Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2018/2019

Mikrovlnná diagnostika a terapie

Předmět není vypsán Nerozvrhuje se
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
17VMDT Z 2 2+0 česky
Přednášející:
Cvičící:
Předmět zajišťuje:
katedra biomedicínské techniky
Anotace:

Interakce EM pole s biologickými tkáněmi a její využití v diagnostice a terapii. Numerické metody vhodné pro modelování těchto interakcí. Základy mikrovlnného zobrazování (MWI). Perspektivní aplikace mikrovlnné techniky v lékařské diagnostice: neinvazivní monitorování koncentrace glukózy v krvi, mikrovlnná detekce a klasifikace cévních mozkových příhod a raná detekce rakoviny prsu. Terapeutické systémy a aplikátory pro mikrovlnnou a RF lokální a regionální hypertermii. Plánování léčby. Návrh a testování aplikátorů.

Požadavky:

Požadavky pro úspěšné zakončení předmětu:

1. vytvoření a přednesení 7 minutové přehledové prezentace na téma, které si student vybere z nabídky, kterou připraví přednášející,

2. studenti odevzdají dvoustránkový souhrn jednoho odborného článku, vydaného v předchozím roce, který se zabývá problematikou pokrývanou tímto předmětem.

Osnova přednášek:

1. Úvod do diagnostických a terapeutických metod využívající mikrovlnnou techniku.

2. Dielektrické vlastnosti biologických tkání od 0 do 10 GHz, fyzikální podstata, typy polarizací, fyzikální matematické modely, databáze hodnot dielektrických vlastností biologických tkání. Anatomicky věrné modely lidského těla, segmentace MRI a CT snímků, fantomy.

3. Vztah mezi vlnovou délkou a rozlišovací schopností, šíření EM vln ztrátovým prostředím -biologickou tkání. Numerické metody výpočtu interakce EM pole s lidským tělem.

4. Měření dielektrických vlastností biologických tkání koaxiální odraznou sondou, ex vivo/in vivo, diagnostika na základě měření dielektrických vlastností pomocí MRI - MRbased Electrical Properties Tomography (MREPT).

5. Neinvazivní mikrovlnné měření glukózy v krvi, současný stav a výzvy.

6. MWI, definice problému, přímá a inverzní úloha, výhody, limity a překážky.

7. Stochastické metody v MWI, Deterministické metody v MWI, Linearizované metody v MWI pracující v reálném čase.

8. Neinvazivní měření teploty během termoterapie pomocí MWI, mikrovlnné systémy pro detekci a identifikaci cévních mozkových příhod.

9. Mikrovlnné systémy pro ranou detekci rakoviny prsu, mikrovlnný radiometr v medicíně.

10. Moderní aplikátory a systémy pro lokální a regionální MW a RF hypertermii.

11. Metody pro plánování lokální a regionální léčby, globální optimalizační metody, real-time metoda založená na Generalized Eigen Value Appraoch.

12. Moderní metody zvyšující efektivitu onkologické léčby využívající: funkcionalizované magnetické nanočástice, termosenzitivní lipozomální chemoterapeutika.

13. Měření teploty v termoterapiích pomocí MRI, invazivní metody měření teploty.

14. RF systémy v neinvazivní estetické medicíně.

Osnova cvičení:
Cíle studia:

V předmětu Mikrovlnná diagnostika a terapie se studenti seznámí s aktuálními trendy v oblasti návrhu a testování diagnostických a terapeutických zařízení, plánování léčby i ohodnocení vlivu přístrojů na zdraví. Cílem je získat všeobecný přehled o aktuálních možnostech v této oblasti, kde se intenzivně kombinují numerické simulace elektromagnetického a teplotního pole, materiálové vlastnosti biologických tkání, anatomicky věrné modely lidských těl a optimalizační algoritmy.

Studijní materiály:

[1] Matteo Pastorino, Microwave Imaging, ed. 1st, John Wiley & Sons, Inc., 2010, ISBN 978-0-470-27800-0

[2] J. Vrba, Lékařské aplikace mikrovlnné techniky, ed. 1st, ČVUT Praha, 2003, ISBN 80-01-02705-8

[3] J. Vrba, Perspektivní lékařské diagnostické metody založené na mikrovlnném měření dielektrických vlastností biologických tkání, habilitační práce, 2016.

Poznámka:
Další informace:
https://predmety.fbmi.cvut.cz/17vmdt
Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 22. 3. 2019
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet5123206.html