Pro studenty

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 difuzní zobrazování se používá především pro diagnostiku a sledování účinků léčby při cévních mozkových příhodách, při traumatických poraněních míchy, při edémech, a to v neurologii, onkologii a u nemocí jako je Alzheimerova choroba. Difuzní parametry poskytované difuzním zobrazováním popisují neinvazivně funkci a architekturu tkáně. Poruchy difuze jsou ukazateli různých patologií (edémy, zasažená mozková tkáň při cévní mozkové příhodě, přerušení míchy vlivem úrazu).

Výsledné difuzní parametry kvantitativně ukazují difuzi molekul vody v živé i neživé tkáni. Molekula vody mnohdy nemůže difundovat izotropně (kamkoli se stejnou pravděpodobností), protože naráží na bariéry (buněčné membrány, cévní stěny, neurony, atd.). Proto zobrazují pokročilejší metody směrovou závislost difuze. Zmíněné překážky ve volném difuzním pohybu molekul vody reflektují dále některé více pokročilé metody tak, že nepředpokládají běžně používané normální pravděpodobnostní rozdělení pro difuzi vody (tedy že molekula doputuje do určité vzdálenosti s danou pravděpodobností dle normálního rozložení pravděpodobnosti), ale odhadnou pro měřenou tkáň přesné rozdělení pravděpodobnosti (zpravidla právě vlivem překážek totiž doputuje molekula vody do kratší vzdálenosti). To zpřesňuje hodnocení difuze ve tkáni a pomáhá lépe v diagnostice poruch tkáně. Právě tyto pokročilé metody zobrazení difuze budou nápní této práce.

Cílem práce je na systému nukleární magnetické rezonance naměřit data pokročilejšími metodami zobrazení difuze, data následně zpracovat tak, aby výsledné odhadované parametry ukázaly směr pohybu vody a zda voda měla v cestě překážky (odlišnost od normálního rozdělení pravděpodobnosti pohybu vody).

Student v rámci řešení své práce pochopí nelehký princip jevu magnetické rezonance, sběru signálu a tvorby obrazu při zobrazování pomocí systému nukleární magnetické rezonance a taktéž porozumí jedné z mnoha metod zobrazování, difuznímu zobrazování. Student dále bude měřit vlastní data na preklinickém systému NMR Bruker 9,4T na půdě Akademie věd České republiky. Naměřená data zpracuje v softwarech, kdy bude muset pochopit princip zpracování a obsluhu softwarů, případně provést úpravy softwaru. Výsledky, v podobě hodnot odhadovaných parametrů a obrázků, bude srovnávat s teoretickými předpoklady v literatuře.

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.