03 Aprile 2009 Dispositivi per Imaging Molecolare / ISS-TeSa 1 Distretto Bioscienze Lazio Rivelazione preclinica di tumori alla mammella … E. Cisbani Istituto Superiore di Sanità Dipartimento Tecnologie e Salute

03 Aprile 2009 Dispositivi per Imaging Molecolare / ISS-TeSa 2 Contesto  Cancro della mammella = tumore più diffuso nella donna  Diagnosi precoce  probabile assenza di metastasi  successo della cura  Necessità di rivelazione di tumori piccoli (<10 mm, possibilmente ≤5 mm)  Mammografia a raggi X = tecnica di diagnosi più utilizzata, molto sensibile ma non specifica, non fornisce informazioni sulla natura delle lesio ni, e è poco efficace su tessuto denso Progetto e sviluppo di un dispositivo avanzato per diagnosi precoce del cancro della mammella mediante imaging molecolare con radionuclidi. Requisiti: risoluzione <10 mm, alta specificità, buona sensibilità, campo di vista adeguato 

03 Aprile 2009 Dispositivi per Imaging Molecolare / ISS-TeSa 3 La tecnica “Single Photon” Paziente iniettato con radiofarmaco, localizzato secondo le sue proprietà metaboliche (tracciante) Raggi gamma emessi dal radiofarmaco raggiungono il rivelatore 1.Collimatore Proietta i gamma sul piano di scintillazione e permette la formazione dell’immagine 2.Scintillatore Converte i gamma in luce 3.Fotosensore Converte la luce in segnale elettrico 4.Elettronica di Lettura Amplifica e digitizza i segnali elettrici, quindi elaborati per mezzo di algoritmi di ricostruzione 5.Procedura di ricostruzione Elabora i segnali tramite computer e produce l’immagine che rappresenta la densità del radiotracciante.

03 Aprile 2009 Dispositivi per Imaging Molecolare / ISS-TeSa 4 Attività di ricerca e sviluppo Ottimizzazione dell’accoppiamento collimatore+scintillatore+rivelatore di fotoni attraverso codici MonteCarlo e misure di laboratorio Sviluppo di elettronica a canali indipendenti (unica!) Sviluppo software di ricostruzione Calibrazione e trial clinici

03 Aprile 2009 Dispositivi per Imaging Molecolare / ISS-TeSa 5 Elettronica Canali Indipendenti Canali indipendenti (unica) Self-triggering sofisticato Fast Readout Fino a 4096 canali Finanziamenti: ISS + INFN + Filas

03 Aprile 2009 Dispositivi per Imaging Molecolare / ISS-TeSa 6 Rivelatore duale con spot compression Consente di avvicinare il rivelatore alla lesione con vantaggi rilevanti in termini di efficienza (sensibilità) e risoluzione spaziale e quindi di rivelabilità del tumore. Sottomesso per brevetto

03 Aprile 2009 Dispositivi per Imaging Molecolare / ISS-TeSa 7 Vantaggi Parallel Hole Collimator Pin hole collimator Immagine di fantoccio

03 Aprile 2009 Dispositivi per Imaging Molecolare / ISS-TeSa 8 Sistema Duale Prototipo Testa inferiore con collimatore fori paralleli Testa superiore con collimatore pin-hole Box elettronica Sistema di movimentazione testa “piccola” Trial clinici in corso di analisi

03 Aprile 2009 Dispositivi per Imaging Molecolare / ISS-TeSa 9 5 mm VS VD 5 mm VS VD Sistema SPECT per studi su modelli animali (topi) Sezioni longitudinale (sopra) e trasversale (sotto) dell’immagine di perfusione miocardica in vivo su topo sano attraverso somministrazione di 6.7 mCi di 99m Tc-MIBI. I ventricoli destro (VD) e sinistro (VS) sono chiaramente visibili nell’immagine. Sapienza, ToV, CNR/Uni-Napoli, INFN, JHU, JLab Small animal imaging Studio preclinico patologie umane su modelli animali: identificazione delle placche aterosclerotiche vulnerabili Studio dell’efficacia terapeutica: migrazione, homing, trafficking e riparazione delle cellule staminali nella cura dell’infarto Ulteriori applicazioni

03 Aprile 2009 Dispositivi per Imaging Molecolare / ISS-TeSa 10 Sviluppi futuri Massimizzare utilizzo delle peculiarità dell’elettronica multicanale (smart triggering) Ottimizzare il software di ricostruzione (coregistrazione/fusione immagini duali) Integrazione di altre modalità (MRI) Sviluppo di apparati con nuovi rivelatori di fotoni (SiPM) in sostituzione dei tradizionali fotomoltiplicatori

03 Aprile 2009 Dispositivi per Imaging Molecolare / ISS-TeSa 11 Finanziamenti Progetto di Ricerca Finalizzata Ministero della Sanità (ISS+ToV+CNR-Napoli) Progetto NIH (ISS+NIH+DOE) Progetto IMMOCID (ISS+Filas+INFN) Fondi interni ISS e coinvolgimento di aziende dei settori meccanica di precisione e realizzazione elettronica ad alta integrazione