Applicazioni
pp
in campo
p sanitario
A scopo diagnostico
A scopo terapeutico
Diagnostica
g
medica
Problema più delicato e importante
L’effetto dannoso delle radiazioni
ionizzanti durante le indagini
diagnostiche deve essere nullo
(minimo) perché lo stato del paziente
non deve essere alterato
Per esposizione
P
sp si i n alle
ll radiazioni
di i ni
ionizzanti di esseri viventi
DOSE EFFICACE
Dose Efficace = Dose × QF
Q
QF è il fattore di qualità
L’unità
à di misura della dose
efficace è il Sievert (Sv)
1 Sv = 1 Gy × QF
Ill f
fattore di qualità
l à tiene conto di
molti parametri
Il fattore di qualità tiene anche conto del sesso e dell’età
Nelle indicazioni del 2009 sono stati cambiati alcuni dei
fattori relativi ai tipi di tessuto: cornea particolarmente
sensibile e seno molto più sensibile di quanto stimato in
precedenza, mentre le gonadi sembrano essere meno sensibili
Effetti sugli
g esseri umani derivanti da differenti livelli
di dose
Dose o rateo di dose
Effetti clinici
1000 Sv
Morte entro pochi secondi
100 Sv
Distruzione dei centri nervosi e delle funzioni cardiovascolari: morte entro minuti od ore
10 Sv
Necrosi dei tessuti rigenerativi: 100% morti entro 30
30-60
60 giorni
1 Sv
Lievi sintomi di irradiamento: nessun caso di morte
100 mSv
Effetti deboli e non rilevabili
100 mSv/giorno
Debilitazione in 3-6 settimane: morte in 3-6 mesi
10 mSv/giorno
Debilitazione in 3-6 mesi: morte in 3-6 anni
0,01 mSv/giorno
Massima dose ammissibile per la popolazione (3,6 mSv/anno)
Circa 0,003 mSv/giorno
Irraggiamento medio dovuto al fondo naturale (1,08 mSv/anno)
La dose massima ammissibile p
può variare in funzione di
particolari condizioni (gravidanza)
I caso di pericolo
In
i l di vita
it sii può
ò arrivare
i
per accertamenti
t
ti
clinici a 1 Sv + 2 Sv addizionali (braccia + mani)
Diagnostica medica
Sviluppi della radiografia
Utilizzo di mezzi di contrasto per
p
analizzare organi trasparenti ai
raggi X
Da immagini bidimensionali a
immagini tridimensionali:
TAC
Diagnostica medica
Nuclear Imaging:
g g usa
radioisotopi emettitori di raggi
gamma
51Cr
studi sulle cellule
ematiche
13N
studi sul cellule
epatiche e renali
131I
studi sulla tiroide
Scintigrafia
g
ossea
con 99Tc
Diagnostica medica
Analisi PET: positron emission tomography
PET produces images of the body by detecting the
radiation emitted from radioactive substances. These
hese
substances are usually tagged with a radioactive atom,
such as Carbon-11, Fluorine-18, Oxygen-15, or
Nitrogen-13, that
h has
h a short
h
decay time emitting a
positron.
The positron travels a few millimeters
only to be annihilated by a nearby
atomic
t i electron,
l t
emitting
itti ttwo 511 keV
k V
gamma rays in opposite directions.
The substances are administered to the
patient intravenously o by inhalation.
Diagnostica medica
Analisi PET: p
positron emission tomography
g p y
In particolare permette di studiare il nostro
organo più complesso e più misterioso (epilessia,
(epilessia
Alzheimer e demenza)
Immagini PET del cervello di un paziente affetto
da Alzheimer (sinistra) e di un paziente con
demenza frontotemporale (destra)
Dose massima ammissibile =
3 6 mSv/anno
3,6
S /
Radiation Passport 1.1.0: una nuova applicazione per Apple iPhone ed iTouch
A cura di Andrea Magistrelli ([email protected])
(amagistrel@sirm org)
La Tidal Pool Software, società di sviluppo canadese, ha introdotto una nuova
applicazione per iPhone ed iTouch
iTouch, finalizzata a tutti gli utenti che vogliano
tenere traccia delle radiazioni ionizzanti cui sono esposti per il fondo di
radiazione naturale e per finalità diagnostiche, con la possibilità di calcolare
una stima di rischio di sviluppare neoplasie radio
radio-indotte.
indotte.
Questa applicazione, sviluppata solo sulla base dei dati della letteratura
scientifica e senza il supporto di personale medico o di fisici sanitari, a detta
degli
g stessi produttori
p
si pone
p
l’obiettivo di “educare il Paziente sulle radiazioni
ed il rischio neoplastico associato agli esami e le procedure di imaging cui i
medici vogliono che uno si sottoponga”, sebbene venga ricordato che in ogni caso
il software fornisce solo una stima del rischio di sviluppare neoplasie e che
tuttavia esistono diversi metodi di stima del rischio associato.
Detto questo, un software sviluppato da personale non medico che viene
utilizzato da persone “auto-didatte”, non può far altro che creare inutili ansie
nei pazienti che
h devono
d
sottoporsi ad
d esami diagnostici,
d
o peggio ancora
dissuaderli per paura di sviluppare neoplasie.
Valutando attentamente le nuove frontiere della (dis)informazione sarebbe
auspicabile
i bil llo sviluppo
il
di una reale
l controproposta
t
t prodotta
d tt con l’l’ausilio
ili d
della
ll
comunità medica e dei fisici sanitari.
Gli specialisti
i li ti radiologi
di l i d
della
ll M
Medical
di l U
University
i
it of
f
South Carolina hanno creato un sito web
(www xrayrisk com) dedicato a quei pazienti che
(www.xrayrisk.com)
vogliono calcolare la dose radiante delle comuni
procedure diagnostiche
p
g
(radiografie,
g
esami TAC e di
nuclear imaging). La finalità è quella di dare
informazioni utili e serie circa il rischio di sviluppare
neoplasie
l i come risultato
i lt t d iindagini
d i i di
diagnostiche
ti h
facilitando la discussione tra il medico e il paziente
correttamente informato.
informato
Il sito è anche dotato di una sezione FAQ’S
Terapia medica: trattamento tumori
effetto
ff tt kill
killer delle
d ll radiazioni
di i i ad
d alta
lt
energia
Obiettivo: preservare i tessuti sani
agendo solo su quelli tumorali
Dosi molto più alte rispetto alla
diagnostica medica
Terapia medica
Cobaltoterapia
(gamma knife
total body irradiation)
Tomoterapia
BNCT
Adroterapia
Tomoterapia
m
p
Una tecnica per radioterapia con fasci esterni
sviluppata
pp
recentemente è la Tomoterapia
p elicoidale
“Hi-Art (Highly Adaptive RadioTherapy).” Questa
tecnica si avvale di un'apparecchiatura ideata negli
Stati Uniti nei primi anni novanta presso l’Università
à
di Madison (Wisconsin) e progressivamente
perfezionata
f i
t fino
fi a di
diventare
t
una sofisticata
fi ti t ed
d
efficace unità di trattamento radioterapico dei
tumori Questo tipo di dispositivo è attualmente
tumori.
(2005) presente in circa 200 centri sanitari nel
mondo dei quali 35 in Europa.
mondo,
Europa I Centri italiani che
dispongono di Tomoterapia sono otto, situati a
Milano, Aviano, Genova, Modena, Meldola (FC), Reggio
Emilia e Napoli
La sorgente radiogena è costituita da un acceleratore lineare,
generalmente da 6 MeV.
MeV Tale sorgente può ruotare
ruotare, guidata
dal computer, in modo continuo attorno al paziente adagiato
su un lettino di trattamento, che a sua volta può muoversi
contemporaneamente sul piano orizzontale, in coordinamento
con il movimento della sorgente.
L’apparecchiatura è associata ad un PET/TAC per un’accurata
definizione dei volumi di trattamento in tempo reale e ad
adeguate tecniche di controllo del posizionamento del
paziente e del movimento respiratorio.
Si possono erogare dosi più elevate in un numero di frazioni
nettamente ridotto
ADROTERAPIA
Caratteristiche degli adroni
(protoni nuclei di carbonio 12
(protoni,
12, nuclei di azoto 13):
modalità di deposizione dell’energia
Caratteristiche degli adroni:
deposizione dell’energia
dell energia
Caratteristiche degli adroni:
deposizione dell’energia
Vantaggio dei nuclei di carbonio 12:
trattare tumori radioresistenti
d
ADROTERAPIA
Nata per il trattamento di un melanoma
del retro occhio
((4 trattamenti
m
da 90 s in una settimana)
m
)
Costi: 40
40.000.000
000 000 – 100.000.000
100 000 000 euro
+ ca. 40.000 euro per paziente
Aumentando l’energia degli adroni si
possono trattare tumori profondi
((tratto testa-collo;; polmoni,
p
, fegato,
g
,
pancreas; prostata)
Centri di adroterapia
operativi nel mondo
Centri
ntr di a
adroterapia
rot rap a
non ancora operativi (*)
o in costruzione
nel mondo
In It
I
Italia
li sii stanno
t
cercando fondi per
altri centri a
Roma, Firenze e
Mestre
Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica
CNAO – Pavia
P i
Inaugurato il 15 febbraio 2010
Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica
CNAO – Pavia
P i
Lavora con protoni
L
t i d
da 230 MeV
M V e
nuclei di carbonio 12 da 4800 MeV
Costo 125.000.000 euro
A regime nel 2013 potrà trattare 3000
pazienti/anno (2-3
(2 3 min/irradiamento per un
totale di 10 sedute)
Potenzialità lavorative: 13 ore al giorno per 5
giorni alla settimana con 150 unità di personale
CNAO - Pavia
Panoramica del sincrotrone. Si vedono i magneti deflettori
(blu) e la cavità a radiofrequenza (rossa) che accelera le
particelle che circolano nell’anello (106 giri/s)
CNAO - Pavia
Nello schema del Centro nazionale progettato da TERA si
vedono le tre sale di trattamento con i loro quattro fasci, tre
orizzontali e uno verticale
CNAO - Pavia
MEDICINA NUCLEARE METABOLICA
Usa anticorpi marcati, cioè sostanze marcate a
localizzazione metabolica in g
grado di
raggiungere selettivamente l’organo bersaglio
32P
per leucemia (t1/2 = 14
14,3
3 d)
198Au
per prevenzione da metastasi da tumore
ovarico (t1/2 = 2,7 d)
131I per ipertiroidismo e tumore alla tiroide (t
1/2
= 8 d)
153Sm
(t1/2 = 46,7 h), 186Re (t1/2 = 90,6 h),
188Re (t
1/2 = 17 h) per riduzione del dolore da
tumori ossei
