SCIENZE DELLA PREVENZIONE RADIOPROTEZIONE E CONTROLLI DI QUALITA'

Anno accademico 2019/2020 - 1° anno
Docenti Crediti: 6
SSD
  • ING-INF/07 - MISURE ELETTRICHE E ELETTRONICHE
  • MED/36 - DIAGNOSTICA PER IMMAGINI E RADIOTERAPIA
  • FIS/07 - FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA)
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

    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.


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

    D. Scannicchio, Fisica Biomedica, EdiSES, Terza edizione, 2013

    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
1I 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 
2DIAGNOSTICA 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 
3IMMAGINI 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 
4IMMAGINI 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 
5RADIOTERAPIA 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 

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 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.


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 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.