Prodotti

DARTS srl offre al momento i seguenti servizi e prodotti di interesse per industrie, centri di ricerca e di terapia:

• calcolo ad alta precisione ed ultrarapido della dose assorbita da materiali esposti a radiazioni ionizzanti; 
• calcoli di grandezze fisiche di interesse per applicazioni nel settore della radioprotezione;
• stima dei flussi di particelle coinvolti nell’operazione di macchine medicali che adoperino radiazioni ionizzanti; 
• sviluppo di materiali innovativi di interesse per la diagnostica medica e l’imaging industriale. 

Tali prodotti e servizi sono dettagliati a seguire.

Altre aree di interesse per DARTS e di azione di ricerca e sviluppo futuri sono:

• la commercializzazione dei brevetti
• perfezionamento e commercializzazione di alcuni dispositivi (hardware) innovativi per applicazioni mediche quali il monitoraggio di trattamenti con ioni carbonio 
• tecnologie e soluzioni innovative per la tomografia computerizzata ad emissione di singolo fotone

Calcolo rapido della dose

Prodotto di punta di ​​DARTS srl sono i servizi di calcolo rapido della dose per il controllo di qualità in trattamenti con protoni.

Il software sviluppato dai soci di DARTS permette infatti  di effettuare elaborate e precise simulazioni Monte Carlo con tempi estremamente ridotti e con risultati confrontabili rispetto a quelli ottenibili  usando  altri software e strumenti commerciali o open-source come ad esempio FLUKA e Geant4. 

Il software, che ottiene la massima precisione nel calcolo della dose assorbita sfruttando la potenza della GPU (Graphics Processing Unit) per ridurre i tempi di calcolo, è stato sviluppato presso il Dipartimento di Scienze di Base e Applicate per l’Ingegneria della Sapienza, con l’obiettivo di bilanciare accuratezza e tempo di calcolo.

L’avvento delle GPU ha permesso di ridurre drasticamente i tempi di calcolo della dose rispetto ai codici basati su hardware CPU standard. La capacità di valutare un piano di trattamento radioterapico completo in pochi minuti, anziché in ore, e in modo estremamente accurato, apre la strada a molte applicazioni cliniche in cui il fattore tempo è fondamentale. Questo software è una piattaforma fast Monte Carlo (MC) dotata di hardware GPU e in grado di simulare il trasporto (la propagazione) delle particelle (radiazione esterna) in mezzi eterogenei. La gestione dell’interazione dei fasci di protoni con la materia implementata all’interno del software è già in una fase matura, raggiungendo un’accuratezza che soddisfa i requisiti clinici e ne ha consentito l’uso come strumento per il calcolo della dose per il controllo qualità nei centri di Maastricht e Cracovia e come strumento di ricerca in diversi studi clinici e centri di ricerca in Europa tra cui CNAO (Pavia), APSS (Trento), MAASTRO (Olanda) e MedAustron (Vienna). Recentemente il software è stato ulteriormente migliorato dai soci di DARTS ed è stata introdotta anche la possibilità di studiare le interazioni con la materia dei fasci di ioni carbonio, elettroni e fotoni per applicazioni, ad es., alla radioterapia. 

I servizi offerti da DARTS sono di particolare interesse anche nel contesto della IORT (Radio Terapia IntraOperatoria) in cui è ancora impossibile fornire il report dosimetrico accurato richiesto dalla legge nei tempi previsti per il trattamento dei pazienti: il software sviluppato da DARTS che permette di farlo in modo dettagliato e in tempi veloci è dunque di grande interesse per le industrie operanti nel settore.

Materiali scintillatori innovativi

Gli scintillatori sono usati in fisica principalmente come rivelatori di particelle cariche e neutre. Vengono utilizzati per caratterizzare le particelle, per contarle oppure, ad esempio, per misurarne il tempo di volo (per ricavarne velocità), per definirne la perdita di energia. Le applicazioni si estendono in molti campi di scienze della vita. L’uso di uno scintillatore in combinazione con fotorivelatori trova largo impiego nei dispositivi portatili (handheld) per la misurazione a distanza, utilizzati per la rilevazione e la misurazione della radioattività e per il monitoraggio di materiale nucleare, nella realizzazione di dispositivi medicali e nell’industria petrolifera come rivelatori per i raggi gamma.

Uno scintillatore è un materiale che quando eccitato da radiazioni ionizzanti presenta il fenomeno della scintillazione (la proprietà della luminescenza). I materiali luminescenti infatti, quando colpiti da una particella, assorbono la sua energia e scintillano (cioè rilasciano l’energia assorbita sotto forma di luce). Uno scintillatore plastico è formato da una soluzione di materiale scintillante organico disciolto in un solvente successivamente polimerizzato, diventando così una soluzione solida. Gli scintillatori organici sono caratterizzati da una estrema flessibilità in termini di manipolazione, inoltre il loro costo non eccessivo e li rende particolarmente utili nel caso si necessiti di ampi volumi di materiale attivo.

Il nostro team di ricerca ha sviluppato una serie di nuovi scintillatori organici che sono caratterizzati da una risposta luminosa più rapida degli scintillatori organici attualmente disponibili in commercio. Inoltre, grazie alle proprietà di alta solubilità dei nostri campioni è possibile combinarne la versatilità solubilizzandoli nelle resine utilizzate dalle stampanti 3D per la realizzazione di campioni di molteplici forme e dimensioni.

Altri servizi

Le competenze e le soluzioni disponibili in DARTS, riguardano inoltre: 

• la realizzazione di una SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography o tomografia ad emissione di singolo fotone, tecnica di imaging medico) innovativa
• lo sviluppo di cristalli scintillanti ad alta risoluzione temporale
• lo sviluppo di un rivelatore compatto per il monitoring di trattamenti con ioni carbonio e per il monitoring di neutroni in trattamenti di radioterapia a fasci esterni (EBRT)
• lo sviluppo di software e rivelatori di radiazione (Es: detector innovativi di radiazione per applicazioni di imaging medico, macchine acceleratrici compatte).