HL1202 HT21 Medicinska bildgivande system (50308)

HL1202 HT21 Medicinska bildgivande system (50308)

Namnlöst-2.jpg

Kursens lärandemål

Kursen ger en förståelse för olika bildgenererande tekniker inom medicinsk diagnostik och deras användningsområden.

Studenten ska efter avslutad kurs, för fyra medicinska bildgivande modaliteter (ultraljud, magnetresonanstomografi, emissionsavbildning, transmissionsavbildning) kunna:

  1. Förklara och tillämpa de fysikaliska processerna som ligger till grund för avbildning
  2. Redogöra för uppbyggnaden och principen av bildgivande tekniker och apparatur
  3. Redogöra för modaliteternas bildkvalitet
  4. Redogöra för modaliteternas för- och nackdelar ur ett kliniskt och tekniskt perspektiv

Nedan anges en matris för hur lärandemålen relateras till betygsnivå E, C och A.

Lärandemål

E

C

A

Förklara och tillämpa de fysikaliska processerna som ligger till grund för avbildning

beskriva fysikaliska processer samt uppskatta eller beräkna avbilningsprocesser med givna parametrar

förklara fysikaliska processer samt uppskatta eller beräkna avbilningsprocesser med implicita parametrar

beräkna eller uppskatta avbilningsprocesser genom egna antaganden

Redogöra för uppbyggnaden och principen av bildgivande tekniker och apparatur

beskriva tekniken och systemets ingående delar samt dess funktion

 

 

redogöra för hur givna förändringar i tekniken och systemets ingående delar påverkar avbildningen

 

redogöra för hur tekniken och systemets ingående delar kan optimeras genom egna antaganden

Redogöra för modaliteternas bildkvalitet

med givna parametrar beräkna eller uppskatta olika mått på bildkvalitet samt förklara hur de begränsas utifrån fysikaliska processer

beräkna eller uppskatta olika mått på bildkvalitet med implicita parametrar

beräkna eller uppskatta olika mått på bildkvalitet genom egna antaganden

Redogöra för modaliteternas för- och nackdelar ur ett kliniskt och tekniskt perspektiv

Exemplifiera kliniska tillämpningar samt motivera val av och jämföra avbildningstekniker

-

-

Kursinnehåll

Transmissionsavbildning: Röntgen/CT (transmissionsavbildning): joniserande strålnings växelverkan med materia, röntgengenerering, bilddetektering, bildkvalitet, dos, bildrekonstruktion, detektorer, medicinsk diagnostik

Emissionsavbildning: Gammakamera, SPECT, PET, radionuklider, växelverkan, detektorer, bildbehandling, medicinsk diagnostik

Magnetresonanstomografi: Fysik, instrumentering, detektorsystem, bildbehandling, medicinsk diagnostik

Ultraljud: Ultraljudsfysik, interaktion med vävnad, Speckle tracking, dopplerteknik, ultraljudstransducer, medicinsk diagnostik, artefakter

Kursmoment

Kursen har två obligatoriska moment, ett moment som examineras i åk 2 och ett som examineras i åk 3 i form av en skriftlig tenta. Momentet i åk 2 examineras som pass/fail och den skriftliga tentan med bokstavsbetyg. Informationen som ges nedan gäller det andra momentet i kursen som ges i åk 3.

Undervisningsform

Undervisningen består av 15 föreläsningar, 5 laborationer, 4 seminarier och 4 övningar. All undervisning är planerad att genomföras på plats, men kan vid behov kan enstaka tillfällen flyttas till Zoom. 

Examination

För slutbetyg på kursen krävs godkänd tentamen (TENB – Tentamen 9,0 hp). Tentan består av en skriftlig salstenta. Tentan består av två delar, där del A examinerar lärandemålen på E-nivå och del B på C- och A-nivå.

Del A innehåller fem moduler, en för varje modalitet som varje består av 3 frågor som examinerar lärandemål 1-3 samt en modul som examinerar lärandemål 4. Del A bedöms enligt pass/fail och för att bli godkänd måste alla moduler bedömas som pass. Godkänd del A ger betyg E. Fx ges om max en av de fem modulerna bedöms ligga precis under nivån för pass.

Del B innehåller 2 frågor per modalitet (3p/fråga, totalt 24p) som examinerar lärandemål 1-3 på C- och A-nivå. Vid godkänd del A, ges slutbetyget på kursen av resultatet på del B med betyg D, C, B eller A. Betyg A ges vid  ≥ 20p, B ≥ 16p, C ≥12p, D ≥8 p.

Tentans del B rättas endast vid godkänt resultat på del A.  

Tentan genomförs i sal den 17 mars kl. 8-13.

Kurslitteratur

Introduction to Medical Imaging - Physics, Engineering and Clinical Applications av Andrew Webb, Nadine Barrie Smith, 2010, ISBN: 9780521190657

kursbok.png

Läshänvisningar kommer att uppdateras i januari. Om ni vill börja läsa på inför kursstart rekommenderar vi att repetera materialet som behandlades i åk 2. 

Kursinfo

Information under kursens gång kommer att skickas ut via Canvas.

Laborationer

Kursen innehåller 5 frivilliga laborationer (Detektorer, Datortomografi, Gammakamera, Ultraljud fysik, Ultraljud klinik). Antal laborationer som ni vill genomföra väljer ni själva. Vi rekommenderar såklart att ni väljer att göra alla eftersom laborationerna behandlar viktigt kursmaterial som kommer att examineras på tentan vid kursens slut. 

Anmälan till laborationerna sker i Canvas. För att anmälan ska kunna ske måste en kursantagning finnas. För att anmäla er loggar ni in i Canvas. Välj sedan Personer/Grupper. Där hittar ni de laborationstillfällen som är tillgängliga. OBS! att tiderna inte alltid stämmer överens med schemat i time edit.  

Anmälan till Laborationerna görs senast en vecka innan laborationstillfället. Efter detta garanteras ingen plats. Anmälan är bindande och eventuell sjukfrånvaro måste meddelas ansvarig lärare via mail.

Laborationskompendier och övrigt material som skall studeras inför laborationerna finns i mappen ”Laborationer” på Canvas/Filer. Laborationsinstruktionerna innehåller även förberedelseuppgifter som ska lösas inför varje laboration. 

1) Detektorer

Förbered laborationen genom att noga läsa igenom labbkompendiet och följa dess anvisningar. Inlämning/Redovisning efter labbtillfället tillämpas. Mer info om det kommer inför laborationen. 

Laborationsassistent: Massimiliano Colarieti Tosti, mct@kth.se

2) Datortomografi (CT)

Förbered laborationen genom att noga läsa igenom labbkompendiet och följa dess anvisningar. Inlämning/Redovisning efter labbtillfället tillämpas. Mer info om det kommer inför laborationen. 

Laborationsassistent: Ksenia Loskutova, ksenial@kth.se 

3) Gammakamera

Förbered laborationen genom att noga läsa igenom labbkompendiet och följa dess anvisningar. Inlämning/Redovisning efter labbtillfället tillämpas. Mer info om det kommer inför laborationen. 

Laborationsassistenter: Philip Köck, koeck@kth.se

4) Ultraljud fysik

Förbered laborationen genom att noga läsa igenom labbkompendiet och svara på förberedelseuppgifterna. Laborationen redovisas under labbtillfället. 

Laborationsassistent: Estelle Pitti, pitti@kth.se

5) Ultraljud klinik

Förbered laborationen genom att noga läsa igenom laborationsinstruktionerna och svara på förberedelseuppgifterna. Laborationen redovisas under labbtillfället. 

Laborationsassistent: Matilda Larsson, matil@kth.se

Föreläsningar

1

Information om kursen och undervisningsform
En allmän introduktion till kursen, ämnesområdet och undervisningsformer.

2

Vad är bildkvalitet? (1h)
Spatiell upplösning, temporal upplösning, kontrastupplösning

sid. 5-8 (spatial resolution), sid 10-12 (signal-to-noise ratio, contrast-to-noise-ratio)

3

Ultraljudsavbildning, teknik 1 (2h)
Ultraljudsfysik, ultraljudstransducer, interaktion med vävnad, olika avbildningssätt, bildkvalitet
sid. 145-179, dock inte kapitel 4.8.4

4

Ultraljudsavbildning, teknik 2 (2h)
Dopplerteknik, flödesmätning, speckle tracking, harmonic imaging, 3D, säkerhet

sid. 179-193, men endast översiktligt om kontrastmedel och i 4.12 ingår endast MI och TI

5

Artefakter inom ultraljud (2h)
Varför artefakter uppstår, olika typer av artefakter

kapitel 4.14 + pdf från Kremkau (se ultraljudsmodulen)

6

Ultraljudsavbildning, klinik (1h)
Den kliniska användningen av ultraljud

kapitel 4.13

7

MR fysik/teknik 1 (2h)
Fysik, instrumentering, bildrekonstruktion, bildsystem
sid. 204-241 + kapitel 5.14 endast översiktligt

8

MR fysik/teknik 2 (3h)
Fysik, instrumentering, bildrekonstruktion, bildsystem

kapitel 5.20, 5.21 

9

MR klinik (1h)
Den kliniska användningen av MR

kapitel 5.23 (sid. 268-272)

10

Transmission 1 (2h)

Grundidé bakom 2D-transmissionsavbildning. Växelverkan: absorption och transmission av röntgenstrålning i materia. Röntgenrör och röntgenspektrum.

11

Transmission 2 (2h)
Detektorer för röntgenavbildning: Film - och digitala blidplattor. Dos.

12

Transmission 3 (2h)
Datortomografi. Radontransform och sinogram. Detektorer för datortomografi

13

Emission 1 (2h)

Grundläggande idéer bakom gammakamera och SPECT. Spatiell upplösning och effektivitet hos gammakamera. Radionuklider och produktion av isotoper.

14

Emission 2 (2h)
Tomografisk avbildning med gammakamera  (SPECT) Anger logik. Kollimators roll i gammakamera och SPECT. Comptonspridning och photopeak.

15

Emission 3 (2h)
PET och isotoper för PET

Examinator och kursansvar

Matilda Larsson, matil@kth.se är kursansvarig och examinator. Massimiliano Colarieti-Tosti mct@kth.se är ansvarig för undervisningen om transmission och emission.

Plagiering och fusk

Plagiering och fusk anmäls till Disciplinnämnden och hanteras enligt KTHs policy. Med fusk menas att man med otillåtna hjälpmedel eller på annat sätt försöker vilseleda vid prov eller när en studieprestation annars ska bedömas. Plagiering definieras som att lämna in delar av någon annans arbete som sitt eget. 

Kurssammanfattning:

Datum Information Sista inlämningsdatum