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Labor Medizinische Physik

(Raum 04.00.25)


LaborleiterProf. Matthias Erich Bellemann
LaboringenieurPieter Saupe
Telefon643
Laborplätze12

Beschreibung


Die Vorlesungen in den Modulen Medizinische Physik und Medizinische Bildgebung werden durch Praktika im Labor für Medizinische Physik ver-tieft. In diesen Praktika lernt der Studierende die in den Vorlesungen in der Theorie dargelegten Prinzipien an praxisrelevanten Beispielen zu vertiefen.
Das Labor umfasst gegenwärtig acht Versuchskomplexe mit verschiede-nen Messprinzipien.
- Röntgenstrahlung
Kennenlernen der Eigenschaften von Röntgenstrahlung (Bremsstrahlung, charakteristische Strahlung); Einfluss der Röhrenspannung und des Röhrenstroms auf das Röntgenspektrum; Durchleuchtung verschiedener Messobjekte; digitale Bildverarbeitung der Röntgenbilder.
- Computertomographie
Verstehen des Prinzips der tomographischen Abbildung; Radon- Trans-formation; Aufnahme von Schnittbildern verschiedener Messobjekte; Un-tersuchung des Einflusses der Messparameter; Bildrekonstruktionsverfahren (gefilterte Rückprojektion, iterative ML/EM-Schätzverfahren).
- Bestrahlungsplanung
Einführung in die Bedienung eines Planungssystems in der Strahlenthera-pie; Definition von Zielvolumina und Risikostrukturen; Dosisberechnung mit verschiedenen Feldern; Isodosiskurven; Dosis-Volumen-Histogramm; Bildfusion von CT- und MR-Aufnahmen, Bedienung eines modernen Planungssystems zur inversen Bestrahlungsplanung; rechnergestützte Optimierung der Bestrahlungsparameter; intensitätsmodulierte Strahlungsfelder; Multileaf-Kollimator (MLC); inverse Bestrahlungsplanung; Vergleich der Bestrahlungspläne.
- MR-Spektrometrie
Prinzip der magnetischen Kernresonanz; Verhalten von Atomkernen in Magnetfeldern; Larmorgleichung; Diffusion; chemische Verschiebung; Relaxationsprozesse (T1, T2 und T2*); paramagnetische und superpara-magnetische MR-Kontrastmittel; Durchführung von Mess-Serien an einem 1,5-Tesla MR-Spektrometer (minispecmq 60, Fa. Bruker); Inversion-Recovery-Pulssequenz; Spinecho-Pulssequenz; CPMG-Pulssequenz.
- MR-Oberflächenspulen
Aufbau und Funktionsweise von Hochfrequenzspulen; technische Kompo-nenten eines HF-Systems; Einsatz von Oberflächenspulen in der MR-To-mographie und MR-Spektroskopie; Füllfaktor; Signal-Rausch-Verhältnis; Tuning & Matching; kapazitive und induktive Kopplung; Spulengüte; Leer-lauf- und Lastgüte; Frequenzverschiebung; Funktionsprinzip eines Trans-mission-Line-Resonators (TLR); Bedienung eines modernen Netzwerka-nalysators; Reflektionsmessbrücke; TLR-Volumenspule für Untersuchun-gen an Kleintieren; Sicherheitsaspekte.
- Virtuelle MR-Tomographie
Grundlagen der Magnetresonanztomographie; Magnetisierung einer Probe; Anregung der Spins; Entstehung des MR-Signals; MR- Abbildungsverfahren; Gradientenfelder; Schichtauswahl; Kodierung der Bildmatrix; Schichtselektionsgradient; Phasenkodiergradient; Frequenzkodiergradient; Bildkontrast; Schnellbildverfahren; Kleinwinkelanregung; Gradienten-echoverfahren; FLASH-Sequenz; Turbo-Spinecho-Sequenz; Signal-Rausch-Verhältnis; Bedienung des MR-Trainingsprogramms "MR Image Expert"; Generierung von T1-, T2- und -gewichteten MR-Aufnahme; Detektion von Läsionen; MR-Bildgebung unter Kontrastmittelgabe; kRaum-Abtastung; Bildartefakte.
- Laser-Computertomographie
Funktionsweise eines Lasers; Unterdrückung der Streu- und Hintergrundstrahlung; Wobbeln; Funktionsweise und Aufbau eines Lock-In-Verstärkers; Transmission und Reflektion; optische Tomographie; Vermessung und Rekonstruktion verschiedener, optisch transparenter Messobjekte; Bildrekonstruktionsverfahren; Auflösungsverbesserung; Quantifizierung; Auflösungsvermögen des Gesamtsystems.
- Magnetische Ortung
Magnetische Ortung einer Medikamentenkapsel als technische Demonstration der Verfolgung durch eine Magen-Darm-Passage. Dabei werden untersucht die zeitliche Abhängigkeit von den Magnetfeldern, der örtlichen Genauigkeit in 2D und 3D, Auswirkung von Hintergrundmagnetfeldern, sowie die Verfolgung einer Darmpassage in einem Darmmodell.

Drei weitere Praktikumsversuche werden an den Großgeräten am Universitätsklinikum der Friedrich-Schiller-Universität Jena absolviert.
- Nuklearmedizin (inkl. PET und SPECT)
Abteilung für Nuklearmedizin, Klinik für Radiologie, Universitätsklinikum Jena.
- Strahlentherapie (inkl. LINAC und Gammatron)
Abteilung für Strahlentherapie, Klinik für Radiologie, Universitätsklinikum Jena.
- Biomagnetismus (inkl. MEG und MKG)
Biomagnetisches Zentrum, Universitätsklinikum Jena

Laborausstattung


Studiengänge