• micro-CT
• risoluzione spaziale (spatial resolution)
• magnificazione (magnification)
• caratterizzazione (characterization)

Tesi di laurea specialistica in Fisica Applicata a.a. 2014/2015
Candidato: Manuele Calussi
Relatore: dott. Nicola Belcari

Titolo Tesi
“Costruzione e caratterizzazione di un sistema di imaging micro-CT ad alta risoluzione spaziale”

RIASSUNTO

Alla base dello sviluppo della micro tomografia computerizzata c'è la necessità di studiare le malattie umane, provando a ricreare le stesse condizioni in piccoli animali; avvalendosi dell'utilizzo di tecniche di genomica comparativa tra animali e uomo, tale sperimentazione permette di ottenere delle simulazioni dei sintomi riscontrabili nell'essere umano. Negli ultimi anni si è visto come la tecnologia micro-CT abbia permesso di effettuare acquisizioni tomografiche di piccoli animali, caratterizzate da un'elevata risoluzione spaziale, sia in condizioni “in vivo” che “ex-vivo”.
È in questo contesto della ricerca medica, che si inserisce il sistema microtomografico assemblato e caratterizzato in questo lavoro di tesi: alla base dello sviluppo di questo sistema micro-CT c'era l'aspettativa di realizzare un sistema d'acquisizione tomografica avente un'elevata risoluzione spaziale.
La prima fase è stata dedicata alla messa in funzione del tubo radiogeno Hamamatsu-60kV e del rivelatore flat panel Dexela 2307, in dotazione al laboratorio di Fisica Medica dell'Università di Pisa, ed alla progettazione e costruzione dei sostegni necessari per realizzare lo scanner micro-CT.
Lo step successivo è stato “caratterizzare” il rivelatore, analizzando la sua funzione di risposta al variare delle condizioni di acquisizione (variazione della corrente anodica, variazione del voltaggio del tubo radiogeno, variazione del tempo d'esposizione, stima della MTF).
La terza fase ha riguardato sia lo sviluppo di un sistema di rotazione dell'oggetto bersaglio, che l'adattamento del software d'acquisizione, già in uso nel tomografo Xalt presso l' IFC del CNR di Pisa.
La ricostruzione dell'immagini tomografiche è stata possibile infine, utilizzando il software proprietario e in parte coperto da brevetto, Xalt-Recon, già in uso anch'esso presso l' IFC del CNR di Pisa.
Le prove sperimentali hanno dato un esito positivo; il sistema micro-CT si è rivelato abile nell'acquisire immagini tomografiche, con una MTF caratterizzata da una f(10%) pari a 5.0 lp/mm, a cui è corrisposto una risoluzione spaziale di circa 69 μm, con un valore massimo stimato di circa 16 μm. Il processo di ricostruzione non ha evidenziato alcun artefatto, permettendo di valutare positivamente sia le correzioni apportate alle immagini acquisite che la buona calibrazione geometrica dei dispositivi.