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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2006

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • PHYSICS
    • MEASURING (counting G06M); TESTING
      • MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION (radiation analysis of materials, mass spectrometry G01N; counters per se G06M, H03K; electric discharge tubes for analysing radiation or particles H01J40/00, H01J47/00, H01J49/00)
    • NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
      • TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR ELECTROMAGNETIC RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA- OR X-RAY MICROSCOPES (x-ray technique H05G; plasma technique H05H)
Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
IMAGING CON PROTONI, RADIOGRAFIA CON PROTONI, TOMOGRAFIA CON PROTONI, RADIOTERAPIA CON ADRONI, PET, RIVELATORI A SILICIO, FOTORIVELATORE, CALORIMETRIA, SCINTILLATORI

Sistemi avanzati di imaging con fasci adronici

Università degli Studi di Firenze
Abstract
L’obiettivo di questa ricerca è lo studio e la realizzazione di sistemi di imaging con protoni ed ioni leggeri.
Nel progetto sono sviluppati due approcci diversi: a) Radiografia e Tomografia con protoni, b) PET attivata da adroni.

a) Radiografia e Tomografia con protoni (Unità I e II)
Lo scopo è quello di ottenere informazioni sul potere d'arresto dei protoni utilizzati per i trattamenti radioterapici. L'utilizzazione diretta di queste informazioni, anziché quella da tomografia a raggi X, rende più accurata la valutazione delle distribuzioni di dose. Le immagini radiografiche a trasmissione possono poi essere utilizzate per la verifica del posizionamento del paziente. Questo studio rappresenta il primo passo per stabilire le potenzialità dell’uso clinico di radiografia e tomografia con protoni sui pazienti.
Il sistema proposto per la singola proiezione è costituito complessivamente da: 4 moduli formati ciascuno da due piani di rivelatori microstrip al silicio incrociati, per la misura di due coordinate x-y sia in ingresso che in uscita, un calorimetro per la misura dell’energia di ogni protone in uscita, oltre all’elettronica di acquisizione. Il progetto che proponiamo dovrà operare con flusso di 1E6 protoni/s, quindi con un rate di acquisizione dati di 1MHz ed energia in ingresso 200-250MeV.
Il progetto prevede i seguenti temi principali:
1. Realizzazione del prototipo di radiografia con protoni, pCR (proton >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Marta Bucciolini Università degli Studi di FIRENZE
Obiettivo del Programma di Ricerca
Il progetto si pone come obiettivo globale l’utilizzazione di fasci di ioni leggeri di alta energia (fondamentalmente protoni ed ioni Carbonio) ai fini dell’Imaging del paziente prima e durante la radioterapia con protoni. Questo obiettivo sarà ottenuto tramite lo sviluppo di strumentazione e tecniche di imaging innovative.
L’idea, benché vantaggiosa sulla carta rispetto al tradizionale imaging a raggi X, non è stata finora applicata clinicamente. Ciò è dovuto in parte alla molto limitata diffusione della protonterapia (e, più in generale, della adroterapia) nel mondo ed in parte alla scarsa risoluzione ottenibile con la strumentazione finora disponibile.
Oggi la terapia con ioni leggeri è una tecnica per il trattamento dei tumori che suscita un interesse sempre maggiore. Ciò trova conferma nei progetti che si stanno sviluppando in Italia e nel mondo in questo ambito. Il grande vantaggio nell’impiego di particelle cariche “pesanti” in radioterapia è dovuto alla stretta conformazione della distribuzione di dose al volume da irradiare, ottenibile grazie alle ben note modalità di interazione di queste particelle con la materia.
Per non vanificare le potenzialità offerte da questa tecnica, è necessario che l’accuratezza sia elevata in ognuna delle fasi del processo radioterapico. In particolare è essenziale un posizionamento del paziente con un’accuratezza dell’ordine del millimetro e un calcolo delle distribuzioni di dose con accuratezza dello stesso >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
L’adroterapia, ovvero l’impiego di fasci di nuclei leggeri, potrebbe superare i limiti della radioterapia convenzionale grazie ad una deposizione di dose maggiormente localizzata (sia in profondità che trasversalmente) e ad una maggior efficacia biologica relativa. Tutti gli ioni dall’idrogeno al neon possono essere impiegati con risultati simili, i protoni e gli ioni di carbonio sono i più usati.
La maggior selettività fisica della terapia a ioni richiede una maggior precisione nel controllo del trattamento, specialmente se il volume bersaglio è situato nelle immediate vicinanze di organi critici e se viene utilizzata la terapia con frazionamento della dose. Infatti, la minima inaccuratezza nel posizionamento del paziente o cambiamenti anatomici locali, rispetto alle informazioni della TAC a raggi X utilizzata per la pianificazione del trattamento, possono produrre cambiamenti imprevedibili del range degli ioni e, di conseguenza, cambiamenti drammatici della distribuzione spaziale di dose rispetto a quella pianificata.
Tra le più promettenti tecniche di controllo di qualità dell’adroterapia vi sono: A) la radiografia e la tomografia con protoni e B)la PET attivata da adroni.
Queste tecniche non sono ancora utilizzate nella routine clinica, sebbene i loro vantaggi siano già stati dimostrati [1-8]. Attualmente sta crescendo l'interesse per radiografia e tomografia con protoni, e per la PET attivata da adroni. Nel contesto dei controlli di qualità in >>>