Scheda programma d'esame
MEDICAL PHYSICS 2 / FISICA MEDICA 2
NICOLA BELCARI
Anno accademico2021/22
CdSFISICA
Codice393BB
CFU6
PeriodoSecondo semestre
LinguaItaliano

ModuliSettore/iTipoOreDocente/i
FISICA MEDICA IIFIS/07LEZIONI36
NICOLA BELCARI unimap
DANIELE PANETTA unimap
VALERIA ROSSO unimap
Prerequisiti (conoscenze iniziali)

I contenuti del corso di Fisica Medica I

Programma (contenuti dell'insegnamento)

Introduzione all’imaging molecolare: principi, applicazioni e tecniche

Tomografia a Emissione di Positroni (PET): limiti fisici e tecnologici della risoluzione spaziale, sorgenti di rumore nell’immagine PET, rivelatori avanzati per PET. Applicazioni PET dedicate.  Interpretazione delle immagini PET: parametri quantitativi e semi-quantitativi.

Imaging ibrido PET/CT: principi costruttivi e correzione per attenuazione.

Imaging ibrido PET/MR: Il problema dell’integrazione tra PET e MR, rivelatori PET compatibili con MR. Esempi di sistemi integrati PET/MR ed Applicazioni cliniche.

Strumentazione per imaging preclinico CT, SPECT/CT, PET/CT e PET/MR: tecnologie ed esempi di sistemi esistenti.

Principi di imaging ottico: principi fisici dell’imaging a fluorescenza e bioluminescenza. Rivelatori e geometrie per imaging ottico.

Imaging a luce Cerenkov (CLI): principi fisici, applicazioni e specificità tecnologiche

Cenni di imaging fotoacustico: principi fisici e strumentazione

Radioterapia con particelle cariche: basi fisiche e strumentazione.

Incertezze sul range e sistemi per la sua verifica.

Introduzione alla ricostruzione delle immagini tomografiche: Problemi diretti e problemi inversi; Introduzione agli approcci analitico e iterativo alla ricostruzione di immagini da proiezioni.

Metodi di ricostruzione analitici: integrale di linea e trasformata di Radon; sinogramma. Teorema della Sezione Centrale. Ricostruzione diretta di Fourier (DFR) e retroproiezione filtrata (FBP). Ricostruzione 3D in CT elicoidale ed in geometria cone-beam. Metodo di Feldkamp-Davis-Kress

Metodi di ricostruzione iterativi: Ricostruzione iterativa in 2D e 3D. Ricostruzione statistica per imaging in emissione: metodo ML-EM e OS-EM

Syllabus

Introduction to molecular imaging: principles, applications and techniques

Positron Emission Tomography (PET): physical and technological limits of spatial resolution, sources of noise in the PET image, advanced PET detectors. Dedicated PET applications.  Interpretation of PET images: quantitative and semi-quantitative parameters.

PET/CT hybrid imaging: construction principles and attenuation correction.

PET/MR hybrid imaging: the problem of integration between PET and MR, MR compatible PET detectors. Examples of integrated PET/MR systems and clinical applications.

Instrumentation for preclinical CT, SPECT/CT, PET/CT and PET/MR imaging: technologies and examples of existing systems.

Principles of optical imaging: physical principles of fluorescence and bioluminescence imaging. Detectors and geometries for optical imaging.

Cerenkov luminescence imaging (CLI): physical principles, applications and technological specificities.

Introduction on photoacoustic imaging: physical principles and instrumentation

Charged particle therapy: physical basis and instrumentation.

Range uncertainties and systems for its verification.

Introduction to tomographic image reconstruction: Direct problems and inverse problems; Introduction to analytical and iterative approaches to image reconstruction from projections.

Analytical reconstruction methods: line integral and Radon transform; sinogram. Central Section Theorem. Direct Fourier reconstruction (DFR) and filtered back projection (FBP). 3D reconstruction in helical CT and in cone-beam geometry. Feldkamp-Davis-Kress method.

Iterative reconstruction methods: Iterative reconstruction in 2D and 3D. Statistical reconstruction for emission imaging: ML-EM and OS-EM methods.

Modalità d'esame

Prova orale

Ultimo aggiornamento 19/01/2022 14:47