Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Tomografia rezonansu magnetycznego
Koordynator przedmiotu:
dr hab. Piotr Bogorodzki
Status przedmiotu:
Fakultatywny ograniczonego wyboru
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Inżynieria Biomedyczna
Grupa przedmiotów:
Przedmioty techniczne - zaawansowane
Kod przedmiotu:
TRM
Semestr nominalny:
3 / rok ak. 2018/2019
Liczba punktów ECTS:
5
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
30 godz wykładu 15 godz przygotowanie do wykładu 10 godz konsultacje 15 godz laboratorium 10 godz przygotowanie i sprawozdania z laboratoriów 15 godz przygotowanie do egzaminu 5 godz przygotowanie do kolokwium Razem 100 godz - 5 ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
30 godz wykładu 10 godz konsultacje 15 godz laboratorium RAZEM 55 godz - 2 ECTS
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
15 godz laboratorium 10 godz przygotowanie i sprawozdania z laboratoriów 25 godz - 1 ECTS
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Zaliczenie przedmiotu POMED lub podobnego
Limit liczby studentów:
70
Cel przedmiotu:
Wykład dotyczy zastosowań zjawiska rezonansu jądrowego w medycynie, w szczególności w obrazowaniu medycznym. Zaznajamia z technikami tworzenia i cyfrowego przetwarzania obrazu w tomografii rezonansu magnetycznego MRI (Magnetic Resonance Imaging) oraz polepszaniem jego wartości 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 przykładzie 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 sygnału - 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. Przestrzeń k. Podsumowanie podstawowych metod obrazowania, analiza czułości (4h). Tomograf rezonansu 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 pomiarowych. 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 czynnościowego (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 przepływów 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 bezpieczeństwa. Wpływ na inne urządzenia techniczne stosowane w medycynie (1h).
Metody oceny:
Zaliczenie egzaminu (waga 0,6) i laboratorium (waga 0,4)
Egzamin:
tak
Literatura:
H.Gunther H., Spektroskopia Magnetycznego Rezonansu Jadrowego, PWN 1983 Price R. i inni, Nuclear Magnetic Resonance Imaging.
Witryna www przedmiotu:
brak
Uwagi:
przedmiot dla kierunku Inżynierii Biomedycznej i Elektroniki (specjalność Elektronika i Informatyka w Medycynie)

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W01
Zna podstawy fizyczne zjawiska jądrowego rezonansu magnetycznego (NMR). Zna przebieg i etapy tworzenia obrazu warstwowego, fenomenologiczny opis zjawiska rezonansu magnetycznego.
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W01, K_W03
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG
Charakterystyka W02
Zna algorytmy rekonstrukcji: algorytm rzutu wstecznego, algorytm obrazowania fourierowskiego oraz metody szybkiego obrazowania.
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W01, K_W03
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U01
Potrafi zaprojektować i wykonać układ odbiorczy sygnału NMR. Potrafi zmierzyć sygnał NMR za pomocą zaprojektowanego układu.
Weryfikacja: laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U10, K_U07, K_U09
Powiązane charakterystyki obszarowe: III.P7S_UW.2.o, I.P7S_UW, III.P7S_UW.4.o
Charakterystyka U02
Potrafi użyć procedur przetwarzania obrazów na dostarczonych przykładach. Potrafi dokonać ekstrakcji cech odpowiedzi BOLD z obrazu NMR
Weryfikacja: laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U01, K_U07, K_U17
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_UK, I.P7S_UW, III.P7S_UW.4.o, III.P7S_UW.2.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K01
potrafi pracować w zespole
Weryfikacja: laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K03, K_K07
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_KK, I.P6S_KR