![\"\"](\"https:\/\/wpress.ca.infn.it\/wp-content\/uploads\/2018\/09\/Piernicola-Oliva.jpg\")
<\/p>\n<\/p>\n
<\/p>\n
Coordinatore: Piernicola Oliva \u00a0<\/strong><\/p>\n Bruno Golosio \u2013 golosio@unica.it<\/a> La ricerca tecnologica ed applicata \u00e8 coordinata a livello italiano dalla\u00a0Commissione Nazionale Scientifica 5<\/a>.<\/p>\n <\/p>\n Diagnostica per immagini Oltre all\u2019imaging convenzionale, in cui si sfrutta l\u2019assorbimento dei raggi X da parte della materia, il gruppo lavora da anni sull\u2019imaging in contrasto di fase, in cui si sfruttano le propriet\u00e0 ondulatorie dei raggi X e il differente sfasamento di tali onde da parte di differenti materiali, per produrre immagini.<\/p>\n Oltre ai tubi a raggi X, il gruppo opera su sorgenti di alta brillanza, come sincrotroni o sorgenti a Compton inverso, lavorando alla caratterizzazione di tali sorgenti ed alle loro possibili applicazioni medicali. In figura: esempio di una mappa delle regioni maggiormente discriminanti tra pazienti affetti da disturbo delle spettro autistico e controlli in risonanza magetica, valutate utilizzando tecniche di machine learning.<\/em><\/p>\n <\/p>\n Simulazione dell’interazione radiazione-materia e dosimetria Radioterapia Neuroscienze <\/p>\n FISICA APPLICATA AI BENI CULTURALI Sui beni culturali, la Sezione di Cagliari utilizza da lunghi anni tecniche di caratterizzazione elementale come la XRF (X-Ray Fluorescence), in cui si fruttano le emissioni caratteristiche di atomi ionizzati per identificare gli elementi presenti in un campione e le loro concentrazioni. In figura: un atomo muonico, il setup sperimentale al RAL e un fammento nuragico in bronzo.<\/em><\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n TIMESPOT Gli esperimenti ai collider si apprestano a fronteggiare la sfida dell\u2019alta luminosit\u00e0, che pone requisiti tecnologici nuovi, specialmente riguardo alle tecniche di rivelazione dei vertici e di tracciatura. Questi consistono nell\u2019elevata risoluzione spaziale, gi\u00e0 tipica dei rivelatori di vertice (50-100 \u00b5m), che per\u00f2 va ora accoppiata ad una resistenza a flussi di radiazione di alcuni 1016<\/sup> neutroni da 1 MeV equivalenti per cm2<\/sup> ed alla possibilit\u00e0 di una misura del tempo ad alta risoluzione (<50 ps) a livello del singolo pixel. Quest\u2019ultimo requisito \u00e8 necessario per combattere l\u2019elevato pile-up generato dall\u2019alta luminosit\u00e0 che pone grandi complicazioni all\u2019esatta identificazione dei vertici e ricostruzione degli eventi. Oltre a ci\u00f2, l\u2019elevato flusso di dati in uscita dal rivelatore (dell\u2019ordine di Tbits\/s) obbliga ad una riduzione precoce dei dati e possibilmente all\u2019utilizzo di tecniche di ricostruzione real-time.<\/p>\n Il progetto TIMESPOT (acronimo per TIME and SPace real-time OPerating Tracker) \u00e8 stato finanziato dalla CSN5 per gli anni 2018-2020 con un budget di circa 1 milione di euro. Obiettivo finale del progetto \u00e8 realizzare un apparato tracciatore dimostrativo (telescopio con almeno 4-5 piani di tracciatura) che integri sensori 3D (silicio e diamante) ad alta risoluzione spaziale e temporale, elettronica integrata per lettura di matrici di sensori e misura del tempo per ogni pixel in tecnologia CMOS 28 nm, sistemi di calcolo che realizzino algoritmi di ricostruzione in tempo reale.<\/p>\n Il progetto riunisce 10 Sezioni INFN (Bologna, Cagliari, Ferrara, Firenze, Genova, Milano, Padova, Perugia, Torino, Trento) e molti tra i massimi esperti INFN nei diversi settori di attivit\u00e0 interessati. Esso prova a spingersi oltre il limite attuale delle tecniche di tracciatura gi\u00e0 percorribili, per preparare la nuova generazione di esperimenti ai collider ad alta luminosit\u00e0.<\/p>\n In figura: modello del sensore 3D ad alta risoluzione temporale\u00a0 attualmente in fabbricazione<\/em><\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Coordinatore: Piernicola Oliva Telefono:\u00a0079 \/ 229485 \u2013 320\/4329030 Mail: oliva@uniss.it \u00a0 FISICA APPLICATA ALLA MEDICINA Bruno Golosio \u2013 golosio@unica.it Viviana Fanti – viviana.fanti@ca.infn.it Piernicola Oliva \u2013 oliva@uniss.it La ricerca tecnologica ed applicata \u00e8 coordinata a livello italiano dalla\u00a0Commissione Nazionale Scientifica 5. Diagnostica per immagini La Sezione di Cagliari \u00e8 da sempre impegnata nell\u2019utilizzo […]<\/p>\n","protected":false},"author":5,"featured_media":0,"parent":0,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"_editorskit_title_hidden":false,"_editorskit_reading_time":0,"_editorskit_is_block_options_detached":false,"_editorskit_block_options_position":"{}"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/wpress.ca.infn.it\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/423"}],"collection":[{"href":"https:\/\/wpress.ca.infn.it\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/wpress.ca.infn.it\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wpress.ca.infn.it\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/5"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/wpress.ca.infn.it\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=423"}],"version-history":[{"count":13,"href":"https:\/\/wpress.ca.infn.it\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/423\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1998,"href":"https:\/\/wpress.ca.infn.it\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/423\/revisions\/1998"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/wpress.ca.infn.it\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=423"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
\n<\/strong>Telefono:\u00a0079 \/ 229485 \u2013 320\/4329030
\nMail: oliva@uniss.it<\/a><\/p>\n
\nFISICA APPLICATA ALLA MEDICINA<\/strong><\/p>\n
\nViviana Fanti – viviana.fanti@ca.infn.it<\/a>
\nPiernicola Oliva \u2013 oliva@uniss.it<\/a><\/p>\n
\n<\/strong>La Sezione di Cagliari \u00e8 da sempre impegnata nell\u2019utilizzo di raggi X per diagnostica medica. Nella radiologia convenzionale, il gruppo ha competenze nella caratterizzazione delle sorgenti a raggi X e dei rivelatori, sia per imaging planare (in proiezione), sia nell\u2019imaging tridimensionale (tomografia assiale computerizzata, TAC).
\nLa Sezione di Cagliari si dedica anche allo sviluppo di tecniche di ricostruzione ed elaborazione delle immagini biomedicali.<\/p>\n
\nLa Sezione di Cagliari lavora nell\u2019analisi di immagini da risonanza magnetica (MRI), alla ricerca di biomarker per patologie del neurosviluppo o neurodegenerative. <\/em>La MRI si basa sul processo fisico della risonanza magnetica nucleare; anch\u2019essa permette di ottenere immagini tridimensionali e, rispetto alla TAC, \u00e8 capace di discriminare meglio i tessuti molli, e ha il vantaggio di non utilizzare radiazioni ionizzanti.
\n<\/em>La PET \u00e8 una tecnica, basata sulla somministrazione al paziente di sostanze radioattive legate a opportune molecole biologiche, che fornisce importanti informazioni funzionali. Il radiofarmaco pi\u00f9 utilizzato, ad esempio, \u00e8 basato su uno zucchero che si accumula nei tumori e permette di diagnosticare le lesioni in uno stadio molto precoce. Il gruppo di Cagliari \u00e8 coinvolto in progetti su rivelatori innovativi per PET.<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/wpress.ca.infn.it\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/Pet.png\")
<\/p>\n
\n<\/strong>Molte tecniche di imaging biomedicale sono basate su processi di interazione della radiazione con la materia e\/o su processi di decadimento di nuclei radioattivi. Conoscere questi processi \u00e8 fondamentale per la progettazione di sistemi di imaging, per lo sviluppo dei software di ricostruzione e analisi delle immagini e per le stime di dose erogata ai pazienti. La Sezione di Cagliari si occupa dello sviluppo e dell’applicazione di software di simulazione dei processi di interazione della radiazione con la materia e dei processi di decadimento, utilizzando il metodo Monte Carlo, basato sul campionamento casuale dei possibili risultati di ogni evento.<\/p>\n
\n<\/strong>La radioterapia consiste nell’utilizzo di radiazioni ionizzanti per il trattamento di tessuti malati, soprattutto tumori. Per ridurre la dose erogata ai tessuti sani e per massimizzare quella depositata nei tumori, sono state sviluppate tecniche avanzate, basate sull’uso di differenti tipi di radiazione. Cagliari partecipa a progetti di radioterapia innovativa, in collaborazione con le strutture sanitarie e centri di ricerca internazionali.<\/p>\n
\n<\/strong>Il campo di ricerca delle neuroscienze \u00e8 un ambito interdisciplinare, a cui anche i fisici contribuiscono grazie alle loro competenze sulle reti neurali artificiali e sui modelli di segnale neurale da un lato, e sulle tecniche sperimentali (ad esempio la risonanza magnetica funzionale e le registrazioni elettrofisiologiche) dall’altro.
\nUna delle grandi sfide della ricerca nei prossimi decenni, su cui \u00e8 impegnato anche il gruppo di Cagliari, sar\u00e0 quella di cercare di capire come le funzioni cognitive di alto livello, come quelle associate al linguaggio e al ragionamento, sono legate alla trasmissione dei segnali tra i neuroni del nostro cervello. Questa attivit\u00e0 di ricerca \u00e8 importante non solo perch\u00e9 ci aiuta a capire come funziona il nostro cervello, ma anche perch\u00e9 pu\u00f2 aiutarci nello studio dei disturbi neurologici e nella ricerca di tecniche di diagnosi e terapia di questi disturbi.<\/p>\n
\n<\/strong>Piernicola Oliva \u2013 oliva@uniss.it<\/a><\/p>\n
\nTuttavia l\u2019XRF presenta alcune limitazioni, dovute alla bassa energia dei raggi X emessi. Per alcuni elementi tale energia \u00e8 cos\u00ec bassa che i raggi X sono completamente assorbiti (dal materiale stesso, dall\u2019aria o dalla finestra del rivelatore) prima che possano essere rivelati. Per altri elementi, anche se i raggi X emessi hanno energia sufficiente ad essere rivelati, la loro attenuazione fa si che sia difficile ottenere informazioni quantitative affidabili. Per questo l\u2019XRF \u00e8 considerata una tecnica di indagine di superficie.
\nUna possibile alternativa per la caratterizzazione elementale \u00e8 la spettroscopia muonica. In questa tecnica gli elettroni atomici sono sostituiti da muoni negativi. I fotoni emessi dalla diseccitazione di tali atomi hanno energie ~200 volte maggiori di quelle della fluorescenza X, non subiscono autoassorbimento e sono perfettamente rilevabili,\u00a0 permettendo caratterizzazioni elementali anche in profondit\u00e0 e anche per basse concentrazioni. Le misure vengono eseguite presso il Rutherford Appleton Laboratory (UK).<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/wpress.ca.infn.it\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/beni_cult.png\")
![\"\"](\"https:\/\/wpress.ca.infn.it\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/beni_cult2.png\")
![\"\"](\"https:\/\/wpress.ca.infn.it\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/beni_cult3.png.jpg\")
<\/p>\n
\n<\/strong>Responsabile nazionale: Adriano Lai, INFN Cagliari, adriano.lai@ca.infn.it<\/a>
\nSito web: https:\/\/web.infn.it\/timespot\/<\/a><\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/wpress.ca.infn.it\/wp-content\/uploads\/2018\/12\/3d.png\")
<\/p>\n