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LE APPLICAZIONI DELLA FISICA IN MEDICINA E IL RUOLO DEL FISICO MEDICO P. Tabarelli de Fatis Servizio di Fisica Sanitaria Fondazione Salvatore Maugeri IRCCS.

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1 LE APPLICAZIONI DELLA FISICA IN MEDICINA E IL RUOLO DEL FISICO MEDICO P. Tabarelli de Fatis Servizio di Fisica Sanitaria Fondazione Salvatore Maugeri IRCCS

2 Definizione di Wikipedia: La fisica medica o fisica sanitaria è una branca della fisica applicata che consiste nell'applicazione della fisica in medicina e alla radioprotezione. La fisica medica opera in tutte le strutture che utilizzano apparecchi di diagnostica per immagini o sorgenti per radioterapia e medicina nucleare. fisica applicatafisicamedicinaradioprotezionefisica applicatafisicamedicinaradioprotezione

3 La fisica medica applicata in ambito sanitario comprende tutte le attività che comportano la soluzione di problemi di fisica nell’impiego delle radiazioni utilizzate a scopo medico comprende tutte le attività che comportano la soluzione di problemi di fisica nell’impiego delle radiazioni utilizzate a scopo medico in diagnostica in terapia

4 Sviluppo di nuove tecnologie Mezzi per la diagnostica Cura dei tumori Studio effetti nocivi delle radiazioni Protezione dalle radiazioni Monitoraggio ambientale

5 Per questi scopi interviene la Fisica Medica

6 Fisici per la Medicina I pionieri sono coloro che per primi si sono resi conto della possibilità di un trasferimento immediato delle loro scoperte nella medicina.

7 W.K. Roentgen Premio Nobel per la Fisica nel 1901 Scoperta della radioattività artificiale: i raggi X Nel corso di uno dei suoi esperimenti scopre i "raggi X“ e la possibilità di ottenere delle radiografie. Fisici per la Medicina: I PIONIERI Il fotografo dell’invisibile. L’8 novembre 1895 può considerarsi la data di nascita della moderna fisica medica. Nel 1896 il medico Victor Despeignes (Lione) annuncia il primo trattamento del cancro con i raggi X.

8 Tre mesi dopo la scoperta dei raggi X (3 marzo 1896), A.H. Bequerel scopre la radioattività, la radiazione invisibile, emessa da sostanze fosforescenti (sali di uranio). Si accorse casualmente che i sali di uranio, posti in vicinanza di una lastra fotografica, anche racchiusa in un involucro opaco, la impressionano mostrando così di emettere radiazioni capaci di attraversare anche i corpi che non sono attraversati dalla luce. A.H. Bequerel Premio Nobel per la Fisica nel 1903 Scoperta della radioattività naturale dell’Uranio Fisici per la Medicina: I PIONIERI A Becquerel si devono anche le prime osservazioni sugli effetti biologici delle radiazioni e sul loro possibile uso terapeutico.

9 Marie Curie, proseguendo gli studi iniziati da Becquerel, scoprì (1898) che anche altre sostanze godevano della stessa proprietà dell'uranio. Con vari procedimenti chimici riuscì a separare il polonio e il radio. Definisce “curie” l’unità di misura della radioattività in onore del marito. Maria e Pierre Curie Premio Nobel per la Fisica nel 1903 Scoperta della radioattività del Polonio e del Radio Fisici per la Medicina: I PIONIERI Nel 1905 viene riconosciuta a livello scientifico l’azione benefica del trattamento col radium dei tumori della pelle.

10 I protagonisti sono coloro che hanno apportato contributi significativi alla realizzazione di nuove apparecchiature e di nuove tecniche in campo medico tra cui molti premi Nobel. Fisici per la Medicina

11 Fisici per la Medicina: I PROTAGONISTI Hal Anger e’ noto per le sue rivoluzionarie scoperte nella tecnologia della diagnostica per immagini. Il prototipo della gamma camera viene descritta da Anger nel 1952, che lo sperimenta per studi in vivo di lesioni tumorali con 131 I. Felix Bloch Fisico teorico che elabora il principio della risonanza magnetica nucleare per studiare i momenti nucleari dei materiali senza alterarne la struttura cristallina. Questa scoperta gli vale il Premio Nobel nel 1952 insieme a E. M. Purcell, il quale giunge indipendentemente al medesimo risultato. Paul C. Lauterbur propone la realizzazione del primo prototipo di RMN Peter Mansfield approfondisce e sviluppa le tecniche di elaborazione matematica dei segnali di risonanza. Nel 2003 Lauterbur e Mansfield ricevono il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina.

12 Godfrey Newbold Hounsfield, inventore della tomografia computerizzata (TC) ha aperto la strada all’impiego del calcolatore nella produzione di immagini mediche con mezzi fisici. Realizza la prima apparecchiatura per esami medici del cranio e per la prima volta nella storia della radiologia, e’ possibile produrre e visualizzare l’immagine di sezioni assiali del cervello. Nel 1979 Hounsfield, insieme al fisico sud-africano Allan Mac Leod Cormack, che indipendentemente da lui ha sviluppato i principi della tomografia computerizzata, ricevono il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina. Il prototipo di Hounsfield Hounsfield accanto alla prima apparecchiatura per TC Fisici per la Medicina: I PROTAGONISTI

13 I primi compiti della fisica applicata alla medicina Conoscere e quantificare le interazioni delle radiazioni ionizzanti con la materia vivente allo scopo di: padroneggiare il loro utilizzo per produrre immagini o attuare terapie proteggersi dagli effetti dannosi indesiderati prodotti da tali interazioni

14 è una figura professionale che applica i principi e le metodologie della fisica in medicina, nei settori della prevenzione, della diagnosi e della cura, al fine di assicurare la qualità delle prestazioni erogate e la prevenzione dei rischi per i pazienti, gli operatori e gli individui della popolazione in generale Chi è il Fisico medico ?

15 nelle strutture del Servizio Sanitario Nazionale (Ospedali sia pubblici che privati di elevata complessità) Dove opera il Fisico medico ? nelle Università e negli Enti pubblici di ricerca nelle aziende private che producono apparecchiature utilizzate in medicina (acceleratori, apparecchiature diagnostiche,..) nelle Scuole di Specializzazione di Fisica medica (attività didattiche per la formazione degli specializzandi, e in tutti i Corsi di laurea e di specializzazione in cui esistono corsi di Fisica applicata alla medicina)

16 Cosa fa il Fisico medico ?

17 verifica, mantenimento e miglioramento della QUALITA ’ QUALITA ’ verifica, mantenimento e miglioramento della SICUREZZA nell’uso delle radiazioni (sia per il paziente che per l’operatore) introduzione e messa a punto di NUOVE TECNICHE diagnostiche e terapeutiche Cosa fa il Fisico medico ?

18 Le attività del Fisico medico in Radioterapia… in Radiologia… in Medicina Nucleare… in Radioprotezione…

19 La radioterapia La radioterapia è quella branca della medicina specialistica che impiega le radiazioni per produrre un effetto radiobiologico distruttivo sul tessuto neoplastico. Obiettivo principale: riuscire a somministrare il massimo di dose al volume bersaglio (neoplasia)....e nel contempo salvaguardare i tessuti sani circostanti.

20 In Radioterapia….. Fasci di radiazioni di alta energia prodotti da radionuclidi o da acceleratori di particelle Sorgenti radioattive sigillate introdotte in via permanente o temporanea all’interno del corpo Sorgenti radioattive non sigillate veicolate all’interno del corpo da farmaci o da anticorpi

21 Fisico medico Il Fisico medico si occupa sia degli aspetti fisici, dosimetrici e tecnologici relativi al trattamento per ogni singolo paziente che del corretto e sicuro funzionamento delle apparecchiature in uso presso il reparto di Radioterapia. Le attività del fisico medico in Radioterapia

22 Calcolo e ottimizzazione della distribuzione della dose al volume tumorale, salvaguardando gli organi sani circostanti Le attività del fisico medico in Radioterapia

23 in particolare….

24 sul paziente: Esegue lo studio fisico-dosimetrico del trattamento radioterapico Esegue lo studio fisico-dosimetrico del trattamento radioterapico Verifica la correttezza della dose erogata con misure dirette e indirette sul paziente Verifica la correttezza della dose erogata con misure dirette e indirette sul paziente Partecipa alla verifica della rispondenza del trattamento radioterapico a quello pianificato. Partecipa alla verifica della rispondenza del trattamento radioterapico a quello pianificato. Le attività del fisico medico in Radioterapia

25 in attività di “laboratorio”: Predispone un Programma di Garanzia della Qualità per garantire la corretta funzionalità delle apparecchiature Predispone un Programma di Garanzia della Qualità per garantire la corretta funzionalità delle apparecchiature Provvede affinché la sofisticata strumentazione utilizzata per la dosimetria e per i controlli di qualità risponda alle caratteristiche necessarie a garantire l’elevata accuratezza delle misure Provvede affinché la sofisticata strumentazione utilizzata per la dosimetria e per i controlli di qualità risponda alle caratteristiche necessarie a garantire l’elevata accuratezza delle misure Le attività del fisico medico in Radioterapia

26 nella valutazione delle tecnologie: nella valutazione delle tecnologie: Interviene nella fase preliminare di acquisizione della tecnologia, poiché ha competenza nell’individuare le caratteristiche tecniche adeguate alle esigenze cliniche e ai criteri di sicurezza di nuove apparecchiature da acquisire Interviene nella fase preliminare di acquisizione della tecnologia, poiché ha competenza nell’individuare le caratteristiche tecniche adeguate alle esigenze cliniche e ai criteri di sicurezza di nuove apparecchiature da acquisire Le attività del fisico medico in Radioterapia

27 nei controlli di qualità: Effettua le prove di accettazione e di Effettua le prove di accettazione e di funzionamento (misure meccaniche, geometriche e dosimetriche) per garantire il corretto funzionamento e la rispondenza ai requisiti di legge delle apparecchiature (D.Lgs 187/00) apparecchiature (D.Lgs 187/00) Effettua la calibrazione e la dosimetria Effettua la calibrazione e la dosimetria dei fasci di radiazione Le attività del fisico medico in Radioterapia

28 Cosa fa il Fisico medico ? in Radioterapia… in Radiologia… in Medicina Nucleare… in Radioprotezione…

29 ottimizzazione dell’esame diagnostico intesa sia come valutazione preventiva e mantenimento della qualità delle immagini ad un livello adeguato a soddisfare i requisiti diagnostici sicurezza del paziente in termini di esposizione alle radiazioni. Le attività del fisico medico in Radiologia garantisce la qualità delle procedure radiologiche

30 in particolare….

31 in attività di “studio” Predispone un Programma di Garanzia della Qualità per garantire la corretta funzionalità delle apparecchiature Predispone un Programma di Garanzia della Qualità per garantire la corretta funzionalità delle apparecchiature Le attività del fisico medico in Radiologia Determina la dose al paziente, soprattutto per pazienti pediatrici, programmi di screening, procedure ad alte dosi Determina la dose al paziente, soprattutto per pazienti pediatrici, programmi di screening, procedure ad alte dosi Stima la dose al feto in modo da fornire al Medico Radiologo le informazioni necessarie a valutare adeguatamente i rischi correlati nelle pazienti in gravidanza Stima la dose al feto in modo da fornire al Medico Radiologo le informazioni necessarie a valutare adeguatamente i rischi correlati nelle pazienti in gravidanza

32 nei controlli di qualità nei controlli di qualità effettua le prove di accettazione e di funzionamento per garantire il corretto funzionamento e la rispondenza ai requisiti di legge delle apparecchiature effettua le prove di accettazione e di funzionamento per garantire il corretto funzionamento e la rispondenza ai requisiti di legge delle apparecchiature Le attività del fisico medico in Radiologia

33 Cosa fa il Fisico medico ? in Radioterapia… in Radiologia… in Medicina Nucleare… in Radioprotezione…

34 Le attività del fisico medico In Medicina Nucleare In ambito diagnostico opera per assicurare un’adeguata qualità delle immagini compatibile con le necessità cliniche, somministrando al paziente la quantità di radiofarmaco più bassa possibile Nelle procedure terapeutiche elabora il piano di cura dosimetrico sul singolo paziente calcolando la dose all’organo bersaglio e agli altri organi sani

35 in particolare….

36 nelle verifiche sui pazienti: effettua le valutazioni della dose assorbita sul singolo paziente per il calcolo della corretta quantità di radiofarmaco da iniettare nelle procedure terapeutiche effettua le valutazioni della dose assorbita sul singolo paziente per il calcolo della corretta quantità di radiofarmaco da iniettare nelle procedure terapeutiche effettua il monitoraggio del paziente in trattamento effettua il monitoraggio del paziente in trattamento Le attività del fisico medico in Medicina Nucleare

37 attività di “studio”: in attività di “studio”: Valuta la dose impartita al paziente con particolare attenzione ai bambini e ai programmi di screening Valuta la dose impartita al paziente con particolare attenzione ai bambini e ai programmi di screening Stima la dose al feto in modo da fornire al Medico Radiologo le informazioni necessarie a valutare adeguatamente i rischi correlati nelle pazienti in gravidanza Stima la dose al feto in modo da fornire al Medico Radiologo le informazioni necessarie a valutare adeguatamente i rischi correlati nelle pazienti in gravidanza Le attività del fisico medico in Medicina Nucleare

38 Cosa fa il Fisico medico ? in Radioterapia… in Radiologia… in Medicina Nucleare… in Radioprotezione…

39 Risponde della organizzazione della sorveglianza fisica della radioprotezione per garantire la sicurezza degli operatori, della popolazione e dei pazienti. Risponde della organizzazione della sorveglianza fisica della radioprotezione per garantire la sicurezza degli operatori, della popolazione e dei pazienti. Le attività del fisico medico Radioprotezione

40 in particolare….

41 Definizione zone controllate Le attività del fisico medico in Radioprotezione

42 Progettazione barriere protettive Le attività del fisico medico in Radioprotezione

43 inoltre…. inoltre…. il fisico medico si occupa di:

44 Le attività del fisico medico Sicurezza e protezione nell’impiego di agenti fisici: agenti fisici: - Rumore - Rumore - Vibrazioni - Vibrazioni - Onde elettromagnetiche - Onde elettromagnetiche - Radiazioni ottiche artificiali (laser) - Radiazioni ottiche artificiali (laser)

45 Monitoraggio segnali fisiologici (elettrocardiogramma, elettroencefalogramma, pressione arteriosa,…) Le attività del fisico medico Predisposizione capitolati di acquisto, espletamento gare e collaudi di apparecchiature

46 Collabora con le strutture preposte per i corsi di formazione aziendali, regionali e nazionali per operatori sanitari Insegna nei Corsi di Laurea e Scuole di Specializzazione in fisica medica e nelle differenti discipline mediche Insegna nei Corsi di Laurea e Scuole di Specializzazione in fisica medica e nelle differenti discipline mediche La Fisica Medica collabora con le Scuole di Specializzazione in Fisica Medica ed in Radioterapia per il tirocinio obbligatorio degli specializzandi. Formazione e aggiornamento nei settori di competenza. Collabora con il servizio di prevenzione e protezione per ottemperare agli obblighi formativi dei lavoratori in materia di sicurezza per i settori di competenza previsti dal D.Lgs n.81/2008 Le attività del fisico medico Formazione

47 Il fisico medico si deve costantemente aggiornare da un punto di vista professionale partecipando regolarmente ai corsi e convegni svolti nell’ambito del programma ECM. Il fisico medico si deve costantemente aggiornare da un punto di vista professionale partecipando regolarmente ai corsi e convegni svolti nell’ambito del programma ECM. Educazione Continua in Medicina (ECM)

48 Formazione del Fisico medico Fisico Specialista in Fisica Medica (Fisico medico) Università e Ospedale Formazione di base: Laurea in Fisica (Specialistica Classe 20/S 3+2 anni) Post Laurea: 4 anni Scuola di Specializzazione in Fisica Sanitaria (integrata nell’area delle scuole di specialità sanitarie) tipologia Fisica medica Università

49 Scuola di specializzazione in Fisica Medica Riassetto delle Scuole di specializzazione di area sanitaria. (GU n. 258 del Suppl. Ordinario n.176) Lezioni teoriche 30 % dei CFU Tirocinio pratico in centri accreditati 70 % dei CFU

50 Lezioni teoriche Il programma consiste in corsi raggruppati nelle seguenti aree Propedeutica Radioterapia Diagnostica per Immagini Sistema informativo ospedaliero Radioprotezione Tirocinio pratico Radioterapia Diagnostica per Immagini Sistema informativo ospedaliero Radioprotezione

51 Scuole di specializzazione in Italia

52 Le Associazioni dei Fisici Medici in Europa negli U.S.A. in Italia

53 Si propone di rappresentare sul piano scientifico e professionale tutti coloro che si occupano di Fisica Medica nelle strutture sanitarie pubbliche e private, nelle Università, nei centri di ricerca e in altri settori di attività. L’Associazione in Italia: AIFM

54 L’associazione AIFM : I report Aggregare attorno alla Fisica Medica il maggior numero di operatori del settore. Mantenere rapporti con l’Uuniversità e la ricerca. Promuovere la stesura di report, frutto dell’attività dei gruppi di studio. Alcuni obiettivi dell’AIFM

55 COSA FAREMO OGGI? SUDDIVISIONE IN 3 GRUPPI DI 8 PERSONE A ROTAZIONE VERRANNO ESAMINATI ALCUNI ASPETTI OPERATIVI DELL’ATTIVITA’ DEL FISICO MEDICO IN RADIOLOGIA (LUCA), MEDICINA NUCLEARE (DANIELA), RADIOTERAPIA (MARCO E PAOLA)

56 MEMENTO NESSUNA DOMANDA E’ STUPIDA, TUTTE SONO BENVENUTE SI PUO’ INTERVENIRE IN QUALSIASI MOMENTO

57 MA SOPRATTUTTO ….. SPERIAMO DI NON AVERE SU DI VOI LO STESSO EFFETTO!!

58 Grazie per l’attenzione!


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