Corso di laurea in Tecniche di radiologia medica, per immagini e radioterapia
Anno accademico 2018/2019 - 1° anno
SCIENZE DELLA PREVENZIONE RADIOPROTEZIONE E CONTROLLI DI QUALITA'
Docenti titolari dell'insegnamento
CARLO TRIGONA - Modulo MISURE ELETTRICHE ED ELETTRONICHE - ING-INF/07 - 2 CFUEdificio / Indirizzo: DIEEI - Cittadella Universitaria
Telefono: 095 738 111
Orario ricevimento: Giovedì dalle ore 11.00 alle ore 13.00
Edificio / Indirizzo: via s. sofia 78 a
Telefono: 095-3781266
Orario ricevimento: 12
Edificio / Indirizzo: Cittadella Universitaria - Dipartimento di Fisica e Astronomia - Edificio 6 - Studio T09 - via Santa Sofia 64 - 95123 Catania
Telefono: 095 378 5354
Orario ricevimento: Martedì dalle 11.00 alle 13.00 e il giovedì dalle 16.00 alle 18.00; si consiglia comunque di contattare il docente in anticipo per verificare che impegni istituzionali o personali non lo costringano a spostare il ricevimento di un giorno specifico
Obiettivi formativi
- MISURE ELETTRICHE ED ELETTRONICHE
Gli obiettivi formativi specifici sono funzionali alla figura professionale che il corso si propone di formare, ovvero quella dell'esperto nell’ambito delle misure elettriche elettroniche, sensori ed elementi di trasduzione inerenti l’ambito della radiologia medica per immagini e radioterapia.
In tale contesto, il Corso si propone di formare tecnici con una idonea preparazione scientifica di base ed una adeguata padronanza dei metodi e dei contenuti tecnico-scientifici generali dell'Ingegneria elettronica con particolare enfasi verso la metrologia di base
- RADIOBIOLOGIA E RADIOPROTEZIONE
Acquisire le conoscenze di base di:
- Principi teorici della Radiobiologia
- Interazione delle radiazioni ionizzanti con la materia vivente
- Principi teorici del frazionamento di dose in Radioterapia
- Frazionamento convenzionale e frazionamenti alternativi
- Aspetti della Radioprotezione in Radioterapia clinica
- PRINCIPI FISICI DELLE STRUMENTAZIONI ED APPARECCHIATURE
Il corso si propone la conoscenza dei principi fisici necessari per la comprensione del funzionamento della strumentazione utilizzata in radiodiagnostica e in radioterapia.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
- MISURE ELETTRICHE ED ELETTRONICHE
Lezioni frontali
- RADIOBIOLOGIA E RADIOPROTEZIONE
Lezioni frontali
- PRINCIPI FISICI DELLE STRUMENTAZIONI ED APPARECCHIATURE
L'insegnamento prevede lezioni frontali e test di verifica in ingresso, in itinere e alla fine dell'intero corso.
Prerequisiti richiesti
- MISURE ELETTRICHE ED ELETTRONICHE
Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti:
principi di matematica e fisica/elettronica. - RADIOBIOLOGIA E RADIOPROTEZIONE
Principi della fisica delle radiazioni ionizzanti
Principi di anatomia umana e anatomia radiologica
- PRINCIPI FISICI DELLE STRUMENTAZIONI ED APPARECCHIATURE
Argomenti del programma del modulo di Fisica Applicata del Corso Integrato "Scienze Propedeutiche".
Frequenza lezioni
- MISURE ELETTRICHE ED ELETTRONICHE
Obbligatoria
- RADIOBIOLOGIA E RADIOPROTEZIONE
obbligatoria
- PRINCIPI FISICI DELLE STRUMENTAZIONI ED APPARECCHIATURE
Obbligatoria.
Contenuti del corso
- MISURE ELETTRICHE ED ELETTRONICHE
Cenni sui sistemi di misura
Schematizzazione a blocchi funzionali di un sistema di misura. Grandezze di influenza e grandezze interferenti. Compensazione dei disturbi e delle grandezze d’influenza. Esempi di strumenti: il milliamperometro, il misuratore di pressione.
Cenni di metrologia
Misure e misurazioni. Sistema internazionale di unità di misura. Incertezza di tipo A e B. Curva di taratura. Sensibilità e risoluzione degli strumenti di misura.
L’oscilloscopio analogico
Schema a blocchi funzionali dell’oscilloscopio analogico. Principio di funzionamento. Principali controlli dell’oscilloscopio.
L’oscilloscopio digitale
Schema a blocchi funzionali di un oscilloscopio digitale. Campionamento di un segnale analogico. Criteri di scelta del tempo di campionamento. Confronto tra oscilloscopio analogico e digitale.
Strumentazione virtuale con PC, Software LabView e schede di acquisizione dati
Cenni sui sensori
Sensori resistivi di temperatura e deformazione, accelerometri, magnetometri fluxgate. Cenni sul condizionamento dei segnali.
Attività Sperimentale in laboratorio con strumentazione elettronica
- RADIOBIOLOGIA E RADIOPROTEZIONE
Interazione delle radiazioni ionizzanti con la materia vivente
Effetti fisici, chimici e biologici delle radiazioni ionizzanti
LET; EBR; Effetto ossigeno
Principi teorici di Frazionamento della dose ed aplicazioni cliniche
Radiosensibilità dei tessuti biologici e dei tumori; Radiocurablità dei tumori
TCP/NTCP
Principi teorici della Radioterapia clinica
Principi di Radioprotezione
- PRINCIPI FISICI DELLE STRUMENTAZIONI ED APPARECCHIATURE
Produzione e proprietà dei raggi X. Principi di funzionamento di un tubo a raggi X. Controllo dell'esposizione.
Interazione della radiazione X e gamma con la materia. Coefficienti di attenuazione ed assorbimento dei fotoni. Contrasto del soggetto. Dose di radiaizone. Rivelatori.
Visione. Immagini analogiche. Sistemi di rivelazione. Fattori di qualità di un'immagine. Diffusori e griglie. Misure di qualità di un'immagine.
Immagini digitali. Segnale d'ingresso. Matrice di un'immagine.Qualità di un'immagine digitale. Rivelazione e processing. Rivelatori: computed radiography (CR). Direct radiography (DR). Digital fluorography (DF).
Tomografia Computerizzata (Computed tomography, CT). CT single slice elicoidale e a spirale. Multislice spiral computed tomography. Dose di radiazione in TC.
Risonanza Magnetica (Magnetic resonance, MR). Principi fisici di base. Protone in un campo magnetico. Costanti di tempo di rilassamento. Misura dei segnali T1 e T2. Immagini MR.
Testi di riferimento
- MISURE ELETTRICHE ED ELETTRONICHE
A. Brandolini, R. Ottoboni, Fondamenti di metrologia, società editrice Esculapio
G. Iuculano, D.Mirri, Misure elettroniche, CEDAM
E. O. Doebelin, Measurement systems, McGraw Hill
Norme UNI 4546, Appunti di lezione
- RADIOBIOLOGIA E RADIOPROTEZIONE
Diagnostica per immagini e Radioterapia - Cittadini
- PRINCIPI FISICI DELLE STRUMENTAZIONI ED APPARECCHIATURE
Dowsett David J., Kenny Patrick A., Johnston R. Eugene, The Physics of Diagnostics Imaging, CRC Press Taylor & Francis Group.
Appunti forniti dal docente.
Altro materiale didattico
- MISURE ELETTRICHE ED ELETTRONICHE
Slides delle lezioni su supporto digitale.
- RADIOBIOLOGIA E RADIOPROTEZIONE
Materiale informatico fornito dal docente
- PRINCIPI FISICI DELLE STRUMENTAZIONI ED APPARECCHIATURE
http://studium.unict.it/dokeos/2016/index.php?category=88b37e6b5198
Programmazione del corso
| MISURE ELETTRICHE ED ELETTRONICHE | ||
| Argomenti | Riferimenti testi | |
| 1 | metrologia di base, incertezza di misura, sensori, trasduttori | |
| RADIOBIOLOGIA E RADIOPROTEZIONE | ||
| Argomenti | Riferimenti testi | |
| 1 | Principi di Radiobiologia | Cittadini |
| 2 | Principi di Radioprotezione | Cittadini |
| PRINCIPI FISICI DELLE STRUMENTAZIONI ED APPARECCHIATURE | ||
| Argomenti | Riferimenti testi | |
| 1 | X-ray production and properties: fundamentals. | Dowsett et al., The Physics of Diagnostics Imaging, capp. 3-4 |
| 2 | Interactions of X- and gamma radiation with matter. | Dowsett et al., The Physics of Diagnostics Imaging, cap. 5-6 |
| 3 | Analog images. | Dowsett et al., The Physics of Diagnostics Imaging, cap. 8-10 |
| 4 | The digital image. | Dowsett et al., The Physics of Diagnostics Imaging, cap. 12-13 |
| 5 | Computed tomography. | Dowsett et al., The Physics of Diagnostics Imaging, cap. 14 |
| 6 | Magnetic resonance: principles and imaging. | Dowsett et al., The Physics of Diagnostics Imaging, capp. 19-20 |
Verifica dell'apprendimento
MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO
- MISURE ELETTRICHE ED ELETTRONICHE
Prova orale
- RADIOBIOLOGIA E RADIOPROTEZIONE
Orale
- PRINCIPI FISICI DELLE STRUMENTAZIONI ED APPARECCHIATURE
La valutazione delle conoscenze acquisite viene realizzata in due fasi: una prova scritta seguita da un colloquio.
La prova scritta consiste di domande a scelta multipla, domande aperte e problemi sugli argomenti trattati a lezione con particolare attenzione a quelli riguardanti i principi fisici di base del funzionamento delle strumentazioni e delle apparecchiature utilizzate nell'imaging clinico. Le risposte alle domande e le soluzioni devono essere opportunamente commentate e giustificate.
La prova orale consiste nella discussione dello svolgimento della prova scritta e, insieme ai colleghi degli altri moduli del Corso Integrato, su argomenti delle tre discipline. Generalmente si tratta di 3 domande su altrettanti argomenti delle 3 discipline.
ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI
- MISURE ELETTRICHE ED ELETTRONICHE
Elementi funzionali dei sistemi di misura;
Disturbi e influenza durante la misura di segnali
Incertezza tipo A,B
Performance negli strumenti di misura
Sensori e trasduttori
Strumenti di misura virtuali (misure coadiuvate da software e calcolatore)
- RADIOBIOLOGIA E RADIOPROTEZIONE
Descrivi le modalità di interazione delle radiazioni ionizzanti con la materia vivente
Descrivi le 4 R del frazionamento della dose
Descrivi i Frazionamenti alternativi della dose in Radioterapia
- PRINCIPI FISICI DELLE STRUMENTAZIONI ED APPARECCHIATURE
Le prove d'esame, sia scritta che orale, vertono principalmente sui seguenti argomenti:
Principi fisici di base delle tecniche diagnostiche che utilizzano radiazione X (CR, DR, CT, mammografia, tecniche radioscopiche)
Formazione delle immagini in Risonanza Magnetica Nucleare.
Parametri caratteristici di un'immagine (risoluzione spaziale, risoluzione di contrasto, dimensioni,...) e loro misura.
Danno da radiazione e radioterapia.
Dosimetria delle radiazioni ionizzanti.
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