IMAGE ANALYSIS AND FUNDAMENTALS OF DOSIMETRY

Conoscere i principi fisici della formazione e dell'analisi delle immagini nelle principali tecniche diagnostiche e in dosimetria con particolare riferimento alle grandezze di interesse radioprotezionistico.

Conoscenza e capacità di comprensione

Comprensione critica degli sviluppi più avanzati della Fisica Moderna sia negli aspetti teorici che di laboratorio e delle loro interconnessioni, anche in campi interdisciplinari.

Adeguata conoscenza degli strumenti matematici e informatici avanzati di uso corrente nei settori della ricerca di base e applicata.

Notevole padronanza del metodo scientifico, e comprensione della natura e dei procedimenti della ricerca in Fisica.

Capacità di applicare conoscenza

Capacità di identificare gli elementi essenziali di un fenomeno, in termini di ordine di grandezza e di livello di approssimazione necessario, ed essere in grado di effettuare le approssimazioni richieste.

Capacità di utilizzare lo strumento della analogia per applicare soluzioni conosciute a problemi nuovi (problem solving).

Capacità di progettare e di mettere in atto procedure sperimentali e teoriche per risolvere problemi della ricerca accademica e industriale o per il miglioramento dei risultati esistenti.

Capacità di utilizzo di strumenti di calcolo matematico analitico e numerico e delle tecnologie informatiche, incluso lo sviluppo di programmi software.

Capacità di sviluppare approcci e metodi nuovi e originali.

Autonomia di giudizio

Capacità di lavorare con crescenti gradi di autonomia, anche assumendo responsabilità nella programmazione e nella gestione di progetti.

Consapevolezza dei problemi di sicurezza nell'attività di laboratorio.

Capacità di argomentare personali interpretazioni di fenomeni fisici, confrontandosi nell’ambito di gruppi di lavoro.

Sviluppo del senso di responsabilità attraverso la scelta dei corsi opzionali e dell'argomento della tesi di laurea.

Abilità communicative

Capacità di comunicare in lingua italiana e in lingua inglese nei settori avanzati della Fisica.

Capacità di presentare una propria attività di ricerca o di rassegna a un pubblico di specialisti o di profani.

Capacità di lavorare in un gruppo interdisciplinare, adeguando le modalità di espressione a interlocutori di diversa cultura.

Capacità di apprendimento

Capacità di acquisire adeguati strumenti conoscitivi per l'aggiornamento continuo delle conoscenze.

Capacità di accedere alla letteratura specializzata sia nel campo prescelto che in campi scientificamente vicini.

Capacità di utilizzare banche dati e risorse bibliografiche e scientifiche per estrarne informazioni e spunti atti a meglio inquadrare e sviluppare il proprio lavoro di studio e di ricerca.

Lezioni frontali e teorico-pratiche, seminari di approfondimento per tutti i 6 CFU.

Insegnamento cooperativo (studente-docente) tramite condivisione di materiale didattico e supporti multimediali. Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Onde elettromagnetiche. Spettro elettromagnetico. Radiazioni ionizzanti e non ionizzanti. Interazione radiazione e. m. - materia.

Struttura atomica e nucleare. Decadimenti radioattivi. Interazione particelle - materia.

Fisica dei rivelatori e grandezze caratteristiche dei rivelatori di radiazione.

Parte generale: Formazione delle immagini. Immagini analogiche ed immagini digitali. Parametri caratteristici di un'immagine. Risoluzione di contrasto e risoluzione spaziale.

Tecniche di imaging clinico: Radiografia X. Tomografia Computerizzata. Imaging da Risonanza Magnetica. Tecniche ecografiche.

Elementi di dosimetria: Grandezze dosimetriche di base. Grandezze dosimetriche radioprotezionistiche. Riferimenti normativi.

Rivelatori per dosimetria: TLD e OSLD. Film radiocromici. Rivelatori a matrice. Gel dosimetrici.

Attix F.H., "Introduction to Radiological Physics and Radiation Dosimetry", Wiley, 2007, 598 pp.

Bushberg J.T, Seibert J.A., Leidholdt E.M. Jr., Boone J.M., "The Essential Physics of Medical Imaging", Lippincott Williams & Wilkins, 2012, 1030

Dowsett D.J., Kenny P.A. and Johnston R. E., "The Physics of Diagnostic Imaging", CRC Press, 2006, 725 pp.

Gonzales R.C. and Woods R. E., "Elaborazione delle immagini digitali", Pearson Pertice Hall, 2008, 820 pp.

Greening J.R., "Fundamentals of Radiation Dosimetry", CRC Press, 1985, 190 pp.

Hendee W. R. and Ritenour E.R., "Medical Imaging Physics", Wiley-Liss, 2002, 512 pp.

Materiale fornito dal docente

La prova d'esame si svolgerà con un colloquio orale sui contenuti del corso.

I criteri per la valutazione: 1) pertinenza delle risposte rispetto alle domande formulate; 2) livello di approfondimento dei contenuti esposti; 3) capacità di collegamento con altri temi oggetto del programma.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Le domande di seguito riportate non costituiscono un elenco esaustivo ma rappresentano solo alcuni esempi:

• Differenze tra immagini analogiche e digitali. 
• Risoluzione di immagine
• PSF e MTF
• Immagini da sistemi radiografici digitali
• Ricostruzione di immagine in TC
• Formazione dell'immagine in RMN
• Dose equivalente e dose efficace
• Dosimetria puntuale, 2D e 3D.