Supervisors

Magnetická rezonance (MR) je lékařská zobrazovací modalita, která využívá neionizující záření ve srovnání například s rentgenovou počítačovou tomografií. MR zobrazení je důležitým nástrojem pro diagnostiku a sledování účinků léčby v medicíně, jde totiž o unikátní modalitu neinvazivně poskytující anatomické, funkční a molekulární informace o tkáních.

Je známo, že při vývoji nádorů dochází nejprve k vazogenezi, kde se agresivitou tumoru tvoří nové cévy, aby byl nádor dobře prokrven, při správné léčbě pak postupem času dochází k vaskulární normalizaci cév a později k odumírání, nekróze. Právě zachycení průběhu změny architektury mikrocévního řečiště (směrovosti, počtu mikrocév atd.) v různých fázích léčby (nejen nádorů), navíc in vivo (na živém) a neinvazivně, zatím současná diagnostika nedokáže.

Magnetická rezonance má potenciál takový biomarker zavést, principem perfuzně-difuzního zobrazování. Tato práce posunuje současný stav nalezení a validace takového nového biomarkeru dál tím, že model odhadu takového parametru zalgoritmizuje a zefektivní z hlediska času zpracování naměřených dat.

Současný stav odhadu architektury mikrocév ve tkáni se děje složitým zpracováním naměřených perfuzně-difuzních dat, kdy se pro tuto novou metodu využívají konvenční softwary, které ale neumí stanovit tento biomarker, je nutno data upravovat dle navržené výzkumné metody a používat několik konvenčních softwarů. Proces zpracování zahrnuje v každém kroku nutnost mezi softwary data převádět do různých formátů. Zpracování je neefektivní, časově náročné, drahé.

Cílem práce je v jednom programovém prostředí (například Python s možností spuštění v Matlabu) implementovat vyvíjenou metodu odhadu biomarkeru popisujícího architekturu mikrocév a to od načtení měřených dat, vlastní odhad až po výstupní mapy tohoto biomarkeru. Důraz bude kladen na rychlost výpočtu (paralelizace) a kvalitu výpočtu. Výsledné mapy proto budou srovnány s mapami, které jsou spočteny v konvenčních softwarech časově a prakticky náročným způsobem.

Student tak musí pochopit nejen princip sběru signálu a tvorby obrazu v MR, ale také konkrétní vyvíjenou metodu zobrazování pomocí MR a tuto metodu naprogramovat v jednom programovém prostředí. Student data, která poté bude srovnávat mezi svou implementací a stávající v konvenčních softwarech, sám naměří na systému NMR Bruker 9,4T v prostorách Ústavu přístrojové techniky Akademie věd České republiky.