24/04/ Röntgenabszorpciós CT

Hasonló dokumentumok
Röntgendiagnosztika és CT

Röntgendiagnosztika és CT

Mágneses rezonanciás képalkotás AZ MRI elve, fizikai alapok

Morfológiai képalkotó eljárások CT, MRI, PET

MRI áttekintés. Orvosi képdiagnosztika 3. ea ősz

Biomolekuláris szerkezeti dinamika

Biomolekuláris szerkezeti dinamika

A nehézfémek növényi vízháztartásra gyakorolt hatásának vizsgálata Mágneses Rezonancia készülékkel. Készítette: Jakusch Pál Környezettudós

M N. a. Spin = saját impulzus momentum vektor: L L nagysága:

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

CT/MRI képalkotás alapjai. Prof. Bogner Péter

Röntgendiagnosztikai alapok

Az NMR képalkotás alapjai. Bányai István Kolloid- és Környezetkémiai Tanszék DE, TEK

Medical Imaging Mágneses rezonancia (MR, MRI, NMR) x B. Makroszkopikus tárgyalás

NMR, MRI. Magnetic Resonance Imaging. Times, október 9 MRI

Rádióspektroszkópiai módszerek

A röntgendiagnosztika alapjai

A röntgendiagnosztika alapjai

Drug design Képalkotó eljárások a gyógyszerkutatásban Dr. Kengyel András GK, SPECT, PET, fmri, UH, CT, MRI Doppler UH

Alkalmazott spektroszkópia Serra Bendegúz és Bányai István

Times, október 9 MRI

Magmágneses rezonancia (NMR) és elektronspinrezonancia (ESR) alapjai

Alkalmazott spektroszkópia

Orvosi tomográkus képalkotás/ct technika alapja

Mágneses módszerek a mőszeres analitikában

MÁGNESES MAGREZONANCIA A KÉMIÁBAN, GYÓGYSZERÉSZETBEN, ORVOSTUDOMÁNYBAN

MÁGNESES MAGREZONANCIA A KÉMIÁBAN, GYÓGYSZERÉSZETBEN, ORVOSTUDOMÁNYBAN

Dóczy-Bodnár Andrea október 3. Magmágneses rezonancia (NMR) és elektronspinrezonancia (ESR) alapjai

Fizikai kémia Részecskék mágneses térben, ESR spektroszkópia. Részecskék mágneses térben. Részecskék mágneses térben

Az MR(I) módszer elve. Dr.Fidy Judit 2012 március 7

Röntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)

Az elektromágneses tér energiája

Magmágneses rezonancia. alapjai. Magmágneses rezonanciához kapcsolódó Nobel-díjak. γ N = = giromágneses hányados. v v

Az MR(I) módszer elve. Az MR(I) módszer. (Nuclear) Magnetic Resonance Imaging mag (atommag) mágneses rezonancia alapu képalkotó módszer

Rezgés, Hullámok. Rezgés, oszcilláció. Harmonikus rezgő mozgás jellemzői

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

palkotás alapjai Bányai István Kolloid- és Környezetkémiai Tanszék DE, TEK

Mágneses módszerek a műszeres analitikában

Sugárzások és anyag kölcsönhatása

Röntgensugárzás 9/21/2014. Röntgen sugárzás keltése: Röntgen katódsugárcső. Röntgensugárzás keletkezése Tulajdonságok Anyaggal való kölcsönhatás

PET gyakorlati problémák. PET rekonstrukció

MRI m ködése és képalkotása

Az Orvosi Fizika Szigorlat menete a 2012/2. tanévtől

Elektronspinrezonancia (ESR) - spektroszkópia

Biofizika és orvostechnika alapjai

Gnädig Péter: Golyók, labdák, korongok és pörgettyűk csalafinta mozgása április 16. Pörgettyűk különböző méretekben az atomoktól a csillagokig

Stern Gerlach kísérlet. Készítette: Kiss Éva

Természettudományi Kutatóközpont, Magyar Tudományos Akadémia (MTA-TTK) Agyi Képalkotó Központ (AKK)

Mag-mágneses rezonancia

A GYULLADÁSOS BÉLBETEGEK EURÓPAI NAPJA május 23. szombat Petıfi Sándor Mővelıdési Ház (1103 Budapest, Kada u )

FIZIKA II. Az áram és a mágneses tér kapcsolata

Időben állandó mágneses mező jellemzése

-2σ. 1. A végtelen kiterjedésű +σ és 2σ felületi töltéssűrűségű síklapok terében az ábrának megfelelően egy dipól helyezkedik el.

Az (N)MR(I) módszer elve

Atomfizika. Az atommag szerkezete. Radioaktivitás Biofizika, Nyitrai Miklós

Képrekonstrukció 3. előadás

A röntgensugárzás keltése Fékezési vagy folytonos Rtg sugárzás. Röntgensugárzás. A röntgensugárzás elektromágneses sugárzás

Az elektromágneses hullámok

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

Mágneses mező jellemzése

Tömegspektrometria. Tömeganalizátorok

4.A MÁGNESES REZONANCIA (MR) ORVOSI ALKALMAZÁSA

Mágneses mező tesztek. d) Egy mágnesrúd északi pólusához egy másik mágnesrúd déli pólusát közelítjük.

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Mágneses magrezonancia. Mágneses magrezonancia. (Nuclear) Magnetic Resonance Imaging : mágneses magrezonancia képalkotás

Bevezetés a részecske fizikába

N I. 02 B. Mágneses anyagvizsgálat G ép A mérés dátuma: A mérés eszközei: A mérés menetének leírása:

A fény és az anyag kölcsönhatása

vmax A részecskék mozgása Nyomás amplitúdó értelmezése (P) ULTRAHANG ULTRAHANG Dr. Bacsó Zsolt c = f λ Δt = x/c ω (=2π/T) x t d 2 kitérés sebesség

Sohár Pál Varázslat, amitől láthatóvá válnak és életre kelnek a molekulák: Az NMR spektroszkópia

SEMMELWEIS EGYETEM. Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet, Nanokémiai Kutatócsoport. Zrínyi Miklós

Hogyan bírhatjuk szóra a molekulákat, avagy mi is az a spektroszkópia?

A mágneses tulajdonságú magnetit ásvány, a görög Magnészia városról kapta nevét.

FIZIKA II. Az áram és a mágneses tér kapcsolata

OPTIKA. Fénykibocsátás mechanizmusa fényforrás típusok. Dr. Seres István

Fizika 2 - Gyakorló feladatok

Pótlap nem használható!

Hangfrekvenciás mechanikai rezgések vizsgálata

Gyakorlat 30B-14. a F L = e E + ( e)v B képlet, a gravitációs erőt a (2.1) G = m e g (2.2)

Mágneses mező jellemzése

1 kérdés. Személyes kezdőlap Villamos Gelencsér Géza Simonyi teszt május 13. szombat Teszt feladatok 2017 Előzetes megtekintés

Képrekonstrukció 2. előadás

NEUROLÓGIAI DIAGNOSZTIKA: PhD Pécsi Tudományegyetem Neurológiai Klinika

Szerves vegyületek szerkezetfelderítése NMR spektroszkópia

1. Az üregsugárzás törvényei

Radioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.

Látás Nyelv - Emlékezet. ETE47A001/ /

2, = 5221 K (7.2)

Atommagok mágneses momentumának mérése

Mechanikai rezgések Ismétlő kérdések és feladatok Kérdések

Funkcionális konnektivitás vizsgálata fmri adatok alapján

7. L = 100 mh és r s = 50 Ω tekercset 12 V-os egyenfeszültségű áramkörre kapcsolunk. Mennyi idő alatt éri el az áram az állandósult értékének 63 %-át?

Elektromos ellenállás, az áram hatásai, teljesítmény

Az NMR spektroszkópia a fehérjék szolgálatában. Bodor Andrea. ELTE Szerkezeti Kémia és Biológia Laboratórium Visegrád

Diagnosztikai módszerek II. PET,MRI Diagnosztikai módszerek II. Annihiláció. Pozitron emissziós tomográfia (PET)

A lézer alapjairól (az iskolában)

Az MR működési elve: fizikai alapok, berendezések, szekvenciák

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

A fény tulajdonságai

Atomfizika. Fizika kurzus Dr. Seres István

Átírás:

CT ésmri 2012.04.10. Röntgenabszorpciós CT 1

Élettani és Orvostudományi Nobel díj- 1979 Allan M. Cormack, Godfrey N. Hounsfield Godfrey N. Hounsfield Born:28 August 1919, Newark, United Kingdom Died: 12 August 2004, Kingston upon Thames, United Kingdom Az első CT készülék építése 1971-ben. Allan M. Cormack Born:23 February 1924, Johannesburg, South Africa Died: 7 May 1998, Winchester, MA, USA A CT elméleti hátterének kidolgozása(1963-64). http://www.nobelprize.org Alapelvek A rtg-cső forog a beteg körül. A detektorok a sugárzás gyengülését mérik különböző szögekből. A detektorok egy számítógéphez csatlakoznak. Az adatfeldolgozás megfelelő algoritmus szerint történik. Az egyedi abszorpciós együtthatókat tükröző térbeli eloszlás ábrázolódik. Rtg-kép: szummációs kép = az egyedi térfogatelemek összességének eloszlását megjelenítő felvétel. CT kép: az egyedi térfogatelemek sugárzást elnyelő képességének (µ: abszorpciós együttható) egyedi eloszlását megjelenítő felvétel. 2

III. generációs CT készülék A rtg-cső és a detektor is forog. Legyező alakú nyaláb (30-60 ) a beteg teljes lefedésére. 1 szekundumos szkennelési idő. Kitűnő rekonstrukciós és felbontó képesség. Intenzitás gyengülés = ( ) = Az i-ik térfogatelem gyengítési képessége µ = abszorpciós együttható = azegyeditérfogatelemekszélessége 3

Intenzitás gyengülés A=8 B=6 C=2 D=4 I 1 =14 I 2 =6 I 6 =8 I 5 =10 I 4 =10 I 3 =12 I 1 = A+B I 2 = C+D I 3 = A+D I 4 = B+D I 5 = A+C I 6 = B+C I 4 I 3 = B+D-A-D = B-A I 1 = A+B I 1 = A+(I 4 I 3 +A)= I 4 I 3 +2A I 1 I 4 + I 3 = A = 14 10+12 =8 2 A CT készülékek fejlődése A legújabb készülékek az V. generációs Spirál CT készülékek. A rtg- cső 360 fokban forog a beteg körül míg az asztal mozog a felvétel készítése alatt. Nagyszámú detektor együttes használata (akár 14,600 detektor 1.25mm szélességgel) egy szkenneléshez tartozó szeletek száma nő. Csökkent a felvételek elkészítésének ideje (50ms 5min.). 4

Jó kontraszt 3D-s információ Előnyök és hátrányok Rosszabb képminőség a hagyományos rtg képpel összevetve. Magas sugárterhelés (akár 500-600X) a hagyományos rtg felvételekkel összevetve. MRI (Magnetic Resonance Imaging) 5

Élettani és Orvostudományi Nobel díj- 2003 Paul C. Lauterbur, Sir Peter Mansfield Sir Peter Mansfield Born: 9 October 1933, London, United Kingdom Paul C. Lauterbur Born: 6 May 1929, Sidney, OH, USA Died: 27 March 2007, Urbana, IL, USA http://www.nobelprize.org Mágnesesség Az olyan mezőt, amelyet mozgó töltések keltenek, és amely csak mozgó töltésre fejt ki erőt, mágneses mezőnek nevezzük. A mágnese mező erősségének mértékegysége: Tesla(T)vagyGauss(G;1T=10000G) A mágneses mező erőssége MRI készülékben akár3tislehet. AFöldmágnesesmezejénekereje~1G. 6

A hidrogén atommagjának mágneses momentuma(proton) + Páratlan számú protont tartalmazó atommagok MR jelet adnak. pl. Hidrogén 1, Szén 13, Fluor 19, Foszfor 31, Nitrogén 15, Oxigén 17, Nátrium 23). A hidrogén atom MRI használatának indokai: nagy mennyiségben fordul elő az emberi szervezetben (pl. víz és zsír) egyedüli protonja megfelelően nagy mágneses momentummal bír. Protonok mágneses momentumának térbeli elrendeződése külső mágneses térben. B 0 7

Protonoktérbelielrendeződése: klasszikus elmélet A mágneses momentumok iránya alapján. parallel antiparallel Eredő magmágneses vektor Protonoktérbelielrendeződése: kvantum elmélet Azatommagkülönbözőenergia szintjeialapján(multiplicitás). = ν= 2 = ħ 8

Boltzman-egyenlet Boltzman eloszlás hőmérsékleti egyensúly esetén Boltzman eloszlás = = ħ B 0 P α T P α Mágneses Energia Hőenergia Protonok térbeli elrendeződése A hidrogén két energiaszintet foglalhat el magas vagy alacsony (antiparallel vagy parallel). A hőmérséklet alapvetően befolyásolja a magas vagy alacsony energiaszinten lévő magok arányát. A külső mágneses tér irányával párhuzamos atommagok aránya nagyobb mint az antiparallel elrendeződésűek aránya. Ennek eredménye az eredő magmágneses vektor mely a külső mágnses térrel egyező irányba mutat. Ha növeljük a külső térerő nagyságát nő a különbség ( E) az egyes energia szintek között nő a parallel elhelyekedő magok aránya Az alacsony energiaszinten lévő populáció aránya nő míg a magasabb energiaszinten lévő populáció aránya csökken az eredő magmágneses vektor nagysága nő. 9

Larmor-precesszió Frequency (MHz) 127.7 63.8 1.5 3.0 Mágneses Térerő(Tesla) =2 ν= γ: giromágneses faktor(for 1 H γ= 42.576 MHz/T) Rezonancia Energiaátadás akkor, ha egy objektumot a saját frekvenciájával megegyező frekvenciájú behatás ér. MRI során RF impulzusokat használunk gerjesztés Az eredő magmágneses vektor elbillen Fázis koherencia RF 10

Relaxáció és a jel fogadása Rádó frekvenciás jel rögzítése vevő tekercs: az eredő magmágneses momentum változását méri (M) kiolvasási idő (~10-100 ms) relaxáció: az RF jel be és kikapcsolása után a minta mágneses tulajdonsága visszatér az eredeti állapotba longitudinális magnetizáció T 1 jel felépülése (visszarendeződés) Tranzverzális magnetizáció T 2 jel csökkenése (fázis- koherencia elvesztése) Az MRI képalkotást befolyásoló fő tényezők ρ: proton sűrűség T 1 relaxációsidő T 2 relaxációsidő 11

Térbeli helyzet meghatározása Mágneses térerő grádiensek alkalmazása (x,y,z) Az egyes szeletekhez tartozó frekvenciákkal történő gerjesztés (z). Tájékozódás a kiválasztott szeleteken belül (x,y): Frekvencia kódolás Fázis kódolás Vége! 12