SIMULAZIONE IN CAMPO BIOSANITARIO
2018/2019
2019/2020
DM270
FIS/07 (FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA))
DIPARTIMENTO DI FISICA
SCIENZE FISICHE
Fisica biosanitaria
PRIMO SEMESTRE (30/09/2019 - 17/01/2020)
6
48 ore di attività frontale
Italiano
SCRITTO E ORALE CONGIUNTI
BORTOLUSSI SILVA (titolare) - 3 CFU
BORTOLUSSI SILVA (titolare) - 2 CFU
BALLARINI FRANCESCA - 1 CFU
Allo studente di questo corso viene richiesto il possesso o l’acquisizione di un’adeguata preparazione riguardo ai fondamenti teorici del metodo di Monte Carlo e della statistica. Si richiede la conoscenza di base di nozioni di fisica nucleare e interazione radiazione-materia.
Apprendimento dei concetti e dei metodi fondamentali delle tecniche di simulazione dell'interazione radiazione-materia. Apprendimento delle basi di un codice di trasporto. Apprendimento degli aspetti principali della modellizzazione degli effetti biologici radioindotti.
La prima parte del corso è dedicata a un codice di simulazione che trasporta neutroni, fotoni ed elettroni, e anche particelle cariche. Si tratta di una serie di lezioni pratiche, a seguito di una breve introduzione teorica, nelle quali gli studenti impareranno a creare un file di input e a simulare problemi di trasporto. Al termine di questa prima parte del corso gli studenti avranno acquisito le capacità per creare le geometrie, descrivere la fisica, fare delle richieste al programma e analizzare statisticamente i risultati. La seconda parte del corso è dedicata alla modellizzazione e simulazione degli effetti biologici indotti dalle radiazioni ionizzanti a livello subcellulare/cellulare e a livello di tessuti e organi. L’attenzione è focalizzata sulle aberrazioni cromosomiche e sulle loro conseguenze in termini di morte cellulare o conversione della cellula in cellula tumorale, nonché sulla modellizzazione di tali effetti a livello di interi tessuti e organi, con esempi di applicazione all’adroterapia e alla radioprotezione nello spazio. Agli studenti saranno inoltre offerti dei seminari finalizzati a fornire una panoramica delle caratteristiche dei codici di simulazione FLUKA e GEANT-4, e delle loro applicazioni in campo bio-sanitario.
Una parte delle lezioni è frontale, per introdurre argomenti teorici e spiegare la risoluzione degli esercizi pratici. La maggior parte del corso è dedicato a esercitazioni pratiche al PC
Dispense del corso
Manuali dei principali codici di trasporto
E. Alpen, Radiation Biophysics, Elsevier
Esame sia pratico, sia orale. L’esame pratico consiste nello svolgimento e discussione di un esercizio di simulazione. Questa parte dell'esame ha lo scopo di verificare se lo studente ha acquisito una adeguata autonomia nell'affrontare problemi tipici di simulazione in campo biosanitario, applicando gli strumenti visti a lezione e portando a termine la preparazione di un input, la sua revisione e un run che produca risultati. Lo studente deve essere in grado di commentare l'esercizio svolto nelle sue varie fasi, rispondendo a domande tecniche e di analizzare l'output. La prova orale riguarda la parte di modellizzazione del danno biologico da radiazioni.