Vytváření obrazu při MRI a CT

Slides:



Advertisements
Podobné prezentace
Vytváření obrazu při MRI a CT
Advertisements

Vytváření obrazu při MRI a CT
Příklad 2 Vypočítej chybějící hodnoty Příklad 4 Reproduktor na koncertu rockové skupiny má akustický výkon 15 W. Jakou hladinu akustické intenzity.
Název školy: ZŠ A MŠ ÚDOLÍ DESNÉ, DRUŽSTEVNÍ 125, RAPOTÍN Název projektu: Ve svazkové škole aktivně - interaktivně Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/
Vybrané snímače pro měření průtoku tekutiny Tomáš Konopáč.
Mechanické kmitání Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Radim Frič. Slezské gymnázium, Opava, příspěvková organizace. Vzdělávací.
Přednáška 2 3.Základní principy optické aktivity 3.1 Polarizace elektromagnetického záření 3.2 Definice optické aktivity 3.3 Klasické formy optické aktivity.
Experimentální metody oboru – Pokročilá tenzometrie – Měření vnitřního pnutí Další využití tenzometrie Měření vnitřního pnutí © doc. Ing. Zdeněk Folta,
Význam diferenciálních rovnic převzato od Doc. Rapanta.
1 Obhajoba diplomové práce Sluneční záření a atmosféra Autor: Tomáš Miléř Vedoucí: Doc. RNDr. Petr Sládek, CSc. Oponent: RNDr. Jan Hollan BRNO 2007Katedra.
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o Tato prezentace.
Předmět:Ekonomika Ročník: 3.ročník učebního oboru Autor: Mgr. Libuše Suchánková Anotace: Formou prezentace se žáci seznámí se základním rozdělením mzdy.
Dostupné z Metodického portálu ISSN: , financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.
Č.projektu : CZ.1.07/1.1.06/ Portál eVIM Tuhost pružiny.
Vzdělávací materiál zpracovaný v rámci projektů EU peníze školám
Šablona 32 VY_32_INOVACE_17_30_Pascalův zákon a hydraulika.
Mocniny, odmocniny, úpravy algebraických výrazů
9.1 Magnetické pole ve vakuu 9.2 Zdroje magnetického pole
Proudové chrániče.
Ultrazvuk – vlnové vlastnosti
Vázané oscilátory.
NÁZEV ŠKOLY: S0Š Net Office, spol. s r.o, Orlová Lutyně
Elektromotor a jeho využití
Vlnění a optika (Fyzika)
Základy elektrotechniky Výkony ve střídavém obvodu
8.1 Aritmetické vektory.
Hra k zopakování a procvičení učiva (Test znalostí)
DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL
Obecná teorie relativity
Jaderná magnetická rezonance
Poměr Co je poměr. Změna v daném poměru..
Radiologická fyzika a radiobiologie
Procvičení vzorců a funkcí v rámci jednoho i více listů
Hotelová škola, Obchodní akademie a Střední průmyslová škola Teplice,
DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL
DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL
Řešení pomocí metody konečných prvků- program ADINA
Důsledky základních postulátů STR
Vytváření obrazu při MRI a CT
Elektromagnetická slučitelnost
Matematické modelování toku neutronů v reaktorech VVER
Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/ Číslo materiálu
Kvadratické nerovnice
Rovnice a graf přímé úměrnosti.
Jaderná magnetická rezonance
ČÍSLO PROJEKTU CZ.1.07/1.5.00/ ČÍSLO MATERIÁLU
Digitální učební materiál
BIBS Informatika pro ekonomy přednáška 2
TLAK PLYNU Z HLEDISKA MOLEKULOVÉ FYZIKY.
Rovnice základní pojmy.
SIGNÁLY A LINEÁRNÍ SYSTÉMY
Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Hradec Králové, Vocelova 1338, příspěvková organizace Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/
Pravděpodobnost a statistika
Optimální pořadí násobení matic
Jaderná magnetická rezonance
Radiologická fyzika Rentgenové a γ záření podzim 2008, osmá přednáška.
Vytváření obrazu při MRI a CT
3. přednáška Laplaceova transformace
ZPRACOVÁNÍ A ANALÝZA BIOSIGNÁLŮ
NÁZEV ŠKOLY: S0Š Net Office, spol. s r.o, Orlová Lutyně
Teorie chyb a vyrovnávací počet 1
TRANZISTOROVÝ JEV.
V IZOTROPNÉM PROSTŘEDÍ
MAGNETICKÉ INDUKČNÍ ČÁRY
NÁZEV ŠKOLY: S0Š Net Office, spol. s r.o, Orlová Lutyně
Příklady - opakování Auto se pohybovalo 3 hodiny stálou rychlostí 80 km/h, poté 2 hodiny rychlostí 100 km/h, pak 30 minut stálo a nakonec 2,5 hodiny rychlostí.
Průměr
Teorie chyb a vyrovnávací počet 2
3 Elektromagnetické pole
Tečné a normálové zrychlení
Transkript prezentace:

Vytváření obrazu při MRI a CT Radiologická fyzika Vytváření obrazu při MRI a CT podzim 2011, sedmá přednáška

Jak získat obraz při MRI? Celý studovaný objem přispívá k detekovanému signálu NMR. Vytvoření obrazu vyžaduje splnění dvou základních podmínek: Najít způsob, jak získat informaci jen z dané malé oblasti. Je potřeba kromě základního homogenního pole ještě přidat gradientní pole, která modifikují lokální hodnoty Larmorovy frakvence. Najít způsob, jak vytvářet kontrast. Radiofrekvenční pole nebude působit stále, ale jen v určitých sekvencích pulsů.

Magnetické pole při MRI Tři základní typy polí: Statické homogenní magnetické pole podél osy z Radiofrekvenční pole ve směru osy y Lineární gradientní pole ve směru osy z Larmorova frekvence

Překlopení magnetizace pulsem rf pole x z y rf pole homogenní pole 90o puls 180o puls

Magnetizace v rovině x – y Proměnný magnetický tok vyvolá v detekční cívce proměnné napětí – signál NMR x z y homogenní pole S

Lokální nehomogenity statického pole Lokální nehomogenity magnetického pole způsobují, že se precese děje s mírně odlišnou frekvencí. x z y

Volný rozpad indukce (FID) Free induction decay – volný rozpad indukce je způsoben jednak interakcí spinů blízkých jader, jednak nehomogenitami pole (jak chemickým posuvem, tak nedokonalostí magnetu). Časová konstanta je T2*. Prvnímu jevu odpovídá časová konstanta T2 a je nevratný. Vliv druhého jevu, který je vlivem statických polí, je možno metodou spinového echa potlačit. 90o rf puls t

Spinové echo Po uplynutí doby TE/2 od aplikace 90o pulsu je aplikován 180o puls. Ten překlopí vektory momentů jednotlivých jader v rovině x – y a tedy ty vektory, které se v rotaci předbíhaly, jsou teď zpožděny a naopak. Po čase TE/2 od aplikace 180o pulsu se dostanou vektory opět do stejné fáze (tedy jen vrácena je jen ta část, způsobená statickými poli). 90o rf puls 180o rf puls t

Spinové echo: T2 – kontrast šedá hmota t mozkomíšní tekutina zobrazen interval 150 milisekund

T2 – kontrast šedá bílá TE [ms] Signál NMR

Spinové echo: T1 – kontrast šedá hmota t mozkomíšní tekutina zobrazen interval 150 milisekund

T1 – kontrast bílá hmota šedá hmota Signál NMR mozkomíšní tekutina 1 2 3 TR [s] Signál NMR šedá hmota bílá hmota mozkomíšní tekutina

Opakování sekvence s periodou TR TE TR Šedá hmota Mozkomíšní tekutina „T1 vážení“ „T2 vážení“

Prostorové kódování Během 90o pulsu je vybuzeno gradientní pole ve směru osy z a frekvenční pásmo (ω – Δω, ω + Δω) rf pole je voleno tak, aby byla v resonanci jádra ve vrstvě (z – Δz, z + Δz) Po skončení pulsu rf pole je vypnuto gradientní pole ve směru osy z a vektor magnetizace v dané vrstvě rotuje v rovině x – y , přidají se po jistou dobu tx a ty gradientní pole ve směrech příslušných os, takže po vypnutí těchto polí je rotace fázově zpožděna o

Gradientní cívky dělají hluk Cívka x Cívka z Cívka y Budicí a detekční cívky rf pole Pacient? Geometrie cívek pro buzení gradientních polí

Nejprostší zobrazení (spinová hustota) Cívka detekuje signál z vrstvy Σ = (z – Δz, z + Δz) S označením můžeme psát (je to dvourozměrná Fourierova transformace) Postupně (změnami Gxtx a Gyty) získáme měřením funkci S(kx, ky) v dostatečně husté množině bodů {kx, ky}, abychom mohli numericky spočítat spinovou hustotu jako inversní Fourierovu transformaci

Fourierovy složky I

Fourierovy složky II

Signál při MRI přichází z celého objemu detektor rf vln zdroj rf vln

Signál při CT z úzkého válce zdroj rtg nebo γ záření detektor rtg nebo γ záření

Cormack a Hounsfield Allan Cormack (*1924): vytvořil matematickou teorii tomografie Sir Godfrey Hounsfield (*1919): patentoval a realizoval první počítačový tomograf 1979 Nobelova cena za medicinu

Voxel Analogicky k pojmu „pixel“ v rovině se vytváří elementární buňka objemu – „voxel“.

Absorpce jako signál Z jednoho měření podél paprsku nelze identifikovat voxely s odlišnou absorpcí. Existuje řada variací, které vycházejí z toho, že se nejprve vytvoří plošné řezy – vrstvy (to je společné s MRI), ve kterých se rastruje – pohybuje zdrojem nebo zdrojem i detektorem.

Současný trend – paralelní detekce

Klasický tomograf rtg záření translace rotace

Měření v klasickém tomografu x y t θ f(x,y) F(θ,t) t2 t1 F(θ,t1) F(θ,t2) τ

Radonova transformace V případě absorpce rtg záření máme Existuje inversní transformace Obdoba MRI – tam byla inversní Fourierova transformace. Úlohu máme v principu vyřešenu – ale pak je ještě mnoho práce s numerickým řešením a např. s potlačením vlivu šumu.

Kontrast při zobrazení Absorpční schopnosti každého voxelu charakterizujeme tzv. CT číslem. Je definováno vztažením absorpčního koeficientu příslušného voxelu k absorpčnímu koeficientu vody Air Blood Bone Fat Kidney Liver Lung Tumour Water Vzduch Krev Kosti Tuk Ledviny Játra Plíce Nádor Voda

Optimalizace kontrastu CT břicha s optimalizací pro zobrazení jater.