Dalla fisica nuovi strumenti per la diagnosi e la cura dei tumori

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1 Dalla fisica nuovi strumenti per la diagnosi e la cura dei tumori Roberto Cirio Dipartimento di Fisica - Università di Torino e Istituto Nazionale di Fisica Nucleare - Sezione di Torino La Fisica in gioco Casa Alpina Maria Nivis, Torgnon 21 marzo 2015

2 Puo la fisica essere utile alla medicina? sviluppo di nuove soluzioni (innovazione) mezzi per la diagnostica cura dei tumori studio effetti nocivi delle radiazioni (ionizzanti, non-ionizzanti) protezione dalle radiazioni monitoraggio ambientale

3 Da dove arriviamo?

4 Topolino n. 2999

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7 Total weight t Overall diameter 15 m Overall length 28.7 m ECAL HCAL CMS MUON ENDCAPS 3.8T Solenoid IRON YOKE Preshower Foward Cal Pixels & Tracker MUON BARREL 7

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9 Il bosone di Higgs: chi sei e a cosa servi?

10 Il bosone di Higgs: chi sei e a cosa servi?

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16 Monitoraggio ambientale 1000 Cs-137 (Bq/kg) Il Cs 137 nella carne bovina piemontese ,1 0,01 01/05/86 01/05/87 01/05/88 01/05/89 01/05/90 01/05/91 01/05/92 01/05/93 01/05/94 01/05/95 01/05/96 01/05/97 01/05/98 01/05/99 01/05/00 01/05/01 01/05/02 Dr. M.Magnoni ARPA Ivrea

17 Monitoraggio ambientale Campo elettromagnetico generato da una stazione RadioBase Dr.ssa L.Anglesio ARPA Ivrea

18 Contributi della fisica alla medicina diagnostica per immagini (TAC, NMR, PET, ecografia)

19 Tomografia Assiale Computerizzata (TAC)

20 Ricostruzione 3D con la TAC

21 Dr.ssa S. Capello Molinette Torino rendering 3D...

22 rendering 3D di Marco... Dr.ssa S. Capello Molinette Torino

23 La TAC spirale multistrato in oncologia Ca. pancreas: metastasi epatiche Prof. R.Passariello - Universita di Roma La Sapienza

24 Dr. L.Rossi GE Italia TAC coronarica

25 La TAC 4D Dr. V. Faranna Toshiba

26 L endoscopia Fibre ottiche Riflessione totale Legge di Snell Rifrazione

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28 Endoscopia virtuale colon ISI - Torino

29 Tomografia ad emissione di positroni (PET) 18 F-FDG e+ e+ e-

30 PET total body con 18 FDG

31 La PET nella diagnosi dei tumori PET whole body eseguita su un malato oncologico prima e dopo la chemioterapia Prima della chemioterapia 2 mesi dopo la chemioterapia 4 mesi dopo la chemioterapia Dr. A. Biggi Cuneo

32 Le nuove frontiere della PET nella diagnosi dei tumori 18 F-FDG 11 C-Colina Dr. A. Biggi Cuneo

33 La PET in 4 dimensioni Dr. K.P. Schäfers - Università di Münster (D)

34 Risonanza Magnetica Funzionale effetti della terapia cognitivo-comportamentale in pazienti con aracnofobia

35 Pre - trattamento Post - trattamento Prof.ssa P. Rocca - Università di Torino

36 Gli ultrasuoni

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39 Prof. V. Monaco Università di Torino

40 Contributi della fisica alla medicina Terapia con radiazioni

41 Radioterapia con fotoni Cobaltoterapia Acceleratore lineare (o LINAC)

42 Acceleratore lineare

43 Come funziona un acceleratore lineare?

44 Perchè l acceleratore deve girare intorno al paziente?

45 Un altra possibile soluzione: il Cyberknife

46 E se usassi gli adroni?

47 Come si fa un trattamento con adroni

48 Cellule irraggiate con ioni Ferro Due diversi tipi di proteine vanno a riparare i siti in cui il DNA e danneggiato dalla radiazione Prof. M.Durante GSI Darmstadt

49 Il presente in Italia: CATANA

50 CATANA Centro di AdroTerapia e Applicazioni Nucleari Avanzate INFN-LNS G. Cuttone D. Rifuggiato N. Romeo A. Rovelli A. Giammò F. Tudisco A. Amato V. Campagna PHYSICS DEPARTMENT, INFN-CT & CSFNSM S. Lo Nigro G.A.P. Cirrone M. G. Sabini C. Rapicavoli A. Reibaldi J. Ott M.L. Rallo OPHTALMOLOGY INSTITUTE OF CATANIA UNIVERSITY RADIOLOGY INSTITUTE OF CATANIA UNIVERSITY G. Privitera V. Salamone RADIOLOGY INSTITUTE OF CATANIA UNIVERSITY L. Raffaele C. Spatola

51 A Catania (LNS INFN) si usano Protoni (protonterapia) si trattano patologie oculari

52 Proton Therapy Room Final Collimator Motorized Chair Centering Laser Collimator Exit Window Range Shifter and Modulator INFN - LNS

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54 Il presente in Italia: Trento

55 Agenzia Provinciale per la Protonterapia Azienda Provinciale per i Servizi Sanitari Trento, Italy Inizio dei trattamenti a fine 2014

56 Il presente in Italia: CNAO Consiglio di Indirizzo: E. Borloni Fondazione Policlinico Presidente G. Azzaretti Policlinico San Matteo Vice-presidente G. Arbosti Istituto Neurologico C. Besta C. Ciani Istituto Europeo di Oncologia U. Amaldi Fondazione TERA A. Mattiussi Istituto Nazionale dei Tumori R. Petronzio Istituto Nazionale di Fisica Nucleare G. Coggi Università di Milano A. Pedotti Politecnico di Milano

57 Il CNAO a Pavia

58 marzo 2007

59 marzo 2008

60 marzo 2009

61 maggio 2009

62 aprile 2010

63 Patologie trattate al CNAO nel periodo di sperimentazione clinica Ioni carbonio 1. Base del cranio e spina dorsale: cordoma e condrosarcoma 2. Capo/collo, pelvi, tronco: sarcoma dei tessuti molli 3. Capo/collo: tumori non mesenchimali 4. Tumori delle ghiandole salivari Protoni 1. Base del cranio e spina dorsale: cordoma e condrosarcoma 2. Meningioma 3. Carcinoma anaplastico della tiroide Dr. P.Fossati CNAO - Pavia

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66 Settembre 2011: inizio trattamenti con protoni Ottobre 2012: inizio trattamenti con carbonio

67 Descrizione protocollo Protoni o Ioni Carbonio Trattamento con protoni di cordomi e condrosarcomi della base del cranio Protoni 16 Trattamento mediante protoni dei cordomi e dei condrosarcomi del rachide-emendato Protoni 2 Trattamento mediante protoni dei meningiomi intracranici Protoni 7 Trattamento mediante protoni delle recidive di neoplasie del distretto cervico-cefalico Protoni 5 Totale Pazienti Boost di radioterapia mediante protoni di neoplasie localmente avanzate del distretto cervico-cefalico- Emendato Protoni 7 Ritrattamento mediante radioterapia con protoni dei cordomi e dei condrosarcomi del rachide recidivi Protoni 0 Trattamento mediante ioni carbonio del carcinoma adenoideo cistico delle ghiandole salivari -Emendato Ioni Carbonio 39 Ritrattamento mediante radioterapia con ioni carbonio degli adenomi pleomorfi recidivi Ioni Carbonio 6 Reirradiazione mediante ioni carbonio del carcinoma del retto recidivo Ioni Carbonio 2 Trattamento mediante ioni carbonio dei sarcomi (ossei e dei tessuti molli) del distretto cervico-cefalico Ioni Carbonio 45 Trattamento mediante ioni carbonio dei sarcomi (dell'osso e dei tessuti molli) del Tronco Ioni Carbonio 44 Trattamento mediante ioni carbonio delle recidive di neoplasie del distretto cervico-cefalico Ioni Carbonio 28 Trattamento mediante ioni carbonio dei melanomi maligni delle mucose delle prime vie aerodigestive Ioni Carbonio 3 Trattamento mediante ioni carbonio per il trattamento del carcinoma della prostata ad alto rischio Ioni Carbonio 3 Trattamento mediante ioni carbonio dei tumori primitivi dell orbita e metastasi orbitarie Ioni Carbonio 4 Trattamento mediante ioni carbonio delle neoplasie primitive maligne del fegato Ioni Carbonio 1 Ritrattamento mediante radioterapia con ioni carbonio dei Cordomi e dei Condrosarcomi del rachide recidivi Ioni Carbonio 1 Trattamento integrato mediante radioterapia con protoni e/o ioni carbonio per tumori dei seni paranasali non operabili a prognosi sfavorevole Protoni/ Ioni C. 3 Radioterapia con ioni carb. (adroterapia) dei tumori del pancreas Ioni Carbonio 1 217

68 La parte di alta tecnologia

69 Il contributo di Torino

70 CNAO lo spot scanning

71 Al CNAO

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73 Dall Universita alla clinica Circa 2000 dosimetri venduti a Ospedali in tutto il mondo

74 Per ulteriori informazioni

75 ARRIVEDERCI a Fisica o a Medicina o a Veterinaria