Corso integrato di Metodologia Medico-scientifica II Fisica ed Epistemologia

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Silvia Carraro
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1 Corso integrato di Metodologia Medico-scientifica II Fisica ed Epistemologia FIS07 Fisica [5.5 CFU] Prof. Sofia CANDELORO Dr. Giulio CARACCIOLO BIO09 Biofisica [0.5 CFU] Prof. Alfredo COLOSIMO Codifica e trasmissione dell informazione nei sistemi viventi. Complicazione e complessità in strutture e funzioni biologiche. BIO13 Biologia e genetica [0.5 CFU] Prof. Antonio FANTONI Banche dati. BIO10 Biochimica [0.5 CFU] Prof. Roberto STROM Metodi spettroscopici per lo studio della struttura delle macromolecole biologiche. MED01 Statistica e Informatica [0.5 CFU] Prof. Camillo CAMMAROTA Analisi della variabilità della frequenza cardiaca e relative implicazioni.

3 Mano inanellata della signora Röntgen 1895

4 Immagini ecografiche Un fegato normale (a sinistra) ed uno cirrotico (a destra)

5 Tomografia Assiale Computerizzata (TAC) TC TORACE: finestra per il parenchima polmonare

6 TAC spirale

7 La Tomografia Computerizzata (TC) consente di ricostruire sezioni trasversali. TC ADDOME: la TC con mdc permette di caratterizzare le lesioni epatiche: emangioma

8 The 3,300-year-old mummy of King Tutankhamun is scanned to assess the need for restoration and also to attempt to discover the cause of his early death (January 2005) (Computed Tomography Imaging (CT Scan )

9 Immagine ad alta risoluzione della rete vascolare del cervello di ratto Immagine di un campione di un cervello di ratto iniettato con Ba (600 mg/ml). Energia della radiazione di sincrotrone utilizzata 20 kev

10 Luce di sincrotrone In un acceleratore circolare gli elettroni attraversano diversi tipi di magneti. Qui gli elettroni sono deflessi e irradiano fotoni.

11 Risonanza Magnetica Nucleare

12 Risonanza Magnetica Nucleare

13 Risonanza Magnetica Nucleare (RMN) Primo studio fisico nel Usa onde radio e magneti anche superconduttori. Durante un analisi RMI il corpo del paziente viene immerso in un elevato campo magnetico di intensità variabile. Si fanno oscillare i protoni presenti nel corpo. Fornisce informazioni sui protoni presenti nelle varie parti del corpo e sulla loro mobilità. Permette di identificare tessuti molli, trasparenti ai raggi X ed è efficace per distinguere tessuti tumorali da tessuti sani.

14 1.Esposizione del paziente a campo magnetico B 0 B=nµI B 0

15 Se sottoposti ad un campo magnetico esterno momenti magnetici dei protoni si ALLINEANO B0 S N

16 Allineamento PARALLELO o ANTIPARALLELO B 0 S N PARALLELO=energia più bassa ANTIPARALLELO=energia più al

17 RM Studio dell aorta toracica Senza contrasto Con contrasto

18 Adroterapia Gli "Adroni" possono essere usati nella terapia di forme tumorali particolari. Infatti portati all energia giusta da una macchina acceleratrice, sono in grado di danneggiare i tessuti malati soltanto alla fine del loro percorso nel corpo del paziente, in corrispondenza del tumore stesso I I melanomi oculari sono curabili quasi esclusivamente con con terapie adroniche Il Il trattamento con con protoni permette di didepositare quantita` di dienergia controllate direttamente nella regione tumorale

19 Adroterapia La diversamodalitàdi deposizionedell energiadi raggi-x (fotoni), elettroni e ioni carbonio nei tessuti.

20 Terapia di tumori con fasci di protoni Usa protoni o ioni di energia idonea a raggiungere il tessuto malato. Qui essi cedono quasi tutta la loro energia distruggendo con maggiore efficacia le cellule tumorali. Permette un accurata focalizzazione dell irraggiamanto (dell ordine del mm!). Progetto CATANA a Catania (INFN). Fondazione CNAO a Pavia. Consente di irradiare e distruggere le cellule cancerose senza danneggiare i tessuti sani circostanti.

21 CATANA Il Centro di AdroTerapia e Applicazioni Nucleari Avanzate dell INFN a Catania. Vista d insieme della sala di terapia con fasci di protoni Una maschera termoplastica per l immobilizzazione del distretto testa-collo del paziente

22 PET: Tomografia a emissione di positroni Usa molecole marcate che emettono positroni (es. C 11, N 13, O 15, I 131 ). Dalla differenza in tempo tra l arrivo dei fotoni di annichilazione nei rivelatori si risale al punto di annichilazione.

23 Potenziale di azione A V i -V e (mv) E = 10 8 N/C A A A impulso impulso potenziale d azione potenziale di riposo t (ms) Velocità di trasmissione = 25m/s

24 Come si genera il battito cardiaco ELETTROCARDIOGRAMMA

25 Il sistema cardiocircolatorio

26 Libri consigliati G.P. Capitani e E. De Sanctis Elementi di Fisica La Sapienza Editrice, Roma G.P. Capitani e E. De Sanctis Problemi di Fisica La Sapienza Editrice, Roma

27 Corso integrato di Metodologia Medico- scientifica II: Fisica ed epistemologia Attività Didattica Elettiva: 1. Corso monografico: Emodinamica e coronarografia. 4 ore 0,5 crediti. 2. Seminario: Campi elettromagnetici e salute: campi statici e radiazioni non ionizzanti. 2 ore 0,3 crediti.

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