Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail předmětu
FEKT-MPA-ZIZAk. rok: 2023/2024
Tento kurz je zaměřen na využití ionizujícího záření v oblasti lékařského zobrazování. V první části kurzu jsou probírány základy atomové fyziky nutné pro pochopení fyzikálních principů využívaných v oblasti rentgenového a gama záření. Dále jsou probrány rentgenové (RTG) zobrazovací systémy od klasických skiagrafických systémů, přes skiaskopické systémy, mamografii, kostní denzitometrii až k zubním rentgenům. Diskutována je konstrukce systémů - rentgenka a detektory, výhody a nevýhody tohoto zobrazení. V návaznosti na tuto část jsou probrány systémy výpočetní tomografie (CT). Důraz je věnován na postupy pro rekonstrukci obrazů z projekcí (využití Radonova transformace) a konstrukci těchto systémů. V druhé části tohoto kurzu jsou probrány systémy nukleární medicíny pro lékařské zobrazování. Nejjednodušším systémem je planární gamagrafie, principy jsou dále rozvinuty a použity při jedno fotonové emisní tomografii (SPECT). Další modalitou je pozitronová emisní tomografie (PET), která využívá pozitronového záření. U těchto systémů je popsána příprava základních radiofarmak jako zdroj požadovaného typu záření, konstrukce detektorů a systému jako takového. V poslední skupině jsou probrány také hybridní systémy, které kombinují více modalit v jednom systému. Dále jsou diskutovány parametry celého procesu zobrazení a hodnocení kvality zobrazovacích systémů.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Nabízen zahraničním studentům
Vstupní znalosti
Požadovány jsou základní znalosti v oblasti matematiky, fyziky a teorie zpracování signálů a obrazů na úrovni bakalářského studia.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Během semestru jsou hodnoceny výstupy laboratorních úloh a počítačových cvičení. Předmět je ukončen zkouškou, která kombinuje písemnou a ústní část. Další informace obsahuje aktualizovaná vyhláška garanta předmětu vydávaná před začátkem příslušného semestru.
Učební cíle
Cílem tohoto kurzu je rozšířit znalosti z bakalářského stupně v oblasti lékařské fyziky a zobrazovacích systémů (ZS). Tento kurz je zaměřen na využití ionizujícího záření v oblasti lékařského zobrazování. Postupně se zaměříme na klasické rentgenové (RTG) systémy, systémy výpočetní tomografie a ZS nukleární medicíny.
Studijní opory
Materiály ke studiu jsou dostupné v e-learningu.
Základní literatura
Elearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Historie zobrazovacích systémů – prvotní seznámení s jednotlivými modalitami, základní fyzikální objevy související s vývojem ZS, kvantitativní a kvalitativní parametry popisující zobrazovací systémy.2. Fyzika ionizujícího záření – elektromagnetické záření, atom a modely atomu, elektronové přechody a tvorba charakteristického záření a Augerových elektronů, stabilita jádra, radioaktivita, interakce záření s hmotou (všechny druhy), útlum záření.3. RTG systémy – sumační zobrazení, rentgenka – princip činnosti, charakteristické a brzdné záření, konstrukční typy rentgenek, materiály vhodné pro anody, požadavky na napájení rentgenky, filtrace a kolimace generovaného záření, primární clona.4. RTG systémy – rozptýlené záření, sekundární clona, detekce záření – fotografické filmy, digitální výpočetní radiografie (paměťové folie), flat panely s přímou i nepřímou detekcí záření, skiaskopická detekce – zesilovač jasu RTG obrazu, vliv nastavení parametrů akvizice na výsledný obraz.5. RTG systémy – požadavky na specifické aplikace a jejich realizace – skiaskopie, využití kontrastních látek, mamografie, dentální rentgeny, kostní denzitometrie, víceenergetické snímání, 3D digitální tomosyntéza, hodnocení kvality RTG zobrazovacích systémů.6. CT systémy – tomografické systémy, základní princip – paralelní projekce, rekonstrukce z projekcí – algebraická metoda (ilustrativní příklad), prostá zpětná projekce, filtrovaná zpětná projekce, iterativní rekonstrukce, současné používané algoritmy, vějířová projekce, metody interpolace helikálních dat a dat z vícevrstvých systémů, CT číslo.7. CT systémy – historický přehled vývoje CT systémů – první, druhá a třetí generace, slip-ring technologie, systémy využívající elektronových děl, helikální systémy, vícevrstvé systémy, rentgenky pro CT systémy – požadavky, konstrukce, realizace.8. CT systémy – detektory – ionizační, scintilační, principy výroby a konstrukce moderních vícevrstvých detektorů, akviziční parametry – anodové napětí, anodový proud, helical pitch, binning, požadavky na dílčí části zařízení – gantry, pacientský stůl, řízení akvizice, realizace od konkrétních výrobců, dosažitelné parametry, artefakty zobrazení.9. ZS nukleární medicíny – radionuklidy jako zdroje ionizujícího záření, zobrazení sumační – planární gamagrafie, konstrukce Angerovy gamakamery, polovodičové detektory, využití.10. ZS nukleární medicíny – tomografické systémy SPECT a PET – definice jednotlivých projekcí a následná rekonstrukce obrazu, využívané typy detektorů, koincidenční a „time of flight“ detekce, používané radionuklidy a jejich příprava (Tc-99m, FDG, a další).11. Hybridní zobrazovací systémy – kombinace více modalit, výhody a nevýhody, korekce útlumu u ZS nukleární medicíny, realizace hardwarová i softwarová.12. Radiační biologie – dávka záření, možné negativní účinky ionizujícího záření během diagnostických vyšetření, limity pro dávky, měření a simulací záření .
Cvičení na počítači
Laboratorní cvičení