Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Tomografia rezonansu magnetycznego
Koordynator przedmiotu:
brak
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Fizyka Techniczna
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
Semestr nominalny:
1 / rok ak. 2019/2020
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
W przygotowaniu
Limit liczby studentów:
Cel przedmiotu:
Wykład dotyczy zastosowań zjawiska rezonansu jądrowego w medycynie, w szczegolnosci w obrazowaniu medycznym. Zaznajamia z technikami tworzenia i cyfrowego przetwarzania obrazu w tomografii rezonansu magnetycznego MRI (Magnetic Resonance Imaging) oraz polepszaniem jego wartosci diagnostycznej.
Treści kształcenia:
W trakcie wykładu słuchacze zostaną zaznajomieni zarówno z samym zjawiskiem Jądrowego Rezonansu Magnetycznego jak i jego zastosowaniami do obrazowania morfologii i funkcji narządów wewnętrznych człowieka. Dodatkowo, na przykladzie sygnału rezonansu magnetycznego przekazywane są podstawowe umiejętności stosowania technik radiowych, procedur cyfrowego przetwarzania sygnałów oraz zastosowań specjalizowanych układów do cyfrowego przetwarzania sygnałów - Digital Signal Processing. Wykład obejmuje następujące bloki tematyczne: • Podstawy fizyczne zjawiska jądrowego rezonansu magnetycznego (NMR). Przebieg i etapy tworzenia obrazu warstwowego, fenomenologiczny opis zjawiska rezonansu magnetyczneg. Tomograf Rezonansu Magnetycznego - tworzenie obrazu, przetwarzanie sygnalu - idea pracy (4h). • Modelowanie układu spinów w oparciu o układ równań Blocha. Układ równań Blocha, interpretacja stałych czasowych T1, T2, warunki początkowe, wykorzystanie do modelowania układu spinów przy znanej sekwencji obrazującej, modelowanie pobudzenia selektywnego (5h). . • Obrazowanie techniką MRI. Pole główne, pola gradientowe. Sekwencje pomiarowe. Obrazowanie trójwymiarowe. Technika selektywnego pobudzenia. Algorytmy rekonstrukcji: algorytm rzutu wstecznego, algorytm obrazowania fourierowskiego. Metody szybkiego obrazowania. Przestrzen k. Podsumowanie podstawowych metod obrazowania, analiza czułości (4h). • Tomograf rezonasu magnetycznego. Warunki pracy - wymagania dotyczące ekranowania pomieszczenia. Cewki pola głównego - rodzaje, parametry i cechy eksploatacyjne. Zasilacz pola głównego - parametry, przykłady konstrukcyjne. Cewki gradientowe - wymagania, rodzaje, parametry, rozkłady przestrzenne indukcji magnetycznej, porównanie efektywności. Wzmacniacz gradientowy. Cewki nadawczo-odbiorcze, cewki powierzchniowe. Wzmacniacz w.cz. Programator sekwencji pomiaro- wych. Układ akwizycji danych (4h). • Specjalne techniki obrazowania. Echo gradientowe, sekwencja FLASH, Technika EPI (Echo-Planar Imaging) odmiany i przegląd wybranych implementacji. Obrazowanie przepływów - angiografia MRI. Obrazowanie przesunięcia chemicznego. Obrazowanie innych pierwiastków (4h). • Wykorzystanie techniki MR do obrazowania czynnościwego (functional Magnetic Resonance Imaging). Wpływ przenikalności magnetycznej materiałow na sygnał NMR, sygnał Blood Oxigenation Level Dependent (BOLD). Modelowanie i prametryzacja sygnału BOLD, przetwarzanie dynamicznej serii czasowej obrazów. Zastosowanie ogólnego modelu liniowego do detekcji sygnału fMRI. Sposoby prezentacji obrazów czynnościowych (4h). • Obrazowanie ukrwienia tkankowego (Perfusion Imaging) Modele przeływów tkankowych. Twierdzenie o średnim czasie przejścia. Obliczenie związku między koncentacją środka cieniującego, a wielkościa sygnału MR. Obrazowanie parametryczne (4h). • Czynniki zagrożenia w tomografii rezonansu magnetycznego. Wpływ pola elektromagnetycznego i statycznego na organizm ludzki. Normy bezpieczenstwa. Wpływ na inne urządzenia techniczne stosowane w medycynie (1h). Program ćwiczeń laboratoryjnych umożliwia praktyczne zapoznanie się z problemami omawianymi na wykladzie, jak również umożliwia nabycie praktycznych umiejętności stosowania technik radiowych i metod cyfrowego przetwarzania obrazów. Przykładowe tematy zajęć laboratoryjnych: • Zapoznanie z systemem tomografu NMR BMT-1000 firmy Bruker. Samodzielne programowanie cyklu obrazowania z wykorzystaniem systemu TOMIKON. • Układ detekcji tomografu NMR. Badanie odbiornika kwadraturowego toomografu BMT-1000 firmy Bruker • Projektowanie i wykonanie układu odbiorczego sygnału NMR. Pomiar sygnału NMR za pomocą zaprojektowanego układu. • Sekwencja pobudzeniowa Spin-Echo. Programowanie podstawowych parametrów sekwencji. Badanie czasów relaksacji próbek roztworów soli manganowej. • Przetwarzanie sekwencji czynnościowej fMRI w środowisku Matlab/SPM2. Procedury przetwarzania obrazów na dostarczonych przykładach. Ekstrakcja cech odpowiedzi BOLD.
Metody oceny:
W przygotowaniu
Egzamin:
tak
Literatura:
1. H.Gunther H., Spektroskopia Magnetycznego Rezonansu Jadrowego, PWN 1983 2. Price R. i inni, Nuclear Magnetic Resonance Imaging.
Witryna www przedmiotu:
Uwagi:

Efekty uczenia się