radiazioni non ionizzanti e specialisti in fisica medica ... · laboratori e istituti superiori...
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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 necessitattrazione o necessitàà??
www.fisiokinesiterapia.bizwww.fisiokinesiterapia.biz
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Campi energetici RadiantiCampi energetici Radianti
ElettromagneticiElettromagnetici
Meccanici ultrasonoriMeccanici ultrasonori
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•• DescrizioneDescrizioneOndulatoriaOndulatoriaCorpuscolareCorpuscolare
•• VariabilitVariabilitàà dei fenomenidei fenomeniFrequenzeFrequenzeModulazioniModulazioniInterferenzaInterferenzaEffetti antennaEffetti antenna
•• Biofisica degli effetti biologiciBiofisica degli effetti biologici
Campi energetici Radianti Campi energetici Radianti AttrazioneAttrazione
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•• AttenzioneAttenzioneIntensitIntensitàà dei campi artificiali fino a 10dei campi artificiali fino a 1066 volte volte e pie piùù del naturaledel naturale
•• RicercaRicercaMeccanismi di interazione biofisicaMeccanismi di interazione biofisica
NotiNotiNon NotiNon Noti
•• Associazione da sviluppareAssociazione da sviluppareGrandezze fisiche Grandezze fisiche ~ ~ RisposteRisposte BiologicheBiologiche
Campi energetici Radianti NecessitCampi energetici Radianti Necessitàà
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Attrazione NecessitAttrazione Necessitàà
Impiego Impiego diagnosticodiagnostico
Impiego terapeutico Impiego terapeutico (Rischio/beneficio)(Rischio/beneficio)
Assetto di Assetto di PrevenzionePrevenzione
Specialista Fisico Medico
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Attrazione NecessitAttrazione NecessitààParametrizzazioneParametrizzazione
Ottimizzazione
RicercaRicerca
Prototipi strumentali e metodologiciPrototipi strumentali e metodologici
Università
Laboratori e Istituti Superiori
Istituti di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico
Aziende Ospedaliere
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ImagingImaging a Risonanza Magneticaa 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 dei induce aumento della temperatura 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 con il compongono, interagiscono con il campo campo elettromagnetico elettromagnetico modificando il modificando il proprio stato e le proprio stato e le proprie funzioniproprie funzioni
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ImagingImaging a Risonanza Magneticaa Risonanza MagneticaNecessitNecessitàà
•• NormativaNormativa•• Esperto ResponsabileEsperto Responsabile•• Norme di sicurezzaNorme di sicurezza
–– Per gli operatoriPer gli operatori–– Per i pazientiPer i pazienti
•• EsEs.: valutazione del rapporto probabilit.: valutazione del rapporto probabilitàà di di beneficio/rischio di danno , in gravidanzabeneficio/rischio di danno , in gravidanza
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Diatermia AntalgicaDiatermia Antalgica
•• ModellizzazioneModellizzazione delldell’’interazione biofisicainterazione biofisica•• Misure della risposta biologicaMisure della risposta biologica
•• MappatureMappature della dispersione ambientaledella dispersione ambientale
•• Rilevanza a motivo della numerositRilevanza a motivo della numerositàà e della e della diffusione dei trattamenti riabilitatividiffusione dei trattamenti riabilitativi
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ARTERIA VENA
ARTERIOLE VENULECAPILLARI
Unità vascolare funzionale (UVF)Effetto differenziato della diatermia: risposte iperemizzanti rapide e lenteVariazione di diametro di arteriolee venule Aumento del numero di capillari perfusi
Modello di Modello di microcircolomicrocircolo
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Dopo trattamento Dopo trattamento diatermicodiatermico
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 delldell’’ammettenza elettrica ammettenza elettrica tissutaletissutale
Misura a 12 kHz
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•• SorgentiSorgenti•• Grandezze FisicheGrandezze Fisiche•• Grandezze biologicamente correlateGrandezze biologicamente correlate•• 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
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Emissione spettrale lampade UVEmissione spettrale lampade UVEmission spectr
00.1
0.20.30.4
0.50.6
0.70.80.9
11.1
300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400Wavelength (nm
Metal halide lamps Fluorescent lamps
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Spettri di azione biologicaSpettri di azione biologica
Eritema Tumori non-melanoma
Melanoma in pesci
Danni DNA
Milano 23 Maggio 2007Milano 23 Maggio 2007Riconoscimento 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 …. )
1992Telecamera 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).
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EL: excised lesions (CM: Cutaneous Melanoma)NEL: non-excised lesion
Riconoscimento lesioni Riconoscimento lesioni ““critichecritiche””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
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Stato dellStato dell’’arte nella diagnostica arte nella diagnostica ecograficaecografica
•• LL’’ecografia e lecografia e l’’imagingimaging biomedicobiomedico•• Eco Eco realreal time bidimensionaletime bidimensionale•• VelocimetriaVelocimetria DopplerDoppler
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Prospettive future nella diagnostica Prospettive future nella diagnostica ecograficaecografica•• ArrayArray 2 D2 D•• Mezzi di contrastoMezzi di contrasto•• HarmonicHarmonic imagingimaging•• PulsePulse phasephase inversioninversion
•• Sono CTSono CT•• DopplerDoppler TissueTissue imagingimaging•• Power Power motionmotion imagingimaging•• FusioneFusione•• ImagingImaging endoluminaleendoluminale•• 3D3D
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Linee guida e Linee guida e protocolli protocolli condivisicondivisi
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FormazioneFormazione
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MisuraMisura dei parametri fisici dei parametri fisici e studio degli effetti e studio degli effetti biologici delle biologici delle N.I.R.N.I.R.DosimetriaDosimetriaControlli di qualitControlli di qualitààValutazione dei rischiValutazione dei rischiFormazioneFormazione
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Linee guidaLinee guida
•• Regione LombardiaRegione Lombardia–– ““Prevenzione dei rischi da sorgenti di Prevenzione dei rischi da sorgenti di
radiazioni non ionizzanti impiegate in ambito radiazioni non ionizzanti impiegate in ambito sanitariosanitario”” -- 20052005
•• PubblicazioniPubblicazioni–– ISSISS–– ISPESLISPESL