ID:
141559
Tipo Insegnamento:
Opzionale
Durata (ore):
60
CFU:
6
Url:
FISICA/PERCORSO COMUNE Anno: 1
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (16/09/2024 - 20/12/2024)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Il corso ha come obiettivo l'insegnamento della fisica e della matematica dei principali
sistemi di imaging impiegati nella ricerca clinica e biomedicale con radiazioni ionizzanti e non.
Le principali conoscenze acquisite riguarderanno i componenti e il funzionamento di: sistemi di imaging radiografico, tomografia computerizzata (CT), diagnostica medica nucleare (PET e SPECT) ed ecografia a ultrasuoni.
Tramite le attività di laboratorio, il corso permetterà allo studente di acquisire le abilità sperimentali necessarie alla configurazione, utilizzo e caratterizzazione di sorgenti di radiazione e rivelatori per diagnostica medica. In particolare: tubi a raggi-X e rivelatori a stato solido per spettroscopia e imaging radiografico (planare e CT), sorgenti e rivelatori per medicina nucleare (PET e SPECT) e utilizzo di un ecografo. Inoltre lo studente acquisirà gli strumenti di base per l'elaborazione e analisi di immagini, necessari alle applicazioni descritte in precedenza.
sistemi di imaging impiegati nella ricerca clinica e biomedicale con radiazioni ionizzanti e non.
Le principali conoscenze acquisite riguarderanno i componenti e il funzionamento di: sistemi di imaging radiografico, tomografia computerizzata (CT), diagnostica medica nucleare (PET e SPECT) ed ecografia a ultrasuoni.
Tramite le attività di laboratorio, il corso permetterà allo studente di acquisire le abilità sperimentali necessarie alla configurazione, utilizzo e caratterizzazione di sorgenti di radiazione e rivelatori per diagnostica medica. In particolare: tubi a raggi-X e rivelatori a stato solido per spettroscopia e imaging radiografico (planare e CT), sorgenti e rivelatori per medicina nucleare (PET e SPECT) e utilizzo di un ecografo. Inoltre lo studente acquisirà gli strumenti di base per l'elaborazione e analisi di immagini, necessari alle applicazioni descritte in precedenza.
Prerequisiti
Conoscenza della fisica classica e dei laboratori di misure con analisi statistica, informatica, elettronica di base e interazione radiazione-materia.
Conseguimento attestato di "formazione in radioprotezione sul luogo di lavoro" - Moduli di formazione generale e formazione specifica macchine radiogene. Le istruzioni per conseguire l'attestato, attraverso la formazione online UNIFE, verranno fornite agli studenti prima dell'inizio delle esercitazioni.
Conseguimento attestato di "formazione in radioprotezione sul luogo di lavoro" - Moduli di formazione generale e formazione specifica macchine radiogene. Le istruzioni per conseguire l'attestato, attraverso la formazione online UNIFE, verranno fornite agli studenti prima dell'inizio delle esercitazioni.
Metodi didattici
Lezioni frontali per introdurre i prinicipi e i concetti necessari, a cui seguono attività in laboratorio in cui gli studenti partecipano in prima persona. Ciascuno studente è tenuto a produrre relazioni delle attività sperimentali che verranno utilizzate anche per la verifica dell'apprendimento.
Verifica Apprendimento
La prova d’esame consente di verificare il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi indicati in precedenza. L’esame è suddiviso in una parte scritta e una orale.
La parte scritta consiste nella redazione di relazioni sulle esperienze di laboratorio svolte, completando in modo indipendente l'analisi dei dati e discussione dei risultati.
Queste relazioni e l'affiancamento del docente durante le attività di laboratorio permetteranno di valutare le abilità acquisite nella gestione dell'apparato sperimentale e l'indipendenza nella elaborazione dei dati acquisiti.
L’esame orale consiste nella discussione dei report presentati e degli argomenti trattai durante le lezioni frontali, allo scopo di valutare la comprensione delle conoscenze teoriche e di base.
Il voto finale è la combinazione della valutazione dei report consegnati e della prova orale.
La parte scritta consiste nella redazione di relazioni sulle esperienze di laboratorio svolte, completando in modo indipendente l'analisi dei dati e discussione dei risultati.
Queste relazioni e l'affiancamento del docente durante le attività di laboratorio permetteranno di valutare le abilità acquisite nella gestione dell'apparato sperimentale e l'indipendenza nella elaborazione dei dati acquisiti.
L’esame orale consiste nella discussione dei report presentati e degli argomenti trattai durante le lezioni frontali, allo scopo di valutare la comprensione delle conoscenze teoriche e di base.
Il voto finale è la combinazione della valutazione dei report consegnati e della prova orale.
Testi
- Materiale fornito dal docente
- The Physics of Medical Imaging, S. Webb, Institute of Physics Publishing, 1998.
- The Essential Physics of Medical Imaging. J. T. Bushberg, J. A. Seibert, E. M. Leidholdt, J. M. Boone, Lippincott Williams & Wilkins, seconda edizione (2002).
- Radiological Imaging, H.H. Barrett, W. Swindell, Academic Press, 1981.
- Medical Imaging, A. Macovski, Prentice Hall, 1983.
- The Physics of Medical Imaging, S. Webb, Institute of Physics Publishing, 1998.
- The Essential Physics of Medical Imaging. J. T. Bushberg, J. A. Seibert, E. M. Leidholdt, J. M. Boone, Lippincott Williams & Wilkins, seconda edizione (2002).
- Radiological Imaging, H.H. Barrett, W. Swindell, Academic Press, 1981.
- Medical Imaging, A. Macovski, Prentice Hall, 1983.
Contenuti
Il corso prevede 60 ore di didattica suddivise tra lezioni pratiche in laboratorio e teoriche.
Struttura di un sistema di imaging radiografico [30 h]: tubo radiogeno, acquisizione dello spettro di un tubo a raggi X e sua calibrazione in energia. Rivelatore di imaging radiografico: struttura, misura del noise, curva di linearità in funzione dell'esposizione. Misura della funzione di trasferimento della modulazione (MTF) con diversi metodi (slit camera, edge e star pattern). Misura del Noise Power Spectrm (NPS). Definizione di DQE e calcolo della DQE per il sistema di imaging.
Analisi del contrasto per fantocci standard mammografici. Accenno a tecniche innovative in radiologia (contrasto di fase, dual-energy)
Struttura di un sistema di imaging per CT [15 h]: calibrazione geometrica del sistema, acquisizione delle immagini e loro ricostruzione.
Struttura di un sistema di acquisizione per medicina nucleare (PET/SPECT) [12 h]: tipologia di rivelatori, calibrazione del detector, coincidenza temporale o sistema collimazione, risoluzione spaziale ed efficienza.
Struttura di un sistema di imaging ecografico [3 h]: sonde ecografiche e principio di funzionamento. Formazione dell'immagine ecografica.
Struttura di un sistema di imaging radiografico [30 h]: tubo radiogeno, acquisizione dello spettro di un tubo a raggi X e sua calibrazione in energia. Rivelatore di imaging radiografico: struttura, misura del noise, curva di linearità in funzione dell'esposizione. Misura della funzione di trasferimento della modulazione (MTF) con diversi metodi (slit camera, edge e star pattern). Misura del Noise Power Spectrm (NPS). Definizione di DQE e calcolo della DQE per il sistema di imaging.
Analisi del contrasto per fantocci standard mammografici. Accenno a tecniche innovative in radiologia (contrasto di fase, dual-energy)
Struttura di un sistema di imaging per CT [15 h]: calibrazione geometrica del sistema, acquisizione delle immagini e loro ricostruzione.
Struttura di un sistema di acquisizione per medicina nucleare (PET/SPECT) [12 h]: tipologia di rivelatori, calibrazione del detector, coincidenza temporale o sistema collimazione, risoluzione spaziale ed efficienza.
Struttura di un sistema di imaging ecografico [3 h]: sonde ecografiche e principio di funzionamento. Formazione dell'immagine ecografica.
Lingua Insegnamento
INGLESE
Corsi
Corsi
FISICA
Laurea Magistrale
2 anni
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