Corso di laurea magistrale in Fisica

Conoscenza degli argomenti di Fisica fondamentale e Interazione della radiazione con la materia ottenuti nei Corsi precedenti.

Fisica Medica è uno degli insegnamenti caratterizzanti del Curriculum in Fisica Biomedica. Non è specificamente propedeutico ad altri insegnamenti.

Fornire le basi di una preparazione in fisica applicata alla medicina, principalmente per quanto riguarda l'uso e la rivelazione delle radiazioni ionizzanti nella terapia e nella diagnostica.

A) Conoscenza e capacità di comprensione

- conoscenza dei fondamenti delle interazioni delle radiazioni ionizzanti con il tessuto biologico e della dosimetria

- conoscenza di alcuni modelli di meccanismi di inattivazione cellulare indotta dalla radiazione

- comprensione delle basi fisiche necessarie nell'applicazione alla medicina delle radiazioni ionizzanti alla terapia, alla diagnostica ed alla radioprotezione

B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione

- capacità di risolvere problemi numerici relativi all'uso di alcune tecnologie della fisica medica, in radioterapia, radiodiagnostica e radioprotezione

Interazione della radiazione con la materia:

particelle cariche (teoria di Bethe-Bloch, interazioni nucleari, bremsstrahlung, energia critica, diffusione elastica, range, annichilazione, produzione di raggi-X)

radiazione neutra (coefficiente di attenuazione lineare, diffusione Thomson, diffusione Compton, diffusione Rayleigh, effetto fotoelettrico, raggi X caratteristici, fluorescenza e Auger, produzione di coppie, interazioni fotonucleari, neutroni)

Grandezze radiometriche e dosimetriche:

grandezze radiometriche scalari e vettoriali, quantità stocastiche, energia assorbita ed energia trasferita, kerma, esposizione, cema, dose, potere frenante massico, LET

Fondamenti di dosimetria:

equilibrio di particelle cariche, build-up, teoria della cavità, camere a ionizzazione con pareti spesse e sottili, modalità operative

Elementi di radiobiologia:

effetti deterministici e stocastici, curve di sopravvivenza, modello lineare-quadratico, efficacia biologica relativa, effetto ossigeno, radiobiologia e radioterapia

Elementi di radioprotezione:

dose equivalente, dose equivalente all'organo, dose efficace, dose collettiva, grandezze operative, valutazione del rischio, BEIR

Strumentazione per dosimetria:

standard primari e secondari, Fricke, calorimetri, camere a ionizzazione, semiconduttori, scintillatori, alanina, luminescenti, film, fantocci, dosimetria 3D, rivelatori per radioprotezione

Elementi di radiodiagnostica:

generatori di raggi X, effetti del rumore di fondo, rivelatori per radiodiagnostica, mammografia, CT

Elementi di medicina nucleare:

radiofarmaci, decadimento β⁺, generazione di radioisotopi, gamma-camera, SPECT, PET, dosimetria interna, MIRD, dose effettiva

Elementi di radioterapia:

finestra terapeutica, radioterapia superficiale, ⁶⁰Co, linac, grandezze operative, radiochirurgia, tomoterapia e cyberknife, IORT, brachiterapia, piani di cura, dosimetria in radioterapia, radioterapia con protoni e ioni, radioterapia con neutroni

Le lezioni sono svolte in presenza. Sono organizzate con una parte di didattica frontale, che prevede l'ausilio di presentazioni al computer. Al termine di ogni lezione viene assegnato un esercizio che gli Studenti devono risolvere in autonomia e che sarà svolto da parte degli Studenti, con l'aiuto del Docente, in aula all'inizio della lezione successiva. Se nulla osta, il corso è tenuto in lingua inglese.

La modalità di esame è orale, utilizzando la lavagna. L'esame consta di tre parti. Nella prima, si richiede la risoluzione di uno degli esercizi affrontati durante il Corso. Nella seconda lo Studente espone un argomento a propria scelta. Nella terza il Docente chiede l'esposizione di un argomento che non sia stato affrontato durante la prima e la seconda parte dell'esame.

Incontri (anche in remoto) per esercizi e approfondimento a richiesta degli Studenti

I libri possono essere presi in prestito presso la Biblioteca di Fisica in versione cartacea o (alcuni di questi) in versione eBook