Předmět Fyzikální a přístrojová technika nukleární medicíny (FPT)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu FPT - Fyzikální a přístrojová technika nukleární medicíny, Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava (VŠB-TU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Seznámení s oborem nukleární medicíny, radionuklidovou diagnostikou a terapiíSeznámení s fyzikálními principy scintigrafického zobrazení distribuce radioindikátoru v organismu pomocí zevnídetekce záření.Seznámení s podstatou vzniku scintigrafického obrazu a technickými principy Angerovy kamery analogové a digitální.Seznámit s vlastnostmi celého sortimentu kolimátorů pro scintigrafii a s principy jejich optimální volbySeznámení s principy a technickou realizací tomografické scintigrafie SPECT a PETPoskytnout takové teoretické znalosti i praktické dovednosti, které umožní dosáhnou správného scintigrafickéhozobrazení všech orgánů a struktur, optimalizovat zobrazovací podmínky s ohledem na potřeby vyšetření, stav pacientaa možnosti zobrazovací technologie (planární-SPECT-PET).Získat znalosti umožňující kvantitativní vyhodnocení scintigrafických dat pomocí výpočetní techniky

Osnova

Náplň přednášek 1.Definice a náplň oboru nukleární medicíny 2.Podstata radionuklidové scintigrafie 3.Scintilační kamery 4.Tomografické kamery 5.Kontrola kvality a fantomová scintigrafická měření 6.Vztah scintigrafie a ostatních zobrazovacích metod 7.Střádání (akvizice) scintigrafických studií do počítače 8.Počítačové zpracování scintigrafických studií 9.Filtry a filtrace 10.Vyhodnocování komplexními programy 11.Ochrana před zářením v nukleární medicíně Náplň laboratorních cvičení 1.Biologické využití radionuklidů - diagnostika, terapie. Otevřené zářiče, radioindikátory a radiofarmaka. Metody in vivo a in vitro. Měření radioaktivity vzorků (in vitro) Geometrie měření : 4 - geometrie, polohová a objemová závislost účinnosti měření,absorpce a samoabsorpce záření. Nastavení detekční aparatury. Automaty pro měření sérií vzorků. Vícedetektorovésystémy - konstrukce, spektrometrické nastavení, korekce rozdílné účinnosti detektorů, kontrola funkce a standardizace.Hybridní systémy. Měření radioaktivity v organismu (in vivo) Celotělová a lokální měření. Kolimace. Absorpce zářenív tkáni, vliv rozptýleného záření a potlačení jeho detekce. Dynamická měření - principy a technická realizace, vliv mrtvé doby, výhody a nevýhody oproti dynamické scintigrafii. Radionuklidová renografie. Radiofarmaka Druhy radiofarmak, příprava a značení, generátory. Vlastnosti radiofarmak – fyzikální a chemické vlastnosti, aplikační forma, radionuklidová a chemická čistota, stabilita, sterilita, apyrogenita,kontrolní metody. 2. Základní principy scintigrafického zobrazení. Scintigrafie planární a tomografická. Scintigrafie statická a dynamická. Pohybové scintigrafy - princip činnosti a konstrukce, fokusační kolimátory, registrační zařízení. 3. Princip činnosti Angerovy kamery – kolimace záření , tenký velkoplošný scintilační krystal, soustava fotonásobičů, komparátor a vznik souřadnicových impulsů X-Y, sumárnízesilovač, analyzátor a vznik trigrovacích impulsů Z, zobrazení scintigrafického obrazu na osciloskopu. Kolimátory– konstrukce (paralelní, divergentní, konvergentní, jednoděrové, speciální kolimátory „fan beam“ pro SPECT) energetickévlastnosti, citlivost (účinnost), prostorové rozlišení, zásady pro optimální volbu kolimátorů. Zobrazovací vlastnostikamery - vnitřní rozlišení detektoru a celková rozlišovací schopnost kamery. Homogenita zorného pole. Mrtvá doba scintilační kamery. Analogové obrazy a digitální obrazy - analogově-digitální konvertor (ADC), připojení kamery k počítači. 4. Základní principy tomografického zobrazení. SPECT - princip činnosti jednofotonové emisní počítačové tomografie, střádání a rekonstrukce tomografických obrazů. Kamery PET - princip činosti, vhodné radionuklidy, možnosti využití. 5. Homogenita zorného pole kamery - měření s bodovým zářičem a plošným zdrojem, stanovení nehomogenity zornéhopole. Rozlišení kamery - vnitřní a celkové rozlišení, měření s bodovým a čárovým zdrojem. Stanovení měřítka zobrazení.Mrtvádoba - mrtvá doba kamery a efektivní mrtvá doba systému kamera+počítač, měření metodou dvouvzorkovou, vícevzorkovoua metodou kontinuální změny aktivity. Fantomová měření - fantomy pro statickou scintigrafii (štítné žlázy, jater,...), dynamické fantomy (např. srdeční), přínos fantomových měření. 6. Společné vlastnosti a rozdíly mezi scintigrafií, rentgenovým zobrazením konvenčním a CT, sonografií a nukleární magnetickou rezonancí. Výhody, nevýhody a komplementarita jednotlivých metod 7. Střádání (akvizice) scintigrafických studií - digitalizace obrazu, matice pro střádání, měřítko zobrazení ("zoom"), předvolby času a impulsů, zadávání údajů o scintigrafických studiích.Střádání dynamických studií - předvolba snímkové frekvence, grupování snímků, spuštění a ukončení studie. Synchronizacescintigrafických studií se signály EKG (hradlování, gatování), vylučování anomálních srdečních cyklů. Střádánístudií SPECT – volba obrazové matice, počet a úhly projekcí, rychlost rotace, rotace kruhová a eliptická, korekcena atenuaci, korekce na pohyb centra rotace, sinogram. 8. Zpracování scintigrafického obrazu - jasová a barevná modulace, zvětšování a zmenšování obrazů, vyhlazování obrazu (filtry, výhody a úskalí filtrace), skládání a aritmetické operace s obrazy, vyznačování zájmových oblastí (ROI) na obraze a stanovení poměrů lokálních aktivit, korekce na homogenitu zorného pole kamery. Základní zpracování dynamických studií - zobrazení sekvencí snímků, skládání snímků, konstrukce křivekčasového průběhu radioaktivity v ROI, korekce na mrtvou dobu systému kamera-počítač. Zobrazení a matematické zpracování křivek - vyhlazování, stanovení plochy pod křivkou, derivace a integrace, prokládání funkcí metodou nejmenších čtverců (lineární a exponenciální funkce - jejich význam), dekonvoluční analýza – tranzitní funkce a časy.. Parametrické obrazy - princip konstrukce lokálně parametrických obrazů, použití pro funkční scintigrafické studie, Fourierovská fázová analýza (obrazy fáze a amplitudy, jejich hodnocení, lokální kvantifikace), kondenzované obrazy pohybu radioindikátoru v zorném poli kamery. Vyhodnocování studií SPECT – rekonstrukce studie,vytvoření transverzálních řezů a trojrozměrného obrazu, voxely, filtrace, obrazy šikmých řezů. Přenos a archivacedigitálních dat po síti. 9. Podstata filtrace - filtrace prostorová a časová, obrazů a křivek, vyhlazování, fokusace a rekonstrukce obrazů. Filtrace v prostorové oblasti – vyhlazování, konvoluce, váhová matice. Filtrace ve frekvenční oblasti – Fourierovská transformace, frekvenční spektrum amplitud harmonických funkcí, násobení filtrem, zpětná Fourier. transformace, Nyquistova frekvence. Filtrace u zpětné projekce SPECT – princip rekonstrukce a vznik hvězdicových (star) artefaktů, aplikace filtru RAMP a potlačení„star-efektu“, vyhlazující filtry „low pass“, filtry fokusační a kombinované, form-faktory filtrů a obecné zásady pro používání filtrů. 10. Základní principy matematické analýzy a komplexního vyhodnocování některých typických scintigrafických studií- ventrikulografie, radiokardiografie, scintigrafie myokardu, statické a dynamické scintigrafie ledvin, dynamické scintigrafie jater (cholescintigrafie), dynamické scintigrafie jícnu a žaludku ..... 11. Biologické účinky ionizujícího záření (deterministické a stochastické), základní způsoby ochrany před zářením, problematika stínění, kontaminace (vnější a vnitřní) a dekontaminace. Dozimetrie záření a monitorování pracovního prostředí. Rizika radiační zátěže v nukleární medicíně.

Literatura

Saha G.B.: Physics and radiobiology of Nuclear Medicine. Springer, New York 2000Ullmann V.: Jaderná fyzika a fyzika ionizujícího záření. Elektronická forma: -http://AstroNuklFyzika.cz/Fyzika-NuklMed.htmRadioisotopová scintigrafie:-http: //astronuklfyzika.cz/Scintigrafie.htm

Požadavky

Žádné

Garant

RNDr. Vojtěch Ullmann

Vyučující

RNDr. Vojtěch Ullmann