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L'attività della Struttura Complessa di Fisica Medica

Le attività svolte riguardano collaborazioni specifiche e di ricerca con la Radioterapia, la Radiologia, strutture di altri Dipartimenti ed il Dipartimento di Fisica dell'Università di Milano.

Attività di supporto alla Radioterapia

In questo settore le attività svolte sono classificabili su tre direttive diverse:

Attività cliniche di pianificazione terapeutica

Piani di trattamento e schermature per trattamenti con fasci esterni

Figura 1. Piani di trattamento (PdT) e
schermature per trattamenti con fasci esterni

Le attività di pianificazione terapeutica coinvolgono ormai la totalità dei trattamenti radioterapici con carichi di lavoro molto variabili in conseguenza delle tipologie di trattamento e forniscono un supporto indispensabile alla Radioterapia.
Esse possono essere grossolanamente suddivise in pianificazioni dei trattamenti con fasci esterni e dei trattamenti brachiterapici con sorgenti ad alto rateo di dose (HDR).

Recentemente si sono aggiunte in quantità rilevante sia schermature con collimatori multilamellari (MLC) che trattamenti ad intensità modulata (IMRT). Queste modalità più complicate di trattamento conformazionale tendono a sostituirsi alle schermature personalizzate tradizionali, per questa ragione sono state aggiunte in figura 1 due ulteriori colonne negli ultimi due anni per rappresentare questa evoluzione.

Tempo dedicato alla elaborazione dei Piani di trattamento per teleterapia

Figura 2. Tempo dedicato alla elaborazione
dei PdT per teleterapia.

La figura 1 mostra il numero dei piani di cura complessivi effettuati ed il numero di schermature personalizzate per circa 2000 pazienti all'anno.

Dall'avvento negli ultimi due anni dei collimatori multilamellari è evidente dalla figura 2 l'incremento della complessità dei piani di cura.
Infatti, per quanto riguarda il tempo dedicato ai PdT, la figura 2 mostra una evidente tendenza in crescita, determinata dal fatto che la tecnologia offre maggiori possibilità di effettuare piani di trattamento anche nei casi in cui è fondamentale l'accuratezza e la salvaguardia di organi a rischio.

Piani di trattamento per trattamenti di brachiterapia ad alta intensità di dose (HDR).

Suddivisione dei Piani di trattamento brachiterapia 2008 per distretti anatomici

Figura 3. Suddivisione dei PdT
brachiterapia 2008 per distretti anatomici.

Dall'aprile 2007 è iniziata l'attività di brachiterapia HDR con imaging 3D. Dopo un periodo di iniziale addestramento questa attività ha comportato la pianificazione di 87 PdT nel 2007. Nel 2008 sono stati effettuati 216 PdT.

Sviluppo di nuove applicazioni e tecnologie

In passato presso il nostro Istituto è stato sviluppato, in collaborazione con una ditta italiana, il primo Microcollimatore Multilamellare Dinamico di cui sono stati venduti più di 900 esemplari nel mondo e che è ancora in uso per applicazioni stereotassiche conformazionali. Attualmente le linee di ricerca riguardanti l'irraggiamento conformazionale sono dirette all'implementazione di terapie sofisticate (IMRT) prevalentemente impiegate nei distretti ORL e prostata ed occasionalmente in altri distretti corporei per la salvaguardia di organi critici.

Nella primavera del 2009 sono già pianificate due nuove implementazioni.
La prima riguarderà l'installazione sull'acceleratore DHX di un nuovo collimatore multilamellare a 120 lamelle e di un software gestionale per effettuare terapie con tecnica volumetrica ad intensità modulata mediante una singola rotazione dell'acceleratore attorno al paziente (VMAT). I piani di trattamento dovranno essere prodotti su un nuovo sistema, parte integrante della nuova fornitura. Una apparecchiatura TAC volumetrica verrà installata solidalmente con l'acceleratore per garantire il corretto posizionamento del paziente prima del trattamento rispetto a quanto pianificato.
La seconda installazione riguarderà l'implementazione dei piani di trattamento brachiterapici sulla prostata ed il completo rinnovamento dei sistemi di pianificazione dei trattamenti brachiterapici HDR

Controlli di qualità delle apparecchiature radioterapiche

Per la radioprotezione del paziente, in accordo al D. Lgs. 187/00, vengono eseguiti controlli di qualità sulle apparecchiature nell'ambito dell'assicurazione di qualità in radioterapia. Gli stessi controlli sono oggetto della stesura dettagliata e dell'aggiornamento di protocolli per la attestazione della Qualità della Struttura che sono pubblicati in intranet.

La Fisica Medica esegue anche il 1° intervento in caso di malfunzionamento di apparecchiature di radioterapia. A queste attività sono da aggiungere controlli estemporanei dovuti a manutenzione non programmata a causa di malfunzionamenti.

Le apparecchiature sotto costante controllo sono:
cinque acceleratori, una cobaltoterapia, due simulatori, una TAC-simulatore, un sagomatore, quattro apparecchiature per piani di trattamento (TPS) e varie apparecchiature dosimetriche. I controlli sugli acceleratori e sull'unità di cobaltoterapia riguardano la caratterizzazione di tutti i fasci radianti prodotti e l'analisi dei parametri fisico-geometrici delle apparecchiature. Segue un elenco delle apparecchiature con le caratteristiche più salienti.

Acceleratore lineare Clinac 2100C dotato di Micro Collimatore Dinamico, di cinque energie di elettroni e due di fotoni.
Acceleratore Mevatron MX2 dotato di un solo fascio X monoenergetico.
Acceleratore Precise dotato di collimatore multilamellare (80 lamelle), di due energie di radiazione X, di 7 energie di radiazione elettronica e da un dispositivo elettronico per immagini portali (EPID) per il controllo del posizionamento ed allineamento dei pazienti.
Acceleratore DBX dotato di collimatore multilamellare (120 lamelle), di EPID e di un solo fascio X monoenergetico impiegato anche per terapie ad intensità modulata (IMRT).
Acceleratore DHX dotato di collimatore multilamellare (80 lamelle), di EPID, di 5 energie di elettroni e due di fotoni su cui si svolgono anche terapie IMRT e su cui si attueranno terapie con tecnica VMAT.
Cobaltoterapia tradizionale.
Due Simulatori tradizionali di cui si controllano i parametri delle installazioni diagnostiche oltre che con particolare accuratezza le condizioni geometriche/meccaniche di centratura.
TAC-simulatore di cui si controllano le caratteristiche tradizionali di qualità delle immagini e dosimetriche e, con particolare accuratezza, le condizioni meccaniche degli apparati di centratura.
Sagomatore per la produzione di schermi personalizzati per la radioterapia di cui si controllano le caratteristiche di riproducibilità geometrica ed affidabilità di taglio.

Quattro apparecchiature (5 nel 2009) per la pianificazione terapeutica sottoposte a controllo ad ogni aggiornamento software con conseguente verifica dosimetrica su fantocci.

A queste apparecchiature si devono aggiungere i dosimetri utilizzati per tarare i fasci radianti la cui risposta deve essere periodicamente certificata dall'Ente Nazionale di calibrazione.

Controlli delle apparecchiature di diagnostica per immagini

Per la radioprotezione del paziente, in accordo al D. Lgs. 187/00 devono essere eseguiti controlli di qualità su oltre 40 apparecchiature radiodiagnostiche. Questo compito viene svolto nell'ambito dell'assicurazione della qualità in radiologia secondo opportuni protocolli pubblicati in intranet.

L'attuale normativa richiede la presenza dell'esperto in fisica medica non solo per i controlli di qualità relativi alle apparecchiature, ma anche per effettuare la valutazione della dose nelle indagini radiografiche e l'ottimizzazione delle procedure ai fini della riduzione della dose al paziente.
Questi compiti sono svolti da un esperto in fisica medica incaricato per le apparecchiature radiologiche che emettono radiazioni ionizzanti.
Per quanto riguarda invece le due risonanze magnetiche, è stato individuato un dirigente fisico quale responsabile ai sensi della direttiva ministeriale in materia.

Gli adempimenti per il controllo delle apparecchiature che producono immagini per uso diagnostico si sono recentemente resi più complessi a causa della introduzione delle tecnologie digitali di produzione ed archiviazione delle immagini. Anche se ancora non previsto dalla legge e comunque nell'ambito dei programmi di controllo di qualità delle procedure diagnostiche è prevedibile che a breve i controlli dovranno essere estesi a tutti gli anelli della catena di apparecchiature, dalla produzione delle immagini alla refertazione e alla loro archiviazione.

Servizio di dosimetria personale

Da più di 40 anni è attivo, presso la struttura di Fisica Medica, un servizio di dosimetria a film-badge e a termoluminescenti (TLD) per il controllo del personale dell'Istituto (oltre 7500 controlli nel 2008) e di enti esterni, esposto a radiazioni ionizzanti (in totale oltre 22.000 controlli nel 2008).
Le attività del servizio si svolgono mediante procedure che garantiscono la qualità e descrivono i controlli periodici delle apparecchiature dosimetriche e le calibrazioni periodiche di emulsioni e termoluminescenti.
Il servizio prevede inoltre la gestione, l'elaborazione e la informatizzazione dei dati dosimetrici individuali e la comunicazione dei dati stessi agli Esperti Qualificati dei vari enti come pure ai datori di lavoro.
Il servizio fornisce supporto anche a quesiti dosimetrici, in ottemperanza al D. Lgs. 187/00, dovuti alla attività di radioterapia con l'uso di TLD nella dosimetria in vivo, ai controlli di qualità delle apparecchiature radiodiagnostiche nonchè ai controlli ambientali inerenti le sale di radiodiagnostica ed i bunker di radioterapia.

Gestione delle procedure informatizzate della S.C. di Fisica Medica

In collegamento con la attività di dosimetria la S.C. di Fisica Medica ha sviluppato ed effettua la manutenzione di applicativi software che permettono la gestione di archivi elettronici dei dati riguardanti le letture dosimetriche dei dosimetri, le schede dosimetriche personali (ai sensi del D. Lgs. 241/00), le acquisizioni delle rilevazioni delle esposizioni interne dei lavoratori della s.c. di Medicina Nucleare.

Inoltre vengono gestiti ed archiviati i rilevamenti delle misure ambientali effettuate presso la Medicina Nucleare e i laboratori sperimentali dove si utilizza radioattivo, la gestione dei flussi informativi degli scarichi delle vasche di raccolta della S.C. di Medicina Nucleare, la gestione dei fusti dei rifiuti radioattivi dei laboratori e della S.C. di Medicina Nucleare smaltiti tramite ditta autorizzata.

La gestione elettronica degli archivi personali sopra citati si salda naturalmente con le attività del Laboratorio di Dosimetria del Personale che raccoglie i dati dosimetrici caricati in archivio come risultato delle attività del Laboratorio.
Le procedure oltre a permettere una rendicontazione agile ed accurata dei dati informatizzati, per quanto concerne la valutazione delle dosi al personale esposto al rischio delle radiazioni ionizzanti permette una compilazione guidata e facilitata delle schede dosimetriche a partire dai dati rilevati dai dosimetri personali e le valutazioni delle dosi impegnate rendendo trascurabile l'errore dell'operatore.

Sono state inoltre informatizzate le schede di rilevazione del numero e delle tipologie dei piani di trattamento radioterapici con fasci esterni e le schede di prescrizione della brachiterapia HDR di cui la struttura si serve per le rendicontazioni e i controlli organizzativi.

Controllo dell'impiego dei laser nelle attività cliniche

Nel settore dei laser, il ruolo dell'esperto di fisica medica è regolato da un incarico per il "Responsabile della Sicurezza Radiazioni Ottiche" previsto nella Guida CLC/TR 50448 del Comitato Europeo CENELEC. Questa figura è il referente in materia di sicurezza relativa all'esposizione dei lavoratori (e dei pazienti) dai rischi derivanti da radiazioni ottiche artificiali coerenti ed incoerenti. Questo incarico comporta la partecipazione al gruppo di lavoro "Applicazioni Mediche dei Laser" del Comitato CEI CT76 oltre alle responsabilità dette più sopra.

Irraggiamento emoderivati e preparati cellulari per la ricerca di base

Il personale tecnico è addetto anche all'irraggiamento di componenti emoderivati provenienti sia da unità operative dell'Istituto sia da Enti esterni, per un totale di oltre 4800 irraggiamenti nel 2008.

Ultimo aggiornamento: venerdì 6 marzo 2009