Předmět: Tomografické zobrazovací systémy v biologii a lékařství

« Zpět
Název předmětu Tomografické zobrazovací systémy v biologii a lékařství
Kód předmětu NTI/TZS*Z
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia nespecifikován
Četnost výuky Každý školní rok
Semestr Letní
Počet ECTS kreditů 4
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Kotek Michal, Ing. Ph.D.
  • Primas Jiří, Ing. Bc. Ph.D.
  • Malík Michal, Ing. Bc. Ph.D.
Obsah předmětu
Témata přednášek: 1. CT - nevýhody konvenční RTG diagnostiky. Základní princip CT. Schématické uspořádání systému. Základní fyzikální princip CT. Význam hustoty tkáně. 2. Základní uspořádání jednotlivých vývojových generací CT. Helikální CT RTG, multi-slice CT RTG. Podstata jevu "utvrzování svazku" (beam hardening). CT číslo - definicce, škála HU, vztah k počtu zobrazovaných úrovní na monitoru CT. 3. Detektory CT systémů - druhy, schematické nákresy, principy činnosti, výhody a nevýhody. MicroCT. Funkční diagnostika pomocí CT. Hodnocení kvality CT RTG 4. Základní principy rekonstrukce obrazu u CT systémů - nákres a definice pojmů. Základní mat. vztah pro rekonstrukci CT obrazu. Rozdělení rekonstrukčních metod. Přímá zpětná projekce jako rekonstrukční metoda CT systémů. Hvězdicový artefakt. 5. Radonova transformace - princip, příklad předmětu a jeho obrazu v Radonově prostoru 6. Fyzikální podstata jaderné magnetické rezonance (JMR, NMR). Vztah atomů a jader k magnetismu či magnetickému poli, pojem spinu, vztah magnetizace a energetických stavů. precese, Larmorova frekvence. Fyzikální podstata jaderné magnetické rezonance (JMR, NMR). 7. Rádiové frekvence v mag. poli, fázová koherence a precese, rezonance, VF puls, sklápění vektoru magnetizace, generování MR signálu - podélná a příčná složka magnetizace a jejich vzájemný vztah, vztah složek magnetizace a signálu volné precese, tzv. FID 8. Relaxace, její definice, relaxační časy, závislost obnovení podélné složky magnetizace na magnetickém poli a druhu tkáně, příčná relaxace a její souvislost s interakcí SPIN-SPIN. 9. Princip PET a SPECT tomografických systémů, zjednodušený nákres. Podstata iterativní (algebraické) metody rekonstrukce u CT systémů. Hodnocení kvality SPECT a PET ZS. Kombinace systému CT a PET. 10. Specializované zobrazovací systémy - konvenční i tomografické (zobrazování pomocí kapslí, elektrická impedanční tomografie a další speciální druhy tomografie) Náplň cvičení: 1. Rekonstrukce CT snímků jednoduché příklady 2. Rekonstrukce CT snímků vedoucí na soustavy n-rovnic a n proměnnými 3. Demonstrace úloh rekonstrukce v prostředí Matlab 4. Vodorovný a svislý profil 2D obrazu 5. Radonova transformace - princip, příklad předmětu a jeho obrazu v Radonově prostoru 6. Radonova transformace - přímá i zpětná v prostředí Matlab 7. Práce se snímky DICOM v prostředí Matlab 8. Zpracování DICOM snímků užitím Image Processing Toolboxu 9. Písemné prověření znalostí 10. Udělování klasifikovaných zápočtů

Studijní aktivity a metody výuky
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování), Demonstrace, Laboratorní praktika
  • Domácí příprava na výuku - 34 hodin za semestr
  • Příprava na zápočet - 30 hodin za semestr
  • Účast na výuce - 56 hodin za semestr
Výstupy z učení
Fyzikální principy konstrukce tomografických zobrazovacích systémů používaných v lékařství, vlastnostmi a technicko-fyzikální limity jejich konstrukce. Výpočetní RTG tomografy (CT RTG), zobrazovací systémy magnetické rezonance (ZSMR) a systémy jednofotonové (SPECT) a dvojfotonové-pozitronové (PET) emisní tomografie. Specializované systémy (MicroCT). Hodnocení kvality procesu zobrazení.
Studenti získají přehled o používaných typech tomografických systému, jejich rozdělení a vhodnosti používání.
Předpoklady
Znalosti fyziky na úrovni střední školy. Absolvování předmětu Zobrazovací systémy (ZOS*Z)

Hodnoticí metody a kritéria
Kombinovaná zkouška

Podmínkou zápočtu je aktivní účast na cvičeních, úspěšné absolvování testů. Zkouška je písemná a ústní.
Doporučená literatura
  • Svatoš, J. Zobrazovací systémy v lékařství. ČVUT, 1998. ISBN 80-01-01873-3.
  • Zuna, Poušek. Úvod do zobrazovacích metod v lékařské diagnostice. ČVUT, 2002. ISBN 978-80-01-03779-9.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr
Fakulta: Fakulta zdravotnických studií Studijní plán (Verze): Biomedicínská technika (12) Kategorie: Speciální a interdisciplinární obory 3 Doporučený ročník:3, Doporučený semestr: Letní