innovazione e tecnologie per il futuro dell’adroterapia dalle Joint Research Activities

Il terzo pillar del progetto HITRIplus, quello delle Joint Research Activities (JRA), coordinato da Maurizio Vretenar, fisico senior presso il CERN e responsabile di progetti nel campo degli acceleratori, e dal CERN, ha guidato nel corso di questi cinque anni, lo sviluppo di tecnologie e strategie fondamentali per far progredire la terapia con ioni pesanti in Europa. Tra i risultati più significativi spiccano i progressi nella progettazione di acceleratori avanzati (WP7), che hanno portato all'ideazione di sincrotroni superconduttori compatti per ioni carbonio, di un sincrotrone per ioni elio (HeLICS) e di acceleratori lineari innovativi capaci di supportare la produzione parallela di radioisotopi. In questo ambito è stata anche completata l'ottimizzazione ottica e meccanica per un gantry superconduttore, confluita nel design europeo EuroSIG. Strettamente connesso a queste innovazioni è il lavoro sui magneti superconduttori (WP8), culminato con la progettazione, la costruzione e l'assemblaggio di un dimostratore di magnete curvo basato sull'innovativa architettura Canted-Cosine-Theta (CCT) in niobio-titanio (NbTi). Questa tecnologia promette di ridurre drasticamente l'impronta spaziale e i consumi energetici delle future infrastrutture cliniche e dei gantry.

Per ottimizzare l'interazione con il paziente e l'erogazione del trattamento, le attività hanno esplorato nuove frontiere come lo sviluppo di una sedia modulare per il posizionamento verticale e concetti di arc therapy (WP9), oltre alla realizzazione di un sistema di estrazione a energie multiple (WP10). Quest'ultimo WP ha sviluppato un modello architetturale capace di generare dati di controllo in tempo reale direttamente sui dispositivi, permettendo l'estrazione di ioni a diverse energie all'interno di un singolo ciclo di sincrotrone, con il grande vantaggio di accorciare notevolmente i tempi delle sedute terapeutiche.

La sicurezza e l'affidabilità delle future macchine sono state al centro dello studio sui sistemi di controllo (WP11), che ha definito architetture modulari, disaccoppiate e conformi ai più severi standard medici internazionali. Sono stati progettati sistemi per la sala di trattamento, per l'acceleratore e per la sicurezza del paziente basati su principi "fail-safe", garantendo un'interruzione immediata del fascio in caso di anomalie e assicurando una vita utile delle strutture superiore ai vent'anni. Infine, un passo cruciale per la ricerca collaborativa è stato compiuto con la standardizzazione della dosimetria radiobiologica (WP12), attraverso esperimenti congiunti in vitro e studi di modellazione tra i principali centri europei.