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Maria Pia Morigi

Professoressa associata

Dipartimento di Fisica e Astronomia "Augusto Righi"

Settore scientifico disciplinare: FIS/07 FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA)

Temi di ricerca

Parole chiave: Radiografia digitale Dosimetria di fasci di elettroni di alta energia Tomografia computerizzata con raggi X Imaging multispettrale Beni Culturali

- Sviluppo di sistemi di acquisizione per radiografia digitale e tomografia computerizzata 3D con raggi X di diversa energia. Tali tecniche sono utilizzate sia per applicazioni in campo medico, sia per indagini non distruttive su oggetti di interesse nel settore industriale e in quello dei Beni Culturali.

- Sviluppo di sistemi dosimetrici innovativi per fasci dii elettroni di energia elavata utilizzati nella I.O.R.T. (Intra Operative Radiation Theraphy).

- Applicazione di tecniche di imaging multispettrale ai Beni Culturali.



Radiografia digitale e tomografia computerizzata con raggi X: Ormai da diversi anni il nostro gruppo di ricerca si occupa dello sviluppo di sistemi di acquisizione innovativi per radiografia digitale e tomografia computerizzata (CT) con sorgenti di raggi X di diversa energia. Nel corso degli anni sono stati messi a punto diversi sistemi che permettono di effettuare indagini non distruttive su campioni di vario genere e di varie dimensioni, con risoluzioni variabili dalla decina fino a qualche centinaio di micron. Oltre che nel campo medico, la CT ha molteplici applicazioni ed enormi potenzialità investigative anche nel settore industriale e in quello dei Beni Culturali, grazie alla sua capacità di fornire in modo non distruttivo immagini di sezioni dell'oggetto investigato. Il nostro gruppo ha partecipato recentemente al progetto di ricerca europeo DETECT (New Product Design and Engineering Technologies based on next Generation Computed Tomography), che aveva come obiettivo principale lo sviluppo di un sistema tomografico per applicazioni di tipo industriale (indagini su parti di motori), con energie dei raggi X fino a 450 keV. Inoltre, nell'ambito di un contratto di ricerca con la ditta ELCA di Imola, è stato realizzato un tomografo dedicato alle arcate dentarie attualmente sul mercato. Per quanto riguarda il settore dei Beni Culturali, è stato messo a punto un sistema per la CT di opere d'arte di grandi dimensioni, con il quale sono state effettuate diverse indagini tomografiche su importanti opere d'arte in fase di restauro presso l'Opificio delle Pietre Dure di Firenze (tra i quali vale la pena di citare "La Madonna del cardellino", famoso capolavoro di Raffaello), nonchè sul grande globo terrestre di Egnazio Danti conservato a Palazzo Vecchio (Firenze). E' stata anche attivata una collaborazione con il Centro di Conservazione e Restauro "La Venaria Reale" di Torino per l'analisi tomografica di antiche statue lignee giapponesi di notevoli dimensioni. Inoltre dal 2012, nell'ambito del Progetto "Strumenti diagnostici innovativi per i Beni Artistici e Culturali", finanziato dal Centro Fermi, è in corso un'attività di ricerca riguardante lo sviluppo di un sistema tomografico trasportabile, dotato di una sorgente di raggi X di energia medio-alta (>300 keV), da dedicare all'analisi di opere d'arte e reperti archeologici fortemente radiopachi. Questa attività di ricerca è anche cofinanziata dall'INFN-Gruppo V.

Dosimetria di fasci di elettroni di alta energia utilizzati in radioterapia intraoperatoria: La IORT (Intra Operative Radiation Therapy) è una particolare tecnica radioterapica che consiste nell'irraggiamento del letto tumorale con fasci di elettroni di elevata energia, direttamente in sala operatoria, a ferita chirurgica ancora aperta. Per questo tipo di irragiamento si utilizzano degli acceleratori lineari mobili, caratterizzati da un rateo di dose più elevato rispetto agli acceleratori convenzionali. Questa caratteristica rende problematico l'utilizzo dei tradizionali sistemi di controllo dosimetrico e giustifica la ricerca di nuovi strumenti per il controllo della dose erogata. Il dosimetro che stiamo sviluppando è basato sull'accoppiamento di fasci di fibre ottiche scintillanti con array lineari di fotodiodi, utilizzati come sistema di lettura della luce prodotta all'interno delle fibre in seguito all'interazione degli elettroni.

Applicazione di tecniche di imaging multispettrale ai Beni Culturali: Le tecniche di imaging multispettrale, basate sull'acquisizione di immagini in diverse bande spettrali, trovano molteplici applicazioni nel settore dei Beni Culturali. Ad esempio, la riflettografia infrarossa viene da molti anni utilizzata per l'indagine di dipinti su tela o su tavola, in quanto permette di ottenere informazioni su ciò che si cela sotto la superficie pittorica. E' così possibile mettere in evidenza il disegno preparatorio oppure rivelare la presenza di pentimenti, dipinti sottostanti, date o firme nascoste. Più recentemente le tecniche di imaging multispettrale sono state applicate all'indagine di antichi manoscritti e pergamene la cui leggibilità sia stata fortemente compromessa dal tempo.

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