Zaawansowane techniki rezonansu magnetycznego w medycynie Field of study: Medical Physics
Programme code: 03-S2FM12.2014

Na wykładzie student zapoznaje się z takimi zagadnieniami jak: • Spektroskopia Elektronowego Rezonansu Magnetycznego jako metoda badań struktur molekularnych • Analiza wolnorodnikowa • Badania struktury elektronowej i wpływu pola krystalicznego na własności jonów metali przejściowych • Metoda określenia struktury lokalnej na bazie badań EPR syntetycznych kompleksów • Spektroskopia NMR i jej zastosowania w medycynie. • Parametry impulsów NMR i transformata Fouriera sygnału FID, detekcja kwadraturowa. • Parametry akwizycji wpływające na jakość widma NMR. • Sprzężenia spinowo-spinowe – stałe sprzężenia, trójkąt Pascala. • Sekwencje impulsowe – pomiar długości impulsu NMR, odsprzęganie homo- i heterojądrowe, przesunięcie Blocha-Siegerta, sekwencje selektywne, impulsy złożone i ogniskujące, sekwencja lokowania spinów, sekwencja BIRD. • Echa spinowe i homo- oraz heterojądrowe stałe sprzężenia. • Efekt NOE, sekwencje pomiarowe. • Metody 2D NMR (COSY, NOESY, TOCSY). • Układy spinowe i analiza widm NMR, etapy analizy struktury chemicznej za pomocą NMR. • Zastosowanie metod NMR wysokiej rozdzielczości w medycynie – analizy płynów ustrojowych, rejestracja widm wycinków tkankowych, mikroobrazowanie. • Spektroskopia 1H MR in vivo – charakterystyka metody i zastosowania medyczne • Spektroskopia Elektronowego Rezonansu Magnetycznego jako metoda badań struktur molekularnych • Analiza wolnorodnikowa • Badania struktury elektronowej i wpływu pola krystalicznego na własności jonów metali przejściowych • Metoda określenia struktury lokalnej na bazie badań EPR syntetycznych kompleksów • 3. Zaawansowane techniki obrazowania medycznego n a bazie NMR • Diffusion Tensor Imaging (DTI) – obrazowanie za pomocą tensora dyfuzji • Tensor Dyfuzji i Współczynniki Dyfuzji • Anizotropia Frakcyjna - FA i kodowanie obrazów kolorem • Dyfuzyjna sekwencja spin-echo SE • Weryfikacja badań Dyfuzyjnego Rezonansu Magnetycznego przy pomocy fantomów • Porównanie metody tensorowej i Q-ball • Otrzymywanie obrazów DWI (fibre-tracking) • Znaczenie obrazowania dyfuzyjnego w badaniu istoty białej mózgu oraz połączeń nerwowych w organizmie • Zastosowanie tomografii MR do badania dynamiki procesów fizjiologicznych • Obrazowanie perfuzji • Obrazowanie BOLD Na zajęciach laboratoryjnych student: 1. Uczy się planować eksperyment NMR. • Przeprowadza rejestrację widm 1H NMR. • Analizuje widma NMR pod kątem jakościowym i ilościowym. • Na podstawie przedstawionych w aktualnym piśmiennictwie przypadków omawia eksperyment i rezultaty. 2. Uczy się planować eksperyment EPR • Zajęcia w laboratorium spektroskopii EPR, • modelowanie widm rezonansowych 3. Uczy się planować eksperyment fMRI, oraz DTI /DWI. • Przeprowadza w miarę możliwości rejestrację badania fMRI lub DTI. • Analizuje obrazy fMRI lub DTI pod kątem jakościowym i ilościowym. • Na podstawie przedstawionych w aktualnym piśmiennictwie przypadków omawia eksperyment i rezultaty. W ramach pracy własnej student: • W oparciu o notatki z wykładów oraz literaturę uzupełniającą utrwala pozyskaną wiedzę. • Doskonali umiejętności analizy widm spektralnych NMR i EPR oraz obrazów fMRI i DTI • Podejmuje próby zaplanowania eksperymentów na bazie rezonansu magnetycznego pod kątem wyjaśnienia określonego zagadnienia fizykochemicznego oraz procesu fizjologicznego. Przedmiot obowiązkowy dla specjalności promieniowanie niejonizujące; wykład zakończony egzaminem

Zaliczony kurs z mechaniki kwantowej. Wiedza z zakresu podstaw fizyki klasycznej, z zakresu rachunku wektorowego, podstaw rachunku różniczkowego i całkowego. Zna podstawy fizyczne NMR.

(no information given)