Dispositivo innovativo per misura dell’energia di fasci di protoni terapeutici

Nella radioterapia con protoni la distribuzione di dose nei tessuti dipende dall’energia dei fasci erogati. Si è sviluppato un dispositivo innovativo per la misura diretta, veloce e precisa dell’energia di fasci di protoni, sfruttando rivelatori al silicio d’avanguardia e un metodo di calibrazione dedicato. Il dispositivo facilita le misure necessarie ad assicurare l’accuratezza del trattamento. Nella radioterapia con protoni la distribuzione di dose nei tessuti dipende dall’energia dei fasci erogati. Si è sviluppato un dispositivo innovativo per la misura diretta, veloce e precisa dell’energia di fasci di protoni, sfruttando rivelatori al silicio d’avanguardia e un metodo di calibrazione dedicato. Il dispositivo facilita le misure necessarie ad assicurare l’accuratezza del trattamento.

Come funziona?

La misura di energia è basata sul tempo di volo medio impiegato da singoli protoni del fascio per attraversare la distanza che separa due rivelatori. Nel prototipo si utilizzano rivelatori al silicio sottili ottimizzati per risoluzioni temporali spinte, montati su una meccanica che permette la movimentazione dei rivelatori per allinearli lungo la direzione del fascio e variarne la distanza relativa. Una procedura di auto-calibrazione utilizza misure di tempo di volo a distanze ed energie diverse, e una misura con precisione micrometrica degli spostamenti, per determinare i parametri incogniti. Rispetto alle tecnologie esistenti basate sulla verifica della profondità di penetrazione del fascio e che richiedono calibrazioni con strumenti di riferimento, il dispositivo proposto fornisce misure dirette e assolute di energia con velocità e precisioni simili o migliori. Inoltre, non perturbando il fascio, può essere utilizzato per misure in tempo reale senza precludere l’uso del fascio.

Applicazioni

• Controlli di qualità del fascio per centri di protonterapia;
• Caratterizzazione delle linee di fascio per terapia con protoni (centri clinici e aziende);
• Ricerca e sviluppo di acceleratori lineari di protoni per terapia;
• Ricerca e sviluppo di nuove tecniche di rilascio della dose di tipo adattativo.

Vantaggi

• Misura diretta e assoluta dell’energia del fascio indipendente da calibrazioni con strumenti di riferimento;
• Misura dell’energia non distruttiva e non intercettante il fascio;
• Possibilità di misura in tempo reale durante il trattamento.