LA MORTALITA PREMATURE DA CANCRO: UN DRAMMA CHE SI PUO EVITARE Come?

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1 Per debellare la Mortalità Prematura da Cancro LA MORTALITA PREMATURE DA CANCRO: UN DRAMMA CHE SI PUO EVITARE Come? Mettendo tra loro a confronto le proposte basate su argomentazioni scientifiche che offrono le maggiori potenzialità di riduzione della mortalità prematura da cancro. Dario Crosetto Venerdì 2 dicembre 2011, ore 21,00 Chiesa del Gesù, Via Umberto I, Vigone - Italy com 1

2 Parte 1 CANCRO: DIMENSIONE DEL PROBLEMA Magri risultati. I risultati sono limitati: perché non si domanda a coloro che spendono i tuoi soldi i soldi cioè delle donazioni e delle tasse- di fornire una stima della percentuale di riduzione della mortalità prematura da cancro e dei costi che essi si aspettano di ottenere con i loro progetti a fronte dei finanziamenti richiesti? Necessità di un cambiamento nella direzione della Ricerca sul Cancro 2

3 Non solo le RISPOSTE dei Decision Makers ma anche le nostre, quelle che forniamo ai nostri interlocutori (colleghi, amici, società), e che consapevolmente e deliberatamente non si attengono alla VERITA, evidenziano un COMPORTAMENTO non etico e non responsabile (a volte in contraddizione con la propria mission e con le leggi) ed impediscono la soluzione di molti problemi. Questi problemi si potrebbero risolvere mettendo in luce le CONTRADDIZIONI insite in tale comportamento, provvedendo poi a scioglierle facendo prevalere il rispetto per gli altri, la VERITA SCIENTIFICA e l appicazione delle leggi in difesa dell interesse del cittadino. Queste diapositive e il documento al sito forniscono esempi di RISPOSTE che hanno danneggiato non solo singole persone ma l intera società. Essi analizzano un problema molto grave, non ancora risolto, che tocca oltre il 45% della popolazione del mondo, miete PREMATURAMENTE oltre 6,5 milioni di vite all anno e costa annualmente ben 670 Euro ad ognuno di noi. Questa calamità è IL CANCRO Per continuare premere il tasto spazio.

4 Il CANCRO è una CALAMITA che miete prematuramente piu vite di qualsiasi malattia, guerra, disastro, ecc. L Organizzazione Mondiale della Sanità stima che le vittime annuali di cancro (6,5 milioni) raddoppieranno nei prossimi 20 anni se non troveremo rimedi efficaci. i 4

5 Cause della mortalità prematura nel mondo (età 0-69) Fonte: Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS). La calamità peggiore è quella che miete più vittime prematuramente, non quella con un numero TOTALE di decessi più alto! Di fronte ad una malattia che miete il 60% delle vittime a 99 anni e ad un altra che ne miete il 40% a 35 anni, quale necessita di maggiori attenzioni ed investimenti? 5

6 Dettagli dall OMS sulle cause della mortalità nel mondo Fonte: Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS). 6

7 Cause della mortalità prematura nel mondo (età 0-14) Fonte: Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS). org/doc/43 pdf 7

8 Costo Economico Globale del Cancro: Oltre un Triliardo di dollari/anno Studio nel 2010 del costo del cancro paragonato alle altre malattie effettuato dalla Fondazione LiveStrong e dell American Cancer Society. Pagina 8 del rapporto 8

9 COME E STATA AFFRONTATA LA CALAMITA DEL CANCRO? 9

10 1,3 milioni di nuovi casi di cancro sono diagnosticati ogni anno negli USA Persone diagnosticate con il cancro, sopravvissute e decedute per cancro ogni persone Fegato (M) Utero (F) Intestino Polmone (M & 8Bronchi 2.9 (M) 10.9 Ovarie (F) Pancreas ( Prostata (M) Colon & Re Seno (F) Prostata (M 30 Seno (F) Polmone & Colon & Retto (M) Pancreas (M) Ovarie (F) Incidences Survivals Deaths Intestino (M) Utero (F) Fegato (M) Source: National Institutes of Health, National Cancer Institutes Casi per 100,000 10

11 IL COSTO ECONOMICO DEI TRATTAMENTI PER IL CANCRO NEGLI U.S.A. Il costo del cancro è aumentato di 100 volte negli ultimi 50 anni (In confronto, il costo dei generi alimentari di prima necessità negli USA è aumentato solo di 4 volte nello stesso periodo). Come si spiegano tali ingenti aumenti dei costi senza risultati? La riduzione della mortalità da cancro è stata appena del 5%, mentre le malattie al cuore hanno registrato una riduzione del 64%). Source: Clifton Leaf: Bethesda, June 21, 2007

12 Perché il costo annuale del cancro nel 2010 era di $856 procapite? massimale?) (Ed aumenterà nei prossimi anni. Possiamo stabilire un $263.8 miliardi / 308 milioni = $856 Populazione USA nel 2010 See: Estratto da pagina 3 del rapporto ACS Source: American Cancer Society, 2010

13 Il problema del CANCRO non si può risolvere AUMENTANDO LA RICHIESTA DI FONDI, come vogliono farci credere, ma AUMENTANDO L EFFICIENZA degli interventi che si devono tradurre nel salvare più vite ad un costo inferiore per ogni vita salvata. Prima si dimostra il miglioramento in efficienza con risultati sperimentali ottenuti su di un campione di persone dai 50 ai 75 anni, scelte fra la popolazione di una località che presenti un indice di mortalità costante di 50 morti all'anno registrato negli ultimi 20 anni (corrispondente alla media mondiale). e POI avrà senso AUMENTARE LA RACCOLTA FONDI. Chiedere al cittadino di dare più fondi per il cancro senza ridurre la mortalità, risulta a suo danno anziché a suo vantaggio. di 15.. Per continuare premere il tasto spazio

14 Source: Fortune Magazine, March 22,

15 Principali cause di decessi negli USA, 1975 vs Percentuali di tutte le cause di decesso. La percentuale dei decessi per cancro è in AUMENTO!!! 1975 Cancro: 19.2% 2007 Cancro: 23.2% Pubblicato da: Surveillance Epidemiology and End Results (SEER) Cancer Statistics Review, , National Cancer Institute. Bethesda, MD, basato sui dati raccolti dal SEER nel 2009, pubblicati sul sito web del SEER nel Dario Crosetto, 28 ott Pavia - Italy di 15. Per continuare premere il tasto spazio

16 Vi chiederete: Quali sono i benefici complessivi ottenuti da questo invenstimento? Return on Investment (ROI) Purtroppo, per quanto riguarda il cancro, la curva, quasi piatta da mezzo secolo, indica che la mortalità dovuta al cancro non è diminuita, mentre per le malattie cardiovascolari i decessi si sono dimezzati. Emerge quindi la NECESSITA di una svolta nella Direzione della Ricerca contro il cancro

17 Dal «New York Times» del 24 aprile 2009 (Gina Kolata) Notizia ANSA, giugno 2010: negli USA 12 milioni di persone sanno di avere il cancro, ma 2 milioni di esse non hanno i soldi per pagare le cure. In Italia si è fortunati: l assistenza sanitaria è garantita a tutti. 17

18 Mortalità da cancro ogni abitanti. I Paesi più industrializzati, nei quali si investono 760 euro/anno pro-capite per la lotta contro il cancro, non registrano una mortalità inferiore rispetto agli altri Paesi. Infatti questi Paesi non si collocano nella parte bassa del grafico, come si verificherebbe se la mortalità registrata fosse inferiore. Fonte: Organizzazione Mondiale della Sanità, American Cancer Society, National Cancer Institute Dimostrazione che gran parte del denaro utilizzato per la lotta contro il cancro è sprecato 18

19 COME SI DOVREBBE AFFRONTARE LA CALAMITA DEL CANCRO? Dati sperimentali dimostrano che la diagnosi precoce e il mezzo più efficace per combattere il cancro, dal momento che salva la vita nel 90% al 98% dei casi. (mentre ad esempio la diagnosi in stadio avanzato di un cancro al polmone -quello che miete più vittime prematuramente tra tutti i tipi di cancro- consente una sopravvivenza inferiore al 10%). E necessario pertanto indirizzare la ricerca non più quasi esclusivamente sullo sviluppo di farmaci e terapie finalizzate alla cura del cancro diagnosticato in fase avanzata, bensì soprattutto sulla diagnosi precoce, per riuscire a captare i primi segnali che indicano l inizio di una mutazione delle cellule che da normali si trasformano in cellule cancerose. Per capire quali sono i segnali importanti da captare occorre conoscere innanzitutto come si manifesta il cancro. 19

20 Confronto tra la Diagnosi Precoce e la Diagnosi in stadio avanzato Dati sperimentali dimostrano che il cancro alla prostata, al seno e al colon-retto sono curabili, salvando la vita dal 90% al 98% dei casi, se diagnosticati precocemente Fonte: NCI-SEER (Surveillance Epidemiology and End Results

21 Dati sperimentali dimostrano che la diagnosi precoce è efficace. Perche i progetti per migliorare la diagnosi precoce non sono finanziati? SEER (Riassunto dei dati delle tabelle PRECOCE (Casi diagnosticati PRECOCE (Sopravvissuti dopo 5-anni dalla STADIO AVANZATO (Casi SEER ) precocemente) diagnosi precoce) diagnosticati in Stadio avanzato) STADIO AVANZATO (Sopravvissuti dopo 5-anni dalla diagnosi in stadio avanzato) PROSTATA 91% 100% 4% 31% SENO 61% 98.1% 6% 27.1% COLON 40% 89.7% 19% 10.8% POLMONI 16% 49.5% 51% 2.8% Fonte: Surveillance Epidemiology and End Results (SEER U.S.) 21

22 Da 65 anni siamo bombardati dalla pubblicità e da falsi allarmi secondo i quali 1. Le notizie sono BUONE, la mortalità è stata ridotta per tutti i tipi di cancro. 2. La diagnosi precoce avrebbe già potuto risparmiare dal 30 al 50 percento dei decessi prematuri per cancro. Tuttavia in 50 anni la riduzione è stata solo del 5%, mentre il costo del cancro è aumentato di 100 volte. Le notizie sono BUONE, Tra le donne, la mortalità è stata ridotta per tutti i tipi di cancro 1946 Si stima che dal 30 al 50 percento dei decessi prematuri per cancro di oggigiono si sarebbero potuti evitare con la diagnosi precoce e con la cura tempestiva 22

23 Come dimostrano i dati sperimentali, la diagnosi precoce offre buone probabilità di individuare il cancro in fase iniziale, quando esso risulta altamente curabile Ma la ricerca, anche nell ultimo decennio, ha continuato ad enfatizzare/privilegiare lo sviluppo quasi esclusivo dei farmaci NECESSITA di una svolta nella Direzione della Ricerca contro il cancro 23

24 Parte 2: CHE COS E IL CANCRO E COME SI MANIFESTA? Qual è la tecnica migliore per identificare le mutazioni delle cellule normali che si trasformano in cancerose (diagnosi precoce)? 24

25 Che cos e il cancro? Il cancro e una patologia caratterizzata da una mutazione delle cellule del corpo, che continuano a suddividersi e a riprodursi sfuggendo al controllo dell organismo, invadendo e danneggiando tessuti e organi circostanti, diffondendosi anche a distanza attraverso il sangue ed il sistema linfatico (metastasi). Le cellule cancerose presentano alterazioni genetiche e la loro forma risulta modificata in quanto viene alterato il rapporto tra nucleo e citoplasma. Risulta alterata anche la loro struttura, che si presenta irregolare: infatti, la distanza tra i nuclei delle cellule cancerose è variabile. I nuclei sono o ammassati o troppo distanziati. Accrescendosi velocemente, necessitano di una quantità di nutrimento superiore (anche fino a 70 volte rispetto alle cellule normali), presentando quindi alterazioni anche nel metabolismo. 25

26 Cancro: un fenomeno patologico Un carcinogen (agente (g che causa il cancro) può provocare pericolosi cambiamenti nel DNA e danneggiare la parte delle cellule che è responsabile della riproduzione, provocando anche un aumento della velocità di divisione cellulare, con richiesta di maggior nutrimento. Divisione normale delle cellule Divisione delle cellule cancerogene Cellula danneggiata: non può essere riparata Source: NIH NCI 26

27 QUAL E LA CAUSA DEL CANCRO Virus o Batteri Il cancro è spesso percepito come una malattia che Alcuni colpisce senza prodotti nessuna ragione chimici apparente. Ereditarieta Questo è si verifica perché gli scienziati non sanno spiegare TUTTE le cause del cancro. Tuttavia, molte cause del cancro sono già state t identificate. Radiazione Mentre econ la prevenzione primaria si cerca di modificare tutti i fattori noti che determinano l insorgenza del cancro (determinanti ambientali, stili di vita), la diagnosi precoce, che si può ottenere attraverso lo screening, rappresenta uno strumento estremamente efficace nel ridurre la mortalità da cancro. Fonte: NIH NCI 27

28 COME SI MANIFESTA IL CANCRO? Qual e la tecnica migliore per identificare le mutazioni delle cellule (diagnosi precoce)? Le cellule l cancerose si differenziano i da quelle sane in base a diversi i segnali che forniscono informazioni sul loro mutamento. Tali segnali si riferiscono a cambiamenti di: odore, temperatura, conduttività, densità dei tessuti, fluorescenza, metabolismo, perfusione, ecc. Tra tutti tti questi segnali, quello più attendibile e utile per stabilire una diagnosi precoce, al fine di ridurre i falsi positivi e i falsi negativi, è il cambiamento di metabolismo, che fornisce informazioni a livello molecolare 28

29 Obiettivo Sociale Ridurre sostanzialmente la mortalita da cancro attraverso la Diagnosi Precoce Obiettivo Tecnico Rivelare informazioni circa il cambiamento delle cellule del corpo: nella forma, nella struttura e nel metabolismo, o in altri processi biologici Apparecchiature Diagnostiche che misurano ciascuna di queste proprietà: Temperatura delle cellule del corpo (mappe di temperatura) Densità dei tessuti: anatomia, forma (Risonanza Magnetica, Ultrasuoni, TAC, Raggi-X, ecc.) Metabolismo: Processi Biologic a livello molecolare (Medicina Nucleare: SPECT Scintigrafia, PET) 29

30 Obiettivo Sociale Ridurre sostanzialmente la mortalita da cancro attraverso la Diagnosi Precoce Densità (Anatomia) Obiettivo Tecnico Rivelare informazioni circa il cambiamento delle cellule del corpo: nella forma, nella struttura e nel metabolismo, o in altri processi biologici alcuni tipi di cancro si sviluppano senza cambiamenti idid densità ià è necessaria la presenza di molte cellule cancerose prima che il cancro possa essere diagnosticato t con le apparecchiature attuali (ci sono circa 1 miliardo di cellule in 1 cm 3 ) Il Cancro NON PUO ESSERE diagnosticato ad uno stadio precoce basandosi su cambiamenti di densità 30

31 QUAL E LA TECNICA MIGLIORE PER IDENTIFICARE LE MUTAZIONI DELLE CELLULE (DIAGNOSI PRECOCE)? 31

32 Obiettivo Sociale Ridurre sostanzialmente la mortalita da cancro attraverso la Diagnosi Precoce Obiettivo Tecnico Rivelare informazioni circa il cambiamento delle cellule del corpo: nella forma, nella struttura e nel metabolismo, o in altri processi biologici Metabolismo (Processi Biologici) le cellule cancerose si nutrono fino a 70 volte più che le cellule normali (metabolismo) poche cellule sono sufficienti per la diagnosi (non 1 miliardo, come per la densità) Il Cancro PUO ESSERE diagnosticato ad uno stadio precoce basandosi su cambiamenti di metabolismo a livello molecolare 32

33 Obiettivo Sociale Ridurre sostanzialmente la mortalita da cancro attraverso la Diagnosi Precoce Tumore (neoplasia) Obiettivo Tecnico Rivelare informazioni circa il cambiamento delle cellule del corpo: nella forma, nella struttura e nel metabolismo, o in altri processi biologici 10-5 metri cellula (nutrimento) molecole Tessuto sottostante 10-9 metri 33

34 Obiettivo Sociale Ridurre sostanzialmente la mortalita da cancro attraverso la Diagnosi Precoce Tumore (neoplasia) Obiettivo Tecnico Rivelare informazioni circa il cambiamento delle cellule del corpo: nella forma, nella struttura e nel metabolismo, o in altri processi biologici 10-5 metri cellula (nutrimento) molecole Tessuto sottostante 10-9 metri Positrone D β metri 34

35 Obiettivo Sociale Ridurre sostanzialmente la mortalita da cancro attraverso la Diagnosi Precoce Tumore (neoplasia) Obiettivo Tecnico Rivelare informazioni circa il cambiamento delle cellule del corpo: nella forma, nella struttura e nel metabolismo, o in altri processi biologici 10-5 metri cellula (nutrimento) molecole Tessuto sottostante 10-9 metri Fotone (γ) Positrone/elettrone Fotone (γ) D e + e metri 35

36 Nucleo (10-14 m) D (mm) + β +.. (10-18 m) e - γ-ray 511 kev annichilazione (10-18 m) γ-ray 511 kev Isotope half-life [sec] Positron end Effective range Effective dose point [MeV] equivalent D [mm] [rem/mci] 11 C N O F R

37 COME SI PUO OTTENERE UNA DIAGNOSI PRECOCE DEL CANCRO? OCCORRE MIGLIORARE L EFFICIENZA DELLE PET ATTUALI Numero di coppie di fotoni 511 KeV catturati dallo strumento EFFICIENZA = Numero coppie di fotoni 511 KeV emessi dal radioisotopo somministrato al paziente Dario Crosetto, 2 dic Vigone Italy 37

38 Tecnologia ad Emissione di Positroni La tecnica ad emissione di positroni consiste nel somministrare ad un paziente una sostanza (molecole l di glucosio, ossigeno, carbonio, ecc.) marcata con un radioisotopo e nel seguirne le vicende all interno dell organismo per mezzo di uno strumento (PET) che e in grado di rilevare il decadimento del radioisotopo. Tuttavia dopo più di 50 anni dall invenzione della tecnologia ad emissione di positroni, i suoi benefici non sono mai stati utilizzati in modo completo per la mancanza di una tecnologia come quella descritta da Crosetto nel libro 400+ times e negli articoli scientifici, finalizzata alla realizzazione di un apparecchiatura 3D-CBS che migliori l efficienza delle PET attuali piu di 400 volte e possa essere utilizzata sui pazienti asintomatici. 38

39 Parte 3 Limiti delle PET attuali e come superare i detti limiti Domanda agli esperti: Siete a conoscenza di una soluzione migliore? Misure chiave necessarie per migliorare l efficienza Soluzione: la tecnologia innovativa 3D CBS, 400 volte più efficiente delle PET attuali 39

40 Obiettivo Sociale Ridurre sostanzialmente la mortalita da cancro attraverso la Diagnosi Precoce LIMITI DELLE PET ATTUALI Obiettivo Tecnico Rivelare informazioni circa il cambiamento delle cellule del corpo: nella forma, nella struttura e nel metabolismo, o in altri processi biologici Questo grafico ed il successivo, pubblicati già nel 2000, sono la dimostrazione dell esistenza di equivoci e di concetti erronei nella direzione della ricerca, che non hanno permesso una sostanziale riduzione della mortalità da cancro. Limiti delle PET attuali: come migliorare l efficienza 40

41 continua: LIMITI DELLE PET ATTUALI Dove si perdono i fotoni Le aree di inefficienza i delle PET attuali sono evidenziabili nelle Sezioni dalla 2 alla 6. Solo le innovazioni nell elettronica e nell assemblaggio del rilevatore nelle Sezioni 5 e 6 permettono i miglioramenti dell efficienza in maniera economicamente vantaggiosa nelle Sezioni 2 e 3. Dario Crosetto, 2 dic Vigone - Italy 41

42 La Siemens era al primo posto nel Mercato delle PET (Positron Emission Tomography) fino al 2001 Il mercato PET della Siemens sebbene fosse in crescita è passato al secondo posto quando GE è entrata nel mercato con forza. Mercato delle PET anno 2001 Other PET manufacturers Positron (in Houston Texas) had a small market share Il mercato della PET della General Electric (GE) nel 2001 ha superato quello della Siemens diventando il piu grande produttore di PET, primato che ancora detiene. Siemens paragonata a GE Nel 2000, avevo pubblicato un libro tecnico scientifico che illustrava in dettaglio le differenze tecniche tra le varie PET commerciali ed i prototipi delle università e dei centri di ricerca (vedi: A pagina 47 di tale libro avevo descritto il modello PET966 EXACT3D, 23.4 cm FOV della Siemens, che chiaramente dimostrava la superiorita in efficienza tra le PET in commercio, superiore anche alla PET della GE. Nonostante Siemens avesse una PET più efficiente, GE ha dominato il mercato grazie alla pubblicità e al marketing. Ciò dimostra che il marketing (denaro) è determinante, non il prodotto migliore. Dario Crosetto, 2 dic Vigone Italy 42

43 3D-CBS 400 Volte più Efficiente rispetto alla PET attuale La seconda parte del libro descrive la mia tecnologia innovativa 3D CBS (esame total body in 3 D): 400 volte più efficiente i delle PET attuali. In seguito a questa pubblicazione, i il Presidente della Siemens, Medicina Nucleare, e il Direttore del gruppo PET avevano visitato il mio laboratorio nel Durante la discussione i dirigenti hanno apprezzato il mio approccio innovativo, non hanno potuto confutare le mie rivendicazioni,ma hanno affermato piu volte che non potevano aumentare l efficienza i delle loro PET, in quanto i test t effettuati erano molto esaustivi ed anche perche avevano gia costruito 31 prototipi diversi. Tuttavia hanno dovuto smentire le loro affermazioni 5 anni più tardi, specificando sul loro sito web che migliorando l elettronica, erano riusciti a migliorare l efficienza del 70%. Ciò pero e ben lontano dl dal miglioramento ili del dl40.000% 000%, che è possibile raggiungere, come ho dimostrato nel mio libro che sia possibile raggiungere. Incontro con la Siemens nel 2002 Dario Crosetto, 2 dic Vigone Italy Cinque anni più tardi sul sito web della Siemens 43

44 Domanda agli esperti in Fisica delle Particelle Ha delle argomentazioni scientifiche in grado di invalidare i vantaggi o di contestare i risultati della tecnologia innovativa i 3D-CBS di Crosetto, oppure può indicare un altra/altre l soluzione/i per applicazioni in Diagnostica Medica che risulti/risultino migliore/migliori o di egual valore in merito ai vantaggi riferiti ad un minor costo e a più alte prestazioni rispetto alle caratteristiche di seguito elencate? Se SÌ indichi la/le soluzione/i che offre/offrono risultati più vantaggiosi. Caratteristiche della tecnologia innovativa 3D-CBS di Crosetto: Ha reso obsoleta la necessità di utilizzare il block detector usato nelle PET attuali, che presenta limiti invalicabili per misurare con precisione le caratteristiche del fotone Ha reso possibile l esecuzione e e in tempo reale di algoritmi i complessi di identificazione i e delle coppie di fotoni a 511 KeV, permettendo allo stesso tempo di FILTRARE CON EFFICACIA IL RUMORE. L insieme di questi due vantaggi rende possibile la diagnosi precoce di micro noduli di tumore e permette la riduzione della dose della radiazione da somministrare al paziente ad un livello non pericoloso, idoneo per un esame di screening Permette di effettuare misurazioni con maggior precisione ed a costi vantaggiosi rispetto agli approcci utilizzati nelle PET attuali grazie alla possibilità di eseguire algoritmi complessi in tempo reale che misurano con precisione IL TEMPO DI ARRIVO DEL FOTONE, LA SUA ENERGIA E LE COORDINATE X, Y, E Z Permette di sfruttare al massimo la radiazione somministrata al paziente CATTURANDO CON MAGGIOR PRECISIONE IL MAGGIOR NUMERO POSSIBILE DI FOTONI A 511 KEV ad un costo minore per ogni fotone catturato rispetto ad altri sistemi E il sistema più potente ed economicamente competitivo attualmente concepito per la tecnologia ad emissione di positroni. 44

45 La tecnologia 3D-CBS: Innovazioni nel RIVELATORE Photonis (France) CRISTALLI Saint-Gobain (Francia) PMT Or SiPM Hamamatsu (Giappone) ST Microelectronics (Italia) Fotoni persi Block Detector PET attuali X m A B D C Round or square PMTs Y m Alimentatori ad alta tensione CAEN (Italia) Y m Dario Crosetto September 24, 2009 Brookhaven Nat. Lab. X m = Y m = (A+B) - (C+D) A+B+C+D (B+D) - (A+C) A+B+C+D X m (3x3) = (NW+W+SW) (NE+E+SE) NW+W+SW+NE+E+SE noise noise noise Y m (3x3) = (SW+S+SE) (NW+N+NE) SW+S+SE+NW+N+NE [1] Casey, M.; Nutt, R., IEEE TNS, NS-33: , 1996 [2] Crosetto, D. IEEE, NSS-MIC conf. Rec., vol. 2, pp. 12/78-12/97,

46 Illustrazione di uno dei concetti innovativi di Crosetto che permette di sostenere l alta velocità dei dati in ingresso e di analizzare con precisione le informazioni ricevute Innovazione nell elettronica Il grafico illustra come il sistema 3D-Flow a processori-paralleli (matrice) permette un tempo di processamento dei dati in uno stadio della pipeline (sequenza di operazioni) più lungo dell intervallo di tempo tra due pacchetti di dati consecutivi in ingresso. Nell esempio, un circuito identico (il processore 3D-Flow) e replicato 5 volte nel sistema 3D-Flow a processori-parelleli (Il numero di volte in cui il circuito e replicato corrisponde al rapporto tra il tempo massimo di esecuzione dell algoritmo e l intervallo di tempo che intercorre tra due dati consecutivi in ingresso. Nell esempio illustrato il tempo di esecuzione dell algoritmo e di 30 secondi e l intervallo di tempo che intercorre tra due dati consecutivi in ingresso e di 6 secondi. Quindi avremo: 30/6 = 5). Una Unita Logica 3D-Flow e simboleggiato nella figura con tre funzioni: a) un bypass switch, cioe un interruttore per il passaggio dei dati, indicato da una freccia racchiusa dentro un rettangolo, b) un bypass register, cioe un registro di uscita, indicato dal rettangolo a destra della freccia e c) una CPU o unità di processo, indicata dal rettangolo sotto la freccia. Un bypass switch invia un pacchetto di dati alla sua CPU e trasferisce quattro pacchetti di dati alle CPU degli stadi successivi a destra nella figura. Time 3t 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10t 11t 12t 13t 14t Proc (1d) Reg (1d) Proc (2d) Reg (2d) 1 i2 1 i3 1 2 i4 i3 1 2 i5 i4 1 2 r1 i5 6 2 i7 r1 6 2 i8 r2 6 7 i9 i8 6 7 i10 i9 6 7 r6 i i12 r Proc (3d) Reg (3d) i4 i5 r1 r2 r3 i9 i10 Proc (4d) Reg (4d) i5 r1 r2 r3 r4 Proc (5d) I La figura illustra la sequenza dei pacchetti di dati in tempi diversi nella pipeline. Un pacchetto di dati contiene le informazioni ricevute in un determinato istante da un canale elettronico del rivelatore del 3D-CBS. Nella prima colonna a sinistra della tabella compare il tempo di clock t. I numeri che si trovano nelle colonne della tabella (Proc (1d), Proc (2d), Proc (3d), Proc (4d), Proc (5d)) rappresentano i pacchetti dei dati che sono elaborati dal processore 3D- Flow in quell istante nello stadio specifico. I numeri che si trovano nelle colonne della tabella (Reg (1d), (Reg (2d), (Reg (3d), (Reg (4d), (Reg (5d)) indicati come ix e rx sono rispettivamente i dati di ingresso e i risultati che scorrono da registro a registro nella catena di pipeline verso il punto di uscita, senza passare attraverso altri processori. Occorre notare che il pacchetto di dati No. 1 rimane nel processore del primo stadio per cinque cicli, mentre i prossimi quattro pacchetti di dati in arrivo (i2, i3, i4 e i5) vengono passati oltre (dal bypass switch interruttore per il passaggio dei dati-) al prossimo stadio. Ad esempio, al clock 14t, mentre la stazione 4d riceve il pacchetto di dati No. 9, allo stesso tempo invia in uscita i risultati r4 dell elaborazione precedente. Questo r4 viene poi trasferito all uscita del sistema 3D-Flow senza essere processato in altre stadi. Si puo osservare che i dati in ingresso ed i risultati nel sistema pipeline sono intercalati in modo tale che a sinistra ci sono solo dati in ingresso, a destra solo risultati ed al centro sono intervallati e aumenta il numero di risultati verso l uscita. Ogni pacchetto di dati in ingresso rimane in un processore 3D-Flow per una durata di tempo che e equivalente a circa cinque volte l intervallo di tempo tra un dato ed il successivo. Il risultato di un processore non potra mai diventare un dato in ingresso ad un altro processore situato in una stazione successiva (come lo e invece in un sistema pipeline standard), ma sara traferito al prossimo stadio senza essere ulteriormente processato Reg (5d) r1 r2 r3 Input ogni 6 secondi 3t Dati processati per 30 secondi 4t 5t 6t 7t 8t 9t 10 t 11 t Stadio (1d) Stadio (2d) Stadio (3d) Stadio (4d) Stadio (5d) s s 1 s 2 sec 1 0 sec 4 sec 2 2 sec 4 sec i3 0 sec 1 1 s 2 1 s 2 sec 4 sec i4 2 sec 4 sec i sec 4 sec i5 2 sec 4 sec i4 0 sec s 3 1 s 0 sec 2 sec 4 sec 2 sec 4 sec r1 i5 i4 6 2 sec 6 1 s 4 sec i sec 4 sec 2 sec 4 sec 0 sec r1 i s 4 1 s 2 sec 4 sec i8 0 sec r2 2 sec 4 sec r1 2 sec 4 sec i s s 2 sec 6 4 sec i9 2 sec 4 sec i8 2 sec 4 sec r2 2 sec 4 sec r1 0 sec s 5 1 s 2 sec 4 sec 10 2 sec 4 sec i9 0 sec r s s 12 1 t 13 t Input ogni 6 secondi 14 t Dati processati per 30 secondi 1 s 11 2sec 11 0 sec 2 sec r6 1 7 s Bypass switch 4 sec 10 2 sec 8 4 sec i9 2 sec 4 sec 2 sec 4 sec r2 r sec 4 sec r3 2 sec 4 sec r2 4 5 Output ogni 6 secondi 3D-Flow Bypass Switch Bypass Register CPU o Processore P E Bypass switch P E Output ogni 6 secondi Bypass Register 4 sec 2sec 4sec 2 sec 4 sec 0sec 2sec 4sec i12 r6 i10 r4 r s s CPU o Processore Vedi dettagli a

47 Architettura a Processori-Paralleli 3D-Flow (Lo schema logico tri-dimensionale sulla destra e convertito in una scheda a due-dimensioni. Si possono implementare sistemi di qualsiasi dimensione usando diverse schede e chassis) North Bottom Architettura (processore e sistema) Modularita ( Unita Logica, il 3D-Flow PE e duplicato diverse volte -- in un chip, in una scheda o in un sistema) Alta connettivita In-Data Layer A Layer B Layer C Layer D A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2 A3 B3 Time Frame A1 Frame A2 Frame A3 Frame B1 Frame B2 Frame B3 Frame C1 Frame C2 Frame C3 Frame D1 Frame D2 Unita Logica = 3D-Flow Layer D Layer C Layer B Layer A West Top South East Out-Results A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2 A3 B3 4 x 3D-Flow = 1 FPGA (4 processori sono implementati in ogni singolo circuito integrato) Stack o matrice tri-dimensionale 47

48 QUANTIFICAZIONE: visualizza il metabolismo anomalo La PET attuale (in 40 minuti) Il 3D-CBS (in 4 minuti) NO Cattura 1 fotone ogni Cattura 1 fotone ogni 25 48

49 Obiettivo Sociale Ridurre sostanzialmente la mortalita da cancro attraverso la Diagnosi Precoce DESCRIZIONE DELLA TECNOLOGIA 3D-CBS Obiettivo Tecnico Rivelare informazioni circa il cambiamento delle cellule del corpo: nella forma, struttura e metabolismo o altri processi biologici Sorgente raggi-x kev Nucleo Anatomico (TAC) Funzionale (PET) Misura la densità dei tessuti, visualizzando i cambiamenti morfologici Trasmissione Visualizza i processi biologici a livello molecolare γ-ray Emissione 511 kev γ-ray 511 kev β. + e - annichilazione 49

50 Ingegnerizzazione del concetto in hardware per costruire un dispositivo industriale per uso clinico La scheda 3D-Flow DAQ-DSPDSP IBM PC per l identificazione dei fotoni, che e il cuore del sistema, consiste in componenti, oltre punti di contatto, connessi con tracce distribuite solo su 8 strati di circuito stampato. Tale scheda presenta 6 strati di alimentazione e massa. Tale scheda, connessa ad una seconda per formare un sistema espandibile all infinito, ha funzionato alla prima versione prototipale realizzata. I segnali trasmessi mediante connessioni LVDS forniscono stabilita e immunita al rumore nel sistema, anche quando molti segnali commutano allo stesso istante. (Allegro) 50

51 ATTUALI PET & PET/CT Catturano solo 1 fotone ogni emessi 3D-CBS con INNOVAZIONI (ELETTRONICA, ASSEMBLAGGIO RILEV., ALGORITMI Catturano fotoni ogni emessi Oltre il 90% delle attuali macchine PET usano lo schema blocco dei Sommario Innovazioni rilevatori di Casey and Nutt [19] Acquisizione limitata a blocchi di 2x2 PMTs. (Nessunacomunicazionetra blocchi adiacenti) A (dobbiamo sostituire la tecnologia in rosso con le innovazioni riportate nella colonna verde) Dario Crosetto, 2 dic Vigone - Italy Effetto dispersione Compton Riduzione degli esami Fotone a bassa energia con falsi positivi deviato inmodo casuale (Una misura non accurata dell energia rilevata dal PMT mostrera punti non esistenti dell evento da acquisire. Cio fornira al medico un immagine ingannevole.) Migliorata la definizione dell immagine Migliorata la nitidezza dell immagine Catturando piu fotoni, piu accuratamente, l immagine ottenuta e piu nitida. Cio facilita la lettura dell immagine e l idendificazione precoce del cancro, riducendo cosi i falsi negativi (240 milioni di fotoni catturati in 4 minuti somministrando una dose di radiazione pari al 3% di quella usata dalle attuali PET, verso circa 60 milioni di fotoni catturati in 90 minuti dagli attuali PET) C j) Risoluzione Spaziale m) Fotoni obliqui rilevatore L attuale elettron nica limita in flessibilita a l assemblaggio del PMT PMT PET = centinaila di piccole telecamere Progetto ed implementazione innovativa di Crosetto [18] Acquisizione senza limitazione tra PMT (continuacomunicazionetra comunicazione tra blocchi adiacenti) C Fotone da B Fotone da acquisire D Fotomoltiplicatore h) i) acquisire Cristallo Fotomoltiplicatore Cristallo PMT C PET = un unica grande telecamera (e.g. centinaia di 2x2 PMT) (e.g. un 32x64 PMT, o due 32x32 PMT) Energia = A+B+C+D Perdita di rilevazione d energia da due lati A B D k) A C B D Perdita di rilevazione d energia da due lati (A+B) - (C+D) (A+C) - (B+D) X = Y = (A+B+C+D) (A+B+C+D) limita permette l) n) o) E C il Massimo Locale? Allora calcola NW N NE W C E SW S SE Energia = NW+N+NE+W+C+E+SW+S+SE Il punto d impatto del fotone viene determinato accuratamente dal metodo a condivisione d energia di ciascun 3x3 PMT X = (NW+W+SW) - (NE+E+SE) Y = (SW+S+SE) - (NW+N+NE) NW N NE W C E SW S SE a Processamento dati: Analogico [11] Processamento dati: Digitale [4,18] Energy LUT a energy a. A b b c ADC d. B c a C b x d CFD D a TDC r) c y FPGA Rilevatore r) p) Coppie di fotoni emessi (L aumentata lunghezza del rilevatore permette di catturare un numero maggiore di fotoni pari approssimativamente al suo valore al quadrato) q) Uso di circuiti a Logica Cablata [14,15,16] Memoria PMT 3D-Flow Architettura [3,4] 3D-Flow TM Processore Riduzione Dati Esecuzione dell algoritmo di rilevamento fotoni in tempo reale Riduzione canali Rilevamento Coincidenze L elettr ronica innovativa perm mette un assemblaggio diverso del rilevatore 51

52 PET attuale: Cattura solo 1 fotone su D-CBS: Cattura 400 fotoni su r) s) NO Vedere l animazione al sito: 52

53 Vantaggi della Tecnologia Innovativa 3D CBS PET attuali minuti per esame 3D CBS (Nuova PET/TAC Tridimensionale) 4 minuti per esame Velocità dell esame $2.000 $4.000 per esame $300 $400 per esame 1,100 1, mrem mrem ESAME ANNUALE PERICOLOSO NON PROPONIBILE AL PAZIENTE ESAME ANNUALE NON PERICOLOSO Cattura un fotone Cattura un ogni fotone ogni 25 (Misura la dimensione (Misura il dei tumori già formati minimo e in stadio avanzato) metabolismo anomalo) Il medico dovrebbe interpretare il metabolismo anomalo dall annerimento annerimento di uno spot sul monitor Costo dell esame Dose Radioattiva Efficienza Fornisce al medico informazioni quantitative Informazioni al precise Medico relative al minimo metabolismo anomalo : Il 3D CB BS offre Altissima sensibiltà Basso costo dell esame, bassa dose radioattiva Informazioni essenziali ilial medico, ottenute contando tutti i segnali catturabili dai marcatori tumorali Permette la diagnosi PRECOCE del cancro con la riduzione dei falsi positivi e dei falsi negativi Permette lo screening annuale, beneficiando un maggior numero di persone Fornisce Immagini, relative al minimo metabolismo anomalo, più facilmente interpretabili dal medico RIDUCE I COSTI ALLA SANITA (che permette la diagnosi precoce)

54 Parte 4 I FONDI PER IL CANCRO CI SONO Tbll Tabella Comparativa di dei Progetti di Ricerca sul Cancro Chiedere a chi spende i fondi per il cancro: Quale ritorno in termini di riduzione percentuale della mortalità prematura da cancro otterremo a fronte delle tasse o donazioni versate? Identificare e Finanziare solo i progetti di ricerca che offrono reali potenzialità di ridurre la mortalità prematura da cancro 54

55 E NECESSARIO UN CAMBIAMENTO PARADIGMATICO NELLA RICERCA SUL CANCRO. Un punto di partenza è quello di chiedere al ricercatore di giustificare la sua proposta fornendo la stima percentuale di vite salvate raggiungibile grazie alla sua ricerca. Per stabilire quali sono i progetti migliori, il primo giudice di ogni progetto di ricerca sul cancro è il ricercatore medesimo che propone la ricerca e che deve difenderlo e sostenerlo con argomentazioni scientifiche di fronte ai colleghi. Il secondo giudice è rappresentato dai risultati sperimentali che devono dimostrare una riduzione della mortalità da cancro. di 15. Per continuare premere il tasto spazio

56 TABELLA COMPARATIVA DEI PROGETTI DI RICERCA SUL CANCRO LA MORTALITA PER TUMORI E IN AUMENTO: COSA FARE? Occorre supportare l implementazione della Tabella Comparativa dei Progetti di Ricerca sul Cancro che richiede che i ricercatori forniscano una stima della percentuale di riduzione della mortalità prematura da cancro e dei costi che essi si aspettano di ottenere con i loro progetti a fronte dei finanziamenti richiesti e occorre supportare l implementazione di una PROCEDURA SCIENTIFICA pubblica che finanzi solo i progetti che offrono reali potenzialità di ridurre la mortalità da cancro. 56

57 TABELLA COMPARATIVA DEI PROGETTI DI RICERCA SUL CANCRO Per non penalizzare la ricerca di base a lungo termine (per esempio quella che conduce esperimenti sui topi o piccoli animali), le proposte di ricerca o di interventi promossi dai DECISION MAKER incaricati di pianificare servizi relativi al cancro, dovrebbero essere separate in due elenchi (o categorie, come risulta dalla seconda colonna CAT della tabella) che dovrebbero far riferimento a due budget indipendenti: uno per la ricerca fondamentale o ricerca di base (e per interventi a lunga scadenza) ed un altro per applicazioni che forniscono risultati a breve termine. Al momento la tabella raccoglie, da fonti ufficiali, oltre progetti di ricerca sul cancro (e non sono sicuramente la totalità) che dal 1986 hanno comportato un investimento di circa 37 miliardi di dollari. 57

58 TABELLA COMPARATIVA DEI PROGETTI DI RICERCA SUL CANCRO Allo stesso tempo, tale tabella fornisce potenti strumenti di ordinamento e ricerca che permettono di selezionare facilmente: a) i progetti che forniscono la stima piu' alta (supportata da argomentazioni scientifiche) nella riduzione della mortalita' (cliccando stima vite salvate in quinta colonna), b) i progetti attivi che hanno ricevuto cospicui fondi senza fornire una stima dei risultati, c) i progetti conclusi senza che abbiano fornito risultati ti nella riduzione i della mortalita da cancro (entrambi, b) e c), raggiungibili cliccando sul terzo testo nella quarta colonna), d) nonche h chi investe in tali progetti e a chi ritornano i benefici i o profittidell investimento (cliccando rispettivamente sulla terzultima e penultima colonna), ecc. 58

59 TABELLA COMPARATIVA DEI PROGETTI DI RICERCA SUL CANCRO Inoltre nella tabella, lo strumento di ricerca per parola chiave (per esempio; cancro al polmone, cancro alle ovaie, PET, ecc.), PERMETTE A CHI E STATO TOCCATO DA QUESTA MALATTIA E DESIDERA SAPERE SE CI SONO SOLUZIONI PER SALVARE LA PROPRIA VITA di identificare rapidamente i progetti attivi di ricerca all avanguardia in un campo specifico, nonche quanto e stato fatto in passato. Cliccando sul testo nella PRIMA COLONNA SI PUO ACCEDERE AI DETTAGLI DEL PROGETTO E AI LINKS ad ulteriori dettagli. 59

60 Parte 5 Concorso Leonardo da Vinci per identificare la soluzione più efficiente nel rilevamento delle particelle finalizzata alla diagnosi precoce del cancro Chi è il GIUDICE imparziale che può identificare i progetti migliori e smascherare la propaganda p ingannevole? 60

61 PREMIO LEONARDO DA VINCI PER LA SOLUZIONE PIÙ EFFICIENTE NEL RILEVAMENTO DELLE PARTICELLE FINALIZZATA ALLA DIAGNOSI PRECOCE DEL CANCRO Bando/Regolamento di concorso Aperto agli Autori o Responsabili di progetti di ricerca sul cancro ed a chiunque intenda segnalare, per il premio, un progetto di ricerca sul cancro di altri Autori per cui si assume l impegno di fornire il materiale relativo, mettendosi a disposizione per eventuali chiarimenti. Il premio (montepremi iniziale di dollari) verrà assegnato alla soluzione più efficiente nel rilevamento delle particelle finalizzata alla diagnosi precoce del cancro. Questo per stimolare, tramite una competizione, la soluzione che risulti la più promettente per la diagnosi precoce del cancro. Tale tecnica permette di acquisire dati da segnali che indicano il più precocemente possibile mutazioni da cellule normali a cancerose, sia a livello anatomico che funzionale. Tuttavia, se si fosse a conoscenza di soluzioni supportate da argomentazioni scientifiche che esulano da tale settore, ma che si ritiene possano offrire un maggiore impatto nella riduzione della mortalità prematura da cancro, si invita ugualmente a sottoporle; dal momento che la PROCEDURA SCIENTIFICA che si seguirà per far emergere il progetto migliore è pubblica, altri tipi di progetti segnalati con relativi documenti otterranno visibilità giustificando l istituzione di eventuali altri concorsi mirati a confrontare tali progetti con esperti del settore specifico.

62 Il GIUDICE è il RISULTATO di una formula, di un ragionamento logico ed in ultima analisi di un esperimento In prima battuta il GIUDICE è l autore del progetto medesimo che fornisce una stima (supportata dai risultati di formule e ragionamenti logici) della percentuale di riduzione della mortalità prematura da cancro e dei costi che egli si aspetta di ottenere con il suo progetto a fronte dei finanziamenti richiesti. La conferma che il suo giudizio è fondato avverrà dopo che egli avrà sostenuto pubblicamente le sue rivendicazioni i icon argomentazioni i scientifiche confrontandole con altri progetti. In ultima analisi tale giudizio sarà confermato dall esperimento che dovrà essere finanziato da coloro che amministrano i fondi per la ricerca sul cancro, nel caso essi non possano presentare al confronto altri progetti supportati da calcoli che dimostrino una superiorità in efficienza.

63

64 - 16 dicembre 2010: deposito di $ in banca per il concorso da parte di un filantropo - 12 gennaio 2011: presentazione della bozza del Regolamento Leonardo da Vinci ial ldirettore Scientifico del CERN e al Deputy Spokesman dell esperimento esperimento Atlas - 20 aprile 2011: scadenza presentazione commenti al regolamento del concorso - 30 maggio 2011: scadenza presentazione dei progetti - 31 maggio 2011: richiesta agli autori dei progetti che rivendicano una superiorità in efficienza del proprio progetto rispetto agli altri di dimostrarlo (sottoponendo un confronto relativo ad ogni progetto non superiore a 5 pagine)

65 Il GIUDICE è il risultato della formula: EFFICIENZA = Numero totale di coppie di fotoni 511 KeV catturati in coincidenza temporale dall apparecchiatura Numero totale di coppie di fotoni 511 KeV emessi dal radioisotopo somministrato al paziente

66 Questo concorso che segue procedure scientifiche (in forma pubblica, trasparente, aperto a tutti) per identificare le soluzioni che offrono maggiori potenzialità di ridurre la mortalità da cancro e i relativi costi e che fa riferimento al giudizio imparziale del risultato di una formula e a ragionamenti logici supportati da argomentazioni scientifiche, può creare un cambiamento paradigmatico nella ricerca contro il cancro invertendo il ruolo del coniglio e della carota. Utilizzando questa procedura scientifica coloro che amministrano fondi per la ricerca contro il cancro dovranno ricoprire il ruolo del coniglio che deve cercare la carota (e giustificare che i progetti finanziati sono stati confrontati con tutti gli altri progetti e risultano essere superiori e con maggiore potenzialità di ridurre la mortalità prematura da cancro).

67 Due esempi di comunicati stampa relativi al concorso Leonardo da Vinci diffusi in tutto il mondo (vedi: info)

68 Parte 6 Scrutinio dei progetti presentati o nominati al concorso Leonardo da Vinci svoltosi pubblicamente all Università di Pavia, in modo trasparente, trasmesso al mondo via web, aperto a qualsiasi intervento da parte di esperti nel mondo via internet, la cui procedura scientifica è stata garantita da 9 revisori a livello internazionale. Come è avvenuta la dimostrazione della superiorità in efficienza di un progetto rispetto ad un altro, in grado di offrire una maggiore potenzialità di ridurre la mortalità prematura da cancro? 68

69 7 progetti in concorso - FERMIlab TOF-PET per alta risoluzione spaziale, bassa efficienza, costo elevato ed elevata radiazione da somministrare al paziente - Axial-PET del CERN (che aveva vinto il primo premio al Workshop del CERN Fisica per la Salute del febbraio 2010) per alta risoluzione spaziale, bassa efficienza, zero errore di parallasse, costo elevato ed elevata radiazione da somministrare al paziente - 3D-CBS di Crosetto per alta efficienza, basso costo e bassissima radiazione da somministrare i al paziente - BNL-PET del Brookhaven National Laboratory per alta risoluzione spaziale, bassa efficienza, costo elevato ed elevata radiazione da somministrare al paziente - Scatola Magica diu. Veronesi e M. Bll Bellomi, pubblicizzata i da molti giornali (ad esempio a firma dei giornalisti Maria Sorbi per Il Giornale e Riccardo Lattanzi per WIRED ) ma senza alcun riferimento ad articoli scientifici che supportino le rivendicazioni propagandate p - Trimprob di Vedruccio che misura l interazione di risonanza non lineare applicata alla diagnosi del cancro - GEIPE-RR di Kulsh, ritirato successivamente dal medesimo autore in quanto, trattandosi di cura, non riguardava un apparecchiatura per la diagnosi del cancro 69

70 Rivendicazioni supportate da argomentazioni scientifiche della superiorità in efficienza e minori costi per ogni vita salvata del progetto 3D-CBS rispetto agli altri sei progetti 1 Comparison between Crosetto s 3D CBS innovative technology for high efficiency and low cost per photon captured and FERMIlab TOF PET for high spatial resolution low efficiency, high cost and high radiation to the patient. 2 Comparison between Crosetto s 3D CBS innovative technology for high efficiency and low cost per photon captured and Axial PET for high spatial resolution low efficiency, zero parallax error, high cost and high radiation to the patient. 3 Comparison between Crosetto s 3D CBS innovative technology for high efficiency and low cost per photon captured and BNL RatCAP PET for high spatial resolution low efficiency, high cost and high radiation dose. 4 Comparison between Crosetto s 3D CBS innovative technology for high efficiency and low cost per photon captured and the Veronesi Bellomi "Magic Box" advertised with no scientific references by several journalists such as Maria Sorbi (Il Giornale) and Riccardo Lattanzi (WIRED Magazine). 5 Comparison between Crosetto s 3D CBS innovative technology for high efficiency and low cost per photon captured and Vedruccio Trimprob s device measuring non linear resonance interaction applied to the diagnosis of cancer. 6 Comparison between Crosetto s 3D CBS innovative technology for high efficiency and low cost per photon captured and Kulsh_GEIPE RR.

71 Each module consist of 48 LYSO crystals 3x3x100 mm 3, each coupled to a MPPC 3x3 mm 2 and 156 WLS strips 3x0.9x40 mm 3, each coupled to a MPPC 3.22 x 1.19 mm 2. NO NO Q/A 71

72 CERN Axial-PET Ciascun modulo consiste di 48 cristalli LYSO da 3x3x100 mm 3, ciascuno accoppiato a un MPPC 3x3 3mm 2 e di 156 striscie i WLS da 3x0,9x40 mm 3, ciascuna accoppiata a un MPPC 3,22x1,19 mm 2. Sono necessari 70x15 = 1050 di questi moduli per costruire un Axial-PET con 150 mm FOV.

73 CERN Axial-PET [1] 3D-CBS: CERN Axial-PET [2] Il costo dell apparecchiatura è calcolato moltiplicando per 2 il costo dei componenti principali (cristalli, sensori ed elettronica). Il fattore moltiplicatore tiene conto della manodopera, meccanica, software, ecc. E potrebbe essere anche più elevato. [3] La risoluzione i spaziale il deve prendere in considerazione i l errore introdotto dlf dal fenomeno nucleare: a) la distanza media percorsa dl dal positrone prima di incontrare un elettrone varia a seconda dell energia del radioisotopo utilizzato che ad esempio per l FDG è di 1,4 mm, per il 11 C è di 2,6 mm, il 13 N è di 3 mm, per l 15 O è di 4,5 mm, e per il 82 Ru è di 13,8 mm e b) il fenomeno nucleare presenta un errore di colinearità di circa 0,5 mm. A questi errori si deve aggiungere l errore dovuto alla precisione nelle misure delle coordinate x, y e z relative al punto di impatto del fotone nel cristallo che per il 3D-CBS è stimato essere di 1 mm, mentre per il BNL-PET è stimato essere di 1,5 mm. Caratteristiche di una PET con FOV di 150 cm (lunghezza del rivelatore) 3D-CBS 1 Axial-PET 1 Unità a 1 1 b c Efficienza (numero di coppie di fotoni a ,1 0, KeV catturati diviso il numero di coppie di fotoni a 511 KeV emessi da un paziente di circa 70 Kg) Costo per fotone catturato 01 0, ,03 USD (dividere il costo dell apparecchiatura per il numero di coppie di fotoni a 511 KeV catturati al secondo con una dose di radiazione di 10 mci somministrata al paziente) (3,85/37) (52,29/12,95) d Costo dell apparecchiatura. (d=o x 2) e (d= v x 2) 3,852 52,29 milioni USD e Dose di radiazione somministrata al paziente 0,33 3 mci f Risoluzione spaziale (da 13,8)+0,5+1 (da 13,8)+0,5+0,5,, mm g Costo dell esame USD h Diagnosi precoce attraverso lo screening Yes NO [1] 3D-CBS: CERN Axial-PET:

74 CERN-Axial-PET [1] Il costo dell elettronica riferito ad ognuno dei canali elettronici, che è di $40, comprende anche il costo dello chassis, dell alimentazione alimentazione, dei cavi, ecc. che è stato suddiviso per il numero di canali elettronici. i Costo dei Cristalli cm 3 x $15 = $0,96 milioni 0,96 milioni USD l Costo PMT o APD (retro) x $200 = $0,46 mil. 0,46 milioni USD m Costo degli APD (fronte) x $100 = $0,23 mil. 0,23 milioni USD n Costo elettronica x $120 = $0,276 milioni 0,276 milioni USD o Costo Totale dei componenti principali (Cristalli, 1,926 milioni USD sensori, elettronica). (o = i + l + m + n) p Costo dei Cristalli 48 x 70 x 15 = x $70 3,528 milioni USD (cristalli + rivestimento + incollaggio) = $3,528 mil. q Costo dei WLS 156 x 70 x 15 = x $15 (WLS + 2,457 milioni USD rivestimento + incollaggio) =$2,457 milioni r Costo dei MPPC per i Cristalli x$100 = $5,04 5,04 milioni USD milioni s Costo dei MPPC per i WLS x $50 = $8,19 8,19 milioni USD milioni t Costo elettronica per i Cristalli x$40=$2,016 2,016 milioni USD u Costo elettronica per WLS x $30 = $4,914 4,914 milioni USD v Costo Totale dei componenti principali p (Cristalli, 26,145 milioni USD sensori, elettronica). (v = p + q + r + s + t + u)