Natuurkunde H12 medische beeldvorming
Echografie wordt veel gebruikt bij zwangerschappen. Een verloskundige zendt met een transducer
geluidsgolven uit met verschillende frequenties. Dit geluid kan je niet horen en is een ultrasoon
geluid. De transducer meet hoelang het duurt voordat de geluidssignalen weer opgevangen worden.
Er wordt dan op de computer een beeld van de baby gemaakt, dit is een echo. De transducer zendt
geluidspulsen uit, zodra de transducer het einde van de teruggekaatste puls heeft ontvangen wordt
de volgende puls uitgezonden. Voor geluidsgolven geldt de formule v =f ∙ λ . De geluidssnelheid
kan je vinden in Binas 15A. Als een geluidsgolf van het ene medium overgaat in een ander medium
wordt de golf gereflecteerd door het verschil in geluidssnelheid.
Bij een MRI-scan wordt gebruik gemaakt van elektromagnetische golven (microgolven).
Elektromagnetische straling bestaat uit energiepakketjes die fotonen heten (Binas 19B). een MRI-scan
is gebaseerd op de magnetische eigenschappen van waterstofkernen. Een waterstofkern kan je zien
als een soort magneet. In het MRI-apparaat werkt een magnetisch veld en de waterstofkernen
richten zich evenwijdig aan het veld. Een waterstofkern tegen de richting van het magnetisch veld
heeft een grotere energie. Een waterstofkern kan een hogere energietoestand krijgen door een foton
op te nemen. Dit gebeurt bij een resonantiefrequentie. De waterstofkern kan naar een lagere
energietoestand gaan door een foton uit te zenden.
Een MRI-apparaat bestaat uit:
- Een holle cilindrische elektromagneet die zorgt voor een sterk magnetisch veld.
- Zendspoelen die fotonen uitzenden met een frequentie van 50 MHz.
- Ontvangstspoelen die de uitgezonden fotonen van het lichaam registreren.
Gradiëntspoelen zorgen ervoor dat het magnetisch veld op bepaalde plekken iets verandert. De
fotonfrequentie wordt zo ingesteld dat alleen op de plekken waar zich een gradiënt veld bevindt een
foton opgenomen en afgegeven kan worden. Zo kan er gezien worden uit welk deel van het lichaam
de fotonen afkomstig zijn.
Bij een röntgenfoto wordt er gedurende een korte tijd röntgenstraling uitgezonden. Een detector aan
de andere kant van het lichaam meet hoeveel straling er doorgelaten is. Waar de röntgenstraling
wordt doorgelaten is de foto zwart, waar het niet wordt doorgelaten is het wit.
De hoeveelheid röntgenstraling die een materiaal tegenhoudt hangt af van de dikte van het
materiaal. De halveringsdikte is de dikte waarbij de helft van de straling wordt tegengehouden. Je kan
1
2
de intensiteit van de straling die wordt doorgelaten berekenen met: ¿ (Binas 28F). Met een
¿
I =I 0 ∙ ¿
kleinere halveringsdikte houdt het materiaal de straling beter tegen.
Bij een CT-scan wordt een driedimensionaal beeld gemaakt van meerdere röntgenfoto’s. Het
röntgenapparaat draait om de patiënt heen en de meerdere foto’s worden aan elkaar geplakt.
Stoffen die van nature straling uitzenden heten radioactieve stoffen. Dit zijn voorbeelden van
natuurlijke stralingsbronnen. Een ander voorbeeld hiervan is kosmische straling, vanuit het heelal
Echografie wordt veel gebruikt bij zwangerschappen. Een verloskundige zendt met een transducer
geluidsgolven uit met verschillende frequenties. Dit geluid kan je niet horen en is een ultrasoon
geluid. De transducer meet hoelang het duurt voordat de geluidssignalen weer opgevangen worden.
Er wordt dan op de computer een beeld van de baby gemaakt, dit is een echo. De transducer zendt
geluidspulsen uit, zodra de transducer het einde van de teruggekaatste puls heeft ontvangen wordt
de volgende puls uitgezonden. Voor geluidsgolven geldt de formule v =f ∙ λ . De geluidssnelheid
kan je vinden in Binas 15A. Als een geluidsgolf van het ene medium overgaat in een ander medium
wordt de golf gereflecteerd door het verschil in geluidssnelheid.
Bij een MRI-scan wordt gebruik gemaakt van elektromagnetische golven (microgolven).
Elektromagnetische straling bestaat uit energiepakketjes die fotonen heten (Binas 19B). een MRI-scan
is gebaseerd op de magnetische eigenschappen van waterstofkernen. Een waterstofkern kan je zien
als een soort magneet. In het MRI-apparaat werkt een magnetisch veld en de waterstofkernen
richten zich evenwijdig aan het veld. Een waterstofkern tegen de richting van het magnetisch veld
heeft een grotere energie. Een waterstofkern kan een hogere energietoestand krijgen door een foton
op te nemen. Dit gebeurt bij een resonantiefrequentie. De waterstofkern kan naar een lagere
energietoestand gaan door een foton uit te zenden.
Een MRI-apparaat bestaat uit:
- Een holle cilindrische elektromagneet die zorgt voor een sterk magnetisch veld.
- Zendspoelen die fotonen uitzenden met een frequentie van 50 MHz.
- Ontvangstspoelen die de uitgezonden fotonen van het lichaam registreren.
Gradiëntspoelen zorgen ervoor dat het magnetisch veld op bepaalde plekken iets verandert. De
fotonfrequentie wordt zo ingesteld dat alleen op de plekken waar zich een gradiënt veld bevindt een
foton opgenomen en afgegeven kan worden. Zo kan er gezien worden uit welk deel van het lichaam
de fotonen afkomstig zijn.
Bij een röntgenfoto wordt er gedurende een korte tijd röntgenstraling uitgezonden. Een detector aan
de andere kant van het lichaam meet hoeveel straling er doorgelaten is. Waar de röntgenstraling
wordt doorgelaten is de foto zwart, waar het niet wordt doorgelaten is het wit.
De hoeveelheid röntgenstraling die een materiaal tegenhoudt hangt af van de dikte van het
materiaal. De halveringsdikte is de dikte waarbij de helft van de straling wordt tegengehouden. Je kan
1
2
de intensiteit van de straling die wordt doorgelaten berekenen met: ¿ (Binas 28F). Met een
¿
I =I 0 ∙ ¿
kleinere halveringsdikte houdt het materiaal de straling beter tegen.
Bij een CT-scan wordt een driedimensionaal beeld gemaakt van meerdere röntgenfoto’s. Het
röntgenapparaat draait om de patiënt heen en de meerdere foto’s worden aan elkaar geplakt.
Stoffen die van nature straling uitzenden heten radioactieve stoffen. Dit zijn voorbeelden van
natuurlijke stralingsbronnen. Een ander voorbeeld hiervan is kosmische straling, vanuit het heelal
