was ist ein mrt
verfahren, das mit magnetfeldern und radiowellen schnittbilder vom menschlichen körper erzeugt
erkläre ganz kurz und knapp den ablauf des mrts anhand des aufbaus
supraleitender magnet: erzeugung des statischen magnetfeldes durch die längsmagentisierung
gradientensystem: erzeugung von gradientenfeldern zur ortkoordinierung; überlagert damit das statische magentfeld
hochfrequenzsystem: anregung der wasserstoffprotonen durch die transversalmagnetisierung und phasenkohärenz
rechnersystem: bildbearbeitung und nachbearbeitung
faraday’sche käfig: abschirmung der hochfrequenzen
erkläre grob den ablauf des mrts ohne den aufbau
mrt erzeugt magnetfeld
während messung erfolgt abgabe von radiowellen mit einer hohen frequenz auf den körper
ausrichtung der h-kerne im magnetfeld werden verändert
spezielle signale werden durch rückkehr un grundzustand erreicht und abgegeben
messun der speziellen signale und zusamensetzung am computer zu bildern
wieviel tesla hat das erdmagnetfeld?
30 bis 60 mikrotesla
was ist tesla
die magnetfeldstärke
wieviel tesla hat ein klinisches mrt
0,5 bis 7 tesla (normal: 1,5 oder 3)
was besitzt jedes elementarteilchen?
einen spin
was ist der gesamtspin des kerns?
spins der protonen und neutronen; der gesamtdrehimpuls des kerns
was sagt der gesamtspin mit einem wert von 0 aus?
anzahl der protonen und neutronen ist gerade
was sagt der gesamtspin mit einem werd größer als 1 aus?
der kern ist resonanzfähig, da die anzahl der protonen und neutronen ungerade ist
was passiert durch den spin mit dem kern
durch die rotation der elektrischen ladung im kern baut sich ein individuelles magnetfeld auf
was für ein wasserstoff wird für die bildgebung verwendet
H^1
nenne die größe des wasserstoffs
6,70*10^19 protonen pro 1mm^3 gewebe im körper
was werden noch für elemente für die bildgebung verwendet
fluor 19
phosphor 31
kohlenstoff 15
xenon 129
natrium 23
nenne kurz die reihenfolge, in der die einzelnen parameter beim mrt ablaufen
grundzustand: längsmagnetisierung und lamorfrequenz
anregung/resonanz: transversalmagnetisierung und phasenkohärenz
relaxation: t2-relaxation & t2*-relaxation, t1-relaxation
Mz
längsmagnetisierung
wie kann man die längsmagnetisierung noch nennen
longitudinalmagnetisierung
was ist die längsmagnetisierung
zustand, in dem die parallele zuordnung entlang des äußeren magnetfeldes überwiegt, dabei heben sich antiparallel und parallel auf und es bleiben wenige parallel zuordnungen übrig
B0
äußeres magnetfeld bzw magnetfeldstärke
wieso gibt es bei der längsmagnetisierung mehr parallele zuordnungen
weil diese weniger energie benötigt, mit denen, die nicht aufgehoben werden wird dann gearbeitet
wie groß ist der überhang der parallelen ausrichtungen
400 billionen pro 1mm hoch 3 im gwebe
wohin richten sich parallel und antiparallel aus
parallel: richtung kopf
antiparallel: richtung fuß
W
lamorfrequenz
was findet neben der längsmagentisierung statt
was ist die lamorfrequenz
bei der lamorfrequenz findet die präzessionsbewegung statt, wodurch sich die protonen auch um die z-achse drehen
-> durch das äußere magnetfel ausgelöst
was ist die präzessionsbewegung
bewegung der atomkerne um die längsachse des magnetfeldes (Mz), wodurch die protonen sich auch um die z-achse drehen
was gibt es bei der lamorfrequenz zu beachten
proportional und abhängig von der materialkonstante
nenne die formel der lamorfrequenz
materialkonstante * magnetfeldstärke in tesla
wieviel megaherz hat 1,5T
63,9
wieviel megaherz hat 3T
127,8
wieviel megaherz hat gamma wasserstoff
42,6
beschreibe den grundzustand
besteht aus längsmagentisierung und lamorfrequenz
längsmagentisierung: zustand indem die parallele zuordnung überwiegt entlang des äußeren magnetfeldes
lamorfrequenz: durch präzessionsbewegung (ausgelöst durch äußeres magnetfeld) drehen sich die protonen auch im die z-achse
-> erzeugung eines eigenen magnetfeldes beim patienten, aber weil die magnetisierung entlang des magnetfeldes stattfindet kann dies nicht gemessen werden
woraus besteht die anregung/resonanz
ein hochfrequenzimpuls stört die präzessionsbewegung der protonen
phasenkohärenz
transversalmagnetisierung du süße zuckerschnute
du bist ganz ganz dolle knuffig du knutschkugel
was ist die phasenkohärenz
synchronisation der präzessionsbewegung, findet als zweites bei der anregung statt
was passiert bei der phasenkohärenz / beschreibe sie
durch einen hochfrequenzimpuls werden protonen, die der präzessionsbewegung folgen, gestört und dadurch wird die präzessionsbewegung synchronisiert
mit dem impuls tauschen die protonen energie aus, wodurch sie auf ein höheres energieniveau kommen
protonen rotieren nun um die xy-ebene in einer phase, wodurch sie sich nicht mehr neutralisieren sondern addieren; dies nennt man signalinduktion
was ist die signalinduktion
addieren der signale bei der phasenkohärenz, was als mr-signal messbar ist
welcher frequenz entspricht der hochfrequenz-impuls
präzessionsfrequenz
was ist die transversalmagnetisieung
neutralisierung der parallelen und antiparallelen protonen, findet als erstes bei der anregung statt
Mxy
transversalmagnetisierung
beschreibe die transversalmagnetisierung
protonen rotieren entlang magnetfeld (z-ebene)
hochfrequenzimpuls stört die präzessionsbewegung
protonen rotieren quer zum magnetfeld in richtung xy-ebene
beschreibe die anregung/resonanz
durch einen hochfrequenzimpuls wird die präzessionsbewegung der protonen kurz gestört
transversalmagnetisierung: neutralisation der antiparallelen und parallelen ausrichtungen von der z-ebene in die xy-ebene
phasenkohärenz: synchronisation der präzessionsbwegung, wodurch es zur signalinduktion kommt und das mr-signal entsteht
-> je höher die anregung und das erreichen eines höheren energieniveaus, desto weniger längsmagnetisierung aber auch desto mehr transversalmagnetisierung
was ist die relaxation
das zurückkehren der protonen in den grundzustand, demnach findet sie nach der anregung statt
-> sie kehren in den grundzustand zurück indem die aufgenommene energie wieder abgegeben wird
was ist die relaxation für ein prozess
ein kontinuierlicher prozess, weil nicht alle protonen gleichzeitig relaxieren
von was sind die relaxationszeiten abhängig und nenne beispiele dafür
vom gewebe
wasser hat eine hohe zeit
fett eine kurze
pathologisch verändertes gewebe eine lange, weil es mehr wasser enthält
beschreibe die relaxation
die transversalmagnetisierung nimmt ab und die längsmagnetisierung nimmt zu, wodurch die protonen den grundzustand wieder erreichen. ist ein kontinuierlicher prozess und gewebeabhängig
transversale relaxation
t2: dephrasierung des spins, wodurch es zum energieaustausch unter den spins kommt (verlust der phasenkohärenz)
t2*: ausgleich durch 180 grad impuls um phasenzerfall zu beschleunigen
longitudinale relaxation
t1: nach abschalten des hf-impulses kommt es zum energieverlust und die spins kehren auf die z-ebene zurück
in was unterteilt sich die relaxation
transversale relaxation: t2 und t2*
longitudinale relaxation: t1
wie nennt man die t2-relaxation noch
spin-spin-relaxation
welche relaxation ist die idealvorstellung
t2-relaxation
beschreibe die t2-relaxation
verlust der transversalen magnetisierung durch dephrasierung der spins oder signalverlust durch verlust der phasenkohärenz, wodruch die energie untereinander abgegeben wird
jeder spin erzeugt ein eigenes magnetfeld und die spins interagieren dadurch
energieaustausch
zeitkonstante, die abhängig ist von dem untersuchten gewebe
was beschreibt die t2-zeit eines gewebes
zeit in der die phasenkohärenz auf 37% abgesunken ist
-> wie lange kann das gewebe signal geben
beschreibe den zusammenhang zwischen dem geweben und der t2-relaxation
t2-relaxation ist abhängig vom untersuchten gewebe
je stärker die beweglichkeit der protonen, desto kürzer die t2-zeit
in welchem bereich liegt die t2 zeit und nenne die von wasser
zwischen 30 und 150msec
-> wasser liegt bei 1400msec
was ist die t2*-relaxation
eine beschleinigung des phasenzerfalls, durch eine weitere inhomogenität
es findet ein ausgleich durch einen 180 grad impuls statt
zunutze machen der suzeptibilität
-> beschreibt eigentlich die reale t2 relaxation
suszeptibilität
beschreibt die magnetisierbarkeit eines stoffes
-> nicht jedes gewebe ist gleich magnetisierbar, wodurch das äußere magnetfeld ggf. nicht konstant ist
weile transversale relaxation verläuft schneller
t2*-relaxation
wie nennt man die t1-relaxation noch
spin-gitter-relaxation
aus was besteht die longitudinale relaxation
t1-relaxation
beschreibe die t1-relaxation
hochfrequenzimpuls wird abgeschaltet, wodurch sich die spins mit der zeit zurück in die z-richtung kippen
-> aufbau der längsmagentisierung durch… übertragene energie wird an die umgebung abgegeben, wodurch das gewebe erwärmt wird
! ist eine zeitkonstante
was sagt die t1-zeit aus
zeit die verstreicht, bis 63% der längsmagnetisierung wieder den ausgangswert erreicht
-> wie lange muss sich das gewebe erholen
wie lang ist die t1-zeit
bei 1,5T: zwischen 300 und 2000msec
wovon ist die t1-zeit abhängig
magnetfeldstärke
je höher, desto länger die t1-zeit
untersuchtem gewebe
beschreibe den ablauf beim mrt (grundzustand, etc)
grundzustand: parallele zuordnung der protonen überwiegt und es findet die präzessionsbewegung der protonen um die z-achse statt
erzeugung eines eigenen magnetfeldes beim patienten, kann aber nicht gemessen werden weil es entlang des magnetfeldes verläuft
anregung/resonanz: hf-impuls stört die präzessionsbewegung
neutralisation der parallelen und antiparallelen ausrichtungen, wodurch die protonen quer zum magnetfeld rotieren
synchronisation der präzessionsbewegung, wodurch es zur addierung der signale kommt
relaxation: rückkehr in grundzustand
verlust der phasenkohärenz durch dephrasierung und unterschiedliche magnetisierbarkeit des gewebes
abschalten hf-impuls bewirkt, dass sich die spins wieder um die z-ebene rotieren
welche relaxation bestimmt wie schnell das mr-signal abklingt
t2
welche relaxation bestimmt wie schnell sich die spins von der anregung erholen können und wieder erregbar sind
t1
nenne, bei welchen schritten um welche ebene die spins rotieren
lamorfrequenz und t1-relaxation: z-achse
transversalmagnetsierung und phasenkohärenz: xy-ebene
bennene
nenne die fünf bestandteile eines mr-scanners
supraleitender magnet
sende- und empfangsspulen
rechnersystem
hochfrequenzabschirmung
gradientensystem
was macht der supraleitende magnet
erzeugt das statische magnetfeld und sorgt für die ausrichtung der wasserstoffprotonen (B0)
was machen die sende- und empfangsspulen
senden hochfrequenzwellen aus, die den patienten anregen zum signalempfang
was macht das rechnersystem
bildberechnung und nachbearbeitung
was ist die hochfrequenzabschirmung
eine lokale begrenzung des statischen magnetfeldes (z.B. aus kupfer), ist in den wänden verbaut und ist nach innen von magnetwellen von außen geschützt und anders herum
was ist das gradientensystem und was macht es
sind spulen, für die erzeugung der gradientenfelder für die ortskodierung.
sie dienen der einstrahlung des hf-impulses und/oder zum empfang des erzeugten signals
zusätzliche magnetfelder, um den hauptmagneten zu überlagern
was erzeugt die geräusche während der mrt aufnahme
was ist ein localizer
bestandteil des gradientensystems
sorgt für eine indikationsbezogene eingrenzung des messbereichs
wird vor jeder aufnahme angelegt
wie wird ein localizer angelegt
in drei ebenen vor jeder aufnahme
messfeldzentrum wird mithilfe eines laserlichts definiert
idealfall: mitte der spule
nenne was zu dem gradientensystem gehört
localizer
körperspulen
was sind körperspulen
fest ins mr-system integriert
übernimmt die funktion eines ganzkörper-antennensystems
großes messfeld
verbessert das signal
gibt sonderspulen, für extra körperbereiche
je näher das zu untersuchende gewebe bei der körperspuele ist, desto….
stärker / besser das signal
von was übernimmt die körperspule die funktion
ganzkörper-antennensystem
was gibt es für sonderspulen
volumen - / hochfrequenz-spule
oberflächenspulen
intrakavitäre-spulen
phased-array-spulen
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