Obrazowanie medyczne

obowiązkowe

Osoba, która zamierza uczęszczać na wykład powinna mieć zaliczone następujące przedmioty:

1. Fizykę I (Mechanika).

2. Fizykę II (Elektryczność i Magnetyzm).

3. Fizykę III (Drgania i Fale).

4. Dowolny przedmiot, którego tematem jest Fizyka Jądrowa.

5. Dowolny przedmiot, na którym wykładano podstawy Mechaniki Kwantowej.

Wykład dotyczy matematycznych oraz fizycznych podstaw współczesnych metod obrazowania medycznego. Zajęcia przeznaczone są głównie dla studentów III roku Fizyki na kierunkach Neuroinformatyka lub Fizyka Medyczna oraz wszystkich studentów o zainteresowaniach interdyscyplinarnych, z pogranicza matematyki, fizyki i medycyny.

Celem wykładu jest omówienie podstawowych zasad tworzenia obrazów w diagnostyce medycznej. Studenci dowiedzą się, jakie zjawiska fizyczne występują w trakcie tworzenia obrazów diagnostycznych oraz poznać metody matematyczne, które umożliwiają rekonstrukcję obrazów na podstawie pomiarów fizycznych. Omówione zostaną również szczegóły techniczne wybranej aparatury stosowanej w obrazowaniu medycznym oraz ewentualne skutki uboczne związane z jej zastosowaniem.

Program wykładu.

1. Powtórzenie wiadomości z fizyki z zakresu fizyki promieniowania jonizującego oraz elementów fizyki kwantowej (rozpad alfa, beta, gamma, mechanizm powstawania promieniowania X, oddziaływanie promieniowania jonizującego z materia, w tym m.in. efekt fotoelektryczny, zjawisko Comptona, zjawisko kreacji i anihilacji par, rozpraszanie Rayleigha, rozpraszanie Thompsona, detektory promieniowania).

2. Cel obrazowania medycznego, rozróżnienie pomiędzy obrazowaniem planarnym a tomograficznym.

3. Scyntygrafia oraz Klasyczna Diagnostyka Rentgenowska.

4. Podstawy matematyczne Tomografii Komputerowej. Powtórzenie podstawowych wiadomości dotyczących transformaty Fouriera oraz operacji splotu. Transformata Radona. Zapoznanie się z własnościami Transformaty Radona. Wykorzystanie Transformaty Radona w grafice komputerowej oraz w rekonstrukcji obrazów. Omówienie przykładowych algorytmów rekonstrukcji obrazu.

5. Tomografia Promieniowania X.

6. Tomografia Emisyjna Pojedynczego Fotonu oraz Pozytonowa Tomografia Emisyjna.

7. Tomografia Magnetycznego Rezonansu Jądrowego.

8. Ultrasonografia.

9. Techniki obrazowania wykorzystujące promieniowanie laserowe.

1. L. Chmielewski, J. L. Kulikowski, A. Nowakowski, Obrazowanie biomedyczne, Tom 8, Akademicka Oficyna Wydawnicza Exit. Jest to ósma pozycja wchodząca w skład 9-tomowej monografii Biocybernetyka i Inżynieria Biomedyczna 2000 pod redakcją Macieja Nałecza.

2. Praca zbiorowa pod redakcją Andrzeja Z. Hrynkiewicza i Eugeniusza Rokity, Fizyczne metody diagnostyki medycznej i terapii. Wydawnictwo Naukowe PWN

Przed wykładem warto powtórzyć materiał z zakresu fizyki promieniowania jonizującego i elementów mechaniki kwantowej. Sugerowane w tym celu podręczniki to:

1. Ewa Skrzypczak, Zygmunt Szefliński. Wstęp do fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych. Wydawnictwo Naukowe PWN.

2. Hermann Haken, Hans Christoph Wolf, Atomy i kwanty. Wprowadzenie do współczesnej spektroskopii atomowej. Wydawnictwo Naukowe PWN.

Po ukończeniu przedmiotu student:

WIEDZA

1. Zna zastosowanie fizyki w obrazowaniu medycznym.

2. Zna podstawowe metody matematyczne, umożliwiające tworzenie obrazu diagnostycznego.

3. Zna podstawową budowę oraz parametry urządzeń diagnostycznych takich jak Aparat Rentgenowski, Rentgenowski Tomograf Komputerowy, Magnetyczny Rezonans Jądrowy, PET, SPECT, Ultrasonograf.

UMIEJĘTNOŚCI

1. Umie opisać skutki uboczne związane z zastosowaniem nowoczesnych metod obrazowania medycznego.

PODSTAWY.

1. Ocenia znaczenie fizyki w nowoczesnym obrazowaniu medycznym.

Egzamin końcowy jest egzaminem ustnym. Do egzaminu ustnego dopuszczone są osoby, które chodziły na zajęcia (obecność jest obowiązkowa, możliwe są trzy nieusprawiedliwione nieobecności).

W trakcie semestru odbywają się dwa kolokwia. Osoby, które zaliczyły oba kolokwia i regularnie uczestniczyły w wykładzie mają szansę zostać zwolnione z egzaminu.

brak