Alle stof voor de BNS toets decentrale selectie GNK (beknopt)

Decentrale selectie Geneeskunde Radboud
Universiteit Nijmegen
Natuurkunde

Medische beeldvorming

Röntgenstraling wordt opgewekt in vacuüm röntgenbuis
 Kathode +
 Anode -
Kathode  wolfraam spiraal
 Verhitting door gloeistroompje  elektronen komen vrij
Vanwege buisspanning gaan de elektronen naar de anode
(focus-/trefplaat)
 Bij de afremming van de buisstroom (elektronenstroom) in de anode
wordt de bewegingsenergie van de elektronen omgezet in
röntgenstraling.

Bij röntgenfoto  een bundel röntgenstralen passeert vanuit de
röntgenbuis het lichaam en komt dan terecht op de fosforplaat (=detector)

De densiteit (witheid) is afhankelijk van de hoeveelheid röntgenstralen die
het weefsel passeert.
 Hoe meer straling wordt geabsorbeerd  hoe witter
 Weefsel met hoog absorptievermogen  dens

Voordelen: goedkoop, snel resultaat, prothesen zichtbaar
Nadelen: lastig verschil te zien, stralingsbelasting patiënt
Toepassing: gebit, botbreuken, borstkanker


CT-scan (=Computed Tomography)
Een röntgenbundel (werkt volgens hetzelfde mechanisme als
röntgenfoto's) passeert het lichaam en wordt gedetecteerd door de
detectorplaat tegenover. De röntgenbuis en detectorplaat draaien parallel
rondom het lichaam, zo worden veel plakjes samengevoegd tot een 3D
beeld.

Beeld is van voeten naar hoofd
 Links is rechts
 Rechts is links

Voordelen: gedetailleerd, goed contrast zichtbaar tussen weefsels
Nadelen: stralingsbelasting patiënt
Toepassing: tumoren, darmen, blaas, longen, lever, bloedvaten,
hersenbloeding, herseninfarct

,MRI (=Magnetics Resonance Imaging) werkt met elektromagnetische
straling

T1-gewogen  vet wit
T2-gewogen  water wit

Eventueel contrastvloeistof komt bloedvaten in hersenen niet in maar
tumorweefsel neemt het contrast wel op

Elk weefsel bevat een bepaald percentage water  dat bepaalt hoe grijs of
wit het weefsel wordt afgebeeld
Waterstofatomen uit lichaam hebben kinetische energie, ze trillen en
roteren want ze zijn magnetisch. Deze zullen zich parallel rangschikken
aan het sterke externe magnetische veld

Netto magnetisatie = de som van richting en kracht van de parallel
gerangschikte protonen (H+ atomen)
 In rusttoestand in de MRI-scanner zal de netto magnetisatie altijd
richting het hoofd zijn

Z-as = aanduiding van het magnetisch veld van de MRI-scanner (B0) (= de
longitudinale magnetisatie)

Uit-fase = H+ deeltjes draaien niet synchroon (ook al staan ze parallel in
rusttoestand)

H+ deeltjes hebben specifieke frequenties (Larmor frequentie)  als er
overeenkomst is met een uitgezonden radiofrequentie golf  resonantie
vindt plaats  overdracht van energie  excitatie

In-fase = door excitatie gaan alle H+ deeltjes spontaan op gelijke wijze
ronddraaien

Radiofrequente puls zal ook de magnetisatie van de protonen roteren, in
een loodrecht op de Z-as staand vlak: XY-as (transversale vlak)

Bij rotatie naar de XY-as zal de netto magnetisatie van de H+jes
veranderen van longitudinale naar transversale magnetisatie, de mate van
rotatie is afhankelijk van de sterkte en duur van de radiofrequente puls
(tussen 1 en 180 graden)  flip angle

Bij het terug klappen zenden de H+jes radiogolven uit  deze gecreëerde
magnetische signaalwijzigingen worden opgevangen door de
ontvangstspoelen en verwerkt  doorsnede lichaam

Voordeel: veel info, goed contrast, duidelijk 3D-beeld, weinig
stralingsbelasting patiënt
Nadeel: duur, duurt lang, lawaai, je moet stilliggen, geen magnetische
materialen in/op lichaam, DNA-schade bij kinderen en baby

,Toepassing: onderzoek hersenen, hart, longen, bloedvaten, gewrichten,
pH, temperatuur, stroomsnelheid bloed


Echo(grafie) werkt met geluidsgolven (ultrageluidsimpulsen) die het
lichaam in worden gestuurd deze worden
 Teruggekaatst (deze geluidsgolven produceren het uiteindelijk
echobeeld)
 Afgebogen
 Geabsorbeerd

Hoe meer teruggekaatste geluidsgolven, hoe echorijker (hyperechogeen)
dus witter (hoge dichtheid)
Bij verminderde teruggekaatste geluidsgolven, echoarmer (hypo-
echogeen) dus grijzer (zacht weefsel)
Bij afwezige terugkaatsing/reflectie, anechogeen dus zwart
(vocht)
Weefsel met dezelfde echogeniciteit als omliggend weefsel, iso-echogeen

Het echobeeld wordt beïnvloed door (impedante verschillen)
 De geluidssnelheid door het weefsel
 De dichtheid van het weefsel

 Uit de gemeten tijd tussen de uitgezonden en weerkaatste pulsen wordt
de afstand tot het grensvlak berekend (dus locatie en vorm orgaan)

, Voordeel: goedkoop, snel, geen ioniserende straling, snel beeld,
dynamisch beeld, klein apparaat
Nadeel: niet geschikt voor longen en botten, vaak onduidelijk beeld
Toepassing: organen en zwangerschappen


PET-scan (=Positron Emission Tomography)
Bèta+ straler wordt aan bepaalde stof gekoppeld waarvan bekend is dat
deze relatief veel naar bepaalde organen gaat (glucose gaat bijvoorbeeld
naar weefsel dat veel energie verbruikt zoals een tumor)
 het bèta+ deeltje anhilleert dan met een bèta– deeltje in orgaan  2
gamma wordt gevormd  deze gamma fotonen werken in tegengestelde
richting  uit het aankomst tijdverschil wordt plaats en vorm van
orgaan/tumor bepaald

Voordeel: zeer precieze plaatsbepaling, 3D beeld, goed te monitoren hoe
mensen reageren op behandeling (chemo), snelle screening mogelijk
Nadeel: stralingsbelasting patiënt, duur (bèta+ stralers moeten in
cyclotron (dure deeltjesversneller) of kernreactor gevormd worden
(dichtbij, want heeft korte halfwaardetijd))
Toepassing: plaatsbepaling tumor (in combi met CT) of ontsteking o.i.d.




Radioactiviteit
Alfa α
 Erg groot
 + lading
 Laag doordringend vermogen
 Hoog ioniserend vermogen
 Heliumkern (1,2 helium)
Bèta β
 Klein
 - lading
 Gemiddeld doordringend vermogen
 Gemiddeld ioniserend vermogen
 Elektron (0,1 e-)
Gamma γ
 Niks
 Neutraal
 Hoog doordringend vermogen
 Laag ioniserend vermogen
 Energie (E)

C-12 is stabiel
C14 is radioactief

UV licht kan kanker veroorzaken
Infrarood licht voelt als warmte aan