FRF210 Nuclear medicine

Faculty of Science
Autumn 2024
Extent and Intensity
2/1/0. 3 credit(s). Type of Completion: zk (examination).
Teacher(s)
Ing. Jaroslav Ptáček, Ph.D. (lecturer)
Guaranteed by
Ing. Jaroslav Ptáček, Ph.D.
Department of Condensed Matter Physics – Physics Section – Faculty of Science
Contact Person: Mgr. Dušan Hemzal, Ph.D.
Supplier department: Department of Condensed Matter Physics – Physics Section – Faculty of Science
Prerequisites
Výuka navazuje na bakalářský směr v oblasti fyziky, chemie a matematiky, nebo také na bakalářské studium zaměření radiologický asistent případně technik, přičemž adekvátnost splnění předpokládaných požadavků může být prověřená vstupní zkouškou.
Course Enrolment Limitations
The course is offered to students of any study field.
Course objectives
Cílem předmětu je prohloubit znalosti problematiky nukleární medicíny (NM) včetně vlastností, příprava a aplikace radiofarmak, princip použití radiofarmak pro diagnostické a terapeutické účely. Předmět se zabývá detekcí ionizujícího záření v nukleární medicíně pro účely zobrazování distribuce radiofarmaka v těle pacientů. Nedílnou součástí výuky je seznámení studentů se zpracováním a metodami interpretace dat, kontrolami kvality zobrazovací a detekční techniky. Probrány budou rovněž základní diagnostické metody, terapie pomocí otevřených zářičů, ochrana personálu, ochrana pacientů, ochrana dalších osob, monitorování osob a pracoviště, a organizační řád pracoviště. V rámci přednášek se studenti seznámí se základními cíli nukleární medicíny, přístroji, metodami vyšetření a terapie a požadavky na zajištění monitorování a radiační ochrany souvisejícími s použitím otevřených radioaktivních zářičů. V návaznosti na přednášky se cvičení zaměří na některé praktické aspekty stanovení aktivity radionuklidů, parametry přístrojů, výpočetním stanovením dávek, které obdrží pacient, personál a další osoby. Během cvičení se studenti seznámí také s funkcí a používáním monitorů a dozimetrů určených pro zajištění radiační ochrany osob a sledování radiační situace na pracovišti.
Learning outcomes
Po absolvovaní tohoto kurzu a související praxe bude student schopen samostatně řešit specifické problémy spojené s prací radiologického fyzika na pracovištích zabývajících se nukleární medicínou.
Syllabus
  • 1. Nukleární medicína – úvod do oboru, využití v diagnostice a terapii, úloha radiologického fyzika v nukleární medicíně, stručný úvod do DICOM
  • 2. Radionuklidy pro nukleární medicínu – charakteristika z hlediska diagnostiky a terapie, vlastnosti používaných radionuklidů, výroba radionuklidů, zpracování radionuklidů na pracovišti (generátory, dodávky z výroby) a nakládání s radioaktivními odpady
  • 3. *Radiofarmaka – základní vlastnosti, radionuklidová, chemická, farmaceutická čistota, vlastnosti základních radiofarmak pro diagnostiku a terapii
  • 4. Detekce ionizujícího záření v nukleární medicíně – použité detektory a jejich vlastnosti, funkce detektoru scintilační
  • kamery, PET kamery, polovodičové kamery, CT detektorový systém 5. Scintigrafie – základní principy, planární a tomografická, statická a dynamická, hradlovaná (EKG, respirační), kolimátory
  • 6. Kvalita obrazu v nukleární medicíně – vysvětlení základních pojmů, faktory ovlivňující jednotlivé ukazatele kvality, vzájemné vztahy, metody hodnocení kvality
  • 7. Tomografické zobrazování SPECT – princip, použití, korekce na zeslabení a rozptyl, korekce na odezvu kolimátoru, způsob sběru a rekonstrukce dat (zpětná projekce, filtrovaná zpětná projekce, iterativní rekonstrukce, pokročilé rekonstrukční metody), artefakty
  • 8. Tomografické zobrazování PET – princip, použití, korekce na zeslabení, koincidenční události, způsob ukládání a rekonstrukce dat, point-spread-function a time-of-flight korekce, artefakty
  • 9. Hybridní zobrazování SPECT/CT, PET/CT, PET/MR – princip, princip CT, princip MR, použití, specifika použití CT a MR pro hybridní zobrazení, artefakty
  • 10. Kvantifikace SPECT a PET obrazů – účel, způsob provedení, předpoklady pro kvantifikaci, křížová kalibrace, měření SUV, faktory ovlivňující odečty SUV, zjišťování biokinetiky radiofarmak ze scintigrafických obrazů
  • 11. Dozimetrie v NM – stanovení radiační zátěže z radiofarmak, MIRD metodika, S faktory, kompartmentová analýza, příjem, distribuce, exkrece, dozimetrie v radionuklidové terapii
  • 12. Kontrola kvality zobrazovacích systémů – měřené parametry, způsob měření, vliv měřených parametrů na kvalitu obrazu a radiační zátěž pacienta (včetně automatické modulace proudu a napětí u CT systémů)
  • 13. Ostatní detekční přístroje v nukleární medicíně – studnové ionizační komory, spektrometrické scintilační soupravy, přístroje pro ochrannou dozimetrii, principy, použití, kontrola kvality
  • 14. Radiační ochrana v NM – pacienti (včetně těhotných a kojících ženy, děti, ovlivnění biokinetiky), radiační zátěž z CT a možnosti jejího ovlivnění, personál, ochranné pomůcky, stínění, legislativní požadavky, osobní dozimetrie (celotělové ozáření, ozáření kůže a oční čočky)
  • Osnova praktické výuky:
  • 1. Studnová ionizační komora – měření pozadí a aktivity, krátkodobá reprodukovatelnost, kalibrace pro měření nového radionuklidu, objemová závislost
  • 2. Přístroje pro ochrannou dozimetrii – kontrola funkčnosti, měření příkonu dávkového ekvivalentu, měření povrchové kontaminace, kontrola správnosti měření pomocí bodového zdroje a gama konstanty
  • 3. Scintilační spektrometrie – kontrola pozadí, měření spekter, nastavení energetického okna, určení radionuklidu, měření aktivity, energetická kalibrace a rozlišení, objemová závislost
  • 4. Scintilační kamera – energetická kalibrace, homogenita vnitřní a vnější, kalibrace homogenity
  • 5. Scintilační kamera – prostorová rozlišovací schopnost pro různé vzdálenosti ve vzduchu a vodě, měřítko zobrazení, citlivost kolimátorů
  • 6. Scintilační kamera – tomografická parametry – centrum rotace, tomografické rozlišení, tomografická homogenita, tomografická citlivost
  • 7. Pozitronová emisní tomografie – provedení a vyhodnocení denní kontroly, prostorová rozlišovací schopnost, křížová kalibrace *Délka trvání jedné praktické lekce se uvažuje 2 vyučovací hodiny.
Literature
  • [1] Hušák, V. a kol. Nukleární medicína . I. Díl. Univerzita Palackého, Olomouc, 2007
  • [2] Koranda, P. a kol.. Nukleární medicína, Univerzita Palackého v Olomouci, Olomouc, 2014
  • [3] Kupka, K., Šámal, M. Nukleární medicína, P3K, 2016
  • [4] Kupka, K., Šámal, M., Kubinyi, J a kol. Nukleární medicína (skripta), P3K, 2016
  • [5] Podzimek, F. Radiologická fyzika, ČVTU v Praze, Praha, 2015
  • [6] Sabol, J., Vlček, P. Radiační ochrana v radioterapii, ČVUT v Praze, Praha, 2011
  • [7] Kubinyi, J., Sabol, J. Radiační ochrana v nukleární medicíně, Grada, Praha, 2018
  • [8] Cherry, S.R., Sorenson, J.A., Phelps, M.E. Physics in nuclear medicine, Elsevier Philadelphia (USA), 2012
  • [9] Bailey, D.L. et al. Nuclear medicine physics – A handbook for teachers and students, IAEA, Vienna, 2014. Online: http://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/Pub1617web-1294055.pdf
  • [10] Powsner, R.A., Palmer, M.R. Essential of nuclear medicine physics and instrumentation, John Wiley, Oxford, 2013
  • [11] Vyhláška S=UJB č. 422/2016 Sb. O radiační ochraně a zabezpečení radionuklidového zdroje, 2017. Online: https://www.zakonyprolidi.cz/cs/2016-422
  • [12] Národní radiologické standardy – nukleární medicína, Věstník MZ ČR, 2007
Teaching methods
přednášky, cvičení
Assessment methods
ústní zkouška
Language of instruction
Czech
Further Comments
The course is taught annually.
The course is taught: every week.
The course is also listed under the following terms Autumn 2019, Autumn 2020, autumn 2021, Autumn 2022, Autumn 2023.
  • Enrolment Statistics (recent)
  • Permalink: https://is.muni.cz/course/sci/autumn2024/FRF210