Summary
Summary Block 3.3 Non-invasive metabolic diagnosis
- Course
- Institution
Summary of the block "Non-invasive metabolic diagnosis' of Biomedical Sciences at Maastricht University.
[Show more]
1 review
By: vincentooteghem • 6 year ago
Seller
Follow
awin
Reviews received
Content preview
SUMMARY COURSE 3.3: NON-INVASIVE METABOLIC DIAGNOSTICSSamenvatting MRI
Als we naar een groepje waterstof protonen kijken zien we in feite een heleboel kleine
staafmagneetjes die om hun eigen as draaien. In ons lichaam zijn deze kleine staafmagneetjes op
zo’n manier geordend dat de magneetveldjes elkaar neutraliseren. Ons lichaam is magnetisch
gezien in balans.
Als we iemand in de magneet (MRI scanner) leggen, gebeuren er een paar interessante dingen
met de waterstof protonen:
1. Ze richten naar het magneetveld. Dit kan parallel of anti-parallel. B0 is de aanduiding voor het
magneetveld van de MRI scanner.
2. Ze gaan bewegen op een manier die bekend staat als precessie of schommelen als gevolg van
het magnetisch moment van het atoom.
Uiteindelijk zien we een netto magnetisatie die in dezelfde richting wijzen als het magneetveld
van het systeem.
Excitatie
Aangenomen wordt dat de ‘centre’ frequentie van het systeem 63.855
MHz is. Om de netto magnetisatie te manipuleren moet er een Radio
Frequentie (RF) puls zenden met een frequentie die overeenkomt met de
‘centre’ frequentie van het systeem. Met het zenden van deze puls is het
mogelijk om de netto magnetisatie te roteren in een vlak dat loodrecht op
de Z-as staat, het wordt met 90 graden geflipt. De protonen zijn nu in een
hogere energie toestand gebracht, omdat protonen de energie van de RF
puls hebben geabsorbeerd. Dit vinden de protonen niet fijn, ze zijn liever
gericht met het magneetveld mee. Nu gebeurt er iets dat bekend staat als
Relaxatie: T1 en T2 relaxatie.
T1 relaxatie
De protonen willen terug naar hun uitgangspositie (equilibrium). Dit doen ze door de
geabsorbeerde energie in de vorm van warmte en RF golven af te geven. Het tegenovergestelde
van excitatie vindt plaats: de netto magnetisatie roteert terug om zich weer met de Z-as mee te
richten. Als de RF excitatie puls stopt dan zal de netto magnetisatie vector langs de Z-as groeien
met afgifte van de RF golven (de pijl in de Z richting wordt steeds groter naar mate de protonen
meer in hun equilibrium komen).
Alle protonen ondergaan T1 relaxatie. Niet alle protonen zijn op dezelfde manier aan hun
moleculen gebonden. Een wateratoom kan zeer sterk gebonden zijn, bijvoorbeeld in vetweefsel.
Een wateratoom kan ook zwak gebonden zijn, zoals in water. Sterk gebonden protonen geven
hun energie veel sneller af aan hun omgeving dan zwak gebonden protonen. De mate waarin ze
hun energie afgeven is daarom ook anders.
T2 relaxatie
T1 relaxatie beschrijft wat er gebeurt in de Z richting, terwijl T2 beschrijft wat er gebeurt in het
X-Y vlak.
Voor de excitatie draaien de protonen niet in fase. Direct na de 90 graden puls draait de netto
, magnetisatie vector om de Z as in het X-Y vlak. Alle vectoren wijzen dezelfde kant op omdat ze in
fase zijn. Dit duurt echter niet lang. De magneetvelden van elke vector wordt door een andere
beïnvloedt kan de situatie ontstaan dat een vector langzamer gaat draaien terwijl de rest sneller
gaat draaien: de vectoren gaan defaseren. Dit gaat in het begin langzamer maar er gaan steeds
minder vectoren in fase draaien.
Het proces om van een gehele in fase toestand naar een gehele uit fase toestand te komen wordt
de T2 relaxatie genoemd. Vetweefsel zal snel defaseren terwijl water er veel langer over doet.
T2 relaxatie gebeurt veel sneller dan T1 relaxatie.
Als beide relaxatie processen voltooid zijn dan is de netto magnetisatie vector weer gericht met
het hoofdveld en de protonen draaien weer uit fase.
Acquisitie
Tijdens de relaxatie processen geven de spins hun energie af in de vorm van radiofrequente
golven. Om een plaatje te maken is het nodig om deze golven op te vangen voordat ze in het
heelal verdwijnen. Dit kan gedaan worden met en ontvangstspoel. Belangrijk is de positie van de
ontvangstspoel: hij MOET loodrecht op het hoofd-magnetisch veld geplaatst worden.
B0 is namelijk een zeer sterk magnetisch veld, veel sterker dan het RF signaal dat we willen
ontvangen. Als de spoel zo geplaatst wordt dat B0 door de spoel gaat, wordt er een enorme
stroom opgewekt en gaat het kleine stroompje dat door RF wordt opgewekt totaal verloren. De
ontvangstspoel moet dus zo geplaatst worden dat B0 niet door de spoel kan gaan.
Het plaatsen van een spoel loodrecht op B0 dient nog een ander doel: er kunnen namelijk alleen
signalen van processen die loodrecht op B0 gebeuren ontvangen worden T2 relaxatie. Dit is
een vervalproces: in het begin is de fase-coherentie groot maar deze neemt snel af.
Dit heeft als gevolg dat het ontvangen signaal in het begin sterk is maar daarna snel afneemt als
gevolg van T2 relaxatie. Het ontvangen signaal wordt Free Induction Decay (FID) genoemd.
T1 plaatje
Vet heeft een snellere tijd om terug naar het evenwicht te komen dan water. Vet heeft bij een
nieuwe puls zijn nieuwe evenwicht bereikt en is op een T1 foto dus lichter.
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller awin. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $4.28. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
70055 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now