PřF:FRF120 X-ray diagnostics - Course Information

FRF120 X-ray diagnostics

Extent and Intensity

2/1/0. 3 credit(s). Type of Completion: zk (examination).

Teacher(s)

Ing. Lucie Súkupová, PhD. (lecturer)

Guaranteed by

Ing. Lucie Súkupová, PhD.
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 (in Czech)

Student by měl ovládat základní poznatky z atomové a jaderné fyziky. Rovněž se předpokládají znalosti z vyšší matematiky na úrovní bakalářského studia na fakultách přírodovědného zaměření.

Course Enrolment Limitations

The course is offered to students of any study field.

Course objectives (in Czech)

Předmět se zabývá fyzikálními a fyzikálně-technickými aspekty rentgenové diagnostiky. Během výuky je studentům vysvětlena funkce rentgenového zařízení, vznik rentgenového záření (brzdného a charakteristického), tvorba rentgenového obrazu a je podán přehled jednotlivých zobrazovacích metod a jejich specifik z pohledu získání potřebné diagnostické informace a radiační zátěže pacienta. Pozornost je rovněž věnována na problematice spojené s dodržováním základních principů radiační ochrany osob (pacient/personál) v souladu s legislativními požadavky SÚJB. Cílem předmětu je představit studentům rentgenovou trubici jako zdroj ionizujícího záření, které je hojně využívané ve zdravotnictví a vytvořit tak kvalitní teoretický základ pro budoucí uplatnění v oboru – radiologický fyzik v radiodiagnostice. V rámci přednášek se studenti seznámí se základními fyzikálními a technickými aspekty konstrukce rentgenové trubice, s parametry a principy vzniku rtg záření (brzdného a charakteristického), základní teorii interakce rtg záření s látkou, systémem tvorby rtg obrazu a možnými typy detektorů rtg záření. Dále se studenti seznámí se specifiky jednotlivých zobrazovacích metod (zobrazovacích řetězců) - skiagrafie, skiaskopie, mamografie, angiografie, tomografie a dentální radiografie včetně příslušenství (monitory, kazety, čtečky apod.) Studenti získají přehled o řízení kontroly kvality a jakosti v rámci požadavků na radiační ochranu pracovníků, pacientů a dalších osob v souladu s platnou legislativou. Během cvičení se studenti (v návaznosti na přednášky) zaměří na některé praktické aspekty související s generací a vlastnostmi rtg záření, interakcí rtg záření s látkou, kvalitou obrazu, stanovením dávky nebo výpočtem stínicích parametrů rtg záření. Náplní letní praxe (viz odpovídající předmět) je spojení všech nabytých teoretických znalostí s praxí. Ukázka pracovišť, jak v klinickém provozu, tak po skončení klinického provozu, kdy jsou prováděny všechny potřebné kontroly a nutná měření dle platné legislativy. Student tímto dostane možnost, udělat si velmi reálný obraz o jeho případném budoucím povolání.

Learning outcomes (in Czech)

Po absolvování tohoto předmětu by měl student mít základní představu o všech metodách (z fyzikálního, technického i matematického pohledu) zobrazování pomocí zdroje ionizujícího záření používaných v radiodiagnostice, o jejich použití v klinické praxi a základních pravidlech chování při jejich používání, jak z hlediska uživatele, tak z hlediska vyšetřovaného.
Po absolvovaní tohoto kurzu a související praxe bude student schopen samostatně řešit specifické problémy spojené s prací radiologického fyzika na pracovištích zabývajících se rentgenovou diagnostikou.

Syllabus (in Czech)

• Osnova přednášek:
• 1. Historie rentgenové diagnostiky, rentgenová trubice – části a jejich funkce, charakteristiky.
• 2. Vlastnosti záření generované rentgenkou, spektrum záření (charakteristické, brzdné), vliv parametrů na tvar spektra, kvalitativní rozdíly spekter pro různé zobrazovací metody, kolimace, filtrace.
• 3. Interakce záření s látkou s ohledem na využití v radiodiagnostice – jejich vliv na dávku a kvalitu obrazu, rozptýlené záření a jeho redukce, kontrastní látky.
• 4. Přehled receptorů rtg obrazu (včetně příslušenství) a principy vzniku obrazu I. – radiografický film (vyvolávací automat), paměťová fólie (čtečka), zesilovač obrazu.
• 5. Přehled receptorů rtg obrazu (včetně příslušenství) a principy vzniku obrazu II. – digitální receptor obraz (přímá digitalizace) s přímou a nepřímou konverzí, CCD.
• 6. Hodnocení kvality obrazu – artefakty, šum, kontrast, rozlišení, vztahy mezi parametry popisujícími kvalitu obrazu, ROC analýza, zpracování obrazu.
• 7. Přehled základních zobrazovacích metody I. – skiagrafie, mamografie, dentální radiologie.
• 8. Přehled základních zobrazovacích metody II. – skiaskopie, angiografie.
• 9. Přehled základních zobrazovacích metod III. – tomografie – expoziční parametry, optimalizace, rekonstrukční algoritmy (sinogram, Radonova a Fourierova transformace).
• 10. Dozimetrie v radiodiagnostice, používané dávkové veličiny, optimalizace a odhad radiační zátěže pro různé metody.
• 11. Legislativní požadavky, "Atomový zákon", Vyhláška SÚJB o radiační ochraně. Radiační ochrana v rentgenové diagnostice – princip ALARA, princip zdůvodnění.
• 12. Řízení jakosti (QC), praktická realizace – kontrola parametrů rentgenového zařízení a zobrazovacího procesu, optimalizace dle platné legislativy, diagnostické referenční úrovně, radiologické standardy.
• Osnova cvičení:
• 1. Teplotní zatížení rentgenky - analýza a využití charakteristik (katodová charakteristika rentgenky, zatěžovací charakteristiky a tepelné charakteristiky).
• 2. Charakteristika spektra a pronikavých schopností rtg záření – polotloušťka, efektivní energie, koeficient homogenity.
• 3. Kvalita obrazu – kontrast, rozlišení, šum, vliv protirozptylové mřížky, polostín, celková neostrost obrazu.
• 4. Hodnocení kvality obrazu – vysoký a nízký kontrast, křivka kontrast detail, ROC analýza.
• 5. Dávkové veličiny – K, KAP, Dg, CTDI, DLP, SSDE, způsoby výpočtu dávky na pacienta pro různé modality pomocí ZDS
• 6. Hodnocení radiační zátěže – různé způsoby výpočtu (programy, konverzní faktory), výpočet mDRÚ/DRÚ, odhad dávky na plod.

Literature

• [1] Bushberg JT. The essential physics of medical imaging. 3. ed., Internat. Ed.S.1.: Lippincott Williams And W, 2011. ISBN 1451118104.
• [2] Dance DR. et al. Diagnostic radiology physics – A handbook for teachers and students. IAEA, Vienna, 2014. Online: http://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/Pub1564webNew-74666420.pdf
• [3] Seidl Z. a kol. Radiologie pro studium i praxi. Grada 2012. ISBN 978-80-247-4108-6
• [4] Nekula J. Radiologie, Olomouc, UP, 2001, ISBN 80-244-0259-9
• [5] Armstrong P, Wastie M, Rocjal AG. Diagnostic imaging. Wiley-Blackwell: 2009. 480 p. ISBN-10: 1405170395
• [6] Mettler F.A. Essentials of Radiology. Saunders: 2004, ISBN 07 21 60 52 73
• [7] Singh H, Neutze J. (Eds.). Radiology fundamentals. Springer: 2012. 362 p. ISBN 978-1-4614-0943-4 or eBook ISBN 978-1-4614-0944-1.

Teaching methods (in Czech)

přednášky, cvičení

Assessment methods (in Czech)

ústní zkouška

Language of instruction

Czech

Further Comments

The course is taught annually.
The course is taught: every week.

• Enrolment Statistics (Spring 2023, recent)
  
• Permalink: https://is.muni.cz/course/sci/spring2023/FRF120