Ozren GamulinZavod za fiziku i biofiziku

dijagnostika magnetskom rezonancijomdijagnostika rendgenskim zračenjem

dijagnostika radioaktivnim zračenjem

dijagnostika ultrazvukom

Razlikuju se:

• po vrsti probe (EM zračenje, mehanička energija)

• po interakciji s tkivom (apsorpcija, transmisija, refleksija, zračenje)

• po načinu stvaranja slike

• po informaciji na slici ( struktura i/ili funkcija)

Što je

Kako nastaje

Što je spektar

Kako međudjeluje s tvariKako međudjeluje s tvari

Izvori su: naboj koji titra, molekule, atomi i jezgremolekule, atomi i jezgreMeđudjelovanje s tvari ne razini molekula, atoma i jezgri

Link : http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/polarizedlight/emwave/

energiju apsorbiraju atomi i molekule promjena energetskih stanja atoma - ljuske

promjena magnetskih energetskih stanja jezgre u magnetskom polju

xeII αααα−−−−==== 0

magnetskom polju

promjena rotacijskih i vibracijskih stanja molekule

posljedica - ionizacija

Zvučni valZvučni val

izvor je titranje tijela

prenosi se titranjem čestica sredstva

različite brzine u različitim sredstvima

apsorpcija veća za više frekvencijeapsorpcija veća za više frekvencije

posljedica - zagrijavanje sredstva

apsorpcija radio valova (mala energija fotona)

promjena stanja spinajezgrejezgre

mjeri se

ukupna magnetizacija

kemijski pomak

vremena relaksacije T1 i T2

metoda je tomografska- oslikava i strukturu i dinamiku organa

slika je dinamička raspodjela magnetskih momenata jezgri vodika

kontrast je postignut uzrokovanom promjenom kontrast je postignut uzrokovanom promjenom frekvencije i različitim vremenima relaksacije zbog interakcije s okolnim magnetskim poljima

loša je slika tkiva u kojima je vodik čvrsto vezan u strukturu – kosti su “prozirne” što je prednost za oslikavanje unutrašnjosti lubanje

dio EM spektra velikih energija od 150 eV do 150 keV

u dijagnostici od 20 do 150 keV

zakočno zračenje

primjenjuju se posebnosti međudjelovanja X-fotona i atoma tkiva

tkivo se obasja polikromatskim X-snopom; podešava se tvrdoća i intenzitet prema ispitivanom organu tvrdoća snopa određuje prevladavajući tip interakcije:tvrdoća snopa određuje prevladavajući tip interakcije:fotoefekt ili Compton efektanalizira se transmitirani snop

informaciju nose fotoni koji nisu interagirali

slika je raspodjela koeficijenata apsorpcije

fotoefekt – do 80 keV

- teži elementi

- u kostima, kalcifikatima, kontrastna sredstva

- dobar kontrast- dobar kontrast

Comptonov efekt – iznad 80 keV

- lakši elementi

- u mekim tkivima

- loš kontrast

izvor radioaktivnog zračenja je u promatranom tkivu

organizam mora biti proziran za to zračenje jer se zračenje mjeri izvana

γ – zračenje iznad 150 keV nije apsorbirano do 15 cm debljine tkivadebljine tkivaosnova: kemijsko ponašanje radionuklida jednako je ponašanju stabilnih izotopa

radioaktivno se obilježavaju metaboliti specifični za promatrani organ

slika je raspodjela označenih metabolita u organu: o strukturi organa

slika je vremenska promjena raspodjele metabolita: o funkciji organa - dinamiku metabolita jednostavno je povezati s funkcijomjednostavno je povezati s funkcijom

PET – posebno pogodna metoda za proučavanje funkcija stanica organa

zvuk – mehanički val – mehanička energija

promatra se refleksija zvuka s granica različitih akustičkih impedancija

razlika u akustičkim impedancijama tkiva dovoljna za oslikavanje organaza oslikavanje organa

to je tomografska metoda

ultrazvuk frekvencija od 2 do 20 MHz

frekvencija određuje dubinu oslikavanja

slika je prostorni raspored granica između tkiva različitih zvučnih otpora na putu zvuka – strukturne informacije

slika je promjena Dopllerovih pomaka – brzine protjecanja krvi

slika može biti vremensko i prostorno translacijsko i rotacijsko gibanje ako se u prikaz i vremenska os

val se reflektira samo od površine koja je veća od njegove val se reflektira samo od površine koja je veća od njegove valne duljine

ultrazvuk – male valne duljine - za frekvenciju 3 MHz:

m,ss/mczvuka 00050

3000000

15001 ============ −−−−νννν

λλλλ

rezolucija metode je najmanja udaljenost dvaju detalja na objektu koje na slici još možemo vidjeti odvojenokontrast na najmanja razlika u intenzitetu signala koja se još može uočiti koja se još može uočiti

MRI X-CTrazlučivanje određuje B0 istrmina gradijenta magnetskog polja

kontrast određuju vremena relaksacije T1 i T2

odabire se kombinacija π i π/2 pulsova i vremena TI i TR

razlučivanje određuje širina koliminiranog X-snopa

kontrast određen prolaznim intenzitetom – apsorpcijski koeficijent

odabire se energija X-kvanta - način interakcije

Nuklearna UltrazvukNuklearna Ultrazvukrazlučivanje određuje kolima-

tor detektorakontrast količina nakupljenih izvoraodabiru se radioaktivni izvori pogodnog efektivnog vremena raspada

razlučivanje određeno valnom duljinom: aksijalna, 2λ, i lateralna rezolucija, 5 λ

kontrast određuje razlika zvučnih impedancija koje tvore reflektirajuću granicu

ionizirajuće zračenje - oštećenja tkiva

oštećenje ovisi o dozi i brzini doze

oštećenja se zbrajaju

mehanički val – kavitacija i zagrijavanjemehanički val – kavitacija i zagrijavanje

MRI X-CT

nema oštećenja kontrindikacija: pacemaker i metalni inplantati

ionizacija tkiva

oštećenja metabolizma

indukcija karcinoma

Nuklearna UltrazvukNuklearna Ultrazvuk

ionizacija tkivadestrukcija metaboličkih

puteva

kavitacija ali kod viših intenziteta

metoda ne uzrokuje oštećenja