Dipartimento di Fisica a.a. 2003/2004 Fisica Medica 2 Radioterapia 18/4/2005

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Bianca Giovannini
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1 Dipartimento di Fisica a.a. 2003/2004 Fisica Medica 2 Radioterapia 18/4/2005

2 Trattamento del cancro Causa principale di morte (in Europa ed USA) Da rapporti recenti della UE: Nessun risultato dopo terapia 50 % Chirurgia 24 % Radioterapia 14 % Chirurgia e radioterapia 9 % 50 % Altri trattamenti 3 % Il miglioramento della terapia è dato dal CONTROLLO LOCALE DEL TUMORE

3 Individuazione Attenzione particolare deve essere riservata a: Formazione di agglomerati anomali e studio angiogenesi Controllo delle reazioni chimico- biologiche in particolare per la produzione di composti ossigenati con la formazione di radicali liberi

4 Come funziona la radioterapia? Individuazione focolai della zona tumorale (microscopio elettronico) Modificare, con le radiazioni, la catena del DNA

5 Effetto Raggi X La modifica del DNA è dovuta da ionizzazioni sempre più importanti con l aumentare dell energia oppure, a energia costante, con l aumentare della massa della particella deposizione energia Protone Particella α Ione C E = 1 MeV/u 1 nm

6 Dose-effetto Compromesso tra dose irradiata al tumore e complicazioni negli organi/tessuti adiacenti

7 Radiobiologia Cellule differentemente radiosensibili durante il loro ciclo vitale Eliminazione del focolaio neoplastico ottenuto: morte di tutte le cellule patologiche compromissione di tutte le attività metaboliche o proliferative (angiogenesi) Irraggiamento (dose) in un singolo trattamento meno efficace di dosi frazionate che trattano le cellule nelle diverse fasi del ciclo mitotico (differenti radiosensibilità alla cura)

8 Effetto di recupero del tessuto malato/sano a parità di dose risulta maggiore per dosi frazionate Le cellule che si possono rigenerare è infatti tanto minore tanto più la dose viene suddivisa in distinti trattamenti Dosi frazionate

9 Come si ottengono le particelle? Acceleratori di particelle Lawrence con il primo modello di ciclotrone Moderno sistema di trasporto di fasci da acceleratori di particelle medicali

tessuti circostanti Sistemi multilamellari per

10 Apparecchiature Testate ruotanti per meglio focalizzare le cellule tumorali risparmiando i tessuti circostanti Sistemi multilamellari per conformare esattamente il volume del tumore da trattare (conformazione in x-y)

11 Terapia conformazionale Piano di trattamento contorno e numero di sessioni Riuscire a dare il massimo di dose ai tessuti tumorali risparmiando i tessuti sani circostanti

12 Particelle utilizzate Essenzialmente elettroni ottenuti mediante acceleratori lineari ovvero particelle γ o raggi X ottenuti da scattering elettronico

13 Adronterapia Nuova possibilità di cura utilizzo di protoni al posto di elettroni o raggi gamma Dose profondità (cm) usabile per tumori ben definiti e ben localizzzati

14 Protonterapia Due fasci Quattro fasci

15 Modulazione del fascio I fasci di protoni possono essere assai differenti Larghezza del picco di Bragg Dose in entrata Larghezza del fall-off

16 Modulazione Si può riuscire a conformare il fascio come desiderato modulando differenti picchi di Bragg (conformazione in z)

17 Utilizzo protonterapia Più di pazienti curati finora con protoni trattamento standard per vari tipi di tumori melanomi oculari tumori della base cranica tumori della colonna vertebrale sovradosaggio del trattamento convenzionale tumori del distretto cervicocefalico tumori del torace tumori dell addome tumori dello scavo pelvico

18 Nel mondo Crescita esponenziale di centri dedicati

19 Acceleratori dedicati non solo protoni ma anche ioni!

20 HIMAC Heavy-Ion Medical Accelerator in Chiba

21 Italia? CATANA (INFN-LNS) fino a 60 MeV funzionante per melanoma dell occhio! Centro Nazionale di Adronterapia: CNA in costruzione a Pavia protoni fino a 250 MeV (e ioni) Due centri in progetto a Catania e a Trento

22 Il futuro Nuovi centri sia in Europa che in US e Giappone

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