MEDICAL PHYSICS LABORATORY
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2022/2023
- Docente
- GIOVANNI DI DOMENICO
- Crediti formativi
- 6
- Periodo didattico
- Primo Semestre
- SSD
- FIS/07
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. 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. Contenuti del corso
- 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. 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.
Modalità di verifica dell'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. Testi di riferimento
- - 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.
