MEDICINA NUCLEARE
In generale, la Medicina Nucleare è quella branca della medicina
clinica che utilizza le proprietà fisiche del nucleo atomico per
scopo diagnostico, terapeutico, di ricerca
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Diagnostica
Scintigrafia
• SPECT
• PET
TAC
Convenzionale (RX)
RMI
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Terapia
Radioterapia a fasci esterni
Fasci multipli convergenti
Adroterapia
Il metodo raster scan
BNCT
Radioterapia metabolica
Brachiterapia
Medicina nucleare
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MEDICINA NUCLEARE
La Medicina Nucleare si è specializzata soprattutto
nell’individuazione e nella cura dei tumori.
Un tumore (o neoplasia) è una massa abnormale di tessuto che
cresce in eccesso e in modo scoordinato rispetto ai tessuti
normali, e persiste in questo stato dopo la cessazione degli
stimoli che ne hanno indotto il processo.
L’eccessiva moltiplicazione delle cellule tumorali rende la zona
colpita molto densa e per questo distinguibile dalle zone sane
che presentano invece una densità media (con densità di
materia ci si può riferire anche alla densità protonica)
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MEDICINA NUCLEARE
Qualche numero sulla diffusione delle malattie tumorali.
In UE ci sono stati, nel 2012, 1.3 milioni di morti per cancro.
In Italia nel 2012 si sono registrati circa 400 mila casi e 180 mila morti per tumori, 100 mila
negli uomini e 78 mila nelle donne. I tumori sono secondi solo alle malattie
cardiovascolari come numero di decessi, ma sono la principale causa di anni di vita
persi poiché insorgono in età più giovane delle malattie vascolari. I più frequenti
tumori nel 2012 in Italia sono quelli del polmone (33 mila decessi), dell'intestino (22
mila), della mammella (12 mila), del pancreas (11 mila), dello stomaco (9 mila).
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DIAGNOSTICA
Obiettivo della diagnostica è individuare le zone colpite da tumore. Dato
che questi tessuti presentano un’intensa attività cellulare, anche una
sostanza radioattiva immessa nell’organismo rilascerà più radiazioni nelle
zone malate: queste radiazioni, rivelate, forniscono una localizzazione delle
sorgenti emittenti.
Possiamo così elencare le due principali fasi diagnostiche:
1. Somministrazione del tracciante radioattivo che andrà a
concentrarsi nelle zone tumorali
2. Rilevazione delle radiazione frutto dei decadimenti e loro
elaborazione al computer (IMAGING)
Il processo di Imaging fornirà una mappatura tridimensionale delle densità
specifiche delle zone analizzate. Per localizzare con precisione un punto
sono necessarie al computer due informazioni
• direzione di provenienza della radiazione
• profondità all’interno del corpo umano (determinabile dall’attenuazione
della radiazione emessa ad opera dei tessuti sani incontrati)
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SCINTIGRAFIA
La scintigrafia è un esame che prevede la somministrazione al paziente
di un tracciante radioattivo che consente l'evidenziazione, a mezzo di
una Gamma-camera, dell'accumulo preferenziale del tracciante nel
tessuto che si intende studiare.
• Utilizza radionuclidi GAMMA emittenti
• Il radioisotopo viene somministrato al paziente e viene captato in
modo selettivo dall’organo di cui si vuole ricavare l’immagine
• Il fotone prodotto in un punto si attenua attraversando i tessuti
circostanti e viene rilevato da una Gamma-camera
• La Gamma-camera è costituita da una serie tridimensionale di
rivelatori
• Si acquisiscono più viste: la Gamma-camera ruota attorno al paziente
• Attraverso misure di attenuazione si determina la profondità della zona
tumorale e si ricostruisce l’immagine dell’organo sorgente
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Scintigrafia
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1. L’organo capta il radiofarmaco emittente
2. Il fotone emesso attraversa il tessuto e viene rilevato dalla γ-camera
3. il segnale, diverso a seconda delle disomogeneità di tessuto
incontrate, viene trasmesso al calcolatore ed elaborato (IMAGING)
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SPECT
Single Photon Emission Computer Tomography
Tomografia Computerizzata ad emissione di singolo fotone
La SPECT (Single Photon Emission
Computed Tomography) è una tecnica
tomografica in cui l'acquisizione dei dati si
effettua mediante rotazione delle testate
di rivelazione della gammacamera intorno
al corpo del paziente. Ad ogni diversa
angolazione, viene acquisita un'immagine
planare (planar-imaging) detta
proiezione; l'insieme di tali proiezioni
consente poi di ottenere delle informazioni
più realistiche, in tre dimensioni (SPECTimaging)
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SPECT
Alcune immagini
SPECT di una sezione del fegato: vista frontale e laterale
SPECT di una sezione del polmone: vista frontale e laterale
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PET
Positron Emission Computer Tomography
Tomografia Computerizzata ad emissione di due fotoni
Utilizza radionuclidi β+ emittenti: il positrone (e+) generato dal
radionuclide emittente cattura un elettrone del tessuto in cui si
trova e genera due fotoni (fenomeno di annichilazione) emessi in
direzione opposta.
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PET
Positron Emission Computer Tomography
Tomografia Computerizzata ad emissione di due fotoni
I due fotoni attraversano percorsi
diversi nel tessuto e vengono
rivelati: dalle due misure di diversa
attenuazione si riesce a risalire al
punto in cui il fotone è stato
rivelato.
Fenomeno di annichilazione:
e+ + e- → 2 γ
Il positrone (e+) emesso dal radionuclide si annichila con l’elettrone del
tessuto (e-) dando origine a due fotoni emessi i direzione opposta, cioè
con un angolo di 180°.
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PET
Positron Emission Computer Tomography
Tomografia Computerizzata ad emissione di due fotoni
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RAGGI X
I raggi X, attraversando la materia, producono ioni, perciò sono
chiamati radiazioni ionizzanti. Queste radiazioni dissociano le molecole
e, se queste appartengono a cellule di organismi viventi, producono
lesioni cellulari. Per questa loro proprietà, i raggi X sono usati nella
terapia di alcuni tipi di tumori.
Sono inoltre usati in diagnostica medica per ottenere radiografie: i
raggi X hanno infatti la capacità di penetrare attraverso i tessuti
biologici opachi alle radiazioni luminose, risultandone solo parzialmente
assorbiti. Quindi, per radiopacità del mezzo materiale si intende la
capacità di assorbire fotoni X e per radiotrasparenza si intende la
capacità di lasciarli passare. Il numero di fotoni che possono
attraversare lo spessore di un soggetto dipende dall'energia dei fotoni
stessi, dal numero atomico e dalla densità dei mezzi che lo
compongono. Quindi, l'immagine che ne deriva risulta una mappa
delle differenze di attenuazione del fascio di fotoni incidente, che a
sua volta dipende dalla struttura disomogenea, quindi dalla
radiopacità della sezione corporea esaminata.
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RAGGI X
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TAC
Tomografia assiale Computerizzata
La TAC si basa sulla rilevazione del fascio di raggi X mediante un sistema
che ne traduce l’intensità in un segnale elettrico di corrispondente valore.
Con una TAC si utilizza un computer in grado di valutare anche le minime
variazioni di intensità del fascio a causa del suo passaggio in strati di
materia anche con modesta differenza di densità.
La TAC, quindi, utilizza i raggi X
combinandoli con la tecnologia
del computer: ne scaturisce
un'immagine radiologica
tridimensionale di una regione
trasversale del corpo.
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TAC
Tomografia assiale Computerizzata
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LA RISOMAMZA MAGNETICA
NUCLEARE (MRI/NMR)
La tomografia a risonanza magnetica rappresenta una nuova tecnica
di immagine che sfrutta la perturbazione indotta da onde
elettromagnetiche nell'ambito delle radio-frequenze, su di un sistema in
cui i nuclei atomici sono immersi in un campo magnetico.
Come già anticipato, applicando un campo magnetico esterno si può
aumentare il moto di precessione del protone; annullato il campo
magnetico, i protoni ritornano nelle condizioni iniziali rilasciando un
onda di frequenza (non dannosa) che può essere rivelata ed elaborata
da un sistema di imaging in grado quindi di mappare le concentrazioni
(la densità protonica) nei tessuti analizzati.
L'RM è generalmente considerata non dannosa nei confronti del
paziente, e quest'ultimo non è sottoposto a radiazioni ionizzanti come
nel caso delle tecniche facenti uso di raggi X o di isotopi radioattivi.
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LA RISOMAMZA MAGNETICA
NUCLEARE (MRI/NMR)
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