Pro školitele

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.

MR perfuzní zobrazování se používá především pro diagnostiku a sledování účinků léčby v onkologii, neurologii a kardiologii. Perfuzní parametry poskytované perfuzním zobrazováním s kontrastní látkou popisují stav perfuze a kapilární permeability (propustnosti) ve tkáni. Poruchy perfuze nebo kapilární permeability jsou ukazateli různých patologií (tumory, edémy nebo ischemie). Při léčbě nádorů se parametry perfuze mění v řádu dnů ve srovnání s měsíci při běžně používaných kritériích měření velikosti léze (RECIST). Dříve pozorovaná změna vývoje nádoru poskytuje více času a možností změnit léčbu a zvýšit efektivitu nákladů na léčbu.

Dostupné metody perfuzního zobrazování poskytují popis perfuzních parametrů (průtok krve, objem krve, objem intersticiálního prostoru, propustnost cévní stěny, a podobně). Jedná se o biomarkery stavu tkáně a jejich spolehlivost odhadu je předmětem probíhajícího výzkumu. Perfuzní zobrazování s využitím difuzních MR prvků zobrazování jde ještě o krok dál, odhaduje parametry popisující architekturu mikrocév, tedy zachycují informaci o směrovosti. Takové směrové parametry mohou odlišit tkáně s chaotickou orientací mikrocév od uspořádané orientace a definují tuto orientaci. Nádory mají velmi heterogenní a variabilní vaskulární strukturu a takové parametry mohou napomoci stanovení stadia a hodnocení léčby nádoru.

Cílem této práce je vylepšit metodu stanovení směrovosti mikrocév ve tkáni o pokročilejší model, díky kterému bude možné přesněji a rychleji stanovit výsledné parametry ukazující směr mikrocév ve tkáni. Toto vylepšení je dalším dílčím krokem ke kýženému budoucímu vědeckému cíli - zobrazit architekturu mikrocév ve 3D zobrazení naměřených dat, obdobně, jako je nyní zobrazována architektura tkáně (bez mikrocév) v případě difuzního zobrazování (tzv. traktografie).

Student v rámci řešení své práce pochopí princip MR zobrazování se zaměřením na metody perfuze a difuze, zkonstruuje fantom, na kterém provede měření pomocí preklinického systému NMR Bruker 9,4T na pracovišti Akademie věd České republiky. Měřící metody použije takové, aby naměřená data mohl popsat vylepšeným modelem pro popis směrovosti mikrocév. Tento model implementuje do stávajícího zpracování naměřených dat. Výsledné parametry popisující směrovost mikrocév fantomu po implementaci vylepšeného modelu porovná s fyzickým směrovým uspořádáním ve fantomu.

Mezi důležité prekvizity uchazeče o tuto práci patří možnost fyzicky se účastnit řešení na pracovišti AVČR v Brně, schopnost číst anglický text a vítána je znalost programování.