Poslední aktualizace/Last update: 04.10.2021 15:00
 

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 2021/2022)

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"), 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 následné obhajoby
    • Zápočty se budou udělovat nejpozději do konce zimního zkouškového období
    • Získání zápočtu je nutnou podmínkou pro účast na praxi
    • Zápočtové úlohy je třeba odevzdat nejpozději do 23.12.2021 23:59 hod
    • Zápočtové úlohy se odevzdávají výhradně v elektronické podobě do přidělené osobní složky uvnitř MS Teams
    • Aktuální stav splněnosti je k nahlédnutí v tabulce uvnitř MS Teams
    • Termíny obhajoby zápočtů budou stanoveny průběžně
  • Zkoušky:
    • Termíny zkoušek budou předmětem individuální domluvy
    • Přihlášení se na zkoušku: výhradně skrze MS Teams, týden předem, vždy max. 3 osoby
    • Místo konání zkoušek: Ústav nukleární medicíny, budova 1.LF UK, U Nemocnice 5, přízemí vlevo
    • Upozornění: v případě neúspěchu lze zkoušku opakovat nejdříve za jeden kalendářní měsíc!

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 23.09 13:30 Organizace kurzu
Úvod, historieT
Diagnostická přesnostF
ČT 30.09 13:30 RadiofarmakaT (F)
Detektory v NM, parametry, QCT
cvičení - DÚ: LinearitaT
ČT 07.10 13:30 SpektrometrieT
Měření in vivo a in vitroT
cvičení - DÚ: Energetická kalibraceT
ČT 14.10 13:30 Statistika v NM - teorieT
Statistika v NM - cvičeníT
ČT 21.10 13:30 Workshop: Matlab, GNU OctaveT F
ČT 28.10 13:30 Státní svátek
ČT 04.11 13:30 Scintigrafie, gama kameraT
ČT 11.11 13:30 SPECT + rekonstrukce obrazuT (F)
cvičení - DÚ: DICOMT
cvičení - DÚ: Rekonstrukce obrazuF
ČT 18.11 13:30 Kvalita obrazuT (F)
cvičení - DÚ: Zpracování obrazuF
ČT 25.11 13:30 QC gama kamerT
cvičení - DÚ: HomogenitaT
cvičení - DÚ: Centrum rotaceT
cvičení - DÚ: Polohové rozlišeníT
ČT 02.12 13:30 PETT (F)
cvičení - DÚ: Vliv zeslabeníF
ČT 09.12 13:30 Hybridní systémyF
KvantifikaceF
Vnitřní dozimetrie + cvičeníF
ČT 16.12 13:30 Konzultace, rezerva

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 v diagnostice (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

Pro vypracování zápočtových úloh na zpracování obrazu je vhodné využít některý z nástrojů maticově orientovaného prostředí pro zpracování dat. 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 je Octave 4 obsahující 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.

OS Linux:
Octave je standardně v repozitářích jednotlivých distribucí. Např. v Ubuntu stačí pouze nainstalovat balíček octave-image skrze centrum softwaru nebo v příkazové řádce pomocí:
sudo apt-get install octave-image

MS Windows:
Instalátor pro Windows včetně všech dostupných balíčků je ke stažení zde.