Статистичні ефекти та оптимальна обробка сигналів у магнітнорезонансній і проективній томографії - Автореферат

Київський національний університет імені Тараса ШевченкаРобота виконана на кафедрі медичної радіофізики радіофізичного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка, Адміністрація Президента України. Науковий керівник: кандидат фізико-математичних наук, доцент Кононов Михайло Володимирович, завідувач кафедри медичної радіофізики радіофізичного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка. доктор фізико-математичних наук Ляшенко Микола Іванович, професор кафедри квантової радіофізики радіофізичного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка; Захист відбудеться “27 ”вересня 2004 року о 16 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.001.31 у Київському національному університеті імені Тараса Шевченка, радіофізичний факультет за адресою м.Київ, проспект академіка Глушкова 2, корп. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці імені М.Максимовича Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою м.Аналіз опублікованих наукових робіт по тематиці радіофізичних методів дослідження процесів поширення, ослаблення, перевипромінювання електромагнітного випромінювання у природних та штучних середовищах при застосуванні ядерної магнітнорезонансної та проективної томографії дозволив визначити напрямки проведення подальших науково-дослідних робіт у даній сфері. Так, зокрема, варто побудувати кількісні оцінки впливу шумових та статистичних характеристик випромінювання у проективній томографії на якість кінцевої реконструкції томограм, розробити методики, які дозволяють обєктивно враховувати нестабільність характеристик приладової частини томографічних систем. Робота виконана в рамках науково-дослідних робіт, які виконувалися на кафедрі медичної радіофізики радіофізичного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка за період часу з 2000 року по 2004 рік: НДР "Розробка нових радіофізичних методів для діагностики та лікування людей" (№ 01БФ052-05 Київського національного університету імені Тараса Шевченка комплексного тематичного плану науково-дослідних робіт, які фінансуються за рахунок коштів загального фонду Державного бюджету на 2001-2005 рр., затвердженого наказом ректора № 557-32 від 29.12.2000). Метою роботи є розробка методів підвищення якості та інформативності результатів магнітнорезонансних та проективних томографічних досліджень, яка включає оптимізацію процесів збудження і вимірювання випромінювання у томографічних системах, аналіз фазочастотних характеристик експериментально виміряних сигналів, створення послідовностей перемикань градієнтних систем та систем формування радіочастотних імпульсів збудження ядерного магнітнорезонансного томографа, розробку методів оцінки залежності якості реконструйованих томограм від шумових характеристик випромінювання та особливостей методів обробки сигналів. Предметом дослідження є статистичні ефекти, що характеризують процес запису та обробки сигналів у магнітнорезонансній і проективній томографії, кодування імпульсів радіочастотного збудження та градієнтних магнітних полів, реконструкція томографічними методами декількох просторових розподілів характеристик обєктів, особливості взаємодії електромагнітного випромінювання з речовиною, розвязання зворотніх задач теорії електромагнітного поля, проведення математичного моделювання, використання радіофізичних методів в медицині.Встановлено, що оптимізація параметрів реконструкції та методів обробки сигналів дозволяють підвищити інформативність та якість томографічних досліджень, скоротити час вимірювання експериментальних даних. Ці процеси формують характеристики реконструйованих зображень, тому в розділі також наведений аналіз методів реконструкції просторових розподілів характеристик обєктів, вимірювання експериментальних даних, оцінки якості відновлення просторових розподілів характеристик обєкта. розділ 2 присвячений обгрунтуванню напрямків досліджень, опису методів вирішення задач, розробці загальної методики проведення досліджень. Загальна методика проведення досліджень в області ЯМР томографії включає виконання робіт в рамках наступних етапів - аналіз математичних моделей - фізичних законів часової поведінки вектора намагніченості речовини; визначення особливостей розподілених характеристик, які потрібно реконструювати; підбір або побудова імпульсної послідовності для просторового кодування збудження спінових систем; розвязання зворотньої задачі відновлення спінових характеристик; якісний та кількісний аналіз адекватності результатів реконструкції.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ