Studio e messa a punto di una tecnica innovativa per misure tridimensionali di dose assorbita in campi di radazione ionizzante

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 Gli studi dosimetrici precedenti fatti nei nostri laboratori al fine di simulare queste 
terapie in fantocci tessuto equivalenti si erano basati sulla lettura della risposta in 
funzione della dose fatta tramite RMN. Infatti la conversione degli ioni ferrosi Fe2+ in 
ioni ferrici Fe3+ modifica le proprietà paramagnetiche del mezzo e consente di 
analizzare la risposta del dosimetro alla dose assorbita attraverso l’analisi dei campioni 
tramite Risonanza Magnetica Nucleare (RMN). Nonostante i risultati ottenuti fossero 
molto promettenti, la sensibilità dell’analisi RMN si è dimostrata notevolmente inferiore 
all’analisi spettrofotometrica comunemente utilizzata con questo tipo di dosimetro. 
Inoltre a causa della diffusione ionica all’interno del gel, si possono ottenere ottimi 
risultati dal punto di vista della risoluzione spaziale solo con un’analisi immediata del  
gel. Una risonanza magnetica, anche se disponibile, prevede invece tempi molto lunghi 
per l’acquisizione delle immagini (almeno venti minuti per un’immagine).  
L’aggiunta di un indicatore metallico (Xylenol Orange) al gel-dosimetro permette di 
effettuare misure spettrofotometriche della dose assorbita, in quanto esso forma con gli 
ioni Fe3+ un complesso colorato che presenta un picco di assorbimento ottico intorno ai 
585 nm. A l ivello visivo si ha un cambiamento di colore del gel dall’arancione al viola 
in funzione della dose assorbita. Sulla base dei risultati ottenuti è stato sviluppato un 
metodo di valutazione tridimensionale della dose in fantocci tessuto-equivalenti.  
La tecnica da noi proposta consiste nella messa a punto di un fantoccio (ad esempio 
cilindrico, per semplicità di produzione) costituito dalla sovrapposizione di una serie di 
strati sottili di gel-dosimetro. Dopo l’esposizione del fantoccio ad un fascio collimato di 
radiazione come quello utilizzato per la radioterapia di interesse, vengono acquisite le 
immagini di ciascuno strato di gel in modalità di riflettanza o di trasmittanza. Il 
processo di imaging avviene tramite una camera a CCD dotata di un filtro 
interferenziale centrato intorno a 585 nm, coincidente con il picco di assorbimento 
ottico del gel. Si ottiene in questo modo una serie di immagini 2 -D con diverse tonalità 
di grigio che insieme forniscono informazioni per uno sviluppo tridimensionale della 
dose assorbita nel fantoccio.  
Questa nuova tecnica di lettura della dose si è dimostrata molto promettente, 
garantendo un’ottima risoluzione spaziale e sensibilità nella risposta oltre ad indubbi 
vantaggi di carattere pratico ed economico.