Ultraschall- Magnetrezonanztomographie. Dr. Sándor Szukits
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- Anke Buchholz
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Transkript
1 Ultraschall- Magnetrezonanztomographie Dr. Sándor Szukits
2 Ultraschall
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4
5
6 Physische Grundlagen Piesoelektrische Effekt Sonar
7 Ultraschall Produktion Transducer produziert US Impulse Transducer konvertiert Elektrizität in mechanische Ultraschall Reflektierte Echo kommt zum Schallkopf zurück der den US in elektrische Signal konvertiert
8 Interaktion zwischen Ultraschall und Geweben Reflexion US wird von Geweben reflektiert die reflektierte US wird von transducer Empfangen Reflexion geschiet zwischen Geweben mit verschiedene akustische Impedanz akustische Impedanz ~ Densität + Elastizität Bild wird von der reflektierten Echo gebildet transducer
9 Interaktion zwischen Ultraschall und Geweben Transmission Einigie Wellen gehen tiefer ins Körper Diese Wellen werden tiefere Strukturen abbilden transducer
10 Interaktion zwischen Ultraschall und Geweben Abschwächung Whärend Reise in Körper: Reflexion, Absorption, Refraktion Luft (Lunge)> Knochen > Muskeln > Weichgewebe >Blut > Wasser
11
12 Reflexion Grundlage der US Bildgebeung Entsteht auf Schnittstellen von Geweben, wo der akustischen Impedanz unterschiedlich ist Akustischen Impedenz ~ Densität + Elastizität
13 Reflektierte Echo Starke Reflexionen = weisse Punkte Zwerchfell, Sehne,Knochen, Steine, Verkalkung Hyperechoic
14 Reflektierte Echo Schwächere Reflexionen = Grau Punkte Weichteile Dicke Flüssigkeiten isoechoic
15 Reflektierte Echo Kleine Reflexion= Schwarze Punkte Flüssigkeit in eine Zyste, Urin, Blut Hypoechoic oder echofrei
16
17 Auflösung Axiale Auflösung: Hängt von der Frequenz der benutzten Ultrschall ab Höhere Frequenz Bessere Auflösung!ABER! Penetration wird schlimmer Man soll immer die höchste Frequenz benutzen mit der genug tief sehen kann. z.b.: Bauch 1-7 MHz Dünne Patienten höhere Frequenz Übergewichtig niedrige Frequenz Laterale Auflösung: Transducer Fokus
18 Frequenz
19 Fokusierung Für die beste laterale Auflösung zu haben man soll die US fokusieren. Siehe Beispile
20 Fokus
21 Modi A (Amplitude)-Modus Im Radiologie selten benutzt
22 M ( Motion)Modus Wir benutzen eine Linie wo wir die Reflexionen messen. Resultat wird eine Bild wo wir die Bewegung analysiren kann.
23 B ( Brightness) Modus Wo es reflexion gibt unterschiedliche Helligkeit kanne man sehen. Je höher die Reflexion ist desto heller wird die Pixel.
24 Doppler Wenn die Reflexion auf eine bewegende Struktur entsthet dann die Frequenz der Reflektierte Ultraschall wird verändern. Wenn die Struktur nähert Frequenz wird höher Wenn die Struktur enfernt Frequenz wird niedriger Unterschied von originale Frequenz = Doppler shift Frequenz
25 Doppler Modi CW ( Continuus wave ): Ultraschall wird kontinuierlich gesendet und empfangen. Vorteil: Einfach Man kann höhe Geschwindigkeiten messen Nachteil : Gewebstiefe der Signal nicht bestimmbar Benutz: Hand Doppler Gerät - Angiologie
26 Color Doppler Geschwindigkeit und Richtung wird farblich kodiert - Bewegung in Richtung Transducer rot - Bewegung weg vom Transducer blau
27 Power Doppler: Die Amplitude der Doppler Echo wird gezeiget. Stärke der Farbkode hängt von der Volumen ab Langsame Strömungen -vascularisation kann man besser beurteilen Keine information über die Richtung
28 Puls Doppler: Auf dem B Bild bestimmten Tiefe wird die Doppler Messung gemacht. Untersuchungen von Gefässen
29 Elastographie Fibroadenom weich invasive Brustkarzinom hart
30 Schallköpfe
31 Magnetresonanztomographie
32 MRI - magnetic resonance imaging Sir Peter Mansfield Paul C. Lauterbur The Nobel Prize in Medicine 2003
33 Damadian R: Tumor detection by nuclear magnetic resonance. Science 1971, 171:
34 Grundlagen: Magnetoresonantztomographie (MRT) Protonen: eigendrehimpuls: Spin (rotation um eigene Achse) Magnetisches Moment ( Kompassnadel ) diese Magnetische M. durchgeht nur bei Atome die unparig Protonanzahl haben! 1H, 13C,19F, 23Na, 31P
35 MRT Grundlagen: starkes Magnetfeld (0,2-9,4 Tesla): Ausrichtung der Spins: Paralell und antiparalell zum Mf (bischen mehr paralell als antip) Paralell Auscrichtung überwiegt minimal Longitudinal Magnetische Vektor!!! Signalerzeugung
36 Präzession: die Protonen auch eine präzessionsbewegung beschreiben wie Kreisel Präzessionfrequenz: Larmorfrequenz hängt von Magnetfeldstärke und gyromagnetisch Verhältnis ab. w=gxb 0 z.b.: Wasserstoff 1.5 T 63 MHz
37 Exzitation: Elektromagnetische Wellen werden eingestrahlt (MHz Radiowellen) mit dieselbe Frequenz wie die Larmorfreq. Kernrezonanz: - Spins ändern ihre Orientierung - Precession wird syncronisiert ( Spins zeigen in die gleiche Richtung)
38 -so die Eigenschaften der Umgebung bestimmen die Geschwindigkeit! Nach dem Abschalten der Radiofrequenz: Spins klappen zurück, dephasierung passiert und geben Energie an die Umgebung ab (als EM welle!) Spulen registrieren
39 T1 - Relaxation T1-Relaxiationszeit ( Spin-Gitter ) : beschreibt das zurückklappen der Spins.
40 T2 - Relaxation T2-Relaxiationszeit (Spin-Spin): beschreibt die Dephasierung der Spins.
41 MRT Kontrastmittel Gadolinium(Gd)-Verbindungen, die bestimmte magnetische eigenschaften besitzen Kürzert T1 Zeit auf T1 gewichteten Bildern das KM weiss erscheint (auch intravenös) Im Fall von eingeschrenkte Nierenfunktionen (GFR<30) NICHT! NSF, Gd Deposit Es gibt auch T2 typ KM
42 spin echo (SE) Sequenz
43 Sequenz parameter TR 90º TE TR: time to repeat TE: time to echo
44 Signal Lokalisierung
45 Magnetische Gradienten Wechselnde Magnetfelde oder Veränderung der Hauptfeld In verschidene Raumpunkte die Resonanzfrequenz wird anders - w=gxb 0 w=gxb 1.
46 Ortskodierung 1. Schichtselektion (z) 2. Phasenkodierung (y) 3. Frequenzkodierunf (x)
47 Schichtselektion ω 0 =γb 0 Schicht wird durch die Frequenz der RF Impuls bestimmt Veränderte Frequenz andere Schicht Spin die nicht in der Ebene der Schicht sind werden nicht angeregt kein Signal
48 Phasenkodierung Richtung Phasenkodierung die Phase der Spins wird verändert Phase der Spins wird vom Ort abhängen
49 Auslesegradient Frequenzkodierung Wird während Signalauslese eingeschaltet
50 Bildrekonstruktion Fourier transform k y k x k-space image space Messungdaten werden in dem sog. K-Raum gesammelt. Ort in K-Raum wird von dem Gradienten bestimmt.
51 Magneten Permanent: Niedreger Feldstärke Dedizierte Extremität MRI Geöffnete Geräte Resistive: Supraleitende: Flüssige He
52
53
54 Spulen (Antenne)
55 MR Sicherheit!!
56 MR safety!
57 Bildkontraste, Untersucuhngsmethoden T1 gewichtet pre- und post Kontrast T2 gewichtet T1/T2 gemische Fett/Wasser Unterdrückung (z.b. FLAIR, STIR, FS,Dixon ) Diffusion gewichtet (DWI, DTI) Susceptibilität gewichtet T2* (SWI, fmri) Fluss gewichtet MR angio (TOF, PC, 3D CE) in vivo Spektroskopie
58 Wichtigste Sequenzen T1 gewichetete PD gewichtete T2 gewichtete T1 Flüssigkeiten niedrige Signal Fett Hohe signal Gut für Anatomie Kontrastmittel T2 Flüssigkeiten hohe Signal Fett hohe Signal Gut für Pathologie Freies wasser hohe Signal
59 T2-FLAIR und T2
60 T2 dünn (sub mm 0,4-0,8 mm)
61 SWI/T2 *
62 DWI ( Diffusion Weighted Imaging) Sehr wichtig in Neuroradiologie Beste Sensitivität in Ischaemie Nach 30 min Positiv
63 T2 / Diffusion Gewichtet
64
65 Pre- und Postkontrast T1 gewichtet
66 Fett Unterdrückung
67 Spätes Kontrastverstärkung
68 MR spektroskopie N-acetyl aspartate -2 ppm Neural density, viability Creatinine, P-creatinine -3 ppm aerob metabolism, gray matter Choline -3,2 ppm cell membrane metabolism Lactate -1,33 ppm hypoxia Mobile lipids -1,3 ppm necrosis Myoinositol glia marker Cho Creat NAA
69 (TOF) MR Angiographie ohne Kontrastmittel
70 1.5T vs. 3T
71 7 Tesla
72 9,4 Tesla Maus Niere Ratte - Gehirn
73 MR
74 Fetal MRI
75 PET - MRI
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