Garantire il più alto livello di protezione della salute pubblica, nel contesto di cambiamento socio-economico attuale, è una sfida chiave per l’Europa. L’impatto dell’invecchiamento della popolazione sui sistemi sanitari, la crescente attenzione verso le malattie degenerative, la diagnosi precoce e la cura dei tumori sono solo alcuni dei temi al centro delle politiche sanitarie, focalizzate all’obiettivo della medicina personalizzata. Le attività svolte all’INFN nel settore delle applicazioni mediche della fisica, in collaborazione con il mondo medico e quello industriale consentono di trasferire innovazioni importanti per salute la dei cittadini, su più fronti.
1. Prevenzione.
INFN e’ stato un precursore dell’applicazione di tecniche di artificial intelligence in medicina, sviluppando un software ad alte prestazioni per la ricerca automatica di noduli in tomografie polmonari e per la diagnosi precoce di malattie neurodegenerative.
2. Diagnostica per immagini.
Sono allo studio nuove sorgenti di raggi X monocromatici da Free Electron Laser (FEL) o Inverse Compton Scattering (ICS) che consentano la riduzione della dose durante l’acquisizione delle immagini (ad esempio la mammografia), così come nuovi radio-isotopi che emettano positroni per la PET (Tomografia a Emissioni di Positroni). Inoltre, sistemi ormai considerati standard, come la Risonanza Magnetica Nucleare sono innovati, sia con magneti superconduttori a 7 Tesla per diagnosi di malattie degenerative, sia con l’utilizzo in sistemi multi-modali (ad esempio PET/MRI/EEG). L’INFN partecipa anche allo sviluppo di nuovi strumenti di acquisizione immagini come la proton computed tomography, per sfruttare appieno i vantaggi dei trattamenti adroterapici.
3. Cura dei tumori
si sono rivelati strumenti importanti, in radioterapia e in adroterapia, gli acceleratori di particelle sviluppati dall’INFN, così’ come i rivelatori per il monitoring del fascio e gli strumenti software che permettono di pianificare i trattamenti con particelle cariche in modo da rispettare le prescrizioni degli oncologi (Treatment Planning System). Recentemente, l’INFN ha anche avuto un ruolo importante nello sviluppo, costruzione e validazione clinica di un sistema PET per il monitoraggio del range dei fasci adroterapici in tempo reale: il rivelatore INSIDE è stato il primo sistema al mondo a fornire un feedback preciso e affidabile durante l’esecuzione di sessioni di trattamento.
L’INFN ha partecipato alla progettazione e realizzazione di centri di rilievo per i trattamenti: CATANA, ai Laboratori Nazionali del Sud di Catania, è il primo centro italiano di cure del melanoma oculare con protoni, il CNAO (Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica) a Pavia che utilizza un sincrotrone per accelerare protoni o ioni (anche carbonio), che colpiscono in modo estremamente selettivo le cellule tumorali. Inoltre il centro nazionale Trento Institute For Fundamental Physics Applications è partner di ricerca del Centro di Protonterapia di Trento, che tratta pazienti affetti da vari tipi di tumore solido e al contempo consente di svolgere ricerca pre-clinica di radiobiologia.