Systematische natuurkunde VWO 6: Hoofdstuk 12: Medische
beeldvorming
12.1 Echografie en MRI
Echografie:
Transducer: zendt geluidsgolven met frequenties tussen 1 MHz en 10 MHz uit.
Dit geluid kun je niet horen: ultrasoon geluid.
Hoe langer het geluid erover doet om terug te keren naar de transducer, des te
groter is de afstand.
Uit de reflectie van die pulsen berekent een computer het beeld (bijv. echo).
BINAS tabel 15A: geluidssnelheid in verschillende soorten weefsels.
Geluidssnelheid van bot is veel groter dan andere weefsels. Bot heeft dus een
grotere golflengte.
BINAS tabel 19B: toepassingen, golflengte, frequentie en energie.
Andere onderzoeksmethode maken gebruik van elektromagnetische golven om
het lichaam in beeld te brengen. Bij een MRI zijn dat microgolven.
Elektromagnetische straling bestaat uit energiepakketjes: fotonen. Hoe hoger de
frequentie, hoe hoger de energie.
Een MRI-scan is gebaseerd op de magnetische eigenschappen van waterstofkernen.
Bij een MRI-apparaat wordt een magnetisch veld aangelegd. De
waterstofkernen richten zich evenwijdig aan het veld.
Kern tegengesteld gericht aan het magnetisch veld, dan heeft het meer
energie dan een kern die in dezelfde richting als het magnetisch veld is
gericht.
Resonantiefrequentie: frequentie waarbij een waterstofkern van de lage
energietoestand overgaat in de hoge door een foton op te nemen.
Gradiëntspoelen: veranderen plaatselijk het aanwezige magnetisch veld.
12.2 Röntgenfoto en CT-scan
Bij een röntgenfoto zendt een röntgenbron gedurende een korte periode
röntgenstraling uit.
Een detector aan de andere kant van het lichaam registreert hoeveel straling
doorgelaten wordt.
Foto donker: veel röntgenstraling doorgelaten
Foto wit: röntgenstraling wordt tegengehouden
Doorlatingskromme: grafiek die de intensiteit van de doorgelaten straling weergeeft
als functie van de dikte.
, Je berekent de intensiteit van de straling die wordt doorgelaten met:
1 d
I =I 0 x ( ) I = intensiteit die wordt doorgelaten in W/m 2
2 d 1/2
I0 = intensiteit die op het materiaal valt in W/m 2
d = dikte van het materiaal tussen bron en ontvanger in m
d1/2 = halveringsdikte in m
BINAS tabel 28F: halveringsdikte van enkele materialen bij verschillende energieën
Een verpleegkundige moet tijdens een röntgenfoto zichzelf beschermen tegen
röntgenstraling dat wordt weerkaatst: strooistraling.
Bij een CT-scan wordt er een driedimensionaal beeld gemaakt, doordat de
röntgenbron om de patiënt heen draait om opnamen onder verschillende hoeken te
maken.
12.3 Ioniserende straling
Een röntgenbuis wekt ioniserende straling op en zet elektrische energie om in
röntgenstraling. Een röntgenbuis is een voorbeeld van een kunstmatige
stralingsbron.
Radioactieve stoffen: bepaalde atoomsoorten (zoals uraan en radium) die van nature
straling uitzenden, dit zijn voorbeelden van natuurlijke stralingsbronnen.
Het heelal is een andere natuurlijke stralingsbron kosmische straling:
geladen en ongeladen deeltjes komen vanuit het heelal richting de aarde.
Achtergrondstraling: het totaal aan straling afkomstig van natuurlijke
stralingsbronnen.
Een atoom is opgebouwd uit een kern en daaromheen een elektronenwolk. De kern
is opgebouwd uit protonen en neutronen. Een atoom is elektrisch neutraal:
evenveel elektronen in de elektronenwolk als protonen in de kern.
BINAS tabel 7B: massa van proton, neutron en elektron.
Atoomnummer/ladingsgetal: het aantal protonen in de kern.
Massagetal: de stom van het aantal protonen en neutronen in de kern.
A=N+Z A = aantal kerndeeltjes
N = aantal neutronen
Z = aantal protonen
massagetal
atoomnummer X X = her symbool van het atoomsoort
Isotopen: atomen met hetzelfde atoomnummer, maar met een verschillend
massagetal.
beeldvorming
12.1 Echografie en MRI
Echografie:
Transducer: zendt geluidsgolven met frequenties tussen 1 MHz en 10 MHz uit.
Dit geluid kun je niet horen: ultrasoon geluid.
Hoe langer het geluid erover doet om terug te keren naar de transducer, des te
groter is de afstand.
Uit de reflectie van die pulsen berekent een computer het beeld (bijv. echo).
BINAS tabel 15A: geluidssnelheid in verschillende soorten weefsels.
Geluidssnelheid van bot is veel groter dan andere weefsels. Bot heeft dus een
grotere golflengte.
BINAS tabel 19B: toepassingen, golflengte, frequentie en energie.
Andere onderzoeksmethode maken gebruik van elektromagnetische golven om
het lichaam in beeld te brengen. Bij een MRI zijn dat microgolven.
Elektromagnetische straling bestaat uit energiepakketjes: fotonen. Hoe hoger de
frequentie, hoe hoger de energie.
Een MRI-scan is gebaseerd op de magnetische eigenschappen van waterstofkernen.
Bij een MRI-apparaat wordt een magnetisch veld aangelegd. De
waterstofkernen richten zich evenwijdig aan het veld.
Kern tegengesteld gericht aan het magnetisch veld, dan heeft het meer
energie dan een kern die in dezelfde richting als het magnetisch veld is
gericht.
Resonantiefrequentie: frequentie waarbij een waterstofkern van de lage
energietoestand overgaat in de hoge door een foton op te nemen.
Gradiëntspoelen: veranderen plaatselijk het aanwezige magnetisch veld.
12.2 Röntgenfoto en CT-scan
Bij een röntgenfoto zendt een röntgenbron gedurende een korte periode
röntgenstraling uit.
Een detector aan de andere kant van het lichaam registreert hoeveel straling
doorgelaten wordt.
Foto donker: veel röntgenstraling doorgelaten
Foto wit: röntgenstraling wordt tegengehouden
Doorlatingskromme: grafiek die de intensiteit van de doorgelaten straling weergeeft
als functie van de dikte.
, Je berekent de intensiteit van de straling die wordt doorgelaten met:
1 d
I =I 0 x ( ) I = intensiteit die wordt doorgelaten in W/m 2
2 d 1/2
I0 = intensiteit die op het materiaal valt in W/m 2
d = dikte van het materiaal tussen bron en ontvanger in m
d1/2 = halveringsdikte in m
BINAS tabel 28F: halveringsdikte van enkele materialen bij verschillende energieën
Een verpleegkundige moet tijdens een röntgenfoto zichzelf beschermen tegen
röntgenstraling dat wordt weerkaatst: strooistraling.
Bij een CT-scan wordt er een driedimensionaal beeld gemaakt, doordat de
röntgenbron om de patiënt heen draait om opnamen onder verschillende hoeken te
maken.
12.3 Ioniserende straling
Een röntgenbuis wekt ioniserende straling op en zet elektrische energie om in
röntgenstraling. Een röntgenbuis is een voorbeeld van een kunstmatige
stralingsbron.
Radioactieve stoffen: bepaalde atoomsoorten (zoals uraan en radium) die van nature
straling uitzenden, dit zijn voorbeelden van natuurlijke stralingsbronnen.
Het heelal is een andere natuurlijke stralingsbron kosmische straling:
geladen en ongeladen deeltjes komen vanuit het heelal richting de aarde.
Achtergrondstraling: het totaal aan straling afkomstig van natuurlijke
stralingsbronnen.
Een atoom is opgebouwd uit een kern en daaromheen een elektronenwolk. De kern
is opgebouwd uit protonen en neutronen. Een atoom is elektrisch neutraal:
evenveel elektronen in de elektronenwolk als protonen in de kern.
BINAS tabel 7B: massa van proton, neutron en elektron.
Atoomnummer/ladingsgetal: het aantal protonen in de kern.
Massagetal: de stom van het aantal protonen en neutronen in de kern.
A=N+Z A = aantal kerndeeltjes
N = aantal neutronen
Z = aantal protonen
massagetal
atoomnummer X X = her symbool van het atoomsoort
Isotopen: atomen met hetzelfde atoomnummer, maar met een verschillend
massagetal.
