Adroterapia (3)

1. Università Cattolica di Roma Facoltà di Medicina e Chirurgia Scuola di Specializzazione in Fisica Sanitaria Adroterapia (3) Andrea Pentiricci

2. - Terapia con ... - Principi base di radioterapia - Adroterapia: LET, RBE e OER - Trasmissione della dose e picco di Bragg - Microdosimetria - Adroterapia in Italia

3. Effetti radiobiologici degli adroni aumento del potere letale del trattamento e diminuzione contemporanea dei danni al tessuto sano (scala macroscopica)

4. LET: buon indicatore della qualità della radiazione? • densità di ionizzazione media • di una particella carica senza • riferimento alla sua • distribuzione radiale micro (nano) dosimetria • natura casuale delle perdite • d’energia lungo la traccia • l'aumento dell'RBE delle radiazioni • densamente ionizzanti è correlato • alle cessioni di energia su distanze • del nanometro

5. Microdosimetria in adroterapia • energia media rilasciata • sue fluttuazioni a livello cellulare energia specificaz =e / m volume piccolo, basse dosi energia specifica per volume criticoz* volume sensibile ad almeno un evento di perdita di energia

6. z* a diverse profondità lungo l’asse del fascio, per valori diversi di dose 60Co • parte in grigio = fluttuazioni a una • deviazione standard • linea tratteggiata = numero % di • volumi colpiti da almeno un evento • dose macroscopica a cui sono • colpiti il 99% dei volumi sensibili protoni 160 MeV

7. considerazioni • oltre le frecce z* medio è uguale a D ma le fluttuazioni statistiche nei protoni sono più ampie • alla dose terapeutica di D = 2 Gy (linea verticale) le fluttuazioni di z* sono diverse nei due casi • probabilmente il destino delle cellule irraggiate è legato molto di più ai massimi valori di z* piuttosto che ai suoi valori medi

8. struttura della traccia e suo profilo radiale profilo medio della densità d’energia misurato perpendicolarmente alla traiettoria

9. un bersaglio con dimensioni del nanometro: il DNA "bersaglio biologicamente significativo" per le radiazioni gli ioni leggeri C hanno maggiore probabilità di rompere entrambe le eliche del DNA delle cellule mentre non ci si aspetta la stessa rilevanza per radiazioni a basso LET dosimetria nanometrica

10. da un punto di vista degli effetti globali, determinazione della capacità clonogenica residua curve di sopravvivenza e RBE • tipo di radiazione utilizzata • tipo di cellula investita spalla no frazionamento nel picco di Bragg rispetto al plateau i protoni hanno un RBE maggiore

12. - Terapia con ... - Principi base di radioterapia - Adroterapia: LET, RBE e OER - Trasmissione della dose e Picco di Bragg - Microdosimetria - Adroterapia in Italia

13. (“Verso una coordinazione della ricerca sul cancro in Europa“, Cancer Research Working Party)

14. Modulated Beam Lateral Dose Distribution 120 100 Diode Gaf 80 Radiografic Film Signal % 60 40 20 0 -30 -20 -10 0 10 20 30 Position (mm) Progetto CATANA (Centro di AdroTerapia e Applicazioni Nucleari Avanzate) • Collaborazione INFN-LNS, Dipartimento di Fisica, Istituto di Oftalmologia e Istituto di Radiologia dell’Università di Catania • Ciclotrone superconduttore: 62 MeV • (range 3 – 4 cm, melanomi oculari) • Omogeneità laterale entro il 5% per un campo di 25 mm • In progetto nuovo ciclotrone: 250 AMeV per p, 12C

16. Modulatore e “Range shifter” Campo luce Sistema di diffusione Camere monitor Laser

19. CNAO (Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica)

20. dettaglio di una sala per trattamenti

21. testata isocentrica

22. retro della testata isocentrica

23. Luglio 2004: firmata convenzione con INFN • Sincrotrone + LIBOs: • 250 MeV (p), 400 MeV/u (12C)  27 cm • Produzione di radionuclidi

24. Linear Booster ciclotrone output energy = 200 MeV input energy = 30 MeV

26. raster scanning uniformità  2.5%

27. schema di un sistema di distribuzione della dose “attivo“: impiego di magneti deflettori comunemente usati per piegare i fasci di particelle presso gli accelleratori usati per la ricerca fondamentale

29. LLU ~1000

30. L’adroterapia nel mondo

31. HIMAC, Chiba, Giappone

34. FINE