Leerdoelen MBR-TECH, Periode 1, MRI
o Magnetisme
o Opbouw van de MRI-scanner (hardware)
o Omgaan met veiligheidsaspecten rondom MRI-onderzoek
o Signaalopwekking
o T1 en T2 relaxatie
o T1 en T2 weging
o Doorsneden/vlakken: Sagittaal, transversaal, axiaal
o Insteltechniek, FOV en scanrange
o Patiënten begeleiding en claustrofobie
o Voorlichting MRI-onderzoek
Magnetisme
MRI maakt gebruik van magnetisme. Je kan verschillende stoffen magnetisch maken, zoals nikkel, ijzer,
etc. Deze stoffen kunnen dit, omdat ze elektronenspins bevatten die door onderlinge wisselwerkingen
kunnen leiden tot atomaire magnetische momenten evenwijdig aan elkaar gaan staan. Oftewel alle
lading gaat naar 1 punt wijzen.
Magneten hebben veldlijnen die de richting en het magnetische gebied zijn/vormen. In de magneet
zelf (net zoals in een batterij) lopen de veldlijn ook binnenin. Er geldt:
1. Buiten magneet: N naar Z
2. Binnen magneet: Z naar N
3. Veldlijnen snijden elkaar nooit.
4. Hoe dichter de veldlijnen op elkaar staan, hoe sterker het magneetveld is.
Wet van magnetisme
“Magnetisch veld ontstaat als geladen deeltjes bewegen.”
Soorten magnetisme
Ferromagnetische
De veldlijnen in het magneetveld lopen dicht langs elkaar, waardoor het een sterk magneetveld vormt.
Ferromagnetisme treedt op wanneer alle spins in dezelfde fase gaan staan. Voorbeelden van
ferromagnetische materialen zijn ijzer, nikkel, kobalt en gadolinium.
Paramagnetisme
Magnetisme dat alleen aanwezig is als er een magneet in de buurt is. Het is daarom een semi sterk
magneetveld. Op de MRI kunnen ze de beelden soms verstoren, maar niet zo erg dat de afbeelding
niet meer te gebruiken is. Voorbeelden van paramagnetische materialen zijn titanium en
contrastvloeistof (gadolinium).
Diamagnetisme
De veldlijnen in het magneetveld hebben veel afstand tussen ze. Hierdoor zijn ze vrijwel niet
magnetisch. Voorbeeld hiervan is water.
Soorten golven
Transversale golf
Een golf waarbij de beweging loodrecht staat op de richting.
, Longitudinale golf
Beweging die parallel die parallel gaat aan de voorplantingsrichting van de golf. Geluid is een
longitudinale beweging (drukgolf).
Opbouw van de MRI-scanner
De MRI moet je zien als een grote spoel die om de patiënt heen zit. Als je een spoel maakt met een
stroomdraad komt er een magneetveld loodrecht op te staan. Dit magneetveld kan worden versterkt
door meerdere loops te plaatsen in het draad. Hoe zit dit draad? De twee uiteindes zitten vast aan de
noord- en zuidpool gemaakt waardoor de magnetische velden daar omheen lopen. Als er stroom wordt
gebruikt in een stroomkring worden door de magneetvelden (protonen) energie opgewekt.
Signaalopwekking
Het lichaam bestaat voor 70% uit water. Vooral water en vet bevatten veel waterstofatomen.
Waterstof heeft een gyromagnetische ratio (𝛾) van 42,57 MHz/T. Omdat waterstofatomen positief
geladen zijn draait het atoom om zijn eigen as. Het is dus een bewegende lading en er is dus altijd een
magnetisch veld aanwezig loodrecht op die as. Die magnetische velden worden gebruikt bij de
beeldvorming.
Eigenschappen van de kernspin binnen de MRI
1. Van ongeordende kernspins naar geordende kernspins
Alle spins wijzen eerst instantie allemaal naar een ander punt. Wanneer er een magneet
aanwezig is gaan alle spins (op een paar na) parallel staan aan het grootste magneetveld.
Er zijn altijd 7 (per 10.000.000) kernspins meer parallel dan anti-parallel:
- Parallel: Lager energieniveau, het kost minder energie om dezelfde kant op te wijzen als
het grootste magneetveld (10.000.007).
- Anti-parallel: Hoger energieniveau, het kost meer energie om de andere kant op te wijzen
dan het grootste magneetveld, daarom zijn deze ook in de minderheid (10.000.000).
2. Precessie
De precessiefrequentie (f) is de rotatiesnelheid van de kernspins. De frequentie is afhankelijk
van de magneetveldsterkte en de gyromagnetische ratio. Formule:
F=𝛾×𝐵 (Waterstof heeft een gyromagnetische ratio
F → Precessiefrequentie in MHz. van 42,57 MHz/T. Elke stof heeft zijn eigen
𝛾 → Gyromagnetische ratio in MHz/T. waarde. Koolstof heeft bijvoorbeeld een ratio
B → Magneetsterkte in T. van 10,71 MHz/T.)
Kernspins draaien allemaal in hun eigen fase, maar kunnen elkaar wel opheffen. Bijvoorbeeld 7
krachten draaien naar boven en 5 krachten draaien naar beneden. De lading is dus 2+ want -5+7=+2.
Larmorvergelijking/Larmorfrequentie
De precessiefrequentie is recht evenredig met de magnetische veldsterkte.
Totale magnetisatie
De krachten worden weergegeven als vectoren. Daarmee kun je gemakkelijker de grootte en richting
van de kracht bepalen. Netto magnetisatie van alle protonen tezamen wordt weergegeven als een
nettomagnetisatie vector (ligt in dezelfde richting als het hoofdmagneetveld).
o Magnetisme
o Opbouw van de MRI-scanner (hardware)
o Omgaan met veiligheidsaspecten rondom MRI-onderzoek
o Signaalopwekking
o T1 en T2 relaxatie
o T1 en T2 weging
o Doorsneden/vlakken: Sagittaal, transversaal, axiaal
o Insteltechniek, FOV en scanrange
o Patiënten begeleiding en claustrofobie
o Voorlichting MRI-onderzoek
Magnetisme
MRI maakt gebruik van magnetisme. Je kan verschillende stoffen magnetisch maken, zoals nikkel, ijzer,
etc. Deze stoffen kunnen dit, omdat ze elektronenspins bevatten die door onderlinge wisselwerkingen
kunnen leiden tot atomaire magnetische momenten evenwijdig aan elkaar gaan staan. Oftewel alle
lading gaat naar 1 punt wijzen.
Magneten hebben veldlijnen die de richting en het magnetische gebied zijn/vormen. In de magneet
zelf (net zoals in een batterij) lopen de veldlijn ook binnenin. Er geldt:
1. Buiten magneet: N naar Z
2. Binnen magneet: Z naar N
3. Veldlijnen snijden elkaar nooit.
4. Hoe dichter de veldlijnen op elkaar staan, hoe sterker het magneetveld is.
Wet van magnetisme
“Magnetisch veld ontstaat als geladen deeltjes bewegen.”
Soorten magnetisme
Ferromagnetische
De veldlijnen in het magneetveld lopen dicht langs elkaar, waardoor het een sterk magneetveld vormt.
Ferromagnetisme treedt op wanneer alle spins in dezelfde fase gaan staan. Voorbeelden van
ferromagnetische materialen zijn ijzer, nikkel, kobalt en gadolinium.
Paramagnetisme
Magnetisme dat alleen aanwezig is als er een magneet in de buurt is. Het is daarom een semi sterk
magneetveld. Op de MRI kunnen ze de beelden soms verstoren, maar niet zo erg dat de afbeelding
niet meer te gebruiken is. Voorbeelden van paramagnetische materialen zijn titanium en
contrastvloeistof (gadolinium).
Diamagnetisme
De veldlijnen in het magneetveld hebben veel afstand tussen ze. Hierdoor zijn ze vrijwel niet
magnetisch. Voorbeeld hiervan is water.
Soorten golven
Transversale golf
Een golf waarbij de beweging loodrecht staat op de richting.
, Longitudinale golf
Beweging die parallel die parallel gaat aan de voorplantingsrichting van de golf. Geluid is een
longitudinale beweging (drukgolf).
Opbouw van de MRI-scanner
De MRI moet je zien als een grote spoel die om de patiënt heen zit. Als je een spoel maakt met een
stroomdraad komt er een magneetveld loodrecht op te staan. Dit magneetveld kan worden versterkt
door meerdere loops te plaatsen in het draad. Hoe zit dit draad? De twee uiteindes zitten vast aan de
noord- en zuidpool gemaakt waardoor de magnetische velden daar omheen lopen. Als er stroom wordt
gebruikt in een stroomkring worden door de magneetvelden (protonen) energie opgewekt.
Signaalopwekking
Het lichaam bestaat voor 70% uit water. Vooral water en vet bevatten veel waterstofatomen.
Waterstof heeft een gyromagnetische ratio (𝛾) van 42,57 MHz/T. Omdat waterstofatomen positief
geladen zijn draait het atoom om zijn eigen as. Het is dus een bewegende lading en er is dus altijd een
magnetisch veld aanwezig loodrecht op die as. Die magnetische velden worden gebruikt bij de
beeldvorming.
Eigenschappen van de kernspin binnen de MRI
1. Van ongeordende kernspins naar geordende kernspins
Alle spins wijzen eerst instantie allemaal naar een ander punt. Wanneer er een magneet
aanwezig is gaan alle spins (op een paar na) parallel staan aan het grootste magneetveld.
Er zijn altijd 7 (per 10.000.000) kernspins meer parallel dan anti-parallel:
- Parallel: Lager energieniveau, het kost minder energie om dezelfde kant op te wijzen als
het grootste magneetveld (10.000.007).
- Anti-parallel: Hoger energieniveau, het kost meer energie om de andere kant op te wijzen
dan het grootste magneetveld, daarom zijn deze ook in de minderheid (10.000.000).
2. Precessie
De precessiefrequentie (f) is de rotatiesnelheid van de kernspins. De frequentie is afhankelijk
van de magneetveldsterkte en de gyromagnetische ratio. Formule:
F=𝛾×𝐵 (Waterstof heeft een gyromagnetische ratio
F → Precessiefrequentie in MHz. van 42,57 MHz/T. Elke stof heeft zijn eigen
𝛾 → Gyromagnetische ratio in MHz/T. waarde. Koolstof heeft bijvoorbeeld een ratio
B → Magneetsterkte in T. van 10,71 MHz/T.)
Kernspins draaien allemaal in hun eigen fase, maar kunnen elkaar wel opheffen. Bijvoorbeeld 7
krachten draaien naar boven en 5 krachten draaien naar beneden. De lading is dus 2+ want -5+7=+2.
Larmorvergelijking/Larmorfrequentie
De precessiefrequentie is recht evenredig met de magnetische veldsterkte.
Totale magnetisatie
De krachten worden weergegeven als vectoren. Daarmee kun je gemakkelijker de grootte en richting
van de kracht bepalen. Netto magnetisatie van alle protonen tezamen wordt weergegeven als een
nettomagnetisatie vector (ligt in dezelfde richting als het hoofdmagneetveld).
