La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

D. SCANNICCHIO 2013 01/42 LA FISICA IN MEDICINA GLI ACCELERATORI NUCLEARI NELLA TERAPIA DEI TUMORI Domenico Scannicchio Dipartimento di Fisica - Ordinario.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "D. SCANNICCHIO 2013 01/42 LA FISICA IN MEDICINA GLI ACCELERATORI NUCLEARI NELLA TERAPIA DEI TUMORI Domenico Scannicchio Dipartimento di Fisica - Ordinario."— Transcript della presentazione:

1 D. SCANNICCHIO 2013 01/42 LA FISICA IN MEDICINA GLI ACCELERATORI NUCLEARI NELLA TERAPIA DEI TUMORI Domenico Scannicchio Dipartimento di Fisica - Ordinario di Fisica Medica Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia Università di Pavia Milano, 20 febbraio 2013 ISTITUTO LOMBARDO ACCADEMIA DI SCIENZE E LETTERE

2 RADIAZIONI RADIAZIONI: - elettromagnetiche - corpuscolari (particelle) 02/42 D. SCANNICCHIO 2012D. SCANNICCHIO 2013

3 SPETTRO ELETTROMAGNETICO 03/42 VISIBILE RAGGI GAMMA RAGGI X U.V.I. R. MICRO ONDE RADIO D. SCANNICCHIO 2013

4 PRODUZIONE DI RAGGI X E GAMMA raggi X produzione artificiale tubi a raggi X reattori nucleari raggi gamma produzione naturale produzione artificiale emissione di raggi da nuclei radioattivi (radionuclidi) acceleratori di particelle 04/42 D. SCANNICCHIO 2013

5 electroni nucleo neutroni protone atomi neutroni protoni adroni MATERIA nucleo singoli fasci per adroterapia ~ 1985 centri medici di adroterapia ~ 1990 05/42 D. SCANNICCHIO 2013

6 06/42 D. SCANNICCHIO 2013 PARTICELLE nuclei ions electrons muons (from cosmic rays) hadrons : - protons - neutrons - mesons

7 PRODUZIONE DI PARTICELLE particelle cariche produzione naturale produzione artificiale radiazione cosmica acceleratori di particelle emissione da nuclei radioattivi (radionuclidi) neutroni produzione artificiale reattori nucleari D. SCANNICCHIO 2013 07/42

8 > 1990 D. SCANNICCHIO 2013 08/42

9 ASSORBIMENTO della RADIAZIONE nella MATERIA interazione con strutture atomiche e molecolari rilascio di energia con rottura di legami produzione di cariche elettriche in moto (ioni) ionizzazione assorbimento: Linear Energy Transfer (LET) 09/42 radiazioni a modesto LET (X, gamma, elettroni) radiazioni a grande LET (protoni, ioni nucleari) perdita progressiva di energia fino allarresto (range R) LET dipende da E, d, Z materia D. SCANNICCHIO 2013

10 ASSORBIMENTO della RADIAZIONE nella MATERIA unità di energia: UNITA PRATICA SU SCALA ATOMICA : elettronVolt (eV) = 1.6 10 –19 joule MeV (mega-elettronVolt) = 10 6 eV GeV (giga-elettronVolt) = 10 9 eV TeV (tera-elettronVolt) = 10 12 eV D. SCANNICCHIO 2013 10/42 SISTEMA INTERNAZIONALE : joule (J)

11 ASSORBIMENTO della RADIAZIONE nella MATERIA D. SCANNICCHIO 2013 11/42 DOSE ASSORBITA: D = energia assorbita massa SISTEMA INTERNAZIONALE : gray (Gy) = 1 joule/1 kg gray (Gy) = 100 rad

12 ASSORBIMENTO della RADIAZIONE CORPUSCOLARE 12/42 scala logaritmica protoni mesoni elettroni alfa T T D. SCANNICCHIO 2012D. SCANNICCHIO 2013

13 ASSORBIMENTO della RADIAZIONE CORPUSCOLARE raggi X elettroni RADIOTERAPIA CONVENZIONALE D. SCANNICCHIO 2013 13/42 protoni ioni carbonio ( 12 C) altri ioni ( 4 He, 14 N, 16 O) neutroni ADROTERAPIA

14 D. SCANNICCHIO 2013 14/42

15 CONFRONTO dose pelle = 1 profondità di tessuto picco di Bragg protoni 200 MeV (profondità fissata) protoni a diverse energie per coprire profondità raggi X 22 MeV 22 MeV elettroni raggi da 60 Co 200 keV raggi unità 15/42 D. SCANNICCHIO 2013

16 ionizzazione relativa dati sperimentali ASSORBIMENTO di IONI 16/42 D. SCANNICCHIO 2013

17 COLLIMAZIONE 17/42 D. SCANNICCHIO 2013

18 X ray COLLIMAZIONE 18/42 D. SCANNICCHIO 2013

19 CONFRONTO 0 10 20 cm 0 10 20 protoni 200 MeV cm da da frenamento di elettroni da 25 MeV protoni 200 MeV 19/42 D. SCANNICCHIO 2013

20 20/42

21 ASSORBIMENTO della RADIAZIONE nella MATERIA BIOLOGICA DOSE BIOLOGICA ASSORBITA: D biologica = RBE D fisica D. SCANNICCHIO 2013 21/42 SISTEMA INTERNAZIONALE : sievert (Sv) = RBE 1 Gy sievert (Sv) = 100 rem = 100 RBE rad

22 D. SCANNICCHIO 2013 22/42

23 23/42 LET (keV/ m) LINEAR ENERGY TRANSFER (LET) D. SCANNICCHIO 2013

24 24 D. SCANNICCHIO 2013 24/42

25 D. SCANNICCHIO 2013 25/42

26 D. SCANNICCHIO 2013 26/42

27 PIANO di TRATTAMENTO D. SCANNICCHIO 2013 27/42 tipo di cellule neoplastiche posizione del tumore conformazione del tumore prossimità organi vitali definizione direzioni di irraggiamento (campi) parametri del fascio (dimensioni, energie) numero sessioni e dosi

28 D. SCANNICCHIO 2013 28/42

29 D. SCANNICCHIO 2013 29/42

30 Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica D. SCANNICCHIO 2013 30/42 studio del progetto iniziato 1992 (CERN e INFN) acceleratore protoni e ioni carbonio (sincrotrone) sistema magnetico tradizionale 3 sale di trattamento fasci orizzontali e verticale (una sala) sala dedicata ad attività di ricerca accurata progettazione edilizia progettazione sistemi di misura della dose progettazione sistemi di sicurezza sperimentazione su animali sistemi diagnostici integrati (TC, RM, PET) costruzione iniziata nel 2004, terminata nel 2008 installazione e test alta tecnologia 2008-2011

31 31/42 D. SCANNICCHIO 2013

32 15.12.2005 30.07.2006 D. SCANNICCHIO 2013 32/42

33 33 D. SCANNICCHIO 2013 33/42 CNAO

34 D. SCANNICCHIO 2013 34/42

35 D. SCANNICCHIO 2013 35/42 SALA di TRATTAMENTO

36 D. SCANNICCHIO 2013 36/42 SALA di TRATTAMENTO

37 TECNICHE di POSIZIONAMENTO D. SCANNICCHIO 2013 37/42 sistema di immobilizzazione personalizzato piano di carbonio con markers di riferimento markers distribuiti sullarea irraggiata posizionamento sul piano di carbonio nel locale CAP (Computer Aided Positioning) trasporto nella posizione di trattamento aggancio sul lettino robotizzato mobilizzazione del lettino secondo il piano di trattamento controlli accurati posizionamento (RX e IR) esecuzione trattamento: circa 100-200 secondi/campo controllo continuo della posizione (100 Hz)

38 TECNICHE di POSIZIONAMENTO D. SCANNICCHIO 2013 38/42 markers distribuiti sullarea irraggiata mobilizzazione del lettino secondo il piano di trattamento controlli accurati posizionamento (RX e IR)

39 TECNICA di IRRAGGIAMENTO scanning beam D. SCANNICCHIO 2013 39/42

40 D. SCANNICCHIO 2013 40/42

41 D. SCANNICCHIO 2013 41/42

42 TERAPIE in CORSO D. SCANNICCHIO 2013 42/42 sperimentazione - iniziata settembre 2011 (solo protoni 1 sala di trattamento) - ottobre 2012 (terapie anche con ioni carbonio) - attualmente 67 pazienti (di cui 14 in corso di terapia) - 7 pazienti anche ioni carbonio - 15-20 sessioni per paziente - marzo 2013: 2 a sala di trattamento attiva - inverno 2013: 3 a sala di trattamento attiva - entro 2014 termine sperimentazione (250 pazienti - circa 12 protocolli)

43 SVILUPPI FUTURI D. SCANNICCHIO 2013 A/42 diagnostica avanzata sviluppo tecnologie avanzate studi clinici informatizzazione diffusa e avanzata sviluppo piani di trattammento e analisi automatica delle immagini FUSIONE IMMAGINI 3D, PET ON-LINE TESTATA ISOCENTRICA, TRATTAMENTO TUMORI IN MOTO CASUALE IMPIEGO DELLA RETE DI CALCOLO GRID


Scaricare ppt "D. SCANNICCHIO 2013 01/42 LA FISICA IN MEDICINA GLI ACCELERATORI NUCLEARI NELLA TERAPIA DEI TUMORI Domenico Scannicchio Dipartimento di Fisica - Ordinario."

Presentazioni simili


Annunci Google