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ES2645686T3 - Devices for detecting, controlling, and predicting radiation administration - Google Patents

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ES2645686T3
ES2645686T3 ES08867850.3T ES08867850T ES2645686T3 ES 2645686 T3 ES2645686 T3 ES 2645686T3 ES 08867850 T ES08867850 T ES 08867850T ES 2645686 T3 ES2645686 T3 ES 2645686T3
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ES
Spain
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eye
radiation
axis
treatment
patient
Prior art date
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Active
Application number
ES08867850.3T
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Spanish (es)
Inventor
Michael Gertner
Mark Arnoldussen
Erik Chell
Steven D. Hansen
Matt Herron
Igor Koruga
Junzhong Liang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss Meditec Inc
Original Assignee
Carl Zeiss Meditec Inc
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Priority claimed from US12/100,398 external-priority patent/US7693260B2/en
Priority claimed from US12/103,534 external-priority patent/US8363783B2/en
Priority claimed from US12/262,031 external-priority patent/US7801271B2/en
Application filed by Carl Zeiss Meditec Inc filed Critical Carl Zeiss Meditec Inc
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  • Radiation-Therapy Devices (AREA)

Abstract

Un sistema para tratar un área diana en un paciente con un haz de irradiación, que comprende: (a) un ensamblaje de seguimiento configurado para seguir la posición de una región del cuerpo del paciente que contiene el área diana y al menos un área sensible a radiación respecto a un eje de referencia conocido (18) en un sistema de coordenadas externo; (b) una fuente de haz (108) configurada para dirigir un haz de rayos X colimado al área diana del paciente a lo largo de un eje de haz conocido (1400, 1400a, 1400b, 1400c) para intersecar con un eje de tratamiento conocido (19, 2820) definido respecto al eje de referencia (18, 2810) en el sistema de coordenadas externo; y (c) un procesador (106, 501) conectado operativamente al dispositivo de seguimiento y fuente de haz (108), y configurado para: (i) determinar, a partir de la posición conocida de la región del cuerpo en el sistema de coordenadas externo, las coordenadas del área diana que se va a tratar y las coordenadas de la al menos una estructura del paciente sensible a radiación; (ii) durante un periodo en el que el haz está siendo dirigido a lo largo del eje de haz conocido (1400) para intersecar con el eje de tratamiento conocido (19) en el área diana, y sobre la base de información recibida del dispositivo de seguimiento, seguir las posiciones del área diana que se va a tratar y la al menos una estructura sensible a la radiación; (iii) sobre la base del eje de haz conocido (1400) del haz colimado en el sistema de coordenadas externo, y las posiciones instantáneas del área diana que se va a tratar y la al menos una estructura sensible a la radiación, calcular un equivalente de radiación total recibida en el área diana y al menos una estructura sensible a la radiación; y (iv) sobre la base de los equivalentes de radiación calculados de la etapa (iii), controlar el haz de irradiación para asegurar que la al menos una estructura sensible a la radiación no recibe más de un equivalente de radiación preseleccionado durante el tratamiento.A system for treating a target area in a patient with an irradiation beam, comprising: (a) a tracking assembly configured to track the position of a region of the patient's body that contains the target area and at least one area sensitive to radiation relative to a known reference axis (18) in an external coordinate system; (b) a beam source (108) configured to direct a collimated X-ray beam to the patient's target area along a known beam axis (1400, 1400a, 1400b, 1400c) to intersect with a known treatment axis (19, 2820) defined with respect to the reference axis (18, 2810) in the external coordinate system; and (c) a processor (106, 501) operatively connected to the tracking device and beam source (108), and configured to: (i) determine, from the known position of the body region in the coordinate system external, the coordinates of the target area to be treated and the coordinates of the at least one radiation sensitive patient structure; (ii) during a period in which the beam is being directed along the known beam axis (1400) to intersect with the known treatment axis (19) in the target area, and based on information received from the device follow-up, follow the positions of the target area to be treated and the at least one radiation sensitive structure; (iii) on the basis of the known beam axis (1400) of the collimated beam in the external coordinate system, and the instantaneous positions of the target area to be treated and the at least one radiation sensitive structure, calculate an equivalent of total radiation received in the target area and at least one radiation sensitive structure; and (iv) on the basis of the calculated radiation equivalents of step (iii), control the irradiation beam to ensure that the at least one radiation sensitive structure receives no more than one pre-selected radiation equivalent during the treatment.

Description

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DESCRIPCIONDESCRIPTION

Dispositivos para detectar, controlar, y predecir la administracion de radiacion Campo tecnicoDevices to detect, control, and predict the administration of radiation Technical field

La presente descripcion se refiere a un sistema para realizar un procedimiento de terapia con rayos X de baja energfa guiado por imagen en el ojo de un paciente, a sistemas para planear y controlar dichos tratamientos, y a sistemas de estabilizacion del alineamiento del ojo utiles en procedimientos oftalmologicos.The present description refers to a system for performing a low-energy X-ray therapy procedure guided by the image in the eye of a patient, to systems for planning and controlling said treatments, and stabilization systems for the alignment of the eye useful in procedures ophthalmologists

AntecedentesBackground

La degeneracion macular es una afeccion en la que las celulas sensoras de la luz de la macula, una parte cerca del centro de la retina del ojo humano, funcionan mal y lentamente dejan de funcionar. La degeneracion macular es la causa principal de perdida de vision central en personas mayores de cincuenta anos. La evidencia clmica e histologica indica que la degeneracion macular esta causada en parte por o resulta en un proceso inflamatorio que finalmente causa la destruccion de la retina. El proceso inflamatorio puede resultar en la destruccion directa de la retina o la destruccion a traves de la formacion de membranas neovasculares que extravasan fluido y sangre en la retina, dando lugar rapidamente a cicatrizacion.Macular degeneration is a condition in which the macula light sensing cells, a part near the center of the retina of the human eye, malfunction and slowly stop working. Macular degeneration is the leading cause of loss of central vision in people over fifty. The chemical and histological evidence indicates that macular degeneration is partly caused by or results in an inflammatory process that ultimately causes the destruction of the retina. The inflammatory process can result in the direct destruction of the retina or the destruction through the formation of neovascular membranes that extravalue fluid and blood in the retina, quickly leading to scarring.

Muchos tratamientos para la degeneracion macular tienen como objetivo parar la forma neovascular (o "humeda") de la degeneracion macular en lugar de atrofia geografica, o la forma "seca" de la degeneracion macular relacionada con la edad (AMD). Todas las AMD humedas empiezan como AMD seca. De hecho, la tendencia actual en la formacion de imagenes oftalmologicas avanzadas es que se identifica la AMD humeda antes de la perdida de agudeza visual. Los tratamientos para la degeneracion macular incluyen el uso de medicacion inyectada directamente en el ojo (terapia anti-VEGF) y terapia con laser en combinacion con un farmaco dirigido (terapia fotodinamica); otros tratamientos incluyen braquiterapia (es decir, la aplicacion local de un material que genera radiacion beta).Many treatments for macular degeneration aim to stop the neovascular (or "wet") form of macular degeneration rather than geographic atrophy, or the "dry" form of age-related macular degeneration (AMD). All wet AMDs begin as dry AMD. In fact, the current trend in the formation of advanced ophthalmological images is that wet AMD is identified before the loss of visual acuity. Treatments for macular degeneration include the use of medication injected directly into the eye (anti-VEGF therapy) and laser therapy in combination with a targeted drug (photodynamic therapy); Other treatments include brachytherapy (that is, the local application of a material that generates beta radiation).

El alineamiento exacto del ojo de un sujeto es importante en varias situaciones. Por ejemplo, cuando se toman determinados tipos de mediciones oculares, es crucial saber que el ojo esta en una posicion de referencia particular. Cuando se mide la cornea del ojo de un paciente antes del tratamiento terapeutico, puede ser importante repetir esas mediciones despues del tratamiento para determinar cuanto, si algo, ha afectado el tratamiento a las mediciones. Con el fin de conseguir eso, se debe asegurar que el alineamiento del ojo esta en la misma posicion cada vez que se hacen las mediciones particulares. De otra forma, la diferencia en los datos de antes y despues del tratamiento podna deberse a un cambio en el alineamiento del ojo en lugar de al tratamiento.The exact alignment of a subject's eye is important in several situations. For example, when certain types of eye measurements are taken, it is crucial to know that the eye is in a particular reference position. When a patient's eye cornea is measured before therapeutic treatment, it may be important to repeat those measurements after treatment to determine how much, if anything, the treatment has affected the measurements. In order to achieve that, it must be ensured that the alignment of the eye is in the same position each time the particular measurements are made. Otherwise, the difference in the data before and after the treatment could be due to a change in the alignment of the eye instead of the treatment.

Varios procedimientos de tratamiento y cirugfa, que implican tfpicamente irradiar una o mas dianas seleccionadas en el ojo, requieren que el ojo del paciente este estabilizado o posicionado antes de y/o durante el tratamiento. Por ejemplo, la cirugfa con laser refractiva implica extirpar tejido corneal del ojo con un haz laser de duracion de pulso ultra-rapido, ultra-corto, para corregir los errores refractivos en el ojo de un paciente. Como tal, el ojo del paciente debe estabilizarse, y bien el sistema laser debe alinearse apropiadamente y precisamente con el ojo del paciente, o el ojo del paciente debe alinearse apropiadamente y precisamente con el sistema laser. El ojo esta predispuesto a sacadas, que son movimientos rapidos involuntarios de pequena magnitud. Un paciente puede desplazar voluntariamente su mirada durante la cirugfa, y ademas, la estabilidad de la posicion del ojo se ve afectada por los latidos del corazon del paciente y otros factores fisiologicos.Several treatment and surgery procedures, which typically involve irradiating one or more selected targets in the eye, require that the patient's eye be stabilized or positioned before and / or during the treatment. For example, refractive laser surgery involves removing corneal tissue from the eye with an ultra-fast, ultra-short pulse laser beam to correct refractive errors in a patient's eye. As such, the patient's eye must be stabilized, and either the laser system must be properly and precisely aligned with the patient's eye, or the patient's eye must be properly and precisely aligned with the laser system. The eye is predisposed to saccades, which are involuntary rapid movements of small magnitude. A patient can voluntarily shift his gaze during surgery, and in addition, the stability of the eye position is affected by the patient's heartbeat and other physiological factors.

Con el fin de conseguir el objetivo de maximizar los resultados mientras e minimizan los riesgos para el paciente durante dicho tratamiento ocular, es importante eliminar, o al menos reducir significativamente, tantos errores del sistema como sea posible. Esto incluye el alineamiento inapropiado del ojo del paciente respecto al sistema de tratamiento. Los errores de alineamiento pueden resultar bien de una mala configuracion del sistema, o de la interaccion del paciente con el sistema. En tanto a lo que se refiere a la interaccion paciente/sistema, cualquier movimiento voluntario o involuntario del ojo del paciente durante el tratamiento puede alterar significativamente el alineamiento del ojo respecto al sistema de tratamiento. Es necesario, por lo tanto, mantener el ojo del paciente estacionario durante estos procedimientos,In order to achieve the objective of maximizing the results while minimizing the risks to the patient during such eye treatment, it is important to eliminate, or at least significantly reduce, as many system errors as possible. This includes inappropriate alignment of the patient's eye with respect to the treatment system. Alignment errors may result from poor system configuration, or from the patient's interaction with the system. As for the patient / system interaction, any voluntary or involuntary movement of the patient's eye during treatment can significantly alter the alignment of the eye with respect to the treatment system. It is therefore necessary to keep the patient's eye stationary during these procedures,

Ademas, existe una necesidad de controlar la distribucion de la absorcion de la radiacion por las estructuras oculares durante el tratamiento, de manera que se asegure una dosificacion adecuada a la lesion que se esta tratando, y para evitar danar estructuras colaterales por radiacion dispersa.In addition, there is a need to control the distribution of radiation absorption by the eye structures during treatment, so as to ensure adequate dosage to the lesion being treated, and to avoid damaging collateral structures by dispersed radiation.

US2008/049896 describe un aparato y metodo para determinar una distancia diana a superficie (TSD) entre una region diana en un cuerpo y un punto real de entrada de un haz de radiacion en el cuerpo desde una fuente de radiacion.US2008 / 049896 describes an apparatus and method for determining a target surface distance (TSD) between a target region in a body and a real point of entry of a radiation beam into the body from a radiation source.

WO2007/045075 describe un metodo de tratamiento con terapia de radiacion que comprende formar imagenes de un sujeto y simular aspectos en cuatro dimensiones de radioterapia.WO2007 / 045075 describes a method of treatment with radiation therapy that comprises forming images of a subject and simulating aspects in four dimensions of radiotherapy.

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US2007/195929 describe un sistema y metodo para evaluar la dosis administrada por un sistema de terapia de radiacion usando un marcador que indica movimiento.US2007 / 195929 describes a system and method for evaluating the dose administered by a radiation therapy system using a marker indicating movement.

WO2008/124801 describe un sistema de radiocirugfa que esta configurado para administrar una dosis terapeutica de radiacion a una estructura diana en un paciente.WO2008 / 124801 describes a radiosurgery system that is configured to administer a therapeutic dose of radiation to a target structure in a patient.

US6134294 describe un dispositivo para irradiacion con rayos X de precision de la region macular de la retina del ojo de un paciente que tiene una placa de montaje montada en un colimador acelerador lineal.US6134294 describes a device for precision x-ray irradiation of the macular region of the retina of the eye of a patient having a mounting plate mounted on a linear accelerator collimator.

ResumenSummary

Las realizaciones de los sistemas y metodos relacionados con la invencion se describen en esta descripcion. La invencion solo se define por las reivindicaciones adjuntas.The embodiments of the systems and methods related to the invention are described in this description. The invention is only defined by the appended claims.

A. Metodos de radioterapia:A. Radiotherapy methods:

En una realizacion, un metodo para tratar una lesion en o adyacente a la retina del ojo de un paciente con un dispositivo de radiacion de haz externo, comprende (a) poner el ojo del paciente en alineamiento con un eje del sistema conocido en un sistema de coordenadas tridimensional externo, y medir la longitud axial del ojo; (b) a partir de la posicion conocida del eje del sistema y a partir de la longitud axial medida, determinar las coordenadas de la lesion que se va a tratar en el sistema de coordenadas externo; (c) dirigir un haz de radiacion colimada a lo largo de un eje de haz conocido en el sistema de coordenadas externo a la lesion que se va a tratar; (d) durante dicho direccionamiento, seguir la posicion del ojo del paciente respecto al eje del sistema conocido, para seguir asf la posicion de la lesion que se va a tratar en el sistema de coordenadas externo; y (e) sobre la base del eje de haz conocido del haz colimado en el sistema de coordenadas externo, y la posicion instantanea de la lesion que se va a tratar en el sistema de coordenadas externo, como se determina al menos en parte por la posicion seguida del ojo, calcular un equivalente de radiacion total recibida en la lesion que se va a tratar durante el tratamiento.In one embodiment, a method of treating an injury in or adjacent to the retina of a patient's eye with an external beam radiation device comprises (a) putting the patient's eye in alignment with a known system axis in a system. of external three-dimensional coordinates, and measure the axial length of the eye; (b) from the known position of the system axis and from the measured axial length, determine the coordinates of the lesion to be treated in the external coordinate system; (c) direct a collimated radiation beam along a known beam axis in the external coordinate system to the lesion to be treated; (d) during said addressing, follow the position of the patient's eye with respect to the axis of the known system, to thus follow the position of the lesion to be treated in the external coordinate system; and (e) based on the known beam axis of the collimated beam in the external coordinate system, and the instantaneous position of the lesion to be treated in the external coordinate system, as determined at least in part by the position followed by the eye, calculate an equivalent of total radiation received in the lesion to be treated during treatment.

Dicho metodo puede proporcionar ademas que la etapa (b) incluye determinar las coordenadas de al menos una estructura sensible a la radiacion en el sistema de coordenadas externo; la etapa (d) incluye el seguimiento de la posicion de la al menos una estructura sensible a la radiacion en el sistema de coordenadas externo; y la etapa (e) incluye, sobre la base de la posicion instantanea de la al menos una estructura sensible a la radiacion en el sistema de coordenadas externo, calcular un equivalente de radiacion total recibida en la al menos una estructura sensible a la radiacion durante el tratamiento; comprendiendo ademas el metodo la etapa de (f) sobre la base del equivalente de radiacion calculado de la etapa (e), controlar el haz de radiacion para asegurar que la al menos una estructura sensible a la radiacion no recibe mas de un equivalente de radiacion preseleccionado durante el tratamiento.Said method may also provide that step (b) includes determining the coordinates of at least one radiation sensitive structure in the external coordinate system; step (d) includes monitoring the position of the at least one radiation sensitive structure in the external coordinate system; and step (e) includes, on the basis of the instantaneous position of the at least one radiation sensitive structure in the external coordinate system, calculating an equivalent of total radiation received in the at least one radiation sensitive structure during the treatment; the method also comprising the step of (f) on the basis of the calculated radiation equivalent of step (e), controlling the radiation beam to ensure that the at least one radiation sensitive structure receives no more than one radiation equivalent preselected during treatment.

El metodo puede proporcionar ademas que la etapa (a) incluya medir la longitud axial del ojo del paciente por formacion de imagenes con ultrasonidos, y la etapa (b) incluya escalar la longitud axial medida de la etapa (a) a un modelo de ojo humano estandar, y determinar las coordenadas de la lesion que se va a tratar y la al menos una estructura sensible a la radiacion del modelo de ojo. La etapa (a) puede incluir determinar el eje geometrico del ojo de un paciente que se extiende a traves del centro del limbo y contiene un reflejo corneal del ojo del paciente, y alinear el eje geometrico con el eje del sistema conocido; y la etapa (d) puede incluir seguimiento de la desviacion angular del eje geometrico del ojo con el eje del sistema conocido. El metodo puede incluir unir una grna ocular al ojo del paciente, centrada en este de manera que el eje geometrico del ojo corresponde aproximadamente con el eje de la grna ocular, y alinear el eje de la grna ocular con el eje del sistema conocido.The method may also provide that stage (a) includes measuring the axial length of the patient's eye by ultrasound imaging, and step (b) includes scaling the measured axial length of stage (a) to an eye model standard human, and determine the coordinates of the lesion to be treated and the at least one radiation sensitive structure of the eye model. Step (a) may include determining the geometric axis of a patient's eye that extends through the center of the limbus and contains a corneal reflex of the patient's eye, and aligning the geometric axis with the axis of the known system; and step (d) may include tracking the angular deviation of the geometric axis of the eye with the axis of the known system. The method may include attaching an eyeglass to the patient's eye, centered thereon so that the geometric axis of the eye corresponds approximately to the axis of the eyeglass, and aligning the axis of the eyeglass with the axis of the known system.

El metodo puede proporcionar ademas que la etapa (b) incluye usar la longitud optica medida del ojo del paciente para poner al paciente en registro con el modelo de ojo, y usar las coordenadas de la lesion que se va a tratar y la al menos una estructura sensible a la radiacion en el modelo para determinar las coordenadas de este en el sistema de coordenadas externo. La etapa (d) puede incluir seguimiento de la posicion de eje de la grna ocular respecto al eje del sistema, para asf seguir las posiciones de la lesion y estructuras sensibles a la radiacion en el sistema de coordenadas externo. El modelo de ojo puede incluir un medio virtual mediante el que puede determinarse la atenuacion de un haz de radiacion a lo largo de un camino conocido a traves del modelo; y la etapa (e) puede incluir determinar la acumulacion espacial de radiacion recibida en la region macular del ojo basado en la intensidad conocida del haz colimado, las posiciones instantaneas del ojo del paciente, y la atenuacion del haz a traves del medio virtual a lo largo de rutas conocidas en el ojo.The method may also provide that step (b) includes using the measured optical length of the patient's eye to register the patient with the eye model, and using the coordinates of the lesion to be treated and the at least one radiation sensitive structure in the model to determine its coordinates in the external coordinate system. Step (d) may include tracking the position of the axis of the eyepiece with respect to the axis of the system, so as to follow the positions of the lesion and radiation sensitive structures in the external coordinate system. The eye model may include a virtual medium by which the attenuation of a radiation beam along a known path through the model can be determined; and step (e) may include determining the spatial accumulation of radiation received in the macular region of the eye based on the known intensity of the collimated beam, the instantaneous positions of the patient's eye, and the attenuation of the beam through the virtual medium at along known routes in the eye.

El metodo puede proporcionar ademas que la etapa (e) incluye el mapeo de una cantidad espacial indicativa de una distribucion de radiacion total en el modelo de ojo, sobre la base de la posicion seguida del ojo del paciente durante un periodo de direccionamiento de un haz de radiacion en la region retinal del ojo del paciente. La lesion que se va a tratar puede ser la macula, la al menos una estructura sensible a la radiacion puede incluir al menos una parte del nervio optico o disco optico del ojo, y la etapa (e) puede incluir calcular el equivalente de radiacion total recibido en la macula y en el disco optico durante el tratamiento. La etapa (f) de controlar el haz de radiacion puede incluir controlar el haz de radiacion para hacer uno o mas de: (i) conseguir una dosis deseada de radiacion en la lesion; (ii) evitar superar un nivel seleccionado de dosis de radiacion en la estructura sensible a la radiacion; y (iii) evitar superar un umbral seleccionado sobre la base de la cantidad espacial, el umbral indicativo de la salida basada en el movimiento del ojo del eje del haz de la diana seleccionada.The method may also provide that step (e) includes mapping a spatial amount indicative of a total radiation distribution in the eye model, based on the position followed by the patient's eye during a period of addressing a beam of radiation in the retinal region of the patient's eye. The lesion to be treated may be the macula, the at least one radiation sensitive structure may include at least a part of the optic nerve or optic disc of the eye, and step (e) may include calculating the equivalent of total radiation received in the macula and in the optic disc during treatment. The step (f) of controlling the radiation beam may include controlling the radiation beam to make one or more of: (i) achieve a desired dose of radiation in the injury; (ii) avoid exceeding a selected level of radiation dose in the radiation sensitive structure; and (iii) avoid exceeding a selected threshold based on the spatial amount, the threshold indicative of the output based on the eye movement of the beam axis of the selected target.

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El metodo puede proporcionar ademas que la etapa (e) de calcular el equivalente de radiacion total recibido en la lesion que se va a tratar y la al menos una estructura sensible a la radiacion durante el tratamiento, puede incluir determinar la suma de vectores de incremento de tiempo de un parametro indicativo de una salida basada en el movimiento del ojo del eje del haz de la lesion diana seleccionada que se va a tratar. La etapa (e) de calcular el equivalente de radiacion total recibido en la lesion que se va a tratar y la al menos una estructura sensible a la radiacion durante el tratamiento puede incluir modular un modelo de distribucion de la radiacion pre-determinado que representa la distribucion de la dosis de radiacion predicha que va a ser recibida por el tejido del paciente desde el haz de radiacion colimado en ausencia de movimiento del ojo, la modulacion basada en el movimiento del ojo seguido durante el tratamiento, de manera que se determina una distribucion de dosis de radiacion que tiene en cuenta el movimiento real del ojo durante el tratamiento.The method may also provide that the step (e) of calculating the total radiation equivalent received in the lesion to be treated and the at least one radiation sensitive structure during the treatment, may include determining the sum of increment vectors of time of a parameter indicative of an output based on the eye movement of the axis of the beam of the selected target lesion to be treated. The step (e) of calculating the total radiation equivalent received in the lesion to be treated and the at least one radiation sensitive structure during the treatment may include modulating a predetermined radiation distribution model representing the distribution of the predicted radiation dose that will be received by the patient's tissue from the collimated radiation beam in the absence of eye movement, the modulation based on the movement of the eye followed during the treatment, so that a distribution is determined of radiation dose that takes into account the actual movement of the eye during treatment.

El metodo puede proporcionar ademas que la etapa (e) de calcular equivalente de radiacion total recibida en la lesion que se va a tratar y la al menos una estructura sensible a la radiacion durante el tratamiento, puede incluir ademas realizar secuencialmente la modulacion de un modelo de distribucion de radiacion pre-determinada para una pluralidad de incrementos de tiempo sucesivos durante el tratamiento con radiacion para determinar una distribucion de dosis acumulativa durante el curso del tratamiento; y la etapa (f) puede incluir (i) comparar la dosis acumulativa recibida por una estructura anatomica no diana seleccionada con una cantidad umbral de dosis pre- determinada para determinar si el umbral se ha superado y (ii) en el evento en que el umbral se haya superado, controlar el control de haz de radiacion o eje del haz para reducir o eliminar la dosis de radiacion adicional a la estructura anatomica no diana seleccionada.The method may also provide that the step (e) of calculating equivalent total radiation received in the lesion to be treated and the at least one radiation sensitive structure during the treatment may also include sequentially modulating a model of predetermined radiation distribution for a plurality of successive time increments during radiation treatment to determine a cumulative dose distribution during the course of treatment; and step (f) may include (i) comparing the cumulative dose received by a selected non-target anatomical structure with a predetermined dose threshold amount to determine if the threshold has been exceeded and (ii) in the event that the threshold has been exceeded, control the radiation beam control or beam axis to reduce or eliminate the radiation dose additional to the selected non-target anatomical structure.

El metodo puede proporcionar ademas que la etapa (e) de calcular equivalente de radiacion total recibido en la lesion que se va a tratar y la al menos una estructura sensible a la radiacion durante el tratamiento; incluye ademas realizar secuencialmente la modulacion de un modelo de distribucion de radiacion pre-determinada para una pluralidad de incrementos de tiempo sucesivos durante el tratamiento con radiacion para determinar una distribucion de dosis acumulativa durante el curso del tratamiento; y en el que la etapa (f) incluye (i) comparar la dosis acumulativa recibida por una region anatomica diana seleccionada con una cantidad umbral de dosis pre- determinada para determinar si se ha alcanzado el umbral, y (ii) en el evento de que el umbral se haya alcanzado, controlar el haz de radiacion o eje del haz para reducir o eliminar la dosis de radiacion adicional a la region anatomica diana seleccionada.The method may also provide that step (e) of calculating equivalent total radiation received in the lesion to be treated and the at least one radiation sensitive structure during treatment; it also includes sequentially modulating a predetermined radiation distribution model for a plurality of successive time increments during radiation treatment to determine a cumulative dose distribution during the course of treatment; and in which step (f) includes (i) comparing the cumulative dose received by a selected target anatomical region with a predetermined threshold dose amount to determine if the threshold has been reached, and (ii) in the event of Once the threshold has been reached, control the radiation beam or beam axis to reduce or eliminate the additional radiation dose to the selected target anatomical region.

El metodo puede proporcionar ademas que la lesion puede ser una lesion macular, en el que el haz de radiacion es un haz de rayos X colimado, y la etapa (c) puede incluir determinar la posicion de la macula del paciente en el sistema de coordenadas de tratamiento a partir de la posicion del ojo conocida y las coordenadas de la macula en el sistema de coordenadas externo, y determinar un eje de tratamiento en la coordenada externa que interseca la macula del paciente. La etapa (c) puede incluir dirigir un haz de rayos X colimado a lo largo de cada uno de al menos dos ejes de tratamiento conocidos diferentes en el sistema de coordenadas de tratamiento en una region de la region macular de la retina del paciente. La etapa (f) puede incluir controlar el haz de rayos X para administrar aproximadamente dosis iguales de radiacion a la macula del paciente a lo largo de cada uno de los ejes de tratamiento conocidos diferentes.The method may also provide that the lesion may be a macular lesion, in which the radiation beam is a collimated X-ray beam, and step (c) may include determining the position of the patient's macula in the coordinate system. of treatment from the position of the known eye and the coordinates of the macula in the external coordinate system, and determine a treatment axis in the external coordinate that intersects the patient's macula. Step (c) may include directing a collimated X-ray beam along each of at least two different known treatment axes in the treatment coordinate system in a region of the patient's retinal macular region. Step (f) may include controlling the x-ray beam to administer approximately equal doses of radiation to the patient's macula along each of the different known treatment axes.

El metodo puede proporcionar ademas que la etapa (f) incluye apagar el haz que esta siendo dirigido en el ojo del paciente cuando la posicion de la macula del paciente, segun el seguimiento de la etapa (c), respecto al eje del haz, es mayor de una distancia umbral predeterminada. La etapa (f) puede incluir dirigir el haz frente a la region macular del paciente hasta que la acumulacion espacial de radiacion mapeada en la macula del modelo del ojo alcanza un nivel de dosis predeterminado.The method may also provide that step (f) includes turning off the beam that is being directed in the patient's eye when the position of the patient's macula, according to the monitoring of stage (c), relative to the axis of the beam, is greater than a predetermined threshold distance. Step (f) may include directing the beam in front of the patient's macular region until the spatial accumulation of radiation mapped in the eye model's macula reaches a predetermined dose level.

B. Sistemas de radioterapia:B. Radiation therapy systems:

En una realizacion, un sistema de radioterapia para tratar un area diana en un paciente con un haz de irradiacion, comprende: (a) un ensamblaje de seguimiento para el seguimiento de la posicion de una region corporal del paciente que contiene el area diana y al menos un area sensible a radiacion respecto a un eje de referencia conocido en un sistema de coordenadas externo; (b) una fuente de haz para dirigir un haz de irradiacion al area diana del paciente a lo largo de un eje de tratamiento conocido en el sistema de coordenadas externo; y (c) un procesador conectado operativamente con el dispositivo de seguimiento y fuente de haz; el procesador operativo para: (i) determinar, a partir de la posicion conocida de la region del cuerpo en el sistema de coordenadas externo, las coordenadas del area diana que se va a tratar y las coordenadas de la al menos una estructura del paciente sensible a radiacion; (ii) durante un periodo en el que el haz de irradiacion esta siendo dirigido a lo largo del eje de tratamiento al area diana, y sobre la base de la informacion recibida del dispositivo de seguimiento, hacer un seguimiento de las posiciones del area diana que se va a tratar y la al menos una estructura sensible a la radiacion; (iii) sobre la base del eje de haz conocido del haz colimado en el sistema de coordenadas externo, y las posiciones instantaneas del area diana que se va a tratar y la al menos una estructura sensible a la radiacion, calcular un equivalente de radiacion total recibida en el area diana y al menos una estructura sensible a la radiacion; y (iv) sobre la base de los equivalentes de radiacion calculados de la etapa (iii), controlar el haz de irradiacion para asegurar que la al menos una estructura sensible a la radiacion no recibe mas de un equivalente de radiacion preseleccionado durante el tratamiento.In one embodiment, a radiotherapy system for treating a target area in a patient with an irradiation beam comprises: (a) a tracking assembly for monitoring the position of a patient's body region that contains the target area and at less a radiation sensitive area with respect to a known reference axis in an external coordinate system; (b) a beam source for directing a beam of irradiation to the patient's target area along a known treatment axis in the external coordinate system; and (c) a processor operatively connected to the tracking device and beam source; the operating processor to: (i) determine, from the known position of the body region in the external coordinate system, the coordinates of the target area to be treated and the coordinates of the at least one structure of the sensitive patient to radiation; (ii) during a period in which the irradiation beam is being directed along the treatment axis to the target area, and based on the information received from the tracking device, track the positions of the target area that it will be treated and the at least one radiation sensitive structure; (iii) on the basis of the known beam axis of the collimated beam in the external coordinate system, and the instantaneous positions of the target area to be treated and the at least one radiation sensitive structure, calculate a total radiation equivalent received in the target area and at least one radiation sensitive structure; and (iv) on the basis of the calculated radiation equivalents of step (iii), control the irradiation beam to ensure that the at least one radiation sensitive structure receives no more than one pre-selected radiation equivalent during the treatment.

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El sistema puede comprender un ensamblaje de seguimiento que incluye (i) un dispositivo de formacion de imagenes para registrar una imagen de una region del cuerpo del paciente que contiene puntos de referencia naturales o marcadores fiduciarios que definen un eje geometrico de la region de la que se han formado imagenes y (ii) un detector de imagenes conectado operativamente al dispositivo de formacion de imagenes para convertir la imagen registrada en una imagen digital compuesta por pfxeles de coordenadas conocidas, y el procesador puede estar conectado operativamente al detector para determinar las coordenadas de pfxeles del eje geometrico de la region del cuerpo y la etapa (ii) de la operacion del procesador incluye usar las coordenadas de pfxeles del eje geometrico, respecto a coordenadas de pfxeles conocidas del eje de referencia, para seguir la posicion de la region del cuerpo del paciente respecto al eje de referencia.The system may comprise a tracking assembly that includes (i) an image forming device for recording an image of a region of the patient's body that contains natural landmarks or fiduciary markers that define a geometric axis of the region from which images have been formed and (ii) an image detector operatively connected to the image forming device to convert the recorded image into a digital image composed of pixels of known coordinates, and the processor may be operatively connected to the detector to determine the coordinates of Geometric axis pixels of the body region and step (ii) of the processor operation includes using the pixel coordinates of the geometric axis, relative to known pixel coordinates of the reference axis, to track the position of the body region of the patient with respect to the reference axis.

Sistemas oculares. El sistema puede configurarse para tratar una lesion ocular, en el que la region del cuerpo incluye el ojo del paciente, el area diana incluye la lesion ocular, la al menos una estructura sensible a la radiacion incluye el disco optico del ojo, los puntos de referencia naturales del ojo que definen su eje geometrico son el centro del limbo y una primera reflexion corneal, y la fuente de haz produce un haz de rayos X colimado. El sistema puede incluir alternativamente una grna ocular adaptada para ponerse en el ojo del paciente, centrada en este de manera que el eje geometrico del ojo corresponde aproximadamente al eje de la grna ocular, y un detector para determinar las coordenadas del eje de la grna ocular en el sistema de coordenadas externo, y el procesador puede estar conectado operativamente al detector para determinar las coordenadas de eje de la grna ocular y la etapa (ii) de la operacion del procesador incluye usar las coordenadas del eje de la grna ocular, respecto a las coordenadas del eje de referencia conocidas, para seguir la posicion del ojo del paciente respecto al eje de referencia.Eye systems. The system can be configured to treat an ocular lesion, in which the region of the body includes the patient's eye, the target area includes the ocular lesion, the at least one radiation sensitive structure includes the optical disc of the eye, the points of Natural references of the eye that define its geometric axis are the center of the limbus and a first corneal reflection, and the beam source produces a collimated X-ray beam. The system may alternatively include an eyeglass adapted to be placed in the patient's eye, centered on it so that the geometric axis of the eye corresponds approximately to the axis of the eyeglass, and a detector to determine the coordinates of the axis of the eyeglass in the external coordinate system, and the processor may be operatively connected to the detector to determine the axis coordinates of the eyepiece and step (ii) of the processor operation includes using the coordinates of the axis of the eyepiece, with respect to the known reference axis coordinates, to follow the position of the patient's eye relative to the reference axis.

El sistema puede configurarse de manera que el sistema de seguimiento es operativo para capturar una pluralidad de imagenes secuenciadas en el tiempo de la region del cuerpo y sus puntos de referencia durante el metodo de tratamiento, y el procesador es operativo para determinar las coordenadas del eje geometrico de la region del cuerpo para cada una de la pluralidad de imagenes, y en la etapa (ii) determinar un cambio dependiente del tiempo en las coordenadas del area diana que se va a tratar y la al menos una estructura sensible a la radiacion. El sistema puede configurarse de manera que el procesador es operativo para llevar a cabo, en la etapa (iii) la generacion de un mapa de radiacion equivalente total que cubre el area diana y la al menos un area sensible a radiacion en la region del cuerpo del paciente, y en la etapa (iii), determinar a partir del mapa de radiacion equivalente total, el equivalente de radiacion recibido en cualquier momento durante el tratamiento por el area diana y al menos un area sensible a radiacion.The system can be configured so that the tracking system is operative to capture a plurality of time-sequenced images of the body region and its reference points during the treatment method, and the processor is operative to determine axis coordinates. geometric of the region of the body for each of the plurality of images, and in step (ii) determine a time-dependent change in the coordinates of the target area to be treated and the at least one radiation sensitive structure. The system can be configured so that the processor is operative to carry out, in step (iii) the generation of a total equivalent radiation map covering the target area and the at least one radiation sensitive area in the body region of the patient, and in step (iii), determine from the total equivalent radiation map, the radiation equivalent received at any time during the treatment by the target area and at least one radiation sensitive area.

El sistema puede configurarse de manera que la region del cuerpo incluye el ojo del paciente, el area diana incluye la lesion ocular, la al menos una estructura sensible a la radiacion incluye el disco optico del ojo, y el procesador es operativo, para llevar a cabo en la etapa (iii) la generacion de un mapa de radiacion equivalente total que cubre el area diana y la al menos un area sensible a radiacion en la region del cuerpo del paciente, y en la etapa (iii), determinar a partir del mapa de radiacion equivalente total, el equivalente de radiacion recibido en cualquier momento durante el tratamiento por la lesion ocular y al menos un area sensible a radiacion.The system can be configured so that the region of the body includes the patient's eye, the target area includes the ocular lesion, the at least one radiation sensitive structure includes the optical disc of the eye, and the processor is operative, to carry carried out in step (iii) the generation of a map of total equivalent radiation covering the target area and at least one area sensitive to radiation in the region of the patient's body, and in step (iii), determine from total equivalent radiation map, the radiation equivalent received at any time during treatment for the eye injury and at least one radiation sensitive area.

El sistema puede configurarse de manera que el area diana incluye la lesion ocular, la al menos una estructura sensible a la radiacion incluye el disco optico del ojo, y el procesador incluye un modelo del ojo humano mediante el que las coordenadas de la lesion que se va a tratar y la al menos una estructura sensible a la radiacion pueden determinarse, cuando el ojo del paciente se superpone en el modelo de ojo. El modelo de ojo en el procesador puede incluir un medio virtual mediante el que la atenuacion de un haz de radiacion a lo largo de un camino conocido a traves del modelo puede determinarse, y el procesador es operativo para determinar a partir de la intensidad conocida del haz y la longitud del camino de la radiacion a traves del medio virtual en el modelo de ojo, la cantidad de radiacion que se recibe por la retina en el modelo de ojo.The system can be configured so that the target area includes the ocular lesion, the at least one radiation sensitive structure includes the optical disc of the eye, and the processor includes a model of the human eye through which the coordinates of the lesion that is It will be treated and the at least one radiation sensitive structure can be determined, when the patient's eye is superimposed on the eye model. The eye model in the processor may include a virtual means by which the attenuation of a radiation beam along a known path through the model can be determined, and the processor is operative to determine from the known intensity of the beam and the length of the radiation path through the virtual medium in the eye model, the amount of radiation that is received by the retina in the eye model.

El sistema puede configurarse de manera que la region del cuerpo incluye el ojo del paciente, el area diana incluye la lesion ocular, la al menos una estructura sensible a la radiacion incluye el disco optico del ojo, en el que el procesador es operativo, mediante la determinacion de la posicion de la lesion ocular en el sistema de coordenadas externo, para determinar un eje de tratamiento en el sistema de coordenadas de tratamiento que interseca la lesion. El procesador puede ser operativo para determinar al menos dos ejes de tratamiento diferentes en el sistema de coordenadas de tratamiento, y para controlar el haz de radiacion para administrar aproximadamente dosis iguales de radiacion en la lesion a lo largo de cada uno de los ejes conocidos diferentes. El procesador es operativo para apagar el haz que esta siendo dirigido al ojo del paciente cuando la distancia entre la posicion de la lesion del paciente, como se determina en la operacion (d)(ii), y la interseccion del eje del haz en la retina, es mayor de una distancia umbral predeterminada. El procesador puede ser operativo para dirigir el haz frente a la region retinal del paciente hasta que la acumulacion espacial de radiacion mapeada en la lesion del modelo de del ojo alcanza un nivel de dosis predeterminado.The system can be configured so that the region of the body includes the patient's eye, the target area includes the ocular lesion, the at least one radiation sensitive structure includes the optical disc of the eye, in which the processor is operative, by the determination of the position of the ocular lesion in the external coordinate system, to determine a treatment axis in the treatment coordinate system that intersects the lesion. The processor may be operative to determine at least two different treatment axes in the treatment coordinate system, and to control the radiation beam to administer approximately equal doses of radiation in the lesion along each of the different known axes. . The processor is operative to turn off the beam that is being directed to the patient's eye when the distance between the position of the patient's injury, as determined in operation (d) (ii), and the intersection of the beam axis in the retina, is greater than a predetermined threshold distance. The processor can be operative to direct the beam in front of the patient's retinal region until the spatial accumulation of radiation mapped in the lesion of the eye model reaches a predetermined dose level.

C. Codigo legible por maquina para operacion del sistema:C. Machine readable code for system operation:

Monitorizacion. Una realizacion incluye un codigo legible por maquina operativo en un ordenador electronico incluido en un sistema de radioterapia que es operativo para monitorizar la dosis de radiacion total recibida en un sitio diana durante el curso del tratamiento en el que el sitio diana se irradia con una radiacion x colimada. El codigo puede ser operativo para realizar las etapas que comprenden: (a) definir, en un sistema de coordenadas externo, lasMonitoring One embodiment includes a code readable by operating machine in an electronic computer included in a radiotherapy system that is operative to monitor the total radiation dose received at a target site during the course of treatment in which the target site is irradiated with a radiation x collimated The code can be operative to carry out the steps that comprise: (a) defining, in an external coordinate system, the

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coordenadas para (i) un eje de referencia, (ii) un eje de haz de radiacion, y (iii) el sitio diana que, cuando un eje corporal que tiene una relacion conocida con el sitio diana se alinea con el eje de referencia, pone el haz de radiacion en el centro del area diana, (b) recibir a partir de un dispositivo de seguimiento del cuerpo, informacion en curso durante el curso del tratamiento con radiacion sobre la posicion del eje corporal respecto al eje de referencia, (c) a partir de la informacion recibida en la etapa (b), y a partir de la intensidad conocida del haz en el haz de radiacion, calcular la distribucion espacial de radiacion recibida en la region del sitio diana durante el curso del tratamiento, y (d) usar la distribucion espacial de radiacion calculada en la etapa (c) para monitorizar la dosis de radiacion total en el sitio diana durante el curso del tratamiento.coordinates for (i) a reference axis, (ii) a radiation beam axis, and (iii) the target site which, when a body axis that has a known relationship with the target site aligns with the reference axis, puts the radiation beam in the center of the target area, (b) receive from a body tracking device, information in progress during the course of the radiation treatment on the position of the body axis with respect to the reference axis, (c ) from the information received in step (b), and from the known intensity of the beam in the radiation beam, calculate the spatial distribution of radiation received in the region of the target site during the course of treatment, and (d ) use the spatial distribution of radiation calculated in step (c) to monitor the total radiation dose at the target site during the course of treatment.

El codigo legible por maquina puede configurarse para llevar a cabo etapas en las que el area diana incluye la lesion ocular, el eje corporal es el eje geometrico del ojo, y la informacion recibida a partir del dispositivo de seguimiento del cuerpo esta en la forma de imagenes oculares a partir de las que puede determinarse el eje geometrico del ojo. El ojo puede irradiarse durante el curso del tratamiento por un haz de radiacion x colimada dirigido al sitio diana a lo largo de al menos dos ejes de haz diferentes. El codigo legible por maquina puede configurarse para llevar a cabo etapas en las que una grna ocular se centra en el ojo de manera que un eje de la grna ocular corresponde aproximadamente al eje geometrico del ojo, y la informacion recibida a partir de un dispositivo de seguimiento del cuerpo esta en la forma de informacion sobre la posicion de la grna ocular. El codigo legible por maquina puede ser ademas operativo, en la etapa (a) para determinar las coordenadas, en el sistema de coordenadas externo, del disco optico del ojo del paciente, sobre la base de una relacion espacial conocida entre la lesion del disco optico, y ademas operativo en la etapa (d) para usar la distribucion espacial de radiacion calculada en la etapa (c) para monitorizar la dosis de radiacion total en el disco optico durante el curso del tratamiento.The machine-readable code can be configured to carry out stages in which the target area includes the eye injury, the body axis is the geometric axis of the eye, and the information received from the body tracking device is in the form of ocular images from which the geometric axis of the eye can be determined. The eye can be irradiated during the course of treatment by a collimated x radiation beam directed to the target site along at least two different beam axes. The machine-readable code can be configured to carry out stages in which an eyepiece is centered in the eye such that an axis of the eyepiece corresponds approximately to the geometric axis of the eye, and the information received from a device of Body tracking is in the form of information about the position of the eye gland. The machine-readable code can also be operative, in step (a) to determine the coordinates, in the external coordinate system, of the optical disc of the patient's eye, based on a known spatial relationship between the lesion of the optical disc , and also operative in step (d) to use the spatial distribution of radiation calculated in step (c) to monitor the total radiation dose in the optical disk during the course of treatment.

Control. Una realizacion incluye un codigo legible por maquina operativo en un ordenador electronico incluido en un sistema de radioterapia que es operativo para controlar el tratamiento de una lesion ocular mediante la exposicion de la lesion a un haz de radiacion x colimada. El codigo puede ser operativo para realizar las etapas que comprenden: (a) usar informacion recibida a partir de un sistema de seguimiento de ojo para determinar un eje geometrico del ojo en un sistema de coordenadas externo, (b) con el eje geometrico del ojo puesto en alineamiento con un eje de referencia, determinar las coordenadas de la lesion en un sistema de coordenadas externo, (c) a partir de las coordenadas de la lesion ocular determinadas en la etapa (b), determinar un eje de haz que interseca la lesion con el ojo del paciente en una posicion definida respecto al eje de referencia, y (d) controlar la posicion de una fuente de haz de rayos x para posicionar el haz a lo largo del eje del haz determinado en la etapa (d).Control. One embodiment includes a code readable by operating machine in an electronic computer included in a radiotherapy system that is operative to control the treatment of an eye injury by exposing the lesion to a beam of radiation x collimated. The code may be operative to perform the steps comprising: (a) using information received from an eye tracking system to determine an eye's geometric axis in an external coordinate system, (b) with the eye's geometric axis aligned with a reference axis, determine the coordinates of the lesion in an external coordinate system, (c) from the coordinates of the ocular lesion determined in step (b), determine a beam axis that intersects the injury with the patient's eye in a defined position with respect to the reference axis, and (d) control the position of an x-ray beam source to position the beam along the axis of the beam determined in step (d).

El codigo legible por maquina puede configurarse para llevar a cabo etapas en las que la informacion recibida del sistema de seguimiento del ojo es una imagen ocular a partir de la que puede determinarse el eje geometrico mediante la determinacion del centro de la esclera y una reflexion corneal a partir de la imagen ocular. El codigo legible por maquina puede configurarse para llevar a cabo etapas en las que una grna ocular se centra en el ojo de manera que un eje de la grna ocular corresponde aproximadamente con el eje geometrico del ojo, y la informacion recibida a partir de un dispositivo de seguimiento del cuerpo esta en la forma de informacion sobre la posicion de la grna ocular.The machine-readable code can be configured to carry out stages in which the information received from the eye tracking system is an ocular image from which the geometric axis can be determined by determining the center of the sclera and a corneal reflection from the eye image. The machine-readable code can be configured to carry out stages in which an eyepiece is centered in the eye so that an axis of the eyepiece corresponds approximately to the geometric axis of the eye, and the information received from a device Body tracking is in the form of information about the position of the eye gland.

El codigo legible por maquina puede configurarse en el que la etapa (c) puede incluir ademas la determinacion de dos o mas ejes de haz que intersecan la lesion con el ojo del paciente en una posicion definida respecto al eje de referencia. El ordenador puede estar conectado operativamente con un dispositivo robotico de fuente del haz para posicionar el haz a lo largo de un eje de haz seleccionado, y la etapa (d) puede incluir actuar en el dispositivo robotico para desplazar el eje del haz durante el curso del tratamiento, de un eje de haz a otro determinado en la etapa (c).The machine-readable code can be configured in which step (c) can also include the determination of two or more beam axes that intersect the lesion with the patient's eye in a defined position relative to the reference axis. The computer may be operatively connected with a robot beam source device to position the beam along a selected beam axis, and step (d) may include acting on the robot device to move the beam axis during the course of the treatment, from one beam axis to another determined in step (c).

Seguimiento. Una realizacion incluye un codigo legible por maquina operativo en un ordenador electronico en un sistema de tratamiento para tratar una lesion del ojo de un paciente mediante el direccionamiento de un haz de radiacion colimada a lo largo de un camino de haz a la lesion e incluyendo, conectado operativamente a un dispositivo de seguimiento del ojo que incluye un miembro de contacto del ojo configurado para conectar el ojo y que tiene marcadores fiduciarios visibles, y una camara configurada para capturar una imagen electronica del ojo. El codigo puede ser operativo para ejecutar instrucciones efectivas para realizar las etapas que comprenden: (a) alinear la camara con una posicion y/o orientacion conocidas respecto a un sistema de coordenadas del sistema de tratamiento (coordenadas del sistema) en el que la camara esta dirigida al ojo segun esta conectado con el miembro de contacto; (b) capturar una imagen del ojo segun esta conectado con el miembro de contacto; (c) identificar uno o mas pfxeles de la imagen que representan la localizacion de un eje del miembro de contacto; (d) determinar a partir de los datos de la imagen que el eje de la grna del ojo esta alineado con una posicion y/o orientacion conocidas respecto al sistema de coordenadas; (e) determinar a partir de los datos de la imagen la localizacion del centro del limbo en el sistema de coordenadas; y (f) determinar una desviacion de la localizacion del centro del limbo a una posicion y/o orientacion conocidas de la grna del ojo.Tracing. One embodiment includes a code readable by an operating machine in an electronic computer in a treatment system to treat a lesion of a patient's eye by directing a collimated radiation beam along a beam path to the lesion and including, operatively connected to an eye tracking device that includes an eye contact member configured to connect the eye and having visible fiduciary markers, and a camera configured to capture an electronic image of the eye. The code can be operative to execute effective instructions to perform the steps comprising: (a) aligning the camera with a known position and / or orientation with respect to a treatment system coordinate system (system coordinates) in which the camera It is directed to the eye as it is connected to the contact member; (b) capture an image of the eye as it is connected to the contact member; (c) identify one or more pixels of the image that represent the location of an axis of the contact member; (d) determine from the image data that the axis of the eye line is aligned with a known position and / or orientation with respect to the coordinate system; (e) determine from the image data the location of the center of the limbus in the coordinate system; and (f) determine a deviation from the location of the center of the limbus to a known position and / or orientation of the eye's eye.

El codigo legible por maquina puede configurarse de manera que la etapa (e) de determinacion de la localizacion del centro del limbo incluye: (i) determinar una parte de la imagen incluyendo todo o una parte de la parte expuesta del lfmite del limbo, e identificar las localizaciones en la imagen correspondientes a la imagen del lfmite del limbo; (ii) determinar una representacion matematica de una forma de "mejor ajuste" correspondiente a las localizaciones del lfmite del limbo; y (iii) calcular un centro de forma de "mejor ajuste" de manera que se determina la localizacion delThe machine-readable code can be configured such that step (e) of determining the location of the center of the limbus includes: (i) determining a part of the image including all or a portion of the exposed part of the limit of the limbus, and identify the locations in the image corresponding to the image of the limit of the limbus; (ii) determine a mathematical representation of a form of "best fit" corresponding to the locations of the limit of the limbus; and (iii) calculate a "best fit" form center so that the location of the

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centro del limbo. El codigo puede incluir ademas las etapas de: (g) registrar las posiciones y/o orientaciones determinadas en las etapas (a-d) de uno o ambos del miembro de contacto y limbo en un modelo de ojo informatico virtual; (h) calcular la posicion de una estructura anatomica ocular en el sistema de coordenadas sobre la base del modelo de ojo registrado; y (i) controlar el al menos un aspecto operativo del haz de radiacion colimada en respuesta a la posicion calculada de la estructura anatomica ocular.limbo center The code may also include the steps of: (g) recording the positions and / or orientations determined in the stages (a-d) of one or both of the contact and limb member in a virtual informatic eye model; (h) calculate the position of an ocular anatomical structure in the coordinate system based on the registered eye model; and (i) control the at least one operational aspect of the collimated radiation beam in response to the calculated position of the ocular anatomical structure.

D. Metodo ejecutado por ordenador para seguimiento de diana no ocular y ocular:D. Method executed by computer for non-ocular and ocular target tracking:

Una realizacion incluye un metodo ejecutado por ordenador para uso en un dispositivo de tratamiento con radiacion incluyendo un procesador informatico y un dispositivo de seguimiento de movimiento de la parte del cuerpo conectado operativamente al procesador informatico, incluyendo el dispositivo de seguimiento un miembro de contacto con el cuerpo configurado para conectar la superficie de una parte del cuerpo del paciente que incluye una diana del tratamiento con radiacion, y una camara configurada para capturar una imagen electronica de la parte del cuerpo. El procesador puede ser efectivo para ejecutar instrucciones para realizar las etapas que comprenden: (a) determinar una posicion y orientacion inicial de la parte del cuerpo, sobre la base de: (i) determinar el alineamiento del miembro de contacto segun esta conectado con el cuerpo para tener una orientacion conocida respecto a un eje anatomico de la parte del cuerpo y una posicion conocida respecto a la superficie del cuerpo contactada; y (ii) determinar el alineamiento del miembro de contacto segun esta conectado con el cuerpo con el dispositivo de tratamiento con radiacion para tener una posicion y orientacion inicial conocida en un sistema de coordenadas del dispositivo de tratamiento con radiacion; (b) determinar una posicion inicial de la diana del tratamiento en el sistema de coordenadas del dispositivo de tratamiento con radiacion, sobre la base de determinar la posicion relativa de la diana del tratamiento respecto al miembro de contacto; (c) capturar electronicamente una pluralidad de imagenes secuenciadas en el tiempo incluyendo el miembro de contacto mientras esta conectado con el cuerpo durante la administracion de tratamiento con radiacion; (d) procesar las imagenes en el procesador informatico para determinar una o ambas de una orientacion y una posicion del miembro de contacto en un sistema de coordenadas del dispositivo de tratamiento con radiacion en el momento de la captura de cada imagen; y (e) determinar para cada imagen, a partir de la orientacion y/o posicion del miembro de contacto en el momento de captura de la imagen, el cambio desde la orientacion y/o posicion inicial del miembro de contacto en el sistema de coordenadas del dispositivo de tratamiento con radiacion; y (f) determinar para cada imagen, el cambio desde la posicion inicial de la diana del tratamiento en el sistema de coordenadas del dispositivo de tratamiento con radiacion, para hacer un seguimiento del movimiento secuencial de la diana del tratamiento; y (g) controlar al menos un aspecto del tratamiento con radiacion sobre la base del seguimiento del movimiento secuencial de la diana del tratamiento.One embodiment includes a method executed by computer for use in a radiation treatment device including an information processor and a body tracking device operatively connected to the computer processor, the tracking device including a contact member with the body configured to connect the surface of a patient's body part that includes a radiation treatment target, and a camera configured to capture an electronic image of the body part. The processor may be effective in executing instructions for performing the steps comprising: (a) determining an initial position and orientation of the body part, based on: (i) determining the alignment of the contact member as it is connected to the body to have a known orientation with respect to an anatomical axis of the body part and a known position with respect to the surface of the body contacted; and (ii) determine the alignment of the contact member as it is connected to the body with the radiation treatment device to have a known initial position and orientation in a coordinate system of the radiation treatment device; (b) determine an initial position of the treatment target in the coordinate system of the radiation treatment device, on the basis of determining the relative position of the treatment target relative to the contact member; (c) electronically capture a plurality of images sequenced over time including the contact member while connected to the body during the administration of radiation treatment; (d) process the images in the computer processor to determine one or both of an orientation and a position of the contact member in a coordinate system of the radiation treatment device at the time of capturing each image; and (e) determine for each image, from the orientation and / or position of the contact member at the time of image capture, the change from the orientation and / or initial position of the contact member in the coordinate system of the radiation treatment device; and (f) determining for each image, the change from the initial position of the treatment target in the coordinate system of the radiation treatment device, to track the sequential movement of the treatment target; and (g) control at least one aspect of the radiation treatment based on the sequential movement tracking of the treatment target.

En determinadas realizaciones, el metodo ejecutado por ordenador proporciona que la parte del cuerpo incluye una diana de tratamiento se selecciona del grupo que consiste esencialmente en una parte del cerebro, medula espinal, una mama, tejido musculo-esqueletico, vasculatura, lesiones abdominales y gastrointestinales. En realizaciones alternativas, el metodo ejecutado por ordenador proporciona que la parte del cuerpo es un ojo, en el que la diana del tratamiento incluye una parte de la retina, y en el que el miembro de contacto incluye un elemento de lente que esta en contacto con la superficie del ojo.In certain embodiments, the computer-executed method provides that the body part includes a treatment target is selected from the group consisting essentially of a part of the brain, spinal cord, a breast, musculoskeletal tissue, vasculature, abdominal and gastrointestinal lesions . In alternative embodiments, the computer-executed method provides that the body part is an eye, in which the treatment target includes a part of the retina, and in which the contact member includes a lens element that is in contact. With the surface of the eye.

E. Realizaciones de metodos y aparatos adicionales o alternativas:E. Completion of additional or alternative methods and devices:

Varias realizaciones que tienen aspectos de la invencion son parte de la descripcion escrita y dibujos de esta solicitud.Several embodiments that have aspects of the invention are part of the written description and drawings of this application.

Virtual de modelo simulado. En una realizacion, un metodo para tratar a un paciente con radiacion emitida de una fuente de radiacion, comprende en cualquier orden operativo las etapas de: a) proporcionar un modelo simulado que incluye una representacion de la anatoirna del paciente; b) registrar el modelo simulado con haces de radiacion proyectados virtualmente de una fuente de radiacion virtual y simular la deposicion de dosis en el modelo simulado; c) simular el movimiento del modelo simulado mientras se guarda el registro entre el modelo simulado y los haces de radiacion proyectados virtualmente; d) registrar el modelo simulado con un sujeto que recibe radiacion, y registrar los haces de radiacion proyectados virtualmente con una fuente de radiacion que trata al sujeto; e) registrar el movimiento del paciente con el movimiento del modelo simulado en la simulacion; f) determinar, a partir del modelo como se registra con el paciente, al menos una dosis de radiacion absorbida por el tejido tratado durante el tiempo del tratamiento.Virtual simulated model. In one embodiment, a method of treating a patient with radiation emitted from a radiation source, comprises in any operational order the steps of: a) providing a simulated model that includes a representation of the patient's anatoirna; b) record the simulated model with radiation beams projected virtually from a virtual radiation source and simulate dose deposition in the simulated model; c) simulate the movement of the simulated model while saving the record between the simulated model and the virtually projected radiation beams; d) register the simulated model with a subject that receives radiation, and register the radiation beams projected virtually with a radiation source that treats the subject; e) record the movement of the patient with the movement of the simulated model in the simulation; f) determine, from the model as recorded with the patient, at least one dose of radiation absorbed by the treated tissue during the time of treatment.

El modelo simulado puede incluir una representacion anatomica de una o mas estructuras de un ojo, tal como regiones diana del tratamiento (areas o volumenes que se planea que reciban dosificacion de radiacion), por ejemplo, una parte de una retina. El modelo tambien puede incluir la representacion de estructuras anatomicas no diana (areas o volumenes que se planea que tienen la dosificacion de radiacion minimizada o eliminada), por ejemplo, un disco optico, un nervio optico y una lente del ojo; y estructuras anatomicas adyacentes, por ejemplo, volumenes a traves de los que el haz de radiacion se propaga y se atenua, tanto antes de alcanzar una region diana, como mas alla de una region diana.The simulated model may include an anatomical representation of one or more structures of an eye, such as target regions of the treatment (areas or volumes that are planned to receive radiation dosage), for example, a part of a retina. The model may also include the representation of non-target anatomical structures (areas or volumes that are planned to have the radiation dose minimized or eliminated), for example, an optical disc, an optic nerve and an eye lens; and adjacent anatomical structures, for example, volumes through which the radiation beam propagates and attenuates, both before reaching a target region, and beyond a target region.

Un modelo simulado puede modificarse sobre la base de una o mas caractensticas anatomicas del paciente medidas, tal como por escalado de un modelo de ojo simulado respecto a una dimension del ojo medida, por ejemplo, la longitud axial de una ecograffa en modo A. En alternativas, la formacion de imagenes medicas puedeA simulated model can be modified on the basis of one or more measured anatomical features of the patient, such as by scaling a simulated eye model with respect to a measured eye dimension, for example, the axial length of an A mode ultrasound. alternatives, the formation of medical images can

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registrarse, superponerse y/o escalarse al modelo e incluirse para proporcionar un contenido espedfico de paciente. Por ejemplo, una imagen de fundus de la retina de un paciente (opcionalmente escalada) puede superponerse en una representacion retinal en el modelo para permitir superponer las caractensticas en las imagenes a las caractensticas del modelo, tal como datos de la region diana planeada para tratamiento en relacion con una lesion visible, el disco optico, y semejantes.register, overlap and / or scale to the model and be included to provide specific patient content. For example, a fundus image of a patient's retina (optionally scaled) can be superimposed on a retinal representation in the model to allow the characteristics in the images to be superimposed on the characteristics of the model, such as data from the target region planned for treatment. in relation to a visible lesion, the optical disc, and the like.

Un modelo simulado puede registrarse o correlacionarse con movimiento medido de un paciente para determinar un movimiento virtual correspondiente del modelo. Ademas, una fuente de radiacion real puede registrarse o correlacionarse con el modelo para correlacionar la configuracion de la emision de la radiacion de la fuente de radiacion con el movimiento virtual del modelo. Asf, una dosis de radiacion real a anatoirna puede determinarse por referencia al modelo, en el que el modelo incluye representaciones de anatomfa y fuente de radiacion, por la determinacion de un movimiento virtual del modelo correlacionado con movimiento del paciente real o detectado. Las realizaciones que tienen aspectos de la invencion pueden incluir ademas modificar el tratamiento con radiacion en respuesta a la dosis de radiacion determinada, tal como por reduccion o parada automatica o manual de la emision de la radiacion; o por reorientacion automatica o manual de la fuente de radiacion.A simulated model can be registered or correlated with a patient's measured movement to determine a corresponding virtual movement of the model. In addition, a real radiation source can be registered or correlated with the model to correlate the radiation emission configuration of the radiation source with the virtual movement of the model. Thus, a real radiation dose to anatoirna can be determined by reference to the model, in which the model includes anatomical representations and radiation source, by determining a virtual movement of the model correlated with real or detected patient movement. Embodiments that have aspects of the invention may also include modifying the radiation treatment in response to the determined radiation dose, such as by automatic or manual reduction or shutdown of the radiation emission; or by automatic or manual reorientation of the radiation source.

En realizaciones ejemplares de metodos y dispositivos que tienen aspectos de la invencion, un algoritmo para determinar el movimiento de un punto en una retina comprende: a partir de una imagen de un marcador fiduciario en un ojo, correlacionar la posicion del marcador fiduciario con una estructura en la retina. La correlacion puede realizarse mediante una transformacion matematica, tal como una transformacion trigonometrica. La transformacion matematica puede realizarse en un programa de software. El algoritmo puede comprender ademas detectar una imagen posterior despues de un periodo de tiempo y correlacionar la nueva posicion del marcador fiduciario respecto a la primera posicion, y una funcion de error correspondiente puede crearse o generarse. El algoritmo puede comprender ademas detectar mas de un marcador fiduciario y correlacionar con mas de una coordenada de la retina. La posicion del marcador fiduciario puede ponerse o registrarse en un marco de coordenadas externo, tal como el marco de referencia del sistema de un dispositivo de tratamiento con radioterapia.In exemplary embodiments of methods and devices that have aspects of the invention, an algorithm for determining the movement of a point in a retina comprises: from an image of a fiduciary marker in one eye, correlating the position of the fiduciary marker with a structure in the retina The correlation can be performed by a mathematical transformation, such as a trigonometric transformation. The mathematical transformation can be done in a software program. The algorithm may further comprise detecting a subsequent image after a period of time and correlating the new position of the fiduciary marker with respect to the first position, and a corresponding error function can be created or generated. The algorithm may also comprise detecting more than one fiduciary marker and correlating with more than one coordinate of the retina. The position of the fiduciary marker can be placed or recorded in an external coordinate frame, such as the system reference frame of a radiotherapy treatment device.

Sistema de estabilizacion del ojo. Una realizacion que tiene aspectos de la invencion comprende un dispositivo de contacto con el ojo (grna ocular) para asegurar el ojo de un paciente en una posicion seleccionada, tal como puede usarse cooperativamente con un dispositivo de estabilizacion y alineamiento ocular, como se describe en las solicitudes de prioridad co-inventadas, particularmente No. 12/103.534 presentada el 15 de abril, 2008 y No. 12/027.083 presentada el 1 de febrero, 2008. En una realizacion, el dispositivo de contacto con el ojo o grna ocular comprende, en condicion operativa, (a) un cuerpo de lente que tiene una superficie de contacto concava interna adaptada para ponerse frente a la superficie frontal del ojo de un paciente de manera que cubra al menos una parte de la cornea, una superficie externa que incluye una o mas localizaciones de montaje, y una parte de ventana transparente dispuesta para permitir, cuando esta en posicion operativa, la visualizacion de una parte interior del ojo a traves de la cornea; (b) un miembro de soporte que se puede montar en una base; y (c) dos o mas uniones montadas de forma pivotante al miembro de soporte y que conectan a una localizacion de montaje del cuerpo de lente, las uniones configuradas forman un ensamblaje que soporta el cuerpo de lente frente al ojo. En determinadas realizaciones, la grna ocular comprende ademas un mecanismo de ajuste que conecta al menos una union y configurado para proporcionar el ajuste del rango y/o resistencia de al menos un grado de libertad pivotante del cuerpo de lente respecto al miembro de soporte.Eye stabilization system. An embodiment having aspects of the invention comprises an eye contact device (eyepiece) to secure a patient's eye in a selected position, such as can be used cooperatively with an eye stabilization and alignment device, as described in co-invented priority applications, particularly No. 12 / 103,534 filed on April 15, 2008 and No. 12 / 027,083 filed on February 1, 2008. In one embodiment, the eye or eye grin contact device comprises , in operative condition, (a) a lens body having an internal concave contact surface adapted to face the front surface of a patient's eye so that it covers at least a part of the cornea, an external surface that includes one or more mounting locations, and a transparent window part arranged to allow, when in an operative position, the visualization of an inner part of the eye through the co line (b) a support member that can be mounted on a base; and (c) two or more joints pivotally mounted to the support member and connecting to a lens body mounting location, the configured joints form an assembly that supports the lens body in front of the eye. In certain embodiments, the eyepiece also comprises an adjustment mechanism that connects at least one joint and configured to provide adjustment of the range and / or resistance of at least one degree of pivotal freedom of the lens body relative to the support member.

La parte de ventana puede tener al menos una propiedad optica seleccionada del grupo que consiste en una transparencia seleccionada, una refraccion seleccionada, una magnificacion seleccionada, una filtracion seleccionada, una polaridad seleccionada, y un patron de marcadores seleccionado. La grna ocular puede comprender ademas un puerto en comunicacion fluida con la superficie de contacto mediante la que puede aplicarse una presion negativa entre el ojo de un paciente y la superficie de contacto, para estabilizar la posicion del ojo respecto al dispositivo de contacto. La grna ocular puede comprender ademas un mecanismo de presion conectado operativamente al conector del dispositivo de contacto para presionar el dispositivo de contacto con el ojo frente al ojo con una fuerza suficiente para mantener el dispositivo de contacto frente al ojo.The window part may have at least one optical property selected from the group consisting of a selected transparency, a selected refraction, a selected magnification, a selected filtration, a selected polarity, and a selected marker pattern. The eyepiece can also comprise a port in fluid communication with the contact surface by means of which a negative pressure can be applied between a patient's eye and the contact surface, to stabilize the position of the eye relative to the contact device. The eyepiece may further comprise a pressure mechanism operatively connected to the contact device connector to press the contact device with the eye in front of the eye with sufficient force to hold the contact device in front of the eye.

Alineamiento del ojo. En realizaciones ejemplares de metodos y dispositivos que tienen aspectos de la invencion, el ojo de un paciente puede alinearse y estabilizarse para propositos de diagnostico o terapeuticos, tal como tratamiento con radioterapia. En realizaciones ejemplares de un metodo para alinear un eje anatomico axial del ojo de un paciente con un sistema de coordenadas de un dispositivo medico, el metodo puede comprender: (a) conectar la superficie anterior del ojo con un miembro de lente de contacto, teniendo miembro de lente de contacto un eje definido; (b) alinear la lente con el ojo de manera que el eje de la lente interseca el centro del limbo del ojo y de manera que el eje de la lente tiene una orientacion conocida respecto a la superficie corneal en el centro de la cornea para definir un eje anatomico axial del ojo; y (c) alinear el eje de la lente con un eje de coordenadas del dispositivo medico, de manera que el eje de coordenadas del dispositivo medico tiene una orientacion conocida respecto al eje anatomico axial del ojo.Eye alignment. In exemplary embodiments of methods and devices that have aspects of the invention, a patient's eye can be aligned and stabilized for diagnostic or therapeutic purposes, such as radiotherapy treatment. In exemplary embodiments of a method for aligning an axial anatomical axis of a patient's eye with a coordinate system of a medical device, the method may comprise: (a) connecting the anterior surface of the eye with a contact lens member, having contact lens member a defined axis; (b) align the lens with the eye so that the lens axis intersects the center of the eye blade and so that the lens axis has a known orientation with respect to the corneal surface at the center of the cornea to define an axial anatomical axis of the eye; and (c) align the axis of the lens with a coordinate axis of the medical device, so that the coordinate axis of the medical device has a known orientation with respect to the axial anatomical axis of the eye.

La etapa (b) de alinear la lente con el ojo puede incluir: (i) capturar electronicamente una o mas imagenes incluyendo el ojo y el miembro de lente; (ii) procesar la imagen en un procesador informatico para determinar la localizacion del eje del miembro de lente respecto a la localizacion del limbo; y (iii) ajustar la posicion del miembro de lente respecto al ojo hasta que el eje de la lente interseca sustancialmente el centro del limbo del ojo. La sub-etapaThe step (b) of aligning the lens with the eye may include: (i) electronically capturing one or more images including the eye and the lens member; (ii) process the image in a computer processor to determine the location of the axis of the lens member with respect to the location of the limbus; and (iii) adjust the position of the lens member relative to the eye until the axis of the lens substantially intersects the center of the eye blade. The sub-stage

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(ii) de procesamiento de la imagen para determinar la localizacion del miembro de lente puede incluir: A. procesar la imagen para determinar la localizacion del centro de la lente de contacto en un sistema de coordenadas; B. procesar la imagen para determinar la localizacion del centro del limbo en el sistema de coordenadas; y C. comparar la localizacion del centro de la lente de contacto del centro del limbo en el sistema de coordenadas para determinar la diferencia en localizacion, si existe.(ii) image processing to determine the location of the lens member may include: A. processing the image to determine the location of the center of the contact lens in a coordinate system; B. process the image to determine the location of the center of the limbus in the coordinate system; and C. compare the location of the center of the contact lens of the center of the limbus in the coordinate system to determine the difference in location, if it exists.

En una realizacion en la que el miembro de lente incluye uno o mas marcadores fiduciarios reflectivos que tienen una localizacion conocida respecto a la superficie de contacto de un ojo del miembro de lente, la sub-etapa (a) de determinar la localizacion del centro de la lente de contacto puede incluir: (i) detectar electronicamente una imagen de contraste de cada marcador fiduciario para definir un conjunto de datos de marcador fiduciario respectivo; (ii) determinar matematicamente el centro de cada conjunto de datos de marcador fiduciario; (iii) a partir de la localizacion conocida de los marcadores fiduciarios respecto a la superficie de contacto de un ojo computar la localizacion del centro de la superficie de contacto del ojo en el sistema de coordenadas. En una realizacion, la sub- etapa (b) de determinar la localizacion del centro del limbo puede incluir 1. detectar electronicamente un lfmite de contraste entre la esclera e iris para definir un conjunto de datos de lfmite; 2. ajustar matematicamente la forma geometrica para representar el conjunto de datos del lfmite; y 3. computar el centro de la forma geometrica en el sistema de coordenadas.In an embodiment in which the lens member includes one or more reflective fiduciary markers that have a known location relative to the contact surface of an eye of the lens member, the sub-step (a) of determining the location of the center of The contact lens may include: (i) electronically detecting a contrast image of each fiduciary marker to define a set of respective fiduciary marker data; (ii) mathematically determine the center of each fiduciary marker data set; (iii) from the known location of the fiduciary markers with respect to the contact surface of an eye compute the location of the center of the contact surface of the eye in the coordinate system. In one embodiment, the sub-step (b) of determining the location of the center of the limbus may include 1. electronically detecting a limit of contrast between the sclera and iris to define a set of limit data; 2. Mathematically adjust the geometric shape to represent the limit data set; and 3. compute the center of the geometric shape in the coordinate system.

En una realizacion, la etapa (c) de alinear el eje de la lente con un eje de coordenadas del dispositivo medico puede incluir: (i) capturar electronicamente una o mas imagenes incluyendo el miembro de lente como esta conectado y alineado con el ojo; (ii) procesar la imagen en un procesador informatico para determinar una o ambas de una orientacion y una posicion del miembro de lente en el sistema de coordenadas del dispositivo medico; (iii) ajustar una o ambas de la orientacion y la posicion del miembro de lente respecto al eje de coordenadas del dispositivo medico hasta que el eje de coordenadas del dispositivo medico tenga una orientacion conocida respecto al eje anatomico axial del ojo. El metodo puede incluir ademas: (d) determinar un eje de coordenadas de distancia del dispositivo medico al miembro de lente de contacto segun esta conectado y alineado con el ojo; en el que la determinacion de la distancia incluye (i) capturar electronicamente una o mas imagenes incluyendo el miembro de lente de contacto segun esta conectado y alineado con el ojo; y (ii) procesar la imagen en un procesador informatico para determinar la distancia.In one embodiment, the step (c) of aligning the lens axis with a coordinate axis of the medical device may include: (i) electronically capturing one or more images including the lens member as it is connected and aligned with the eye; (ii) process the image in an information processor to determine one or both of an orientation and a position of the lens member in the coordinate system of the medical device; (iii) adjust one or both of the orientation and position of the lens member with respect to the coordinate axis of the medical device until the coordinate axis of the medical device has a known orientation with respect to the axial anatomical axis of the eye. The method may also include: (d) determining a coordinate axis of distance from the medical device to the contact lens member as it is connected and aligned with the eye; wherein the distance determination includes (i) electronically capturing one or more images including the contact lens member as it is connected and aligned with the eye; and (ii) process the image in a computer processor to determine the distance.

Movimiento del ojo. En realizaciones ejemplares de metodos y dispositivos que tienen aspectos de la invencion, el movimiento del ojo de un paciente puede medirse o seguirse para un proposito de diagnostico o terapeutico, tal como tratamiento con radioterapia. En realizaciones ejemplares de un metodo de seguimiento del movimiento del ojo de un paciente en un sistema de coordenadas del dispositivo medico, el metodo puede comprender: (a) determinar una posicion y orientacion inicial del ojo, incluyendo: (i) conectar la superficie anterior del ojo con un miembro de lente de contacto; (ii) alinear el miembro de lente de contacto con el ojo para tener una orientacion conocida respecto a un eje anatomico del ojo y una posicion conocida respecto a la superficie del ojo contactada; y (iii) alinear el miembro de lente de contacto con el dispositivo medico para tener una posicion y orientacion inicial conocida en el sistema de coordenadas del dispositivo medico;Eye movement In exemplary embodiments of methods and devices that have aspects of the invention, the movement of a patient's eye can be measured or monitored for a diagnostic or therapeutic purpose, such as radiotherapy treatment. In exemplary embodiments of a method of monitoring the movement of a patient's eye in a coordinate system of the medical device, the method may comprise: (a) determining an initial position and orientation of the eye, including: (i) connecting the anterior surface of the eye with a contact lens member; (ii) align the contact lens member with the eye to have a known orientation with respect to an anatomical axis of the eye and a known position with respect to the surface of the contacted eye; and (iii) align the contact lens member with the medical device to have a known initial position and orientation in the coordinate system of the medical device;

El metodo puede comprender ademas: (b) capturar electronicamente una pluralidad de imagenes secuenciadas en el tiempo incluyendo el miembro de lente de contacto mientras se mantiene la conexion y alineamiento del miembro de lente de contacto con el ojo; (c) procesar las imagenes en un procesador informatico para determinar una o ambas de una orientacion y una posicion del miembro de lente de contacto en el sistema de coordenadas del dispositivo medico en el momento de captura de cada imagen; y (d) determinar para cada imagen, a partir de la orientacion y/o posicion del miembro de lente de contacto en el momento de la captura de la imagen, el cambio desde la orientacion y/o posicion inicial de la lente de contacto en el sistema de coordenadas del dispositivo medico, para hacer un seguimiento del movimiento secuencial del ojo en el sistema de coordenadas del dispositivo medico.The method may further comprise: (b) electronically capturing a plurality of time-sequenced images including the contact lens member while maintaining the connection and alignment of the contact lens member with the eye; (c) process the images in an information processor to determine one or both of an orientation and a position of the contact lens member in the coordinate system of the medical device at the time of capture of each image; and (d) determine for each image, from the orientation and / or position of the contact lens member at the time of image capture, the change from the orientation and / or initial position of the contact lens in the coordinate system of the medical device, to track the sequential movement of the eye in the coordinate system of the medical device.

Movimiento de la diana: En realizaciones ejemplares de metodos y dispositivos que tienen aspectos de la invencion, el movimiento del ojo de un paciente puede usarse para inferir el movimiento de un tejido u otra region diana en el ojo, para un proposito de diagnostico o terapeutico, tal como tratamiento con radioterapia. En realizaciones ejemplares de un metodo de seguimiento del movimiento del ojo de un paciente, el metodo puede comprender ademas: (e) determinar la posicion del tejido diana respecto al eje anatomico y superficie del ojo contactada; y (f) despues de la etapa (a) de determinar una posicion y orientacion inicial del ojo, determinar una posicion inicial del tejido diana en el sistema de coordenadas del dispositivo medico; (g) determinar para cada imagen, a partir del cambio desde la orientacion y/o posicion inicial de la lente de contacto, el cambio desde la posicion inicial del tejido diana en el sistema de coordenadas del dispositivo medico, para hacer un seguimiento del movimiento secuencial del tejido diana en el sistema de coordenadas del dispositivo medico.Target movement: In exemplary embodiments of methods and devices that have aspects of the invention, the movement of a patient's eye can be used to infer the movement of a tissue or other target region in the eye, for a diagnostic or therapeutic purpose. , such as radiotherapy treatment. In exemplary embodiments of a method of monitoring the movement of a patient's eye, the method may further comprise: (e) determining the position of the target tissue relative to the anatomical axis and surface of the contacted eye; and (f) after step (a) of determining an initial position and orientation of the eye, determining an initial position of the target tissue in the coordinate system of the medical device; (g) determine for each image, from the change from the orientation and / or initial position of the contact lens, the change from the initial position of the target tissue in the coordinate system of the medical device, to track the movement sequential target tissue in the coordinate system of the medical device.

El metodo puede comprender ademas: la etapa de cambiar al menos un parametro operacional del dispositivo medico en respuesta a un cambio desde la posicion inicial del tejido diana. Por ejemplo, cuando el dispositivo medico es un dispositivo de tratamiento con haz de radiacion externa configurado para tratar al paciente mediante la emision de un haz de radiacion colimada dirigido al tejido diana; el cambio en el parametro operacional puede incluir uno de (i) re-dirigir el haz de radiacion colimada para seguir el movimiento del tejido diana e (ii) interrumpir la emision del haz despues de un umbral de movimiento del tejido diana.The method may further comprise: the step of changing at least one operational parameter of the medical device in response to a change from the initial position of the target tissue. For example, when the medical device is an external radiation beam treatment device configured to treat the patient by emitting a collimated radiation beam directed at the target tissue; The change in the operational parameter may include one of (i) redirecting the collimated radiation beam to follow the movement of the target tissue and (ii) interrupting the emission of the beam after a threshold of movement of the target tissue.

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Propagacion en tejido: Los metodos y dispositivos ejemplares que tienen aspectos de la invencion pueden incluir un plan de tratamiento con radioterapia que proporciona la propagacion de un haz de radiacion externa a tejido diana, en el que el paso a traves del tejido afecta las caractensticas del haz. En realizaciones ejemplares de un metodo para tratar a un paciente con un haz de radiacion externa de una fuente de radiacion, el haz de radiacion emitido para propagarse a lo largo de un camino de tejido para alcanzar una region de tejido diana en el cuerpo del paciente, el tratamiento llevado a cabo segun un plan de tratamiento con radioterapia especificando anatomicamente el camino de tejido, el metodo puede comprender (a) seleccionar uno o mas parametros de entrada (P1, P2...Pi,), los parametros de entrada seleccionados a partir de medidas anatomicas humanas, otras medidas humanas, y otras caractensticas espedficas de la persona; (b) caracterizar la variacion respecto a los parametros seleccionados en una poblacion humana que incluye al paciente, la variacion correlacionada con la longitud del camino del tejido (PL) para el plan de tratamiento con radioterapia; (d) determinar una funcion matematica y/o algoritmo de calculo que exprese efectivamente una relacion entre los parametros seleccionados y la longitud del camino de tejido (PL = f (P1, P2 ... Pi); (e) determinar valores de los parametros seleccionados (P1, P2...Pi,) para el paciente; (f) usando la funcion matematica y/o algoritmo de calculo, determinar PL para el paciente (PL0); (g) modificar o ajustar uno o mas aspectos del plan de tratamiento con radioterapia sobre la base del valor determinado PL0; y (h) tratar al paciente segun el plan de tratamiento modificado o ajustado.Tissue propagation: Exemplary methods and devices that have aspects of the invention may include a radiation therapy treatment plan that provides propagation of a beam of external radiation to target tissue, in which the passage through the tissue affects the characteristics of the make. In exemplary embodiments of a method for treating a patient with an external radiation beam from a radiation source, the radiation beam emitted to propagate along a tissue path to reach a region of target tissue in the patient's body , the treatment carried out according to a radiotherapy treatment plan specifying anatomically the tissue path, the method may comprise (a) selecting one or more input parameters (P1, P2 ... Pi,), the selected input parameters from human anatomical measures, other human measures, and other specific characteristics of the person; (b) characterize the variation with respect to the selected parameters in a human population that includes the patient, the variation correlated with the tissue path length (PL) for the radiotherapy treatment plan; (d) determine a mathematical function and / or calculation algorithm that effectively expresses a relationship between the selected parameters and the tissue path length (PL = f (P1, P2 ... Pi); (e) determine values of the Selected parameters (P1, P2 ... Pi,) for the patient; (f) using the mathematical function and / or calculation algorithm, determine PL for the patient (PL0); (g) modify or adjust one or more aspects of the radiotherapy treatment plan based on the determined value PL0; and (h) treat the patient according to the modified or adjusted treatment plan.

Mapeo de la dosis de radiacion: En realizaciones ejemplares de metodos y dispositivos que tienen aspectos de la invencion, el movimiento de una region que incluye tejido diana en el ojo puede usarse para hacer un seguimiento de la deposicion de dosis de radiacion a estructuras anatomicas. En realizaciones ejemplares de un metodo de seguimiento del movimiento de un tejido diana u otra region en el ojo de un paciente, el metodo puede comprender ademas: (h) proporcionar un modelo de distribucion de dosis de radiacion virtual que representa una distribucion de la dosis de radiacion de tratamiento a una region de tejido que incluye el tejido diana; y (i) determinar, a partir del modelo de distribucion de dosis y a partir del movimiento determinado del tejido diana, un modelo de distribucion de dosis modificado que tenga en cuenta el movimiento del ojo.Radiation dose mapping: In exemplary embodiments of methods and devices that have aspects of the invention, movement of a region that includes target tissue in the eye can be used to track radiation dose deposition to anatomical structures. In exemplary embodiments of a method of monitoring the movement of a target tissue or other region in a patient's eye, the method may further comprise: (h) providing a virtual radiation dose distribution model representing a dose distribution of radiation treatment to a tissue region that includes the target tissue; and (i) determine, from the dose distribution model and from the determined movement of the target tissue, a modified dose distribution model that takes into account eye movement.

Una distribucion de dosis que tenga en cuenta el movimiento del ojo puede usarse para desencadenar cambios en la operacion de radioterapia. Por ejemplo, el metodo puede comprender ademas: (j) definir un parametro geometrico en un sistema de coordenadas de la region de tejido que incluye el tejido diana, caracterizando el parametro geometrico una localizacion de referencia de un incremento de tiempo de la dosis de radiacion del modelo proporcionado en la etapa (h); (k) definir un vector de acumulacion proporcionando una suma de vectores del parametro geometrico en un sistema de coordenadas de la region de tejido que incluye el tejido diana; (l) realizar las etapas (h) y (i) para una imagen secuenciada en el tiempo capturada segun la etapa (c) para determinar una distribucion de la dosis con incremento de tiempo modificada y un valor respectivo del parametro geometrico para el incremento de tiempo; (m) anadir el parametro geometrico para el incremento de tiempo al vector de acumulacion; (n) comparar el valor del vector de acumulacion en una o ambas de magnitud y direccion con uno o mas valores umbral predeterminados para determinar si el valor supera el umbral; (o) en el caso en el que el valor en la etapa (n) supere un umbral, interrumpir la emision del haz de radiacion. (p) repetir las etapas (l) a (o) para una pluralidad de imagenes secuenciadas en el tiempo. El parametro geometrico puede tener una relacion lineal o una relacion no lineal (por ejemplo, cuadratica) con un cambio desde la posicion inicial del tejido diana.A dose distribution that takes into account eye movement can be used to trigger changes in the radiotherapy operation. For example, the method may further comprise: (j) defining a geometric parameter in a coordinate system of the tissue region that includes the target tissue, the geometric parameter characterizing a reference location of an increase in radiation dose time of the model provided in step (h); (k) define an accumulation vector by providing a sum of vectors of the geometric parameter in a coordinate system of the tissue region that includes the target tissue; (l) perform steps (h) and (i) for an image sequenced in the time captured according to step (c) to determine a dose distribution with modified time increment and a respective value of the geometric parameter for the increase of weather; (m) add the geometric parameter for increasing the time to the accumulation vector; (n) compare the value of the accumulation vector at one or both of magnitude and direction with one or more predetermined threshold values to determine if the value exceeds the threshold; (o) in the case where the value in step (n) exceeds a threshold, interrupt the emission of the radiation beam. (p) repeat steps (l) to (o) for a plurality of images sequenced in time. The geometric parameter may have a linear relationship or a non-linear relationship (for example, quadratic) with a change from the initial position of the target tissue.

Cuando el tejido diana incluye una parte de la retina del ojo de un paciente, y el parametro geometrico la diferencia en la localizacion para cada secuencia de tiempo de un centroide de la distribucion de dosis en un plano de la superficie retinal respecto a una localizacion inicial del centroide de la distribucion de la dosis.When the target tissue includes a part of the retina of a patient's eye, and the geometric parameter the difference in the location for each time sequence of a centroid of the dose distribution in a plane of the retinal surface with respect to an initial location of the centroid of the dose distribution.

Metodo de alineamiento por formacion de imagenes: En realizaciones ejemplares de un metodo que tiene aspectos de la invencion, un algoritmo para alinear una parte del cuerpo de un paciente con un dispositivo de radiacion comprende: (a) definir un eje normal para la parte del cuerpo (por ejemplo, localizando marcadores fiduciarios en la parte del cuerpo); (b) alinear el eje normal con un pixel en una imagen de camara visualizando la parte del cuerpo; y (c) unir el pixel en la imagen de la camara con un marco de coordenadas de un sistema de posicionamiento robotico uniendo de esta manera el eje normal de la parte del cuerpo con un eje del sistema posicionamiento robotico.Alignment method by imaging: In exemplary embodiments of a method that has aspects of the invention, an algorithm for aligning a part of a patient's body with a radiation device comprises: (a) defining a normal axis for the part of the body (for example, locating fiduciary markers on the body part); (b) align the normal axis with a pixel in a camera image visualizing the body part; and (c) joining the pixel in the camera image with a coordinate frame of a robotic positioning system thus joining the normal axis of the body part with an axis of the robotic positioning system.

El algoritmo puede comprender ademas determinar la distancia entre la parte del cuerpo y el sistema de posicionamiento robotico en el que la distancia se mide a lo largo del eje normal. Cuando la parte del cuerpo es un ojo, el eje normal puede definirse detectando marcadores fiduciarios en un dispositivo que contacta el ojo, tal como adyacente al limbo del ojo. Una diana de tratamiento en la retina, tal como la macula, puede estar localizada respecto al eje normal por una medida de longitud axial del ojo.The algorithm may further comprise determining the distance between the body part and the robotic positioning system in which the distance is measured along the normal axis. When the body part is an eye, the normal axis can be defined by detecting fiduciary markers in a device that contacts the eye, such as adjacent to the eye blade. A treatment target on the retina, such as the macula, can be located relative to the normal axis by a measure of axial eye length.

En realizaciones ejemplares de un metodo que tiene aspectos de la invencion para alinear el ojo de un paciente con un sistema de coordenadas del dispositivo medico, el dispositivo puede proporcionarse para incluir un dispositivo de grna ocular configurado para conectar el ojo y una camara configurada para capturar una imagen electronica del ojo, teniendo la grna ocular marcadores fiduciarios visibles y la camara unida a un procesador informatico. El metodo puede incluir: (a) alinear la camara con una posicion y/o orientacion conocida respecto al sistema de coordenadas del dispositivo medico en el que la camara esta dirigida al ojo segun esta conectado con la grna ocular; (b) capturar una imagen del ojo segun esta conectado con la grna ocular; (c) identificar uno o mas pfxeles de la imagen que representan la localizacion del eje central de la grna ocular; (d) determinar a partir de los datos de la imagen que elIn exemplary embodiments of a method that has aspects of the invention for aligning a patient's eye with a coordinate system of the medical device, the device may be provided to include an eyepiece device configured to connect the eye and a camera configured to capture an electronic image of the eye, the ocular crane having visible fiduciary markers and the camera attached to a computer processor. The method may include: (a) aligning the camera with a known position and / or orientation with respect to the coordinate system of the medical device in which the camera is directed to the eye as it is connected to the eyepiece; (b) capture an image of the eye as it is connected to the eyepiece; (c) identify one or more pixels of the image that represent the location of the central axis of the eyeglass; (d) determine from the image data that the

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eje central de la gma ocular esta alineado con una posicion y/o orientacion conocida respecto al sistema de coordenadas del dispositivo medico; (e) determinar a partir de los datos de la imagen la localizacion del centro del limbo en el sistema de coordenadas; y (f) determinar cualquier desviacion de la localizacion del centro del limbo a una posicion y/o orientacion conocida de la gma ocular.central axis of the eye gma is aligned with a known position and / or orientation with respect to the coordinate system of the medical device; (e) determine from the image data the location of the center of the limbus in the coordinate system; and (f) determine any deviation from the location of the center of the limbus to a known position and / or orientation of the eye gma.

El metodo puede incluir ademas (i) que la camara esta alineada co-axialmente con un eje principal del sistema de coordenadas del dispositivo medico ("eje Z"); (ii) que el procesador se programa con codigo de software que actua en los datos de la imagen de la camara en la memoria del ordenador, para llevar a cabo calculos y algoritmos sobre la base de los datos de la imagen, y determinar las distancias a escala de pixel entre localizaciones en una imagen ("distancia en la imagen"); y (iii) que la gma ocular incluye al menos tres marcadores fiduciarios en posicion conocida respecto a un eje central de la gma ocular. El metodo puede proporcionar ademas que la etapa (c) de identificar un pixel incluye: (i) determinar la parte de la imagen que incluye un primer marcador fiduciario ("marcador fiduciario 1"); (ii) determinar un centro geometrico del area de la imagen del marcador fiduciario; (iii) seleccionar un pixel que representa el centro del marcador fiduciario; y (iv) determinar un pixel de la imagen que representa el eje central de la gma ocular sobre la base de la posicion conocida del primer marcador fiduciario.The method may also include (i) that the camera is aligned co-axially with a main axis of the medical device's coordinate system ("Z axis"); (ii) that the processor is programmed with software code that acts on the camera image data in the computer memory, to perform calculations and algorithms based on the image data, and determine the distances at pixel scale between locations in an image ("distance in the image"); and (iii) that the eye gma includes at least three fiduciary markers in known position relative to a central axis of the eye gma. The method may also provide that step (c) of identifying a pixel includes: (i) determining the part of the image that includes a first fiduciary marker ("fiduciary marker 1"); (ii) determine a geometric center of the fiduciary marker image area; (iii) select a pixel that represents the center of the fiduciary marker; and (iv) determine a pixel of the image that represents the central axis of the eye gma based on the known position of the first fiduciary marker.

El metodo puede proporcionar ademas que: (i) la etapa, de determinar que el eje central de la gma ocular esta alineado, se repite respecto a uno o ambos de un segundo marcador fiduciario ("marcador fiduciario 2") y tercer marcador fiduciario ("marcador fiduciario 3") para seleccionar un pixel que representa el centro del marcador fiduciario respectivo; e incluye ademas:The method may also provide that: (i) the step, of determining that the central axis of the eye gma is aligned, is repeated with respect to one or both of a second fiduciary marker ("fiduciary marker 2") and third fiduciary marker ( "fiduciary marker 3") to select a pixel representing the center of the respective fiduciary marker; and also includes:

(ii) calcular una distancia centro a centro horizontal ("X") en la imagen entre el marcador fiduciario 1 y cada uno de los marcadores fiduciarios 2 y 3;(ii) calculate a horizontal center-to-center distance ("X") in the image between fiduciary marker 1 and each of fiduciary markers 2 and 3;

(iii) predecir, a partir de la posicion conocida de los marcadores fiduciarios en la gma ocular, la distancia relativa en la imagen desde el marcador fiduciario 1 a uno o ambos de los marcadores fiduciarios 2 y 3 correspondiente al alineamiento horizontal del eje central de la gma ocular con el eje Z ("sin inclinacion horizontal");(iii) predict, from the known position of the fiduciary markers in the eye gma, the relative distance in the image from the fiduciary marker 1 to one or both of the fiduciary markers 2 and 3 corresponding to the horizontal alignment of the central axis of the eye gma with the Z axis ("without horizontal inclination");

(iv) comparar las distancias calculadas en (ii) con las distancias predichas en (iii) para determinar si la gma ocular no tiene inclinacion horizontal;(iv) compare the distances calculated in (ii) with the predicted distances in (iii) to determine if the ocular gma has no horizontal inclination;

(v) calcular un desplazamiento vertical ("Y") en la imagen entre el marcador fiduciario 1 y uno o ambos de los marcadores fiduciarios 2 y 3;(v) calculate a vertical shift ("Y") in the image between fiduciary marker 1 and one or both of fiduciary markers 2 and 3;

(vi) predecir, a partir de la posicion conocida de los marcadores fiduciarios en la gma ocular, el desplazamiento relativo Y desde el marcador fiduciario 1 en la imagen de uno o ambos de los marcadores fiduciarios 2 y 3 correspondientes al alineamiento vertical del eje central de la gma ocular con el eje Z ("sin inclinacion vertical");(vi) predict, from the known position of the fiduciary markers in the eye gma, the relative displacement Y from the fiduciary marker 1 in the image of one or both of the fiduciary markers 2 and 3 corresponding to the vertical alignment of the central axis of the eye gma with the Z axis ("without vertical inclination");

(vii) comparar los desplazamientos calculados en (v) con los desplazamientos predichos en (vi) para determinar si la gma ocular no tiene inclinacion vertical;(vii) compare the displacements calculated in (v) with the displacements predicted in (vi) to determine if the ocular gma has no vertical inclination;

(viii) determinar si el pixel que representa el eje central de la gma ocular esta localizado en el centro de la imagen de la camara; y (ix) determinar si (iv), (vii) y (viii) son verdaderos, que la gma ocular esta alineada con el eje Z del dispositivo.(viii) determine if the pixel representing the central axis of the eye gma is located in the center of the camera image; and (ix) determine if (iv), (vii) and (viii) are true, that the eye gma is aligned with the Z axis of the device.

El metodo puede proporcionar ademas que la etapa (e) de determinar la localizacion del centro del limbo incluye: (i) determinar una parte de la imagen incluyendo todo o una parte de la parte expuesta del lfmite del limbo, e identificar las localizaciones de pfxeles correspondientes a la imagen del lfmite del limbo; (ii) determinar una representacion matematica de una forma de "mejor ajuste" correspondiente a los datos de pfxeles del lfmite del limbo; y (iii) calcular el centro de la forma de "mejor ajuste" para determinar la localizacion del centro del limbo.The method may also provide that step (e) of determining the location of the center of the limbus includes: (i) determining a part of the image including all or a portion of the exposed part of the limit of the limbus, and identifying the pixel locations corresponding to the image of the limit of the limbus; (ii) determine a mathematical representation of a "best fit" form corresponding to the pixel data of the limit of the limbus; and (iii) calculate the center of the "best fit" form to determine the location of the center of the limbus.

El metodo puede incluir ademas las etapas: (g) registrar las posiciones y/o orientaciones determinadas en las etapas (a-d) de uno o ambos de la gma ocular y limbo en un modelo de ojo informatico virtual. (h) calcular la posicion de una estructura anatomica del ojo en el sistema de coordenadas del dispositivo sobre la base del modelo de ojo registrado.The method may also include the steps: (g) recording the positions and / or orientations determined in the stages (a-d) of one or both of the eye gma and limbus in a virtual informatic eye model. (h) calculate the position of an anatomical structure of the eye in the device coordinate system based on the registered eye model.

Dispositivo de contacto con el ojo y retractor de parpado: En una realizacion ejemplar de dispositivo de contacto con el ojo que tiene aspectos de la invencion para uso en un sistema para asegurar el ojo de un paciente en una posicion seleccionada, el dispositivo comprende: (a) un cuerpo de lente que tiene una superficie concava interna de contacto adaptada para ponerla frente a la superficie frontal del ojo de un paciente para cubrir al menos una parte de la cornea, una superficie externa que incluye una o mas localizaciones de montaje, y una parte de ventana transparente dispuesta para permitir, cuando esta en posicion operativa, la visualizacion de una parte interna del ojo a traves de la cornea; (b) un miembro de soporte que se puede montar en una base; y (c) dos o mas uniones montadas de forma pivotante en el miembro de soporte y conectadas con una localizacion de montaje del cuerpo de lente, las uniones configuradas forman un ensamblaje que soporta el cuerpo de lente frente al ojo.Eye contact device and eyelid retractor: In an exemplary embodiment of an eye contact device having aspects of the invention for use in a system to secure a patient's eye in a selected position, the device comprises: ( a) a lens body having an internal concave contact surface adapted to face the front surface of a patient's eye to cover at least a part of the cornea, an external surface that includes one or more mounting locations, and a transparent window part arranged to allow, when in an operative position, the visualization of an internal part of the eye through the cornea; (b) a support member that can be mounted on a base; and (c) two or more joints pivotally mounted on the support member and connected to a lens body mounting location, the configured joints form an assembly that supports the lens body in front of the eye.

El dispositivo puede incluir ademas un mecanismo de ajuste que conecta al menos una union y configurado para proporcionar ajuste del rango y/o resistencia de al menos un grado de libertad pivotante del cuerpo de lente respectoThe device may also include an adjustment mechanism that connects at least one joint and configured to provide adjustment of the range and / or resistance of at least one degree of pivoting freedom of the lens body with respect to

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al miembro de soporte. La parte de ventana puede tener al menos una propiedad optica seleccionada del grupo que consiste en una transparencia seleccionada, una refraccion optica seleccionada, una magnificacion seleccionada, una filtracion optica seleccionada, una polaridad optica seleccionada, y un patron de marcadores seleccionado.to the support member. The window part may have at least one optical property selected from the group consisting of a selected transparency, a selected optical refraction, a selected magnification, a selected optical filtration, a selected optical polarity, and a selected marker pattern.

En una realizacion ejemplar de dispositivo retractor de parpado del ojo que tiene aspectos de la invencion, el dispositivo comprende: (a) un gancho semejante a cuchara que conecta el parpado montado configurado para mantener un parpado sin danarlo; (b) un miembro de tension elastico (por ejemplo, una cinta o tubo elastico) unido al gancho semejante a cuchara y unido a un miembro de base asegurador (por ejemplo, un clip u otra union), siendo el miembro de tension ajustable tanto en tension como direccion de aplicacion de la tension respecto al ojo. El ajuste de tension puede incluir alterar la longitud del miembro de tension (por ejemplo, un ajuste de tira convencional, ajuste con Velcro, o semejantes) o puede incluir alterar la localizacion del miembro de base asegurador (tal como uniendo un clip a una localizacion diferente). El miembro de tension puede incluir un mecanismo de liberacion de la tension (tal como una liberacion magnetica). El miembro de base asegurador puede configurarse para unirse a la ropa de un sujeto o al cuerpo del sujeto.In an exemplary embodiment of an eyelid retractor device having aspects of the invention, the device comprises: (a) a spoon-like hook that connects the assembled eyelid configured to maintain an eyelid without damaging it; (b) an elastic tension member (for example, an elastic tape or tube) attached to the spoon-like hook and attached to an insurer base member (for example, a clip or other joint), the tension member being adjustable both in tension as the direction of application of the tension with respect to the eye. The tension adjustment may include altering the length of the tension member (for example, a conventional strip adjustment, Velcro adjustment, or the like) or may include altering the location of the insurer base member (such as by attaching a clip to a location different). The tension member may include a tension release mechanism (such as a magnetic release). The insurance base member can be configured to join a subject's clothing or the subject's body.

Colimador de rayos X con elementos movibles: En una realizacion ejemplar de colimador que tiene aspectos de la invencion para producir un tratamiento con haz de rayos X colimado, el colimador comprende: (a) un cuerpo de colimador configurado para ser soportado en asociacion operativa con un ensamblaje de fuente de rayos X que tiene una fuente de rayos X; (b) un eje de colimador que define la direccion de propagacion del haz de rayos X; (c) una apertura de salida del colimador soportada respecto al cuerpo del colimador para determinar una o mas caractensticas transversales del haz de rayos X; (d) cualquiera o ambos del cuerpo del colimador y la apertura de salida del colimador incluyen uno o mas elementos que afectan a un haz configurados para producir un haz de rayos X colimado direccionado para intersecar a la diana de tratamiento del cuerpo de un sujeto, de manera que al menos uno de los elementos que afectan a un haz es movible para ajustar un parametro ffsico del haz de rayos X.X-ray collimator with movable elements: In an exemplary embodiment of collimator having aspects of the invention to produce a collimated X-ray beam treatment, the collimator comprises: (a) a collimator body configured to be supported in operative association with an x-ray source assembly that has an x-ray source; (b) a collimator axis that defines the direction of propagation of the x-ray beam; (c) an outlet opening of the collimator supported with respect to the body of the collimator to determine one or more transverse features of the X-ray beam; (d) either or both of the collimator body and the outlet opening of the collimator include one or more elements that affect a beam configured to produce a collimated x-ray beam directed to intersect the treatment target of a subject's body, so that at least one of the elements that affect a beam is movable to adjust a physical parameter of the x-ray beam.

En una realizacion, el elemento que afecta al haz puede incluir uno o mas de los siguientes: (i) una parte de cuerpo extensible configurada para alterar la distancia de la apertura desde la fuente de rayos X; (ii) una parte movible configurada para alterar la posicion de la apertura respecto a la fuente de rayos X, para alterar la direccion del eje de haz; (iii) una parte movible configurada para alterar la posicion rotacional de la apertura respecto al eje de colimador; y (iv) un elemento de apertura movible configurado para ser ajustado para cambiar uno del diametro de un haz y la forma transversal de un haz.In one embodiment, the element affecting the beam may include one or more of the following: (i) an extensible body part configured to alter the distance of the opening from the X-ray source; (ii) a movable part configured to alter the position of the aperture with respect to the X-ray source, to alter the direction of the beam axis; (iii) a movable part configured to alter the rotational position of the opening relative to the collimator axis; and (iv) a movable opening element configured to be adjusted to change one of the diameter of a beam and the transverse shape of a beam.

En una realizacion, uno o mas elementos movibles se montan en uno o mas actuadores configurados para mover los elementos durante el curso del tratamiento con rayos X, los actuadores controlados por un controlador de seguimiento efectivo para detectar un movimiento de la diana del tratamiento durante el tratamiento; el controlador efectivo para controlar los actuadores para ajustar un parametro ffsico del haz de rayos X para mantener sustancialmente la interseccion del haz con la diana del tratamiento en el caso en el que la diana se mueva durante el tratamiento.In one embodiment, one or more movable elements are mounted on one or more actuators configured to move the elements during the course of the X-ray treatment, the actuators controlled by an effective tracking controller to detect a movement of the treatment target during the treatment; the effective controller for controlling the actuators to adjust a physical parameter of the X-ray beam to substantially maintain the intersection of the beam with the treatment target in the case where the target moves during treatment.

Debe entenderse que en general, cuando un metodo de tratamiento que tiene aspectos de la invencion se describe en la presente memoria, el concepto de la invencion incluye realizaciones de un dispositivo para realizar el metodo, y realizaciones de software o codigo legible por maquina efectivo para llevar a cabo el metodo mediante un procesador informatico conectado operativamente a dicha realizacion de dispositivo.It should be understood that in general, when a method of treatment having aspects of the invention is described herein, the concept of the invention includes embodiments of a device for performing the method, and embodiments of software or machine-readable code effective for carrying out the method by means of an information processor operatively connected to said device embodiment.

Estos y otros objetos y caractensticas de la invencion se apreciaran mas completamente cuando se lea la descripcion detallada siguiente de la invencion conjuntamente con las figuras adjuntas.These and other objects and features of the invention will be more fully appreciated when the following detailed description of the invention is read in conjunction with the attached figures.

Descripcion breve de las figurasBrief description of the figures

Las FIGURAS y las descripciones asociadas se proporcionan para ilustrar realizaciones de la descripcion y no para limitar el alcance de la descripcion. A lo largo de las figuras, los numeros de referencia se reusan para indicar correspondencia entre elementos referenciados. Las FIGURAS estan en forma simplificada y no necesariamente a escala. En referencia a la descripcion de la presente memoria, solo para propositos de conveniencia y claridad, los terminos direccionales, tal como parte superior, inferior, izquierda, derecha, arriba, abajo, sobre, por encima, por debajo, debajo, en el fondo, y en el frente se usan respecto a las figuras adjuntas. Dichos terminos direccionales no deben considerarse como que limitan el alcance de la invencion de ninguna manera.FIGURES and associated descriptions are provided to illustrate embodiments of the description and not to limit the scope of the description. Throughout the figures, reference numbers are reused to indicate correspondence between referenced elements. The FIGURES are in simplified form and not necessarily to scale. Referring to the description of the present specification, only for purposes of convenience and clarity, the directional terms, such as upper, lower, left, right, up, down, above, above, below, below, in the background , and in the front they are used with respect to the attached figures. Such directional terms should not be considered as limiting the scope of the invention in any way.

Los dibujos ilustran generalmente realizaciones de metodos y dispositivos que tienen aspectos de la invencion, excepto cuando se definen espedficamente caractensticas particulares de los dibujos como que son de la tecnica anterior. Asf, los dibujos son una parte integral de la descripcion escrita de las invenciones de la presente memoria. Las figuras pueden resumirse como sigue:The drawings generally illustrate embodiments of methods and devices that have aspects of the invention, except when specific features of the drawings are specifically defined as being from the prior art. Thus, the drawings are an integral part of the written description of the inventions herein. The figures can be summarized as follows:

La FIG. 1A es una vista en perspectiva de una realizacion de un sistema de tratamiento con rayos X que tiene aspectos de la invencion.FIG. 1A is a perspective view of an embodiment of an X-ray treatment system that has aspects of the invention.

La FIG. 1B es una vista en planta de la realizacion del sistema de tratamiento de la FIG. 1A, que muestra ademas procesadores del sistema y dispositivos de operador, representados como instalados en una consola ejemplar.FIG. 1B is a plan view of the embodiment of the treatment system of FIG. 1A, which also shows system processors and operator devices, represented as installed in an exemplary console.

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Las FIGS. 2A-B ilustran vistas en perspectiva del dispositivo de contacto o grna ocular que tiene aspectos de la invencion en varios casos de alineamiento con un eje del sistema.FIGS. 2A-B illustrate perspective views of the contact device or eyepiece having aspects of the invention in several cases of alignment with an axis of the system.

Las FIGS. 3A-B y 4 representan partes de un sistema de radioterapia ejemplar que incluye un subsistema de alineamiento y de estabilizacion del ojo y colimador de fuente de rayos X que tiene aspectos de la invencion.FIGS. 3A-B and 4 represent parts of an exemplary radiotherapy system that includes an alignment and stabilization subsystem of the eye and X-ray source collimator having aspects of the invention.

Las FIGS. 5 y 6 representan realizaciones de un sistema de posicionamiento de rayos X constrenido para tratar el ojo.FIGS. 5 and 6 represent embodiments of a consisted X-ray positioning system to treat the eye.

La FIG. 7 representa un metodo de direccionamiento anatomico para radioterapia, que representa una seccion transversal del ojo de un paciente;FIG. 7 represents an anatomical addressing method for radiotherapy, which represents a cross section of a patient's eye;

La FIG. 8A es una vista esquematica de una imagen de fundus en la retina de un paciente, que muestra la anatoirna y geometna de la retina.FIG. 8A is a schematic view of an image of fundus in a patient's retina, showing the anatoirna and geometna of the retina.

La FIG. 8B es una vista en perspectiva de un modelo virtual de un ojo, incluyendo una imagen retinal registrada, tal como una imagen OCT de un paciente.FIG. 8B is a perspective view of a virtual model of an eye, including a registered retinal image, such as an OCT image of a patient.

La FIG. 9 es una vista frontal de un ojo como se observa alineado con un eje de referencia de sistema y que representa geometna estereotactica de haz de tratamiento con rayos X.FIG. 9 is a front view of an eye as seen aligned with a system reference axis and representing stereotactic x-ray beam treatment geometry.

La FIG. 10 representa resultados de un experimento en el que se focalizaron tres haces en la parte posterior de un ojo usando un sistema robotico.FIG. 10 represents results of an experiment in which three beams were focused on the back of an eye using a robotic system.

La FIG. 11 representa un modelo simulado de ojo que incluye una representacion virtual de la mayor parte de la anatomfa ocular mostrada en la FIG. 7, incluyendo la relacion entre diferentes caractensticas anatomicas y la geometna del ojo.FIG. 11 represents a simulated eye model that includes a virtual representation of most of the ocular anatomy shown in FIG. 7, including the relationship between different anatomical features and eye geometry.

La FIG. 12 muestra un sistema colimador de rayos X incluyendo los parametros ffsicos que afectan las caractensticas del haz de radiacion, como se aplica a una representacion anatomica simplificada de la anatomfa de la FIG. 11.FIG. 12 shows an X-ray collimator system including the physical parameters that affect the characteristics of the radiation beam, as applied to a simplified anatomical representation of the anatomy of FIG. eleven.

La FIG. 13A es una grafica que muestra los resultados de una simulacion computacional Monte Carlo para la absorcion de energfa de rayos X en una configuracion generalmente similar a la de la FIG. 12.FIG. 13A is a graph showing the results of a Monte Carlo computational simulation for the absorption of X-ray energy in a configuration generally similar to that of FIG. 12.

La FIG. 13B muestra una grafica de intensidad de dosis medida en la profundidad retinal para una configuracion de rayos X/colimador comparable a la de la FIG. 13A.FIG. 13B shows a plot of dose intensity measured at retinal depth for an X-ray / collimator configuration comparable to that of FIG. 13A.

La FIG. 14 muestra un ejemplo del mapeo usando un escaner laser 3D para determinar puntos en el espacio tridimensional de la superficie de varios ojos de cadaveres.FIG. 14 shows an example of the mapping using a 3D laser scanner to determine points in the three-dimensional space of the surface of several corpse eyes.

La FIG. 15A es una grafica de la longitud de camino de tejido frente a la longitud axial a partir de datos tal como se muestra en la FIG. 14.FIG. 15A is a plot of the tissue path length versus axial length from data as shown in FIG. 14.

La FIG. 15B es una grafica de camino de tejido y longitud axial derivada de ecograffa en modo A de siete ejemplos de ojos de cadaveres.FIG. 15B is a graph of tissue path and axial length derived from ultrasound mode A of seven examples of corpse eyes.

La FIG. 16 ilustra una vista superior de una realizacion de un sistema para posicionamiento y/o estabilizacion controlable del ojo de un sujeto para tratamiento terapeutico.FIG. 16 illustrates a top view of an embodiment of a system for controllable positioning and / or stabilization of the eye of a subject for therapeutic treatment.

Las FIGS. 17A-B ilustran vistas superiores de una realizacion de un sistema para conectar el ojo de un sujeto.FIGS. 17A-B illustrate top views of an embodiment of a system for connecting the eye of a subject.

La FIG. 18A-D representa vistas en perspectiva del dispositivo de contacto con el brazo de control unido que tiene aspectos de la invencion.FIG. 18A-D represents perspective views of the contact device with the attached control arm having aspects of the invention.

La FIG. 19 ilustra esquematicamente un dispositivo de grna ocular para uso en un sistema estabilizante del ojo que tiene aspectos de la invencion que tiene marcadores fiduciarios.FIG. 19 schematically illustrates an eyepiece device for use in an eye stabilizer system that has aspects of the invention having fiduciary markers.

Las FIGS. 20A-G ilustran esquematicamente un dispositivo de grna ocular para uso en un sistema estabilizante del ojo que tiene aspectos de la invencion, y que tiene marcadores fiduciarios moldeados, y un metodo para determinar la orientacion por reconocimiento de imagen.FIGS. 20A-G schematically illustrates an eyepiece device for use in an eye stabilizer system that has aspects of the invention, and that has molded fiduciary markers, and a method for determining image recognition orientation.

La FIG. 21A es un diagrama de flujo que ilustra un metodo para utilizar el sistema para estabilizar y posicionar un ojo para tratamiento.FIG. 21A is a flow chart illustrating a method of using the system to stabilize and position an eye for treatment.

Las FIGS. 21B-E son ilustraciones esquematicas del ojo de un paciente asociado con una realizacion de sistema de tratamiento, que muestra etapas particulares descritas en la FIG. 21A.FIGS. 21B-E are schematic illustrations of the eye of a patient associated with an embodiment of the treatment system, which shows particular stages described in FIG. 21A.

La FIG. 22 representa una realizacion de una grna ocular que tiene aspectos de la invencion conectada con un ojo que tiene una realizacion de un retractor de parpado.FIG. 22 represents an embodiment of an eyeglass having aspects of the invention connected to an eye that has an embodiment of an eyelid retractor.

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La FIG. 23 representa una realizacion alternativa de una gma ocular que tiene aspectos de la invencion conectada con un ojo que tiene una realizacion alternativa de un retractor de parpado.FIG. 23 represents an alternative embodiment of an eye gma having aspects of the invention connected to an eye that has an alternative embodiment of an eyelid retractor.

Las FIGS. 24A-D ilustran una gma ocular mostrada en la FIG. 23, teniendo el dispositivo un patron de marcadores fiduciarios, la gma para uso en un sistema estabilizante del ojo que tiene aspectos de la invencion, mostrados en contacto con un ojo y representando el metodo para determinar alineamiento.FIGS. 24A-D illustrate an ocular gma shown in FIG. 23, the device having a pattern of fiduciary markers, the gma for use in an eye stabilizer system having aspects of the invention, shown in contact with an eye and representing the method for determining alignment.

Las FIGS. 25A-B ilustran el efecto de la inclinacion en la posicion de marcadores fiduciarios de la gma ocular de la FIG. 24.FIGS. 25A-B illustrate the effect of inclination on the position of fiduciary markers of the eye gma of FIG. 24.

Las FIGS. 26A-E son graficas que muestran movimientos del ojo medidos experimentalmente con una realizacion de un sistema para posicionar y/o estabilizar de forma controlable el ojo.FIGS. 26A-E are graphs that show eye movements measured experimentally with an embodiment of a system for controllable positioning and / or stabilization of the eye.

Las FIGS. 27 y 28A-B son diagramas de flujo que ilustran la adquisicion y procesamiento de los datos.FIGS. 27 and 28A-B are flow charts that illustrate the acquisition and processing of data.

Las FIGS. 29A-B son dos vistas en planta de una gma ocular incluida en un sistema estabilizante del ojo que tiene aspectos de la invencion, mostrado en contacto con un ojo durante el tratamiento con rayos X, que ilustra el efecto sobre la posicion retinal del movimiento del ojo.FIGS. 29A-B are two plan views of an eye gma included in an eye stabilizer system that has aspects of the invention, shown in contact with an eye during X-ray treatment, illustrating the effect on the retinal position of the movement of the eye.

Las FIGS. 30A-B son dos vistas en planta de una gma ocular que tiene aspectos de la invencion en contacto con un ojo durante el tratamiento con rayos X, que ilustra el efecto sobre la posicion retinal del movimiento rotacional del ojo.FIGS. 30A-B are two plan views of an eye gma that has aspects of the invention in contact with an eye during X-ray treatment, illustrating the effect on the retinal position of the eye's rotational movement.

Las FIGS. 31A-B son vistas que ilustran desde una perspectiva frontal el movimiento mostrado en las FIGS. 30A-B.FIGS. 31A-B are views illustrating from a frontal perspective the movement shown in FIGS. 30A-B.

Las FIGS. 32-36A-B son diagramas que representan los procedimientos de transformacion que tienen aspectos de la invencion para convertir senales de entrada detectadas relacionadas con los movimientos del ojo (veanse las FIGS. 29-31) en movimientos correspondientes de un punto del haz respecto a la retina.FIGS. 32-36A-B are diagrams representing the transformation procedures that have aspects of the invention for converting detected input signals related to eye movements (see FIGS. 29-31) into corresponding movements of a beam point relative to the retina.

La FIG. 37A-B son graficas que ilustran un mapa de dosis de 3 haces estereotactico de dosis retinal medida por radiometna en un ojo simulado o modelo.FIG. 37A-B are graphs illustrating a dose map of 3 stereotactic beams of retinal dose measured by radiometna in a simulated eye or model.

La FIG. 37C es una grafica de distribucion de dosis preparada mediante una simulacion de transporte de radiacion numerica Monte Carlo empleada conjuntamente con un modelo caractenstico de tejido derivado de anatoirna humana revelada en formacion de imagenes por escaner CT.FIG. 37C is a dose distribution graph prepared by a Monte Carlo numerical radiation transport simulation used in conjunction with a characteristic model of human anatoirna derived tissue revealed in imaging by CT scan.

Las FIGS. 38A-B representan un metodo para confirmar un plan de tratamiento con radioterapia ejemplar que tiene aspectos de la invencion usando medidas radiograficas en el ojo de un cadaver.FIGS. 38A-B represent a method of confirming an exemplary radiotherapy treatment plan that has aspects of the invention using radiographic measurements in the eye of a corpse.

Las FIGS. 39A-E son graficas que ilustran el movimiento retinal determinado a partir de las medidas de movimiento del ojo mostradas en las FIGS. 16A-E, y que muestran el efecto en la dosificacion de radiacion absorbida en la retina.FIGS. 39A-E are graphs illustrating the retinal movement determined from the eye movement measurements shown in FIGS. 16A-E, and showing the effect on the dosage of radiation absorbed in the retina.

Las FIGS. 40A-H son graficas que ilustran el movimiento retinal determinado a partir de las medidas de movimiento del ojo, y que ilustran un metodo para prevenir dosificacion de radiacion no planeada en la retina por control de la inactivacion ("gating") de la fuente de rayos X y realineamiento del sistema estabilizante del ojo.FIGS. 40A-H are graphs that illustrate the retinal movement determined from the eye movement measurements, and that illustrate a method to prevent unplanned radiation dosing in the retina by controlling the inactivation ("gating") of the source of X-rays and realignment of the stabilizing system of the eye.

Las FIGS. 41A-D son graficas que ilustran metodos de control de la inactivacion alternativos sobre la base del movimiento retinal determinado a partir de las medidas del movimiento del ojo.FIGS. 41A-D are graphs illustrating alternative inactivation control methods based on retinal movement determined from the eye movement measurements.

Las FIGS. 41E-H son graficas que muestran la operacion de seguimiento retinal y controles de control de la inactivacion de rayos X durante el tratamiento del paciente.FIGS. 41E-H are graphs that show the operation of retinal follow-up and control controls of X-ray inactivation during patient treatment.

Las FIGS. 42A-H son graficas que ilustran el movimiento retinal determinado a partir de las medidas de movimiento del ojo, y que ilustran un metodo para corregir el parpadeo del paciente durante el tratamiento, para controlar la dosificacion de radiacion en la retina.FIGS. 42A-H are graphs that illustrate the retinal movement determined from the eye movement measurements, and that illustrate a method to correct the patient's flickering during treatment, to control the radiation dosage in the retina.

Las FIGS. 43A-C ilustran una realizacion para el seguimiento del movimiento retinal alterando el camino del haz usando una placa de salida del colimador movible.FIGS. 43A-C illustrate an embodiment for tracking retinal movement by altering the path of the beam using a movable collimator exit plate.

Las FIGS. 43D-G ilustran una realizacion de un ensamblaje de colimador que tiene aspectos de la invencion, que tiene una longitud de colimador variable.FIGS. 43D-G illustrates an embodiment of a collimator assembly having aspects of the invention, which has a variable collimator length.

Las FIGS. 43H-K ilustran realizaciones alternativas de ensamblajes de colimador que tienen aspectos de la invencion, que tiene un diametro de apertura del colimador variable.FIGS. 43H-K illustrate alternative embodiments of collimator assemblies that have aspects of the invention, which has a variable collimator aperture diameter.

Las FIGS. 44A-D ilustran un dispositivo de gma para uso en un sistema estabilizante del ojo que tiene aspectos de la invencion, teniendo la gma una pare de ventana o transparente que permite la formacion de imagenes de la retina durante el tratamiento.FIGS. 44A-D illustrate a gma device for use in an eye stabilizer system that has aspects of the invention, the gma having a window or transparent stop that allows retinal imaging during treatment.

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Las FIGS. 45A-C ilustran dispositivos de gma ocular que tienen una parte de ventana o transparente; y que tienen una estructura de brazo de soporte ajustable que comprende una pluralidad de uniones.FIGS. 45A-C illustrate eye gma devices that have a window or transparent part; and which have an adjustable support arm structure comprising a plurality of joints.

Las FIGS. 46A-C ilustran dos realizaciones ejemplares de retractores de parpado unidos elasticamente que tienen aspectos de la invencion, y una liberacion de la tension magnetica.FIGS. 46A-C illustrate two exemplary embodiments of elastically bonded eyelid retractors that have aspects of the invention, and a release of magnetic stress.

Las FIGS. 47A-C ilustran una realizacion alternativa de un retractor de parpado.FIGS. 47A-C illustrate an alternative embodiment of an eyelid retractor.

Las FIGS. 48A-D ilustran una realizacion alternativa adicional de un retractor de parpado que tiene aspectos de la invencion.FIGS. 48A-D illustrate a further alternative embodiment of an eyelid retractor having aspects of the invention.

La FIG. 49 es un diagrama de estructura esquematico de una realizacion LSLO, configurado para formacion de imagenes de la retina.FIG. 49 is a schematic structure diagram of an LSLO embodiment, configured for retinal imaging.

Las FIGS. 50A-B son una vista en elevacion y una vista en planta respectivamente de una disposicion optica ejemplar de un instrumento LSLO.FIGS. 50A-B are an elevation view and a plan view respectively of an exemplary optical arrangement of an LSLO instrument.

La FIG. 51 ilustra una carcasa optica de LSLO ejemplar.FIG. 51 illustrates an exemplary LSLO optical housing.

La FIG. 52 ilustra un sistema de radioterapia ejemplar que tiene aspectos de la invencion que tiene un sistema de formacion de imagenes incluyendo un instrumento de formacion de imagenes de la retina tal como un LSLO.FIG. 52 illustrates an exemplary radiotherapy system that has aspects of the invention that an imaging system has including an image forming instrument of the retina such as an LSLO.

La FIG. 53 ilustra un sistema de radioterapia ejemplar que tiene aspectos de la invencion para tratar una diana no ocular mientras se hace seguimiento de un miembro de contacto unido al cuerpo.FIG. 53 illustrates an exemplary radiotherapy system that has aspects of the invention for treating a non-ocular target while tracking a contact member attached to the body.

La FIG. 54 ilustra un sistema de radioterapia ejemplar que tiene aspectos de la invencion, generalmente similar a las realizaciones mostradas en las FIGS 1-6, pero que tiene un sistema de seguimiento del ojo que emplea reflexiones de la cornea para el alineamiento.FIG. 54 illustrates an exemplary radiotherapy system that has aspects of the invention, generally similar to the embodiments shown in FIGS. 1-6, but which has an eye tracking system that uses corneal reflections for alignment.

Las FIGS. 55A-C ilustran vistas laterales esquematicas de una parte anterior de un ojo en tres orientaciones respecto a una realizacion de un sistema de alineamiento que tiene aspectos de la invencion, que representa un metodo que utiliza el dimensionado del limbo para definir el eje de referencia.FIGS. 55A-C illustrate schematic side views of an anterior part of an eye in three orientations with respect to an embodiment of an alignment system having aspects of the invention, which represents a method that uses the dimensioning of the blade to define the reference axis.

La FIG. 56 es un diagrama de un metodo ejemplar que tiene aspectos de la invencion, que muestra una secuencia de las etapas de procesamiento de datos sucesivas usadas para identificar el lfmite lfmbico y el centro lfmbico.FIG. 56 is a diagram of an exemplary method having aspects of the invention, showing a sequence of successive data processing steps used to identify the limbic limit and the limbic center.

Descripcion detalladaDetailed description

La descripcion siguiente esta relacionada con el contenido que se encuentra en las solicitudes de prioridad, en particular las solicitudes US No. 12/103.534 presentada el 15 de abril, 2008; No. 12/027.069 presentada el 1 de febrero, 2008; y No. 12/100.398 presentada el 9 de abril, 2008; cada una de las cuales se incorpora por referencia, a las que se dirige el lector para descripcion y ejemplos adicionales. En particular, estas solicitudes describen dispositivos de alineamiento y estabilizacion del ojo que tienen aspectos de la invencion, y metodos para su uso. Ademas, estas solicitudes describen dispositivos metodos de radioterapia ocular, y metodos para planear tratamientos que son relevantes para la descripcion siguiente.The following description is related to the content found in priority requests, in particular US applications No. 12 / 103,534 filed on April 15, 2008; No. 12 / 027,069 filed on February 1, 2008; and No. 12 / 100,398 filed on April 9, 2008; each of which is incorporated by reference, to which the reader is directed for description and additional examples. In particular, these applications describe alignment and stabilization devices of the eye that have aspects of the invention, and methods for their use. In addition, these applications describe ocular radiotherapy methods devices, and methods for planning treatments that are relevant to the following description.

I. DefinicionesI. Definitions

Los terminos siguientes tienen las definiciones siguientes de la presente memoria, a no ser que se indique otra cosa.The following terms have the following definitions herein, unless otherwise indicated.

Una "lesion" se refiere a un area localizada de tejido enfermo o trastornado. Una "lesion ocular" puede referirse a una lesion retinal o no retinal, y una lesion retinal puede referirse a cualquier patologfa localizada asociada con la retina, incluyendo degeneracion macular, tal como degeneracion macular humeda y relacionada con la edad en la que la lesion esta asociada con la macula, lesiones asociadas con tumores o con anormalidades vasculares, drusas, incluyendo drusas del disco optico, enfermedades del disco optico, lesiones asociadas con inflamacion, tal como Smdrome de Behcet, lesiones asociadas con enfermedades hereditarias, tal como Hiperlipidemia Hereditaria de Watanabe, y lesiones asociadas con infeccion viral, bacteriana, o parasitaria, tal como lesiones asociadas con infeccion, tal como lesiones asociadas con infeccion por Trypanosoma.An "injury" refers to a localized area of diseased or disturbed tissue. An "ocular lesion" may refer to a retinal or non-retinal lesion, and a retinal lesion may refer to any localized pathology associated with the retina, including macular degeneration, such as wet and age-related macular degeneration at which the lesion is associated with the macula, lesions associated with tumors or with vascular abnormalities, drusen, including drusen of the optic disc, diseases of the optic disc, lesions associated with inflammation, such as Smdrome de Behcet, lesions associated with hereditary diseases, such as Watanabe Hereditary Hyperlipidemia , and lesions associated with viral, bacterial, or parasitic infection, such as lesions associated with infection, such as lesions associated with Trypanosoma infection.

Una "estructura sensible a la radiacion" se refiere a un area de tejido o estructura normalmente sano que esta cerca de una lesion, y que esta en riesgo de perdida de funcion por sobreexposicion a radiacion, por ejemplo, por un haz de rayos X colimado. Un ejemplo es el disco optico, que esta cerca de la macula en la retina del ojo de un paciente.A "radiation sensitive structure" refers to an area of normally healthy tissue or structure that is close to an injury, and is at risk of loss of function due to radiation overexposure, for example, by a collimated X-ray beam . An example is the optical disc, which is close to the macula in the retina of a patient's eye.

Un "sistema de coordenadas externo" o "sistema de coordenadas de tratamiento" se refiere al sistema de coordenadas en el que las posiciones de coordenadas de varios componentes de un sistema de tratamiento, tal como una gma ocular, un sistema de seguimiento, y un eje de radiacion de haz pueden determinarse y se conocen sus posiciones de uno respecto al otro.An "external coordinate system" or "treatment coordinate system" refers to the coordinate system in which the coordinate positions of various components of a treatment system, such as an eye gma, a tracking system, and a Beam radiation axis can be determined and their positions with respect to each other are known.

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Un "eje del paciente" se refiere a un eje interno definido por los puntos naturales o marcadores fiduciarios de referencia en el paciente, y que pueden usarse por lo tanto en el seguimiento de la posicion del paciente por un sistema de seguimiento adecuado en el sistema de coordenadas externo. Un eje de paciente ejemplar es un "eje geometrico" ocular definido como una lmea que se extiende a traves del centro del limbo y a traves del centro de una reflexion corneal, por ejemplo, la primera reflexion producida desde la cornea cuando se ilumina por una fuente de luz.A "patient axis" refers to an internal axis defined by the natural points or fiduciary reference markers in the patient, and which can therefore be used in the monitoring of the patient's position by an adequate monitoring system in the system of external coordinates. An exemplary patient axis is an ocular "geometric axis" defined as a line that extends through the center of the limbus and through the center of a corneal reflection, for example, the first reflection produced from the cornea when illuminated by a source of light.

Un "eje de grna ocular" se refiere a un eje definido por una grna ocular en el sistema de coordenadas externo. Idealmente, una grna ocular esta centrada en el ojo del paciente de manera que el eje geometrico del ojo en el sistema de coordenadas de paciente se alinea con el eje de la grna ocular en el sistema de coordenadas externo. Esto puede hacerse, por ejemplo, centrando la grna ocular en el ojo, por ejemplo, respecto al limbo del ojo.An "ocular crane axis" refers to an axis defined by an ocular crane in the external coordinate system. Ideally, an eyeglass is centered on the patient's eye so that the geometric axis of the eye in the patient coordinate system aligns with the axis of the eyebrow in the external coordinate system. This can be done, for example, by focusing the eye gland on the eye, for example, with respect to the eye blade.

Un "eje de referencia" o "eje de sistema" se refiere a un eje que tiene coordenadas conocidas, y definidas en el sistema de coordenadas externo. Como se vera mas adelante, el eje de referencia puede definirse por el eje de un paciente dado en una posicion del cuerpo definida, de manera que la posicion del cuerpo puede seguirse por el movimiento del eje corporal respecto al eje de referencia. Por ejemplo, si la region del paciente que se va a tratar es una estructura retinal, tal como la macula, el ojo del paciente se pone inicialmente en una posicion preferiblemente inmovilizada con el paciente mirando hacia el frente. El eje geometrico del ojo se determina en esta posicion, y las coordenadas del eje geometrico en el sistema de coordenadas externo define entonces el eje de referencia. El eje de referencia puede pensarse como el eje que forma el marco de referencia para transformar las coordenadas del cuerpo internas en el sistema de coordenadas externo, por transformacion de matriz, en el que la transformacion se determina segun una variacion medida del eje corporal respecto al eje de referencia. Alternativamente, cuando la posicion del ojo se sigue mediante el seguimiento de la posicion de una grna ocular en el ojo, el eje de referencia puede definirse por el eje de la grna ocular cuando el paciente se pone inicialmente en una posicion preferiblemente inmovilizada con el paciente mirando de frente. El eje de la grna ocular se vuelve entonces el marco de referencia para determinar la posicion del ojo respecto al eje de referencia.A "reference axis" or "system axis" refers to an axis that has known coordinates, and defined in the external coordinate system. As will be seen below, the reference axis can be defined by the axis of a given patient in a defined body position, so that the position of the body can be followed by the movement of the body axis relative to the reference axis. For example, if the region of the patient to be treated is a retinal structure, such as the macula, the patient's eye is initially placed in a position preferably immobilized with the patient facing forward. The geometric axis of the eye is determined in this position, and the coordinates of the geometric axis in the external coordinate system then define the reference axis. The reference axis can be thought of as the axis that forms the reference frame to transform the internal body coordinates in the external coordinate system, by matrix transformation, in which the transformation is determined according to a measured variation of the body axis with respect to the reference axis Alternatively, when the position of the eye is followed by monitoring the position of an eyeglass in the eye, the reference axis can be defined by the axis of the eyeglass when the patient is initially placed in a position preferably immobilized with the patient. looking straight ahead The axis of the eyepiece then becomes the reference frame to determine the position of the eye relative to the reference axis.

La "longitud axial" del ojo es la distancia a lo largo del eje geometrico del ojo entre la parte frontal de la cornea y la parte posterior de la retina. Esta distancia puede medirse por ultrasonidos segun metodos conocidos.The "axial length" of the eye is the distance along the geometric axis of the eye between the front part of the cornea and the back of the retina. This distance can be measured by ultrasound according to known methods.

Un "modelo del ojo estandar" o "modelo de ojo humano" se refiere a un modelo geometrico del ojo que se construye a partir de una gran poblacion de ojos humanos. Este modelo tendra su propio sistema de coordenadas en el que las coordenadas de las estructuras oculares de interes, incluyendo la macula y disco optico, son conocidas.A "standard eye model" or "human eye model" refers to a geometric model of the eye that is constructed from a large population of human eyes. This model will have its own coordinate system in which the coordinates of the eye structures of interest, including the macula and optical disk, are known.

El ojo de un paciente se "escala a modelo de ojo humano" mediante el alineamiento de un ejo conocido del ojo del paciente, por ejemplo, el eje geometrico, con el mismo eje en el modelo, y escalando el modelo de manera que la longitud axial del modelo concuerda con la longitud axial medida del paciente, en efecto, superponiendo el modelo en el ojo del paciente. Una vez el modelo se ha superpuesto en el ojo del paciente, las coordenadas de estructuras oculares internas del modelo pueden asignarse al ojo del paciente, para definir coordenadas oculares internas de las estructuras del ojo del paciente. Estas coordenadas internas, a su vez, pueden transformarse en las coordenadas externas de la transformacion conocida entre el eje geometrico del ojo del paciente con el eje de referencia. Asf, mediante el seguimiento del eje geometrico del ojo respecto al eje de referencia, las coordenadas del eje geometrico en el sistema de coordenadas externo se conocen, y a partir de estas coordenadas conocidas, pueden determinarse las coordenadas de estructuras oculares internas en el sistema de coordenadas externo. El modelo de ojo puede contener un "medio virtual" que simula las caractensticas de atenuacion de la radiacion del medio, por ejemplo, vftreo humano, en el ojo real.A patient's eye is "scaled to a human eye model" by aligning a known ejo of the patient's eye, for example, the geometric axis, with the same axis in the model, and scaling the model so that the length Axial model matches the measured axial length of the patient, in effect, overlapping the model in the patient's eye. Once the model has been superimposed on the patient's eye, the internal eye structure coordinates of the model can be assigned to the patient's eye, to define internal eye coordinates of the patient's eye structures. These internal coordinates, in turn, can be transformed into the external coordinates of the known transformation between the geometric axis of the patient's eye with the reference axis. Thus, by tracking the geometric axis of the eye with respect to the reference axis, the coordinates of the geometric axis in the external coordinate system are known, and from these known coordinates, the coordinates of internal ocular structures in the coordinate system can be determined external. The eye model may contain a "virtual medium" that simulates the characteristics of attenuation of the radiation of the medium, for example, human vitreous, in the real eye.

Una "suma de vectores de incremento del tiempo de un parametro indicativo de una salida basada en el movimiento del ojo de un eje de haz de la diana seleccionada que se va a tratar" se determina por las etapas de (i) a puntos sucesivos de tiempo, por ejemplo, intervalos de decimas o centesimas de un segundo durante el curso del tratamiento con radiacion, usando la posicion seguida del ojo para determinar las coordenadas instantaneas de la diana en el sistema de coordenadas externo, (ii) a partir de la posicion conocida del eje de haz de radiacion en el sistema de coordenadas externo, determinar la posicion del haz de radiacion respecto a la posicion de la diana, (iii) usando las posiciones determinadas en (ii) calcular un vector que representa la magnitud y direccion de la posicion del haz respecto a la posicion de la diana, y (iv) sumar estos vectores con el tiempo.A "sum of time increment vectors of a parameter indicative of an output based on the eye movement of a beam axis of the selected target to be treated" is determined by the steps of (i) at successive points of time, for example, intervals of tenths or hundredths of a second during the course of radiation treatment, using the position followed by the eye to determine the instantaneous coordinates of the target in the external coordinate system, (ii) from the position known of the radiation beam axis in the external coordinate system, determine the position of the radiation beam relative to the position of the target, (iii) using the positions determined in (ii) calculate a vector that represents the magnitude and direction of the position of the beam with respect to the position of the target, and (iv) add these vectors over time.

Un "haz de radiacion colimada" se refiere a un haz de radiacion x que se ha colimado, por ejemplo, por paso a traves de un filtro de calibre estrecho.A "collimated beam of radiation" refers to a beam of radiation x that has been collimated, for example, by passage through a narrow gauge filter.

"Equivalente de radiacion" se refiere a una dosis de radiacion recibida en una posicion en o cerca de una lesion, y determinada integrando la dosis de radiacion instantanea de esa posicion sobre el tiempo de exposicion total. Alternativamente, "Equivalente de radiacion" puede referirse a un parametro integral sobre la base de la geometna del haz de radiacion e historial de tiempo, en el que el parametro integral puede correlacionarse con una dosis de radiacion equivalente sobre la base de las propiedades del haz de radiacion conocidas. Por ejemplo, cuando un haz tiene una velocidad de dosis constante (por ejemplo, Gy/seg), la relacion entre la duracion del haz y dosis de radiacion en un punto que interseca al haz puede ser una relacion lineal simple, permitiendo usar un parametro integral de tiempo-posicion (algunas veces referido como "Factor de Acumulacion" en la presente memoria) como un"Radiation equivalent" refers to a radiation dose received at a position at or near an injury, and determined by integrating the instantaneous radiation dose of that position over the total exposure time. Alternatively, "Radiation equivalent" may refer to an integral parameter based on the radiation beam geometry and time history, in which the integral parameter can be correlated with an equivalent radiation dose based on the beam properties. known radiation. For example, when a beam has a constant dose rate (for example, Gy / sec), the relationship between beam duration and radiation dose at a point that intersects the beam can be a simple linear relationship, allowing a parameter to be used. time-position integral (sometimes referred to as "Accumulation Factor" herein) as a

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equivalente de una dosis de radiacion acumulativa en una localizacion geometrica (por ejemplo, en la monitorizacion y control o "control de inactivacion" del haz).equivalent of a cumulative radiation dose in a geometric location (for example, in monitoring and control or "inactivation control" of the beam).

Un "ensamblaje de seguimiento" se refiere a varios dispositivos de seguimiento de formacion de imagenes y/o coordenadas en el sistema de coordenadas externo que puede usarse para hacer un seguimiento de la posicion de una region del cuerpo, por ejemplo, el ojo de un paciente. Cuando la region del cuerpo se esta siguiendo por caractensticas naturales del cuerpo, por ejemplo, cuando el ojo de un paciente y el ojo se esta siguiendo mediante la determinacion de la posicion de un eje geometrico del ojo, el sistema de seguimiento puede incluir (i) una camara para la formacion de imagenes de la region del cuerpo que se esta siguiendo, (ii) una fuente de luz de la region de la que se han formado imagenes iluminada, y (iii) un detector en el que la imagen de la camara puede representarse como una imagen digital. Cuando la region del cuerpo se esta siguiendo por marcadores fiduciarios aplicados que pueden bien emitir o reflejar senales relacionadas con la posicion, tal como un marcador fiduciario de grna ocular que consiste en uno o mas reflectores para reflejar un haz o haces externos, tal como haces electromagneticos o de ultrasonidos, el sistema de seguimiento incluye el o los marcadores fiduciarios aplicados al cuerpo, y elemento o elementos que responden a la senal externa para detectar las senales emitidas o reflejadas y determinar a partir de las senales, la o las posiciones del o de los marcadores fiduciarios en el sistema de coordenadas externo. Un sistema de seguimiento puede incluir elementos tanto de formacion de imagenes como de respuesta a la senal. Por ejemplo, en el caso del seguimiento de la posicion del ojo mediante una grna ocular unida al ojo, el sistema de seguimiento puede incluir un sistema de formacion de imagenes para formar imagenes del ojo y marcadores fiduciarios unidos, tal como marcador fiduciario de la grna ocular y un dispositivo de seguimiento de marcador fiduciario.A "tracking assembly" refers to several tracking devices for image formation and / or coordinates in the external coordinate system that can be used to track the position of a region of the body, for example, the eye of a patient. When the region of the body is being followed by natural features of the body, for example, when the eye of a patient and the eye is being followed by determining the position of a geometric axis of the eye, the tracking system may include (i ) a camera for the formation of images of the region of the body that is being followed, (ii) a light source of the region from which illuminated images have been formed, and (iii) a detector in which the image of the Camera can be represented as a digital image. When the region of the body is being followed by applied fiduciary markers that may well emit or reflect signals related to the position, such as an ocular frog fiduciary marker consisting of one or more reflectors to reflect an external beam or beams, such as beams electromagnetic or ultrasonic, the tracking system includes the fiduciary marker (s) applied to the body, and element or elements that respond to the external signal to detect the emitted or reflected signals and determine from the signals, the position or positions of the of fiduciary markers in the external coordinate system. A tracking system can include elements of both image formation and signal response. For example, in the case of tracking the position of the eye by means of an eye gland attached to the eye, the tracking system may include an imaging system to form images of the eye and fiduciary markers attached, such as fiduciary marker of the frog. eyepiece and a fiduciary marker tracking device.

"Codigo legible por maquina operativo en un ordenador electronico" se refiere a software o instrucciones cableadas usadas para controlar las operaciones logicas del ordenador. El termino ordenador o procesador se refiere a un ordenador electronico o su hardware procesador logico espedfico. El codigo legible por maquina esta incluido en un medio tangible, tal como un disco duro o instrucciones cableadas."Code readable by operating machine in an electronic computer" refers to software or wired instructions used to control the logical operations of the computer. The term computer or processor refers to an electronic computer or its specific logical processor hardware. The machine-readable code is included in a tangible medium, such as a hard disk or hardwired instructions.

II. Sistema de radioterapiaII. Radiotherapy system

En un aspecto general, la invencion incluye un sistema para tratar un area diana en un paciente con un haz de irradiacion. El sistema incluye un ensamblaje de seguimiento para el seguimiento de la posicion de una region del cuerpo del paciente que contiene el area diana y al menos un area sensible a radiacion respecto a un eje de referencia conocido en un sistema de coordenadas externo. Un sistema de seguimiento para el seguimiento del movimiento del ojo de un paciente, sobre la base solo de las caractensticas naturales del ojo, se detalla en las Secciones VIIC y respecto a las FIGS. 54-56. Un sistema de seguimiento para el seguimiento de la posicion del ojo, mediante el seguimiento de una grna ocular centrada en el ojo, se detalla en las Secciones IV y V. Tambien se incluye en el sistema una fuente de haz para dirigir un haz de irradiacion al area diana del paciente a lo largo de un eje de tratamiento conocido en el sistema de coordenadas externo, como se detalla en la Seccion IIC mas adelante. Un procesador en el sistema (descrito mas adelante con referencia a la Seccion IID) se conecta operativamente con el dispositivo de seguimiento y a la fuente de haz es operativo para llevar a cabo operaciones para:In a general aspect, the invention includes a system for treating a target area in a patient with an irradiation beam. The system includes a tracking assembly for tracking the position of a region of the patient's body that contains the target area and at least one radiation sensitive area relative to a known reference axis in an external coordinate system. A monitoring system for monitoring the movement of a patient's eye, based on only the natural features of the eye, is detailed in the VIIC Sections and with respect to FIGS. 54-56. A tracking system for monitoring the position of the eye, by tracking an eye-centered eyeglass, is detailed in Sections IV and V. A beam source is also included in the system to direct an irradiation beam. to the patient's target area along a known treatment axis in the external coordinate system, as detailed in the IIC Section below. A processor in the system (described below with reference to the IID Section) is operatively connected to the tracking device and the beam source is operative to carry out operations to:

(i) determinar las coordenadas del area diana y estructura o estructuras del paciente sensibles a radiacion durante el curso del tratamiento;(i) determine the coordinates of the target area and structure or structures of the patient sensitive to radiation during the course of treatment;

(ii) calcular las coordenadas del area diana y la estructura o estructuras sensibles a la radiacion durante el curso del tratamiento;(ii) calculate the coordinates of the target area and the structure or structures sensitive to radiation during the course of treatment;

(iii) sobre la base del eje de haz conocido del haz colimado en el sistema de coordenadas externo, y las posiciones instantaneas del area diana que se va a tratar y la al menos una estructura sensible a la radiacion, calcular un equivalente de radiacion total recibida en el area diana y al menos una estructura sensible a la radiacion; y(iii) on the basis of the known beam axis of the collimated beam in the external coordinate system, and the instantaneous positions of the target area to be treated and the at least one radiation sensitive structure, calculate a total radiation equivalent received in the target area and at least one radiation sensitive structure; Y

(iv) sobre la base de los equivalentes de radiacion calculados de la etapa (iii), controlar el haz de irradiacion para asegurar que la al menos una estructura sensible a la radiacion no recibe mas de un equivalente de radiacion preseleccionado durante el tratamiento.(iv) on the basis of the calculated radiation equivalents of step (iii), control the radiation beam to ensure that the at least one radiation sensitive structure receives no more than one radiation equivalent preselected during the treatment.

La FIG. 1A es una vista en perspectiva de una realizacion ejemplar que tiene aspectos de la invencion de un sistema de tratamiento con rayos X 10 para tratar enfermedades oculares. La FIG. 1B es una vista en planta de la realizacion del sistema de tratamiento de la FIG. 1A, que muestra ademas procesadores del sistema asociados 501 y dispositivos de entrada/salida del operador 502-503, representando segun se instala en una consola operativa ejemplar 500. Las FIGS. 2-6 ilustran aspectos alternativos o adicionales del sistema 10.FIG. 1A is a perspective view of an exemplary embodiment that has aspects of the invention of an X-ray treatment system 10 for treating eye diseases. FIG. 1B is a plan view of the embodiment of the treatment system of FIG. 1A, which also shows associated system processors 501 and operator input / output devices 502-503, representing as installed in an exemplary operating console 500. FIGS. 2-6 illustrate alternative or additional aspects of the system 10.

Con referencia a la FIG. 1A, el sistema se muestra con una simulacion de la cabeza de un paciente 31 conectado con un dispositivo de sujecion de la cabeza-barbilla 160 y fijacion de la cabeza 161, la cabeza alineada en la posicion del tratamiento. El sistema 10 incluye un modulo de generacion de radioterapia o ensamblaje de fuente de rayos X 420, por ejemplo, que comprende uno o mas tubos de rayos X 112, cada uno teniendo un colimador para producir un haz de tratamiento con rayos X firmemente colimado. El sistema 10 incluye un modulo de control de la radioterapia que incluye preferiblemente un monitor de interfaz 502, modulo de procesamiento 501, dispositivos de entrada del operador 503 y un suministro de potencia (no mostrado). El sistema incluye un modulo de formacion deWith reference to FIG. 1A, the system is shown with a simulation of the head of a patient 31 connected to a head-chin fastener 160 and head 161, the head aligned in the treatment position. The system 10 includes a module for the generation of radiotherapy or X-ray source assembly 420, for example, comprising one or more X-ray tubes 112, each having a collimator to produce a firmly collimated X-ray treatment beam. System 10 includes a radiation therapy control module that preferably includes an interface monitor 502, processing module 501, operator input devices 503 and a power supply (not shown). The system includes a training module of

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imagenes 400, que puede incluir una o mas camaras y fuentes de luz asociadas, tal como LED o laseres de baja potencia. El modulo de procesamiento, y codigo legible por maquina usados para controlar varias operaciones del modulo, se describiran mas adelante en la Seccion IID. El modulo tambien se refiere en la presente memoria como un procesador y un ordenador electronico.400 images, which may include one or more cameras and associated light sources, such as LED or low power lasers. The processing module, and machine-readable code used to control various module operations, will be described later in Section IID. The module is also referred to herein as a processor and an electronic computer.

El sistema 10 comprende un modulo de alineamiento y/o estabilizacion del ojo incluyendo un dispositivo de contacto del ojo o grna ocular 625 que tiene aspectos de la invencion, que se describe adicionalmente respecto a las FIGS. 2 y 16, entre otros lugares. En el ejemplo mostrado, el modulo de alineamiento y/o estabilizacion del ojo se configura para uso con el sistema 10, aunque puede emplearse adicionalmente de forma util independientemente del sistema 10. El dispositivo de estabilizacion del ojo puede comprender ademas sensores o auxiliares de la deteccion del movimiento o camaras para asistir en la administracion de radiacion a un paciente.The system 10 comprises an alignment and / or stabilization module of the eye including an eye contact device or eyeglass 625 having aspects of the invention, which is further described with respect to FIGS. 2 and 16, among other places. In the example shown, the alignment and / or stabilization module of the eye is configured for use with the system 10, although it can additionally be used in a useful manner independently of the system 10. The eye stabilization device may further comprise sensors or auxiliary devices. motion detection or cameras to assist in the administration of radiation to a patient.

En la realizacion mostrada, el sistema 10 incluye un sistema de posicionamiento automatizado (APS) 115 para mover y dirigir el ensamblaje de la fuente de rayos X 420 (incluyendo el tubo de rayos X 112 y colimador 118) para dirigir un haz de tratamiento a una diana desde una o mas direcciones seleccionadas. La descripcion adicional del sistema 10 aparece mas adelante.In the embodiment shown, the system 10 includes an automated positioning system (APS) 115 to move and direct the assembly of the X-ray source 420 (including the X-ray tube 112 and collimator 118) to direct a treatment beam to a target from one or more selected addresses. The additional description of system 10 appears below.

La FIG. 1B ilustra una realizacion particular de una consola operativa 500 que tiene aspectos de la invencion, idonea para albergar los componentes del sistema 10 y para proporcionar su operacion efectiva y segura en el tratamiento del paciente. Debe entenderse que los componentes de intercomunicacion del sistema 10 pueden montarse en una variedad de configuraciones arquitectonicas diferentes, y los componentes pueden distribuirse remotamente y/o integrarse con otros dispositivos. Por ejemplo, los componentes mostrados en la FIG. 1B en un montaje tipo "de mesa" (por ejemplo, sistema de posicionamiento de la fuente de rayos X 115) pueden soportarse alternativamente en una configuracion de montaje en el techo o pared, o pueden montarse en carros con ruedas, o semejantes. De forma similar, las realizaciones alternativas del sistema 10 que tienen aspectos de la invencion pueden optimizarse para reducir el tamano, peso y volumen para permitir la integracion de los componentes en uno (o unos pocos) modulos ffsicos, para la integracion en otros sistemas medicos, y/o para proporcionar portabilidad.FIG. 1B illustrates a particular embodiment of an operating console 500 that has aspects of the invention, suitable for housing the components of the system 10 and for providing its effective and safe operation in the treatment of the patient. It should be understood that the intercom components of the system 10 can be mounted in a variety of different architectural configurations, and the components can be distributed remotely and / or integrated with other devices. For example, the components shown in FIG. 1B in a "tabletop" type assembly (eg, X-ray source positioning system 115) can alternatively be supported in a ceiling or wall mounting configuration, or they can be mounted on trolleys with wheels, or the like. Similarly, alternative embodiments of the system 10 that have aspects of the invention can be optimized to reduce the size, weight and volume to allow the integration of the components into one (or a few) physical modules, for integration into other medical systems. , and / or to provide portability.

La consola operativa ejemplar 500 proporciona asiento 506, 507 para el paciente y uno o mas operadores, y tambien puede incluir blindaje frente a la radiacion suplementario 508a,b entre el operador y el ensamblaje de la fuente de rayos X 420. Las camaras del sistema de formacion de imagenes 410 (por ejemplo, uno o mas CCD u otros dispositivos de captura de imagenes electronicas) comunican con procesadores informaticos 501 del sistema 10. Los procesadores 501 comunican con el monitor del operador 502 y dispositivos de entrada del operador, tal como teclado 503. La consola tambien alberga uno o mas procesadores informaticos 501, dispositivos de entrada/salida/monitor del operador 502a-503a, e interconexiones 505 a varios componentes del sistema, tal como el sistema de formacion de imagenes 420, sistema de posicionamiento 115 y ensamblaje de la fuente de rayos X 420.The exemplary operating console 500 provides seat 506, 507 for the patient and one or more operators, and may also include shielding against supplementary radiation 508a, b between the operator and the assembly of the X-ray source 420. The system cameras of image formation 410 (for example, one or more CCD or other electronic image capture devices) communicate with computer processors 501 of system 10. Processors 501 communicate with operator monitor 502 and operator input devices, such as keyboard 503. The console also houses one or more computer processors 501, operator input / output / monitor devices 502a-503a, and 505 interconnections to various system components, such as the imaging system 420, positioning system 115 and assembly of the 420 X-ray source.

Debe entenderse que los elementos del procesador informatico, y componentes de entrada, salida, monitor, memoria y/o control pueden distribuirse, incluirse y/o unirse en un numero de disposiciones alternativas mediante medios conocidos en la tecnica electronica, y la disposicion mostrada en la FIG. 1B es ejemplar. Asimismo, la intercomunicacion de los elementos electronicos del sistema 10 puede ser sin cables, y alternativamente determinadas funciones del procesador, memoria y/o I/O pueden realizarse remotamente o sobre una red.It should be understood that the elements of the computer processor, and input, output, monitor, memory and / or control components can be distributed, included and / or joined in a number of alternative arrangements by means known in the electronic art, and the arrangement shown in FIG. 1B is exemplary. Also, the intercommunication of the electronic elements of the system 10 can be wireless, and alternatively certain functions of the processor, memory and / or I / O can be performed remotely or over a network.

Por ejemplo, los dispositivos suplementarios de presentacion y control que comunican con el procesador 501 pueden posicionarse para asistir o interaccionar con un operador o medico mientras se trabaja cerca del paciente (por ejemplo, antes de la emision del haz de rayos X). Un dispositivo auxiliar de presentacion/entrada 402b-403b se muestra adyacente al posicionador de la grna ocular 600, por ejemplo, para asistir a un operador en la conexion y alineamiento de una grna ocular (110 en la FIG. 2) en el ojo de un paciente, y/o en el ajuste del posicionador 115 y la fuente de rayos X 420 en una posicion de tratamiento inicial.For example, supplementary presentation and control devices that communicate with the processor 501 can be positioned to assist or interact with an operator or doctor while working near the patient (for example, before the emission of the x-ray beam). An auxiliary presentation / input device 402b-403b is shown adjacent to the eyepiece 600 positioner, for example, to assist an operator in the connection and alignment of an eyepiece (110 in FIG. 2) in the eye of a patient, and / or adjusting the positioner 115 and the x-ray source 420 in an initial treatment position.

Ademas, varios elementos sensores pueden incluirse en los componentes del sistema 10 en comunicacion con el procesador 501 para proporcionar funciones de informacion, monitorizacion y seguridad. Por ejemplo, el ensamblaje de sujecion de la barbilla-cabeza 160 puede incluir una pareja derecha-izquierda de empunaduras 163 para que el paciente se agarre, ayudando a mantener el torso y hombros del paciente en alineamiento perpendicular respecto a la grna ocular 110. Las empunaduras pueden incluir un sensor de fuerza o contacto para monitorizar que el paciente esta en la posicion correcta. Pueden incluirse sensores similares en la fijacion de la cabeza 161, por ejemplo, para monitorizar la posicion y/o movimiento de la cabeza. Dichos sensores de seguridad/monitorizacion pueden producir senales desencadenantes para alertar a un operador y/o pueden emplearse para controlar la activacion o interrumpir la emision de rayos X durante el tratamiento. En otro ejemplo, pueden posicionarse sensores de intensidad de la luz y/o espectrales (no mostrado) en el sistema 10, y configurarse para controlar automaticamente los elementos de iluminacion del sistema de formacion de imagenes 400 (por ejemplo, luces 405,406) para maximizar el rendimiento del reconocimiento de imagenes, asf como otros parametros operativos.In addition, various sensor elements may be included in the components of the system 10 in communication with the processor 501 to provide information, monitoring and security functions. For example, the chin-head fastener assembly 160 may include a right-left pair of handles 163 for the patient to grip, helping to keep the patient's torso and shoulders in perpendicular alignment with respect to the eyepiece 110. Handles may include a force or contact sensor to monitor that the patient is in the correct position. Similar sensors may be included in the head fixation 161, for example, to monitor the position and / or movement of the head. Said safety / monitoring sensors can produce trigger signals to alert an operator and / or can be used to control the activation or interrupt the emission of X-rays during treatment. In another example, light intensity and / or spectral sensors (not shown) can be positioned in system 10, and configured to automatically control the lighting elements of the imaging system 400 (e.g., lights 405,406) to maximize Image recognition performance, as well as other operational parameters.

La consola 500 comprende un ensamblaje de potencia/accesorios 509 que puede incluir un suministro de potencia, reguladores de potencia, fuente de alto voltaje y/o otros accesorios necesarios para la operacion del tubo de rayos X 112. Debe indicarse que un numero de tipos alternativos comercialmente disponibles de tubos o fuentes de rayos XThe console 500 comprises a power assembly / accessories 509 that may include a power supply, power regulators, high voltage source and / or other accessories necessary for the operation of the x-ray tube 112. A number of types should be indicated. commercially available alternatives of X-ray tubes or sources

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(asf como disenos de tubos especializados) pueden incluirse en el ensamblaje de la fuente de rayos X 420 sin alejarse de la invencion. Un suministro de potencia/fuente de alto voltaje de rayos X puede ser una unidad relativamente grande que se alberga lo mas convenientemente separadamente del ensamble de la fuente de rayos X movible 420. En el ejemplo mostrado, los conductos 425 conducen desde el ensamblaje de potencia/accesorios de rayos X 509 en la consola 500 a traves del carrete de grna 426 para conectar al tubo de rayos X 112. El carrete de grna 426 se configura para soportar los conductos 425 al moverse el ensamblaje de la fuente de rayos X 420 durante la operacion del sistema, como se describe adicionalmente en la presente memoria.(as well as specialized tube designs) can be included in the assembly of the X-ray source 420 without departing from the invention. A high voltage X-ray power supply / source may be a relatively large unit that is most conveniently housed separately from the assembly of the movable X-ray source 420. In the example shown, the conduits 425 lead from the power assembly. / X-ray accessories 509 on the console 500 through the crane reel 426 to connect to the x-ray tube 112. The crane reel 426 is configured to support the ducts 425 when moving the assembly of the X-ray source 420 during the operation of the system, as further described herein.

Adicionalmente, muchos tubos de rayos X disponibles comercialmente estan disenados para usar enfriamiento lfquido para incrementar la capacidad de salida. El ensamblaje de suministro de potencia /accesorios 509 y los conductos 425 pueden incluir opcionalmente conexiones a refrigerante y/o un suministro de refrigerante/enfriador integrado, para suministrar refrigerante al tubo de rayos X 112. Opcionalmente, el ensamblaje 509 puede incluir batenas o un suministro de potencia no interrumpible (UPS) de capacidad suficiente para permitir al sistema 10 completar un tratamiento con radioterapia independientemente de la lmea de potencia.Additionally, many commercially available X-ray tubes are designed to use liquid cooling to increase the output capacity. The power supply / accessory assembly 509 and the ducts 425 may optionally include coolant connections and / or an integrated coolant / cooler supply, to supply coolant to the X-ray tube 112. Optionally, assembly 509 may include batts or a non-interruptible power supply (UPS) of sufficient capacity to allow the system 10 to complete a radiotherapy treatment regardless of the power line.

La consola operativa ejemplar 500 proporciona asiento 506, 507 para el paciente y uno o mas operadores. El sistema 10 puede configurarse para minimizar radiacion de rayos X dispersada. Sin embargo, como una practica de seguridad de la radiacion, la consola 500 puede incluir blindaje frente a radiacion suplementario 508a entre la posicion de asiento del operador 507 y el ensamblaje de la fuente de rayos X 420. El blindaje puede incluir opcionalmente una ventana radio-opaca 508b (por ejemplo, que comprende un vidrio de silicato transparente incluyendo nucleos pesados tal como plomo) para permitir la observacion directa de (y reconfirmacion a) el paciente durante la emision de rayos X. Dicha configuracion de estacion del operador permite la monitorizacion cercana del paciente durante el tratamiento con irradiacion, y promueve el acceso facil para la asistencia directa al paciente cuando la radiacion no se esta emitiendo. Alternativamente o adicionalmente, pueden montarse camaras de observacion (no mostrado) para permitir a un operador y/o medico monitorizar al paciente durante el tratamiento a traves de monitores electronicos.The exemplary operating console 500 provides seat 506, 507 for the patient and one or more operators. System 10 can be configured to minimize dispersed x-ray radiation. However, as a radiation safety practice, the console 500 may include shielding against supplementary radiation 508a between the operator's seat position 507 and the assembly of the X-ray source 420. The shield may optionally include a radio window -pack 508b (for example, which comprises a transparent silicate glass including heavy nuclei such as lead) to allow direct observation of (and reconfirmation to) the patient during X-ray emission. Said operator station configuration allows monitoring close to the patient during irradiation treatment, and promotes easy access for direct patient assistance when radiation is not being emitted. Alternatively or additionally, observation cameras (not shown) can be mounted to allow an operator and / or physician to monitor the patient during treatment through electronic monitors.

IIA. Modulo de alineamiento y estabilizacion del ojoIIA Alignment and stabilization module of the eye

Las FIGS. 2A-2B ilustran vistas en perspectiva de una realizacion ejemplar 625 que tiene aspectos de la invencion de un dispositivo de contacto o grna ocular y modulo de alineamiento y estabilizacion del ojo configurado para uso con el sistema 10 (adicionalmente este puede emplearse de forma util independiente del sistema 10). Esto puede usarse junto con el dispositivo de sujecion de la cabeza-barbilla 160, que incluye un soporte para la cabeza o soporte 170 para estabilizar la cabeza del sujeto, e incluye un reposa barbillas 172.FIGS. 2A-2B illustrate perspective views of an exemplary embodiment 625 having aspects of the invention of a contact device or eyepiece and alignment and stabilization module of the eye configured for use with the system 10 (additionally it can be used independently of system 10). This can be used in conjunction with the head-chin support device 160, which includes a head support or support 170 to stabilize the subject's head, and includes a chin rest 172.

Las FIGS. 2A-2B y 3A-3B representan una realizacion ejemplar de un metodo basado en imagenes para alinear el ojo de un paciente 30 y grna ocular conectada 110 con las coordenadas del sistema de radioterapia 10, usando una baliza laser 150 para alinear el ojo con el sistema de alineamiento laser 800. Opcionalmente, el mecanismo de alineamiento tambien alinea directamente un sistema de tratamiento, tal como un sistema de radioterapia (no mostrado) en el que el sistema de radioterapia dirige su energfa hacia el ojo en relacion con el sistema de alineamiento. El haz del puntero laser 810 (que es colineal con el haz terapeutico en algunas realizaciones) se emite desde el sistema de laser 800 a traves de una apertura del colimador 820 y se refleja de la superficie del espejo que dirige el haz 230 del dispositivo de contacto 110. En el caso de no alineamiento representado en la FIG. 2A, el haz del puntero laser 810 no se reflejara de la superficie del espejo 230 colinealmente con la apertura del colimador 820, sino que estara fuera de eje, como se muestra por el haz de reflexion 830. La orientacion del sistema de laser 800 y/o el dispositivo de contacto 600 puede ajustarse manualmente o automaticamente por visualizacion directa de la localizacion del haz de reflexion 830 o por sensores que detectan la localizacion del haz de reflexion 830 y ajustar el sistema de laser 800 para poner el haz de reflexion laser 830 en alineamiento. La FIG. 2B muestra un caso en el que el puntero laser esta de hecho alineado, el haz del puntero laser 810 se refleja, y el haz de reflexion laser 830 es sustancialmente colineal con el haz del puntero laser 830. Vease la descripcion respecto a las FIGS. 3A-3B respecto a la geometna del espejo 230 y alineamiento angular de la grna ocular 110. Las FIGs. 2 y 3A representan una baliza laser 403 montada para proyectar coaxialmente con una camara de deteccion de imagenes del sistema 401.FIGS. 2A-2B and 3A-3B represent an exemplary embodiment of an image-based method for aligning the eye of a patient 30 and connected eyeglass 110 with the coordinates of the radiation therapy system 10, using a laser beacon 150 to align the eye with the 800 laser alignment system. Optionally, the alignment mechanism also directly aligns a treatment system, such as a radiation therapy system (not shown) in which the radiation therapy system directs its energy towards the eye in relation to the alignment system. . The beam of the laser pointer 810 (which is collinear with the therapeutic beam in some embodiments) is emitted from the laser system 800 through an opening of collimator 820 and is reflected from the surface of the mirror that directs beam 230 of the device contact 110. In the case of non-alignment shown in FIG. 2A, the beam of the laser pointer 810 will not be reflected from the surface of the mirror 230 collinearly with the opening of the collimator 820, but will be off-axis, as shown by the reflection beam 830. The orientation of the laser system 800 and / or the contact device 600 can be adjusted manually or automatically by direct visualization of the location of the reflection beam 830 or by sensors that detect the location of the reflection beam 830 and adjust the laser system 800 to set the laser reflection beam 830 in alignment. FIG. 2B shows a case where the laser pointer is in fact aligned, the beam of the laser pointer 810 is reflected, and the laser reflection beam 830 is substantially collinear with the beam of the laser pointer 830. See the description with respect to FIGS. 3A-3B with respect to the geometry of the mirror 230 and angular alignment of the eyepiece 110. FIGs. 2 and 3A represent a laser beacon 403 mounted to project coaxially with an image detection camera of system 401.

Alternativamente o adicionalmente, el alineamiento de la grna ocular 110 con un eje de coordenadas del sistema puede determinarse por metodos de captura y reconocimiento de imagenes. Veanse las realizaciones de dispositivo y metodo descritas en la presente memoria respecto a las FIGS. 3A-3B y las secciones con la leyenda "Subsistema de formacion de imagenes" y "Ejemplo de medidas de ojo y grna ocular basadas en imagenes". Ademas, la descripcion de la metodologfa de procesamiento y reconocimiento de imagenes en la presente memoria es aplicable para detectar la deflexion de la baliza laser 150 (403 en la FIG. 3A) del espejo 230, y medir cualquier error de alineamiento de esta. Para una descripcion adicional de alineamiento de baliza laser, se hace referencia a las Solicitudes No. 12/027.083 presentada el 1 de febrero, 2008; No. 12/027.094 presentada el 1 de febrero, 2008; No. 12/027.069 presentada el 1 de febrero, 2008.Alternatively or additionally, the alignment of the eyepiece 110 with a coordinate axis of the system can be determined by image capture and recognition methods. See the embodiments of device and method described herein with respect to FIGS. 3A-3B and the sections with the legend "Image formation subsystem" and "Example of eye and eye chart measurements based on images". In addition, the description of the image processing and recognition methodology herein is applicable to detect the deflection of the laser beacon 150 (403 in FIG. 3A) of the mirror 230, and measure any alignment errors thereof. For a further description of laser beacon alignment, reference is made to Requests No. 12 / 027.083 filed on February 1, 2008; No. 12 / 027,094 filed on February 1, 2008; No. 12 / 027,069 filed on February 1, 2008.

El ensamblaje de posicionamiento del ojo 600 se usa para posicionar el dispositivo de contacto del ojo o grna ocular en una orientacion seleccionada. El dispositivo de contacto 110 puede unirse a un brazo de control 180 en el ensamblaje de posicionamiento 625, que se alimenta en la ranura 610 del mecanismo de direccion 600. En algunasThe eye positioning assembly 600 is used to position the eye contact device or eyepiece in a selected orientation. The contact device 110 can be attached to a control arm 180 in the positioning assembly 625, which is fed into the groove 610 of the steering mechanism 600. In some

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realizaciones, el dispositivo de contacto 110 del sistema puede unirse a un componente de acoplamiento para mantener el ojo en su sitio.embodiments, the contact device 110 of the system can be attached to a coupling component to keep the eye in place.

El dispositivo de gma ocular 110 es preferiblemente desechable de manera que un dispositivo de contacto 110 separado (por ejemplo, desechable) se emplea para cada sujeto y/o uso. Alternativamente, el dispositivo de contacto 110 puede no ser desechable y tratarse, por ejemplo, con agentes anti-infecciosos, antes de ser utilizado en los ojos de multiples sujetos. El mecanismo de direccion 600 se fija a la base 620 a traves del conector 640, que puede controlarse roboticamente o controlarse manualmente, y tiene un sistema de coordenadas conocido. En una realizacion, el mecanismo de direccion 600 se fija en una localizacion conocida, o predeterminada, respecto al sistema de posicionamiento de la cabeza (no mostrado) y/o el ojo del sujeto (no mostrado) y/o el sistema de posicionamiento del dispositivo de radioterapia. El pulsador 630 permite el posicionamiento manual libre del dispositivo de contacto 110 en y/o fuera de la ranura slot 610. El brazo de control 180 esta totalmente conectado con el mecanismo de direccion 600 y se fija en una localizacion conocida, o predeterminada, que permite fijar el ojo del sujeto en una localizacion conocida, o predeterminada, cuando el dispositivo de contacto 110 conecta el ojo. Aunque no se muestra, el dispositivo de posicionamiento del ojo puede incluir los sensores de posicion internos operativos para detectar la posicion del extremo del brazo 110 en el sistema de coordenadas externo, segun el movimiento del brazo en a y direccion.The eye gma device 110 is preferably disposable so that a separate contact device 110 (eg, disposable) is used for each subject and / or use. Alternatively, the contact device 110 may not be disposable and treated, for example, with anti-infective agents, before being used in the eyes of multiple subjects. The steering mechanism 600 is fixed to the base 620 through the connector 640, which can be robotically controlled or manually controlled, and has a known coordinate system. In one embodiment, the steering mechanism 600 is fixed in a known or predetermined location, with respect to the head positioning system (not shown) and / or the subject's eye (not shown) and / or the positioning system of the radiotherapy device The button 630 allows free manual positioning of the contact device 110 in and / or out of the slot slot 610. The control arm 180 is fully connected to the steering mechanism 600 and is fixed in a known, or predetermined, location it allows the subject's eye to be fixed in a known, or predetermined, location when the contact device 110 connects the eye. Although not shown, the eye positioning device may include the operating internal position sensors to detect the position of the arm end 110 in the external coordinate system, according to the movement of the arm in a and direction.

Notar que el brazo del soporte de la gma ocular 180 se ilustra en los ejemplos mostrados como extendiendose principalmente en la direccion "X" de las ordenadas del sistema. Debe entenderse que las realizaciones alternativas del modulo 625 pueden tener la gma ocular 110 en soporte desde debajo o por encima en la direccion Y, o desde la direccion Z, o combinaciones de estas. El modulo de gma ocular y alineamiento y estabilizacion del ojo 625 se describe adicionalmente respecto a la FIG. 16 et seq.Note that the eyepiece support arm 180 is illustrated in the examples shown as extending mainly in the "X" direction of the ordinates of the system. It should be understood that alternative embodiments of module 625 may have eye gma 110 in support from below or above in the Y direction, or from the Z direction, or combinations thereof. The module of eye gma and alignment and stabilization of the eye 625 is further described with respect to FIG. 16 et seq.

IIB. Fuente de rayos X y sistema de posicionamientoIIB X-ray source and positioning system

Las FIGS. 3A-3B y 4 representan la fuente de rayos X y colimador (112 y 118 en la FIG. 1) que tienen aspectos de la invencion, mostrados en la FIG. 3A como alineado en posicion para el tratamiento de la retina de un ojo. La FIG. 3A muestra la cabeza de un paciente incluyendo la seccion transversal de un ojo en el plano de simetna vertical del ojo, mostrado en asociacion con el sistema de formacion de imagenes 410, y un ensamblaje de fuente de rayos X que comprende un tubo de rayos X 112 y colimador 118. La FIG. 3B es una vista en perspectiva en detalle de los componentes del sistema mostrado en la FIG. 3A junto con partes del sistema de posicionamiento 115 (vease la FIG. 5), ilustrado en asociacion con un ojo simulado de un paciente 30 acoplado con la gma ocular 110. La FIG. 4 es una vista de seccion transversal longitudinal del colimador 118 y una parte del tubo de rayos X 112. La FIG. 5 es una ilustracion en perspectiva de una realizacion de un sistema de posicionamiento 115 que tiene aspectos de la invencion, en este ejemplo un ensamblaje de posicionamiento automatizado con 5 grados de libertad, mostrado soportando el tubo de rayos X 112 y el colimador 118 en asociacion con un ojo simulado 30. La FIG. 6 representa realizaciones de un sistema de control del movimiento en el que el colimador 118.FIGS. 3A-3B and 4 represent the X-ray source and collimator (112 and 118 in FIG. 1) having aspects of the invention, shown in FIG. 3A as aligned in position for the treatment of the retina of one eye. FIG. 3A shows the head of a patient including the cross section of an eye in the vertical symmetry plane of the eye, shown in association with the imaging system 410, and an X-ray source assembly comprising an X-ray tube 112 and collimator 118. FIG. 3B is a detailed perspective view of the system components shown in FIG. 3A together with parts of the positioning system 115 (see FIG. 5), illustrated in association with a simulated eye of a patient 30 coupled with the eye gma 110. FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view of collimator 118 and a part of the x-ray tube 112. FIG. 5 is a perspective illustration of an embodiment of a positioning system 115 having aspects of the invention, in this example an automated positioning assembly with 5 degrees of freedom, shown supporting X-ray tube 112 and collimator 118 in association with a simulated eye 30. FIG. 6 represents embodiments of a motion control system in which collimator 118.

Como se muestra en las FIGS. 3A y 3B, el ensamblaje de la fuente de rayos X 420 esta alineado en posicion para el tratamiento de la diana retinal 318 de un ojo 30. Para claridad y simplicidad de la ilustracion, el ejemplo de las FIGS. 3A y 3B, muestra el ensamblaje 420 alineado en el plano vertical incluyendo el eje de tratamiento 2820 con un eje de haz de rayos X dirigido hacia arriba 1400. Esto corresponde aproximadamente al haz de ejemplo 1400b como se muestra en la FIG. 9, de manera que el valor del angulo acimut 0 es 180 grados. El angulo polar (angulo entre el eje de tratamiento 2820 y el eje de haz 1400) se muestra como aproximadamente 30 grados. Debe indicarse que la orientacion del haz 1400 puede seleccionarse y ajustarse para adaptarse a un metodo de plan de tratamiento particular que tiene aspectos de la invencion, y no es necesario restringirlo a ninguna de las orientaciones mostradas en estos ejemplos.As shown in FIGS. 3A and 3B, the assembly of the X-ray source 420 is aligned in position for the treatment of the retinal target 318 of one eye 30. For clarity and simplicity of the illustration, the example of FIGS. 3A and 3B, shows the assembly 420 aligned in the vertical plane including the treatment axis 2820 with an upwardly directed X-ray beam axis 1400. This corresponds roughly to the example beam 1400b as shown in FIG. 9, so that the value of the azimuth angle 0 is 180 degrees. The polar angle (angle between the treatment axis 2820 and the beam axis 1400) is shown as approximately 30 degrees. It should be noted that the orientation of the beam 1400 can be selected and adjusted to fit a particular treatment plan method that has aspects of the invention, and it is not necessary to restrict it to any of the orientations shown in these examples.

La FIG. 3A muestra componentes del sistema de formacion de imagenes/adquisicion de datos 410 incluyendo dispositivos de adquisicion de datos que funcionan para hacer el seguimiento y/o identificar la posicion del ojo 30, sus estructuras anatomicas (por ejemplo, el limbo del ojo), y/o una gma ocular 110. En el ejemplo mostrado, los dispositivos de adquisicion de datos comprenden una o mas camaras (por ejemplo, la camara 401 localizada alineada con el eje geometrico del ojo 2810, la camara 402 alineada fuera de eje, o ambos). Las camaras pueden ser sensibles a longitudes de onda visibles y/o no visibles (por ejemplo, IR) y pueden incluir filtros configurados para afinar la sensibilidad a determinados intervalos de longitud de onda. Alternativamente o adicionalmente, los dispositivos de adquisicion de datos pueden comprender emisores y detectores no de luz, tal como transductores/generadores de ultrasonidos, dispositivos de radio-frecuencia y semejantes. Un numero de tipos de marcadores fiduciarios, transpondedores y/o espejos pueden incluirse como componentes del sistema para potenciar la funcion del sistema de adquisicion de datos. Asimismo, pueden incluirse emisores de radiacion, tal como luces, laseres, LED y semejantes.FIG. 3A shows components of the image formation / data acquisition system 410 including data acquisition devices that function to track and / or identify the position of the eye 30, its anatomical structures (eg, the eye blade), and / or an eye gma 110. In the example shown, the data acquisition devices comprise one or more cameras (for example, the camera 401 located aligned with the geometric axis of the eye 2810, the camera 402 aligned off-axis, or both ). The cameras can be sensitive to visible and / or non-visible wavelengths (for example, IR) and can include filters configured to fine-tune the sensitivity at certain wavelength ranges. Alternatively or additionally, the data acquisition devices may comprise non-light emitters and detectors, such as ultrasound transducers / generators, radio frequency devices and the like. A number of types of fiduciary markers, transponders and / or mirrors can be included as system components to enhance the function of the data acquisition system. Also, radiation emitters may be included, such as lights, lasers, LEDs and the like.

En determinadas realizaciones ejemplares, el sistema de formacion de imagenes 410 comprende una camara fuera de eje configurada para medir la posicion de la gma ocular 110 y el ojo respecto al eje Z (distancia desde el sistema), opcionalmente asistido por una o mas luces 406 (por ejemplo, LED visible o IR). Se incluye una camara en eje 401, configurada para determinar el alineamiento o compensacion del ojo 30 y/o gma ocular 110 con el eje 2810. De forma similar, pueden incluirse una o mas luces 405 (por ejemplo, LED) para asistir la camara 401.In certain exemplary embodiments, the imaging system 410 comprises an off-axis camera configured to measure the position of the eye gma 110 and the eye relative to the Z axis (distance from the system), optionally assisted by one or more lights 406 (for example, visible or IR LED). An axis camera 401 is included, configured to determine the alignment or compensation of the eye 30 and / or eye gma 110 with the axis 2810. Similarly, one or more lights 405 (eg, LED) can be included to assist the camera 401

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En determinadas realizaciones, la grna ocular 110 incluye un espejo axialmente perpendicular, y el sistema de formacion de imagenes 410 incluye un puntero de luz colimada axial 403 (por ejemplo, incluyendo un laser de diodo, divisor de haces, y filtro de camara) alineado para reflejarse del espejo para ser recibido por la camara 401, permitiendo la determinacion del alineamiento axial (o diferencia de alineamiento) de la grna ocular 110 respecto al eje 2810.In certain embodiments, the eyepiece 110 includes an axially perpendicular mirror, and the imaging system 410 includes an axial collimated light pointer 403 (for example, including a diode laser, beam splitter, and camera filter) aligned to reflect from the mirror to be received by the camera 401, allowing the determination of the axial alignment (or difference in alignment) of the eyepiece 110 with respect to the axis 2810.

En realizaciones alternativas descritas con detalle en la presente memoria, la grna ocular 110 incluye un patron geometrico de marcadores fiduciarios altamente reflectantes, y la camara 401 se configura para formar imagenes del patron, la camara en comunicacion con una unidad procesadora del sistema programada para determinar el alineamiento (o diferencia de alineamiento de la grna ocular 110 respecto al eje 2810.In alternative embodiments described in detail herein, the eyepiece 110 includes a geometric pattern of highly reflective fiduciary markers, and camera 401 is configured to form images of the pattern, the camera in communication with a system processing unit programmed to determine the alignment (or alignment difference of the eyepiece 110 relative to the axis 2810.

IIC. Sistema de formacion de imagenesIIC Image formation system

Las FIGS. 3A y 3B ilustran un ejemplo particular de un sistema de formacion de imagenes 410 que tiene aspectos de la invencion. En operacion, el sistema de formacion de imagenes 410 puede configurarse para varias funciones, la mayor parte de las cuales pueden realizarse automaticamente usando procesamiento de imagenes y reconocimiento de patron, incluyendo:FIGS. 3A and 3B illustrate a particular example of an image forming system 410 that has aspects of the invention. In operation, the image formation system 410 can be configured for several functions, most of which can be performed automatically using image processing and pattern recognition, including:

1. Alineamiento del ojo 30 con la grna ocular 110.1. Alignment of the eye 30 with the eyepiece 110.

â–  Monitorizar y asistir en el posicionamiento inicial de la lente de la grna ocular 120 por el medico (presentacion y grna).â–  Monitor and assist in the initial positioning of the eyepiece 120 lens by the doctor (presentation and grna).

â–  Confirmar el alineamiento de la grna ocular 110 (puede ser automatico).â–  Confirm the alignment of the eyepiece 110 (can be automatic).

â–  Monitorizar y medir la relacion de la lente de la grna ocular 120 con el limbo del paciente 26, puede realizarse automaticamente usando procesador de imagenes y reconocimiento de patron (puede ser automatico).â–  Monitor and measure the relationship of the lens of the eyepiece 120 with the patient's limb 26, it can be done automatically using image processor and pattern recognition (it can be automatic).

â–  Medida y verificacion para identificar el centro de la lente y el limbo en x-y (puede ser automatico).â–  Measurement and verification to identify the center of the lens and the limbus in x-y (can be automatic).

â–  Localizar y medir la grna I en profundidad z (puede ser automatico).â–  Locate and measure the grind I in depth z (can be automatic).

â–  Medir la orientacion de la grna ocular en espacio angular (puede ser automatico).â–  Measure the orientation of the eyepiece in angular space (can be automatic).

2. Verificacion de la posicion de entrada 311 del haz de rayos X 1400.2. Verification of the input position 311 of the X-ray beam 1400.

â–  Identificar y calcular la posicion del punto de laser 1410 indicando la entrada escleral del haz de rayos X y relacion con el limbo 26 (puede realizarse automaticamente, y tambien puede verificarse por el operador antes de la emision de rayos X).â–  Identify and calculate the position of the laser point 1410 indicating the scleral entry of the X-ray beam and relation to the limbus 26 (it can be done automatically, and it can also be verified by the operator before the X-ray emission).

â–  El algoritmo usado puede basarse en el analisis de la formacion de imagenes del lfmite del limbo 26 comparado con el centro del limbo. En un ejemplo de plan de tratamiento, el centro del haz de rayos X se pone aproximadamente 4 mm del lfmite del limbo, siendo el diametro del haz aproximadamente 3,5 mm, de manera que el borde del haz esta aproximadamente 2,25 mm mas alla del limbo (el haz 1400 atraviesa la region de pars plana para alcanzar la diana 318 en o cerca de la fovea, y de esta manera minimiza la dosificacion en la lente.â–  The algorithm used can be based on the analysis of the image formation of the limit of the limbus 26 compared to the center of the limbus. In an example of a treatment plan, the center of the X-ray beam is placed approximately 4 mm from the limit of the limbus, the diameter of the beam being approximately 3.5 mm, so that the edge of the beam is approximately 2.25 mm more beyond the limbus (beam 1400 crosses the region of pars plana to reach target 318 at or near the fovea, and thus minimizes the dosage in the lens.

3. Monitorizacion del tratamiento (control de inactivacion)3. Treatment monitoring (inactivation control)

â–  Monitorizacion espacial continua x-y-z-0 de la grna ocular 110.â–  Continuous spatial monitoring x-y-z-0 of the eyepiece 110.

â–  Medida continua de la posicion del limbo x-y (puede ser automatico).â–  Continuous measurement of limbo position x-y (can be automatic).

En el ejemplo mostrado en las FIGS. 3A y 3B, el sistema de formacion de imagenes 410 comprende dos camaras. Las camaras pueden intercomunicarse con procesadores informaticos (no mostrado) del sistema 10, por ejemplo, mediante conectores USB. La iluminacion (por ejemplo, luces LED) puede controlarse por senales desde los procesadores informaticos. Las camaras incluyen:In the example shown in FIGS. 3A and 3B, the imaging system 410 comprises two cameras. The cameras can be intercommunicated with computer processors (not shown) of system 10, for example, via USB connectors. Illumination (for example, LED lights) can be controlled by signals from computer processors. The cameras include:

1 Camara del sistema principal X-Y 401 (en eje)1 Main system camera X-Y 401 (on axis)

â–  Localizada a lo largo del eje del centro del Sistema de Posicionamiento Automatizado (APS).â–  Located along the center axis of the Automated Positioning System (APS).

â–  Mostrara imagenes en directo al medico a velocidad de video (30 Hz).â–  Show live images to the doctor at video speed (30 Hz).

2 Camara de rango Z (fuera de eje)2 Z range camera (off axis)

â–  Montada por encima del eje del sistema.â–  Mounted above the system axis.

â–  Con angulo hacia abajo para obtener una vista en perspectiva de los marcadores fiduciarios 1-3 de la grna ocular 110.â–  Angled down to get a perspective view of fiduciary markers 1-3 of eyepiece 110.

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Las luces 405, 406 y 407 proporcionan niveles de luz seguros, regulados coordinados con los procedimientos de formacion de imagenes, de manera que las aplicaciones de formacion de imagenes son insensibles a condiciones de luz ambiente. Estas funciones incluyen:Lights 405, 406 and 407 provide safe, regulated light levels coordinated with the imaging procedures, so that the imaging applications are insensitive to ambient light conditions. These functions include:

â–  Iluminar el campo de vision para la Camara del Sistema Principal x-y para ver el ojo del paciente.â–  Illuminate the field of vision for the Main System Camera x-y to see the patient's eye.

â–  Dirigir la luz a lo largo del camino de cada camara en las dianas fudiciarias retro-reflectantes para monitorizar la Gma Iâ–  Direct the light along the path of each camera on the retro-reflective fudiciary targets to monitor Gma I

â–  iluminar el lfmite inferior del limbo 26 para potenciar el contraste para la deteccion del limbo.â–  illuminate the lower limit of the blade 26 to enhance the contrast for the detection of the blade.

â–  Marcar el punto de entrada de los rayos X con un punto de laser que se ha alineado con la fuente de rayos X.â–  Mark the X-ray entry point with a laser point that has aligned with the X-ray source.

Por favor, vease la descripcion mas adelante respecto a las FIGS. 21A-21E y el ejemplo con la leyenda "Ejemplo de medidas del ojo y gu^a ocular basadas en imagenes" para una descripcion adicional de los metodos de uso del sistema de formacion de imagenes 410.Please see the description below regarding FIGS. 21A-21E and the example with the legend "Example of measurements of the eye and eye guide based on images" for a further description of the methods of use of the imaging system 410.

El colimador 118 se posiciona cerca del ojo del paciente, para permitir una penumbra aceptable asf como un haz de radiacion firmemente colimada como se ha descrito en las solicitudes US No. 12/103.534 presentada el 15 de abril, 2008; No. 12/027.069 presentada el 1 de febrero, 2008, indicadas anteriormente. En determinadas realizaciones, el diametro de la apertura de salida del colimador es entre aproximadamente 1 mm y aproximadamente 4 mm de manera que el tamano del punto en la parte posterior de la retina es aproximadamente 2 mm a aproximadamente 7 mm.Collimator 118 is positioned near the patient's eye, to allow acceptable penumbra as well as a firmly collimated radiation beam as described in US applications No. 12 / 103,534 filed on April 15, 2008; No. 12 / 027,069 filed on February 1, 2008, indicated above. In certain embodiments, the diameter of the outlet opening of the collimator is between about 1 mm and about 4 mm so that the size of the point on the back of the retina is about 2 mm to about 7 mm.

La FIG. 4 representa una vista esquematica de seccion transversal de una parte de un ensamblaje de fuente de rayos X 420 del sistema 10. El puntero laser 1410 viaja a traves de un divisor de haces 1220 y sale del colimador con su centro alineado con el haz de radiacion. En el ejemplo mostrado, el anodo de rayos x 1420 tiene una mayor dimension entre aproximadamente 0,1 mm y aproximadamente 5 mm y puede ponerse a una distancia L de la retina de aproximadamente 50 mm a aproximadamente 250 mm, y preferiblemente de aproximadamente 100-200 mm, y mas preferiblemente aproximadamente 150 mm. El mantenimiento del anodo 1420 a dicha distancia de la retina en una realizacion permite mantener una baja penumbra. El haz de radiacion 1400 se administra a traves del colimador 118, y su camino divergente entra en el ojo aproximadamente en la region pars plana, perdiendose las estructuras importantes de la camara anterior tal como la lente y la cornea. En el ejemplo mostrado, la lente de la gma ocular 110 contacta con la esclera y/o la cornea del ojo.FIG. 4 represents a schematic cross-sectional view of a part of an X-ray source assembly 420 of system 10. Laser pointer 1410 travels through a beam splitter 1220 and exits the collimator with its center aligned with the radiation beam . In the example shown, the 1420 x-ray anode has a larger dimension between about 0.1 mm and about 5 mm and can be placed at a distance L of the retina from about 50 mm to about 250 mm, and preferably from about 100- 200 mm, and more preferably about 150 mm. The maintenance of the anode 1420 at said distance from the retina in one embodiment allows to maintain a low penumbra. The radiation beam 1400 is administered through collimator 118, and its divergent path enters the eye approximately in the pars plana region, missing important structures of the anterior chamber such as the lens and the cornea. In the example shown, the lens of the eye gma 110 contacts the sclera and / or the cornea of the eye.

Como se muestra en las FIGS. 3A y 4, el colimador 1405 es preferiblemente colineal con el haz de luz colimado, 1410, que puede actuar como un puntero para indicar el punto en el ojo a traves del que entra la radiacion en el ojo 1300. En algunas realizaciones, la posicion del puntero de luz se usa para hacer un seguimiento de la fuente de radioterapia vis-a-vis un sistema de reconocimiento de imagenes que identifica la posicion del puntero respecto a una estructura ocular (por ejemplo, el limbo) y el dispositivo de radioterapia se mueve entonces sobre la base de la imagen (por ejemplo, a una region mas lejana a o mas cerca del limbo del ojo). In algunas realizaciones, el medico visualiza la posicion del puntero laser respecto al limbo y ajusta manualmente la fuente de rayos X en posicion.As shown in FIGS. 3A and 4, collimator 1405 is preferably collinear with the collimated beam of light, 1410, which can act as a pointer to indicate the point in the eye through which radiation enters the eye 1300. In some embodiments, the position The image pointer is used to track the source of radiation therapy vis-a-vis an image recognition system that identifies the position of the pointer with respect to an ocular structure (for example, the limbus) and the radiotherapy device is then move on the basis of the image (for example, to a region farther away or closer to the eye blade). In some embodiments, the doctor visualizes the position of the laser pointer relative to the limbus and manually adjusts the source of the x-ray in position.

El puntero de luz 1410 (por ejemplo, un haz laser emitido desde una fuente, tal como un laser diodo, laser gas acoplado a fibra, o semejantes) se acopla a un colimador 1405, o detras del colimador 1405, de manera que el puntero de luz 1410 es coincidente con el haz de rayos x 1400; el puntero de luz 1410 puede indicar la posicion 311 en la superficie de un ojo a traves de la que entra la fuente de radiacion mediante el seguimiento de angulos de incidencia del colimador y haz de rayos x. Las camaras del sistema de formacion de imagenes 410 pueden hacer un seguimiento del punto 311 y pueden usarse procesadores de imagenes para confirmar esta posicion a un usuario, o para desencadenar controles automatizados, si la posicion 311 estuviera fuera de un umbral de exactitud, segun un plan de tratamiento.The light pointer 1410 (for example, a laser beam emitted from a source, such as a diode laser, fiber-coupled gas laser, or the like) is coupled to a collimator 1405, or behind collimator 1405, so that the pointer of light 1410 is coincident with the x-ray beam 1400; the light pointer 1410 may indicate the position 311 on the surface of an eye through which the radiation source enters by tracking angles of incidence of the collimator and x-ray beam. The cameras of the imaging system 410 can track point 311 and image processors can be used to confirm this position to a user, or to trigger automated controls, if position 311 were outside an accuracy threshold, according to a treatment plan

Como se ilustra en la FIG. 3A, para conveniencia determinadas dimensiones relevantes a la colimacion del haz y anatoirna de tratamiento pueden identificarse como L0, L1, L2 y L3, donde:As illustrated in FIG. 3A, for convenience certain dimensions relevant to the collimation of the beam and treatment anatoirna can be identified as L0, L1, L2 and L3, where:

L0 es la distancia total desde el anodo de la fuente de rayos X 1420 a una diana de tratamiento 318 (por ejemplo, macula o fovea);L0 is the total distance from the anode of the X-ray source 1420 to a treatment target 318 (for example, macula or fovea);

L1 es la distancia desde el anodo de la fuente de rayos X 1420 al plano de la apertura de la salida del colimador 1405;L1 is the distance from the anode of the X-ray source 1420 to the plane of the opening of the outlet of collimator 1405;

L2 es la distancia desde el plano de la apertura de la salida del colimador 1405 al punto de haz de la superficie del tejido 311 (por ejemplo, superficie de la esclera en o cerca de pars plana); yL2 is the distance from the plane of the opening of the outlet of the collimator 1405 to the beam point of the surface of the fabric 311 (eg, surface of the sclera at or near pars plana); Y

L3 es la longitud del camino de propagacion del haz de rayos X en el tejido para alcanzar la diana del tratamiento, la distancia desde el punto de entrada de haz en el tejido 311 a la diana del tratamiento 318.L3 is the length of the path of propagation of the x-ray beam in the tissue to reach the treatment target, the distance from the beam entry point in the tissue 311 to the treatment target 318.

En un plan de tratamiento ocular ejemplar que tiene aspectos de la invencion, el plano de salida del colimador 1405 esta tfpicamente en una distancia L2 de aproximadamente 1 cm a aproximadamente 12 cm desde el punto deIn an exemplary eye treatment plan having aspects of the invention, the outlet plane of collimator 1405 is typically at a distance L2 of about 1 cm to about 12 cm from the point of

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entrada del haz 311 en la esclera. Sin embargo, en realizaciones alternativas, el colimador puede configurarse para estar en contacto con la superficie del ojo o cara adyacente, y puede incluir una superficie de contacto biocompatible adecuada resiliente o acolchada. La distancia D puede seleccionarse como un termino medio entre el objetivo de minimizar la penumbra del haz 1400 en la retina, y evitar la interferencia y malestar del paciente, por ejemplo, debido a limitaciones de espacio cuando se trabaja cerca de la cara. En determinadas realizaciones, puede emplearse un posicionador robotico con mayor grado de libertad (DOF), alto rango de movimiento para posicionar el tubo de rayos X 112 y el colimador 118, que puede programarse y/o controlarse para maniobrar para evitar la interferencia con objetos y partes del cuerpo del paciente. Vease, por ejemplo, los sistemas de control quirurgico roboticos con alto grado de libertad tal como se emplea en el sistema de radiocirugfa robotico CyberKnife® (Accuray, Inc. Sunnyvale, CA) y el sistema quirurgico mmimamente invasivo da Vinci® (Intuitive Surgical, Inc., Sunnyvale, CA). Sin embargo, el da Vinci no es autonomo y requiere un cirujano experto para mover sus brazos. El Cyberknife es de hecho autonomo. Sin embargo, el acelerador lineal que se mueve alrededor del paciente pesa mas de 1 tonelada y no puede moverse lo suficientemente cerca del paciente como para administrar haces de rayos X al ojo. Ademas, el sistema no incluye un sistema de estabilizacion del ojo para permitir el alineamiento respecto al ojo.entry of beam 311 in the sclera. However, in alternative embodiments, the collimator may be configured to be in contact with the surface of the adjacent eye or face, and may include a suitable resilient or padded biocompatible contact surface. The distance D can be selected as a middle term between the objective of minimizing the penumbra of the beam 1400 in the retina, and avoiding interference and discomfort of the patient, for example, due to space limitations when working near the face. In certain embodiments, a robot positioner with greater degree of freedom (DOF), high range of motion can be used to position the X-ray tube 112 and collimator 118, which can be programmed and / or controlled to maneuver to avoid interference with objects and parts of the patient's body. See, for example, robotic surgical control systems with a high degree of freedom as used in the CyberKnife® robotic radiosurgery system (Accuray, Inc. Sunnyvale, CA) and da Vinci® minimally invasive surgical system (Intuitive Surgical, Inc., Sunnyvale, CA). However, da Vinci is not autonomous and requires an expert surgeon to move his arms. The Cyberknife is in fact autonomous. However, the linear accelerator that moves around the patient weighs more than 1 ton and cannot move close enough to the patient to deliver X-ray beams to the eye. In addition, the system does not include an eye stabilization system to allow alignment with the eye.

Sin embargo, alternativamente y ventajosamente, un posicionador de rango de movimiento limitado (vease 115 en las FIGS. 5-6) puede proporcionar una mayor precision y exactitud de la radioterapia, particularmente cuando se mueve un unico DOF para re-posicionar estereotacticamente la fuente de rayos X 112 para aplicaciones de tratamiento con haz secuencial, por ejemplo, minimizando el error de posicionamiento, vibracion y efectos dinamicos. Ademas, un peligro real o al menos conceptual de sistemas roboticos con alto grado de libertad que emplean tratamiento con haz de energfa, es el gran rango posible de caminos del haz (por ejemplo, despues un fallo del sistema de control), y problemas de riesgo asociados, complejidad reguladora, y altos costes de instalacion de usuario final y de modificacion de sitio.However, alternatively and advantageously, a limited range of motion positioner (see 115 in FIGS. 5-6) can provide greater precision and accuracy of radiotherapy, particularly when moving a single DOF to stereotactically reposition the source X-ray 112 for sequential beam treatment applications, for example, minimizing positioning error, vibration and dynamic effects. In addition, a real or at least conceptual danger of robotic systems with a high degree of freedom that employs energy beam treatment is the large possible range of beam paths (for example, after a failure of the control system), and problems of associated risk, regulatory complexity, and high costs of end-user installation and site modification.

En un ejemplo, L2 se selecciona para ser aproximadamente 55 mm y L0 se selecciona para ser aproximadamente 150 mm, adecuado para uso con APS 115 mostrado en la FIG. 1A y descrito adicionalmente en las FIGS. 5-6. Veanse, por ejemplo, las realizaciones descritas en la solicitud US No. 12/100.398 presentada el 9 de abril, 2008 indicada anteriormente.In one example, L2 is selected to be approximately 55 mm and L0 is selected to be approximately 150 mm, suitable for use with APS 115 shown in FIG. 1A and further described in FIGS. 5-6. See, for example, the embodiments described in US application No. 12 / 100,398 filed on April 9, 2008 indicated above.

En muchas realizaciones, solo una pequena parte de movimiento se requiere de la fuente de rayos X 112 para tratar una enfermedad de la retina, tal como degeneracion macular y/o edema macular diabetico. En estas realizaciones, pueden aplicarse seis grados de libertad a la fuente de rayos X 110, pero el rango de cada grado de libertad puede ser limitado. Debido a que cada dosis de tratamiento es relativamente corta y se aplica sobre una pequena distancia, el robot puede sacrificarse en velocidad y distancia de trayecto para un tamano mas pequeno.In many embodiments, only a small part of the movement is required from the 112 x-ray source to treat a retinal disease, such as macular degeneration and / or diabetic macular edema. In these embodiments, six degrees of freedom can be applied to the X-ray source 110, but the range of each degree of freedom may be limited. Because each treatment dose is relatively short and applied over a small distance, the robot can be sacrificed in speed and path distance for a smaller size.

Alternativamente, pueden emplearse multiples fuentes de rayos X, por ejemplo, que tienen una relacion fija entre sf, para suministrar multiples haces estereotacticos para tratamiento. Sin embargo, las realizaciones que emplean un APS tal como se muestra en las FIGS. 1-6 puede ser mas compacto, ligero, y menos costoso, y evitar las limitaciones de espacio de equipo excesivo que funciona cerca de la cara.Alternatively, multiple X-ray sources can be used, for example, which have a fixed relationship between each other, to supply multiple stereotactic beams for treatment. However, embodiments employing an APS as shown in FIGS. 1-6 can be more compact, lightweight, and less expensive, and avoid the limitations of excessive equipment space that works near the face.

Las FIGS. 5 y 6 representan realizaciones de un sistema de posicionamiento de rayos X constrenido para tratar el ojo (por ejemplo, como se incluye en APS 115). El sistema de posicionamiento 115 se representa. La traslacion en el movimiento X-Y-Z se muestra y en orientaciones angulares O y 0. Este sistema de posicionamiento se personaliza para tratamiento cercano y para tratar el ojo. El rango de movimiento a lo largo de cada grado de libertad se limita y el sistema de posicionamiento 155 administra rayos x al ojo. La fuente de rayos X 112 se puede posicionar respecto al ojo, que puede seguirse, en algunas realizaciones, con un miembro de contacto 110 y modulo 625.FIGS. 5 and 6 represent embodiments of a constricted X-ray positioning system for treating the eye (for example, as included in APS 115). The positioning system 115 is represented. The translation in the X-Y-Z movement is shown and in angular orientations O and 0. This positioning system is customized for close treatment and to treat the eye. The range of motion along each degree of freedom is limited and the positioning system 155 administers x-rays to the eye. The X-ray source 112 can be positioned relative to the eye, which can be followed, in some embodiments, with a contact member 110 and module 625.

Observar que el soporte de formacion de imagenes 412 (vease tambien la FIG. 3B) se muestra en este ejemplo proyectando desde el estadio XYZ 416, de manera que el sistema de formacion de imagenes (410 en la FIG. 3b) puede estar soportado independientemente de los actuadores Oy 0 413 y 414 respectivamente, pero puede estar posicionado por el estadio XYZ 416 de manera que esta en alineamiento con el eje geometrico del ojo 2810 o eje de tratamiento 2820, por ejemplo. Sin embargo, debe indicarse que todo o partes del sistema de formacion de imagenes 410 puede estar soportado bien junto con o independientemente de cualquiera de los grados de libertad del sistema de posicionamiento 115, sin alejarse de la invencion. Por ejemplo, un componente del sistema de formacion de imagenes 410 (por ejemplo, una camara) puede montarse directamente en el tubo 112, mientras otros componentes se montan en el estadio XYZ 116, y otros componentes mas se montan y posicionan independientemente de todos los 5 DOF del sistema de posicionamiento ejemplar 115, por ejemplo, por un soporte robotico independientemente actuado y controlado, o semejantes.Note that the image-forming support 412 (see also FIG. 3B) is shown in this example by projecting from stage XYZ 416, so that the image-forming system (410 in FIG. 3b) can be independently supported. of the actuators Oy 0 413 and 414 respectively, but may be positioned by stage XYZ 416 so that it is in alignment with the geometric axis of the eye 2810 or treatment axis 2820, for example. However, it should be noted that all or parts of the imaging system 410 may be supported either together or independently of any of the degrees of freedom of the positioning system 115, without departing from the invention. For example, one component of the imaging system 410 (for example, a camera) can be mounted directly on the tube 112, while other components are mounted at stage XYZ 116, and other components are mounted and positioned independently of all 5 DOF of the exemplary positioning system 115, for example, by an independently operated and controlled robotic support, or the like.

La FIG. 6 representa realizaciones de un sistema de control del movimiento en el que el colimador 118 se mueve por el sistema de posicionamiento alrededor de la punta de un cono con los rayos x convergiendo en un punto focal en el ojo, tal como la macula. La distancia a lo largo del centro del cono al colimador es constante para un angulo O dado que se refiere al angulo que el colimador 118 forma con el eje de tratamiento 2820. La distancia desde el borde del colimador al punto focal es constante para cualquier O o 0. Debido a que el sistema de movimiento esta ngidamente constrenido alrededor de un eje, el error es muy pequeno en terminos de posicionamiento y movimiento.FIG. 6 represents embodiments of a motion control system in which collimator 118 moves through the positioning system around the tip of a cone with x-rays converging at a focal point in the eye, such as the macula. The distance along the center of the cone to the collimator is constant for an angle O since it refers to the angle that the collimator 118 forms with the treatment axis 2820. The distance from the edge of the collimator to the focal point is constant for any O or 0. Because the movement system is sharply built around an axis, the error is very small in terms of positioning and movement.

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En algunas realizaciones, la distancia L0 desde el anodo de la fuente de rayos X 1420 a la diana retinal 318 puede ser de aproximadamente 200mm a aproximadamente 50 mm, y en una realizacion descrita con detalle en la presente memoria, esta distancia (L0) puede ser aproximadamente 150 mm. En algunas realizaciones, la distancia desde el final del colimador (apertura 1405) al centro del foco 318 en la retina (L2 + L3) puede ser de aproximadamente 120 mm a aproximadamente 160 mm, y en una realizacion descrita con detalle en la presente memoria, esta distancia (L0) puede ser aproximadamente 40 a aproximadamente 60 mm.In some embodiments, the distance L0 from the anode of the X-ray source 1420 to the retinal target 318 may be from about 200mm to about 50mm, and in an embodiment described in detail herein, this distance (L0) may be approximately 150 mm. In some embodiments, the distance from the end of the collimator (aperture 1405) to the center of focus 318 in the retina (L2 + L3) may be from about 120 mm to about 160 mm, and in an embodiment described in detail herein. , this distance (L0) can be about 40 to about 60 mm.

El angulo O puede cambiar dependiendo de la distancia prescrita o deseada. En algunas realizaciones, el angulo O es variable y puede cambiarse dependiendo de la posicion de entrada deseada del haz en el ojo. No obstante, para conseguir el movimiento deseado alrededor del punto de foco, el colimador se mueve alrededor del borde de un cilindro de manera que el colimador pueda emitir radiacion desde puntos a un angulo constante respecto a la diana. Dicho movimiento permite que el sistema de posicionamiento posicione exactamente el colimador y el tubo de rayos x a lo largo de un arco. Este unico grado de libertad despues del posicionamiento hace que la terapia sea eficiente y precisa.The angle O may change depending on the prescribed or desired distance. In some embodiments, the angle O is variable and can be changed depending on the desired input position of the beam in the eye. However, to achieve the desired movement around the focus point, the collimator moves around the edge of a cylinder so that the collimator can emit radiation from points at a constant angle to the target. Said movement allows the positioning system to position the collimator and the x-ray tube exactly along an arc. This unique degree of freedom after positioning makes the therapy efficient and precise.

En la realizacion ejemplar de sistema de posicionamiento 115 mostrado en la FIG. 5, el sistema comprende una base (421 en la FIG. 1A). Observese que la base 421 se muestra como una base de tipo montaje en mesa, pero puede estar soportada alternativamente por otras estructuras de montaje conocidas para dispositivos medicos, tal como montajes elevados, montajes en voladizo en pared, montajes en carros con ruedas, montajes retractiles o plegados, o semejantes.In the exemplary embodiment of positioning system 115 shown in FIG. 5, the system comprises a base (421 in FIG. 1A). Note that the base 421 is shown as a table mount type base, but may alternatively be supported by other known mounting structures for medical devices, such as raised mounts, cantilever wall mounts, wheelbarrow mounts, retractable mounts or folded, or similar.

En este ejemplo, la base 421 soporta un estadio proximal XYZ 116 que tiene tres actuadores lineales con soporte secuencial mutuamente perpendiculares, que a su vez soportan un actuador rotacional mas distal 0 414 que tiene un eje de rotacion paralelo al eje Z, que a su vez soporta un actuador rotacional todavfa mas distal O que ajusta el angulo polar respecto al eje Z. El ensamblaje de la fuente de rayos X mas distal 420 esta soportado por el actuadorIn this example, the base 421 supports a proximal stage XYZ 116 which has three linear actuators with mutually perpendicular sequential support, which in turn support a more distal rotary actuator 0 414 having a rotation axis parallel to the Z axis, which at its It also supports a rotational actuator even more distal O that adjusts the polar angle with respect to the Z axis. The assembly of the most distal X-ray source 420 is supported by the actuator

0. Esta disposicion de posicionamiento ejemplar mostrada puede operarse de varios modos alterativos. Sin embargo, esta particularmente bien adaptada a un modo estereotactico de operacion en el que los grados de libertad X, Y, Z y O se ajustan y fijan respecto al eje de tratamiento 2820 y diana 318, y posteriormente el ensamblaje de la fuente de rayos X 420 se re-posiciona por movimiento del actuador 0 414 a sucesivas posiciones del haz de tratamiento, como se muestra en la FIG. 6. Las realizaciones alternativas del sistema de posicionamiento 115 para el ensamblaje de la fuente de rayos X 420 que tienen aspectos de la invencion tienen una diferente ordenacion proximal a distal de los grados de libertad mostrados, y pueden tener mas o menos de 5 grados de libertad.0. This exemplary positioning arrangement shown can be operated in several alterative ways. However, it is particularly well adapted to a stereotactic mode of operation in which the degrees of freedom X, Y, Z and O are adjusted and fixed with respect to the treatment axis 2820 and target 318, and subsequently the light source assembly X 420 is repositioned by actuator movement 0 414 to successive positions of the treatment beam, as shown in FIG. 6. Alternative embodiments of the positioning system 115 for assembling the X-ray source 420 having aspects of the invention have a different order proximal to distal of the degrees of freedom shown, and may have more or less than 5 degrees of freedom.

IID. Ordenador del sistema y codigo legible por maquinaIID System computer and machine readable code

El procesador en el sistema puede ser un microordenador convencional que tiene dispositivos de entrada de teclado y raton, un dispositivo de salida de pantalla del monitor, y una interfaz de ordenador que conecta operativamente varios componentes del sistema, incluyendo el ensamblaje o dispositivo de seguimiento del ojo, un brazo robotico que controla la posicion y asf la orientacion del haz de la fuente del haz, y opcionalmente, un brazo que esta unido mecanicamente a la grna ocular, para llevar a cabo las distintas funciones del sistema.The processor in the system can be a conventional microcomputer that has keyboard and mouse input devices, a monitor display output device, and a computer interface that operatively connects various system components, including the assembly or tracking device of the system. eye, a robotic arm that controls the position and thus the orientation of the beam of the beam source, and optionally, an arm that is mechanically linked to the eyepiece, to carry out the different functions of the system.

Segun se aplica al tratamiento de una lesion ocular, tal como degeneracion macular, estas funciones se encuentran en una de cuatro areas generales: (1) alineamiento de diana, (2), plan de tratamiento, (3) seguimiento de posicion de diana durante el curso del tratamiento, y (4) control del haz de radiacion, incluyendo posicion, duracion, e intensidad del haz, para conseguir una dosis de radiacion deseada en la diana y para evitar o minimizar efectos potencialmente daninos en estructuras sensibles a la radiacion cercanas. Estas cuatro funciones se consideraran ahora separadamente respecto al sistema disenado para tratar una lesion ocular, tal como degeneracion macular. Aunque las etapas en el algoritmo se describen respecto a un metodo para tratar lesiones retinales, tal como degeneracion macular, y respecto al seguimiento el eje geometrico del ojo, se apreciara como los algoritmos pueden adaptarse para terapias de radiacion que implican diferentes dianas, o cuando se emplean otros ejes de dianas corporales. Tambien se apreciara que el codigo legible por maquina para ejecutar las funciones individuales sera parte preferiblemente de un software o sistema de hardware integrado que engloba todas las funciones.As applied to the treatment of an eye injury, such as macular degeneration, these functions are found in one of four general areas: (1) target alignment, (2), treatment plan, (3) target position monitoring during the course of treatment, and (4) control of the radiation beam, including position, duration, and intensity of the beam, to achieve a desired radiation dose at the target and to avoid or minimize potentially harmful effects on nearby radiation sensitive structures . These four functions will now be considered separately from the system designed to treat an eye injury, such as macular degeneration. Although the stages in the algorithm are described with respect to a method for treating retinal lesions, such as macular degeneration, and with respect to the monitoring of the geometric axis of the eye, it will be appreciated how the algorithms can be adapted for radiation therapies that involve different targets, or when Other axes of body targets are used. It will also be appreciated that the machine-readable code for executing the individual functions will preferably be part of an integrated software or hardware system that encompasses all functions.

IID1a. Alineamiento de diana, no grna ocularIID1a. Target alignment, not eyepiece

Este algoritmo, que se discute e ilustra en otra seccion de las aplicaciones, particularmente en las Secciones VIIC y respecto a las FIGS. 54-56, sigue las etapas generales descritas a continuacion.This algorithm, which is discussed and illustrated in another section of applications, particularly in VIIC Sections and with respect to FIGS. 54-56, follow the general steps described below.

1. Con el paciente puesto en una posicion deseada, y mirando de frente, un sistema de formacion de imagenes registra una imagen del ojo del paciente, incluyendo reflexiones corneales de una fuente de luz externa;1. With the patient placed in a desired position, and looking straight ahead, an imaging system records an image of the patient's eye, including corneal reflections of an external light source;

2. La imagen se convierte en una imagen digital que consiste en una matriz de pfxeles N x M. Sobre la base de la posicion conocida del sistema de formacion de imagenes en el sistema de coordenadas externo, los pfxeles en la matriz corresponden a coordenadas conocidas en el sistema externo;2. The image is converted into a digital image consisting of a matrix of N x M pixels. Based on the known position of the imaging system in the external coordinate system, the pixels in the matrix correspond to known coordinates. in the external system;

3. Los componentes estandar o disponibles comercialmente del sistema de formacion de imagenes y procesador de imagenes pueden adaptarse y emplearse, tal como, por ejemplo, como se proporciona por Edmund Optics, Inc. de3. Standard or commercially available components of the image formation system and image processor can be adapted and used, such as, for example, as provided by Edmund Optics, Inc. of

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Barrington, NJ (por ejemplo, Edmund Optics-1312, un escaner progresivo CMOS con dimensiones de 1280 x 1024 pfxeles) y The MathWorks, Inc. de Natick, MA (por ejemplo, Procesador de Imagenes Toolbox 6.2). El sistema procesador de imagenes analiza la imagen para identificar el limbo y primera reflexion corneal, sobre la base de valores de pixel escaneados en la matriz e identificacion de variaciones en valor de pixel localizado que son consistentes con las estructuras que se estan identificando, es decir, sobre la base de lfmites de estructuras de imagenes caracterizados por cambios esperados en los valores de pfxeles en una determinada localizacion de lfmite en la imagen;Barrington, NJ (for example, Edmund Optics-1312, a CMOS progressive scanner with dimensions of 1280 x 1024 pixels) and The MathWorks, Inc. of Natick, MA (for example, Toolbox 6.2 Image Processor). The image processing system analyzes the image to identify the limbo and first corneal reflection, based on pixel values scanned in the matrix and identification of variations in localized pixel value that are consistent with the structures that are being identified, that is , on the basis of limits of image structures characterized by expected changes in pixel values at a certain limit location in the image;

4. Las coordenadas de pfxeles en el limbo y primera reflexion corneal se usan para calcular los puntos de referencia derivados, tal como el centro del limbo, y los valores de pfxeles resultantes se usan para asignar coordenadas del sistema externo a un eje, por ejemplo, el eje geometrico del ojo, definido por la estructura;4. Pixel coordinates in the limbus and first corneal reflection are used to calculate the derived reference points, such as the center of the limbus, and the resulting pixel values are used to assign external system coordinates to an axis, for example , the geometric axis of the eye, defined by the structure;

5. Conociendo las coordenadas externas del eje geometrico del ojo, y la distancia entre la camara y el ojo, se asignan las coordenadas tridimensionales del ojo en el sistema de coordenadas externo;5. Knowing the external coordinates of the geometric axis of the eye, and the distance between the camera and the eye, the three-dimensional coordinates of the eye are assigned in the external coordinate system;

6. Las coordenadas del eje ocular de la etapa 5 en el sistema de coordenadas externo se usan entonces para determinar las coordenadas del sistema externo de la estructura de la diana, por ejemplo, la macula y opcionalmente, cualesquiera otras estructuras de interes, tal como estructuras sensibles a la radiacion cercanas. Esto puede hacerse usando relaciones espaciales conocidas en un modelo de ojo estandar entre la posicion del eje ocular, por ejemplo, eje geometrico, en su punto de interseccion con la retina, y las posiciones de la macula y otras estructuras, por ejemplo, el disco optico, en la retina;6. The coordinates of the eye axis of step 5 in the external coordinate system are then used to determine the coordinates of the external system of the target structure, for example, the macula and optionally, any other structures of interest, such as nearby radiation sensitive structures. This can be done using known spatial relationships in a standard eye model between the position of the ocular axis, for example, geometric axis, at its point of intersection with the retina, and the positions of the macula and other structures, for example, the disc optical, in the retina;

6'. En una realizacion, la etapa 6 se lleva a cabo mediante el alineamiento del eje geometrico del ojo del paciente con el eje geometrico del modelo de ojo, y escalando el modelo al ojo del paciente mediante la longitud axial conocida del ojo del paciente, asf para superponer el modelo en el ojo del paciente. Sobre la base de las coordenadas conocidas de las estructuras seleccionadas en el modelo, pueden asignarse entonces las coordenadas de las mismas estructuras en el ojo del paciente y transformarse al sistema de coordenadas externo; y6 '. In one embodiment, step 6 is carried out by aligning the geometric axis of the patient's eye with the geometric axis of the eye model, and scaling the model to the patient's eye by the known axial length of the patient's eye, so to superimpose the model in the patient's eye. Based on the known coordinates of the structures selected in the model, the coordinates of the same structures in the patient's eye can then be assigned and transformed to the external coordinate system; Y

7. Conociendo las coordenadas de la lesion diana del paciente en el sistema de coordenadas externo, el programa determina ahora la posicion y orientacion de un eje de haz que pasa a traves de la esclera, ligeramente por encima o por debajo de la lmea media del ojo, e interseca el centro de la lesion diana. Un brazo robotico que porta la fuente de haz puede activarse para poner el haz a lo largo del eje de haz calculado.7. Knowing the coordinates of the patient's target lesion in the external coordinate system, the program now determines the position and orientation of a beam axis that passes through the sclera, slightly above or below the mean line of the eye, and intersects the center of the target lesion. A robotic arm that carries the beam source can be activated to place the beam along the calculated beam axis.

IID1b. Alineamiento de la diana con guia ocularIID1b. Alignment of the target with eye guide

Este algoritmo, que se discute e ilustra en otra seccion de las aplicaciones, particularmente en las Secciones IV-D y VI-F y las FIGS. 21-26, sigue las etapas generales descritas a continuacion.This algorithm, which is discussed and illustrated in another section of the applications, particularly in Sections IV-D and VI-F and FIGS. 21-26, follow the general stages described below.

1. Con el paciente puesto en una posicion deseada, y mirando de frente, y con una grna ocular centrada en el ojo, por ejemplo, centrada respecto al limbo, un sistema de formacion de imagenes registra una imagen del ojo del paciente, y analiza la imagen digital, como en las etapas 2 y 3 anteriores, para confirmar el posicionamiento de la guia ocular en el centro del ojo.1. With the patient placed in a desired position, and looking straight ahead, and with an eyeglass centered on the eye, for example, centered on the limbus, an imaging system records an image of the patient's eye, and analyzes the digital image, as in the previous stages 2 and 3, to confirm the positioning of the eye guide in the center of the eye.

2. Con el paciente mirando de frente, la informacion del sistema de seguimiento se usa para calcular las coordenadas externas de la guia ocular;2. With the patient facing forward, the information from the monitoring system is used to calculate the external coordinates of the eye guide;

3. Conociendo las coordenadas externas de la guia ocular, y concordando las coordenadas de las partes de contacto de la guia ocular y el ojo, se asignan entonces las coordenadas tridimensionales del ojo en el sistema de coordenadas externo;3. Knowing the external coordinates of the eye guide, and matching the coordinates of the contact parts of the eye guide and the eye, then the three-dimensional coordinates of the eye are assigned in the external coordinate system;

4. Las coordenadas del ojo de la etapa 3 en el sistema de coordenadas externo se usan entonces para determinar las coordenadas del sistema externo de la estructura diana, por ejemplo, la macula y opcionalmente, cualesquiera otras estructuras de interes, tal como estructuras sensibles a la radiacion cercanas, segun la etapa 6 en el algoritmo anterior; y4. The eye coordinates of step 3 in the external coordinate system are then used to determine the coordinates of the external system of the target structure, for example, the macula and optionally, any other structures of interest, such as structures sensitive to the nearby radiation, according to step 6 in the previous algorithm; Y

5. La determinacion de la posicion y orientacion del eje de haz se lleva a cabo ahora como en la etapa 7 anterior. IID2. Plan de tratamiento5. The determination of the position and orientation of the beam axis is now carried out as in step 7 above. IID2. Treatment plan

Este algoritmo se discute e lustra mas adelante en la Seccion IIIB y las FIGS. 8-14 siguientes.This algorithm is discussed and illustrated later in Section IIIB and FIGS. 8-14 following.

1. A partir de coordenadas conocidas del area diana del paciente, por ejemplo, lesion retinal, como se determina a partir de uno de los algoritmos de alineamiento anteriores, determinar al menos dos ejes de camino de haz de tratamiento dirigidos desde una fuente de un haz de radiacion x colimada a traves de la esclera del paciente mas alla del limbo y dirigidos a la lesion en la retina del paciente,1. From known coordinates of the patient's target area, for example, retinal injury, as determined from one of the above alignment algorithms, determine at least two axes of treatment beam path directed from a source of a radiation beam x collimated through the patient's sclera beyond the limbus and directed to the lesion in the patient's retina,

2. Calcular a partir de un modelo de ojo superpuesto en el ojo del paciente (vease la etapa 6' en el primer algoritmo de alineamiento anterior) la distancia de trayecto de cada haz a traves del ojo a lo largo de cada eje de haz;2. Calculate from a model of an eye superimposed on the patient's eye (see step 6 'in the first previous alignment algorithm) the path distance of each beam through the eye along each beam axis;

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3. Conociendo la distancia de trayecto de la etapa 2, y el factor de atenuacion asociado con el trayecto del haz a traves del medio del ojo, calcular una atenuacion de haz esperada total para cada eje de haz de tratamiento desde el punto de entrada a la diana;3. Knowing the path distance of stage 2, and the attenuation factor associated with the beam path through the middle of the eye, calculate a total expected beam attenuation for each treatment beam axis from the point of entry into the Diana;

4. A partir de los ajustes de intensidad del haz de radiacion conocidos, incluyendo intensidad y caractensticas espectrales del haz, la dosis de radiacion conocida total deseada, y la atenuacion del haz calculada a traves del ojo a lo largo de los ejes de haz conocidos, calcular un tiempo de duracion del haz total efectivo, cuando se dirige a la diana, para producir la dosis deseada; y4. From the known radiation beam intensity settings, including intensity and spectral beam characteristics, the desired total known radiation dose, and the calculated beam attenuation through the eye along the known beam axes , calculate a duration time of the total effective beam, when directed to the target, to produce the desired dose; Y

5. Dividir la duracion total del haz entre los dos o mas haces.5. Divide the total length of the beam between the two or more beams.

II D3a. Seguimiento de la posicion de la diana absoluta durante el tratamientoII D3a. Monitoring of the position of the absolute target during treatment

Los dos algoritmos de seguimiento siguientes se discuten e ilustran en la Seccion V.G y las FIGS. 29-36. Ambos se disenan para hacer el seguimiento del movimiento del ojo durante el tratamiento con radiacion, y para convertir el movimiento del ojo en un mapa espacial de radiacion recibida en la region del area diana, incluyendo cualesquiera estructuras sensibles a la radiacion. Este primer algoritmo opera mediante la construccion de un mapa espacial de exposicion a la radiacion respecto a las posiciones retinales absolutas en la region incluyendo y alrededor de la lesion del area diana.The following two tracking algorithms are discussed and illustrated in Section V.G and FIGS. 29-36. Both are designed to track eye movement during radiation treatment, and to convert eye movement into a spatial map of radiation received in the region of the target area, including any radiation sensitive structures. This first algorithm operates through the construction of a spatial map of radiation exposure with respect to the absolute retinal positions in the region including and around the lesion of the target area.

Las etapas 1-4 del algoritmo se llevan a cabo a intervalos regulares, por ejemplo, cada decima de segundo, durante el curso del tratamiento, esto es, cuando la lesion diana se esta exponiendo al haz de radiacion.Steps 1-4 of the algorithm are carried out at regular intervals, for example, every tenth of a second, during the course of treatment, that is, when the target lesion is being exposed to the radiation beam.

1. Recibir informacion del dispositivo de seguimiento sobre la posicion del eje geometrico o eje de la grna ocular;1. Receive information from the tracking device on the position of the geometric axis or axis of the eyepiece;

2. Comparar las coordenadas del eje del ojo de la etapa 1 con las coordenadas conocidas del eje del sistema;2. Compare the coordinates of the eye axis of stage 1 with the known coordinates of the system axis;

3. A partir de la variacion de las coordenadas en los ejes del ojo y de referencia de la etapa 2, calcular las coordenadas retinales del eje de haz, esto es, las coordenadas del sistema externo a las que el eje de haz interseca la retina;3. From the variation of the coordinates in the eye and reference axes of stage 2, calculate the retinal coordinates of the beam axis, that is, the coordinates of the external system to which the beam axis intersects the retina ;

4. A partir de las coordenadas retinales calculadas de la etapa 3, y el equivalente de radiacion conocido en la superficie retinal, calcular un equivalente de radiacion instantaneo recibido en las coordenadas retinales calculadas;4. From the calculated retinal coordinates of stage 3, and the known radiation equivalent on the retinal surface, calculate an instantaneous radiation equivalent received at the calculated retinal coordinates;

5. Usando los valores de equivalente de radiacion instantaneos acumulados calculados en la etapa 4 construir un mapa espacial de equivalente de radiacion sobre un area de la retina que ha recibido radiacion; y5. Using the cumulative instantaneous radiation equivalent values calculated in step 4, construct a spatial map of the radiation equivalent over an area of the retina that has received radiation; Y

6. A intervalos periodicos, por ejemplo, cada decima de segundo, monitorizar el equivalente de radiacion total recibido en la diana y cualesquiera estructuras sensibles a la radiacion.6. At periodic intervals, for example, every tenth of a second, monitor the total radiation equivalent received on the target and any radiation sensitive structures.

II D3b. Seguimiento de las fluctuaciones de la posicion de la diana durante el tratamientoII D3b. Monitoring of the fluctuations of the target position during treatment

Este segundo algoritmo opera para construir un mapa de fluctuacion del ojo durante el curso del tratamiento, a partir del cual puede calcularse la distribucion de la radiacion como una funcion de la distancia desde el area diana, para propositos de seguimiento de la radiacion total recibida en cualquier momento en el area diana y a distancias conocidas desde el area diana.This second algorithm operates to construct an eye fluctuation map during the course of treatment, from which the radiation distribution can be calculated as a function of the distance from the target area, for purposes of monitoring the total radiation received in any time in the target area and at known distances from the target area.

Las etapas 1-4 se llevan a cabo a intervalos regulares, por ejemplo, cada decima de segundo, durante el curso del tratamiento, como anteriormente.Steps 1-4 are carried out at regular intervals, for example, every tenth of a second, during the course of treatment, as before.

1. Recibir informacion del dispositivo de seguimiento sobre la posicion del eje geometrico o eje de la grna ocular;1. Receive information from the tracking device on the position of the geometric axis or axis of the eyepiece;

2. Comparar las coordenadas del eje del ojo de la etapa 1 con las coordenadas conocidas del eje del sistema;2. Compare the coordinates of the eye axis of stage 1 with the known coordinates of the system axis;

3. A partir de la variacion de las coordenadas en los ejes del ojo y de referencia de la etapa 2, calcular las coordenadas retinales del eje de haz;3. From the variation of the coordinates in the eye and reference axes of stage 2, calculate the retinal coordinates of the beam axis;

4. A partir de las coordenadas retinales calculadas de la etapa 3, calcular un vector entre la diana y la posicion de fluctuacion medida instantaneamente del haz en ese punto de tiempo;4. From the calculated retinal coordinates of stage 3, calculate a vector between the target and the position of fluctuation measured instantaneously of the beam at that time point;

5. Usar los vectores de fluctuacion acumulados para construir un mapa de vector suma de fluctuacion;5. Use the accumulated fluctuation vectors to construct a vector map sum of fluctuation;

6. A partir del mapa de vector suma de fluctuacion, calcular la distribucion de radiacion total como una funcion de distancia desde el area diana;6. From the vector map sum of fluctuation, calculate the total radiation distribution as a function of distance from the target area;

IID4. Control del haz de radiacion (funcion de control de inactivacion)IID4. Radiation beam control (inactivation control function)

Este algoritmo actua sobre informacion del algoritmo de plan de tratamiento y sobre informacion de un algoritmo de seguimiento, tal como uno de los dos algoritmos asf considerados, para controlar la intensidad, duracion, y tiempo del haz desde la fuente de radiacion, y la orientacion del eje de haz.This algorithm acts on information of the treatment plan algorithm and on information of a tracking algorithm, such as one of the two algorithms thus considered, to control the intensity, duration, and time of the beam from the radiation source, and the orientation of the beam axis.

1. A cada punto durante la irradiacion a lo largo de un unico eje de haz, comparar el equivalente de radiacion total recibido en una estructura sensible a la radiacion de uno de los dos algoritmos de seguimiento anteriores con el equivalente de radiacion maximo permitido en la estructura de ese eje de haz;1. At each point during irradiation along a single beam axis, compare the total radiation equivalent received in a radiation sensitive structure of one of the two previous tracking algorithms with the maximum radiation equivalent allowed in the structure of that beam axis;

2. Si el equivalente de radiacion total de la etapa (1) esta por encima de un nivel umbral establecido durante el plan 5 de tratamiento, terminar la exposicion al haz a lo largo de ese eje; de otra manera ir a la etapa 3.2. If the total radiation equivalent of stage (1) is above a threshold level established during treatment plan 5, terminate the exposure to the beam along that axis; otherwise go to stage 3.

3. Si todos los ejes de haz del plan de tratamiento se han explotado, terminar el tratamiento; de otra manera ir a la etapa 4.3. If all beam axes of the treatment plan have been exploited, terminate the treatment; otherwise go to stage 4.

4. Si el equivalente de radiacion total en la estructura sensible a la radiacion esta por debajo del umbral, continuar irradiando la diana;4. If the total radiation equivalent in the radiation sensitive structure is below the threshold, continue to irradiate the target;

10 5. Repetir las etapas (1)-(4) hasta que se alcanza un valor por encima del umbral en una estructura sensible a la10 5. Repeat steps (1) - (4) until a value above the threshold is reached in a structure sensitive to the

radiacion o se alcanza un equivalente de radiacion deseado en la diana para ese eje de haz;radiation or a desired radiation equivalent is reached on the target for that beam axis;

6. ^Se han explotado todos los ejes de tratamiento? Si no es asf, dirigir el brazo robotico que controla la posicion de la fuente de haz a la siguiente posicion de eje de haz; si es asf, entonces terminar el tratamiento.6. Have all the treatment axes been exploited? If not, direct the robot arm that controls the position of the beam source to the next beam axis position; If so, then finish the treatment.

MI. Metodo de tratamiento con radioterapiaME. Method of radiotherapy treatment

15 En un aspecto, la invencion puede usarse en un metodo de tratamiento de una lesion en o adyacente a la retina del ojo de un paciente con un dispositivo de radiacion de haz externo. En una primera etapa, el ojo del paciente se pone en alineamiento en alineamiento con un eje del sistema conocido en un sistema de coordenadas tridimensional externo, y se mide la longitud axial del ojo. Los detalles de estas etapas se proporcionan en las Secciones MIA-MIC mas adelante, en las que el ojo se alinea sobre la base de caractensticas naturales o puntos de referencia de un 20 paciente, y en la Seccion IV, respecto al uso de una grna ocular para alinear el ojo del paciente.In one aspect, the invention can be used in a method of treating an injury in or adjacent to the retina of a patient's eye with an external beam radiation device. In a first stage, the patient's eye is aligned in alignment with an axis of the known system in an external three-dimensional coordinate system, and the axial length of the eye is measured. The details of these stages are provided in the MIA-MIC Sections below, in which the eye is aligned on the basis of natural features or reference points of a patient, and in Section IV, regarding the use of a crane eyepiece to align the patient's eye.

A partir de la posicion conocida del eje del sistema y a partir de la longitud axial medida, se determinan las coordenadas de la lesion que se va a tratar en el sistema de coordenadas externo, y un haz de radiacion colimada a lo largo de un eje de haz conocido en el sistema de coordenadas externo en la lesion que se va a tratar. Los detalles de estas etapas, que se llevan a cabo preferiblemente por procesador en el sistema descrito anteriormente, se 25 describen en la Seccion IID anterior.From the known position of the system axis and from the measured axial length, the coordinates of the lesion to be treated in the external coordinate system are determined, and a collimated radiation beam along an axis of you have known in the external coordinate system in the lesion to be treated. The details of these steps, which are preferably carried out by processor in the system described above, are described in Section IID above.

Durante el curso del tratamiento, y en particular, durante el periodo en el que la lesion se esta exponiendo a la radiacion de haz externo, la posicion del ojo se sigue respecto al eje del sistema conocido, permitiendo asf el seguimiento de la posicion, es decir, coordenadas de la lesion que se va a tratar en el sistema de coordenadas externo. Los detalles de las operaciones del procesador para llevar a cabo esta etapa tambien se detallan 30 anteriormente en la Seccion IID.During the course of the treatment, and in particular, during the period in which the injury is being exposed to external beam radiation, the position of the eye is followed with respect to the axis of the known system, thus allowing the tracking of the position, it is that is, coordinates of the lesion to be treated in the external coordinate system. The details of the processor operations to carry out this stage are also detailed above in Section IID.

Sobre la base del eje de haz conocido del haz colimado en el sistema de coordenadas externo, y la posicion instantanea de la lesion que se va a tratar en el sistema de coordenadas externo (como se determina al menos en parte por la posicion a la que se ha hecho seguimiento del ojo), el sistema procesador opera para calcular un equivalente de radiacion total recibida en la lesion que se va a tratar durante el tratamiento.Based on the known beam axis of the collimated beam in the external coordinate system, and the instantaneous position of the lesion to be treated in the external coordinate system (as determined at least in part by the position at which the eye has been tracked), the processor system operates to calculate an equivalent of total radiation received in the lesion to be treated during the treatment.

35 En una realizacion preferida, el metodo se disena para administrar una dosis de radiacion deseada en la lesion diana, pero sin exponer una o mas estructuras sensibles a la radiacion cercanas a la lesion a una dosis de radiacion danina, es decir, una dosis que podna afectar negativamente el funcionamiento de la estructura. Por ejemplo, en el caso en el que la lesion retinal es la macula del ojo del paciente, una de las estructuras sensibles a la radiacion es el disco optico. El metodo en esta realizacion incluye determinar las coordenadas de al menos una estructura sensible 40 a la radiacion en el sistema de coordenadas externo; por ejemplo, el optico, seguimiento de la posicion de la estructura o estructuras sensibles a la radiacion en el sistema de coordenadas externo; y sobre la base de la o las posiciones instantaneas de la o las estructuras sensibles a la radiacion en el sistema de coordenadas externo, calcular un equivalente de radiacion total recibida en la al menos una estructura sensible a la radiacion durante el tratamiento. Los detalles para llevar a cabo estas etapas sustancialmente siguen los usados para la determinacion 45 de la radiacion total recibida en la lesion diana, segun las operaciones del procesador detalladas anteriormente en la Seccion IID.In a preferred embodiment, the method is designed to deliver a desired radiation dose in the target lesion, but without exposing one or more radiation sensitive structures close to the lesion to a dose of harmful radiation, that is, a dose that could adversely affect the functioning of the structure. For example, in the case where the retinal lesion is the macula of the patient's eye, one of the radiation-sensitive structures is the optical disc. The method in this embodiment includes determining the coordinates of at least one radiation sensitive structure 40 in the external coordinate system; for example, the optical, monitoring the position of the structure or structures sensitive to radiation in the external coordinate system; and on the basis of the instantaneous position (s) of the radiation sensitive structure (s) in the external coordinate system, calculate an equivalent of total radiation received in the at least one radiation sensitive structure during the treatment. The details for carrying out these steps substantially follow those used for the determination of the total radiation received in the target injury, according to the processor operations detailed above in Section IID.

IIIA. Alineamiento del ojoIIIA Eye alignment

La FIG. 7 representa un metodo de direccionamiento anatomico para radioterapia. El eje central o geometrico 2810 del ojo puede definirse aproximadamente por la grna ocular 2860 (o metodos alternativos de alineamiento del ojo), 50 que en algunos casos es una lente que se ajusta a la curvatura de la parte frontal del ojo. El eje geometrico 2810 del ojo 30 puede definirse como que interseca perpendicularmente a la superficie de la cornea 35 en el centro del limbo 26. En algunas realizaciones, el eje geometrico 2810 puede ser el eje de tratamiento, o puede definirse un eje de tratamiento distinto 2820. En el ejemplo mostrado, el eje de tratamiento 2820 es se compensa verticalmente y/o lateralmente y se encuentra generalmente paralelo al eje geometrico 2810, intersecando la fovea 318 del ojo 55 (aproximadamente el centro macular). En una realizacion, el angulo O se ajusta de manera que el haz de rayos xFIG. 7 represents a method of anatomical addressing for radiotherapy. The central or geometric axis 2810 of the eye can be defined approximately by the eyeglass 2860 (or alternative methods of alignment of the eye), 50 which in some cases is a lens that conforms to the curvature of the front part of the eye. The geometric axis 2810 of the eye 30 may be defined as intersecting perpendicularly to the surface of the cornea 35 in the center of the blade 26. In some embodiments, the geometric axis 2810 may be the treatment axis, or a different treatment axis may be defined 2820. In the example shown, the treatment axis 2820 is offset vertically and / or laterally and is generally parallel to the geometric axis 2810, intersecting fovea 318 of eye 55 (approximately the macular center). In one embodiment, the angle O is adjusted so that the x-ray beam

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

5555

6060

1400 viaja al ojo en un punto adyacente al borde el limbo 26 en la parte frontal del ojo, por ejemplo, cerca de la pars plana, para tener un aclaramiento "c" desde el limbo al centro del punto de entrada del haz de aproximadamente 2 a 6 mm).1400 travels to the eye at a point adjacent to the edge the blade 26 in the front of the eye, for example, near the flat pars, to have a clearance "c" from the blade to the center of the beam entry point of approximately 2 to 6 mm).

El eje central, en algunas realizaciones, puede ser el eje que es perpendicular al centro de la cornea o limbo y se extiende directamente posterior y anterior a la cornea y al centro de la retina, como se ha discutido previamente. En algunas realizaciones, el eje central es el eje de tratamiento, alrededor del que puede rotar un dispositivo de radioterapia; este eje tambien puede referirse como el eje del sistema. En algunas realizaciones, el eje de tratamiento 2820 puede ser una lmea paralela al eje central 2820 y compensar el eje geometrico 2810 por una distancia 2850.The central axis, in some embodiments, may be the axis that is perpendicular to the center of the cornea or limbus and extends directly posterior and anterior to the cornea and the center of the retina, as previously discussed. In some embodiments, the central axis is the treatment axis, around which a radiotherapy device can rotate; This axis can also be referred to as the system axis. In some embodiments, the treatment axis 2820 may be a line parallel to the central axis 2820 and compensate the geometric axis 2810 for a distance 2850.

El eje de tratamiento puede intersecar a la retina en la macula o el centro de una lesion que se va a tratar. El eje 2820 puede ser cualquier eje en cualquier orientacion respecto al eje central 2810, identificandose continuamente el eje 2810 por la grna 2860. La longitud del camino 2830 (indicada tambien como "L3") es una distancia del camino seguida por el haz de rayos X durante la propagacion desde la superficie del tejido a la diana del tratamiento, y es de ayuda para predecir la dosis en la interseccion de la retina, ya que habra atenuacion de energfa por el tiempo en el que los rayos x alcancen la retina y, en algun grado, esta atenuacion dependera de la longitud del camino de propagacion en el tejido del haz 2830. La longitud del camino en el tejido para un procedimiento de tratamiento planeado seleccionado puede correlacionarse con una medida del ojo del paciente, lo mas convenientemente con la longitud axial del ojo, como se ha descrito adicionalmente en la presente memoria con detalle respecto a las FIGS. 14 y 15A-15B.The treatment axis can intersect the retina in the macula or the center of an injury to be treated. The axis 2820 can be any axis in any orientation with respect to the central axis 2810, the axis 2810 being continuously identified by the rail 2860. The length of the path 2830 (also indicated as "L3") is a distance of the path followed by the beam of rays X during the propagation from the tissue surface to the treatment target, and it is helpful to predict the dose at the intersection of the retina, since there will be energy attenuation by the time the x-rays reach the retina and, to some degree, this attenuation will depend on the length of the propagation path in the tissue of the 2830 beam. The length of the path in the tissue for a selected planned treatment procedure can be correlated with a measure of the patient's eye, most conveniently with the axial eye length, as described further herein in detail with respect to FIGS. 14 and 15A-15B.

El nervio optico apunta en la direccion medial (hacia la lmea media) al viajar por detras del ojo. Ademas, se ha demostrado por los inventores en la presente memoria, que el camino tfpico del nervio optico tambien es inferior (hacia abajo o caudalmente) respecto al ojo al viajar detras del ojo. El ejemplo de un plan de tratamiento estereotactico con multiples haces para irradiacion macular que tiene aspectos de la invencion, como se representa en la FIG. 9, tiene en cuenta el camino del nervio optico para minimizar la dosis de radiacion absorbida a esta estructura. Se hace referencia a la Solicitud No. 12/100.398 presentada el 9 de abril, 2008; y No. 12/262.031 presentada el 30 de octubre, 2008 para una descripcion adicional.The optic nerve points in the medial direction (towards the middle line) when traveling behind the eye. In addition, it has been demonstrated by the inventors herein, that the typical path of the optic nerve is also inferior (down or caudal) with respect to the eye when traveling behind the eye. The example of a multi-beam stereotactic treatment plan for macular irradiation that has aspects of the invention, as depicted in FIG. 9, takes into account the path of the optic nerve to minimize the dose of radiation absorbed to this structure. Reference is made to Application No. 12 / 100,398 filed on April 9, 2008; and No. 12 / 262,031 filed October 30, 2008 for additional description.

La FIG. 8A es una vista esquematica de una imagen fundus en la retina de un paciente que muestra un ejemplo de un plan de tratamiento para AMD. Puede observarse el efecto del desplazamiento de eje en la region de tratamiento de la retina, el eje geometrico 2810 esta desviado del eje de tratamiento 2820 (centrado en la fovea). Tambien se muestran las dimensiones que definen la relacion con el disco optico, ya que el plan de tratamiento asegura preferiblemente una dosificacion baja a esta estructura. La FIG. 8A debajo ilustra datos de un estudio de varios voluntarios normales en los que la interseccion del eje geometrico con la retina se determino y relaciono con la distancia a la fovea y el nervio optico. En algunas realizaciones, solo se usa una geometna de desplazamiento para todos los pacientes. Alternativamente, puede usarse una geometna de desplazamiento escalada sobre la base de uno o mas parametros espedficos del paciente, tal como longitud axial del ojo, por ejemplo, determinada por una ecograffa en modo A u OCT. Se muestran promedios y maximos y mmimos para las medidas representadas. Tambien se muestra un diagrama triangular que resume los datos de desplazamiento promedio para desviar el eje de tratamiento del eje geometrico:, x = +1,16 mm temporalmente, e y = - 0,47 mm caudalmente, y como se muestra y describe ademas respecto a la FIG.21D. Los inventores de la presente memoria han demostrado a partir de datos clmicos que un plan de tratamiento ejemplar con radioterapia que tiene aspectos de la invencion y desviaciones del eje de tratamiento incorporadas en o cerca de estos valores predice de una forma exacta el centro de una diana macular. Se hace referencia a la Solicitud No. 12/100.398 presentada el 9 de abril, 2008; y No. 12/262.031 presentada el 30 de octubre, 2008 para una descripcion adicional.FIG. 8A is a schematic view of a fundus image in the retina of a patient that shows an example of a treatment plan for AMD. The effect of the axis displacement in the retinal treatment region can be observed, the geometric axis 2810 is deviated from the treatment axis 2820 (centered on the fovea). The dimensions that define the relationship with the optical disk are also shown, since the treatment plan preferably ensures a low dosage to this structure. FIG. 8A below illustrates data from a study of several normal volunteers in which the intersection of the geometric axis with the retina was determined and related to the distance to the fovea and the optic nerve. In some embodiments, only one displacement geometry is used for all patients. Alternatively, a scaled displacement geometry can be used based on one or more specific parameters of the patient, such as axial eye length, for example, determined by an A or OCT mode ultrasound. Averages and maximums and mmimos are shown for the measures represented. Also shown is a triangular diagram that summarizes the average displacement data to deflect the axis of treatment of the geometric axis :, x = + 1.16 mm temporarily, ey = - 0.47 mm caudal, and as shown and described further to FIG. 21D. The inventors of the present specification have demonstrated from the clinical data that an exemplary treatment plan with radiotherapy that has aspects of the invention and deviations of the treatment axis incorporated in or near these values accurately predicts the center of a target macular Reference is made to Application No. 12 / 100,398 filed on April 9, 2008; and No. 12 / 262,031 filed October 30, 2008 for additional description.

Se ha encontrado que los valores de desplazamiento promedio mostrados dieron lugar a errores sorprendentemente pequenos en la poblacion estudiada, un error maximo de 0,20 mm en la direccion horizontal y 0,08 mm en la direccion vertical. Asf, cuando se identifica la interseccion del eje geometrico 2810 con la retina usando la grna 2860, puede tomarse como diana la fovea o una lesion cercana. Un plan de tratamiento puede por lo tanto desarrollarse. Por ejemplo, puede determinarse un punto conocido en la lente situado en la parte frontal del ojo y entonces puede usarse la longitud axial para localizar el lfmite interno de la retina. Despues de localizar el punto (bien virtualmente por un modelo o visualmente a traves de un dispositivo de formacion de imagenes) en la retina en el que el eje de la lente en el ojo interseca la retina, puede tomarse como diana cualquier punto a lo largo de la retina tal como el centro de una lesion por el sistema de posicionamiento de radiacion.It has been found that the average displacement values shown resulted in surprisingly small errors in the population studied, a maximum error of 0.20 mm in the horizontal direction and 0.08 mm in the vertical direction. Thus, when the intersection of the geometric axis 2810 with the retina is identified using lane 2860, the fovea or a nearby lesion can be taken as the target. A treatment plan can therefore be developed. For example, a known point on the lens located in the front part of the eye can be determined and then the axial length can be used to locate the inner limit of the retina. After locating the point (either virtually by a model or visually through an imaging device) in the retina in which the axis of the lens in the eye intersects the retina, any point along the target can be taken of the retina such as the center of an injury by the radiation positioning system.

La FIG. 8B es una vista en perspectiva de un modelo virtual de un ojo 30, incluyendo una imagen retinal registrada 350, tal como una imagen de tomograffa de coherencia optica (OCT), una imagen de camara de fundus, u otra imagen medica de un paciente. En este ejemplo, el modelo de ojo 30 se muestra como alineado con un eje Z del sistema de radioterapia, que es colineal con el eje geometrico 2810 del ojo. El eje 2810 interseca perpendicularmente a la cornea 35 en un punto central definido por el centro del limbo 26, extendiendose el eje a traves del ojo al polo retinal 340. Un plano de coordenadas X-Y para el modelo de ojo 30 se muestra centrado en el eje Z tangente a la cornea en el centro corneal 35 (vease el ejemplo de metodo de alineamiento descrito respecto a las FIGS. 21A-21E).FIG. 8B is a perspective view of a virtual model of an eye 30, including a registered retinal image 350, such as an optical coherence tomography (OCT) image, a fundus camera image, or another medical image of a patient. In this example, the eye model 30 is shown as aligned with a Z axis of the radiotherapy system, which is collinear with the geometric axis 2810 of the eye. The axis 2810 intersects perpendicularly to the cornea 35 at a central point defined by the center of the blade 26, the axis extending through the eye to the retinal pole 340. An XY coordinate plane for the eye model 30 is shown centered on the axis. Z tangent to the cornea at the corneal center 35 (see the example of alignment method described with respect to FIGS. 21A-21E).

55

1010

15fifteen

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3535

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50fifty

5555

6060

Un plano de referencia retinal subsidiario X'-Y' se define centrado en el polo 340 (en pacientes tipicos, el plano de la superficie retinal X'-Y' puede ser sustancialmente paralelo al plano corneal X-Y). Una imagen retinal oftalmologica puede incorporarse en el modelo de ojo 30, tal como una imagen OCT 350, por ejemplo, capturando una imagen electronica de un paciente que se va a tratar, y registrando geometricamente los datos de la imagen con el modelo (alineando los datos de la imagen con el plano retinal X'-Y'). Un factor de escala conveniente para dimensionar los datos de la imagen al modelo de ojo es la longitud axial del ojo AL, la distancia desde el centro corneal anterior 35 a la superficie de la retina en el polo 340, que puede medirse no invasivamente por una ecograffa en modo A ultrasonica.A subsidiary retinal reference plane X'-Y 'is defined centered on the pole 340 (in typical patients, the plane of the retinal surface X'-Y' may be substantially parallel to the corneal plane X-Y). An ophthalmological retinal image can be incorporated into the eye model 30, such as an OCT 350 image, for example, by capturing an electronic image of a patient to be treated, and geometrically recording the image data with the model (aligning the image data with the retinal plane X'-Y '). A convenient scale factor for sizing the image data to the eye model is the axial length of the eye AL, the distance from the anterior corneal center 35 to the surface of the retina at the pole 340, which can be measured non-invasively by a ultrasonography in ultrasonic A mode.

Como se describe adicionalmente respecto a las FIGS. 8A y 21E, un eje de tratamiento 2820 puede definirse por desviaciones del polo 340 (8x, 5y en el plano de coordenadas X' e Y'), el eje de tratamiento intersecando a la retina en un centro diana de tratamiento 318. Mediante la incorporacion de una imagen retinal espedfica del paciente 350 en un modelo de ojo 30 y registro de la imagen congruentemente con la geometna de un plan de tratamiento con radioterapia (por ejemplo, como se muestra en las FIGS. 8A y 9), puede visualizarse por un medico la relacion entre el eje de tratamiento 2820 y la lesion retinal del paciente. Los parametros de la diana de la radiacion del plan de tratamiento pueden bien confirmarse o modificarse, en la preparacion para el tratamiento.As described further with respect to FIGS. 8A and 21E, a treatment axis 2820 can be defined by deviations of pole 340 (8x, 5y in the coordinate plane X 'and Y'), the treatment axis intersecting the retina at a treatment center 318. By means of the incorporation of a specific retinal image of the patient 350 in an eye model 30 and registration of the image congruent with the geometry of a radiotherapy treatment plan (for example, as shown in FIGS. 8A and 9), can be visualized by a doctor the relationship between the treatment axis 2820 and the patient's retinal injury. The parameters of the radiation target of the treatment plan can either be confirmed or modified, in preparation for treatment.

La FIG. 9 es una vista frontal de un ojo como se observa alineado con un sistema de eje de referencia 18 (temporal a la derecha, nasal a la izquierda), y que representa una geometna de haz de tratamiento con rayos X estereotactico, tal como se describe en la FIG. 7. Una vez el eje de referencia 18 se identifica (por ejemplo, eje geometrico 2810), el tratamiento puede llevarse a cabo por un dispositivo orientado respecto al eje 18. Alternativamente, puede definirse un eje distinto 19 respecto al eje 18, por ejemplo, por un desplazamiento de la distancia dy y dx, de manera que el eje 19 interseca la diana de tratamiento 318 posicionada fuera de eje respecto al eje a axis 18. El eje 19 puede denominarse el eje "de tratamiento". Sobre la base de geometna directa, el dispositivo 312 puede posicionarse ahora de manera que su eje de haz 311 interseca el eje de tratamiento 19 en la diana de tejido 318. El eje 18 puede usarse para definir uno o mas ejes geometricos correlacionados en el sistema de coordenadas externo, y para definir uno o mas puntos de interseccion adicionales respecto al haz 311. Observese que para las dianas de tratamiento que se encuentran en el eje de referencia 18, la desviacion "d" puede ser aproximadamente cero, y para tratamiento administrado a traves o a la cornea, el angulo "O" puede aproximarse a cero. El ejemplo ilustrado es de una realizacion en la que el sistema de alineamiento esta acoplado con un sistema de tratamiento adaptado para tratamiento con rayos X de ortovoltaje de una region de la retina generalmente incluyendo la macula.FIG. 9 is a front view of an eye as seen aligned with a reference axis system 18 (temporal right, nasal left), and representing a stereotactic x-ray treatment beam geometry, as described in FIG. 7. Once the reference axis 18 is identified (for example, geometric axis 2810), the treatment can be carried out by a device oriented with respect to axis 18. Alternatively, a different axis 19 can be defined with respect to axis 18, for example , by a displacement of the distance dy and dx, so that the axis 19 intersects the treatment target 318 positioned outside the axis relative to the axis at axis 18. The axis 19 can be called the "treatment" axis. On the basis of direct geometry, the device 312 can now be positioned such that its beam axis 311 intersects the treatment axis 19 on the tissue target 318. The axis 18 can be used to define one or more correlated geometric axes in the system. of external coordinates, and to define one or more additional intersection points with respect to beam 311. Note that for the treatment targets that are on the reference axis 18, the deviation "d" may be approximately zero, and for administered treatment through or to the cornea, the angle "O" can approach zero. The illustrated example is of an embodiment in which the alignment system is coupled with a treatment system adapted for orthovoltage X-ray treatment of a region of the retina generally including the macula.

La FIG. 9 puede correlacionarse con las FIGS. 7 y 11, que proporcionan una vista transversal generalmente comparable de un ojo, mostrada en asociacion con un sistema de tratamiento. Como se muestra en la FIG. 9, aunque puede emplease un unico eje de haz 1400, puede definirse una pluralidad de ejes de haz en los que dos o mas haces de tratamiento tienen como objetivo incidir en la diana 318 estereotacticamente. El eje de tratamiento 19 puede elegirse para intersecar una diana seleccionada 318 en el ojo, y emplearse como una referencia para orientar dos o mas haces de tratamiento que tienen como objetivo incidir en la diana 318 estereotacticamente.FIG. 9 can be correlated with FIGS. 7 and 11, which provide a generally comparable cross-sectional view of an eye, shown in association with a treatment system. As shown in FIG. 9, although a single beam axis 1400 can be used, a plurality of beam axes can be defined in which two or more treatment beams are aimed at stereotactically targeting target 318. The treatment axis 19 can be chosen to intersect a selected target 318 in the eye, and be used as a reference to orient two or more treatment beams that are aimed at stereotactically targeting the target 318.

En el ejemplo de la FIG. 9, el eje de tratamiento 19 se elige para intersecar una diana seleccionada 318 en el ojo, y se emplean como referencia para orientar tres haces de tratamiento proyectados a lo largo de tres ejes de haz diferentes 1400a, 1400b y 1400c, definiendose los ejes de haz de manera que cada uno incide en la diana 318 desde una direccion diferente. Los multiples haces pueden proyectarse simultaneamente, o secuencialmente, con periodos intermedios sin tratamiento si se desea. Asimismo, pueden proporcionarse multiples haces por multiples dispositivos de tratamiento posicionados separadamente. Sin embargo, una realizacion preferida emplea un unico dispositivo de tratamiento 312 (por ejemplo, una fuente de rayos X de ortovoltaje colimado), que se reposiciona secuencialmente mediante el dispositivo de posicionamiento 310 para administrar tratamiento en dosis secuenciales a lo largo de cada uno de una pluralidad de ejes de haz, tal como los ejes 1400a-c (1400a, 1400b y 1400c). Los ejes de haz tienen cada uno un punto de entrada respectivo diferente en la superficie del cuerpo (311a, 311b y 311c respectivamente) y cada uno sigue un camino de tejido diferente que da lugar a la diana 318. Asimismo, cada haz sigue un camino de tejido diferente para cualquier propagacion mas alla de la diana 318. De esta manera, la dosificacion de haz de tratamiento que penetra el tejido alejado de la diana 318 puede minimizarse respecto a la dosificacion recibida en la diana 318.In the example of FIG. 9, the treatment axis 19 is chosen to intersect a selected target 318 in the eye, and are used as a reference to orient three projected treatment beams along three different beam axes 1400a, 1400b and 1400c, defining the axes of do so that each one hits target 318 from a different direction. Multiple beams can be projected simultaneously, or sequentially, with intermediate periods without treatment if desired. Also, multiple beams can be provided by multiple treatment devices positioned separately. However, a preferred embodiment employs a single treatment device 312 (for example, a collimated orthovoltage X-ray source), which is sequentially repositioned by the positioning device 310 to administer treatment in sequential doses along each of a plurality of beam axes, such as axes 1400a-c (1400a, 1400b and 1400c). The beam axes each have a different respective entry point on the surface of the body (311a, 311b and 311c respectively) and each follows a different tissue path that results in target 318. Also, each beam follows a path of different tissue for any propagation beyond the target 318. In this way, the treatment beam dosage that penetrates the tissue away from the target 318 can be minimized with respect to the dosage received on the target 318.

Observese que el numero de caminos de haz estereotacticos seleccionado (para emision bien secuencialmente o simultaneamente) pueden seleccionarse a partir de un rango considerable para conseguir los objetivos del tratamiento. Las FIGS. 9-10 ilustran un ejemplo de patron de 3 haces (1400a-c), y las realizaciones de dispositivo descrito con detalle en la presente memoria (por ejemplo, FIGS. 5-6) pueden administrar convenientemente dicho patron en secuencia. Sin embargo, los dispositivos alternativos que tienen aspectos de la invencion pueden tener multiples fuentes de rayos X y/o colimadores configurados para administrar dicho patron simultaneamente. En otras alternativas, los objetivos del tratamiento pueden conseguirse con un unico camino de haz 1400. En mas alternativas adicionales, los objetivos del tratamiento pueden conseguirse con un numero de haces que superan los tres (por ejemplo, 1 a n haces).Note that the number of stereotactic beam paths selected (for emission either sequentially or simultaneously) can be selected from a considerable range to achieve the treatment objectives. FIGS. 9-10 illustrate an example of a 3-beam pattern (1400a-c), and the device embodiments described in detail herein (eg, FIGS. 5-6) can conveniently administer said pattern in sequence. However, alternative devices that have aspects of the invention may have multiple sources of X-rays and / or collimators configured to administer said pattern simultaneously. In other alternatives, the treatment objectives can be achieved with a single beam path 1400. In more additional alternatives, the treatment objectives can be achieved with a number of beams that exceed three (for example, 1 to n beams).

En mas realizaciones adicionales, un camino de haz 1400i puede moverse continuamente estereotacticamente durante la emision de rayos X sobre una via de haz en la esclera (u otra superficie del cuerpo) que tiene un alcanceIn more additional embodiments, a beam path 1400i can move stereotactically continuously during X-ray emission over a beam path in the sclera (or other body surface) that has a range

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o rango seleccionado, de manera que aunque la region de entrada para la radiacion se disemina a lo largo de la v^a de la superficie para reducir la dosis local de tejido, al mismo tiempo la region diana recibe una dosis concentrada como en la diana 318, alcanzando el camino del haz en movimiento un foco efectivo en la region diana.or selected range, so that although the region of entry for radiation spreads along the surface path to reduce the local dose of tissue, at the same time the target region receives a concentrated dose as in the target 318, reaching the path of the moving beam an effective focus in the target region.

En general, cuando el patron de haz estereotactico se describe en la presente memoria como "uno o mas haces", "una pluralidad de haces", o "al menos un haz", estas expresiones incluyen configuraciones de tratamiento en las que un haz colimado se mueve continuamente o de forma incrementada sobre un rango de posicion estereotactica seleccionada durante la emision de la radiacion para conseguir un objetivo de tratamiento equivalente que tiene una dosis de radiacion en la diana focalizada o concentrada.In general, when the stereotactic beam pattern is described herein as "one or more beams," "a plurality of beams," or "at least one beam," these expressions include treatment configurations in which a collimated beam. it moves continuously or incrementally over a range of stereotactic position selected during radiation emission to achieve an equivalent treatment target that has a radiation dose at the focused or concentrated target.

El eje de haz 1400 (o para multiples haces, cada uno de los ejes 1400a-c) puede seleccionarse para seguir un camino de tejido que evita estructuras o tejidos vulnerables que estan alejados de la diana 318, de manera que se minimiza la dosificacion recibida por dichos tejidos. Por ejemplo, en el tratamiento de la macula para degeneracion macular, los ejes 1400a-c pueden seleccionarse para administrar una dosis seleccionada de haz de tratamiento (por ejemplo, una dosificacion seleccionada de energfa de rayos X absorbida) a una diana 318 en o cerca de la retina 340, centrada en la macula 342 mientras se minimiza la radiacion absorbida por el nervio optico 350, la lente, y semejantes. En el ejemplo mostrado, tres ejes de haz 1400a-c se definen, correspondientes a tres angulos rotacionales alrededor del eje de tratamiento 0a, 0b, 0c, de manera que los haces dirigidos hacia el ojo posterior entran en el cuerpo en la superficie de la esclera anterior 17 en los puntos 311a, 311b y 311c, cada punto de entrada una distancia seleccionada mas alla del limbo 26. Dicha orientacion de los haces puede evitar o minimizar la absorcion por la lente y otras estructuras en el ojo, por la seleccion apropiada de los caminos de los haces.The beam axis 1400 (or for multiple beams, each of the axes 1400a-c) can be selected to follow a tissue path that avoids vulnerable structures or tissues that are far from the target 318, so that the received dosage is minimized for these tissues. For example, in the treatment of the macula for macular degeneration, axes 1400a-c can be selected to administer a selected dose of treatment beam (for example, a selected dosage of absorbed X-ray energy) to a target 318 at or near of the retina 340, centered on the macula 342 while minimizing the radiation absorbed by the optic nerve 350, the lens, and the like. In the example shown, three beam axes 1400a-c are defined, corresponding to three rotational angles around the treatment axis 0a, 0b, 0c, so that the beams directed towards the rear eye enter the body on the surface of the anterior sclera 17 at points 311a, 311b and 311c, each entry point a selected distance beyond the limbus 26. Said orientation of the beams can prevent or minimize absorption by the lens and other structures in the eye, by appropriate selection of the paths of the beams.

Como se ilustra en la FIG. 9 uno o mas ejes de los haces (por ejemplo, 1400a, 1400b y 1400c) se definen de manera que cada eje de haz se encuentra en una superficie conceptual conica y mediante lo cual cada haz interseca el apice del cono. El cono puede definirse que tiene su eje conico el eje de tratamiento 19 con el apice dispuesto en la diana 318. En este ejemplo, el eje de tratamiento 19 se define paralelo al eje de referencia 18, que tiene desviaciones x-y definen en un plano perpendicular por "dx" y "dy" respectivamente (para una diana de tratamiento que interseca por el eje de referencia las desviaciones son cero). Una vez el eje de tratamiento 19 se define, la base 34, el angulo del apice ("O" en la FIG. 7), y las posiciones rotacionales de los ejes 1400a-c respecto al eje 19, pueden ajustarse para proporcionar tanto interseccion del haz en aproximadamente la diana 318 asf como para proporcionar puntos de entrada 311a-c localizados en una posicion deseada de la superficie del cuerpo.As illustrated in FIG. 9 one or more axes of the beams (for example, 1400a, 1400b and 1400c) are defined so that each beam axis is on a conical conceptual surface and whereby each beam intersects the apex of the cone. The cone can be defined as having its conical axis the treatment axis 19 with the apex provided on the target 318. In this example, the treatment axis 19 is defined parallel to the reference axis 18, which has deviations x and defined in a perpendicular plane by "dx" and "dy" respectively (for a treatment target that intersects the reference axis the deviations are zero). Once the treatment axis 19 is defined, the base 34, the angle of the apex ("O" in FIG. 7), and the rotational positions of the shafts 1400a-c relative to the axis 19, can be adjusted to provide so much intersection. of the beam at approximately target 318 as well as to provide entry points 311a-c located at a desired position of the body surface.

En un ejemplo de un tratamiento con rayos X de ortovoltaje para degeneracion macular, las desviaciones dx y dy se seleccionan para definir un eje de tratamiento 19 centrado en la macula, el angulo O se selecciona para proporcionar interseccion de los haces 1400a-c en la superficie macular, y la base 34 se selecciona para proporcionar puntos de entrada en la superficie 311a-c en una region de la esclera inferior anterior mas alla del lfmite del limbo 26. En este ejemplo, una fuente de haz de rayos X puede posicionarse mediante el dispositivo de posicionamiento (vease 115 en las FIGS. 1 y 5) de manera que se proyecta un haz colimado de una distancia de la fuente de rayos X seleccionada para formar un haz que tiene una anchura caractenstica en la entrada al tejido "w". Observese que aunque un haz de tratamiento tambien puede proyectarse a traves de un parpado u otro tejido proximo al ojo, los parpados (en este caso el parpado inferior) pueden retraerse convenientemente para exponer un area adicional de la esclera anterior 17.In an example of an orthovoltage x-ray treatment for macular degeneration, the dx and dy deviations are selected to define a treatment axis 19 centered on the macula, the angle O is selected to provide intersection of the beams 1400a-c in the macular surface, and base 34 is selected to provide entry points at surface 311a-c in a region of the anterior lower sclera beyond the limit of limbus 26. In this example, an X-ray beam source can be positioned by the positioning device (see 115 in FIGS. 1 and 5) so that a collimated beam is projected from a distance from the selected X-ray source to form a beam having a characteristic width at the entrance to the tissue "w" . Note that although a treatment beam can also project through an eyelid or other tissue near the eye, the eyelids (in this case the lower eyelid) can conveniently retract to expose an additional area of the anterior sclera 17.

Observese que, en el caso mas general, el eje de tratamiento 19 no necesita estar paralelo al eje de referencia 18, y la diana 318 puede ser localizada respecto al eje 18 por otros metodos analfticos incluyendo un eje de tratamiento definido separadamente. Por otra parte, un peligro real o al menos conceptual de sistemas roboticos con alto grado de libertad que emplean tratamiento con haz de energfa, es el gran intervalo posible de caminos de haz (por ejemplo, despues de un fallo del sistema de control), y los problemas de riesgo asociados, complejidad reguladora, y altos costes de instalacion de usuario final y de modificacion de sitio.Note that, in the most general case, the treatment axis 19 does not need to be parallel to the reference axis 18, and the target 318 can be located with respect to axis 18 by other analytical methods including a separately defined treatment axis. On the other hand, a real or at least conceptual danger of robotic systems with a high degree of freedom that use energy beam treatment is the large possible range of beam paths (for example, after a control system failure), and the associated risk problems, regulatory complexity, and high costs of end-user installation and site modification.

La FIG. 10 representa resultados de un procedimiento en el que tres haces se focalizaron en la parte posterior de un modelo de ojo simulado usando el sistema robotico 10 descrito anteriormente, y representa una pelfcula cromica de radio despues de la administracion de sobremesa de rayos x superpuestos 100 keV en un sitio diana 3250. Se uso un modelo simulado radio quirurgico en el que un modelo de ojo se puso en la cuenca del ojo. La pelfcula se puso en la parte posterior del modelo de ojo y los rayos x se administraron a una diana que representaba la macula. La region de haces de rayos x superpuestos 3275 se muestra en su region de superposicion en la que la dosis es 24 Gy. El nervio optico 3260 se representa lateral al conjunto superpuesto de haces a una distancia escalada del centro de la superposicion. Se produce una rapida cafa de isodosis 3273, 3277 lateral a la region de superposicion 3275 y muy lejos del nervio optico 3260. Notablemente, la isodosis representada en la region 3265 es de hecho entre aproximadamente 1% y aproximadamente 10% de la dosis (0.24 Gy - 2.4 Gy) en el punto de tratamiento 3275. Estos datos son una consecuencia de la geometna de los haces superpuestos asf como la colimacion fina de los haces; son la prueba ffsica de la capacidad de haces de rayos x de ortovoltaje superpuestos finamente colimados de crear regiones de tratamiento bien definidas. Debido a la diferencia de 10-100 veces en la dosis de tratamiento respecto a la dosis en el nervio optico, no se requiere el fraccionamiento, y la dosis completa puede proporcionarse a la region de tratamiento en una sesion con una preocupacion minima respecto a dano a estructuras importantes, tal como el nervio optico. Estas regiones de superposicion pueden optimizarse y/o ponerse en otro lugar en el ojo que se determina por el sistema del plan de tratamiento y depende de las energfas del haz, colimacion, y filtrado. El gradoFIG. 10 represents results of a procedure in which three beams were focused on the back of a simulated eye model using the robotic system 10 described above, and represents a chromic film after the administration of superimposed x-ray desktop 100 keV at a 3250 target site. A simulated surgical radio model was used in which an eye model was placed in the eye socket. The film was placed on the back of the eye model and the x-rays were administered to a target representing the macula. The region of 3275 x-ray beams is shown in its region of overlap in which the dose is 24 Gy. The optic nerve 3260 is shown lateral to the superimposed set of beams at a scaled distance from the center of the superposition. There is a rapid cauda of isodosis 3273, 3277 lateral to the region of overlap 3275 and very far from the optic nerve 3260. Notably, the isodosis represented in region 3265 is in fact between about 1% and about 10% of the dose (0.24 Gy - 2.4 Gy) at treatment point 3275. These data are a consequence of the geometry of the superimposed beams as well as the fine collimation of the beams; they are the physical proof of the ability of finely collided overlapping orthovoltage x-ray beams to create well-defined treatment regions. Due to the difference of 10-100 times in the dose of treatment with respect to the dose in the optic nerve, fractionation is not required, and the full dose can be provided to the treatment region in a session with minimal concern about damage. to important structures, such as the optic nerve. These overlap regions can be optimized and / or placed elsewhere in the eye that is determined by the treatment plan system and depends on the energies of the beam, collimation, and filtering. The grade

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de superposicion tambien es, hasta un grado, determinado por los parametros del sistema. Por ejemplo, el tratamiento de la region completa de la retina para degeneracion macular puede ser diferente del de para tumores o para hemangioma.Overlap is also, to a degree, determined by the system parameters. For example, the treatment of the entire region of the retina for macular degeneration may be different from that for tumors or for hemangioma.

IIIB. Modelos de ojo y plan de tratamientoIIIB Eye models and treatment plan

La informacion tal como la descrita respecto a las FIGS. 7-10 puede usarse para construir un modelo virtual o simulado del ojo que tiene aspectos de la invencion (por ejemplo, usando software e interfaces con un procesador informatico). El modelo de ojo puede representar el ojo que se va a tratar y anatoirna relacionada.The information as described with respect to FIGS. 7-10 can be used to construct a virtual or simulated eye model that has aspects of the invention (for example, using software and interfaces with an information processor). The eye model can represent the eye to be treated and related anatoirna.

Tal y como se usa en la presente memoria, "modelo de ojo" o "modelo del ojo" se refiere a cualquier representacion de un ojo sobre la base de datos, tal como, sin limitacion, una dimension anteroposterior, una dimension lateral, una distancia translimbal, la distancia limbal-limbal, la distancia desde la cornea a la lente, la distancia desde la cornea a la retina, una viscosidad de determinadas estructuras del ojo, un espesor de una esclera, un espesor de una cornea, un espesor de una lente, la posicion del nervio optico respecto al eje de tratamiento, el eje visual, la macula, la fovea, una membrana neovascular, una curvatura de una cornea o una retina, una curvatura de una region escleral, y/o una dimension del nervio optico. Dichos datos pueden adquirirse a traves, por ejemplo, de tecnicas de formacion de imagenes, tal como ultrasonidos, oftalmoscopia de escaneo laser, tomograffa de coherencia optica, otra formacion de imagenes optica, formacion de imagenes con un fosfor, formacion de imagenes en combinacion con un puntero laser para escala, escaneo CT con o sin contraste, y/o T2, T1, o formacion de imagenes por resonancia magnetica funcional con o sin contraste. Dichos satos tambien pueden adquirirse a traves de queratometna, medidas refractarias, medidas de la capa de fibra optica retinal, topograffa corneal, medida con calibrador directa, etc. Los datos usados para producir un modelo de ojo pueden procesarse y/o presentarse usando un ordenador.As used herein, "eye model" or "eye model" refers to any representation of an eye on the database, such as, without limitation, an anteroposterior dimension, a lateral dimension, a translimbal distance, limbal-limbal distance, the distance from the cornea to the lens, the distance from the cornea to the retina, a viscosity of certain eye structures, a thickness of a sclera, a thickness of a cornea, a thickness of a lens, the position of the optic nerve with respect to the treatment axis, the visual axis, the macula, the fovea, a neovascular membrane, a curvature of a cornea or a retina, a curvature of a scleral region, and / or a dimension of the optic nerve. Such data can be acquired through, for example, imaging techniques, such as ultrasound, laser scanning ophthalmoscopy, optical coherence tomography, other optical image formation, image formation with a match, image formation in combination with a laser pointer for scaling, CT scanning with or without contrast, and / or T2, T1, or functional magnetic resonance imaging with or without contrast. Said satos can also be acquired through keratometna, refractory measures, retinal fiber optic layer measurements, corneal topography, direct calibrator measurement, etc. The data used to produce an eye model can be processed and / or presented using a computer.

Tal y como se usa en la presente memoria, el termino "modelado" incluye, sin limitacion, crear un modelo. El modelo de ojo es un modelo virtual que acopla la anatomffa del ojo con el sistema de coordenadas del dispositivo de radioterapia 10. El modelo de ojo puede basarse en la geometna de las estructuras oculares y puede derivarse con datos parametricos y formulas matematicas para generar el modelo. Alternativamente, las geometnas oculares se derivan de formacion de imagenes transversales, tal como a partir de escaneos CT o MRI. Con el eje de tratamiento definido y la anatomfa ocular definida, el dispositivo de acoplamiento puede contactar la superficie ocular y unir el dispositivo de radioterapia mediante el modelo de ojo. El dispositivo de radioterapia puede posicionarse entonces sobre la base del modelo de ojo.As used herein, the term "modeling" includes, without limitation, creating a model. The eye model is a virtual model that matches the anatomy of the eye with the coordinate system of the radiotherapy device 10. The eye model can be based on the geometry of the eye structures and can be derived with parametric data and mathematical formulas to generate the model. Alternatively, eye geometries are derived from cross-image formation, such as from CT or MRI scans. With the defined treatment axis and the defined ocular anatomy, the coupling device can contact the ocular surface and join the radiotherapy device through the eye model. The radiotherapy device can then be positioned on the basis of the eye model.

El modelo puede basarse en la anatomfa ocular humana generalizada, y puede basarse en la anatomfa ocular espedfica del paciente. Aunque la geometna ocular humana es claramente variable en poblaciones de pacientes, pueden hacerse los ajustes y modificaciones apropiados a un modelo de ojo generalizado teniendo en cuenta una o mas medidas espedficas del paciente, de manera que se representa de forma exacta la anatomfa del ojo de un paciente particular. Por ejemplo, un modelo de ojo virtual puede incluir convenientemente y economicamente una estructura global sobre la base de la anatomfa ocular humana generalizada, que puede entonces ajustarse o escalarse por medidas tomadas de un paciente que se va a tratar, tal como una medida de una ecograffa en modo A de la longitud axial del ojo, ensayo de diagnostico rutinario usado en oftalmologfa (una biometna por ecograffa en modo A con ultrasonidos puede proporcionar, por ejemplo, la longitud central o axial del ojo de la superficie corneal anterior a la superficie retinal).The model can be based on the generalized human eye anatomy, and can be based on the specific ocular anatomy of the patient. Although human eye geometry is clearly variable in patient populations, appropriate adjustments and modifications can be made to a generalized eye model taking into account one or more specific patient measurements, so that the anatomy of the eye of the eye is accurately represented. a particular patient For example, a virtual eye model can conveniently and economically include a global structure based on the generalized human eye anatomy, which can then be adjusted or scaled by measurements taken from a patient to be treated, such as a measure of a mode A ultrasound of the axial length of the eye, routine diagnostic test used in ophthalmology (a biomet by ultrasound in mode A with ultrasound can provide, for example, the central or axial length of the eye from the corneal surface anterior to the retinal surface ).

Las FIGS. 11 y 12 representan esquematicamente realizaciones ejemplares de modelos virtuales o simulados de un ojo humano 30 y estructuras adyacentes, tal como pueden definirse digitalmente usando herramientas de software convencionales, monitores y dispositivos de entrada/salida (o usando modalidades graficas o de representacion alternativas). Un modelo virtual puede incluir multiples componentes, que incluyen diferentes representaciones de las mismas estructuras anatomicas. Por ejemplo, en la realizacion mostrada en la FIG. 11, el modelo de ojo incluye una representacion virtual de la mayor parte de la anatomfa ocular mostrada en la FIG. 7, incluyendo la relacion entre diferentes caractensticas anatomicas y geometna del ojo.FIGS. 11 and 12 schematically represent exemplary embodiments of virtual or simulated models of a human eye 30 and adjacent structures, as can be defined digitally using conventional software tools, monitors and input / output devices (or using alternative graphic or representation modes). A virtual model can include multiple components, which include different representations of the same anatomical structures. For example, in the embodiment shown in FIG. 11, the eye model includes a virtual representation of most of the ocular anatomy shown in FIG. 7, including the relationship between different anatomical features and eye geometry.

La FIG. 12 muestra un modelo 1451 de un sistema colimador de rayos X 1440 incluyendo los parametros ffsicos que afectan a las caractensticas del haz de radiacion, segun se aplica a una representacion anatomica simplificada de la anatomfa de la FIG. 11. Sin embargo, a diferencia de la FIG. 11, el modelo 1440 de la FIG. 12 se simplifica, de manera que la superficie de la esclera 17 se representa como una superficie plana perpendicular 1430, y la superficie de la retina 1435 se representa asimismo como un plano perpendicular al eje de haz 1400.FIG. 12 shows a model 1451 of a 1440 X-ray collimator system including the physical parameters that affect the characteristics of the radiation beam, as applied to a simplified anatomical representation of the anatomy of FIG. 11. However, unlike FIG. 11, model 1440 of FIG. 12 is simplified, so that the surface of the sclera 17 is represented as a perpendicular flat surface 1430, and the surface of the retina 1435 is also represented as a plane perpendicular to the beam axis 1400.

Observese tambien que el "punto de emision" 1420 se representa en la FIG. 12 como una superficie plana de una dimension transversal definida perpendicular al camino del haz 1400, y representa una superficie emisora de rayos X idealizada que emite fotones a traves del colimador 118. Los dispositivos reales de rayos X pueden tener una fuente emisora de rayos X que tiene un numero de formas, orientaciones y configuraciones alternativas. Por ejemplo, la diana de un haz de electrones que emite rayos X de una fuente de acelerador lineal puede ser material con un alto numero atomico alineado en el camino con el haz de electrones y que presenta un plano de salida que puede ser sustancialmente perpendicular al haz de rayos X colimado 1400. Alternativamente, el material del anodo diana de un tubo de rayos X de ortovoltaje comercial puede comprender una superficie a un angulo sustancial del haz de rayos X colimado 1400, emitiendose los rayos X de salida a traves de una ventana (por ejemplo, lamina fina de Be) orientadoAlso note that "emission point" 1420 is represented in FIG. 12 as a flat surface of a defined transverse dimension perpendicular to the beam path 1400, and represents an idealized X-ray emitting surface that emits photons through collimator 118. Actual X-ray devices may have an X-ray emitting source that It has a number of alternative forms, orientations and configurations. For example, the target of an electron beam that emits X-rays from a linear accelerator source can be material with a high atomic number aligned on the path with the electron beam and that has an output plane that can be substantially perpendicular to the collimated X-ray beam 1400. Alternatively, the target anode material of a commercial orthovoltage X-ray tube may comprise a substantial angle surface of the collimated X-ray beam 1400, the output X-rays being emitted through a window (for example, Be thin sheet) oriented

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en una direccion generalmente transversal respecto al haz del catodo que incide en la superficie del anodo. El material del anodo puede estar formado para tener una superficie plana, o una superficie conica truncada en el caso de un anodo que rota. Para simplificar el modelo 1440, el punto de emision de rayos X efectivo 1420 desde la perspectiva de la apertura 1405 puede representarse como un disco de diametro definido orientado perpendicularmente al haz 1400 y que emite de forma uniforme rayos X de un determinado espectro inicial. Para conveniencia, dicha fuente de emision 1420 se refiere en la presente memoria como un "anodo" o "punto de anodo" sin perdida de generalidad.in a generally transverse direction with respect to the cathode beam that affects the surface of the anode. The anode material may be formed to have a flat surface, or a truncated conical surface in the case of a rotating anode. To simplify the model 1440, the effective X-ray emission point 1420 from the perspective of the aperture 1405 can be represented as a defined diameter disc oriented perpendicularly to the beam 1400 and which emits uniformly X-rays of a given initial spectrum. For convenience, said emission source 1420 is referred to herein as an "anode" or "anode point" without loss of generality.

Asimismo, la apertura 1405 esta representada en la FIG. 12 como una unica abertura circular, pero no es necesario que sea circular y no es necesario que comprenda una unica abertura. Vease, por ejemplo, las realizaciones de colimador descritas en No. 11/873.386 presentada el 16 de octubre, 2007. Cuando la abertura de salida de un colimador y/o el punto de haz de radiacion proyectado en una superficie de tejido o plano diana no es circular (elfptica, rectangular, elongada, irregular o semejantes), el diametro puede considerarse convenientemente que es una dimension caractenstica geometricamente seleccionada, tal como anchura maxima, un eje mayor o menor, una anchura media o semejantes.Also, opening 1405 is represented in FIG. 12 as a single circular opening, but it does not need to be circular and does not need to comprise a single opening. See, for example, the collimator embodiments described in No. 11 / 873,386 filed on October 16, 2007. When the outlet opening of a collimator and / or the radiation beam point projected on a tissue surface or target plane it is not circular (elliptical, rectangular, elongated, irregular or similar), the diameter can be conveniently considered to be a geometrically selected characteristic dimension, such as maximum width, a major or minor axis, a medium width or the like.

Un modelo tal como la FIG. 12 permite el modelado conveniente del cambio espectral de energfa de fotones al propagarse el haz desde el anodo a la diana del tratamiento. El espectro inicial emitido por el punto del anodo 1420 puede pasar a traves de un filtro 1423 que desplaza el espectro a una energfa de fotones media mas alta por la absorcion de fotones con energfa predominantemente menor. El filtro efectivo 1423 puede comprender cualquier material de estructura de dispositivo en el camino del haz (filtracion inherente, por ejemplo, una ventana del tubo de rayos X, un espejo de deflexion de baliza laser, recubrimiento de abertura, o semejantes) y cualquier material de filtro adicional posicionado para este proposito (por ejemplo, una o mas placas de aluminio de un espesor seleccionado montadas en una posicion seleccionada a lo largo del eje del colimador 118).A model such as FIG. 12 allows convenient modeling of the spectral change of photon energy as the beam propagates from the anode to the treatment target. The initial spectrum emitted by the point of the anode 1420 can pass through a filter 1423 that displaces the spectrum at a higher average photon energy by absorbing photons with predominantly lower energy. The effective filter 1423 may comprise any device structure material in the beam path (inherent filtration, for example, an X-ray tube window, a laser beacon deflection mirror, aperture coating, or the like) and any material of additional filter positioned for this purpose (for example, one or more aluminum plates of a selected thickness mounted in a selected position along the axis of the collimator 118).

Un filtro para radiacion penetrante se caracteriza frecuentemente por sus propiedades de absorcion escaladas respecto a capas de mitad de valor o espesor de mitad de valor (HVL), relacionado con el camino libre medio de un foton o partfcula. Un HVL puede definirse como el espesor de material especificado que reduce la intensidad de un espectro de radiacion de entrada particular que entra el material a la mitad. Sin embargo, no es necesario que un elemento de filtro sea un HVL integral y puede ser de cualquier espesor seleccionado. Asimismo, no es necesario que un elemento de filtro sea de un material unico o uniforme. Por ejemplo, los filtros pueden tener una serie de capas, tal como capas en orden decreciente de numero atomico tal como capas de estano, cobre, y aluminio en la direccion de propagacion. Aunque los ejemplos descritos pueden tener filtros de un espesor transversal o composicion uniforme, en realizaciones alternativas, un filtro puede no ser uniforme respecto a la seccion transversal del haz, de manera que se produce una variacion espectral de un lado del haz a otro (con forma de cuna), variacion radialmente alrededor de un centro, u otra distribucion variable.A filter for penetrating radiation is often characterized by its scaled absorption properties with respect to layers of half value or thickness of half value (HVL), related to the mean free path of a photon or particle. An HVL can be defined as the specified material thickness that reduces the intensity of a particular input radiation spectrum that enters the material in half. However, it is not necessary for a filter element to be an integral HVL and can be of any selected thickness. Also, it is not necessary that a filter element be of a single or uniform material. For example, the filters may have a series of layers, such as layers in decreasing order of atomic number such as layers of tin, copper, and aluminum in the direction of propagation. Although the examples described may have filters of a uniform transverse thickness or composition, in alternative embodiments, a filter may not be uniform with respect to the cross section of the beam, so that a spectral variation from one side of the beam to another occurs (with cradle shape), variation radially around a center, or other variable distribution.

El espectro filtrado se "endurece" adicionalmente por desplazamiento hacia arriba en la energfa media de los fotones al propagarse a lo largo del camino del tejido L3 del ojo 30 hacia el plano de la retina 1435 ("espectro endurecido poe tejido"). La interseccion del haz 1400 con la retina 1435 ("plano diana retinal") puede representarse en este modelo simplificado como un centro circular 1441 y una penumbra concentrica o margen "de cafda de isodosis" 1442. Sin embargo, en realizaciones alternativas, la geometna del punto del haz (1441, 1442) puede configurarse para no ser circular. Vease la Solicitud No. 12/262.031 presentada el 30 de octubre, 2008, tal como las FIGS. 8-12 y 22-29 de esa solicitud y descripcion relacionada.The filtered spectrum is further "hardened" by upward displacement in the average energy of the photons as it propagates along the path of the L3 tissue of the eye 30 towards the plane of the retina 1435 ("hardened spectrum by tissue"). The intersection of the beam 1400 with the retina 1435 ("retinal target plane") can be represented in this simplified model as a circular center 1441 and a concentric penumbra or margin of "isodosis cafda" 1442. However, in alternative embodiments, the geometna of the beam point (1441, 1442) can be configured not to be circular. See Application No. 12 / 262.031 filed on October 30, 2008, such as FIGS. 8-12 and 22-29 of that request and related description.

Es evidente que la estructura anatomica relevante puede definirse matematicamente y geometricamente, opcionalmente incluyendo simplificaciones y generalizaciones convenientes, sin perdida de utilidad en la planificacion y prediccion del tratamiento con radioterapia.It is evident that the relevant anatomical structure can be defined mathematically and geometrically, optionally including convenient simplifications and generalizations, without loss of usefulness in the planning and prediction of radiotherapy treatment.

Las caractensticas del haz de radiacion determinadas empmcamente y/o teoricamente y las caractensticas del tejido humano pueden correlacionarse con el modelo de ojo para permitir el modelado de la transmision y absorcion de la radiacion a lo largo de un camino de propagacion del haz. Por ejemplo, la propagacion y absorcion de la radiacion a traves de tejido puede simularse empleando software tal como el Codigo de Transporte de la Radiacion Monte Carlo desarrollado por Los Alamos National Laboratory. Como se muestra en la FIG.11, un modelo virtual puede incluir una representacion geometrica de la posicion del nervio optico extendiendose posteriormente desde el disco optico a la retina (en este ejemplo caracterizado por el angulo n), lo que es util para determinar los caminos de propagacion del haz que minimizan la dosificacion al nervio optico, tal como desde la parte de radiacion aplicada pasando a traves y mas alla de una diana de tratamiento adyacente a la macula.The characteristics of the radiation beam determined empirically and / or theoretically and the characteristics of human tissue can be correlated with the eye model to allow the modeling of the transmission and absorption of radiation along a path of propagation of the beam. For example, the propagation and absorption of radiation through tissue can be simulated using software such as the Monte Carlo Radiation Transportation Code developed by Los Alamos National Laboratory. As shown in FIG. 11, a virtual model can include a geometric representation of the position of the optic nerve extending later from the optic disc to the retina (in this example characterized by angle n), which is useful for determining the Beam propagation paths that minimize dosing to the optic nerve, such as from the part of radiation applied passing through and beyond a treatment target adjacent to the macula.

En los ejemplos mostrados en las FIGS. 11 y 12, el modelo de ojo virtual o simulado 1440, 1450 se configura para representar un haz de radiacion externa colimado de forma estrecha dirigido para entrar en una superficie escleral expuesta 17, tal como la pars plana 1430, y propagarse a la superficie de la retina 1435 en o cerca de la macula 318. Vease la solicitud co-inventada No. 12/100.398 presentada el 9 de abril, 2008 para una descripcion adicional de metodos que tienen aspectos de la invencion para determinar caminos de haz adecuados para tratamientos oculares, y en particular, caminos de haz que pueden usarse para tratar una region macular, mientras se minimiza la dosificacion absorbida en estructuras tales como la lente y el nervio optico.In the examples shown in FIGS. 11 and 12, the virtual or simulated eye model 1440, 1450 is configured to represent a narrowly collimated external radiation beam directed to enter an exposed scleral surface 17, such as flat pars 1430, and propagate to the surface of retina 1435 at or near macula 318. See co-invented application No. 12 / 100,398 filed on April 9, 2008 for an additional description of methods that have aspects of the invention for determining suitable beam paths for eye treatments. , and in particular, beam paths that can be used to treat a macular region, while minimizing the absorbed dosage in structures such as the lens and the optic nerve.

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En una realizacion de un metodo de plan de tratamiento que tiene aspectos de la invencion, la longitud del camino del tejido del haz L3 se determina (es decir, la distancia del haz de radiacion a traves del tejido desde el punto de entrada de aire hasta la diana del tratamiento), y la longitud del camino se emplea a su vez con un modelo de transporte de radiacion para tener en cuenta la reduccion en la potencia del haz y perfil espectral al pasar a traves del tejido. Esto permite la determinacion de la dosificacion en la diana respecto a la dosificacion del haz de kerma en aire. En el tratamiento real, la magnitud de la radiacion puede ajustarse entonces para proporcionar una dosificacion absorbida predecible de forma exacta en la diana (por ejemplo, ajustando la duracion de la radiacion).In an embodiment of a treatment plan method that has aspects of the invention, the length of the tissue path of the beam L3 is determined (i.e., the distance of the radiation beam through the tissue from the air inlet point to the treatment target), and the length of the path is used in turn with a radiation transport model to take into account the reduction in the power of the beam and spectral profile when passing through the tissue. This allows the determination of the dosage in the target with respect to the dosing of the kerma beam in air. In the actual treatment, the magnitude of the radiation can then be adjusted to provide a predictable absorbed dosage exactly on the target (for example, by adjusting the duration of the radiation).

Como un ejemplo, se ha mostrado en estudios realizados por los inventores en la presente memoria que, para un plan de tratamiento para irradiar la region macular mediante un punto de entrada del haz cerca de la pars plana, que la longitud del camino en el tejido de un amplio rango de pacientes puede predecirse de forma exacta usando un modelo virtual y una unica medida de una ecograffa en modo A de la longitud axial ocular de un paciente. De hecho, una aproximacion lineal puede proporcionar buenos resultados para un plan de tratamiento particular, tal como una formula: PL(mm) = AL(mm) - k; en la que k es una constante tal como aproximadamente 3. Vease una descripcion adicional respecto a las FIGS. 14-15. Ademas, puede incorporarse la formacion de imagenes espedfica de paciente en el modelo de ojo, tal como se representa esquematicamente en la FIG. 8. En una realizacion, se obtiene una imagen fundus de un paciente antes del tratamiento con radioterapia, la imagen puede escalarse entonces en proporcion a la medida de un paciente tal como la longitud axial ocular, alineandose la imagen y superponiendose en el modelo virtual.As an example, it has been shown in studies conducted by the inventors herein that, for a treatment plan to irradiate the macular region by means of a beam entry point near the pars plana, that the path length in the tissue A wide range of patients can be accurately predicted using a virtual model and a single measure of a mode A ultrasound of the patient's ocular axial length. In fact, a linear approximation can provide good results for a particular treatment plan, such as a formula: PL (mm) = AL (mm) - k; where k is a constant such as about 3. See an additional description with respect to FIGS. 14-15 In addition, patient specific imaging can be incorporated into the eye model, as schematically represented in FIG. 8. In one embodiment, a fundus image of a patient is obtained before treatment with radiotherapy, the image can then be scaled in proportion to a patient's measurement such as the ocular axial length, the image being aligned and superimposed on the virtual model.

Un modelo de ojo puede usarse en la planificacion del tratamiento, como se representa en la FIG. 9, tal como mediante la determinacion de un eje de tratamiento 19 con referencia a un sistema de radioterapia referencia 18, y que define una o mas regiones diana de la radiacion 318 adecuada a la enfermedad que se esta tratando. Tambien pueden definirse uno o mas caminos del haz de radiacion 1400 con referencia al modelo. En el ejemplo mostrado, se planean tres caminos de haz estereotacticos 1400a-1400c de manera que sean coincidentes con la region diana adyacente 318 centrada en el eje de tratamiento 19. Las posiciones/orientacion planeadas del haz de rayos X 1400 puede asimismo superponerse en el modelo por correlacion del sistema de coordenadas del modelo con el sistema de coordenadas planeado. Una imagen presentada a un operador/medico puede incluir asf datos del modelo; datos de imagen fundus escalada y registrada (y/o otros de datos de imagen medica); junto con datos de geometna del haz de radioterapia planeado. Entre otras cosas, esto permite a un medico confirmar que el tratamiento planeado es apropiado para la lesion del paciente, como se observa en la imagen fundus.An eye model can be used in treatment planning, as depicted in FIG. 9, such as by determining a treatment axis 19 with reference to a reference radiotherapy system 18, and defining one or more target regions of radiation 318 suitable for the disease being treated. One or more paths of the radiation beam 1400 can also be defined with reference to the model. In the example shown, three stereotactic beam paths 1400a-1400c are planned so that they coincide with the adjacent target region 318 centered on the treatment axis 19. The planned positions / orientation of the X-ray beam 1400 can also be superimposed on the model by correlation of the coordinate system of the model with the planned coordinate system. An image presented to an operator / doctor may include model data; fundus image data scaled and registered (and / or other medical image data); together with geometry data of the planned radiotherapy beam. Among other things, this allows a doctor to confirm that the planned treatment is appropriate for the patient's injury, as seen in the fundus image.

El modelo puede usarse para determinar parametros espedficos del paciente relevantes para la propagacion de la radiacion, tal como longitud del camino del tejido a lo largo del camino del haz 1400 a una region diana 318 para aplicar una dosificacion de radiacion a un punto de haz diana 1441 (vease la FIG. 12). De esta manera, un modelo de ojo que tiene aspectos de la invencion puede usarse para compilar un plan de tratamiento espedfico del paciente que predice de forma exacta los niveles de dosificacion de radiacion y la distribucion en una region diana 318 como se muestra en la FIG. 11, y que predice de forma exacta la distribucion de la dosificacion de radiacion respecto a estructuras anatomicas tal como la lente 36 y nervio optico 32 (vease el disco optico 3260 en la FIG. 10). Vease por ejemplo el mapa de dosis retinal de las FIGS. 37A-37B. Los datos de dicha distribucion de dosis medida radiograficamente y/o simulada informaticamente pueden incorporarse y registrarse con un modelo simulado o virtual. La geometna del haz de radiacion planeada (Veanse las FIGS. 9 y 11) puede incluirse entonces en el modelo como haces de radiacion proyectados virtualmente 1400 desde una fuente de radiacion virtual, y usarse para simular la deposicion de dosis en una region diana 318 en el modelo simulado.The model can be used to determine specific patient parameters relevant to the propagation of radiation, such as tissue path length along the path of beam 1400 to a target region 318 to apply a radiation dose to a target beam point. 1441 (see FIG. 12). Thus, an eye model that has aspects of the invention can be used to compile a patient-specific treatment plan that accurately predicts radiation dosage levels and distribution in a target region 318 as shown in FIG. . 11, and which accurately predicts the distribution of the radiation dosage with respect to anatomical structures such as lens 36 and optic nerve 32 (see optical disk 3260 in FIG. 10). See for example the retinal dose map of FIGS. 37A-37B. Data from said dose distribution measured radiographically and / or computer simulated can be incorporated and recorded with a simulated or virtual model. The geometry of the planned radiation beam (See FIGS. 9 and 11) can then be included in the model as projected radiation beams virtually 1400 from a virtual radiation source, and used to simulate dose deposition in a target region 318 in The simulated model.

Una combinacion de tamano de anodo, distancia anodo a diana y longitud del colimador puede seleccionarse por metodos que tienen aspectos de la invencion para una fuente de rayos X que proporciona un punto de haz firmemente colimado de aproximadamente intensidad maxima, dimensionado para una dimension de la region diana seleccionada, y que tiene penumbra de definicion brusca o descenso del area de dosificacion alrededor del punto del haz. Una combinacion de potencial del campo del tubo de rayos X y dimensiones del filtro puede seleccionarse por metodos que tienen aspectos de la invencion que proporciona una relacion favorable de dosificacion de radiacion en un punto de entrada escleral a la region diana (absorcion pre-diana o "endurecimiento por tejido"), mientras permite una rapida atenuacion de la dosificacion del haz mas alla de la region diana, tal como es la absorcion en el hueso craneal orbital (absorcion post-diana). Vease la solicitud co-inventada No. 12/100.398 presentada el 9 de abril, 2008 para una descripcion adicional de las caractensticas de haces de radioterapia y configuracion de los dispositivos de tratamiento con rayos X que tienen aspectos de la invencion. Las realizaciones han seleccionado parametros que proporcionan caractensticas del haz de tratamiento con radiacion que estan particularmente bien adaptadas al tratamiento de lesiones oculares, incluyendo lesion de la retina tal como ocurre en AMD.A combination of anode size, anode to target distance and collimator length can be selected by methods that have aspects of the invention for an X-ray source that provides a firmly collimated beam point of approximately maximum intensity, sized for a dimension of the selected target region, and which has sudden definition or decrease in the dosage area around the beam point. A combination of potential of the X-ray tube field and filter dimensions can be selected by methods that have aspects of the invention that provides a favorable ratio of radiation dosage at a scleral entry point to the target region (pre-target absorption or "tissue hardening"), while allowing a rapid attenuation of the dosage of the beam beyond the target region, such as absorption in the orbital cranial bone (post-target absorption). See co-invented application No. 12 / 100,398 filed on April 9, 2008 for an additional description of the characteristics of radiotherapy beams and configuration of X-ray treatment devices that have aspects of the invention. The embodiments have selected parameters that provide characteristics of the radiation treatment beam that are particularly well suited to the treatment of ocular lesions, including retinal injury as occurs in AMD.

La FIG. 13A es una grafica que muestra los resultados de una simulacion informatica Monte Carlo para la absorcion de energfa de rayos X en una configuracion generalmente similar a la mostrada en la FIG. 12. La simulacion informatica tiene en cuenta los efectos de propagacion de la radiacion, tal como dispersion en tejido, sobre el perfil de dosis resultante a traves de una diana retinal. El perfil transversal a la dosis absorbida a la diana macula para un haz de rayos X de 100 kVp. Se selecciono un colimador para crear un punto de haz de aproximadamente 4.0 mm, y para simplificar el ajuste geometrico de MCNP, se asume un angulo de haz incidente no clmicamente normal. El perfil de dosis absorbida en el centro de la macula se muestra para un tamano de punto focal de anodo de tubo de rayos X de 1,0 mm, posicionado 100 mm desde la diana, para una dosis central dirigida de 8 Gy. Las lmeasFIG. 13A is a graph showing the results of a Monte Carlo computer simulation for the absorption of X-ray energy in a configuration generally similar to that shown in FIG. 12. The computer simulation takes into account the effects of radiation propagation, such as tissue dispersion, on the resulting dose profile through a retinal target. The cross-sectional profile at the dose absorbed to the macula target for an x-ray beam of 100 kVp. A collimator was selected to create a beam point of approximately 4.0 mm, and to simplify the geometric adjustment of MCNP, an incident angle is assumed that is not normally normal. The absorbed dose profile in the center of the macula is shown for a focal point size of 1.0 mm X-ray tube anode, positioned 100 mm from the target, for a central directed dose of 8 Gy. The lines

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verticales 1441 se ponen a un radio de +2 mm y -2 mm, delineando tambien el 80% de isodosis en este modelo. La region ± 2mm se aproxima al tamano anatomico de una region diana de lesion macular de 4mm de diametro. La penumbra 1442 se indica como limitada por la 20% isodosis, con dosis baja o region de "dispersion" 1443 adyacente al margen de penumbra.Vertical 1441 are placed at a radius of +2 mm and -2 mm, also delineating 80% isodosis in this model. The region ± 2mm approximates the anatomical size of a target region of macular injury of 4mm in diameter. Penumbra 1442 is indicated as limited by 20% isodosis, with low dose or "dispersion" region 1443 adjacent to the penumbra margin.

Las simulaciones Monte Carlo (MC) se usan para modelar la absorcion de rayos x, dispersion, y dosificacion a estructuras en las que inciden rayos x. Un ejemplo de una herramienta util para este tipo de analisis es el Codigo de Transporte de Radiacion MCNP desarrollado por Los Alamos National Laboratory (vease D B Pelowitz; MCNPX User's Manual Version 2.5.0, LA-CP-05-0369; Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, 2005). Los metodos Monte Carlo son algoritmos informaticos usados ampliamente para simular el comportamiento de varios sistemas ffsicos y matematicos, y para otros calculos. Se distinguen de otros metodos de simulacion (tal como modelado de elementos finitos) por ser estocasticos, esto es, no determimsticos en alguna manera. Las simulaciones de radiacion informaticas, tal como el analisis Monte Carlo y semejantes, se incluyen en realizaciones de sistemas de planeamiento de tratamiento que tienen aspectos de la invencion, y pueden usarse para asistir en el planeamiento de tratamiento en el que esta implicada la radiacion.Monte Carlo (MC) simulations are used to model the absorption of x-rays, dispersion, and dosage to structures in which x-rays affect. An example of a useful tool for this type of analysis is the MCNP Radiation Transportation Code developed by Los Alamos National Laboratory (see DB Pelowitz; MCNPX User's Manual Version 2.5.0, LA-CP-05-0369; Los Alamos National Laboratory , Los Alamos, NM, 2005). Monte Carlo methods are computer algorithms widely used to simulate the behavior of various physical and mathematical systems, and for other calculations. They are distinguished from other simulation methods (such as finite element modeling) by being stochastic, that is, not deterministic in some way. Computer radiation simulations, such as Monte Carlo analysis and the like, are included in embodiments of treatment planning systems that have aspects of the invention, and can be used to assist in the treatment planning in which radiation is involved.

La simulacion Monte Carlo tambien puede usarse para predecir y dictar la factibilidad y otros elementos del sistema de radioterapia 10 (por ejemplo, optimizacion del colimador y esquemas de planeamiento de tratamiento); por ejemplo, los disenos de colimacion, los niveles de energfa, y los regfmenes de filtracion, pueden predecirse usando la simulacion Monte Carlo. Los resultados de la simulacion Monte Carlo se han verificado experimentalmente y mejorado adicionalmente, sobre la base de simulacion inicial MC. En algunas realizaciones de radioterapia en la que la anatoirna, energfas de haz, y volumen de tratamiento son similares, las simulaciones Monte Carlo pueden operarse una vez y despues alterarse las variables del camino (por ejemplo, a traves de trazado de rayos u otra metodologfa geometrica) sin necesidad de repetir la simulacion Monte Carlo. Por ejemplo, la simulacion MC puede predecir la penumbra de un haz de rayos X.The Monte Carlo simulation can also be used to predict and dictate the feasibility and other elements of the radiotherapy system 10 (for example, collimator optimization and treatment planning schemes); for example, collimation designs, energy levels, and filtration regimes, can be predicted using the Monte Carlo simulation. The results of the Monte Carlo simulation have been experimentally verified and further improved, based on initial MC simulation. In some embodiments of radiotherapy in which the anatoirna, beam energies, and treatment volume are similar, Monte Carlo simulations can be operated once and then the path variables are altered (for example, through ray tracing or other methodology geometric) without the need to repeat the Monte Carlo simulation. For example, the MC simulation can predict the penumbra of an X-ray beam.

En la FIG. 13A, el coeficiente de dosis en la region central se estimo que es 7,7 Gy/Gy, en el que el valor de referencia de kerma en aire se ajusta de nuevo a 100 cm desde la fuente de rayos X. La brusquedad de la cafda del punto de la diana desde la dosis completa a cero o dosis muy baja se mide por la penumbra. La penumbra representa la parte de la diana que no "ve" el punto focal del anodo entero y por lo tanto no recibe la dosis completa. Cuanto mas brusca es la penumbra, mas ajustada y mas conforme puede administrarse la dosis. Una medida que puede usarse para caracterizar el perfil de la dosis y el tamano de un punto de haz de rayos X y la dimension efectiva de la penumbra usa contornos de isodosis, expresados convenientemente como un porcentaje de una dosis de region central maxima.In FIG. 13A, the dose coefficient in the central region was estimated to be 7.7 Gy / Gy, in which the reference value of kerma in air is adjusted again to 100 cm from the X-ray source. The abruptness of the target point coffee from the full dose to zero or very low dose is measured by penumbra. The penumbra represents the part of the target that does not "see" the focal point of the entire anode and therefore does not receive the full dose. The sharper the penumbra, the more adjusted and more as the dose can be administered. A measure that can be used to characterize the dose profile and size of an X-ray beam point and the effective penumbra dimension uses isodose contours, conveniently expressed as a percentage of a maximum central region dose.

A la penumbra se le puede proporcionar una definicion empmcamente conveniente como la distancia entre niveles de intensidad de dosis seleccionados, tal como 80% y 20% de las lmeas de isodosis (la penumbra 80-20) o alternativamente la distancia entre el 90% y 10% de lmeas de isodosis (la penumbra 90-10). La penumbra 80-20 en la FIG. 13A se indica que es menor de 1 mm en grado para el diametro de punto de haz de 4 mm. Observese que el modelo tambien muestra un grado de dosificacion dispersada a 10% de menos de la intensidad de dosis maxima, extendiendose fuera mas alla de la lmea de isodosis 20%, bajando despues de esto hasta un nivel de dosificacion bajo (> 1% del maximo) al incrementarse el radio desde la diana.The penumbra can be given an emphatically convenient definition as the distance between levels of selected dose intensity, such as 80% and 20% of the isodose lines (the 80-20 penumbra) or alternatively the distance between 90% and 10% of isodose lines (penumbra 90-10). The 80-20 penumbra in FIG. 13A is indicated to be less than 1 mm in degree for the 4 mm beam point diameter. Note that the model also shows a dispersed dosage level at 10% less than the maximum dose intensity, extending out beyond the 20% isodose line, decreasing thereafter to a low dosage level (> 1% of the maximum) when the radius is increased from the target.

Para propositos de comparacion y validacion, la FIG. 13B muestra una representacion de intensidad de dosis medida a la profundidad retinal para una configuracion de rayos X/colimador comparable a la de la FIG. 13A. En este ejemplo, se puso una pelmula radiografica por detras de un espesor de aproximadamente 20 mm de material simulado radiografico equivalente a agua de tipo "agua solida", para simular la profundidad de espesor de tejido de la retina. La densidad optica de la pelmula, expuesta a aproximadamente 10 Gy de dosis de rayos X absorbida, se convirtio matematicamente en una dosificacion absorbida equivalente. Puede observarse que la forma general del punto de haz y penumbra es muy similar al mostrado en la simulacion Monte Carlo de la FIG. 13A. Sin embargo, no se observa bolo de dispersion inmediatamente mas alla de la penumbra (que se cree que es un artefacto) en las medidas, cayendo en su lugar el nivel de dosificacion consistentemente y rapidamente hasta un nivel bajo mas alla de la isodosis de 20% ("dispersion medida"). Esta distincion entre la dispersion modelada y la dispersion medida se indica tambien en la FIG. 13a por una lmea discontinua. Observese que aunque la penumbra medida y la region de dispersion se caracteriza suavemente y consistentemente en las medidas radiograficas de la FIG. 13B, el punto de haz central se representa de alguna manera irregularmente, aparentemente debido a la exposicion de saturacion de la pelmula a la dosificacion maxima.For comparison and validation purposes, FIG. 13B shows a representation of dose intensity measured at retinal depth for an X-ray / collimator configuration comparable to that of FIG. 13A. In this example, an x-ray film was placed behind a thickness of approximately 20 mm of radiographic simulated material equivalent to "solid water" type water, to simulate the tissue thickness depth of the retina. The optical density of the film, exposed to approximately 10 Gy of absorbed x-ray dose, was mathematically converted into an equivalent absorbed dosage. It can be seen that the general shape of the beam and penumbra point is very similar to that shown in the Monte Carlo simulation of FIG. 13A. However, no bolus of dispersion is immediately observed beyond the penumbra (which is believed to be an artifact) in the measurements, the dosage level falling consistently and rapidly to a low level beyond the isodosis of 20 % ("measured dispersion"). This distinction between the modeled dispersion and the measured dispersion is also indicated in FIG. 13a by a discontinuous line. Note that although the measured penumbra and the dispersion region is characterized smoothly and consistently in the radiographic measurements of FIG. 13B, the central beam point is represented in some way irregularly, apparently due to the exposure of saturation of the film to the maximum dosage.

En realizaciones de metodos y dispositivos de radioterapia que tienen aspectos de la invencion, la longitud axial global del ojo (distancia desde la superficie de la cornea a la superficie retinal) y la longitud del camino del tejido del haz (la longitud del camino de tejido que se va a penetrar por el haz de tratamiento en la propagacion desde la superficie a la diana) son relevantes a importantes de los parametros del tratamiento. Por ejemplo, la longitud del camino de tejido es relevante para (a) la seleccion de las caractensticas espectrales del haz entrada de rayos X tal como la determinacion del potencial del tubo y filtros (vease la Solicitud No. 12/262.031 presentada el 30 de octubre, 2008), y (b) para un haz de tratamiento con rayos X dado, la longitud del camino de tejido al administrarse realmente el haz a un paciente determina la velocidad de dosis a la diana en Gy/min (vease la absorcion pre-diana indicada en el modelo de ojo de la FIG. 11). De forma similar, la longitud axial del ojo y otra geometna del ojo son relevantesIn embodiments of radiotherapy methods and devices having aspects of the invention, the overall axial length of the eye (distance from the surface of the cornea to the retinal surface) and the length of the path of the bundle tissue (the length of the path of tissue which will be penetrated by the treatment beam in the propagation from the surface to the target) are relevant to important treatment parameters. For example, the length of the tissue path is relevant for (a) the selection of the spectral characteristics of the X-ray input beam such as the determination of the potential of the tube and filters (see Application No. 12 / 262.031 filed on 30 October, 2008), and (b) for a given X-ray treatment beam, the length of the tissue path when the beam is actually administered to a patient determines the dose rate to the target in Gy / min (see pre absorption - target indicated in the eye model of FIG. 11). Similarly, the axial length of the eye and other eye geometry are relevant.

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para seguimiento del movimiento de la retina durante la administracion de tratamiento, como se describe adicionalmente en la presente memoria.for monitoring the movement of the retina during the administration of treatment, as further described herein.

Asf, puede observarse que la medicion y/prediccion de la longitud del camino de tejido para el paciente permite calcular de forma exacta la velocidad a la que la radiacion se absorbe por el tejido diana. En determinadas realizaciones de radioterapia, para una velocidad de dosis conocida sobre la base de la longitud del camino de tejido, se controla convenientemente la duracion de la emision del haz (por ejemplo, un temporizador para cortar la energfa al tubo) de manera que se administra una dosis planeada a la diana (por ejemplo, un tercio de la dosis planeada total para un procedimiento de 3 heces estereotactico).Thus, it can be seen that the measurement and / or prediction of the length of the tissue path for the patient allows an accurate calculation of the rate at which radiation is absorbed by the target tissue. In certain embodiments of radiotherapy, for a known dose rate based on the length of the tissue path, the duration of the beam emission (for example, a timer to cut the energy to the tube) is conveniently controlled so that administer a planned dose to the target (for example, one third of the total planned dose for a 3-stereotactic stool procedure).

Para este proposito, se realizo una serie de experimentos para determinar las medidas del ojo apropiadas para establecer la profundidad de la diana en la retina. Se establecio un modelo de correlacion para mostrar la relacion de la longitud del camino con la longitud axial del ojo. Usando un escaner laser 3D, un dispositivo que puede mapear precisamente las coordenadas en una superficie, se derivo una serie de puntos en el espacio tridimensional de la superficie de varios ojos de cadaveres.For this purpose, a series of experiments were carried out to determine the appropriate eye measurements to establish the depth of the target in the retina. A correlation model was established to show the relationship between the length of the path and the axial length of the eye. Using a 3D laser scanner, a device that can precisely map the coordinates on a surface, a series of points in the three-dimensional space of the surface of several corpse eyes is derived.

La FIG. 14 muestra un ejemplo tfpico de los resultados de mapeo de este protocolo, que permite el mapeo de la forma y contornos del ojo del cadaver con un alto grado de exactitud. Con este modelo derivado de la superficie de ojos de cadaveres, pueden medirse directamente la longitud axial y longitud del camino, y otras dimensiones anatomicas. La longitud axial (AL) y la longitud del camino de tejido (L3) se indican en el camino de haz que corresponde aproximadamente al camino de haz mostrado en las FIGS. 7 y 11, dirigido a traves del punto de entrada de la esclera 311 al centro de la diana 318 (por ejemplo, macula o fovea), entrando el haz en el ojo mas alla del limbo de cornea 35 del ojo 30.FIG. 14 shows a typical example of the mapping results of this protocol, which allows the mapping of the shape and contours of the corpse eye with a high degree of accuracy. With this model derived from the eye surface of corpses, axial length and path length, and other anatomical dimensions can be measured directly. The axial length (AL) and the length of the tissue path (L3) are indicated in the beam path corresponding approximately to the beam path shown in FIGS. 7 and 11, directed through the entry point of the sclera 311 to the center of the target 318 (for example, macula or fovea), the beam entering the eye beyond the cornea limbus 35 of the eye 30.

Como se muestra en la FIG. 15A, que representa las medidas en una serie de siete ojos de cadaveres, la longitud del camino de tejido (PL) y la longitud axial (AL) pueden correlacionarse o relacionase entonces entre st En los pacientes vivos y poblaciones de estudio, la longitud axial puede obtenerse por una ecograffa en modo A. Una ecograffa en modo A es una medida ultrasonica usada convencionalmente en oftalmologfa en la que la geometna del ojo es relevante, tal como en la correccion de la vision refractiva. Se ha encontrado por los inventores en la presente memoria que la longitud axial medida por ecograffa en modo A puede realizarse de forma util en los ojos de los cadaveres del ejemplo y compararse con las longitudes axiales determinadas a partir de los datos del escaner laser. En general, esta relacion puede aproximarse convenientemente y de forma util por una variedad de ecuaciones o ajustes de curva lineales o no lineales en los que la longitud del camino de tejido es una funcion de la longitud axial, o PL = t(AL). En este conjunto de datos de ejemplo, esta correlacion puede representarse efectivamente como una funcion lineal. Esta puede ser una ecuacion de la forma Y = aX + b, en la que Y = longitud del camino de tejido (PL), y X = longitud axial (AL). Un ejemplo en el que a = 1 y b = -3, la ecuacion es PL = AL - 3, expresada en milfmetros (curva 200a en la FIG. 15A).As shown in FIG. 15A, which represents the measurements in a series of seven corpse eyes, the length of the tissue path (PL) and the axial length (AL) can then be correlated or related between st In living patients and study populations, the axial length it can be obtained by an ultrasound in mode A. An ultrasound in mode A is an ultrasonic measure conventionally used in ophthalmology in which the eye's geometry is relevant, such as in the correction of refractive vision. It has been found by the inventors herein that the axial length measured by ultrasound in mode A can be realized in a useful way in the eyes of the corpses of the example and compared with the axial lengths determined from the laser scanner data. In general, this relationship can be conveniently and usefully approximated by a variety of linear or non-linear equations or curve adjustments in which the length of the tissue path is a function of the axial length, or PL = t (AL). In this example data set, this correlation can effectively be represented as a linear function. This can be an equation of the form Y = aX + b, in which Y = length of the tissue path (PL), and X = axial length (AL). An example in which a = 1 and b = -3, the equation is PL = AL - 3, expressed in millimeters (curve 200a in FIG. 15A).

Debe entenderse que pueden usarse diferentes ecuaciones como representaciones matematicas efectivas de estos datos o datos similares (por ejemplo, PL = AL/2 + 9,5). Asimismo, estos o datos similares pueden expresarse como una funcion no lineal, tal como una ecuacion cuadratica o semejantes (curva 200b en la FIG. 15A). Pueden usarse expresiones alternativas, y los datos adicionales (o conjuntos de datos mas especializados) tambien pueden analizarse por los metodos mostrados. Por ejemplo, dichos datos oculares pueden representarse por funciones no lineales alternativas, o pueden incluirse o llevarse a cabo por interpolaciones en tablas de consulta en lugar de evaluaciones de funcion, y semejantes. Adicionalmente, los conjuntos de datos anatomicos que correlacionan atributos adicionales del paciente (edad, sexo, o semejantes), pueden ensamblarse, y obtenerse relaciones predictivas relevantes para esas poblaciones de pacientes. Las relaciones matematicas que representan estos datos pueden incluirse en el software del sistema de radioterapia 10, y usarse para predecir la longitud del camino del tejido de tratamiento, sobre la base de medidas medicas y entradas para un paciente particular.It should be understood that different equations can be used as effective mathematical representations of this data or similar data (for example, PL = AL / 2 + 9.5). Also, these or similar data can be expressed as a non-linear function, such as a quadratic equation or the like (curve 200b in FIG. 15A). Alternative expressions can be used, and additional data (or more specialized data sets) can also be analyzed by the methods shown. For example, said ocular data can be represented by alternative nonlinear functions, or they can be included or carried out by interpolations in query tables instead of function evaluations, and the like. Additionally, anatomical data sets that correlate additional attributes of the patient (age, sex, or the like), can be assembled, and relevant predictive relationships can be obtained for these patient populations. Mathematical relationships that represent this data can be included in the radiotherapy system software 10, and used to predict the path length of the treatment tissue, based on medical measurements and inputs for a particular patient.

En determinadas realizaciones alternativas, la relacion funcional para la longitud del camino de tejido puede basase en mas de una medida anatomica, otras caractensticas mensurables del paciente (por ejemplo, datos refractivos), u otros datos del historial del paciente (edad, sexo, y semejantes). Ventajosamente y mas generalmente, el metodo ilustrado en el ejemplo anterior puede extenderse a otros procedimientos de radioterapia ademas de a su uso en tratamientos oculares para la macula. Una realizacion del metodo puede resumirse como que comprende las etapas:In certain alternative embodiments, the functional relationship for tissue path length may be based on more than one anatomical measure, other measurable features of the patient (eg, refractive data), or other patient history data (age, sex, and similar). Advantageously and more generally, the method illustrated in the previous example can be extended to other radiotherapy procedures in addition to its use in ocular treatments for the macula. An embodiment of the method can be summarized as comprising the steps:

(a) seleccionar uno o mas parametros de entrada (medidas anatomicas, otras medidas humanas y/o otras caractensticas espedficas del paciente tal como edad, sexo, y semejantes), tal como P1, P2... Pi;(a) select one or more input parameters (anatomical measures, other human measures and / or other specific characteristics of the patient such as age, sex, and the like), such as P1, P2 ... Pi;

(b) caracterizar la variacion en una poblacion relevante de pacientes respecto a los parametros seleccionados (por ejemplo, estudios de la variacion anatomica u otra medida en poblaciones de pacientes, opcionalmente como una funcion de otras caractensticas espedficas del paciente);(b) characterize the variation in a relevant population of patients with respect to the selected parameters (for example, studies of anatomical variation or other measurement in patient populations, optionally as a function of other specific patient characteristics);

(c) correlacionar la variacion en la poblacion con la longitud del camino del tejido de tratamiento PL para un plan de tratamiento con radioterapia;(c) correlate the variation in the population with the path length of the PL treatment tissue for a radiotherapy treatment plan;

(d) determinar una funcion matematica y/o algoritmo de calculo que expresa efectivamente una relacion entre los parametros seleccionados y la longitud del camino del tejido, que puede tener la forma PL = f(P-i, P2... Pi);(d) determine a mathematical function and / or calculation algorithm that effectively expresses a relationship between the selected parameters and the length of the tissue path, which can have the form PL = f (P-i, P2 ... Pi);

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(e) determinar los datos para los parametros seleccionados para un paciente espedfico que se va a tratar;(e) determine the data for the selected parameters for a specific patient to be treated;

(f) usar la funcion matematica y/o algoritmo de calculo para determinar PL para un paciente espedfico que se va a tratar (PLo);(f) use the mathematical function and / or calculation algorithm to determine PL for a specific patient to be treated (PLo);

(g) modificar o ajustar uno o mas parametros del plan de tratamiento con radioterapia sobre la base del valor de PLo. (por ejemplo, duracion o dosis del haz, ene^a espectral, filtracion, geometffa de colimacion, orientacion del haz, o semejantes); y(g) modify or adjust one or more parameters of the radiotherapy treatment plan based on the PLo value. (for example, duration or dose of the beam, spectral ene, filtration, collimation geometry, beam orientation, or the like); Y

(h) tratar al paciente segun el plan de tratamiento modificado o ajustado.(h) treat the patient according to the modified or adjusted treatment plan.

Las realizaciones del metodo tal como el ejemplo anterior pueden integrarse en dispositivos de tratamiento con radioterapia que tiene aspectos de la invencion, tal como incluyendo codigo de software efectuante en controladores del procesador informatico de un sistema de radioterapia, de manera que se permite al dispositivo de tratamiento llevar a cabo una o mas de las etapas del metodo.The embodiments of the method such as the previous example can be integrated into radiotherapy treatment devices having aspects of the invention, such as including software code effective in controllers of the computer processor of a radiotherapy system, so that the device is allowed treatment carry out one or more of the steps of the method.

En la FIG. 15B, para cada uno de los siete ojos de cadaveres de ejemplo, se muestra la longitud axial derivada de una ecograffa en modo A, junto con el valor del escaner laser de longitud del camino de tejido, y una longitud del camino de tejido calculada segun la formula lineal PL = AL - 3. Para claridad de la presentacion, los siete ojos del ejemplo se ordenan por longitud axial de una ecograffa en modo A creciente. Puede observarse que, con dispersion minima, los resultados de una ecograffa en modo A son un buen predictor de la longitud del camino. El error maximo introducido por la ecograffa en modo A en estos datos es aproximadamente 0,3 mm. Se ha mostrado por los inventores en la presente memoria que un error de 1 mm en longitud del camino introduciffa aproximadamente 3% de error en el calculo de la dosis para la absorcion en una diana retinal. Por lo tanto, un error de 0,30 mm introduce aproximadamente 1% de error en la dosis, que es bastante pequeno y clmicamente aceptable. Sobre la base de este descubrimiento, una realizacion de metodo que tiene aspectos de la invencion comprende la determinacion de la longitud axial del ojo de un paciente mediante una ecograffa en modo A pre-operatoria, y despues predecir la longitud del camino de tejido de un haz de tratamiento, y ajustar al menos un parametro del tratamiento sobre la base de la longitud del camino de tejido (por ejemplo, tiempo de duracion del haz).In FIG. 15B, for each of the seven eyes of example corpses, the axial length derived from an ultrasound in mode A is shown, together with the value of the laser scanner of tissue path length, and a tissue path length calculated according to the linear formula PL = AL-3. For clarity of the presentation, the seven eyes of the example are ordered by axial length of an ultrasound in increasing A mode. It can be seen that, with minimal dispersion, the results of an ultrasound in mode A are a good predictor of the length of the path. The maximum error introduced by ultrasound mode A in this data is approximately 0.3 mm. It has been shown by the inventors herein that an error of 1 mm in path length introduces approximately 3% error in the calculation of the dose for absorption on a retinal target. Therefore, a 0.30 mm error introduces approximately 1% dose error, which is quite small and clinically acceptable. Based on this discovery, an embodiment of a method having aspects of the invention comprises determining the axial length of a patient's eye by means of a pre-operative A mode ultrasound, and then predicting the length of the tissue path of a patient. treatment beam, and adjust at least one treatment parameter based on the length of the tissue path (eg, time of beam duration).

MIC. Alineamiento, estabilizacion y/o seguimiento del ojoMIC. Alignment, stabilization and / or eye tracking

La FIG. 16 ilustra una vista desde la parte superior de una realizacion de un sistema para posicionar y/o estabilizar de forma controlable el ojo de un sujeto para tratamiento terapeutico. La parte superior de la FIG. 16 muestra un diagrama de bloques de un sistema 100 para llevar a cabo un metodo que tiene aspectos de la invencion. La parte inferior de la FIG. 16 muestra un modulo de grna ocular para permitir el alineamiento, estabilizacion y/o seguimiento de un ojo antes de y durante el tratamiento.FIG. 16 illustrates a view from the top of an embodiment of a system for positioning and / or stabilizing in a controllable manner the eye of a subject for therapeutic treatment. The upper part of FIG. 16 shows a block diagram of a system 100 for carrying out a method that has aspects of the invention. The bottom of FIG. 16 shows an eyepiece module to allow alignment, stabilization and / or monitoring of an eye before and during treatment.

En la realizacion ilustrada, el sistema 100 incluye una o mas camaras 102 posicionadas para tomar imagenes del ojo 10 a lo largo del eje geometrico 810 (o 2810). La camara 102 proporciona datos de imagen de video del ojo 10 a un procesador 106 y preferiblemente a un monitor 104. Acoplado al monitor 104 esta un generador/procesador de imagenes 106, tal como un ordenador personal programado con software de diseno asistido por ordenador disponible comercialmente, capaz de generar y superponer imagenes geometricas en la imagen del ojo 10 apareciendo en el monitor 104, y preferiblemente configurado para realizar algoritmos de reconocimiento de imagen usando imagenes de ojos. El procesador 106 tambien puede incluir datos espedficos del paciente e imagenes obtenidas antes de la operacion del sistema 100, por ejemplo, para incluirse en imagenes presentadas, y/o para usarse para proporcionar geometffa espedfica del paciente para tratamiento.In the illustrated embodiment, the system 100 includes one or more cameras 102 positioned to take pictures of the eye 10 along the geometric axis 810 (or 2810). The camera 102 provides video image data of the eye 10 to a processor 106 and preferably to a monitor 104. Attached to the monitor 104 is an image generator / processor 106, such as a personal computer programmed with available computer-assisted design software. commercially, capable of generating and superimposing geometric images in the image of the eye 10 appearing on the monitor 104, and preferably configured to perform image recognition algorithms using eye images. The processor 106 may also include patient-specific data and images obtained before the operation of the system 100, for example, to be included in images presented, and / or to be used to provide patient-specific geometry for treatment.

El dispositivo de contacto con el ojo 110 puede estar equipado con una pluralidad de indicadores de posicion que son capaces, en combinacion con detectores localizados en el sistema de coordenadas externo, de localizar la posicion del dispositivo de contacto en el sistema de coordenadas externo. Este tipo de herramienta-sistema de seguimiento, se ha descrito para uso en cirugfa guiada por imagen, en la que es necesario poner una herramienta quirurgica movible, y ffpicamente tambien imagenes del paciente pre-op, en un marco quirurgico comun de referencia que contiene el paciente. En la presente solicitud, los indicadores de posicion pueden ser tres o mas elementos de direccion del haz disenados para reflejar los haces de posicionamiento externos, por ejemplo, haces de microondas de fuentes de haz de posicion conocida a detectores de haz de posicion conocida, determinandose la posicion del dispositivo de contacto por un procesador unido operativamente a los detectores de haz. Alternativamente, los elementos de direccion del haz en el dispositivo de contacto con el ojo pueden estar equipados con una pluralidad de LED montados en el dispositivo para dirigir, por ejemplo, una pluralidad de haces a detectores de posicion conocida para determinar las coordenadas de posicion del dispositivo de contacto en el sistema de coordenadas externo. Dichos sistemas de registro de herramientas se han descrito, por ejemplo, en las Patentes U.S. 7.139.601, 7.302.288, y 7.314.430.The eye contact device 110 may be equipped with a plurality of position indicators that are capable, in combination with detectors located in the external coordinate system, of locating the position of the contact device in the external coordinate system. This type of tool-tracking system has been described for use in image-guided surgery, in which it is necessary to place a movable surgical tool, and also images of the pre-op patient, in a common surgical reference frame that contains the patient. In the present application, the position indicators may be three or more beam direction elements designed to reflect the external positioning beams, for example, microwave beams from known position beam sources to known position beam detectors, determining the position of the contact device by a processor operatively linked to the beam detectors. Alternatively, the beam direction elements in the eye contact device may be equipped with a plurality of LEDs mounted on the device to direct, for example, a plurality of beams to known position detectors to determine the position coordinates of the contact device in the external coordinate system. Such tool registration systems have been described, for example, in U.S. Pat. 7,139,601, 7,302,288, and 7,314,430.

En una tercera realizacion general, el medio para determinar la posicion toma la forma deun ensamblaje de haz de luz colimado, incluyendo una fuente de luz laser y uno o mas componentes opticos, tal como un espejo semi- plateado, para alinear el haz laser con el haz de irradiacion colimado producido por la fuente de haz 108; de manera que los dos haces son esencialmente coincidentes, a lo largo del mismo eje 810. En esta realizacion, el ensamblaje de posicionamiento del haz se mueve respecto al ojo del paciente hasta que el haz laser apunta directamente a laIn a third general embodiment, the means for determining the position takes the form of a collimated beam assembly, including a laser light source and one or more optical components, such as a semi-silver mirror, to align the laser beam with the collimated irradiation beam produced by beam source 108; so that the two beams are essentially coincident, along the same axis 810. In this embodiment, the beam positioning assembly moves relative to the patient's eye until the laser beam points directly to the

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region diana seleccionada del ojo del paciente, por ejemplo, la region de la macula en la parte anterior central de la retina. Como puede apreciarse, esto situara la region diana seleccionada del ojo en registro con el haz de irradiacion terapeutico; esto es, el haz laser actua como un haz de referencia que funciona para poner el ojo en el mismo marco de referencia (sistema de coordenadas) que el haz de irradiacion.Selected target region of the patient's eye, for example, the region of the macula in the central anterior part of the retina. As can be seen, this will place the selected target region of the eye on record with the therapeutic irradiation beam; that is, the laser beam acts as a reference beam that works to put the eye in the same frame of reference (coordinate system) as the irradiation beam.

Mas generalmente, el registro y gma espacial del dispositivo de contacto 110 puede ser a traves de deteccion sensora optica o electromagnetica. En general, las camaras u otros detectores se montan bien en el sistema, u opcionalmente en la habitacion de tratamiento, y se usan para seguir y registrar la posicion del ojo o dispositivo de contacto 110. Las camaras o detectores son capaces entonces de determinar y registrar la posicion tridimensional del dispositivo de contacto 110 en tiempo real, y por lo tanto la posicion del ojo como esta posicionado. Puede usarse un proceso de calibracion para determinar la posicion espacial relativa del dispositivo de contacto respecto a un marco de referencia conocido, asf como en combinacion con imagenes opcionales. La informacion de la calibracion puede almacenarse en un archivo de referencia en el ordenador y usarse por un programa de software.More generally, the registration and spatial gma of the contact device 110 may be through optical or electromagnetic sensor detection. In general, cameras or other detectors are mounted either in the system, or optionally in the treatment room, and are used to track and record the position of the eye or contact device 110. The cameras or detectors are then able to determine and record the three-dimensional position of the contact device 110 in real time, and therefore the position of the eye as it is positioned. A calibration process can be used to determine the relative spatial position of the contact device with respect to a known reference frame, as well as in combination with optional images. The calibration information can be stored in a reference file on the computer and used by a software program.

El sistema 100 tambien puede incluir un procesador o unidad de control que tiene una interfaz de usuario grafica para recibir instrucciones de, y presentar informacion tal como datos de alineamiento y funcionalidad del sistema a, un operador del sistema. Ademas, la unidad de control puede estar en comunicacion electronica con uno o mas de los otros componentes del sistema 100 descritos anteriormente, por ejemplo, los motores que controlan el ensamblaje de posicionamiento del haz, los motores que controlan el ensamblaje de posicionamiento del ojo, y sensores, detectores y fuente de haces para determinar la posicion del dispositivo de contacto con el ojo en el sistema de coordenadas externo, como se ha descrito anteriormente.The system 100 may also include a processor or control unit that has a graphical user interface to receive instructions from, and present information such as alignment data and system functionality to, a system operator. In addition, the control unit may be in electronic communication with one or more of the other components of the system 100 described above, for example, the motors that control the beam positioning assembly, the motors that control the eye positioning assembly, and sensors, detectors and beam source to determine the position of the eye contact device in the external coordinate system, as described above.

IV. Gma ocular y metodos de alineamiento. Estas secciones detallan caractensticas y aplicaciones de la gma ocular en el sistema de tratamiento de la invencion.IV. Eye gma and alignment methods. These sections detail features and applications of the eye gma in the treatment system of the invention.

IVA. Dispositivos de guia ocularVAT Eye guide devices

Las FIGS. 17A y 17B ilustran vistas superiores de una realizacion de un sistema para conectar el ojo de un sujeto, estando el dispositivo de contacto 110 acoplado de forma reversible y controlable con la cornea 200 y/o limbo y/o esclera 239 del ojo 130 se ilustra esquematicamente. El ojo 130 incluye una cornea 200 y una lente 132 posterior a la cornea 200. El ojo 130 tambien incluye una retina 134, que recubre el interior de la superficie posterior del ojo 130. La retina 200 incluye una region altamente sensible, conocida como la macula, en la que se reciben las senales y se transmiten a los centros visuales del cerebro a traves del nervio optico 136. La retina 200 tambien incluye un punto con una sensibilidad particularmente alta conocido como la fovea. El ojo 130 tambien incluye un anillo de tejido pigmentado conocido como el iris 138. El iris 138 incluye musculo liso para controlar y regular el tamano de una abertura en el iris 138, que se conoce como la pupila. El ojo 130 reside en una cuenca del ojo 140 en el craneo y es capaz de rotar en este alrededor de un centro de rotacion.FIGS. 17A and 17B illustrate top views of an embodiment of a system for connecting the eye of a subject, the contact device 110 being reversibly coupled and controllable with the cornea 200 and / or limbus and / or sclera 239 of the eye 130 is illustrated schematically The eye 130 includes a cornea 200 and a lens 132 posterior to the cornea 200. The eye 130 also includes a retina 134, which covers the inside of the posterior surface of the eye 130. The retina 200 includes a highly sensitive region, known as the macula, in which the signals are received and transmitted to the visual centers of the brain through the optic nerve 136. The retina 200 also includes a point with a particularly high sensitivity known as the fovea. Eye 130 also includes a ring of pigmented tissue known as iris 138. Iris 138 includes smooth muscle to control and regulate the size of an opening in iris 138, which is known as the pupil. The eye 130 resides in a basin of the eye 140 in the skull and is able to rotate there around a center of rotation.

Como se contempla por la presente invencion, el miembro de contacto del ojo 120 puede estar compuesto por un numero de materiales muy conocidos en la tecnica. Preferiblemente, el miembro de contacto del ojo puede hacerse de un material con atencion a la biocompatibilidad. En una realizacion ejemplar de la invencion, el miembro de contacto 120 esta compuesto por poli(metilmetacrilato), o PMMA (por ejemplo, Vistracryl®, FDA MAF 1189). Se contemplan PMMA termoestable y/o termoplastico por la presente invencion y se suministran por un numero de fuentes, tal como Perspex CQ (ICI Derby, Inglaterra). Tambien se indican teflon y tantalio. Tambien es posible recubrir el miembro de contacto del ojo 120 con materiales biocompatibles si los elementos del miembro de contacto del ojo 120 no son biocompatibles. En algunas realizaciones, el miembro de contacto del ojo 120 contiene pigmentos o tientes. En realizaciones particulares, el miembro de contacto del ojo 120 esta recubierto o impregnado con sustancias bioactivas incluyendo agentes anti-inflamatorios/agentes inmunomoduladores y/o agentes anti- infecciosos. Los miembros de contacto del ojo particulares contendran materiales radiopacos, radioactivos, fluorescentes, contraste de RMN u otros materiales informadores. El miembro de contacto 120 o el ensamblaje completo de la gma ocular 110 puede suministrarse a un usuario como una unidad envasada, desechable pre- esterilizada.As contemplated by the present invention, the eye contact member 120 may be comprised of a number of materials well known in the art. Preferably, the eye contact member can be made of a material with attention to biocompatibility. In an exemplary embodiment of the invention, the contact member 120 is composed of poly (methylmethacrylate), or PMMA (eg, Vistracryl®, FDA MAF 1189). Thermoset and / or thermoplastic PMMA are contemplated by the present invention and are supplied by a number of sources, such as Perspex CQ (ICI Derby, England). Teflon and tantalum are also indicated. It is also possible to coat the eye contact member 120 with biocompatible materials if the elements of the eye contact member 120 are not biocompatible. In some embodiments, the eye contact member 120 contains pigments or tempts. In particular embodiments, the eye contact member 120 is coated or impregnated with bioactive substances including anti-inflammatory agents / immunomodulating agents and / or anti-infective agents. The particular eye contact members will contain radiopaque, radioactive, fluorescent, NMR contrast or other reporter materials. The contact member 120 or the complete assembly of the eyepiece 110 can be supplied to a user as a pre-sterilized packaged, disposable unit.

Es util un determinado grado de rigidez, o dureza, del miembro de contacto del ojo 120 en el acoplamiento ffsico con el ojo y con el pivote que une al brazo de control como se describe adicionalmente con detalle mas adelante. Sin embargo, el miembro de contacto del ojo 120 incluye, en determinadas realizaciones, un determinado grado de flexibilidad, o suavidad, de manera que el miembro de contacto del ojo 120 tiene un grado de flexibilidad, pero aun asf retiene una forma curvada en su posicion de reposo. El contorno interno 122 puede replicar la curvatura de una lente tfpica de fotocoagulacion en la practica oftalmologica (por ejemplo, Haag-Streit). En operacion, puede aplicarse un lubricante (por ejemplo, Genteal) a la lente para mantener el ojo humero durante el procedimiento. Puede aplicarse un vacfo ligero (por ejemplo, de aproximadamente 10 a aproximadamente 50 mm Hg, y preferiblemente menos de aproximadamente 25 mm Hg) al dispositivo a traves de un tubo de vacfo (por ejemplo, por un dispositivo de jeringa cargado con muelle, que puede sujetarse con clip a la ropa del paciente), y el posicionador de la gma ocular 600 puede aplicar una fuerza de presion contra el ojo (por ejemplo, cargado por muelle del brazo 180). La combinacion de vacfo ligero y fuerza de presion ligera ha demostrado por los inventores en la presente memoria que proporciona una estabilizacion del ojo adecuada, mientras promueve el confort del paciente. La Gma I puede tener una caractenstica separada (por ejemplo, una conexion axial poste y ferula de la lente 120 a poste 222) que permiteA certain degree of stiffness, or hardness, of the eye contact member 120 is useful in the physical coupling with the eye and with the pivot that joins the control arm as described further in detail below. However, the eye contact member 120 includes, in certain embodiments, a certain degree of flexibility, or softness, so that the eye contact member 120 has a degree of flexibility, but still retains a curved shape in its resting position The internal contour 122 can replicate the curvature of a typical photocoagulation lens in ophthalmological practice (for example, Haag-Streit). In operation, a lubricant (for example, Genteal) can be applied to the lens to keep the eye moist during the procedure. A light vacuum (for example, from about 10 to about 50 mm Hg, and preferably less than about 25 mm Hg) can be applied to the device through a vacuum tube (for example, by a spring loaded syringe device, which it can be clipped to the patient's clothes), and the eyepiece gma 600 positioner can apply a force of pressure against the eye (for example, loaded by spring arm 180). The combination of light vacuum and light pressure force has been demonstrated by the inventors herein that provides adequate stabilization of the eye, while promoting patient comfort. The Gma I can have a separate feature (for example, an axial connection post and splint of the lens 120 to post 222) that allows

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al paciente abandonar el brazo de posicionamiento rapidamente y perfectamente segun se necesite (por ejemplo, durante un estornudo). En este caso, el vado y ventosa 120 pueden permanecer en el paciente en el evento de moverse fuera del brazo de posicionamiento, permitiendo una re-union facil.the patient leaves the positioning arm quickly and perfectly as needed (for example, during a sneeze). In this case, the ford and suction cup 120 can remain in the patient in the event of moving out of the positioning arm, allowing an easy re-union.

El dispositivo de contacto con el ojo 110 funciona para estabilizar el ojo en una primera posicion para proporcionar soporte interactivo (por ejemplo, estabilizacion y/o movimiento controlable) para el ojo mientras el ojo se esta tratando. El dispositivo de contacto 110 incluye una ventosa o miembro de contacto con el ojo 120 que se pone en contacto con el ojo 130. El miembro de contacto 120 puede estar posicionado en el ojo en una variedad de posiciones, y es por lo tanto util en una amplia variedad de procedimientos de tratamiento ocular. En una realizacion, el miembro de contacto con el ojo esta al menos en contacto parcial con la cornea 200. En la realizacion ilustrada en la FIG. 17B, el miembro de contacto con el ojo cubre una parte sustancial de la cornea (pero no toca necesariamente la cornea). El miembro 120 tambien puede cubrir partes de la esclera. El miembro de contacto 120 incluye preferiblemente una estructura curvada o "lente" que esta sustancialmente centrada en el eje 235 y suprayacente a la cornea 200.The eye contact device 110 functions to stabilize the eye in a first position to provide interactive support (eg, stabilization and / or controllable movement) for the eye while the eye is being treated. The contact device 110 includes a suction cup or eye contact member 120 that contacts the eye 130. The contact member 120 may be positioned in the eye in a variety of positions, and is therefore useful in A wide variety of eye treatment procedures. In one embodiment, the eye contact member is at least in partial contact with the cornea 200. In the embodiment illustrated in FIG. 17B, the eye contact member covers a substantial part of the cornea (but does not necessarily touch the cornea). The member 120 can also cover parts of the sclera. The contact member 120 preferably includes a curved structure or "lens" that is substantially centered on the axis 235 and overlying the cornea 200.

El miembro de contacto curvado 120 se moldea preferiblemente con una superficie de contacto del ojo concava que conformara sustancialmente a la superficie anterior de la cornea 200 del ojo 130. La superficie de contacto del miembro de contacto 120 tiene preferiblemente un radio de curvatura que es mayor de aproximadamente 5 mm. En una realizacion de la invencion, el radio de curvatura de la superficie interna del miembro de contacto con el ojo 120 es aproximadamente 7,38 mm. Asimismo, en una realizacion preferida, el radio de curvatura de la superficie externa del miembro de contacto con el ojo 120 es preferiblemente 7,38 mm. Se apreciara que una relacion 1:1 de las curvaturas interna y externa minimiza o elimina la refraccion de energfa a traves del miembro de contacto con el ojo 120 en determinadas realizaciones de la invencion; en esta realizacion, el miembro de contacto 120 es una copa siempre para el ojo 130. Alternativamente, las curvaturas interna y externa pueden ser diferentes para permitir la focalizacion o difraccion de energfa deseada al transmitirse a traves del miembro de contacto con el ojo 120. En algunas realizaciones, el miembro de contacto 120 se produce en una variedad de formas, una o mas de las cuales puede elegirse para un paciente dado dependiendo de su anatoirna espedfica.The curved contact member 120 is preferably molded with a contact surface of the concave eye that substantially conforms to the anterior surface of the cornea 200 of the eye 130. The contact surface of the contact member 120 preferably has a radius of curvature that is larger about 5 mm. In one embodiment of the invention, the radius of curvature of the inner surface of the eye contact member 120 is approximately 7.38 mm. Also, in a preferred embodiment, the radius of curvature of the outer surface of the eye contact member 120 is preferably 7.38 mm. It will be appreciated that a 1: 1 ratio of the internal and external curvatures minimizes or eliminates energy refraction through the eye contact member 120 in certain embodiments of the invention; In this embodiment, the contact member 120 is always a cup for the eye 130. Alternatively, the internal and external curvatures may be different to allow targeting or diffraction of desired energy when transmitted through the eye contact member 120. In some embodiments, the contact member 120 is produced in a variety of ways, one or more of which may be chosen for a given patient depending on their specific anatoirna.

Con referencia continuada a las FIGS. 17 A y 17B, el miembro de contacto forma, con una placa a back 121 del dispositivo de contacto, un reservorio interno 122 mediante el que se aplica una presion negativa (vado parcial) al dispositivo, a traves de un puerto de vado 210, se distribuye a lo largo de la superficie de contacto del dispositivo, como puede apreciarse. El puerto de vado esta conectado a una fuente de vado adecuada a traves de un tubo 275. En esta realizacion, el puerto de vado 210 se posiciona a traves del miembro de contacto con el ojo 120 de manera que se forma un espacio de comunicacion de aire o fluido a traves del miembro de contacto con el ojo 120 para permitir que el aire atrapado entre el miembro de contacto con el ojo 120 y la superficie anterior de la cornea 200 el ojo 130 se elimine reversiblemente, conectando de esta manera reversiblemente el miembro de contacto con el ojo 120 con la superficie anterior de la cornea 200. En una realizacion alternativa no mostrada, el puerto de vado 210 esta unido al conector 270 que puede contener un eje a lo largo de lumen hueco 235 a traves del miembro de contacto con el ojo 120 de manera que se puede eliminar reversiblemente el aire entre el miembro de contacto con el ojo 120 y la superficie anterior de la cornea 200 como se ha descrito anteriormente. La asistencia de vado o succion es util para localizar y adherir la base de la lente escleral en el ojo 130 del sujeto y asegurar el dispositivo de contacto 110 al ojo del sujeto 130. Una vez en una posicion de tratamiento deseada, el dispositivo de contacto 110 puede acoplarse con el sistema 100 durante el procedimiento de tratamiento, como se describe mas adelante. Despues del tratamiento, el dispositivo de contacto 110 puede desacoplarse del sistema 110 y retirarse del sujeto.With continued reference to FIGS. 17 A and 17B, the contact member forms, with a back plate 121 of the contact device, an internal reservoir 122 by means of which a negative pressure (partial ford) is applied to the device, through a ford port 210, It is distributed along the contact surface of the device, as can be seen. The ford port is connected to a suitable ford source through a tube 275. In this embodiment, the ford port 210 is positioned through the eye contact member 120 so that a communication space is formed. air or fluid through the eye contact member 120 to allow air trapped between the eye contact member 120 and the anterior surface of the cornea 200 the eye 130 to be removed reversibly, thereby reversibly connecting the member of contact with the eye 120 with the anterior surface of the cornea 200. In an alternative embodiment not shown, the ford port 210 is connected to the connector 270 which may contain an axis along the hollow lumen 235 through the contact member with the eye 120 so that the air between the eye contact member 120 and the anterior surface of the cornea 200 can be reversibly removed as described above. The ford or suction assistance is useful for locating and adhering the base of the scleral lens in the eye 130 of the subject and securing the contact device 110 to the eye of the subject 130. Once in a desired treatment position, the contact device 110 can be coupled with system 100 during the treatment procedure, as described below. After treatment, the contact device 110 can be decoupled from the system 110 and removed from the subject.

En una realizacion preferida, la presion negativa aplicada al ojo, por ejemplo, una presion negativa de 20-50 mm Hg, es efectiva para estabilizar la posicion del ojo en el dispositivo, esto es, previene sustancialmente el movimiento del ojo respecto al dispositivo, pero por sf misma, no es suficiente para mantener el dispositivo de contacto con el ojo en el ojo. En lugar de esto, el dispositivo de contacto se asegura en el ojo por una fuerza de presion que actua para presionar el dispositivo contra el ojo del paciente, actuando en combinacion con la presion negativa aplicada en el ojo por el dispositivo. En la realizacion ilustrada, el dispositivo de contacto se asegura al ojo por la fuerza de presion actuando a traves del brazo 180, en el que la presion negativa aplicada al dispositivo de contacto funciona para prevenir que el ojo se mueva respecto al dispositivo. Como se ha indicado anteriormente, el dispositivo de contacto es tfpicamente presionado contra el ojo con una fuerza de entre aproximadamente 1-25, tfpicamente 5-25 gramos, por un muelle de presion, fuerza electromagnetica, o semejantes. La ventaja de este sistema es que la presion negativa aplicada al ojo puede ser sustancialmente menor que la que se requerina si el vado solo estuviera actuando para mantener el dispositivo en el ojo, y esta presion negativa sustancialmente menor incrementa el confort y reduce la irritacion y deformacion de la parte frontal del ojo. La fuerza de presion se ilustra en las figuras, por ejemplo, las FIGS. 2A y 2B, por una flecha 119, que indica la direccion de accion de la fuerza en las figuras.In a preferred embodiment, the negative pressure applied to the eye, for example, a negative pressure of 20-50 mm Hg, is effective to stabilize the position of the eye in the device, that is, substantially prevents the movement of the eye relative to the device, but by itself, it is not enough to keep the device in contact with the eye in the eye. Instead, the contact device is secured in the eye by a pressure force that acts to press the device against the patient's eye, acting in combination with the negative pressure applied to the eye by the device. In the illustrated embodiment, the contact device is secured to the eye by the force of pressure acting through the arm 180, in which the negative pressure applied to the contact device functions to prevent the eye from moving relative to the device. As indicated above, the contact device is typically pressed against the eye with a force of between about 1-25, typically 5-25 grams, by a pressure spring, electromagnetic force, or the like. The advantage of this system is that the negative pressure applied to the eye may be substantially less than that required if the ford was only acting to keep the device in the eye, and this substantially lower negative pressure increases comfort and reduces irritation and deformation of the front part of the eye. The pressure force is illustrated in the figures, for example, FIGS. 2A and 2B, by an arrow 119, which indicates the direction of force action in the figures.

Cuando el miembro de contacto con el ojo 120 se pone en contacto con el ojo 130, se aplica presion negativa para eliminar el aire de entre el ojo y el miembro de contacto, para estabilizar la posicion el ojo 130 respecto al miembro de contacto. Un ajuste de vado primario esta en comunicacion fluida con el paso de aire. Una lmea de vado 275 se conecta con el puerto de vado 210. Adicionalmente, una bomba de vado esta en comunicacion de aireo fluida con la lmea de vado 275 para evacuar el aire atrapado entre el miembro de contacto con el ojo 120 y la superficie corneal 200. Colectivamente, el puerto de vado 210, lmea 275, y bomba (no mostrado) constituyen un subsistema de vado primario. El grado de fuerza del vado requerido para sellar puede variar, y preferiblemente monitorizarse deWhen the eye contact member 120 contacts the eye 130, negative pressure is applied to remove air from between the eye and the contact member, to stabilize the position of the eye 130 with respect to the contact member. A primary ford adjustment is in fluid communication with the air passage. A ford line 275 is connected to the ford port 210. Additionally, a ford pump is in fluid air communication with the ford line 275 to evacuate the trapped air between the eye contact member 120 and the corneal surface. 200. Collectively, ford port 210, line 275, and pump (not shown) constitute a primary ford subsystem. The degree of strength of the ford required to seal may vary, and preferably be monitored from

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una forma controlable y continua, por el sistema de la invencion. En una realizacion de la invencion, entre aproximadamente 0,5 mm Hg y aproximadamente 50 mm Hg se utilizan para proporcionar la presion negativa efectiva para estabilizar la posicion del ojo respecto al miembro de contacto 120. Preferiblemente, el vado es entre aproximadamente 20 mm Hg y aproximadamente 50 mm Hg. Mas preferiblemente, la fuerza de vado aplicada es aproximadamente 25 mm Hg y se monitoriza por sensores de presion y/o mediante la monitorizacion directa de la fuente de vado. En algunas realizaciones, la presion se mantiene pasivamente, por ejemplo, por una camara de aire. La camara de aire puede producirse de manera que pueda aplicar una presion maxima dada.a controllable and continuous way, by the system of the invention. In one embodiment of the invention, between about 0.5 mm Hg and about 50 mm Hg are used to provide the effective negative pressure to stabilize the position of the eye relative to the contact member 120. Preferably, the ford is between about 20 mm Hg and approximately 50 mm Hg. More preferably, the applied force is approximately 25 mm Hg and is monitored by pressure sensors and / or by direct monitoring of the ford source. In some embodiments, the pressure is passively maintained, for example, by an air chamber. The air chamber can be produced so that it can apply a given maximum pressure.

Debe indicarse que las presiones de vado descritas en la presente memoria son dramaticamente menores que las usadas en muchas formas de la tecnica anterior de cirugfa ocular, tal como queratotoirna radial con laser. Este sistema que tiene aspectos de la invencion tambien evita la necesidad de la paralisis temporal del ojo, y evita el malestar del paciente. El miembro de contacto 122 puede presionarse mecanicamente por una fuerza ligera (tal como un muelle aplicado a un brazo de soporte 180) para mantenerlo contra el ojo, asistiendo en el mantenimiento de conexion con la cornea, sin una fuerte succion.It should be noted that the forging pressures described herein are dramatically lower than those used in many forms of the prior art of eye surgery, such as laser radial keratotoirna. This system that has aspects of the invention also avoids the need for temporary paralysis of the eye, and prevents patient discomfort. The contact member 122 can be mechanically pressed by a light force (such as a spring applied to a support arm 180) to hold it against the eye, assisting in maintaining connection with the cornea, without strong suction.

Mediante la conexion del miembro de contacto 120 con el ojo 130, el ojo 130 resulta fijado en una primera posicion, el paciente es incapaz de mover el miembro de contacto con movimientos intra-oculares. El miembro de contacto puede, sin embargo, moverse usando el brazo de control 180; el movimiento por el brazo de control rota el ojo a traves del miembro de contacto con el ojo. Asf, una realizacion de la invencion incluye estabilizar sustancialmente el ojo 130 en una posicion seleccionada con el miembro de contacto con el ojo 120.By connecting the contact member 120 with the eye 130, the eye 130 is fixed in a first position, the patient is unable to move the contact member with intra-ocular movements. The contact member can, however, move using the control arm 180; movement through the control arm rotates the eye through the eye contact member. Thus, an embodiment of the invention includes substantially stabilizing the eye 130 in a position selected with the eye contact member 120.

Las FIGS. 18A-18D representan vistas en perspectiva del dispositivo de contacto con el brazo de control unido que tiene aspectos de la invencion. Como se muestra en las figuras, una realizacion preferida del dispositivo de contacto 110 incluye una union en pivote o conector 220 que acomoda el movimiento del pivote entre el miembro de contacto y el brazo de posicionamiento 180, al mover el brazo el dispositivo de contacto a una orientacion deseada en el sistema de coordenadas externo. En una realizacion, el conector pivotante 220 es una union de pivote esferica o de rotula que permite la rotacion en tres dimensiones. En el ejemplo mostrado, el brazo de posicionamiento 180 puede acoplarse de forma extrafble al dispositivo de contacto a traves de una disposicion vastago y enchufe que fija el extremo del brazo 180 a un bolsillo formado en la union de rotula 220.FIGS. 18A-18D represent perspective views of the contact device with the attached control arm having aspects of the invention. As shown in the figures, a preferred embodiment of the contact device 110 includes a pivot joint or connector 220 that accommodates the movement of the pivot between the contact member and the positioning arm 180, when the arm moves the contact device to a desired orientation in the external coordinate system. In one embodiment, the pivot connector 220 is a spherical or ball joint that allows three-dimensional rotation. In the example shown, the positioning arm 180 can be removably coupled to the contact device through a rod arrangement and plug that fixes the end of the arm 180 to a pocket formed in the ball joint 220.

Las FIGS. 18C-18D muestran una realizacion alternativa en la que el miembro de contacto o lente 320 esta soportado de uno o mas puntos fuera de centro (por ejemplo, por poste lateral 302) de manera que una parte central puede ser transparente, permitiendo la formacion de imagenes retinales mientras el ojo esta conectado por el dispositivo 312 (por ejemplo, por una camara fundus, que puede emplearse como un modulo en el sistema 10, o puede estar separada). Con un contacto que es transparente en su centro, la formacion de imagenes directa de la retina puede realizarse de manera que en lugar de marcadores fiduciarios, se pueden formar imagenes de las coordenadas y movimiento retinales directamente. El punto pivote 220 esta fuera de centro y el poste 302 esta tambien fuera de centro. El apice 320a de la lente 320 es libre para transmitir luz incidente y reflejada, permitiendo que la retina y otras estructuras oculares pueden verse a traves de la lente 320.FIGS. 18C-18D show an alternative embodiment in which the contact member or lens 320 is supported from one or more points out of center (for example, by side post 302) so that a central part can be transparent, allowing the formation of retinal images while the eye is connected by the device 312 (for example, by a fundus camera, which can be used as a module in the system 10, or can be separated). With a contact that is transparent in its center, direct retinal imaging can be performed so that instead of fiduciary markers, images of the retinal coordinates and movement can be formed directly. Pivot point 220 is out of center and post 302 is also out of center. The apex 320a of the lens 320 is free to transmit incident and reflected light, allowing the retina and other eye structures to be seen through the lens 320.

IVB. Marcadores fiduciarios de guia ocularIVB Fiduciary eye guide markers

La FIG. 19 ilustra esquematicamente un dispositivo de grna ocular para uso en un sistema estabilizante del ojo que tiene aspectos de la invencion, y que tiene marcadores fiduciarios en patrones, y un metodo para determinar la orientacion por reconocimiento de imagenes. La figura muestra una vista en perspectiva de una realizacion de dispositivo de contacto o guia ocular 512 incluyendo el miembro de contacto 120, pivote esferico 220, espejo 230 y puerto de vado 210. En esta realizacion de la invencion, el dispositivo de contacto 110 incluye uno o mas marcadores fiduciarios 240, 242, 244, 246, 248 que definen la geometna del dispositivo de contacto 110 o relaciones geometricas entre el dispositivo de contacto 110 y componentes adicionales del sistema y/o ojo como se describe a lo largo de la memoria descriptiva. Los marcadores fiduciarios, en una realizacion de la invencion, contribuyen al conocimiento del posicionamiento del ojo cuando el dispositivo de contacto 110 esta conectado con el ojo 130, y se conoce un sistema de coordenadas. El registro espacial puede usarse para registrar y monitorizar la posicion espacial tridimensional del dispositivo de contacto 110 respecto a un punto de referencia conocido.FIG. 19 schematically illustrates an eyepiece device for use in an eye stabilizer system that has aspects of the invention, and that has fiduciary markers in patterns, and a method for determining orientation by image recognition. The figure shows a perspective view of an embodiment of contact device or eye guide 512 including contact member 120, spherical pivot 220, mirror 230 and ford port 210. In this embodiment of the invention, contact device 110 includes one or more fiduciary markers 240, 242, 244, 246, 248 defining the geometry of the contact device 110 or geometric relationships between the contact device 110 and additional components of the system and / or eye as described throughout the memory descriptive The fiduciary markers, in one embodiment of the invention, contribute to the knowledge of the positioning of the eye when the contact device 110 is connected to the eye 130, and a coordinate system is known. The spatial register can be used to record and monitor the three-dimensional spatial position of the contact device 110 with respect to a known reference point.

El ejemplo mostrado de un sistema estabilizante del ojo 512 tiene un espejo reflectante 230 unido. Como se describe en la presente memoria, las realizaciones alternativas no requieren una superficie especular, y el seguimiento de la guia ocular 110 basado en imagenes puede emplear marcadores fiduciarios no especulares. el espejo y pivote central 220 pueden reemplazarse con estos. Por ejemplo, como se muestra en las FIGS. 23-25, los marcadores fiduciarios pueden portarse en un brazo cruzado horizontal y poste central pivotante, y/o en la lente en sf misma, o (como se muestra en las FIGS. 18C-18D), la lente puede estar soportada por un miembro desviado o poste lateral, de manera que la visualizacion puede tener lugar a traves de la lente.The example shown of an eye stabilizer system 512 has a reflective mirror 230 attached. As described herein, alternative embodiments do not require a specular surface, and tracking of the image-based eye guide 110 may employ non-specular fiduciary markers. the mirror and center pivot 220 can be replaced with these. For example, as shown in FIGS. 23-25, fiduciary markers may be carried on a horizontal cross arm and pivoting center post, and / or on the lens itself, or (as shown in FIGS. 18C-18D), the lens may be supported by a deviated member or side post, so that visualization can take place through the lens.

En la realizacion ilustrada, uno o mas de los marcadores fiduciarios 240, 242, 244, 246, 248 incluye un localizador marcador fiduciario del que se pueden formar imagenes. El localizador marcador fiduciario es localizable usando una o mas modalidades del sistema de formacion de imagenes. En esta realizacion, el marcador fiduciario se puede montar en o sobre el miembro de contacto con el ojo 120, de manera que esta bien a ras de, o empotrado en, una superficie externa del miembro de contacto con el ojo 120. Sin embargo, en realizaciones alternativas, no esIn the illustrated embodiment, one or more of the fiduciary markers 240, 242, 244, 246, 248 includes a fiduciary marker locator from which images can be formed. The fiduciary marker locator is localizable using one or more modalities of the imaging system. In this embodiment, the fiduciary marker can be mounted on or on the eye contact member 120, so that it is either flush with, or embedded in, an external surface of the eye contact member 120. However, in alternative embodiments, it is not

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necesario que el marcador fiduciario este configurado para montaje a ras de o empotrado en el miembro de contacto 120, y puede montarse para extenderse desde el miembro de contacto con el ojo 120. En otra realizacion, uno o mas marcadores fiduciarios se posicionan en, dentro, o sobre el penmetro del espejo 230. Esto permite que el espejo 230, junto con el dispositivo de contacto 110, este centrado o alineado respecto al limbo u otra estructura ocular.it is necessary that the fiduciary marker be configured for flush mounting or recessed in the contact member 120, and can be mounted to extend from the eye contact member 120. In another embodiment, one or more fiduciary markers are positioned at, within , or on the penimeter of the mirror 230. This allows the mirror 230, together with the contact device 110, to be centered or aligned with respect to the limbus or other ocular structure.

El marcador fiduciario puede incluir un lfquido o gel albergado en una cavidad interior sellada. Preferiblemente, el marcador fiduciario es un solido. El solido, gel, o fluido puede ser visible por una o mas modalidades de formacion de imagenes (por ejemplo, MR, CT, etc.). En una realizacion, el marcador fiduciario esta integrado en el miembro de contacto con el ojo en sf mismo. El marcador fiduciario de formacion de imagenes es visible y proporciona un buen contraste en las imagenes producidas por al menos una modalidad de formacion de imagenes. En una realizacion, el marcador fiduciario de formacion de imagenes es multimodal (es decir, localizable por mas de una modalidad de formacion de imagenes), tal como usando una mezcla de diferentes fluidos, geles o solidos de formacion de imagenes que son localizables en diferentes modalidades de formacion de imagenes.The fiduciary marker may include a liquid or gel housed in a sealed inner cavity. Preferably, the fiduciary marker is a solid. The solid, gel, or fluid may be visible by one or more imaging modalities (eg, MR, CT, etc.). In one embodiment, the fiduciary marker is integrated in the eye contact member itself. The fiduciary marker of image formation is visible and provides a good contrast in the images produced by at least one modality of image formation. In one embodiment, the fiduciary marker of image formation is multimodal (i.e., localizable by more than one modality of image formation), such as using a mixture of different fluids, gels or solids of image formation that are localizable in different modalities of image formation.

En una realizacion, el uno o mas de los marcadores fiduciarios 240, 242, 244 incluyen una sustancia que se puede ver en una primera modalidad de formacion de imagenes, mientras uno o mas de los marcadores fiduciarios 246, 248 incluyen una sustancia que se puede ver en una diferente segunda modalidad de formacion de imagenes. En una de dicha realizacion ilustrativa, el uno o mas de los marcadores fiduciarios 240, 242, 244 incluye, o esta dopado con, una sustancia que tiene un alto numero atomico (Z), tal como bario, titanio, yodo, oro, plata, platino, acero inoxidable, dioxido de titanio, etc. que proporciona un buen contraste en un CT u otro sistema de formacion de imagenes radiografico. En esta realizacion, uno o mas de los marcadores fiduciarios 246, 248 incluye gadopentatato dimeglumina, gadoteridol, cloruro ferrico, sulfato de cobre, o cualquier otro agente de contraste para MRI adecuado, tal como se describe en el capttulo 14 de Magnetic Resonance Imaging, 2a ed., editado por Stark y Bradley, 1992.In one embodiment, the one or more of the fiduciary markers 240, 242, 244 include a substance that can be seen in a first mode of imaging, while one or more of the fiduciary markers 246, 248 include a substance that can be see in a different second mode of image formation. In one such illustrative embodiment, the one or more of the fiduciary markers 240, 242, 244 includes, or is doped with, a substance that has a high atomic number (Z), such as barium, titanium, iodine, gold, silver , platinum, stainless steel, titanium dioxide, etc. which provides a good contrast in a CT or other x-ray imaging system. In this embodiment, one or more of the fiduciary markers 246, 248 includes gadopentatate dimeglumine, gadoteridol, ferric chloride, copper sulfate, or any other suitable MRI contrast agent, as described in Chapter 14 of Magnetic Resonance Imaging, 2nd ed., Edited by Stark and Bradley, 1992.

En una realizacion multimodal alternativa, el marcador fiduciario se construye con un plastico sustancialmente solido u otro material que es higroscopico, es decir, capaz de recibir y retener un fluido, tal como un fluido de formacion deIn an alternative multimodal embodiment, the fiduciary marker is constructed of a substantially solid plastic or other material that is hygroscopic, that is, capable of receiving and retaining a fluid, such as a formation fluid.

imagenes que se puede ver en un sistema de formacion de imagenes (por ejemplo, un sistema de formacion deimages that can be seen in an image formation system (for example, an image formation system

imagenes MRI o semejantes). En una realizacion adicional, el plastico que forma el marcador fiduciario se dopa o se incluye de otra manera una sustancia que se puede ver en un sistema de formacion de imagenes diferente, talMRI images or similar). In a further embodiment, the plastic that forms the fiduciary marker is doped or otherwise included a substance that can be seen in a different imaging system, such

como, por ejemplo, un CT u otro sistema de formacion de imagenes radiografico. Los ejemplos ilustrativos desuch as a CT or other x-ray imaging system. The illustrative examples of

plasticos solidos que pueden hacerse higroscopicos incluyen, entre otras cosas, nilon y poliuretano. El uso de un material higroscopico evita la complejidad y coste asociados con la fabricacion de una cavidad sellada para retener un fluido de formacion de imagenes. Ademas, mediante la adaptacion del plastico higroscopico solido para la formacion de imagenes usando una primera modalidad, y mediante el uso del fluido de formacion de imagenes para la formacion de imagenes usando una segunda modalidad, cada uno del solido y fluido pueden personalizarse separadamente para proporcionar un mejor contraste para su modalidad particular de formacion de imagenes.Solid plastics that can be made hygroscopic include, among other things, nylon and polyurethane. The use of a hygroscopic material avoids the complexity and cost associated with the manufacture of a sealed cavity to retain an image formation fluid. Furthermore, by adapting the solid hygroscopic plastic for image formation using a first mode, and by using the image formation fluid for image formation using a second mode, each of the solid and fluid can be customized separately to provide a better contrast for your particular mode of image formation.

En una realizacion adicional de los marcadores fiduciarios ilustrados en la FIG. 19, la superficie externa de uno o mas de los marcadores fiduciarios es reflectiva de luz u otra energfa electromagnetica. Consecuentemente, se puede localizar por una camara en un sistema de posicionamiento optico que esta acoplado a una estacion de trabajo guiada por imagenes (por ejemplo, durante el registro del sujeto). Una funcion adicional de dichos marcadores fiduciarios es la calibracion de la medida en la que la distancia entre marcadores fiduciarios se usa para calibrar la distancia sobre o en el ojo. En un ejemplo como este, la superficie externa del marcador fiduciario esferico de formacion de imagenes incluye microesferas que reflejan la luz (por ejemplo, incluidas en un adhesivo que cubre el marcador fiduciario o miembro de contacto con el ojo 120). En otro ejemplo como este, la superficie exterior del marcador fiduciario esta cubierta con una cinta que refleja la luz adhesiva reforzada, tal como Cinta Multiproposito de Material Reflectante SCOTCHLITE 9810 vendida por Minnesota Mining and Manufacturing Co. ("3M"), de Saint Paul, Minnesota.In a further embodiment of the fiduciary markers illustrated in FIG. 19, the outer surface of one or more of the fiduciary markers is reflective of light or other electromagnetic energy. Consequently, it can be located by a camera in an optical positioning system that is coupled to a workstation guided by images (for example, during the registration of the subject). An additional function of such fiduciary markers is the calibration of the extent to which the distance between fiduciary markers is used to calibrate the distance over or in the eye. In an example like this, the outer surface of the spherical image-forming fiduciary marker includes light-reflecting microspheres (for example, included in an adhesive that covers the fiduciary marker or eye contact member 120). In another example like this, the outer surface of the fiduciary marker is covered with a tape that reflects the reinforced adhesive light, such as SCOTCHLITE 9810 Reflective Material Multipurpose Tape sold by Minnesota Mining and Manufacturing Co. ("3M"), of Saint Paul , Minnesota.

En una realizacion de la invencion, el pivote esferico 220, espejo 230 y/o el brazo de control 180 incluyen uno o mas marcadores fiduciarios. En una realizacion alternativa de la invencion, el uno o mas marcadores fiduciarios se configuran para poder ser localizados por un sistema de posicionamiento remoto asf como formador de imagenes usando una o mas modalidades de formacion de imagenes. En dicha realizacion, la superficie exterior del miembro de contacto con el ojo se configura para reflejar la luz, tal como se ha discutido anteriormente. Los marcadores fiduciarios se pueden localizar aun asf ventajosamente usando una o mas modalidades de formacion de imagenes (por ejemplo, MR, CT, u otro sistema de formacion de imagenes que proporciona imagenes imagenes 3D u otras internas en un sujeto) asf como tambien pueden ser localizables fuera del sujeto, tal como usando una camara remota o componente semejante de un sistema de posicionamiento optico u otro, por ejemplo, que esta acoplado a una estacion de trabajo guiada por imagenes. En una realizacion, esto permite el registro automatico de la localizacion real del ojo del sujeto (por ejemplo, usando camaras para localizar los marcadores fiduciarios reflectantes de luz) para el pretratamiento de imagenes del sistema en el que se posicionan marcadores fiduciarios adicionales de formacion de imagenes. Esto elimina la necesidad de registrar el ojo del sujeto mediante la insercion de un brazo de control de posicionamiento opticamente localizable en el dispositivo de contacto, y elimina la necesidad de otra referencia de posicion absoluta, porque los marcadores fiduciarios en sf mismos son opticamente localizables y registrables en localizaciones conocidas en imagenes de pretratamiento del sistema.In one embodiment of the invention, the spherical pivot 220, mirror 230 and / or control arm 180 include one or more fiduciary markers. In an alternative embodiment of the invention, the one or more fiduciary markers are configured to be located by a remote positioning system as well as an imager using one or more imaging modalities. In said embodiment, the outer surface of the eye contact member is configured to reflect the light, as discussed above. Fiduciary markers can still be located advantageously using one or more imaging modalities (for example, MR, CT, or other imaging system that provides 3D images or other images internal to a subject) as well as can be localizable outside the subject, such as using a remote camera or similar component of an optical or other positioning system, for example, which is coupled to a workstation guided by images. In one embodiment, this allows automatic registration of the actual location of the subject's eye (for example, using cameras to locate the light reflective fiduciary markers) for pretreatment of images of the system in which additional fiduciary markers of position formation are positioned. images. This eliminates the need to register the subject's eye by inserting an optically locatable positioning control arm into the contact device, and eliminates the need for another absolute position reference, because the fiduciary markers themselves are optically localizable and Recordable in known locations in pre-treatment images of the system.

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El brazo de control 180 puede acoplarse a una estacion de trabajo guiada por imagenes o plataforma (no mostrado). En esta realizacion, el brazo de control 180 incluye un extremo que se dimensiona y da forma para permitir que se acople al pivote esferico 220. El brazo de control 180 incluye, en esta realizacion, una pluralidad de marcadores fiduciarios 520, 522, 524, 526, 528, 530 que son localizables por una camara o u otro dispositivo semejante del sistema de posicionamiento optico. Los marcadores fiduciarios 520, 522, 524, 526, 528, 530 en el brazo de control 180 estan posicionados en una relacion espacial conocida entre sf y respecto a la parte superior del brazo de control 180. Mediante el reconocimiento de las localizaciones de los marcadores fiduciarios, el sistema de posicionamiento optico es capaz de computar la localizacion de la parte superior del brazo de control, que esta en una relacion espacial conocida con la configuracion de los marcadores fiduciarios. Esto permite que el brazo de control 180 se use conjuntamente con el sistema de posicionamiento optico para registrar el ojo del sujeto y para planear y/o realizar adicionalmente el procedimiento de tratamiento usando una estacion de trabajo guiada por imagenes. Una estacion de trabajo informatica de tratamiento guiada por imagenes, que es capaz de presentar imagenes de pretratamiento previamente adquiridas y cargadas al sistema. El sistema de posicionamiento optico conectado con la estacion de trabajo incluye una luz infrarroja (u otra fuente de energfa) que proporciona luz que es reflejada de los marcadores fiduciarios reflectantes. Esto permite que los marcadores fiduciarios reflectantes en el brazo de control 180 puedan ser localizados y reconocidos por las camaras.The control arm 180 can be coupled to a workstation guided by images or platform (not shown). In this embodiment, the control arm 180 includes an end that is sized and shaped to allow it to engage the spherical pivot 220. The control arm 180 includes, in this embodiment, a plurality of fiduciary markers 520, 522, 524, 526, 528, 530 that can be located by a camera or other similar device of the optical positioning system. The fiduciary markers 520, 522, 524, 526, 528, 530 in the control arm 180 are positioned in a known spatial relationship between sf and with respect to the upper part of the control arm 180. By recognizing the locations of the markers fiduciary, the optical positioning system is able to compute the location of the upper part of the control arm, which is in a known spatial relationship with the configuration of fiduciary markers. This allows the control arm 180 to be used in conjunction with the optical positioning system to record the subject's eye and to plan and / or further perform the treatment procedure using an image-guided work station. An image-guided computerized processing workstation, which is capable of presenting pretreatment images previously acquired and uploaded to the system. The optical positioning system connected to the workstation includes an infrared light (or other energy source) that provides light that is reflected from the reflective fiduciary markers. This allows the reflective fiduciary markers on the control arm 180 to be located and recognized by the cameras.

IVC. Deteccion de los patrones de los marcadores fiduciarios de la guia ocularIVC Detection of fiduciary marker patterns in the eye guide

Las FIGS. 20A-20H ilustran esquematicamente un dispositivo de grna ocular para uso en un sistema estabilizante del ojo que tiene aspectos de la invencion, y que tiene marcadores fiduciarios en patrones, y un metodo para determinar la orientacion por reconocimiento de imagenes. En la realizacion ejemplar mostrada, un patron de marcadores fiduciarios altamente reflectantes se monta en el dispositivo. En el ejemplo mostrado, este es un patron de tres marcadores fiduciarios triangular (4), que comprende marcador fiduciario 1 (en la barra del centro 190) y marcadores fiduciarios 2 y 3 (en la lente 120), aunque pueden usarse otros patrones. Por ejemplo, los marcadores fiduciarios pueden tener una superficie incluyendo una cinta que refleja la luz adhesiva reforzada, tal como Cinta Multiproposito de Material Reflectante SCOTCHLITE 9810 vendida por Minnesota Mining and Manufacturing Co. ("3M"), de Saint Paul, Minnesota. Asimismo, pueden usarse otros metodos para aplicar o formar una superficie reflectante, tal como composiciones de tinta reflectante, y semejantes.FIGS. 20A-20H schematically illustrate an ocular eye device for use in an eye stabilizer system that has aspects of the invention, and which has fiduciary markers in patterns, and a method for determining image recognition orientation. In the exemplary embodiment shown, a pattern of highly reflective fiduciary markers is mounted on the device. In the example shown, this is a pattern of three triangular fiduciary markers (4), comprising fiduciary marker 1 (in the center bar 190) and fiduciary markers 2 and 3 (in lens 120), although other patterns may be used. For example, fiduciary markers may have a surface including a tape reflecting reinforced adhesive light, such as SCOTCHLITE 9810 Reflective Material Multi-Purpose Tape sold by Minnesota Mining and Manufacturing Co. ("3M"), of Saint Paul, Minnesota. Also, other methods can be used to apply or form a reflective surface, such as reflective ink compositions, and the like.

El posicionamiento de los marcadores fiduciarios puede elegirse convenientemente de manera que formen un triangulo recto (90-45-45) cuando la guia ocular esta en alineamiento - perpendicular y coaxial respecto al centro del sistema (vease la FIG. 20B). Para dos marcadores fiduciarios lentes, el angulo de 45 grados se prefiere como un mejor compromiso para la sensibilidad horizontal y vertical durante la medida (es decir, si, por ejemplo, se selecciona un angulo de 60 grados, proporcionana una mayor sensibilidad horizontal, pero menos vertical). Tambien los marcadores fiduciarios lente estan rodeados por el area oscura con el fin de proporcionar una deteccion mas facil.The positioning of the fiduciary markers can be conveniently chosen so that they form a right triangle (90-45-45) when the eye guide is in alignment - perpendicular and coaxial with respect to the center of the system (see FIG. 20B). For two fiduciary lens markers, the 45 degree angle is preferred as a better compromise for horizontal and vertical sensitivity during measurement (i.e., if, for example, a 60 degree angle is selected, it provides a greater horizontal sensitivity, but less vertical). Also the fiduciary lens markers are surrounded by the dark area in order to provide an easier detection.

Mediante el pivote del centro 220 el marcador fiduciario del centro 250 puede moverse en direccion horizontal y vertical en relacion con los marcadores fiduciarios lentes. Este movimiento causa que cambie la relacion de los angulos en el triangulo, lo que proporciona informacion de la posicion del alineamiento, y por lo tanto el ojo del paciente.By means of the center pivot 220, the center fiduciary marker 250 can move in a horizontal and vertical direction relative to the lens fiduciary markers. This movement causes the relationship of the angles in the triangle to change, which provides information on the alignment position, and therefore the patient's eye.

Se hace referencia a la descripcion anterior respecto a las funciones de reconocimiento del patron del sistema de formacion de imagenes, ilustrado tambien en las FIGS. 3A-3B. En resumen, los marcadores fiduciarios como se iluminan con las luces 405 proporcionan una imagen con alto contraste a la camara axial 401. El procesador informatico 501 puede programarse con software adecuado para procesar las senales de imagen electronica para delinear las regiones de imagen que corresponden a los marcadores fiduciarios (usando algoritmos de procesamiento de imagenes conocidos, tal como potenciacion de contraste, filtracion, umbrales de intensidad, reconocimiento del borde, y semejantes). El procesador puede definir entonces un centro de masa para cada imagen de marcador fiduciario, y localizar los puntos correspondientes en un marco de coordenadas de referencia, de manera que se crea una representacion matematica del patron de marcador fiduciario desde la perspectiva de la camara. La representacion matematica permite entonces el calculo de angulos y dimensiones relevantes, y asf se deriva la informacion de la posicion y orientacion de la guia ocular. Observese que la informacion de escalado puede usarse para derivar la informacion de distancia el eje Z, alternativamente o adicionalmente respecto a la camara fuera de eje 402 descrita respecto a las FIGS. 3A y 3B. El proceso puede repetirse desde imagenes de camara secuenciales en cualquier tasa de actualizacion de la posicion seleccionada (por ejemplo, aproximadamente 1 a 50 Hz) para proporcionar datos continuados de posicion y movimiento.Reference is made to the above description regarding the pattern recognition functions of the imaging system, also illustrated in FIGS. 3A-3B. In summary, fiduciary markers as illuminated with the lights 405 provide an image with high contrast to the axial camera 401. The computer processor 501 can be programmed with suitable software to process the electronic image signals to delineate the image regions corresponding to fiduciary markers (using known image processing algorithms, such as contrast enhancement, filtration, intensity thresholds, edge recognition, and the like). The processor can then define a center of mass for each fiduciary marker image, and locate the corresponding points in a frame of reference coordinates, so that a mathematical representation of the fiduciary marker pattern is created from the perspective of the camera. The mathematical representation then allows the calculation of relevant angles and dimensions, and thus the information of the position and orientation of the eye guide is derived. Note that the scaling information can be used to derive the distance information from the Z axis, alternatively or additionally with respect to the off-axis camera 402 described with respect to FIGS. 3A and 3B. The process can be repeated from sequential camera images at any update rate of the selected position (for example, approximately 1 to 50 Hz) to provide continuous position and movement data.

Una vez se han reconocido los marcadores fiduciarios, y calculado los angulos y longitudes de cateto del triangulo, el procesador 501 puede proporcionar informacion (por ejemplo, a traves de la presentacion de imagenes) al usuario que indica en que direccion mover la guia ocular con el fin de tenerla alineada. Todos los tres angulos y sus relaciones espaciales pueden considerarse con el fin de proporcionar informacion al usuario, ya que para la gente es mas facil de entender, y reaccionar frente a, una variable por direccion (es decir, arriba/abajo para vertical, e izquierda/derecha para horizontal), los angulos de los marcadores fiduciarios lentes se representan como una relacion para el usuario - A2/AI. Esto proporciona solo un numero para la direccion de movimiento. Por ejemplo, enOnce the fiduciary markers have been recognized, and the catheter angles and lengths of the triangle have been calculated, the processor 501 can provide information (for example, through the presentation of images) to the user indicating in which direction to move the eye guide with in order to have it aligned. All three angles and their spatial relationships can be considered in order to provide information to the user, since for people it is easier to understand, and react to, one variable per direction (that is, up / down for vertical, and left / right for horizontal), the angles of the fiduciary lens markers are represented as a relationship for the user - A2 / AI. This provides only one number for the direction of movement. For example in

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una condicion alineada la relacion sena uno porque 45/45 = 1; si el espejo se inclina en algun angulo hacia la derecha la relacion podna ser 48/52 = 0,9231, etc.an aligned condition the relationship is one because 45/45 = 1; if the mirror is tilted at some angle to the right the relationship could be 48/52 = 0.9231, etc.

En la FIG. 20A los angulos se identifican como a, b y c, en los que a es el angulo del marcador fiduciario del centro 250 respecto a los marcadores fiduciarios lente. Los angulos b y c son los angulos de la izquierda y la derecha. Los angulos a, b, y c determinados por el reconocimiento de la imagen de marcador fiduciario. Las longitudes de cateto l1, l2 y l3 pueden escalarse para confirmar la posicion Z. Una altura de patron h (o anchura) tambien puede definirse a partir de datos detectados que representa la distancia entre el marcador fiduciario 1 y una lmea que une los marcadores fiduciarios 2 y 3. De forma similar, las anchuras del patron pueden definirse (w1, w2). Debe entenderse que los mismos datos de una imagen detectada pueden expresarse y organizarse como un numero de conjuntos alterativos de parametros geometricos como etapas en calculos, sin alejarse del espmtu de la invencion.In FIG. 20A the angles are identified as a, b and c, in which a is the angle of the fiduciary marker of center 250 with respect to the lens fiduciary markers. Angles b and c are the angles of the left and right. The angles a, b, and c determined by the recognition of the fiduciary marker image. Catheter lengths l1, l2 and l3 can be scaled to confirm the Z position. A pattern height h (or width) can also be defined from detected data representing the distance between fiduciary marker 1 and a line joining markers. fiduciaries 2 and 3. Similarly, pattern widths can be defined (w1, w2). It should be understood that the same data of a detected image can be expressed and organized as a number of alterative sets of geometric parameters as stages in calculations, without departing from the spirit of the invention.

La FIG. 20H ilustra el efecto de la inclinacion de la grna ocular 110, la rotacion del poste del centro 222 alrededor del pivote 220, causando que el marcador fiduciario 1 se mueva en la direccion opuesta a la lente 120. La inclinacion puede ser horizontal, vertical o combinaciones de estas. Observese que el efecto de la inclinacion es causar un ± cambio en la distancia entre el marcador fiduciario 1 y los marcadores fiduciarios lentes 2 y 3, dependiendo de la direccion de la inclinacion (comparar h1 no inclinado con h2 inclinado).FIG. 20H illustrates the effect of the inclination of the eyepiece 110, the rotation of the center post 222 around the pivot 220, causing the fiduciary marker 1 to move in the opposite direction to the lens 120. The inclination may be horizontal, vertical or combinations of these. Note that the effect of inclination is to cause a ± change in the distance between fiduciary marker 1 and fiduciary lens markers 2 and 3, depending on the direction of inclination (compare h1 not inclined with h2 inclined).

Seis casos se ilustran en las FIGS. 20B-20G:Six cases are illustrated in FIGS. 20B-20G:

La FIG. 20B muestra la grna ocular alineada con el eje geometrico, donde a = 90 grad.; b = 45 grad.; y c = 45 grad. Esto corresponde a la imagen de la derecha de la FIG. 20H.FIG. 20B shows the eyepiece aligned with the geometric axis, where a = 90 grad .; b = 45 grad .; and c = 45 grad. This corresponds to the image on the right of FIG. 20H.

La FIG. 20C muestra la grna ocular posicionada hacia arriba (poste inclinado hacia arriba respecto la lente), pero alineada horizontalmente, donde a < 90 grad.; y b = c > 45 grad. Esto corresponde a una inclinacion en la que la altura h se incrementa.FIG. 20C shows the eyepiece positioned upwards (pole tilted upwards relative to the lens), but aligned horizontally, where at <90 degrees; and b = c> 45 grad. This corresponds to an inclination in which the height h increases.

La FIG. 20D muestra la grna ocular posicionada hacia abajo (poste inclinado hacia abajo), pero alineada horizontalmente, donde a > 90 grad.; y b = c < 45 grad. Esto corresponde a una inclinacion en la que la altura h se disminuye, como se muestra en la imagen de la derecha de la FIG. 20H.FIG. 20D shows the eyepiece positioned down (pole tilted down), but aligned horizontally, where at> 90 degrees; and b = c <45 grad. This corresponds to an inclination in which the height h is decreased, as shown in the image on the right of FIG. 20H.

La FIG. 20E muestra la grna ocular posicionada hacia la derecha (poste inclinado a la derecha), alineadaFIG. 20E shows the eyepiece positioned to the right (pole tilted to the right), aligned

verticalmente, donde a < 90 grad.; b > 45 grad.; y c < 45 grad. Esto corresponde a una inclinacion en la que lavertically, where at <90 grad .; b> 45 grad .; and c <45 grad. This corresponds to an inclination in which the

anchura w1 se disminuye y la anchura w2 se incrementa.width w1 is decreased and width w2 is increased.

La FIG. 20F muestra la grna ocular posicionada hacia la izquierda (post inclinado a la izquierda), alineadaFIG. 20F shows the eyepiece positioned to the left (post tilted to the left), aligned

verticalmente, donde a < 90 grad.; b < 45 grad.; y c > 45 grad. Esto corresponde a una inclinacion en la que lavertically, where at <90 grad .; b <45 grad .; and c> 45 grad. This corresponds to an inclination in which the

anchura w2 se disminuye y la anchura w1 se incrementa.width w2 is decreased and width w1 is increased.

La FIG. 20G muestra un caso general: la grna ocular posicionada fuera de centro verticalmente y horizontalmente, donde a t 90 grad.; y b t c, los valores de angulos espedficos determinan la orientacion Esto corresponde a un caso en el que cada uno de h, w1 y w2 se diferencia de los valores nominales como se muestra en el caso alineado de la FIG. 20B.FIG. 20G shows a general case: the eyeglass positioned out of center vertically and horizontally, where at t 90 grad .; and b t c, the values of specific angles determine the orientation This corresponds to a case in which each of h, w1 and w2 differs from the nominal values as shown in the aligned case of FIG. 20B.

Observese que la metodologfa descrita respecto a la FIG. 20A-G puede aplicarse a patrones de marcadores fiduciarios distribuidos en diferentes elementos estructurales de la grna ocular 110. Vease por ejemplo la grna ocular 110 de las FIGS. 23-25. En ese ejemplo, los marcadores fiduciarios 2, 3 estan en un travesano extendido 190 y el marcador fiduciario 1 esta en un poste del centro elevado 222, de manera que se crea un patron lineal cuando se alinean. En el caso de alineamiento con el eje del sistema de coordenadas (vease la FIG. 24D, comparar con FIG. 20B), los angulos by c = 0°, el angulo a = 180° y las longitudes l2 = l3. Observese que el efecto de la inclinacion horizontal del poste del centro 222 (FIGS. 25A y 25B) es rendir las longitudes l2 y l3 no iguales, incluso cuando el pivote del centro de la grna ocular 220 interseca el eje del sistema 2810. En el caso similar de inclinacion vertical (no mostrado), los angulos a,b no son cero.Note that the methodology described with respect to FIG. 20A-G can be applied to fiduciary marker patterns distributed in different structural elements of the eyecup 110. See for example the eyecup 110 of FIGS. 23-25. In that example, the fiduciary markers 2, 3 are on an extended crossbar 190 and the fiduciary marker 1 is on a raised center post 222, so that a linear pattern is created when they are aligned. In the case of alignment with the axis of the coordinate system (see FIG. 24D, compare with FIG. 20B), the angles b and c = 0 °, the angle a = 180 ° and the lengths l2 = l3. Note that the effect of the horizontal inclination of the center post 222 (FIGS. 25A and 25B) is to render the lengths l2 and l3 not equal, even when the center pivot of the eyepiece 220 intersects the axis of the system 2810. In the Similar case of vertical inclination (not shown), angles a, b are not zero.

V. Ejemplos de y metodos detallados. Esta seccion describe varios ejemplos y metodos mas detallados del sistema y aplicaciones terapeuticos descritos anteriormente.V. Examples of and detailed methods. This section describes several more detailed examples and methods of the system and therapeutic applications described above.

V.A. Metodo terapeutico que emplea una grna ocularGOES. Therapeutic method that employs an eye crane

La FIG. 21A es un diagrama de flujo que ilustra un metodo para utilizar el sistema para estabilizar y posicionar un ojo para tratamiento. Debe indicarse que los dispositivos descritos que tienen aspectos de la invencion pueden usarse en una amplia variedad de metodos de tratamiento ocular. Las FIGS. 21B-21E son diagramas de un ojo asociado con el sistema de radioterapia, que ilustra ejemplos de etapas incluidas en el diagrama de flujo de la FIG. 21A.FIG. 21A is a flow chart illustrating a method of using the system to stabilize and position an eye for treatment. It should be noted that the described devices having aspects of the invention can be used in a wide variety of ocular treatment methods. FIGS. 21B-21E are diagrams of an eye associated with the radiotherapy system, illustrating examples of stages included in the flow chart of FIG. 21A.

La realizacion del metodo 2500 puede resumirse como que incluye algunas o todas de las etapas:The realization of method 2500 can be summarized as including some or all of the stages:

a) Preparar el ojo 2510.a) Prepare the eye 2510.

b) Posicionar y asegurar la cabeza 2520.b) Position and secure head 2520.

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c) Posicionar el soporte del ojo (gma ocular) en el ojo del sujeto 2530.c) Position the eye support (eye gma) in the eye of the subject 2530.

d) Aplicar succion para mantener el soporte del ojo contra el ojo 2532.d) Apply suction to keep the eye support against the eye 2532.

e) Puede proporcionarse la liberacion rapida del brazo de control del miembro de contacto del ojo 2534.e) The rapid release of the control arm of the eye contact member 2534 can be provided.

f) Alinear y estabilizar el ojo 2540.f) Align and stabilize the eye 2540.

g) Posicionar el eje de tratamiento respecto al ojo 2550.g) Position the treatment axis with respect to eye 2550.

h) Posicionar y verificar el eje de haz 2555.h) Position and verify beam axis 2555.

i) Realizar el tratamiento con el seguimiento del ojo y/o gma ocular 2560.i) Perform the treatment following the eye and / or eye gma 2560.

j) Segun se requiera, interrumpir la radiacion (control de inactivacion) sobre la base del movimiento del ojo 2565.j) As required, interrupt radiation (inactivation control) on the basis of eye movement 2565.

k) Liberar el ojo del soporte del ojo 2570.k) Release the eye from the eye support 2570.

l) Pueden incluirse etapas adicionales o alternativas (por ejemplo, realineamiento corrector del ojo, o correccion automatica del camino del haz para seguir el movimiento de la diana retinal).l) Additional or alternative steps may be included (for example, corrective realignment of the eye, or automatic correction of the beam path to follow the movement of the retinal target).

Las etapas incluidas en la FIG. 21A e ilustradas adicionalmente en las FIGS. 21B-E se describen con detalle mas adelante:The stages included in FIG. 21A and further illustrated in FIGS. 21B-E are described in detail below:

Etapa 2510Stage 2510

Preparar el ojo - La preparacion del ojo de un sujeto o paciente para tratamiento que puede incluir administrar un anestesico, pegar con cinta el parpado superior o inferior, ajustar un parche en el ojo opuesto, medir parametros biometricos tales como longitud axial, diametro corneal, etc. Opcionalmente, el ojo puede dilatarse, particularmente cuando se emplean realizaciones alternativas de dispositivo/metodo que tienen aspectos de la invencion que incluyen optica de formacion de imagenes retinales integradas (no mostrado) con sistema de tratamiento con radioterapia 10 (por ejemplo, OCT o camara fundus). La preparacion puede incluir aplicar gotas oculares que entumecen al ojo del sujeto. El ojo no tratado puede cubrirse con un parche, por ejemplo, de manera que se evita la distraccion. El aclaramiento escleral puede proporcionarse asegurando el parpado inferior hacia abajo con un retractor de parpados como se describe adicionalmente en la presente memoria, o con una cinta (vease la FIG. 2) o eversion de parpados.Prepare the eye - Preparation of the eye of a subject or patient for treatment that may include administering an anesthetic, tape the upper or lower eyelid, adjust a patch on the opposite eye, measure biometric parameters such as axial length, corneal diameter, etc. Optionally, the eye may dilate, particularly when alternative embodiments of device / method are employed that have aspects of the invention that include integrated retinal imaging optics (not shown) with radiotherapy treatment system 10 (eg, OCT or camera). fundus). Preparation may include applying eye drops that numb the subject's eye. The untreated eye can be covered with a patch, for example, so as to avoid distraction. Scleral clearance can be provided by securing the lower eyelid down with an eyelid retractor as further described herein, or with a tape (see FIG. 2) or eversion of eyelids.

Etapa 2520Stage 2520

Posicionar y asegurar la cabeza - Despues de la preparacion, la cabeza del sujeto se asegura en una posicion adecuada respecto al sistema, tal como en reposa cabeza y barbilla 160 y fijador de la cabeza 161. La cabeza del sujeto se posiciona en un soporte para la cabeza y la barbilla reposa en un reposa barbillas. El fijador 161 puede incluir tiras o semejantes, y puede tener un tensor ajustable, opcionalmente con un accesorio o agarre que limite la fuerza. Este ensamblaje puede incluir un detector de interbloqueo del control de inactivacion (vease la Etapa 2565) para asegurar que permanece conectado durante la emision de radiacion. Pueden incluirse opcionalmente otros detectores de la posicion del paciente, tal como empunaduras sensibles al contacto 163.Positioning and securing the head - After preparation, the subject's head is secured in a suitable position with respect to the system, such as resting head and chin 160 and head fixator 161. The subject's head is positioned on a support for The head and chin rest on a chin rest. The fastener 161 may include strips or the like, and may have an adjustable tensioner, optionally with an attachment or grip that limits the force. This assembly may include an interlock detector of the inactivation control (see Step 2565) to ensure that it remains connected during the radiation emission. Other patient position detectors may optionally be included, such as contact sensitive grips 163.

Etapa 2530Stage 2530

Posicionar el soporte del ojo en el ojo del sujeto - El miembro de contacto del ojo o gma ocular 110 se posiciona entonces en el ojo del sujeto. La lente de contacto de la gma ocular 120 y/o la superficie del ojo puede recubrirse con una disolucion o gel oftalmico lubricante (por ejemplo, formulaciones GenTeal®, producidas por Novartis Ophthalmics). En un ejemplo, el miembro de contacto con el ojo se pone en la cornea inclinando el miembro de contacto con el ojo para ponerse en contacto con la parte superior de la esclera. Al ponerse en contacto el miembro de contacto con el ojo con la region escleral superior del ojo, el miembro de contacto con el ojo se inclina hacia abajo para conseguir un contacto completo con el ojo.Positioning the eye support in the subject's eye - The eye contact member or eye gma 110 is then positioned in the subject's eye. The contact lens of the eye gma 120 and / or the surface of the eye may be coated with a lubricating solution or ophthalmic gel (eg, GenTeal® formulations, produced by Novartis Ophthalmics). In one example, the eye contact member is placed in the cornea by tilting the eye contact member to contact the upper part of the sclera. Upon contacting the eye contact member with the upper scleral region of the eye, the eye contact member bends down to achieve full contact with the eye.

Como se muestra adicionalmente en las FIGS. 11 y 21B, el limbo 26 comprende el lfmite generalmente circular de la esclera 17 y cornea 35, encontrandose el limbo sustancialmente en el plano proyectado 26a. Un plano corneal tangente 35a proyectado paralelo al plano del limbo 26a interseca el centro de la cornea 35b muy adyacente al centro del limbo 26b. El eje geometrico 2810 del ojo 30 puede definirse como un eje a traves del centro 26b del limbo 26, perpendicular al centro 35b de la superficie externa de la cornea 35, e intersecando la superficie de la retina 1435 en el polo de la retina 1436).As further shown in FIGS. 11 and 21B, the blade 26 comprises the generally circular limit of the sclera 17 and cornea 35, the blade being substantially in the projected plane 26a. A projected tangent corneal plane 35a parallel to the plane of the blade 26a intersects the center of the cornea 35b very adjacent to the center of the blade 26b. The geometric axis 2810 of the eye 30 can be defined as an axis through the center 26b of the blade 26, perpendicular to the center 35b of the outer surface of the cornea 35, and intersecting the surface of the retina 1435 at the pole of the retina 1436) .

El alineamiento en la etapa 2530 incluye conectar la gma ocular 110 con el ojo 30 de manera que la gma ocular tiene una orientacion y posicion conocida y mensurable respecto al centro 26a del limbo 26. En el ejemplo mostrado, la parte de contacto de la gma ocular o lente 120 puede formarse ventajosamente para ser sustancialmente circular y alineada concentricamente con un eje central de la gma ocular 110a. De forma similar, el eje central 110a de la gma ocular 110 en el ejemplo mostrado es sustancialmente colineal con el poste de soporte de la gma ocular 222.The alignment in step 2530 includes connecting the eye gma 110 with the eye 30 so that the eye gma has a known and measurable orientation and position with respect to the center 26a of the blade 26. In the example shown, the contact part of the gma Eyepiece or lens 120 may be advantageously formed to be substantially circular and concentrically aligned with a central axis of the eyepiece GMA 110a. Similarly, the central axis 110a of the eye gma 110 in the example shown is substantially collinear with the support post of the eye gma 222.

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Esta simetna asiste convenientemente a un medico para posicionar el soporte o gma ocular 110 en el ojo 30 mediante el alineamiento visual de la lente 120 simetricamente con el limbo 26. En esta posicion, el poste 222 de la gma ocular 110 se alinea con el centro del limbo 26 de manera que indica el eje geometrico del ojo. La lente 120 puede ser transparente, permitiendo ventajosamente la confirmacion visual del alineamiento concentrico del borde de la lente 120a en el limbo 26 en realizaciones en las que la lente 120 es mayor que el limbo 26 (es decir, que cubre una parte de esclera adyacente 17).This simetna conveniently assists a doctor to position the eye support or gma 110 in the eye 30 by visually aligning the lens 120 symmetrically with the blade 26. In this position, the post 222 of the eye gma 110 is aligned with the center of the limbus 26 so as to indicate the geometric axis of the eye. The lens 120 may be transparent, advantageously allowing visual confirmation of the concentric alignment of the edge of the lens 120a in the blade 26 in embodiments where the lens 120 is larger than the blade 26 (i.e., covering an adjacent sclera part 17).

Sin embargo, no es necesario que la lente 120 sea circular, y no es necesario que el poste de soporte de la gma ocular 222 sea colineal con el eje de la gma ocular 110a (veanse los ejemplos de las FIGS. 18C-D). Como se describe en la presente memoria en detalle, los metodos de reconocimiento de caractensticas basadas en imagenes de la camara que tienen aspectos de la invencion proporcionan la determinacion por el procesador informatico de la posicion del centro 26b del limbo 26, y los marcadores fiduciarios localizados en la gma ocular 110 pueden seguirse de forma similar para determinar la posicion y orientacion relativas de la gma ocular 110 con el centro del limbo 26. Estas determinaciones proporcionan un metodo no visual para guiar y confirmar el alineamiento de la gma ocular 110 con el eje geometrico 2810 (vease la etapa 2540).However, it is not necessary for the lens 120 to be circular, and it is not necessary for the eyepiece support post 222 to be collinear with the axis of the eyepiece 110a (see examples in FIGS. 18C-D). As described herein in detail, feature recognition methods based on camera images that have aspects of the invention provide determination by the computer processor of the position of center 26b of blade 26, and localized fiduciary markers. in the eye gma 110 they can be followed in a similar manner to determine the relative position and orientation of the eye gma 110 with the center of the blade 26. These determinations provide a non-visual method for guiding and confirming the alignment of the eye gma 110 with the axis geometric 2810 (see step 2540).

El posicionamiento y alineamiento de la gma ocular pueden realizarse por un medico mientras observa tanto el soporte como el ojo del paciente directamente, o un monitor de ordenador, o ambos de estos de forma interactiva. Alternativamente, un procesador de la camara de formacion de imagenes del sistema de formacion de imagenes 410 puede determinar el centro del limbo automaticamente y ayudar en el posicionamiento del soporte con su centro alineado con el centro del limbo (vease la vista de la camara axial de la FIG. 21C(2)). En algunas realizaciones, el soporte se posiciona en lugar automaticamente en lugar de manualmente por el operador del dispositivo. Observese que en esta etapa no es necesario que el sistema de posicionamiento de la fuente de rayos X (vease 115 en la FIG. 1A) este alineado con el eje geometrico 2810, y se muestra en la FIG. 21B en una orientacion relativa arbitraria P1.The positioning and alignment of the eye gma can be performed by a doctor while observing both the support and the patient's eye directly, or a computer monitor, or both of these interactively. Alternatively, a processor of the imaging camera of the imaging system 410 can automatically determine the center of the limbus and assist in positioning the support with its center aligned with the center of the blade (see the view of the axial camera of FIG. 21C (2)). In some embodiments, the support is automatically positioned instead of manually by the device operator. Note that at this stage it is not necessary that the positioning system of the X-ray source (see 115 in FIG. 1A) is aligned with the geometric axis 2810, and is shown in FIG. 21B in an arbitrary relative orientation P1.

Etapa 2532Stage 2532

Aplicar succion para mantener el soporte del ojo contra el ojo - Una vez se determina la posicion del soporte o lente de la gma ocular 120 respecto al limbo, puede aplicarse succion a traves del soporte para yuxtaponerlo al ojo, y asegurar el acoplamiento de la lente a la superficie del ojo. Con el soporte firmemente unido al ojo, el soporte (y el ojo) puede moverse en posicion respecto al dispositivo de tratamiento en coordenadas conocidas en el sistema. Observese que el grado de succion por vacfo se puede seleccionar, y pueden emplearse niveles mayores o menores. En las realizaciones descritas con detalle, se ha mostrado que una succion relativamente ligera (por ejemplo, aproximadamente 25-50 mm Hg), acopla adecuadamente la lente de la gma ocular 120 a la cornea del paciente 12. Dichos niveles modestos de succion pueden estimular el confort del paciente y la aceptacion del tratamiento.Apply suction to keep the eye support against the eye - Once the position of the eyeglass 120 lens or lens is determined relative to the limbus, suction can be applied through the support to juxtapose it to the eye, and ensure the lens coupling to the surface of the eye. With the support firmly attached to the eye, the support (and the eye) can move in position relative to the treatment device at known coordinates in the system. Note that the degree of vacuum suction can be selected, and higher or lower levels can be used. In the embodiments described in detail, it has been shown that a relatively light suction (eg, approximately 25-50 mm Hg), suitably couples the eyeglass lens 120 to the patient's cornea 12. Such modest suction levels can stimulate patient comfort and acceptance of treatment.

Etapa 2534Stage 2534

Liberacion rapida del brazo de control/soporte de la lente de contacto de la gma ocular - Como se ha descrito anteriormente, una liberacion rapida se construye en el dispositivo de contacto en algunas realizaciones de la invencion. En el caso de una emergencia o fatiga, el paciente puede liberarse del soporte mediante la aplicacion de un mmimo de fuerza que resulta en la liberacion o la separacion del miembro de contacto con el ojo o lente 120 del resto del dispositivo de la gma ocular 110. En dicho caso, la etapa del metodo vuelve a la etapa anterior para posicionar y asegurar la cabeza 2520, o a la etapa de posicionar el dispositivo de contacto de la gma ocular en el ojo del sujeto 2530, como se indica en la FIG. 21A.Quick release of the control arm / support of the contact lens of the eye gma - As described above, a quick release is constructed in the contact device in some embodiments of the invention. In the case of an emergency or fatigue, the patient can be released from the support by applying a minimum of force resulting in the release or separation of the contact member with the eye or lens 120 from the rest of the eye gma device 110 In that case, the method stage returns to the previous stage to position and secure the head 2520, or to the stage of positioning the eye gma contact device in the eye of the subject 2530, as indicated in FIG. 21A.

Etapa 2540Stage 2540

Alinear y estabilizar el ojo - Como se muestra en la FIG. 21C(1), el eje del dispositivo de tratamiento y del sistema de posicionamiento se ajusta segun sea necesario para posicionarse respecto al ojo para poner el eje de referencia de posicionamiento de la fuente de rayos X (eje Z del sistema) en alineamiento con el eje geometrico del ojo. En las figuras, el eje del sistema cuando se alinea respecto al eje geometrico del ojo 2810 se representa como P2. El movimiento, indicado en la figura como M(x,y,O,0), puede incluir movimiento o rotacion de cualquiera o ambos de la cabeza y/o ojo del paciente, y alternativamente o en combinacion, puede incluir movimiento o rotacion de los componentes del sistema de tratamiento. Por ejemplo, con referencia a las FIGS. 1A,B y 2A,B, bien uno o ambos de la cabeza, ojo del paciente y/o sistema de tratamiento 10 pueden moverse de manera que se consigue el alineamiento.Align and stabilize the eye - As shown in FIG. 21C (1), the axis of the treatment device and the positioning system is adjusted as necessary to position with respect to the eye to place the positioning reference axis of the X-ray source (system Z axis) in alignment with the geometric axis of the eye. In the figures, the axis of the system when aligned with respect to the geometric axis of the eye 2810 is represented as P2. The movement, indicated in the figure as M (x, y, O, 0), may include movement or rotation of either or both of the patient's head and / or eye, and alternatively or in combination, may include movement or rotation of The components of the treatment system. For example, with reference to FIGS. 1A, B and 2A, B, either one or both of the head, patient's eye and / or treatment system 10 can be moved so that alignment is achieved.

En determinadas realizaciones, los ajustes pueden incluir principalmente ajustes en la direccion X e Y del posicionador de la gma ocular 600, que puede incluir un micro manipulador multi-eje manual o electrico. Puede posicionarse un monitor auxiliar (vease 503b en la FIG. 1B) para proporcionar a un medico informacion del sistema de formacion de imagenes mientras se opera el posicionador de la gma ocular 600. Con la cabeza estable, el movimiento de la gma ocular 110 en la direccion X e Y por el posicionador de la gma ocular 600 puede usarse para rotar el eje geometrico del ojo 2810 (por ejemplo, rotando el globo del ojo en la orbita) para que se encuentre paralelo al eje de referencia del sistema de posicionamiento 115 (eje de sistema). El movimiento del sistema de posicionamiento 115 en la direccion X e Y puede emplearse entonces para poner a los dos ejes en colinearidad.In certain embodiments, the adjustments may mainly include adjustments in the X and Y direction of the eyepiece gma 600 positioner, which may include a manual or electric multi-axis micro manipulator. An auxiliary monitor can be positioned (see 503b in FIG. 1B) to provide a physician with information on the imaging system while operating the eyepiece gma 600 positioner. With the head stable, the movement of the eyeglass 110 in the X and Y direction through the eyepiece gma 600 positioner can be used to rotate the geometric axis of the eye 2810 (for example, rotating the eyeball in the orbit) so that it is parallel to the reference axis of the positioning system 115 (system axis). The movement of the positioning system 115 in the X and Y direction can then be used to place the two axes in collinearity.

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Alternativamente o adicionalmente, el eje del sistema tambien puede rotarse para alinear en paralelo con una orientacion inicial del eje geometrico del ojo 2810. Los ajustes adicionales pueden proporcionarse para ajustar la cabeza del paciente en grados de libertad rotacionales, tal como rotacion en el plano X-Y. Sin embargo, se ha demostrado que el proporcionar un ensamblaje de restriccion de la cabeza y barbilla confortable pero firme 160 tipicamente es efectivo para estabilizar la cabeza del paciente en una orientacion generalmente nivelada y horizontal. Veanse los ejemplos mostrados en las FIGS. 1-2 incluyendo reposa barbillas 172, soporte de frente 171 y fijador de la cabeza 173, preferiblemente usados conjuntamente con una altura de asiento del paciente ajustable.Alternatively or additionally, the system axis can also be rotated to align in parallel with an initial orientation of the geometric axis of the eye 2810. Additional adjustments can be provided to adjust the patient's head to rotational degrees of freedom, such as rotation in the XY plane. . However, it has been shown that providing a comfortable but firm chin head and chin restriction assembly 160 is typically effective in stabilizing the patient's head in a generally level and horizontal orientation. See the examples shown in FIGS. 1-2 including chin rest 172, front support 171 and head fixator 173, preferably used in conjunction with an adjustable patient seat height.

La FIG. 21C(2), representa un ejemplo de una vista como se captura usando una camara de eje Z (por ejemplo, la camara 401 en las FIGS. 1A y 3A) que muestra un ejemplo de dispositivo de contacto o grna ocular 110 posicionada en el ojo del paciente 30 (veanse las FIGS. 23-25). El poste del marcador fiduciario 1 de la grna ocular se muestra centrado en el eje Z y los marcadores fiduciarios 2 y 3 de la barra de soporte izquierda y derecha se muestran horizontalmente alineados y a la misma distancia del poste de marcador fiduciario 1, lo que indica que la grna ocular se alinea de forma paralela y coaxial con el eje de la camara. Este alineamiento se confirma y calcula automaticamente por el software de reconocimiento de imagen de las imagenes capturadas por la camara por el procesador del sistema 501, y dichos datos pueden presentarse como una imagen superpuesta en una imagen de la camara al operador (monitor 502). Observese que en realizaciones alternativas que emplean un puntero o baliza laser de eje Z (403 en la FIG. 3A, veanse tambien las FIGS. 30A-B), la grna ocular 110 puede estar posicionada por alineamiento coaxial del punto de laser reflejado.FIG. 21C (2), represents an example of a view as captured using a Z-axis camera (for example, camera 401 in FIGS. 1A and 3A) showing an example of a contact device or eyepiece 110 positioned in the eye of patient 30 (see FIGS. 23-25). The fiduciary marker 1 post of the eyepiece is shown centered on the Z axis and the fiduciary markers 2 and 3 of the left and right support bar are shown horizontally aligned and at the same distance from the fiduciary marker post 1, indicating that the eyepiece is aligned in a parallel and coaxial manner with the axis of the camera. This alignment is automatically confirmed and calculated by the image recognition software of the images captured by the camera by the system processor 501, and said data can be presented as an image superimposed on an image of the camera to the operator (monitor 502). Note that in alternative embodiments employing a Z-axis laser beacon or pointer (403 in FIG. 3A, see also FIGS. 30A-B), the eyepiece 110 may be positioned by coaxial alignment of the reflected laser point.

Observese en la FIG. 21C(2) que el miembro de la lente de contacto de la grna ocular 120 se muestra posicionado ligeramente fuera del centro respecto al limbo 26 (lfmite del iris 24 y esclera 17 en el ojo del paciente 30). El procesador de imagenes 501 tambien puede seguir la posicion del limbo como se describe en la presente memoria, y computar una divergencia del centro del limbo del eje de alineamiento Z (indicado como 5x y 5y). Esta divergencia puede compararse automaticamente con un umbral de tolerancia preseleccionado, y tambien puede presentarse al operador en el marco de imagen de la camara.Observe in FIG. 21C (2) that the contact lens member of the eyepiece 120 is positioned slightly outside the center with respect to the limbus 26 (limit of iris 24 and sclera 17 in the eye of the patient 30). Image processor 501 can also follow the position of the limbus as described herein, and compute a divergence from the center of the limb of the alignment axis Z (indicated as 5x and 5y). This divergence can be automatically compared with a preselected tolerance threshold, and can also be presented to the operator in the camera's image frame.

Etapa 2542.Stage 2542

En el caso en el que la divergencia del limbo se determina que es inaceptable (bien en la Etapa 2540 o en cualquier otra etapa), las Etapas 2530 a 2540 pueden repetirse como se muestra por las flechas de retorno en el diagrama de flujo de la FIG. 21A.In the case where the divergence of the limbus is determined to be unacceptable (either in Step 2540 or at any other stage), Stages 2530 to 2540 may be repeated as shown by the return arrows in the flow chart of the FIG. 21A.

Observese que el procesador 501 puede programarse para monitorizar los datos de imagen de la camara del ojo (por ejemplo, las camaras 401,402) para re-determinar el alineamiento limbo-a-lente en una base continua durante el tratamiento, y para determinar una condicion de error (un ejemplo de diagnostico de interbloqueo del paciente en la etapa 2565) unido a radiacion o fuente de rayos X 420 de manera que se desencadena el control de inactivacion cuando se supera un umbral de alineamiento seleccionado.Note that the 501 processor can be programmed to monitor the image data of the eye camera (for example, cameras 401,402) to re-determine the limbo-to-lens alignment on a continuous basis during the treatment, and to determine a condition error (an example of patient interlock diagnosis at step 2565) attached to radiation or X-ray source 420 so that the inactivation control is triggered when a selected alignment threshold is exceeded.

Observese que en determinadas realizaciones que tienen aspectos de la invencion, un sistema de coordenadas referencia de un sistema de tratamiento puede tener una orientacion/posicion arbitraria, pero conocida, respecto a una referencia anatomica del ojo, como se muestra en la FIG. 21B. A partir de esta orientacion/posicion de referencia del ojo conocida, pueden realizarse transformaciones matematicas adecuadas, por ejemplo, por un procesador de control de un posicionador robotico, para mover una fuente de rayos X a una orientacion de tratamiento seleccionada respecto a una diana de tratamiento. Sin embargo, es ventajoso en los dispositivos de radioterapia ocular que tienen aspectos de la invencion, tener un eje de movimiento mecanico principal del sistema de posicionamiento de la fuente de rayos X alineado en paralelo con, y preferiblemente colinealmente con, el eje geometrico del ojo. Por ejemplo, el eje geometrico del ojo 2810 puede alinearse, como muestra el eje Z del sistema de posicionamiento 115, que tambien puede ser el eje rotacional 0. En realizaciones descritas con detalle en la presente memoria e ilustradas en las FIGS. 21C-E, dicho metodo de alineamiento conduce a la calibracion y control de precision del movimiento de la fuente de rayos X. Con este alineamiento de sistema inicial respecto a la anatoirna del ojo conseguido (FIG. 21C), solo un conjunto limitado de rangos y direcciones de movimiento posteriores se requieren para llevar a cabo un plan de tratamiento estereotactico. Por ejemplo, estos pueden incluir un pequeno desplazamiento X/Y al eje de tratamiento 2820 (etapa 2550, FIG. 21D), pequeno ajuste O y/o Z al angulo de convergencia de la diana y aclaramiento de limbo, y un ajuste modesto 0 para cada camino de haz posterior (etapa 2555, FIG. 21E). Dicho movimiento limitado y restringido sirve para minimizar el respuesta mecanico negativa, incertidumbres y vibracion, y para maximizar la exactitud, repetibilidad, confianza del paciente y operacion intuitiva.Note that in certain embodiments that have aspects of the invention, a reference coordinate system of a treatment system may have an arbitrary, but known, orientation / position, relative to an anatomical reference of the eye, as shown in FIG. 21B. From this orientation / reference position of the known eye, suitable mathematical transformations can be performed, for example, by a control processor of a robotic positioner, to move an X-ray source to a selected treatment orientation with respect to a target of treatment. However, it is advantageous in ocular radiotherapy devices that have aspects of the invention, to have a major mechanical movement axis of the X-ray source positioning system aligned in parallel with, and preferably collineally with, the geometric axis of the eye . For example, the geometric axis of the eye 2810 may be aligned, as shown by the Z axis of the positioning system 115, which may also be the rotational axis 0. In embodiments described in detail herein and illustrated in FIGS. 21C-E, said alignment method leads to the calibration and precision control of the movement of the X-ray source. With this initial system alignment with respect to the achieved eye anatoirna (FIG. 21C), only a limited set of ranges and subsequent directions of movement are required to carry out a stereotactic treatment plan. For example, these may include a small displacement X / Y to the treatment axis 2820 (step 2550, FIG. 21D), small adjustment O and / or Z to the angle of convergence of the target and limb clearance, and a modest adjustment 0 for each rear beam path (step 2555, FIG. 21E). Said limited and restricted movement serves to minimize the negative mechanical response, uncertainties and vibration, and to maximize accuracy, repeatability, patient confidence and intuitive operation.

Etapa 2550Stage 2550

Posicion del eje de tratamiento - Un plan de tratamiento con radioterapia para una afeccion ocular puede desarrollarse especificando la localizacion de una diana respecto a un punto de referencia anatomico tal como la macula o fovea como se describe en la presente memoria (veanse tambien los ejemplos y descripcion en US No. 12/100.398 presentada el 9 de abril, 2008.Position of the treatment axis - A radiation therapy treatment plan for an eye condition can be developed by specifying the location of a target with respect to an anatomical reference point such as the macula or fovea as described herein (see also the examples and Description in US No. 12 / 100,398 filed on April 9, 2008.

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En determinadas realizaciones, la fuente de rayos X puede estar posicionada para tratamiento mientras se mantiene el eje Z del sistema de coordenadas alineado con el eje geometrico del ojo 2810, bien para dianas de eje central, o por transformaciones de controles roboticos adecuadas para dianas fuera del eje.In certain embodiments, the X-ray source may be positioned for treatment while maintaining the Z axis of the coordinate system aligned with the geometric axis of the eye 2810, either for central axis targets, or for transformations of robot controls suitable for targets outside. From the axis.

Sin embargo, en las realizaciones descritas con detalle en la presente memoria, y como se muestra en la FIG. 21D, el eje Z del sistema (por ejemplo, el eje Z del sistema de posicionamiento de la fuente de rayos X 115) puede desplazarse para realinear con el eje de tratamiento 2820 que interseca el centro de la diana de tratamiento 318. El eje del sistema asf realineado se indica como P3 en la figura. En este ejemplo, una lesion de la macula se trata por radiacion a una diana 318 aproximadamente centrada en la fovea. Un plan de tratamiento ejemplar puede definir desviaciones respecto al polo de la retina (interseccion del eje geometrico 2810 con la superficie retinal anterior), definiendose las desviaciones como movimientos X e Y en el plano tangente al polo retinal (dx, dy). El diagrama detallado indica dimensiones de desviaciones tomadas a partir de imagenes fundus de una muestra representativa de personas, que definen valores medios de desviaciones de la fovea del polo retinal de aproximadamente 1,16 mm y -0,47 mm respectivamente, aunque estos valores son puramente ejemplares. En este ejemplo, el sistema de posicionamiento de la fuente de rayos X 115 se mueve las desviaciones especificadas dx y dy por accion de los actuadores del eje X e Y (vease la FIG. 5), de manera que se desplaza el eje Z del sistema (trasalacion sin rotacion) para intersecar la diana definida 318.However, in the embodiments described in detail herein, and as shown in FIG. 21D, the Z axis of the system (for example, the Z axis of the X-ray source positioning system 115) can be shifted to realign with the treatment axis 2820 that intersects the center of the treatment target 318. The axis of the Asf realigned system is indicated as P3 in the figure. In this example, a macula lesion is treated by radiation to a target 318 approximately centered on the fovea. An exemplary treatment plan can define deviations from the pole of the retina (intersection of the geometric axis 2810 with the anterior retinal surface), the deviations being defined as X and Y movements in the plane tangent to the retinal pole (dx, dy). The detailed diagram indicates dimensions of deviations taken from fundus images of a representative sample of people, which define mean values of deviations of the fovea of the retinal pole of approximately 1.16 mm and -0.47 mm respectively, although these values are purely exemplary In this example, the X-ray source positioning system 115 moves the specified deviations dx and dy by actuation of the X and Y axis actuators (see FIG. 5), so that the Z axis of the system (transaction without rotation) to intersect the defined target 318.

Etapa 2555Stage 2555

Posicionar el haz y verificar el aclaramiento del limbo - La FIG. 21E ilustra el movimiento de la fuente de rayos X para llevar a cabo un tratamiento estereotactico ejemplar despues de un desplazamiento del eje Z del sistema para intersecar la diana 318, como se representa en la FIG.21D.Position the beam and verify the clearance of the limbus - FIG. 21E illustrates the movement of the X-ray source to perform an exemplary stereotactic treatment after a displacement of the Z axis of the system to intersect target 318, as depicted in FIG. 21D.

Los actuadores del eje Z y O pueden moverse para orientar el ensamblaje del colimador 118 de manera que el eje de haz 1400 interseca el eje Z en la diana 318, formando una disposicion triangular (veanse las FIGS. 3A-6). Con las posiciones del eje Z y 0 asf fijadas (valores Z0 y O0), el ensamblaje del colimador 118 puede reorientarse posteriormente solamente usando el actuador 0 para posiciones de haz de tratamiento seleccionadas (por ejemplo, haces 1, 2 y 3 a los valores 0i, 02 y 03 respectivamente) para alinear el eje de haz 1400 para propagar a la diana 318 e intersecar la superficie del cuerpo a puntos de entrada del haz seleccionados respectivos (por ejemplo, puntos de haz en esclera 311). Observese que mientras es ventajoso re-orientar el ensamblaje del colimador 118 para multiples caminos de haz por un movimiento de grado de libertad unico, no es necesario que sea asf, y pueden proporcionarse realizaciones alternativas para un movimiento mas complejo.The Z and O axis actuators can be moved to orient the collimator assembly 118 so that the beam axis 1400 intersects the Z axis on the target 318, forming a triangular arrangement (see FIGS. 3A-6). With the Z axis and 0 asf positions set (Z0 and O0 values), the collimator assembly 118 can subsequently be reoriented only using the actuator 0 for selected treatment beam positions (for example, beams 1, 2 and 3 to the values 0i, 02 and 03 respectively) to align the beam axis 1400 to propagate to target 318 and intersect the body surface to respective selected beam entry points (eg, sclera beam points 311). Note that while it is advantageous to re-orient the collimator assembly 118 for multiple beam paths by a single degree of freedom movement, it does not need to be so, and alternative embodiments can be provided for a more complex movement.

El aclaramiento c del (cada uno) haz de rayos X 1400 en el punto de entrada escleral 311 puede confirmarse tanto visualmente por el operador y/o por reconocimiento de imagen por el procesador 501. Como se muestra con mas detalle en la imagen de marco de camara de la FIG. 21C(2), una baliza laser 1410 (vease la FIG. 4) puede alinearse a lo largo del eje de haz 1400 (el camino del haz pretendido segun se establece antes de la emision de rayos X) para crear un pequeno punto visible en la esclera de posicion conocida respecto al haz 1400 (por ejemplo, concentrico), encontrandose el punto en el marco de la camara. El punto laser puede ser reconocido por el procesador 501, su posicion calculada, y comparada con la posicion seguida del limbo 26, para calcular el aclaramiento del centro del haz a borde de limbo c. El aclaramiento c puede compararse entonces con una tolerancia minima (opcionalmente tambien una tolerancia maxima). Por ejemplo, sobre la base de un radio predicho de haz colimado de aproximadamente 1,5 mm en la esclera, puede determinarse un margen mmimo en el limbo seleccionado de 2,0 mm por un valor de c “ 1,5 + 2,0 = 3,5 mm. El margen del haz desde el limbo puede especificarse en un plan de tratamiento, por ejemplo, de aproximadamente 1 a aproximadamente 5 mm. El radio del haz de rayos X en la esclera (por ejemplo, de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 5 mm) tambien puede predecirse, tal como por calculo de la geometna del colimador y/o medida radiografica como se describe con detalle en la presente memoria. El aclaramiento c puede ajustarse si se necesita, por ejemplo, por pequenos movimientos de la fuente de rayos X 420 en las direcciones Z y/o O.The clearance c (of each) X-ray beam 1400 at the scleral entry point 311 can be confirmed both visually by the operator and / or by image recognition by the processor 501. As shown in more detail in the frame image of camera of FIG. 21C (2), a laser beacon 1410 (see FIG. 4) can be aligned along the beam axis 1400 (the intended beam path as set before the X-ray emission) to create a small visible point in the known position sclera with respect to beam 1400 (for example, concentric), the point being found in the frame of the camera. The laser point can be recognized by the processor 501, its calculated position, and compared with the position followed by the limbus 26, to calculate the clearance of the center of the beam at the edge of limbus c. The clearance c can then be compared with a minimum tolerance (optionally also a maximum tolerance). For example, based on a predicted collimated beam radius of approximately 1.5 mm in the sclera, a minimum margin in the selected limbus of 2.0 mm can be determined by a value of c “1.5 + 2.0 = 3.5 mm The beam margin from the limbus can be specified in a treatment plan, for example, from about 1 to about 5 mm. The radius of the X-ray beam in the sclera (for example, from about 0.5 to about 5 mm) can also be predicted, such as by calculating the collimator geometry and / or radiographic measurement as described in detail herein. memory. The clearance c can be adjusted if necessary, for example, by small movements of the X-ray source 420 in the Z and / or O directions.

Etapa 2560Stage 2560

Realizar el tratamiento con seguimiento del ojo - El tratamiento con rayos X puede administrarse segun el plan de tratamiento, tal como a una configuracion, intensidad y espectro del haz pre-seleccionados, emitiendose el haz durante un intervalo de tiempo seleccionado para depositar una dosificacion absorbida deseada en la diana. Pueden emitirse multiples haces estereotacticamente para administrar una dosificacion diana total deseada, mientras se exponen regiones no diana (tal como puntos de entrada del haz en la esclera 311) a menos dosificacion que la de un tratamiento equivalente de un unico haz.Perform the treatment with eye tracking - X-ray treatment can be administered according to the treatment plan, such as a pre-selected configuration, intensity and spectrum of the beam, emitting the beam for a selected time interval to deposit an absorbed dosage desired on the target. Multiple beams can be emitted stereotactically to administer a desired total target dosage, while non-target regions (such as beam entry points in the sclera 311) are exposed to less dosage than that of an equivalent treatment of a single beam.

Durante el tratamiento, la posicion del ojo respecto al sistema 10 puede seguirse continuamente como se describe con detalle en la presente memoria y los datos de la posicion del ojo asf obtenidos pueden monitorizarse automaticamente por el procesador 501 en una base de tiempo real al progresar el tratamiento, incluyendo el calculo del movimiento de la diana y otra anatoirna del ojo (una variacion de dosis resultante) sobre la base de los datos del seguimiento del movimiento del ojo. Vease la descripcion respecto a las FIGS. 26-36, y descripcion detallada en la Solicitud co-inventada No. 61/093.092 presentada el 29 de agosto, 2008 asf como otras solicitudes que seDuring the treatment, the position of the eye with respect to the system 10 can be continuously monitored as described in detail herein and the data of the position of the eye thus obtained can be automatically monitored by the processor 501 on a real time basis as the treatment, including the calculation of the movement of the target and other anatoirna of the eye (a variation of resulting dose) based on the data of the monitoring of the movement of the eye. See the description regarding FIGS. 26-36, and detailed description in Co-invented Application No. 61 / 093,092 filed on August 29, 2008 as well as other requests that are

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incorporan por referencia. Como se describe mas adelante respecto a la Etapa 2565, dichos datos y calculos de seguimiento del ojo pueden servir de base para la interrupcion o control de inactivacion de la radiacion.incorporate by reference. As described below with respect to Step 2565, said eye tracking data and calculations can serve as a basis for the interruption or control of radiation inactivation.

En las realizaciones descritas con detalle en la presente memoria, el ensamblaje del colimador de rayos X 118 puede permanecer fijado durante la emision de haz de tratamiento con rayos X. Sin embargo, en realizaciones alternativas, el sistema de posicionamiento 115 puede configurarse para proporcionar reposicionamiento en tiempo real de la fuente de rayos X durante la emision de rayos X, por ejemplo, para compensar el movimiento residual de la diana retinal durante el tratamiento. Alternativamente, en determinadas realizaciones, todos o unos determinados de los actuadores descritos respecto a la FIG. 5 para el posicionamiento de la fuente de rayos X (X,Y, Z, O y 0 del posicionador 115) pueden usarse para re-posicionar la fuente de rayos X para compensar el movimiento de la retina. Alternativamente, pueden proporcionarse actuadores y/o grados de libertad adicionales para proporcionar una respuesta rapida, un ajuste de pequeno rango (Vernier) de la orientacion del haz de rayos X (por ejemplo, re- dirigiendo el punto de haz retinal) y/o dando forma (por ejemplo, bloqueando responsablemente una parte del punto del haz, tal como proximal al disco optico), para permitir la rapida adaptacion del haz para compensar para una diana retinal en movimiento. Dichas realizaciones se describen adicionalmente en la Solicitud co-inventada No. 61/093.092 presentada el 29 de agosto, 2008, que se incorpora por referencia.In the embodiments described in detail herein, the X-ray collimator assembly 118 may remain fixed during the X-ray beam emission. However, in alternative embodiments, the positioning system 115 may be configured to provide repositioning. in real time of the X-ray source during the X-ray emission, for example, to compensate for the residual movement of the retinal target during treatment. Alternatively, in certain embodiments, all or some of the actuators described with respect to FIG. 5 for positioning the X-ray source (X, Y, Z, O and 0 of positioner 115) can be used to re-position the X-ray source to compensate for the movement of the retina. Alternatively, additional actuators and / or degrees of freedom may be provided to provide a rapid response, a small range (Vernier) adjustment of the orientation of the X-ray beam (for example, by re-directing the retinal beam point) and / or shaping (for example, responsibly blocking a part of the beam point, such as proximal to the optical disk), to allow rapid adaptation of the beam to compensate for a moving retinal target. Such embodiments are further described in co-invented Application No. 61 / 093,092 filed on August 29, 2008, which is incorporated by reference.

Etapa 2562.Stage 2562

Para un camino de multiples haces o tratamiento estereotactico, el metodo de las Etapas 2555-2560 puede repetirse como se indica por la Etapa 2562 hasta que se completa un tratamiento deseado, por ejemplo, para un patron de tres haces estereotacticos como se describe con detalle en la presente memoria.For a multi-beam path or stereotactic treatment, the method of Steps 2555-2560 may be repeated as indicated by Step 2562 until a desired treatment is completed, for example, for a pattern of three stereotactic beams as described in detail. In the present memory.

Etapa 2565Stage 2565

Interrumpir la radiacion (desencadenas el control de inactivacion) - Durante el curso de la Etapa 2560 al ser emitida la radiacion a lo largo del camino de haz 1400, la radiacion puede interrumpirse (control de inactivacion de la fuente de rayos X 420) en respuesta a criterios seleccionados, tal como valores umbral de criterios medidos, error de diagnostico de nivel de sistema discreto o estados de fallo, o interbloqueo de nivel de paciente o desencadenantes de diagnostico. Despues de desencadenar el control de inactivacion, pueden usarse varios dispositivos para interrumpir la emision de rayos X o la emision de otra radiacion, como se describe en la presente memoria.Stop radiation (trigger inactivation control) - During the course of Step 2560 when radiation is emitted along beam path 1400, radiation may be interrupted (control of inactivation of the X-ray source 420) in response to selected criteria, such as threshold values of measured criteria, diagnostic error of discrete system level or failure states, or interlocking of patient level or diagnostic triggers. After triggering the inactivation control, several devices can be used to interrupt the emission of X-rays or the emission of another radiation, as described herein.

Etapa 2567Stage 2567

Despues del control de inactivacion, puede tomarse una accion correctora como se indica dependiendo de la causa de desencadenamiento particular (puede requerir repetir una o mas etapas precedentes), y la irradiacion de tratamiento reiniciarse entonces hasta que se administra una dosis fraccionada de haz deseada.After the inactivation control, a corrective action can be taken as indicated depending on the particular cause of triggering (it may require repeating one or more preceding steps), and the treatment irradiation then restarted until a fraction of the desired beam is administered.

(i) En el control de inactivacion por umbral de movimiento, tal como la Subseccion 1 mas adelante, todas o partes de las etapas de alineamiento y posicionamiento 2540-2455 generalmente se repiten para poner el centro del haz en alineamiento con el centro de la diana, antes de completar la fraccion de tratamiento.(i) In the motion threshold inactivation control, such as Subsection 1 below, all or parts of the alignment and positioning steps 2540-2455 are generally repeated to bring the center of the beam into alignment with the center of the target, before completing the treatment fraction.

(ii) En algunos casos, tal como las condiciones del sistema transitorias en la Subseccion 2 mas adelante, la accion correctora puede implicar correcciones breves del sistema que no requieren la repeticion de etapas de pre-radiacion 2555 o antes, y el tratamiento puede reiniciarse en la etapa 2560. En otros casos, puede no ser necesario repetir completamente las acciones de posicionamiento incluidas en las etapas 2450-2550, pero puede ser deseable la verificacion del alineamiento y posicion (visualmente o por procesador de imagenes) antes de reiniciar el tratamiento.(ii) In some cases, such as the transitory system conditions in Subsection 2 below, the corrective action may involve brief system corrections that do not require repetition of pre-radiation stages 2555 or earlier, and the treatment may be restarted. in step 2560. In other cases, it may not be necessary to completely repeat the positioning actions included in steps 2450-2550, but verification of alignment and position (visually or by image processor) may be desirable before restarting the treatment. .

(iii) si el control de inactivacion se desencadena por desacoplamiento del limbo 26 y lente de grna ocular 120, como en el ejemplo de la Subseccion 3 mas adelante, la accion correctora puede incluir repetir las etapas de posicionamiento de la grna ocular 2530 y 2354 asf como las etapas 2450-2550.(iii) if the inactivation control is triggered by decoupling of the blade 26 and eyepiece lens 120, as in the example of Subsection 3 below, the corrective action may include repeating the positioning stages of the eyepiece 2530 and 2354 as well as steps 2450-2550.

Los ejemplos de criterios de control de inactivacion pueden incluir uno o mas de:Examples of inactivation control criteria may include one or more of:

1. Superar el umbral de movimiento retinal. Como se describe en la presente memoria y en las solicitudes incorporadas, los datos de seguimiento del ojo pueden emplearse para determinar uno o mas valores de discrepancia o error sobre la base de un movimiento de la diana o distribucion de dosis relacionada con movimiento, tal como un desplazamiento maximo de la diana, un vector de desplazamiento acumulativo de la retina, un indicador de la distribucion de la dosis, o semejantes. El valor del error puede a su vez compararse en una base de tiempo real con un valor umbral de control de inactivacion para desencadenar un evento de control de inactivacion. Opcionalmente, pueden usarse algoritmos de seguimiento del ojo para seguir el movimiento o dosis respecto a estructuras no diana, tal como el limbo, lente del ojo, nervio optico y semejantes, con umbrales de control de inactivacion respectivos.1. Exceed the threshold of retinal movement. As described herein and in the incorporated applications, eye tracking data can be used to determine one or more discrepancy or error values based on a movement of the target or dose distribution related to movement, such as a maximum displacement of the target, a cumulative displacement vector of the retina, an indicator of the dose distribution, or the like. The error value can in turn be compared on a real-time basis with an inactivation control threshold value to trigger an inactivation control event. Optionally, eye tracking algorithms can be used to track movement or dose with respect to non-target structures, such as the limbus, eye lens, optic nerve and the like, with respective inactivation control thresholds.

(a) En una realizacion de ejemplo de umbral de movimiento para una region diana retinal, el valor del error puede ser la magnitud escalar real de un vector de suma que representa movimiento de la diana retinal acumulativo derivado de una base de incremento en el tiempo (por ejemplo, velocidad marco por marco de la camara o velocidad de un sub-muestreo seleccionado) de los datos de seguimiento del ojo. Por ejemplo, las entradas del vector pueden incluir(a) In an example embodiment of a movement threshold for a retinal target region, the error value may be the actual scalar magnitude of a sum vector representing cumulative retinal target movement derived from a time-increasing base. (for example, frame rate per frame of the camera or speed of a selected subsample) of the eye tracking data. For example, vector entries may include

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componentes en las direcciones X e Y del plano de la diana retinal, indicando las desviaciones X e Y a cada tiempo medido del centro del haz desde el centro de la diana. El vector de suma acumula estos componentes como cantidades de vector direccionales, representando la magnitud escalar la distancia radial desde el centro de la diana del vector suma (rafz cuadrada de la suma de los cuadrados de los componentes). Dicha magnitud del vector suma representa el error de desplazamiento acumulativo ponderado en el tiempo en la posicion del centro del punto del haz desde el punto central de la diana retinal planeado. El vector puede ser lineal, o alternativamente tener una ponderacion de distancia cuadratica u otra no lineal para des-enfatizar pequenas fluctuaciones en la posicion (por ejemplo, fluctuacion o vibracion) respecto a desplazamiento mayores, continuos. Despues de alcanzar un umbral de magnitud escalar pre-seleccionado, puede desencadenarse el control de inactivacion (interrupcion) de la fuente de rayos X.components in the X and Y directions of the plane of the retinal target, indicating the X and Y deviations at each time measured from the center of the beam from the center of the target. The sum vector accumulates these components as directional vector quantities, representing the magnitude scaling the radial distance from the center of the target of the sum vector (square root of the sum of the squares of the components). This magnitude of the sum vector represents the time-weighted cumulative displacement error at the center position of the beam point from the central point of the planned retinal target. The vector can be linear, or alternatively have a quadratic or non-linear distance weighting to emphasize small fluctuations in position (eg, fluctuation or vibration) with respect to greater, continuous displacements. After reaching a pre-selected scalar magnitude threshold, the inactivation (interruption) control of the X-ray source can be triggered.

(b) Puede determinarse una distribucion de la dosis "sin movimiento" calibrada experimentalmente y/o informaticamente (por ejemplo, simulacion Monte Carlo y/o medidas de punto del haz radiograficas) que representa la distribucion de la dosis bien en la region diana (por ejemplo, superficie de la macula) o en cualquier otra localizacion del tejido en o adyacente al camino del haz de radiacion. A partir de la distribucion de la dosis calibrada, puede determinarse una distribucion de la dosis con incremento de tiempo equivalente para un incremento de tiempo deseado (por ejemplo, velocidad de marco de video). El movimiento de la retina o de otro tejido puede derivarse entonces a partir de los datos de seguimiento del ojo como se describe en la presente memoria, y dichos datos de movimiento pueden usarse para ser modulados con la distribucion de la dosis con incremento de tiempo para rendir una contribucion para incremento de tiempo a una distribucion de dosis acumulativa que tiene en cuenta el movimiento del ojo medido. Dicha distribucion de la dosis modulada por movimiento puede usarse para validar o determinar un valor umbral de movimiento como en 1(a) anteriormente mediante la determinacion de la distribucion de la dosis en el punto de desencadenamiento del control de inactivacion. Alternativamente, la distribucion de la dosis modulada por movimiento puede usarse para evaluar la idoneidad del nivel de dosis del tratamiento en la region diana planeada 318.(b) A "no movement" dose distribution can be determined experimentally and / or informatically calibrated (for example, Monte Carlo simulation and / or radiographic beam spot measurements) representing the dose distribution well in the target region ( for example, surface of the macula) or in any other location of the tissue in or adjacent to the path of the radiation beam. From the distribution of the calibrated dose, a dose distribution with equivalent time increment can be determined for a desired time increase (eg, video frame rate). The movement of the retina or other tissue can then be derived from the eye tracking data as described herein, and said movement data can be used to be modulated with the dose distribution with increased time to make a contribution to increase the time to a cumulative dose distribution that takes into account the movement of the measured eye. Said distribution of the motion-modulated dose can be used to validate or determine a movement threshold value as in 1 (a) above by determining the distribution of the dose at the trigger point of the inactivation control. Alternatively, the distribution of the motion-modulated dose can be used to assess the adequacy of the dose level of the treatment in the planned target region 318.

(c) Alternativamente, la distribucion de la dosis modulada por movimiento de 1(b) puede determinarse en una base de tiempo real en cualquier localizacion anatomica deseada en la distribucion, y dicha dosis puede compararse con un umbral de dosis que puede usarse para desencadenar el control de inactivacion. Por ejemplo, una dosis acumulativa maxima en el borde del disco optico puede usarse para desencadenar el control de inactivacion.(c) Alternatively, the distribution of the motion-modulated dose of 1 (b) can be determined on a real-time basis at any desired anatomical location in the distribution, and said dose can be compared with a dose threshold that can be used to trigger Inactivation control. For example, a maximum cumulative dose at the edge of the optical disc can be used to trigger the inactivation control.

(d) Alternativamente o adicionalmente, la distribucion de dosis acumulativa determinada en tiempo real de 1(c) puede evaluarse en la region diana planeada, y puede usarse para desencadenar la terminacion del tratamiento a un perfil de tratamiento de la diana deseado, incluyendo efectos de la distribucion de la dosis del ojo relacionada con movimiento. Los ejemplos incluyen desencadenar el control de inactivacion-terminacion despues de (i) alcanzar un nivel de dosis de tratamiento maximo seleccionado en el punto de mayor dosis en una region diana definida; (ii) alcanzar un nivel de dosis de tratamiento mmimo seleccionado en el punto de menor dosis en una region diana definida; (iii) alcanzar una dosis promedio seleccionada en una region diana definida; (iv) una combinacion de estos (por ejemplo, alcanzar al menos una dosis promedio seleccionada despues de conseguir un mmimo de punto bajo seleccionado); o semejantes.(d) Alternatively or additionally, the cumulative dose distribution determined in real time of 1 (c) can be evaluated in the planned target region, and can be used to trigger the termination of treatment to a desired target treatment profile, including effects of the distribution of the dose of the eye related to movement. Examples include triggering inactivation-termination control after (i) reaching a maximum treatment dose level selected at the point of highest dose in a defined target region; (ii) reach a minimum treatment dose level selected at the point of lowest dose in a defined target region; (iii) reach a selected average dose in a defined target region; (iv) a combination of these (for example, reaching at least one selected average dose after achieving a minimum selected low); or similar.

2. Diagnosticos funcionales a nivel del sistema. El control de inactivacion puede desencadenarse por condiciones de error o de fallo, tal como perdida de seguimiento del ojo por el sistema, perdida de seguimiento del limbo, u otro fallo basado en el sistema que se considera una justificacion para la interrupcion del tratamiento con radiacion, por ejemplo, debido a condiciones electronicas, condiciones de la camara, condiciones de iluminacion, bloqueo inadvertido o interferencia con la formacion de imagenes, y semejantes. Alternativamente o adicionalmente, el procesador 501 puede determinar y monitorizar un numero seleccionado de diferentes condiciones de diagnostico que pueden usarse para desencadenar el control de inactivacion, tal como parametros del tubo de rayos X, parametros de iluminacion, posicion del puntero laser 1410 seguida respecto al limbo (aclaramiento del limbo), y semejantes.2. Functional diagnostics at the system level. The inactivation control can be triggered by error or failure conditions, such as loss of eye tracking by the system, loss of limbo tracking, or other system-based failure that is considered a justification for interruption of radiation treatment. , for example, due to electronic conditions, camera conditions, lighting conditions, inadvertent blocking or interference with the formation of images, and the like. Alternatively or additionally, processor 501 can determine and monitor a selected number of different diagnostic conditions that can be used to trigger inactivation control, such as X-ray tube parameters, illumination parameters, laser pointer position 1410 followed with respect to limbo (limbo clearance), and the like.

3. Interbloqueos a nivel de paciente. Alternativamente o adicionalmente, el procesador 501 puede determinar y monitorizar un numero seleccionado de condiciones de interbloqueo o de diagnostico basadas en el paciente que pueden usarse para desencadenar el o control de inactivacion.3. Patient level interlocks. Alternatively or additionally, the processor 501 can determine and monitor a selected number of patient-based interlock or diagnostic conditions that can be used to trigger the inactivation control.

(a) Estas pueden incluir senales de sensor de interbloqueo del paciente espedficas, tal como que indican desconexion de los fijadores de restriccion de la cabeza, desconexion del montaje de la lente de la grna ocular (vease la etapa 2534); sensores de contacto de la empunadura del paciente 163 (Vease la FIG. 1A), y semejantes.(a) These may include specific patient interlock sensor signals, such as indicating disconnection of head restraint fasteners, disconnection of the eyeglass lens assembly (see step 2534); contact sensors of the patient's grip 163 (See FIG. 1A), and the like.

(b) La condicion basada en el paciente tambien puede determinarse por procesamiento/reconocimiento de imagenes de una o mas camaras u otros sensores remotos. Por ejemplo, las posiciones relativas de la grna ocular 110 y limbo 26 pueden monitorizarse continuamente durante el tratamiento mediante seguimiento del ojo basado en camara y compararse frente a un umbral seleccionado que indica desconexion o desacoplamiento de la lente de la grna ocular 120 del ojo del paciente (tal como por deslizamiento de la lente sobre la cornea). Una condicion de error puede determinarse para desencadenar el control de inactivacion de la radiacion. (c) En un ejemplo adicional, las realizaciones de control de inactivacion por compensacion de "parpadeo" transitorio se describen en la Solicitud co- inventada No. 61/093.092 presentada el 29 de agosto, 2008. Las realizaciones de control de inactivacion transitorio(b) The patient-based condition can also be determined by image processing / recognition of one or more cameras or other remote sensors. For example, the relative positions of the eyepiece 110 and limbus 26 can be continuously monitored during treatment by tracking the camera-based eye and compared against a selected threshold indicating disconnection or decoupling of the eyepiece lens 120 from the eye of the eye. patient (such as sliding the lens over the cornea). An error condition can be determined to trigger the radiation inactivation control. (c) In a further example, the transient "flicker" compensation inactivation control embodiments are described in Co-invented Application No. 61 / 093,092 filed on August 29, 2008. The transient inactivation control embodiments

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compensan desplazamientos repentinos, breves, de gran magnitud, generalmente verticales que resultan del parpadeo involuntario o movimientos espasmodicos del ojo, tipicamente seguidos de una vuelta rapida a una posicion del ojo generalmente bien alineada. Estos movimientos del ojo pueden detectarse rapidamente por seguimiento del ojo basado en imagen para desencadenar una respuesta rapida de control de inactivacion de la radiacion. La radiacion del tratamiento puede automaticamente reiniciarse, bien despues de un retraso de tiempo fijado o una confirmacion de realineamiento automatica. Este control de inactivacion de tipo "parpadeo" puede usarse independientemente o en combinacion con el control de inactivacion por umbral de movimiento retinal descrito en la Subseccion 1 anteriormente.they compensate for sudden, brief, large displacements, usually vertical that result from involuntary blinking or jerky eye movements, typically followed by a rapid return to a generally well aligned position of the eye. These eye movements can be detected quickly by image-based eye tracking to trigger a rapid response of radiation inactivation control. The radiation of the treatment can be automatically restarted, either after a set time delay or an automatic realignment confirmation. This "flicker" inactivation control can be used independently or in combination with the retinal threshold threshold inactivation control described in Subsection 1 above.

Etapa 2540Stage 2540

Liberar el soporte del ojo - Despues del tratamiento, el paciente puede liberarse de la grna ocular 110 (por ejemplo, liberacion de la succion por vado) y sujecion de la cabeza 160.Release the eye support - After treatment, the patient can be released from the eyepiece 110 (for example, release of suction by vacuum) and head support 160.

VB. Metodos de alineamiento de imagen a nivel de pixelVB Pixel level image alignment methods

En determinadas realizaciones que tienen aspectos de la invencion, el reconocimiento y procesamiento de imagenes puede realizarse convenientemente y ventajosamente en un nivel de pixel digital de resolucion de camara sobre la base de senales de imagen de la camara (por ejemplo, las camaras 401, 402), tal como un marco de video seleccionado que representa una imagen en un tiempo de captura de imagen definido. El metodo de alineamiento del ojo de la Etapa 2540 puede aplicarse de forma similar al alineamiento de otras caractensticas anatomicas como una etapa que lleva a cabo el tratamiento con un dispositivo de radiacion.In certain embodiments that have aspects of the invention, image recognition and processing can be conveniently and advantageously performed at a digital pixel level of camera resolution based on camera image signals (for example, cameras 401, 402 ), such as a selected video frame that represents an image at a defined image capture time. The method of alignment of the eye of Step 2540 can be applied similarly to the alignment of other anatomical features as a stage that carries out the treatment with a radiation device.

Los datos de imagen de marco de video convencional pueden almacenarse para procesamiento de una manera conocida en las tecnicas electronicas, tal como definiendo una matriz bidimensional de datos de pfxeles en una memoria de ordenador, en el que cada elemento de la matriz se mapea en una posicion de pixel particular de la imagen de la camara y en el que cada elemento de la matriz esta asociado con uno o una pluralidad de valores que indican el color y/o intensidad de los pfxeles. Por ejemplo, valores de pixel codificados por color 24-bit RBG de una matriz para dimensiones de imagenes de 1.000x1.000 pfxeles pueden almacenarse. Cuando la captura de la imagen se focaliza y delimita por un area espedfica de interes, (por ejemplo, una parte de la cara del paciente incluyendo un ojo, parpados del ojo y superficie de piel adyacente), la posicion del pixel puede mapearse a un punto particular en el area de interes. Por ejemplo, cuando el area de interes es un area de aproximadamente 10 cm x 10 cm de la cara del paciente, cada pixel de una imagen de 1 Mega-pfxel representa aproximadamente una region de aproximadamente 0,1 mm x 0,1 mm, o aproximadamente una resolucion de 100 micrometros. Una imagen de 4 Mega-pfxeles representa aproximadamente una region de aproximadamente 0,05 mm x 0,05 mm, o aproximadamente una resolucion de 50 micrometros.Conventional video frame image data can be stored for processing in a manner known in electronic techniques, such as defining a two-dimensional array of pixel data in a computer memory, in which each element of the matrix is mapped into a particular pixel position of the camera image and in which each element of the matrix is associated with one or a plurality of values that indicate the color and / or intensity of the pixels. For example, 24-bit RBG color-coded pixel values of an array for image dimensions of 1,000x1,000 pixels can be stored. When the image capture is focused and delimited by a specific area of interest, (for example, a part of the patient's face including an eye, eyelids and adjacent skin surface), the pixel position can be mapped to a particular point in the area of interest. For example, when the area of interest is an area of approximately 10 cm x 10 cm of the patient's face, each pixel of a 1 Megapixel image represents approximately a region of approximately 0.1 mm x 0.1 mm, or approximately a resolution of 100 micrometers. A 4 Megapixel image represents approximately a region of approximately 0.05 mm x 0.05 mm, or approximately a resolution of 50 micrometers.

La camara de formacion de imagenes puede alinearse convenientemente con los ejes del sistema de coordenadas de radioterapia (o alternativamente, en una orientacion y posicion conocidas respecto al sistema de coordenadas). Por ejemplo, una camara axial puede alinearse de manera que el eje optico de la camara es paralelo al eje Z del sistema, y de manera que el pixel central del chip sensor de la camara corresponde exactamente al eje Z del sistema. Para esta orientacion, la camara "ve" su campo de vision en relacion directa con el origen del plano X-Y del sistema, como se muestra en la FIG. 21C(2). Las desviaciones y direcciones de las caractensticas con imagenes formadas pueden medirse entonces en escala de pfxeles en este marco de referencia.The imaging camera may conveniently align with the axes of the radiotherapy coordinate system (or alternatively, in a known orientation and position with respect to the coordinate system). For example, an axial camera can be aligned so that the optical axis of the camera is parallel to the Z axis of the system, and so that the central pixel of the camera's sensor chip corresponds exactly to the Z axis of the system. For this orientation, the camera "sees" its field of vision in direct relation to the origin of the X-Y plane of the system, as shown in FIG. 21C (2). The deviations and directions of the features with formed images can then be measured in pixel scale in this frame of reference.

El almacenamiento de los datos de imagenes puede continuar para marcos de video posteriores. Si se desea, el procesamiento de la imagen y el reconocimiento de caractensticas puede llevarse a cabo en base de tiempo real en todos, o una sub-muestra seleccionada, de los marcos de video capturados. La resolucion del sensor de la camara y tamano de las imagenes (por ejemplo, chip sensor de imagen CCD convencional), velocidad de captura del marco, y otros parametros de formacion de imagenes pueden seleccionarse en consideracion de componentes opticos y mecanicos asociados, para optimizar el rendimiento del sistema, coste, velocidad y semejantes, como se conoce en las tecnicas electronicas.Image data storage can continue for subsequent video frames. If desired, image processing and feature recognition can be carried out on a real-time basis in all, or a selected sub-sample, of the captured video frames. The resolution of the camera sensor and image size (for example, conventional CCD image sensor chip), frame capture speed, and other image formation parameters can be selected in consideration of associated optical and mechanical components, to optimize system performance, cost, speed and the like, as is known in electronic techniques.

En referencia a la vista de la camara axial mostrada en la FIG. 21C(2), en un ejemplo de realizacion del sub-metodo, el procesador 501 puede programarse con un codigo de software adecuado, actuando en los datos de imagen en la memoria del ordenador, para llevar a cabo todas o una parte de las sub-etapas de un algoritmo de alineamiento de imagenes, incluyendo:Referring to the view of the axial chamber shown in FIG. 21C (2), in an example of realization of the sub-method, the processor 501 can be programmed with a suitable software code, acting on the image data in the computer memory, to carry out all or a part of the sub -Stages of an image alignment algorithm, including:

(a) Identificar un pixel de la imagen que representa el eje central de la grna ocular. Por ejemplo, el procesador puede:(a) Identify a pixel of the image that represents the central axis of the eyepiece. For example, the processor can:

(i) determinar la parte de la imagen incluyendo el poste de centro marcador fiduciario 1 (por ejemplo, contrastando la deteccion del borde);(i) determine the part of the image including the fiduciary marker center post 1 (for example, contrasting the edge detection);

(ii) determinar el centro geometrico del area de la imagen del marcador fiduciario; y(ii) determine the geometric center of the area of the fiduciary marker image; Y

(iii) seleccionar el pixel que se encuentra mas cerca del centro del marcador fiduciario.(iii) select the pixel that is closest to the center of the fiduciary marker.

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(b) Determinar que la grna ocular 110 esta alineada con la camara (eje Z del sistema). Por ejemplo, el procesador puede:(b) Determine that the eyepiece 110 is aligned with the camera (system Z axis). For example, the processor can:

(i) repetir la etapa (a) respecto a cada uno de los marcadores fiduciarios 2 y 3 para seleccionar un pixel que representa el centro de cada marcador fiduciario;(i) repeat step (a) with respect to each of the fiduciary markers 2 and 3 to select a pixel that represents the center of each fiduciary marker;

(ii) calcular la distancia centro a centro horizontal (X) entre cada uno de los marcadores fiduciarios 2 y 3 y el marcador fiduciario 1 (por ejemplo, numero de cuentas de los pfxeles que intervienen);(ii) calculate the center-to-center horizontal distance (X) between each of the fiduciary markers 2 and 3 and the fiduciary marker 1 (for example, number of accounts of the pixels involved);

(iii) determinar si los marcadores fiduciarios 2 y 3 son equidistantes del marcador fiduciario 1 (sin inclinacion horizontal) [*opcionalmente presentar cualquier magnitud de error al operador];(iii) determine whether fiduciary markers 2 and 3 are equidistant from fiduciary marker 1 (without horizontal inclination) [* optionally present any magnitude of error to the operator];

(iv) calcular el desplazamiento vertical (Y) de los marcadores fiduciarios 2 y 3 del marcador fiduciario 1;(iv) calculate the vertical displacement (Y) of fiduciary markers 2 and 3 of fiduciary marker 1;

(v) determinar si los marcadores fiduciarios 2 y 3 se encuentran en una lmea horizontal que incluye el marcador fiduciario 1 (sin inclinacion vertical) [*opcionalmente presentar cualquier magnitud de error Y y 0 al operador];(v) determine whether fiduciary markers 2 and 3 are in a horizontal line that includes fiduciary marker 1 (without vertical inclination) [* optionally present any magnitude of error Y and 0 to the operator];

(vi) determinar si el pixel que representa el centro de la grna ocular esta localizado en (0,0) del eje Z del sistema de la imagen (pixel central de la imagen de la camara) [opcionalmente presentar cualquier magnitud del error X e Y al operador];(vi) determine if the pixel representing the center of the eyeglass is located at (0,0) of the Z axis of the image system (central pixel of the camera image) [optionally present any magnitude of error X e And to the operator];

(vii) determinar, si (iii), (v) y (vi) son ciertos, que la grna ocular 110 esta alineada con el eje Z del sistema [*opcionalmente comparar con umbrales de tolerancia seleccionados y presentar conformidad o no conformidad al operador];(vii) determine, if (iii), (v) and (vi) are true, that the eyepiece 110 is aligned with the Z axis of the system [* optionally compare with selected tolerance thresholds and present conformity or nonconformity to the operator ];

(c) Determinar la localizacion del centro del limbo 26 en el sistema de coordenadas.(c) Determine the location of the center of limbo 26 in the coordinate system.

Por ejemplo, el procesador puede:For example, the processor can:

(i) determinar la parte de la imagen incluyendo toda o la parte expuesta del lfmite del limbo (por ejemplo, contrastando la deteccion del borde) e identificar las localizaciones de los pfxeles correspondientes a la imagen del lfmite del limbo;(i) determine the part of the image including all or the exposed part of the limit of the limbus (for example, contrasting the edge detection) and identify the locations of the pixels corresponding to the image of the limit of the limbus;

(ii) determinar matematicamente una forma con el "mejor ajuste " correspondiente a los datos del lfmite del limbo, por ejemplo, usando las localizaciones de los pfxeles del lfmite como entradas para determinar una ecuacion para un drculo o elipse con la menor funcion de error;(ii) mathematically determine a form with the "best fit" corresponding to the limit limit data, for example, using the limit pixel locations as inputs to determine an equation for a circle or ellipse with the least error function ;

(iii) calcular el centro de la forma con "mejor ajuste", e identificar el pixel de la imagen mas cercano al centro.(iii) calculate the center of the shape with "best fit", and identify the pixel of the image closest to the center.

(d) Determinar cualquier desviacion de la localizacion del centro del limbo 26 de cualquiera o ambos de los ejes Z del sistema. Por ejemplo, el procesador puede calcular el desplazamiento horizontal (X) y vertical (Y) del centro del limbo a partir del pixel que representa el eje Z del sistema (por ejemplo, contando los pfxeles verticales y horizontales que intervienen) [*opcionalmente presentando los valores X e Y al operador].(d) Determine any deviation from the location of the center of the limbus 26 of either or both of the Z axes of the system. For example, the processor can calculate the horizontal (X) and vertical (Y) displacement of the center of the limbus from the pixel representing the Z axis of the system (for example, by counting the vertical and horizontal pixels involved) [* optionally presenting the X and Y values to the operator].

(e) Registrar las posiciones y/o orientaciones determinadas en las etapas (a-d) de uno o ambos de la grna ocular 110 y el limbo 26 en un modelo de ojo virtual, por ejemplo, geometna anatomica del ojo almacenada en la memoria del ordenador. Por ejemplo, el modelo de ojo puede incluir adicionalmente datos espedficos del paciente medidos y/o imagenes tal como la longitud axial del ojo, y una imagen escalada OCT o fundus.(e) Record the positions and / or orientations determined in the stages (ad) of one or both of the eyepiece 110 and the blade 26 in a virtual eye model, for example, anatomical geometry of the eye stored in the computer memory . For example, the eye model may additionally include specific patient data measured and / or images such as the axial length of the eye, and an OCT or fundus scaled image.

(f) Calcular la posicion de la retina (u otras estructuras) en el sistema de coordenadas sobre la base del modelo de ojo registrado.(f) Calculate the position of the retina (or other structures) in the coordinate system based on the registered eye model.

Como se ha descrito anteriormente respecto a la FIG. 21A, el posicionamiento de la grna ocular 110 respecto al limbo 26 en la superficie del ojo puede ajustarse hasta que el alineamiento limbo-a-lente (medido en la etapa (d) anterior) se reduce hasta tan cerca de cero como se desee. Asimismo, el alineamiento de la grna ocular 110 respecto al eje Z del sistema puede ajustarse (por ejemplo, por el posicionador 600 en la FIG. 1A) hasta que el error de alineamiento de la grna ocular (medido en la etapa (b) anterior) se reduce hasta tan cerca de cero como se desee.As described above with respect to FIG. 21A, the positioning of the eyepiece 110 with respect to the limb 26 on the surface of the eye can be adjusted until the limbo-to-lens alignment (measured in step (d) above) is reduced to as close to zero as desired. Also, the alignment of the eyepiece 110 with respect to the Z axis of the system can be adjusted (for example, by the positioner 600 in FIG. 1A) until the alignment error of the eyepiece (measured in step (b) above) ) is reduced to as close to zero as desired.

Un metodo relacionado tiene aspectos de la invencion, incluyendo un algoritmo para alinear una parte del cuerpo con un dispositivo de radiacion, puede resumirse: (a) definir un eje normal para dicha parte del cuerpo; (b) alinear dicho eje normal con un pixel en una imagen de la camara que visualiza dicha parte del cuerpo; y (c) ligar dicho pixel en dicha imagen de la camara con un marco de coordenadas de un sistema de posicionamiento robotico ligando de esta manera dicho eje normal de la parte del cuerpo con un eje del sistema de posicionamiento robotico.A related method has aspects of the invention, including an algorithm for aligning a body part with a radiation device, can be summarized: (a) defining a normal axis for said body part; (b) aligning said normal axis with a pixel in an image of the camera that visualizes said part of the body; and (c) linking said pixel in said camera image with a coordinate frame of a robotic positioning system thereby linking said normal axis of the body part with an axis of the robotic positioning system.

El algoritmo puede comprender ademas determinar la distancia entre dicha parte del cuerpo y dicho sistema de posicionamiento robotico en el que dicha distancia se mide a lo largo de dicho eje normal. El algoritmo puede comprender ademas definir una etapa normal que comprende localizar los marcadores fiduciarios en dicha parte del cuerpo. El algoritmo puede incluir que la deteccion de dichos marcadores fiduciarios dirige dicho alineamiento deThe algorithm may further comprise determining the distance between said body part and said robotic positioning system in which said distance is measured along said normal axis. The algorithm may further comprise defining a normal stage that comprises locating fiduciary markers in said body part. The algorithm may include that the detection of said fiduciary markers directs said alignment of

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dicho eje normal, tal como cuando los marcadores fiduciarios estan unidos a un dispositivo que contacta la esclera de un ojo, y que puede tener un miembro de contacto ajustado al limbo del ojo. El algoritmo puede incluir que una longitud axial de un ojo se use para definir una posicion en la retina del ojo y dicha posicion se utiliza para definir el movimiento a una macula desde dicha posicion.said normal axis, such as when the fiduciary markers are attached to a device that contacts the sclera of an eye, and which may have a contact member adjusted to the eye blade. The algorithm may include that an axial length of an eye be used to define a position in the retina of the eye and said position is used to define movement to a macula from said position.

V.C. Posicionamiento de la guia ocular y retraccion del parpadoV.C. Positioning of the eye guide and eyelid retraction

Las FIGS. 22 y 23 son dibujos del ojo de un paciente que muestran dos diferentes realizaciones de una gma ocular 110 que tiene aspectos de la invencion como conectada con el ojo en una posicion operativa, en este caso con el ojo sustancialmente como aparece cuando se alinea con el eje de alineamiento del ojo 2810 del sistema de radioterapia 10. La lente de la guia ocular 120 se muestra aproximadamente centrada en el limbo 26, estando soportada la lente por el brazo 180.FIGS. 22 and 23 are drawings of a patient's eye showing two different embodiments of an eye gma 110 having aspects of the invention as connected to the eye in an operative position, in this case with the eye substantially as it appears when aligned with the axis of alignment of the eye 2810 of the radiotherapy system 10. The lens of the eye guide 120 is shown approximately centered on the limbus 26, the lens being supported by the arm 180.

En el ejemplo de la FIG. 22, la guia ocular 110 incluye uno o mas marcadores fiduciarios reflectantes (como se describe adicionalmente en la presente memoria), en este ejemplo que tienen dos o mas marcadores fiduciarios 240 posicionados de manera espaciada entre sf en la lente 120, y uno o mas marcadores fiduciarios 250 posicionados en la corona del poste del centro 222. En este ejemplo, el poste del centro tambien puede incluir una superficie con espejo 230, que puede usarse para seguir el alineamiento con un puntero de baliza o haz laser axial, como se describe adicionalmente en la presente memoria (veanse tambien las FIGS. 2AB y 29-31). La realizacion de la guia ocular mostrada es del tipo empleado durante la adquisicion de los datos de seguimiento del ojo del ejemplo mostrado en la FIG. 26A-E, usando un sistema de alineamiento/seguimiento del ojo que tiene un puntero laser de baja energfa centrado en el eje de alineamiento 403 (vease la FIG. 4).In the example of FIG. 22, the eye guide 110 includes one or more reflective fiduciary markers (as further described herein), in this example having two or more fiduciary markers 240 positioned spaced apart between sf in lens 120, and one or more fiduciary markers 250 positioned in the center post crown 222. In this example, the center post can also include a mirror surface 230, which can be used to follow the alignment with a beacon pointer or axial laser beam, as described additionally herein (see also FIGS. 2AB and 29-31). The embodiment of the eye guide shown is of the type used during the acquisition of the eye tracking data of the example shown in FIG. 26A-E, using an eye alignment / tracking system that has a low energy laser pointer centered on the alignment axis 403 (see FIG. 4).

En este ejemplo, el parpado inferior se retrae hacia abajo por un retractor o especulo de parpado 320a para exponer un area de la esclera para la entrada del haz de tratamiento (vease la FIG. 46A y descripcion relacionada). El parpado superior puede montarse sobre la parte superior de la lente de la guia ocular 120, pero las camaras del sistema pueden seguir de forma efectiva ambas lentes de marcadores fiduciarios 240, y detectar y computar la imagen del limbo (como se describe adicionalmente), permitiendo que se determinen las posiciones de cada uno automaticamente (incluyendo extrapolaciones para partes cubiertas mostradas como lmeas discontinuas). El retractor 320a incluye una parte semejante a un gancho suave y no abrasiva 323 que comprende un bucle de hilo configurado para superponerse y conectar el parpado del ojo. El gancho del retractor 320a puede estar soportado de varias maneras alternativas (por ejemplo, sujeto con la mano, sujeto con cinta a un soporte, montado en una base, una traba elastica, o semejantes).In this example, the lower eyelid is retracted downwards by a retractor or eyelid speculum 320a to expose an area of the sclera for the entry of the treatment beam (see FIG. 46A and related description). The upper eyelid can be mounted on top of the eye guide lens 120, but the cameras of the system can effectively follow both fiduciary marker lenses 240, and detect and compute the image of the limbus (as described further), allowing the positions of each one to be determined automatically (including extrapolations for covered parts shown as dashed lines). Retractor 320a includes a portion similar to a soft, non-abrasive hook 323 comprising a loop of yarn configured to overlap and connect the eyelid. The retractor hook 320a can be supported in several alternative ways (for example, held by hand, held with tape to a support, mounted on a base, an elastic lock, or the like).

La FIG. 23 muestra la realizacion de guia ocular alternativa 110 como conectada con el ojo 30 en una posicion operativa. La guia ocular mostrada es del tipo descrito con detalle en la presente memoria y mostrado en las FIGS. 24A-D y 25A y 25B. El parpado inferior en este ejemplo se retrae hacia abajo por la realizacion de retractor 320d (veanse las FIGS. 47-48 y descripcion relacionada), que tiene un miembro en gancho semejante a una cuchara suavemente curvado o con forma de montura no abrasivo 320c, opcionalmente compuesto por material radio-opaco.FIG. 23 shows the alternative eye guide embodiment 110 as connected to the eye 30 in an operative position. The eye guide shown is of the type described in detail herein and shown in FIGS. 24A-D and 25A and 25B. The lower eyelid in this example is retracted downwards by the embodiment of retractor 320d (see FIGS. 47-48 and related description), which has a hook member similar to a gently curved or non-abrasive saddle-shaped spoon 320c, optionally composed of radiopaque material.

Las FIGS. 24A-24D ilustran una realizacion de dispositivo de guia ocular 110 que tiene un patron de marcadores fiduciarios, la guia para uso en un sistema estabilizante del ojo que tiene aspectos de la invencion, mostrado en contacto con un ojo y representando el metodo para determinar alineamiento. En el ejemplo mostrado, la guia ocular no tiene una superficie de espejo, pero incluye 3 marcadores fiduciarios que tienen un material altamente reflectante (por ejemplo, "Scotchbright"), uno en la parte superior del poste del centro 222 (marcador fiduciario 1), y dos en el brazo cruzado 190 a cada lado del pivote del poste del centro 220 (marcadores fiduciarios 2, 3).FIGS. 24A-24D illustrate an embodiment of eye guide device 110 having a pattern of fiduciary markers, the guide for use in an eye stabilizer system that has aspects of the invention, shown in contact with an eye and representing the method for determining alignment . In the example shown, the eye guide does not have a mirror surface, but includes 3 fiduciary markers that have a highly reflective material (for example, "Scotchbright"), one at the top of the center post 222 (fiduciary marker 1) , and two in the crossed arm 190 on each side of the center post pivot 220 (fiduciary markers 2, 3).

La disposicion de los marcadores fiduciarios mostrada permite que una lente transparente 120 carezca de marcadores fiduciarios, lo que promueve el reconocimiento de la imagen digital del limbo. Ademas, la guia ocular puede ser seguida por el procesador de imagen de la camara sin una fuente de luz colimada y alineada (por ejemplo, un laser), y puede ser seguida bajo iluminacion simple, tal como LED posicionadas adyacentes al ojo.The arrangement of the fiduciary markers shown allows a transparent lens 120 to lack fiduciary markers, which promotes recognition of the digital image of the limbus. In addition, the eye guide can be followed by the camera's image processor without a collimated and aligned light source (for example, a laser), and can be followed under simple illumination, such as LEDs positioned adjacent to the eye.

Las FIGS. 24B-24D muestran una serie de vistas en perspectiva de una realizacion de la guia ocular 110 desde varias orientaciones diferentes al punto de vista, que puede ser una camara. La Vista B esta sustancialmente angular, de manera que los marcadores fiduciarios 1-3 forman un patron triangular 4, que puede medirse por metodos de reconocimiento de imagen. La Vista C es una menos angular y presenta un patron triangular mas pequeno correspondientemente. La vista D esta alineada con el punto de vista, y muestra una disposicion en lmea, con los catetos derecho (2-1) e izquierdo (3-1) iguales entre los marcadores fiduciarios. Observese que el patron alineado de la Vista D es muy facil de reconocer visualmente por el operador, bien directamente o como se presenta en una interfaz de usuario.FIGS. 24B-24D show a series of perspective views of an embodiment of the eye guide 110 from several different orientations to the point of view, which can be a camera. View B is substantially angular, so that fiduciary markers 1-3 form a triangular pattern 4, which can be measured by image recognition methods. View C is a less angular and has a correspondingly smaller triangular pattern. View D is aligned with the point of view, and shows a line layout, with the right (2-1) and left (3-1) legs between the fiduciary markers. Note that the aligned pattern of View D is very easy to recognize visually by the operator, either directly or as presented in a user interface.

Las FIGS. 25A-25B ilustran que la rotacion del poste del centro 222 alrededor del pivote 220 resultara en un desplazamiento del marcador fiduciario del centro 1 (en X o Y o ambos), incluso cuando el brazo de soporte de la guia ocular 190 es perpendicular al eje de vision.FIGS. 25A-25B illustrate that the rotation of the center post 222 around the pivot 220 will result in a displacement of the fiduciary marker of the center 1 (in X or Y or both), even when the eye guide support arm 190 is perpendicular to the axis Of vision.

IV.D. Ejemplo de metodo de alineamientoIV.D. Alignment Method Example

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Como se muestra en las FIGS. 3-5, el sistema de formacion de imagenes 410 tiene una posicion y orientacion conocidas respecto al sistema de posicionamiento de la fuente de rayos X 115 del sistema de radioterapia 10 en un sistema de coordenadas global. En realizaciones preferidas, el sistema de formacion de imagenes esta soportado para ser movible por el posicionador 115. Por ejemplo, como se muestra en las FIGS. 3B y 5, el sistema de formacion de imagenes 410 puede estar montado en al soporte de formacion de imagenes 412, que a su vez puede estar montado para moverse en concierto con el estadio xYz 416 mientras permanece independiente del actuador O 413 y el actuador 0 414.As shown in FIGS. 3-5, the imaging system 410 has a known position and orientation with respect to the positioning system of the X-ray source 115 of the radiotherapy system 10 in a global coordinate system. In preferred embodiments, the imaging system is supported to be movable by positioner 115. For example, as shown in FIGS. 3B and 5, the image formation system 410 may be mounted on the image formation support 412, which in turn may be mounted to move in concert with the stage xYz 416 while remaining independent of the actuator O 413 and the actuator 0 414

En un ejemplo de metodo usando realizaciones particulares de dispositivo y sub-metodo descritos con detalle en la presente memoria (por ejemplo, como se muestra en las FIGS. 1-2, y 23-25, usando los metodos mostrados en las FIGS. 21A-21E), el metodo puede incluirtodo o algo de lo siguiente:In an example method using particular embodiments of device and sub-method described in detail herein (for example, as shown in FIGS. 1-2, and 23-25, using the methods shown in FIGS. 21A -21E), the method may include or some of the following:

(a) Inicialmente, el paciente se posiciona en la sujecion de cabeza 160 del sistema 10, con la grna ocular 110 conectada y la lente 120 centrada en el limbo 26.(a) Initially, the patient is positioned in the head holder 160 of the system 10, with the eyepiece 110 connected and the lens 120 centered on the blade 26.

(b) El sistema de formacion de imagenes 410 se mueve a una posicion (por ejemplo, por el posicionador 115 movimiento X, Y y/o Z) donde los marcadores fiduciarios retro-reflectantes 1-3 de la Grna I 110 pueden verse por el sistema de formacion de imagenes 410 (por ejemplo, por las camaras 401-402 en las FIGS. 3A-3B comunicando con un procesador del sistema y un monitor del operador).(b) The imaging system 410 is moved to a position (for example, by the positioner 115 movement X, Y and / or Z) where the retro-reflective fiduciary markers 1-3 of the Grna I 110 can be seen by the imaging system 410 (for example, by cameras 401-402 in FIGS. 3A-3B communicating with a system processor and an operator monitor).

(c) Al procesarse los datos de imagen de los marcadores fiduciarios en informacion espacial (vease el diagrama de flujo de las FIGS. 27-28, el posicionador 115 puede configurarse para auto-alinear (o manualmente) al centro de la corona de la Grna I en X e Y (marcador fiduciario 2 del centro en las FIGS. 23-25).(c) When processing the image data of fiduciary markers in spatial information (see the flow chart of FIGS. 27-28, positioner 115 can be configured to auto-align (or manually) to the center of the crown of the Grna I in X and Y (fiduciary marker 2 of the center in FIGS. 23-25).

(d) El operador ajusta entonces el angulo de la Grna I hasta que esta orientado a lo largo del eje del sistema como se muestra en la FIG. 21C, por ejemplo, por rotacion alrededor del pivote de la grna ocular 220 por ajuste del posicionador de la grna ocular 600 a lo largo de los ejes X', Y' y/o Z'. Un auto-alineamiento adicional de los ejes X e Y del posicionador 115 pone el eje de la grna ocular en co-linealidad con el eje Z del sistema. En esta configuracion, el eje geometrico del ojo 2810 es colineal con el eje Z del posicionador 115.(d) The operator then adjusts the angle of the Grna I until it is oriented along the axis of the system as shown in FIG. 21C, for example, by rotation around the pivot of the eyepiece 220 by adjustment of the positioner of the eyepiece 600 along the axes X ', Y' and / or Z '. An additional self-alignment of the X and Y axes of the positioner 115 puts the axis of the eyeglass in co-linearity with the Z axis of the system. In this configuration, the geometric axis of the eye 2810 is collinear with the Z axis of the positioner 115.

(e) El posicionador 115 puede entonces desvirase en X e Y para desplazar el eje Z del sistema de alineamiento con el eje geometrico 2810 para alinear con eje de tratamiento desviado 2820 (X0, Y0 en la FIG. 21E). En un ejemplo de plan de tratamiento, este es un desplazamiento de 1,16 mm temporalmente (puede ser ± X dependiendo de si se esta tratando el ojo izquierdo o el derecho) y -0,47 mm caudalmente (-Y), como se muestra en la FIG. 21D. Observese que este desplazamiento puede hacerse alternativamente antes o despues de los ajustes de Z0 y O0.(e) The positioner 115 can then be deflected by X and Y to move the Z axis of the alignment system with the geometric axis 2810 to align with deviated treatment axis 2820 (X0, Y0 in FIG. 21E). In an example of a treatment plan, this is a shift of 1.16 mm temporarily (it may be ± X depending on whether the left or right eye is being treated) and -0.47 mm caudal (-Y), as shown in FIG. 21D. Note that this offset can be done alternately before or after the Z0 and O0 settings.

(f) Con la grna ocular 110 y el posicionador 115 alineados como se ha descrito, el posicionador 115 se mueve axialmente a lo largo del eje Z hasta que alcanza la posicion de tratamiento seleccionada (Z0 en la FIG. 21 E), y la fuente de rayos X 112 se rota alrededor del eje O al angulo de haz seleccionado (O0 en la FIG. 21 E). En esta configuracion, el punto de baliza laser 1410 esta dirigido para aparecer en el punto de entrada del haz 311 (veanse las FIGS. 3A y 4). El operador puede confirmar la posicion del haz y el aclaramiento del haz desde el limbo 26 por la presentacion visual mediante las camaras 401-402, y el sistema 10 puede confirmar el alineamiento por procesamiento y reconocimiento de imagenes tanto dela baliza laser como del limbo.(f) With the eyepiece 110 and the positioner 115 aligned as described, the positioner 115 moves axially along the Z axis until it reaches the selected treatment position (Z0 in FIG. 21 E), and the X-ray source 112 is rotated around the O axis at the selected beam angle (O0 in FIG. 21 E). In this configuration, the laser beacon point 1410 is directed to appear at the entry point of the beam 311 (see FIGS. 3A and 4). The operator can confirm the position of the beam and the clearance of the beam from the limbus 26 by the visual presentation by means of cameras 401-402, and the system 10 can confirm the alignment by processing and image recognition of both the laser beacon and the limbus.

(g) (i) En una practica de tratamiento preferida, el sistema se mantiene en esta configuracion en cuatro grados de libertad (X0, Y0, Z0, O0), y el re-posicionamiento estereotactico adicional del ensamblaje de la fuente de rayos X ensamblaje 420 se confina a la rotacion alrededor del posicionador del eje 0 115.(g) (i) In a preferred treatment practice, the system is maintained in this configuration at four degrees of freedom (X0, Y0, Z0, O0), and additional stereotactic re-positioning of the X-ray source assembly Assembly 420 is confined to rotation around the axis positioner 0 115.

(ii) Observese que cuando el eje de tratamiento 2820 a (X0, Y0) interseca un centro de la diana de la superficie de la retina 318 (por ejemplo, centro de la macula) y la combinacion de (Z0, O0) esta dirigida al camino del haz 1400 para intersecar el eje de tratamiento 2820 en el centro de la diana, la rotacion posterior alrededor del eje 0 causa que los caminos de haz estereotacticos describan un cono con el apice en el centro de la diana 318. La combinacion de (Z0, O0) tambien puede seleccionarse para proporcionar el aclaramiento del limbo 26 y lente del ojo 36, para tener puntos de entrada en la esclera 311i distribuidos espaciados entre sf en un arco aproximadamente circular fuera pero adyacente al limbo 26 (vease la FIG. 9).(ii) Note that when the treatment axis 2820 a (X0, Y0) intersects a center of the target of the surface of the retina 318 (for example, center of the macula) and the combination of (Z0, O0) is directed to the beam path 1400 to intersect the treatment axis 2820 in the center of the target, the subsequent rotation around the 0 axis causes the stereotactic beam paths to describe a cone with the apex at the center of the target 318. The combination of (Z0, O0) can also be selected to provide clearance of the blade 26 and lens of the eye 36, to have points of entry in the sclera 311i distributed spaced apart between one another in an approximately circular arc outside but adjacent to the blade 26 (see FIG. 9).

(iii) Por ejemplo, el primer haz de tratamiento puede estar en un angulo de 0 = 180°. Para conveniencia, un angulo 0 de 180 grados (referenciado de 0° norte) puede referirse como la posicion de 6 en punto (haz 1 en 01 en la FIG. 21E). Otras posiciones de tratamiento pueden seleccionarse ajustando el angulo 0, por ejemplo, haz 2 en 02 y haz 3 en 03, en posiciones aproximadamente "5 en punto" y "6 en punto" (0 “ 150° y 210°, respectivamente).(iii) For example, the first treatment beam may be at an angle of 0 = 180 °. For convenience, an angle 0 of 180 degrees (referenced from 0 ° north) can be referred to as the 6 o'clock position (beam 1 in 01 in FIG. 21E). Other treatment positions can be selected by adjusting angle 0, for example, make 2 in 02 and make 3 in 03, at positions approximately "5 o'clock" and "6 o'clock" (0 "150 ° and 210 °, respectively).

(iv) Alternativamente o en combinacion, el ajuste de otros DOF puede realizarse, dirigiendo el haz 1400 para adecuarse a un plan de tratamiento alternativo.(iv) Alternatively or in combination, the adjustment of other DOFs can be done by directing the beam 1400 to suit an alternative treatment plan.

V.E. Ejemplo de medidas del ojo y grna ocular basadas en imagenes.GO. Example of eye measurements and eye chart based on images.

La realizacion ejemplar del sistema de formacion de imagenes 410 puede configurarse para adquirir datos a una velocidad seleccionada para cada camara, y tipicamente el procesador procesa y calcula los datos a una velocidadThe exemplary embodiment of the imaging system 410 can be configured to acquire data at a selected rate for each camera, and typically the processor processes and calculates the data at a rate

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de actualizacion seleccionada, por ejemplo, aproximadamente 10-50 HZ. En un ejemplo, se hace un conjunto de medidas directas a una velocidad de actualizacion de 30 Hz, y se usa para calcular un conjunto adicional de medidas inferidas al actualizarse los datos.of selected update, for example, approximately 10-50 HZ. In one example, a set of direct measurements is made at an update rate of 30 Hz, and is used to calculate an additional set of inferred measurements when the data is updated.

Como se muestra en el ejemplo de grna ocular mostrado en las FIGS. 23-25, las medidas directas se realizan automaticamente usando un procesador de imagenes y software de reconocimiento de patron en una base marco por marco de las senales de entrada del video de la camara, e incluye:As shown in the example of eye gland shown in FIGS. 23-25, direct measurements are performed automatically using an image processor and pattern recognition software on a frame by frame basis of the camera's video input signals, and includes:

1 Posicion X-Y del centro del limbo del ojo.1 X-Y position of the center of the eye blade.

Visto desde la camara del sistema principal en eje 401.Seen from the main system camera on axis 401.

Localiza la transicion anatomica entre la oscuridad del iris y la luz de la esclera (margen del limbo 26 en la FIG. 9). Definido por el centro de masa del cfrculo con mejor ajuste usando software de deteccion del limbo.Locate the anatomical transition between the darkness of the iris and the light of the sclera (margin of limbus 26 in FIG. 9). Defined by the center of mass of the circle with better fit using limbo detection software.

Posicion X-Y del yugo de la grna ocular 110 Y (yugo o barra de acoplamiento en la FIG. 23).X-Y position of the eyepiece yoke 110 Y (yoke or tie bar in FIG. 23).

Visto desde la camara del sistema principal 401.Seen from the main system camera 401.

Localiza 2 marcadores fiduciarios en la barra de acoplamiento 190 (marcadores fiduciarios 2 y 3 en la FIG. 23). Definido por el centro de masa entre 2 marcadores fiduciarios (Yugo).Locate 2 fiduciary markers on coupling bar 190 (fiduciary markers 2 and 3 in FIG. 23). Defined by the center of mass between 2 fiduciary markers (Yoke).

Observese que las posiciones relativas de yugo 190 y corona.Note that the relative positions of yoke 190 and crown.

Posicion X-Y de la corona de la grna ocular 110.X-Y position of the crown of the eyepiece 110.

Vista desde la camara del sistema principal 401.View from the main system camera 401.

Usa luz infrarroja del banco de luces IR LED 406, cerca del eje de la camara 401.Use infrared light from the IR LED light bank 406, near the axis of camera 401.

Localiza el marcador fiduciario en la punta de la grna ocular 110 (marcador fiduciario 1 en la FIG. 23).Locate the fiduciary marker at the tip of the eyepiece 110 (fiduciary marker 1 in FIG. 23).

Definido por el centro de masa del marcador fiduciario (corona).Defined by the center of mass of the fiduciary marker (crown).

Posicion Z del yugo 190 de la grna ocular 110.Position Z of yoke 190 of eyepiece 110.

Visto desde la camara Z de rango fuera de eje 402.Seen from the Z-camera off-axis range 402.

Definido por el centro de masa entre los 2 marcadores fiduciarios en fiduciarios 2 y 3 en la FIG. 23).Defined by the center of mass between the 2 fiduciary markers in fiduciaries 2 and 3 in FIG. 2. 3).

Las medidas calculadas se realizan automaticamente usando procesadores tiempo real como medias directas se actualizan, e incluyen:The calculated measurements are performed automatically using real-time processors as direct averages are updated, and include:

5 Posicion X-Y de la lente base 120.5 Position X-Y of the base lens 120.

(a) Esta es una estimacion proyectada del centro de la lente base 120 aproximadamente en el mismo plano que la medida del limbo. Las entradas incluyen las medidas 2 y 3 (X-Y de yugo 190 y marcador fiduciario corona 1, respectivamente), que definen un eje longitudinal de la grna ocular, que puede extrapolarse de la geometna estructural conocida de la grna ocular 110 para determinar X-Y de la lente.(a) This is a projected estimate of the center of the base lens 120 approximately in the same plane as the measurement of the limbus. The inputs include measures 2 and 3 (yoke XY 190 and fiduciary crown marker 1, respectively), which define a longitudinal axis of the eyeglass, which can be extrapolated from the known structural geometry of the eyeglass 110 to determine XY of lens.

(b) Observese que las posiciones X-Y relativas detectadas del yugo 190 y marcador fiduciario corona 1 tambien definen un angulo del eje de la grna ocular respecto a las coordenadas del sistema 10 (analogo a "balanceo y guinada " de la grna ocular 110, designado aqrn como O de la grna ocular).(b) Note that the relative XY positions detected of yoke 190 and fiduciary crown marker 1 also define an angle of the axis of the eye gland relative to the coordinates of the system 10 (analogous to "rolling and guiding" of the eye gland 110, designated here as O of the eyepiece).

(c) Observese tambien que las posiciones verticales relativas detectadas de los marcadores fiduciarios 2 y 3 en el yugo 190 definen un angulo de la grna ocular en el plano X-Y del sistema (analogo al "viraje" de la grna ocular 110, descrito aqrn como 0 de la grna ocular). En determinadas realizaciones, esto puede controlarse en gran medida por el soporte de las sujeciones de cabeza y barbilla 160 y posicionador de la grna ocular 600, y el valor 0 de la grna ocular puede ser pequeno o despreciable.(c) Note also that the relative vertical positions detected of fiduciary markers 2 and 3 in yoke 190 define an angle of the eyegrow in the XY plane of the system (analogous to the "turn" of the eyewire 110, described here as 0 of the eyepiece). In certain embodiments, this can be largely controlled by the support of the head and chin fasteners 160 and positioner of the eyecup 600, and the value 0 of the eyecup can be small or negligible.

6 Acoplamiento limbo a lente.6 Limbo coupling to lens.

â–  Esta es una medida funcional sobre la base de la cantidad de movimiento relativo entre la posicion X-Y de la lente base 120 y la posicion X-Y del limbo 26.â–  This is a functional measure based on the relative amount of movement between the X-Y position of the base lens 120 and the X-Y position of the blade 26.

â–  El movimiento relativo que supera un valor umbral (por ejemplo, 500 micrometros) puede interpretarse como una indicacion de que la lente base 120 se ha desplazado de su localizacion original en el alineamiento del ojo o se ha desacoplado.â–  Relative movement that exceeds a threshold value (for example, 500 micrometers) can be interpreted as an indication that the base lens 120 has shifted from its original location in the eye alignment or has been decoupled.

la barra de acoplamiento (marcadores informaticos del sistema en una base enthe tie bar (computer system markers on a base in

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7 Posicion X-Y-Z de la diana retinal 318.7 Position X-Y-Z of the retinal target 318.

â–  Este calculo implica todos los parametros de movimiento detectados para estimar el movimiento relacionado en la parte posterior del ojo, inferido como movimiento de la diana retinal 318 (Veanse las realizaciones de las FIGS. 2936).â–  This calculation involves all motion parameters detected to estimate the related movement in the back of the eye, inferred as retinal target movement 318 (See the embodiments of FIGS. 2936).

â–  Los algoritmos y criterios de control de inactivacion son sobre la base de estos calculos (Veanse las realizaciones de las FIGS. 39-42).â–  The inactivation control algorithms and criteria are based on these calculations (See the embodiments of FIGS. 39-42).

Observese el diagrama de flujo del metodo del alineamiento del ojo y los diagramas geometricos de las FIGS. 21A- 21E respecto a ejemplos del uso de la medida como se ha descrito anteriormente por los procesador informatico 501 del sistema 10 (mediante software adecuado) y monitores 503a,b: Por ejemplo:Observe the flow chart of the eye alignment method and the geometric diagrams of FIGS. 21A-21E with respect to examples of the use of the measurement as described above by computer processors 501 of system 10 (by suitable software) and monitors 503a, b: For example:

â–  Las medidas 1, 5 y 6 (posicion relativa de la lente de la gma ocular 120 y limbo 26) pueden presentarse para asistir a un medico en el posicionamiento de la gma ocular 110 como se muestra en la FIG. 21B como centrada en el limbo, y usarse para confirmar automaticamente la exactitud del posicionamiento de la gma ocular.â–  Measurements 1, 5 and 6 (relative position of the eyeglass lens 120 and limbus 26) can be presented to assist a physician in positioning the eyepiece gma 110 as shown in FIG. 21B as centered on the limbus, and used to automatically confirm the accuracy of the positioning of the eye gma.

â–  Las medidas 2, 3 y 5a,b (angulo de la gma ocular y X-Y de la gma ocular) pueden usarse para guiar y/o dirigir automaticamente el movimiento M(x,y,O,0) de la FIG. 21C para alinear el eje geometrico del ojo 2810 coaxialmente con el eje Z del sistema (los valores relativos X,Y,O,0 de la gma ocular frente a las coordenadas y eje Z del sistema 10 se vuelven cerro).â–  Measurements 2, 3 and 5a, b (angle of the eye gma and X-Y of the eye gma) can be used to automatically guide and / or direct the movement M (x, y, O, 0) of FIG. 21C to align the geometric axis of the eye 2810 coaxially with the Z axis of the system (the relative values X, Y, O, 0 of the eye gma versus the coordinates and Z axis of the system 10 become closed).

â–  Las medidas 2, 3 y 5 pueden usarse para confirmar la exactitud del desplazamiento X-Y del sistema de posicionamiento 115 del eje geometrico 2810 al eje de tratamiento 2820, como se muestra en la FIG. 21 D.â–  Measures 2, 3 and 5 can be used to confirm the accuracy of the X-Y offset of the positioning system 115 from the geometric axis 2810 to the treatment axis 2820, as shown in FIG. 21 D.

â–  La medida 4 puede usarse para confirmar la exactitud del movimiento del sistema de posicionamiento 115 a la posicion Z de tratamiento (Z0) como se muestra en la FIG. 21 E.â–  Measure 4 can be used to confirm the accuracy of the movement of the positioning system 115 to the treatment Z position (Z0) as shown in FIG. 21 E.

Todas las medidas anteriores pueden usarse para hacer un seguimiento de la posicion del ojo y la posicion retinal en una base en tiempo real durante el tratamiento.All of the above measures can be used to track eye position and retinal position on a real time basis during treatment.

V.F. Ejemplo de extraccion de datos de la guia ocular y movimiento del ojoV.F. Example of data extraction from the eye guide and eye movement

Las FIGS. 26 a 41 se refieren a medidas del movimiento del ojo de pacientes que estan conectados por un sistema de alineamiento, estabilizacion y de seguimiento del ojo que tiene aspectos de la invencion, tal como se representan en las FIGS. 1,2 y 16-26. Estos aspectos tambien incluyen mecanismos y metodos para asegurar que cualquier movimiento residual del ojo estabilizado no evita que se efectue la radioterapia con una distribucion de la dosificacion adyacente a una region diana que permanece en los parametros planeados.FIGS. 26 to 41 refer to measures of eye movement of patients who are connected by an alignment, stabilization and eye tracking system that has aspects of the invention, as depicted in FIGS. 1,2 and 16-26. These aspects also include mechanisms and methods to ensure that any residual movement of the stabilized eye does not prevent radiotherapy from being performed with a dosage distribution adjacent to a target region that remains at the planned parameters.

Las FIGS. 26 A-E son graficas que muestran los movimientos del ojo medidos experimentalmente con una realizacion de un sistema para posicionar y/o estabilizar de forma controlable el ojo de un sujeto. En esta realizacion particular, los datos se adquirieron usando tres camaras de video montadas en una realizacion de sistema de estabilizacion y de seguimiento del ojo que tiene aspectos de la invencion, y empleando una baliza laser 810 coaxial con un eje del sistema (veanse las FIGS. 2A y 2B) y que se refleja desde un marcador fiduciario de la gma ocular de la superficie del espejo 230. Observese que la configuracion particular de camara/formacion de imagenes usada en el ejemplo ilustra solo una de un rango de realizaciones alternativas que comprenden camaras y/o otro sensor configurado para adquirir datos de movimiento de la naturaleza mostrada. Por ejemplo, las FIGS. 3A y 3B ilustran un sistema de formacion de imagenes que emplea dos camaras, capaces de adquirir datos de movimiento del ojo comparables. En el ejemplo de las FIGs. 26A-26E, para cada paciente, el video de cada camara se proceso, marco por marco, con el fin de extraer los datos deseados. Las camaras se configuraron como sigue:FIGS. 26 A-E are graphs that show the eye movements measured experimentally with an embodiment of a system to control and / or stabilize the eye of a subject in a controllable manner. In this particular embodiment, the data was acquired using three video cameras mounted in an embodiment of the eye stabilization and tracking system that has aspects of the invention, and using a coaxial 810 laser beacon with a system axis (see FIGS. 2A and 2B) and which is reflected from a fiduciary marker of the ocular gma of the mirror surface 230. Note that the particular camera / image formation configuration used in the example illustrates only one of a range of alternative embodiments comprising cameras and / or other sensor configured to acquire movement data of the nature shown. For example, FIGS. 3A and 3B illustrate an image formation system that employs two cameras, capable of acquiring comparable eye movement data. In the example of FIGs. 26A-26E, for each patient, the video of each camera was processed, frame by frame, in order to extract the desired data. The cameras were configured as follows:

"Camara PSD", tambien referida como "datos de angulo fino". El haz de laser coaxial se refleja desde el espejo de la gma ocular y se detecta por la camara. Aunque permite la extraccion de datos de alta resolucion, este ajuste solo puede recoger datos en un rango muy limitado de +/-1,25 grad."PSD camera", also referred to as "fine angle data". The coaxial laser beam is reflected from the mirror of the eye gma and is detected by the camera. Although it allows the extraction of high resolution data, this setting can only collect data in a very limited range of +/- 1.25 grad.

"Camara central" - los datos de marcadores fiduciarios de la gma ocular; la camara se monta en perpendicular respecto al ojo del paciente y puede ver la lente y espejo de la gma ocular, asf como datos anatomicos tal como la posicion del limbo."Central chamber" - the data of fiduciary markers of the eye gma; The camera is mounted perpendicular to the patient's eye and can see the lens and mirror of the eye gma, as well as anatomical data such as the position of the limbus.

Camara de "rango Z" - datos de distancia; la camara es capaz de ver el espejo de la gma ocular pero esta montada en el lado del eje central. El movimiento anterior y posterior de la gma ocular, y por lo tanto del paciente (eje Z) se detecta de forma exacta facilmente."Z range" camera - distance data; The camera is able to see the mirror of the eye gma but is mounted on the side of the central axis. The anterior and posterior movement of the eye gma, and therefore of the patient (Z axis) is easily detected exactly.

Datos de angulo finoFine angle data

La camara PSD se ajusta de manera que el haz de laser reflejado es visible como un area blanca (brillante) contrastada en el fondo oscuro en la vista de la camara. Cada marco del video se extrae individualmente, y usando un algoritmo y software personalizados, se determina la localizacion y centroide del area del laser. Los datos de centroide se expresan en coordenadas de pfxeles (x,y) y usando un factor de conversion predeterminado trasladadoThe PSD camera is adjusted so that the reflected laser beam is visible as a white (bright) area contrasted on the dark background in the camera view. Each frame of the video is extracted individually, and using a custom algorithm and software, the location and centroid of the laser area is determined. The centroid data is expressed in pixel coordinates (x, y) and using a translated default conversion factor

al angulo en la direccion X y angulo en la direccion Y. El factor de conversion se (pre)determina sobre la base de los datos de ajuste y calibracion. Como se deseaba un movimiento de cabeza del paciente conocido durante el tratamiento (es decir, movimiento relativo) cada angulo en la direccion X e Y se sustrajo del punto de datos que se registro en primer lugar.to the angle in the X direction and angle in the Y direction. The conversion factor is (pre) determined on the basis of the adjustment and calibration data. As a head movement of the known patient was desired during the treatment (i.e., relative movement) each angle in the X and Y direction was subtracted from the data point that was recorded first.

5 Datos de marcadores fiduciarios5 Fiduciary marker data

Usando algoritmo y software personalizado, cada marco del v^deo de la camara central se extrajo, y se detectaron los marcadores fiduciarios en la lente (2) y espejo (1) de la grna ocular. El centro de cada marcador fiduciario se expresa en coordenadas de pfxeles (x,y). Por diseno los marcadores fiduciarios forman un triangulo, por lo tanto, es posible calcular angulos en un triangulo de 'marcador fiduciario'. El angulo formado en el centro del espejo de la grna 10 ocular se usa para la determinacion vertical (angulo Y), y la relacion de angulos formados por los marcadores fiduciarios en la lente se usa para la determinacion horizontal (angulo X). Los datos de movimiento relativo se deseaban de manera que cada conjunto de datos adquiridos se sustrajo del primer punto de datos. Durante el estudio, la localizacion de los marcadores fiduciarios fue ligeramente diferente en cada lente, sin afectar al metodo. Los angulos X e Y finos se emparejaron con los marcadores fiduciarios X e Y y se determino un factor de correlacion 15 para cada conjunto de datos del paciente. El factor de correlacion se determino usando la ecuacion lineal y = ax + b, en la que y es datos de marcadores fiduciarios, a es pendiente, x es datos de angulo fino, y b es desviacion. Las variables ay b se determinaron usando pocos puntos del conjunto de datos (en el futuro se interrogara al conjunto completo).Using custom algorithm and software, each frame of the video of the central chamber was removed, and fiduciary markers were detected on the lens (2) and mirror (1) of the eyepiece. The center of each fiduciary marker is expressed in pixel coordinates (x, y). By design the fiduciary markers form a triangle, therefore, it is possible to calculate angles in a 'fiduciary marker' triangle. The angle formed in the center of the eyepiece 10 mirror is used for vertical determination (angle Y), and the ratio of angles formed by fiduciary markers on the lens is used for horizontal determination (angle X). Relative motion data was desired so that each set of acquired data was subtracted from the first data point. During the study, the location of fiduciary markers was slightly different in each lens, without affecting the method. The fine X and Y angles were matched with the fiduciary markers X and Y and a correlation factor 15 was determined for each patient data set. The correlation factor was determined using the linear equation y = ax + b, in which y is fiduciary marker data, a is pending, x is fine angle data, and b is deviation. The variables a and b were determined using few points from the data set (in the future the whole set will be interrogated).

Datos de distanciaDistance data

20 El reflejo del punto de laser en el espejo de la grna ocular, como se observa por la camara "de rango Z" se uso para determinar datos de distancia. Para cada marco del video, el centro del punto de laser se detecto usando algoritmo y software personalizados (vease una descripcion adicional de las medidas bajo la leyenda "Ejemplo de medidas del ojo y gu^a ocular basadas en imagenes". Observese que ademas de los metodos basados en imagenes descritos, los datos de rango pueden obtenerse por tecnicas de ultrasonido u otras tecnicas de senal reflejada. Usando 25 factores de calibracion y correlacion predeterminados, cada localizacion detectada se convirtio de pfxeles a milfmetros. Pueden usarse otros datos de imagen en lugar del punto de laser, tal como luz que incide en la grna ocular 110 desde una fuente de luces LED (por ejemplo, visible o IR)20 The reflection of the laser spot in the eyepiece mirror, as observed by the "Z-range" camera was used to determine distance data. For each frame of the video, the center of the laser spot was detected using custom algorithm and software (see an additional description of the measurements under the caption "Example of eye measurements and eye-based image guidance". Note that in addition to the image-based methods described, the range data can be obtained by ultrasound techniques or other reflected signal techniques.Using 25 predetermined calibration and correlation factors, each detected location was converted from pixels to millimeters.Other image data can be used in instead of the laser point, such as light that hits the eyepiece 110 from a source of LED lights (eg, visible or IR)

Las medidas mostradas en las FIGS. 26A-26E son de un paciente tfpico que tolero bien el procedimiento durante el periodo administrado de aproximadamente 300 segundos (5 min.), y son como sigue:The measurements shown in FIGS. 26A-26E are from a typical patient who tolerated the procedure well during the administered period of approximately 300 seconds (5 min.), And are as follows:

30 A. Movimiento X horizontal de la grna ocular y el limbo representados juntos para mostrar el movimiento relativo de estos.30 A. Horizontal X movement of the eye gland and limbus represented together to show their relative movement.

B. Movimiento Y vertical de la grna ocular y el limbo representados juntos para mostrar el movimiento relativo de estos.B. Vertical Y movement of the eye gland and limbus represented together to show their relative movement.

C. Movimiento X horizontal del espejo de la grna ocular debido a la deflexion angular alrededor del pivote.C. Horizontal X movement of the eyepiece mirror due to angular deflection around the pivot.

35 D. Movimiento Y vertical del espejo de la grna ocular debido a la deflexion angular alrededor del pivote.35 D. Vertical Y movement of the eyepiece mirror due to angular deflection around the pivot.

E. Movimiento Z de la grna ocular debido al movimiento del ojo posteriormente.E. Z movement of the eye gland due to eye movement later.

Puede observarse que cada parametro incluye movimientos en el orden de 1 mm o menos, y la mayor parte de menos de 0,5 mm, durante un periodo sustancial de 5 minutos sin ningun procedimiento de re-alineamiento.It can be seen that each parameter includes movements in the order of 1 mm or less, and most of less than 0.5 mm, for a substantial period of 5 minutes without any re-alignment procedure.

Las FIGS. 27, 28A y 28B son diagramas de flujo que ilustran la adquisicion y procesamiento de datos usados en 40 este ejemplo, y son auto-explicativos para un experto en la tecnica. Debe entenderse que los algoritmos y metodos representados son meramente un ejemplo para demostrar la funcionalidad de una realizacion del sistema, y pueden incluirse particulares y sub-metodos alternativos o adicionales.FIGS. 27, 28A and 28B are flow charts that illustrate the acquisition and processing of data used in this example, and are self-explanatory to one skilled in the art. It should be understood that the algorithms and methods represented are merely an example to demonstrate the functionality of an embodiment of the system, and alternative or additional particular and sub-methods may be included.

El diagrama de flujo de la FIG. 27 (en dos hojas) es un resumen del algoritmo de deteccion de marcador fiduciario empleado para obtener los datos de la FIG. 26. La entrada al metodo es una senal de video capturada por las 45 camaras del sistema. El flujo de datos es un bucle que procesa cada marco de los datos del video, preferiblemente en una base en tiempo real al capturarse cada marco. Los metodos alternativos pueden seleccionar marcos particulares para el calculo de datos (por ejemplo, en una secuencia temporizada para soportar una velocidad de actualizacion de datos deseada), por ejemplo, en el que se desea una velocidad de marco mayor para una presentacion visual al usuario que se desea para el calculo de datos. Como puede observarse, la salida del metodo 50 son valores calculados particulares, que en este ejemplo se representan como que estan escritos como correlacionados con el marco de video particular con los medios de memoria, indicado como "archivo salvado". Debe entenderse que estos valores de salida pueden accederse adicionalmente o alternativamente directamente por procesadores electronicos del sistema para funciones adicionales de presentacion, calculo o control.The flow chart of FIG. 27 (on two sheets) is a summary of the fiduciary marker detection algorithm used to obtain the data in FIG. 26. The input to the method is a video signal captured by the 45 cameras of the system. The data flow is a loop that processes each frame of the video data, preferably on a real-time basis when each frame is captured. Alternative methods can select particular frames for data calculation (for example, in a timed sequence to support a desired data update rate), for example, in which a higher frame rate is desired for a visual presentation to the user. that is desired for the calculation of data. As can be seen, the output of method 50 is particular calculated values, which in this example are represented as being written as correlated with the particular video frame with the memory media, indicated as "saved file". It should be understood that these output values can be accessed additionally or alternatively directly by electronic processors of the system for additional presentation, calculation or control functions.

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Los diagramas de flujo de la FIG. 28A y 28B representan etapas de procesamiento y conversion adicionales sobre la base de los datos brutos obtenidos de los marcos de video, tal como en el proceso de la FIG. 27.The flowcharts of FIG. 28A and 28B represent additional processing and conversion steps based on the raw data obtained from the video frames, as in the process of FIG. 27.

Las FIGS. 26A-26E son graficas que muestran los movimientos del ojo medidos experimentalmente con una realizacion de un sistema para posicionar y/o estabilizar de una forma controlable el ojo de un sujeto. Las medidas pueden usarse como entradas para metodos de la presente memoria para determinar el movimiento de estructuras retinales de interes durante la radioterapia.FIGS. 26A-26E are graphs that show the eye movements measured experimentally with an embodiment of a system to position and / or stabilize in a controllable way the eye of a subject. The measurements can be used as inputs for methods herein to determine the movement of retinal structures of interest during radiotherapy.

V.G. Extrapolacion del movimiento del ojo a movimiento retinal, y mapeo de dosificacionV.G. Extrapolation of eye movement to retinal movement, and dosage mapping

El seguimiento del movimiento del ojo como se ha descrito anteriormente puede correlacionarse con un modelo de ojo virtual que tiene aspectos de la invencion, tal como se describe en la presente memoria para evaluar el movimiento de una anatoirna del ojo particular durante el tratamiento con radioterapia, por ejemplo, el movimiento de una region retinal diana respecto al camino de un haz de rayos X durante el tratamiento. Dicho movimiento anatomico puede usarse a su vez para evaluar la dosificacion de radiacion absorbida real y su distribucion en relacion con un tratamiento con radioterapia planeado.The tracking of eye movement as described above can be correlated with a virtual eye model that has aspects of the invention, as described herein to evaluate the movement of a particular eye anatoirna during radiotherapy treatment, for example, the movement of a target retinal region with respect to the path of an x-ray beam during treatment. Said anatomical movement can in turn be used to evaluate the actual absorbed radiation dosage and its distribution in relation to a planned radiotherapy treatment.

Se ha demostrado que los niveles bajos de succion (por ejemplo, 25-50 mm Hg) son suficientes para proporcionar un acoplamiento fiable de la grna ocular 110 en el ojo, para mantener la grna ocular en una posicion seleccionada (por ejemplo, con la lente 120 centrada en el limbo 26 en contacto con la cornea 12 y la esclera 17).It has been shown that low suction levels (for example, 25-50 mm Hg) are sufficient to provide reliable coupling of the eyecup 110 in the eye, to keep the eyecup in a selected position (for example, with the lens 120 centered on the blade 26 in contact with the cornea 12 and the sclera 17).

Sin embargo, el movimiento del ojo puede ocurrir aun asf en la escala de una fraccion de un milfmetro a unos pocos milfmetros incluso cuando la grna ocular 110 y el ensamblaje de soporte de la grna ocular son sustancialmente ngidos y acoplados al ojo, y cuando el ensamblaje de sujecion de la barbilla y cabeza 160 proporciona un soporte firme para la cabeza (por ejemplo, generalmente miembros firmes de barbilla y frente 171, 172 y una fijacion para la cabeza ajustada 161). Las fuentes de movimiento del ojo voluntario o involuntario residual incluyen: (a) el ojo esta montado de forma movible en el craneo, y puede moverse en la orbita y tejido blando adyacente, tal como por los musculos del ojo o movimiento de la cabeza; y (b) la piel y tejido blando que cubre el craneo, cara y barbilla es generalmente suelto y es libre para moverse en lfmites sobre el soporte oseo subyacente, y dicho movimiento puede permitir un pequeno movimiento de la cabeza, que aplica entonces fuerzas rotacionales y/o traslacionales al ojo, al tender el ojo a seguir el movimiento de la cabeza.However, eye movement can still occur on the scale of a fraction of a millimeter to a few millimeters even when the eyepiece 110 and the eyepiece support assembly are substantially nigged and coupled to the eye, and when the Chin and head support assembly 160 provides a firm head support (for example, generally firm chin and forehead members 171, 172 and an adjusted head fixation 161). Sources of residual voluntary or involuntary eye movement include: (a) the eye is movably mounted in the skull, and can move in the orbit and adjacent soft tissue, such as by the eye muscles or head movement; and (b) the skin and soft tissue that covers the skull, face and chin is generally loose and free to move in limits on the underlying bone support, and such movement may allow a small movement of the head, which then applies rotational forces and / or translational to the eye, as the eye tends to follow the movement of the head.

Debe entenderse que determinados metodos y dispositivos de estabilizacion del ojo que tienen aspectos de la invencion pueden omitir las medidas agresivas usadas algunas veces en cirugfa oftalmologica y craneal, tal como paralisis temporal del ojo, soportes de ojo de contacto con alta succion, agarres de la cuenca orbital, y/o pinzamiento mecanico ngido del craneo. Las medidas de estabilizacion menos agresivas pueden disminuir los costes del tratamiento, mejorar la aceptacion del paciente, y reducir el tiempo del tratamiento. Pueden hacerse terminos medios en el confort del paciente, conveniencia, y coste que favorecen el tolerar un nivel modesto seleccionado de cambio en la posicion/orientacion del ojo durante el tratamiento frente a la prevencion absoluta del movimiento del ojo. Las realizaciones alternativas de metodos y dispositivos para seguimiento de la diana retinal, mapeo de dosificacion y compensacion que tienen aspectos de la invencion proporcionan un control de la dosificacion seguro en el que un nivel residual de movimiento del ojo esta presente durante el tratamiento. Ademas, las realizaciones de metodos y dispositivos proporcionan una funcionalidad "protegida ante fallos " para los procedimientos de tratamiento que tienen bajos niveles de movimiento del ojo.It should be understood that certain methods and stabilization devices of the eye that have aspects of the invention can omit the aggressive measures sometimes used in ophthalmologic and cranial surgery, such as temporary paralysis of the eye, contact eye supports with high suction, grips of the eye. orbital basin, and / or mechanical pinching of the skull. Less aggressive stabilization measures can reduce treatment costs, improve patient acceptance, and reduce treatment time. Average terms can be made in patient comfort, convenience, and cost that favor tolerating a modestly selected level of change in the position / orientation of the eye during treatment versus the absolute prevention of eye movement. Alternative embodiments of methods and devices for monitoring the retinal target, dosage mapping and compensation that have aspects of the invention provide a safe dosage control in which a residual level of eye movement is present during the treatment. In addition, embodiments of methods and devices provide "fault protected" functionality for treatment procedures that have low levels of eye movement.

Las FIGS. 29-31 ilustran graficamente el efecto de movimientos particulares del ojo de un ojo conectado por un sistema de estabilizacion del ojo que tiene aspectos de la invencion en el movimiento de la diana retinal, incluyendo una diana de tratamiento (por ejemplo, la macula) y una estructura sensible (por ejemplo, el disco optico). En cada caso, un haz de radioterapia se dirige a una region que engloba al menos una parte de la macula, y las vistas muestran al haz inicialmente alineado en la diana, y muestran el efecto de un movimiento particular fuera de alineamiento. La estructura del ensamblaje 117 es esencialmente similar a la mostrada en las FIGS. 17-18.FIGS. 29-31 graphically illustrate the effect of particular movements of the eye of an eye connected by an eye stabilization system that has aspects of the invention in the movement of the retinal target, including a treatment target (for example, the macula) and a sensitive structure (for example, the optical disk). In each case, a beam of radiotherapy is directed to a region that encompasses at least a part of the macula, and the views show the beam initially aligned on the target, and show the effect of a particular movement out of alignment. The structure of assembly 117 is essentially similar to that shown in FIGS. 17-18.

Estas figuras demuestran los efectos en la dosimetna retinal del movimiento del ojo de un paciente real durante radioterapia. Los datos del movimiento del ojo anterior de varios pacientes se recogieron con una realizacion de un sistema de estabilizacion y de seguimiento del ojo como se describe en la presente memoria (pero no estaba presente una fuente de rayos X en este sistema de ensayo). Estos datos se analizaron para obtener movimiento retinal durante el periodo de estudio de 5 minutos. Usando un mapa de dosis medida de un estudio modelo estacionario, la dosis en la retina se modulo por el movimiento calculado para determinar los efectos en la dosimetna de diana macular y disco optico. Las entradas y asunciones siguientes se usaron en este ejemplo de analisis:These figures demonstrate the effects on the retinal dosimetna of the movement of the eye of a real patient during radiotherapy. Data from the anterior eye movement of several patients were collected with an embodiment of an eye stabilization and monitoring system as described herein (but an X-ray source was not present in this test system). These data were analyzed to obtain retinal movement during the 5-minute study period. Using a measured dose map from a stationary model study, the dose in the retina was modulated by the calculated movement to determine the effects on the dosimetna of the macular target and optical disc. The following entries and assumptions were used in this example analysis:

(a) Mapa de dosis superpuesta de 3 haces de un estudio de dosis radiometrico simulado de modelo real.(a) 3-beam superimposed dose map of a simulated radiometric dose study of real model.

(b) Movimiento de la retina calculado sobre la base del movimiento del ojo medido.(b) Retinal movement calculated on the basis of the measured eye movement.

(c) Se asume que el ojo es solido, sin cambio de forma durante el estudio, y se asume que la curvatura retinal tiene un efecto despreciable en la dosimetna.(c) It is assumed that the eye is solid, without changing shape during the study, and it is assumed that retinal curvature has a negligible effect on dosimetna.

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(d) Se asume que el ojo y la cabeza se mueven juntos para acomodar la rotacion alrededor del punto pivote (220 en la FIG. 17), se asume que el punto pivote (220 en la FIG. 17) no se mueve, y se asume que el movimiento relativo de la grna ocular a limbo (desacoplamiento) es alrededor de una curvatura de la cornea fija (observense los modelos alternativos descritos en la presente memoria).(d) It is assumed that the eye and head move together to accommodate rotation around the pivot point (220 in FIG. 17), it is assumed that the pivot point (220 in FIG. 17) does not move, and it is assumed that the relative movement of the eyebrow to limbus (decoupling) is around a curvature of the fixed cornea (observe the alternative models described herein).

(e) Geometna y posiciones retinales "tipicas" de la macula y disco optico.(e) Geometna and "typical" retinal positions of the macula and optical disc.

(f) Se asume que el alineamiento de seguimiento inicial es perfecto; los haces centrados exactamente en la fovea.(f) It is assumed that the initial tracking alignment is perfect; you make them focused exactly on the fovea.

Las FIGS. 29A y 29B son dos vistas en planta de una grna ocular incluida en un sistema estabilizante del ojo que tiene aspectos de la invencion, mostrado en contacto con un ojo durante el tratamiento con rayos X, que ilustra el efecto en la posicion retinal del movimiento del ojo en la direccion Z del sistema. En este caso, un movimiento Z posterior (vease la FIG. 26E) puede observarse que el movimiento del ojo traslada a la retina a lo largo del eje Z sin componentes del movimiento de la retina en el eje X o Y. Sin embargo, el movimiento del ojo no resulta en un movimiento relativo del punto del haz en la retina debido al alineamiento angular del haz con la retina. En esta ilustracion, el punto del haz se mueve relativamente en la direccion X como se muestra, para un haz angular desde la direccion opuestaFIGS. 29A and 29B are two plan views of an eye gland included in an eye stabilizer system that has aspects of the invention, shown in contact with an eye during X-ray treatment, illustrating the effect on the retinal position of the movement of the eye. eye in the Z direction of the system. In this case, a subsequent Z movement (see FIG. 26E) can be seen that the movement of the eye moves to the retina along the Z axis without components of the movement of the retina on the X or Y axis. However, the Eye movement does not result in a relative movement of the beam point on the retina due to the angular alignment of the beam with the retina. In this illustration, the beam point moves relatively in the X direction as shown, for an angular beam from the opposite direction.

Sera evidente que la direccion del movimiento relativo del punto del haz depende de la orientacion del haz de rayos X respecto al eje Z (veanse los angulos O y 0 en las FIGS. 5-9), y en el caso general de un angulo arbitrario 0, un movimiento del ojo en la direccion Z resultara en ambos componentes X e Y del movimiento relativo del punto del haz en relacion con la diana planeada. Tambien sera evidente que la escala de dicho movimiento relativo depende del angulo O del haz con el eje de tratamiento, un pequeno angulo O resultando en un movimiento relativamente pequeno del punto del haz en relacion con el movimiento del ojo en el eje Z. En una realizacion preferida, el angulo O se mantiene constante durante el re-posicionamiento estereotactico, con el angulo 0 cambiado para cada aplicacion de haz.It will be clear that the direction of relative motion of the beam point depends on the orientation of the X-ray beam with respect to the Z axis (see angles O and 0 in FIGS. 5-9), and in the general case of an arbitrary angle 0, an eye movement in the Z direction will result in both X and Y components of the relative movement of the beam point in relation to the planned target. It will also be evident that the scale of said relative movement depends on the angle O of the beam with the treatment axis, a small angle O resulting in a relatively small movement of the point of the beam in relation to the movement of the eye on the Z axis. preferred embodiment, the angle O remains constant during stereotactic repositioning, with angle 0 changed for each beam application.

Las FIGS. 30A y 30B son dos vistas en planta de una grna ocular en contacto con un ojo durante el tratamiento con rayos X, que ilustra el efecto en la posicion retinal del movimiento del ojo angularmente alrededor del pivote de la grna ocular. En este caso, el ojo y la lente pivotan a traves de un pequeno cambio angular da (veanse las FIGS. 26C y 26D). Observese que, aunque se asume que el pivote es aqrn fijo, el movimiento del ojo es tanto en traslacion como orientacion angular. Esto puede observarse que resulta en un movimiento tanto de los marcadores fiduciarios de la lente de la grna ocular (mostrado en la direccion X, pero generalmente tanto en X como en Y), y en un movimiento mayor de la diana retinal en la misma direccion, debido al brazo de palanca mas largo pivote a retina respecto al brazo de palanca mas corto pivote a lente.FIGS. 30A and 30B are two plan views of an eye gland in contact with an eye during X-ray treatment, illustrating the effect on the retinal position of eye movement angularly around the eyepiece pivot. In this case, the eye and the lens pivot through a small angular change (see FIGS. 26C and 26D). Note that, although it is assumed that the pivot is still fixed, the eye movement is both in translation and angular orientation. This can be seen to result in a movement of both the fiduciary markers of the eyepiece lens (shown in the X direction, but generally both in X and Y), and in a greater movement of the retinal target in the same direction , due to the longer lever arm pivot to retina relative to the shorter lever arm pivot to lens.

Las FIGS. 31A y 31B son una comparacion entre la ilustracion lateral de la FIG. 29B (reproducida como FIG. 31A) y dos vistas esquematicas frontales de un ojo simulado, en el que la FIG. 31Bl muestra la proyeccion frontal del movimiento de la lente, y la FIG. 31Br muestra la proyeccion frontal del movimiento retinal correspondiente. Observese que la FIG. 31Bl muestra un movimiento relativamente pequeno de los marcadores fiduciarios lentes respecto al movimiento del cuerpo del ojo.FIGS. 31A and 31B are a comparison between the side illustration of FIG. 29B (reproduced as FIG. 31A) and two front schematic views of a simulated eye, in which FIG. 31Bl shows the frontal projection of the lens movement, and FIG. 31Br shows the frontal projection of the corresponding retinal movement. Note that FIG. 31Bl shows a relatively small movement of the fiduciary lens markers with respect to the movement of the eye body.

La FIG. 31Br tiene una proyeccion de la geometna retinal diana, como se muestra mas claramente en la vista detallada adjunta, y muestra un punto de haz de retina b. Observese que el movimiento de la retina en este ejemplo mueve el disco optico (od) en el camino del punto de haz b, y mueve la macula fuera del punto de haz de tratamiento, ambos efectos no deseados respecto al plan de tratamiento ejemplar.FIG. 31Br has a projection of the target retinal geometry, as shown more clearly in the attached detailed view, and shows a retinal beam point b. Note that the movement of the retina in this example moves the optical disk (od) in the path of beam point b, and moves the macula out of the treatment beam point, both unwanted effects with respect to the exemplary treatment plan.

Las FIGS. 32-36 son diagramas que representan un ejemplo de un procedimiento de transformacion que tiene aspectos de la invencion para convertir senales de entrada detectadas relacionadas con los movimientos del ojo (veanse las FIGS. 29-31) en movimientos correspondientes de un punto de haz respecto a la retina. Estas figuras se refieren a los datos del ejemplo mostrados en las FIGS. 26A-26E.FIGS. 32-36 are diagrams that represent an example of a transformation procedure having aspects of the invention for converting detected input signals related to eye movements (see FIGS. 29-31) into corresponding movements of a beam point with respect to to the retina These figures refer to the example data shown in FIGS. 26A-26E.

Observese que el conjunto de senales de entrada es solo ejemplar, y que pueden emplearse modalidades y detectores de medida alternativos sin alejarse del espmtu de la invencion. Asimismo, el sistema de el alineamiento y de seguimiento y el conjunto de senales de entrada mostrados en este ejemplo se presentan como demostracion de determinados principios y aspectos inventivos, y que pueden emplearse modalidades y detectores de medida alternativos sin alejarse del espmtu de la invencion. Por ejemplo, no es necesario que el alineamiento de una grna ocular (por ejemplo, 110 en las FIGS. 17A y 17B) se determine por una baliza que se refleja de un espejo, como se muestra en las FIGS. 2 y 30, sino que puede determinarse por una variedad de otros metodos de seguimiento. En determinadas realizaciones, una o mas camaras ligadas a un software de procesamiento y reconocimiento de paton pueden usarse para seguir el movimiento de marcadores fiduciarios (por ejemplo, localizados en la lente de la grna ocular, soportes, poste de pivote o en el ojo del paciente), para determinar el alineamiento geometrico del ojo y la posicion de la grna ocular respecto a la anatoirna del ojo.Note that the set of input signals is only exemplary, and that alternative modes and measurement detectors can be used without departing from the spirit of the invention. Likewise, the alignment and monitoring system and the set of input signals shown in this example are presented as demonstration of certain inventive principles and aspects, and that alternative modalities and detectors of measurement can be employed without departing from the spirit of the invention. For example, it is not necessary that the alignment of an eyepiece (for example, 110 in FIGS. 17A and 17B) be determined by a beacon that is reflected from a mirror, as shown in FIGS. 2 and 30, but can be determined by a variety of other monitoring methods. In certain embodiments, one or more cameras linked to a paton recognition and processing software can be used to track the movement of fiduciary markers (for example, located on the eyepiece lens, brackets, pivot post or in the eye of the patient), to determine the geometric alignment of the eye and the position of the eye gland in relation to the anatoirna of the eye.

Asimismo, pueden seguirse caractensticas particulares del ojo por dichos metodos de formacion de imagenes independientemente de la estructura de la grna ocular (o sin el uso de un miembro de contacto del ojo), tal como formacion de imagenes del limbo, una reflexion Purkinje, una imagen retinal, y semejantes. Veanse los ejemplos y descripcion en la presente memoria respecto a las FIGS. 54-56. Los datos de posicion y orientacion del ojo deLikewise, particular features of the eye can be followed by said imaging methods regardless of the structure of the eyecup (or without the use of an eye contact member), such as limbo image formation, a Purkinje reflection, a retinal image, and the like. See the examples and description herein with respect to FIGS. 54-56. The position and orientation data of the eye of

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dichos sistemas de seguimiento sin contacto con el ojo (por ejemplo, valores secuenciados en el tiempo de angulos del eje geometrico del ojo y posiciones X, Y y Z del ojo en un sistema de coordenadas de dispositivo de radioterapia) pueden usarse entonces para calcular la posicion y movimiento de la diana en el ojo posterior o medio, tal como la posicion de una diana fovea o macula, por ejemplo, por los metodos ilustrados y descritos respecto a las FIGS. 2936. Para ejemplos y descripcion adicionales, veanse las solicitudes de prioridad co-inventadas, tales como No. 12/103.534 presentada el 15 de abril, 2008 y No. 12/027.083 presentada el 1 de febrero, 2008.said tracking systems without contact with the eye (for example, values sequenced in time of angles of the geometric axis of the eye and positions X, Y and Z of the eye in a radiotherapy device coordinate system) can then be used to calculate the position and movement of the target in the posterior or middle eye, such as the position of a fovea or macula target, for example, by the methods illustrated and described with respect to FIGS. 2936. For additional examples and description, see co-invented priority requests, such as No. 12 / 103,534 filed on April 15, 2008 and No. 12 / 027,083 filed on February 1, 2008.

La FIG. 32 es un diagrama de un modelo ffsico de un procedimiento de transformacion. La figura muestra en el lado izquierdo la grna ocular montada en un ojo respecto a un haz de radiacion, con indicaciones de senales de entrada detectadas de marcadores fiduciarios y espejos en la lente de la grna ocular, poste de pivote y/o brazo de soporte, y senales de entrada de la formacion de imagenes del limbo del ojo respecto a la lente. La figura muestra en el lado izquierdo un diagrama de la retina como un plano X-Y, en el que se superponen una secuencia de tiempo de los movimientos relativos del punto del haz de radiacion, indicada cada posicion sucesiva como Xi, yi, conde (xi, y) es una funcion de las entradas.FIG. 32 is a diagram of a physical model of a transformation procedure. The figure shows on the left side the eyepiece mounted on one eye with respect to a radiation beam, with indications of input signals detected from fiduciary markers and mirrors on the lens of the eyepiece, pivot post and / or support arm , and input signals of the image formation of the eye blade with respect to the lens. The figure shows on the left side a diagram of the retina as an XY plane, in which a time sequence of the relative movements of the radiation beam point is superimposed, indicating each successive position as Xi, yi, count (xi, y) is a function of the entries.

La FIG. 33 es un diagrama que muestra un flujo de datos de medidas individuales a salidas intermedias, despues a una suma de salida final. Las entradas mostradas, y los metodos de deteccion se describen anteriormente respecto a las FIGS. 26A-26E. Las medidas de entrada pueden realizarse a una velocidad de actualizacion de adquisicion seleccionada, por ejemplo, aproximadamente 10 Hz (o mas o menos), con las posiciones incrementadas representando ciclos de adquisicion de datos sucesivos. Como se indica en la FIG. 33, el analisis intermedio de las entradas produce para ciclo de entrada:FIG. 33 is a diagram showing a data flow from individual measurements to intermediate outputs, then to a final output sum. The inputs shown, and the detection methods are described above with respect to FIGS. 26A-26E. The input measurements can be made at a selected acquisition update rate, for example, approximately 10 Hz (or more or less), with the positions increased representing successive data acquisition cycles. As indicated in FIG. 33, the intermediate analysis of the inputs produces for the input cycle:

(1) Valores para el desplazamiento del pivote en el plano X-Y, a su vez reducido a componentes correspondientes del desplazamiento retinal.(1) Values for the displacement of the pivot in the X-Y plane, in turn reduced to corresponding components of the retinal displacement.

(2) Valores para los componentes angulares inclinados de la grna ocular en las direcciones x e y, a su vez reducido a componentes correspondientes del desplazamiento retinal por rotacion en el brazo de palanca pivote a retina.(2) Values for the inclined angular components of the eyepiece in the x and y directions, in turn reduced to corresponding components of the retinal displacement by rotation in the pivot-to-retina lever arm.

(3) Valores para el movimiento de la lente de la grna ocular respecto al limbo del ojo (desacoplamiento), a su vez reducido a componentes correspondientes del desplazamiento retinal; y(3) Values for the movement of the lens of the eyepiece with respect to the eye blade (decoupling), in turn reduced to corresponding components of the retinal displacement; Y

(4) Valores para el movimiento de la grna ocular a lo largo del eje Z, a su vez reducido al movimiento relativo correspondiente del punto de interseccion de la retina con un camino de haz de radiacion fijado (una funcion de la rotacion del haz 0 y angulo del haz O), que puede expresarse como componentes del movimiento retinal en el plano X-Y.(4) Values for the movement of the eyeglass along the Z axis, in turn reduced to the corresponding relative movement of the point of intersection of the retina with a fixed beam path (a function of the rotation of the beam 0 and beam angle O), which can be expressed as components of retinal motion in the XY plane.

(5) Suma de los valores intermedios (1) a (4) para producir valores de salida expresados como componentes x e y del movimiento relativo del punto del haz de radiacion en la retina, como se representa en la derecha de la FIG. 32.(5) Sum of the intermediate values (1) to (4) to produce output values expressed as components x and y of the relative movement of the radiation beam point on the retina, as depicted on the right of FIG. 32

La FIG. 34 ilustra esquematicamente la relacion entre la rotacion de la grna ocular (vease la FIG. 18) medida como componentes del cambio angular o inclinacion de la grna ocular 0x y 0y (observese que en este contexto, 0 es distinto de la rotacion de la fuente de radiacion 0 en la FIG. 5), y desviaciones del limbo del ojo respecto a la lente de la grna ocular, medido como desplazamientos en las direcciones x e y. Los diagramas ilustran los componentes en las direcciones X, y el metodo es similar en las direcciones Y. Observese que en determinadas realizaciones, el soporte de la grna ocular (vease la FIG. 2) puede configurarse para ser relativamente ngido, de manera que el pivote de la grna ocular tiende a permanecer estacionario en el plano X-Y, y la inclinacion de la grna ocular y movimiento del limbo corresponde al movimiento de cabeza y ojo como se indica en los diagramas. En determinadas realizaciones, el soporte de la grna ocular puede tener bisagras para permitir un rango de movimiento a lo largo del eje Z.FIG. 34 schematically illustrates the relationship between the rotation of the eyecup (see FIG. 18) measured as components of the angular change or inclination of the eyecup 0x and 0y (note that in this context, 0 is different from the rotation of the source of radiation 0 in FIG. 5), and deviations of the eye blade from the eyepiece lens, measured as displacements in the x and y directions. The diagrams illustrate the components in the X directions, and the method is similar in the Y directions. Note that in certain embodiments, the eyepiece holder (see FIG. 2) can be configured to be relatively nidged, so that the Pivot of the eye gland tends to remain stationary in the XY plane, and the inclination of the eye gland and limbo movement corresponds to head and eye movement as indicated in the diagrams. In certain embodiments, the eyepiece holder may have hinges to allow a range of motion along the Z axis.

(1) El desplazamiento retinal xo debido a la rotacion alrededor del pivote de la grna ocular es una funcion del brazo de palanca pivotante, que es la suma de la distancia pivote de la grna ocular a cornea L y la longitud axial del ojo D (retina a cornea) y el cambio de angulo: x0 = (D + L) * tan 0x. El componente vertical (direccion Y) se determina de forma similar.(1) The retinal displacement xo due to the rotation around the pivot of the eyepiece is a function of the pivot lever arm, which is the sum of the pivot distance of the eyepiece to the cornea L and the axial length of the eye D ( retina to cornea) and the angle change: x0 = (D + L) * tan 0x. The vertical component (Y direction) is determined similarly.

(2a) En una realizacion de modelado, el desplazamiento retinal 5x debido al movimiento del ojo respecto a la grna ocular, detectado como cambio en la posicion del lfmite del limbo respecto a la lente de la grna ocular (desacoplamiento de la grna ocular), puede modelarse como una rotacion alrededor de un centro de rotacion que es aproximadamente la longitud axial del centro del ojo o centro del globo ocular, tal como el desplazamiento en el centro retinal es aproximadamente igual a pero opuesto al desplazamiento en la cornea (es decir, D,axial “ 2 R, ojo). Consecuentemente, el brazo de palanca igual resulta en: 5x ~ 1*(x3 - x4), donde x3 y x4 son posiciones de la lente y limbo respectivamente.(2a) In a modeling embodiment, the 5x retinal displacement due to the movement of the eye with respect to the eye gland, detected as a change in the position of the limit of the limbus with respect to the lens of the eyepiece (uncoupling of the eyecup) it can be modeled as a rotation around a center of rotation that is approximately the axial length of the center of the eye or center of the eyeball, such as the displacement in the retinal center is approximately equal to but opposite the displacement in the cornea (i.e., D, axial “2 R, eye). Consequently, the equal lever arm results in: 5x ~ 1 * (x3 - x4), where x3 and x4 are lens and limbus positions respectively.

(2b) En una realizacion de modelado alternativa, el desplazamiento retinal 5x debido al movimiento del ojo respecto a la grna ocular puede modelarse como una rotacion a lo largo de la superficie curvada de la cornea, tal que se modela un centro de rotacion virtual (radio de la curvatura de la superficie corneal Rc). Esto puede variar por el paciente y es tipicamente sustancialmente mas corto que la A de la longitud axial. Rc puede aproximarse(2b) In an alternative modeling embodiment, the 5x retinal displacement due to the movement of the eye with respect to the eyeglass can be modeled as a rotation along the curved surface of the cornea, such that a virtual center of rotation is modeled ( radius of curvature of the corneal surface Rc). This may vary by the patient and is typically substantially shorter than the A of the axial length. Rc can approach

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empmcamente, por ejemplo, D,axial “ kc * Rc, donde kc es de aproximadamente 3 a aproximadamente 4. Consecuentemente, 5x~ (kc-1)*(x3-x4).empirically, for example, D, axial "kc * Rc, where kc is from about 3 to about 4. Consequently, 5x ~ (kc-1) * (x3-x4).

(2c) En una realizacion de sub-metodo, los modelos de (2a) y (2b) se combinan usando un factor ponderado para determinar un movimiento efectivo debido a movimiento relativo lente a retina: 8x “ (ke-1)*(x3-x4), donde ke es una constante de manera que D,axial = ke*Re (radio de rotacion efectiva), y ke se selecciona para ser de aproximadamente 2 a aproximadamente 4 (por ejemplo, ke “ 2,25). El componente vertical (direccion Y) se determina de forma similar.(2c) In a sub-method embodiment, the models of (2a) and (2b) are combined using a weighted factor to determine an effective movement due to relative lens-to-retina movement: 8x "(ke-1) * (x3 -x4), where ke is a constant so that D, axial = ke * Re (effective rotation radius), and ke is selected to be from about 2 to about 4 (for example, ke “2.25). The vertical component (Y direction) is determined similarly.

(3) El efecto combinado de inclinacion de la gma ocular y movimiento de desacoplamiento del limbo puede determinarse como la suma de estos componentes en las direcciones X e Y, tal que:(3) The combined effect of ocular gma inclination and decoupling movement of the limbus can be determined as the sum of these components in the X and Y directions, such that:

horizontal: Ax = xO + 5Xhorizontal: Ax = xO + 5X

vertical: Ay = y0 + 5y.vertical: Ay = y0 + 5y.

La FIG. 35 ilustra esquematicamente la relacion entre el desplazamiento del ojo y la gma ocular en la direccion Z y cambio del punto de interseccion de un haz de radiacion angular con un centro de diana retinal. El diagrama ilustra el componente en la direccion Y (para un angulo de haz p en el plano Y-Z), y el metodo es similar para los componentes en la direccion X donde el haz tambien es angular en el plano X-Z). Como puede observarse, un desplazamiento 5z medido en la gma ocular implica un desplazamiento igual de la diana retinal a lo largo del eje Z. Aunque la posicion de la diana en el plano X-Y esta inalterada, hay un movimiento relativo del "punto del haz" formado por el haz de radiacion angular en la superficie retinal, en efecto, un desplazamiento del punto del haz en el plano X-Y, en este ejemplo indicado como 5y. La relacion trigonometrica respecto al angulo del haz p puede expresarse como 5y = 5z * tan p.FIG. 35 schematically illustrates the relationship between the movement of the eye and the eye gma in the Z direction and changing the point of intersection of a beam of angular radiation with a retinal target center. The diagram illustrates the component in the Y direction (for a beam angle p in the Y-Z plane), and the method is similar for the components in the X direction where the beam is also angular in the X-Z plane). As can be seen, a 5z offset measured in the ocular gma implies an equal displacement of the retinal target along the Z axis. Although the position of the target in the XY plane is unchanged, there is a relative movement of the "beam point" formed by the beam of angular radiation on the retinal surface, in fact, a displacement of the beam point in the XY plane, in this example indicated as 5y. The trigonometric relationship with respect to beam angle p can be expressed as 5y = 5z * as p.

Las FIGS. 36A y 36A muestran detalles de las formulas para la conversion, en este caso realizada para cada uno de los tres caminos del haz estereotacticos alineados en una region diana comun, como se muestra por ejemplo en las FIGS. 6 y 9. Como se muestra en la FIG. 36A, las formulas rinden valores intermedios que se suman entonces para rendir componentes horizontales y verticales colectivos. Observese que los alineamientos del haz se indican en notacion abreviada como haces 5 en punto, 6 en punto, y 7 en punto, haciendo referencia a un plan de tratamiento ejemplar en el que las posiciones rotacionales de tres haces respecto al eje de tratamiento (angulo 0 en la FIG. 5) son aproximadamente 150, 180, y 210 grados de la vertical respectivamente, mientras el angulo del haz con el eje de tratamiento O permanece constante. Aunque esto se ha mostrado por los inventores en la presente memoria que es un plan de tratamiento ventajoso para minimizar la dosis en el nervio optico durante la aplicacion de un patron de 3 haces de tratamiento macular superpuestos con puntos de entrada en pars plana, las posiciones alternativas son, por supuesto, posibles. Como se muestra en la FIG. 36B, los componentes x e y individuales de movimiento relativo son funciones de ambos angulos 0 y O, y asf se calculan con diferentes constantes de conversion.FIGS. 36A and 36A show details of the formulas for conversion, in this case carried out for each of the three stereotactic beam paths aligned in a common target region, as shown for example in FIGS. 6 and 9. As shown in FIG. 36A, the formulas yield intermediate values that are then added to yield collective horizontal and vertical components. Note that beam alignments are indicated in abbreviated notation as 5 o'clock, 6 o'clock, and 7 o'clock beams, referring to an exemplary treatment plan in which the three-beam rotational positions relative to the treatment axis (angle 0 in FIG. 5) are approximately 150, 180, and 210 degrees from the vertical respectively, while the angle of the beam with the treatment axis O remains constant. Although this has been shown by the inventors herein that it is an advantageous treatment plan to minimize the dose in the optic nerve during the application of a pattern of 3 superimposed macular treatment beams with entry points in flat pars, the positions Alternatives are, of course, possible. As shown in FIG. 36B, the components x and y of relative motion are functions of both angles 0 and O, and thus are calculated with different conversion constants.

Como se muestra adicionalmente en las FIGS. 39-41 las posiciones del punto del haz retinal incrementales determinadas como se describe en las FIGS. 29-37 pueden emplearse para "pintar" deposiciones de dosificacion de radiacion incrementales en la representacion de la retina en el modelo simulado. Por ejemplo, la distribucion de la dosificacion y velocidades de irradiacion para una retina fijada determinadas experimentalmente y/o teoricamente (por ejemplo, un patron de velocidad de distribucion modelo en Gy/seg), puede ajustarse para el movimiento de la retina, y la distribucion y niveles de la dosificacion de la radiacion acumulativa al movimiento real de la retina pueden calcularse exactamente en una base en tiempo real. Como se describe adicionalmente mas adelante, dicha distribucion de la acumulacion de la dosis en tiempo real puede usarse para modificar el tratamiento con radiacion en progreso. Por ejemplo, la irradiacion puede pararse (control de inactivacion), el alineamiento ojo a fuente corregirse, y la irradiacion puede reiniciarse. Alternativamente, la fuente de radiacion puede ser re-posicionada activamente para corregir cualquier cambio en el alineamiento retinal (por ejemplo, "dirigir" la fuente para reducir y funcion de error a cero). En otra alternativa, la irradiacion puede pararse temporalmente, y reiniciarse cuando se determina que la posicion retinal se ha realineado con el movimiento del paciente. Esta ultima alternativa se ha mostrado por los inventores en la presente memoria que es conveniente y efectiva para los efectos de tipo "parpadeo" que pueden inducir breves desplazamientos transitorios, sin afectar mucho el alineamiento global del ojo.As further shown in FIGS. 39-41 the incremental retinal beam point positions determined as described in FIGS. 29-37 can be used to "paint" incremental radiation dose depositions in the representation of the retina in the simulated model. For example, the dosage distribution and irradiation rates for a fixed retinal determined experimentally and / or theoretically (for example, a pattern of distribution speed model in Gy / sec), can be adjusted for the movement of the retina, and the Distribution and dosage levels of the cumulative radiation to the real movement of the retina can be calculated exactly on a real-time basis. As described further below, said distribution of the real-time dose accumulation can be used to modify the radiation treatment in progress. For example, the irradiation can be stopped (inactivation control), the eye-to-source alignment corrected, and the irradiation can be restarted. Alternatively, the radiation source can be actively repositioned to correct any change in retinal alignment (for example, "direct" the source to reduce and zero error function). In another alternative, the irradiation may be temporarily stopped, and restarted when it is determined that the retinal position has been realigned with the patient's movement. This last alternative has been shown by the inventors herein that is convenient and effective for "flickering" effects that can induce brief transient displacements, without greatly affecting the overall alignment of the eye.

La FIG. 37A y 37B son graficas que ilustran un mapa de dosis de 3 haces estereotactico de dosis retinal medida por radiometna en un ojo simulado o modelo (por analisis de densidad optica de la pelfcula expuesta), sin movimiento del ojo, como se describe en la presente memoria, que sirve como una base para comparacion para los ejemplos del movimiento del ojo modulado mostrados en las FIGS. 39-41. Observese que las trayectorias del haz son sustancialmente como se muestra en la FIG. 9.FIG. 37A and 37B are graphs illustrating a dose map of 3 stereotactic beams of retinal dose measured by radiometna in a simulated eye or model (by optical density analysis of the exposed film), without eye movement, as described herein. memory, which serves as a basis for comparison for the examples of modulated eye movement shown in FIGS. 39-41. Note that the beam paths are substantially as shown in FIG. 9.

El mapa de contorno de dosis de la FIG. 37A muestra que la region diana de 4 mm se encuentra completamente en la 80% isodosis (20 Gy sobre la base de un nivel maximo de ~25 Gy). De hecho, el area de la isodosis 24 Gy (aproximadamente 96%) es aproximadamente co-extensiva con la region diana de 4 mm. El disco optico se encuentra completamente mas alla de la isodosis 1 Gy, y asf recibe sustancialmente menos de 4% de la dosis maxima. Observese que mientras el termino "penumbra" se usa en la presente memoria para hacer referencia espedficamente a la distribucion de dosis desde un unico haz colimado, es instructiva para observar que el conceptoThe dose contour map of FIG. 37A shows that the 4 mm target region is completely at 80% isodosis (20 Gy based on a maximum level of ~ 25 Gy). In fact, the area of the 24 Gy isodosis (approximately 96%) is approximately co-extensive with the 4 mm target region. The optical disc is completely beyond the 1 Gy isodosis, and thus receives substantially less than 4% of the maximum dose. Note that while the term "penumbra" is used herein to refer specifically to the distribution of doses from a single collimated beam, it is instructive to observe that the concept

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como se aplica a un mapa de dosis de haz multiple estereotactico, y una "penumbra" de 80%-a-20% isodosis acumulativa se indica en las FIGS. 37A-B como el rango entre la isodosis 20 Gy y la isodosis 5 Gy, sobre la base de un nivel de dosis maximo de aproximadamente 25 Gy. Observese que los niveles de dosis pueden variar sustancialmente dependiendo del plan de tratamiento particular. Por ejemplo, un plan de tratamiento particular puede proporcionar un nivel de dosis medio en la region diana retinal de menos de aproximadamente 8 Gy; o aproximadamente 16 Gy; o aproximadamente 24 Gy o mas, dependiendo de los objetivos medicos espedficos para el tratamiento. Asimismo, los tratamientos pueden repetirse a intervalos de tiempo seleccionados para propositos de fraccionamiento.as applied to a stereotactic multiple beam dose map, and a "penumbra" of 80% -a-20% cumulative isodosis is indicated in FIGS. 37A-B as the range between isodosis 20 Gy and isodosis 5 Gy, based on a maximum dose level of approximately 25 Gy. Note that dose levels may vary substantially depending on the particular treatment plan. For example, a particular treatment plan may provide an average dose level in the retinal target region of less than about 8 Gy; or about 16 Gy; or approximately 24 Gy or more, depending on the specific medical objectives for the treatment. Also, treatments can be repeated at selected time intervals for fractionation purposes.

La FIG. 38B es un perfil de dosis representado en una grafica correspondiente a la lmea B-B en la FIG. 37A, que es un transecto a traves del centro de la diana y el centro del disco optico. Este perfil proporciona una clara ilustracion de la cafda de la isodosis en la region "penumbra", disminuyendo rapidamente a un valor bajo en el margen del disco optico.FIG. 38B is a dose profile represented in a graph corresponding to line B-B in FIG. 37A, which is a transect through the center of the target and the center of the optical disc. This profile provides a clear illustration of the isodose cauda in the "penumbra" region, rapidly decreasing to a low value in the margin of the optical disc.

Para propositos de comparacion, la FIG. 37C ilustra la distribucion de dosis en tejido tanto anterior como posterior al mapa de plano retinal de las FIGS. 37A y 37B. La FIG. 37C es una grafica de distribucion de dosis preparada mediante simulacion de transporte de radiacion numerica Monte Carlo (vease la metodologfa en la FIG. 13A) empleada conjuntamente con un modelo caractenstico de tejido derivado de la anatoirna humana revelada en formacion de imagenes por escaneo CT. El mapeo de la FIG. 37C es una seccion transversal plana orientada verticalmente tomada a traves del eje de tratamiento 2820 (vease la FIG. 21E), que corresponde con el plano que contiene un camino de haz de tratamiento central (haz 1 a 0 = 180 grados en la FIG. 21E). El modelo incluye la lente 35 y el nervio optico 350 del ojo 30, estando rodeado el globo por tejido particular 37 con orbita osea 38, y mostrando tejido de cerebro 22.For comparison purposes, FIG. 37C illustrates the dose distribution in tissue both before and after the retinal plane map of FIGS. 37A and 37B. FIG. 37C is a dose distribution graph prepared by Monte Carlo numerical radiation transport simulation (see the methodology in FIG. 13A) used in conjunction with a characteristic tissue model derived from human anatoirna revealed in CT scan imaging. The mapping of FIG. 37C is a vertically oriented flat cross section taken through treatment axis 2820 (see FIG. 21E), which corresponds to the plane containing a central treatment beam path (beam 1 to 0 = 180 degrees in FIG. 21E). The model includes lens 35 and optic nerve 350 of eye 30, the balloon being surrounded by particular tissue 37 with bone orbit 38, and showing brain tissue 22.

El mapeo incluye la contribucion de la dosis de radiacion 1400a desde el haz central 1 asf como la radiacion aplicada en el plano transversal desde dos haces angulares estereotacticos (haces 2 y 3 en la FIG. 21E,) que estan dirigidos para intersecar el plano del mapeo solo en una region adyacente a la retina central (region de "superposicion de 3 haces" 318a). La simulacion Monte Carlo mostro el nivel de dosis en estructuras seleccionadas como se indica en la Tabla 1 siguiente:The mapping includes the contribution of the radiation dose 1400a from the central beam 1 as well as the radiation applied in the transverse plane from two stereotactic angular beams (beams 2 and 3 in FIG. 21E,) which are directed to intersect the plane of the mapping only in a region adjacent to the central retina (region of "3-beam overlay" 318a). The Monte Carlo simulation showed the dose level in selected structures as indicated in Table 1 below:

Tabla 1 - Dosis en Estructuras SeleccionadasTable 1 - Dose in Selected Structures

Tres Haces Administrando 24 Gy a la Macula  Three Beams Managing 24 Gy to the Macula

Estructura  Structure
Dosis (Gy)  Dose (Gy)

Lente  Lens
0,3  0.3

Nervio Optico  Optic nerve
0,7  0.7

Cornea  Cornea
0  0

Esclera  Sclera
25  25

Cerebro  Brain
4  4

Hueso Orbital  Orbital Bone
18  18

Macula  Taint
24  24

Los contornos de isodosis de la FIG. 37C ilustran tres regiones principales de dosificacion mayor:The isodose contours of FIG. 37C illustrate three major regions of higher dosage:

(a) el area de la superficie escleral 311 (25 Gy), que representa solo el haz central unico 1, ya que el haz angular 2 y 3 tienen regiones de entrada distintas y separadas;(a) the area of the scleral surface 311 (25 Gy), which represents only the single central beam 1, since the angular beam 2 and 3 have distinct and separate input regions;

(b) la region de superposicion de los 3 haces 318a (24 Gy en la macula) en la que cada haz hace una contribucion aproximadamente igual; y(b) the region of superposition of the 3 beams 318a (24 Gy in the macula) in which each beam makes an approximately equal contribution; Y

(c) alta absorcion por hueso orbital comparativamente denso (18 Gy), que de nuevo representa solo el haz central. Observese que en parte debido a una mayor absorcion osea y consecuentemente penetracion reducida mas alla, la dosis residual en la superficie del cerebro es solo aproximadamente 4 Gy, disminuyendo rapidamente a la fraccion pequena de un Gy a profundidad.(c) high absorption by comparatively dense orbital bone (18 Gy), which again represents only the central beam. Note that in part due to greater bone absorption and consequently reduced penetration beyond, the residual dose on the surface of the brain is only approximately 4 Gy, rapidly decreasing to the small fraction of one Gy deep.

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La FIG. 37C ilustra un metodo y dispositivo de tratamiento que tiene aspectos de la invencion, para el tratamiento con radiacion de una diana retinal, incluyendo proporcionar una fuente de rayos X de ortovoltaje posicionable configurada para emitir un haz de rayos X firmemente colimado, el haz emitido en un camino que evita tanto la lente como el nervio optico del ojo, estando filtrado el haz de manera que la fraccion de dosis de superficie se minimiza respecto a la fraccion de dosis retinal, el haz tambien tiene una energfa maxima de foton lo suficientemente baja como para minimizar la fraccion de dosis que penetra mas profundamente que la orbita osea del craneo.FIG. 37C illustrates a method and treatment device having aspects of the invention, for the radiation treatment of a retinal target, including providing a positionable orthovoltage X-ray source configured to emit a firmly collimated X-ray beam, the beam emitted in a path that avoids both the lens and the optic nerve of the eye, the beam being filtered so that the surface dose fraction is minimized with respect to the retinal dose fraction, the beam also has a maximum photon energy low enough to minimize the dose fraction that penetrates deeper than the bone orbit of the skull.

VH. Confirmacion radiometrica del alineamiento del ojo y direccionamiento de la dosis de rayos XVH Radiometric confirmation of eye alignment and X-ray dose addressing

Las FIGS. 38A y 38B representan un metodo para confirmar una realizacion de un plan de tratamiento con radioterapia que tiene aspectos de la invencion. La FIG. 38A ilustra el ojo de un cadaver 30 que se ha fijado en un montaje 500, configurado para ser alineado con el sistema de radioterapia 10 usando un soporte mecanico adecuado (no mostrado) generalmente de la manera y orientacion mostradas en la FIG. 3B. El montaje 500 posiciona el ojo del cadaver como, en efecto, un ojo simulado para propositos de confirmar tanto el metodo de alineamiento del ojo como la dosimetna del sistema de tratamiento. La FIG. 38A muestra que el ojo del cadaver 30 se ha diseccionado parcialmente para exponer el tejido adyacente a la retina posterior, para permitir un refuerzo de la pelfcula radiografica 502 para ser posicionada detras del ojo paralela a la retina.FIGS. 38A and 38B represent a method for confirming an embodiment of a radiotherapy treatment plan that has aspects of the invention. FIG. 38A illustrates the eye of a corpse 30 that has been fixed in a mount 500, configured to be aligned with the radiotherapy system 10 using a suitable mechanical support (not shown) generally in the manner and orientation shown in FIG. 3B. The assembly 500 positions the corpse eye as, indeed, a simulated eye for the purpose of confirming both the method of alignment of the eye and the dosimetna of the treatment system. FIG. 38A shows that the eye of the corpse 30 has been partially dissected to expose the tissue adjacent to the posterior retina, to allow a reinforcement of the radiographic film 502 to be positioned behind the eye parallel to the retina.

El procedimiento incluye lo siguiente: El ojo en el montaje 500 con pelfcula se monta en el sistema de alineamiento y estabilizacion del ojo 625 (veanse las FIGS. 2 y 16 por ejemplo) por un soporte mecanico adecuado (no mostrado), y el ojo se alinea usando la metodologfa descrita respecto a las FIGS. 21A-21E, de la misma manera general que el alineamiento del ojo de un paciente humano. La grna ocular (representada por la lente de la grna ocular 2860 en la FIG. 38A) se aplica a la cornea de manera que este centrada en el limbo, se aplica succion con vado, y la fuente de rayos X 420 se mueve en la posicion de tratamiento como se muestra en la FIG. 3B. Como con el plan de tratamiento descrito en la presente memoria, el haz de rayos X se alinea con un eje de tratamiento 2820, que esta posicionado respecto al eje geometrico del ojo 2810 por una desviacion pre-determinada 2850.The procedure includes the following: The eye in the mounting 500 with film is mounted in the eye alignment and stabilization system 625 (see FIGS. 2 and 16 for example) by a suitable mechanical support (not shown), and the eye it is aligned using the methodology described with respect to FIGS. 21A-21E, in the same general way as the alignment of the eye of a human patient. The eyepiece (represented by the lens of the eyepiece 2860 in FIG. 38A) is applied to the cornea so that it is centered in the limbus, suction is applied with ford, and the X-ray source 420 moves in the treatment position as shown in FIG. 3B. As with the treatment plan described herein, the X-ray beam is aligned with a treatment axis 2820, which is positioned relative to the geometric axis of the eye 2810 by a predetermined deviation 2850.

Se aplica una serie de tres haces de tratamiento al ojo 30 (veanse las FIGS. 9-10), de manera que se expone la pelfcula radiografica 502 adyacente a la retina para producir un punto expuesto 504 indicativo de la distribucion de la dosis absorbida por la diana. La pelfcula radiografica se formula para producir un punto visible que permite insertar un pin marcador 506 a traves de la pelfcula en el ojo 30, en este ejemplo en el centro del punto 504, para registrar y mantener la orientacion de la pelfcula 502 como expuesta con el tejido del ojo.A series of three treatment beams are applied to the eye 30 (see FIGS. 9-10), so that the radiographic film 502 adjacent to the retina is exposed to produce an exposed spot 504 indicative of the distribution of the absorbed dose by the Diana. The radiographic film is formulated to produce a visible point that allows a marker pin 506 to be inserted through the film into the eye 30, in this example in the center of the point 504, to record and maintain the orientation of the film 502 as exposed with eye tissue

El ojo 30 se disecciona entonces a lo largo de una seccion retinal como se muestra en la FIG. 38A para exponer la retina posterior, registrada a la pelfcula expuesta 502. La retina aplanada superpuesta en la pelfcula expuesta se representa en la FIG. 38B. La geometna retinal se muestra con detalle en la izquierda a la izquierda, la diseccion retinal mostrada esquematicamente en la vista de la derecha de la figura. Como puede observarse, el punto de pelfcula expuesta 504 esta centrado sustancialmente en la diana macular, que cubre la region diana de 4 mm. El punto 504 tambien esta sustancialmente separado del disco optico 350. La geometna de la dosificacion puede compararse con el mapa de dosis del modelo simulado de la FIG. 37A.Eye 30 is then dissected along a retinal section as shown in FIG. 38A to expose the posterior retina, recorded to the exposed film 502. The flattened retina superimposed on the exposed film is depicted in FIG. 38B. The retinal geometry is shown in detail on the left to the left, the retinal dissection shown schematically in the right view of the figure. As can be seen, the exposed film point 504 is substantially centered on the macular target, which covers the 4 mm target region. Point 504 is also substantially separated from optical disk 350. The dosage geometry can be compared with the dose map of the simulated model of FIG. 37A.

El procedimiento confirma asf la eficacia del metodo de alineamiento del ojo y metodos de direccionamiento ocular que tienen aspectos de la invencion, mediante la demostracion de que la dosis de radiacion aplicada esta dirigida al tejido macular (y evita el disco optico), como se proporciona por los planes de tratamiento descritos en la presente memoria.The procedure thus confirms the effectiveness of the eye alignment method and ocular addressing methods that have aspects of the invention, by demonstrating that the radiation dose applied is directed to the macular tissue (and avoids the optical disk), as provided for the treatment plans described herein.

Resultados de estudios en pacientesResults of studies in patients

Las FIGS. 39A-39E son graficas que muestran el movimiento retinal extrapolado sobre la base de los datos de movimiento del ojo de las FIGS. 26A-26E. El movimiento retinal calculado se uso para modular el mapa de dosis de 3 haces superpuestos derivado de un estudio modelo mostrado mas adelante en la FIG. 37A y 37B.FIGS. 39A-39E are graphs showing extrapolated retinal movement based on the eye movement data of FIGS. 26A-26E. The calculated retinal movement was used to modulate the dose map of 3 superimposed beams derived from a model study shown later in FIG. 37A and 37B.

Observese que preferiblemente dichas extrapolaciones se llevan a cabo automaticamente por un procesador digital al adquirirse los datos del movimiento del ojo, mas preferiblemente en tiempo real. Sera evidente para un experto en la tecnica como puede hacerse esto sin experimentacion innecesaria.Note that preferably said extrapolations are carried out automatically by a digital processor when the eye movement data is acquired, more preferably in real time. It will be apparent to a person skilled in the art how this can be done without unnecessary experimentation.

Las FIGS. 39A y 39B muestran los componentes X e Y del movimiento real del paciente durante un periodo de aproximadamente 5 minutos. Estos datos se presentan como un modelo simulado para un procedimiento de tratamiento con rayos X (no se realizo irradiacion de pacientes humanos en la adquisicion de los datos de movimiento del ojo presentados en las FIGS. 26-41). La duracion se ha dividido en tres segmentos que representan aplicaciones de haz estereotactico. Se ha asumido que la grna ocular esta re-alineada con el sistema de coordenadas del sistema de tratamiento despues de cada reposicionamiento de la fuente de rayos X, es decir, dos veces durante la duracion de 5 minutos, indicado como b1, b2 y b3 en las graficas.FIGS. 39A and 39B show the X and Y components of the actual movement of the patient for a period of approximately 5 minutes. These data are presented as a simulated model for an X-ray treatment procedure (irradiation of human patients was not performed in the acquisition of eye movement data presented in FIGS. 26-41). The duration has been divided into three segments that represent stereotactic beam applications. It has been assumed that the eyeglass is aligned with the coordinate system of the treatment system after each repositioning of the X-ray source, that is, twice for the duration of 5 minutes, indicated as b1, b2 and b3 in the graphics.

Las graficas incluyen tanto datos completos (banda ancha) como tambien movimiento de 1 segundo filtrado o promediado representado en el mismo eje (grafica central estrecha). Observese que el sistema de seguimiento del ojo puede tener una velocidad de actualizacion seleccionable. En el caso del ejemplo, la velocidad de actualizacion del sistema de formacion de imagenes fue aproximadamente 10 Hertz, resultando en aproximadamente 3.000The graphs include both complete data (broadband) and 1 second filtering or averaging movement represented on the same axis (narrow central graph). Note that the eye tracking system may have a selectable update rate. In the case of the example, the update rate of the image formation system was approximately 10 Hertz, resulting in approximately 3,000

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muestras en la duracion de 5 min. En general, los datos muestran un movimiento o fluctuacion del ojo sacadico, de alta frecuencia y baja amplitud, que tiende a diseminar los datos brutos en una banda mas ancha. El corto periodo de filtrado hace que las tendencias del movimiento del ojo sean mas evidentes. Ademas, se calculan los datos en el que la retina se trata como plana.samples in the duration of 5 min. In general, the data shows a movement or fluctuation of the sacchaic eye, of high frequency and low amplitude, which tends to disseminate the raw data in a wider band. The short period of filtering makes eye movement trends more evident. In addition, the data in which the retina is treated as flat is calculated.

La FIG. 39C es una grafica parametrica de los datos de las FIGS. 39A y 39B, y representa graficamente las salidas de la retina del centro de la diana, en ambas direcciones X e Y. Puede observarse que casi todo el movimiento, ponderado por duracion, permanece en aproximadamente un radio de 0,5 mm de la diana.FIG. 39C is a parametric graph of the data in FIGS. 39A and 39B, and graphically represents the outputs of the retina from the center of the target, in both directions X and Y. It can be seen that almost all movement, weighted by duration, remains in approximately a 0.5 mm radius of the target. .

La FIG. 39D es una grafica similar a la de la FIG. 39C y que muestra la geometna retinal del disco optico asf como indicacion de una diana de tratamiento planeado como un cfrculo de 4 mm alrededor del centro de una diana. Un centro de masa CM se calculo sobre la base del movimiento retinal, ponderado por duracion en la posicion, para rendir un indicador acumulativo del desplazamiento de la aplicacion de la dosis de radioterapia. Para conveniencia, se muestran drculos de 4 y 6 mm alrededor del CM, siendo el cfrculo de 4 mm alrededor de CM directamente comparable con el cfrculo de 4 mm alrededor del centro de la diana (el equivalente sin movimiento). Puede observarse que el desplazamiento del CM es menor de aproximadamente 0,2 mm, y en el caso adverso (desplazamiento hacia el nervio optico), produce poca diferencia en el patron de dosificacion.FIG. 39D is a graph similar to that of FIG. 39C and showing the retinal geometry of the optical disk as well as an indication of a treatment target planned as a 4 mm circle around the center of a target. A center of mass CM was calculated on the basis of retinal movement, weighted by duration in the position, to yield a cumulative indicator of the displacement of the radiotherapy dose application. For convenience, 4 and 6 mm circles are shown around the CM, the 4 mm circle around CM being directly comparable with the 4 mm circle around the center of the target (the equivalent without movement). It can be observed that the displacement of the CM is less than about 0.2 mm, and in the adverse case (displacement towards the optic nerve), it produces little difference in the dosage pattern.

La FIG. 39D es un mapa de dosis sobre la base de los datos de la FIG. 39D y emplea los datos para un estudio de rayos X sin movimiento usando un ojo simulado (modelo, modelo que asume un alineamiento perfecto, sin movimiento), usandose los datos del estudio de rayos X para evaluar la distribucion de la dosis absorbida por el tejido que insinuada por el movimiento real del ojo del estudio del paciente. Los contornos de isodosis se muestran para gradaciones desde el nivel maximo (aproximadamente 24-25 Gy), hasta un lfmite inferior de cafda de 20 Gy (80% isodosis), y lfmite de punto de haz exterior de aproximadamente 5 Gy (20% isodosis), y un lfmite disperso inferior de 2 Gy.FIG. 39D is a dose map based on the data in FIG. 39D and uses the data for an X-ray study without movement using a simulated eye (model, model that assumes a perfect alignment, without movement), using the data from the X-ray study to evaluate the distribution of the dose absorbed by the tissue which hinted at the real eye movement of the patient's study. The isodosis contours are shown for gradations from the maximum level (approximately 24-25 Gy), to a lower limit of 20 Gy coffee (80% isodosis), and outer beam point limit of approximately 5 Gy (20% isodosis ), and a lower dispersed limit of 2 Gy.

En un ejemplo de un plan de tratamiento con radioterapia que tiene aspectos de la invencion, se desea mantener una dosis de entre 25-20 Gy en aproximadamente una diana de tratamiento de 4 mm centrada aproximadamente en la fovea, y mantener menos de aproximadamente 5 Gy fuera de una region de tratamiento de 6 mm alrededor del centro de la diana. Ademas, el ejemplo del plan de tratamiento incluye evitar mas de una dosificacion de aproximadamente 2 Gy, y preferiblemente mucho menos, en el nervio optico y disco optico.In an example of a radiotherapy treatment plan that has aspects of the invention, it is desired to maintain a dose of between 25-20 Gy on approximately a 4 mm treatment target centered approximately on the fovea, and maintain less than approximately 5 Gy outside a 6 mm treatment region around the center of the target. In addition, the example of the treatment plan includes avoiding more than one dosage of approximately 2 Gy, and preferably much less, in the optic nerve and optic disc.

Puede observarse que el mapa de dosis modulada por movimiento de la FIG. 39D consigue los objetivos del plan de tratamiento con datos de movimiento realfsticos de pacientes, mediante el uso del sistema de estabilizacion del ojo que tiene aspectos de la invencion.It can be seen that the motion-modulated dose map of FIG. 39D achieves the objectives of the treatment plan with realistic patient movement data, by using the eye stabilization system that has aspects of the invention.

VI. Control y algoritmos del control de inactivacion.SAW. Control and inactivation control algorithms.

Esta seccion detalla varios metodos y algoritmos mediante los cuales el procesador en el sistema controla la exposicion total al haz, por ejemplo, intensidad y duracion, en respuesta a la posicion del movimiento del ojo detectada durante el tratamiento terapeutico.This section details several methods and algorithms by which the processor in the system controls the total exposure to the beam, for example, intensity and duration, in response to the position of the eye movement detected during the therapeutic treatment.

VI.A. Posicion del ojo y control de la exposicionVIA. Eye position and exposure control

Las FIGS. 40A-40H son graficas que muestran el movimiento retinal extrapolado de un paciente en el que se observo un patron consistente de deriva lateral. Los datos del movimiento del ojo fueron de la misma naturaleza como se muestra en las FIGS. 26A-E, y adquiridos por los mismos metodos y con los mismos dispositivos de seguimiento del ojo, pero en el caso de un paciente que presenta un comportamiento diferente del movimiento del ojo. En estas graficas, se usa generalmente la misma metodologfa y presentacion que en las FIGS. 39A-39E, y la discusion siguiente se centrara solo en las diferencias.FIGS. 40A-40H are graphs showing the extrapolated retinal movement of a patient in which a consistent pattern of lateral drift was observed. The eye movement data were of the same nature as shown in FIGS. 26A-E, and acquired by the same methods and with the same eye tracking devices, but in the case of a patient who exhibits a different behavior of eye movement. In these graphs, the same methodology and presentation as in FIGS is generally used. 39A-39E, and the following discussion will focus only on differences.

Las FIGS. 40A y 40B muestran los componentes X e Y del movimiento retinal de un paciente durante un periodo de aproximadamente 5 minutos, dividido en tres "haces" como se ha descrito anteriormente. Puede observarse que hay una tendencia a un desplazamiento relativamente grande en la direccion X, debido al movimiento de la cabeza del paciente y la rotacion de la lente de la grna ocular alrededor del punto pivote. Las desviaciones verticalmente son relativamente pequenas, pero las desviaciones horizontales de la retina superaron 1 mm durante periodos sustanciales. La FIG. 40 C muestra una grafica parametrica del movimiento.FIGS. 40A and 40B show the X and Y components of a patient's retinal movement over a period of approximately 5 minutes, divided into three "beams" as described above. It can be seen that there is a tendency to a relatively large displacement in the X direction, due to the movement of the patient's head and the rotation of the eyepiece lens around the pivot point. The vertically deviations are relatively small, but the horizontal deviations of the retina exceeded 1 mm during substantial periods. FIG. 40 C shows a parametric movement graph.

Las FIGS. 40D-40F son tres graficas de desplazamiento CM hechas de la manera de la FIG. 39D en la que la FIG. 40D muestra los datos de deriva no corregidos, la FIG. 40E muestra datos compensados como se describe mas adelante, y la FIG. 40F es una reproduccion de la FIG. 39D para propositos de comparacion.FIGS. 40D-40F are three CM offset graphs made in the manner of FIG. 39D in which FIG. 40D shows the uncorrected drift data, FIG. 40E shows compensated data as described below, and FIG. 40F is a reproduction of FIG. 39D for comparison purposes.

La FIG. 40D muestra que el CM de la duracion de movimiento de los datos de las FIGS. 40A y 40B esta desplazado aproximadamente 0,75 mm desde el centro de la diana, y que el cfrculo de 6 mm se desplaza para extenderse cerca del disco optico.FIG. 40D shows that the CM of the duration of movement of the data in FIGS. 40A and 40B is displaced approximately 0.75 mm from the center of the target, and that the 6 mm circle moves to extend near the optical disk.

La FIG. 40E muestra que el CM de la duracion del movimiento despues de un procedimiento de compensacion de la deriva que emplea un analisis de "momento de desplazamiento en el tiempo" desencadena el control de inactivacionFIG. 40E shows that the CM of the duration of the movement after a drift compensation procedure that employs a "time shift" analysis triggers the inactivation control

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(apagado) de la fuente de rayos X (simulada aqm), seguido de realineamiento del ojo del paciente con el eje de alineamiento del sistema. Un ejemplo de procedimiento incluye:(off) of the x-ray source (simulated aqm), followed by realignment of the patient's eye with the axis of alignment of the system. An example procedure includes:

a) Definir un vector de momento de desplazamiento en el tiempo tal que TDM = (Desplazamiento desde el centro) * (Tiempo fuera del centro). Esto es menos sensible para desplazamientos breves, largos que los persistentes largos.a) Define a time of travel vector in time such that TDM = (Offset from the center) * (Time out of the center). This is less sensitive for short, long journeys than long persistent ones.

b) En realizaciones de sistema de tratamiento ejemplar, la velocidad de la dosis es relativamente baja (aproximadamente 4 Gy por minuto) lo que da tiempo para responder a desviaciones por control de inactivacion.b) In exemplary treatment system embodiments, the dose rate is relatively low (approximately 4 Gy per minute) which gives time to respond to deviations by inactivation control.

c) Definir un umbral de control de inactivacion para una magnitud seleccionada de TDM acumulativo, que es el punto de desencadenamiento para el control de inactivacion. Un termino de "constante de muelle" puede incluirse para disminuir o ajustar la sensibilidad. En un ejemplo, el umbral se selecciona para prevenir que la desviacion de CM supere aproximadamente 0,2 mm desde el centro de la diana. Puede seleccionarse un umbral mayor o menor.c) Define an inactivation control threshold for a selected quantity of cumulative TDM, which is the trigger point for the inactivation control. A term of "spring constant" may be included to decrease or adjust the sensitivity. In one example, the threshold is selected to prevent the CM deviation from exceeding approximately 0.2 mm from the center of the target. A higher or lower threshold can be selected.

d) Realinear el paciente y ojo tratado a las coordenadas del sistema (a) despues del reposicionamiento del haz, simulado aqm por 1/3 del periodo de tratamiento, y (b) despues del control de inactivacion de la fuente de rayos X segun criterios.d) Realign the patient and treated eye to the coordinates of the system (a) after repositioning of the beam, simulated aqm for 1/3 of the treatment period, and (b) after the inactivation control of the X-ray source according to criteria .

e) Reiniciar el tratamiento, extendiendo el periodo de tratamiento segun se necesite para obtener una dosificacion completa de tratamiento.e) Restart the treatment, extending the treatment period as needed to obtain a complete treatment dosage.

Una comparacion de las FIGS. 40E y 40F muestra que el procedimiento de compensacion de la deriva (en este caso 5 eventos de control de inactivacion en el periodo de tratamiento de 5 minutos) resulta en una desviacion de CM muy reducida, y comparable con los datos de un paciente sin deriva sistematica.A comparison of FIGS. 40E and 40F show that the drift compensation procedure (in this case 5 inactivation control events in the 5-minute treatment period) results in a very small CM deviation, and comparable with the data of a patient without drift Systematic

Las FIGS. 40G y 40H son graficas de mapas de dosis no compensados y compensados correspondientes a los datos de las FIGS. 40D y 40E. Observese que la FIG. 40G muestra tanto un area no tratada, la isodosis de 20 Gy englobando solo marginalmente un lado del cfrculo diana de 4 mm, y dosis no planeadas que superan 2 Gy a partes del disco optico. Ambos de estos efectos se evitan por el procedimiento de control de inactivacion-realineamento, como se muestra en las etapas 2565, 2540 de la FIG. 21A.FIGS. 40G and 40H are graphs of uncompensated and compensated dose maps corresponding to the data in FIGS. 40D and 40E. Note that FIG. 40G shows both an untreated area, the 20 Gy isodosis encompassing only marginally one side of the 4 mm target circle, and unplanned doses that exceed 2 Gy to parts of the optical disc. Both of these effects are avoided by the inactivation-realignment control procedure, as shown in steps 2565, 2540 of FIG. 21A.

VIB. Algoritmos de control de inactivacion basados en movimiento.VIB Motion-based inactivation control algorithms.

Las realizaciones de metodos y dispositivos que tienen aspectos de la invencion proporcionan una figura de merito para el desplazamiento del "centro de masa" de la dosificacion de radiacion desde el centro de una diana, sobre la base de seguimiento el movimiento retinal respecto al centro de un haz en los componentes X e Y (nasal-temporal y craneal-caudal respectivamente). Esto puede configurarse para aceptar pequenas fluctuaciones desde el centro de la diana, pero evitara fluctuaciones grandes persistentes, y puede configurarse para proporcionar una proteccion aumentada para estructuras sensibles, tal como el nervio optico. Observese que alternativamente o adicionalmente, pueden usarse realizaciones de metodos y dispositivos generalmente similares para seguir un camino de haz de radiacion respecto a otras estructuras anatomicas, tal como la cornea o la lente del ojo.The embodiments of methods and devices having aspects of the invention provide a merit figure for the displacement of the "center of mass" of the radiation dosage from the center of a target, on the basis of monitoring the retinal movement with respect to the center of a beam in the X and Y components (nasal-temporal and cranial-caudal respectively). This can be configured to accept small fluctuations from the center of the target, but will avoid persistent large fluctuations, and can be configured to provide increased protection for sensitive structures, such as the optic nerve. Note that alternatively or additionally, embodiments of generally similar methods and devices can be used to follow a radiation beam path with respect to other anatomical structures, such as the cornea or the lens of the eye.

En experimentos por los inventores en la presente memoria, se ha mostrado que los movimientos relevantes del ojo se encuentran tipicamente en determinadas categonas: (a) fluctuacion de alta frecuencia (direcciones +/- x e y); (b) deriva direccional estacionaria durante periodos prolongados; y (c) fluctuaciones de gran magnitud, de duracion corta, (por ejemplo, direccion de parpadeo +/- y), generalmente que no cambian el alineamiento de larga duracion. Los cambios pequenos positivos y negativos sin deriva acumulativa resultan en una "diseminacion" modesta del punto del haz, pero tipicamente no son problematicos.In experiments by the inventors herein, it has been shown that the relevant eye movements are typically found in certain categories: (a) high frequency fluctuation (+/- x and y directions); (b) stationary directional drift for prolonged periods; and (c) fluctuations of great magnitude, of short duration, (for example, blink direction +/- and), generally that do not change the alignment of long duration. Small positive and negative changes without cumulative drift result in a modest "spread" of the beam point, but are typically not problematic.

Algoritmos de respuesta lineal:Linear response algorithms:

Ventajosamente, respecto a la deriva estacionaria (b), puede definirse un vector de "centro de masa" o CM que representa la desviacion acumulativa, en el que las contribuciones incrementales a la suma del vector tienen los componentes:Advantageously, with respect to the stationary drift (b), a "center of mass" or CM vector representing the cumulative deviation can be defined, in which the incremental contributions to the sum of the vector have the components:

Qx = x*dt Qy = y*dtQx = x * dt Qy = y * dt

DondeWhere

xi = desplazamiento x [mm] en el momento de la muestra yi = desplazamiento y [mm] en el momento de la muestraxi = displacement x [mm] at the time of the sample yi = displacement y [mm] at the time of the sample

dt = tiempo [s] entre las muestras (por ejemplo, velocidad de la muestra de aproximadamente 1 a aproximadamente 50 Hz)dt = time [s] between samples (for example, sample rate from about 1 to about 50 Hz)

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Opcionalmente, las realizaciones alternativas pueden incluir datos suavizados para suprimir "fluctuacion" de alta frecuencia (por ejemplo, 1 seg. valores promedio para una velocidad de muestra 30Hz para rendir valores equivalentes de xi, yi para dt = 1 seg).Optionally, alternative embodiments may include smoothed data to suppress high frequency "fluctuation" (for example, 1 sec. Average values for a sample rate 30Hz to yield equivalent values of xi, yi for dt = 1 sec).

Los atributos adicionales pueden incluir:Additional attributes may include:

CM(sumaQx, sumaQy) = suma de vector de operacion de los componentes X e Y, donde:CM (sumQx, sumQy) = sum of the operating vector of the components X and Y, where:

â–  magnitud es la distancia desde el centro de la diana = SQRT(sumaQxA2+sumaQyA2)â–  magnitude is the distance from the center of the target = SQRT (sumQxA2 + sumQyA2)

â–  direccion es el arctan del angulo (sumaQy/sumaQx).â–  address is the arctan of the angle (sumQy / sumQx).

Criterios de control de inactivacion/realineamiento = magnitud del CM umbral = CM*kInactivation / realignment control criteria = magnitude of the threshold CM = CM * k

â–  k es una constante ajustable para definir la sensibilidad de control de inactivacion: k = "constante del muelle" [Gy/mm/s].â–  k is an adjustable constant to define the inactivation control sensitivity: k = "spring constant" [Gy / mm / s].

CMmax = CM para el tiempo total de tratamiento, final de vector suma (con o sin control de inactivacion/realineamiento durante el tratamiento).CMmax = CM for the total treatment time, final sum vector (with or without inactivation / realignment control during treatment).

â–  magnitud puede definir un error de registro de haz-diana general (TRE).â–  magnitude can define a general beam-target registration (TRE) error.

â–  direccion puede usarse para analizar la dosis a y/o proteger estructuras particulares.â–  address can be used to analyze the dose at and / or protect particular structures.

En las realizaciones descritas con detalle, la re-orientacion de la fuente de rayos X/colimador puede hacerse rapidamente y discretamente por un posicionador automatizado bajo la monitorizacion del operador, y es preferible continuar el tratamiento con haces estereotacticos sucesivos sin realinear necesariamente el ojo tratado respecto a las coordenadas del sistema. En este metodo de practica, el realineamiento se realiza solo cuando ocurre el control de inactivacion con la intencion de los criterios del vector de desplazamiento pre-establecidos.In the embodiments described in detail, the re-orientation of the X-ray source / collimator can be done quickly and discreetly by an automated positioner under operator monitoring, and it is preferable to continue treatment with successive stereotactic beams without necessarily realigning the treated eye. regarding system coordinates. In this method of practice, realignment is performed only when inactivation control occurs with the intent of the pre-established displacement vector criteria.

En otras realizaciones alternativas, puede realizarse un calculo separado para reforzar un aclaramiento maximo de CM de una estructura vulnerable (por ejemplo, seguimiento separadamente del componente de CM en la direccion del disco optico, con control de inactivacion a un umbral de aclaramiento). Asimismo, las realizaciones alternativas adicionales pueden incluir mapeo de dosis en tiempo real a estructuras vulnerables (por ejemplo, disco optico, cornea, lente, etc.) usando los datos como se representa en las FIGS. 37A y 37B. El control de inactivacion y realineamiento pueden realizarse cuando se alcanza un umbral de dosis.In other alternative embodiments, a separate calculation can be made to reinforce a maximum CM clearance of a vulnerable structure (e.g., separately monitoring the CM component in the direction of the optical disk, with inactivation control at a clearance threshold). Also, additional alternative embodiments may include real-time dose mapping to vulnerable structures (eg, optical disk, cornea, lens, etc.) using the data as depicted in FIGS. 37A and 37B. Inactivation and realignment control can be performed when a dose threshold is reached.

Observese que en algunos tubos de rayos X disponibles comercialmente, puede incluirse una red de presion que proporciona un apantallamiento rapido del flujo de electrones por neutralizacion de campo. En otros, el suministro de energfa de alto voltaje puede cambiarse para proporcionar una respuesta de control de inactivacion efectiva.Note that in some commercially available X-ray tubes, a pressure network can be included that provides rapid shielding of the electron flow by field neutralization. In others, the high voltage power supply can be changed to provide an effective inactivation control response.

Algoritmos de respuesta no lineales:Nonlinear response algorithms:

En realizaciones alternativas de metodos y dispositivos que tienen aspectos de la invencion, puede emplearse un algoritmo no lineal, que proporciona una ponderacion ajustable para proporcionar una mayor respuesta a grandes desviaciones que a pequenas desviaciones. Como con el algoritmo lineal descrito anteriormente, puede definirse un vector de "centro de masa" modificado que representa un factor de desviacion acumulativa (AF) no lineal, donde las contribuciones incrementales al vector suma tienen los componentes:In alternative embodiments of methods and devices that have aspects of the invention, a non-linear algorithm can be employed, which provides an adjustable weighting to provide a greater response to large deviations than to small deviations. As with the linear algorithm described above, a modified "center of mass" vector can be defined that represents a nonlinear cumulative deviation factor (AF), where the incremental contributions to the sum vector have the components:

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imagen2image2

DondeWhere

k = constante de sensibilidad que escala de forma ajustable los componentes para optimizar el tratamiento (por ejemplo, k = 1 a aproximadamente 5). Observese que la sensibilidad tambien puede ajustarse como un factor en el Criterio de control de inactivacion.k = sensitivity constant that scales the components in an adjustable way to optimize the treatment (for example, k = 1 to approximately 5). Note that sensitivity can also be adjusted as a factor in the Inactivation Control Criteria.

Xi = desplazamiento x [mm] en el tiempo de muestraXi = displacement x [mm] in the sample time

yi = desplazamiento y [mm] en el tiempo de muestrayi = displacement and [mm] in the sample time

n = exponente seleccionado (por ejemplo, n = 1 a 3, tal como 1 para lineal, 2 para cuadratico, etc.) dt = tiempo [s] entre muestrasn = selected exponent (for example, n = 1 to 3, such as 1 for linear, 2 for quadratic, etc.) dt = time [s] between samples

Observese para una forma cuadratica (n = 2), la ponderacion de la contribucion incremental es proporcional al cuadrado del desplazamiento instantaneo (por ejemplo, Qx(2 mm) = 4*Qx (1 mm)), poniendo asf enfasis en lasObserve for a quadratic form (n = 2), the weighting of the incremental contribution is proportional to the square of the instantaneous displacement (for example, Qx (2 mm) = 4 * Qx (1 mm)), thus emphasizing the

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magnitudes con gran deriva, con menos enfasis en fluctuaciones menores cercanas a cero. Para evitar ambiguedad direccional, el signo respecto al eje cero del desplazamiento puede tenerse en cuenta en un vector suma donde n es un numero entero par, por ejemplo, n = 2, donde signo(x) = x/|x|, y asf ±1, tal como:Magnitudes with great drift, with less emphasis on minor fluctuations close to zero. To avoid directional ambiguity, the sign with respect to the zero axis of the displacement can be taken into account in a sum vector where n is an even integer, for example, n = 2, where sign (x) = x / | x |, and sof ± 1, such as:

imagen3image3

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El factor de acumulacion puede integrarse con el tiempo como AF(sumaQx, sumaQy) = vector suma de los componentes X e Y, donde:The accumulation factor can be integrated over time as AF (sumQx, sumQy) = sum vector of the components X and Y, where:

magnitud = SQRT(sumaQxA2+sumaQyA2), que representa una desviacion dela diana no lineal.magnitude = SQRT (sumQxA2 + sumQyA2), which represents a deviation from the nonlinear target.

direccion = arctan(sumaQy/sumaQx), que es un angulo en las coordenadas x/y que se encuentra en el plano de superficie retinal.direction = arctan (sumQy / sumQx), which is an angle in the x / y coordinates that is in the retinal surface plane.

AF(total o terminal) = valor acumulativo final de AF al final del tratamiento, puede considerarse para definir un error de registro de la diana (TRE) para el tratamiento.AF (total or terminal) = final cumulative value of AF at the end of the treatment, can be considered to define a target registration error (TRE) for the treatment.

El criterio de control de inactivacion puede formularse de varias maneras alternativas. En un ejemplo, puede seleccionarse un valor maximo para desviacion de AF (MaxDist) que puede considerarse aceptable si se mantiene durante el periodo completo de tratamiento como un valor constante (por ejemplo, de aproximadamente 0,1 mm a aproximadamente 1,0 mm, y preferiblemente aproximadamente 0,2-0,4 mm), de manera que el Criterio de control de inactivacion = MaxDist*Tiempo de Tratamiento.The inactivation control criterion can be formulated in several alternative ways. In one example, a maximum value for AF deviation (MaxDist) can be selected that can be considered acceptable if it is maintained during the entire treatment period as a constant value (for example, from about 0.1 mm to about 1.0 mm, and preferably about 0.2-0.4 mm), so that the Inactivation Control Criteria = MaxDist * Treatment Time.

Un factor o constante de sensibilidad adicional o alternativo puede aplicarse al Criterio de control de inactivacion, de manera que Criterio de control de inactivacion = MaxDist*Tiempodetratamiento/FactordeSensibilidad. Por ejemplo, la sensibilidad del control de inactivacion puede hacerse mas/menos conservadora por ajuste del factor de sensibilidad. Por ejemplo, El Factor de Sensibilidad puede ser aproximadamente 3.An additional or alternative sensitivity factor or constant can be applied to the Inactivation Control Criterion, so that Inactivation Control Criteria = MaxDist * Treatment Time / Sensitivity Factor. For example, the sensitivity of the inactivation control can be made more / less conservative by adjusting the sensitivity factor. For example, the Sensitivity Factor can be approximately 3.

El factor de tratamiento tambien puede ajustarse en respuesta a un error de registro de diana (TRE) tfpico o medio para una poblacion de pacientes. Los tratamientos simulados (sin radiacion con estabilizacion/seguimiento de ojo real) se han usado por los inventores en la presente memoria para recoger datos de poblacion de pacientes para asistir en el establecimiento de los criterios de control de inactivacion. Por ejemplo, una MaxDist conservadora razonable puede establecerse inicialmente para un plan de tratamiento, que puede resultar en eventos infrecuentes de control de inactivacion para un TRE aceptable. La experiencia en poblaciones puede mostrar que es posible una exactitud mejorada en el tratamiento sin control de inactivacion excesivo (por ejemplo, hasta aproximadamente 21-5 eventos de control de inactivacion por tratamiento), y asf el FactordeSensibilidad puede incrementarse para disminuir el TRE medio conseguido. Pueden hacerse ajustes similares a otros factores computaciones, tal como el exponente n.The treatment factor can also be adjusted in response to a typical or medium target registration error (ERT) for a population of patients. Simulated treatments (without radiation with real eye stabilization / monitoring) have been used by the inventors herein to collect patient population data to assist in the establishment of inactivation control criteria. For example, a reasonable conservative MaxDist may initially be established for a treatment plan, which may result in infrequent inactivation control events for an acceptable TRE. Experience in populations may show that improved accuracy in treatment is possible without excessive inactivation control (for example, up to approximately 21-5 inactivation control events per treatment), and thus the Sensitivity Factor can be increased to decrease the mean TRE achieved . Similar adjustments can be made to other computation factors, such as the exponent n.

Una estrategia para determinar una distancia o valor maximo (MaxDist) para el factor de acumulacion (AF) es un analisis de error estimado. Por ejemplo, la distancia desde el borde del haz "sin error" idealizada para una estructura vulnerable, tal como el disco optico, puede determinarse a partir de las caractensticas medidas del haz colimado y la anatoirna ocular del paciente tfpico. Por ejemplo, con referencia a las FIGS. 37A y 37B, la distancia o aclaramiento de la estructura desde el borde de penumbra hasta el borde del disco optico podna estimarse que tiene un valor medio de 0,75 mm o 750 micrometros. Las fuentes y magnitudes probables del error potencial pueden identificarse entonces, incluyendo un valor propuesto para MaxDist. Por ejemplo, pueden considerarse tres fuentes de error potencial y una magnitud maxima representativa: (a) centrado Gma I lente a limbo (~0,4 mm), (b) error de direccionamiento del sistema de posicionamiento (~0,4 mm), y (c) efectos del movimiento del ojo (~0,4 mm). Un valor RMS de estas tres fuentes puede estimarse como SQRT (0,42 +0,42 +0,42) = 0,69 mm. Como esto esta en el aclaramiento de la estructura de 0,75 mm, el valor propuesto de MaxDist de 0,4mm (400 micrometros) parece razonable.A strategy to determine a maximum distance or value (MaxDist) for the accumulation factor (AF) is an estimated error analysis. For example, the distance from the edge of the "error-free" beam idealized for a vulnerable structure, such as the optical disk, can be determined from the measured features of the collimated beam and the ocular anatoirna of the typical patient. For example, with reference to FIGS. 37A and 37B, the distance or clearance of the structure from the edge of the penumbra to the edge of the optical disk could be estimated to have an average value of 0.75 mm or 750 micrometers. The probable sources and magnitudes of the potential error can then be identified, including a proposed value for MaxDist. For example, three sources of potential error and a maximum representative magnitude can be considered: (a) centered Gma I lens to limbus (~ 0.4 mm), (b) addressing error of the positioning system (~ 0.4 mm) , and (c) effects of eye movement (~ 0.4 mm). An RMS value from these three sources can be estimated as SQRT (0.42 + 0.42 + 0.42) = 0.69 mm. As this is in the clearance of the 0.75mm structure, the proposed MaxDist value of 0.4mm (400 micrometers) seems reasonable.

Parametros de equivalente de radiacion basados en movimiento.Radiation equivalent parameters based on motion.

Observese que pueden usarse algoritmos matematicos y estadfsticos alternativos a los descritos en la presente memoria para definir factores de desplazamiento acumulados y criterios de control de inactivacion/realineamiento utiles para los mismos objetivos del tratamiento medico, sin alejarse de la invencion.Note that alternative mathematical and statistical algorithms to those described herein can be used to define cumulative displacement factors and inactivation / realignment control criteria useful for the same purposes of medical treatment, without departing from the invention.

Como puede observarse en los ejemplos anteriores, un parametro basado en movimiento, tal como factor de acumulacion del error de direccionamiento, puede definirse, sin calcular la absorcion de la radiacion real, para funcionar como un equivalente o sucedaneo de la distribucion de la dosificacion de radiacion en una diana del tratamiento (por ejemplo, una region macular definida) o una estructura anatomica no diana sensible (por ejemplo, el disco optico). Las propiedades conocidas de la radiacion de un haz de tratamiento (por ejemplo, una velocidad y distribucion de isodosis calculada en la seccion transversal del haz) puede usarse para determinar la equivalencia. Asf una intensidad de dosis del haz conocida (por ejemplo, en Gy/seg en la profundidad de tejido retinal) puedeAs can be seen in the previous examples, a motion-based parameter, such as the accumulation factor of the addressing error, can be defined, without calculating the absorption of the actual radiation, to function as an equivalent or substitute for the distribution of the dosage of radiation on a treatment target (for example, a defined macular region) or a sensitive non-target anatomical structure (for example, the optical disk). The known radiation properties of a treatment beam (for example, a speed and isodose distribution calculated in the cross section of the beam) can be used to determine equivalence. Thus a dose intensity of the known beam (for example, in Gy / sec at the depth of retinal tissue) can

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usarse para seleccionar una propiedad basada en movimiento asociada de forma fiable con los efectos de la radiacion.used to select a motion-based property reliably associated with the effects of radiation.

Un controlador de un sistema de tratamiento basado en un procesador de software puede calcular dicho parametro equivalente de radiacion basado en movimiento (por ejemplo, AF en los ejemplos en la presente memoria) y monitorizar este parametro respecto a umbrales numericos pre-determinados. El movimiento de una diana y/o estructura sensible puede detectarse directamente (vease la discusion de las FIGS. 49-52); o determinarse por un algoritmo de extrapolacion sobre la base del movimiento global del ojo (como en las FIGS. 29-36).A controller of a treatment system based on a software processor can calculate said equivalent radiation based motion parameter (eg, AF in the examples herein) and monitor this parameter against pre-determined numerical thresholds. The movement of a target and / or sensitive structure can be detected directly (see the discussion of FIGS. 49-52); or determined by an extrapolation algorithm based on the overall movement of the eye (as in FIGS. 29-36).

Alternativamente, un controlador de un sistema de tratamiento basado en un procesador de software puede calcular la distribucion de dosis de radiacion real en dianas y/o estructuras sensibles (veanse los metodos respecto a las FIGS. 37A y 37B), teniendo en cuenta los efectos del movimiento del ojo detectado. El umbral para el control de inactivacion (u otra compensacion del movimiento) puede ser sobre la base de niveles de dosis de radiacion espedficos.Alternatively, a controller of a treatment system based on a software processor can calculate the actual radiation dose distribution in targets and / or sensitive structures (see methods with respect to FIGS. 37A and 37B), taking into account the effects of eye movement detected. The threshold for inactivation control (or other motion compensation) may be based on specific radiation dose levels.

VIC. Ejemplos de control de inactivacionVIC Examples of inactivation control

Las FIGS. 41A-41D ilustran un ejemplo de realizaciones de metodos y dispositivos para el control de inactivacion y control de la distribucion de la dosis en respuesta al movimiento retinal. Las FIGs. 41A y B son graficas que muestran los componentes X e Y del movimiento retinal respectivamente. En este caso, el alineamiento y estabilizacion del ojo se realizo, pero no se realizo irradiacion, rindiendo los datos de movimiento del ojo de entrada como se muestra en las FIGS. 26A-26E. Se realizo una conversion del movimiento retinal (veanse las FIGS. 32-36), y se simulo un control de control de inactivacion usando un algoritmo lineal como se ha descrito anteriormente con una sensibilidad de desencadenante de aproximadamente 3 (ejemplo de control de inactivacion) y 0 (ejemplo sin control de inactivacion). El re-alineamiento en el ejemplo de control de inactivacion en este paciente se simulo por volviendo a poner a cero el desplazamiento X e Y de los datos cuando se alcanzo el umbral de control de inactivacion, resultando en puestas 1-5 como se indica en las figuras. Tanto el "movimiento sin control de inactivacion " como el "movimiento con control de inactivacion /realineado" se muestran como se indica en cada figura.FIGS. 41A-41D illustrate an example of embodiments of methods and devices for the control of inactivation and control of dose distribution in response to retinal movement. FIGs. 41A and B are graphs showing the X and Y components of retinal movement respectively. In this case, the alignment and stabilization of the eye was performed, but no irradiation was performed, yielding the movement data of the input eye as shown in FIGS. 26A-26E. A conversion of the retinal movement was performed (see FIGS. 32-36), and an inactivation control control was simulated using a linear algorithm as described above with a trigger sensitivity of approximately 3 (example of inactivation control) and 0 (example without inactivation control). The re-alignment in the example of inactivation control in this patient was simulated by resetting the X and Y offset of the data when the inactivation control threshold was reached, resulting in 1-5 settings as indicated in the figures. Both the "movement without inactivation control" and the "movement with inactivation / realignment control" are shown as indicated in each figure.

Las FIGS. 41C y 41D son graficas X-Y parametricas que muestran seguimientos de haz de superficie retinal sin control de inactivacion y con control de inactivacion, respectivamente, respecto al centro de la diana (0,0), y que muestran tambien el disco optico y una zona diana de 4 mm alrededor del centro de la diana. En cada caso, esta superpuesta la localizacion de la posicion del vector del "centro de masa" terminal de la posicion del haz (CM), como se ha descrito anteriormente junto con drculos de 4 mm y 6 mm alrededor del CM. Como puede observarse en la FIG. 41C, el CM terminal (indicado tambien como RArm) sin control de inactivacion es aproximadamente 1,55 mm como se indica por las flechas de dimension. Por el contrario, cuando la sensibilidad del control de inactivacion se ajusta para resultar en 5 eventos de control de inactivacion/realineamiento, la FIG. 41 D sobre la base de los mismos datos de entrada muestra un CM terminal de solo aproximadamente 0,31 mm, o una reduccion de aproximadamente 5 veces en el error de direccionamiento.FIGS. 41C and 41D are parametric XY graphs that show retinal surface beam traces without inactivation control and with inactivation control, respectively, with respect to the center of the target (0,0), and which also show the optical disk and a target zone 4 mm around the center of the target. In each case, the location of the vector position of the "center of mass" terminal of the beam position (CM) is superimposed, as described above together with 4 mm and 6 mm circles around the CM. As can be seen in FIG. 41C, the terminal CM (also indicated as RArm) without inactivation control is approximately 1.55 mm as indicated by the dimension arrows. In contrast, when the sensitivity of the inactivation control is adjusted to result in 5 inactivation / realignment control events, FIG. 41 D on the basis of the same input data shows a terminal CM of only approximately 0.31 mm, or a reduction of approximately 5 times in the addressing error.

Los algoritmos y dispositivos de desencadenamiento del control de inactivacion que efectuan dichos algoritmos (por ejemplo, un procesador informatico/controlador de un sistema de radioterapia, que comunican una senal de control de inactivacion automatica a una fuente de rayos X asociada) se han demostrado conjuntamente con realizaciones del sistema de alineamiento/estabilizacion del ojo para proporcionar una exactitud TRE en menos de aproximadamente 0,5 mm, mientras efectuan un maximo de aproximadamente 3-5 eventos de control de inactivacion/realineamiento para una poblacion de pacientes sustancial.The algorithms and triggering devices of the inactivation control performed by said algorithms (for example, an informatic processor / controller of a radiotherapy system, which communicate an automatic inactivation control signal to an associated X-ray source) have been jointly demonstrated with embodiments of the eye alignment / stabilization system to provide TRE accuracy of less than about 0.5 mm, while performing a maximum of approximately 3-5 inactivation / realignment control events for a substantial patient population.

Las FIGS. 41E-41H son graficas que ilustran ejemplos adicionales de realizaciones de metodos y dispositivos que tienen aspectos de la invencion para el control de inactivacion y control de la distribucion de la dosis en respuesta a movimiento retinal. Las graficas estan dispuestas en pares (41E y 41F y 41G y 41H), un par para cada uno de dos sujetos que se estan tratando usando una realizacion de sistema de radioterapia segun las FIGS. 1-6. Cada grafica tiene el mismo eje de tiempo horizontal y cada una se refiere a un unico intervalo de emision de haz de rayos X en el que una dosis macular de aproximadamente 5,3 Gy se administro como parte de un tratamiento de 3 heces estereotactico haciendo un total de aproximadamente 16 Gy en la macula.FIGS. 41E-41H are graphs illustrating additional examples of embodiments of methods and devices that have aspects of the invention for the control of inactivation and control of dose distribution in response to retinal movement. The graphs are arranged in pairs (41E and 41F and 41G and 41H), a pair for each of two subjects that are being treated using a radiotherapy system embodiment according to FIGS. 1-6. Each graph has the same horizontal time axis and each one refers to a unique X-ray beam emission interval in which a macular dose of approximately 5.3 Gy was administered as part of a 3-stereotactic stool treatment by making a total of approximately 16 Gy in the macula.

En cada par de graficas, la grafica superior muestra los valores de variable de tiempo del desplazamiento X retinal el eje de tratamiento el sistema 2820, mostrado como una lmea solida clara, y los valores del desplazamiento Y retinal, mostrado como una lmea solida oscura. Estos valores se calculan sobre la base de senales de seguimiento de marcador fiduciario y limbo, como se describe en la presente memoria respecto a las FIGS. 21-36. En estos ejemplos, la velocidad de actualizacion de datos durante el tratamiento fue aproximadamente 10 Hz. Para propositos de claridad de presentacion sin perdida de significado, los datos de desplazamiento representados en las figuras se filtran (promediados punto por punto sobre unos pocos ciclos de datos) para suprimir la presentacion de perturbaciones o fluctuaciones de alta frecuencia en los datos marco por marco.In each pair of graphs, the upper graph shows the time variable values of the retinal displacement X the treatment axis the system 2820, shown as a light solid line, and the values of the retinal Y displacement, shown as a dark solid line. These values are calculated on the basis of fiduciary marker and limbo tracking signals, as described herein with respect to FIGS. 21-36. In these examples, the data update rate during the treatment was approximately 10 Hz. For presentation clarity purposes without loss of meaning, the displacement data represented in the figures is filtered (averaged point by point over a few data cycles ) to suppress the presentation of high frequency perturbations or fluctuations in the frame by frame data.

En la grafica inferior de cada par, El Factor de acumulacion (AF) se representa como una lmea solida oscura, respecto al eje vertical izquierdo como una fraccion del maximo umbral de criterio de control de inactivacion pre-In the lower graph of each pair, the Accumulation Factor (AF) is represented as a dark solid line, relative to the left vertical axis as a fraction of the maximum pre-inactivation control criteria threshold

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determinado permitido. La dosis de rayos X central acumulada total con incremento en tiempo a la profundidad retinal (TD) se muestra como la lmea solida clara, respecto al eje vertical derecho, en Gy. El AF se calculo como una suma de la magnitud de un vector de desplazamiento cuadratico, como se ha descrito anteriormente. La dosis acumulada total es una suma de dosis incrementales para cada incremento de tiempo durante el tratamiento con rayos X ("tiempo de de haz encendido"). Cada dosis incremental es sobre la base de propiedades calibradas de la emision del tupo de rayos X kerma en aire usando voltaje de potencial de campo de tubo medido y corriente de catodo del sistema. La determinacion de la dosis incremental incluye propagacion calibrada del espectro de rayos X a traves de filtros del colimador y tejido ocular participante a la profundidad retinal, determinandose la longitud del camino del tejido a partir de la geometna del camino del haz segun se escala al ojo del paciente particular sobre la base de una medida de ecograffa en modo ultrasonica.determined allowed. The total cumulative central X-ray dose with increased time to retinal depth (TD) is shown as the clear solid line, relative to the right vertical axis, in Gy. AF was calculated as a sum of the magnitude of a quadratic displacement vector, as described above. The total cumulative dose is a sum of incremental doses for each time increase during X-ray treatment ("beam time on"). Each incremental dose is based on calibrated properties of the emission of the kerma X-ray tube into air using the measured field potential voltage of the tube and the cathode current of the system. The incremental dose determination includes calibrated propagation of the X-ray spectrum through filters of the collimator and participating ocular tissue at retinal depth, determining the length of the tissue path from the geometry of the beam path as it scales to the eye of the particular patient on the basis of an ultrasound mode ultrasound measurement.

Volviendo en primer lugar a las FIGS. 41 E y 41F puede observarse que el alineamiento del centro macular en el tiempo de inicio del haz se desplazo una fraccion de un milfmetro en ambas direcciones X e Y (-0,26 y -0,43 mm respectivamente). La grafica de AF puede observarse que se inclinaba hacia arriba un angulo moderadamente pronunciado inicialmente. Durante los primeros 20-25 segundos, el desplazamiento retinal en la direccion Y se incrementa mientras el desplazamiento en la direccion X disminuye. Se apreciara que la magnitud trigonometrica del vector de desplazamiento (rafz cuadrada de la suma de los cuadrados de los componentes X e Y) se incrementa durante este intervalo, y este incremento se refleja en un pronunciamiento de la pendiente de la curva de AF. Al alcanzar el AF el umbral de criterios de control de inactivacion (AF => 1*GC) a aproximadamente 29 segundos de tiempo del haz encendido, el procesador del sistema desencadena el control de inactivacion de la fuente de rayos X, apagando el tubo de la fuente de rayos X.Returning first to FIGS. 41 E and 41F it can be seen that the alignment of the macular center at the start time of the beam shifted a fraction of a millimeter in both directions X and Y (-0.26 and -0.43 mm respectively). The AF graph can be seen that a moderately pronounced angle was initially tilted upwards. During the first 20-25 seconds, the retinal displacement in the Y direction increases while the displacement in the X direction decreases. It will be appreciated that the trigonometric magnitude of the displacement vector (square root of the sum of the squares of the components X and Y) increases during this interval, and this increase is reflected in a pronouncement of the slope of the AF curve. Upon reaching the AF the threshold of inactivation control criteria (AF => 1 * GC) at approximately 29 seconds of beam time on, the system processor triggers the inactivation control of the X-ray source, turning off the tube the source of x-rays

Despues del control de inactivacion, el medico responsable realineo el ojo y la grna ocular con el eje de tratamiento 2820 (desplazamientos X, Y de -0,13 y 0,08 mm respectivamente), y se re-inicio la fuente de rayos X. Observese que la lmea TD es plana brevemente al incrementarse la intensidad de la emision al re-inicio durante un periodo de aproximadamente 1-2 segundos. Durante el resto de la emision del haz, los componentes retinales X e Y permanecieron en una fraccion de un milfmetro, y la curva AF solo tuvo una pendiente hacia arriba menos pronunciada, acumulandose solo a una fraccion pequena del GC maximo en el momento de la terminacion del haz a aproximadamente 73 segundos del tiempo de encendido, alcanzando la dosis total administrada 5,23 Gy.After the inactivation control, the responsible physician realigned the eye and the eyecup with the treatment axis 2820 (X, Y displacements of -0.13 and 0.08 mm respectively), and the X-ray source was restarted Note that the TD line is flat briefly as the emission intensity at the reboot increases over a period of approximately 1-2 seconds. During the rest of the beam emission, the X and Y retinal components remained in a fraction of a millimeter, and the AF curve only had a less steep upward slope, accumulating only at a small fraction of the maximum GC at the time of termination of the beam at approximately 73 seconds of the ignition time, reaching the total dose administered 5.23 Gy.

Volviendo despues a las FIGS. 41G y 41H puede observarse que los datos de desplazamiento en este caso muestran una periodicidad marcada y persistente, particularmente en el desplazamiento Y, con un periodo de aproximadamente 3,5 segundos y una amplitud Y de aproximadamente un tercio de un milfmetro. Se cree que esto se debe en gran medida al comportamiento respiratorio particular del paciente, que causo movimientos ligeros de cabeza y ojo. Para un algoritmo lineal para el factor de acumulacion (AF), la periodicidad no afecta el AF, mientras para un algoritmo cuadratico para el factor de acumulacion (AF) en el que los desplazamientos se ponderan con el cuadrado de su magnitud (como se emplea en estos ejemplos), la periodicidad de esta naturaleza incrementa el AF respecto a una curva no oscilante del mismo valor medio. [Observese, ademas de las curvas de desplazamiento retinal X e Y en la FIG. 41G, hay curvas para la "distancia" L de la diana retinal desde el centro del haz donde L =Going back to FIGS. 41G and 41H it can be seen that the displacement data in this case show a marked and persistent periodicity, particularly in the Y displacement, with a period of approximately 3.5 seconds and an amplitude Y of approximately one third of a millimeter. It is believed that this is largely due to the patient's particular respiratory behavior, which caused slight head and eye movements. For a linear algorithm for the accumulation factor (AF), the periodicity does not affect the AF, while for a quadratic algorithm for the accumulation factor (AF) in which the displacements are weighted with the square of their magnitude (as used in these examples), the periodicity of this nature increases the AF with respect to a non-oscillating curve of the same average value. [Note, in addition to the X and Y retinal displacement curves in FIG. 41G, there are curves for the "distance" L of the retinal target from the center of the beam where L =

2205 J ' '2205 J ''

(X +Y ) ' ., y para un "pulso" de rayos X. Estos se discuten mas adelante respecto a un metodo de tratamiento alternativo].(X + Y) '., And for a "pulse" of X-rays. These are discussed below with respect to an alternative treatment method].

Como en el caso previo, puede observarse que en las FIGS. 41G y 41H, el alineamiento del centro macular en el tiempo de inicio del haz se desplazo en ambas direcciones X e Y (-0,10 y 0,53 mm respectivamente). La grafica AF puede observarse que sube hacia arriba a un angulo pronunciado, alcanzando el nivel de desencadenamiento del control de inactivacion (AF => 1*GC) despues de aproximadamente 14 segundos de tiempo de encendido del haz. Despues del control de inactivacion, el medico responsable realineo el ojo y la grna ocular con el eje de tratamiento 2820 (desplazamientos X, Y de -0,11 y -0,01 mm respectivamente), y se re-inicio la fuente de rayos X. Durante el resto de la emision del haz, la tendencia media de los componentes retinales X e Y permanecio pequena, aunque como se indica, la amplitud de la periodicidad fue significativa. La curva AF tiene una modesta pendiente ascendente, acumulando a aproximadamente 35% del GC maximo en el tiempo de terminacion del haz a aproximadamente 72 segundos del tiempo de encendido, alcanzando la dosis central total administrada 5,19 Gy.As in the previous case, it can be seen that in FIGS. 41G and 41H, the alignment of the macular center at the start time of the beam shifted in both directions X and Y (-0.10 and 0.53 mm respectively). The AF graph can be seen to rise upward at a pronounced angle, reaching the trigger level of the inactivation control (AF => 1 * GC) after approximately 14 seconds of beam-on time. After the inactivation control, the responsible physician realigned the eye and the eyeglass with the treatment axis 2820 (X, Y displacements of -0.11 and -0.01 mm respectively), and the ray source was re-started X. During the rest of the beam emission, the average tendency of the X and Y retinal components remained small, although as indicated, the amplitude of the periodicity was significant. The AF curve has a modest upward slope, accumulating at approximately 35% of the maximum GC in the beam termination time at approximately 72 seconds of the on time, reaching the total central dose administered 5.19 Gy.

Control de la radiacion modulada por pulsos.Pulse modulated radiation control.

En los ejemplos descritos con detalle en la presente memoria, los sistemas utilizan una la fuente de rayos X de intensidad sustancialmente constante, de manera que el tiempo de exposicion acumulativo es generalmente lineal en relacion con la dosis absorbida en un tejido en el camino del haz. Sin embargo, dependiendo de las caractensticas seleccionadas de la fuente de rayos X, cualquiera o ambas de haces de intensidad variable o haces modulados por pulsos pueden usarse para aplicar radioterapia, sin alejarse de la invencion.In the examples described in detail herein, the systems use an X-ray source of substantially constant intensity, so that the cumulative exposure time is generally linear in relation to the absorbed dose in a tissue in the path of the beam . However, depending on the characteristics selected from the X-ray source, either or both of variable intensity beams or pulse modulated beams can be used to apply radiotherapy, without departing from the invention.

Como un ejemplo ilustrativo, y volviendo de nuevo a las FIGS. 41G y 41H, puede observarse que las fluctuaciones dclicas en la localizacion de la diana foveal debidas al movimiento respiratorio del paciente (principalmente en la direccion vertical o Y) ponen la diana intermitentemente muy cerca al desplazamiento cero del centro del haz de tratamiento. La FIG. 41G muestra una curva de la magnitud de desplazamiento o "distancia" L (como una curva de lmea discontinua) de la diana retinal desde el centro del haz donde L = (X2+Y2)0,5, indicando que L es asf siempre una magnitud positiva independientemente de si los componentes del vector X e Y son positivos o negativos.As an illustrative example, and going back to FIGS. 41G and 41H, it can be observed that the dical fluctuations in the location of the foveal target due to the patient's respiratory movement (mainly in the vertical or Y direction) place the target intermittently very close to the zero displacement of the center of the treatment beam. FIG. 41G shows a curve of the magnitude of displacement or "distance" L (as a dashed lumen curve) of the retinal target from the center of the beam where L = (X2 + Y2) 0.5, indicating that L is thus always a positive magnitude regardless of whether the components of the vector X and Y are positive or negative.

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La fuente de rayos X 420 puede controlarse para emitir una radiacion de haz solo cuando el valor del desplazamiento retinal L es menor que un umbral seleccionado (por ejemplo, 0,25 mm o 250|j se ilustra), aunque este no fue el procedimiento de tratamiento real para el sujeto en este caso. La curva de distancia se engrosa con una superposicion gris oscura para aquellas partes para las que L < 250j, indicando un ejemplo de tratamiento alternativo en el que la fuente de rayos X se modulana para emitir solo radiacion cuando L esta en este umbral.The X-ray source 420 can be controlled to emit a beam radiation only when the value of retinal displacement L is less than a selected threshold (for example, 0.25 mm or 250 | j is illustrated), although this was not the procedure of real treatment for the subject in this case. The distance curve is thickened with a dark gray overlay for those parts for which L <250j, indicating an example of alternative treatment in which the X-ray source is modulated to emit radiation only when L is at this threshold.

En la tecnica radiologica se conoce emision de rayos X muy precisa o control de pulso para tubos de rayos X, tal como para tecnicas radiograficas cinematograficas y semejantes. El cambio rapido de la emision de rayos X desde el punto del anodo puede obtenerse, por ejemplo, por el uso de cambio de alto voltaje en el circuito secundario de un generador de rayos X de potencial constante; empezando y parando el inversor en un generador de frecuencia media; o usando un tubo de rayos X con controlado con rejilla. Vease, por ejemplo, el Tubo de Rayos X de Anodo Rotatorio G-1078 controlado por rejilla por Varian Medical Systems, Inc. Alternativamente, el bloqueo ffsico controlado del haz de rayos X puede realizarse por un obturador, tal como un obturador radio-opaco dirigido electro- mecanicamente de accion rapida, por ejemplo, montado en el colimador.In radiological technique, very precise X-ray emission or pulse control is known for X-ray tubes, such as for cinematographic and similar radiographic techniques. The rapid change of the X-ray emission from the point of the anode can be obtained, for example, by the use of high voltage change in the secondary circuit of a constant potential X-ray generator; starting and stopping the inverter in a medium frequency generator; or using an X-ray tube with grid-controlled. See, for example, the G-1078 Rotary Anode X-ray Tube controlled by grid by Varian Medical Systems, Inc. Alternatively, controlled physical blocking of the X-ray beam can be performed by a shutter, such as a radio-opaque shutter. fast-acting electro-mechanically directed, for example, mounted on the collimator.

Un metodo de tratamiento con rayos X modulado por pulso que tiene aspectos de la invencion puede incluir, por ejemplo, monitorizar (sumar) el tiempo de encendido del haz modulado o "pulsado" mediante el procesador de control, y continuar el tratamiento con el haz hasta que se aplica una dosis deseada. Un criterio de control de inactivacion/realineamiento puede incluirse, tal como un criterio de "ciclo de trabajo" en el que el tratamiento se interrumpe si el porcentaje de tiempo de encendido del haz disminuye por debajo de un nivel seleccionado para un periodo seleccionado, tal como aproximadamente 50% del ciclo de trabajo. Asf si el movimiento del ojo es tal que la distancia L esta continuamente mas alla del umbral de pulso, el ojo se re-alinea para proporcionar un ciclo de trabajo util. En el ejemplo de la FIG. 43G, el control de inactivacion a aproximadamente 14 segundos hubiera servido como dicho control de inactivacion de re-alineamiento, poniendo el alineamiento lo suficientemente cerca durante aproximadamente un 50% del ciclo de trabajo.A method of pulse-modulated X-ray treatment having aspects of the invention may include, for example, monitoring (adding) the ignition time of the modulated or "pulsed" beam by the control processor, and continuing treatment with the beam until a desired dose is applied. An inactivation / realignment control criterion may be included, such as a "duty cycle" criterion in which the treatment is interrupted if the percentage of beam ignition time decreases below a selected level for a selected period, such about 50% of the work cycle. Thus, if the eye movement is such that the distance L is continuously beyond the pulse threshold, the eye is re-aligned to provide a useful duty cycle. In the example of FIG. 43G, the inactivation control at approximately 14 seconds would have served as said re-alignment inactivation control, putting the alignment close enough for approximately 50% of the duty cycle.

En alternativas adicionales, puede usarse un pulso de velocidad y longitud constante, en el que cada uno de dichos pulsos tiene una duracion fija, y los pulsos se permiten a una velocidad seleccionada. El sistema puede determinar una decision IR/NO IR para cada pulso sobre la base del desplazamiento del haz diana actual, siendo el pulso solo desencadenado cuando los criterios IR se cumplen (por ejemplo, L < 250j). La duracion del tratamiento puede ser un numero pre-determinado de pulsos desencadenados, correspondientes a una dosis seleccionada.In additional alternatives, a constant speed and length pulse can be used, in which each of said pulses has a fixed duration, and the pulses are allowed at a selected speed. The system can determine an IR / NO IR decision for each pulse based on the displacement of the current target beam, the pulse being only triggered when the IR criteria are met (for example, L <250j). The duration of treatment can be a pre-determined number of triggered pulses, corresponding to a selected dose.

VI.D. Controles de control de inactivacion para movimiento de parpadeoVINE. Inactivation control controls for flickering movement

Las FIGS. 42A-42H son graficas que muestran el movimiento retinal extrapolado de un paciente en el que se observo un patron consistente de parpadeo involuntario durante el tratamiento simulado, resultando cada parpadeo en un desplazamiento fuerte, rapido, aunque temporal, del ojo hacia arriba. Debe indicarse que los desplazamientos ascendentes no tienden a incrementar la dosificacion en el disco optico, pero pueden resultar en un sub-tratamiento de una region diana macular.FIGS. 42A-42H are graphs showing the extrapolated retinal movement of a patient in which a consistent pattern of involuntary blinking was observed during the simulated treatment, each blinking resulting in a strong, rapid, albeit temporary, eye movement upwards. It should be noted that upward displacements do not tend to increase the dosage in the optical disc, but may result in a sub-treatment of a macular target region.

Las FIGS. 42A y 42B muestran los componentes X e Y del movimiento retinal de un paciente durante un periodo de aproximadamente 5 minutos, dividido en tres "haces" como se ha descrito anteriormente. Puede observarse que hay un gran numero de fluctuaciones verticales o Y muy breves, en algunos casos que superan 2 mm, aunque hay mucho menos movimiento en la direccion X. El ojo tiende a volver al alineamiento bastante rapidamente despues de cada parpadeo. La FIG. 42C muestra una grafica parametrica del movimiento.FIGS. 42A and 42B show the X and Y components of a patient's retinal movement over a period of approximately 5 minutes, divided into three "beams" as described above. It can be seen that there is a large number of vertical fluctuations or very short Y, in some cases exceeding 2 mm, although there is much less movement in the X direction. The eye tends to return to alignment quite quickly after each blink. FIG. 42C shows a parametric motion graph.

La FIG. 42D muestra que el CM de la duracion del movimiento de los datos de las FIGS. 42A y 42B experimenta solo un desplazamiento muy pequeno a pesar de las grandes fluctuaciones verticales del movimiento. Sin embargo, la FIG. 42D muestra que el mapa de dosis correspondiente se ve afectado mas fuertemente debido a las desviaciones de gran magnitud (el gradiente de cafda del punto del haz de isodosis es altamente no lineal), resultando en una "difuminacion" vertical de dosis ascendente, y una perdida de dosis en la parte inferior de la region de tratamiento, resultando en un area subtratada sustancial (dosis de menos de 20 Gy en el cfrculo diana de 4 mm.)FIG. 42D shows that the CM of the duration of the movement of the data in FIGS. 42A and 42B experience only a very small displacement despite the large vertical fluctuations of the movement. However, FIG. 42D shows that the corresponding dose map is most strongly affected due to large-scale deviations (the coffee gradient of the isodosis beam point is highly non-linear), resulting in a vertical "blur" of ascending dose, and a dose loss in the lower part of the treatment region, resulting in a substantial subtreated area (doses of less than 20 Gy in the 4 mm target circle.)

Las FIGS. 42F-42H muestran los resultados de un metodo "des-parpadeo" que tiene aspectos de la invencion. El metodo ejemplar incluye.FIGS. 42F-42H show the results of a "flashing" method that has aspects of the invention. The exemplary method includes.

â–  Definir un parametro para desencadenar el control de inactivacion que responde a los movimientos de parpadeo. Un ejemplo de un parametro de desencadenamiento es buscar la primera gran diferencia de una muestra a la siguiente (adecuado para una velocidad de actualizacion de 10 Hz), por ejemplo una diferencia de aproximadamente 0,5 mm en 1/10 de segundo entre medidas.â–  Define a parameter to trigger the inactivation control that responds to flickering movements. An example of a trigger parameter is to look for the first large difference from one sample to the next (suitable for an update rate of 10 Hz), for example a difference of approximately 0.5 mm in 1/10 of a second between measurements.

â–  Desencadenar los resultados en el control de inactivacion simple de la fuente de rayos X, tal como cerrando el suministro de energfa alto voltaje o HVPS (respuesta moderada), o alternativamente activar una rejilla de presion del catodo para prevenir la aceleracion de electrones (respuesta mas rapida). Cualquier tiempo hacia abajo/arriba de subida de HVPS puede permitirse para el mapeo de la dosificacion y duracion del tratamiento.â–  Trigger the results in the simple inactivation control of the X-ray source, such as closing the high voltage or HVPS power supply (moderate response), or alternatively activating a cathode pressure grid to prevent electron acceleration (response faster). Any time down / up of HVPS rise can be allowed for dosing mapping and duration of treatment.

â–  Esperar un periodo definido para que el paciente se realinee espontaneamente, por ejemplo, 3 segundos.â–  Wait for a defined period for the patient to realign spontaneously, for example, 3 seconds.

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â–  Reiniciar el tratamiento y opcionalmente anadir un tiempo sin haz al periodo de tratamiento.â–  Restart the treatment and optionally add a time without beam to the treatment period.

Las FIGS. 42F y 42G muestran los datos de las FIGS. 42A y 42B despues de filtrado para ilustrar el metodo anterior, desechando las muestras durante un periodo de espera de 3 segundos despues del desencadenamiento. La FIG. 42H muestra el cambio resultante en el mapa de dosis, que elimina el efecto de "difuminacion" de dosis.FIGS. 42F and 42G show the data in FIGS. 42A and 42B after filtering to illustrate the above method, discarding the samples for a waiting period of 3 seconds after triggering. FIG. 42H shows the resulting change in the dose map, which eliminates the effect of dose "blurring".

VI.E. Reposicionamiento de la fuente de rayos X en tiempo real para seguir el movimiento retinalFRI. Repositioning the X-ray source in real time to follow the retinal movement

En determinadas realizaciones, como una alternativa a o ademas de los controles y metodos de realineamiento de la emision de la fuente de rayos X descritos anteriormente respecto a las FIGS. 39-42, cualquiera o ambos de la fuente de rayos X (por ejemplo, mediante actuadores del posicionador de la fuente de rayos X) o el ojo del paciente (por ejemplo, mediante actuadores de sujecion de la grna ocular y/o cabeza) pueden re-posicionarse y/o reorientarse para compensar el movimiento del ojo del paciente, como se detecta en una base de tiempo real.In certain embodiments, as an alternative to or in addition to the controls and methods of realignment of the emission of the X-ray source described above with respect to FIGS. 39-42, either or both of the X-ray source (for example, by means of actuators of the X-ray positioner) or the patient's eye (for example, by means of actuators for holding the eye and / or head gland) they can be repositioned and / or reoriented to compensate for the movement of the patient's eye, as detected on a real time basis.

Por ejemplo, el posicionador manual de la grna ocular 600 mostrado en la FIG. 1 puede incluir actuadores efectivos para mover la grna ocular automaticamente bajo el control de los procesadores del sistema, en respuesta a movimiento retinal como se detecta durante el tratamiento. Como se muestra en las FIGS. 29-31, justo cuando se detectan movimientos del ojo y/o cabeza (causando movimiento retinal) como traslacion o rotacion de los componentes de la grna ocular 110. Por ejemplo, como se muestra en las FIGS. 29A y 29B, el movimiento del ojo relativo y fuente de haz de rayos X en el eje Z del sistema (dZ) resulta en un movimiento relativo del punto del haz en la retina (dX), dependiendo la direccion del movimiento relativo de la orientacion angular particular del haz del tratamiento con el eje geometrico del ojo 2810. De forma similar, como se muestra en las FIGS. 30A y 30B, la traslacion del ojo en las direcciones X o Y respecto a la grna ocular 110 induce rotacion y movimiento retinal en la direccion de traslacion. A la inversa, el movimiento de la grna ocular 110 puede emplearse para inducir un movimiento retinal compensador, para reposicionar el punto de haz retinal respecto a la diana.For example, the manual positioner of the eyepiece 600 shown in FIG. 1 may include effective actuators to move the eyeglass automatically under the control of the system processors, in response to retinal movement as detected during treatment. As shown in FIGS. 29-31, just when eye and / or head movements (causing retinal movement) are detected as translation or rotation of the components of the eyecup 110. For example, as shown in FIGS. 29A and 29B, the movement of the relative eye and X-ray beam source on the Z axis of the system (dZ) results in a relative movement of the beam point on the retina (dX), depending on the direction of the relative movement of the orientation particular angle of the treatment beam with the geometric axis of the eye 2810. Similarly, as shown in FIGS. 30A and 30B, the translation of the eye in the X or Y directions with respect to the eyeglass 110 induces rotation and retinal movement in the direction of translation. Conversely, the movement of the eyepiece 110 can be used to induce a compensatory retinal movement, to reposition the retinal beam point with respect to the target.

Movimiento del posicionador de la fuente de rayos X. En realizaciones alternativas, los actuadores del sistema de posicionamiento 115 representados en las FIGS. 1-6 pueden usarse para reposicionar el ensamblaje de la fuente de rayos X 420 para reorientar el haz de tratamiento en respuesta a movimiento retinal como se detecta durante el tratamiento (por ejemplo, automaticamente bajo el control de los procesadores del sistema). Como se muestra en la FIG. 21 E, el camino del haz de rayos X 1400 se lleva a la diana 318 por una secuencia de movimientos de los actuadores del posicionador 115 a una posicion ajustada (X0,Y0,Z0,O0), posicion en la que el cambio de la variable rotacional 0 alrededor del eje de tratamiento 2820 resulta en sustancialmente no movimiento relativo del punto de haz retinal. A la inversa, el movimiento de uno o mas de los actuadores X,Y,Z, y/o O del posicionador 115 puede controlarse para re-posicionar el punto de haz retinal en respuesta al movimiento del ojo del paciente, como se detecta en una base en tiempo real, tal como actuacion para mover la fuente de rayos X 420 de (X0,Y0,Z0,O0, 01) a (X',Y',Z',O', 01). En realizaciones alternativas, el sistema de posicionamiento 115 puede comprender actuadores adicionales configurados para un movimiento rapido y preciso (por ejemplo, "actuadores Vernier" de rango pequeno) ademas de actuadores primarios para uno o mas de los ejes X,Y,Z, y/o O del sistema.Movement of the positioner of the X-ray source. In alternative embodiments, the actuators of the positioning system 115 shown in FIGS. 1-6 can be used to reposition the X-ray source assembly 420 to reorient the treatment beam in response to retinal motion as detected during treatment (for example, automatically under the control of system processors). As shown in FIG. 21 E, the path of the X-ray beam 1400 is carried to target 318 by a sequence of movements of the actuators of the positioner 115 to an adjusted position (X0, Y0, Z0, O0), position in which the change of the Rotational variable 0 around the treatment axis 2820 results in substantially no relative movement of the retinal beam point. Conversely, the movement of one or more of the actuators X, Y, Z, and / or O of the positioner 115 can be controlled to re-position the retinal beam point in response to the movement of the patient's eye, as detected in a real-time base, such as acting to move the X-ray source 420 from (X0, Y0, Z0, O0, 01) to (X ', Y', Z ', O', 01). In alternative embodiments, the positioning system 115 may comprise additional actuators configured for fast and precise movement (eg, "small range" Vernier actuators) in addition to primary actuators for one or more of the X, Y, Z, and / or O of the system.

Asimismo, el sistema de posicionamiento 115 puede comprender grados de libertad adicionales o alternativos o ejes mecanicos ademas de los ejes X,Y,Z, y/o O del sistema, y estos pueden configurarse para reorientacion en tiempo real del camino del haz 1400 en respuesta a movimiento retinal detectado.Likewise, the positioning system 115 may comprise additional or alternative degrees of freedom or mechanical axes in addition to the X, Y, Z, and / or O axes of the system, and these can be configured for real-time reorientation of the beam path 1400 in response to retinal movement detected.

Direccionamiento del haz por la traslacion lateral de la apertura del colimador. En el ejemplo mostrado en las FIGS. 43 A-C, uno o mas grados de libertad adicionales se proporcionan para que la estructura mueva el punto de haz retinal respecto al eje de haz 1400 inicial. Ventajosamente, la masa de la fuente de rayos X (peso e inercia) que debe moverse para la re-orientacion de escala fina del haz puede reducirse al tener un actuador configurado para reorientar solo una parte de la estructura de ensamblaje del colimador 118 para delimitar el haz a un camino de haz ligeramente ajustado. En el ejemplo mostrado, solo es necesario mover una fraccion muy pequena de la masa del ensamblaje de la fuente de rayos X para hacer pequenos movimientos compensadores del punto de haz retinal, donde uno o mas actuadores 119a se configuran para conectar y mover la placa de apertura de salida del colimador 1405b de masa modesta, estando dispuesto el ensamblaje del actuador 118b adyacente al extremo distal del ensamblaje del colimador 118. Tfpicamente, una pequena masa puede ser reposicionada de forma mas responsable y exacta que una masa relativamente grande, tal como la masa total del tubo de la fuente de rayos X 112.Direction of the beam by the lateral translation of the collimator opening. In the example shown in FIGS. 43 A-C, one or more additional degrees of freedom are provided for the structure to move the retinal beam point relative to the initial beam axis 1400. Advantageously, the mass of the X-ray source (weight and inertia) that must be moved for the fine-scale re-orientation of the beam can be reduced by having an actuator configured to reorient only a part of the collimator assembly structure 118 to delimit the beam to a slightly adjusted beam path. In the example shown, it is only necessary to move a very small fraction of the mass of the X-ray source assembly to make small compensatory movements of the retinal beam point, where one or more actuators 119a are configured to connect and move the plate outlet of the collimator 1405b of modest mass, the actuator assembly 118b being arranged adjacent to the distal end of the collimator assembly 118. Typically, a small mass can be repositioned more responsibly and accurately than a relatively large mass, such as total mass of the X-ray source tube 112.

Como se muestra en las FIGS. 43A-43C, la placa de apertura 1405 esta soportada por el montaje de apertura 119b (por ejemplo, puede mantenerse en posicion por los soportes 119c) y conectada por actuadores 119a. En el ejemplo mostrado, la placa esta soportada para moverse en dos dimensiones (direcciones I y J para movimiento relativo di y dj respectivamente) en un plano perpendicular al eje de haz 1400, pero esto no es necesariamente ast De forma similar, el ejemplo representa pares de actuadores lineales en una disposicion "empujar-tirar" paralela para cada direccion, pero esto es puramente ejemplar. Por ejemplo, el ensamblaje de actuador 118b puede proporcionar alternativamente un grado de libertad rotacional (no mostrado) ademas de una traslacion lateral de la placa 1405b, para proporcionar movimiento mediante coordenadas polares lateral al eje 1400.As shown in FIGS. 43A-43C, the opening plate 1405 is supported by the opening assembly 119b (for example, it can be held in position by the supports 119c) and connected by actuators 119a. In the example shown, the plate is supported to move in two dimensions (directions I and J for relative movement di and dj respectively) in a plane perpendicular to the beam axis 1400, but this is not necessarily ast Similarly, the example represents pairs of linear actuators in a parallel "push-pull" arrangement for each direction, but this is purely exemplary. For example, actuator assembly 118b may alternatively provide a degree of rotational freedom (not shown) in addition to a lateral translation of plate 1405b, to provide movement by polar coordinates lateral to axis 1400.

La FIG. 43A proporciona un modelo de haz de "trazado de rayos " transversal similar al de la FIG. 12, con los elementos identificados generalmente por los mismos numeros, y que tiene dimensiones de colimador identificadasFIG. 43A provides a transverse "ray tracing" beam model similar to that of FIG. 12, with the elements generally identified by the same numbers, and which has identified collimator dimensions

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de forma similar como L0, L1, L2 y L3. El tubo de rayos X 112 emite un haz 1400 mediante el colimador 118 para propagar a la superficie de la esclera 1430, penetrando a la superficie retinal 1435 para formar un punto de haz retinal 1441. El movimiento lateral de la placa de apertura 1405b mueve la apertura de salida 1405 a traves de una distancia indicada como trayecto de apertura 1406. Tanto la placa de apertura 1405b como el haz 1400 se muestran ambos en una posicion/orientacion inicial (lmeas discontinuas o claras) y una posicion/orientacion desplazada (lmea solidas u oscuras) como haz 1400'.similarly as L0, L1, L2 and L3. The X-ray tube 112 emits a beam 1400 via the collimator 118 to propagate to the surface of the sclera 1430, penetrating the retinal surface 1435 to form a retinal beam point 1441. The lateral movement of the opening plate 1405b moves the exit opening 1405 through a distance indicated as opening path 1406. Both opening plate 1405b and beam 1400 are both shown in an initial position / orientation (dashed or clear lines) and a displaced position / orientation (solid lines). or dark) as you do 1400 '.

Las FIGS. 43B y 43C son elevaciones frontales del colimador 118, que muestran la disposicion de los actuadores lineales 119c a la placa 1405b, en el que la figura B representa una posicion inicial, y C representa una posicion desplazada, donde la placa 1405b se ha movido en dos direcciones (di, dj respectivamente). Como la placa 1405b esta montada a una distancia entre el anodo 1420 y la retina 1435, el trayecto de la apertura 1406 resulta en un trayecto del punto de haz retinal respectivo 1407 que se magnifica hasta un grado. Por ejemplo, s la apertura 1405 esta exactamente en el punto medio (L0 = 2*L1), el trayecto del punto del haz 1407 sera el doble que el trayecto de la apertura 1406. Asf un movimiento de 1mm por la placa 1405b resultana en este caso en un desplazamiento de aproximadamente 2mm en el punto del haz 1441. Observar de las FIGS. 40A-40H que el movimiento retinal de un paciente con sujecion puede ser del orden de 1-2 mm o menos durante periodos de tratamiento razonables. Para realizaciones en las que la apertura esta cerca de la superficie escleral 1430, la magnificacion del movimiento puede ser modesta.FIGS. 43B and 43C are front elevations of collimator 118, which show the arrangement of linear actuators 119c to plate 1405b, in which Figure B represents an initial position, and C represents a displaced position, where plate 1405b has moved in two directions (di, dj respectively). Since the plate 1405b is mounted at a distance between the anode 1420 and the retina 1435, the path of the opening 1406 results in a path of the respective retinal beam point 1407 that is magnified to a degree. For example, if the aperture 1405 is exactly at the midpoint (L0 = 2 * L1), the path of the beam point 1407 will be twice that of the path of the aperture 1406. Thus a movement of 1mm through the plate 1405b will result in this case in a displacement of approximately 2mm at the point of beam 1441. Observe FIGS. 40A-40H that the retinal movement of a patient with restraint may be of the order of 1-2 mm or less during reasonable treatment periods. For embodiments in which the aperture is close to the scleral surface 1430, the magnification of the movement can be modest.

Observese de la FIG. 43A que el punto de entrada 311 del haz 1400 en la esclera 1430 esta desplazado por una distancia comparable al trayecto del punto del haz 1407. En los sistemas de tratamiento descritos en la presente memoria, la relacion del punto del haz de la esclera 311 puede seguirse activamente por el sistema de formacion de imagenes y procesadores, y predecirse de forma exacta sobre la base de la deteccion del movimiento del ojo. El ensamblaje del colimador 118 puede incluir un espejo direccionable 1220' (vease baliza laser 1410 y espejo 1220 en la FIG.4) para permitir dirigir una baliza laser con haz alineado para permanecer alineado con el haz 1400', para asistir en la monitorizacion automatica o por operador del desplazamiento del haz. Los procesadores del sistema pueden configurarse (por ejemplo, por software adecuado) para predecir el movimiento del punto del haz de la esclera 311 para evitar el movimiento de la placa 1405b que llevana el punto del haz de la esclera 311 a una distancia umbral seleccionada de una estructura vulnerable, tal como la cornea o la lente del ojo (por ejemplo, podna usarse control de inactivacion de la fuente para controlar la distribucion de la dosis retinal en este caso). En muchos casos, el movimiento del punto 311 estara lejos de o al menos no hacia una estructura vulnerable.Observe FIG. 43A that the entry point 311 of the beam 1400 in the sclera 1430 is displaced by a distance comparable to the path of the point of the beam 1407. In the treatment systems described herein, the relationship of the beam point of the sclera 311 can be actively followed by the imaging system and processors, and accurately predicted based on the detection of eye movement. The collimator assembly 118 may include an addressable mirror 1220 '(see laser beacon 1410 and mirror 1220 in FIG. 4) to allow directing a laser beacon with an aligned beam to remain aligned with the beam 1400', to assist in automatic monitoring or by beam shift operator. System processors can be configured (for example, by suitable software) to predict the movement of the sclera beam point 311 to prevent movement of the plate 1405b leading to the sclera beam point 311 at a selected threshold distance of a vulnerable structure, such as the cornea or the lens of the eye (for example, source inactivation control could be used to control the distribution of the retinal dose in this case). In many cases, the movement of point 311 will be far from or at least not towards a vulnerable structure.

En una alternativa, los actuadores 119b comprenden uno o mas actuadores electromecanicos conocidos en la tecnica. En otra alternativa, los actuadores 119b comprenden uno o mas actuadores piezoelectricos, tal como un actuador piezoelectrico 2-D. Dichos actuadores pueden configurarse para trasladarse rapidamente de forma controlable (por ejemplo, respuesta del orden de milisegundos) sobre una distancia de unos pocos mm con exactitud en el orden de unos pocos micrometres.In an alternative, actuators 119b comprise one or more electromechanical actuators known in the art. In another alternative, actuators 119b comprise one or more piezoelectric actuators, such as a 2-D piezoelectric actuator. These actuators can be configured to move quickly in a controllable manner (for example, response of the order of milliseconds) over a distance of a few mm with accuracy in the order of a few micrometres.

Rotacion axial de la apertura del colimador. La apertura 1405 puede moverse en un grado de libertad rotacional axial alrededor del eje longitudinal del colimador 118, como se muestra en la FIG. 43C, por rotacion axial 1408 (dp). Los actuadores y rodamientos de soporte adecuados (no mostrado) pueden incluirse en el ensamblaje del colimador 118 para conseguir este movimiento, bien por rotacion de todo o una parte del colimador 118, o por rotacion de una placa de apertura distinta 1405b, y estos pueden actuarse manualmente y/o por software de control del movimiento a traves del procesador del sistema 501.Axial rotation of the collimator opening. The opening 1405 can move in a degree of axial rotational freedom around the longitudinal axis of the collimator 118, as shown in FIG. 43C, by axial rotation 1408 (dp). Suitable actuators and support bearings (not shown) can be included in the assembly of collimator 118 to achieve this movement, either by rotation of all or a part of collimator 118, or by rotation of a different opening plate 1405b, and these can operated manually and / or by motion control software through the 501 system processor.

La rotacion de la apertura puede ser particularmente util cuando la apertura 1405 esta desviada del eje de colimador (como en la FIG. 43C), o para alinear una forma de apertura con una diana en las realizaciones (no mostrado en la presente memoria) cuando la apertura 1405 incluye una abertura o patron de abertura no circular, tal como una abertura de forma elfptica, elongada, o semi-luna o semejantes (veanse las realizaciones de apertura descritas en las Solicitudes No. 12/103.534 presentada el 15 de abril, 2008 y No. 12/100.398 presentada en 9 de abril, 2008, que se incorporan por referencia).Rotation of the opening can be particularly useful when opening 1405 is offset from the collimator axis (as in FIG. 43C), or to align an opening shape with a target in the embodiments (not shown herein) when opening 1405 includes a non-circular opening or opening pattern, such as an elliptical, elongated, or semi-moon opening or the like (see the opening embodiments described in Requests No. 12 / 103,534 filed on April 15, 2008 and No. 12 / 100,398 filed on April 9, 2008, which are incorporated by reference).

Por ejemplo, el posicionador robotico 115 de las FIGS. 5 y 6 se configura para rotar el ensamblaje de la fuente de rayos X a traves de un angulo 0 para ajustar la posicion del haz para caminos de tratamiento estereotacticos sucesivos. La rotacion de la apertura del colimador en la direccion opuesta puede emplearse como se muestra en la FIG. 43C para mantener una orientacion deseada de una apertura de colimador asimetrica 1405 respecto a la diana 318 al reposicionarse la fuente de rayos X 112.For example, robotic positioner 115 of FIGS. 5 and 6 is configured to rotate the X-ray source assembly through an angle 0 to adjust the beam position for successive stereotactic treatment paths. The rotation of the collimator opening in the opposite direction can be used as shown in FIG. 43C to maintain a desired orientation of an asymmetric collimator aperture 1405 relative to target 318 when the X-ray source 112 is repositioned.

Extension longitudinal el colimador. El ejemplo de la FIG. 43D se muestra en la forma de un montaje semejante a una "lente de zoom" extensible de una apertura de salida 1405 en un cuerpo del colimador 118'. La estructura de montaje de tubo telescopica mostrada es solo ejemplar, y debe indicarse que en realizaciones alternativas puede hacerse con una estructura sustancialmente diferente sin alejarse del esprntu de la invencion. Por ejemplo, no es necesario que la parte externa 118b este montada directamente en la parte de base 118a, sino que puede estar soportada independientemente, configurado el soporte independiente para permitir el movimiento de la apertura 1405 distalmente y axialmente fuera del anodo 1420, para incrementar la distancia L1. De esta manera, determinadas realizaciones pueden hacerse que omiten la parte de base 118a, como cuando cualesquieraLongitudinal extension the collimator. The example of FIG. 43D is shown in the form of an assembly similar to an extensible "zoom lens" of an outlet aperture 1405 in a body of collimator 118 '. The telescopic tube mounting structure shown is only exemplary, and it should be noted that in alternative embodiments it can be done with a substantially different structure without departing from the spirit of the invention. For example, it is not necessary for the outer part 118b to be mounted directly on the base part 118a, but it can be supported independently, the independent support configured to allow movement of the opening 1405 distally and axially out of the anode 1420, to increase the distance L1. In this way, certain embodiments can be made to omit the base part 118a, as when any

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componentes de acondicionamiento del haz deseados (por ejemplo, placa de contencion, filtro, blindaje frente a radiacion dispersa) se proporcionan independientemente.desired beam conditioning components (eg, containment plate, filter, shield against scattered radiation) are provided independently.

Observese que puede incluirse un colimador extensible como, en efecto, un grado de libertad adicional para el posicionamiento de la fuente de rayos X inicial, asf como para seguimiento el movimiento de la diana durante el tratamiento. Por ejemplo, en determinadas realizaciones de sistemas de radioterapia que tienen aspectos de la invencion, la fuente de rayos X 112 y colimador retractado 118' pueden posicionarse en primer lugar en uno o mas grados de libertad, por ejemplo, en el volumen X-Y-Z y con un angulo polar seleccionado O. El angulo acimut 0 puede seleccionarse en secuencia para posicion de haz (por ejemplo, b1-b2-b3 en la FIG. 6). Para cada posicion de haz, antes de la emision de radiacion, pero despues del posicionamiento de la fuente de rayos X y colimador, la parte exterior extensible 118b del colimador 118' puede extenderse axialmente (extension 118c) o "someterse a zoom" para poner la salida del colimador 1405 a una distancia seleccionada de la superficie del ojo 30. Despues de la emision de radiacion, la parte exterior extensible 118b puede retraerse antes del reposicionamiento de la fuente de rayos X y colimador.Note that an extensible collimator can be included as, in effect, an additional degree of freedom for the positioning of the initial X-ray source, as well as for monitoring the movement of the target during treatment. For example, in certain embodiments of radiotherapy systems that have aspects of the invention, the X-ray source 112 and retracted collimator 118 'can be positioned first in one or more degrees of freedom, for example, in volume XYZ and with a selected polar angle O. The azimuth angle 0 can be selected in sequence for beam position (for example, b1-b2-b3 in FIG. 6). For each beam position, before the radiation emission, but after the positioning of the X-ray source and collimator, the extendable outer part 118b of the collimator 118 'can be extended axially (extension 118c) or "subjected to zoom" to set the outlet of collimator 1405 at a selected distance from the surface of the eye 30. After the emission of radiation, the extendable outer part 118b can be retracted before repositioning the X-ray source and collimator.

Observese que el colimador 118', y/o el sistema en el que se usa, puede contener detectores y mecanismos de seguridad que permiten un acercamiento cercano al tejido sensible. Por ejemplo, la apertura 1405 puede estar cubierta de material conforme, biocompatible 119 para acolchar y proteger la esclera u otras estructuras oculares, que pueden moldearse para conformarse a una superficie ocular, facilitando la operacion cerca de la cara o permitiendo un contacto con el ojo seguro. Asimismo, los detectores de proximidad y/o servo-controles pueden usarse para mantener automaticamente un aclaramiento de no contacto seleccionado del tejido, y/o para limitar cualquier fuerza aplicada en el contacto del tejido.Note that collimator 118 ', and / or the system in which it is used, may contain detectors and safety mechanisms that allow a close approach to sensitive tissue. For example, opening 1405 may be covered with compliant, biocompatible material 119 for quilting and protecting the sclera or other ocular structures, which can be molded to conform to an ocular surface, facilitating operation near the face or allowing contact with the eye. sure. Also, proximity sensors and / or servo controls can be used to automatically maintain a selected non-contact clearance of the tissue, and / or to limit any force applied to the tissue contact.

Las FIGS. 43E y 43F representan esquematicamente un modelo de trazado de rayos similar al de la FIG. 12, que compara graficamente el efecto de la extension del colimador, ilustrando una serie de dos ejemplos diferentes de distancia plano de salida del colimador a diana (L2+L3 en la FIG. 12), con el tamano de apertura 1405 y distancia anodo a diana L0 mantenidos constantes, la FIG. 43E puede ser considerada como representativa de un valor contrafdo L2a segun la FIG. 43D, y la FIG. 43F puede ser considerada que es representativa de un valor extendido o "sometido a zoom" de L2b. Observese que los valores de L0, L1 y L2 y diametro de apertura como se ilustra son puramente ejemplares, y estos pueden variarse sustancialmente sin alejarse del esprntu de la invencion. La comparacion de las dos figuras muestra que la variacion en la distancia de la apertura tiene un efecto tanto en la anchura de la penumbra 1442 como en el tamano del punto del haz central 1441, ambos se reducen al acercarse la apertura al plano de la diana, para un diametro de apertura dado. Si se desea, la apertura 1405 puede dimensionarse para una configuracion de tratamiento seleccionada y permanecer con una dimension fija.FIGS. 43E and 43F schematically represent a ray tracing model similar to that of FIG. 12, which graphically compares the effect of the collimator extension, illustrating a series of two different examples of the plane collimator's exit distance (L2 + L3 in FIG. 12), with the opening size 1405 and distance anode to target L0 kept constant, FIG. 43E can be considered as representative of a counter value L2a according to FIG. 43D, and FIG. 43F can be considered to be representative of an extended or "zoomed" value of L2b. Note that the values of L0, L1 and L2 and aperture diameter as illustrated are purely exemplary, and these can be varied substantially without departing from the spirit of the invention. The comparison of the two figures shows that the variation in the distance of the opening has an effect on both the width of the penumbra 1442 and the size of the center beam point 1441, both are reduced as the aperture approaches the plane of the target , for a given opening diameter. If desired, opening 1405 can be sized for a selected treatment configuration and remain with a fixed dimension.

Alternativamente, el diametro de la apertura (y/o forma) pueden hacerse ajustables. La FIG. 43G muestra la misma configuracion que la FIG. 43F ("colimador extendido"), pero tiene una apertura agrandada (25% mas grande en este ejemplo) para compensar de manera que se mantiene un diametro del punto del haz central de la diana constante (4 mm como se ilustra). En determinadas realizaciones, el diametro de la apertura se ajusta para adaptarse a un plan de tratamiento espedfico, por ejemplo, sobre la base de las dimensiones de la lesion macular de un paciente.Alternatively, the diameter of the opening (and / or shape) can be made adjustable. FIG. 43G shows the same configuration as FIG. 43F ("extended collimator"), but has an enlarged aperture (25% larger in this example) to compensate so that a diameter of the center beam point of the constant target is maintained (4 mm as illustrated). In certain embodiments, the aperture diameter is adjusted to fit a specific treatment plan, for example, based on the dimensions of a patient's macular injury.

Diametro de la apertura ajustable del colimador. Las FIGS. 43H y 43I esquematicamente una parte distal de un ensamblaje de colimador 118 que tiene aspectos de la invencion y que tiene una apertura ajustable, que comprende una pluralidad de placas de apertura movibles (1405a-1405b), dispuestas para moverse radialmente fuera del eje del colimador 118, para incrementar el radio de apertura efectivo. En cada figura, la vista (1) es un plano o vista frontal de la disposicion de la placa de apertura, y la vista (2) es una seccion transversal longitudinal del colimador 118. En el ejemplo mostrado, el ensamblaje incluye dos pares opuestos de placas de apertura dispuestos en capas paralelas superior e inferior superpuestas orientadas perpendicularmente. En este ejemplo, cada placa tiene una apertura casi elfptica que sirve para definir un cuadrante del penmetro de la abertura de la apertura 1405. Un anillo de soporte de la placa 119c se muestra esquematicamente (pueden incluirse disposiciones de soporte alternativas) y mantiene las placas 1405a-b en posicion en la salida distal del colimador 118, mientras permite el movimiento de deslizamiento lateral en una dimension radial para cada placa. La FIG. 43H ilustra la apertura contrafda (diametro de 2,5 mm) y la FIG. 43I ilustra la apertura dilatada (3,125 mm).Adjustable collimator opening diameter. FIGS. 43H and 43I schematically a distal part of a collimator assembly 118 that has aspects of the invention and that has an adjustable opening, comprising a plurality of movable opening plates (1405a-1405b), arranged to move radially out of the axis of the collimator 118, to increase the effective opening radius. In each figure, the view (1) is a plane or front view of the arrangement of the opening plate, and the view (2) is a longitudinal cross section of the collimator 118. In the example shown, the assembly includes two opposite pairs of opening plates arranged in superimposed, upper and lower parallel layers oriented perpendicularly. In this example, each plate has an almost elliptical opening that serves to define a quadrant of the penimeter of the opening of the opening 1405. A plate support ring 119c is shown schematically (alternative support arrangements may be included) and holds the plates 1405a-b in position at the distal outlet of collimator 118, while allowing lateral sliding movement in a radial dimension for each plate. FIG. 43H illustrates the counter opening (2.5 mm diameter) and FIG. 43I illustrates the dilated opening (3,125 mm).

Para cada placa, un actuador lineal esquematico 119a conecta la placa para mover de forma controlable la placa radialmente hacia dentro o hacia afuera. Debe entenderse que puede incluirse un amplio rango de ensamblajes mecanicos y electromecanicos alternativos como actuadores de la placa, que pueden controlarse automaticamente o de forma remota, o pueden ser manualmente ajustables.For each plate, a schematic linear actuator 119a connects the plate to controllably move the plate radially in or out. It should be understood that a wide range of alternative mechanical and electromechanical assemblies can be included as plate actuators, which can be controlled automatically or remotely, or can be manually adjustable.

Una de las ventajas de radioterapia con ortovoltaje es que los componentes del control de la radiacion tales como placas de apertura del colimador pueden ser mucho mas pequenos, ligeros y mas compactos que los componentes comparables empleados con dispositivos de tratamiento con rayos X multi-MeV, debido al efecto penetrante reducido de los fotones de baja energfa. Esto permite el montaje de un ensamblaje de apertura compacto ajustable de forma remota que tiene aspectos de la invencion en un ensamblaje de colimador adecuado para uso cerca de la cara de un paciente.One of the advantages of orthovoltage radiotherapy is that radiation control components such as collimator aperture plates can be much smaller, lighter and more compact than comparable components used with multi-MeV x-ray treatment devices, due to the reduced penetrating effect of low energy photons. This allows the assembly of a remotely adjustable compact opening assembly that has aspects of the invention in a collimator assembly suitable for use near a patient's face.

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Por ejemplo, los motores y actuadores lineales en miniatura estan disponibles comercialmente que proporcionan la actuacion exacta, controlable de forma remota para el dispositivo de las FIGS. 43 H y 43I asf como para dispositivos tales como lentes de camaras, avance de pelfcula, control del movimiento del obturador y semejantes (por ejemplo, actuadores lineales piezoelectricos, por New Scale Technologies, Inc. de Victor, NY, y por Dynamic Structures & Materials, LLC de Franklin, TN). Una disposicion de actuacion alternativa puede emplear disposiciones de cable o gma de union, o semejantes como se conocen en las tecnicas mecanica y electromecanica. Observese que en la parte de la derecha de las FIGS. 43H y 43I el actuador 119a esta montado directamente en el ensamblaje de la apertura 119c, mientras en el lado izquierdo, el actuador 119a esta montado a una cierta distancia del ensamblaje del actuador 119c, ligado mecanicamente a la placa de actuador 1405a,b, que puede ser mediante un cable de polea, cable de manivela, deslizante o de union, cable de conducto u otra union mecanica conocida en la tecnica. Pueden incluirse muelles u otros componentes de de presion (vease el actuador de la izquierda) para contrarrestar la fuerza de un actuador, para permitir el movimiento reversible despues de la relajacion del actuador, o el movimiento puede estar dirigido positivamente en cada direccion (contraccion y dilatacion).For example, miniature linear motors and actuators are commercially available that provide the exact, remotely controllable actuation for the device of FIGS. 43 H and 43I as well as for devices such as camera lenses, film advance, shutter motion control and the like (eg, piezoelectric linear actuators, by New Scale Technologies, Inc. of Victor, NY, and by Dynamic Structures & Materials, LLC of Franklin, TN). An alternative actuation arrangement may employ cable or gma junction arrangements, or the like as known in mechanical and electromechanical techniques. Note that on the right side of FIGS. 43H and 43I the actuator 119a is mounted directly on the opening assembly 119c, while on the left side, the actuator 119a is mounted at a certain distance from the actuator assembly 119c, mechanically linked to the actuator plate 1405a, b, which it can be by means of a pulley cable, crank, sliding or union cable, conduit cable or other mechanical union known in the art. Springs or other pressure components may be included (see the actuator on the left) to counteract the force of an actuator, to allow reversible movement after relaxation of the actuator, or the movement may be positively directed in each direction (contraction and dilatation).

Puede indicarse por comparacion de las FIGS. 43 H y 43I que el estado "contrafdo" de las placas de apertura 1405a,b (abertura 2,5 mm, FIG. 43H) se aproxima de cerca a una abertura circular con solo pequenas partes de la abertura superando el cfrculo inscrito de 2,5 mm. El estado dilatado de las placas de apertura (abertura de 3,125 mm, FIG. 43I) presenta sustancialmente una abertura exactamente circular, ya que las posiciones del arco de la placa tienen esa curvatura. No es necesario que la forma de las placas sea como la mostrada, ejemplificando las figuras el principio del ensamblaje de apertura ajustable. Asimismo, son posibles formas de abertura de la apertura ajustables no circulares. Observese tambien que el rango de dimension de los ejemplos (2,5 - 3,125 mm) es puramente ejemplar, y el rango puede ser e sustancialmente menor a sustancialmente mayor que el ejemplo mostrado.It can be indicated by comparison of FIGS. 43 H and 43I that the "counter" state of the opening plates 1405a, b (2.5 mm aperture, FIG. 43H) closely approximates a circular opening with only small parts of the opening exceeding the inscribed circle of 2 , 5 mm. The dilated state of the opening plates (3,125 mm aperture, FIG. 43I) has substantially an exactly circular opening, since the positions of the plate arc have that curvature. It is not necessary that the shape of the plates be as shown, the figures exemplifying the principle of the adjustable opening assembly. Also, non-circular adjustable opening aperture forms are possible. Note also that the dimension range of the examples (2.5-3,125 mm) is purely exemplary, and the range may be and substantially less than substantially greater than the example shown.

La FIG. 43J ilustra un ejemplo de un ensamblaje de colimador 118 que tiene apertura ajustable 1405, generalmente similar a la realizacion de la FIG. 43H y 43I, pero que tiene un patron de placa hexagonal, en dos capas de tres placas cada capa (1405a y 1405b), en el que cada placa define un segmento de 60 grados del penmetro de la abertura de la apertura 1405. La vista (1) muestra el estado contrafdo (2,5 mm) y la vista (2) muestra el estado dilatado (3,125 mm).FIG. 43J illustrates an example of a collimator assembly 118 having adjustable aperture 1405, generally similar to the embodiment of FIG. 43H and 43I, but having a hexagonal plate pattern, on two layers of three plates each layer (1405a and 1405b), in which each plate defines a 60 degree segment of the opening aperture pen 1405. The view (1) shows the contrafdo state (2.5 mm) and the view (2) shows the dilated state (3.125 mm).

La FIG. 43K, Vistas (1) y (2) ilustra un ejemplo de un ensamblaje de colimador 118 que tiene una apertura ajustable 1405, generalmente similar a la realizacion de las FIGS. 43H y 43I, pero que tiene una pluralidad de dobles placas entrelazadas digitadas 1405a y 1405b formando una serie de cuatro capas ligadas. Las dobles placas (es posible una mayor pluralidad de hojas) pueden ser actuadas de la manera del ensamblaje de las FIGS. 43H y 43I.FIG. 43K, Views (1) and (2) illustrates an example of a collimator assembly 118 having an adjustable opening 1405, generally similar to the embodiment of FIGS. 43H and 43I, but having a plurality of double interlaced interlocking plates 1405a and 1405b forming a series of four linked layers. The double plates (a greater plurality of sheets is possible) can be operated in the manner of assembly of FIGS. 43H and 43I.

Movimiento combinado de la apertura. Las realizaciones de las FIGS. 43A-43C que tienen una apertura movible lateralmente 1405 pueden combinarse con las realizaciones de las FIGS. 43H-43K que tienen el diametro de la apertura ajustable radialmente, para tener un movimiento de la apertura lateral simultaneo (o secuencial) mientras se vana el diametro de la apertura. Por ejemplo, cada placa 1405a,b de los ensamblajes de apertura 119c puede estar soportada y actuada para tener un movimiento complejo, radialmente respecto a cada placa companera, y colectivamente lateralmente (por ejemplo, X y/o Y) para producir un movimiento lateral de una apertura cambiante. Alternativamente, puede montarse un ensamblaje con un diametro discretamente ajustable en un soporte lateralmente movible, de manera que la dilatacion/contraccion de la apertura pueden combinarse con el movimiento global del soporte.Combined opening movement. The embodiments of FIGS. 43A-43C having a laterally movable opening 1405 can be combined with the embodiments of FIGS. 43H-43K that have the radially adjustable opening diameter, to have a simultaneous (or sequential) lateral opening movement while the opening diameter is used. For example, each plate 1405a, b of the opening assemblies 119c may be supported and actuated to have a complex movement, radially with respect to each companion plate, and collectively laterally (eg, X and / or Y) to produce a lateral movement of a changing opening. Alternatively, an assembly with a discreetly adjustable diameter can be mounted on a laterally movable support, so that the expansion / contraction of the opening can be combined with the overall movement of the support.

VII. Realizaciones adicionales. Esta seccion describe realizaciones adicionales de la gma ocular y metodo de tratamiento de la invencion.VII. Additional realizations This section describes additional embodiments of the eye gma and method of treatment of the invention.

VIIA. Realizaciones adicionales de la gma ocularVIIA. Additional embodiments of the eye gma

Las FIGS. 44A-44D ilustran un dispositivo de gma ocular 110 para uso en un sistema estabilizante del ojo que tiene aspectos de la invencion, teniendo la gma una parte de ventana o transparente 300 que permite la formacion de imagenes retinales durante el tratamiento (observar el ejemplo alternativo en las FIGS. 18C y 18D). En el ejemplo mostrado, la lente 120 esta soportada por uno o mas postes o extensiones 222, que conectan un yugo con forma de Y 190 que comprende los brazos 191, 192. El yugo 190 esta montado en un brazo de soporte 180 por un eslabon giratorio 223. Los brazos 191-192 montados en las extensiones 222 mediante los pivotes 224. Los pivotes 224 y eslabon giratorio 223 proporcionan libertad de movimiento para la lente 120 en dos direcciones perpendiculares. La ventana 300 esta formada en el centro de la lente 120 (que puede ser completamente transparente), para permitir que se obtenga una imagen del interior del ojo 130 mientras la gma ocular 110 se conecta al ojo. La conexion a vacfo 275 comunica fuera de centro en la lente 120 y no obstruye la ventana 300.FIGS. 44A-44D illustrate an eye gma device 110 for use in an eye stabilizer system that has aspects of the invention, the gma having a window or transparent part 300 that allows retinal imaging during treatment (see alternative example in FIGS. 18C and 18D). In the example shown, the lens 120 is supported by one or more posts or extensions 222, which connect a Y-shaped yoke 190 comprising the arms 191, 192. The yoke 190 is mounted on a support arm 180 by a link swivel 223. Arms 191-192 mounted on extensions 222 by pivots 224. Pivots 224 and swivel 223 provide freedom of movement for lens 120 in two perpendicular directions. The window 300 is formed in the center of the lens 120 (which can be completely transparent), to allow an image of the inside of the eye 130 to be obtained while the eye gma 110 is connected to the eye. Vacuum connection 275 communicates out of center in lens 120 and does not obstruct window 300.

Las FIGS. 45A-45D ilustran un dispositivo de gma ocular alternativo 110 para uso en un sistema estabilizante del ojo que tiene aspectos de la invencion, similar en muchos aspectos a la realizacion mostrada en las FIGS. 44A-44D. Como en la gma ocular de la FIG. 44, la gma tiene una parte de ventana o transparente que permite la formacion de imagenes retinales durante el tratamiento, y tiene una lmea de vacfo para proporcionar succion en la superficie de contacto de la lente. En este ejemplo, la lente esta soportada por dos postes, cada uno de los cuales conecta una union de pivote, tal como una union de rotula, a un poste ligado de esta manera directamente al brazo de soporte, yFIGS. 45A-45D illustrate an alternative eye gma device 110 for use in an eye stabilizer system that has aspects of the invention, similar in many respects to the embodiment shown in FIGS. 44A-44D. As in the eye gma of FIG. 44, the gma has a window or transparent part that allows the formation of retinal images during treatment, and has a vacuum line to provide suction on the contact surface of the lens. In this example, the lens is supported by two posts, each of which connects a pivot joint, such as a ball joint, to a pole thus connected directly to the support arm, and

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el poste companero ligado mediante una barra de acoplamiento y segunda union de rotula montada en el lado del brazo de soporte. La disposicion de estos componentes forma un marco, que puede ser de un mecanismo de ajuste, en este caso estando unida la barra de acoplamiento a un ensamblaje de tornillo deslizar y fijar, que puede reposicionarse selectivamente a lo largo del eje del brazo de soporte. La disposicion mostrada permite que la grna ocular tenga caractensticas pivotantes asimetricas, mediante lo cual la resistencia del pivote puede seleccionarse para ser diferente en las direcciones X e Y.the companion pole linked by a coupling bar and second ball joint mounted on the side of the support arm. The arrangement of these components forms a frame, which can be of an adjustment mechanism, in this case the coupling bar is attached to a sliding and fixing screw assembly, which can be selectively repositioned along the axis of the support arm. The arrangement shown allows the eyepiece to have asymmetric pivot characteristics, whereby the resistance of the pivot can be selected to be different in the X and Y directions.

La FIG. 45E ilustra una realizacion alternativa similar a la de las FIGS. 45A-D, en la que el marco de soporte para la lente 120 se rota aproximadamente 90 grad. respecto al brazo de soporte 180, de manera que la lente l2o esta en el final de un brazo de palanca alrededor del eje del brazo de soporte 180. El brazo de palanca permite transmitir una fuerza de presion o de reaccion de la lente 120 sobre el ojo 30 como un torque alrededor del brazo de soporte 180. Esto puede explotarse o regularse mediante un muelle del torque u otro actuador en el soporte de la grna ocular (600 en la FIG. 2).FIG. 45E illustrates an alternative embodiment similar to that of FIGS. 45A-D, in which the support frame for the lens 120 is rotated approximately 90 degrees. with respect to the support arm 180, so that the lens l2o is at the end of a lever arm around the axis of the support arm 180. The lever arm allows to transmit a pressure or reaction force of the lens 120 on the eye 30 as a torque around the support arm 180. This can be exploited or regulated by means of a torque spring or other actuator in the eyepiece holder (600 in FIG. 2).

Retractores de los parpadosEyelid retractors

Las FIGS. 46A y 46B ilustran dos realizaciones ejemplares de retractores de parpados elasticamente conectados 320a, 320b que tienen aspectos de la invencion, generalmente similares a aquellos que se usaron durante la adquisicion de datos mostrados en la FIG. 26A-26E. Cada uno de los retractores 320a, 320b incluye una parte semejante a gancho suave y no abrasiva 323 configurada para superponerse y conectar el parpado, estando el gancho montado en una parte de asidero 324. La FIG. 46A muestra un gancho de tipo bucle de hilo y parte de asidero, y la FIG. 46B muestra un miembro retractor de tipo Desmarres que tiene un miembro semejante a gancho curvado suave.FIGS. 46A and 46B illustrate two exemplary embodiments of elastically connected eyelid retractors 320a, 320b having aspects of the invention, generally similar to those used during the acquisition of data shown in FIG. 26A-26E. Each of the retractors 320a, 320b includes a soft and non-abrasive hook-like part 323 configured to overlap and connect the eyelid, the hook being mounted on a handle portion 324. FIG. 46A shows a wire loop type hook and handle part, and FIG. 46B shows a retractor member of the Desmarres type having a soft curved hook-like member.

La parte de la empunadura puede estar soportada de varias maneras alternativas (por ejemplo, sostenida por la mano, pegada con cinta a un soporte, montada en una base, o semejantes), pero una alternativa ventajosa es conectar la empunadura mediante una parte de conexion elastica 325 a una union 326, tal como un clip de muelle o semejantes. La conexion puede comprender un miembro elastico estirable, que puede comprender una tira elastica, un tubo elastomerico o semejantes. Se incluye una union terminal para montar la conexion en una base conveniente, tal como un clip de muelle, ajuste elastico, o semejantes. Cualquiera o ambas de la longitud de la conexion o posicion de la union pueden ajustarse para proporcionar una tension de conexion seleccionada que actua sobre el parpado. Un accesorio de ajuste de longitud (no mostrado) puede incluirse en la conexion 325, tal como un bucle de friccion, ajuste Velcro, o semejantes.The part of the handle can be supported in several alternative ways (for example, held by the hand, glued to a support, mounted on a base, or the like), but an advantageous alternative is to connect the handle through a connection part Elastic 325 to a joint 326, such as a spring clip or the like. The connection may comprise a stretchable elastic member, which may comprise an elastic strip, an elastomeric tube or the like. A terminal joint is included to mount the connection on a convenient base, such as a spring clip, elastic fit, or the like. Either or both of the connection length or joint position can be adjusted to provide a selected connection voltage acting on the eyelid. A length adjustment accessory (not shown) may be included in connection 325, such as a friction loop, Velcro adjustment, or the like.

En determinadas realizaciones, la conexion se configura para unirse al paciente de manera que la relacion de union al ojo es relativamente constante, a pesar del movimiento del paciente. Por ejemplo, la union 326 puede incluir un clip de muelle que puede pinzar a la ropa del paciente adyacente a la cara, tal como un cuello de camiseta, ojal, bolsillo, o semejantes.In certain embodiments, the connection is configured to join the patient so that the relationship of union to the eye is relatively constant, despite the movement of the patient. For example, the union 326 may include a spring clip that can clamp the patient's clothing adjacent to the face, such as a shirt collar, buttonhole, pocket, or the like.

La FIG. 46C muestra un ajuste de liberacion de tension opcional 328, que incluye un acoplamiento para limitar la fuerza, tal como un acoplamiento magnetico o adhesivo, estando el acoplamiento configurado para liberarse si se aplica una tension excesiva a la conexion. Por ejemplo, el acoplamiento puede incluir un par de discos de adhesion 327a,b de composicion de oxido ferrico con patrones hechos magneticamente, cada disco fijado a una seccion de tubo elastomerico contiguo (superior o inferior) 325a,b por un pin insertado en y unido al lumen del tubo.FIG. 46C shows an optional tension release adjustment 328, which includes a coupling to limit the force, such as a magnetic or adhesive coupling, the coupling being configured to release if excessive tension is applied to the connection. For example, the coupling may include a pair of adhesion discs 327a, b of ferric oxide composition with magnetically made patterns, each disc fixed to an adjacent elastomeric tube section (upper or lower) 325a, b by a pin inserted in and attached to the lumen of the tube.

Las FIGS. 47A-47C ilustran una realizacion alternativa de la parte superior de un retractor de parpado 320c (A. vista frontal, B. vista lateral, y C. perspectiva), que tiene una parte de gancho extendido 323 configurada para resbalarse detras del parpado, y una superficie superior con forma de montura. Las dimensiones mostradas son puramente ejemplares.FIGS. 47A-47C illustrate an alternative embodiment of the top of an eyelid retractor 320c (A. front view, B. side view, and C. perspective), which has an extended hook portion 323 configured to slide behind the eyelid, and a top surface shaped like a mount. The dimensions shown are purely exemplary.

Las FIGS. 48A-48D ilustran una realizacion alternativa adicional 320d, generalmente similar a la de la FIG. 24, y que tiene una parte de gancho ampliado y asimetricamente curvada 323, configurada para alinearse con el parpado en una configuracion de conexion confortable, mientras que cubre una parte sustancial del parpado. La curvatura compleja de la parte de gancho le permite seguir la forma del ojo para minimizar el estres del parpado al requerido para exponer la esclera para tratamiento. Como se muestra en la FIG. 48E, la parte de retractor 323 puede montarse en un asidero 324 incluyendo un mecanismo de bisagra 329 configurado para alinear el asidero con el estres de retraccion en el parpado, por ejemplo, para aliviar el estres del plegamiento lateral en el parpado debido al alineamiento del montaje. El mecanismo de bisagra 329 puede ser flexible en una o mas direcciones, y puede comprender una o mas bisagras mecanicas o bisagras vivas, y puede comprender un eslabon rotatorio y/o union de rotula.FIGS. 48A-48D illustrate an additional alternative embodiment 320d, generally similar to that of FIG. 24, and having an enlarged and asymmetrically curved hook part 323, configured to align with the eyelid in a comfortable connection configuration, while covering a substantial part of the eyelid. The complex curvature of the hook part allows you to follow the shape of the eye to minimize the stress of the eyelid to that required to expose the sclera for treatment. As shown in FIG. 48E, the retractor part 323 can be mounted on a handle 324 including a hinge mechanism 329 configured to align the handle with the retraction stress on the eyelid, for example, to relieve the stress of lateral folding on the eyelid due to the alignment of the mounting. The hinge mechanism 329 may be flexible in one or more directions, and may comprise one or more mechanical hinges or live hinges, and may comprise a rotating link and / or ball joint.

Se dirige la atencion a la FIG. 23, que muestra la realizacion de retractor 320d de las FIGS. 48A-48D como conectado de forma operativa con el parpado inferior de un paciente. La superficie superior con forma de montura y curvada se configura para proporcionar un punto de haz de rayos X escleral adyacente de lfmite 311. Todo o una parte del cuerpo del retractor 320d puede comprender un material radio-opaco para proporcionar blindaje efectivo del parpado y tejido adyacente de radiacion diseminada o dispersada durante el tratamiento con emision de haz de rayos X.The attention is directed to FIG. 23, which shows the embodiment of retractor 320d of FIGS. 48A-48D as operatively connected to the lower eyelid of a patient. The top, curved, curved surface is configured to provide an adjacent scleral x-ray beam point of limit 311. All or a portion of the retractor body 320d may comprise a radio-opaque material to provide effective shielding of the eyelid and tissue. adjacent scattered or scattered radiation during treatment with X-ray beam emission.

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VIIB. Realizaciones adicionales de formacion de imagenes retinales y ocularesVIIB Additional embodiments of retinal and ocular imaging

Ademas del dispositivo de formacion de imagenes usado en el alineamiento del ojo, seguimiento de movimiento y confirmacion de la posicion del haz (veanse las FIGS. 3A y 3B), las realizaciones del sistema de radioterapia 10 que tienen aspectos de la invencion pueden incluir dispositivos de formacion de imagenes adicionales o alternativos para proporcionar imagenes de estructuras oculares tal como la retina. Por ejemplo, el sistema 10 puede incluir un oftalmoscopio directo o indirecto, un biomicroscopio conlampara de hendidura, una camara fundus, un sistema de tomograffa de coherencia optica (OCT), un oftalmoscopio de escaneo laser (SLO), un oftalmoscopio de escaneo laser en lmea (LSLO), un formador de imagenes ocular ultrasonico, y semejantes.In addition to the imaging device used in eye alignment, motion tracking and confirmation of beam position (see FIGS. 3A and 3B), embodiments of the radiotherapy system 10 that have aspects of the invention may include devices of formation of additional or alternative images to provide images of ocular structures such as the retina. For example, the system 10 may include a direct or indirect ophthalmoscope, a slit lamp biomicroscope, a fundus camera, an optical coherence tomography (OCT) system, a laser scanning ophthalmoscope (SLO), a laser scanning ophthalmoscope in lmea (LSLO), an ultrasonic eye imager, and the like.

Las FIGS. 49-52 ilustran aspectos de una realizacion ejemplar de un sistema de radioterapia incluyendo un instrumento LSLO montado para obtener imagenes del ojo de un paciente antes, durante y/o despues del tratamiento. Un LSLO es un dispositivo simple, compacto que escanea una lmea de laser focalizada en el fundus u otra estructura ocular, y procesa la luz reflejada para formar una imagen.FIGS. 49-52 illustrate aspects of an exemplary embodiment of a radiotherapy system including an LSLO instrument mounted to obtain images of a patient's eye before, during and / or after treatment. An LSLO is a simple, compact device that scans a laser line focused on the fundus or other ocular structure, and processes the reflected light to form an image.

La FIG. 49 es un diagrama esquematico de una estructura de una realizacion de LSLO 700, siendo tambien indicativas las cajas de la estructura del diagrama de etapas de un proceso de operacion o metodo de uso. La figura se toma (con determinadas modificaciones) de la Patente US 6.758.564. En resumen:FIG. 49 is a schematic diagram of a structure of an embodiment of LSLO 700, the boxes of the structure of the stage diagram of an operation process or method of use being also indicative. The figure is taken (with certain modifications) from US Patent 6,758,564. In summary:

(a) La fuente de luz 1 (por ejemplo, incluyendo uno o mas laseres o LED) proporciona un punto de fuente sustancialmente de luz visible, infrarroja y/o ultravioleta. La luz se propaga inicialmente en un camino optico hacia el ojo 7 (luz entrante), y posteriormente se propaga en un camino optico reflejado del ojo 7 (luz reflejada).(a) Light source 1 (for example, including one or more lasers or LED) provides a point of substantially visible, infrared and / or ultraviolet light source. The light initially propagates in an optical path to the eye 7 (incoming light), and subsequently propagates in an optical path reflected from the eye 7 (reflected light).

(b) Inicialmente, la luz de la fuente 1 se recibe y convierte a una lmea de luz en el generador en lmea 2 (por ejemplo, incluyendo una o mas lentes, un cilindro optico fijo, o un elemento optico holografico). La lmea de luz emitida desde el generador de lmea 2 se recibe por un acondicionador de haz 5, que incluye separador de haz 3 y reflector de escaneo 4.(b) Initially, the light from source 1 is received and converts a light line in the generator into line 2 (for example, including one or more lenses, a fixed optical cylinder, or a holographic optical element). The light line emitted from the line generator 2 is received by a beam conditioner 5, which includes beam separator 3 and scan reflector 4.

(c) El separador de haz 3 (por ejemplo, espejo giratorio o prisma giratorio) y reflector de escaneo 4 se configuran colectivamente de manera que se hace que la luz entrante y la luz reflejada sigan caminos separados en la parte distal (respecto al ojo) del instrumento 700: (i) la luz entrante se propaga entre la fuente de luz 1 y el acondicionador de haz 5; (ii) tanto la luz entrante como reflejada se propagan a traves de una interfaz optica 6 dispuesta entre el acondicionador de haz 5 y el ojo 7; y (iii) la luz reflejada se desvfa para propagarse entre el acondicionador de haz 5 y el detector lineal 10.(c) Beam separator 3 (for example, rotating mirror or rotating prism) and scan reflector 4 are collectively configured so that incoming light and reflected light are made to follow separate paths in the distal part (relative to the eye ) of instrument 700: (i) incoming light propagates between light source 1 and beam conditioner 5; (ii) both incoming and reflected light propagate through an optical interface 6 arranged between the beam conditioner 5 and the eye 7; and (iii) the reflected light is deflected to propagate between the beam conditioner 5 and the linear detector 10.

(d) El ojo 7 incluye una cornea 20, una pupila 22 y una retina 24, y la region de la pared posterior interior del ojo 7 se refiere generalmente como fundus 26. La interfaz optica 6 (por ejemplo, un ensamblaje de una o mas lentes) recibe y focaliza una lmea de luz, escaneandose la luz por el reflector 4 en una direccion perpendicular a la lmea para moverse a traves de una parte del ojo 7 tal como el fundus 26.(d) The eye 7 includes a cornea 20, a pupil 22 and a retina 24, and the region of the inner posterior wall of the eye 7 is generally referred to as fundus 26. The optical interface 6 (for example, an assembly of one or more more lenses) receives and focuses a line of light, the light being scanned by the reflector 4 in a direction perpendicular to the line to move through a part of the eye 7 such as fundus 26.

(e) El ojo puede interaccionar con la luz que incide de diferentes maneras. La luz puede pasar a traves del ojo en transmision, y puede reflejarse de algunas regiones del ojo, incluyendo las superficies de la cornea 20 y fundus 26. Las estructuras en el ojo 7, tal como capas del frente de y detras del fundus 26, pueden absorber y reemitir parte de la luz. Las propiedades de transmision, absorcion/reemision, y reflexion de partes del ojo 7 son una funcion de la longitud de onda de la luz y la estructura y composicion de las partes del ojo.(e) The eye can interact with the light that affects different ways. The light can pass through the eye in transmission, and may be reflected from some regions of the eye, including the surfaces of the cornea 20 and fundus 26. The structures in the eye 7, such as layers in front of and behind the fundus 26, They can absorb and re-emit part of the light. The properties of transmission, absorption / remission, and reflection of parts of the eye 7 are a function of the wavelength of light and the structure and composition of the parts of the eye.

(f) La luz que vuelve entonces desde el ojo 7 a LSLO 700 mediante la interfaz 6 (colectivamente "luz reflejada") incluye la reflexion y/o la absorcion-reemision de la lmea de luz entrante, con contribucion posible de la luz ambiente medioambiental. La luz reflejada se recibe confocalmente por la interfaz optica 6, y despues se refleja por el reflector de escaneo 4 de una manera sincronizada con el escaneo de la lmea de luz entrante, de manera que la luz reflejada pasa a la optica de la lmea de formacion de imagenes 8. El separador de haz 3 puede estar dispuesto en el conjugado a la cornea 20, y el reflector de escaneo 4 puede disponerse en el conjugado a la pupila 22.(f) The light that then returns from the eye 7 to LSLO 700 via interface 6 (collectively "reflected light") includes the reflection and / or absorption-remission of the incoming light line, with possible contribution of the ambient light environmental. The reflected light is received confocally by the optical interface 6, and then it is reflected by the scanning reflector 4 in a synchronized manner with the scanning of the incoming light line, so that the reflected light passes to the optics of the light line. imaging 8. The beam separator 3 may be arranged in the conjugate to the cornea 20, and the scanning reflector 4 may be arranged in the conjugate to the pupil 22.

(g) La optica de lmea de formacion de imagenes 8 reconfigura la luz reflejada en una lmea, que pasa una apertura lineal confocal 9 e incide en un detector lineal 10. La apertura lineal confocal 9 puede estar posicionada para ser conjugada a la lmea de iluminacion en la retina 24. La apertura lineal confocal 9 puede disenarse para evitar que la luz no es recibida confocalmente por el aparato pase a traves del detector lineal 10. El detector lineal 10, que puede ser un detector de matriz CCD lineal (por ejemplo, una matriz lineal de 1 x 512 pfxeles) o una matriz lineal 1 x n CMOS (n es igual al numero de pfxeles de la matriz), genera senales electricas correspondientes a la imagen recibida.(g) The image formation line optics 8 reconfigures the light reflected in a line, which passes a linear confocal aperture 9 and affects a linear detector 10. The linear confocal aperture 9 may be positioned to be conjugated to the line of illumination on the retina 24. The linear confocal opening 9 can be designed to prevent light from being confocally received by the apparatus through the linear detector 10. The linear detector 10, which can be a linear CCD matrix detector (for example , a linear matrix of 1 x 512 pixels) or a linear matrix 1 xn CMOS (n is equal to the number of pixels of the matrix), generates electrical signals corresponding to the received image.

(h) El procesador de la senal electrica 11 recibe las senales electricas del detector lineal 10, y puede incluir un convertidor analogico a digital (A-a-D) que convierte niveles de luz analogicos en senales digitales, y puede incluir un procesador digital (por ejemplo, uno o mas chips microprocesadores semiconductores montados de forma operativa, o un ordenador personal disponible comercialmente) para recibir, almacenar, y analizar las senales, tal como por el uso de un congelador de imagen.(h) The electrical signal processor 11 receives the electrical signals from the linear detector 10, and may include an analog to digital converter (AaD) that converts analog light levels into digital signals, and may include a digital processor (e.g., one or more semiconductor microprocessor chips operatively mounted, or a commercially available personal computer) to receive, store, and analyze the signals, such as by the use of an image freezer.

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(i) El procesador de la senal 11 puede estar conectado a un modulo de captura/presentacion de imagenes 12, que puede incluir cualquiera de un monitor de ordenador, monitor de video, un medio de almacenamiento de imagenes, impresora o semejantes. Como es muy conocido en la tecnica, las fuentes de alimentacion y motores se proporcionan para operar el reflector de escaneo 4, la fuente de luz 1, el detector lineal 10, y el procesador de senales 11 y captura/presentacion de imagenes 12. Los componentes del instrumento 700 descritos pueden miniaturizarse y hacerse compactos si se desea, y los datos de las imagenes tambien pueden transmitirse para procesamiento, uso y visualizacion remotos.(i) The signal processor 11 may be connected to an image capture / presentation module 12, which may include any of a computer monitor, video monitor, an image storage medium, printer or the like. As is well known in the art, power supplies and motors are provided to operate the scan reflector 4, the light source 1, the linear detector 10, and the signal processor 11 and image capture / presentation 12. The Instrument components 700 described can be miniaturized and made compact if desired, and image data can also be transmitted for remote processing, use and visualization.

Las FIGS. 50A y 50B son una vista en elevacion y una vista en planta respectivamente de un diseno optico ejemplar de un instrumento LSLO 700 configurado para formar imagenes del fundus de un ojo, teniendo el ejemplo elementos particulares funcionalmente correspondientes a la realizacion esquematicamente en diagrama en la FIG. 49. En resumen:FIGS. 50A and 50B are an elevation view and a plan view respectively of an exemplary optical design of an LSLO 700 instrument configured to form images of the fundus of an eye, the example having particular elements functionally corresponding to the schematically diagrammatic embodiment in FIG. . 49. In summary:

(A) La luz 202 (por ejemplo, un diodo laser 3 mW 830 nm de modo simple acoplado a fibra) proporciona sustancialmente un punto de fuente de luz, que se expande a una lmea de luz por lentes cilmdricas 204, 206, de manera que el haz permanece colimado en un eje transversal, pero se focaliza cerca del conjugado de pupila y despues de desvfa rapidamente en el otro eje transversal. La lmea de luz incide en un prisma o espejo giratorio 208 para ser dirigido al espejo de escaneo 210, que esta montado para ser movido por un actuador tal como un motor galvanometro. La lmea de luz se escanea por el espejo 210 y se dirige para pasar a traves de una o mas lentes 212, 214, y 216, que estan posicionadas y/o ajustadas para pasar la lmea de luz a traves de una cornea 218 de un ojo 222 y a traves de una pupila no dilatada 220 del ojo para incidir como una lmea focalizada en un fundus del ojo, que incluye la retina 222.(A) Light 202 (for example, a 3 mW 830 nm single mode fiber-coupled laser diode) substantially provides a point of light source, which expands to a light line by cylindrical lenses 204, 206, so that the beam remains collimated on a transverse axis, but focuses near the pupil conjugate and then quickly deflects on the other transverse axis. The light line strikes a rotating prism or mirror 208 to be directed to the scanning mirror 210, which is mounted to be moved by an actuator such as a galvanometer motor. The light line is scanned by the mirror 210 and is directed to pass through one or more lenses 212, 214, and 216, which are positioned and / or adjusted to pass the light line through a cornea 218 of a eye 222 and through a non-dilated pupil 220 of the eye to influence as a lmea focused on a fundus of the eye, which includes the retina 222.

(B) La luz reflejada sale del ojo a traves de la pupila 220 y la cornea 218, pasa a traves de las lentes 216, 214, 212, y se redirige por el espejo de escaneo 210. El camino redirigido de la luz reflejada pasa alrededor del espejo giratorio 208 y pasa a traves del tope de pupila 224, despues pasa a traves de una o mas lentes del objetivo 226. Se forman imagenes de la lmea laser por las lentes 216, 214, 212, y 226 confocalmente a una matriz lineal CCD 228 (por ejemplo, una camara de escaneo de lmea digital). La vista lateral de la FIG. 50B muestra la separacion de la pupila en el pequeno espejo de prisma giratorio 208 (la luz entrante se focaliza en el conjugado de pupila) para permitir que el haz de iluminacion (entrante) pase a la retina 222 mientras actua como una parada para las reflexiones corneales en la luz reflejada. La lmea 230 se escanea en la retina 222 por el espejo de escaneo 210 y la reflexion se des- escanea y se forman imagenes a la matriz lineal CCD 228.(B) The reflected light leaves the eye through the pupil 220 and the cornea 218, passes through the lenses 216, 214, 212, and is redirected by the scanning mirror 210. The redirected path of the reflected light passes around the rotating mirror 208 and passes through the pupil stop 224, then passes through one or more lenses of the lens 226. Images of the laser line are formed by the lenses 216, 214, 212, and 226 confocally to a matrix linear CCD 228 (for example, a digital camera scanning camera). The side view of FIG. 50B shows the separation of the pupil in the small rotating prism mirror 208 (the incoming light is focused on the pupil conjugate) to allow the illumination beam (incoming) to pass to the retina 222 while acting as a stop for reflections corneals in the reflected light. The line 230 is scanned in the retina 222 by the scanning mirror 210 and the reflection is scanned and images are formed to the linear matrix CCD 228.

(C) La lectura de CCD lineal se sincroniza con el movimiento de escaneo del espejo 210 y se adquiere una imagen con un congelador de imagen. Un ajuste de foco para el laser, y ajustes de rotacion y desplazamiento de la lmea para alinear la lmea laser con la matriz CCD lineal pueden proporcionarse con montajes desvm/inclinacion, montajes rotatorios, y montajes deslizantes disponibles comercialmente. El sistema confocal de lmea se alinea rapidamente y se optimiza sobre la longitud de la matriz. Una lamina de lente oftalmoscopica 229 que soporta la lente 216 puede usarse para focalizar la lmea de luz en el ojo, como para corregir la ametropia. Asf se obtiene una imagen rectangular del fundus. El cuerpo de la camara puede albergar una o mas tarjetas del circuito incluyendo chips procesadores de senal, y cables de energfa y ordenador pueden unirse al cuerpo de la camara.(C) The linear CCD reading is synchronized with the scanning movement of the mirror 210 and an image is acquired with an image freezer. A focus adjustment for the laser, and rotation and displacement adjustments of the line to align the laser line with the linear CCD matrix can be provided with desvm / tilt mounts, rotary mounts, and commercially available sliding mounts. The confocal system of lmea aligns quickly and optimizes on the length of the matrix. An ophthalmoscopic lens blade 229 that supports the lens 216 can be used to focus the light line in the eye, as well as to correct the ametropia. Thus a rectangular image of the fundus is obtained. The camera body can house one or more circuit cards including signal processor chips, and power and computer cables can be attached to the camera body.

La FIG. 51 ilustra una carcasa optica LSLO ejemplar 701. La carcasa optica 701 puede proporcionarse con sitio para albergar las placas de actuador electronico para el modulo de fuente SM y espejo dirigido por galvanometro G. El modulo fuente SM puede contener electronica de actuador y multiples fuentes de luz de diodo laser S de diferentes longitudes de onda (por ejemplo, 532, 670, 780, 830, y/o 905 nm) combinadas con divisores de haces dicroicos y/o colimadores o lentes L. La luz de iluminacion se colima y disemina en una dimension con una lente cilmdrica CL y se co-alinea con el camino de vuelta con un optico de combinacion de haces BC. La lmea se focaliza en la retina con una lente de escaneo SL y lente oftalmoscopica OL, y se escanea con un espejo dirigido por galvanometro G. La luz difusa retrograda de la retina se des-escanea por el galvanometro a traves del tope de la pupila PS y se focaliza en matrices lineales LA1,2 con el objetivo del detector O. El optico de desplazamiento de haces BD separa y desplaza las sub-aperturas izquierda y derecha para operacion en estereo, si se desea. La pupila puede transferirse a un conjugado entre BC y G. La pupila puede dividirse en tres partes: (i) sub-apertura izquierda y (ii) sub-aperturas derechas para la formacion de imagenes estereoscopica, y (iii) BC puesto en el centro en el conjugado de pupila para bloquear las reflexiones corneales de la deteccion.FIG. 51 illustrates an exemplary LSLO 701 optical housing. Optical housing 701 may be provided with a place to house the electronic actuator plates for the SM source module and mirror directed by galvanometer G. The SM source module may contain electronic actuator and multiple sources of S laser diode light of different wavelengths (for example, 532, 670, 780, 830, and / or 905 nm) combined with dichroic beam splitters and / or collimators or L lenses. The illumination light is collimated and disseminated in one dimension with a CL cylindrical lens and it co-aligns with the return path with an optical BC beam combination. The line is focused on the retina with an SL scanning lens and OL ophthalmoscopic lens, and is scanned with a mirror directed by galvanometer G. The retrograde diffused light of the retina is scanned by the galvanometer through the pupil's stop. PS and focuses on linear matrices LA1,2 with the objective of the O detector. The BD beam shift optic separates and displaces the left and right sub-apertures for stereo operation, if desired. The pupil can be transferred to a conjugate between BC and G. The pupil can be divided into three parts: (i) left sub-aperture and (ii) right sub-apertures for stereoscopic imaging, and (iii) BC placed in the center in the pupil conjugate to block the corneal reflections of the detection.

En este ejemplo el optico de desplazamiento de haces o divisor de haces BD consiste en dos ventanas identicas fusionadas a un angulo de 37 grad. que funcionan para desplazar el haz antes del objetivo del detector para conseguir estereopsis, produciendo el angulo de las ventanas una separacion lateral entre las sub-aperturas en la pupila. Los haces de sub-apertura separados se dirigen a traves del objetivo del detector O y optica de division de pupila P a un par de detectores lineales derecho e izquierdo LA1,2. Alternativamente, BD el optico de desplazamiento de haces puede omitirse de manera que los rayos que se originan de la misma estructura seguiran caminos identicos a traves del objetivo del detector O a un unico detector lineal LA y no producen disparidad estereoscopica.In this example, the beam shift optic or BD beam splitter consists of two identical windows fused at a 37 degree angle. that work to move the beam before the objective of the detector to achieve stereopsis, producing the angle of the windows a lateral separation between the sub-openings in the pupil. The separate sub-aperture beams are directed through the objective of the O detector and pupil division optics to a pair of right and left linear detectors LA1,2. Alternatively, BD the optical beam displacement can be omitted so that the rays originating from the same structure will follow identical paths through the objective of the detector O to a single linear detector LA and do not produce stereoscopic disparity.

La descripcion adicional de los principios que operan en LSLO y otros ejemplos de componentes, parametros opticos y aspectos adecuados se describen en la Patente US 6.758.564, y en Hammer, et al.; "Line-scanning laserAdditional description of the principles operating in LSLO and other examples of components, optical parameters and suitable aspects are described in US Patent 6,758,564, and in Hammer, et al .; "Line-scanning laser

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ophthalmoscope"; J. Biomedical Optics (2006) 114, 041126, cada una de dichas publicaciones se incorporan en la presente memoria por referencia.ophthalmoscope "; J. Biomedical Optics (2006) 114, 041126, each of these publications are incorporated herein by reference.

La FIG. 52 ilustra un sistema de radioterapia ejemplar que tiene aspectos de la invencion, generalmente similar a las realizaciones mostradas en las FIGS. 1-6, y que tiene un sistema de formacion de imagenes 410' incluyendo un instrumento de formacion de imagenes retinales, tal como LSLO 700 montado axialmente. Vease la descripcion respecto a las FIGS. 3A y 3B para la descripcion de elementos comunes. LSLO 700 puede estar soportado por un montaje independiente del sistema de posicionamiento 115 de la FIG. 1, o puede estar montado en el posicionador 115, para ser soportado en una configuracion adecuada de formacion de imagenes. LSLO 700 puede ajustarse por uno o ambos de opticos ajustables y un montaje ajustable para ser soportado en una configuracion adecuada de formacion de imagenes y ser compatible con el optico de seguimiento del ojo, segun se requiera.FIG. 52 illustrates an exemplary radiotherapy system having aspects of the invention, generally similar to the embodiments shown in FIGS. 1-6, and having an image forming system 410 'including a retinal imaging tool, such as axially mounted LSLO 700. See the description regarding FIGS. 3A and 3B for the description of common elements. LSLO 700 may be supported by an independent mounting of the positioning system 115 of FIG. 1, or it may be mounted on the positioner 115, to be supported in a suitable configuration of image formation. LSLO 700 can be adjusted by one or both of adjustable optics and an adjustable mount to be supported in an appropriate configuration of image formation and be compatible with the eye tracking optics, as required.

Observese que en el caso en el que se incluye una camara de seguimiento axial 401, uno o ambos de un montaje de traslacion 702 o un espejo dirigible/retractil 703 pueden incluirse para permitir que cada uno de camara 401 y LSLO 700 acceda a un camino axial no obstruido (eje Z del sistema) a su vez. Alternativamente, el sistema de formacion de imagenes 410' puede omitir una camara de seguimiento axial, tal como cuando el seguimiento se realiza solo por las camaras fuera de eje (por ejemplo, incluyendo un par de camaras estereoscopicas). Debe entenderse que un sistema de posicionamiento alternativo 115' puede incluirse optimizado para permitir la operacion de un sistema de formacion de imagenes retinales y un sistema de seguimiento conjuntamente, sin alejarse de la invencion.Note that in the case where an axial tracking camera 401 is included, one or both of a translation assembly 702 or an airship / retractable mirror 703 can be included to allow each camera 401 and LSLO 700 to access a path non-obstructed axial (system Z axis) in turn. Alternatively, the imaging system 410 'may omit an axial tracking camera, such as when tracking is performed only by off-axis cameras (for example, including a pair of stereoscopic cameras). It should be understood that an alternative positioning system 115 'can be included optimized to allow the operation of a retinal imaging system and a tracking system together, without departing from the invention.

En una alternativa, los actuadores del sistema de posicionamiento 115' pueden emplearse para proporcionar un ajuste tridimensional de la posicion de LSLO 700 para el alineamiento de imagenes retinales. Alternativamente o adicionalmente, el montaje 702 puede proporcionar uno o mas grados de libertad (automatizado o manual) para el ajuste de la posicion de LSLO 700, tal como traslacion X-Y-Z y/o ajuste angular de balaceo y guinada.In an alternative, the actuators of the positioning system 115 'can be used to provide a three-dimensional adjustment of the position of LSLO 700 for the alignment of retinal images. Alternatively or additionally, assembly 702 may provide one or more degrees of freedom (automated or manual) for adjusting the position of LSLO 700, such as X-Y-Z translation and / or angular adjustment of banding and guiding.

En un metodo operacional que tiene aspectos de la invencion, LSLO 700 se configura y usa para determinar el alineamiento retinal respecto al eje de tratamiento 2820 antes de iniciar el tratamiento. Por ejemplo, una imagen retinal (registrada con el sistema de coordenadas de radioterapia) puede usarse para ajustar el eje de tratamiento 2820 para intersecar una caractenstica anatomica de la que se han formado imagenes seleccionada del ojo del paciente, tal como la fovea (vease la etapa 2555 de la FIG. 2l A y FIG. 21D).In an operational method that has aspects of the invention, LSLO 700 is configured and used to determine retinal alignment with respect to treatment axis 2820 before starting treatment. For example, a retinal image (registered with the radiotherapy coordinate system) can be used to adjust the treatment axis 2820 to intersect an anatomical feature from which selected images of the patient's eye have been formed, such as the fovea (see step 2555 of FIG. 2l A and FIG. 21D).

En otro metodo operacional que tiene aspectos de la invencion, LSLO 700 se configura y usa para capturar una o una pluralidad de imagenes retinales durante el curso del tratamiento con rayos X. Dichas imagenes pueden usarse (por ejemplo, mediante metodos de reconocimiento y procesamiento de imagenes similares a los descritos en la presente memoria) para monitorizar directamente el movimiento retinal respecto a los haces de tratamiento con rayos X, dando lugar al control de inactivacion o accion correctora segun se necesite (vease la etapa 2565 de la FIG. 21A).In another operational method that has aspects of the invention, LSLO 700 is configured and used to capture one or a plurality of retinal images during the course of the X-ray treatment. Such images can be used (for example, by methods of recognition and processing of images similar to those described herein) to directly monitor retinal movement with respect to the X-ray treatment beams, giving rise to the inactivation control or corrective action as needed (see step 2565 of FIG. 21A).

En un metodo operacional adicional que tiene aspectos de la invencion, LSLO 700 se configura y usa para planear un tratamiento, usando parametros ajustables del ensamblaje de la fuente de rayos X 420 y posicionador 115 (por ejemplo, forma del haz de rayos X, diametro, distribucion de la dosis, superposicion de haces, y semejantes) para personalizar el tratamiento a una lesion de una forma o distribucion particular, como se determina por una imagen retinal (pueden incluirse otras modalidades alternativas o adicionales a LSLO, tal como OCT).In an additional operational method that has aspects of the invention, LSLO 700 is configured and used to plan a treatment, using adjustable parameters of the assembly of the X-ray source 420 and positioner 115 (e.g., X-ray beam shape, diameter , dose distribution, overlapping beams, and the like) to customize the treatment to an injury of a particular form or distribution, as determined by a retinal image (other alternative or additional modalities to LSLO, such as OCT) may be included.

VIIC. Aplicaciones alternativas de la terapia con radiacionVIIC Alternative applications of radiation therapy

Los metodos y dispositivos de seguimiento y mapeo del movimiento basado en imagenes y dosis de radiacion tal como se describe en la presente memoria pueden aplicarse al control de precision de haces de terapia con radiacion a otras partes del cuerpo de un paciente, ademas de los ejemplos de tratamiento de una lesion en el ojo descritos con detalle en la presente memoria. En particular, en las realizaciones del sistema y metodo de tratamiento que tienen aspectos de la invencion, un miembro de contacto que tiene uno o mas marcadores fiduciarios puede conectarse o unirse a una superficie de una parte del cuerpo del paciente adyacente a tejido que se va a tratar. La parte del cuerpo puede ser seguida de forma exacta por un sistema de formacion de imagenes, permitiendo la extrapolacion de cualquier movimiento del cuerpo a la diana del tratamiento. Un rango de afecciones de enfermedad puede tratarse de esta manera sin alejarse del espmtu de la invencion. Los ejemplos incluyen el tratamiento con radiacion administrado a dianas del cerebro, medula espinal, una mama, tejido musculo-esqueletico, vasculatura, lesiones abdominales o gastrointestinales, tanto en seres humanos como en animales. Se hace referencia a la solicitud U.S. no. 11/956.295 presentada el 13 de diciembre, 2007 que se incorpora por referencia en la presente memoria. En particular, vease la descripcion relacionada con las FIGS. 13-22 de esa solicitud.The methods and devices for monitoring and mapping motion based on images and radiation dose as described herein can be applied to the precision control of radiation therapy beams to other parts of a patient's body, in addition to the examples of treating an eye injury described in detail herein. In particular, in embodiments of the system and method of treatment having aspects of the invention, a contact member having one or more fiduciary markers can be connected or attached to a surface of a part of the patient's body adjacent to tissue that is going to treat The body part can be followed exactly by an image formation system, allowing the extrapolation of any movement of the body to the treatment target. A range of disease conditions can be treated in this way without departing from the spirit of the invention. Examples include radiation treatment administered to targets of the brain, spinal cord, a breast, musculoskeletal tissue, vasculature, abdominal or gastrointestinal lesions, both in humans and animals. Reference is made to U.S. application no. 11 / 956,295 filed on December 13, 2007, which is incorporated by reference herein. In particular, see the description related to FIGS. 13-22 of that request.

La FIG. 53 ilustra un sistema de radioterapia ejemplar 6010 que tiene aspectos de la invencion, generalmente similar a las realizaciones mostradas en las FIGs. 1-6, y configurado para administrar terapia de radiacion, tal como por direccion de un haz de rayos X de ortovoltaje firmemente colimado a traves de una superficie del cuerpo a una region diana de tratamiento 6000 que se encuentra en el cuerpo. El seguimiento del movimiento de la diana y el control de la emision o direccion de la radiacion puede realizarse por metodos generalmente similares a los descritos en la presente memoria respecto a las FIGS. 32-42, entre otros sitios.FIG. 53 illustrates an exemplary radiotherapy system 6010 having aspects of the invention, generally similar to the embodiments shown in FIGs. 1-6, and configured to administer radiation therapy, such as by directing an orthovoltage X-ray beam firmly collimated through a body surface to a target treatment region 6000 located in the body. The monitoring of the movement of the target and the control of the emission or direction of the radiation can be carried out by methods generally similar to those described herein with respect to FIGS. 32-42, among other sites.

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En el ejemplo mostrado en la FIG. 53, la diana del tratamiento es una region que incluye lesiones carotidas vulnerables que se encuentran en el cuello de un paciente. El objetivo del tratamiento puede ser la prevencion de restenosis o tratamiento de hiperplasia, o tratamiento de placas ateroscleroticas vulnerables presentes en el vaso. La radioterapia puede administrate en asociacion con el posicionamiento de un stent u otro dispositivo vascular. La radioterapia puede combinarse con terapia farmaceutica antes de o despues de la instauracion de radioterapia, tal como por administracion de compuestos descritos en la presente memoria, administrados locamente o sistemicamente para alcanzar el sitio de tratamiento. En algunas realizaciones, la radioterapia se administra en una fraccion de aproximadamente 10 Gy a aproximadamente 50 Gy y en algunas realizaciones, la radioterapia se administra en dosis de aproximadamente 5 Gy a aproximadamente 10 Gy en varias fracciones, que pueden aplicarse a traves de diferentes trayectorias, como se discute en otras realizaciones.In the example shown in FIG. 53, the treatment target is a region that includes vulnerable carotid lesions found in a patient's neck. The goal of treatment may be the prevention of restenosis or treatment of hyperplasia, or treatment of vulnerable atherosclerotic plaques present in the vessel. Radiation therapy can be administered in association with the positioning of a stent or other vascular device. Radiation therapy may be combined with pharmaceutical therapy before or after the installation of radiation therapy, such as by administration of compounds described herein, administered locally or systematically to reach the treatment site. In some embodiments, radiotherapy is administered in a fraction of about 10 Gy to about 50 Gy and in some embodiments, radiotherapy is administered in doses of about 5 Gy to about 10 Gy in various fractions, which can be applied through different paths. , as discussed in other embodiments.

El miembro de contacto 6110 esta conectado con la superficie del cuello, tal como con un adhesivo sensible a la presion, un miembro de pinzamiento o tira, o semejantes. Uno o mas elementos marcadores fiduciarios 6120 se montan en la superficie del miembro 6110, para poder formar imagenes por la camara 6250 del sistema de formacion de imagenes 6240. La FIG. 53 representa la administracion de rayos x a traves de la piel que cubre los vasos perifericos 6100 a traves de uno o mas haces de rayos x de ortovoltaje 6060 desde dispositivos de radioterapia 6050 a regiones de la enfermedad vascular periferica 6000.The contact member 6110 is connected to the neck surface, such as with a pressure sensitive adhesive, a pincer or strip member, or the like. One or more fiduciary marker elements 6120 are mounted on the surface of member 6110, so that images can be formed by camera 6250 of the image formation system 6240. FIG. 53 represents the administration of x-rays through the skin covering the peripheral vessels 6100 through one or more beams of orthovoltage x-rays 6060 from radiotherapy devices 6050 to regions of peripheral vascular disease 6000.

El miembro de contacto 6110 puede comprender un material conformado o elastico, o puede comprender un material ngido. Alternativamente, el miembro de contacto 6110 puede tener una parte superior ngida unida a un material que contacta con la superficie de la piel conformado. En otras realizaciones, el miembro de contacto puede ser una unidad desechable que es conformable en forma en el momento de la aplicacion a la piel, estando compuesta para endurecerse (por ejemplo, mediante una resina de curado o semejantes) en el lugar para proporcionar una plataforma ngida durante el tratamiento. El miembro de contacto 6110 puede comprender un material que se penetra facilmente por la radiacion de ortovoltaje, tal como una capa de polfmero de baja densidad, o semejantes. El miembro de contacto 6110 puede tener elementos o marcadores fiduciarios radio-opacos, permitiendo la localizacion conveniente en la formacion de imagenes por rayos X. El miembro de contacto 6110 puede moldearse para exponer partes de la piel en el punto de entrada del haz de rayos X.The contact member 6110 may comprise a shaped or elastic material, or it may comprise a nested material. Alternatively, the contact member 6110 may have a rigid upper part attached to a material that contacts the surface of the shaped skin. In other embodiments, the contact member may be a disposable unit that is conformable in shape at the time of application to the skin, being composed to harden (for example, by a curing resin or the like) in place to provide a platform ngida during treatment. The contact member 6110 may comprise a material that is easily penetrated by orthovoltage radiation, such as a low density polymer layer, or the like. The contact member 6110 may have radiopaque fiduciary elements or markers, allowing convenient location in the formation of x-ray images. The contact member 6110 may be molded to expose parts of the skin at the point of entry of the beam of rays. X.

El alineamiento y registro del miembro de contacto 6110 con un sistema de coordenadas del dispositivo de tratamiento 6050 puede realizarse con metodos y dispositivos tales como los descritos respecto a las FlGS. 3-4 y 17-25, tal como mediante el alineamiento del miembro 6110 a un eje de tratamiento 6220 por procesamiento informatico de imagenes capturadas por la camara 6250. La posicion de la diana de tratamiento 6100 respecto al miembro de contacto 6110 puede determinarse por varios medios, tal como formacion de imagenes medicas, escaneos CT, ultrasonido, y semejantes, para registrar la posicion del miembro 6110 respecto a la diana 6100. El movimiento posterior del paciente que resulta en movimiento del miembro de contacto 6110 y la diana 6100 puede determinarse mediante el seguimiento del movimiento del miembro 6110 por los metodos descritos con detalle en la presente memoria, adaptados de manera adecuada a la geometna/anatoirna de la parte del cuerpo que se esta tratando. La energfa del haz de radioterapia, anchura del haz, y direccion pueden elegirse segun el tejido, la enfermedad, y el tiempo de tratamiento.Alignment and registration of the contact member 6110 with a coordinate system of the treatment device 6050 can be performed with methods and devices such as those described with respect to the FlGS. 3-4 and 17-25, such as by aligning member 6110 to a processing axis 6220 by computer processing of images captured by camera 6250. The position of treatment target 6100 relative to contact member 6110 can be determined by various means, such as medical imaging, CT scans, ultrasound, and the like, to record the position of member 6110 with respect to target 6100. The subsequent movement of the patient resulting in movement of contact member 6110 and target 6100 can determined by monitoring the movement of member 6110 by the methods described in detail herein, suitably adapted to the geometna / anatoirna of the part of the body being treated. The radiotherapy beam energy, beam width, and direction can be chosen according to tissue, disease, and treatment time.

Ejemplo de seguimiento del ojo sin un miembro de contacto con el ojo.Example of eye tracking without an eye contact member.

Las FIGS. 54, 55 y 56 ilustran realizaciones de sistema y metodo de radioterapia ejemplares alternativas que tienen aspectos de la invencion, generalmente similares a las realizaciones mostradas en las FIGS 1-6, pero que tienen un sistema de seguimiento del ojo que emplea un sistema de formacion de imagenes del ojo que es operativo independientemente de un miembro de contacto con el ojo, y puede usarse sin un miembro de contacto con el ojo. Ademas de los ejemplos descritos mas adelante, por favor, veanse los ejemplos, ilustraciones y descripcion de la solicitud de prioridad co-inventada No. 12/103.534 presentada el 15 de abril, 2008.FIGS. 54, 55 and 56 illustrate embodiments of alternative exemplary radiotherapy system and method that have aspects of the invention, generally similar to the embodiments shown in FIGS. 1-6, but which have an eye tracking system that employs a training system. of images of the eye that is operative independently of a contact member with the eye, and can be used without a contact member with the eye. In addition to the examples described below, please see the examples, illustrations and description of co-invented priority application No. 12 / 103,534 filed on April 15, 2008.

Alineamiento de la reflexion cornealAlignment of the corneal reflection

La FIG 54 muestra una vista esquematica se muestra de una realizacion de alineamiento y tratamiento 300, incluyendo una vista transversal de una parte del ojo tomada a lo largo del eje geometrico. En el ejemplo mostrado, el generador de imagenes 306 esta acoplado con un dispositivo de posicionamiento 310 usado para posicionar un dispositivo de tratamiento oftalmico 312, por ejemplo, un dispositivo de radioterapia. La posicion del eje geometrico 18, localizado apropiadamente por el sistema de alineamiento, puede usarse posicionando el dispositivo 310 para dirigir el dispositivo de tratamiento oftalmico 312 a una diana de tejido 318, que puede estar o no posicionada a lo largo del eje 18. En este ejemplo, la diana 318 esta posicionada fuere de eje respecto al eje geometrico 18.FIG 54 shows a schematic view of an alignment and treatment embodiment 300, including a cross-sectional view of a part of the eye taken along the geometric axis. In the example shown, the imager 306 is coupled with a positioning device 310 used to position an ophthalmic treatment device 312, for example, a radiotherapy device. The position of the geometric axis 18, properly located by the alignment system, can be used by positioning the device 310 to direct the ophthalmic treatment device 312 to a tissue target 318, which may or may not be positioned along the axis 18. In In this example, target 318 is positioned as an axis relative to the geometric axis 18.

El sistema 300 incluye un dispositivo de captura de imagen 302 posicionado para formar imagenes del ojo 10 a lo largo del eje geometrico 18. El dispositivo de captura de imagen 302 proporciona datos de imagen de video del ojo 10 a un monitor 304. Acoplado al monitor 304 esta un generador de imagenes 306, tal como un ordenador personal programado con software de diseno ayudado por ordenador disponible comercialmente, capaz de generar y superponer imagenes geometricas en la imagen del ojo 10 que aparecen en el monitor 304. En operacion, el generador de imagenes 106 superpone una imagen en la imagen del ojo 10 en el monitor 304. La imagen superpuesta tiene rtpicamente una forma geometrica dimensionada y posicionada para coincidir con unaThe system 300 includes an image capture device 302 positioned to form images of the eye 10 along the geometric axis 18. The image capture device 302 provides video image data of the eye 10 to a monitor 304. Attached to the monitor 304 is an image generator 306, such as a personal computer programmed with commercially available computer aided design software, capable of generating and superimposing geometric images in the image of the eye 10 that appear on the monitor 304. In operation, the generator of images 106 superimposes an image on the image of the eye 10 on the monitor 304. The superimposed image has a geometric shape sized and positioned to coincide with a

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caractenstica anatomica distintiva que aparece en la imagen del ojo 10. La caractenstica anatomica distintiva seleccionada debe ser una que permanezca inalterada en tamano, forma y posicion respecto al ojo 10.distinctive anatomical feature that appears in the image of the eye 10. The selected distinctive anatomical feature must be one that remains unchanged in size, shape and position with respect to the eye 10.

Una caractenstica anatomica distintiva preferida es el limbo 26, que es circular. De acuerdo con esto, como una primera etapa, un generador de imagenes 306 puede operarse para posicionar una imagen de un drculo sobre la imagen del limbo 26. El generador de imagenes 306 puede localizar entonces el centro 30 del limbo 26. A continuacion, el primer reflejo Purkinje 32 se identifica. La luz de la fuente de luz 308 viaja a lo largo del camino 35, entrando en el ojo 10 a traves de la cornea 12 y se dirige por la lente a la retina. Una parte de la luz se refleja en el punto 32 fuera de la superficie anterior de la cornea 16, identificando el primer reflejo Purkinje. El alineamiento del centro del limbo 30 con el primer reflejo Purkinje 32 define y permite la localizacion exacta del eje geometrico 18 como un eje de referencia respecto al sistema de coordenadas externo.A preferred distinctive anatomical feature is limbo 26, which is circular. Accordingly, as a first stage, an image generator 306 can be operated to position an image of a circle on the image of the blade 26. The imager 306 can then locate the center 30 of the blade 26. Next, the Purkinje 32's first reflex is identified. The light from the light source 308 travels along the path 35, entering the eye 10 through the cornea 12 and is directed through the lens to the retina. A part of the light is reflected at point 32 outside the anterior surface of the cornea 16, identifying the first Purkinje reflex. The alignment of the center of the blade 30 with the first Purkinje reflex 32 defines and allows the exact location of the geometric axis 18 as a reference axis with respect to the external coordinate system.

Con la posicion del eje geometrico 18 localizada apropiadamente, el eje geometrico 18 se vuelve un eje de referencia, y puede usarse de esta manera por el dispositivo de posicionamiento 310 para dirigir el dispositivo de tratamiento oftalmico 312 hacia el ojo a una orientacion predeterminada respecto al eje geometrico 18 de manera que un haz terapeutico, tal como un haz de radiacion electromagnetica colimada 311, puede dirigirse a una coordenada predeterminada del ojo 10 para entrar en la superficie del cuerpo (punto 324 en la superficie de la esclera 17) y propagarse para incidir en una diana del tejido seleccionada 318.With the position of the geometric axis 18 properly located, the geometric axis 18 becomes a reference axis, and can thus be used by the positioning device 310 to direct the ophthalmic treatment device 312 towards the eye at a predetermined orientation relative to the geometric axis 18 so that a therapeutic beam, such as a collimated electromagnetic radiation beam 311, can be directed to a predetermined coordinate of the eye 10 to enter the surface of the body (point 324 on the surface of the sclera 17) and propagate to influence a target of the selected tissue 318.

Observese que la FIG. 54 es una ilustracion plana de la anatoirna del ojo tridimensional, y en general no es necesario que el eje de haz 311 del dispositivo 312 interseque el eje geometrico de referencia 18 (es decir, los ejes 18 y 311 pueden encontrarse, pero no necesariamente, en un plano). En general, el eje de haz 311 puede tener una orientacion seleccionada respecto al eje geometrico de referencia 18, tal como un angulo "0" y desviacion "d" seleccionados respecto al eje 18. El dispositivo 312 puede de hecho ser angular para intersecar cualquier lmea anterior-posterior en el ojo.Note that FIG. 54 is a flat illustration of the three-dimensional eye anatoirna, and in general it is not necessary for the beam axis 311 of the device 312 to intersect the reference geometric axis 18 (i.e., axes 18 and 311 can be found, but not necessarily, in a plane). In general, the beam axis 311 can have a selected orientation with respect to the geometric reference axis 18, such as an angle "0" and deviation "d" selected from the axis 18. The device 312 can in fact be angular to intersect any anterior-posterior lmea in the eye.

Una vez el eje de referencia 18 se identifica, el tratamiento puede llevarse a cabo por un dispositivo orientado con respecto al eje 18, por ejemplo, donde una diana de tratamiento se encuentra a lo largo del eje 18 (vease la descripcion respecto a la FlG. 3B). Alternativamente, un eje distinto 19 puede definirse respecto al eje 18, por ejemplo, por un desplazamiento de la distancia "d", de manera que el eje 19 interseca la diana de tratamiento 318 posicionada fuera de eje respecto al eje 18. El eje 19 puede denominarse el eje "de tratamiento". Sobre la base de la geometna directa, el dispositivo 312 puede posicionarse ahora de manera que su eje de haz 311 interseca el eje de tratamiento 19 en la diana del tejido 318. El eje 18 puede usarse para definir uno o mas ejes geometricos correlacionados en el sistema de coordenadas externo, y para definir uno o mas puntos de interseccion adicionales respecto al haz 311. Observese para dianas de tratamiento que se encuentran en el eje de referencia 18, la desviacion "d" puede ser aproximadamente cero, y para tratamiento administrado a traves de o en la cornea, el angulo "0" puede acercarse a cero.Once the reference axis 18 is identified, the treatment can be carried out by a device oriented with respect to the axis 18, for example, where a treatment target is located along the axis 18 (see the description regarding the FlG 3B). Alternatively, a different axis 19 can be defined with respect to axis 18, for example, by a displacement of the distance "d", such that axis 19 intersects the treatment target 318 positioned off-axis with respect to axis 18. Axis 19 It can be called the "treatment" axis. On the basis of the direct geometry, the device 312 can now be positioned such that its beam axis 311 intersects the treatment axis 19 on the target of the fabric 318. The axis 18 can be used to define one or more correlated geometric axes in the external coordinate system, and to define one or more additional intersection points with respect to beam 311. Observe for treatment targets that are on the reference axis 18, the deviation "d" may be approximately zero, and for treatment administered to through or in the cornea, the angle "0" can approach zero.

Como se muestra en la FIG. 54, en un ejemplo de un tratamiento con rayos X con ortovoltaje para degeneracion macular, la desviacion d se selecciona para definir un eje de tratamiento 19 centrado en la macula, el angulo 0 se selecciona para proporcionar interseccion de los haces 311 en la superficie macular y el punto de entrada en la superficie 324 en una region de la esclera anterior inferior mas alla del lfmite del limbo 26. En este ejemplo, una fuente de haz de rayos X puede estar posicionada mediante el dispositivo de posicionamiento 310 para proyectar un haz colimado desde una distancia de la fuente de rayos X seleccionada para formar un haz que tiene una anchura caractenstica en la entrada al tejido "w". Observese que, aunque un haz de tratamiento puede proyectarse a traves de un parpado u otro tejido proximo al ojo, los parpados (en este caso el parpado inferior) pueden retraerse convenientemente para exponer un area adicional de la esclera anterior 17.As shown in FIG. 54, in an example of an X-ray treatment with orthovoltage for macular degeneration, the deviation d is selected to define a treatment axis 19 centered on the macula, the angle 0 is selected to provide intersection of the beams 311 on the macular surface and the entry point at the surface 324 in a region of the lower anterior sclera beyond the limit of the limbus 26. In this example, an X-ray beam source may be positioned by the positioning device 310 to project a collimated beam. from a distance from the selected x-ray source to form a beam having a characteristic width at the entrance to the tissue "w". Note that, although a treatment beam can project through an eyelid or other tissue near the eye, the eyelids (in this case the lower eyelid) can conveniently retract to expose an additional area of the anterior sclera 17.

Alineamiento por dimensionado del limboAlignment by limbo dimensioning

Las FIGS. 55A-55C ilustran otra realizacion que tiene aspectos de la invencion, incluyendo vistas laterales esquematicas de una parte anterior de un ojo en tres orientaciones respecto a una realizacion de un sistema de alineamiento que tiene aspectos de la invencion, que representa un metodo para utilizar el dimensionado del limbo para definir el eje de referencia. En este metodo utiliza el dimensionado del limbo para definir el eje geometrico. En esta realizacion, como se ilustra en las FIGS. 55A-55C, se muestra una vista lateral esquematica de una parte de un ojo 10. El sistema de alineamiento y metodo en esta realizacion de la invencion es sobre la base de la deteccion del area maxima del limbo 26 del ojo del sujeto 10. La cornea 12 del ojo 10 se caracteriza por una superficie anterior 16 y una superficie posterior 14 que son concentricas entre sf, el iris 24 extendiendose hacia fuera a la superficie posterior 14 de la cornea 12. El cfrculo de interseccion entre el iris 24 y la superficie interior 14 es una caractenstica anatomica distintiva conocida como el limbo 26. Se pueden formar facilmente imagenes del limbo de un ojo.FIGS. 55A-55C illustrate another embodiment having aspects of the invention, including schematic side views of an anterior part of an eye in three orientations with respect to an embodiment of an alignment system having aspects of the invention, which represents a method for using the limbo sizing to define the reference axis. In this method, it uses the dimensioning of the blade to define the geometric axis. In this embodiment, as illustrated in FIGS. 55A-55C, a schematic side view of a part of an eye 10 is shown. The alignment system and method in this embodiment of the invention is based on the detection of the maximum area of the blade 26 of the eye of the subject 10. cornea 12 of eye 10 is characterized by an anterior surface 16 and a posterior surface 14 that are concentric with each other, iris 24 extending outwardly to posterior surface 14 of cornea 12. The intersection circle between iris 24 and the surface interior 14 is a distinctive anatomical feature known as limbo 26. Images of the limb of an eye can be easily formed.

Como se ha discutido anteriormente, un "eje de interes" identificado como un eje de referencia para las realizaciones del metodo de alineamiento del ojo que tienen aspectos de la invencion puede ser ventajosamente, pero no necesariamente, el eje optico o el eje geometrico del ojo. El eje geometrico 18 en las FIGS. 55A-55C, puede determinarse para ser alineado con el sistema de coordenadas externo del sistema 100 cuando el eje 18 es coincidente con el centro del limbo 26 cuando el area circunscrita por el lfmite del limbo esta posicionada para conseguir su maxima area aparente respecto a la camara 102. En la realizacion ilustrada, la camara 102 estaAs discussed above, an "axis of interest" identified as a reference axis for embodiments of the eye alignment method having aspects of the invention may advantageously, but not necessarily, be the optical axis or the geometric axis of the eye. . The geometric axis 18 in FIGS. 55A-55C, can be determined to be aligned with the external coordinate system of the system 100 when the axis 18 is coincident with the center of the blade 26 when the area circumscribed by the limit of the blade is positioned to achieve its maximum apparent area with respect to the camera 102. In the illustrated embodiment, camera 102 is

55

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20twenty

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posicionada para formar imagenes del ojo 10 a lo largo de la direccion 600. La luz de la fuente de luz 108 viaja a lo largo del camino 35, entrando en el ojo 10 a traves de la cornea 12 y se dirige por la lente a la retina. La camara 102 proporciona datos de imagen de video del ojo 10 al monitor 104. Acoplado al monitor 104 esta un generador de imagenes 106. En operacion, el generador de imagenes 106 genera una imagen del limbo 26 y la presenta en el monitor 104. De acuerdo con esto, como una primera etapa, el generador de imagenes 106 puede operarse para generar una primera imagen del limbo 26 cuando el ojo esta en una primera posicion, como se muestra en la FIG. 55A. El generador de imagenes 106 puede localizar entonces el lfmite del limbo 26.positioned to form images of the eye 10 along the direction 600. The light from the light source 108 travels along the path 35, entering the eye 10 through the cornea 12 and is directed by the lens to the retina. The camera 102 provides video image data of the eye 10 to the monitor 104. Attached to the monitor 104 is an image generator 106. In operation, the image generator 106 generates an image of the blade 26 and presents it on the monitor 104. accordingly, as a first stage, the image generator 106 can be operated to generate a first image of the blade 26 when the eye is in a first position, as shown in FIG. 55A. The imager 106 can then locate the limit of the blade 26.

A continuacion, se determina la primera area definida por el lfmite del limbo. Como se muestra, la FIG. 55A representa el ojo 10 angulado de manera que el area 610 definida por el lfmite del limbo es menor que la maxima. La camara 102, o preferiblemente el ojo 10, se posiciona entonces en una segunda posicion y el generador de imagenes 106 se opera para generar una segunda imagen del limbo 26, como se muestra en la FIG. 55B. El generador de imagenes 106 puede localizar entonces el lfmite del limbo 26. A continuacion, se determina la segunda area 611 definida por el lfmite del limbo. Como se muestra, la FIG. 55B representa el ojo 10 angulado de manera que el area 610 definida por el lfmite del limbo es menor que la maxima. Este proceso se repite hasta que se identifica el area maxima definida por el lfmite del limbo, como se ilustra en la FIG. 55C, donde la direccion 600 se co-alinea con el eje de referencia 18. La deteccion del area maxima 612 del 26 senala que el ojo esta en alineamiento con el sistema, y el eje de referencia 18 se define.Next, the first area defined by the limit of the limbus is determined. As shown, FIG. 55A represents the angled eye 10 so that the area 610 defined by the limit of the limbus is smaller than the maximum. The camera 102, or preferably the eye 10, is then positioned in a second position and the imager 106 is operated to generate a second image of the blade 26, as shown in FIG. 55B. The imager 106 can then locate the limit of the blade 26. Next, the second area 611 defined by the limit of the blade is determined. As shown, FIG. 55B represents the angled eye 10 so that the area 610 defined by the limit of the limbus is smaller than the maximum. This process is repeated until the maximum area defined by the limit of the limbus is identified, as illustrated in FIG. 55C, where address 600 co-aligns with the reference axis 18. The detection of the maximum area 612 of 26 indicates that the eye is in alignment with the system, and the reference axis 18 is defined.

Identificacion del limite limbicoLimit Limit Identification

La FIG. 56 es un diagrama de un metodo ejemplar que tiene aspectos de la invencion, que muestra una secuencia de etapas de procesamiento de datos sucesivas usadas para identificar el lfmite lfmbico y centro lfmbico (alternativamente o complementariamente a los metodos descritos en la presente memoria respecto a las FIGS. 21A-E).FIG. 56 is a diagram of an exemplary method having aspects of the invention, showing a sequence of successive data processing steps used to identify the limbic limit and limbic center (alternatively or in addition to the methods described herein with respect to FIGS. 21A-E).

Como se ha indicado anteriormente, el lfmite lfmbico se determina en los metodos de alineamiento descritos. La determinacion del lfmite lfmbico, y el centro lfmbico, puede conseguirse de una variedad de maneras. Un metodo ejemplar para determinar el centro del limbo se ilustra diagramaticamente en la FIG. 56, que muestra la secuencia 700 de las etapas de procesamiento de datos sucesivas para identificar el lfmite lfmbico y el centro lfmbico. La imagen de entrada 710 representa los datos de imagen del ojo con una resolucion relativamente alta que se aplican. La primera etapa de procesamiento de datos 720 es para promediar y reducir la imagen de entrada 710. Esto puede conseguirse mediante la convolucion de los datos que definen la imagen de entrada 710 con un filtro Gaussiano de bajo paso que sirve para promediar espacialmente y de esta manera reducir el ruido de alta frecuencia. Como el promediado espacial introduce redundancia en el dominio espacial, la imagen filtrada se sub-muestrea a continuacion sin ninguna perdida adicional de informacion. La imagen sub-muestreada sirve como la base para el procesamiento posterior con la ventaja de que sus dimensiones menores y resolucion menor dan lugar a menos demandas de calculo respecto a la imagen de entrada original, de tamano completo 710.As indicated above, the limbic limit is determined in the described alignment methods. The determination of the limbic limit, and the limbic center, can be achieved in a variety of ways. An exemplary method for determining the center of the limbus is illustrated diagrammatically in FIG. 56, which shows the sequence 700 of the successive data processing steps to identify the limbic limit and the limbic center. The input image 710 represents the eye image data with a relatively high resolution that is applied. The first stage of data processing 720 is to average and reduce the input image 710. This can be achieved by convolving the data defining the input image 710 with a low-pass Gaussian filter that serves to spatially average and this way to reduce high frequency noise. As spatial averaging introduces redundancy in the spatial domain, the filtered image is then sub-sampled without any additional loss of information. The sub-sampled image serves as the basis for further processing with the advantage that its smaller dimensions and smaller resolution result in less calculation demands compared to the original input image, full size 710.

Las siguientes etapas de procesamiento de datos implicadas en localizar el lfmite del limbo, y centro del limbo, incluyen la localizacion secuencial de varios componentes del lfmite lfmbico. En secuencia, la etapa 730 localiza el lfmite lfmbico (o exterior) 732 del iris. La etapa de localizacion puede realizarse en dos sub-etapas. La primera sub- etapa incluye una operacion de deteccion del borde que se tunea para la configuracion esperada de localizacion de imagenes de alto contraste. Este tuneado es sobre la base de propiedades genericas del componente del lfmite de interes (por ejemplo, orientacion) asf como de delimitaciones espedficas que se proporcionan por los componentes del lfmite previamente aislados. La segunda sub-etapa incluye un esquema en el que los pfxeles de borde detectados sirven para ejemplificar valores particulares para un modelo parametrizado del componente del lfmite de interes.The following data processing steps involved in locating the limit of the limbus, and center of the limbus, include the sequential location of several components of the limbic limit. In sequence, step 730 locates the limbic (or outer) limit 732 of the iris. The localization stage can be carried out in two sub-stages. The first sub-stage includes an edge detection operation that is tuned for the expected configuration of high contrast image localization. This tuning is based on the generic properties of the limit component of interest (for example, orientation) as well as specific boundaries that are provided by the previously isolated limit components. The second sub-stage includes a scheme in which the detected edge pixels serve to exemplify particular values for a parameterized model of the limit component of interest.

Con mas detalle, para el lfmite lfmbico 732 de la etapa 730, la imagen se filtra con un detector de borde basado en gradiente que se tunea en orientacion para favorecer casi la verticalidad. Asf, incluso con parpados ocluidos, las partes izquierda y derecha del limbo debenan ser claramente visibles y orientadas cerca de la vertical, cuando la cabeza esta en una posicion recta. El lfmite lfmbico se modela como un drculo parametrizado por sus dos coordenadas de centro, xc e yc, y su radio, r. Los pfxeles de borde detectados se adelgazan y despues se representan en histograma en un espacio tridimensional (xc, yc, r), segun los valores permisibles (xc, yc, r) para una localizacion de imagen dada (x, y). El punto (xc, yc, r) con el maximo numero de votos se toma para representar el lfmite lfmbico. Finalmente, con el lfmite lfmbico 732 aislado, la etapa de procesamiento final 740 incluye localizar el centro 750 del limbo.In more detail, for the limbic limit 732 of step 730, the image is filtered with a gradient-based edge detector that is tuned in orientation to favor almost verticality. Thus, even with occluded eyelids, the left and right parts of the limbus should be clearly visible and oriented near the vertical, when the head is in a straight position. The limbic limit is modeled as a parameterized circle by its two center coordinates, xc and yc, and its radius, r. The detected edge pixels are thinned and then represented in histogram in a three-dimensional space (xc, yc, r), according to the permissible values (xc, yc, r) for a given image location (x, y). The point (xc, yc, r) with the maximum number of votes is taken to represent the limbic limit. Finally, with the limbic limit 732 isolated, the final processing stage 740 includes locating the center 750 of the limbus.

La estrategia descrita anteriormente para identificar el centro del limbo puede generalizarse de varias maneras. Por ejemplo, las representaciones de la imagen distintas de la deteccion de borde basada en gradiente orientada pueden usarse para aumentar los lfmites del iris. En segundo lugar, pueden emplearse parametrizaciones alternativas para el lfmite del iris. Finalmente, la localizacion del lfmite del iris puede realizarse sin las etapas iniciales de promedio y submuestreo.The strategy described above to identify the center of the limbus can be generalized in several ways. For example, representations of the image other than edge detection based on oriented gradient can be used to increase the limits of the iris. Secondly, alternative settings for the iris limit can be used. Finally, the iris limit location can be done without the initial stages of average and subsampling.

A partir de lo anterior, puede observarse como se cumplen varios objetos y caractensticas de la invencion. Aunque determinados aspectos y realizaciones de la descripcion se han descrito, estos se han presentado solo comoFrom the above, it can be seen how various objects and features of the invention are fulfilled. Although certain aspects and embodiments of the description have been described, they have been presented only as

ejemplo, y no se pretende que limiten el alcance de la descripcion. Los metodos y sistemas descritos en la presente memoria pueden incluirse en una variedad de otras formas, y los componentes, disposiciones, y los dispositivos de adquisicion y procesamiento de datos alternativos pueden incluirse o sustituirse. Todas las publicaciones y patentes citadas en la presente memoria describen y presentan sistemas y metodologfas que podnan usarse en conexion con 5 la invencion.example, and are not intended to limit the scope of the description. The methods and systems described herein may be included in a variety of other forms, and the components, arrangements, and alternative data acquisition and processing devices may be included or replaced. All publications and patents cited herein describe and present systems and methodologies that may be used in connection with the invention.

Claims (14)

55 1010 15fifteen 20twenty 2525 3030 3535 4040 45Four. Five 50fifty 5555 1. Un sistema para tratar un area diana en un paciente con un haz de irradiacion, que comprende:1. A system for treating a target area in a patient with an irradiation beam, comprising: (a) un ensamblaje de seguimiento configurado para seguir la posicion de una region del cuerpo del paciente que contiene el area diana y al menos un area sensible a radiacion respecto a un eje de referencia conocido (18) en un sistema de coordenadas externo;(a) a tracking assembly configured to track the position of a region of the patient's body that contains the target area and at least one radiation sensitive area relative to a known reference axis (18) in an external coordinate system; (b) una fuente de haz (108) configurada para dirigir un haz de rayos X colimado al area diana del paciente a lo largo de un eje de haz conocido (1400, 1400a, 1400b, 1400c) para intersecar con un eje de tratamiento conocido (19, 2820) definido respecto al eje de referencia (18, 2810) en el sistema de coordenadas externo; y(b) a beam source (108) configured to direct a collimated X-ray beam to the patient's target area along a known beam axis (1400, 1400a, 1400b, 1400c) to intersect with a known treatment axis (19, 2820) defined with respect to the reference axis (18, 2810) in the external coordinate system; Y (c) un procesador (106, 501) conectado operativamente al dispositivo de seguimiento y fuente de haz (108), y configurado para:(c) a processor (106, 501) operatively connected to the tracking device and beam source (108), and configured to: (i) determinar, a partir de la posicion conocida de la region del cuerpo en el sistema de coordenadas externo, las coordenadas del area diana que se va a tratar y las coordenadas de la al menos una estructura del paciente sensible a radiacion;(i) determine, from the known position of the body region in the external coordinate system, the coordinates of the target area to be treated and the coordinates of the at least one radiation sensitive patient structure; (ii) durante un periodo en el que el haz esta siendo dirigido a lo largo del eje de haz conocido (1400) para intersecar con el eje de tratamiento conocido (19) en el area diana, y sobre la base de informacion recibida del dispositivo de seguimiento, seguir las posiciones del area diana que se va a tratar y la al menos una estructura sensible a la radiacion;(ii) during a period in which the beam is being directed along the known beam axis (1400) to intersect with the known treatment axis (19) in the target area, and on the basis of information received from the device follow-up, follow the positions of the target area to be treated and the at least one radiation sensitive structure; (iii) sobre la base del eje de haz conocido (1400) del haz colimado en el sistema de coordenadas externo, y las posiciones instantaneas del area diana que se va a tratar y la al menos una estructura sensible a la radiacion, calcular un equivalente de radiacion total recibida en el area diana y al menos una estructura sensible a la radiacion; y(iii) on the basis of the known beam axis (1400) of the collimated beam in the external coordinate system, and the instantaneous positions of the target area to be treated and the at least one radiation sensitive structure, calculate an equivalent of total radiation received in the target area and at least one radiation sensitive structure; Y (iv) sobre la base de los equivalentes de radiacion calculados de la etapa (iii), controlar el haz de irradiacion para asegurar que la al menos una estructura sensible a la radiacion no recibe mas de un equivalente de radiacion preseleccionado durante el tratamiento.(iv) on the basis of the calculated radiation equivalents of step (iii), control the radiation beam to ensure that the at least one radiation sensitive structure receives no more than one radiation equivalent preselected during the treatment. 2. El sistema de la reivindicacion 1, en el que el ensamblaje de seguimiento incluye (i) un dispositivo de formacion de imagenes para registrar una imagen de una region del cuerpo del paciente que contiene puntos de referencia naturales o marcadores fiduciarios que definen un eje geometrico de la region de la que se han formado imagenes y2. The system of claim 1, wherein the tracking assembly includes (i) an image forming device for recording an image of a region of the patient's body that contains natural landmarks or fiduciary markers defining an axis geometric of the region from which images have been formed and (ii) un detector de imagenes conectado operativamente al dispositivo de formacion de imagenes para convertir la imagen registrada en una imagen digital compuesta por pfxeles con coordenadas conocidas, y el procesador (106, 501) esta conectado operativamente a dicho detector para determinar las coordenadas de los pfxeles del eje geometrico de la region del cuerpo y la etapa (ii) de la operacion del procesador incluye usar las coordenadas de los pfxeles del eje geometrico, respecto a coordenadas de los pfxeles conocidas del eje de referencia (18), para seguir la posicion de la region del cuerpo del paciente respecto al eje de referencia (18).(ii) an image detector operatively connected to the imaging device to convert the recorded image into a digital image composed of pixels with known coordinates, and the processor (106, 501) is operatively connected to said detector to determine the coordinates of the pixels of the geometric axis of the body region and the step (ii) of the processor operation includes using the coordinates of the pixels of the geometric axis, with respect to coordinates of the known pixels of the reference axis (18), to follow the position of the patient's body region with respect to the reference axis (18). 3. El sistema de la reivindicacion 1, para uso en el tratamiento de una lesion ocular, en el que la region del cuerpo incluye el ojo del paciente, el area diana incluye la lesion ocular, la al menos una estructura sensible a la radiacion incluye el disco optico del ojo, los puntos de referencia naturales del ojo que definen su eje geometrico son el centro del limbo y una primera reflexion corneal, y la fuente de haz (108) produce un haz de rayos X colimado.3. The system of claim 1, for use in the treatment of an eye injury, wherein the region of the body includes the patient's eye, the target area includes the eye injury, the at least one radiation sensitive structure includes the optical disc of the eye, the natural reference points of the eye that define its geometric axis are the center of the limbus and a first corneal reflection, and the beam source (108) produces a collimated X-ray beam. 4. El sistema de la reivindicacion 1, para uso en el tratamiento de una lesion ocular, en el que la region del cuerpo incluye el ojo del paciente, el area diana incluye la lesion ocular, la al menos una estructura sensible a la radiacion incluye el disco optico del ojo, y los puntos de referencia naturales del ojo que definen su eje geometrico son el centro del limbo y una primera reflexion corneal, que incluye ademas una grna ocular adaptada para ponerse en el ojo del paciente, centrada en este de manera que el eje geometrico del ojo corresponde aproximadamente con eje de la grna ocular, y un detector para determinar las coordenadas del eje de la grna ocular en el sistema de coordenadas externo, y el procesador (106, 501) esta conectado operativamente a dicho detector para determinar las coordenadas del eje de la grna ocular (110a) y la etapa (ii) de la operacion del procesador incluye usar las coordenadas del eje de la grna ocular, respecto a las coordenadas conocidas del eje de referencia (18), para seguir la posicion del ojo del paciente respecto al eje de referencia (18).4. The system of claim 1, for use in the treatment of an ocular lesion, wherein the region of the body includes the patient's eye, the target area includes the ocular lesion, the at least one radiation sensitive structure includes the optical disc of the eye, and the natural reference points of the eye that define its geometric axis are the center of the limbus and a first corneal reflection, which also includes an eyepiece adapted to be placed in the patient's eye, centered in this way that the geometric axis of the eye corresponds approximately to the axis of the eyeglass, and a detector to determine the coordinates of the axis of the eyeworm in the external coordinate system, and the processor (106, 501) is operatively connected to said detector to determining the coordinates of the axis of the eyepiece (110a) and step (ii) of the processor operation includes using the coordinates of the axis of the eyepiece, relative to the known coordinates of the axis of reference rencia (18), to follow the position of the patient's eye with respect to the reference axis (18). 5. El sistema de la reivindicacion 1, en el que dicho sistema de seguimiento es operativo para capturar una pluralidad de imagenes secuenciadas en el tiempo de la region del cuerpo y sus puntos de referencia durante el metodo de tratamiento, y dicho procesador (106, 501) es operativo para determinar las coordenadas del eje geometrico de la region del cuerpo para cada una de la pluralidad de imagenes, y en la etapa (ii) para determinar un cambio dependiente de tiempo en las coordenadas del area diana que se va a tratar y la al menos una estructura sensible a la radiacion.5. The system of claim 1, wherein said tracking system is operative to capture a plurality of time-sequenced images of the body region and its reference points during the treatment method, and said processor (106, 501) is operative to determine the coordinates of the geometric axis of the region of the body for each of the plurality of images, and in step (ii) to determine a time-dependent change in the coordinates of the target area to be treated. and the at least one radiation sensitive structure. 6. El sistema de la reivindicacion 5, en el que el procesador (106, 501) es operativo para llevar a cabo, en la etapa6. The system of claim 5, wherein the processor (106, 501) is operative to carry out, in the step (iii) la generacion de un mapa de equivalente de radiacion total que cubre el area diana y la al menos un area(iii) the generation of a map of total radiation equivalent that covers the target area and the at least one area 55 1010 15fifteen 20twenty 2525 3030 3535 4040 45Four. Five 50fifty 5555 sensible a radiacion en la region del cuerpo del paciente, y en la etapa (iii), para determinar a partir del mapa de equivalente de radiacion total, el equivalente de radiacion recibida en cualquier momento durante el tratamiento por el area diana y al menos un area sensible a radiacion.sensitive to radiation in the region of the patient's body, and in step (iii), to determine from the map of total radiation equivalent, the radiation equivalent received at any time during treatment by the target area and at least one radiation sensitive area. 7. El sistema de la reivindicacion 6, para uso en el tratamiento de una lesion ocular, en el que la region del cuerpo7. The system of claim 6, for use in the treatment of an eye injury, wherein the region of the body incluye el ojo del paciente, el area diana incluye la lesion ocular, la al menos una estructura sensible a la radiacionincludes the patient's eye, the target area includes the ocular lesion, the at least one radiation sensitive structure incluye el disco optico del ojo, y el procesador (106, 501) es operativo, para llevar a cabo en la etapa (iii) la generacion de un mapa de equivalente de radiacion total que cubre el area diana y la al menos un area sensible a radiacion en la region del cuerpo del paciente, y en la etapa (iii), determinar a partir del mapa de equivalente de radiacion total, el equivalente de radiacion recibida en cualquier momento durante el tratamiento por la lesion ocular y al menos un area sensible a radiacion.includes the optical disc of the eye, and the processor (106, 501) is operative, to carry out in step (iii) the generation of a map of equivalent of total radiation that covers the target area and the at least one sensitive area at radiation in the region of the patient's body, and in step (iii), determine from the map of total radiation equivalent, the radiation equivalent received at any time during treatment for the eye injury and at least one sensitive area to radiation. 8. El sistema de la reivindicacion 1, para uso en el tratamiento de una lesion ocular, en el que la region del cuerpo8. The system of claim 1, for use in the treatment of an eye injury, wherein the region of the body incluye el ojo del paciente, el area diana incluye la lesion ocular, la al menos una estructura sensible a la radiacionincludes the patient's eye, the target area includes the ocular lesion, the at least one radiation sensitive structure incluye el disco optico del ojo, y dicho procesador (106, 501) incluye un modelo del ojo humano mediante el queincludes the optical disc of the eye, and said processor (106, 501) includes a model of the human eye by means of which pueden determinarse las coordenadas de la lesion que se va a tratar y la al menos una estructura sensible a la radiacion, cuando el ojo del paciente se superpone en el modelo de ojo.the coordinates of the lesion to be treated and the at least one radiation sensitive structure can be determined, when the patient's eye is superimposed on the eye model. 9. El sistema de la reivindicacion 8, en el que el modelo de ojo en el procesador (106, 501) incluye un medio virtual por el que la atenuacion de un haz de radiacion a lo largo de un camino conocido a traves del modelo puede determinarse, y el procesador (106, 501) es operativo para determinar a partir de la intensidad conocida del haz y la longitud del camino de la radiacion a traves del medio virtual en el modelo de ojo, la cantidad de radiacion que se recibe por la retina en el modelo de ojo.9. The system of claim 8, wherein the eye model in the processor (106, 501) includes a virtual means by which the attenuation of a radiation beam along a known path through the model can determined, and the processor (106, 501) is operative to determine from the known intensity of the beam and the length of the radiation path through the virtual medium in the eye model, the amount of radiation received by the retina in the eye model. 10. El sistema de la reivindicacion 1, para uso en el tratamiento de una lesion ocular, en el que la region del cuerpo incluye el ojo del paciente, el area diana incluye la lesion ocular, la al menos una estructura sensible a la radiacion incluye el disco optico del ojo, en el que dicho procesador (106, 501) es operativo, para determinar la posicion de la lesion ocular en el sistema de coordenadas externo, para determinar un eje de tratamiento (19, 2820) en el sistema de coordenadas de tratamiento que interseca la lesion.10. The system of claim 1, for use in the treatment of an ocular lesion, wherein the region of the body includes the patient's eye, the target area includes the ocular lesion, the at least one radiation sensitive structure includes the optical disc of the eye, in which said processor (106, 501) is operative, to determine the position of the ocular lesion in the external coordinate system, to determine a treatment axis (19, 2820) in the coordinate system of treatment that intersects the injury. 11. El sistema de la reivindicacion 10, en el que dicho procesador (106, 501) es operativo para determinar al menos dos ejes diferentes de tratamiento en el sistema de coordenadas de tratamiento, y para controlar el haz de radiacion para administrar aproximadamente dosis iguales de radiacion en la lesion a lo largo de cada uno de los diferentes ejes conocidos.11. The system of claim 10, wherein said processor (106, 501) is operative to determine at least two different axes of treatment in the treatment coordinate system, and to control the radiation beam to administer approximately equal doses. of radiation in the injury along each of the different known axes. 12. El sistema de la reivindicacion 11, en el que dicho procesador (106, 501) es operativo para apagar el haz que se esta dirigiendo al ojo del paciente, cuando la distancia entre la posicion de la lesion del paciente, como se determina en la operacion (d)(ii), y la interseccion del eje del haz en la retina, es mayor de una distancia umbral predeterminada.12. The system of claim 11, wherein said processor (106, 501) is operative to turn off the beam that is directed to the patient's eye, when the distance between the position of the patient's injury, as determined in operation (d) (ii), and the intersection of the beam axis in the retina, is greater than a predetermined threshold distance. 13. El sistema de la reivindicacion 1, en el que dicho procesador (106, 501) es operativo para dirigir el haz frente a la region retinal del paciente hasta que la acumulacion espacial de radiacion mapeada en la lesion del modelo de ojo alcanza un nivel de dosis predeterminado.13. The system of claim 1, wherein said processor (106, 501) is operative to direct the beam in front of the patient's retinal region until the spatial accumulation of radiation mapped in the lesion of the eye model reaches a level of predetermined dose. 14. Codigo legible por maquina operativo en un ordenador electronico (501) incluido en un sistema de tratamiento segun la reivindicacion 1 que comprende una fuente de rayos X colimado, un sistema de coordenadas externo, un eje de referencia (18), un eje de haz de radiacion, un dispositivo de seguimiento del cuerpo y un eje corporal, en el que el codigo legible por maquina opera para monitorizar la dosis de radiacion total recibida en un sitio diana durante el curso del tratamiento en el que el sitio diana se irradia con la radiacion x colimada, para realizar las etapas que comprenden:14. Code readable by operating machine in an electronic computer (501) included in a treatment system according to claim 1 comprising a collimated X-ray source, an external coordinate system, a reference axis (18), an axis of radiation beam, a body tracking device and a body axis, in which the machine-readable code operates to monitor the total radiation dose received at a target site during the course of treatment in which the target site is irradiated with collimated x radiation, to perform the stages that include: (a) definir, en el sistema de coordenadas externo, las coordenadas para (i) el eje de referencia, (ii) el eje de haz de radiacion, y (iii) el sitio diana que, cuando el eje corporal que tiene una relacion conocida con el sitio diana se alinea con el eje de referencia (18), pone el haz de radiacion en el centro del area diana,(a) define, in the external coordinate system, the coordinates for (i) the reference axis, (ii) the radiation beam axis, and (iii) the target site that, when the body axis that has a relationship known to the target site aligns with the reference axis (18), puts the radiation beam at the center of the target area, (b) recibir del dispositivo de seguimiento del cuerpo, informacion continua durante el curso del tratamiento con radiacion sobre la posicion del eje corporal respecto al eje de referencia (18),(b) receive from the body tracking device, continuous information during the course of radiation treatment on the position of the body axis with respect to the reference axis (18), (c) a partir de la informacion recibida en la etapa (b), y a partir de la intensidad conocida del haz en el haz de radiacion, calcular la distribucion espacial de radiacion recibida en la region del sitio diana y al menos una estructura sensible a la radiacion durante el curso del tratamiento, y(c) from the information received in step (b), and from the known intensity of the beam in the radiation beam, calculate the spatial distribution of radiation received in the region of the target site and at least one structure sensitive to radiation during the course of treatment, and (d) usar la distribucion espacial de radiacion calculada en la etapa (c) para monitorizar la dosis de radiacion total en el sitio diana durante el curso del tratamiento y al menos una estructura sensible a la radiacion para asegurar que la al menos una estructura sensible a la radiacion no recibe mas de un equivalente de radiacion preseleccionado durante el tratamiento.(d) use the spatial distribution of radiation calculated in step (c) to monitor the total radiation dose at the target site during the course of treatment and at least one radiation sensitive structure to ensure that the at least one sensitive structure The radiation does not receive more than one pre-selected radiation equivalent during the treatment.
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