Programma di Principi Fisici Delle Strumentazioni Ed Apparecchiature:

 

Generatori di raggi X

Composizione e principi di funzionamento dei tubi a raggi X: filamento, emissione di elettroni e corrente anodica. Anodo, macchia focale, effetto heel.  Spettro dei raggi X : righe caratteristiche e componente continua. Effetti della tensione di alimentazione e della corrente di filamento sullo spettro. Filtrazione. Sfocature radiografiche dovute a radiazione primaria e secondaria. Griglie.

Attenuazione dei fotoni e formazione dell’immagine radiografica. Mezzi di contrasto. Schermi intensificatori. Mammografia.

 

Rivelatori di radiazioni

Logica di un sistema di rivelazione di radiazioni. Grandezze caratterizzanti i rivelatori: risoluzione spaziale ed energetica e loro definizioni, risoluzione temporale, sistemi paralizzabili e non, efficienza totale, geometrica, intrinseca.

Rivelatori a gas: principi di funzionamento della camera a ionizzazione, del contatore proporzionale e del contatore Geiger. Usi in campo medico. Rivelatori a stato solido e a scintillazione. Fotomoltiplicatori. Risposta di un rivelatore a una sorgente gamma monoenergetica e struttura dello spettro gamma.

 

La TC

Limiti delle teniche radiologiche e immagini tomografiche. Il principio fisico della TAC: determinazione dei coefficienti di attenuazione, unita` Hounsfield, scale di grigio. La ricostruzione delle immagini: interpolazione, filtrazione e ricostruzione. Tecnica di ricostruzione iterativa e cenni sulla retroproiezione. La TAC spirale. Composizione del tomografo: sistema portapaziente, gantry, tubi per TC e loro caratteristiche, rivelatori ( a gas e a scintillazione) e loro posizionamento. TC multistrato e banchi di rivelatori. I generatori di tensione e i sistemi di elaborazione dati. Il pitch e la dose al paziente. Artefatti da volume parziale e da indurimento del fascio.  

 

Apparecchiature di medicina nucleare

Immagini scintigrafiche planari e tomografiche (SPECT). La gammacamera: rivelatore, ricostruzione delle coordinate spaziali degli eventi, collimatori (a fori paralleli, pin-hole, divergenti) e loro caratteristiche. L’analisi energetica dello spettro gamma per la sottrazione del fondo e risoluzione energetica. Il percorso logico dei dati. Correzione per l’attenuazione e ricostruzione delle immagini.

Il principio della PET. Rivelatori, tomografo, acquisizioni 2D e 3D. Risoluzione spaziale e suoi limiti. Componenti della risposta del tomografo: eventi veri, random e di scatter. Correzione per

i random e per lo scatter. Attenuazione e correzione per l’attenuazione: acquisizione trasmissiva e PET-TC. Fusione delle immagini.

 

Acceleratori di particelle

Usi degli acceleratori in campo medico. Il ciclotrone: moto di particelle cariche in campo magnetico,

accelerazione tramite campo elettrico alternato, frequenza di ciclotrone, energia raggiungibile, sistema di estrazione.

 

 

Bibliografia consigliata

 

Lezione 1:  Passariello, par 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 , 5.5 (escluso5.5.8, 5.5.10, 5.5.12 e 5.5.13), 5.9.3, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4.1, 4.4.4.1, 2.5, slides della lezione.

Lezione 2:  Marengo, da pag 101 a 116 (escluso “calibrazione” a pag 108), Suzanna, par: 11.3.3.2,                                                11.3.3.3 e 11.3.3.4, slides della lezione.

Lezione 3:  Passariello, par. 28.1, 28.2, 28.3.2b, 28.4 (escluso 28.4.4), 28.5, 28.7 (solo artefatti), 28.8.1, 28.8.3, 28.8.4, slides della lezione.

Lezione 4:  Marengo,  da pag 207 a 222,  da pag 224 a 226, da 377 a 381, da 397 a 400, da 75 a 79, slides.

Lezione 5:  Marengo, da pag 263 a 278; da pag 284 a 287 (escluso tmpo morto); da pag 294 a 298. Slides.