České vysoké učení technické v Praze Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská Aplikace přírodních věd Radiologická fyzika

Transkript

1 Bc Doktorský studijní program (obor) a témata disertačních prací Vysoká škola Součást vysoké školy Název studijního programu Název studijního oboru Vstupní požadavky České vysoké učení technické v Praze Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská Aplikace přírodních věd Radiologická fyzika Absolvování magisterského oboru Radiologická fyzika na FJFI nebo jiného blízkého oboru a složení přijímacích zkoušek. Studijní předměty Detektory ionizujícího záření v radiologické fyzice Fyzika a aplikace scintilačních a luminiscenčních materiálů Fyzika v radiační ochraně Interní dozimetrie a radiační ochrana Klinická dozimetrie 2 Konstrukce a využití antropomorfních fantomů při výpočtech a modelování dávek v medicíně a radiační ochraně Matematicko-fyzikální modely biologického účinku IZ Medicínské využití jaderné magnetické rezonance Metoda Monte Carlo v dozimetrii Moderní brachyterapeutické techniky Principy a metody stereotaktické radiochirurgie a radioterapie Pokročilé partie z radiologické fyziky v nukleární medicíně Problematika zajištění jakosti a dosimetrie malých a nestandardních polí v moderní radioterapii Statistika a epidemiologické studie pro radiační ochranu Základy klinické radiobiologie Anglický jazyk (pro mírně pokročilé) Anglický jazyk (pro pokročilé) Druhý cizí jazyk (pro mírně pokročilé a pokročilé) Čeština pro doktorandy (jen v anglickém studijním programu) Další povinnosti Studenti prezenční formy doktorského studijního programu se podílí na výuce předmětů zabezpečovaných katedrou dozimetrie a ionizujícího záření (KDAIZ), zejména vedením cvičení a praktik. Minimálně jednou ročně je student povinen prezentovat výsledky své výzkumné činnosti na semináři pořádaném KDAIZ. Studenti se aktivně účastní studentské grantové soutěže ČVUT a odborných akcí v ČR, např. Dny radiační ochrany, eventuálně konferencí v zahraničí a publikují své výsledky. Nezanedbatelná je jejich účast při vedení studentů pregraduálního studia.

2 Požadavky na státní doktorskou zkoušku SDZ se skládá z ústní zkoušky a z odborné rozpravy o studii, jejíž vypracování a předložení je podmínkou k připuštění k SDZ. Ústní část zkoušky se skládá ze třech okruhů otázek, z nichž dva jsou pro všechny studenty stejné (Dozimetrie, detekce ionizujícího záření, interakce, Radiologická fyzika). Třetí okruh otázek souvisí s tématem uchazečovy práce. Odborná studie může být nahrazena souborem prací publikovaných v recenzovaných časopisech. Zkušební komisi, která posuzuje obě části SDZ, navrhuje oborová rada oboru a je jmenována děkanem fakulty. Návrh témat prací 1. Automatická detekce cílových objemů nádorových onemocnění 2. Využití metody Monte Carlo v lékařských aplikacích 3. Užití metody Monte Carlo pro verifikaci ozařovacích plánů v radioterapii 4. Inverzní plánování v brachyterapii 5. Ověřování plánování léčby na Leksellově gama noži 6. Zpětné vyhodnocení výsledků radioterapie ve FNB s cílem najít nejlepší léčebná schémata pro dané malignity 7. In-vivo dozimetrie v protonové terapii 8. Monte Carlo simulace odezvy detektorů v úzkých svazcích 9. Testy nových materiálů pro dozimetrické využití v protonové terapii 10. Vývoj obrazových filtrů pro zvýšení kvality radiodiagnostických snímků a obrazů nukleární medicíny.

3 Detektory ionizujícího záření v radiologické fyzice Ing. Petr Průša, Ph.D. Získání znalostí o detektorech ionizujícího využívaných v radioterapii, radiodiagnostice a nukleární medicíně. Seznámit se s požadavky kladenými na detektory v rámci jednotlivých medicínských aplikací. Získání schopnostihodnotit vlastnosti detektorů z hlediska jednotlivých medicínských aplikací. Principy, konstrukce a parametry detektorů záření užívaných v medicínských aplikacích, včetně detektorů uvažovaných pro budoucí použití. 1) Zobrazovací detektory a. Projekční zobrazovací metody (skiagrafie, skiaskopie, mamografie ) b. Gama kamery c. SPECT d. PET e. CT 2) Měření aplikované aktivity v nukleární medicíně 3) Stanovení dozimetrických veličin v medicínských aplikacích 1. Glenn F. Knoll: Radiation Detection and Measurement, 4 th edition, 2010 John Wiley&Sons, Inc. 2. Radiation Detectors for Medical Applications, NATO Security through Science Series B: Physics and Biophysics, edited by S. Tavernier, A. Gektin, B. Grinyov, W.W.Moses, 2006 Springer, Dordrecht 3. Technical Report Series No. 457 Dosimetry in Diagnostic Radiology: An International Code of Practice, 2007 IAEA, Vienna 4. Technical Report Series No. 398 Absorbed Dose Determination in External Beam Radiotherapy: An International Code of Practice for Dosimetry Based on Standards of Absorbed Dose to Water, 2000 IAEA, Vienna 5. Technical Report Series No. 454 Quality Assurance for Radioactivity Measurement in Nuclear Medicine, 2006 IAEA, Vienna 6. Syed N. Ahmed: Physics&Enginnering of Radiation Detection, 2007 Elsevier, Amsterdam

4 Fyzika a aplikace scintilačních a luminiscenčních materiálů Vypracování a prezentace zadaných příkladů během přednášek Ing. Martin Nikl, CSc. Pochopit fyzikální mechanismy luminiscence a scintilace a seznámit se s aplikacemi v oboru. Získat přehled o používaných scintilačních materiálech a jejich charakteristikách. Kategorizace absorpčních a luminiscenčních center, koordinačně-konfigurační diagram. Tři fáze scintilačního mechanismu a vliv defektů a nábojových pastí. Aplikace v oblastech fyziky vysokých energií, lékařského zobrazování, bezpečnostních technik a high-tech přístrojů. 1) Luminiscenční centrum v pevné látce, druhy luminiscence, historie. Valenční, zakázaný a vodivostní pás v dielektrických materiálech. Absorpční, excitační a fotoluminiscenční spektra, experimentální metody. Kinetika luminiscence, doba života excitovaného stavu, experimentální metody. Přenos energie mezi luminiscenčními centry, nezářivé zhášení z excitovaného stavu. 2) Scintilační mechanismus, historie, hlavní charakteristiky scintilátoru, experimentální metody. Záchytné stavy v zakázaném pásu a jejich monitorování (termoluminiscence, elektronová paramagnetická rezonance). Souvislosti mezi výskytem záchytných stavů, použitou technologií, a degradací parametrů scintilátoru, praktické příklady. 3) Scintilační materiály na bázi halogenidů, oxidů a sulfidů. 4) Aplikace fosforových materiálů-prášků či vrstev (osvětlovací elementy, katodová trubice, field-emission monitory). Aplikace objemových scintilátorů v medicíně (PET, CT), v průmyslu (defektoskopie, zobrazování s vysokým 2D rozlišením), ve vědě (kalorimetrické metody), v bezpečnostních a kontrolních systémech a jinde. 1. G. Blasse, BC. Grabmaier, Luminiscent materials, Springer Verlag: Berlin P.A.Rodnyi, Physical processes in in organic scintilators, CRC Press, New York I. Pelant, J. Valenta, Luminiscenční spektroskopie, Academia: Praha Luminiscence, From the theory to applications. Ed. C. Ronda, WILEY-VCH 2008, Weinheim 5. M. Nikl, Scintilation detectors for X-ray, Meas. Sci. Technol. 17, R37-R54, 2006

5 Fyzika v radiační ochraně Doplnění základní znalosti z jaderné fyziky a z detektorů ionizujícího záření na úrovni magisterského studia prof. Ing. Tomáš Čechák, CSc. Získat přehled o zdrojích ionizujícího záření, jejich stínění, o interakci ionizujícího záření s látkou a o základech radiační ochrany Zdroje ionizujícího záření s důrazem na zdroje používané v medicínských aplikacích. Interakce ionizujícího záření s látkou. Základy radiační ochrany a návrhy stínění. 1) Zdroje záření X, brzdné záření, charakteristické záření, tvary spekter záření X, fluorescenční výtěžky, tenké a tlusté terčíky při produkci brzdného záření 2) Synchrotronové záření, Čereňkovovo záření 3) Kruhové urychlovače částic, betatron, cyklotron, mikrotron, synchrotron 4) Lineární urychlovače -lineární urychlovače v radiologické fyzice 5) Radioaktivita, radionuklidové zdroje, radioaktivní přeměny, rozpadová schémata 6) Výroba umělých radioaktivních prvků, 7) Interakce nabitých částic s látkou- elektrony, těžké nabité částice, brzdná schopnost 8) interakce fotonů s látkou, fotoefekt, Comptonův rozptyl, koherentní rozptyl, tvorba páru, fotojaderné reakce, 9) Interakce neutronů s látkou, zeslabení neutronových svazků, absorpce neutronů, 10) Radioterapie s rychlými neutrony, bórová záchytová terapie, neutronová radiografie 11) Fotonové zdroje a zdroje záření X, výpočty stínění, použití vzrůstových faktorů 12) Zdroje nabitých částic návrhy stínění, produkce brzdného záření, stínění urychlovačů 13) Neutronové zdroje návrhy stínění, promptní záření gama 14) Výpočty dozimetrických veličin pro kontaminované povrchy 15) Radiační ochrana v radiologické fyzice 16) Výpočty dozimetrických veličin v polích záření 1. Martin, J, E.: Physics for Radiation Protection, John Wiley and Sons, Podgorsak, E., B.: Radiation Physics for Medical Physicists, Springer Ver. Berlin, Heidelberg Dorschel, B., Schuricht, V: Steuer, J., The Physics of Radiation Protection, Nuclear Technology Publishing, S. Humphries: Principles of Charge Particle Acceleration, John Wiley and Sons H. Wiedemann: Particle Accelerator Physics, Springer Verlag Berlin Sullivan, A., H.: A Guide to radiation and Radioactivity Levels Near High Energy Particle Accelerators, Nuclear Technology Publishing, 1992

6 Interní dozimetrie a radiační ochrana Znalost interakcí IZ, Základy dozimetrie, Radiační ochrana, Základy metody MC Řešení úkolu zadávaných v rámci kurzu. doc. Ing. Tomáš Vrba, Ph.D. Seznámit studenty s problematikou interního ozáření a vyhodnocování příjmu na základě invivo a in-vitro dat jakož i výpočtů dávek z interního ozáření pro potřeby radiační ochrany. Hlavní důraz je kladen na praktické aplikace. Výpočty příjmu. Stanovování dávek. Řešení neúplných a komplexních případů. 1) Interní ozáření v Radiační ochraně 2) Vstupné data a jejich nejistoty, řešení odlehlých hodnot 3) Biokinetické modely I. (Model dýchacího a trávicího traktu) 4) Biokinetické modely II. (systemické modely) 5) Odhad velikosti přijmu z opakovaných nebo chronických expozic 6) Dozimetrické modely a výpočet dávkových veličin 7) Problematika povrchové kontaminace 8) Optimalizovaný postup stanovení dávek 9) Interní ozáření v medicíně (farmaka) 1. General guidelines for the estimation of committed effective dose from incorporation monitoring data ( IDEAS report ) ICRP: Individual Monitoring for Intakes of Radionuclides by Workers: Design and Interpretation, Ann. ICRP 19 (1-3), ICRP: Individual Monitoring for Internal Exposure of Workers, Ann. ICRP 27 (3-4). 3. Alla Ramalinga et al.: Dosimetry of Internal Emitters in Nuclear Medicine and Radiation Protection Xie George Xu,Keith F. Eckerman: Handbook of Anatomical Models for Radiation Dosimetry

7 Klinická dozimetrie 2 Vypracování a odevzdání zadaných příkladů během semestru. Ing. Ivana Horáková, CSc., Ing. Leoš Novák, Ing. Irena Koniarová, Ph.D., Ing. Dana Prchalová Rozšířit a prohloubit znalosti v oblasti klinické dozimetrie, získat schopnost stanovit dávku v klinických svazcích a dávku pacienta. Podrobný popis celého procesu vedoucího ke stanovení a hodnocení dozimetrických veličin (kalibrace, měření, nejistoty, interpretace) v radiodiagnostice, radioterapii a nukleární medicíně. Dozimetrie v radiodiagnostice: Podrobný popis dozimetrických veličin používaných pro jednotlivé zobrazovací modality - jejich výhody a nevýhody, metody stanovení těchto veličin pro dospělé a dětské pacienty, různé způsoby kalibrace dozimetrů - jejich výhody a nevýhody a vliv na hodnotu kalibračního koeficientu a jeho nejistotu, praktické problémy při klinické dozimetrii a jejich vliv na hodnotu stanovované veličiny výsledky porovnávacích měření, stanovení diagnostických referenčních úrovní metodika a praktické problémy, různé způsoby stanovení orgánových dávek výhody a nevýhody, vliv na výsledek. Dozimetrie v radioterapii: formalismus, absorbovaná dávka ve vodě za referenčních a nereferenčních podmínek pro kobaltové, vysokoenergetické fotonové, elektronové, rentgenové, protonové svazky, svazky těžkých nabitých částic a speciální případy,protokoly pro výpočet dávky, nejistoty, srovnání formalismů,uzavřené radionuklidové zářiče v brachyterapii, kalibrace URZ, distribuce dávky v okolí URZ, oční aplikátory,verifikace dat v plánovacím systému, systém zkoušek ozařovačů a nástroje pro zhodnocení naměřených dat,dozimetrie pacienta: předléčebná verifikace plánů, in-vivo dozimetrie. Dozimetrie v nukleární medicíně: historie dozimetrie v NM, Marinelli-Quimby-Hine metodika, moderní metody - ICRP a MIRD, stanovení dávky při diagnostických aplikacích, dozimetrie při terapeutickkých aplikacích, získávání dat pro dozimetrické výpočty, fantomy, software, Monte Carlo, dozimetrie v klinické praxi. 1. IAEA, Dosimetry in Diagnostic Radiology An International Code of Practice. IAEA Technical Reports Series No. 457, IAEA, Dosimetry in Diagnostic Radiology for Paediatric Patients. IAEA Human Health Series No. 24, IAEA, Status of Computed Tomography Dosimetry for Wide Cone Beam Scanners. IAEA Human Health Reports No. 5, AAPM, Size-Specific Dose Estimates (SSDE) in Pediatric and Adult Body CT Examinations. AAPM Report No. 204, IAEA, Dosimetry in Diagnostic Radiology An International Code of Practice. IAEA Technical Reports Series No. 457, IAEA, Dosimetry in Diagnostic Radiology for PaediatricPatients. IAEA Human Health Series No. 24, IAEA, Status of Computed Tomography Dosimetry for Wide Cone Beam Scanners. IAEA Human Health Reports No. 5, AAPM, Size-Specific Dose Estimates (SSDE) in Pediatric and Adult Body CT Examinations. AAPM Report No. 204, NCRP, Reference Levels and Achievable Doses in Medical and Dental Imaging: Recommendations for the United States, NCRP Report No. 172, DOSE DATAMED 2, Diagnostic Reference Levels (DRLs) in Europe, Project Report Part 2, HEALTH PROTECTION AGENCY, Doses to Patients from Radiographic and Fluoroscopic X-ray Imaging Procedures in the UK 2010 Review, HPA-CRCE No. 034, PUBLIC HEALTH ENGLAND, Doses from Computed Tomography (CT) Examinations in the UK 2011 Review, PHA-CRCE No. 013, 2014

8 C Charakteristika studijního předmětu nebo tematického bloku Konstrukce a využití antropomorfních fantomů při výpočtech a modelování dávek v medicíně a radiační ochraně Předpokladem jsou základní znalosti radiační fyziky, interakce záření a modelování transportu záření. Výhodou jsou znalosti programování a práce v OS Unix. doc. Ing. J. Klusoň, CSc. Teoretické a praktické zvládnutí základních metod konstrukce a využití matematických modelů antropomorfních fantomů pro modelování a výpočty orgánových nebo terapeutických dávek v lékařských aplikacích a radiační ochraně. Konstrukce geometrických a voxelových antropomorfních fantomů pro modelové výpočty s využitím vybraných kódů pro simulaci transportu záření (MCNP, Fluka, Geant). 1) Principy a metody simulace dávek v lékařských aplikacích a radiační ochraně (RO) 2) Vývoj fantomů v RO, vývoj antropomorfních fantomů 3) Geometrické fantomy, typy a metody popisu, výhody/nevýhody, oblasti využití 4) Voxelové fantomy, metody konstrukce z 3D diagnostických dat, BREP a 4D fantomy 5) Implementace matematických fantomů do modelových výpočtů 6) Programové nástroje pro konstrukci antropomorfních fantomů 7) Ukázky a praktická cvičení (průběžně, výuka probíhá v počítačové laboratoři) 1. Dupree, S.A., Fraley, S.K.: A Monte Carlo Primer: A Practical Approach to radiation Transport, Springer, Dupree, S.A., Fraley, S.K.: A Monte Carlo Primer: Volume 2, Springer, Udupa, K., K., Herman, G., T.: 3D Imaging in Medicine, CRC Press LLC, Xu, Xie G., Eckerman, K.F.: Handbook of Anatomical Models for radiation Dosimetry, Taylor& Francis; 1st edition, LEE, CH.; LEE, J.-K.Computational anthropomorphic phantoms for radiation protection dosimetry: Evolution and prospects [online]. Nuclear Engineering and Technology, Vol. 38, No. 3, April ZAIDI, H.; XU, X. G. Computational Anthropomorphic Models of the Human Anatomy: ThePath to Realistic Monte Carlo Modeling in Radiological Sciences [online]. Annual Review of Biomedical Engineering, Vol. 9, p , August MCNPX User'sManual, Version 2.5.0, Documentation for CCC-715/MCNPX CodePackage, LA-CP , RSICC, OakRidge, April 2005 (nebo vyšší verze) 8. K.F.Eckerman, M. Cristy, and J.C.Ryman: The ORNL Mathematical Phantom Series 9. VAN RIPER, K.A. Body Builder User s Guide, Sabrina User s Guide, Scan2MCNP User s Guide, (položky č. 8 a 9 k dispozici v elektronické podobě)

9 Matematicko-fyzikální modely biologického účinku ionizujícího záření RNDr. Libor Judas, Ph.D. Seznámit posluchače s postupy při vytváření matematicko-fyzikálních modelů radiobiologických procesů a ukázat možnosti praktického využití těchto modelů. Biologické účinky ionizujícího záření. Využití matematicko-fyzikálních modelů v radiobiologii, silné a slabé stránky modelového přístupu. 1) Jednotlivé fáze radiobiologického mechanismu. 2) Hierarchické a flexibilní buněčné systémy, možnosti jejich matematického modelování. 3) Numerická řešení, optimalizace parametrů modelů, intervaly spolehlivosti. 4) Modely fyzikální fáze: přehled modelů, dostupná teoretická a experimentální data. 5) Modely chemické fáze: přehled modelů, dostupná teoretická a experimentální data. 6) Modely biologické fáze: přehled modelů, dostupná teoretická, experimentální a klinická data. 7) Praktická úloha: kvantitativní dynamický model časového vývoje radiačního poškození zdravé tkáně. 1. A. Van der Kogel, M. Joiner: Basic Clinical radiobiology. Hodder Arnold Publication, 4thedition, ISBN-10: , ISBN-13: A. Mozumder: Fundamentals of Radiation Chemistry. Academic Press, 1st edition, ISBN-10: X, ISBN-13: T. E. Wheldon: Mathematical Models in Cancer Research. Adam Hilger, ISBN- 10: , ISBN-13: E. J. Hall, A. J. Giaccia: Radiobiology for the Radiologist. Lippincott Williams& Wilkins; 1st edition, ISBN-10: , ISBN-13: L. Judas: The role ofcellular and tissuecharacteristics in the development of radiation injury in normal tissues a modelling approach. Ph.D. thesis, University of Aarhus, Denmark, 1997.

10 doc. ing. Jaroslav Tintěra, CSc. Medicínské využití jaderné magnetické rezonance Principy magnetické rezonance (MR) a základy zobrazení MR (MRI), hardwarové vybavení tomografu MR, přehled měřících sekvencí a metod MRI, vztahy mezi parametry měření, efektivitou a kvalitou, speciální typy MRI, základy funkčního MRI (fmri), základy MR spektroskopie. 1) Principy NMR 2) Principy MR zobrazování 3) Sekvence pro MR zobrazování 4) Speciální typy MR zobrazování 5) Principy a aplikace funkčního MR zobrazování 6) Základy MR spektroskopie 7) Tomograf MR 8) Bezpečnostní aspekty práce na MR 1. P. Reimer, P. M. Parizel, F.-A. Stichnoth: Clinical MR paging, Springer, S. A. Huettel, A. W. Song, G. McCarthy: Functional Magnetic Resonance Imaging, Third Edition, Sinauer, M. Mechl, J. Tintěra, J. Žižka, et al.: Protokoly MR zobrazování, Galén X. Li: Functional Magnetic Resonance Imaging Processing, 2012.

11 Metoda Monte Carlo v dozimetrii Předpokladem studia jsou znalosti radiační fyziky a interakce záření, dozimetrie a základní znalosti modelování transportu záření. Praktická část preferuje vlastní práci/projekt v oblasti modelování transportu záření metodou Monte Carlo. doc. Ing. J. Klusoň, CSc. Teoretické a praktické zvládnutí pokročilejších oblastí využití matematických a stochastických metod (metoda Monte Carlo) a moderního SW vybavení se zaměřením na oblast simulací transportu záření látkou a zpracování a analýzy dat se zaměřením na dozimetrii, aplikace ionizujícího záření a radiologickou fyziku/techniku, detekci ionizujícího záření, spektrometrii, problematiku stínění a radiační ochranu. Aplikace pokročilých metod a nástrojů pro modelování transportu záření ve výpočtech odezev detekčních systémů, distribucí dozimetrických veličina a stínění pro různé druhy záření. Metody redukce variance, skórování, problematika interpretace a statistického vyhodnocení dat. 1. pokročilé nástroje a metody modelování transportu záření 2. opakované struktury, metody skórování, práce s rentgenografickými a meshtally 3. využití metod redukce variance 4. specifika simulace transportu různých typů částic 5. otázky přesnosti, spolehlivosti a interpretace výsledků 6. ukázky a praktická cvičení (průběžně, výuka probíhá v počítačové laboratoři) 1. Malvin H. Kalos, Paula A. Whitlock: Monte Carlo Methods, Wiley-VCH (2 edition), Kling, A., Barao, F., J., C., Nakagawa, M., Tavora, L., Vaz, P.: Advanced Monte Carlo for Radiation Physics, Particle Transport Simulation and Applications, Springer, Troy L. Becker: Hybrid Monte Carlo/deterministic methods for radiation shielding problems, Pro Quest, Dupree, S.A., Fraley, S.K.: A Monte Carlo Primer: A Practical Approach to radiation Transport, Springer, Lux, I. - Koblinger, L.: Monte Carlo Particle transport Methods: Neutron and Photon Calculations, ISBN , CRC Press, MCNPX User's Manual, Version 2.5.0, Documentationfor CCC-715/MCNPX Code Package, LA-CP , RSICC, Oak Ridge, April 2005 (nebo vyšší verze) 7. Burn, K.W.: Variance Reduction Techniques and Tallying Procedures in MCNP (položky č. 6 a 7 k dispozici v elektronické podobě)

12 Vypracování zadaných příkladů. Moderní brachyterapeutické techniky Zkouška MUDr. Hana Stankušová, CSc. Seznámení se s principy brachyterapie a jejím uplatnění v léčbě nádorů. Využití různých UZR a aplikačních technik v klinice. Výpočty dávek kolem UZR. Zabezpečení jakosti a radiační ochrany při brachyterapii. 1. Uzavřené radionuklidové zářiče (URZ) používané pro brachyterapii a jejich charakteristiky 2. Rozdělení brachyterapie podle dávkového příkonu 3. Metody aplikace brachyterapie ( intrakavitární, intersticiální, povrchové, intravaskulární, oční aplikátory) 4. Dočasné a permanentní aplikační techniky brachyterapie 5. Technické vybavení pro brachyterapii 6. Distribuce dávky kolem URZ 7. Specifikace dávky a její vykazování. Rozdíly proti zevní radioterapii. 8. Radiační ochrana při brachyterapii. 9. Fyzikální a klinické aspekty kontroly kvality celého procesu brachyterapie 1. The GEC ESTRO Handbook of Brachytherapy Gerbaulet A. et al; ESTRO Doporučení: Zavedení systému jakosti při využívání významných zdrojů ionizujícího záření v radioterapii. Uzavřené radionuklidové zářiče v brachyterapii. SÚJB: Zbraslav; ÚJI, Radiation Oncology Physics :A Handbook for Teachers and Students, Podgorsak E.B (editor), IAEA, A Practical Guide to Quality Control of Brachytherapy Venselaar J., Pérez-Calatayud J.; A ESTRO, Calibration of Brachytherapy Sources. Recommendation on Standardized Procedures for the Calibration of Brachytherapy Sources at SSDLs and Hospitals, IAEA, l The Physics of Modern Brachytherapy for Oncology, Baltas D.,Zamboglou N.,Sakelliou.; CRC Press, Tailor& Francis Group, 2006, 672pp. ISBN:

13 Principy a metody stereotaktické radiochirurgie a radioterapie Ing. Josef Novotný, Ph.D. Student bude seznámen se základními principy stereotaktické radiochirurgie, v současnosti využívanou technologií a některých aspektů dozimetrie pro tuto technologii. Student bude seznámen se základními principy stereotaktické lokalizace pomocí stereotaktického rámu a zobrazovacích metod. Dále budou prezentovány základní technické a fyzikální principy jednotlivých metod stereotaktické radiochirurgie zahrnujících Leksellův gama nůž, stereotaktický lineární urychlovač, systém CyberKnife, tomoterapie aj. Budou diskutovány výhody a nevýhody jednotlivých systému s ohledem na jejich klinické použití. Předmět bude probíhat formou přednášek, samostudia z doporučené literatury a předpokladem je i návštěva jednotlivých oddělení, kde je instalován Leksellův gama nůž, stereotaktický lineární urychlovač a systém CyberKnife. 1) Stereotaktická lokalizace a zobrazení 2) Leksellův gama nůž 3) Stereotaktický lineární urychlovač 4) CyberKnife 5) Standardizace a hodnocení ozařovacích plánů pro stereotaktickou radiochirurgii 6) Některé aspekty dozimetrie a zajištění jakosti při stereotaktické radiochirurgii 1. L.S.Chin, W.F. Regine, editors. Principles and Practice of Stereotactic Radiosurgery. Springer Science+Business Media, New York, J. Van Dyk, editor. The Modern Technology of Radiation Oncology. Medical Physics Publishing, Madison Wisconsin, M. H. Phillips, editor. Physical Aspects of Stereotactic Radiosurgery. Plenum Publishing Corporation, R. Liščák a kol. Radiochirurgie gama nožem. Grada Publishing, 2009 Aktuální odborné články související s problematikou

14 Pokročilé partie z radiologické fyziky v nukleární medicíně Ing. Jiří Trnka, Ph.D. Získat teoretický přehled ve vybrané oblasti aktuální problematiky nukleární medicíny a molekulárního zobrazování. PET/CT, PET/MRI, Rekonstrukce obrazu, Monte Carlo 1) Time-Of-Flight v rekonstrukci PET obrazů 2) Resolution Recovery v rekonstrukci PET a SPECT obrazů 3) Korekce na zeslabení při PET/MRI 4) Monte Carlo simulace zobrazovacích soustav 5) Monte Carlo simulace pacientských dávek 1. Cherry, Sorenson, Phelps: Physics in Nuclear Medicine, Sauderns Elsevier, Bushberg et. al.: Essential Physics in Medical Imaging, Lippincott W&W, Články z Journal of Nuclear Medicine, European Journal of NuclearMedicine and Molecular Imaging, Applied Radiation and Isotopes.

15 Problematika zajištění jakosti a dosimetrie malých a nestandardních polí v moderní radioterapii Ing. Josef Novotný, Ph.D. Podat přehled o ozařovací technice využívající malá a nestandardní pole. Charakterizovat úskalí a specifikovat problémy spojené s dozimetrií malých a nestandardních polí. Seznámit studenty s novým formalismem a vhodnými detektory. Student bude nejprve velmi stručně seznámen s přehledem moderní ozařovací techniky v současné radioterapii. Tyto ozařovací systémy budou zahrnovat lineární urychlovač s IMRT a CBCT, stereotaktickou radiochirurgii pomocí Leksellova gama nože, stereotaktický lineární urychlovač, systém CyberKnife, tomoterapie aj. Ke každému ozařovacímu systému budou diskutovány specifické požadavky na zajištění jakosti. Budou probírány jednotlivé testy a testovací pomůcky zahrnující speciální fantomy a detektory. Bude rovněž adresována problematika dosimetrie malých a nestandardních polí pro tyto ozařovací systémy. 1) Přehled technologie využívající malá a nestandardní pole 2) Specifika zajištění jakosti pro tuto technologii 3) Přehled některých nejdůležitějších testů 4) Charakteristika a dozimetrická problematika malých a nestandardních polí 5) Nový formalismus pro dosimetrii malých a nestandardních polí 6) Detektory pro dosimetrii malých a nestandardních polí 1. L.S. Chin, W.F. Regine, editors. Principles and Practice of Stereotactic Radiosurgery. Springer Science+Business Media, New York, J. Van Dyk, editor. The Modern Technology of Radiation Oncology. Medical Physics Publishing, Madison Wisconsin, Alfonso R, Andreo P, Capote R, et al. A new formalism for reference dosimetry of small and nonstandard fields. Med Phys 35(11), 2008, p Aktuální odborné články související s problematikou

16 Statistika a epidemiologické studie proradiační ochranu RNDr. Ladislav Tomášek, CSc. Osvojit si statistické metody a způsob statistického uvažování a základní principy epidemiologických studií. Aplikace statistických a epidemiologických metod v radiační ochraně a při hodnocení rizika. 1) Základní statistické pojmy 2) Statistické postupy pro spojité veličiny 3) Statistické postupy pro kategoriální veličiny 4) Regresní a korelační metody 5) Neparametrické metody 6) Statistické postupy v epidemiologii 7) Ukazatele a modely rizika 8) Hodnocení chronických expozic 9) Radioepidemiologie 10) Nejistoty měření a expozic 11) Epidemiologie radonu 12) Epidemiologie po Černobylu 1. ARMITAGE, P., BERRY, G. Statistical Methods in Medical Research. Blackwell Scientific Publications, Oxford, DALY, L.E., BOURKE, G.J., McGILVRAY, J. Interpretation and Uses of Medical Statistics. Blackwell Scientific Publications, Oxford, JEWELL, N.P. Statistics for Epidemiology. Chapman&Hall/CRC, Boca Raton, KAHN, H.A., SEMPOS, CH. T. Statistical Methods in Epidemiology. Oxford University Press, Oxford KIRKWOOD, B.R. Essentials of Medical Statistics. Blackwell Scientific Publications, Oxford, WASSERTHEIL-SMOLLER, S. Biostatistics and Epidemiology; a Primer for Health Professionals. Springer Verlag, New York, (dostupné na webu) 7. COGGON, D., ROSE, G., BARKER, D.J.P. Epidemiology fortheuninitiated. BMJ Publishing Group, McDONALD, J.H. Handbook of biological statistics, 9. NIST/SEMATECH e-handbook of Statistical Methods, dos SANTOS SILVA, I. Cancer Epidemiology: Principles and Methods. International Agency for Research on Cancer, Lyon, SWINSCOW, T.D.V. Statisticsat Square One. BMJ Publishing Group,

17 Základy klinické radiobiologie Ing. Marie Davídková, CSc. Seznámení s oblastmi radiační biologie relevantními pro klinickou praxi v radioterapii. Semináře týkající se nejdůležitějších biologických a biochemických procesů odezvy tkání a orgánů při radiační terapii nádorů. 1) Buněčná proliferace, růst nádorů a normálních tkání, 2) Radiační odezva a tolerance normálních tkání, klinické projevy poškození normální tkáně, 3) Vztah poškození DNA a přežití buněk, genetická kontrola buněčné odezvy na ozáření, 4) Vztah dávky a účinku v radioterapii, 5) Modely buněčného přežití, Lineárně-kvadratický model v klinické praxi, 6) Frakcionace ozáření, 7) Radiobiologie nádorů, 8) Kyslíkový efekt a okolí nádorů, radioresistence nádorů způsobená hypoxií, 9) Kombinace chemoterapie a radioterapie, 10) Individualizace terapie. 1. Steel, G.G.: Basic Clinical Radiobiology, Arnold, London, Hall E.: Radiobiology for the radiologist, NY, Lippicott W&W, Mozumder, A., Hatano, Y. Charged particle and photon interactions with matter: Chemical, Physicochemical, and Biological Consequences with Applications, Marcel Dekker Inc, Alpen, E.L.: Radiation Biophysics, Academic Press, San Diego, Nias, A.H.W.: An introduction to radiobiology, Wiley, Chichester, Lehnert, S.: Biomolecular action of ionizing radiation, Taylor&Francis, 2008

18 Anglický jazyk pro doktorandy (mírně pokročilí) Domácí četba z oboru studenta v rozsahu 150 stran a excerpce subtechnické slovní zásoby. Prezentace vlastního článku. Kurz je určen pro studenty, kteří absolvovali magisterské studium, včetně kurzu angličtiny na úrovni B1 dle SERR. Požadovaná výstupní úroveň - C1. Mgr. Hana Čápová, Irena Dvořáková, prom. fil. Cílem dvousemestrálního kurzu je připravit intenzivně slovem i písmem na zvládání profesních situací formou kontaktních hodin v prezenčním studiu, nebo řízeným samostatným studiem v distančním studiu, v obou případech s využitím nabídnutých e-materiálů. Kurz se soustřeďuje výhradně na profesní problematiku a rozvíjí technickou a subtechnickou slovní zásobu a opakuje i gramatické pasáže typické pro odborný jazyk. 1. Problematika textu, tj. práce s odbornou literaturou, poslech, zápis vyslechnuté přednášky, souvislý psaný projev (CV, motivační dopis, plán práce, žádosti, zpráva o studiu, apod.). 2. Vlastní článek a jeho prezentace plus diskuze, ústní interakce a plynulý ústní projev na profesní témata se zaujetím stanoviska v diskusi. 1. E. Valentová, I. Dvořáková, J. King: Academic English I. VI. + Supplement, R. R. Jordan: English for Academic Purposes, CUP, M. McCarthy, F. O Dell: Academic Vocabulary in Use, CUP, T. N. Huckin, L. A. Olsen: Technical Writing and Professional Communication, McGraw- Hill, Elektronické materiály dle témat a potřeby.

19 Anglický jazyk pro doktorandy (pokročilí) Doplňkové prezentace a diskuze. Prezentace vlastního článku. Kurz je určen pro studenty, kteří absolvovali magisterské studium, včetně kurzu angličtiny na úrovni alespoň B2 dle SERR. Požadovaná výstupní úroveň - alespoň C1. Mgr. Hana Čápová, Irena Dvořáková, prom. fil. Cílem dvousemestrálního kurzu je upevnit dříve získané jazykové návyky a dovednosti slovem i písmem, výrazně je prohloubit formou kontaktních hodin v prezenčním studiu, nebo řízeným samostatným studiem v distančním studiu, v obou případech s využitím nabídnutých e-materiálů, příp. e-výukou. Výhradně profesní náplň kurzu, tj. problematika textu v praxi. 1. Práce s literaturou, souvislý psaný projev. 2. CV, zprávy, plán práce, žádosti, dopisy, motivační dopis, článek, zpráva o studiu, interpunkce. 3. Prezentace - ústní interakce s přesnými formulacemi myšlenek. 4. Diskuze, zaujímaní postojů a vyjadřování názorů; bezchybný samostatný ústní projev s profesní tématikou. 5. Poslech s porozuměním a zápis vyslechnutého textu. 1. E. Valentová, I. Dvořáková, J. King: Academic English I. VI. + Supplement, R. R. Jordan: English for Academic Purposes, CUP, M. McCarthy, F. O Dell: Academic Vocabulary in Use, CUP, T. N. Huckin, L. A. Olsen: Technical Writing and Professional Communication, McGraw- Hill, Elektronické materiály dle témat a potřeby.

20 Francouzština pro doktorandy Vstupním požadavkem je jazyková úroveň alespoň A2 podle SERR (odpovídá např. dokončenému kurzu francouzštiny pro začátečníky v základním studiu na naší fakultě). PhDr. Zuzana Panáčková Cílem kurzu je připravit studenty na ústní a písemnou odbornou komunikaci v akademickém a profesním prostředí. V návaznosti na předchozí studium budou studenti také schopni přiměřeně a jazykově správně reagovat v každodenních a společenských situacích. Upevní a rozšíří své jazykové znalosti i s ohledem na jevy typické pro odborný jazyk. Obsahové zaměření a základní témata: 1. Studium, specializace, téma výzkumu a disertační práce (ústní projev). Jazykové prostředky: slovní zásoba specializace, používání členů, předložek. Situace - představování. 2. Odborný text blízký studovanému oboru: čtení, analýza textu, prvky odborného vyjadřování. Jazyk: odborná terminologie, obecně technické výrazy, nominalizace, tvoření slov. Zájmena osobní předmětová. Obecná témata - slovníky, jazyky, frankofonie. Funkce: zdvořilá žádost, souhlas, omluva. 3. Čísla, matematické formule, popis grafu. Jazyk: minulé časy včetně passé simple. Zájmena tázací. Funkce: zdvořilý dotaz a vyjádření názoru. 4. Text: Jak psát doktorskou práci, zprávu z výzkumu, výzkumný projekt. Druhy odborných textů, jejich kompozice. Jazyk: osobní a neosobní vyjadřování, trpný rod. Funkce: vyjádření jistoty, nejistoty, cizího mínění. 5. Sciences, techniques, technologies. Článek L aventure de l innovation technologique. Jazyk: mluvnické jevy typické pro odborné vyjadřování. Jak psát úvod odborné práce. 6. Vědecká vysvětlení (explications scientifiques) - článek, diskuse. Jazyk: druhy vedlejších vět. Situace: komunikace v každodenních situacích. 7. Čtení z fyziky / chemie (ze skript odborné francouzštiny). Rozšíření slovní zásoby z fyziky / chemie. Zkracování vedlejších vět, participiální věty, gérondif. Situace: komunikace v každodenních situacích (pokračování). 8. Text: Jak psát doktorskou práci, zprávu z výzkumu, stať a závěr, odstavce. Jazyk: jazykové prostředky využitelné pro písemnou komunikaci a ústní prezentaci: slova, vazby. 9. Soukromý a transakční dopis, oficiální dopis (žádost o stáž, motivační dopis). Situace: písemná komunikace formální a neformální. 10. Popis stavu, situace, zdůvodnění projektu (na základě textů v učebnici). Cíl, příčina, důsledek, podmínka, přípustka. Jazyk: koherence, koheze, způsoby organizace textu na základě konkrétních ukázek. 1. Kleeman Rochas et al.: Comment rédiger un rapport, un mémoire, un projet de recherche (Manuel de rédaction, projet Redigera IUE 2004). 2. Panáčková, Z: Odborná francouzština pro studenty FJFI, vyd. ČVUT (skripta), Girardet-Frérot: učebnice Panorama 3, Clé international, časopis la Recherche, slovníky, mluvnické příručky, texty z oboru.