Milano 23 Maggio 2007 Radiazioni non ionizzanti e specialisti in Fisica Medica: attrazione o necessità? Dr. Piero Feroldi Direttore Struttura Complessa

Milano 23 Maggio 2007Milano 23 Maggio 2007

Radiazioni non ionizzanti e Radiazioni non ionizzanti e specialisti in Fisica Medica:specialisti in Fisica Medica:

attrazione o necessità?attrazione o necessità?

Dr. Piero FeroldiDr. Piero FeroldiDirettore Struttura Complessa di Direttore Struttura Complessa di Fisica SanitariaFisica SanitariaA.O. Spedali Civili di BresciaA.O. Spedali Civili di Brescia


Campi energetici RadiantiCampi energetici Radianti

ElettromagneticiElettromagnetici

Meccanici ultrasonoriMeccanici ultrasonori


DescrizioneDescrizione OndulatoriaOndulatoria CorpuscolareCorpuscolare

Variabilità dei fenomeniVariabilità dei fenomeni FrequenzeFrequenze ModulazioniModulazioni InterferenzaInterferenza Effetti antennaEffetti antenna

Biofisica degli effetti biologiciBiofisica degli effetti biologici

Campi energetici Radianti Campi energetici Radianti AttrazioneAttrazione


AttenzioneAttenzione Intensità dei campi artificiali fino a 10Intensità dei campi artificiali fino a 1066

volte e più del naturalevolte e più del naturale

RicercaRicerca Meccanismi di interazione biofisicaMeccanismi di interazione biofisica

NotiNoti

Non NotiNon Noti

Associazione da sviluppareAssociazione da sviluppare Grandezze fisiche Grandezze fisiche ~ Risposte Biologiche~ Risposte Biologiche

Campi energetici Radianti Campi energetici Radianti NecessitàNecessità


Attrazione NecessitàAttrazione Necessità

Impiego Impiego diagnosticodiagnostico

Impiego terapeutico Impiego terapeutico (Rischio/beneficio)(Rischio/beneficio)

Assetto di Assetto di PrevenzionePrevenzione

Specialista Fisico Medico


Attrazione NecessitàAttrazione NecessitàParametrizzazioneParametrizzazione

Ottimizzazione

RicercaRicerca

Prototipi strumentali e metodologiciPrototipi strumentali e metodologici

Università

Laboratori e Istituti Superiori

Istituti di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico

Aziende Ospedaliere


Imaging a Risonanza MagneticaImaging a Risonanza MagneticaAttrazioneAttrazione

Fisica NucleareFisica Nucleare Matematica AvanzataMatematica Avanzata Biofisica degli effetti biologiciBiofisica degli effetti biologici

• EffettiEffetti TermiciTermici esposizione a campi elettromagnetici esposizione a campi elettromagnetici

induce aumento della temperatura induce aumento della temperatura dei dei distretti corporei interessatidistretti corporei interessati

Non termiciNon termici meccanismi noti e non noti. meccanismi noti e non noti. Cellule, e molecole che le Cellule, e molecole che le

compongono, interagiscono compongono, interagiscono con il con il campo elettromagnetico campo elettromagnetico

modificando il modificando il proprio stato e le proprio stato e le proprie funzioniproprie funzioni


Imaging a Risonanza MagneticaImaging a Risonanza MagneticaNecessitàNecessità

NormativaNormativa Esperto ResponsabileEsperto Responsabile Norme di sicurezzaNorme di sicurezza

• Per gli operatoriPer gli operatori• Per i pazientiPer i pazienti

Es.: valutazione del rapporto probabilità di Es.: valutazione del rapporto probabilità di beneficio/rischio di danno , in gravidanzabeneficio/rischio di danno , in gravidanza


Diatermia AntalgicaDiatermia Antalgica

Modellizzazione dell’interazione biofisicaModellizzazione dell’interazione biofisica Misure della risposta biologicaMisure della risposta biologica

Mappature della dispersione ambientaleMappature della dispersione ambientale

Rilevanza a motivo della numerosità e Rilevanza a motivo della numerosità e della diffusione dei trattamenti riabilitatividella diffusione dei trattamenti riabilitativi


ARTERIA VENA

ARTERIOLE VENULE

CAPILLARI

Unità vascolare funzionale (UVF)

Effetto differenziato della diatermia: risposte iperemizzanti rapide e lente

Variazione di diametro di arteriole e venule

Aumento del numero di capillari perfusi

Modello di microcircoloModello di microcircolo


Dopo trattamento diatermicoDopo trattamento diatermico

0

0,0005

0,001

0,0015

0,002

0,0025

0,003

0,0035

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Intervallo di tempo dalla fine del trattamento (min)

Y (

S)

contributo sangue

contributo temperatura

totale

Modello del profilo temporale Modello del profilo temporale dell’ammettenza elettrica tissutaledell’ammettenza elettrica tissutale

Misura a 12 kHz


SorgentiSorgenti Grandezze FisicheGrandezze Fisiche Grandezze biologicamente Grandezze biologicamente

correlatecorrelate Strumenti di misuraStrumenti di misura Metodologia di misuraMetodologia di misura Taratura strumentiTaratura strumenti

La gestione delle radiazioni La gestione delle radiazioni ottiche coerenti e non coerenti in ottiche coerenti e non coerenti in

ambito sanitarioambito sanitario


Emissione spettrale lampade Emissione spettrale lampade UVUV

Emission spectra

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400

Wavelength (nm)

Metal halide lamps Fluorescent lamps


Spettri di azione biologicaSpettri di azione biologica

Eritema Tumori non-melanoma

Melanoma in pesci

Danni DNA

Milano 23 Maggio 2007Milano 23 Maggio 2007 Riconoscimento lesioni “critiche”

G B

RRGB

1990

L’esperienza dell’Istituto Nazionale Tumori nella diagnosi assistita delle lesioni cutanee pigmentate (C’era una volta solo l’esame clinico, poi …. )

1992

Telecamera RGB

1995

Spettrofotometria

2001

Telespettro-

fotometria

Spettrofotometria e

rete neurale

2007

I descrittori estratti dalle immagini strumentali sono molto meno significativi di quelli valutati a miscroscopio dal patologo, a seguito dell’escissione della lesione.

Uno strumento non può sostituire il responso diagnostico del patologo (melanoma si/no) ma può sostituire la gestione clinica di una lesione (escissione si/no).


EL: excised lesions (CM: Cutaneous Melanoma)NEL: non-excised lesion

Riconoscimento lesioni Riconoscimento lesioni “critiche”“critiche”Una rete neurale è stata istruita per replicare la decisione clinica di escissione (sì/no).

L’ 88% delle lesioni escisse è stato riconosciuto come “critico”, comprendendo

il 95% dei melanomi.

Multispectral imaging and artificial neural network: mimicking the management decision of the clinician facing pigmented skin lesions. Phys. Med. Biol. 52 (2007) 2599-2613


Stato dell’arte nella diagnostica Stato dell’arte nella diagnostica ecograficaecografica

L’ecografia e l’imaging biomedicoL’ecografia e l’imaging biomedico Eco real time bidimensionaleEco real time bidimensionale Velocimetria DopplerVelocimetria Doppler


Prospettive future nella diagnostica Prospettive future nella diagnostica ecograficaecografica

Array 2 DArray 2 D Mezzi di contrastoMezzi di contrasto Harmonic imagingHarmonic imaging Pulse phase inversionPulse phase inversion

Sono CTSono CT Doppler Tissue imagingDoppler Tissue imaging Power motion imagingPower motion imaging FusioneFusione Imaging endoluminaleImaging endoluminale 3D3D


Linee guida e Linee guida e protocolli protocolli condivisicondivisi


FormazioneFormazione


Struttura Complessa di Fisica Sanitaria – Fondazione IRCCS Policlinico San Matteo-Pavia


MisuraMisura dei parametri dei parametri fisici e studio degli fisici e studio degli effetti biologici delle effetti biologici delle N.I.R.N.I.R.DosimetriaDosimetriaControlli di qualitàControlli di qualitàValutazione dei Valutazione dei rischirischiFormazioneFormazione

Struttura Complessa di Fisica Sanitaria – Fondazione IRCCS Policlinico San Matteo-Pavia


Linee guidaLinee guida

Regione LombardiaRegione Lombardia• ““Prevenzione dei rischi da sorgenti di Prevenzione dei rischi da sorgenti di

radiazioni non ionizzanti impiegate in radiazioni non ionizzanti impiegate in ambito sanitario” - 2005ambito sanitario” - 2005

PubblicazioniPubblicazioni• ISSISS• ISPESLISPESL


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Riccardo Di Liberto Riccardo Di Liberto - Pavia- Pavia Renato Marchesini Renato Marchesini - Milano- Milano Raffaele Novario Raffaele Novario - Varese- Varese Luigi SpiazziLuigi Spiazzi - Brescia- Brescia

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