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MONITORAGGIO ON-LINE DI UN FASCIO DI ADRONI PER TRATTAMENTI RADIOTERAPICI G.A.P. CIRRONE, P.A. LOJACONO, R. MESSINA, G. CUTTONE, L. RAFFAELE, F. MIDILI,

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Presentazione sul tema: "MONITORAGGIO ON-LINE DI UN FASCIO DI ADRONI PER TRATTAMENTI RADIOTERAPICI G.A.P. CIRRONE, P.A. LOJACONO, R. MESSINA, G. CUTTONE, L. RAFFAELE, F. MIDILI,"— Transcript della presentazione:

1 MONITORAGGIO ON-LINE DI UN FASCIO DI ADRONI PER TRATTAMENTI RADIOTERAPICI G.A.P. CIRRONE, P.A. LOJACONO, R. MESSINA, G. CUTTONE, L. RAFFAELE, F. MIDILI, C. DE MARTINIS, D. GIOVE, M. MAURI. INFN-Laboratori Nazionali del Sud Via S. Sofia 44, Catania Paziente in posizione di trattamento Sistema in studio (configurazione sperimentale) INFN-Laboratori Nazionali del Sud

2 La precisione della distribuzione spaziale della dose rilasciata dal fascio è uno dei parametri fondamentali per la riuscita del suddetto trattamento ed è garantita da numerose verifiche sperimentali. Paziente in posizione di trattamento utilizza un fascio di protoni da 62 MeV, prodotto da un ciclotrone superconduttore per il trattamento di melanomi della coroide e delliride. INFN-Laboratori Nazionali del Sud AI LABORATORI NAZIONALI DEL SUD (CATANIA), LA FACILITY CATANA (Centro di AdroTerapia e Applicazioni Nucleari Avanzate)

3 SISTEMI DI MONITORAGGIO DEL FASCIO ESISTENTI entrambi i sistemi, benchè molto accurati, presentano lunghi tempi di acquisizione ed elaborazione dati Tempi di acquisizione di circa 30 minuti Tempi di acquisizione di circa 24 ore DIODO: scansione trasversale del fascio tramite un diodo al silicio che misura lintensitá di corrente e ne visualizza la distribuzione lungo due assi cartesiani ortogonali,trasversali allasse del fascio; FILM GAF-CROMICI: determinazione della distribuzione trasversale di dose rilasciata dal fascio dallannerimento subito dal film da esso irradiato; INFN-Laboratori Nazionali del Sud

4 CCD SCHERMO SCINTILLANTE SPECCHIO 45° NUOVO SISTEMA REALIZZATO FASCIO DI ADRONI monitoraggio di un fascio di adroni basato su uno schermo fluorescente accoppiato ad una telecamera analogica; LabVIEW acquisizione e processamento dell immagine riflessa dallo specchio attraverso unapplicazione sviluppata in ambiente LabVIEW 6.1; Tempi di acquisizione di circa 1 minuto INFN-Laboratori Nazionali del Sud

5 CONFIGURAZIONE DEFINITIVA Specchio posto a 45° rispetto allasse del fascio. Telecamera a 90° rispetto allasse del fascio, che inquadra limmagine riflessa dallo specchio. Schermo scintillante alloggiato su un supporto, perpendicolare allasse del fascio. INFN-Laboratori Nazionali del Sud

6 ANALISI DATI Scheda di acquisizione per immagini monocromatiche ad alta qualità: IMAQ PCI-1409 (National Instrument) Acquisizione e memorizzazione del segnale sotto forma di matrici a 10 bit Coordinate spaziali di ogni pixel della telecamera Corrispendenti scale di grigio

7 INFN-Laboratori Nazionali del Sud SOFTWARE PER LANALISI DEI DATI Ambiente LabView 6.1

8 INFN-Laboratori Nazionali del Sud Calibrazione spaziale Fattore di calibrazione: mm/pixel SOFTWARE PER LANALISI DEI DATI Ambiente LabView 6.1 Sistema di riferimento cartesiano Selezione ROI

9 INFN-Laboratori Nazionali del Sud SOFTWARE PER LANALISI DEI DATI Ambiente LabView 6.1 Impostazione numero N di immagini da mediare (riduzione del rumore) Acquisizione e media di N immagini a fascio spento (fondo) Sottrazione del fondo (accrescimento del SNR) Acquisizione e media di N immagini a fascio acceso (segnale da processare) Ricostruzione delle distribuzioni trasversali di dose lungo gli assi del sistema di riferimento scelto (profili) Calcolo dei relativi parametri dosimetrici Remotizzazione tramite la rete intranet dellaplicazione fino alla sala di controllo degli acceleratori

10 Scintillatore plastico BC 400 SCINTILLATORI SPERIMENTATI Il BC 400 è il materiale scelto per la nostra sperimentazione. Allumina (Al2O3) Ioduro di Cesio (CsI) INFN-Laboratori Nazionali del Sud Allumina: scarsa efficienza luminosa; Ioduro di Cesio: ottima efficienza luminosa, ma scarsa omogeneità; BC 400: buona efficienza luminosa e notevole omogeneità.

11 INFN-Laboratori Nazionali del Sud SEGNALE vs DOSE RATE CARATTERIZZAZIONE DEL SISTEMA Risposta lineare nel range di trattamento (10 20 Gy/min)

12 RISULTATI SPERIMENTALI E CONFRONTI I parametri che caratterizzano un profilo trasversale del fascio calcolati con i due sistemi sono in buon accordo INFN-Laboratori Nazionali del Sud X AXISW 50% mm H 90%/50%Psx mm Pdx mm SYMMETRY % CCD DIODE

13 RISULTATI SPERIMENTALI E CONFRONTI I parametri che caratterizzano un profilo trasversale del fascio calcolati con i due sistemi sono in buon accordo INFN-Laboratori Nazionali del Sud Y AXISW50% mm H 90%/50%Psx mm Pdx mm SYMMETRY % CCD DIODE

14 CONCLUSIONI E PROSPETTIVE Opportunità di utilizzarlo come sistema rapido, e al tempo stesso accurato di: INFN-Laboratori Nazionali del Sud Risultati simili a quelli ottenuti con i sistemi attualmente in uso Tempi di acquisizione ed elaborazione dati notevolmente ridotti In futuro, la sperimentazione del sistema in studio prevederà lutilizzo di scintillatori di spessore minore per ridurre gli effetti di diffusione centraggio del fascio (direttamente utilizzato dagli acceleratoristi) monitoraggio dello stesso


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