|
|
Reverse Monte Carlo as MRS quantitation quality assessment
Jabłoński, Michal ; Starčuková, Jana ; Starčuk jr., Zenon
Data analysis of Magnetic Resonance Spectroscopy (MRS) using quantitation algorithms, such as AQSES, QUEST, AMARES or LCModel produces estimates of relative metabolite concentrations and their precision, estimated as the Cramer Rao Lower Bounds (CRLB). This assessment does not guarantee the uniqueness of the fit, and thus is not a true representation of the concentration uncertainty. In this publication authors propose to verify the quality of fitting by Reverse Monte Carlo method, which is independent of the estimator and has weaker requirements on the solution and model accuracy.
|
|
|
Multi-tensorové zobrazování detailu míchy z dMRI dat s vysokým úhlovým rozlišením
Zimolka, Jakub ; Starčuk, Zenon (oponent) ; Labounek, René (vedoucí práce)
Cílem této diplomové práce bylo vytvořit ucelený proces zpracování unikátních HARDI dMRI dat cervikálního míšního kanálu společně s T2-váženými anatomickými snímky ve vysokém rozlišení. V rešerši je věnována pozornost zpracování anatomických dat, teorii dMRI, popisu existujících metod odhadu 3D profilu anizotropní difuze, dále také dosavadním přístupům a metodám v zobrazování axonálních svazků míšního kanálu. Celosvětově se jako jedna z prvních prací zabýváme více-směrovými difuzními modely pro in-vivo zobrazení minoritních svazků vláken bílé hmoty. Za pomoci softwarových knihoven Spinal Cord Toolbox (SCT), FSL, vlastních skriptů a dávkového systému TORQUE pro gridové výpočty byl navrhnut vlastní proces zpracování dat, který byl testován na reálných datech z oblasti míšního kanálu mezi segmenty C4-C6 u 26 zdravých subjektů. Navržená procedura zpracování s jedním neautomatickým krokem funguje pro 25 osob od předzpracování dat až po parcelace dílčích míšních struktur na základě koregistrace s anatomickým templátem míchy. Data jedné osoby byla zkreslena pohybovými artefakty, díky kterým proces selhal. U části snímků je v sagitálních řezech pozorovatelné zvlnění snímků, způsobené pravděpodobně pulzací cév vedoucích podél míšního kanálu. Z dMRI dat byly odvozeny lokální kvantifikační metriky anatomie míchy (frakční anizotropie - FA, fraktální objem prvního - f1 a druhého f2 směru anizotropní složky difuze) z různých oblastí (bílá hmota, šedá hmota, kortiko-spinální trakt) a z různých populačních skupin (muži versus ženy). Podle očekávání nacházíme ve výsledcích útlum FA hodnot v oblasti šedé hmoty. Detekujeme druhé směry difuzí v řezech, kde vystupují kořeny míchy. V některých oblastech fraktální objem druhého směru anizotropní difuze dosahuje hodnot až 40% celkové složky intenzity dMRI signálu. Hustoty pravděpodobností všech zmíněných parametrů pro všechny zmíněné skupiny patří mezi nenormální rozložení. Nebyl pozorován závratně signifikantní rozdíl v rozloženích f1 a f2 objemů mezi muži a ženami. Rozložení FA hodnot mezi muži a ženami vyšlo statisticky jako odlišné. Bohužel je ve výsledcích pozorována poměrně značná inter-subjekt variabilita, která má výrazně vyšší rozptyl než rozdíly mezi různými skupinovými distribucemi. I přes výraznou inter-subjekt variabilitu tato práce významně rozšiřuje znalosti o možnostech náběru a zpracování MRI a dMRI dat z míšního kanálu a pokládá základ pro použití dané zobrazovací metody v budoucím možném a plánovaném klinickém výzkumu, kde nově bude možné separátně testovat alteraci anatomie míchy i na sekundárních minoritních svazcích.
|
|
| |
|
|
Image reconstruction from non-Cartesian k-space data acquired by ultra-short echo-time and fast MR imaging methods
Pšorn, Tomáš ; Latta,, Peter (oponent) ; Starčuk, Zenon (vedoucí práce)
The aim of this thesis is to handle theoretically the technique of MRI image reconstruction from non-Cartesian data such as radial, spiral, etc. Since later progress of this thesis will include actual measuring of non-Cartesian data, which is prone to the gradient infidelity, methods for measuring a performance of the gradient system will also be discussed. In practical part I will present the way the 4.7 T and 9.4~T MRI systems of the Institute of Scientific Instruments of the ASCR, v. v. i., works and use the existing pulse sequences to measure some model data.
|
|
| |
|
|
MR zobrazování fluoru-19
Meščánková, Veronika ; Latta,, Peter (oponent) ; Starčuk, Zenon (vedoucí práce)
Táto práca sa zaoberá MR zobrazovaním fluóru-19. Jej cieľom je pripraviť fantómy a biologické vzorky pre testovanie citlivosti detekcie 19F, optimalizovať metódy zobrazenia 19F na predklinickom MR systéme Bruker Biospec 94/30, preskúmať praktické možnosti zobrazenia 19F na pripravených vzorkách a porovnať citlivosť s protónovými obrazmi. Na záver je nutné zhodnotiť dosiahnuté výsledky a možné prínosy metódy.
|
|
|
Zvýraznění kontrastu pro rozlišení tkání a detekci kontrastních nanočástic metodami magnetickorezonančního zobrazování
Bačovský, Jaromír ; Macíček, Ondřej (oponent) ; Starčuk, Zenon (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá mechanismy vzniku kontrastu a jeho modifikací v magneticko-rezonančních obrazech molekulárními a nanočásticovými kontrastními činidly. V teoretické části shrnuje principy vzniku kontrastu a funkce kontrastních látek se speciálním důrazem na paramagnetické gadoliniové kontrastní látky a superparamegnetické nanočástice. Na základě analýzy typických MRI sekvencí si diplomová práce kladla za cíl vytvořit softwarovou aplikaci nazvanou MRICalc umožňující zjistit vhodné nastavení parametrů pulzní sekvence pro dosažení maximálního kontrastu. Program byl včetně grafického uživatelského prostředí vyvíjen v programovacím jazyce Python. V základní nabídce obsahuje pulsní sekvence spinové echo, FLASH, SSFP-Echo, TrueFISP, Dual - echo SSFP, Dual - echo GRE a FISP. Program umožňuje výpočet parametrů pulsní sekvence (opakovací čas, echo čas, sklápěcí úhel), kde nastává maximum kontrastu a vykreslení grafu průběhu kontrastu v závislosti na zvoleném proměnném parametru. Uživatel vybírá z předem definovaných látek, mezi kterými má být optimalizován kontrast. Korektní funkce aplikace MRICalc byla experimentálně ověřena pomocí fantomu připraveného z roztoků síranu měďnatého a destilované vody. Síran měďnatý plní ve fantomu funkci kontrastního činidla. Měření probíhalo na preklinickém MR systému Bruker Avance III 94/30 instalovaném v ÚPT AV ČR, v.v.i. Byla proměřena křivka kontrastu pro sekvenci FLASH, která je typickou variantou gradientního echa. Výsledek měření byl následně srovnán s teoretickým modelem spočteným aplikací MRICalc.
|
|
|
Susceptibilitně váhované magnetickorezonanční zobrazování
Bačovský, Jaromír ; Bartušek, Karel (oponent) ; Starčuk, Zenon (vedoucí práce)
Susceptibilitně váhované magneticko-rezonanční zobrazování (SWI) je velmi perspektivní metoda využitelná v diagnostice traumat mozku, některých neurodegenerativních onemocnění a dalších závažných zdravotních problému. Cílem této práce bylo nejprve nastudovat metody magneticko-rezonančího zobrazování se zvláštním důrazem na susceptibilitně váhované zobrazování. Tato teoretická znalost poté posloužila k praktické implementaci SWI metody na 4,7T/200mm systém instalovaný na ÚPT AV ČR, v.v.i. Bylo potřeba vytvořit prototyp softwaru, který v MRI obrazech zvýrazní vliv přechodu mezi prostředími s různou susceptibilitou. Mezi základní věci, které bylo nutno vyřešit patří filtrace obrazu pomocí HP filtru, vytvoření fázové masky, odstranění přechodů ve fázovém obraze. K ověření správnosti byly vytvořeny pokusné vzorky, jejichž vlastnosti byly voleny tak, aby bylo možné potvrdit prozkoumat vliv základních nastavení MR zařízení i vytvořeného obrazzpracovávajícího softwaru. Těmito fantomy byly v počátečních fázích slepičí vejce a později poněkud sofistikovanější vzorek z podobě citrusového plodu dopovaného nanoželezem, CaCl2, Zn, AgCl. Pomocí měření fantomů byla ověřena funkce metody a prozkoumány některé její vlastnosti vzhledem k volbě parametrů měření a zpracování obrazu.
|
|
|
SMV-2015-37: Vývoj animálního modelu septické encefalopatie pro MR měření, provedení a vyhodnocení pilotní studie
Starčuk jr., Zenon
Byly testovány dva animální modely septické encefalopatie v myši: indukce pomocí lipopolysacharidu a fekální model, aby se ověřila jejich použitelnost pro výzkum patofyziologie septické encefalopatie pomocí magnetické rezonance v poli 9.4 T. Byly optimalizovány protokoly T2-váhovaného RARE pro zobrazení morfologie a protokoly pro nativní perfuzometrii ASL a kontrastovou perfuzometrii DCE s užitím magnevistu, jejichž hlavním účelem bylo zjistit případné změny toku krve v mozku a porušení hematoencefalické bariéry. Měření byla provedena přístrojem Bruker Biospec 94/30 na souboru 27 myší anestetizovaných isofluranem při současném monitorování fyziologických funkcí. Originálni i analyzovaná data byla předána objednateli.
|
|
|
SMV-2014-22: Vývoj metodologie pro výzkum Parkinsonovy choroby v animálním modelu pomocí magnetické rezonance
Starčuk jr., Zenon
Spolupráce na přípravě animálního modelu Parkinsonovy choroby, návrh a optimalizace vhodné sady MR měření, provedení měření dodaného vzorku (40 myší, anatomie+difúze), úprava dat pro předání. Práce byla soustředěna na ověření myšího transgenního modelu Parkinsonovy choroby a na vývoj optimálního protokolu pro anatomické MR zobrazení myšího mozku s důrazem na oblasti substantia nigra, hippocampus, striatum a na srovnání diagnostické hodnoty měření DTI a DKI v těchto oblastech. Experimentální data byla u jednotlivých myší individuálně analyzována a souhrnně statisticky vyhodnocena ve skupinách testovaných a kontrolních zvířat. Na základě zhodnocení patofyziologie byly navrženy další MR postupy pro výzkum patofyziologie a vývoj časné diagnostiky a monitorování terapie.
|
host ::
RSS.