Sustavi za dobivanje medicinskih slika

Prikazani su podaci za akademsku godinu: 2023./2024.

Nositelji

Prof. dr. sc.
Igor Lacković

Opis predmeta

Uređaji za dobivanje medicinskih dijagnostičkih slika. Rengenski uređaji. Računalna rendgenska tomografija. Nuklearna medicina. Magnetska rezonancija. Medicinski dijagnostički ultrazvuk.

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
[FER3-HR] Biomedicinsko inženjerstvo - studij
Izborni predmeti (1. semestar)

Ishodi učenja

  1. Opisati način rada i konstrukciju različitih sustava za rendgensko snimanje (klasično rendgensko snimanje, fluoroskopija, angiografija, mamografija), te učinke ionizirajućeg zračenja na ljudsko tijelo.
  2. Objasniti način rada i konstrukciju sustava za računalnu rendgensku tomografiju (CT) te metode rekonstrukcije slike.
  3. Opisati načela snimanja radioizotopima (nuklearna medicina), te način rada i konstrukciju sustava za planarnu scintigrafiju, jednofotonsku emisijsku računalnu tomografiju (SPECT) i pozitronsku emisijsku tomografiju (PET).
  4. Opisati načela nuklearne magnetske rezonancije (MRI), te način rada i konstrukciju sustava.
  5. Objasniti načela dijagnostičkog medicinskog ultrazvuka, te način rada i konstrukciju sustava.
  6. Objasniti prednosti i nedostatke pojedinog modaliteta snimanja ovisno o primjeni.

Oblici nastave

Predavanja

Ostalo

Tjedni plan nastave

  1. Predavanja: Uvod. Pregled i klasifikacija sustava za dobivanje medicinskih slika. Strukturno i funkcijsko oslikavanje. Spektar elektromagnetskog zračenja i položaj uređaja na spektru. Neionizirajuće i ionizirajuće zračenje.
  2. Predavanja: Rengensko i gama zračenje. Karakteristično i zakočno zračenje. Interakcija s materijom.
  3. Predavanja: Dijagnostički rengenski uređaji. Rendgenska cijev: načelo rada, spektar zračenja, izvedbe sa stacionarnom i s rotirajućom anodom. Detektori rendgenskog zračenja. Raspršeno zračenje i uloga rešetke.
  4. Predavanja: Rendgenska denzitometrija (DXA), mamografija, fluoroskopija, digitalna subtrakcijska angiografija (DSA) - načela rada i izvedbe uređaja
  5. Predavanja: Računalna rendgenska tomografija 1: uvod, načelo tomografskog snimanja, detektori zračenja za CT uređaje, prostorna razlučivost, šum
  6. Predavanja: Računalna rendgenska tomografija 2: rekonstrukcija slike, algebarske metode rekonstrukcije (ART, SIRT, SART), Radonova transformacija, sinogram, veza s Fourierovom transformacijom, metoda povratne projekcije, metoda filtrirane povratne projekcije, rekonstrukcija iz lepezastih projekcija
  7. Predavanja: Računalna rendgenska tomografija 3: konstrukcija uređaja, generacije CT uređaja 1.-5. generacija, helikalni (spiralni) CT, višeslojni CT (MSCT), CBCT, kliničke primjene
  8. Predavanja: Međuispit
  9. Predavanja: Prikazi temeljem raspodjele radionuklida 1: fizikalne osnove, radionuklid, radiofarmak, detekcija gama zraka, gama kamere, scintigrafija, kliničke primjene
  10. Predavanja: Prikazi temeljem raspodjele radionuklida 2: jednofotonska emisijska računalna tomografija (SPECT), rekonstrukcija slike, konstrukcija uređaja; pozitronska emisijska tomografija (PET): proizvdnja F-18 i sinteza FDG, anihilacija pozitorna s elektronom, koincidentni detektori, rekonstrukcija slike, konstrukcija uređaja, kliničke primjene; hibridni SPECT-CT i PET-CT sustavi
  11. Predavanja: Prikazi temeljem magnetske rezonancije 1: fiziklane osnove, opis sustava magnetiziranih nuklearnih spinova, RF pobuda, slobodna precesija i relaksacija, karakterstike signala
  12. Predavanja: Prikazi temeljem magnetske rezonancije 2: načela lokalizacije signala, k-prostor, metode rekonstrukcije slike, mehanizmi kontrasta u slici, osnovne sekvencije (istitravanje iz zasićnja, istitravanje iz inverzije, spin-odjek, gradijent-odjek)
  13. Predavanja: Prikazi temeljem magnetske rezonancije 3: konstrukcija uređaja (glavni magnet, gradijentne zavojnice, RF zavojnice, elektronički dio), kliničke primjene, biološki učinci, MR spektroskopija, funkcijski MRI (fMRI)
  14. Predavanja: Prikazi temeljem ultrazvuka: fizikalne osnove, rasprostiranje ultrazvuka, interakcija s biološkim tkivima, ultrazvučni pretvornici, ultrazvučne sonde, svojstva snopa, načini prikaza: A-, B-, M-, impulsni Doppler, obojeni Doppler, duplex, 3D, 4D, konstrukcija uređaja, kliničke primjene, biološki učinci
  15. Predavanja: Završni ispit

Literatura

(.), A Šantić (1995.), Biomedicinska elektronika, Školska knjiga, Zagreb,
(.), M A Flower (2016.), Webb's Physics of Medical Imaging, Second Edition, Taylor & Francis,
(.), Arnulf Oppelt (2011.), Imaging Systems for Medical Diagnostics: Fundamentals, Technical Solutions and Applications for Systems Applying Ionizing Radiation, Nuclear Magnetic Resonance and Ultrasound, 2nd Edition, John Wiley & Sons,

Za studente

Izvedba

ID 261427
  Zimski semestar
5 ECTS
R3 Engleski jezik
R1 E-učenje
30 Predavanja
0 Seminar
0 Auditorne vježbe
0 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe
0 Vježbe tjelesnog odgoja