Enhanced Radiotherapy with HAdrons

Una protonterapia più precisa contro il tumore, meno invasiva per il paziente, più sostenibile per il SSN

Erha, Enhanced Radiotherapy with HAdrons, è il primo innovativo impianto di protonterapia, brevettato Itel, che integra un acceleratore lineare, un sistema robotizzato di posizionamento paziente e un software per la valutazione dei piani di trattamento.
La macchina acceleratrice di ERHA è un acceleratore lineare (LINAC) modulare e compatto, alternativo alle macchine in commercio che sono di forma circolare di tipo “Ciclotrone” o di tipo “Sincrotrone”.
Il LINAC produce un fascio con caratteristiche ottiche migliori rispetto agli acceleratori circolari e garantisce radiazioni ambientali disperse notevolmente inferiori.
Le caratteristiche innovative del progetto sono:
• radioterapia con protoni a modulazione di intensità (IMPT);
• scanning attivo 3D (fasci modulati in energia e posizione dal sistema acceleratore e magneti) che minimizza la radiazione ai tessuti sani;
• sistema robotizzato di movimentazione e posizionamento del paziente che garantisce precisione e ripetibilità, integrato con tecnologie di imaging 3d stereoscopiche;
• software Treatment Planning System (TPS) per l’elaborazione di piani di trattamento protonterapici con valutazione radiobiologica dei fasci di protoni su cellule e tessuti attraversati dal fascio di protoni. Il software con approccio full Monte Carlo ha il supporto per cloud computing e calcolo parallelo.

Descrizione dei bisogni che si è inteso/si intende soddisfare e dei destinatari del progetto: 
L’adroterapia, ovvero la terapia con adroni (particelle pesanti a cui appartengono anche i protoni), è la tipologia più avanzata di radioterapia. Il Ssn la riserva al trattamento di tumori non operabili e resistenti alla radioterapia convenzionale. Nel 2004 l’Associazione Italiana di Radioterapia Oncologica (AIRO) ha stimato che in Italia ogni anno 120mila pazienti vengono trattati con radioterapia convenzionale. Di questi, 1200 pazienti (pari all’1%) dovrebbero essere trattati con protoni; altri 15.600 (corrispondenti al 13%) trarrebbero certamente beneficio dalla terapia con protoni. Di qui l’opportunità di avere sul territorio nazionale 4-5 centri specializzati in Protonterapia, rispetto ai due già attivi (Pavia e Trento). Attualmente le linee guida americane invitano a considerare la protonterapia come terapia elettiva per i tumori solidi dei pazienti pediatrici, perché essa offre ottimo controllo della patologia e maggiore efficacia, garantendo una ridotta tossicità, fondamentale per gli organismi in crescita. Con la radioterapia convenzionale troppo spesso i bambini, se sopravvivono alla patologia oncologica, finiscono per vedere compromessa per sempre la qualità della loro vita. Ciò detto, è di tutta evidenza che se i costi diminuissero, il Ssn potrebbe realizzare nuovi centri e magari prevedere la protonterapia anche per tumori attualmente esclusi dal trattamento a carico del Ssn.
Descrizione del team/partnership di progetto, delle risorse e delle competenze: 
Al progetto ERHA partecipano partner di elevata competenza, riconosciuti a livello nazionale e internazionale. ITEL ha acquisito know how sugli acceleratori lineari di protoni tramite un contratto esclusivo di trasferimento tecnologico con INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare), leader a livello mondiale nella realizzazione di acceleratori lineari di particelle. ITEL ha collaborato con la sezione UTRAPAD di ENEA (Ente Nazionale Energie e Ambiente) mediante contratti di consulenza. Entrambi i contratti sono stati finanziati dalla Regione Puglia tramite TITOLO VI Regolamento n. 9 del 26/06/2008 e s.m.i. Aiuti ai programmi di investimento promossi da Grandi Imprese da concedere attraverso Contratti di programma Regionali – PO FESR 2007-2013. ITEL, socio fondatore del Distretto Tecnologico Pugliese della Meccatronica MEDIS, ha realizzato l'acceleratore lineare per applicazioni mediche con energia di 50MeV, finanziato in parte dal Progetto A.M.I.D.E.R.H.A. PON02_00576_3329762 Titolo progetto: “Sistemi avanzati mini-invasivi di diagnosi e radioterapia” Progetto a valere sull’Avviso n. 713/Ric.del 29 ottobre 2010 TITOLO II “SVILUPPO/POTENZIAMENTO DI DISTRETTI AD ALTA TECNOLOGIA E DI LABORATORI PUBBLICO – PRIVATI”. Al progetto partecipano anche il Politecnico di Bari, l’Università “Aldo Moro” di Bari e l’IRE-IFO di Roma.
Descrizione della tecnologia adottata identificando gli elementi di interoperabilità: 
Il progetto utilizza procedure e mezzi informatici per la generazione online di piani di trattamento radioterapici ad alta precisione grazie: • alla conoscenza della morfologia della zona da trattare appresa dalle differenti tecniche di imaging diagnostico (TAC,PET,RMN) caricate nel sistema; • all’utilizzo di codici di simulazione Montecarlo, operanti su risorse hardware/software distribuite e virtualizzate in rete; • alle Feed-Back information, dati clinici raccolti in seguito al follow-up del trattamento oncologico. I vantaggi del Cloud Computing sono: - l’elaborazione computazionale parallela che massimizza le prestazioni con benefici di ordine temporale; -la capacità di nascondere all’utilizzatore la struttura fisica in cui risiede la potenza di calcolo, permettendogli di focalizzare la sua attenzione esclusivamente sul piano di trattamento; - la disponibilità del servizio “on demand” e la standardizzazione delle modalità di utilizzo per mezzo della condivisione web. Le modalità con cui viene effettuato il trattamento radioterapico variano da caso a caso. Per questo la piattaforma prevede un modello decisionale che determina la conformazione del fascio, la distribuzione di dose in base alle caratteristiche del distretto anatomico. Il metamodello arricchito grazie alle esperienze cliniche raccolte con strumenti software propri dei database, elabora i dati statisticamente e semanticamente per validare l’adeguatezza dei risultati ottenuti con quelli previsti.
Descrizione del time to market della soluzione intesa come trasferibilità: 
Il prof. Marco Durante, direttore del Trento Institute for Fundamentals Physics Applications (Tifpa), in un’occasione pubblica ha dichiarato: «La direzione per tutti i produttori attuali è quella di fabbricare acceleratori più piccoli, ma difficilmente essi potranno arrivare nei prossimi anni a una soluzione snella come quella sviluppata da ITEL». Tale valutazione fatta da uno dei massimi esperti mondiali di Protonterapia ci incoraggia ad andare avanti con sollecitudine nel nostro progetto. Qualora ci fosse la possibilità di realizzare un Centro di protonterapia in Puglia, la risposta terapeutica ai tumori della Regione sarebbe la stessa di quella fornita dai territori più avanzati del mondo. A fronte di un costo importante ma contenuto, il Sistema sanitario regionale vedrebbe finalmente ridursi il costo della cosiddetta mobilità passiva. I flussi di pazienti pugliesi che si recano fuori regione per curarsi, specie in presenza di patologie gravi come i tumori, costano oltre 200 milioni di euro ogni anno. Un centro di Protonterapia, economicamente sostenibile, permetterebbe di curare al meglio non solo i pugliesi, ma anche i pazienti di altre regioni. Inoltre grazie alla sua posizione geografica, la regione diventerebbe punto di riferimento per l’intera area del Mediterraneo. Riguardo al rapporto con il mercato mondiale, una volta validata, Erha potrebbe essere esportata praticamente ovunque.
Descrizione degli investimenti stimati per la valutazione di sostenibilità: 
ITEL ha un reale interesse all’industrializzazione dei risultati del presente progetto, il cui obiettivo finale è realizzare e vendere sistemi per la protonterapia. Per costruire un centro di Protonterapia completo, l’azienda prevede investimenti inferiori a 25 milioni di euro. Costi nettamente inferiori rispetto a quelli che sono stati necessari per i centri già realizzati in Italia (più di 150M€ per ognuno). Il risparmio per i bilanci dei Servizi sanitari regionali è da considerarsi sia nella spesa iniziale di realizzazione dell’impianto sia nella sua gestione nel tempo. La protonterapia diventerebbe davvero sostenibile per il SSN, anche in virtù dell’inserimento dell’adroterapia nei nuovi LEA (Livelli Essenziali Assistenza).

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