fondamenti di interazione radiazione-materia

consigliato il corso di fisica medica

L'insegnamento e' obbligatorio per il curriculum di fisica medica

• lezioni frontali, con ausilio di slides
• in laboratorio si formano gruppi, si usano gli strumenti del laboratorio didattico sotto la supervisione dei docenti oppure si analizzano dati messi a disposizione dai docenti
• portale moodle 
• ausilio per l'uso della strumentazione fornito da personale di supporto o da codocenti
• dal sito di elearning del corso e' possibile scaricare materiali didattici, comunicare con i docenti, formare di gruppi di lavoro
• l' interazione tra studente e docente avviene tramite ricevimenti, uso della posta elettronica o di altri strumenti di comunicazione (piattaforma Msteams)
• presenza di prova intermedia alla fine del modulo I
• uso parziale le di lingue diverse dall'italiano

Programma:

Sorgenti e rivelatori di radiazione ionizzante

1. Spettroscopia gamma con rivelatori NaI(Tl)
   1. Acquisizione e analisi di spettri di sorgenti radioattive con rivelatore a NaI(Tl)
   2. Misura dell’accettanza geometrica del rivelatore
   3. Misura del coefficiente di attenuazione di rame e alluminio a varie energie della radiazione gamma
   4. Stima dell’attivita’ di sorgenti radioattive
2. Proprieta’ generali dei rivelatori in Si per la rivelazione di radiazione ionizzante e caratteristiche dell’elettronica ad essi associata
   1. Misura del di rumore di una catena elettronica
   2. Misura di efficienza di un rivelatore
   3. Acquisizione ed analisi di spettri di sorgenti con rivelatori di Si
3. Determinazione della qualita’ di fasci di raggi X prodotti da macchine radiogene di uso medico
   1. Riproducibilita’ dell’output di un tubo RX
   2. Misura della dose misurata da una camera a ionizzazione in funzione di corrente anodica, tempo di esposizione e kVp
   3. Misura dell’accettanza geometrica
   4. Misura dell’HVL a diversi valori di kVp
   5. Osservazione e quantificazione dell’effetto “tacco”
4. Fotomoltiplicatori al silicio (SiPM)
   1. Curva caratteristica corrente-tensione
   2. Misura del guadagno
   3. Misura del dark count rate
   4. Misura del cross talk
   5. Tempo di carica e scarica
   6. Spettri con scintillatori e sorgenti radioattive

Principi e Tecniche di Imaging

5. Caratterizzazione di sistemi di imaging a raggi x
   1. Formazione dell'immagine, contrasto e rapporto segnale/rumore
   2. Funzioni di trasferimento
   3. Caratteristiche dei rivelatori
   4. Equalizzazione delle immagini
   5. Risoluzione spaziale del rivelatore: misura della PSF e della MTF
   6. Caratterizzazione del rumore del rivelatore
   7. Misura dell'efficienza e misura della detective quantum efficiency di un rivelatore
   8. Caratterizzazione della sorgente di raggi X: misura dello spot size

6. Caratterizzazione di un sistema PET basato su cristalli LYSO pixellati letti da fototubi sensibili alla posizione ed elettronica di acquisizione dati basata su FPGA
   1. Formazione dell'immagine, collimazione elettronica e rumore
   2. Sistemi di acquisizione, architetture e sistemi ibridi
   3. Metodi di ricostruzione tomografica
   4. Rivelatori PET
   5. Risoluzione temporale
   6. Count rate e tipi di tempo morto

7. Caratterizzazione di un sistema di imaging ottico basato su rivelatore CCD
   1. Misura del rumore della CCD
   2. Misura della risoluzione spaziale del sistema di imaging
   3. Misura della quantità di luce raccolta in funzione dell’f/number dell’obiettivo
   4. Esempi di fotoluminescenza di materiali comuni
   5. Analisi di immagini di imaging a luminescenza Cerenkov (CLI)

G.F. Knoll, Radiation detection and measurement, J.Wiley & Sons, New York; H. E. Jhons, J.R. Cunningham, The Physics of radiology, C.C. Thomas, Springfield; S. Webb, The Physics of Medical Imaging, Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia; J. Beutel, H.L. Kundel, R.L. Van Metter, Handbook of Medical Imaging, SPIE Press, Bellingham, Whashington, USA; Materiale didattico fornito dai docenti.

E' fortemente consigliata la frequenza

• L'esame è costituito da una prova orale per ciascun modulo in cui verranno discussi gli elaborati scritti (relazioni) relativi alle esperienze didattiche svolte. Le realzioni dovranno essere consegnate ai docenti con largo anticipo prima della data dell'esame per permettere agli stessi di formulare un giudizio completo.
• La prova orale è non superata se:
  la prova non è superata se il candidato mostra di non essere in grado di esprimersi in modo chiaro e di usare la terminologia corretta oppure se il candidato non risponde correttamente almeno  alla parte piú basilare del corso oppure se non e' in grado di spiegare e giustificare il contenuto delle relazioni scritte.

non sono previsti stage ne' tirocini

https://elearning.df.unipi.it/course/view.php?id=264