Imagistica si radiologie

Imagistica si radiologie

1. Enumerati factorii care determina efectele biologice la expunerea cu raze x si gamma.

Rata dozei, Doza totala primita, Energia radiatiei, Suprafata din corp expusa, Sensibilitatea celulara, Sensibilitatea individuala.

2.Descrieti principiul de functionare a unui CT

Tubul de raze X si detectorii se rotesc in jurul pacientului.

Detectorii masoara coeficientul liniar de atenuare, µ, intre tub si detector.

Coeficientul de atenuare arata gradul de reducere a intensitatii razelor X cand acestea traverseaza materialul.

Masuratorile 2D sunt preluate in forma elicoidala peste tot in jurul pacientului

Datele provenite sub sute de unghuri si sunt insumate si utilizate pentru reconstructia imaginii.

Uneori se utilizeaza substante de contrast pentru o mai buna vizualizare a unui organ.

Sistemul de detectie a radiatiilor este compus din cristale scintigrafice si fotodiode.

Sistemul de achizitie masoara radiatiile transmise prin obiect si digitalizate astfel incat computerul sa poata citi datele.

Computerul reconstituie imaginea din datele achizitionate apoi este creata o imagine de catre tubul catodic.

Computerul permite modificarea contrastulyui, rotirea imaginii, corelarea datelor pentru masurarea organelor investigate.

Scanare axiala si elicoidala

Axiala: reconstituie pozitia feliei si setul spatial in timpul achizitiei

Elicoidala: reconstituie pozitia feliei si setul spatial se poate face arbitrar, in precesare post-achizitie

CT este o metoda cu raze X insa care poate sa citeasca mult mai multe informatii despre anatomia corpului. Permite sa se vada tesutul moale, se obtin imagini 3D, iau o imagine in 0.5 secunde, se pot administra substante de contrast. Oaselese vad albe, Gazele si lichidele se vad negre, tesuturile se vad gri.

3. Principiul metodei scintigrafice

4. Enumerati proprietatile imaginilor PET

Principiu La ciocnirea unui pozitron cu un electron se creeaza doua raze gamma care au aceeasi energie dar merg in directii opuse. 511keV

Acestea sunt detectate de doi detectori localizati in pozitii diferite ale inelelor pozitionate in jurul pacientului, si bazandu-ne pe informatiile preluate de la acestea putem vedea unde are loc evenimentul.

PET detecteaza razele gamma cand acestea parasesc corpul pacientului.

Informatia este preluata si prelucrata similar ca si in cazul tomografului

Proprietatile imaginilor PET:

Ofera informatii functionale cu o rezolutie relativ buna -cel putin 1 cm

Glucoza poate fi marcata cu C11 si astfel se poate vedea modul de irigare al creierului - de exemplu, zonele creierului care sunt in stare normala de functionare

Substante foarte specifice pot fi marcate, astfel ca PET are multe aplicatii in industra farmaceutica

Referat: Vitaminele - surse alimentare de vitamine Referat: 41 de sfaturi pentru viata lunga recomandate de doctor

Pentru realizarea unei analize PET este necesara existenta unui accelerator si a unui laborator care poate face fata sintezei rapide a compusilor; ceea ce face ca acest tip de analize sa fie extrem de costisitoare

scanarea PET poate diferentia tumorile maligne de cele benigne

5. Principiul de functionare a unui SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography)

Este o tehnica tomografica de medicina nucleara care utilizeaza raze gamma.

Este similara cu medicina nucleara planara care utilizeaza camera gamma

Este posibila prealuarea de informatii reale 3D

Informatia este prezentata tipic in felii (cross-sectional) care pot fi refacute sau manipulate in orice mod.

Imagistica SPECT este realizata utilizand o camera gamma pentru a achizitiona multiple imagini 2D (numite proiectii) sub unghiuri diferite.

Un calculator e utilizat pentru aplicarea algoritmului de reconstructie tomografica asupra proiectiilor multiple, obtinandu-se un set trdimnsional de date.

Acest set poate fi manipulat pentru a arata felii subtiri de-a lungul unei axe alese de-a lungul corpului, similar cu celelalte tehnici tomografice (MRI, CT, PET)

Deoarece SPEC e oarecum similar cu PET se utilizeaza acelasi tip de radiofarmaceutice.

Pentru a achizitiona imagini SPECT se roteste camera in jurul pacientului. Proiectiile sun preluate sub anumite unghiuri preastabilite, de obicei din 3-6 grade.

In mod obisnuit se realizeaza o rotatie completa de 360 de grade in jurul pacientului pentru o reconstructie optima. Timpul de obtinere a unei proiectii e intre 15-20secunde,asta inseamnand un timp total de scanare de 15-20minute.

Camerele gamma multi-cap pot accelera timpul de achizitie. De exemplu o camera cu cap dublu poate fi utilizata cu 180 grade distanta intrecapete, permitind chizitionarea a doua proiectii in acelasi timp, fiecare cu o rotatie completa de 180 grade.

6. Proprietatile si efectele ultrasunetelor

Ultrasunetele sunt unde cu frecventa mai mare decat 20.000Hz. Ele sunt generate cu traductoare electro-mecanice bazate pe efectul piezoelectric.

Importanta practica a ultrasunetelor este legata de lungimea de unda mica a acestora.

ultrasunetele pot fi emise si se propaga ca si razele de lumina sub forma de fascicule, spre deosebire de sunetele obisnuite care se imprastie in toate directiile.

datorita lungimii de unda mici, fenomenul de difractie nu apare decat pentru obstacolele de dimensiuni foarte mici in timp ce sunetele obisnuite ocolesc practic aproape orice obstacol intalnit in cale.

Procedee de producere a ultrasunetelor

Procedee mecanice: fluier ultrasonor, sirena ultrasonora

Procedee termice: cu ajutorul vibratiilor unui arc electric

Efectul piezoelectric se manifesta in feroelectrici daca acestia sunt polarizati, adica domeniile in care polarizarea are o orientare bine determinata sunt orientate dupa o singura directie macroscopica, directia campului extern.

Efecte fizico-chimice ale ultrasunetelor

distrugerea starilor labile de echilibru; incalzirea mediului; formarea de sisteme disperse (emulsii si suspensii)

distrugerea de astfel de sisteme (coagulari); influentarea potentialelor electrochimice si a pasivitatii metalelor;

voalarea placilor fotografice; cresterea vitezei unor reactii chimice; explozia substantelor putin stabile (de exemplu iodura de azot) etc

Aplicatii practice

terapeutica (incalzirea anumitor tesuturi si masaje adanci)

conservarea alimentelor (prin folosirea unor ultrasunete de frecventa si intensitate potrivita care distrug microorganismele).

masurarea adancimii marilor.

procese tehnologice cum ar fi : spalarea, curatarea, uscarea sau sudarea unor corpuri si de asemenea pentru prelucrarea unor piese.

Proba USTesut(muschi etc)pielePrincipiul de functionare

7. Nivelele de energie si tranzitii RMN pentru un proton

Se realizeaza in domeniul MHz. Conditia de rezonanta (absorbtie de radiofrecventa)

ΔE hγB gNμNB hν

ν = 60 800 MHz pentru hidrogen

ν = 15 80 MHz in imageria clinica pe hidrogen

8. Timpi de relaxare in RMN

-timpii de relaxare depind de starea biologica a tesuturilor

-diferite tesuturi au T1 si T2 diferite

-acelasi tesut are T1 si T2 diferite functie de starea lui biologica

-domeniile de valori ale timpilor de relaxare

T1 = 300 - 2000 ms

T2 = 30 - 150 ms

Relaxare spin-retea. Timpul de relaxare T1

la echilibru, magnetizarea M0 II B0 Mz = M0 este magnetizarea longitudinala Mx = My = 0

la saturatie, dupa iradierea sistemului in conditii de rezonanta, Mz = 0, revenirea lui Mz la valoarea de echilibru

este descrisa de: Mz =M0 (1-e ^-t/T1)

Precesie

Mx,y preceseaza in planul Oxy cu frecventa Larmor ω0 = γB0

pachete de spini diferite preceseaza cu frecvente Larmor diferite

evolutia magnetizarii in planul XY

x,y 0x,y 2

M M e−t /T

T2 - timpul de relaxare spin-spin

descresterea magnetizarii transversale provine din:

-interactiunile moleculare (T2)

-variatiile neomogene ale lui T2 in B0

1/T₂*=1/T₂+1/T₂^neomegen

Metode de determinare a timpilor de relaxare T1 si T2

Obtinerea FID-ului dupa un impuls de 90 (metoda de determinarea a lui T1)

-prin repetarea experimentului la intervale rezulta:

Secventa de ecou de spin in doua impulsuri (ecoul Hahn)

-prin repetarea experimentului la intervale TR rezulta semnalul:

metoda de determinare a unui timp de relaxare cand se cunoaste cel de-al doilea

9. Definiti deplasarea chimica

Miscarea electronilor in jurul nucleului determina aparitia unui camp magnetic de semn contrar celui extern

B0, care DEPINDE DE NATURA NUCLEULUI-> DEPLASARE CHIMICA

10. Rolul transformatei Fourier in RMN

TRANSFORMATA FOURIER: se aplica datelor netezite