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Imaging molecolare con radionuclidi: rivelatori ad alta risoluzione nella diagnosi precoce e programmazione terapeutica del cancro della mammella Progetto.

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Presentazione sul tema: "Imaging molecolare con radionuclidi: rivelatori ad alta risoluzione nella diagnosi precoce e programmazione terapeutica del cancro della mammella Progetto."— Transcript della presentazione:

1 Imaging molecolare con radionuclidi: rivelatori ad alta risoluzione nella diagnosi precoce e programmazione terapeutica del cancro della mammella Progetto di Ricerca Finalizzata n. 4AG/F del Ministero della Sanita: Collaborazione tra ISS (Dipartiento TESA, Reparto di Fisica e Tecnologie Nucleari per la Salute), Dipartimento di Diagnostica per Immagini cella Universita di Tor Vergata – Roma e Istituto di Biostrutture e Bioimmagini del CNR - Napoli - La Medicina moderna è sempre più Medicina molecolare - Ruolo cruciale delle tecnologie avanzate di Imaging in vivo. - Imaging con radionuclidi (Medicina Nucleare) sensibilita picomolare e specificita (diagnosi di funzione, natura) - Progressi derivano da Spin-off da ricerche di base - LISS grande tradizione (collaborazone con INFN, DOE Johns Hopkins)

2 Il cancro della mammella e il tumore più diffuso nella donna. La cura con successo è legata alla diagnosi precoce, quindi alla rivelazione di tumori piccoli (< 10 mm, possibilmente 5 mm). Tale rivelazione rende, infatti, possibili interventi terapeutici presumibilmente in assenza di metastasi. La tecnica di diagnosi più utilizzata è la mammografia a raggi X, molto sensibile ma non specifica, che non fornisce quindi, in pratica, informazioni sulla natura delle lesio ni Il dispositivo progettato costruito e provato con trial clinici è atto alla diagnosi precoce del cancro della mammella mediante la tecnica di imaging molecolare con radionuclidi. Tumori più grandi di 10 mm sono rivelabili con gamma camere standard normalmente in dotazione nei reparti di Medicina Nucleare. Per la diagnosi di tumori più piccoli, minori di 10 mm, possibilmente ~ 5 mm e necessario progettare rivelatori dedicati ad alta risoluzione spaziale, buona efficienza e campo di vista (Field Of View (FOV)) adeguato

3 La mammografia a raggi X-e molto sensibile ma non specifica, non fornisce cioe informazioni sulla natura della lesione (e o non e lesione cancerosa) Inoltre non funziona bene per tessuto mammario denso. per mnammelle con protesi o trattate chirurgicamente Si devono quindi rivelare tumori in fase preclinica !! (< 10 mm, ~ 5-mm) Sono quindi necessarie anche altre tecniche. L imaging con radionculidi ha un ruolo cruciale. Le tecniche multimodali ((ecografia- scintigrafia, scintigrafia-MRI (risonanza) sono il futuro) -valore predittivo: 15-30% nei casi dubbi da mammografia si eseguono biopsie (invasive ansiogene, costose e non esenti da errore Principale tumore delle donne

4 La tecnica Single Photon Paziente iniettato con radiofarmaco, localizzato secondo le sue proprieta metaboliche (tracciante) Raggi gamma escono dal paziente e possono essere rivelati e usati per riprodurre immagini 1.Collimatore Solo i gamma perpendicolari al piano dellimmagine vengono raccolti 2.Scintillatore Converte i gamma in luce 3.Fotosensore Converte la luce in segnale elettrico 4.Elettronica di Lettura Amplifica e campiona i segnali elettrici e li passa al computer 5.Procedura di ricostruzione Elabora i segnali tramite computer e produce limmagine

5 Tumori palpabili Tumori non palpabili Necessari rivelatori dedicati ad alta risoluzione Alta risoluzione spaziale, alta sensibilita, buona risoluzione energetica Scintimammografia La risoluzione spaziale peggiora con la distanza e gli apparecchi standard non possono essere avvicinati allorgano Distanza irriducibile

6 Prestazioni intrinseche Risoluzione spaziale Importanza della identificazione dei pixel Una buona identificazione dei pixel e fondamentale per una corretta digitalizzazione, influenzando la risoluzione spaziale e quindi il contrasto C8 stripsM64 (2 x 2) mm 2 Si e costruito un rivelatore con il piu elevato numero di pixel per unita di area esistente: 1.2 mm pitch. Questo e possibile grazie ad una elettronica in grado acquisire i segnali di tutti i canali in modo indipendente (fino a 4096 canali a 20 kHz). I rivelatori in uso nei reparti di Medicina Nucleare, usano 4 canali/rivelatore Caratteristica unica del nostro rivelatore

7 numero di p.e. distribuzione di luce campionamento della luce MCP (Burle) 1.5x1.5 mm2 LaBr 3 CsI(Tl) mm pitch RIVELATORI UTILIZZATI PER COSTRUIRE LO SCINTIMAMMOGRAFO Risoluzione spaziale e linearità spessore dello scintillatore granularità Lettura individuale di tutti i canali importante ma elettronica più complessa

8 T1 T2 STIR Alcuni risultati da trias clinici con rivelatore singolo: Caso 1: donna operata risultati dubbi (recidiva, residuo da operazione?), da mammografia si sono rivelati negativi con mammoscintigrafia, risonanza, ecografia e biopsia. Caso 2: mammografia dubbia (microcalcificazioni) risultati diversi da risonanza ed ecografia, negativi da mammoscinigrafia e biopsia. Caso 1 Caso 2 ALCUNI RISULTATI DI PROVE CLINICHE DELLO SCINTIMAMMOGRAFO NMR Scintimammo Rx Scintimammo Lesame scintimammografico risulta negativo

9 Caso 3. Caso dubbio da mammografia: tumore (< 10 mm) da mammoscintigrafia e biopsia Evoluzione del progetto Costruzione di un rivelatore dual con proposta di uso di tecnica originale per scintigrafia: la tecnica di spot compression consente di avvicinare il rivelatore alla lesione con vantaggi rilevanti in termini di efficienza (sensibilita) e risoluzione spaziale e quindi di Signal to Noise Ratio (SNR) e cioe di rivelabilita del tumore. LSNR e ulteriormente migliorato mediante luso di modalita particolari e tecniche di collimazione del tipo pinhole e (possibilmente) multipinhole che consentono di aumentare lefficienza di rivelazione Italian Patent Pending No. RM2008A Le caratteristiche del sistema e le modalita operative proposte consentono di migliorare le capacita diagnostiche anche in casi particolarmente difficili (tumori vicini al torace e) quindi in condizioni di fondo di notevole entita

10 Vantaggi della spot compression in modalita duale: Miglior risoluzione spaziale, miglior sensibilita Migliore rivelabilita per tumori piccoli


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