Diagnostické akviziční modality a robotické systémy v medicíně

Základní informace

Studenti prezenčního studia mají rozvrh v informačním systému. Výuka v kombinované formě studia probíhá podle rozvrhu zveřejněného na https://www.slu.cz/fpf/cz/uistudiumkombinovanerozvrhy

Kontaktní informace

Vyučující jsou z Fyzikálního ústavu Slezské univerzity v Opavě:  Doc. Ing. Petr Čermák, Ph.D. a  Ing. Iveta Bryjová.

Kontaktní informace na doc. Čermáka:

 Kontaktní informace na ing. Bryjovou:

Komunikace s vyučujícím může probíhat s využitím výše uvedených kontaktních informací. Informace o změnách v rozvrhu a různá další urgentní upozornění budou zasílána přes Hromadný e-mail (v systému IS), proto prosím sledujte své školní e-mailové schránky.

Náplň předmětu

Předmět seznamuje posluchače s fyzikálními a konstrukčními principy zobrazovacích modalit v lékařství. Studenti získají znalosti o technologii jednotlivých typů zobrazovacích systémů, fyzikálních a matematických principech vybraných zobrazovacích metod, technických vlastnostech a konstrukčních prvcích lékařských zobrazovacích systémů: konvenční radiografie (RTG), výpočetní tomografie (CT), zobrazování pomocí jevu magnetické rezonance (MRI), zobrazovací metody ve stomatologii (OPG, CB CT), ultrasonografie (USG) a ultrazvuková elastografie, zobrazovací systémy nukleární medicíny (PET, SPECT). Druhá část předmětu uvádí do základů robotických systémů a jejích aplikací v medicíně. Posluchači budou seznámeni se základními tématy s preferencí na elektrotechniku a informatiku. Budou klasifikovány základní medicínské robotické platformy: asistenční, diagnostické, terapeutické a chirurgické včetně radiodiagnostiky (robotické ozařování s důrazem na minimalizaci poškození okolní, nenádorové, tkáně). Předpokládá se exkurze na klinických pracovištích, které robotické systémy využívají pro vybrané chirurgické intervenční výkony (např. robotický systém DaVinci (FN Olomouc). Studentům bude umožněno prototypování asistenčního robota a vývoj dálkově řízeného robotického ramene pro ovládání ultrazvukové sondy pro další vývoj telemedicínských aplikací.

Osnova předmětu:

  1. Úvod do diagnostiky s obrazovým výstupem, rozdělení lékařských zobrazovacích systému, legislativa, princip ALARA.
  2. Ultrazvuková sonografie (základní pojmy ultrazvukové akustiky; fyzikální principy ultrazvuku; generování ultrazvuku, piezoelektrický jev, ultrazvuková sonda; klinické zobrazování pomocí ultrazvuku, zobrazovací módy).
  3. Ultrazvukové dopplerovské zobrazování (Dopplerův jev, dopplerovské zobrazovací módy, biomedicínské principy dopplerovských metod; rizika ultrazvukových dopplerovských metod).
  4. Ultrazvuková elastografie (statická elastografie, dynamická elastografie – Shear Waves elastografie), intravaskulární elastografie, elastické vlastnosti tkání, fyzikální principy.
  5. Digitální rentgen (fyzikální principy, zdroj X-záření, průchod X-záření, detekce X-záření, skiagrafie, skiaskopie). Digitální subtrakční angiografie (DSA), rentgenová kostní denzitometrie.
  6. RTG diagnostika v zubním lékařství (OPG, dRTG, techniky intraorálního snímkování).
  7. Výpočetní tomografie (historie a vývoj CT; vymezení základních pojmů; realizace CT přístrojů, konstrukční řešení CT skeneru, detekční soustava; princip sběru dat, rekonstrukce obrazu, rekonstrukční algoritmy; hodnocení kvality obrazu; standardy CT; Slip-ring technologie, helikální CT; real-time CT; multi-slice CT; DSCT; MDCT; klinické použití jednotlivých technologií).
  8. Magnetická rezonance (historie, nukleární magnetická rezonance, fyzikální principy, konstrukční prvky MR skeneru; magnetické systémy MR; tvorba 3D obrazu; T1 a T2 časy; základní sekvence a jejich parametry).
  9. Radionuklidová scintigrafie (planární scintigrafie, tomografická scintigrafie – SPECT, CT; hybridní modality).
  10. Robotické chirurgické systémy 1 (robotická chirurgie, historie – Arthrobot, PUMA 560, ROBODOC, Artemis; základní dělení robotů, asistivní roboti – AESOP, zobrazovacími technikami navádění roboti –
  11. NeuroMatewTM, chirurgičtí roboti – ZEUS, daVinci; výhody robotické chirurgie; robotická chirurgie vs. laparoskopie).
  12. Robotické chirurgické systémy 2 (chirurgické navigační systémy, počítačová navigace v traumatologii, neuronavigace, OrthoPilot, CARTO, ad.).

V rámci praktických cvičení studenti navštíví klinické pracoviště s lékařskými zobrazovacími modalitami, dále budou prakticky řešit postprocesing klinických obrazových dat, simulovat princip MRI zobrazování, demonstrovat principy výpočetní tomografie.

Předchozí
Následující