1. Tomografia a emissione di positroni (PET)
* Particella elementare: Positron (controparte antimateria dell'elettrone)
* Principio di fisica: Annientamento di positrone-elettrone, producendo raggi gamma
* Come funziona: Un tracciante radioattivo, che emette positroni, viene iniettato nel corpo. I positroni interagiscono con gli elettroni nei tessuti, con conseguente annientamento e l'emissione di due raggi gamma in direzioni opposte. I rilevatori che circondano il corpo catturano questi raggi gamma e la loro posizione e tempistica vengono utilizzati per ricostruire le immagini della distribuzione del tracciante, rivelando l'attività metabolica in diversi organi.
2. Imaging a risonanza magnetica (MRI)
* Particella elementare: Proton (un componente del nucleo atomico)
* Principio di fisica: Risonanza magnetica nucleare (NMR)
* Come funziona: La risonanza magnetica sfrutta le proprietà magnetiche dei protoni nelle molecole d'acqua all'interno del corpo. Un forte campo magnetico allinea i giri dei protoni e gli impulsi di radiofrequenza fanno sì che gli allineino temporaneamente in una direzione diversa. Quando gli impulsi vengono disattivati, i protoni tornano al loro allineamento originale, emettendo onde radio che vengono rilevate e utilizzate per creare immagini dettagliate di strutture interne.
3. Tomografia computerizzata (CT)
* Particella elementare: Fotoni a raggi X (radiazione elettromagnetica)
* Principio di fisica: Attenuazione dei raggi X attraverso diversi tessuti
* Come funziona: CT utilizza una sorgente a raggi X rotanti e rilevatori per acquisire più immagini del corpo da diversi angoli. L'attenuazione dei raggi X mentre attraversano i tessuti rivela la loro densità e composizione, consentendo immagini dettagliate in sezione trasversale.
4. Terapia protonica
* Particella elementare: Protoni
* Principio di fisica: Brachiterapia (trattamento radiazione localizzato)
* Come funziona: I raggi di protoni sono diretti con precisione a colpire i tessuti cancerosi, minimizzando i danni ai tessuti sani circostanti. I protoni depositano la maggior parte della loro energia alla fine del loro percorso, offrendo una dose elevata al tumore mentre risparmiava nei tessuti sani.
5. Radioterapia
* Particella elementare: Varie forme di radiazioni (raggi gamma, raggi X, elettroni)
* Principio di fisica: Ionizzazione ed eccitazione di atomi e molecole nelle cellule cancerose
* Come funziona: Vari tipi di radiazioni vengono utilizzati per colpire e danneggiare le cellule cancerose, prevenendo la loro crescita e proliferazione. Questa terapia utilizza l'interazione delle radiazioni con la materia per uccidere le cellule cancerose.
Questi sono solo alcuni esempi di tecnologie mediche che si basano sulla fisica delle particelle elementari. La comprensione e la manipolazione di questi fondamentali elementi costitutivi della materia continuano a guidare le innovazioni nell'imaging e nel trattamento medico, portando a progressi significativi nella diagnosi e nel trattamento delle malattie.
