F7DIPDM - Perspektivní diagnostické metody založené na měření dielektrických parametrů biologických tkání

Cílem předmětu je seznámit studenty s aktuálními trendy využití vysokofrekvenční a mikrovlnné techniky v lékařské neinvazivní diagnostice.

Standardně probíhá výuka kontaktní formou a předmět je zakončen ústní zkouškou, které předchází písemná příprava. V případě, že počet studentů je menší než 5, může výuka probíhat v podobě řízeného samostudia s pravidelnými konzultacemi. Dále je požadováno vypracování písemné studie studentem na zadané téma z oboru. Podmínkou pro připuštění ke zkoušce je absolvování dvou laboratorních cvičení (doloženo protokolem podepsaným studentem, vedoucím cvičení a garantem předmětu). Protokoly budou archivovány v referátu pro doktorské studium.

Osnova přednášek:

1.Úvod do perspektivních diagnostických metod založených na měření dielektrických parametrů biologických tkání

2.Dielektrické vlastnosti biologických tkání od 0 do 10 GHz, fyzikální podstata, typy polarizací, fyzikální matematické modely, databáze hodnot, efektivní hodnota dielektrických vlastností a tzv. směsné rovnice (mixing formulas)

3.Měření dielektrických vlastností biologických tkání koaxiální odraznou sondou, ex vivo/in vivo

4.Vztah mezi vlnovou délkou a rozlišovací schopností, šíření EM vln ztrátovým prostředím -biologickou tkání

5.Diagnostika na základě měření dielektrických vlastností pomocí MRI – MRbased Electrical Properties Tomography (MREPT)

6.Neinvazivní mikrovlnné měření glukózy v krvi, vliv glukózy na dielektrické parametry krve, modely dielektrických parametrů krve a návrh a testování senzorů

7.MWI, definice problému, přímá a inverzní úloha, limity a překážky

8.Stochastické metody v MWI, deterministické metody v MWI, linearizované metody v MWI pracující v reálném čase

9.Neinvazivní měření teploty během termoterapie pomocí MWI

10.Mikrovlnné systémy pro detekci a identifikaci cévních mozkových příhod, mikrovlnné systémy pro ranou detekci rakoviny prsu, mikrovlnný radiometr

Osnova cvičení:

1.Měření dielektrických vlastností biologických tkání pomocí koaxiální sondy

2.Rekonstrukce obrazu pomocí algoritmů mikrovlnného zobrazování a výpočetního clusteru

Cílem předmětu je seznámit studenty s aktuálními trendy využití vysokofrekvenční a mikrovlnné techniky v lékařské neinvazivní diagnostice.

Povinná:

[1] Jan Vrba, „Perspektivní lékařské diagnostické metody založené na mikrovlnném měření dielektrických vlastností biologických tkání,“ habilitační práce, ČVUT v Praze, 2016.

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

Doporučená:

[3] Luis Díaz, „Určení elektrických vlastností tkání postižených CMP ze snímků z magnetické rezonance - testování na

zajednodušených fantomech hlavy,“ Diplomová práce, ČVUT v Praze, anglický jazyk, školitel doc. Dr.-Ing. Jan Vrba, M.Sc., 2017.

Modul D a F