Dettagli Progetti e Finanziamenti

Study of radiobiological and radiotherapic effects of a novelo electron accelerators

BEE-MED

Finanziamento del: Ministero della Salute  
Calls: Bando Giovani Ricercatori 2009
Data inizio: 2012-02-13  Data fine: 2016-02-13
Budget totale: EUR 532.058,00  Quota INO del budget totale: EUR 249.295,50
Responsabile scientifico: Labate Luca    Responsabile scientifico per INO: Labate Luca

Principale Organizzazione/Istituzione/Azienda assegnataria: CNR – Istituto Nazionale di Ottica (INO)

altre Organizzazione/Istituzione/Azienda coinvolte:
CNR – Istituto di Bioimmagini e Fisiologia Molecolare
CNR – Istituto di Fisologia Clinica
U.O. Fisica Sanitaria, Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana

altro personale INO coinvolto:

Baffigi Federica
Fulgentini Lorenzo
Giulietti Antonio
Gizzi Leonida Antonio
Koester Petra
Palla Daniele


Abstract: Negli ultimi anni, le prestazioni degli acceleratori di elettroni cosiddetti “laser-driven” sono arrivate al punto da lasciare intravedere il loro impiego, nel corso del prossmo decennio, per applicazioni in medicina, ed in particolare in radioterapia. Ad esempio, uno dei primi possibili impieghi puo’ essere nel campo della cosiddetta Intra-Operative Electron Radiation Therapy (IOERT). Attualmente, e’ possibile accelerare pacchetti di elettroni relativistici con energia fino a decine o centinaia di MeV utilizzando sistemi laser di scala 10TW, comunque di dimensioni contenute (“table-top”). Da un punto di vista operativo, l’impiego di acceleratori laser-driven (LDA) in medicina potrebbe presentare numerosi vantaggi rispetto all’impiego, come avviene attualmente, di acceleratori convenzionali basati su LINAC a radiofrequenza.
In realta’, prima di traslare gli LDA nella pratica medica, vanno considerate alcune differenze di base, ed i loro possibili effetti biologici, dei bunch di elettroni prodotti rispetto a quelli degli acceleratori convenzionali attualmente impiegati in radioterapia. In particolare, la durata di un pacchetto di elettroni laser-driven e’ molto piu’ corta (fino a 6 ordini di grandezza) rispetto a quella di un pacchetto di caratteristiche simili prodotto da un LINAC. Altre differenze consistono nello spettro energetico piu’ ampio (a meno di non impiegare tecniche di iniezione avanzate, che pero’ aumentano la complessita’ dell’apparato sperimentale) e, in generale, una divergenza maggiore. Tutti questi aspetti richiedono una accurata caratterizzazione degli LDA da un pusto di vista sia dosimetrico che degli effetti radiobiologici.
Il progetto, finanziato principalmente dal Ministero della Salute e che coinvolge, oltre all’INO-CNR UoS di Pisa, anche altre unita’ CNR (IFC, IBFM, NANO) e la Unita’ Operativa di Fisica Sanitaria della AUOP- Pisa, e’ principalmente volto a:
– ottimizzare un acceleratore laser-driven per applicazioni radiobiologiche/radioterapiche;
– caratterizzare, in termini di spettro, carica totale, divergenza, dose disponibile, ecc., un LDA per applicazioni radiobiologiche/radioterapiche;
– studiare (e, per quanto possibile) implementare i requisiti tecnici per un impiego effettivo per applicazioni mediche;
– studiare gli effetti biologici di pacchetti di elettroni prodotti da un LDA su cellule sane e tumorali e compararli con quelli prodotti da un acceleratore convenzionale di tipo IOERT

Esperimenti/Studi INO correlati:
Laser-plasma acceleration of electrons and secondary (Compton) radiation sources
Dosimetry and radiobiology with laser-driven relativistic electron beams

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