SCIENZE DELLA PREVENZIONE RADIOPROTEZIONE E CONTROLLI DI QUALITA'

Anno accademico 2018/2019 - 1° anno
Docenti Crediti: 6
Organizzazione didattica: 150 ore d'impegno totale, 108 di studio individuale, 42 di lezione frontale
Semestre:

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 Radioprotezion​e

  • 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.


Programmazione del corso

MISURE ELETTRICHE ED ELETTRONICHE
 ArgomentiRiferimenti testi
1metrologia di base, incertezza di misura, sensori, trasduttori 
RADIOBIOLOGIA E RADIOPROTEZIONE
 ArgomentiRiferimenti testi
1Principi di RadiobiologiaCittadini 
2Principi di RadioprotezioneCittadini 
PRINCIPI FISICI DELLE STRUMENTAZIONI ED APPARECCHIATURE
 ArgomentiRiferimenti testi
1X-ray production and properties: fundamentals.Dowsett et al., The Physics of Diagnostics Imaging, capp. 3-4 
2Interactions of X- and gamma radiation with matter.Dowsett et al., The Physics of Diagnostics Imaging, cap. 5-6 
3Analog images.Dowsett et al., The Physics of Diagnostics Imaging, cap. 8-10 
4The digital image.Dowsett et al., The Physics of Diagnostics Imaging, cap. 12-13 
5Computed tomography. Dowsett et al., The Physics of Diagnostics Imaging, cap. 14 
6Magnetic 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.