Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Mikrotomografia
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
JMNB-1-501-s
Wydział:
Fizyki i Informatyki Stosowanej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Mikro- i nanotechnologie w biofizyce
Semestr:
5
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Tarasiuk Jacek (tarasiuk@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Przedmiot pozwala zapoznać się z tą nowoczesną techniką strukturalnych badań rentgenowskich od strony teoretycznej jak i zdobyć umiejętności praktyczne niezbędne do pracy z wykorzystaniem micro-CT.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student zna technikę mikrotomografii komputerowej MNB1A_W01, MNB1A_W06, MNB1A_W05, MNB1A_W02 Kolokwium,
Prezentacja
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi przeprowadzić analizę danych trójwymiarowych. MNB1A_U04, MNB1A_U05, MNB1A_U02, MNB1A_U06, MNB1A_U01 Sprawozdanie,
Zaliczenie laboratorium
M_U002 Student potrafi zaprojektować i wykonać podstawowy pomiar tomograficzny. MNB1A_U04, MNB1A_U11, MNB1A_U05, MNB1A_U06 Kolokwium,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student potrafi publicznie przedstawić wykonane badania i płynące z nich wnioski. MNB1A_K05, MNB1A_K01, MNB1A_K03 Prezentacja
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
45 22 0 15 0 8 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Student zna technikę mikrotomografii komputerowej - - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi przeprowadzić analizę danych trójwymiarowych. + - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi zaprojektować i wykonać podstawowy pomiar tomograficzny. - - - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi publicznie przedstawić wykonane badania i płynące z nich wnioski. - - - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 87 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 45 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 20 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (22h):
Wykład z mikrotomografii

Tematyka zajęć:

  1. Podstawy metod tomograficznych ze szczególnym uwzględnieniem mikrotomografii. (3h)
  2. Systemy i geometrie pomiarowe układów micro-CT. (1h)
  3. Metody rekonstrukcji obiektów 3D. (2h)
  4. Artefakty i ograniczenia pomiarowe. (3h)
  5. Wizualizacja danych. (2h)
  6. Przykłady zastosowań badań micro-CT. (3h)
  7. ImageJ w analizie danych micro-CT. (6h)
  8. Przegląd dostępnych na rynku rozwiązań w zakresie sprzętu i oprogramowania. (2h)

Ćwiczenia laboratoryjne (15h):
  1. 1 Podstawowy pomiar micro-CT (6h)

    Wykonanie laboratorium odbywa się w dwóch etapach.

    1. Studenci w laboratorium tomograficznym zapoznają się z procedurami wykonania standardowego pomiaru tomograficznego. Uczą się:
    2. konfiguracji układu pomiarowego
    3. kalibracji układu pomiarowego
    4. ustalania parametrów pomiaru w zależności od rodzaju próbki
    5. rekonstrukcji 3D na podstawie danych pomiarowych
    6. Studenci w laboratorium komputerowym uczą się zasad i metod podstawowej obróbki danych pomiarowych.

  2. 2 Zaawansowany pomiar i analiza danych (9h)

    Wykonanie laboratorium odbywa się w trzech etapach.

    1. Studenci w laboratorium tomograficznym wykonują złożone i zaawansowane pomiary różnych próbek. Każda grupa mierzy inną próbkę.
    2. Studenci w laboratorium komputerowym obrabiają dane pomiarowe i wykonują ich podstawową analizę.
    3. Studenci w laboratorium komputerowym wykonują zaawansowaną analizę danych zależną od rodzaju zmierzonej próbki.

Konwersatorium (8h):
  1. Konwersatorium – część ogólna

    Studenci omawiają wybrane wspólnie z prowadzącym artykuły naukowe prezentujące najnowsze badania z wykorzystaniem techniki micro-CT.

  2. Konwersatorium – część związana z wykonanymi pomiarami

    Studenci prezentują wykonane przez siebie pomiary oraz przedstawiają otrzymane wyniki i ich analizę.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: 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.
  • Konwersatorium: Nie określono
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Konwersatorium:

  1. prezentacja, omówienie programu itp. 18 pkt. w tym:
    - samodzielny wybór tematu 3 pkt.
    - jasność przekazu, logiczny układ treści 6 pkt.
    - poprawność merytoryczna 6 pkt.
    - estetyka prezentacji 3 pkt.
  2. aktywność, udział w dyskusjach itp. 2 pkt.
  3. kolokwium na zakończenie 40 pkt.

Laboratorium

  1. Sprawozdaniz z pierwszego laboratorium 15pkt
  2. Sprawozdanie z drugiego laboratorium 25 pkt.
Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student 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.
  • Konwersatorium:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Nie określono
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa:

  1. Wymagana jest ocena 3.0 z każdej formy zajęć
  2. Ocena końcowa obliczana na podstawie sumy punktów ze wszystkich form zajęć
Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

W przypadku nieobecności na laboratorium istnieje możliwość odrobienia go wraz z inną grupą.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Ukończony kurs z podstaw fizyki.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Niestety w języku polskim nie ma żadnej książki na temat mikrotomografii.

Literatura anglojęzyczna:

  • Mizutani, R; Suzuki, Y (2012). “X-ray microtomography in biology”. Micron (Oxford, England : 1993)
  • X-Ray Computed Tomography in Biomedical Engineering, Cierniak, R. Springer 2011
  • MicroComputed Tomography: Methodology and Applications, Stuart R. Stock CRC Press, 2008 /dostępna w bibliotece wydziałowej/
Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:
  1. Metformin decreases reactive oxygen species, enhances osteogenic properties of adipose-derived multipotent mesenchymal stem cells \emph{in vitro}, and increases bone density \emph{in vivo} / Krzysztof Marycz, Krzysztof A. Tomaszewski, Katarzyna Kornicka, Brandon Michael Henry, Sebastian WROŃSKI, Jacek TARASIUK, Monika Maredziak // Oxidative Medicine and Cellular Longevity ; ISSN 1942-0900. — 2016 art. no. 9785890, s. 1–19. — Bibliogr. s. 18–19.
  1. Vibrational and numerical evaluation of human incus mechanical properties / V. Gyliené, N. Kraptavičiuté, P. Lipinski, S. WROŃSKI, R. Rahouadj, J. TARASIUK, A. Baldit, G. Gylys, K. Norkaityté // Mechanika ; ISSN 1392-1207. — 2016 vol. 22 iss. 6, s. 525–529. — Bibliogr. s. 528–529
  1. X-ray computed microtomography – a useful tool for petrophysical properties determination / Jadwiga A. JARZYNA, Paulina I. KRAKOWSKA, Edyta PUSKARCZYK, Kamila WAWRZYNIAK-GUZ, Jakub Bielecki, Konrad Tkocz, Jacek TARASIUK, Sebastian WROŃSKI, Marek DOHNALIK // Computational Geosciences ; ISSN 1420-0597. — 2016 vol. 20 iss. 5, s. 1155–1167. — Bibliogr. s. 1167
Informacje dodatkowe:

Prosimy studentów o przyniesienie interesujących próbek, które można by zmierzyć w ramach laboratorium. Mogą to być bardzo różne rzeczy. Dotychczas mierzyliśmy na zajęciach np. kamienie usunięte z woreczka żółciowego; ziarna kawy naturalnej, słabo i mocno wypalonej; plastikowy nóż mający wytrzymałość i ostrość stali itp.