4MiCA

Contatore proporzionale a gas miniaturizzato (mini-TEPC) per la caratterizzazione microdosimetrica dei fasci di ioni usati nel trattamento dei tumori (adroterapia). Il sistema è dotato di un’interfaccia user-friendly e routine di calibrazione automatizzate, in modo da essere facilmente utilizzato sul campo anche da personale senza una specifica formazione in fisica medica. La microdosimetria misura la fluttuazione casuale del deposito energetico in un volume micrometrico, che è strettamente correlata all’efficacia biologica della radiazione. I rivelatori di riferimento sono i contatori proporzionali a gas tessuto-equivalenti (TEPC), cioè costruiti con materiali aventi composizione elementale analoga a quella del tessuto biologico.

I due vantaggi principali rispetto ai rivelatori a stato solido sono l’alta sensibilità garantita dal processo di valanga e la tessuto-equivalenza, che minimizza la perturbazione al campo di radiazione. attualmente esiste una sola azienda che commercializza TEPC, ma i modelli prodotti non sono adatti per l’utilizzo nei centri di radioterapia, a causa delle loro dimensioni e/o perché pensati per un ambiente di ricerca e quindi utilizzabili solo da personale con una formazione specifica in microdosimetria.

I TEPC miniaturizzati (mini-TEPC) sviluppati da INFN sono utilizzabili su fasci intensi; hanno diametri tali da poter essere inseriti in una cannula e consentono di misurare ad intensità almeno 200 volte più alte rispetto ai modelli in commercio. Inoltre, hanno un preamplificatore integrato a basso rumore e ampio range dinamico (più di 4 ordini di grandezza) per misurare l’intero spettro di LET di interesse in adroterapia (0.2 – 2000 keV/µm).

Il rivelatore è stato testato nel centro di protonterapia “A. Lacassaigne” di Nizza, alla facility CATANA dei LNS, e su fasci di ioni carbonio al CNAO di Pavia.