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

Mikrovlnná diagnostika a terapie

Přihlášení do KOSu pro zápis předmětu Zobrazit rozvrh
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
17PBBMDT KZ 2 1+1 česky
Přednášející:
Jan Vrba (gar.)
Cvičící:
Jan Vrba (gar.)
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. Dielektrické vlastnosti biologických tkání od 0 do 10 GHz, fyzikální podstata, typy polarizací, fyzikální matematické modely, databáze hodnot dielektrických vlastností biologických tkání. Měření dielektrických vlastností biologických tkání koaxiální odraznou sondou, ex vivo/in vivo.

2. Anatomicky věrné modely lidského těla, segmentace MRI a CT snímků, fantomy. Electrical Properties Tomography (MREPT). Vztah mezi vlnovou délkou a rozlišovací schopností, šíření EM vln ztrátovým prostředím -biologickou tkání. Numerické metody výpočtu interakce EM pole s lidským tělem.

3. Neinvazivní mikrovlnné měření glukózy v krvi, současný stav a výzvy. MWI, definice problému, přímá a inverzní úloha, výhody, limity a překážky.

4. Linearizované metody v MWI pracující v reálném čase. Neinvazivní měření teploty během termoterapie pomocí MWI, mikrovlnné systémy pro detekci a identifikaci cévních mozkových příhod.

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

6. RF a MW hypertermie, fantomy biologických tkání, typy aplikátorů, metody testování aplikátorů

7. Rovnice šíření tepla v biologických tkáních a její využití v modelování termoterapií

Osnova cvičení:

1. Měření dielektrický vlastností kapalin a vzorků biologických tkání

2. Segmentace MRI snímků

3. Příprava fantomu krev-glukóza, testování senzoru

4. Diferenční mikrovlnné zobrazování v reálném čase: příprava numerického modelu

5. Diferenční mikrovlnné zobrazování v reálném čase: implementace Bornova algoritmu

6. MW hypertermie: příprava numerického modelu na fantomech 1

7. Testování aplikátorů pro MW hypertermii na fantomech 2

Cíle studia:
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:
Rozvrh na zimní semestr 2018/2019:
Rozvrh není připraven
Rozvrh na letní semestr 2018/2019:
06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
Út
místnost KL:B-435
Vrba J.
14:00–15:50
LICHÝ TÝDEN

(přednášková par. 1)
Kladno FBMI
Počítačová učebna
místnost KL:B-435
Vrba J.
16:00–17:50
SUDÝ TÝDEN

(přednášková par. 1
paralelka 2)

Kladno FBMI
Počítačová učebna
místnost KL:B-435
Vrba J.
14:00–15:50
SUDÝ TÝDEN

(přednášková par. 1
paralelka 1)

Kladno FBMI
Počítačová učebna
St
Čt

Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 23. 5. 2019
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet5211406.html