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PHYSICAL AND RADIOLOGICAL ANATOMY
RICCARDO ANTONIO LENCIONI
Academic year2020/21
CourseIMAGING AND RADIOTHERAPY TECHNIQUES
Code003FB
Credits9
PeriodSemester 2
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
ANATOMIA RADIOLOGICAMED/36LEZIONI24
RICCARDO ANTONIO LENCIONI unimap
FISICA RADIOLOGICAFIS/07LEZIONI24
NICOLA BELCARI unimap
PROIEZIONI RADIOGRAFICHEMED/50LEZIONI24
DAVIDE PELLICCIA unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Lo studente che completerà il corso sarà in grado di dimostrare una solida conoscenza dei principali argomenti di anatomia radiologica sia per quanto riguarda l'imaging radiografico che cross-sectional. Lo studente acquisirà nozioni di fisica in particolare riguardo i processi che sono alla base delle differenti modalità radiologiche. Agli studenti inoltre verrà insegnato come eseguire correttamente le proiezioni radiografiche per le diverse regioni corporee.

Knowledge

The student who completes the course will be able to demonstrate a solid knowledge of the main topics related to radiological anatomy either at radiographic or cross-sectional imaging. The student will acquire knowledge about physics, in particular about those processes strongly related to different radiological modalities. The students will be teached how to correctly perform radiographic projections for different anatomical regions.

Modalità di verifica delle conoscenze
  • Esame finale orale
  • Esame finale scritto
  • Periodici quiz a risposta multipla
Assessment criteria of knowledge
  • Final oral exam
  • Final written exam
  • Periodic multiple choice questions
Capacità

Lo studente saprà riconoscere le diverse strutture anatomiche alla visualizzazione di immagini radiografiche o di imaging cross-sectional (ecografia, TC , RM)

Lo studente conoscerà la fisica alla base del funzionamento delle metodiche di imaging.

Lo studente saprà eseguire correttamente le proiezioni radiografiche adeguate alla visualizzazione delle diverse regioni corporee.

Skills

The student will be able to recgnize different anatomical structures when visualizing radiography or cross.sectional images (US, CT, MR)

The student will be familial with phisics concepts that are fundamental for imaging modalities.

The student will be able to correctly perform adequate radiological projections for different body regions.

Modalità di verifica delle capacità

Allo studente sarà richiesto di partecipare attivamente alle lezioni mediante la preparazione e presentazione di argomenti selezionati o chiedendogli di riassumere argomenti già trattati.

Potranno essere organizzati lavori di gruppo.

Assessment criteria of skills

The student will be asked to prepare and present selected topics or to summarized pics treated on previous lessons.

Working in groups can be organised.

Comportamenti

 

  • Lo studente potrà acquisire e/o sviluppare sensibilità riguardo al rapporto con i pazienti
  • Lo studente potrà acquisire e/o sviluppare sensibilità sul lavoro da svolgere in un team composto da diverse figure professionali (medico radiologo, tecnico di radiologia medica, infermiere)
Behaviors
  • The student will be sensitized regarding the relationship with the patient
  • The student will be sensitized regarding the work to be done in a team with different professional figures (radiologist, radiographer and nurse)
Modalità di verifica dei comportamenti

Durante il tirocinio verrà valutata la modalità di interazione con i pazienti e i colleghi.

Assessment criteria of behaviors

During the training the way of behaving with patients and collegues will be evaluated.

 

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Per seguire in modo proficuo il corso sono richieste predisposizione alle materie scientifiche e sufficiente conoscenza della lingua inglese.

Prerequisites

For a fruitful course a general predisposition to scientific subjects is required, together with a sufficient knowledge of english language.

Programma (contenuti dell'insegnamento)

Anatomia Radiologica

  • Apparato locomotore: Richiami di anatomia normale e anatomia radiografica dell'arto superiore, inferiore, della colonna vertebrale, del bacino, della gabbia toracica
  • Apparato respiratorio: Richiami di anatomia normale e anatomia radiografica e TC del torace
  • Apparato digerente: Richiami di anatomia normale e anatomia TC e RM di fegato, vie biliari, pancreas, esofago, stomaco, interstino.
  • Apparato genito-urinario: Richiami di anatomia normale e anatomia TC e RM di reni, surreni, vie escretrici urinarie, prostata.

Fisica Radiologica: 

  • Energia e Materia: unità di misura, equivalenza massa-energia. Introduzione alla struttura atomica: nuclei, atomi e molecole; il concetto di energia di legame. Massa Atomica, massa molecolare e numero di Avogadro. Introduzione al modello di Bohr-Sommerfeld dell'atomo. Esperimento di Thomson. Neutroni e protoni, proprietà fondamentali. Numero atomico (Z) e di massa (A). Isotopi e loro nomenclatura.
  • Le forze di legame nucleare: tavola dei nuclidi e valle di stabilità. Energia di legame e difetto di massa. Energia specifica di legame. Interpretazione della forza di legame nucleare (interazione forte) come forza a corto raggio. 
  • Struttura elettronica dell'atomo. L'elettrone e le sue proprietà fondamentali. Il concetto di orbitali atomici: quantizzazione del momento angolare dell'elettrone. I raggi permessi dell'atomo di idrogeno. Livelli energetici dell'atomo di idrogeno. I numeri quantici atomici e loro interpretazione classica. Il principio di esclusione di Pauli e regola di Madelung. Cenni sulla natura delle particelle elementari (leptoni e quark) e composte o Adroni (Mesoni e Barioni); l'antimateria.
  • La natura della luce. Introduzione ai fenomeni ondulatori e onde elettromagnetiche. Cenni sulla rifrazione e sulla diffrazione. Formula di Plank per l'energia dei fotoni. Costante di Plank. Esperimenti e fenomeni a favore della teoria corpuscolare: la radiazione di corpo nero (legge di Stefan-Boltzmann e legge di Wien) ed effetto fotoelettrico. Cenni sulla doppia natura della luce e della materia, lunghezza d'onda di De Broglie.
  • I fotoni e lo spettro elettromagnetico. Classificazione della radiazione: radiazioni ionizzanti (direttamente e indirettamente) e radiazioni non ionizzanti. La radioattività: stato radioattivo e mancanza di stabilità nucleare. Il decadimento radioattivo. Legge di decadimento e costante di decadimento. Emivita e vita media. L'attività (A) e suo andamento temporale. Relazione tra attività e numero di nuclei presenti. Unità di misura della attività: il Becquerel (Bq) e il Curie (Ci).
  • La natura delle emissioni radioattive. Il decadimento alfa, il decadimento beta+ e beta- ed emissione gamma. Processi di decadimento alternativi: la cattura elettronica e la conversione interna.
  • Le serie radioattive. Decadimento a 3 specie: le condizioni di equilibrio ideale, equilibrio secolare e equilibrio transiente. L'esempio della produzione di 99mTc. Cenni sulle caratteristiche delle sorgenti radioattive. 
  • Processi di interazione radiazione-materia: Eccitazione e diseccitazione atomica, ionizzazione. Emissione di radiazione di fluorescenza, Effetto Auger. Interazione tra particelle cariche e material. I casi dell'elettrone, del protone e della particella alfa. Il potere frenante. Range delle particelle cariche e grafico del potere frenante in funzione dello spessore attraversato (curva di Bragg) e dell'energia. 
  • Processi di interazione fotoni-materia. L'effetto fotoelettrico, L'effetto Compton e la produzione di coppie. Cenni sul concetto di sezione d'urto e dipendenze da Z e E. Attenuazione e assorbimento di fotoni. Legge di attenuazione esponenziale, coefficiente di attenuazione lineare e spessore emivalente. Coefficiente di attenuazione massico. Andamenti del coefficiente di attenuazione massico per i tre fenomeni di interazione principali. Esempi nel caso dei tessuti molli e alo numero atomico. 

 Proiezioni Radiografiche: 

  • Cenni storici della Radiologia e della Professione;
  • Il tubo radiogeno e le apparecchiature di radiologia tradizionale;
  • Dispositivi di radioprotezione in radiologia convenzionale;
  • I fattori geometrici che determinano la formazione dell'immagine;
  • Fuoco, oggetto, distanza. Principi fondamentali per la formazione di una immagine; ombra e penombra.
  • Piani, posizioni, proiezioni. Definizione dei parametri geometrici che determinano la formazione di una immagine radiologica.
  • Valutazione dell' utilizzo del tubo radiogeno e relativa scelta dei parametri fisici in radiologia convenzionale, valutazione sull' utilizzo di filtri e griglie.
  • Imaging digitale e la formazione dell'immagine: sistemi DR e CR;
  • Lo studio radiologico del cranio e dei seni paranasali
  • Piani e punti di repere del cranio
  • Lo studio radiologico del cranio in radiologia convenzionale: scelta delle apparecchiature dei parametri fisici, degli accessori e delle pellicole.
  • Protocolli per lo studio radiologico del cranio e dei seni paranasali: indicazioni e approccio radiologico nel paziente collaborante e nel paziente traumatizzato.
  • Proiezioni standard e complementari per lo studio del cranio, dei seni paranasali e del massiccio facciale.
  • Criteri di correttezza e strutture in evidenza nelle diverse proiezioni.
  • Lo studio radiologico del torace
  • Lo studio radiologico del torace in radiologia convenzionale: proiezioni, posizionamento del paziente, scelta delle apparecchiature e dei parametri fisici; criteri di correttezza.
  • Lo studio mammografico (proiezioni criteri di valutazione, definizione dell'immagine, rumore, apparecchiature dedicate, criteri di valutazione di esami mirati con ingrandimento, apparecchiature dedicate).
  • Lo studio radiologico del rachide
  • Lo studio radiologico del rachide in radiologia convenzionale: scelta delle apparecchiature dei parametri fisici, degli accessori e delle pellicole.
  • Protocolli per lo studio radiologico del rachide: indicazioni e approccio radiologico nel paziente collaborante e nel paziente traumatizzato.
  • Proiezioni standard e complementari per lo studio dei diversi segmenti della colonna vertebrale sia in clino che in ortostatismo.
  • Criteri di correttezza e strutture in evidenza nelle diverse proiezioni
  • Lo studio radiologico del bacino;
  • Lo studio radiologico degli arti inferiori;
  • Lo studio radiologico degli arti superiori;
  • Lo studio radiologico del cingolo scapolare, delle piccole e grandi articolazioni;
  • Lo studio radiologico della gabbia toracica (coste, sterno, clavicola):
  • Le tecniche di imaging con MDC: apparato urinario e digerente metodiche di studio di radiologia tradizionale (preparazione del paziente-m.d.c.-metodologia-proiezioni);
  • La fluoroscopia: metodiche ed apparecchiature;
  • Angiografia: metodiche ed apparecchiature.
Syllabus

Radiological anatomy

Musculoskeletal system: references to normal anatomy and radiographic anatomy of the upper limb, lower spine, pelvis, rib cage
Respiratory system: Basics of normal anatomy and radiographic anatomy and CT of the chest
Digestive system: References to normal anatomy and CT and MRI anatomy of the liver, biliary tract, pancreas, esophagus, stomach, interstinum.
Genitourinary system: References of normal anatomy and CT and MRI anatomy of kidneys, adrenals, urinary excretory tract, prostate.

Radiological Physics:

Energy and Matter: unit of measurement, mass-energy equivalence. Introduction to the atomic structure: nuclei, atoms and molecules; the concept of binding energy. Atomic mass, molecular mass and Avogadro number. Introduction to the Bohr-Sommerfeld model of the atom. Thomson's experiment. Neutrons and protons, fundamental properties. Atomic number (Z) and mass number (A). Isotopes and their nomenclature.
Nuclear bond forces: nuclide table and stability valley. Bond energy and mass defect. Specific binding energy. Interpretation of the nuclear binding force (strong interaction) as a short-range force.
Electronic structure of the atom. The electron and its fundamental properties. The concept of atomic orbitals: quantization of the angular momentum of the electron. The permitted rays of the hydrogen atom. Energy levels of the hydrogen atom. Atomic quantum numbers and their classical interpretation. Pauli's exclusion principle and Madelung's rule. Notes on the nature of elementary particles (leptons and quarks) and compound or hadrons (mesons and baryons); antimatter.
The nature of light. Introduction to wave phenomena and electromagnetic waves. Notes on refraction and diffraction. Plank formula for the energy of photons. Plank constant. Experiments and phenomena in favor of corpuscular theory: blackbody radiation (Stefan-Boltzmann law and Wien law) and photoelectric effect. Notes on the dual nature of light and matter, De Broglie wavelength.
Photons and the electromagnetic spectrum. Radiation classification: ionizing radiation (directly and indirectly) and non-ionizing radiation. Radioactivity: radioactive state and lack of nuclear stability. Radioactive decay. Decay law and decay constant. Half-life and average life. The activity (A) and its temporal trend. Relationship between activity and number of nuclei present. Unit of measurement of the activity: the Becquerel (Bq) and the Curie (Ci).
The nature of radioactive emissions. Alpha decay, beta + and beta- decay and gamma emission. Alternative decay processes: electronic capture and internal conversion.
The radioactive series. 3 species decay: the conditions of ideal equilibrium, secular equilibrium and transient equilibrium. The example of the production of 99mTc. Notes on the characteristics of radioactive sources.
Radiation-matter interaction processes: Atomic excitation and de-excitation, ionization. Fluorescence radiation emission, Auger effect. Interaction between charged particles and material. The electron, proton and alpha particle cases. The braking power. Range of charged particles and graph of braking power as a function of the thickness crossed (Bragg curve) and energy.
Photon-matter interaction processes. The photoelectric effect, the Compton effect and the production of pairs. Notes on the concept of cross section and dependencies on Z and E. Attenuation and absorption of photons. Exponential attenuation law, linear attenuation coefficient and emivalent thickness. Mass attenuation coefficient. Trends in the mass attenuation coefficient for the three main interaction phenomena. Examples in the case of soft tissues and the atomic number.

Radiographic projections:

History of Radiology and Profession;
The X-ray tube and traditional radiology equipment;
Radiation protection devices in conventional radiology;
The geometric factors that determine the formation of the image;
Fire, object, distance. Fundamental principles for the formation of an image; shade and penumbra.
Plans, positions, projections. Definition of the geometric parameters that determine the formation of a radiological image.
Evaluation of the use of the X-ray tube and relative choice of the physical parameters in conventional radiology, evaluation on the use of filters and grids.
Digital imaging and image formation: DR and CR systems;
The radiological study of the skull and paranasal sinuses
Plans and landmarks of the skull
The radiological study of the skull in conventional radiology: choice of equipment for physical parameters, accessories and films.Protocols for the radiological study of the spine: indications and radiological approach in the collaborating patient and in the traumatized patient.
Standard and complementary projections for the study of the different segments of the vertebral column both in clino and in orthostatism.
Correctness criteria and structures highlighted in the various projections
The radiological study of the pelvis;
The radiological study of the lower limbs;
The radiological study of the upper limbs;
The radiological study of the shoulder girdle, small and large joints;
The radiological study of the rib cage (ribs, sternum, clavicle):
Imaging techniques with MDC: urinary and digestive systems traditional radiology study methods (preparation of the patient-m.d.c.-methodology-projections);
Fluoroscopy: methods and equipment;
Angiography: methods and equipment.

Bibliografia e materiale didattico

Anatomia radiologica:

  • Apparato locomotore | Anatomia e Radiologia, DVD-ROM; Bio Media SA
  • Applied Radiological Anatomy; P. Butler, AWM Mitchell, JC HEaly, Cambridge Medicine

Fisica radiologica:

  • Introduzione alla Fisica Radiologica, Agati, Seconda edizione, Ed. Libreria Cortina Torino

Proiezioni radiografiche: 

  • Atlante di tecnica radiologica generale e dello scheletro con note di anatomia radiografica  Trenta - Corinaldesi - Sassi – Pecunia casa ed. SEU
  • Anatomia radiologica tecniche e metodologie in radiodiagnostica Mazzucato casa ed. Piccin
Bibliography

Rasdiological Anatomy:

  • Apparato locomotore | Anatomia e Radiologia, DVD-ROM; Bio Media SA
  • Applied Radiological Anatomy; P. Butler, AWM Mitchell, JC HEaly, Cambridge Medicine

Radiological Physics:

  • Introduzione alla Fisica Radiologica, Agati, Seconda edizione, Ed. Libreria Cortina Torino

radiographic projections: 

  • Atlante di tecnica radiologica generale e dello scheletro con note di anatomia radiografica  Trenta - Corinaldesi - Sassi – Pecunia casa ed. SEU
  • Anatomia radiologica tecniche e metodologie in radiodiagnostica Mazzucato casa ed. Piccin
Modalità d'esame

Esame orale

Assessment methods

Oral exam

Updated: 08/09/2020 15:17