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PET (Emission von Energie)

• nuklear: bezieht sich auf die Eigenschaften des Atomkerns

• magnetisch: ein magnetisches Feld ist erforderlich

• Resonanz: Interaktion zwischen magnetischem Feld und einer eingestrahlten Radiofrequenz

• Ein starkes Magnetfeld richtet diese Atome parallel zu den Feldlinien aus

• Parallel ausgerichtete Teilchen werden mit hochfrequenten Radioimpulsen aus dem Magnetfeld ausgelenkt.

• Beim Zurückpendeln in das ursprüngliche Magnetfeld werden messbare Frequenzen ausgestrahlt, die von der Anzahl und vom Zustand der Atome in der Probe abhängen

• Durch Variation des Feldes und der eingestrahlten Impulse erhält man Aufschluss über die betreffenden Atome und der Verhältnisse in der Probe.

• Strahlung (ionisierende Strahlen) kann Veränderungen im lebenden Organismus verursachen.

• Die Strahlenwirkung ionisierender Strahlung auf biologische Gewebe beruht darauf, dass sie beim Durchtritt durch Materie einen Teil der Energie durch Absorption verliert.

• Strahlenabsorbtion kann zu unterschiedlichen Veränderungen der betroffenen Zellen führen:

• Mögliche Folgen von Strahlenabsorbtion:

• Teratogen (Entwicklungsanomalien),

• Mutagen (genetische Defekte),

• Cancerogen (Krebsentstehung).

• Dieser in der Diagnostik unerwünschte Effekt ist der Grund für die Notwendigkeit des Strahlenschutzes – geregelt in der "Strahlenschutzverordnung„.

• Klaustrophobie (gilt ebenso für PET und CT),

• inkorporierte ferromagnetische Gegenstände (Herzschrittmacher

  etc.),

• Unmittelbar post-operativ, v.a. nach Operationen mit Einbringen von intrazerebralen Metallclips,

• Hüft-Endoprothesen u.a. metallisches OP-Material sind nach einiger Zeit durch Narbengewebe fixiert, führen aber zu starken Artefakten,

• negative Auswirkungen auf den menschlichen Organismus sind bis dato nicht bekannt.

Sicherheitsmaßnahmen

Wasserstoff

• Chemisches Symbol: H.

• Leichtestes aller Elemente.

• Häufigstes Element im Körper (in Wasser und in Fett gebunden.

• Empfindlich messbar mit NMR.

• Kern besteht aus einem Proton.

• ...sondern die Gesamtmagnetisierung großer Mengen von H- Protonen.

• Ein Voxel (‚volumetric pixel‘) von 1 mm Kantenlänge fasst 1 Kubikmillimeter Wasser (1 Mikroliter).

• Ein solches Volumen enthält ca. 6,7⋅1019 Wasserstoffprotonen.

• Das sind mehr als 7 Trilllionen H-Protonen.

• Wenn ein Spin einem Magnetfeld ausgesetzt wird, verhält er sich wie ein magnetischer Kreisel.

• Nicht das Proton kreiselt, sondern sein Spin.

• Der Spin kreiselt um die Richtung des Magnetfeldes.

äußeres Magnetfeld

• der Zahl der Protonen pro Volumeneinheit (Protonendichte),

• der Stärke des äußeren Magnetfeldes,

  
  

• • der Temperatur (sinkt mit steigender Temperatur).

• vom Kerntyp und

• von der Stärke des angelegten Magnetfeldes.

… schneller ist das Kreiseln der Spins.

Larmorfrequenz

• • Bei 1,0 Tesla beträgt die Larmorfrequenz der Wasserstoffprotonen etwa 42

  MHz, bei 1,5 Tesla 63 MHz.

… bei gegebenem Kerntyp bestimmbar

gewebeabhängig

gewebeabhängig

• Statisches Magnetfeld

• Gradienten-Spulen

• Radio-Frequenz Spule

Körperachse

überall vergleichbar

räumliche Information extrahiert werden

3 Gradienten über das statische Magnetfeld gelegt.

… inhomogenes Magnetfeld.

• fNRIS ist eine non-invasive Bildgebungsmethode zur Messung des

• Sauerstoffgehalts im Blut

• oder des Blutvolumens.

• Sauerstoffgehalt wird anhand der unterschiedlichen Lichtabsorption von oxygeniertem und deoxygeniertem Blut gemessen.

• Das „Optische Fenster“ beschreibt die weitestgehende Transparenz von Haut, Gewebe und Knochen für Licht im Wellenlängenbereich zwischen 700 und 900nm.

• Diese Wellenlängen werden von Hämoglobin stärker absorbiert.

• Absorptionsspektrum für oxy-Hb und deoxy-Hb unterscheidet sich für diese nahinfrarot Wellenlängen.

• Continuous wave-NIRS

• Licht unterschiedlicher Wellenlänge wird mit gleich bleibenden Intensität ausgestrahlt.

• Die Photonen durchdringen das Gewebe, werden gestreut und absorbiert.

• Die verbleibende Lichtintensität wird vom Detektorsystem aufgezeichnet.

die Konzentra- tionsänderungen der Chromophore in Abhängigkeit der verwendeten Wellenlänge.

VOR:

• Günstig und relativ einfach.

• schnell

• Nachteil: Genaue (optische) Weglänge ist unbekannt, d.h. es werden nur relative Änderungen gemessen.

STEHT RANDOM DABEI:

• Misst die relativen Änderungen des

Sauerstoffgehaltes.

NACH:

• Erlaubt keine Trennung von Absorption und Streuung.

• Die Eindringtiefe ist auf 2 bis 3 cm begrenzt.

• Keine Gewebedifferenzierung möglich.

banenenförmig aus