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   Responsabile: Pietro Bartolini
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Radiazioni e Radioprotezione

Imaging molecolare

L'uso di immagini in campo medico e biologico, ottenute sfruttando le proprieta' radioattive degli atomi e dei nuclei atomici, si puo' far risalire alla scoperta dei raggi X alla fine del 18esimo secolo. Negli ultimi decenni lo studio, la diagnosi e il trattamento delle patologie per mezzo dell'imaging, ha beneficiato di importanti progressi, a partire dall'invenzione della Tomografia Assiale Computerizzata (TAC), della Tomografia ad emissione di positroni (PET) e di fotoni (SPECT).
Queste due ultime tecniche, forniscono immagini associate alla distribuzione di specifici traccianti (agenti di contrasto) radioattivi somministrati all'organismo in studio, e a differenza della TAC (ottenuta attraverso l'irraggiamento con fotoni X esterni) permettono di investigare processi metabolici (funzionali) piuttosto che presentare aspetti morfologici dell'organo o del settore investigato. Ancor piu' notevole la possibilita' che PET e SPECT offrono nell'imaging di processi (in vivo) su scala molecolare (picomolare) (da cui imaging molecolare), un campo di analisi molto recente, di estremo interesse e un componente essenziale della medicina molecolare, la branca forse piu' promettente della medicina moderna.
Mediante la sperimentazione su piccoli animali si possono studiare, con l'imaging molecolare, l'insorgenza e l'evolversi delle malattie ovvero l'efficacia dei farmaci, attraverso, ad esempio lo studio dei processi biologici che precedono il palesarsi dei tipici sintomi di una patologia; e' possibile inoltre rivelare precocemente lesioni (tumori) molto piccoli e determinarne la natura.
L'imaging molecolare richiede avanzate tecniche radio-chimiche (per la preparazione del tracciante), biologiche (per l'individuazione delle biomolecole rilevanti) e nucleari (per la realizzazione degli oppprtuni rivelatori). Queste ultime risultano particolarmente sofisticate perche' i sistemi di rivelazione necessitano di caratteristiche molto spinte in termini di sensibilita', efficienza e risoluzione spaziale. In questo ambito componenti del reparto di Fisica e Tecnologie Nucleari per la Salute sono impegnati nella progettazione (anche per mezzo di codici di simulazione Montecarlo), realizzazione e messa a punto di sistemi compatti di rivelazione dei raggi gamma emessi dai traccianti radioattivi, dei quali provvedono l'imaging attraverso l'uso di opportuni collimatori, foto-convertitori e foto-rivelatori.
Il gruppo e' impegnato nello sviluppo di codice Montecarlo di simulazione per l'ottimizzazione dei componenti del sistema di rivelazione, nella progettazione (in collaborazione con ingegneri elettronici) dell'elettronica di lettura dei migliaia di canali di cui il rivelatore e' composto, nella calibrazione e test della componentistica adottata ed infine nella realizzazione del software di processamento dei dati acquisiti e generazione delle immagini per gli utenti finali (medici e biologi).
Tali sistemi sono attualmente utilizzati:
- in trial clinici, in collaborazione con le Universita di Roma Tor Vergata e Napoli, per la diagnosi precoce del cancro della mammella
- per studi su piccoli animali in collaborazione con l'NIH e la Johns Hopkins University di Baltimora, ed in particolare per la rivelazione e l'analisi di placche ateroscerotiche vulnerabili.

Chi siamo
Evaristo Cisbani, Francesco Cusanno Tecnici: Stefano Colilli, Fausto Giuliani, Maurizio Lucentini, Fabio Santavenere

Pubblicato il 08-10-2006 in Radiazioni e Radioprotezione , aggiornato al 23-12-2013

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