Modern képalkotó technikák a biológiában
- 2 kredites specializációs előadás fizika és biológia szakos hallgatóknak. Biofizika MSc-ben kötelező tantárgy.
-
A félév végén látogatás MRI/CT/PET diagnosztikai laborba.
Bevezetés a számítógépes tomográfiák világába: a 3D információ kódolása és dekódolása különböző
fizikai módszerekkel. Felbontás és kontraszt. Fizikai alapok és korlátok, működési elv, alkalmazás az orvosi diagnosztikában.
Röntgen CT:
- Alapvető mérési elv. A szövetek Röntgen-csillapítási skálája. Párhuzamos sugaras, gyűrű detektoros és legyező sugaras elrendezés: előnyök és hátrányok. Sugárkeményedés: hardveres és szoftveres korrekció.
- Képalkotás. Matematikai háttér: Radon transzformáció, PSF, konvolúció, filter egyenlet 2D és 1D változata.
MRI és fMRI:
- Mikroszkopikus és makroszkopikus mágnesség. Bloch egyenlet. T1 és T2 relaxációs idők.
- Mágneses rezonancia. 90 fokos impulzus. FID. Effektív T2.
- T2 és T1 mérése impulzus módszerrel. Spin echo. MRI spektroszkópia.
- Képalkotás: szelektív gerjesztés és kiolvasás a szelektív gerjesztés után.
- Impulzus szekvenciák és kontraszt. Áramlás az MRI képben.
- fMRI. BOLD. Echo planar imaging (EPI). Spin echo (SE) és gradiens echo (GE) gyors képalkotáshoz.
PET: pozitron emissziós tomográfia
Irodalom
Ultrangos képalkotás
Optikai mikroszkópos tomográfiák:
PSF és szoftveres dekonvolúció. Fluoreszcens mikroszkópok, fluoreszcens fehérjék (GFP és társai). Strukturált megvilágítás (SIM). Konfokális, spinning disk, két-foton, szelektív sík megvilágítású mikroszkópok (SPIM).Irodalom
Angol rövidítések:
BOLD: blood
oxygenation level dependent, CT: computer tomography, EPI: echo planar imaging, FID: free induction decay, fMRI:
functional magnetic resonance imaging, GE: gradient echo, GFP: green fluorescent protein,
MRI: magnetic resonance imaging, PET: positron emission
tomography, PSF: point spread function, SE: spin echo, SIM: structured illumination microscopy, SPIM: selective
plane illumination microscopy.