1 Temat projektu/pracy dyplomowej magisterskiej (jęz. pol.) Temat projektu/pracy dyplomowej magisterskiej (jęz. ang.)

Transkrypt

1 TEMATY PROJEKTÓW MAGISTERSKICH W KATEDRZE INŻYNIERII BIOMEDYCZNEJ w roku akademickim 2016/2017 WFTiMS 1 Analiza właściwości osłabiania promieniowania X i gamma wybranych materiałów osłonnych Analysis of attenuation of X and gamma radiation of selective protective shields dr Brygida Mielewska Celem pracy jest analiza właściwości nowoczesnych materiałów wykorzystywanych jako osłony przed promieniowaniem fotonowym. Obejmuje ona zapoznanie się z obecnie stosowanymi lekkimi materiałami dobrze absorbującymi promieniowanie fotonowe, wyznaczenie ich parametrów charakterystycznych w danym przedziale energii promieniowania, zestawienie i analiza wyników. 1. Dokonanie analizy zjawisk odpowiedzialnych za skuteczne pochłanianie promieniowania. 2. Zapoznanie się dostępnymi bazami i oprgramowaniem 3. Analiza kryteriów oceny parametrów osłonnych. 4. Obliczenia ochronności analizowanych osłon. 1. F Tabbakh1, et al. Carbohydrate based materials for gamma radiation shielding, Journal of Physics: Conference Series 611 (2015) Aghamiri M.R et al., A Novel Design for Production of Efficient Flexible Lead-Free Shields against X-ray Photons in Diagnostic Energy Range, J Biomed Phys Eng 2011; 1(1) 3. McCaffrey et al Radiation attenuation by lead and nonlead materials used in radiation shielding garments, Med. Phys. 34 ( 2007) Kontakt: brygida@mif.pg.gda.pl

2 2 Analiza parametrów osłonnych przed promieniowaniem beta wybranych materiałów Analysis of attenuation of beta radiation of selective protective shields dr Brygida Mielewska -2 Celem pracy jest wyznaczenie doświadczalne parametrów osłonnych wybranych materiałów wykorzystywanych jako ochrona przed promieniowaniem beta. Obejmuje ona zapoznanie się z obecnym stanem badań, wybór materiałów oraz pomiar odpowiednich współczynników umożliwiających ocenę parametrów pochłaniania wiązki promieniowania beta. 1. Dokonanie analizy zjawisk odpowiedzialnych za skuteczne pochłanianie promieniowania beta. 2. Zapoznanie się dostępnym wyposażeniem jak również bazami danych i oprogramowaniem 3. Wykonanie pomiarów, ocena niepewności pomiaru 4. Analiza kryteriów oceny parametrów osłonnych. Obliczenia ochronności analizowanych osłon. 5. Analiza wyników i wnioski 1. Taisuke M. et al, Optimal radiation shielding for beta and bremsstrahlung radiation emitted by 89Sr and 90Y: validation by empirical approach and Monte Carlo simulation, Ann. Nucl. Med (2014) 2. Amato, E, Lizio D., Plastic materials as a radiation shield for β sources: a comparative study through Monte Carlo calculation, J. Radiol. Prot. 29 (2009) Zanzonico P.B., Internal Radionuclide Radiation Dosimetry: A Review of Basic Concepts and Recent Developments, J.Nucl.Med. 41 (2000) 287. Kontakt: brygida@mif.pg.gda.pl

3 3 Projekt i optymalizacja numeryczna parametrów układu przyspieszania wiązki jonów Project and numeric optimalization of parameters of ion accelerating system dr Brygida Mielewska mgr Tomasz Neumann Przeglad literatury dotyczacej budowy i zasady działania układów przyspieszania i modelowania wiązki jonów w polu elektrycznym i magnetycznym, opracowanie modelu numerycznego i przeprowadzenie symulacji za pomocą programu CPO 1. Zapoznanie się z literaturą dotyczącą akceleracji cząstek 2. Opracowanie modelu numerycznego akceleratora 3. Symulacja zachowania wiązek jonów o róznych energiach i parametrach 4. Analiza i wnioski 1. W. Scharf, Akceleratory biomedyczne, PWN 2. Dahl. P, Introduction to electron and ion optics 3. Instrukcja do programu CPO3D, 4. Cussol D., Nuclear Physics and Hadron Therapy

4 4 Zbadanie wpływu funkcji fazowej w symulacjach propagacji światła w tkankach Study of the phase function role in simulations light propagation in tissues. dr Brygida Mielewska mgr Tomasz Neumann Określenie wpływu parametrów funkcji fazowej rozpraszania na głębokość wnikania światła w tkankach w symulacjach Monte Carlo. 1. Zapoznanie się z tematyką propagacji światła w ośrodkach biologicznych oraz metodami symulacyjnymi propagacji światła 2. Przygotowanie odpowiednich danych wejściowych oraz przeprowadzenie obliczeń numerycznych dla różnych parametrów funkcji fazowej 3. Analiza uzyskanych wyników 1. Tuchin, Valerii V., REVIEWS OF TOPICAL PROBLEMS: Light scattering study of tissues, Physics Uspekhi, Volume S K Sharma and Srilekha Banerjee, Role of approximate phase functions in Monte Carlo simulation of light propagation in tissues, Journal of Optics A: Pure and Applied Optics, Volume 5 3. J. Pluciński, Optyka nieuporządkowanych ośrodków silnie rozpraszających, Politechnika Gdańska

5 5 Liczba wykonawców Analiza sygnału elektroencefalograficznego (EEG) (do uzgodnienia z promotorem) Analysis of the EEG signal prof. dr hab. Józef Sienkiewicz, prof. zw. PG Zapisy elektrycznej aktywności mózgu są zapisywane za pomocą aparatury elektroencelograficznej. Zapis posiada pewne charakterystyczne cechy związane z określonymi częstotliwościami fal. Celem pracy jest rozbiór zapisu sygnałów EEG na fale składowe o częstościach należących do określonych przedziałów. Jest to istotny przy określaniu aktywności poszczególnych części mózgu i może wskazywać na ewentualne nieprawidłowości lub stany chorobowe Opis zasady działania EEG. Opis potrzebnych narzędzi do opisu sygnału Przygotowanie odpowiedniego oprogramowania. Wykonanie przetwarzania dla wybranych przykładów. Np. [PDF]analiza sygnałów eeg na potrzeby interfejsu mózg-komputer. 20, nr 3, ANALIZA SYGNAŁÓW EEG NA POTRZEBY... analizę wybranych parametrów sygnału elektroencefalograficznego na potrzeby systemu BCI,.

6 6 Liczba wykonawców Diagnostyka sygnału EEG (do uzgodnienia z promotorem) Diagnostic of the EGG signal prof. dr hab. Józef Sienkiewicz, prof. zw. PG Stworzenie narzędzia pomocniczego do diagnostyki EEG. 1. Opis metody EEG. 2. Opis zadań inżynierii danych. 3. Zapoznanie się ze zbiorem danych. 4. Sklasyfikowanie lub pogrupowanie danych za pomocą wybranej metody służącej do eksploracji danych. 5. Przeprowadzenie testów. Np. Daniel T. Larose, Okrywanie wiedzy z danych, PWN 2006 POLITECHNIKA WARSZAWSKA Wydział Elektryczny ROZPRAWA DOKTORSKA mgr inż. Marcin Kołodziej Przetwarzanie, analiza i klasyfikacja sygnału EEG... Promotor Prof. dr hab. inż. Remigiusz J. Rak Warszawa 2011

7 7 Symulacja Monte-Carlo efektów rozmycia sygnału w pozytonowej tomografii emisyjnej Monte-Carlo simulation of signal blurring effects in positron emission tomography Dr. Jan Franz The aim of the work is to investigate the signal blurring in positron emission tomography with Monte-Carlo simulations. All simulations will be done with the software package GAMOS 1. Learn how to use the GAMOS software (e.g. do the tutorials from the GAMOS webpage). 2. Run Monte Carlo simulations with GAMOS. 3. Analisys and interpretation of results. 4. Writing the thesis. Homepage of the GAMOS project (here are some tutorials): An overview about positron emmision tomography can be found in many text books on nuclear medicine, for example Chapter 18 in S. R. Cherry, J. A. Sorensen and M. E. Phelps, Physics in nuclear medicine, (Saunders, 2012) or: on wikipedia: The thesis can be written in Polish, but proficiency in English is helpful for reading the literature. The use of GAMOS requires some basic skills in computer programming with C++.

8 8 Modelowanie farmakokinetyczne w terapii fotodynamicznej Pharmacokinetic modeling in photodynamic therapy Dr. Jan Franz Comparisonn of pharmacokinetic models to describe photodynamic therapy in the treatment of cancer 1. Study of some pharmacokinetic models and some models for chemical reactions. 2. Explore the influence of the different parameters (concentration, time, etc.). 3. Visualization of results. 4. Optimization of parameters. 5. Writing the thesis. Informations on photodynamic therapy: National Cancer Institute: Wikipedia article: An overview about pharmacokinetics can be found in Chapter 11 in G. L. Patrick, An introduction to medicinal chemistry, (Oxford University Press, 2017) An example for a pharmacokinetic model for photodynamic therapy can be found in the article A. Holder and D. Llagostera, Optimal treatments for photodynamic therapy, 4OR A Quarterly Journal of Operations Research, June 2008, Volume 6, Issue 2, pp The article can be downloaded at: dx.doi.org/ /s The thesis can be written in Polish, but proficiency in English is helpful for reading the literature. The calculation of the models requires numerical mathematics. For this purpose it is helpful to have some knowledge of using mathematical software like Mathematica, Matlab or Octave.