Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Acoustic characterization of the 1.5 Tesla MRI facility in Mobile Imaging Trailer

Arawade Swapnil, Piechowicz Janusz

Vibrations in Physical Systems

|

2024

|

Vol. 35, nr 2

art. no. 2024219

EN

The Magnetic Resonance (MR) imaging is a very important medical tool for diagnosis of the internal organs of the patient. The major problem associated with MRI is its high noise during operation responsible for anxiety, discomfort and can be harmful for the patient as well as long exposure raises the safety concerns for the operating staffs. This study involves the characterization of the noise in the vicinity of 1.5 Tesla Mobile Imaging Trailer-MRI (MIT-MRI) system, aimed at evaluating the acoustic parameters in the examination room during scanning. The acoustic measurements were carried out using the microphones located inside the MRI examination room for variations of Diffusion Weighted Imaging (DWI) gradient pulse sequences. The sound recordings depicted the waveforms of complex acoustic pulses with high Sound Pressure Level (SPL) spikes of impulse nature. Results revealed equivalent SPL in the MRI examination room exceeds 90 dB(A) and the peak noise was consistently above 101.5 dB(C) and DWI sequence with oscillating gradient (DWI-og) reported peak SPL of 105.9 dB(C). The dominance of the noise is identified in the frequency range of 500-3000 Hz for all scanning sequence. Results indicate that sound levels are high in the mobile scanning facility as compared to the stationary MRI in the hospitals. The noise in the control room and chiller room were also high. Given that these acoustic measurements surpass recommended noise standards, the significance of ear protection is emphasized. These results can be useful in designing the noise reduction strategies to improve the patient comfort and safety.

2

Artificial intelligence-powered pulse sequences in nuclear magnetic resonance and magnetic resonance imaging: historical trends, current innovations and perspectives

Tokarz Paweł

Scientiae Radices

|

2024

|

Vol. 3, Iss. 1

30--52

EN

This review article explores the historical background and recent advances in the application of artificial intelligence (AI) in the development of radiofrequency pulses and pulse sequences in nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) and imaging (MRI). The introduction of AI into this field, which traces back to the late 1970s, has recently witnessed remarkable progress, leading to the design of specialized frameworks and software solutions such as DeepRF, MRzero, and GENETICS-AI. Through an analysis of literature and case studies, this review tracks the transformation of AI-driven pulse design from initial proof-of-concept studies to comprehensive scientific programs, shedding light on the potential implications for the broader NMR and MRI communities. The fusion of artificial intelligence and magnetic resonance pulse design stands as a promising frontier in spectroscopy and imaging, offering innovative enhancements in data acquisition, analysis, and interpretation across diverse scientific domains.

3

Pola i promieniowanie elektromagnetyczne w ochronie zdrowia

Chudzicki Jacek

Promotor BHP

|

2024

|

nr 9

24--35

PL

W służbie zdrowia do przeprowadzania badań i zabiegów medycznych wykorzystywane jest promieniowanie elektromagnetyczne. Jak zadbać o bezpieczeństwo pracowników zatrudnionych na stanowiskach, na których występują pola elektromagnetyczne?

4

Problemy związane z wykonywaniem badań metodą rezonansu magnetycznego u osób otyłych. Część I

Nalepa Magdalena, Kidoń-Szołtysek Joanna, Łoboda Danuta, Rzepka Maciej

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2024

|

Vol. 13, nr 4

411--416

PL

Wprowadzenie. Otyłość charakteryzująca się nadmiernym gromadzeniem się tkanki tłuszczowej jest poważnym problemem zdrowia publicznego dotykającym miliony ludzi na całym świecie. Jest powszechnie mierzona za pomocą wskaźnika masy ciała (BMI), przy czym BMI wynoszący 30 lub więcej wskazuje na otyłość. Częstość występowania otyłości dramatycznie wzrosła w ciągu ostatnich kilku dekad, co doprowadziło również do wzrostu liczby schorzeń z nią powiązanych, takich jak cukrzyca, nowotwory, choroby układu krążenia i zespół metaboliczny. Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) jest kluczowym narzędziem diagnostycznym, które zapewnia obrazy o wysokiej rozdzielczości struktury wewnętrznej bez promieniowania jonizującego, jest szeroko stosowane w diagnostyce chorób związanych z otyłością. Wykonywanie skanów MRI u otyłych pacjentów stwarza jednak wyjątkowe wyzwania. Cel. Celem niniejszego badania jest przegląd najnowszej literatury dotyczącej problemów w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego. Materiał i metody. W celu zebrania informacji przeprowadzono kompleksowy przegląd literatury, by zidentyfikować i przeanalizować wyzwania związane z procedurami MRI u pacjentów otyłych. Przeszukano nowoczesną literaturę i bazy danych, takie jak PubMed, Scopus i Google Scholar, używając słów kluczowych, takich jak „MRI”, „otyłość”, „wyzwania”, „ograniczenia”, „jakość obrazu” i „bezpieczeństwo”. Pod uwagę brano artykuły opublikowane w ciągu ostatnich 20 lat, aby zapewnić aktualność informacji. Kryteria włączenia obejmowały recenzowane badania, przeglądy i raporty przypadków skupiające się na kwestiach technicznych, klinicznych i praktycznych związanych z MRI w populacjach osób otyłych. Stan wiedzy. MRI jest kluczowym narzędziem diagnostycznym w nowoczesnej medycynie, oferującym szczegółowe obrazy struktur wewnętrznych bez użycia promieniowania jonizującego. Jego zastosowanie u pacjentów otyłych stwarza jednak kilka wyzwań: problemy z implantacją obwodowego cewnika żylnego, co zwiększa ryzyko powikłań; rozmiar otworu skanera, który może być zbyt wąski dla pacjentów z ciężką otyłością i może prowadzić do dyskomfortu lub niemożności wykonania skanowania; cewki, które są niezbędne do odbioru sygnału, mogą nie być dopasowane do większych części ciała, co wpływa na jakość obrazu; zwiększona ilość tkanki tłuszczowej może osłabiać sygnał MRI, zmniejszając stosunek sygnału do szumu i pogarszając przejrzystość obrazu oraz limity wagowe stołów MRI, zwykle około 250-300 kg lub 600-700 funtów, co sprawia, że bezpieczne skanowanie, dla pacjentów przekraczających te limity, jest niemożliwe.

EN

Introduction. Obesity, characterized by excessive body fat accumulation, is a significant public health issue affecting millions globally. It is commonly measured using the Body Mass Index (BMI), with a BMI of 30 or higher indicating obesity. The prevalence of obesity has risen dramatically over the past few decades, leading to an increase in related health conditions such as diabetes, cancers, cardiovascular diseases, and metabolic syndrome. Magnetic Resonance Imaging (MRI) is a crucial diagnostic tool that provides high-resolution images of internal structures without ionizing radiation. It is widely used in the diagnostics of diseases related to obesity. However, performing MRI scans on obese patients presents unique challenges. Aim. This study aims to review the current literature regarding the problems associated with MRI due to obesity. Materials and methods. The comprehensive literature review was conducted to identify and analyze the challenges associated with MRI procedures in obese patients. Modern literature and databases such as PubMed, Scopus, and Google Scholar were searched using keywords such as “MRI,” “obesity,” “challenges,” “limitations,” “image quality,” and “safety.” The search included articles published in the last 20 years to ensure up-to-date information. Inclusion criteria encompassed peer-reviewed studies, reviews, and case reports focusing on technical, clinical, and practical MRI-related issues in obese populations. State of Knowledge. M RI i s a c rucial d iagnostic t ool o f m odern medicine, offering detailed images of internal structures without ionizing radiation. However, its application in obese patients presents several challenges: problems with implantation of the peripheral venous catheter, which increases the risk of complications; scanner bore size, which can be too narrow for severely obese patients and can lead to discomfort or the inability to perform the scan; coils, which are essential for signal reception, may not fit appropriately around larger body parts, affecting image quality; increased adipose tissue can attenuate the MRI signal, reducing signal-to-noise ratio and compromising image clarity, and weight limits of MRI tables (commonly around 250-300 kg or 600-700 lbs), which makes it impossible to scan for patients that exceed those limits.

5

Korelacja między badaniem fMRI a traktografią

Borowska Zofia

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2024

|

Vol. 13, nr 3

295--298

PL

Funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI) to ważne narzędzie zarówno dla lekarzy radiologów, jak i klinicystów, ale także psychologów, neuropsychologów i innych zajmujących się szeroko rozumianą pracą mózgu. Pozwala obserwować aktywność mózgu, a dzięki temu później np. planować zabiegi operacyjne na tym najbardziej skomplikowanym narządzie ludzkiego ciała. Badanie to należy do bardzo wymagających, zarówno ze strony osoby je wykonującej, jak i opracowującej wynik. Niniejsza praca prezentuje dwa przypadki: 9-letniego pacjenta i 64-letniego mężczyzny, u których wykonano badania pozwalające na wygenerowanie pól aktywności mózgowej oraz połączenia pomiędzy poszczególnymi ośrodkami mózgu – dzięki wykorzystaniu tzw. traktografii. Oba te przypadki pokazują ogromną przydatność takich badań, a jednocześnie zwracają uwagę na fakt, iż obie te techniki należy wykonywać i analizować razem, bo wzajemnie się uzupełniają, dzięki czemu dostarczają pełniejszych informacji.

EN

Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) is an important tool for both radiologists and clinicians, but also psychologists, neuropsychologists and others dealing with the broadly understood functioning of the brain. It allows you to observe brain activity and thus later, for example, plan surgical procedures on this most complicated organ of the human body. This test is very demanding, both on the part of the person performing it and the person preparing the result. This work presents two cases: a 9-year-old patient and a 64-year-old man in whom tests were performed to generate brain activity fields and connections between individual brain centers – using the so-called tractography. Both of these cases show the great usefulness of such research, and at the same time draw attention to the fact that both techniques should be performed and analyzed together because they complement each other and provide more complete information.

6

Fizyk medyczny w Wielkiej Brytanii

Oborska-Kumaszyńska Dominika, Panek Rafał, Kokurewicz Karolina, Fujak Edyta

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2024

|

Vol. 13, nr 2

149--161

PL

Bezpieczne stosowanie zaawansowanych urządzeń i technik we współczesnej medycynie wymaga od fizyków medycznych szerokich kompetencji, które obejmują rozległą wiedzę podstawową, specjalistyczne umiejętności techniczne oraz odpowiednie doświadczenie kliniczne. Fizycy medyczni, we współpracy z lekarzami i inżynierami medycznymi, są ściśle zaangażowani w diagnostykę i terapię, a także uczestniczą w opracowywaniu i wdrażaniu różnych innowacyjnych rozwiązań dla osób niepełnosprawnych. Ich działania obejmują także ochronę pacjentów i personelu medycznego przed potencjalnymi zagrożeniami, w tym związanymi z ekspozycją na promieniowanie jonizujące. Warunkiem pracy w brytyjskiej służbie zdrowia (National Health Service, NHS) jest rejestracja fizyka medycznego jako „naukowca klinicznego” (Clinical Scientist) w The Health and Care Professions Council (HCPC). Aby uzyskać prawo do rejestracji, stażyści muszą ukończyć odpowiednią ścieżkę szkoleniową. Proces szkolenia i uznania kompetencji jest złożony, w związku z tym różne profesjonalne organizacje lub urzędy ponoszą odpowiedzialność za różne aspekty rozwoju ścieżki zawodowej fizyków medycznych. Określają one wymagania zawodowe oraz kryteria oceny kompetencji. W artykule opisano: strukturę szkoleń, rolę organizacji i urzędów w ścieżce szkoleniowej oraz ocenie kompetencji, a także rejestracji, ciągłe doskonalenie zawodowe oraz zakres obowiązków zawodowych fizyków medycznych, ekspertów fizyki medycznej (MPE) i ekspertów bezpieczeństwa w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego (MRSE).

EN

The safe use of complex instruments and techniques in modern medicine requires broad competencies, which include extensive basic knowledge, specialized technical skills and appropriate clinical experience from Medical Physicists. Medical Physicists, in collaboration with Physicians and Medical Engineers, are closely involved in diagnosing and treating diseases as well as contributing to the development and implementation of various innovative solutions for people with disabilities. Their activities include also protecting patients and healthcare workers from potential hazards, including those related to the exposure to ionizing radiation. Working in the UK National Health Service (NHS) as a Medical Physicist requires registration as a ‘Clinical Scientist’ with the Health and Care Professions Council (HCPC). To be eligible for registration, trainees must complete the appropriate training pathway. The process of training and recognition of competency is complex, and therefore various professional organizations or authorities are responsible for different aspects of Medical Physicists’ career pathway development. The article outlines the structure of training, the role of organizations and professional bodies in the training process and competency assessment as well as registration, Continuing Professional Development (CPD), and the scope of professional duties for Medical Physicists, Medical Physics Experts (MPE) and MR Safety Experts (MRSE).

7

Diagnostyka pacjentów z implantami metalowymi w systemach MR – możliwości i ograniczenia

Mrowiec Aleksandra, Szatkowska Aleksandra, Siemianowicz Anna, Kiełboń Agnieszka, Więczkowski Zbigniew, Kidoń Joanna, Cholewka Armand

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2024

|

Vol. 13, nr 5

475--479

PL

Rezonans magnetyczny (MRI) jest szeroko stosowaną techniką obrazowania medycznego, która ma kluczowe znaczenie w diagnozowaniu wielu schorzeń. Jednak metalowe implanty w ciele pacjenta mogą stanowić wyzwanie ze względu na różnice w podatności magnetycznej między metalem a otaczającymi tkankami. Może to prowadzić do artefaktów obrazowania, sił skrętnych, indukcji prądu i nagrzewania, co obniża jakość diagnostyczną obrazów i może wpływać na bezpieczeństwo pacjenta. W niniejszym artykule omówiono techniki minimalizacji artefaktów, takie jak dostosowanie parametrów skanowania, stosowanie określonych sekwencji impulsów (np. VAT, FSE) i stosowanie implantów o niskiej podatności magnetycznej. Przedstawiono również procedury kwalifikacji pacjentów z implantami do badania MRI oraz omówiono wpływ konkretnych typów implantów (sercowo-naczyniowych, ortopedycznych) na jakość i bezpieczeństwo obrazowania. Zwrócono uwagę na potrzebę opracowania wystandaryzowanych procedur oceny ryzyka efektów termicznych i mechanicznych generowanych przez MRI, co jest niezbędne dla dalszej poprawy diagnostyki MRI u pacjentów z implantami metalowymi.

EN

Magnetic resonance imaging (MRI) is a widely used medical imaging technique crucial in diagnosing many conditions. However, metallic implants in the patient’s body can present challenges due to differences in magnetic susceptibility between the metal and surrounding tissues. This can lead to imaging artefacts, torsional forces, current induction and heating, which reduces the diagnostic quality of the images and can affect patient safety. This paper discusses techniques to minimise artefacts, such as adjusting scanning parameters, using particular pulse sequences (e.g. VAT, FSE) and using implants with low magnetic susceptibility. Procedures for qualifying patients with implants for MRI are also presented, and the impact of specific implant types (cardiovascular, orthopaedic) on imaging quality and safety is discussed. The need to develop standardised procedures for assessing the risk of thermal and mechanical effects generated by MRI is pointed out, which is essential in further improving MRI diagnosis in patients with metallic implants.

8

IoT for predictive maintenance of critical medical equipment in a hospital structure

Guissi Maroua, Alaoui My Hachem El Yousfi, Belarbi Larbi, Chaik Asma

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2024

|

T. 14, nr 2

71--76

EN

Predictive maintenance (PdM) allows the prediction of early failures of medical equipment before they occur. It helps to diagnose the defaults of critical equipment in a hospital structure, namely MRI. Founded on the analysis of data collected in real time of the right parameters, thanks to intelligent sensors positioned on the equipment, using Internet of Things (IoT) technology and the practice of machine learning tools. The objective of this techniques is the implementation of algorithms capable to predict an anomaly, which will make equipment and maintenance tools increasingly autonomous and intelligent. Therefore, the idea of this project is to develop a wireless sensor network to ensure continuous monitoring of the state of MRI. The implemented solution includes an IoT monitoring system of the cold head’s cooling circuit. Based on the vibrations at the pump, it allows to monitor the motor circuit, inform the staff at each abnormal state of this system, and protect this device against any future anomalies. Thanks to the CNN algorithm implemented in this solution, the results are very satisfactory, with an accuracy >98%. This solution can be integrated into a general predictive maintenance solution for the most sensitive equipment in a hospital.

PL

Konserwacja predykcyjna (PdM) umożliwia przewidywanie wczesnych awarii sprzętu medycznego przed ich wystąpieniem. Pomaga zdiagnozować usterki krytycznego sprzętu w strukturze szpitala, na przykład MRI. Opiera się na analizie danych zbieranych w czasie rzeczywistym odpowiednich parametrów, dzięki inteligentnym czujnikom umieszczonym na sprzęcie, przy użyciu technologii Internetu rzeczy (IoT) i narzędzi uczenia maszynowego. Celem tych technik jest wdrożenie algorytmów zdolnych do przewidywania anomalii, które sprawią, że sprzęt i narzędzia konserwacyjne będą coraz bardziej autonomiczne i inteligentne. Dlatego ideą tego projektu jest opracowanie bezprzewodowej sieci czujników w celu zapewnienia ciągłego monitorowania stanu MRI. Wdrożone rozwiązanie obejmuje system monitorowania IoT obwodu chłodzenia zimnej głowicy. W oparciu o wibracje pompy pozwala on monitorować obwód silnika, informować personel o każdym nieprawidłowym stanie tego systemu i chronić to urządzenie przed wszelkimi przyszłymi anomaliami. Dzięki algorytmowi CNN zaimplementowanemu w tym rozwiązaniu, wyniki są bardzo zadowalające, z dokładnością >98%. Rozwiązanie to można zintegrować z ogólnym rozwiązaniem konserwacji predykcyjnej dla najbardziej wrażliwego sprzętu w szpitalu.

9

Varying coefficients in parallel shared-memory variational splitting solvers for non-stationary Maxwell equations

Łoś Marcin, Woźniak Maciej, Paszyński Maciej

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2024

|

Vol. 72, nr 3

art. no. e149179

EN

Direction-splitting implicit solvers employ the regular structure of the computational domain augmented with the splitting of the partial differential operator to deliver linear computational cost solvers for time-dependent simulations. The finite difference community originally employed this method to deliver fast solvers for PDE-based formulations. Later, this method was generalized into so-called variational splitting. The tensor product structure of basis functions over regular computational meshes allows us to employ the Kronecker product structure of the matrix and obtain linear computational cost factorization for finite element method simulations. These solvers are traditionally used for fast simulations over the structures preserving the tensor product regularity. Their applications are limited to regular problems and regular model parameters. This paper presents a generalization of the method to deal with non-regular material data in the variational splitting method. Namely, we can vary the material data with test functions to obtain a linear computational cost solver over a tensor product grid with non-regular material data. Furthermore, as described by the Maxwell equations, we show how to incorporate this method into finite element method simulations of non-stationary electromagnetic wave propagation over the human head with material data based on the three-dimensional MRI scan.

10

Experimental investigation on microstructure evolution and creep behaviour of red sandstone at elevated temperature

Yang Puchao, Wen Jun, Wenan Xie, Dai Gang, Yang Xiuting

Archives of Mining Sciences

|

2024

|

Vol. 69, no. 3

461--483

EN

The changes in the physical and mechanical properties of rocks under high temperatures can impact the construction safety and stability of underground geotechnical engineering. This study focuses on red sandstone treated at different temperatures, employing nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy to reveal alterations in the internal pore distribution due to elevated temperatures. The results indicate that high temperatures lead to the formation of micro- to meso scale pores and macro-scale pores and cracks. Additionally, high temperatures cause a significant reduction in load-bearing capacity, accompanied by changes in creep behaviour, including a shortened steady-state creep time and an increased strain threshold for rock failure. To more accurately describe the creep behaviour of red sandstone under different temperatures and stress conditions, a novel non-constant creep model is proposed, combining a generalised Kelvin body and a fractional viscoplastic body to demonstrate its versatility in elastic, viscoelastic, and viscoplastic deformation. The model parameters are determined through numerical optimisation, and the model’s reliability is confirmed by comparing theoretical curves with experimental data. Sensitivity analysis highlights the critical roles of parameters such as shear modulus, viscosity coefficient, fractional order, and characteristic parameters in capturing various creep patterns, emphasising the model’s wide applicability. This research provides profound insights into the physical and mechanical responses of red sandstone to high temperatures and offers valuable information for engineering and geological applications in relevant fields.

11

Zastosowanie syntetycznego TK generowanego na podstawie badania MR

Gądek Adam, Plaza Dominika, Hebda Anna, Ślosarek Krzysztof

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2023

|

Vol. 12, nr 6

503--506

PL

Rozwój technologiczny spowodował na przestrzeni lat możliwość precyzyjnego deponowania dawki w obszarach nowotworowych, przy jednoczesnym zaoszczędzeniu zdrowych tkanek. Obecnie lekarz określa obszar napromieniania na podstawie wymaganego badania tomografii komputerowej. Badania rezonansu magnetycznego zapewniają doskonałe obrazowanie tkanek miękkich, natomiast tomografia komputerowa jest nadal niezbędna do dostarczania informacji o gęstości elektronowej do planowania dawki. W wielu przypadkach niezbędne jest wykonanie dodatkowych badań obrazowych, takich jak rezonans magnetyczny MR lub pozytonowa tomografia emisyjna PET, aby poprawnie zdefiniować obszar leczenia oraz narządy krytyczne. To sprawia, że przepływ pracy jest bardziej skomplikowany, a także stanowi wyzwanie w odniesieniu do współrejestracji obrazów różnych modalności. W pracy przedstawiono sposób generowania syntetycznego badania CT, które umożliwia wygenerowanie obrazu podobnego do tomografii komputerowej z serii sekwencji MR, który może być w przyszłości używany do obliczania dawki. Takie rozwiązanie niesie za sobą wiele zalet, jak zmniejszenie narażenia na promieniowanie jonizujące lub pominięcie błędów przy rejestracji obrazów.

EN

Over the years, technological development has made it possible to precisely deposit the dose in cancerous areas, while sparing healthy tissue. Currently, the doctor determines the area of irradiation based on the required computed tomography examination. MRI studies provide excellent soft tissue imaging, while computed tomography is still necessary to provide electron density information for dose planning. In many cases, it is necessary to perform additional imaging tests, such as MRI or PET, to correctly define the treatment area and critical organs. This makes the workflow more complicated and also poses a challenge with regard to co-registration of images from different modalities. The paper presents a method of generating a synthetic CT examination, which allows the generation of an image similar to computed tomography from a series of MR sequences, which can be used in the future to calculate the dose. This solution has many advantages, such as reducing exposure to ionizing radiation or omitting errors during image registration.

12

Zastosowanie rezonansu magnetycznego w medycynie sądowej i kryminalistyce

Modzelewski Wojciech

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2023

|

Vol. 12, nr 5

413--416

PL

W artykule podjęto zagadnienie zastosowania rezonansu magnetycznego w medycynie sądowej i kryminalistyce. Opierając się na dostępnej literaturze przedmiotu i opisu poszczególnych przypadków w niej zawartych, dokonano przeglądowej analizy, na podstawie której sformułowano wniosek o użyteczności praktycznej procedur opartych o metody i techniki rezonansu magnetycznego w przedmiotowym zakresie. Zasygnalizowano także metodologiczne problemy związane z interpretacją danych uzyskanych w ramach omawianych procedur i zwrócono uwagę na konieczność podejmowania dalszych dociekań względem poruszanej problematyki zarówno w perspektywie teoretycznej, jak i praktycznej.

EN

The article deals with the issue of the use of magnetic resonance imaging in forensic medicine and criminology. Based on the available literature on the subject and the description of individual cases contained therein, a review analysis was made, on the basis of which a conclusion was formulated about the practical usefulness of procedures based on magnetic resonance methods and techniques in this field. Methodological problems related to the interpretation of data obtained in the framework of the discussed procedures were also indicated and attention was drawn to the need to undertake further investigations in relation to the discussed issues, both in the theoretical and practical perspective.

13

Wrodzone zaburzenia struktury ciała modzelowatego w obrazie rezonansu magnetycznego

Klęba Joanna, Stopa Joanna, Guz Wiesław

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2023

|

Vol. 12, nr 1

79--85

PL

Ciało modzelowate jest największą strukturą spoidłową mózgu. Rozwój ciała modzelowatego w okresie płodowym przebiega intensywnie pomiędzy 8-20 tygodniem ciąży. Po narodzinach następuje równolegle rozwój kory mózgowej oraz mielinizacja aksonów przebiegających przez ciało modzelowate, a zwiększanie objętości ciała modzelowatego postępuje aż do okresu dorosłości. Zaburzenie procesu kształtowania może prowadzić do całkowitej lub częściowej agenezji ciała modzelowatego. Zaburzenia struktury ciała modzelowatego mogą być następstwem zaburzeń rozwojowych, dysplazji neuroektomezodermalnej (fakomatozy), zaburzeń neurometabolicznych, chorób demielinizacyjnych, infekcji i zapalenia, zmian naczyniowych, nowotworów, uszkodzeń pourazowych, jak i jatrogennych. Wczesnej oceny struktury ciała modzelowatego można dokonać nieinwazyjnie przy użyciu USG prenatalnego. Po narodzinach zaburzenia ciała modzelowatego mogą ujawnić się w USG przezciemiączkowym, tomografii komputerowej (TK) głowy oraz badaniu metodą rezonansu magnetycznego (MR). Jednak to MR jest zalecaną metodą do dokładnej oceny ciała modzelowatego. W pracy przedstawiono obrazy MR przypadków agenezji i dysgenezji ciała modzelowatego, jak również zaburzenia struktury ciała modzelowatego w przebiegu NF1, zespołu Sturge-Webera, adrenoleukodystrofii (X-ALD), stwardnienia rozsianego, ADEM, zespołu Marchiafavy-Bignamiego, boreliozy z Lyme, podostrego stwardniającego zapalenia opon mózgowych (SSPE), zmian niedokrwiennych, malformacji tętniczo-żylnej, glejaka wielopostaciowego, glejakowatości mózgu, chłoniaka mózgu, guzów przerzutowych, rozlanego uszkodzenia aksonalnego (DAI), poszerzenia przestrzeni Virchowa-Robina oraz w przejściowym obrzęku.

EN

The corpus callosum is the largest commissural structure of the brain. The development of the corpus callosum in the fetal period proceeds intensively between the 8th and 20th week of pregnancy. After birth, there is parallel development of the cerebral cortex and myelination of the axons running through the corpus callosum, and the increase in the volume of the corpus callosum continues into adulthood. Disruption of the shaping process can lead to complete or partial agenesis of the corpus callosum. Disturbances in the structure of the corpus callosum may result from developmental disorders, neuroectomesodermal dysplasia (phacomatosis), neurometabolic disorders, demyelinating diseases, infections and inflammation, vascular changes, neoplasms, post-traumatic and iatrogenic injuries. Early assessment of the structure of the corpus callosum can be done non-invasively using prenatal ultrasound. After birth, abnormalities of the corpus callosum may be revealed by transfontanelle ultrasound, computed tomography (CT) scan of the head, and magnetic resonance imaging (MRI). However, it is MRI that is the recommended method for accurate evaluation of the corpus callosum. The paper presents MR images of cases of agenesis and dysgenesis of the corpus callosum, as well as disorders of the structure of the corpus callosum in the course of NF1, Sturge-Weber syndrome, adrenoleukodystrophy (X-ALD), multiple sclerosis, ADEM, Marchiafava-Bignami syndrome, Lyme borreliosis, subacute sclerosing meningitis (SSPE), ischemic lesions, arteriovenous malformation, glioblastoma multiforme, cerebral glioma, cerebral lymphoma, metastatic tumors, diffuse axonal injury (DAI), dilation of the Virchow-Robin space, and transient edema.

14

Przyszłość MRI – od Big Data, przez radiomikę, wolumetrię i atlas mózgowia, do detekcji różnic w tym, co podobne

Sokół Maria, Kijonka Marek, Psiuk-Maksymowicz Krzysztof, Borys Damian

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2023

|

Vol. 12, nr 4

346--351

PL

Rozwój specjalistycznych technik obrazowania medycznego dynamicznie zmierza do przekształcenia tych technik z narzędzi diagnostycznych do roli głównej w kontekście spersonalizowanej medycyny precyzyjnej. W niniejszej pracy przeglądowej chcielibyśmy nakreślić ten proces na podstawie technik obrazowych rezonansu magnetycznego – ukierunkowany jest on na analizę i porównywanie zbiorów danych typu Big Data oraz wyszukiwanie cech charakterystycznych, mających swoją ilościową, wolumetryczną miarę, oraz na korzystanie z atlasów mózgowia jako narzędzi wspomagających diagnostykę. Wpisuje się to w nowy obszar wiedzy zwany radiomiką. Radiomika jest w stanie wnieść skuteczny klinicznie i opłacalny wkład szczególnie w diagnostyce onkologicznej i monitorowaniu terapii przeciwnowotworowych jako narzędzie podejmowania decyzji w medycynie spersonalizowanej. Należy jednak ustanowić systematyczne ramy oceny, aby można było z pewnością wykazać te korzyści. Pomimo tego, że kwestia zróżnicowania profili morfologicznych w przekrojach populacyjnych ludzi jest znana, populacja polska nie została jeszcze pod tym względem scharakteryzowana. To uzasadniało podjęcie własnych badań w tym zakresie. Ich głównym celem było wyznaczenie wzorców zmian obrazu morfologicznego dla przykładowej populacji mieszkańców Górnego Śląska, a celem szczegółowym – scharakteryzowanie cech wolumetrycznych mózgowia w tej populacji i prześledzenie zmian miar objętościowych podlegających dymorfizmowi płciowemu w przebiegu starzenia się, w odniesieniu do zmienności całkowitej objętości wewnątrzczaszkowej (ang. Intracranial Volume, ICV) i całkowitej objętości mózgowia (ang. Total Brain Volume, TBV) [1]. Kolejnym krokiem było utworzenie pierwszego polskiego subpopulacyjnego atlasu MRI mózgowia wraz z mapami probabilistycznymi zawartości struktur tkankowych, z uwzględnieniem zmienności spowodowanej płcią i wiekiem [2].

15

Aspekty architektoniczne tworzenia cyfrowej platformy gromadzenia danych medycznych

Rybak Grzegorz, Strzecha Krzysztof, Sturgulewski Łukasz, Krakós Marek, Sankowski Dominik

Przegląd Elektrotechniczny

|

2021

|

R. 97, nr 12

145--148

PL

Artykuł porusza zagadnienia związane z projektowaniem komputerowej platformy gromadzenia danych medycznych dedykowanej pomiarom uzyskanym przy zastosowaniu nowych metod diagnostycznych. Do wskazanych technik diagnostycznych należą Tomografia Ultradźwiękowa oraz Tomografia Impedancyjna. W artykule przedstawione zostały główne problemy architektoniczne i sposoby realizacji oprogramowania uwzględniając opis koncepcji oraz opis stosu technologicznego.

EN

The article discusses issues related to the design of a computer platform for collecting medical data dedicated to measurements obtained with the use of new diagnostic methods. The indicated diagnostic techniques include Ultrasound Tomography and Impedance Tomography. The article presents the main architectural problems and methods of software implementation, taking into account the description of the concept and the description of the technological stack

16

Zalecenia i wskazówki dotyczące postępowania z pacjentami z COVID-19 w pracowni MRI

Nowak Bartłomiej

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2021

|

Vol. 10, nr 2

159--162

PL

W czasie panującej pandemii zakłady radiologii opracowały standardy i zalecenia postępowania z chorymi na COVID-19 m.in. w pracowniach RTG i TK. Organizacja pracy i badania MR w dobie pandemii są niezwykle trudnym zadaniem dla personelu zakładów diagnostyki obrazowej. American College of Radiology oraz Polskie Lekarskie Towarzystwo Radiologiczne w przypadku pacjentów z aktywną infekcją COVID-19 i osób podejrzanych zaleca zminimalizowanie wykonywania badań MR, chyba że jest to absolutnie konieczne w ich diagnostyce. Ponadto dezynfekcja oraz dekontaminacja pomieszczeń oraz skanera MR jest niezwykle trudna oraz może stwarzać dodatkowe r yzyko zakażenia zarówno dla innych pacjentów, jak i personelu pracowni. Na podstawie dostępnych publikacji oraz doświadczenia z własnego ośrodka poniżej skonstruowano wskazówki dla personelu dotyczące postępowania z pacjentem z potwierdzonym wynikiem COVID-19 w pracowniach MR.

EN

During the prevailing pandemic, radiology departments have developed standards and recommendations for the management of COVID-19 patients, for example, in X-ray and CT departments. Organising workflow and MR examinations in the era of the pandemic is an extremely difficult task for staff in diagnostic imaging departments. The American College of Radiology and the Polish Medical Society of Radiology in the case of patients with active COVID-19 infection and suspected cases recommend minimizing MR examination unless absolutely necessary for their diagnosis. In addition, disinfection and decontamination of the room and MR scanner is extremely difficult and may pose an additional risk of infection to other patients and laboratory staff. Based on the available publications and on the experience of our own centre, the following guidelines for staff on the management of patients with a confirmed COVID-19 result in MR labs have been constructed.

17

Wybrane aspekty mające istotny wpływ na dokładność określania czasu relaksacji podłużnej T1 w systemie MR

Truszkiewicz Adrian, Aebisher David, Bartusik-Aebisher Dorota

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2021

|

Vol. 10, nr 5

373--377

PL

Każde ciało lub zjawisko można scharakteryzować pewną skończoną liczbą wielkości, które to je opisują. Ich poznanie będące wynikiem doświadczeń i obserwacji pozwala nam wnioskować zarówno o nim samym, jak również o jego wpływie na otoczenie lub też konsekwencji dla niego, jakie wypływają z otoczenia. Wyniki tych obserwacji i doświadczeń przyjmują bardzo często wyniki liczbowe, rzadziej są to wartości opisowe, ale wszystkie je można określić wspólnym mianem pomiarów. Nauka zajmująca się pomiarami to metrologia, a ona sama ze względu na swoje cechy jest podstawą wszystkich dyscyplin opartych na doświadczeniu. Obiektywność, jednoznaczność, ilościowa prezentacja uzyskanych wyników i – co chyba najważniejsze – możliwość szacowania niepewności wyniku pomiaru powodują, iż metrologia pozostaje w ścisłym związku z postępem technologicznym. Niniejsza praca będzie traktować o aspektach metodologicznych związanych z pomiarami czasów relaksacji w systemach rezonansu magnetycznego (MR). Samo zjawisko MR jest szeroko poznanym i opisanym. W dzisiejszej dobie zajmuje ono podstawowe miejsce w wielu dziedzinach nauk biologiczno-chemicznych. Jednakże największe usługi zdaje się ono oddawać na polu medycyny. Mnogość sekwencji, coraz to nowsze metody analizy odbieranego z cewek sygnału pozwalają na obrazowanie ludzkiego ciała, jak również wgląd w jego zmiany na poziomie komórkowym.

EN

Everybody or phenomenon can be characterized by a certain number of quantities that describe it. Their cognition as a result of experiences and observations allows us to infer both about himself and about his influence on the environment or the consequences for him that result from the environment. The results of these observations and experiments very often take numerical results, less often they are descriptive values, but all of them can be described together as measurements. The science dealing with measurement is metrology, and it is the basis of all experiential disciplines because of its characteristics. Objectivity, unambiguity, quantitative presentation of the obtained results and, perhaps most importantly, the possibility of estimating the uncertainty of the measurement result make metrology closely related to technological progress. This paper will discuss the methodological aspects influencing metrological aspects which are closely related to the measurements of relaxation times in magnetic resonance imaging (MR) systems. These aspects are the influence of the temperature difference between the in vivo and in vitro studies and the choice of sequence parameters and in particular the TR repetition time on the T1 time score. The MR phenomenon itself is widely known and described. Today it occupies a fundamental place in many fields of biological and chemical sciences. However, it seems to provide the greatest service in the field of medicine. The multitude of sequences, newer and newer methods of analyzing the signal received from the coils allow for the imaging of the human body as well as the insight into its changes at the cellular level.

18

Wpływ szumu i jakości sygnału na pomiar czasu relaksacji podłużnej T1

Truszkiewicz Adrian, Aebisher David, Bartusik-Aebisher Dorota

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2021

|

Vol. 10, nr 3

205--209

PL

Rezonans magnetyczny należy do najbardziej dynamicznie rozwijających się modalności w diagnostyce obrazowej. Nowe sekwencje, jak i nowe algorytmy rekonstrukcji danych znacznie zmieniają tę diagnostykę, dając jej nowe możliwości. Mimo iż MR pozwala na uzyskanie odpowiedzi na znakomitą większość pytań stawianych dzisiejszej diagnostyce, nie jest wolny od wad i artefaktów. Niniejsza praca skupia się na wpływie szumu i jakości sygnału na wyniki określania czasu relaksacji podłużnej. Zakłócenia są nieodłącznym czynnikiem występującym w każdej metodzie pomiarowej. Ich wpływ nierzadko potrafi postawić pod znakiem zapytania uzyskane wyniki. Pomijanie czynnika, jakim jest szeroko pojęte zjawisko szumu, powoduje narażenie eksperymentu badawczego na niepowodzenie lub też na poważne błędy. Z punktu widzenia prowadzenia pomiarów rezonans magnetyczny jest bardzo skomplikowanym i podatnym systemem pomiarowym na występowanie różnorakich czynników zakłócających. Począwszy od niemożliwych do redukcji czynników związanych z konstrukcją aż po czynniki wynikłe ze stosowanych przez technika lub lekarza protokołów i sekwencji wszystkie one wpływają na uzyskany obraz. W pracy skupiono się na jednym z wielu czynników, jakim są zakłócenia, które mają swoje podłoże zarówno w samej metodzie, sprzęcie, jak również w protokołach badawczych. Analizowano wpływ jakości sygnału w kontekście stosunku s ygnał–szum (SNR), opierając się na dedykowanym fantomie.

EN

Magnetic resonance imaging is one of the most dynamically developing modalities in diagnostic imaging. New sequences as well as new data reconstruction algorithms significantly change this diagnostic, giving it new possibilities. Although MR allows you to get answers to the vast majority of questions posed in today’s diagnostics, it is not free from defects and artifacts. This paper focuses on the effect of noise and signal quality on the results of determining the longitudinal relaxation time. Noise is an inherent factor in any measurement method. Their influence can often call into question the obtained results. The omission of the factor which is the broadly understood noise phenomenon exposes the research experiment to failure or serious errors. From the point of view of conducting measurements, MRI is a very complicated and susceptible measurement system to the occurrence of various disturbing factors. From the non-reducible factors related to the design to the factors resulting from the protocols and sequences used by the technician or physician, they all influence the obtained image. The work focuses on one of the many factors, which are disturbances, which have their basis both in the method itself, in the equipment as well as in research protocols. The effect of signal quality in the context of the signal-to-noise ratio (SNR) was analyzed based on a dedicated phantom.

19

Wpływ lepkości na pomiar czasu relaksacji podłużnej w diagnostyce z wykorzystaniem MR – badania wstępne

Truszkiewicz Adrian, Aebisher David, Żyła Gaweł, Sobczak Jolanta, Wojtas Łukasz, Bartusik-Aebisher Dorota

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2021

|

Vol. 10, nr 6

475--479

PL

Niniejsza praca stanowi wstęp do badań nad wpływem lepkości na zmiany czasu relaksacji T1. Jest to badanie wstępne pozwalające na ocenę stosowania systemów klinicznych do prowadzenia tego rodzaju badań. Celem końcowym jest określanie wartości lepkości in vivo krwi w czasie badania rezonansu magnetycznego. Lepkość to parametr uzależniony od szeregu czynników występujących w ciele pacjenta, a mającym wpływ na wiele chorób, w tym takie jednostki chorobowe, jak udary mózgu czy też choroby niedokrwienne serca oraz miażdżycę, które w dzisiejszej dobie są chorobami cywilizacyjnymi.

EN

This paper is an introduction to the research on the influence of viscosity on changes in T1 relaxation time. It is a preliminary study to assess the use of clinical systems for this type of research. The end goal is to determine the in vivo viscosity of blood during MRI. Viscosity is a parameter dependent on a number of factors occurring in the patient’s body and affecting many diseases, including such diseases as strokes or ischemic heart diseases and atherosclerosis, which are nowadays diseases of civilization.

20

Philips Ingenia Ambition 1.5T – zapomnij o helu

Winiarczyk Piotr

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2021

|

Vol. 10, nr 1

41--43

PL

Philips Ingenia Ambition 1.5T wciąż jest jedynym silnopolowym rezonansem magnetycznym, uwalniającym użytkownika od trosk o dostępność i ceny helu. Jego światowa premiera miała miejsce niespełna trzy lata temu. Czego przez ten czas nauczyliśmy się o nowym magnesie BlueSeal z obsługą bezhelową?