Zagadnienia do ćwiczeń seminaryjnych

Zagadnienia do ćwiczeń seminaryjnych
I. Rentgenowska tomografia komputerowa
(Tom. rtg.)
Wytwarzanie promieniowania rtg i jego charakterystyka: budowa lampy, widmo
Promieniowania (widmo ciągłe i charakterystyczne), graniczna długość fali, regulacja
natężenia i przenikliwości promieniowania rtg.
Pochłanianie energii elektromagnetycznego promieniowania jonizującego przez
różne tkanki w zależności od energii kwantów. Prawo Lamberta (współczynnik osłabiania,
warstwa połowiąca).
Klasyczne zdjęcia rtg – wady odwzorowań. Technika zdjęć warstwowych. Zasady
Rentgenowskiej transmisyjnej tomografii komputerowej. Pomiar wartości liniowych
i masowych współczynników osłabiania przez pomiar projekcji. Skala Hounsfielda i jej
jednostka. Zasady budowy skanera tomografu rtg – generacje skanerów. Tomografia
spiralna EBT. Technika „okien” – centrum i szerokość okna.
Rola kontrastu w technice tomografii komputerowej rtg.
II. Tomografia NMR
(NMR)
Spin i moment magnetyczny jądra. Wpływ pola magnetycznego na moment magnetyczny
jądra wodoru (rodzaje ruchu, dozwolone orientacje i energie). Namagnesowanie podłużne i
poprzeczne w tkance. Precesja Larmora (wzór). Absorpcja fali elektromagnetycznej przez
próbkę zawierającą jądra wodoru, krzywa absorpcji.
Rola impulsów RF 900 i RF 1800 w obrazowaniu NMR. Zjawisko relaksacji podłużnej i
poprzecznej. Definicja czasu relaksacji podłużnej T1 i poprzecznej T2. Metoda echa
spinowego. Rekonstrukcja obrazów i ich rodzaje(zależne o d czasów T1 i T2 oraz gęstości
protonowej). Sygnał FID i jego parametry. Rola środków kontrastujących w obrazowaniu
NMR. Kodowanie fazowo –częstotliwościowe. Spektrometria NMR. Spektroskopia NMR
i jej wykorzystanie w biologii i medycynie.
III. Tomografia impedancyjna i elektrografia
(Tom. imp.)
Elektrodiagnostyka jakościowa i ilościowa. Biologiczne źródła sygnałow elektrycznych.
Bierne właściwości elektryczne tkanek. Pomiary podstawowych parametrów krwi.
Konduktometryczny pomiar hematokrytu. Podstawy fizyczne tomografii impedancyjnej,
zasada funkcjonowania, zasady konstrukcji obrazu ITK, systemy i układy pomiarowe.
Prezentacja wyników konstrukcji obrazu, różnica między tomografią RTG a tomografią
impedancyjną.
IV.Tomografia optyczna i obiektywne metody badania refrakcji oka (Tom. opt.)
Budowa i działanie lasera, oddziaływanie wiązki laserowej z ośrodkiem, wykorzystanie
laserów w biostymulacji, termicznych i nietermicznych technikach medycznych, optyczna
tomografia absorpcyjna. Podstawy optyki geometrycznej. Tomografia optyczna, spektralna
i absorpcyjna - zasada działania, wykorzystanie w obrazowaniu oka.
V. Tomografia SPECT i PET – fizyczne podstawy medycyny nuklearnej
(Tom. SPECT i PET)
Medycyna nuklearna jako dziedzina wiedzy medycznej. Rys historyczny medycyny
nuklearnej. Spontaniczne przemiany jądrowe: α, β, γ. Prawo rozpadu spontanicznego.
Aktywność pierwiastków promieniotwórczych: stała rozpadu, czas połowicznego zaniku,
średni czas życia, biologiczny czas połowicznego zaniku, efektywny czas połowicznego
zaniku. Reakcje jądrowe. Radiofarmaceutyki: definicja, sposoby pozyskiwania. Diagnostyka
i terapia radioizotopowa. Aparatura diagnostyczna: liczniki scyntylacyjne, scyntygrafy,
kamery scyntylacyjne, podstawy fizyczne emisyjnej tomografii komputerowej SPECT
i pozytonowej emisyjnej tomografii komputerowej PET.
VI. Termografia i wykorzystanie promieniowania podczerwonego w diagnostyce
(Termografia)
Podstawy fizyczne termografii: temperatura i jej pomiar (przetworniki temperatury:
kontaktowe i bezkontaktowe), widmo ciała doskonale czarnego, zdolność emisyjna,
absorpcyjna, prawa je opisujące widmo ciała doskonale czarnego (prawo Wiena, StefanaBoltzmanna, prawo Kirchhoffa, elementy teorii Plancka). Pomiar temperatury w zakresie
podczerwieni, fotoogniwo. Budowa kamery termowizyjnej. Zalety i niedostatki termografii.
Pulsoksymetria. Rozpraszanie Ramana, mikroskopia ramanowska. Cytometria
przepływowa i jej wykorzystanie w badaniach hematologicznych.
VII. Ultrasonografia
(USG)
Natura fal mechanicznych. Klasyfikacja fal: z uwagi na to co wykonuje drgania (fale
elektromagnetyczne i sprężyste), z uwagi na kierunek drgań (podłużne i poprzeczne),
kształt czoła fali (kuliste, płaskie), sposób drgania źródła (harmoniczne i złożone).
Klasyfikacja fal sprężystych (infradźwięki, dźwięki, ultradźwięki). Parametry ruchu falowego:
amplituda drgań, okres, częstotliwość, prędkość drgań i prędkość propagacji fali, długość
fali, natężenie fali. Wpływ ośrodka na parametry fali ultradźwiękowej. Podstawowe zjawiska
związane z ruchem falowym: odbicie, załamanie, dyfrakcja, interferencja, absorpcja oraz
prawa opisujące te zjawiska. Bezwzględna i względna wartość natężenia fali – pojęcie
poziomu natężenia fali. Zjawisko Dopplera. Zjawisko piezoelektryczne. Metody
obrazowania. Ultradźwiękowy pomiar hematokrytu Hct. Diatermia ultradźwiękowa. Fala
uderzeniowa – osobliwy przykład fali mechanicznej, podstawy litotrypsji.
Podręczniki
1. G Pawlicki, Podstawy inżynierii medycznej, Oficyna Wydawnicza Politechniki
Warszawskiej,1997
2. A. Styszyński, Korekcja wad wzroku- procedury badania refrakcji, α-medica press, 2007
3. S. Filipowicz, T Rymarczyk, Tomografia impedancyjna, Wyd.:BEL, 2003
4. F. Jaroszyk, Biofizyka – podręcznik dla studentów, wydanie II, PZWL, Warszawa 2008
5. A. Hrynkiewicz, Z. Rokita E. (red.), Fizyczne metody badań w biologii, medycynie
i ochronie środowiska, PWN, Warszawa, 1999.
6. F. Jaroszyk (red.), Biofizyka medyczna, Wydawnictwa Uczelniane Akademii Medycznej
im. Karola Marcinkowskiego, Poznań 1993.
7. P. Piskunowicz, M. Tuliszka. Wybrane ćwiczenia laboratoryjne z biofizyki. Wydawnictwo
Naukowe Uniwersytetu Medycznego im. K. Marcinkowskiego. Poznań 2007.