ONDE ELETTROMAGNETICHE
Tipologia di onde e loro parametri fondamentali.
Legge dell’inverso del quadrato.
Interferenze fra onde.
Struttura dell’atomo.
Spettro delle onde elettromagnetiche.
Radiazione ionizzante e non-ionizzante. Sorgenti di radiazioni.
Onde elettromagnetiche: modello ondulatorio e modello corpuscolare. Dualismo onda–corpuscolo.

INTERAZIONE DELLA RADIAZIONE CON LA MATERIA
Interazione dei raggi alfa e beta con la materia.
Interazione dei raggi X e gamma con la materia.
Legge di attenuazione dei raggi X.
Intensità, Fluenza, Kerma, Esposizione e Coefficiente di attenuazione lineare.
Diffusione classica (Scattering di Rayleigh).
Effetto fotoelettrico.
Effetto Compton.
Produzione di coppie.
Isotopi. Decadimento alfa e beta.
Decadimento nucleare e tempo di dimezzamento.
Cenni su applicazioni in campo medico delle radiazioni.


IL TUBO RADIOGENO - ANALISI QUALI-QUANTITATIVA DEL FASCIO
Schema a blocchi di un apparecchio a raggi X.
Trasformatore e circuiti di alimentazione.
I raddrizzatori.
Generatori monofase a semionda e onda intera.
Generatori trifase, esafase e dodecafase.
Il tubo di Coolidge.
Struttura di catodo e anodo (fisso e rotante).
Fuoco e angolo anodico.
Filamento, coppa focalizzatrice ed effetto termoionico.
Distribuzione angolare dei raggi X, effetto “spigolo”.
Famiglia di curve anodiche. Corrente anodica.
Capacità termica dell'anodo e curve di carico termico.
Lo spettro dei raggi X: spettro continuo e raggi X caratteristici.
Sistemi di collimazione.
La guaina o cuffia. Filtrazione inerente, capacità termica della guaina.
Energia media del fascio ed i fattori fisici e tecnici che la influenzano: kVp, filtrazione, forma d'onda dell'Alta Tensione.
Qualità del fascio e Spessore Emivalente (SEV o HVL).
Misura dell'Output di un tubo a RX. Fattori fisici, tecnici, e geometrici che influenzano il rendimento di un tubo RX.
Formazione dell'immagine radiologica.
Penombra geometrica.
Effetto della distanza dal fuoco. Misura delle dimensioni della macchia focale ed effetti geometrici di distorsione.

CONTROLLO AUTOMATICO dell’ESPOSIZIONE (CAE)
Componenti CAE.
Camera a ionizzazione.
Modalità di impostazione di mAs e regolazione dell’esposizione.
Problematiche di posizionamento paziente e selezione detettori.

CENNI SUGLI EFFETTI BIOLOGICI DELLE RADIAZIONI E RADIOPROTEZIONE
Dose e dose biologica relativa.
Effetti biologici delle radiazioni. Tempistica dell’insorgenza degli effetti e livelli di esposizione.
Effetti di natura deterministica. Effetti di natura stocastica.
Dose equivalente e dose efficace.
Fattori di rischio. Confronti fra i diversi tipi di rischio.
Cenni di radioprotezione dell'operatore e del paziente. I principi di giustificazione, ottimizzazione e limiti di dose.
Norme di corretto comportamento.

TAC
Immagine analogica e digitale.
Piani tomografici.
Pixel, voxel, slice. Campionamento immagini.
Digitalizzazione dell’immagine e sua dinamica.
Rappresentazione in toni di grigio e colori.
Risoluzione immagine.
Evoluzione storica della TAC.
Convertitore analogico-digitale.
Trasformata di Fourier.
Proiezioni di un oggetto e profili di attenuazione.
Ricostruzione dell’immagine tomografica. Retroproiezioni e metodi iterativi.
Numeri Hounsfield. Windowing.
Contrasto.
Componentistica hardware di una TAC.
Generazioni TAC e loro caratteristiche.
TC a spirale e multi-slice.
Parametri per la caratterizzazione qualitativa delle immagini.
MTF.
Rumore.
Controllo automatico dell’esposizione.
Post elaborazione immagini TC: MPR, MIP, Volume Rendering, 3D SSD, Surface Rendering, ecc.

RISONANZA MAGNETICA
Richiami di elettromagnetismo. Legge di Faraday-Neumann.
Interazione campo magnetico-Spin.
Fenomeno della risonanza magnetica.
Equazione di Larmor e frequenza di precessione.
Principio di funzionamento di un’apparecchiatura RM.
Il segnale RM. Tempi di rilassamento T1 e T2.
Componentistica hardware di un tomografo RM.
Magneti a superconduttore.
Gradienti di campo magnetico e codifica spaziale.
Bobine a radiofrequenza.
Sequenze Free Induction Decay, Spin-Echo, Gradient Echo e Inversion Recovery (parametri caratteristici).
Immagini pesate in T1 e in T2.
Spazio K.

dispense del docente

Il processo di misura:a. Il Modellob. Parametro e Grandezza fisicac. Definizione di misurad. Incertezzae. Unità di misura2. Il Sistema Internazionalea. Unità fondamentalib. Unità supplementaric. Unità derivated. Particolari unità di misura di interesse 3. Cenni di teoria degli erroria. Campione ed errore di campionamentob. Misure di tendenza centralec. Misure di variabilitàd. Indici di posizione, di dispersione e di forma delle distribuzioni4. Errori di misuraa. Errore totale e attendibilità della misurab. Errori Grossolanic. Errori Sistematici e accuratezza della misurad. Errori Casuali e precisione della misura5. Fenomeni elettrici e circuitia. Potenzialeb. Correntec. Resistenzad. Potenza e. Collegamenti in serie e in parallelof. Principi di Kirchoffg. Principio di sovrapposizione degli effettih. Teorema di Thevenini. Teorema di Nortonj. Partitore di tensione e di correntek. Stella triangolol. Capacità e condensatorim. Circuiti RC: carica e scarica di un condensatoren. Condensatori in serie e in paralleloo. Induttanza: forza elettromotrice autoindottap. Circuiti RLq. Trasformatorer. Ponte di Wheaston6. Condizionamento del segnale, filtri:a. passa-alto, passa-basso7. Sistemi a semiconduttoria. Diodib. Ponte di Graezc. Transistord. Amplificatorie. Configurazioni degli amplificatori8. La catena di misura9. Trasduttoria. Caratteristiche staticheb. Caratteristiche dinamiche10. Trasduttori resistivia. Trasduttore di lunghezzab. Trasduttore di deformazionec. Trasduttori piezoelettricid. Termocoppiee. Termistori11. Trasduttori capacitivi12. Trasduttori induttivi13. Rivelatori Fotoconduttivia. Fotodiodib. CCDc. TFT14. Rivelatori Fotoemissivia. Fotomoltiplicatorib. MCPc. HPDd. Rivelatori a scintillazione15. Rivelatori a gasa. Camere di ionizzazioneb. MWPCc. Camere a deriva16. Cenni di sicurezza elettrica

dispense del docente

Elementi di Fisica delle onde elettromagnetiche e delle radiazioni ionizzanti. Metodi di rilevazioni delle radiazioni. Interazione della radiazione con la materia. Effetti biologici delle radiazioni. Elementi di Termodinamica. Lavoro, Energia e Potenza. Le onde e l’acustica. Idrodinamica e circolazione del sangue. Bioelettricità. La statistica medica e concetti di normalità, anormalità e patologia. La variabilità biologica nel contesto clinico e di laboratorio. Teoria degli errori. Incertezza e probabilità. Inferenza ed associazione statistica. Variabili qualitative e quantitative. La teoria delle decisioni

Programma di statistica

Metodologia della ricerca

Concetti statistici di base: La Statistica e la sua utilità in campo sanitario. Distribuzioni, tabelle semplici e a doppia entrata. Popolazione, campione, unità statistiche. Le fasi della ricerca statistica. Rilevazione e raccolta dei dati. Controllo e verifica della qualità del dato.

Statistica descrittiva: Medie: aritmetica semplice e ponderata, mediana moda. Indici di variabilità: range, deviazione standard, varianza. Indici di variabilità relativa: coefficiente di variazione. Rappresentazioni grafiche: aerogrammi, ortogrammi, istogrammi, scatterplot.

Rapporti statistici. Standardizzazione dei tassi.

Cenni di Calcolo delle probabilità: Insiemi, eventi, probabilità. Le tre scuole probabilistiche. Principali teoremi sulla probabilità:probabilità totali, probabilità composte. Variabili casuali notevoli: Binomiale, Gaussiana.

Analisi della dipendenza: correlazione e regressione lineare.

Cenni di statistica inferenziale


Obiettivi fondamentali del corso

Alla fine del Corso gli studenti dovranno:

· essere consapevoli della variabilità insita nei dati biologici, clinici e strumentali

· essere consapevoli dell’utilità della metodologia statistica per la sintesi e la comprensione dei fenomeni bio-medici

· essere in grado di utilizzare gli strumenti statistici, probabilistici ed informatici per gestire l’incertezza legata alla natura aleatoria del processo medico

Recommended texts: Lantieri PB, Risso D, Ravera G. Statistica medica, Mc Graw Hill, 2009.
Ripoli A. Statistica medica facile. Alice nel paese del p-value, il Pensiero scientifico, 2008

Bland M. Statistica Medica, Apogeo, 2009

1) L'atomo: nucleo, elettroni, orbitali, orbitali ibridi.
2) La molecola: legame chimico semplice, doppio, triplo, orbitali di legame.
3) L'energia nella chimica: energia di legame, calore e temperatura.
4) La tavola periodica: significato dei gruppi e dei periodi.
5) Stati di aggregazione della materia: gas, liquidi, solidi; interazioni deboli. Il concetto di mole; numero di Avogadro.
6) Miscele gassose; soluzioni; concentrazione; pressione osmotica.
7) Le reazioni chimiche: equilibrio e cinetica. Reazioni di ossido-riduzione;
8) Equilibrio chimico in soluzione: elettroliti; autoprotolisi dell'acqua.
9) Il pH: acidi e basi forti e deboli; tamponi; idrolisi; titolazioni.
10) Chimica organica in breve: formula di struttura, isomeri, atomo di carbonio asimmetrico. Idrocarburi, composti saturi e insaturi, composti alifatici ed aromatici, gruppo funzionale e radicale. Eterociclici. Principali classi di composti organici e loro gruppi funzionali
11) Carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici.
12) Le proteine; enzimi e catalisi biologica;

dispense del docente