Biomedical Imaging
Inleiding
Er zijn verschillende beeldvormingstechnieken dewelke gebaseerd zijn op golven.
Deze verschillende beeldvormingstechnieken zijn gebaseerd op verschillende typen golven en zullen
dan ook verschillende processen in beeld kunnen brengen.
Wanneer de ruimtelijke resolutie vergroot, zal de moleculaire sensitiviteit dalen en omgekeerd. Dit is
in de beeldvorming een nadeel. Er zal dus steeds een compromis gesloten moeten worden.
Zo zal een MRI-scan een hoge ruimtelijke resolutie hebben maar een lage moleculaire sensitiviteit. Met
een PET-scan zal men daarentegen een hoge moleculaire sensitiviteit maar een lage ruimtelijke
resolutie verkrijgen.
Dit is een oefening die men steeds dient te maken. Om dit op te lossen, is men beginnen werken met
combinatie beeldvorming. Zo zal men de voordelen van MRI en de voordelen van PET kunnen
combineren.
, Biomedical Imaging
MRI
Opstelling:
Bij magnetische resonantie imaging ofwel MRI wordt het signaal gemaximaliseerd door gebruik te
maken van verschillende spoelen.
• X • Y • Z
Preklinisch:
Een klinische scanner zoals men deze kent zal gebruik maken van 1-3 Tesla. Dit zal een resolutie van 1-
3 mm geven. Wanneer men proefdieren wil gaan onderzoeken zal een resolutie van 1-3mm
onvoldoende zijn om nuttige informatie uit de beeldvorming te halen.
Preklinisch zal men daarom 7-9,4 Tesla scanner gebruiken. Hierbij zal de magnetische kracht verhoogd
worden waardoor de resolutie zal verbeteren tot 125-70 µm.
Om nog een betere signaal ruis ratio te krijgen zal men gebruik maken van een MRI scanner met
cryocoil.
MRI signaal:
In het weefsel zitten er verschillende atomen. Atomen met een oneven aantal protonen of neuronen
zullen kunnen spinnen.
De x-, y-, en z-spoelen van het MRI toestel creëren een magnetisch veld waardoor de protonen geen
aligneren. Deze uniforme uitlijning creëert een magnetische vector langs de longitudinale
magnetisatie.
Wanneer extra energie in de vorm van een radiogolf aan het magnetische veld wordt toegevoegd, zal
de longitudinale magnetisatie worden verstoord. Protonen zullen namelijk in een hogere energiestaat
komen. Daarnaast zal er transversale magnetisatie ontstaan door de rotatie van de protonen in het xy-
vlak.
, Biomedical Imaging
Wanneer de radiofrequentiebron wordt uitgeschakeld, zal de transversale magnetisatie terug verloren
gaan en zal de longitudinale magnetisatie herstellen. De magnetische vector keert dus terug naar zijn
rusttoestand. Dit zal een signaal uitzenden. Het is dit signaal dat wordt gebruikt om de MR-beelden te
maken.
Het contrast tussen de verschillende weefsels wordt bepaald door de hoeveelheid waterstof er
aanwezig is in het weefsel. Aangezien allerlei soorten weefsel verschillende waterstofdichtheden
hebben kunnen dan details van de anatomie worden waargenomen.
Een MRI beeld is dus gebaseerd op het draaien van protonen. Atomen met een oneven aantal
protonen of neuronen zullen kunnen spinnen. Op deze manier kan men waterstof, koolstof, stikstof,
natrium, fosfor en fluor in beeld brengen. Andere biologische moleculen zoals koolstof 12 en zuurstof
16 zal men niet kunnen waarnemen met MRI.
Enkele begrippen :
• TR = Herhalingstijd → De tijdsduur tussen twee opeenvolgende radiofrequentie-pulsen
• TE = Echo tijd → De tijd tussen de radiofrequentie-puls en de ontvangst van het signaal van de
afname van de transversale magnetisatie.
• T1 = De tijd die nodig is voordat de magnetische vector terugkeert naar zijn rusttoestand.
• T2 = De tijd die nodig is voordat de axiale spin terugkeert naar zijn rusttoestand.
T1 en T2 relaxatie:
De tijd die nodig is voordat de protonen volledig ontspannen, wordt op twee manieren gemeten.
T1 T2
- De tijd die nodig is voordat de magnetische - De tijd die nodig is voordat de axiale spin
vector terugkeert naar zijn rusttoestand. terugkeert naar zijn rusttoestand.
- Korte TR - Korte TE
- Deze ontspanning heeft te maken met - Deze ontspanning heeft te maken met
longitudinale magnetisatie. transversale magnetisatie.
Inleiding
Er zijn verschillende beeldvormingstechnieken dewelke gebaseerd zijn op golven.
Deze verschillende beeldvormingstechnieken zijn gebaseerd op verschillende typen golven en zullen
dan ook verschillende processen in beeld kunnen brengen.
Wanneer de ruimtelijke resolutie vergroot, zal de moleculaire sensitiviteit dalen en omgekeerd. Dit is
in de beeldvorming een nadeel. Er zal dus steeds een compromis gesloten moeten worden.
Zo zal een MRI-scan een hoge ruimtelijke resolutie hebben maar een lage moleculaire sensitiviteit. Met
een PET-scan zal men daarentegen een hoge moleculaire sensitiviteit maar een lage ruimtelijke
resolutie verkrijgen.
Dit is een oefening die men steeds dient te maken. Om dit op te lossen, is men beginnen werken met
combinatie beeldvorming. Zo zal men de voordelen van MRI en de voordelen van PET kunnen
combineren.
, Biomedical Imaging
MRI
Opstelling:
Bij magnetische resonantie imaging ofwel MRI wordt het signaal gemaximaliseerd door gebruik te
maken van verschillende spoelen.
• X • Y • Z
Preklinisch:
Een klinische scanner zoals men deze kent zal gebruik maken van 1-3 Tesla. Dit zal een resolutie van 1-
3 mm geven. Wanneer men proefdieren wil gaan onderzoeken zal een resolutie van 1-3mm
onvoldoende zijn om nuttige informatie uit de beeldvorming te halen.
Preklinisch zal men daarom 7-9,4 Tesla scanner gebruiken. Hierbij zal de magnetische kracht verhoogd
worden waardoor de resolutie zal verbeteren tot 125-70 µm.
Om nog een betere signaal ruis ratio te krijgen zal men gebruik maken van een MRI scanner met
cryocoil.
MRI signaal:
In het weefsel zitten er verschillende atomen. Atomen met een oneven aantal protonen of neuronen
zullen kunnen spinnen.
De x-, y-, en z-spoelen van het MRI toestel creëren een magnetisch veld waardoor de protonen geen
aligneren. Deze uniforme uitlijning creëert een magnetische vector langs de longitudinale
magnetisatie.
Wanneer extra energie in de vorm van een radiogolf aan het magnetische veld wordt toegevoegd, zal
de longitudinale magnetisatie worden verstoord. Protonen zullen namelijk in een hogere energiestaat
komen. Daarnaast zal er transversale magnetisatie ontstaan door de rotatie van de protonen in het xy-
vlak.
, Biomedical Imaging
Wanneer de radiofrequentiebron wordt uitgeschakeld, zal de transversale magnetisatie terug verloren
gaan en zal de longitudinale magnetisatie herstellen. De magnetische vector keert dus terug naar zijn
rusttoestand. Dit zal een signaal uitzenden. Het is dit signaal dat wordt gebruikt om de MR-beelden te
maken.
Het contrast tussen de verschillende weefsels wordt bepaald door de hoeveelheid waterstof er
aanwezig is in het weefsel. Aangezien allerlei soorten weefsel verschillende waterstofdichtheden
hebben kunnen dan details van de anatomie worden waargenomen.
Een MRI beeld is dus gebaseerd op het draaien van protonen. Atomen met een oneven aantal
protonen of neuronen zullen kunnen spinnen. Op deze manier kan men waterstof, koolstof, stikstof,
natrium, fosfor en fluor in beeld brengen. Andere biologische moleculen zoals koolstof 12 en zuurstof
16 zal men niet kunnen waarnemen met MRI.
Enkele begrippen :
• TR = Herhalingstijd → De tijdsduur tussen twee opeenvolgende radiofrequentie-pulsen
• TE = Echo tijd → De tijd tussen de radiofrequentie-puls en de ontvangst van het signaal van de
afname van de transversale magnetisatie.
• T1 = De tijd die nodig is voordat de magnetische vector terugkeert naar zijn rusttoestand.
• T2 = De tijd die nodig is voordat de axiale spin terugkeert naar zijn rusttoestand.
T1 en T2 relaxatie:
De tijd die nodig is voordat de protonen volledig ontspannen, wordt op twee manieren gemeten.
T1 T2
- De tijd die nodig is voordat de magnetische - De tijd die nodig is voordat de axiale spin
vector terugkeert naar zijn rusttoestand. terugkeert naar zijn rusttoestand.
- Korte TR - Korte TE
- Deze ontspanning heeft te maken met - Deze ontspanning heeft te maken met
longitudinale magnetisatie. transversale magnetisatie.
