Bildgebende Verfahren der Medizin Ultraschall, CT, PET, MRT - PowerPoint PPT Presentation

1 / 33
About This Presentation
Title:

Bildgebende Verfahren der Medizin Ultraschall, CT, PET, MRT

Description:

Bildgebende Verfahren der Medizin Ultraschall, CT, PET, MRT Martin Obholz martinobholz_at_cityweb.de Fakult t f r Elektrotechnik und Informationstechnik – PowerPoint PPT presentation

Number of Views:1155
Avg rating:3.0/5.0
Slides: 34
Provided by: KlausJos
Category:

less

Transcript and Presenter's Notes

Title: Bildgebende Verfahren der Medizin Ultraschall, CT, PET, MRT


1
Bildgebende Verfahren der Medizin Ultraschall,
CT, PET, MRT
Martin Obholz martinobholz_at_cityweb.de
  • Fakultät für Elektrotechnik und
    Informationstechnik
  • Lehrstuhl für Kommunikationstechnik
  • Prof. Dr.-Ing. Rüdiger Kays

2
Einleitung
  • Gängige Verfahren der Bildgebung
  • Ultraschall
  • Computertomographie (CT)
  • Positronen-Emissions-Tomographie (PET)
  • Magnetresonanztomographie (MRT)

3
Ultraschall
  • Ultraschall

4
Ultraschall Vor- und Nachteile
  • Vorteile
  • leicht durchführbar
  • Gerät sehr günstig
  • keine Gesundheitsbelastung
  • Nachteile
  • starke Verrauschung des Bildes

5
Ultraschall physikalische Grundlagen
  • physikalische Grundlagen
  • Frequenz in der Medizin 2 20 Mhz
  • Schall verändert seine Geschwindigkeit
  • Streuleistung
  • Eindringtiefe z

c v1/(??)
PStreu sPeingestrahlt
z (ct)/2
6
Funktionsweise Ultraschall
  • Funktionsweise Ultraschall

Ultraschallimpuls wird gesendet
Ultraschallimpuls wird reflektiert
Das Signal wird wieder aufgefangen und in eine
Spannung umgewandelt
Auswertung und Bilderzeugung
7
Ultraschall Bilderzeugung
  • Bilderzeugung
  • piezoelektrisches Material macht aus Spannungen
    Schallwellen

8
Ultraschall Bilderzeugung
  • Bilddarstellung im A- und B-mode
  • Problem der Verrauschung durch Streuung

9
CT
  • Computertomographie (CT)

10
CT Vor- und Nachteile
  • Vorteile
  • hohe Auflösung
  • gute Darstellung von hartem Gewebe
  • Nachteile
  • hohe Gesundheitsbelastung (Röntgenstrahlung)
  • schlechte Darstellung von Weichteilen
  • Preis ca. 1,5 mio. Euro

11
CT physikalische Grundlagen
  • physikalische Grundlagen
  • Röntgenstrahlen durchdringen Gewebe
  • Intensitätsverlust beim Austritt der
    Röntgenstrahlen

II0 e-?µ(l) dl Abschwächungsgesetz
12
MRT prinzipielle Funktion
  • Funktionsweise des CT

Röntgenstrahl wird durch das Gewebe geschickt
Strahl wird aufgefangen und Intensität bestimmt
Röntgenstrahl wird unter einem anderen Winkel
ausgesandt und Intensität wird bestimmt
Auswertung und Bilderzeugung
13
CT Bilderzeugung
  • Radontransformation

Rotation
Rotation
Sender
Empfänger
14
CT Bilderzeugung
  • Inverse erzeugt den Originalbereich
  • Praktische Durchführung durch numerische
    Berechnung von Gleichungssytemen

15
PET
  • Positronen-Emissions-Tomographie (PET)

16
PET Vor- und Nachteile
  • Vorteile
  • sehr hohe Auflösung (Tumore ab ca. 5 mm, CT und
    MRT 1 cm)
  • Darstellung von Stoffwechselvorgängen
  • Nachteile
  • radioaktiver Tracer
  • Lagerbarkeit des Tracers
  • Preis ca. 3,5 mio. Euro (mit CT)

17
PET physikalische Grundlagen
  • Physikalische Grundlagen
  • Halbwertszeit
  • Zerfall unter Abspaltung eines Positrons

O 15 ? N 15 ß ?
18
PET physikalische Grundlagen
  • Annihilation

ee- 2?
19
PET physikalische Grundlagen
  • Funktionsweise des PET

Tracer wird verabreicht
Halbwertszeit läuft ab und Positronen kollidieren
mit Elektronen
Energiequanten werden gemessen
Auswertung und Bilderzeugung
20
PET Bilderzeugung
  • Bilderzeugung
  • Auffangen der Energiequanten
  • Szintilatorkristallen verarbeiten Quanten zu
    Lichtblitzen

21
PET Bilderzeugung
  • Numerische Radontransformation wie beim CT

22
MRT
  • Magnetresonanztomographie (MRT)

23
MRT Vor- und Nachteile
  • Vorteile
  • geringe Gesundheitsbelastung
  • hohe Auflösung
  • Nachteile
  • keine direkte Bildgebung von Knochen und
    Wasserstoff-freiem Gewebe
  • starke Geräuschentwicklung
  • grosse Bauform
  • Gefahr durch Metallteile
  • Platzangst (bei bestimmten Bauformen)
  • Preis ca. 1,5 Mio. Euro

24
MRT physikalische Grundlagen
  • Physikalische Grundlagen
  • Wasserstoffatome besitzen einen Spin
  • der Spin erzeugt ein magnetische Moment M
  • ein statisches Magnetfeld B0 richtet das
    magnetische Moment aus

25
MRT physikalische Grundlagen
  • Beeinflussung vom magnetischen Moment M
  • Anlegen eines, mit der Resonanzfrequenz
    (Larmorfrequenz), gepulsten Feldes B1

26
MRT physikalische Grundlagen
  • Entfernen des Feldes B1
  • Magnetfeldänderungen induzieren Spannungen
  • Verarbeitung der Spannungen

27
MRT prinzipielle Funktion
  • Funktionsweise des MRT

Anlegen eines statischen Magnetfelds
Anlegen und entfernen eines larmorfrequenten
Magnetfeldes
Messung der induzierten Spannungen
Auswertung und Bilderzeugung
28
MRT Bilderzeugung
  • Bilderzeugung
  • Orientierung im Raum zur Darstellung von
    Objektschichten

29
MRT Bilderzeugung
  • z-Achse
  • Selektion der Schicht durch Frequenzanregung

Kopfende
Fussende
f0 (?/2p)B 1H-Anregungsfrequenz
30
MRT Bilderzeugung
  • y-Achse (Phasencodierung)

y
B
Schichten
x
f0 (?/2p)B 1H-Anregungsfrequenz
31
MRT Bilderzeugung
  • x-Achse (Frequenzcodierung)

Schichten
y
B
x
f0 (?/2p)B 1H-Anregungsfrequenz
32
MRT Bilderzeugung
  • k-Raum
  • Phasen- und Frequenzcodierung bilden den k-Raum
  • 2D-Fourier-Transformation erzeugt den
    Originalraum

33
Ausblick
  • Ausblick
  • Verringerung der Gesundheitsbelastung
  • Interaktion zwischen Mensch und Maschine
  • 3D-Modelle
  • Bewegungen sollen ihren Einfluss verlieren (Herz,
    PET)
Write a Comment
User Comments (0)
About PowerShow.com