Biomedische beeldvorming: onderdeel macroscopie
- Vertrouwd zijn met de bestaande en huidige ‘state-of-the-art’ in-vivo beeldvorming
technieken voor onderzoek van mensen en proefdieren
- Inzicht hebben in welke technieken translationeel (zowel voor dier als mens) zijn en
waarom
- Kennis hebben van de basisprincipes van elke beeldvormingstechniek:
o Wat bepaalt het beeldcontrast?
o Welke type golven (frequentie) worden gebruikt?
o Welk detectie systeem wordt gebruikt?
o Wat is de ruimtelijke resolutie?
o Is de techniek invasief?
o Is de techniek tomografisch?
- Kennis hebben van de toepassingen van dergelijke technieken en de informatie die
ze leveren (bv. doorbloeding, hersenactiviteit, …)
- Kennis hebben van de onderlinge complementariteit van deze technieken (linken
binnen de cursus leggen)
, Niet invasieve in vivo beeldvorming
Les 1 deel MRI 1.1
1. Medische beeldvorming
(= zijn tools die gebruikt worden in de kliniek om een diagnose aan te leveren)
De medische beeldvorming is in de meeste gevallen gebaseerd op: elektromagnetische
golven.
- X-stralen
o Röntgenbeeldvorming (maakt gebruik van X-stralen)
o Meer geavanceerd: CT of ‘computerized tomography’
(combineert een reeks röntgenfoto’s die vanuit verschillende hoeken rond uw
lichaam zijn gemaakt en gebruikt computerverwerking om
dwarsdoorsnedebeelden van de botten, bloedvaten en zachte weefsels in uw
lichaam te maken)
- Radiogolven
o Magnetische resonantie beeldvorming (maakt gebruik van radiogolven)
- Gamma-golven (nucleaire geneeskunde)
o Positron emission tomography (PET)
o Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
Beeldvormingstechnieken die niet gebruik maken van deze elektromagnetische golven zijn
ultrasound, deze maken gebruik van geluidsgolven.
Spectrum elektromagnetische golven:
→ opvallend – MRI is een van de methode die het minst schadelijk is (lage frequentie en
lage energie)
Niet invasieve beeldvorming in de kliniek:
- Ultrasound – echografie
- X-ray
- Computertomografie
- MRI = Magnetische Resonantie Beeldvorming
- PET = positron emission tomography
- SPECT = single photon emmission computed tomography
- PET/CT
- SPECT/CT
- PET/MRI
Moleculaire beeldvorming: je injecteert een moleculen en je kijkt dan waar je die moleculen
terug vindt, om te weten waar de molecule zich bevindt; tomografie.
Tomografie = virtuele 2D snedes doorheen een 3D object.
Niet invasieve beeldvorming van proefdieren in biomedische onderzoek:
→ geminiatuurde versie van die beeldvormingstoestellen
(Micro-: hogere ruimtelijke resolutie)
, 2. Magnetische resonantie beeldvorming
(= nuclear magnetic resonance imaging)
MRI is een niet-invasieve procedure die gebruik maakt van krachtige magneten en
radiogolven om gedetailleerde anatomische beelden van de hersenen of andere
lichaamsorganen weer te geven.
Hoe onderscheidt je dit van andere toestellen? Klein toestel dat je plaatst rond de regio in het
lichaam dat je wilt tonen.
Eenheid magnetische veld = 1 Tesla = 10 000 Gauss → gebruik makend van 1-3 Tesla in MRI
(aard magnetische veld is gelijk aan 0,5 Gauss)
Nuclear: atomen bestaan uit een kern en een schild, dat elektronen bevat.
- In de kern zitten protonen met een positieve lading en neutronen met een neutrale
lading. (Enkel atomen met een oneven aantal protonen of neuronen hebben een
spin)
- De kern van waterstof bestaat slechts uit één proton.
- De protonen draaien constant om hun as; of met andere woorden bezitten deze
protonen een spin.
- De beweging van een proton zorgt voor het ontstaan van een kleine elektrische
stroom, die een klein magnetisch veld opwekt.
- Als deze protonen in een sterk uitwendig magnetisch veld (B0) gebracht worden,
kunnen ze zich parallel of anti-parallel richten ten opzichte van B0.
o Protonen die anti-parallel gericht zijn ten opzichte van B0, bevinden zich op
een hoger energieniveau dan de parallel gerichte protonen.
o Protonen hebben een voorkeur voor een laag energetische staat, waardoor
een groter aantal protonen zich parallel zal richten met B0.
o Aangezien de parallelle en anti-parallelle protonen elkaar opheffen blijft er
slechts een klein aantal laag energetische protonen over.
- Alle tegengestelde magnetische krachten kunnen elkaar opheffen, met uitzondering
van de protonen die in de richting van de z-as liggen. De magnetische vectoren van
deze protonen in de z-richting worden samengevoegd en zorgen voor de productie
van een magnetisch veld (M) in de patiënt.
- Voor beeldvorming gebruikt men uitsluitend waterstof
→ Spinning nucleus (1H): positief geladen bol die een elektrische cirkelvormige lus
rond de rotatie-as vertegenwoordigt.
Met MRI wordt er een radiofrequente antenne aangebracht rondom het gedeelte dat je in
kaart wilt brengen, en men gaat de resonantie frequentie gebruiken om die waterstofkernen
van een lage energietoestand in een hoge energietoestand te brengen.
- Vertrouwd zijn met de bestaande en huidige ‘state-of-the-art’ in-vivo beeldvorming
technieken voor onderzoek van mensen en proefdieren
- Inzicht hebben in welke technieken translationeel (zowel voor dier als mens) zijn en
waarom
- Kennis hebben van de basisprincipes van elke beeldvormingstechniek:
o Wat bepaalt het beeldcontrast?
o Welke type golven (frequentie) worden gebruikt?
o Welk detectie systeem wordt gebruikt?
o Wat is de ruimtelijke resolutie?
o Is de techniek invasief?
o Is de techniek tomografisch?
- Kennis hebben van de toepassingen van dergelijke technieken en de informatie die
ze leveren (bv. doorbloeding, hersenactiviteit, …)
- Kennis hebben van de onderlinge complementariteit van deze technieken (linken
binnen de cursus leggen)
, Niet invasieve in vivo beeldvorming
Les 1 deel MRI 1.1
1. Medische beeldvorming
(= zijn tools die gebruikt worden in de kliniek om een diagnose aan te leveren)
De medische beeldvorming is in de meeste gevallen gebaseerd op: elektromagnetische
golven.
- X-stralen
o Röntgenbeeldvorming (maakt gebruik van X-stralen)
o Meer geavanceerd: CT of ‘computerized tomography’
(combineert een reeks röntgenfoto’s die vanuit verschillende hoeken rond uw
lichaam zijn gemaakt en gebruikt computerverwerking om
dwarsdoorsnedebeelden van de botten, bloedvaten en zachte weefsels in uw
lichaam te maken)
- Radiogolven
o Magnetische resonantie beeldvorming (maakt gebruik van radiogolven)
- Gamma-golven (nucleaire geneeskunde)
o Positron emission tomography (PET)
o Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT)
Beeldvormingstechnieken die niet gebruik maken van deze elektromagnetische golven zijn
ultrasound, deze maken gebruik van geluidsgolven.
Spectrum elektromagnetische golven:
→ opvallend – MRI is een van de methode die het minst schadelijk is (lage frequentie en
lage energie)
Niet invasieve beeldvorming in de kliniek:
- Ultrasound – echografie
- X-ray
- Computertomografie
- MRI = Magnetische Resonantie Beeldvorming
- PET = positron emission tomography
- SPECT = single photon emmission computed tomography
- PET/CT
- SPECT/CT
- PET/MRI
Moleculaire beeldvorming: je injecteert een moleculen en je kijkt dan waar je die moleculen
terug vindt, om te weten waar de molecule zich bevindt; tomografie.
Tomografie = virtuele 2D snedes doorheen een 3D object.
Niet invasieve beeldvorming van proefdieren in biomedische onderzoek:
→ geminiatuurde versie van die beeldvormingstoestellen
(Micro-: hogere ruimtelijke resolutie)
, 2. Magnetische resonantie beeldvorming
(= nuclear magnetic resonance imaging)
MRI is een niet-invasieve procedure die gebruik maakt van krachtige magneten en
radiogolven om gedetailleerde anatomische beelden van de hersenen of andere
lichaamsorganen weer te geven.
Hoe onderscheidt je dit van andere toestellen? Klein toestel dat je plaatst rond de regio in het
lichaam dat je wilt tonen.
Eenheid magnetische veld = 1 Tesla = 10 000 Gauss → gebruik makend van 1-3 Tesla in MRI
(aard magnetische veld is gelijk aan 0,5 Gauss)
Nuclear: atomen bestaan uit een kern en een schild, dat elektronen bevat.
- In de kern zitten protonen met een positieve lading en neutronen met een neutrale
lading. (Enkel atomen met een oneven aantal protonen of neuronen hebben een
spin)
- De kern van waterstof bestaat slechts uit één proton.
- De protonen draaien constant om hun as; of met andere woorden bezitten deze
protonen een spin.
- De beweging van een proton zorgt voor het ontstaan van een kleine elektrische
stroom, die een klein magnetisch veld opwekt.
- Als deze protonen in een sterk uitwendig magnetisch veld (B0) gebracht worden,
kunnen ze zich parallel of anti-parallel richten ten opzichte van B0.
o Protonen die anti-parallel gericht zijn ten opzichte van B0, bevinden zich op
een hoger energieniveau dan de parallel gerichte protonen.
o Protonen hebben een voorkeur voor een laag energetische staat, waardoor
een groter aantal protonen zich parallel zal richten met B0.
o Aangezien de parallelle en anti-parallelle protonen elkaar opheffen blijft er
slechts een klein aantal laag energetische protonen over.
- Alle tegengestelde magnetische krachten kunnen elkaar opheffen, met uitzondering
van de protonen die in de richting van de z-as liggen. De magnetische vectoren van
deze protonen in de z-richting worden samengevoegd en zorgen voor de productie
van een magnetisch veld (M) in de patiënt.
- Voor beeldvorming gebruikt men uitsluitend waterstof
→ Spinning nucleus (1H): positief geladen bol die een elektrische cirkelvormige lus
rond de rotatie-as vertegenwoordigt.
Met MRI wordt er een radiofrequente antenne aangebracht rondom het gedeelte dat je in
kaart wilt brengen, en men gaat de resonantie frequentie gebruiken om die waterstofkernen
van een lage energietoestand in een hoge energietoestand te brengen.
