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
Acquisire le conoscenze di base di:
Il corso si propone la conoscenza dei principi fisici necessari per la comprensione del funzionamento della strumentazione utilizzata in radiodiagnostica e in radioterapia.
Lezioni frontali
Lezioni frontali
L'insegnamento prevede lezioni frontali e test di verifica in ingresso, in itinere e alla fine dell'intero corso.
Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richiesti i seguenti prerequisiti:
principi di matematica e fisica/elettronica.
Principi della fisica delle radiazioni ionizzanti
Principi di anatomia umana e anatomia radiologica
Argomenti del programma del modulo di Fisica Applicata del Corso Integrato "Scienze Propedeutiche".
Obbligatoria
obbligatoria
Obbligatoria.
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
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
I RAGGI X IN DIAGNOSTICA MEDICA: La radiazione X. Il tubo a raggi X. Produzione e spettro dei raggi X. Assorbimento dei raggi X. L’immagine radiologica. L’intensificatore di brillanza.
DIAGNOSTICA IN MEDICINA NUCLEARE: La radioattività. La legge del decadimento radioattivo. La radiazione diagnostica con l’impiego di radionuclidi. Periodo di dimezzamento effettivo. Scintigrafia.
IMMAGINI TOMOGRAFICHE: I piani anatomici. La Tomografia Computerizzata (TC). Tomografia a emissione di fotone singolo (SPECT). Tomografia a emissione di positroni (PET).
IMMAGINI DA RISONANZA MAGNETICA: Onde radio. Rapporto giromagnetico e frequenza di Larmor. Descrizione della risonanza magnetica nucleare (RMN). Dispositivo per immagini RM.
RADIOTERAPIA CON RADIAZIONI IONIZZANTI: La dose di radiazione. Rapporto terapeutico. Radioterapia convenzionale. Brachiterapia e terapia metabolica. Radioterapia con fasci esterni. Il LINAC.
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
Diagnostica per immagini e Radioterapia - Cittadini
D. Scannicchio, Fisica Biomedica, EdiSES, Terza edizione, 2013
Appunti forniti dal docente.
Slides delle lezioni su supporto digitale.
Materiale informatico fornito dal docente
http://studium.unict.it/dokeos/2016/index.php?category=88b37e6b5198
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 | I RAGGI X IN DIAGNOSTICA MEDICA: La radiazione X. Il tubo a raggi X. Produzione e spettro dei raggi X. Assorbimento dei raggi X. L’immagine radiologica. L’intensificatore di brillanza. | D. Scannicchio, Fisica Biomedica, cap. 25 |
2 | DIAGNOSTICA IN MEDICINA NUCLEARE: La radioattività. La legge del decadimento radioattivo. La radiazione diagnostica con l’impiego di radionuclidi. Periodo di dimezzamento effettivo. Scintigrafia. | D. Scannicchio, Fisica Biomedica, capp. 24 e 27 |
3 | IMMAGINI TOMOGRAFICHE: I piani anatomici. La Tomografia Computerizzata (TC). Tomografia a emissione di fotone singolo (SPECT). Tomografia a emissione di positroni (PET). | D. Scannicchio, Fisica Biomedica, cap. 28 |
4 | IMMAGINI DA RISONANZA MAGNETICA: Onde radio. Rapporto giromagnetico e frequenza di Larmor. Descrizione della risonanza magnetica nucleare (RMN). Dispositivo per immagini RM. | D. Scannicchio, Fisica Biomedica, cap. 28 |
5 | RADIOTERAPIA CON RADIAZIONI IONIZZANTI: La dose di radiazione. Rapporto terapeutico. Radioterapia convenzionale. Brachiterapia e terapia metabolica. Radioterapia con fasci esterni. Il LINAC. | D. Scannicchio, Fisica Biomedica, capp. 27 e 24 |
Prova orale
Orale
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 e in radioterapia. 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.
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)
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
Le prove d'esame, sia scritta che orale, vertono principalmente sui seguenti argomenti:
Principi fisici di base delle tecniche diagnostiche che utilizzano radiazione X e radiazione nucleare.
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.