Il progetto RIDOS (Real-Time Ion Dose Planning and Delivery System) ha come obiettivo la costruzione di un nuovo sistema di erogazione della dose per adroterapia (radioterapia con fasci di protoni e ioni carbonio). Si tratta di un’estensione del Dose Delivery System [1], sviluppato dall’INFN di Torino e in funzione dal 2011 presso il CNAO di Pavia (www.cnao.it), che prevede di integrare nel sistema real-time esistente il calcolo on-line della dose erogata basandosi sulle misure disponibili durante l’irraggiamento. Dal confronto tra la dose parziale erogata e quella pianificata, RIDOS sarà capace di modificare le caratteristiche dei fasci successivi permettendo di sviluppare e testare nuove tecniche di irraggiamento adattativo on-line.

Gli obiettivi e le attività principali di RIDOS sono i seguenti:

1. Realizzare un “fast forward planning” implementando nuovi algoritmi e librerie per il calcolo veloce della dose attraverso la parallelizzazione di processi indipendenti e l’utilizzo di GPU NVIDIA e CUDA come piattaforma di sviluppo [2, 3, 4]. L’accuratezza dei calcoli viene verificata confrontando i risultati con il Treatment Planning PlanKIT, sviluppato dal gruppo di Fisica medica dell’INFN di Torino in collaborazione con la ditta belga IBA nell’ambito di un precedente progetto della CSN5;
2. Costruire un sistema HW e SW (vedi figura) per trasferire le misure dei monitor di fascio e del sistema ottico di tracking del movimento del paziente alla workstation con GPU che utilizzerà questi dati per il calcolo della dose;

Per sviluppo e test del sistema sarà realizzato un simulatore dei dati attesi in input a RIDOS e per utilizzare correttamente i dati della CT4D sono in corso studi metodologici con gli algoritmi esistenti applicati ai dati simulati.

Il progetto vede la partecipazione del Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica (CNAO) di Pavia

1. S. Giordanengo et al. “The CNAO dose delivery system for modulated scanning ion beam radiotherapy” Med. Phys. 42 (263), Jan 2015 – doi: 10.1118/1.4903276
2. G. Pratx and L. Xing “GPU computing in medical physics: A review” Med. Phys. 38 (5), May 2011 – doi: 10.1118/1.3578605
3. X. Jia et al. “GPU-based high-performance computing for radiation therapy” Phys. Med. Biol. 59 (2014) R151–R182 – doi:10.1088/0031-9155/59/4/R151
4. S. Hild et al. “Fast optimization and dose calculation in scanned ion beam therapy” Medical Physics 41, 071703 (2014); doi: 10.1118/1.4881522