|
|
Measurement of selected samples relaxations by use of NMR
Kovalčík, Tomáš ; Gescheidtová, Eva (referee) ; Bartušek, Karel (advisor)
The work deals with nuclear magnetic resonance and principles of relaxation measurement and diffusion constants. Magnetic resonance is phenomenon, when energy in the form of RF pulse with Larmor frequency is added to this material in the magnetic field B0, the elements will be excited to a higher energy level. When you measure FID up to 90° RF pulse, from the absorption line, you will acquire . Further we can, for measurement of the transverse relaxation time T2, use the Spin echo method, that makes use of the 90° RF pulse and the series of 180° RF pulses. From measured values, the T2 relaxation time is directly acquired (inhomogeneity will prevent existence).
|
|
|
MR image data processing in study of tissue cultures
Bidman, Petr ; Šmirg, Ondřej (referee) ; Gescheidtová, Eva (advisor)
Techniques based on principle of nuclear magnetic resonance (NMR) belong to the most modern methods for studying physical, chemical and biological properties of materials [1]. Their universality predestinates them for application in a wide range of scientific disciplines, e.g. in medicine to study properties of tissues. Advantages of techniques utilizing principle of NMR consist in their noninvasiveness and thoughtfulness to human health or studied material. In addition, no undesirable effects of magnetic force field have been so far proved by research. Objectives of this Diploma Thesis are evaluation of MR images of tissue cultures and determination of protons amount included in them. Theoretic part of the Thesis is devoted to the bases of NMR and provides basic overview of MR methods. The spin echo method (SE) is described in more details, including the process of assessment of technique’s parameters, e.g. general magnetization. Practical part of Diploma Thesis is focused on determination of integral of image intensity of clusters of early somatic embryos. Intensity integrals characterizing number of protons in growing cluster were calculated from MR images of spruce embryos contaminated by lead. The intensity of an image weighted by spin density is proportionate to the number of proton nuclei in the chosen slice. The Thesis describes further evaluation of relaxation time T2 from MR images weighted by spin density. Following part is dealing with determination of diffusion from MR images with application of compensation methods, three-measurement arrangement and presentation of obtained results. Images were processed by use of MATLAB and MAREVISI programs.
|
|
|
Rapid scan EPR spectroscopy on DNP relevant radicals
Fargač, Tomáš ; Konečný, Martin (referee) ; Sojka, Antonín (advisor)
Electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy is a Physico-chemical method used to investigate substances with unpaired electrons. It investigates the distribution of spin energies of an unpaired electron in a magnetic field and the transitions between individual spin states caused by the action of microwave radiation. This bachelor thesis is focused on the description of EPR spectroscopy, the calculation of relaxation times using the rapid scan method on radicals and the development of automatic coupling software for Gaussian beam coupling. The result of this work is the implementation of the developed software, evaluation of its influence on the signal quality and subsequent calculation of relaxation times.
|
|
|
MRI Acquisition and Preprocessing of Image Sequences for Clinical Perfusion Imaging
Krchňavý, Jan ; Bartoš, Michal (referee) ; Jiřík, Radovan (advisor)
This thesis describes the theory for static and dynamic magnetic-resonance imaging using contrast agents affecting T1 relaxation time. The available acquisition methods in the specified facility of Masaryk Oncological Institute in Brno are described. The sequences for subsequent experimental measurements are selected. The used phantoms are described. Acquisition protocol for measuring is described briefly and the evaluation method for the measured data is suggested. The best acquisition sequence and a method of measurements is chosen influenced by estimation of relaxation time T1, sensitivity and signal to noise ratio. Perfusion analysis is executed and perfusion parameters are calculated. The work was supported by the European Regional Development Fund and the State Budget of the Czech Republic (RECAMO, CZ.1.05/2.1.00/03.0101).
|
|
|
Study of the properties of hyperpolarized xenon-129 for magnetic resonance imaging
Rychnovský, Jan ; Nováková,, Sabina (referee) ; Kohout,, jJaroslav (referee) ; Bartušek, Karel (advisor)
Produkce hyperpolarizovaných plynů, především helia (3He) nebo xenonu (129Xe), nachází stále rostoucí rozsah aplikací v zobrazování magnetickou rezonancí (MRI). Helium ani xenon nejsou obyčejně obsaženy v těle a experimenty tedy nejsou ovlivněny nechtěným signálem z okolních tkání. Ukázalo se, že několika hyperpolarizačními technikami může být magnetická polarizace (magnetizace) jader vzácných plynů zvýšena na hladinu, se kterou jsou praktické aplikace proveditelné. Hyperpolarizované plyny mohou tedy být užitečným nástrojem pro neinvazivní zkoumání lidského dýchání, dovolující statické zobrazování během zadržení dechu nebo zkoumání dynamiky výdechu nebo nádechu, nebo funkčního zobrazování. V neživé přírodě, mohou být hyperpolarizovaný plyny využity jako kontrastní látka při studiu mikroporézních materiálů, jako jsou zeolity, stavební látky a hmoty, atd. V této doktorské práci je popsán vývoj a konstrukce aparatury pro hyperpolarizaci xenonu (izotopu 129Xe). Nákup hyperpolarizovaného xenonu od jiných výzkumných center v zahraničí a jeho dovážení by ovšem nebylo efektivní a to zejména z důvodu náročnosti zajištění potřebných fyzikálních podmínek pro přepravu hyperpolarizovaného plynu. Toto bylo hlavní motivací k vývoji vlastní technologie pro přípravu hyperpolarizovaného xenonu. Se zvládnutou technologií by bylo možné navázat spolupráci s medicínskými zařízeními, nebo s týmy zabývající se živou nebo neživou přírodou (např. při studiu mikroporézních materiálů, gelů, v zemědělských aplikacích nebo při výzkumu využívajících zvířat, atd.). Cílem této práce je studium teorie hyperpolarizovaných vzácných plynů se zaměřením na 129Xe a experimentální ověření a změření relaxačních časů pomocí jaderné magnetické rezonance. Vzhledem k tomu, že je možné hyperpolarizované vzácné plyny skladovat pro pozdější využití, se tato práce také zabývá možnostmi zásobníku hyperpolarizovaného vzácného plynu a jeho teoretickým a experimentálním řešením. V této práci jsou popsány především dva základní typy experimentů přípravy hyperpolarizovaného xenonu. V obou jsou využity zatavené válcové skleněné vzorky naplněné xenonem a doplňujícím plynem – dusíkem, heliem. První z experimentů se zabývá měřením vlastností termálně polarizovaného xenonu a druhý měřením vlastností hyperpolarizovaného xenonu. Pro hyperpolarizaci 129Xe bylo použito výkonového laseru a experimentálně byla zkoumána jednak míra polarizace na základě změny spektrální hustoty čerpacího laserového svazku a dále pak optimální doba optického čerpání 129Xe a relaxační časy xenonu.
|
|
|
Transition metal ion complexes as potential 19F MRI contrast agents
Dobrovolná, Tereza ; Kotek, Jan (advisor) ; Blahut, Jan (referee)
Fluorinated coordination compounds having short nuclear spin relaxation times due to the presence of paramagnetic metal ions close to 19 F nuclei are suitable/potential contrast agents in 19 F MRI. This thesis deals with the preparation of a ligand based on 1,4,7-triazacyclononane (TACN) with pendant arms containing fluorine atoms. The coordination properties to transition metal ions were studied and prepared complexes were characterised. Measured values of longitudinal relaxation times of 19 F NMR signal indicate that the chosen concept is promising for further use in 19 F MRI, especially for the Co(II) complex. Keywords: 19 F MRI, contrast agent, trifluoroethyl phosphinic acid, TACN, paramagnetic ion, relaxation time, effective magnetic moment
|
|
|
Rapid scan EPR spectroscopy on DNP relevant radicals
Fargač, Tomáš ; Konečný, Martin (referee) ; Sojka, Antonín (advisor)
Electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy is a Physico-chemical method used to investigate substances with unpaired electrons. It investigates the distribution of spin energies of an unpaired electron in a magnetic field and the transitions between individual spin states caused by the action of microwave radiation. This bachelor thesis is focused on the description of EPR spectroscopy, the calculation of relaxation times using the rapid scan method on radicals and the development of automatic coupling software for Gaussian beam coupling. The result of this work is the implementation of the developed software, evaluation of its influence on the signal quality and subsequent calculation of relaxation times.
|
|
|
Study of the properties of hyperpolarized xenon-129 for magnetic resonance imaging
Rychnovský, Jan ; Nováková,, Sabina (referee) ; Kohout,, jJaroslav (referee) ; Bartušek, Karel (advisor)
Produkce hyperpolarizovaných plynů, především helia (3He) nebo xenonu (129Xe), nachází stále rostoucí rozsah aplikací v zobrazování magnetickou rezonancí (MRI). Helium ani xenon nejsou obyčejně obsaženy v těle a experimenty tedy nejsou ovlivněny nechtěným signálem z okolních tkání. Ukázalo se, že několika hyperpolarizačními technikami může být magnetická polarizace (magnetizace) jader vzácných plynů zvýšena na hladinu, se kterou jsou praktické aplikace proveditelné. Hyperpolarizované plyny mohou tedy být užitečným nástrojem pro neinvazivní zkoumání lidského dýchání, dovolující statické zobrazování během zadržení dechu nebo zkoumání dynamiky výdechu nebo nádechu, nebo funkčního zobrazování. V neživé přírodě, mohou být hyperpolarizovaný plyny využity jako kontrastní látka při studiu mikroporézních materiálů, jako jsou zeolity, stavební látky a hmoty, atd. V této doktorské práci je popsán vývoj a konstrukce aparatury pro hyperpolarizaci xenonu (izotopu 129Xe). Nákup hyperpolarizovaného xenonu od jiných výzkumných center v zahraničí a jeho dovážení by ovšem nebylo efektivní a to zejména z důvodu náročnosti zajištění potřebných fyzikálních podmínek pro přepravu hyperpolarizovaného plynu. Toto bylo hlavní motivací k vývoji vlastní technologie pro přípravu hyperpolarizovaného xenonu. Se zvládnutou technologií by bylo možné navázat spolupráci s medicínskými zařízeními, nebo s týmy zabývající se živou nebo neživou přírodou (např. při studiu mikroporézních materiálů, gelů, v zemědělských aplikacích nebo při výzkumu využívajících zvířat, atd.). Cílem této práce je studium teorie hyperpolarizovaných vzácných plynů se zaměřením na 129Xe a experimentální ověření a změření relaxačních časů pomocí jaderné magnetické rezonance. Vzhledem k tomu, že je možné hyperpolarizované vzácné plyny skladovat pro pozdější využití, se tato práce také zabývá možnostmi zásobníku hyperpolarizovaného vzácného plynu a jeho teoretickým a experimentálním řešením. V této práci jsou popsány především dva základní typy experimentů přípravy hyperpolarizovaného xenonu. V obou jsou využity zatavené válcové skleněné vzorky naplněné xenonem a doplňujícím plynem – dusíkem, heliem. První z experimentů se zabývá měřením vlastností termálně polarizovaného xenonu a druhý měřením vlastností hyperpolarizovaného xenonu. Pro hyperpolarizaci 129Xe bylo použito výkonového laseru a experimentálně byla zkoumána jednak míra polarizace na základě změny spektrální hustoty čerpacího laserového svazku a dále pak optimální doba optického čerpání 129Xe a relaxační časy xenonu.
|
|
|
Measurement of selected samples relaxations by use of NMR
Kovalčík, Tomáš ; Gescheidtová, Eva (referee) ; Bartušek, Karel (advisor)
The work deals with nuclear magnetic resonance and principles of relaxation measurement and diffusion constants. Magnetic resonance is phenomenon, when energy in the form of RF pulse with Larmor frequency is added to this material in the magnetic field B0, the elements will be excited to a higher energy level. When you measure FID up to 90° RF pulse, from the absorption line, you will acquire . Further we can, for measurement of the transverse relaxation time T2, use the Spin echo method, that makes use of the 90° RF pulse and the series of 180° RF pulses. From measured values, the T2 relaxation time is directly acquired (inhomogeneity will prevent existence).
|
|
|
MRI Acquisition and Preprocessing of Image Sequences for Clinical Perfusion Imaging
Krchňavý, Jan ; Bartoš, Michal (referee) ; Jiřík, Radovan (advisor)
This thesis describes the theory for static and dynamic magnetic-resonance imaging using contrast agents affecting T1 relaxation time. The available acquisition methods in the specified facility of Masaryk Oncological Institute in Brno are described. The sequences for subsequent experimental measurements are selected. The used phantoms are described. Acquisition protocol for measuring is described briefly and the evaluation method for the measured data is suggested. The best acquisition sequence and a method of measurements is chosen influenced by estimation of relaxation time T1, sensitivity and signal to noise ratio. Perfusion analysis is executed and perfusion parameters are calculated. The work was supported by the European Regional Development Fund and the State Budget of the Czech Republic (RECAMO, CZ.1.05/2.1.00/03.0101).
|
guest ::
