Poslední aktualizace/Last update: 1.10.2025 16:00
 

Radiologická fyzika / technika v nukleární medicíně
Medical Physics in Nuclear Medicine - educational website

Ing. Jiří Trnka, Ph.D.
KDAIZ FJFI ČVUT

Radiologická fyzika / technika (RFNMn, RTNM, RTNMm, ZS 2025/2026)

Informace ke kurzu

  • Místo konání přednášek: Ústav nukleární medicíny 1. LF UK a VFN, U Nemocnice 5, přízemí vlevo
  • Elektronická komunikace: výhradně skrze MS Teams (Team "RFNM" a "RTNM"), výše uvedený e-mail použijte pouze v nouzi
  • Studijní materiály: k dispozici v MS Teams
  • Zápočty:
    • Udělování zápočtů proběhne na základě předložení individuálně vypracovaných úloh ve formě domácích úkolů a případné diskuse
    • Získání zápočtu je nutnou podmínkou pro účast na praxi
    • Zápočtové úlohy se odevzdávají výhradně v elektronické podobě skrze funkci "Zadání" uvnitř MS Teams
    • Zápočtové úlohy je třeba odevzdat do stanoveného termínu v zadání
    • Přesné podmínky získání zápočtu stanovuje Ing. Kateřina Pilařová
  • Zkoušky:
    • Termíny zkoušek budou vyhlášeny
    • Místo konání zkoušek: Ústav nukleární medicíny, budova 1.LF UK, U Nemocnice 5, přízemí vlevo

Požadované znalosti před zahájením kurzu

  • Jaderná a radiační fyzika
    • Interakce fotonů s látkou
    • Radioaktivita, typy přeměn, kinetika
  • Detektory ionizujícího záření
    • Principy ionizačních komor
    • Scintilační detektory detailně
  • Základy dozimetrie
    • Základní veličiny (dávka, dávkový ekvivalent, ekvivalentní dávka, efektivní dávka)
    • Zeslabení svazku (materiálem, geometricky)
  • Matematika
    • Základy statistiky
    • Středoškolská matematika
  • IT
    • Zpracování dat na počítači
    • Základy programování
  • Povinné návaznosti předmětů
    • RTNM, RTNMm: 01MAT4, 16ZDOZN2, 16URF2, 16DETE
    • RFNMn: RTNM nebo RTNMm (lze zapsat současně RFNMn + RTNMm a vykonat postupně obě zkoušky)

Rozpis přednášek a cvičení

ČT 25.09. 13:00 Výuka odpadá
ČT 02.10. 13:00 Organizace kurzu
Úvod, historie
ČT 09.10. 13:00 Radiofarmaka
Detektory v NM, parametry, QC
cvičení - DÚ: Linearita
ČT 16.10. 13:00 Spektrometrie
Měření in vivo a in vitro
cvičení - DÚ: Energetická kalibrace
ČT 23.10. 13:00 Statistika v NM - teorie
Statistika v NM - cvičení
ČT 30.10. 13:00 Workshop: Matlab, GNU Octave
ČT 06.11. 13:00 Scintigrafie, gama kamera
ČT 13.11. 13:00 SPECT + rekonstrukce obrazu
cvičení - DÚ: DICOM
ČT 20.11. 13:00 Kvalita obrazu
ČT 27.11. 13:00 QC gama kamer
cvičení - DÚ: Homogenita
cvičení - DÚ: Centrum rotace
cvičení - DÚ: Polohové rozlišení
ČT 04.12. 13:00 Výuka odpadá
ČT 11.12. 13:00 PET
ČT 18.12. 13:00 Rezerva, konzultace

Pozn:
F = RFNMn
T = RTNM, RTNMm

Obsah RTNM, RTNMm

Studenti radiologické techniky v bakalářském i magisterském programu absolvují stejný obsah kurzu, tj. přednášky, pasáže a úkoly označené písmenem "T". Jedná se zejména o:
  • Základní principy v nukleární medicíně
  • Radiofarmaka - základy (definice, výroba a vlastnosti použitých radionuklidů, radionuklidový generátor)
  • Detektory, spektrometrie, měření (typy a vlastnosti používaných detektorů, kontrola kvality a měřené parametry, vliv četnosti impulsů, detekční účinnost)
  • Statistika měření založených na detekci impulsů
  • Scintigrafie (princip, konstrukce a fyzikální aspekty gama kamery, planární zobrazování, klinické využití)
  • SPECT (principy tomografického zobrazování, základy rekonstrukce obrazu, SPECT/CT)
  • Kvalita obrazu (kontrast, šum, polohové rozlišení - vzájemný vztah a ovlivňující aspekty, PVE)
  • QC gama kamer (kontrola kvality - rutinní testy a kalibrace, parametrické testy, planární vs. tomografický režim)
  • PET (princip, konstrukce, fyzikální aspekty, kontrola kvality, klinické využití, PET/CT)
  • Hybridní systémy - základy (využití, kontrola kvality)

Obsah RFNMn (rozdíl oproti RTNM, RTNMm)

Studenti radiologické fyziky "po novu" si v tomto kurzu doplní pasáže a úkoly označené písmenem "F". Oproti RTNM/RTNMm se jedná zejména o:
  • Radiofarmaka (využití radiofarmak v diagnostice i terapii, příklady)
  • Diagnostická přesnost (sensitivita + specificita, ROC křivky)
  • Rekonstrukce obrazu (fourierova transformace, radonova transformace, filtrace, FBP, iterativní metody, OSEM)
  • Rozšířené partie SPECT a PET (korekce zeslabení a rozptylu, resolution recovery, time-of-flight, RC křivky)
  • Hybridní systémy (kontrola kvality fyzikální i klinická, možné artefakty)
  • Kvantifikace obrazu (analýza statických, dynamických, i tomografických snímků, SUV, kalibrace)
  • Vnitřní dozimetrie (MIRD, kumulovaná aktivita, efektivní poločas, D vs. A)
a dále absolvují výuku radionuklidové terapie a dozimetrie pod vedením Ing. Terezy Kráčmerové ve FN Motol v termínech bude upřesněno, (budova pro dospělé, B-2, vedení kliniky nukl. medicíny a endokrinologie, studovna).

Pro výuku ve FN Motol je potřeba vlastní notebook s následujícím předinstalovaným SW:

Zápočty

Vypracování zápočtových úloh je možné pouze pomocí následujících SW nástrojů:
  • Standardní kancelářský balík - MS Office / LibreOffice
  • Matlab / GNU Octave
  • Python (kompatibilní s verzí 3.12) + knihovny NumPy, SciPy, Matplotlib, Skimage, pyDicom
  • GNUplot
Jako nástroje maticově orientovaného prostředí pro zpracování dat jsou doporučeny jsou Matlab nebo GNU Octave. Pro ty, kdo se necítí dostatečně seznámeni se základy použití těchto systémů bude k dispozici zvláštní workshop. Nezbytným vybavením pro účast na semináři je vlastní notebook s předinstalovaným software:

Matlab On-line dokumentace k Matlabu
GNU Octave Homepage, návod

V obou případech je zapotřebí mít k dispozici balíček pro zpracování obrazu Image Processing Toolbox (Matlab) resp. image package (Octave)

Instalace Octave na vlastním počítači:

Nejnovější verze obsahuje i vlastní grafické rozhraní (GUI), takže se již velmi podobá Matlabu. Úlohy jsou navrženy tak, aby je šlo vypracovat na 99% stejně bez ohledu na to, který nástroj použijete. Návod a odkazy ke stažení pro jednotlivé platformy (MS Windows, Mac OS, Linux) jsou zde