INTRODUCTIE EN CONCEPTEN
WAT IS MEDISCHE BEELDVORMING?
DEFINITIE
- Medische beeldvorming = beelden maken van het (inwendige) menselijk lichaam
om stoornissen in anatomie en/of functie op te sporen en te beschrijven
* Indien mogelijk een (differentiële) diagnose van de pathologie stellen
* Stoornis/afwijking catalogiseren als een bepaalde ziekte
- Medische beeldvorming wordt vaak radiologie of radiografie genoemd à doordat
vroeger voornamelijk X-ray gebruikt werd
- Tegenwoordig worden andere licht- of energiebronnen gebruikt om beelden van de
binnenkant van het lichaam te maken, dus de term ‘medische beeldvorming’ is beter
- Bij (axiale) medische beeldvorming worden links en rechts omgedraaid à doordat er
van de voeten naar het hoofd gekeken wordt
MOGELIJKHEDEN
- Verstoring van de anatomie
- Abnormaliteit in vorm
- Verstoring van de functie (VB: flexie/extensie, cardiale functie, hersenactiviteit, …)
VERSTORING VAN DE FUNCTIE
- Functionele MRI is een techniek die in staat is om hersenactiviteit weer te geven
- VB: schizofrenie
* Taak = punt op het scherm volgen met je ogen à saccadische oogbewegingen
spreken een bepaald hersennetwerk aan
* Netwerk kan in beeld gebracht worden met fMRI
Geeloranje zones wijzen
op delen van de hersenen
die geactiveerd werden
tijden het uitvoeren van de
saccadische oogbeweging
Patiënten met schizofrenie
hebben minder activiteit in
de frontale gebieden en
meer in de pariëtale delen
vergeleken met gezonde
personen.
Er is dus een verschil in
functie
1
,DOELEN
- Diagnose à detectie van abnormaliteiten in symptomatische patiënten
* Hoge incidentie van ziekte
- Screening à detectie van abnormaliteiten in asymptomatische patiënten
* Lage incidente van ziekte
* Vereist hoge sensitiviteit en specificiteit
* VB: mammografie screening = detectie van abnormaliteiten in pre- of vroege
fase van borstkanker bij patiënten met een verhoogd risico
- Therapie en therapie-planning à therapie van ziekte
* Tijdens de beeldvorming zelf, gebruik van beeldvorming tijdens operatie, …
* VB: angiografische interventie à om aneurysma te coilen
* VB: neuronavigatie
- Therapeutische follow-up à herhaalde beeldvorming over de tijd
* VB: Is de fractuur aan het genezen?
* VB: Reduceert chemotherapie de grootte van het kankergezwel?
WAT IS EEN BEELD?
ANALOOG BEELD
- Samengesteld uit een oneindig aantal elementen (details) met een continue kleur-
of grijsschaal (contrast)
- VB: conventionele X-ray
DIGITAAL BEELD
- Samengesteld uit een matrix (N x M) met een eindig aantal (M rijen, N kolommen)
elementen (pixels) en met een discreet aantal kleur- of grijswaarden à beperkte
diepte (bits)
* Digitaal beeld = matrix (N x M) x diepte
§ Matrix met N x M pixels = spatiele resolutie
§ Waarde van de pixel = grijswaarde = contrast resolutie of diepte
§ Range = max waarde à min waarde
* Informatie = positie en waarde
SPATIELE RESOLUTIE
Voorbeeld van toename in spatiele
resolutie
2
,CONTRAST RESOLUTIE
- 1 informatie element = “bit” = waarde 0 of 1
- 8 bits = 1 byte
* 256 mogelijke combinaties van 0 en 1
* Diepte = contrast = 8 bit à 256 mogelijke grijswaarden
- 12 bit = 4096 mogelijke grijswaarden
Voorbeeld van toename in contrast resolutie à toename in
aantal grijswaarden
- Het menselijk oog kan ongeveer 100 verschillende grijstinten onderscheiden
- Medische beelden worden echter vergregen met meer (>100) grijswaarden à
“windowing” procedure of grijswaarde manipulatie
GRIJSWAARDE MANIPULATIE
- Grijswaarde manipulatie = proces waarbij men inzoomt op het medisch relevante
deel van de grijswaarde
BEELDVORMING MODALITEITEN
- Medische beeldvorming maakt gebruik van een aantal modaliteiten (technieken) om
beelden te vergrijken van het interne menselijk lichaam
3
, - Mogelijk door gebruik te maken van totaal verschillende energie/licht bronnen:
* Röntgenstralen: conventionele X-ray (RX) en CT
* Geluidgolven: ultrasound
* Combinatie van magnetisch veld en radiogolven: MRI
- Modaliteiten verkrijgen specifieke en verschillende informatie over het weefsel dat
wordt afgebeeld, aangezien de energiebron (röntgen, geluid, radiogolven) anders
interageert met het weefsel
* Vergregen informatie is fundamenteel verschillend
* Beelden verkregen met verschillende modaliteiten kunnen nieuw patho-
fysiologisch inzicht geven
* Een abnormaliteit gevisualiseerd door 1 techniek, kan onzichtbaar zijn op een
andere modaliteit
* MAAR: men moet niet alle modaliteiten gebruiken bij een patiënt om tot een
correcte diagnose te komen
- Er bestaan richtlijnen om te kiezen welke modaliteit ideaal is om een bepaalde
pathologie te onderzoeken (en om een explosie van medische kosten te voorkomen)
- Radioloog neemt de beslissing
RX
è Densiteit evenredig met aantal atomen
CT
è Densiteit evenredig met aantal atomen
4
WAT IS MEDISCHE BEELDVORMING?
DEFINITIE
- Medische beeldvorming = beelden maken van het (inwendige) menselijk lichaam
om stoornissen in anatomie en/of functie op te sporen en te beschrijven
* Indien mogelijk een (differentiële) diagnose van de pathologie stellen
* Stoornis/afwijking catalogiseren als een bepaalde ziekte
- Medische beeldvorming wordt vaak radiologie of radiografie genoemd à doordat
vroeger voornamelijk X-ray gebruikt werd
- Tegenwoordig worden andere licht- of energiebronnen gebruikt om beelden van de
binnenkant van het lichaam te maken, dus de term ‘medische beeldvorming’ is beter
- Bij (axiale) medische beeldvorming worden links en rechts omgedraaid à doordat er
van de voeten naar het hoofd gekeken wordt
MOGELIJKHEDEN
- Verstoring van de anatomie
- Abnormaliteit in vorm
- Verstoring van de functie (VB: flexie/extensie, cardiale functie, hersenactiviteit, …)
VERSTORING VAN DE FUNCTIE
- Functionele MRI is een techniek die in staat is om hersenactiviteit weer te geven
- VB: schizofrenie
* Taak = punt op het scherm volgen met je ogen à saccadische oogbewegingen
spreken een bepaald hersennetwerk aan
* Netwerk kan in beeld gebracht worden met fMRI
Geeloranje zones wijzen
op delen van de hersenen
die geactiveerd werden
tijden het uitvoeren van de
saccadische oogbeweging
Patiënten met schizofrenie
hebben minder activiteit in
de frontale gebieden en
meer in de pariëtale delen
vergeleken met gezonde
personen.
Er is dus een verschil in
functie
1
,DOELEN
- Diagnose à detectie van abnormaliteiten in symptomatische patiënten
* Hoge incidentie van ziekte
- Screening à detectie van abnormaliteiten in asymptomatische patiënten
* Lage incidente van ziekte
* Vereist hoge sensitiviteit en specificiteit
* VB: mammografie screening = detectie van abnormaliteiten in pre- of vroege
fase van borstkanker bij patiënten met een verhoogd risico
- Therapie en therapie-planning à therapie van ziekte
* Tijdens de beeldvorming zelf, gebruik van beeldvorming tijdens operatie, …
* VB: angiografische interventie à om aneurysma te coilen
* VB: neuronavigatie
- Therapeutische follow-up à herhaalde beeldvorming over de tijd
* VB: Is de fractuur aan het genezen?
* VB: Reduceert chemotherapie de grootte van het kankergezwel?
WAT IS EEN BEELD?
ANALOOG BEELD
- Samengesteld uit een oneindig aantal elementen (details) met een continue kleur-
of grijsschaal (contrast)
- VB: conventionele X-ray
DIGITAAL BEELD
- Samengesteld uit een matrix (N x M) met een eindig aantal (M rijen, N kolommen)
elementen (pixels) en met een discreet aantal kleur- of grijswaarden à beperkte
diepte (bits)
* Digitaal beeld = matrix (N x M) x diepte
§ Matrix met N x M pixels = spatiele resolutie
§ Waarde van de pixel = grijswaarde = contrast resolutie of diepte
§ Range = max waarde à min waarde
* Informatie = positie en waarde
SPATIELE RESOLUTIE
Voorbeeld van toename in spatiele
resolutie
2
,CONTRAST RESOLUTIE
- 1 informatie element = “bit” = waarde 0 of 1
- 8 bits = 1 byte
* 256 mogelijke combinaties van 0 en 1
* Diepte = contrast = 8 bit à 256 mogelijke grijswaarden
- 12 bit = 4096 mogelijke grijswaarden
Voorbeeld van toename in contrast resolutie à toename in
aantal grijswaarden
- Het menselijk oog kan ongeveer 100 verschillende grijstinten onderscheiden
- Medische beelden worden echter vergregen met meer (>100) grijswaarden à
“windowing” procedure of grijswaarde manipulatie
GRIJSWAARDE MANIPULATIE
- Grijswaarde manipulatie = proces waarbij men inzoomt op het medisch relevante
deel van de grijswaarde
BEELDVORMING MODALITEITEN
- Medische beeldvorming maakt gebruik van een aantal modaliteiten (technieken) om
beelden te vergrijken van het interne menselijk lichaam
3
, - Mogelijk door gebruik te maken van totaal verschillende energie/licht bronnen:
* Röntgenstralen: conventionele X-ray (RX) en CT
* Geluidgolven: ultrasound
* Combinatie van magnetisch veld en radiogolven: MRI
- Modaliteiten verkrijgen specifieke en verschillende informatie over het weefsel dat
wordt afgebeeld, aangezien de energiebron (röntgen, geluid, radiogolven) anders
interageert met het weefsel
* Vergregen informatie is fundamenteel verschillend
* Beelden verkregen met verschillende modaliteiten kunnen nieuw patho-
fysiologisch inzicht geven
* Een abnormaliteit gevisualiseerd door 1 techniek, kan onzichtbaar zijn op een
andere modaliteit
* MAAR: men moet niet alle modaliteiten gebruiken bij een patiënt om tot een
correcte diagnose te komen
- Er bestaan richtlijnen om te kiezen welke modaliteit ideaal is om een bepaalde
pathologie te onderzoeken (en om een explosie van medische kosten te voorkomen)
- Radioloog neemt de beslissing
RX
è Densiteit evenredig met aantal atomen
CT
è Densiteit evenredig met aantal atomen
4
