Fondazione CNAO Trattamenti adroterapici e ricerca. Ph.D. M. M. Necchi

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1 Fondazione CNAO Trattamenti adroterapici e ricerca Ph.D. M. M. Necchi Pavia, 20 Marzo 2019

2 7 Novembre 2005 CNAO Pavia

3 Era il 1991 ATER-INFN

4 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 man yrs MedA.: 10 man yrs O2000: 3 man yrs GSI: experts advices Objective: define the optimal hadrontherapy centre without constraints

5 Le fasi di CNAO Fase 0: organizzazione Anni: Fase 1: costruzione Anni: Fase 2: sperimentazione Anni: Fase 3: operatività Dal

6 L Alta Tecnologia del CNAO

7 Scansione attiva (courtesy of Siemens Medical)

8 Flexible hightech design: compact solution Commissioning in 2019 New experimental room (in collaboration with INFN) Linac Ion Sources Synchrotron High Energy Transfer Lines Hospital based: safety, efficiency, reliability, maintainability Treatment Rooms

9 The synchrotron for protons and Carbon ions MeV p MeV/u C I ~ ma (p) I ~ ma (C)

10 Performance CNAO from Nov to Dec running days 1763 treatment days 161 days preventive maintenance 36 days of downtime System availability: 92.4% System reliability (days): 98.5% System reliability (sessions) Year days 240 days 32 days 0 days 90.9% 100% 97.0 % (314 vs 10442)

11 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 clearance

12

13 Radioterapia vs protonterapia: quali vantaggi? Photons Protons

14 Pazienti pediatrici: protonterapia Protons X-rays Protons

15 Ocular treatments with active scanning: FIRST TIME EVER! 250 patients/year in Italy Non invasive eye tracking system for intraocular tumour localization in proton therapy treatments (Collaboration with PoliMi, Galliera, INT, Sacco, Krakow, UniPv and INFN)

16 Il fascio del CNAO per attività clinica Pazienti trattati all anno

17 Da Settembre 2011 Sono stati trattati più di 2100 pazienti, divisi per patologia

18 Trattamenti, reirradiazioni, particella

19 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

20 Research: hot topics

21 Beamtime for research projects in 2018

22 New projects: cutting edge technology! Expansion Area 1 Expansion Area 2

23 Expansion Area 1 Initial work performed in collaboration with TERA Foundation

24 Expansion Area 2 Radioisotopes BNCT Initial work performed in collaboration with TERA Foundation

25 Expansion Area 2: Hadrontherapy+BNCT: clinical complementarity

26 FORMATION at CNAO Collaboration with many Institutes and Universities Profile N. 37 Physicist 1 Medical physicist 3 Engineer 1 Biomedical engineer 1 TSRM 1 Physician 14 Radioterapista 3 Specializzando in Radiologia 5 Specializzando in RT 6 Students 16 Scienze biologiche 1 Ingegneria Fisica 3 Medicina e Chirurgia 7 Neurobiologia II 2 Scuole di II livello 1 TSRM 2 N. 11 visitators from abroad Mean duration: 225 dd (5 to 1096 dd) Project full title: MEDICIS-produced radioisotope beams for medicine Duration: 4 y; started April At CNAO 1 ESR for 3 years: Personalized 11 C PET aided hadrontherapy Project full title: Optimization of Medical Accelerators Duration: 4 y; started February 2016 At CNAO 2 ESRs for 3 years: Light ion therapy software for data exchange and Tumor tracking in particle therapy

27 Progetto Laurea Magistrale Plus al CNAO

28 1. Modulazione di intensità Schoemers et Al, NIM A 795 (2015) Obiettivi del tirocinio: Lo scopo primario del tirocinio è sviluppare una versione sperimentale del Dose Delivery 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.

29 2. 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-MI

30 First contact for medical infos: International Patients Office: +39 @Fond_CNAO HADRONTHERAPY MORE PRECISE ON TUMOUR LESS INVASIVE ON THE PATIENT Fondazione CNAO CNAO Centro Nazionale di Adroterapia Centro Nazionale di Oncologica Adroterapia Oncologica (CNAO)