ΑΡΧΕΣ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΑΡΙΑ ΤΖΙΡΑΚΗ mtziraki@physics.uoc.gr Γραφείο Γ111 Τηλ 394112
ΑΡΧΕΣ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ (ΑΙΦ) 262 Ωρες: 3 Πέµπτη 17-20 (Αιθ. 3) Μ : 6 ECTS Έχει προαπαιτούµενα Φ-101, Φ-102 και ισχυρώς συνιστώµενα Φ-201 και Φ202. Αξιολόγηση: A) 100% εξέταση Ή Β) 70% εξέταση και 30% εργασία (παράδοση έως 23/12/2011)
Syllabus - περίληψη µαθήµατος Ιστορική αναδροµή Ακτινοφυσική- Ιοντίζουσες ακτινοβολίες οµή της ύλης ( το άτοµο, ο πυρήνας, πυρηνική σύντηξη και σχάση, πυρηνικό σπίν και µαγνητικές ροπές). Ραδιενεργός διάσπαση (πυρηνική σταθερότητα και διάσπαση, διάσπαση α και β, ισοµερής µεταβάσεις, εξισώσεις διάσπασης και ηµίσεια ζωή)
Syllabus - περίληψη µαθήµατος Ιοντίζουσες ακτινοβολίες Αλληλεπιδράσεις ακτινοβολίας (Χαρακτηριστικά των αλληλεπιδράσεων. Άµεση ιοντισµένη ακτινοβολία, αλληλεπιδράσεις e -, αλληλεπιδράσεις βαρέων φορτισµένων σωµατιδίων. Έµµεση ιοντισµένη ακτινοβολία, αλληλεπιδράσεις νετρονίων. Ακτινοβολία Χ και γ. Μη ιοντίζουσα ακτινοβολία. Αλληλεπιδράσεις µη ιοντίζουσας ακτινοβολίας) Παραγωγή ακτινών Χ. (Συµβατικός σωλήνας ακτινών Χ, πηγές ηλεκτρονίων. Φάσµατα εκποµπής, φιλτράρισµα, ακτινών Χ που εξυπηρετούν ειδικούς σκοπούς)
Syllabus - περίληψη µαθήµατος ΑΙΦ Ιοντίζουσες ακτινοβολίες Ανιχνευτές ακτινοβολίας Θάλαµος ιονισµού, αναλογικοί µετρητές, Geiger-Muller, ανιχνευτές στερεού και υγρού σπινθηρισµού, ηµιαγώγιµοι ανιχνευτές. Ποιότητα και Ποσότητα ακτινοβολίας. ( Παραδοσιακές µονάδες και διεθνή πρότυπα. Εκποµπή ραδιενέργειας. Μονάδες ακτινοβολούµενης δόσεις, µέτρηση δόσεως ακτινοβολίας,) Αλληλεπίδραση ακτινών Χ και γ µε το σώµα. Συντελεστής F, εξασθένιση ακτινών Χ και γ στο βιολογικό ιστό. όση µαλακού ιστού. Στοιχεία ακτινοπροστασίας
Syllabus - περίληψη µαθήµατος ΑΙΦ Ιοντίζουσες ακτινοβολίες Όργανα για πυρηνική απεικόνιση γ-camera, (SPECT) Μονοφωτονική Υπολογιστική Tοµογραφία Εκποµπής, (PET) Εκποµπής Ποζιτρονίων Υπολογιστική τοµογραφία. (CT) Αρχές λειτουργίας,µέθοδος σάρωσης, κατεύθυνση ανιχνευτών, δοσηµετρία.
Syllabus - περίληψη µαθήµατος ΑΙΦ (µη ιοντίζουσες ακτινοβολίες, απεικόνιση) Μη ιοντίζουσες ακτινοβολίες. Κυµατική, Ακουστική Kύµατα υπερήχων. Ιστορική αναδροµή, κυµατική κίνηση, χαρακτηριστικά, ένταση και ταχύτητα υπερήχων. Ανάκλαση διάθλαση και απορρόφηση υπερήχων. Όργανα υπερήχων Το φαινόµενο Doppler Στοιχεία Οπτικής- Οπτικές µέθοδοι ιατρικής απεικόνισης
(µη ιοντίζουσες ακτινοβολίες, απεικόνιση MRI) Στοιχειώδεις µαγνητική απόκριση Αλληλεπίδραση του πυρήνα µε στατικά µαγνητικά πεδία. Περιστροφή και µετάπτωση. Αλληλεπίδραση του πυρήνα µε κύµατα ραδιοσυχνοτήτων Μετάπτωση. Επαγωγικός µαγνητικός συντονισµός σε σπειροειδή έλικα coil, πηνίο. Κβαντοµηχανική ερµηνεία, µεταπτώσεις Τ1 και Τ2. Χρόνοι Τ1 και Τ2 σε βιολογικά υλικά. Απεικόνιση µαγνητικού συντονισµού και φασµατοσκοπία. Όργανα µαγνητικού συντονισµού και βιολογικές επιδράσεις του µαγνητισµού. Functional MRI (λειτουργικό MRI) Στοιχεία Οπτικής- Οπτικές µέθοδοι ιατρικής απεικόνισης
Ακτινοθεραπεία και Ακτινοπροστασία εν συµπεριλαµβάνεται στην εξεταστική ύλη Φυσικές αρχές της Ακτινοθεραπείας Μονάδες Co-60, Γραµµικοί Επιταχυντές. Παράµετροι ακτινοβολήσεως µε δέσµες φωτονίων. Ακτινοπροστασία. Κανονισµός ρυθµίσεως της ακτινοπροστασίας. οσηµετρία, επίπεδα ασφαλείας. Προστασία από εσωτερικές πηγές ακτινοβολίας οσηµετρία σε ανθρώπους και πληθυσµούς background radiation. Πληθυσµοί που έχουν προσβληθεί από ασυνήθιστα όρια ακτινοβολίας. Επίδραση δόσεων ακτινοβολίας σε µοντέλα και παράγοντες που επηρεάζουν τα µοντέλα. Εκτίµηση του ρίσκου ακτινοβολίας.
Βιβλιογραφία. Κ.Ψαρράκος Ιατρική Φυσική τόµος Α, µέρος τόµου Β. F.H. Attix, Introduction to radiobiological Physics and radiation Dosimetry H.B. Johns and Cunningham, The Physics of Radiology J.E Turner, J.Wiley pub (1995), Atoms, radiation and radiation protection S Webb (1991): The Physics of Medical Imaging Εµείς και η ραδιενέργεια ΠΕΚ Ραδιενέργεια σε απλά ελληνικά ΠΕΚ Σύγχρονη φυσική Serway Σύγχρονη φυσική Beiser
Ιστορικoί σταθµοί από σηµαντικές πρωτιές στην ιατρική φυσική και στην ιατρική απεικόνιση. 1895 Ανακάλυψη των ακτινών Χ Wilhem C Röntgen.. Wilhelm Conrad Röntgen Germany Munich University Munich, Germany The Nobel Prize in Physics 1901 "in recognition of the extraordinary services he has rendered by the discovery of the remarkable rays subsequently named after him"
Ιστορικoί σταθµοί από σηµαντικές πρωτιές στην ιατρική φυσική και στην ιατρική απεικόνιση. 1896 Ανακάλυψη ραδιενέργειας προερχόµενη από το U από τον Becquerel The Nobel Prize in Physics 1903 "in recognition of the extraordinary services he has rendered by his discovery of spontaneous radioactivity
Ιστορικoί σταθµοί από σηµαντικές πρωτιές στην ιατρική φυσική και στην ιατρική απεικόνιση. 1897 Μέτρηση αναλογίας φορτίου-µάζας e από τον JJ Thomson The Nobel Prize in Physics 1906 "in recognition of the great merits of his theoretical and experimental investigations on the conduction of electricity by gases" Plum pudding model
Ιστορικoί σταθµοί από σηµαντικές πρωτιές στην ιατρική φυσική και στην ιατρική απεικόνιση. 1898 Ανακάλυψη Po και Ra από τους Currie The Nobel Prize in Physics 1903 in recognition of the extraordinary services they have rendered by their joint researches on the radiation phenomena discovered by Professor Henri Becquerel 1911 The Nobel Prize in Chemistry Marie Sklodowska- Currie "in recognition of her services to the advancement of chemistry by the discovery of the elements radium and polonium, by the isolation of radium and the study of the nature and compounds of this remarkable element."
Ιστορικoί σταθµοί από σηµαντικές πρωτιές στην ιατρική φυσική και στην ιατρική απεικόνιση. Ernest Rutherford The Nobel Prize in Chemistry 1908 "for his investigations into the disintegration of the elements, and the chemistry of radioactive substances". 1911 O Rutherford καθιερώνει το πυρηνικό µοντέλο για το άτοµο. 1917 O Rutherford παράγει τον πρώτο τεχνικό πυρηνικό µετασχιµατισµό 14 N + α 17 O + p
Ιστορικoί σταθµοί The Nobel Prize in Physics 1915 was awarded jointly to Sir William Henry Bragg and William Lawrence Bragg "for their services in the analysis of crystal structure by means of X-rays" 2dsinΘ = n λ
Ιστορικoί σταθµοί από σηµαντικές πρωτιές στην ιατρική φυσική Albert Einstein The Nobel Prize in Physics 1921 "for his services to Theoretical Physics, and especially for his discovery of the law of the photoelectric effect".
Ιστορικoί σταθµοί Niels Bohr The Nobel Prize in Physics 1922 for his services in the investigation of the structure of atoms and of the radiation emanating from them".
Ιστορικoί σταθµοί από σηµαντικές πρωτιές στην ιατρική φυσική 1922 Φαινόµενο Compton The Nobel Prize in Physics 1927 "for his discovery of the effect named after him" Arthur Holly Compton
Ιστορικoί σταθµοί από σηµαντικές πρωτιές στην ιατρική φυσική. 1927 Πυρηνικό σπίν W Pauli The Nobel Prize in Physics 1945 "for the discovery of the Exclusion Principle, also called the Pauli Principle" 1929 Geiger- Müller tube- Clinical diaphanography
Ιστορικoί σταθµοί από σηµαντικές πρωτιές στην ιατρική φυσική και στην ιατρική απεικόνιση. 1930 Ο Earnest O Lowrence ανακαλύπτει το κύκλοτρο. The Nobel Prize in Physics 1939 "for the invention and development of the cyclotron and for results obtained with it, especially with regard to artificial radioactive elements"
Ιστορικoί σταθµοί The Nobel Prize in Physics 1935 "for the discovery of the neutron" 1932 J Chadwick
Ιστορικοί σταθµοί 1937 Μέτρηση της πυρηνικής µαγνητικής ροπής από τους Rabi και Gorter The Nobel Prize in Physics 1944 "for his resonance method for recording the magnetic properties of atomic nuclei"
Ιστορικοί σταθµοί 1948 Πυρηνική Ιατρική Ανακάλυψη του τρανζίστορ από Shockley, Bardeen, Brattain. The Nobel Prize in Physics 1956 "for their researches on semiconductors and their discovery of the transistor effect"
Ιστορικοί σταθµοί 1945 Ατοµική βόµβα The Nobel Prize in Physics 1952 1946 Nuclear Magnetic Resonance (NMR) principles F Bloch and E M Purcell "for their development of new methods for nuclear magnetic precision measurements and discoveries in connection therewith"
Ιστορικοί σταθµοί 1948 1950 1951 1952 1953 Αναλογικός ανιχνευτής Γάµµα ( γ camera) Απεικόνιση µε σπινθηριστή Αυτόµατη ευθύγραµµη σάρωση. Μέτρηση ποζιτρονίων. 2-D απεικόνιση υπερήχων. Toµογραφία Ποζιτρονίων.
Ιστορικοί σταθµοί 1956 Πρώτες µελέτες NMR σε ιστούς και βιολογικούς οργανισµούς 1958 The Nobel Prize in Physics 1963 "for their discoveries concerning nuclear shell structure" 1960 Πρώτο Laser 1961 στήθους. 1963 Θερµογραφία Single Photon Maria Goeppert- Mayer J. Hans D. Jensen
Ιστορικοί σταθµοί 1963 1967 1972 1973 1978 1980 1982 Single Photon Emission Tomography (SPET) Single Photon Emission Computerized Tomography (SPECT) Εµπορικό CT και πατέντα ΝΜR Σαρωτής και NMR απεικόνιση in vitro MRI. Εµπορική διάδοση, γ-camera, SPECT, και NMR. Παθολογικό NMR,- ΜRI Tοµογραφία εµπέδησης Impedance Tomography
Ιστορικοί σταθµοί The Nobel Prize in Physics 1981 "for their contribution to the development of laser spectroscopy" "for his contribution to the development of high-resolution electron spectroscopy" N Bloembergen A L Schawlow Kai M. Siegbahn
Ηλεκτροµαγνητικό φάσµα
Ενεργειακές πηγές και Ιδιότητες του Ιστού που χρησιµοποιούνται στην Ιατρική Απεικόνιση Ενεργειακές πηγές Ακτινοβολία Χ Ακτινοβολία γ Οπτική ακτινοβολία Ακτινοβολία UV και IR Ακτινοβολία από εξαΰλωση Ηλεκτρικά πεδία Μαγνητικό πεδίο Υπέρηχοι Ιδιότητες του Ιστού Πυκνότητα µάζας Πυκνότητα e- Πυκνότητα p Ατοµικός αριθµός Ταχύτητα ρoής Χαλάρωση spin Poή ρεύµατος Εντοπισµός φαρµάκων Χηµική κατάσταση Ιδιότητες απεικόνισης ιάδοση ακτινοβολίας Απορρόφηση Σκέδαση Ανάκλαση Μαγνήτιση Αγωγιµότητα Εκποµπή Απορρόφηση συντονισµού Θερµοκρασία Αιµατικός όγκος / ροή
Χ-ray images
Computerized Tomography (CT) Images
Computerized Tomography (CT) Images
Ultrasonic (US) images
Ultrasonic (US) images
MRI Images