ERHA SYSTEM

Enhanced Radiotherapy with HAdrons

Cos’è ERHA System
p-Linac
Sistema robotizzato di posizionamento del paziente
TPS – Treatment Planning System
Tempi di realizzazione

ERHA, la protonterapia made in Italy

ERHA (Enhanced Radiotherapy with HAdrons) è l’innovativo sistema di Protonterapia per il trattamento dei tumori messo a punto da Linearbeam.

Si tratta di una tecnologia diversa e decisamente migliore rispetto agli acceleratori di protoni attualmente presenti sul mercato, poiché:

  • è il primo al mondo ad avere un p-Linac specificamente progettato per uso clinico, in grado di sostituire i ciclotroni o sincrotroni, estremamente costosi

  • richiede una superficie inferiore a 100 m2, ed è dunque facile da allocare nella maggior parte dei siti ospedalieri

  • ogni suo componente è installato da una sola azienda e gestito da un unico software integrato

  • può essere dotato di più sale di trattamento contigue a rilascio di energia via via più alta

  • Il sistema viene completato in appena 30 mesi dall’avvio dei lavori. Già dal nono mese sarà disponibile una sala di sperimentale radiobiologica e dal diciottesimo mese sarà possibile effettuare trattamenti pediatrici, orbitali ed oculari

Example One I 3 componenti di ERHA 1 Acceleratore lineare di Protoni (p-Linac) il p-Linac dispone di una tecnologia di accelerazione più avanzata rispetto a un ciclotrone e combina molti dei vantaggi tecnici di un sincrotrone con una maggiore economicità di gestione 2 Piattaforma robotizzata di posizionamento paziente La piattaforma robotica consente al paziente di essere posizionato in corrispondenza del fascio fisso di protoni 3 Sistema di pianificazione del trattamento (TPS) Questo software consente di pianificare il trattamento con una valutazione in tempo reale degli effetti causati dal fascio di protoni su cellule e tessuti.

p-Linac, un approccio lineare

Per trattare tumori con protoni è necessario un acceleratore, un dispositivo che aumenta la velocità e quindi l’energia dei protoni. I sistemi esistenti utilizzano due differenti tipi di acceleratori, che rappresentano una tecnologia ormai matura: sono ciclotroni o sincrotroni.

I ciclotroni sono la tecnologia più antica che è ancora ampiamente utilizzata in tutto il mondo.

I sincrotroni sono un tipo di tecnologia più avanzato, ma hanno un significativo ingombro e costo.

Il sistema ERHA invece utilizza un p-Linac, vale a dire un sistema di accelerazione lineare che può trovare facile collocazione in un bunker lungo circa 24 metri e largo appena 4. Inoltre il p-Linac dispone di una tecnologia più avanzata rispetto a un ciclotrone e combina molti dei vantaggi di un sincrotrone con una maggiore economicità di gestione.

Spot size Energy modulation Intensity modulation
Cyclotron
Synchrotron
Linac
Comparison between LINAC and other particle accelerators used for ProtonTherapy

I vantaggi dell’acceleratore lineare

  • Installazione modulare

  • Migliore ottica del fascio

  • Modulazione di intensità (IMPT)

  • Modulazione di energia

  • Bassa dispersione di radiazioni

  • Warm up rapido

Sistema robotizzato di posizionamento del paziente

La piattaforma robotica consente il posizionamento del paziente conformemente al piano di trattamento.
Il brevetto ITEL sul “sistema robotizzato per il posizionamento di un paziente rispetto ad almeno una sorgente di particelle” consente il posizionamento con una precisione inferiore a 0,2 mm sul bersaglio, mediante l’uso di un sistema di visione stereoscopica 3D e una TAC dedicata.

I vantaggi del sistema robotizzato

  • Costi decisamente inferiori rispetto al classico Gantry

  • Minimo spazio richiesto

  • Fascio di protoni fisso

  • TPS completamente integrato con il sistema di posizionamento

TPS – Treatment Planning System

Il modulo Monte Carlo del TPS è in grado di tracciare ogni singola particella e riprodurre ogni interazione con tessuti e cellule sani durante il percorso verso la lesione.
Questo metodo è il più realistico e consente di calcolare la dose efficace anche in casi difficili, quando il calcolo della dose erogata al paziente potrebbe essere fatto solo analiticamente con equivalente in acqua (pencil beam).
Il sistema di pianificazione del trattamento per fasci di protoni con calcolo radiobiologico e algoritmo Monte Carlo viene eseguito su un Main Frame ottimizzato in modalità cloud.
Ciò consente un tempo di esecuzione ragionevole per ciascun piano, grazie al calcolo distribuito e all’ottimizzazione del codice.

Caratteristiche del software

  • Valutazione radiobiologica di fasci di protoni su cellule e tessuti

  • Possibilità di operare un’ottimizzazione in 2 passaggi: rapida e completa

  • Algoritmo di calcolo completo Monte Carlo

  • Supporto cloud per architetture distribuite e calcolo GPU

  • Supporto per la scansione attiva

  • Pianificazione inversa

  • Ottimizzazione basata sul tipo di acceleratore

Slide Sappiamo
che il tempo è prezioso Il sistema ERHA può essere attivo già a partire dal 9° mese dall'inizio dei lavori e completamente operativo nell'arco di soli 30 mesi

Slide PRIMI 9 MESI Radiobiological experimental room A partire dal nono mese dall'inizio dei lavori, il personale sanitario potrà iniziare la formazione sul trattamento con protoni info p-Linac Eye and research
treatment room p-Linac 65 MeV 12 m Slide Full LINAC up to 65 MeV Radiobiological experimental room Pulsed machine up to 400 Hz (0,2% Duty Cycle)
Intesity modulated current Iavg 1-10 nA
Fixed Energy 65 MeV ± 0,4 MeV
ε(rms,n) = 1,2 π mm mrad
Spotsize: σx=1,4mm, σy=1,6mm
Number of protons for pulse 3x10⁶ - 3x10⁸
Electrical power: 60 kW max, 6 kW standby
Warm up from stanby < 1 hr
Low secondary radiations, activation Indietro

Slide 18 MESI Eye and pediatric treatment room Già dal 18° mese sarà possibile usufruire di una sala per trattamenti pediatrici o dell'apparato visivo Info Eye and pediatric
treatment room Radiobiological
experimental room p-Linac p-Linac 160 MeV 18 m Slide Full LINAC up to 160 MeV Eye and pediatric treatment room Pulsed machine up to 400 Hz (0,2% Duty Cycle)
Intesity modulated current Iavg 1-5 nA
Energy modulated 65-160 MeV ± 0,4 MeV (spread <0,75% over 100MeV )
ε(rms,n) = 1,2 π mm mrad
Spotsize: σx=1,4mm, σy=1,6mm
2 Gy/min FOV 25x25 cm² at 17 cm depth
Number of protons for pulse 3x10⁶ - 3x10⁸
Electrical power: 120 kW max, 8 kW standby
Warm up from stanby < 1 hr
Low secondary radiations, activation Indietro

Slide 30 MESI Deep tumor treatment room Implementazione sala per trattamento profondo di tumori e completamento dei lavori Deep tumor
treatment room Info Eye and pediatric treatment room Radiobiological experimental room p-Linac p-Linac 230 MeV 24 m Slide Full LINAC up to 230 MeV Deep tumor treatment room Pulsed machine up to 400 Hz (0,2% Duty Cycle)
Intesity modulated current Iavg 1-5 nA
Energy modulated 65-230 MeV ± 0,4 MeV (spread <0,75% over 100MeV )
ε(rms,n) = 1,2 π mm mrad
Spotsize: σx=1,4mm, σy=1,6mm
2 Gy/min FOV 25x25 cm² at 32 cm depth
Number of protons for pulse 3x10⁶ - 3x10⁸
Electrical power: 180 kW max, 10 kW standby
Warm up from stanby < 1 hr
Low secondary radiations, activation Indietro protonterapia

5 motivi per scegliere ERHA, Enhanced Radiotherapy with Hadrons