Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Magnetická rezonance (1)  zobrazování magnetickou rezonancí  vynikající kontrast v měkkých tkáních  vynalezena.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Magnetická rezonance (1)  zobrazování magnetickou rezonancí  vynikající kontrast v měkkých tkáních  vynalezena."— Transkript prezentace:

1 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Magnetická rezonance (1)  zobrazování magnetickou rezonancí  vynikající kontrast v měkkých tkáních  vynalezena na poč. 70. let 20. st.  první komerční skenery v 80. letech  nejdůležítější využití (dle studie z r.1990)  hlava - 40%  páteř - 33%  kosti a klouby - 17%  tělo - 10%  1 obraz za méně než 50 ms  základní kompromis mezi rozlišením, časem potřebným pro získání obrazu a poměrem (odstupem) signál - šum

2 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Magnetická rezonance (2)  základní princip  materiály s lichým počtem protonů nebo neutronů mají slabý, ale pozorovatelný magnetický moment  jaderné momenty za normální situace - náhodně orientované v silném magnetickém poli (0,2 - 1,5 T, i více) - uspořádané  soubor magnetických momentů - magnetizace nebo spin  základní myšlenka - měření momentu, když osciluje v rovině kolmé na statické pole  signál NMR z lidského těla - predominantně z protonů vody  MRI (magnetic resonance imaging) - prostorové variace magnetického pole - umožní rozlišit spiny podle jejich umístění  použití gradientu magnetického pole - každý definovaný objem osciluje na určité frekvenci

3 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Magnetická rezonance (3)  více než 100 mil. klinických MRI skenů  nyní každoročně - více než 20 mil.  MRI skener  statické magnetické pole vytvářené magnetem  soubor cívek pro vytváření gradientu  radiofrekvenční cívky  gradienty a rf komponenty zapínány a vypínány podle přesně definovaného časového schematu nebo sekvence pulsů  různé sekvence - pro extrakci různých typů dat z MR obrazů - cíl - kvalitní kontrast mezi různými typy měkkých tkání v těle

4 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Magnetická rezonance (4) - blokový diagram

5 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Magnetická rezonance (5)  magnety pro statické pole  požadavky na pole intenzivní vysoce uniformní v prostoru konstantní v čase generované elektrickým proudem nebo permanentně magnetizovanými materiály  4 různé třídy hlavních magnetů  permanentní magnety  elektromagnety  resistivní magnety (v současnosti se používají vyjímečně pouze se slabými poli 0,02 - 0,06 T)  supravodivé magnety kryogenně chlazené materiál - např. slitina niobu a titanu

6 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Magnetická rezonance (6)  6 cívek ze supravodivého materiálu zapojeno do série  průměr cívek cca 1,3 m (celková délka vinutí cívek cca 65 km)  teplota cca 10 K pro niob-titan  proud cca 200 A  magnetické pole 1,5 T

7 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Magnetická rezonance (7) gradientní cívky  3 gradientní pole (x, y, z v kartézské souřadné soustavě)  kódování informace o poloze do signálu MRI  umožňuje zobrazit tenké anatomické řezy  elektrický odpor cca 1 Ω  indukčnost cca 1 mH  spínání gradientního pole mT/m za 0,5 ms  spínání proudu A za 0,5 ms  napětí na cívkách (L di/dt) V  výkon během spínacího intervalu cca 20 kW  v náročnějších aplikacích (např. MRI srdce)  pole až mT/m za 0,2 ms i méně  požadované napětí - více než 1 kV

8 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Magnetická rezonance (8) radiofrekvenční cívky  2 základní účely  přenos a přijímání signálů na rezonanční frekvenci protonů v těle pacienta  u celotělových skenerů se statickým polem 0, T  operační frekvence 0, ,3 MHz  1,5 T skenery - 63,86 MHz  v ideálním případě - rf pole je kolmé na statické pole (směr osy z)  rf pole lze lineárně polarizovat ve směru x nebo y  3 třídy cívek - pro tělo, hlavu a povrch  umisťují se do prostoru mezi pacienta a gradientní cívky  cívky pro tělo - válcová forma, dostatečný průměr  cívky pro hlavu - menší průměr  povrchové civky - pro zobrazení omezené oblasti těla - různé tvary a velikosti

9 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Magnetická rezonance (9) digitální zpracování dat  vzorkování detekovaného rf signálu - 1 obraz každých ms  1 obraz - 1 Mb dat  16 bitů pro vyjádření jasu ve škále šedi  jas vypočítáván pro každý pixel obrazu - odpovídá intenzitě signálu v každém voxelu objektu

10 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Magnetická rezonance (10) - trendy  chirurgické nástroje kompatibilní s magnetickým polem, anestetické přístroje, monitorovací zařízení

11 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Magnetická rezonance (11) - angiografie

12 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Magnetická rezonance (12) - hlava, patologie

13 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Magnetická rezonance (13) - koleno

14 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Funkční magnetická rezonance (1)  technika pro zobrazování změny signálu krve  pro studium toku krve a perfuze v mozku  změny v neuronální aktivitě doprovázeny místními změnami v toku krve v mozku, objemu krve, okysličení krve a metabolismu  tyto fyziologické změny - základ pro tvorbu funkčních map mentálních operací  využití saturace nebo inverze vstupního signálu krve pro kvantifikaci absolutního toku krve  změna okysličení krve během neuronální aktivity

15 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Funkční magnetická rezonance (2) rozdíl mezi zdravým mozkem a mozkem po mrtvici

16 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Funkční magnetická rezonance (3) sekvence mapování aktivace primárního vizuálního kortexu při vizuální stimulaci

17 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Nukleární medicína (1)  používání radioaktivních materiálů pro diagnostické a terapeutické účely  radioaktivní látka - intravenózně, vdechnutí, polknutí  poločas rozpadu - od několika minut po týdny

18 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p SPECT (Single-Photon Emission Computed Tomography) (1)  kombinace konvenční nukleární medicíny a CT  radioaktivně značkovaná farmaka  distribuce radiofarmak závisí na biokinetických vlastnostech látky a normálním či abnormálním stavu pacienta  gamma fotony emitované z radioaktivního zdroje detekovány detektory záření  projekční data získávána z různých pohledů kolem pacienta  obrazy SPECT - lepší kontrast, detailnější informace ve srovnání s konvenčními metodami nukleární medicíny  rozdíl SPECT a PET - použité typy radionuklidů  PET - C-11, N-13, O-15, F-18 - emitují pozitrony s následnou emisí dvou koincidenčních 511 keV anihilujících fotonů  SPECT - standardní radionuklidy - emitují jednotlivé fotony gamma záření s nižší energií keV fotony z Tc-99m (technecium), 70 keV z Tl-201 (thalium)  náklady - SPECT podstatně nižší než PET

19 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p SPECT (2)  základ - detektory záření  pole násobných scintilačních detektorů  jedna nebo více scintilačních kamer  hybridní scintilační detektory kombinující předchozí dva typy

20 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Ultrazvuk (1)  princip - přeměna magnetické, tepelné, elektrické energie v mechanickou energii  nejefektivnější metoda pro lékařský ultrazvuk - využití piezoelektrického jevu  různé typy uspořádání a konstrukce

21 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Ultrazvuk (2)  tkáně v těle - nehomogenní  vyslané signály z přístroje jsou odráženy a pohlcovány tkáněmi v různé míře v závislosti na charakteru tkáně  počátky lékařského zobrazování pomocí ultrazvuku - počátek 70. let 20. st.

22 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Ultrazvuk (3)

23 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Ultrazvuk (4)

24 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Ultrazvuk (5) - echokardiografie

25 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Ultrazvuk (6)

26 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Pozitronová emisní tomografie (1)  princip -detekce vysokoenergetických fotonů vzniklých anihilací pozitronů z izotopů emitujících pozitrony  vysoká citlivost  použití - pro studium neuroreceptorů v mozku a jiných tkáních

27 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Pozitronová emisní tomografie (2)  injekce metabolicky aktivní látky (trasovač) - biologická molekula nesoucí izotop emitující pozitron (C-11, N-13, O-15, F-18)  během několika minut se izotop akumuluje v té oblasti těla, ke které má molekula afinitu  např. glukóza označkovaná C-11 nebo F-18 se akumuluje v mozku nebo nádorech, pro které je glukóza primárním zdrojem energie  radioaktivní jádro se poté začne rozpadat, přičemž emituje pozitron (proton se změní v pozitron a neutron)  atom si udržuje atomovou hmotu, ale jeho atomové číslo se zmenší o 1  emitovaný pozitron se okamžitě kombinuje s elektronem a dojde k anihilaci  vyzářená energie je rozdělena mezi 2 fotony (každý 511 keV)  gamma záření detekováno polem detektorů kolem těla pacienta

28 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Pozitronová emisní tomografie (3)

29 B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Pozitronová emisní tomografie (4)


Stáhnout ppt "B i o c y b e r n e t i c s G r o u p Magnetická rezonance (1)  zobrazování magnetickou rezonancí  vynikající kontrast v měkkých tkáních  vynalezena."

Podobné prezentace


Reklamy Google