Guida degli insegnamenti

Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[MT028] - APPARECCHIATURE E CONTROLLI DI QUALITA' IN TCEQUIPMENTS AND QUALITY CONTROL IN CT
MARCO VALENTI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [MT07] TECNICHE DI RADIOLOGIA MEDICA, PER IMMAGINI E RADIOTERAPIA (ABILITANTE ALLA PROFESSIONE SANITARIA DI TECNICO DI RADIOLOGIA MEDICA) First Cycle Degree (3 years) - [MT07] IMAGING AND RADIOTHERAPY TECHNIQUES
Dipartimento: [040054] Dipartimento di Scienze Cliniche Specialistiche ed OdontostomatologicheDepartment: [040054] Dipartimento di Scienze Cliniche Specialistiche ed Odontostomatologiche
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2020-2021
Anno regolamentoAnno regolamento: 2019-2020
Obbligatorio
Crediti: 2
Ore di lezioneTeaching hours: 20
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: FIS/07 - FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA)


LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

ITALIANO

Italian


PREREQUISITI PREREQUISITES

Conoscenza dei principi di fisica in Radiologia.

Basic knowledge of physics in Radiology.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

Il Corso Integrato è articolato in lezioni didattiche svolte dai vari docenti titolari dei moduli didattici nelle aule della Facoltà assegnate ed indicate nel calendario delle lezioni.
Gli argomenti sono proposti agli studenti in modo coordinato, al fine di garantire una loro graduale ed efficace conoscenza degli argomenti presenti nel programma dei moduli didattici in cui si articola il Corso Integrato.
Al fine di rendere più consapevole quanto appreso, compatibilmente con le esigenze operative, gli studenti possono essere accompagnati dai docenti a visitare le sale TC dell’adiacente ospedale per visionare le differenti strumentazioni correntemente utilizzati nella realizzazione delle varie procedure operative TC.

The Integrated Course is structured in didactic lessons conducted by the professors holding the teaching modules in the classrooms of the Faculty assigned and indicated in the lesson schedule.
The topics are proposed to the students in a coordinated way, to ensure their gradual and effective knowledge of the topics present in the program of teaching modules in which the Integrated Course is structured.
To improve awareness of lesson’s content and in agreement with clinical acitvity, students can be accompanied by professors to visit the close Radiological Department’s rooms to see the equipment currently used in the various operating procedures in CT.


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES
Conoscenze e comprensione.

Si rimanda alla Scheda del Corso Integrato


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Si rimanda alla Scheda del Corso Integrato


Competenze trasversali.

Si rimanda alla Scheda del Corso Integrato


Knowledge and Understanding.

Please refer to the Sheet of the integrated Course


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

Please refer to the Sheet of the integrated Course


Transversal Skills.

Please refer to the Sheet of the integrated Course



PROGRAMMA PROGRAM

Tecniche tomografiche in medicina. Altre tecniche tomografiche trasmissive (stratigrafia, tomosintesi). Cenni storici sulla tomografia computerizzata.
Cenni su: trasformata di Radon, trasformata di Fourier, prodotto di convoluzione, campionamento e aliasing.
Caratteristiche tecniche generali e architettura di una macchina CT. Macchine di prima, seconda, terza e quarta generazione ed electron beam scanner. Rivelatori per macchine CT: a gas, a stato solido, flat panel. Sistemi di collimazione e filtrazione del fascio. Modalità di acquisizione assiale o spirale. Definizione di pitch. Tecnologia multislice. Differenze tra geometrie fan beam e cone beam. Overbeamming e overscanning.
Principi fisici dell’acquisizione delle immagini CT. Algoritmi di ricostruzione dell’immagine. Algoritmi analitici e cenni sugli algoritmi iterativi. Esempio sull’effetto dell’uso di kernel e filtri diversi nella ricostruzione dell’immagine con filtered back projection (FBP). Visualizzazione e post processing delle immagini acquisite. Formato delle immagini CT.
Introduzione ai controlli di qualità. Strumentazione utilizzata per i controlli di qualità in CT. Grandezze che caratterizzano la qualità dell’immagine: rumore e noise power spectrum (NPS), risoluzione ad alto contrasto e modulation transfer function (MTF), risoluzione a basso contrasto, slice sensitivity profile, linearità delle HU, uniformità e distorsione.
Controlli di qualità meccanici. Controlli di qualità di macchine ibride PET-CT e di sistemi tomografici per Image Guided Radiation Therapy (IGRT).
Controlli di qualità dosimetrici. Qualità del fascio (HVL), spessore irradiato ed efficienza geometrica. Distribuzione di dose in fantocci head e body. Grandezze dosimetriche: CTDI100, CTDIw, CTDIvol, lunghezza e dose di equilibrio, MSAD, DLP, SSDE. Livelli diagnostici di riferimento (LDR).
Valutazioni di dose al paziente. Cenni sul metodo montecarlo per le stime di dose efficace.
Soluzioni tecnologiche (filtrazione del fascio, collimazione dinamica, source tracking, modulazione della corrente, ricostruzioni iterative) e accorgimenti pratici per la riduzione della dose al paziente.
Macchine con rivelatori flat panel: aspetti tecnologici, qualità dell’immagine e aspetti dosimetrici.
Artefatti in CT (aspetto, origini e azioni correttive): beam hardening, volume parziale, starvation, aliasing, presenza di materiali ad alta densità, movimenti del paziente, scattering, proiezioni incomplete, artefatti ad anello. Artefatti tipici delle scansioni elicoidali e della tecnologia cone beam.
Cenni sulle tecniche speciali (densitometria, perfusione, imaging cardiaco, calcium scoring, perfusione, angiografia) e usi non diagnostici (CT 4D, set up del paziente e pianificazione in radioterapia, calcolo dell’attenuazione in PET, neuronavigazione, fluoroscopia, guida per termoablazione).
CT dual energy. Test di accettazione di un tomografo. Cenni sugli aspetti radioprotezionistici e sulla dosimetria ambientale.
Esempio di caratterizzazione della qualità dell’immagine di tre diversi sistemi di imaging tomografico: CT doppio strato, CT flat panel, MVCT. Aspetti dosimetrici di sistemi tomografici per IGRT.

Tomographic techniques in medicine. Other transmissive tomographic techniques (stratigraphy, tomosynthesis). History of Computed Tomography.
Basics of: Fourier Transform, Radon Transform, convolution, sampling and aliasing.
General technical features of a CT scanner. First, Second, Third and Fourth Generation of CT scanners and Electron Beam Scanners. Detectors for CT scanners: gas, solid state, flat panel. Collimation and beam filtration systems. Axial or spiral acquisition modes. Definition of pitch. Multislice technology. Differences between fan beam geometries and cone beam. Overbeaming and Overscanning.
Physical Principles of CT Images acquisition. Image reconstruction algorithms. Analytic algorithms and basics on iterative algorithms. Example of the effect of using different kernels and filters in reconstructing the image with filtered back projection (FBP). Visualization and post processing of acquired images. CT image format.
Introduction to Quality Controls. Instrumentation used for CT quality control. Variables affecting image quality: noise and noise power spectrum (NPS), high contrast resolution and modulation transfer function (MTF), low contrast resolution, slice sensitivity profile, HU linearity, uniformity and distortion.
Mechanical Quality Control. Quality Controls of PET-CT Hybrid Machines and Tomography Systems for Image Guided Radiation Therapy (IGRT).
Dosimetric Quality Controls. Beam quality (HVL), irradiated thickness and geometric efficiency. Dosage distribution in head and body phantoms. Dosimetric measures: CTDI100, CTDIw, CTDIvol, length and dose of equilibrium, MSAD, DLP, SSDE. Reference diagnostic levels (LDR).
Patient dose evaluations. Basics on Montecarlo method for effective dose estimates.
Technological solutions (beam filtration, dynamic collimation, source tracking, current modulation, iterative reconstructions) and practical ways to reduce the patient's dose.
Flat panel detectors: technological aspects, image quality and dosimetric aspects.
CT artifacts (appearance, origin and corrective actions): beam hardening, partial volume, starvation, aliasing, presence of high density materials, patient movements, scattering, incomplete projections, ring artifacts. Typical artifacts of helical scans and cone beam technology.
Special Techniques (densitometry, perfusion, cardiac imaging, calcium scoring, perfusion, angiography) and non-diagnostic uses (4D-CT, patient setting and radiotherapy planning, PET attenuation, neuronavigation, fluoroscopy, thermo-ablation guide).
Dual energy CT. Acceptance test of a CT scanner. Basics on radioprotection and environmental dosimetry.
Example of image quality characterization of three different tomographic imaging systems: CT double layer, CT flat panel, MVCT. Dosimetric aspects of tomographic systems for IGRT.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME DEVELOPMENT OF THE EXAMINATION
Modalità di valutazione dell'apprendimento.

Si rimanda alla Scheda del Corso Integrato


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

Si rimanda alla Scheda del Corso Integrato


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

Si rimanda alla Scheda del Corso Integrato


Criteri di attribuzione del voto finale.

Si rimanda alla Scheda del Corso Integrato


Learning Evaluation Methods.

Please refer to the Sheet of the integrated Course


Learning Evaluation Criteria.

Please refer to the Sheet of the integrated Course


Learning Measurement Criteria.

Please refer to the Sheet of the integrated Course


Final Mark Allocation Criteria.

Please refer to the Sheet of the integrated Course



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

Tutti i testi che trattano gli argomenti descritti integrati dal materiale prodotto durante le lezioni di didattica frontale.

Books discussing the topics described in the material produced during the lessons.


Scheda insegnamento erogato nell’A.A. 2020-2021
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2020-2021

 


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