Fondazione CNAO Trattamenti adroterapici e ricerca - Ph.D. M. M. Necchi - Dipartimento di Fisica
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Fondazione CNAO Trattamenti adroterapici e ricerca Ph.D. M. M. Necchi Pavia, 21 Marzo 2018
www.cnao.it
7 Novembre 2005
CNAO – Pavia
www.cnao.it Era il 1991… ATER-INFN
www.cnao.it
From 1996 to 1999 at CERN
PIMMS (Proton-Ions Medical Machine Study)
CERN-GSI-MedAUSTRON-
Oncology2000-TERA
PL: P. Bryant (CERN+experts)
PAC: G. Brianti chairman
TERA: 25 manyrs
MedA.: 10 manyrs
O2000: 3 manyrs
GSI: experts advices
Objective: define the optimal hadrontherapy centre without constraints
www.cnao.it Le fasi di CNAO Fase 0: organizzazione Anni: 2002 - 2004 Fase 1: costruzione Anni: 2005 - 2010 Fase 2: sperimentazione Anni: 2010 - 2013 Fase 3: operatività Dal 2014 - …
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Not-for-profit private Foundation
Created by the Italian Ministry of Health at the beginning of 2001
with the purpose to build and run a hadrontherapy Centre
The Board is formed by 13 Institutions:
- 5 hospitals
- 3 universities
- 2 research institutes
- 2 public entity (Ministry of Health and Town of Pavia)
- 1 bank foundation
www.cnao.it Collaborating Institutes: a network for construction and research NATIONAL TERA Foundation: final design and high tech specifications INFN: technical issues, radiobiology, research, formation University of Milan: medical coordination and formation University of Pavia: technical issues, radiobiology, formation University of Catania: medical physics University of Florence: medical physics University of Turin: interface beam-patient, TPS Polytechnic of Milan: patient positioning, radioprotection, authorisations European Institute of Oncology: medical activities, authorisations San Matteo Foundation: medical activities, logistics Town of Pavia: land and authorisations Province of Pavia: logistics and authorisation
www.cnao.it Collaborating Institutes: a network for construction and research INTERNATIONAL CERN (Geneva): technical tasks, PIMMS GSI (Darmstadt): linac and special components LPSC (Grenoble): technical tasks Med-Austron (Wien): technical and clinical collaboration Roffo Institute (Buenos Aires): medical activities NIRS (Chiba): medical activities, radiobiology, formation HIT (Heidelberg): research issues IFJ PAN (Krakow - Poland): medical activities Uni Essen (Germany): medical activities Sykehuspartner (Norway): medical activities
www.cnao.it L’Alta Tecnologia del CNAO
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Scansione attiva
(courtesy of Siemens Medical)www.cnao.it
Flexible hightech design: compact solution
Linac
Coming up in 2018
New experimental room Ion Sources
(in collaboration with INFN)
Synchrotron
High
Energy
Transfer
Lines
Treatment
Rooms
Hospital based:
safety, efficiency, reliability, maintainabilitywww.cnao.it Il sincrotrone per protoni e ioni carbonio 7-250 MeV p 7-400 MeV/u C I ~ 0.1-6 mA (p) I ~ 0.03-1.5 mA (C)
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Performance CNAO from Nov. 2011 to Dec. 2017
Year 2017
2095 running days 327 gg
1523 treatment days 238 gg
129 days preventive maintenance 25 gg
36 days of downtime 0 gg
System availability: 94.2% 92.8%
System reliability (days): 98.3% 100%
System reliability (sessions) 96.8% (314 vs 9937)www.cnao.it
CNAO is Manufacturer of Medical Device (directive 93/42/EEC)
CNAO obtained the CE label after clinical experimentation
CE label is a good starting point to obtain FDA clearancewww.cnao.it
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Radioterapia vs protonterapia: quali vantaggi?
Photons Protonswww.cnao.it
Pazienti pediatrici: protonterapia
Protons
X-rays Protonswww.cnao.it Cordomi sacrali 1 anno dopo CIRT
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ACC
Pre CIRT Pre CIRT
Post CIRT (1 mese)
Post CIRT (36 mesi)www.cnao.it
Il fascio del CNAO per attività clinica
Pazienti trattati all’annowww.cnao.it Dal Settembre 2011 Sono stati trattati più di 1700 pazienti, divisi per patologia
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Trattamenti, reirradiazioni,
particellawww.cnao.it Research is a must to keep CNAO up-to-date to stay always at the cutting edge The Centre technology needs to evolve and adapt according to the research outcome: it is not a static “black box” producing beam, it is an evolving entity
www.cnao.it Research: hot topics
Beamtime for research projects in 2017
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ore Gruppo Nome esperimento Ente Descrizione
16 Vignati-Battistoni Moveit INFN Test rivelatori
8 Silari Test GEM CERN Test rivelatori
Pre-clinical experimental and theoretical studies toiImprove
8 Dini, Milazzo, Vulcano ETHICS ISS-INFN treatment and protection by charged particles (INFN Experiment: ETHICS)
8 Inside collaboration Inside INFN Test rivelatori
16 Vignati-Battistoni Moveit INFN Test rivelatori
Determining the response of pancreatic and head and neck cancer cell
8 Mike Story &C cellule UTSW lines to carbon-12 irradiation mimicking a clinical setting
Determining the response of pancreatic and head and neck cancer cell
8 Mike Story &C cellule UTSW lines to carbon-12 irradiation mimicking a clinical setting
Testing G-quadruplex-stabilising agent RHPS4 for its potential
8 Berardinelli-Antoccia cellule Roma3 capability to enhance radiation damage produced by Hadrons.
Combining Hadron Therapy with Magnetic Hyperthermia:
a New Tool for Pancreatic Cancer Treatment (INFN Experiment:
8 Antoccia et Al Hadricombi UniPV-Roma3 HADROCOMBY).
16 Angela Di Fulvio - Sara Pozzi misure neutroni Umich Dosimetria Neutronica
Uptake evaluation of 18F-Choline (18-FCH); 18F-EthylTyrosine (18-FET)
and 18F-L-dihydroxyphenylalanine (18F-DOPA) in T98G glioma cells before
4 Aprile Cellule S. Matteo and after irradiation with photons and carbon ions
32 Battistoni Patera Inside-Foot INFN Test rivelatori
8 Silari Test GEM CERN Test rivelatori
8 Vignati-Battistoni Moveit INFN Test rivelatori
4 Sylvia Ritter cellule GSI Tumorsphere Formation of Glioblastoma Cell Lines
24 Patera Battistoni Foot INFN Calibrazione rivelatori a basse intensita'
8 Silari Test GEM CERN Test rivelatori
16 Patera Battistoni Foot INFN Calibrazione rivelatori a basse intensita'
Testing G-quadruplex-stabilising agent RHPS4 for its potential
8 Berardinelli-Antoccia cellule Roma3 capability to enhance radiation damage produced by Hadrons.
Pre-clinical experimental and theoretical studies to improve
8 Manti-Dini ETHICS ISS-INFN treatment and protection by charged particles (INFN Experiment: ETHICS)
224 hwww.cnao.it
At CNAO a 5th beamline devoted to research is presently
under construction
Experimental room
Collaboration with INFNwww.cnao.it
Progetto
Laurea Magistrale Plus al CNAOwww.cnao.it
1. Misure sulle proprietà del fascio di protoni e ioni Carbonio del
sincrotrone di CNAO
Obiettivi del tirocinio:
Lo scopo primario del tirocinio è partecipare alle
attività di ottimizzazione dell’ottica della macchina.
Lo svolgimento di parte delle attività avverrà nei
momenti in cui non sono previsti trattamenti dei
pazienti (i.e. week-end e sessioni di misure post-
trattamenti durante il periodo notturno).
- esecuzione di misure con gli strumenti di
diagnostica installati nel sincrotrone;
- post-elaborazione dei dati raccolti;
- interpretazione dei risultati.
Requisiti/ competenze tirocinante
- fondamenti di fisica degli acceleratori e/o fisica
delle particelle e/o nucleare;
- buona conoscenza di programmi di elaborazione
dati;
- fondamenti di codici di simulazione di trasporto e
interazione particelle.
Potenziale ambito e argomento di tesi
Fisica degli acceleratori; ottica del fascio;
ottimizzazione di un fascio di adroterapia.www.cnao.it
2. Modulazione di intensità
Obiettivi del tirocinio:
Lo scopo primario del tirocinio è sviluppare
una versione sperimentale del Dose Delivery
Schoemers et Al, NIM A 795 (2015) 92-99 in grado di comunicare col betatrone (parte
del sistema di estrazione del fascio) per
adattare in tempo reale l’intensità del fascio
estratto al fine di abbreviare i tempi di
trattamento.
Requisiti/ competenze tirocinante
- competenze di programmazione;
- basi di elettronica digitale;
- conoscenza della fisica dei rivelatori.
Potenziale ambito e argomento di tesi
Rivelatori; elettronica di trattamento del
segnale; sistemi di controllo e
programmazione.www.cnao.it
3. Sviluppo, in collaborazione con l’INFN, di un monitor di fascio
per calibrazione a basse intensità
Obiettivi del tirocinio:
Lo scopo primario del tirocinio è sviluppare
l’elettronica di acquisizione e controllo di un
monitor composto presumibilmente da due
scintillatori in coincidenza in grado di contare
le singole particelle e fornire intensità media,
profilo temporale e posizione dei fasci in
condizioni di bassa intensità laddove il
monitor del Dose Delivery non rileva.
Requisiti/ competenze tirocinante
- competenze di elettronica nucleare;
- programmazione;
- buona conoscenza della fisica dei rivelatori;
- fondamenti di analisi dati.
Potenziale ambito e argomento di tesi
Rivelatori; fisica degli acceleratori;
elettronica nucleare; sistemi di controllo e
programmazione.
Courtesy by Prof. G. Battistoni, INFN-MIGrazie dell’attenzione
“C’è vero progresso solo quando i vantaggi di una nuova tecnologia diventano per tutti”
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