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Obiettivi formativi

Fornire conoscenze fisiche di base propedeutiche ai corsi successivi. Familiarizzare lo studente con il linguaggio e i metodi propri della fisica. Mettere lo studente in grado di risolvere semplici problemi inerenti alla fisica applicata all’ambito radiologico.

Programma

Lezioni teoriche, esercitazioni ed esempi applicativi nell’ambito delle attività radiologiche.
Argomenti principali: Grandezze fisiche e unità di misura. Metodi matematici nella fisica. Cenni alla teoria degli errori. Oscillazioni e onde meccaniche. Elettricità. Termologia. Magnetismo. Cenni alla teoria quantistica. Radioattività. Interazione della radiazione con la materia.

PROGRAMMA CORSO FISICA APPLICATA ALLE SCIENZE RADIOLOGICHE

Il corso sarà composto da lezioni teoriche, esercitazioni ed esempi applicativi nell’ambito delle attività radiologiche. Le tre parti saranno uniformemente distribuite nell’arco delle lezioni e mai completamente distinte, in modo da caratterizzare il corso in termini applicativi e propedeutici agli insegnamenti successivi. I punti caratterizzanti gli aspetti applicativi sono riportati in corsivo.

ARGOMENTI PRINCIPALI
- Grandezze fisiche e unità di misura. Grandezze fondamentali e derivate. Il sistema internazionale.

- Metodi matematici nella fisica – esempi: metodi di ricostruzione delle immagini in TC e RM e fusione di immagini

- Cenni alla teoria degli errori
o Errori sistematici ed errori casuali
o Scarto quadratico medio
o Propagazione degli errori
o Distribuzione normale degli errori, deviazione standard e intervallo di confidenza

- Oscillazioni e onde meccaniche:
o Ampiezza, frequenza, lunghezza d’onda, velocità di propagazione, “baseline”
o Il “tracking” del movimento respiratorio
o Energia e potenza
o Moto armonico
o Risonanza
o Onde sonore e ultrasuoni
o Effetto doppler
o Ultrasonografia e terapia con ultrasuoni
o Misura della velocità di flusso con eco-doppler
o Il teorema di Fourier e la trasformata di Fourier
o Estensione dei concetti ondulatori alle immagini: frequenze spaziali e trasformata di Fourier nell’analisi delle immagini e in RM

- Elettricità:
o Carica elettrica e campo elettrico
o Dipoli elettrici
o Flusso del campo e legge di Gauss
o Potenziale, corrente, resistenza; legge di Ohm
o Effetti elettrici sul corpo umano
o Conduttori e dielettrici
o Potenza elettrica - dissipazione
o Grandezze elettriche in una apparecchiatura per raggi x
o Superconduttività


- Termologia:
o Energia e calore
o Temperatura
o Capacità termica
o Potenza dissipata e fenomeni termici nelle apparecchiature radiologiche

- Magnetismo:
o Campo magnetico – dipolo magnetico
o Diamagnetismo, paramagnetismo e ferromagnetismo
o Magnetismo generato da correnti, legge di Ampére
o Forza di Lorentz
o Forza di Lorentz nelle apparecchiature radiologiche: tubo a raggi x, radioterapia; influenza del campo magnetico terrestre
o Spire, solenoidi e toroidi
o Magneti superconduttori in RM
o Il ciclotrone
o Il fenomeno della risonanza magnetica
o RM in chimica, biologia e medicina
o Gradienti di campo magnetico
o Legge di Faraday
o Trasformatori e alternatori
o Generatori di tensione per le apparecchiature a raggi x
o Cenno a equazioni di Maxwell

- Cenni alla teoria quantistica:
o Dualità onda – particella
o Lunghezza d’onda di De Broglie
o I livelli energetici in un atomo
o Radiazione X caratteristica
o Applicazioni in radiologia

- Radioattività
o Radioattività alfa, beta e gamma
o Radioisotopi in medicina

- Interazione della radiazione con la materia
o Ionizzazione
o Radiazione di frenamento
o Produzione di raggi X
o Interazione di raggi X e gamma con la materia: effetto fotoelettrico, effetto Compton e produzione di coppie

Modalità d'esame

L’esame sarà tenuto in forma orale.