Hoofdstuk 12 Medische beeldvorming
§1 Echografie en MRI
Echografie
Bij echografie wordt er gebruik gemaakt van een transducer, die
geluidsgolven uitzendt. De frequentie van dit geluid kun je niet horen: het
is een ultrasoon geluid. Het geluid wordt in meer of meerdere maten
reflecteert en de transducer vangt het weerkaatste geluid op. Hoe langer
het geluid erover doet om terug te keren naar de transducer, des te groter
is de afstand van het voorwerp (bv baby in een buik) tot de transducer.
Met deze gegevens kan je een computerbeeld vormen: een echo.
De transducer meet hoe lang het geluid onderweg is. Daardoor zendt de
transducer geluidsimpulsen uit in plaats van één constant geluid. Op een
bepaald tijdstip vertrekt het begin van de puls van de transducer. Zodra
de transducer het einde van de teruggekaatste puls heeft ontvangen,
wordt de volgende puls uitgezonden.
De frequentie (f) van een geluidsgolf ( λ ) ligt in een onderzoek vast. De
geluidssnelheid (v) is afhankelijk van het soort weefsel BINAS 15A
Als een geluidsgolf van het ene naar het andere medium overgaat,
reflecteert een deel van de golf. Hierbij geldt hoe groter het verschil in
geluidssnelheid, hoe meer reflectie. Hierdoor is een bot beter te
onderscheiden dan andere weefsels.
MRI
MRI maakt gebruik van microgolven, een vorm van elektromagnetische
straling. Elektromagnetische straling bestaat uit energiepakketjes:
fotonen. Hierbij geldt: hoe hoger de frequentie van de straling, hoe hoger
de energie.
MRI is gebaseerd op magnetische eigenschappen van
waterstofkernen. In een MRI-scan wordt een magnetisch veld aangelegd.
De waterstofkernen richten zich daarbij evenwijdig aan het veld. Dat kan
in de richting van het magnetisch veld of tegengesteld daaraan. Wanneer
een kern tegengesteld aan het magnetisch veld is gericht, dan heeft deze
kern meer energie dan een kern die in dezelfde richting als het
magnetisch veld is gericht.
In een magnetisch veld kan een waterstofkern zich in twee
toestanden bevinden: een lage- en hoge energietoestand. Een
waterstofkern kan van een lage naar een hoge energietoestand overgaan
door een foton op te nemen. De frequentie waarbij dit gebeurt wordt de
resonantiefrequentie genoemd. Deze is afhankelijk van het magnetisch
veld en het soort weefsel. Wanneer een kern zich in een hoge
energietoestand bevindt, zal de kern na een korte tijd overgaan naar een
lage energietoestand onder uitzending van een foton.
, De drie belangrijkste onderdelen van een MRI-apparaat zijn:
De holle cilindrische elektromagneet: deze zorgt voor een sterk
magnetisch veld dat overal in de tunnel even groot is
Zendspoelen: deze zenden fotonen met een bepaalde frequentie uit
Ontvangstspoelen: deze registreren de fotonen die door het lichaam
worden uitgezonden. Meestal kan een spoel zowel ontvangen als
uitzenden.
Gradiëntspoelen: deze kunnen het magnetisch veld plaatselijk iets
veranderen. Hierdoor kan worden bepaald uit welk deel van het
lichaam een foton afkomstig is. De fotonfrequentie wordt zo
ingesteld dat alleen de kernen die zich in een specifiek gradiëntveld
bevinden een foton kunnen opnemen en even later weer uitzenden.
Hoelang het duurt voordat een waterstofkern een foton uitzendt is
afhankelijk van het type weefsel waarin de kernen zich bevinden.
Daarnaast verschilt de hoeveelheid waterstofkernen per lichaamsdeel.
Door fotonen in elke richting te meten, kan een computer berekenen waar
in het lichaam welk soort weefsel aanwezig is.
Röntgenfoto
Een röntgenfoto wordt als volgt gemaakt:
Een röntgenbron zendt gedurende een korte periode röntgenstraling
uit
Een detector aan de andere kant van het lichaam registreert
hoeveel straling doorgelaten wordt.
Op de plek waar veel röntgenstraling is doorgelaten, is de foto
donkerder.
De hoeveelheid röntgenstraling die een materiaal tegenhoudt hangt af van
de dikte van het materiaal. Met andere woorden: de intensiteit van de
doorgelaten straling hangt af van de dikte van een materiaal. De
beginintensiteit is 100%. Op de plek waar de intensiteit is afgenomen tot
50% wordt de halveringsdikte van een materiaal waargenomen. De grafiek
die de intensiteit van doorgelaten straling weergeeft als functie van de
dikte noem je een doorlatingskromme. De halveringsdikte van een
materiaal bij verschillende energieën vind je in BINAS 28F. De intensiteit
van een materiaal bereken je met:
d
1d 1
I =I O ∙ 2
2
Een röntgenfoto is gebaseerd op de verschillende halveringsdikten van
weefsels. Daarbij geldt: hoe beter de straling wordt tegengehouden, hoe
kleiner de halveringsdikte. Strooistraling is de röntgenstraling die wordt
weerkaatst.
CT-scan
Met behulp van een CT-scan is het mogelijk een driedimensionaal beeld te
verkrijgen, i.t.t. bij een röntgenfoto. Ook een CT-scan is erg een
röntgenbron, maar nu draait de bron om de patiënt heen.
§1 Echografie en MRI
Echografie
Bij echografie wordt er gebruik gemaakt van een transducer, die
geluidsgolven uitzendt. De frequentie van dit geluid kun je niet horen: het
is een ultrasoon geluid. Het geluid wordt in meer of meerdere maten
reflecteert en de transducer vangt het weerkaatste geluid op. Hoe langer
het geluid erover doet om terug te keren naar de transducer, des te groter
is de afstand van het voorwerp (bv baby in een buik) tot de transducer.
Met deze gegevens kan je een computerbeeld vormen: een echo.
De transducer meet hoe lang het geluid onderweg is. Daardoor zendt de
transducer geluidsimpulsen uit in plaats van één constant geluid. Op een
bepaald tijdstip vertrekt het begin van de puls van de transducer. Zodra
de transducer het einde van de teruggekaatste puls heeft ontvangen,
wordt de volgende puls uitgezonden.
De frequentie (f) van een geluidsgolf ( λ ) ligt in een onderzoek vast. De
geluidssnelheid (v) is afhankelijk van het soort weefsel BINAS 15A
Als een geluidsgolf van het ene naar het andere medium overgaat,
reflecteert een deel van de golf. Hierbij geldt hoe groter het verschil in
geluidssnelheid, hoe meer reflectie. Hierdoor is een bot beter te
onderscheiden dan andere weefsels.
MRI
MRI maakt gebruik van microgolven, een vorm van elektromagnetische
straling. Elektromagnetische straling bestaat uit energiepakketjes:
fotonen. Hierbij geldt: hoe hoger de frequentie van de straling, hoe hoger
de energie.
MRI is gebaseerd op magnetische eigenschappen van
waterstofkernen. In een MRI-scan wordt een magnetisch veld aangelegd.
De waterstofkernen richten zich daarbij evenwijdig aan het veld. Dat kan
in de richting van het magnetisch veld of tegengesteld daaraan. Wanneer
een kern tegengesteld aan het magnetisch veld is gericht, dan heeft deze
kern meer energie dan een kern die in dezelfde richting als het
magnetisch veld is gericht.
In een magnetisch veld kan een waterstofkern zich in twee
toestanden bevinden: een lage- en hoge energietoestand. Een
waterstofkern kan van een lage naar een hoge energietoestand overgaan
door een foton op te nemen. De frequentie waarbij dit gebeurt wordt de
resonantiefrequentie genoemd. Deze is afhankelijk van het magnetisch
veld en het soort weefsel. Wanneer een kern zich in een hoge
energietoestand bevindt, zal de kern na een korte tijd overgaan naar een
lage energietoestand onder uitzending van een foton.
, De drie belangrijkste onderdelen van een MRI-apparaat zijn:
De holle cilindrische elektromagneet: deze zorgt voor een sterk
magnetisch veld dat overal in de tunnel even groot is
Zendspoelen: deze zenden fotonen met een bepaalde frequentie uit
Ontvangstspoelen: deze registreren de fotonen die door het lichaam
worden uitgezonden. Meestal kan een spoel zowel ontvangen als
uitzenden.
Gradiëntspoelen: deze kunnen het magnetisch veld plaatselijk iets
veranderen. Hierdoor kan worden bepaald uit welk deel van het
lichaam een foton afkomstig is. De fotonfrequentie wordt zo
ingesteld dat alleen de kernen die zich in een specifiek gradiëntveld
bevinden een foton kunnen opnemen en even later weer uitzenden.
Hoelang het duurt voordat een waterstofkern een foton uitzendt is
afhankelijk van het type weefsel waarin de kernen zich bevinden.
Daarnaast verschilt de hoeveelheid waterstofkernen per lichaamsdeel.
Door fotonen in elke richting te meten, kan een computer berekenen waar
in het lichaam welk soort weefsel aanwezig is.
Röntgenfoto
Een röntgenfoto wordt als volgt gemaakt:
Een röntgenbron zendt gedurende een korte periode röntgenstraling
uit
Een detector aan de andere kant van het lichaam registreert
hoeveel straling doorgelaten wordt.
Op de plek waar veel röntgenstraling is doorgelaten, is de foto
donkerder.
De hoeveelheid röntgenstraling die een materiaal tegenhoudt hangt af van
de dikte van het materiaal. Met andere woorden: de intensiteit van de
doorgelaten straling hangt af van de dikte van een materiaal. De
beginintensiteit is 100%. Op de plek waar de intensiteit is afgenomen tot
50% wordt de halveringsdikte van een materiaal waargenomen. De grafiek
die de intensiteit van doorgelaten straling weergeeft als functie van de
dikte noem je een doorlatingskromme. De halveringsdikte van een
materiaal bij verschillende energieën vind je in BINAS 28F. De intensiteit
van een materiaal bereken je met:
d
1d 1
I =I O ∙ 2
2
Een röntgenfoto is gebaseerd op de verschillende halveringsdikten van
weefsels. Daarbij geldt: hoe beter de straling wordt tegengehouden, hoe
kleiner de halveringsdikte. Strooistraling is de röntgenstraling die wordt
weerkaatst.
CT-scan
Met behulp van een CT-scan is het mogelijk een driedimensionaal beeld te
verkrijgen, i.t.t. bij een röntgenfoto. Ook een CT-scan is erg een
röntgenbron, maar nu draait de bron om de patiënt heen.
