MEDICINA

 

Nome: Applicazioni per la medicina

Che cos’è: Tecnologie sviluppate per la ricerca in fisica nucleare e subnucleare trovano impiego in ambito biomedico, sia diagnostico che terapeutico.

 

 

  INFOGRAFICA

 

  IMMAGINI

VIDEO

> Curare con le particelle

> Guardare dentro il corpo umano

> int. Amaldi e Cuttone

 

 

 

Diagnostica

La fisica nucleare e delle particelle contribuisce continuamente a produrre innovazione a beneficio della medicina. Per quanto riguarda la diagnostica per immagini, a parte la comune radiografia a raggi X, è ora di uso comune la Tomografia Computerizzata (Ct), che permette di ottenere una ricostruzione tridimensionale della zona sotto esame. Altre tecniche importanti sono la Tomografia a Emissione di Positroni (Pet) e la Risonanza Magnetica Nucleare (Rmn). Nella Pet, che è la prima vera applicazione pratica dell’uso dell’antimateria, un liquido leggermente radioattivo (un farmaco contenente un radioisotopo, in genere prodotto grazie a un acceleratore di particelle) viene iniettato nel paziente e assorbito dalle cellule con maggiore attività metabolica, come quelle tumorali. Questo liquido emette positroni che si annichilano con gli elettroni del corpo umano producendo due raggi gamma. Questi ultimi vengono poi rivelati consentendo di localizzare le zone con il maggior metabolismo. La Rmn sfrutta invece l’interazione di un campo magnetico con i nuclei degli atomi del corpo umano.

 

Le ricerche condotte dall’INFN contribuiscono nel campo della diagnostica per immagini sotto vari aspetti. Uno di questi riguarda per esempio lo sviluppo di magneti superconduttori sempre più compatti e ad alto campo, permettendo quindi soluzioni innovative per la Rmn. Inoltre l’esperienza maturata nello sviluppo di software per analisi di immagini ha permesso di produrre programmi ad alte prestazioni per aiutare i radiologi ad analizzare automaticamente le immagini e questo risulterà fondamentale per futuri programmi di screening, per esempio nel caso delle malattie polmonari. Recentemente, tecniche simili sono ora sperimentate per le neuroimmagini, in modo da contribuire alla diagnosi precoce di malattie degenerative.

Sul fronte della Pet i contributi della ricerca INFN riguardano sia gli algoritmi software di ricostruzione delle immagini che la produzione di nuovi radio-isotopi che emettono positroni. In aggiunta a queste tecniche, ormai considerate standard, l’INFN contribuisce a sviluppare anche una nuova possibilità di imaging basata sull’uso di protoni.

Gli acceleratori di particelle sono anche impiegati per la produzione di radioisotopi, fornendo un importante contributo a studi innovativi per la medicina nucleare, non solo sul piano della diagnosi, ma anche su quello della terapia.

Significativi sono anche gli sviluppi derivati dall’esperienza su fasci di elettroni che interagiscono con luce laser, che permettono di realizzare sorgenti innovative di raggi X particolarmente utili in alcuni casi, come la mammografia, in modo da ridurre la quantità di dose somministrata alle pazienti durante gli esami diagnostici.

 

Terapia

Parlando di terapia occorre notare come gli acceleratori di particelle si sono rivelati strumenti utili per la cura dei tumori, come nel caso della radioterapia e dell’adroterapia. Sono due i centri di cura oncologica per i quali l’INFN ha progettato e realizzato le macchine impiegate per la terapia: CATANA e il CNAO.

 

CATANA, ai Laboratori del Sud di Catania, è il primo centro italiano di cure del melanoma oculare con protoni. È attivo dal 2002 a Catania all’interno dei Laboratori Nazionali del Sud dell’INFN. Da allora sono state trattate alcune centinaia di pazienti con una percentuale di remissione della malattia del 95%.

 

Il CNAO (Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica) è in attività a Pavia. Il sincrotrone utilizzato per il trattamento dei pazienti è in grado di produrre e accelerare sia protoni sia ioni, che vengono poi utilizzati per colpire in modo estremamente preciso le cellule tumorali.

Il CNAO è uno dei pochi centri al mondo in cui vengono utilizzati anche ioni carbonio.

 

L’INFN è impegnato anche nella ricerca sulla Bnct (Boron Neutron Capture Teraphy), dove le cellule malate vengono distrutte da neutroni che reagiscono con un isotopo del boro che ha un’elevata predisposizione alla cattura di queste particelle, e che è presente in un farmaco che si concentra in modo selettivo nelle cellule tumorali.

Altre importantissime ricadute dell’attività INFN riguardano la realizzazione di dispositivi rivelatori innovativi che trovano applicazione soprattutto nella misura della dose di radiazione e nella scintigrafia.

 

 

 

 

 


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