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Impiego del codice MCNP-4A nella BNCT (Boron Neutron Capture Therapy), con particolare riguardo allo sviluppo di un metodo originale per la valutazione della dose da cattura neutronica in base a dati PET

Informazioni tesi

  Autore: Giuseppe Giovanni Daquino
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 1996-97
  Università: Università degli Studi di Pisa
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Nucleare
  Relatore: Nicola Cerullo
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 695

Viene descritto l’impiego di un codice Monte Carlo nelle analisi connesse con la terapia di cattura da boro (BNCT) e viene illustrato un sistema originale concepito per migliorarne l’applicazione.
Nella Parte I vengono descritti i vari aspetti della BNCT, partendo dai cenni storici e puntualizzandone il meccanismo di azione. Successivamente vengono descritti gli aspetti operativi e viene tracciato un panorama della situazione attuale della ricerca nel mondo, elencando e descrivendo anche le più importanti attrezzature attualmente disponibili.
Nella Parte II, dopo un breve cenno al fenomeno del trasporto delle particelle ed alla sua risoluzione con il metodo Monte Carlo, viene descritto il codice MCNP-4A (preparato presso il Laboratorio USA di Los Alamos), attualmente in uso nei maggiori centri di ricerca nel mondo, e viene illustrato un sistema originale per l’applicazione di tale codice alla simulazione del comportamento dei neutroni nel cervello e la valutazione delle dosi al tumore ed ai tessuti sani, descrivendo il codice CARONTE, compilato dallo scrivente.
Vengono infine riportate le conclusioni e le prospettive future.
Essendo la prima volta che l’argomento viene affrontato presso il Dipartimento di Costruzioni Meccaniche e Nucleari (DCMN) della Facoltà di Ingegneria di Pisa, il lavoro comprende una approfondita bibliografia (Appendice 9), suddivisa in modo da poter distinguere i vari articoli a seconda del settore di ricerca che loro compete. Questo lavoro ha contribuito altresì a fornire il materiale necessario per effettuare uno studio di fattibilità quale primo punto di una ricerca iniziata presso il DCMN. Per tale motivo gli articoli o testi di riferimento sono stati raggruppati nei seguenti settori:

1 fisico - ingegneristico (acceleratore);
2 fisico - ingegneristico (reattore nucleare);
3 fisico - ingegneristico (radioisotopi);
4 dosimetrico - misure e strumentazione;
5 dosimetrico - calcolo delle dosi;
6 clinico;
7 farmacologico;
8 aspetti generali ed economici;
9 protocollo di irraggiamento;
10 canale di irraggiamento;
11 software.

Una parte notevole della Tesi è costituita dalle Appendici, nelle quali sono stati trattati argomenti indubbiamente interessanti ed indispensabili all’effettuazione della ricerca, ma che avrebbero appesantito il testo.

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1 PREVIEW 1. Considerazioni sulla BNCT Il successo della BNCT (Boron Neutron Capture Therapy) nella sua applicazione a tumori attualmente incurabili (come i gliomi e gli astrocitomi di III e IV grado) rappresenta una meta di notevole rilievo nell’ambito della ricerca relativa alla cura dei cancri. Tale successo dipende strettamente dalla risoluzione dei numerosi problemi, che hanno richiesto un approccio multidisciplinare della terapia. In essa coesistono aspetti di Ingegneria Nucleare, di Fisica Nucleare, di Medicina, di Farmacologia, di Dosimetria, di Tecnica Informatica e di ricostruzione delle bioimmagini nucleari. Solo un collegamento ottimale di tutti questi contributi consente il raggiungimento della meta. Negli ultimi dieci anni sono stati fatti dei notevoli passi in avanti nell’ambito della BNCT, che ne hanno permesso l’estensione a livello clinico, dopo gli incoraggianti successi nelle prove in vivo ed in vitro. Gli sviluppi hanno riguardato una migliore definizione della tolleranza del cervello sano ai neutroni epitermici e alle altre componenti della radiazione, la sintesi di nuovi composti borati con elevata selettività per le regioni neoplastiche, l’applicazione di codici di calcolo trasportistici per il computo delle dosi nelle interazioni dei neutroni con gli elementi del cervello e, soprattutto, una definizione adeguata della reale distribuzione del 10 B nei vari compartimenti cerebrali. A questo punto sembra doveroso richiamare un concetto fondamentale della terapia dei tumori: solo in pochi casi a livello iniziale e dove è possibile un radicale intervento chirurgico, si può raggiungere una guarigione pressocchè definitiva. In generale, tutte le terapie attualmente usate presentano il solo risultato di prolungare di qualche anno la vita del paziente e, soprattutto, di aumentare il livello di qualità della vita. In questa chiave debbono leggersi i risultati della terapia BNCT.

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Parole chiave

mcnp-4a
radioprotezione
treatment planning
bnct
boron neutron capture therapy
trasporto di particelle

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