MBT - Beeldvormende Technieken Flashcards
Soorten interactie tussen straling en object
- Reflectie
- Transmissie
- Emissie (MRI, straling komt uit het lichaam)
Straling gebruikt bij MRI
Radiogolven. Deze worden uitgezonden door waterstofkernen. Van deze radiogolven wordt een plaatje gemaakt
Kleur van bot op een MRI en CT
- CT is bot wit
- MRI is bot zwart
Dit verschil komt door de soort straling en de weefseleigenschap die wordt afgebeeld
Hoe wordt magnetisme van atoomkernen veroorzaakt
Door kernspin (van de kern/proton)
Hoe wordt magnetisme van atoomkernen veroorzaakt
Door kernspin (van de kern/proton)
Wat zijn kenmerken van en kernspin
- Kern ‘tolt’ om zijn as. Hierdoor is het een klein magneetje
- Dit komt alleen voor bij moleculen met oneven aantal protonen en/of neuronen
- De pijl geeft de noordpool aan
- Net als een kompasnaald richt de kern zich in een extern magnetisch veld langs dat veld
- De patiënt is in een sterk magnetisch veld (‘tunnel’)
- De spinnende waterstofkernen richten zich volgens dat veld
Precessie
Het wiebelen van een tol om de richting van de zwaartekracht. Dit gebeurt er bij een spinnende proton. De waterstofkern precedeert om de richting van het externe magneetveld
Hoe wordt de frequentie (Larmourfrequentie) van percessie berekent
fL = (y/2pi) x B
- B: sterkte magnetisch veld in Tesla
- y/2pi: gyromagnetische verhouding en hangt af van de soort kern
Hoe wordt de frequentie (Larmourfrequentie) van percessie berekent
fL = (y/2pi) x B
- B: sterkte magnetisch veld in Tesla
- y/2pi: gyromagnetische verhouding en hangt af van de soort kern
Waarom wordt er gekozen voor een waterstofkern en niet een ander molecuul met een oneven aantal neuronen en/of protonen
De waterstofdichtheid in het lichaam is veel hoger dan van andere stoffen
Wat doet een externe radiogolf met de waterstofkernen
Duwt de as van de waterstofkernen opzij tot ze 90 graden schuin staan
Wat zijn de kleinste dingen die men kan zien
Dingen die men kan zien kunnen maximaal zo groot zijn als de golflengte van de gebruikte straling. Kleiner dan de golflengte kan men dus niet zien
Golflengten van een aantal soorten straling
- Röntgen: labda = clicht/f, dit is ongeveer 10^-12 meter
- ultrageluid: labda=cgeluid/f, dit is ongeveer 10^-3 meter
- MRI: Labda= clicht/f, dit is ongeveer 10 meter
Plakselectie
nDe golflengte van MRI is ongeveer 10 meter. Men zou dus geen dingen kunnen zien die kleiner zijn dan 10 meter, hiervoor is een trucje bedacht. Dit is de plak- en lijnselectie
Kenmerken van de plakselectie
- Magneetveldsterkte laten variënren langs lichaam (gradiënt)
- Dan varieert ook de Larmourfrequentie langs het lichaam
- Bijvoorbeeld puls van 99 MHz exciteert alleen de plak rondom z1
- Alleen deze plak gaat radiogolven uitzenden, maar men weet echter niet waar uit die plak. Daar is lijnselectie weer voor
Kenmerken van lijnselectie
- Geëxciteerde plak zendt radiogolven met Larmourfrequentie uit
- Onmiddelijk na excitatiepuls, wordt een gradiënt aangebracht in de X-richting
- Elke lijn heeft zijn eigen unieke zendfrequentie
- Men verandert in dei plak de magneetsterkte per lijn, zodat elke lijn in die plak een eigen unieke zendfrequentie uitzendt
Beeldreconstructie bij MRI
Back projection
- Herhaalde opnames met gradiënt in verschillende richtingen maken
- Dit geeft waterstofdichtheden langs lijnen in verschillende richtingen
- Back projection gebruiken om hieruit waterstofdichtheid in de plak te reconstrueren
Toch meet de MRI niet alleen de waterstofdichtheid, waardoor er verschil in plaatjes kan ontstaan. Hoe komt dit
De pixelwaarden worden naast waterstofdichtheid bepaald door de weefseleigenschappen T1 en T2. De instelling van het MRI-apparaat bepaalt hoe T1 en T2 doorwerken.
Toch meet de MRI niet alleen de waterstofdichtheid, waardoor er verschil in plaatjes kan ontstaan. Hoe komt dit
De pixelwaarden worden naast waterstofdichtheid bepaald door de weefseleigenschappen T1 en T2. De instelling van het MRI-apparaat bepaalt hoe T1 en T2 doorwerken.
Repetitietijd
TR
Het tijdsinterval tussen de pulsen.
Signaalsterke voxels en de repetitietijd
Blijkbaar hangt de signaalsterkte dat door de voxels wordt uitgezonden af van de repetitietijd. Hoe langer deze is, hoe sterker het signaal.
Dit hangt samen met dan spins alleen geëxciteerd kunnen worden als ze weer parallel staan aan het magneetveld, ofwel rechtovereind komen van de spins.
Bij een korte repetitietijd zullen veel kernen nog niet teruggekeerd zijn naar de grondtoestand (overeind), waardoor het signaal klein zal zijn
T1
De repetitietijd waarbij de signaalsterkte 63% van de maximumwaarde bereikt. Het oplopen van de signaalsterkte gaat niet even snel voor alle weefsels, hier zit het weefseleigenschap T1 achter.
Hoe verder de spin rechtop staat, hoe groter de ronddraaiende magneet en dus hoe sterker het signaal
T1 is verschillend voor verschillende weefsels, bij MR altijd repeterende pulsen. Signaalsterkte hangt af van de tijdsduur tussen de pulsen
Korte repetitietijd en het effect op water, grijze en witte stof
Water geeft in dit geval een zwak signaal (zwart), grijze stof wat lichter en witte stof het lichtst. De witte stof is het meest overeind gekomen in die tijd.
In grijze stof zit 83% water en in witte stof 72%
Wat gebeurt er als men het signaal te vroeg geeft
signaal wat betreft T1-relaxatie
De atomen staan nog niet recht overeind, waardoor ze niet op 90 graden komen te kliggen. Elke graad teveel komt bij die 90 graden op, dit omdat de stoot ze een duw teruggeven. Het signaal is dan dus zwakker, omndat het grootste signaal wordt uitgezonden waneer de atomen in een hoek van 90 graden draaien
Verschillende beeldvormende technieken
MRI, echografie, doppler, duplex
Kenmerken MRI
- 3D-reconstructie
- Anatomisch
- golven: radiogolven
- eigenschap afgebeeld: Combinatie van waterstofdichtheid, T1 en T2
Kenmerken echografie
- 3D-reconstructie
- vooral anatomisch
- golven: Ultrageluid
- eigenschap afgebeeld: verschillen in akoestische impedantie
Kenmerken Doppler
- 2D-projectie
- Functioneel
- golven: Ultrageluid
- eigenschap afgebeeld: Stroomsnelheid
Kenmerken Duplex
- 3D-reconstructie
- Zowel anatomisch als functioneel
- Golven: Ultrageluid
- Eigenschap afgebeeld: combinatie van echo en doppler
Wat gebeurt er wanner de spins een tijdje uit fase raken
Ze kunnen niet samen meer radiogolven uitzenden en daarmee de door de kernen uitgezonden radiogolven eveneens. De radiogolven versterken elkaar niet meer optimaal, waardoor de signaalsterkte van het signaal dat door de voxel wordt uitgezonden afneemt.
Waar hangt de signaalwaarde vanaf
- De echotijd (TE)
- De tijdspannen tussen de excitatiepuls en het moment dat het signaal gemeten wordt
Waar hangt de signaalwaarde vanaf
- De echotijd (TE)
- De tijdspannen tussen de excitatiepuls en het moment dat het signaal gemeten wordt
T2-relaxatie
MRI
De weefseleigenschap dat de snelheid waarmee de spins uit fase raken inhoud.
Het is de tijd dat het duurt voor het signaal om te zakken tot 37% van zijn beginwaarde
T2-relaxatie
MRI
De weefseleigenschap dat de snelheid waarmee de spins uit fase raken inhoud.
Het is de tijd dat het duurt voor het signaal om te zakken tot 37% van zijn beginwaarde
Het verschil tussen weefsels kan men het beste weergeven door niet gelijk aan het begin te meten, maar te wachten, waardoor het verschil groter wordt. Dit omdat:
- T2 relaxatietijd is verschillend voor verschillende weefsels
- Het contrast tussen weefsels hangt af van de tijd tussen de excitatiepuls en het moment van de meting (echotijd)
- De echotijd kan ingesteld worden op het MR-apparaat
Welke weefseleigenschappen spelen mee bij het maken van een MR-plaatje
- Waterstofdichtheid
- Relaxatietijd T1= overeindkomen (repetitie belangrijk)
- Relaxatietijd T2= uitwaaieren (echotijd belangrijk)
Wat doen we als T1 belangrijk is en wat als het niet belangrijk is
MRI
- T1 belangrijk: voor TR een gemiddelde waarde kiezen
- T1 niet belangrijk: voor TR een lange waarde kiezen
Het gaat om kort voor TR t.o.v. de T1 betrokken weefsels
Wat doen we als T2 belangrijk is en wat als het niet belangrijk is
MRI
- T2 belangrijk: voor TE een gemiddelde waarde kiezen
- T2 niet belangrijk: voor TE een korte waarde kiezen
Het gaat om kort voor TE t.o.v. de T2 betrokken weefsels
T1-gewogen plaatje
T1 wel belangrijk (gemiddelde TR), T2 niet (lage TE)
lage TE zodat alle atomen zo min mogelijk zijn uitgewaaierd
T2-gewogen plaatje
T1 niet belangrijk (hoge TR), T2 wel belangrijk (gemiddelde TE)
rho-gewogen plaatje
Een MRI-scan met zowel een korte TE als een llange TR spelen T1 en T2 beide geen grote rol.
In zo’n opname zijn alleen nog maar verschillen in waterstofdichtheid te zien
Invloed van de relaxatie-effecten
Geen storende invloeden, waarvoor men zou willen compenseren. Het levert juist een nuttige bijdrage aan het maken van diagnostische plaatjes. Er wordt een grotere variatie gezien bij T1 en T2, dan het verschil tussen waterstofdichtheid bij verschillende weefsels. Dit verschil is namelijk er klein
Vetplaatje
Dit is een T1-gewogen plaatje
Waterplaatje
Dit is een T2-gewogen plaatje
Kenmerken van liqour bij T1- en T2 plaatje
- T1: zwart
- T2: wit
Kenmerken van grijze stof bij T1- en T2 plaatje
- T1: donker
- T2: licht
Kenmerken van witte stof bij T1- en T2 plaatje
- T1: lichter
- T2: donker
Kenmerken van pathologie bij T1- en T2 plaatje
- T1: meestal donker
- T2: meestal wit
Kenmerken van pathologie bij T1- en T2 plaatje
- T1: meestal donker
- T2: meestal wit
Kenmerken van vet bij T1- en T2 plaatje
- T1: wit
- T2: donker
Kenmerken van oedeem bij T1- en T2 plaatje
- T1: donker
- T2: wit
Kenmerken van oedeem bij T1- en T2 plaatje
- T1: donker
- T2: wit
Kenmerken van bloed bij T1- en T2 plaatje
- T1: wit
- T2: donker
Kenmerken van geschiktheid bij T1- en T2 plaatje
- T1: anatomie
- T2: pathologie
Hoe kan er van de MR-scanner een functionele afbeelding gemaakt worden
Door het gebruik van contrastmiddelen die selectief worden opgenomen, maar ook door bijzondere instellingen van de scanner te gebruiken
Kenmerken CT
vs MRI
- Gebruikt voor bot
- Onderscheid op basis van dichtheid en atoomnummer
- Botlaesies zijn goed te onderscheiden van omliggende bot
- Weke delen lijken qua atoomnummer meer op elkaar
Kenmerken MRI
vs CT
- Gebruikt voor weke delen
- Onderscheid op basis van de zeer orgaaneigen T1 en T2 weefseleigenschappen, met name op de basis van protonbinding - beter contrast
Voor- en nadelen van een echo
Voordelen:
* Geen straling
* Later tijdstip beter zien door ontwikkelde pathologie of andere beordelaar
* Snel gemaakt en logistiek makkelijk in te plannen
* Dynamisch onderzoek: punt van maximale pijn aanwijzen, compressie geven en flow/vascularisatie beoordelen
Nadelen:
* Minder geschikt voor patiënten die ziek zijn en spoedige chirurgie noodzakelijk is
* Kan vertraging opleveren bij opnieuw uitvoeren
Voor- en nadelen CT
Voordelen:
* Sensitiever dan echografie, met name wanneer de appendix in een afwijkende positie ligt
* Snel onderzoek
Nadelen:
* Veel straling (niet geschikt voor jonge kinderen en zwangeren)
* Contrasttoendiening (geen probleem bij goede nierfunctie en het ontrbreken van contrastallergie)
Voor- en nadelen MRI
Voordelen:
* Sensitief onderzoek
* Bevat geen straling
Nadelen:
* Duurt lang
* Sommige contra-indicaties
* Niet altijd logistiek beschikbaar in alle centra
* Last van bewegingsartefacten indien de patiënt onrustig is. Jonge patiënten moeten daarom onder narcose
Kenmerken röntgen
- 2D-projectie
- Absorptie van straling
- Anatomisch
- Straling: röntgen
- Totale verzwakking langs lijn boven pixel in plaatje
Kenmerken CT-scan
- 3D-reconstructie
- Absorptie van straling
- Anatomisch
- Straling: Röntgen
- Verzwakkingcoëfficiënt
Kenmerken scintigrafie
- 2D-projectie
- Emissie van straling
- Functioneel
- Straling: Gamma
- totale activiteit langs lijn boven pixel in plaatje
Kenmerken PET
- 3D-reconstructie
- Emissie van straling
- Functioneel
- Straling: gamma
- Activiteit (of concentratietracer)
Resolutie
De resolutie is gelijk aan de golflengte labda. Kleiner dan de golflengte kan men niet zien.
Hoe hoger de frequentie, hoe ….
Hoe kleiner de golflengte, en hoe beter de resolutie
Verzwakking
De verzwakking van het ultrageluiod hangt af van de frequentie. Hoe hoger de frequentie, hoe groter de verzwakking
Probe die ultrageluid met een hoge frequentie uitzendt
- Goede resolutie
- Niet geschikt voor diepe structuren en meer geschikt voor oppervlakkige structuren (schouderpees)
Probe die ultrageluid met een lage frequentie uitzendt
- Minder goede resolutie
- Wel geschikt voor diepe structuren (buikorganen)
Wat gebeurt er als de akoestische impedantie verschillend is
Als het verschillend is voor twee materialen, dan krijgt men een reflectie
Wat ziet men met een echo
Verschillen in Z
Formule van de amplitude reflectie
AR= (Z1-Z2) / (Z1+Z2) x Ai
Ai is de amplitude van de ingaande impuls
Wat geldt voor de formule van de amplitude reflectie
- Z1=Z2, dan Ar=0, geen reflectie (niet zichbaar in echo plaatje)
- Z1»Z2, dan AR=Ai, totale reflectie en dus geen transmissie (kan men niet doorheen kijken)
- Z1«_space;Z2, Ar=-Ai, totale refelctie en dus geen transmissie (kan men niet doorheen kijken
Hoe groter het verschil, hoe beter men het kan zien. Echter wanneer het verschil te groot is, dan kan men er niet meer achterkijken. Dit komt door de totale reflexie
Door welke overgangen van weefsels kan men niet kijken
- Lucht <–> zachte weefsels (bv. longen)
- Bot <–> zachte weefsels
Verschillende echo technieken
- A-mode: amplitude
- B-mode/B-scan: Brightness
- M-mode: Movement
Wat wordt er afgebeeld met de A-mode
echotechniek
Horizontaal wordt de afstand afgebeeld en verticaal wordt de sterke van de echo afgebeeld
Er is een lijn met pieken bij weerkaatsing
Wat wordt er afgebeeld met de B-mode
Echotechniek
Horizontaal wordt de afstand afgebeeld en de helderheid beeld de sterkte van de echo af.
Bij een B-mode worden er stipjes gemaakt die herderer of donkerder worden, afhankelijk van de echosterkte.
