Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Applications of nuclear magnetic resonance in physics, chemistry, geophysics and biomedical sciences
Course of study:
2019/2020
Code:
ZSDA-3-0145-s
Faculty of:
Szkoła Doktorska AGH
Study level:
Third-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Szkoła Doktorska AGH
Semester:
0
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polski i Angielski
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
dr inż. Kłodowski Krzysztof (Krzysztof.Klodowski@fis.agh.edu.pl)
Dyscypliny:
Moduł multidyscyplinarny
Module summary

Zajęcia dotyczą omówienie zjawiska magnetycznego rezonansu jądrowego oraz jego zastosowań w fizyce, chemii, geofizyce i geologii oraz naukach biomedycznych.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Uczestnik potrafi zaproponować i przeprowadzić pomiary laboratoryjne NMR i MRI zarówno indywidualnie jak i w zespole. SDA3A_K01, SDA3A_K03, SDA3A_K02 Execution of laboratory classes
Skills: he can
M_U001 Uczestnik potrafi przeprowadzić pomiary NMR i MRI, dobierając właściwie parametry pomiaru oraz przeprowadzić analizę uzyskanych wyników i zaprezentować je w formie ustnej oraz pisemnej, wyciągając na ich podstawie wnioski. SDA3A_U06, SDA3A_U02, SDA3A_U01 Execution of laboratory classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Uczestnik posiada wiedzę na temat podstaw fizycznych zjawiska magnetycznego rezonansu jądrowego. SDA3A_W01 Test
M_W002 Uczestnik posiada wiedzę dotyczącą zastosowań zjawiska magnetycznego rezonansu jądrowego w badaniach naukowych. SDA3A_W02 Test
M_W003 Uczestnik posiada wiedzę na temat metodologii pomiarów NMR i MRI. SDA3A_W03 Report
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
45 30 0 15 0 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Uczestnik potrafi zaproponować i przeprowadzić pomiary laboratoryjne NMR i MRI zarówno indywidualnie jak i w zespole. - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Uczestnik potrafi przeprowadzić pomiary NMR i MRI, dobierając właściwie parametry pomiaru oraz przeprowadzić analizę uzyskanych wyników i zaprezentować je w formie ustnej oraz pisemnej, wyciągając na ich podstawie wnioski. - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Uczestnik posiada wiedzę na temat podstaw fizycznych zjawiska magnetycznego rezonansu jądrowego. + - - - - - - - - - -
M_W002 Uczestnik posiada wiedzę dotyczącą zastosowań zjawiska magnetycznego rezonansu jądrowego w badaniach naukowych. + - - - - - - - - - -
M_W003 Uczestnik posiada wiedzę na temat metodologii pomiarów NMR i MRI. + - - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 109 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 45 h
Preparation for classes 15 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 h
Realization of independently performed tasks 30 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 2 h
Module content
Lectures (30h):
Wykład

Wykład:

  • Wprowadzenie do NMR (2 godziny)
  • Poziomy energetyczne (2 godziny)
  • Model wektorowy NMR (2 godziny)
  • Relaksacja (2 godziny)
  • Aparatura (2 godziny)
  • Sekwencje impulsowe (2 godziny)
  • Transformata Fouriera (2 godziny)
  • Opis kwantowo mechaniczny NMR (4 godziny)
  • NMR próbek ciekłych (2 godziny)
  • NMR ciał stałych (2 godziny)
  • NMR materiałów porowatych (2 godziny)
  • NMR w badaniach biomedycznych (2 godziny)
  • Obrazowanie NMR (MRI) (4 godziny)

Laboratory classes (15h):
Laboratoria

  • Spektrometria impulsowa i relaksometria
  • Spektrometria impulsowa i relaksometria w polu ziemskim
  • Obrazowanie magnetyczno-rezonansowe (MRI)

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zaliczenie laboratorium wymaga zaliczenia wszystkich ćwiczeń podanych w treści modułu.
Warunkiem uzyskania zaliczenia z pojedynczego ćwiczenia jest:
* uzyskanie pozytywnej oceny z przygotowania teoretycznego
* poprawnie wykonane pomiary
* zaliczone sprawozdanie z opracowaniem wyników

Warunkiem przystąpienia do testu z materiału omówionego na wykładzie jest wcześniejsze uzyskanie zaliczenia z ćwiczeń laboratoryjnych.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Słuchacze winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Uczestnicy wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Uczestnik jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Method of calculating the final grade:

Oceny z testu (T) oraz z laboratoriów (L) obliczane są następująco: procent uzyskanych punktów przeliczany jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.

Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ważona ocen z testu wiedzy uzyskanej na wykładach (T) i oceny z laboratorium (L):
OK = 0.6 x T + 0.4 x L

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Ćwiczenia laboratoryjne:
Pod koniec semestru przewidziany jest dodatkowy termin ćwiczeń (ogłaszany 2 tygodnie wcześniej przez prowadzącego), w którym można wykonać pomiary, których uczestnik z przyczyn losowych nie mógł wykonać w pierwotnym terminie. Uczestnicy mogą wówczas odrabiać ćwiczenia po uprzednim uzyskaniu zgody prowadzącego zajęcia.

Prerequisites and additional requirements:

Prerequisites and additional requirements not specified

Recommended literature and teaching resources:
  • James Keeler, Understanding NMR Spectroscopy, John Wiley & Sons Ltd 2006.
  • Malcolm H. Levitt, Spin Dynamics, John Wiley & Sons Ltd 2008.
  • A complete introduction to modern NMR spectroscopy, Roger S. Macomber, John Wiley & Sons 1998.
  • NMR Logging – Principles and applications, George R. Coates, Lizhi Xiao, Mannfred G. Prammer, Halliburton Energy Services 1999.
  • Donald W. McRobbie, Elizabeth A. Moore, Martin J. Graves, Martin R. Prince, MRI – from picture to proton, Cambridge University Press 2006.
Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

K. Kłodowski, et al. “Micro-imaging of implanted scaffolds using combined MRI and micro-CT”, Computerized Medical Imaging and Graphics, 38(6) 2014, 458-468.
K. Kłodowski, A. Krzyżak, “Innovative anisotropic phantoms for calibration of diffusion tensor imaging sequences”, MRI, 34(4) 2014, 404-409.
K. Borkowski, K. Kłodowski, H. Figiel, A. Krzyżak, “A theoretical validation of the B-matrix spatial distribution approach to diffusion tensor imaging”, MRI, 36 2016, 1-6.

Additional information:

None