Aparatura_biomedyczna_test_02_temaker.pdf

(124 KB) Pobierz
Aparatura biomedyczna
16 czerwca 2015
Test śródsemestralny nr 3
Porównanie obrazowania metodami CT i MRI.
Krzysztof Matuszewski
nr albumu 242414, Fizyka Techniczna, sp. Fizyka Medyczna
Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu
Tomografia komputerowa
(Computed
Tomo-
graphy - CT
) jest, obok badań magnetyczno-
rezonansowych, jedną z głównych technik diagno-
styki nieinwazyjnej, stosowanych we współczesnej
medycynie. Jej popularności sprzyja zarówno po-
stęp technologiczny, objawiający się kolejnymi ge-
neracjami urządzeń o coraz lepszych parametrach
uzyskiwanego obrazu, jak i szybsze komputery wy-
korzystywane do matematycznej obróbki otrzymy-
wanych danych pomiarowych.
Badanie za pomocą tomografii komputerowej po-
lega na wielokrotnym prześwietlaniu pacjenta od-
powiednio uformowaną wiązką promieni rentgenow-
skich. Wiązka przechodząca przez badane tkanki
ulega osłabieniu, a jej finalne natężenie mierzone
jest przez detektor. Osłabienie wiązki (pochłania-
nie promieniowania) w drodze do detektora, zależy
od rodzaju substancji, przez którą ono przecho-
dzi. Przy pojedynczym zbieraniu wyników pomiaru
mamy do czynienia z efektem sumarycznego osła-
bienia wiązki przez wszystkie tkanki, przez które
przechodziła wiązka. Możliwość odtworzenia po-
chłaniania promieniowania przez konkretny punkt
na przekroju ciała pacjenta wynika z faktu, ze tomo-
graf zbiera wyniki wielu takich próbkowań, wykony-
wanych przez wiązki biegnące w wielu kierunkach
i przecinające się wielokrotnie w różnych punktach
wnętrza ciała pacjenta. Poprzez analizę sygnału re-
jestrowanego przez detektory dla wielu takich wią-
zek można uzyskać informację o stopniu pochła-
niania promieniowania w poszczególnych fragmen-
tach badanego ciała pacjenta. Na podstawie uzy-
skanych wyników można dokładnie zidentyfikować
badane tkanki i odtworzyć obliczeniowo kształty na-
rządów. Identyfikacja ta jest dość trudna, ponie-
waż wymaga dużej ilości pomiarów oraz przeprowa-
dzenia skomplikowanych operacji matematycznych,
które prowadzą do odtworzenia przestrzennej struk-
tury obiektu.
Obrazowanie techniką tomografii komputerowej
jest metodą szybką i bezbolesną. Dzięki temu, że
na obrazach tomograficznych obiekty nie przesła-
niają się nawzajem, możliwe jest dokładne obrazo-
wanie na przykład wnętrza mózgu, mimo ukrywa-
jącej go masywnej skorupy czaszki. Możliwość ob-
liczeniowego wyznaczenia gęstości tkanek w tomo-
grafii komputerowej jest tak duże, że możliwe staje
się rozróżnianie absolutnie nieosiągalne innymi me-
todami - na przykład można odróżnik krew skrzep-
niętą od płynnej, pozwala to ustalić chociażby za-
sięg urazu.
Wykorzystywanie większych dawek promieniowa-
nia rentgenowskiego do obrazowania CT może nieść
ze sobą ryzyko wzrostu zachorowania na nowotwory
w przyszłości. Szczególnie niebezpieczne jest to
dla małych dzieci. Konieczność stosowania w nie-
których przypadkach środka kontrastowego może
prowadzić do zaburzenia czynności nerek, a także
reakcji alergicznych w miejscu wstrzyknięcia.
Tomografia
rezonansu
magnetycznego
(Magnetic
Resonance Imaging - MRI
) należy
do grupy nowoczesnych metod obrazowania
układów i narządów wewnętrznych.
Pozwala
uzyskać wizualizację przekrojów przez dane na-
rządy, charakteryzującą się wysoką dokładnością
odwzorowania położenia, wielkości oraz składu
skanowanych tkanek. W rezonansie magnetycznym
wykorzystuje się zróżnicowany skład chemiczny,
czyni to tę technikę bardzo czułą, także w ba-
daniach tkanek miękkich.
W tomografii MRI
źródłem informacji jest sygnał magnetycznego
rezonansu jądrowego. W celu jego otrzymania
należy badany obiekt umieścić w zewnętrznym,
silnym polu magnetycznym, a następnie naświetlić
falą elektromagnetyczną o częstości odpowiadającej
częstości precesji Larmora obserwowanych jąder
(najczęściej są to jądra wodoru
1
H (protony).
Natężenie otrzymanego sygnału jest proporcjo-
1
Aparatura biomedyczna
16 czerwca 2015
nalne do wielkości wypadkowego namagnesowania
Literatura
pochodzącego od jąder rezonansowych, która
z kolei zależy od ich ilości. Dodatkowe nałożenie na [1]
Hrynkiewicz A., Rokita E.:
Fizyczne me-
tody diagnostyki medycznej i terapii.
WN PWN,
jednorodne pole magnetyczne liniowego gradientu,
Warszawa 2000.
umożliwia podział badanego obiektu na woksele
(małe sześciany). Obecność gradientu różnicuje [2]
Tadeusiewicz R.:
Inżynieria biome-
od punktu do punktu częstość rezonansu jąder
dyczna.
Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-
poszczególnych wokseli. Dzięki możliwości pre-
Dydaktyczne AGH, Kraków 2008.
cyzyjnego dostrojenia się do częstości rezonansu
każdego woksela, za pomocą spektrometru MRI
otrzymuje się selektywne sygnały rezonansowe
pochodzące od wybranych fragmentów badanego
obiektu. Z nich za pomocą programów komputero-
wych konstruowane są obrazy całości. Niewątpliwą
zaletą obrazowania rezonansem magnetycznym jest
nie wykorzystywanie promieniowania jonizującego,
co czyni tę technikę nieinwazyjną i bezpieczną.
Jednak w przypadku każdej z metod służących do
diagnostyki medycznej występować może ewentu-
alna szkodliwość badania na organizm pacjenta.
Czynnikami takimi w przypadku MRI mogą być
między innymi silne pole magnetyczne. Możliwe
jest zaobserwowanie zaburzenia w zapisie EKG,
które pochodzi od efektu przepływu paramagne-
tycznej krwi w polu magnetycznym. Wysokie
pole magnetyczne stanowi największe niebezpie-
czeństwo dla pacjentów, w których ciele znajdują
się metalowe implanty (protezy) czy rozruszniki
serca. Kolejnym czynnikiem szkodliwym mogą być
gradienty pola magnetycznego i ich przełączanie.
Efektem tych zmian jest powstawanie prądów
indukcyjnych mogących powodować ogrzewanie
się organizmu.
U niektórych pacjentów mogą
wystąpić subiektywne efekty błysków świetlnych
powodowanych przez elektryczną stymulację
siatkówki. Fale elektromagnetyczne o częstości
radiowej mogą prowadzić również do ogrzewania
się organizmu. Zwłaszcza słabo ukrwionych jego
części. Dodatkowo efekty akustyczne przełączania
gradientów mogą tworzyć nieprzyjemne doznania
podczas badania.
Podsumowując, według dzisiejszej wiedzy ocena
elementów ryzyka występujących zarówno przy ba-
daniu CT, jak i MRI, prowadzi do wniosku, że są
to techniki stosunkowo bezpieczne w porównaniu
z niektórymi innymi metodami obrazowania wyko-
rzystywanymi w medycynie.
2

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin