Acquisizione dati per PET in adroterapia a fascio acceso

L’invenzione si inserisce nell’ambito delle tecniche di monitoraggio del percorso delle particelle cariche nel paziente durante un trattamento di adroterapia oncologica. In adroterapia, fasci di ioni leggeri vengono accelerati in modo da colpire e danneggiare il tessuto tumorale all’interno del paziente risparmiando i tessuti sani circostanti. L’invenzione riguarda una tecnica originale per migliorare la qualità delle immagini grazie a un nuovo metodo di sincronizzazione indiretta del sistema di acquisizione con l’acceleratore.

Come funziona?

L’invenzione consiste in un sistema PET (Positron Emission Tomography) capace di monitorare il range di un fascio adroterapico durante l’irraggiamento. Il sistema è composto da due teste di rivelazione disposte a una distanza di circa 50 cm l’una dall’altra, ortogonalmente alla direzione del fascio. I rivelatori sono basati su blocchi scintillanti in LYSO e fotosensori SiPM, letti da una serie di ASIC, a loro volta gestiti da una FPGA. I dati acquisiti vengono processati in tempo reale nella stessa FPGA e trasmessi a un PC per ulteriori elaborazioni. Un algoritmo dedicato consente di filtrare in tempo reale gli eventi acquisiti riducendo al minimo le perdite di dati dovute a limiti di trasmissione digitale.

Applicazioni

• Studio dei processi adronici veloci a basse energie per migliorare il potere predittivo dei sistemi di pianificazione del trattamento;
• Monitoraggio dell’outcome di trattamento nei pazienti;
• Monitoraggio e controllo in tempo reale del range delle particelle cariche nei pazienti.

Vantaggi

• Notevole riduzione del rumore nelle immagini di monitoraggio prodotte nei primi istanti di trattamento;
• Possibile riduzione dei margini di sicurezza normalmente adottati in adroterapia (fino ad un cm attorno al target tumorale) e quindi riduzione della tossicità sui tessuti sani;
• Operazione di monitoraggio meno invasiva rispetto ai sistemi attuali grazie all’elevata efficienza di acquisizione.