilisation du radioscanner CT est l'escalade in situ de la dose que permet davantage de précision par rapport aux méthodes actuellement en usage dans l'art ancien. Il est un fait que lorsque la Radiothérapie (RT) est utilisée pour traiter des patients atteints de cancer, son index thérapeutique peut être significativement accru si le volume de la dose est taillé pour égaler exactement le volume cible tout , en épargnant le tissu normal adjacent. La Radiothérapie conformationnelle moderne cherche à aborder le résultat en utilisant les faisceaux des rayons X à intensité modulée pour délivrer à la cible des doses de radiation élevées, tout en protégeant le tissu normal. Cependant, cette méthode fait appel, eu égard aux faisceaux de traitement, à des spécifications strictes, comprenant la stabilité du volume cible.
. C'est pourquoi on s'arrête souvent à une seule coupe scanographique pour les données anatomiques et à des mesures sur fantôme. Vérifier le traitement conformationnel avec une combinaison de la tomographie de mégavoltage assistée par ordinateur et l'imagerie portique tendrait à augmenter en importance. Dans les années récentes, bon nombre d'études de faisabilité pour utiliser la reconstruction CT de mégavoltage ont été rapportées. Ces études ont utilisé des faisceaux coniques
ou des faisceaux en éventail associés à une acquisition continue des données ou à une approche séquentielle, step-and-shoot. Elles ont également utilisé des détecteurs comprenant un scintillateur GO, une rangée des cristaux de CsI(TI), une chambre à xénon, et des images portales. Cependant, le dosage impliqué dans toutes ces études restreignait leur extension à l'application clinique. L'utilisation directe des faisceaux de traitement aux radiations serait souhaitable pour la reconstruction CT portique, puisque ces faisceaux ne peuvent pas donner de dose d'exposition additionnelle au patient. Cette nouvelle approche est, toutefois, problématique puisque les faisceaux de traitement ne couvrent qu'une partie de la section transversale du patient. Non seulement les données tronquées ne peuvent pas donner une cartographie complète du coefficient exact d'atténuation, mais aussi la région locale reconstruite n'a pas autour d'elle de structures environnantes. Une telle reconstruction de qualité non diagnostique peut limiter en pratique l'usage de telles images dans la vérification de la mise en place. Même si la projection n'est pas tronquée, le nombre des faisceaux peut être trop petit (usuellement moins de 10) pour fournir les images CT de qualité utile, à moins que l'arc ou la cyclothérapie (de rotation) ne soit utilisée.
Pour saisir ce problème à bras le corps, Huaiqun Guan et coll. (2000) proposent , comme on l'a déjà vu, d'acquérir, avant la radiothérapie, un petit nombre des projections complètes (i.e., couvrant le contour cutané du patient), avec une dose faible de radiation. Les projections tronquées acquises à partir des faisceaux de traitement pourraient alors être ajoutées aux projections complètes pour rehausser localement et de façon adaptative et synthétique la qualité de l'image autour et à l'intérieur de la tumeur. Cette technique CT portique adaptative peut aussi, semble-til, être appliquée à la radioscanographie (CT) diagnostique (tomographie locale ou tomographie de la région d'intérêt) pour obtenir une réduction de dose. Des études antérieures de tomographie locale avaient déjà indiqué que les données de projection tronquée altéraient l'exactitude quantitative de la reconstruction d'image. Une approche générale d'améliorer l'exactitude était d'extrapoler les projections tronquées, en utilisant soit une continuité lisse des données soit certaine information antérieure en rapport avec la forme de l'objet, en réalisant une image de synthèse.
Toutefois, les discontinuités dans des projections dérivées peuvent encore produire des artefacts caractéristiques de ce type de synthèse. Cette approche ne peut donc être correctement appliquée, selon ces auteurs, aux situations cliniques. Toutefois, un nombre limité de projections complètes peut être pris en plus des projections tronquées pour améliorer la reconstruction synthétique de l'anatomie du patient.
En CT, la technique algébrique de reconstruction (ART = Algebraic reconstruction technique) peut fournir une reconstruction meilleure que la méthode conventionnelle de convolution de rétroprojections (CBP = Convolution backprojection), soit à partir de très peu de projections, soit à partir des projections incomplètes. Le désavantage de l'ART est sa faible vitesse de calcul (qui affecte également l'exactitude de la convergence), causée par la corrélation élevée entre des projections consécutives. La corrélation peut être amoindrie, si les deux projections orthogonales sont consécutivement mises à jour. Dans ce but, un nouveau schéma technique de reconstruction algébrique (MLS-ART) à niveau multiple a été développé pour améliorer substantiellement l'efficacité de calcul et l'exactitude de reconstruction de l'algorithme ART (17). Lorsque le MLS est utilisé, l'orthogonalité maximum des projections, au cours de la reconstruction, peut être maintenue pour l'ART. La com- mande du MLS, bien qu'il travaille mieux lorsque le nombre est une puissance de deux (alors que le MLS est l'ordonnateur exact de la transformée unidirectionnelle rapide de Fourier), s'applique à n'importe quel nombre de projections. Récemment, l'algorithme MLS-ART pouvait faire aussi bien qu'avec le CT portique adaptative et un nombre limité de projections complètes plus les projections tronquées, puisqu'il a acquit un avantage additionnel, p. ex., la flexibilité. On peut simplement mettre ces pixels, qui sont disponibles le long des trajets des rayons, à jour à partir des projec- . tiens tronquées et laisser en dehors d'autres pixels d'image. Celle-ci n'est pas une tâche triviale, comme on le sait déjà, pour la technique de projection conique (CBP) conventionnelle.
Le premier pas, dans cette direction de l'utilisation du CT en Radiothérapie, a en réalité été fait par James Winter avec son dispositif dit masquant fabriqué en maté- . riau atténuant l'énergie radiante passant au travers et ayant une ouverture adaptée pour faire passer une portion atténuée du faisceau d'énergie radiante, destiné à être utilisé avec une tomographie assistée par ordinateur des 1ère 2ème et 3ème générations qui utilise, à des fins d'imagerie, un faisceau d'énergie radiante pour irradier, tel qu'en tomothérapie séquentielle, de façon thérapeutique une région choisie avec . ledit faisceau d'énergie radiante, est interposé entre la source et la région cible de telle manière que le faisceau d'énergie radiante a été conçu (brevet E. P. 0 382 560 A1 de James Winter) pour faire, de façon extemporanée à l'irradiation thérapeutique, l'imagerie diagnostique. Dans cette dernière incorporation, un membre post-masquant est de préférence aligné avec l'ouverture du membre masquant et est fabriqué en matériau qui atténue l'énergie radiante passant au travers
à un niveau d'énergie essentiellement uniforme à celle de l'énergie radiante passant à travers le membre masquant. De cette façon, les détecteurs du scanner alignés avec le faisceau d'énergie radiante peut continuer à procurer les données d'imagerie durant la procédure de thérapie. Ceci assurerait la visualisation continue du positionnement de la région choisie durant la procédure de thérapie aux radiations et éviterait n'importe quels changements de position qui, du fait soit du mouvement du patient soit du faux positionnement initial du patient, peut survenir avant le commencement de la procédure elle-même. Ce membre post-masquant n'est pas nécessaire au traitement. Comme indiqué dans la description ci-dessus lorsque l'imagerie n'est pas désirée, durant la procédure de thérapie, un membre masquant plus épais peut être utilisé de façon à ce qu'aucune radiation ne pénètre essentiellement le patient, excepté à travers l'ouverture du membre masquant. Ceci pourrait être une option qui peut, lorsque désiré, être activée ou désactivée. Ces scanners peuvent ainsi traiter à une dose de radiation approximative d'environ 300 - 400 rads par heure, en utilisant un tube scanographique à anode tournante ordinaire, comprenant le temps de refroidissement du tube. C'est l'équivalent de deux examens tomodensitométriques séquentiels diagnostiques de rachis par heure, mais avec toutes les coupes orientées sur la même lésion cible (par ex. 120 coupes / heures x 3 rads / coupe = 360 rads / heures). Les temps de traitement sont ici longs et la visée ne tient pas compte du comportement physiologique de l'organisme au sein duquel la tumeur est traitée.
2. 6.5. Analyse tridimensionnelle du mouvement en temps réel et de l'alignement du patient.
- le procédé ZIEGLER qui utilise des catalyseurs constitués d'un composé halogéné d'un métal de transition des groupes IV ou V de la classification périodique des éléments (Ti, V), associé à un composé alkylé d'un métal des groupes # à III (alkylaluminium halogéné ou non). L'allemand Karl ZIEGLER reçut le prix Nobel de Chimie en 1963 avec l'italien Guilio NATTA, notamment pour la découverte des catalyseurs stéréospécifiques. Depuis leur découverte, les performances de ces catalyseurs ont fortement évolué avec l'association d'une ou plusieurs bases de Lewis rendant les systèmes catalytiques de plus en plus complexes. A partir de la fin des années 70 de nouveaux catalyseurs Ziegler à base de métallocènes ont été développés, qui permettent d'orienter la production vers des polymères ayant des propriétés d'usage bien définies.
Pour les PEHD, le procédé ZIEGLER fonctionne à pression peu élevée (de quelques bars à 50 bars) et à température modérée (de 50 C à 200 C).
Les masses moléculaires obtenues varient selon le catalyseur utilisé de 10 000 à 3 000000 g/mol.
Ces procédés permettent d'obtenir des chaînes macromoléculaires linéaires (une à cinq ramifications pour mille carbones) plus facilement cristallisables que le PEBD donc plus denses (densité > 0,96).
Leur point de fusion est en typiquement de 1300 C Les applications sont extrêmement nombreuses, utiles et variées : emballages de produits industriels et chimiques (bouteilles, emballage ménagers et films), tube d'évacuation d'eau, pour transport de gaz, articles ménagers (poubelles, bassines, seaux), bouchons.
Les PEBD sont classés, en deux familles suivant le mode de fabrication : - les polyéthylènes Basse Densité ramifiés (ou radicalaires) (PEBDr) polymérisés en présence d'un "générateur-initiateur" de radicaux libres. Ils sont obtenus par des procédés de fabrication à haute pression. Ces procédés conduisent à des PE contenant des ramifications courtes (2 à 5 C) et longues (> 5 C).
- Les polyéthylènes Basse Densité linéaires (PEBDI) polymérisés simultanément en présence de l'éthylène et d'une ou plusieurs a-oléfines (co-monomères : hexène) en utilisant des catalyseurs stéréo-spécifiques (Ziegler-Natta et Philips). Ces procédés conduisent à des PE contenant des ramifications courtes.
Ces procédés conduisent à des polyéthylènes contenant des ramifications (vingt à quarante ramifications pour mille carbones) provoquant un encombrement stérique et donc une diminution de leur densité (densité < 0,93). Le PEBD est à température ambiante moins cristallin que le PEHD.
Leur point de fusion est en général plus basse et compris entre 110 C et 120 C.
Les PEBD sont essentiellement utilisés pour l'emballage et pour les applications agricoles ou agro-alimentaires (emballages de produits industriels et chimiques et emballages ménagers).
Les polypropylène est formé d'unités monomériques ou motifs P.
La formule peut s'écrire de trois façons selon la tacticité de la chaîne :
Les catalyseurs stéréospécifiques de ZIEGLER-NATTA sont capables d'ordonner les molécules suivant une structure isotactique pendant la polymérisation. Plus la structure est isotactique, plus le polymère est cristallin. La densité des polypropylènes demeure tout de même assez faible (0,90 < densité < 0,91).
Parmi les polymères thermoplastiques courants, les polypropylènes ont connu le plus grand développement depuis 1980 grâce à leurs propriétés physiques et
chimiques avantageuses. Leur température de fusion est en général située entre 130 C et 170 C.
De par leurs propriétés physiques, les PP sont utilisés notamment dans l'industrie automobile (e. g. pare-chocs), dans l'électroménager (e. g. éléments d'aspirateurs), et pour le conditionnement en films (e. g. emballages de produits alimentaires, de fleurs).
Pour arriver au concept du monde virtuel et à l'immersion totale de l'utilisateur, il manquait un moyen de visualisation approprié. Le principe d'un casque à vision stéréoscopique avait été conçu par Ivan Sutherland en 1965 pour le compte de l'armée américaine, mais c'est seulement en 1986 que naît, sous l'égide de la NASA, le premier HMD (Helmet Mounted Display ou casque-écran). Son inventeur est Scott Fisher qui s'imposera, bientôt comme l'autre gourou du virtuel. Destiné à la simulation de missions dans l'espace, le HMD affiche les informations binoculaires sur deux écrans à cristaux liquides et transmet à l'ordinateur les mouve- ments de la tête : l'image affichée se décale en fonction de la direction du regard.
C'est la meilleure façon de se rendre mieux compte en temps réel de l'effectivité ba- listique des différents faisceaux d'irradiation thérapeutique.
La réalité virtuelle est justement mise à profit dans cette invention par l'usage d'un casque-écran à la console de dosimétrie couplée au scanner radiothérapique. Le dispositif est auparavant ou apte en per-opératoire à exécuter une simulation clinique en même temps qu'une dosimétrie par kernels des points d'interaction en temps réel en même temps qu'un contrôle du mouvement sur la répétitivité et le maintien de la mise en place et surtout d'une visée balistique sans biais. Tout en gagnant du temps sur l'exécution d'ensemble des actes de Radiothérapie. Puisque la simulation clinique se réduit, par exemple, à une simple exploration dite multiphasique d'une région d'intérêt donnée ; elle se produit de ce fait en respiration spontanée pour me- surer l'amplitude des différents mouvements, sans et avec injection de contraste
pendant environ 5-10 minutes pour l'acquisition d'images ainsi que des repères anatomiques sur des axes de coordonnées qui tiennent compte desdits repères anatomiques. Des cartographies vasculaires cinéangiographiques du pédicule nourricier ainsi que de la perfusion de la tumeur pour faire la part exacte de l'#dème péritumoral et de la lésion cible proprement dite. Il ne sera donc pas nécessaire de recommencer à chaque séance une injection de contraste parce que le relais est pris, comme décrit ci-dessus, par la caractérisation tissulaire électronique pour rendre compte d'éventuelle fonte tumorale au cours de l'ensemble de l'étalement thérapeutique. Ceci nous amène tout droit à préciser le Principe balistique mis en #uvre dans la présente invention.
5. 4.5. - Principe balistique en Radiothérapie image-guidée dynamique Permettre de tirs sur un but en mouvement mu par des mouvements périodiques intrinsèques et extrinsèques, comme la sphère ORL, le thorax et l'abdomen, ceci malgré le mouvement et à plus forte raison quand il n'y a pas de mouvement au plan interne, comme pour le crâne par exemple, sans jamais passer à côté de l'objectif de visée. Ce principe balistique sans biais est très important dans la conceptualisation de la nouvelle balistique image-guidée. En effet, avant d'exécuter une action ou une commande à l'aide de la souris ou au crayon optique, il faut placer le pointeur sur une position bien déterminée de l'image 3D extemporanée. le tir est ainsi étroite- ment ajusté, tel qu'illustré à la figure la, sans pour autant élargir indéfiniment et inutilement le volume-cible sous prétexte de marges de sécurité, dont on sait qu'elles sont toxiques pour les tissus sains environnants. Connaissant le déplacement de l'organe visé et son timing on en déduit un synchronisme systématique (menu contextuel) : faire coïncider exactement avec le lieu de passage et d'interaction des rayons est l'objectif primordial d'une balistique image-guidée. Sinon les choses se passent à l'aveugle malgré l'aide de la réalité virtuelle, comme dans l'art ancien et les résultats sont tel qu'illustré à la figure la caractérisés par une grande variabilité des points d'impact des tirs par fraction thérapeutique.
Dans certaines situations, il peut être désirable de ne pas irradier à partir des directions particulières, en vue d'épargner des structures anatomiques spécifiques comme par exemple la moelle. Ceci peut être réalisé en éteignant par un système contrôlé par une grille, dans le tube à rayons X. Dans les va-et-vient les tubes s'éteignent en bout de course et se rallume à un moment précis coïncidant avec le point de départ du volume cible, dès que l'inertie de la table disparaît et que s'amorce correctement le mouvement en sens inverse à la vitesse prescrite d'avance de la table, pour éviter
la surchauffe en périphérie de la lésion cible. Nécessité encore d'une marge négative de sécurité (phénomène de jonction des champs) dans la mesure où les différents rayons des faisceaux ne doivent pas être nécessairement tangents aux bords de la lésion cible. La conformation s'opère ici par coïncidence parfaite de la lésion cible et du volume d'interaction électromagnétique des différents faisceaux simultanés, rôle dévolu à l'optimisation que celui de concrétiser cette coïncidence parfaite épousant exactement la morphologie et les contours de la lésion cible et tenant compte de sa variabilité dans le temps ; marges négatives de sécurité = zone tampon de fluctuation de la dose par oscillation périodique, compte tenu de la mobilité . intrinsèque, de la topographie lésionnelle.