Disponibilita di neutroni in ambiente ospedaliero

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Anna Coco
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1 Disponibilita di neutroni in ambiente ospedaliero La Nuova Metodologia I più avanzati centri di Radioterapia Ospedaliera sono dotati di acceleratori lineari di elettroni per la produzione di raggi gamma la cui energia può superare i 15 MeV permettendo una maggiore penetrazione della radiazione nei tessuti per raggiungere siti tumorali più profondi. Gli stessi acceleratori, proprio per la relativamente alta energia, producono anche neutroni veloci. Il metodo qui descritto, si propone di schermare il Paziente sia con uno spessore di piombo (20cm) sufficiente a ridurre il flusso di raggi gamma di volte, che con uno strato di sostanza idrogenata (polietilene >20cm) atta alla moderazione dei neutroni veloci prodotti.

3 Risonanza Gigante Giant Dipole Resonance Fotoni su Piombo

10 ev kev MeV GeV TeV

16 Neutron source strength measurements for Varian, Siemens, Elekta, and General Electric linear accelerators. David S. Followill(a), Marilyn S. Stovall, Stephen F. Kry, and Geoffrey S. Ibbott Department of Radiation Physics, The University of Texas M. D. Anderson Cancer Center, 1515 Holcombe Boulevard, Houston, Texas

17 Abstract The shielding calculations for high energy (> 10 MV) linear accelerators must include the photoneutron production within the head of the accelerator. Procedures have been described to calculate the treatment room door shielding based on the neutron source strength (Q value) for a specific accelerator and energy combination. Unfortunately, there is currently little data in the literature stating the neutron source strengths for the most widely used linear accelerators. In this study, the neutron fluence for 36 linear accelerators, including models from Varian, Siemens, Elekta/Philips, and General Electric, was measured using gold-foil activation. Several of the models and energy combinations had multiple measurements. The neutron fluence measured in the patient plane was independent of the surface area of the room, suggesting that neutron fluence is more dependent on the direct neutron fluence from the head of the accelerator than from room scatter. Neutron source strength, Q, was determined from the measured neutron fluences. As expected, Q increased with increasing photon energy. The Q values ranged from 0.02 for a 10 MV beam to 1.44 (x1012) neutrons per photon Gy for a 25 MV beam. The most comprehensive set of neutron source strength values, Q, for the current accelerators in clinical use are presented for use in calculating room shielding. Key words: neutron source strength, shielding, photoneutron PACS Numbers: Qc, Ln 2002 American College of Medical Physics

21 Saturne 43 series 700 data. Thanks to: Aniello Palomba, Luca Trevisan, Patrick Letellier Unit 6MV 18MV 18MV (est.) Dose Rate MU/mn Energy (E) MeV Time (dt) Μs Current (I) ma E/pulse J Frequency (ν) Hz Beam Power W

22 Midollo Rene DX Rene SX Esofago Cervello Milza Fegato Tiroide vascica Polmone DX Polmone SX Stomaco Gonadi Colon DX Colon SX

23 Cervello 55 B.(0.89) Tiroide Esofago Polmone Dx 11 B.(0.91) Fegato 14 B.(2.3) Rene Dx Midollo Alto Stomaco 8 B.(1.7) Midollo Basso, Pancreas Polmone Sx 4 B.(0.80) Milza 17 B.(0.92) Rene Sx 6 B.(1.8) Colon Dx Gonadi 27 B.(1.8) Vescica Colon Sx

24 Dr. Alba Zanini, Dr. Ugo Nastasi. (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN- Sezione di Torino) Prof. Tazio Pinelli (Universita di Pavia e INFN-Sezione di Pavia ) Prof. Angelo Piermattei, Prof. Giuseppe Arcovito, Prof. Numa Cellini, Prof. Carlo Barone, Dr.Alessandra Cassano, Dr. Claudia Dell Omo, Domenico Di Nucci, Dr. Raimondo Horn Orni (EQ 3 gr.), Dr. Daniele Rebeggiani, Dr. Pietro Viola, Dr. Andrea Fidanzio, Dr. Luigi Avario (Universita Cattolica S.C. Policlinico A. Gemelli Roma) Ing.Mario Fantini, Dr. Stefania Teodoli, Prof. Angelo Vignati. (INFO & TECH Roma), Ing. Francesco Rodari (L.P.-Roma) Prof. Rita Borio (Universita di Perugia - Policlinico Monteluce ) Dr. Gerardo D Auria, Dr. Katia Casarin, Dr. Sandro Rindi, Dr. Giuliana Tromba, Dr. Giovanni Scian, Alessandro Vascotto (E.Q. 2 gr.) (Laboratorio per la luce di sincrotrone ELETTRA Trieste) Prof. Gianrossano Giannini*, Dr. Fernando Liello, Dr.Andrea Vacchi, Prof. Franco Calligaris (E.Q. 3 gr.), Dr. Valentina Bologna, Dr. Francesco Longo, Claudio Azzan, Roberto Baccomi, Stefano Reia, Livio Rinaldi, Dario Jugovaz(Università di Trieste e INFN-Sezione di Trieste)

25 Il Paziente schermato dalle radiazioni normalmente utilizzate in radioterapia riceve dunque i neutroni termalizzati di bassissima energia (~0.025 ev) la cui cattura su Boro-10 sopra descritta è terapeuticamente efficace grazie alla preventiva iniezione di BPA. La Radioterapia Schermata con BNCT può essere protratta anche per decine di minuti e può essere ripetuta anche per più sedute a giudizio dei Medici con un frazionamento più adeguato al tipo specifico di patologia.

26 Conclusioni La nuova tecnica si muove nel solco di una tipologia terapeutica già sperimentata, la B.N.C.T., innovandola ed estendendone la flessibilità. I vantaggi che questa tecnica innovativa consente di raggiungere sono così riassumibili: 1. Consente di trattare i Pazienti direttamente nelle unità di Radioterapia dell Ospedale che li ospita. Si evita in questo modo il trasporto della persona da curare (o di suoi organi) fuori dall Ospedale riducendo rischi e disagi. 2. Il Medico può seguire tutto il percorso terapeutico nell Ospedale, dispone quindi di tutti gli ausili che non sono reperibili in un impianto nucleare o in un centro di ricerca esterno. 3. Si impiegano macchine per Radioterapia già esistenti e presenti nei reparti di Radioterapia ospedalieri (acceleratori di elettroni). Il comportamento della macchina da Radioterapia è ben conosciuto e tale rimane, non si intraprendono infatti interventi di modifica diretti su di essa. Le procedure di qualità dei trattamenti radioterapici vengono rispettate integralmente. 4. Il nuovo dispositivo introdotto è semplicemente una schermatura solida passiva, non ha parti in movimento ed è stato collaudato e controllato. 5. La dose impartita al Paziente è nota, controllabile e modulabile con precisione. 6. Le misure già eseguite su fantoccio antropomorfo dotato di dosimetri hanno confermato i risultati delle simulazioni eseguite con i programmi più avanzati disponibili quali Geant4 e MCNP-GN. Misure di conferma dei tassi di neutroni termalizzati sono state eseguite anche presso l acceleratore lineare LINAC del sincrotrone ELETTRA di Trieste con fascio estratto di elettroni da 30 MeV. 7. La nuova metodologia applicativa della B.N.C.T., ereditando i pregi di detta terapia e per

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