1. Wymień najistotniejsze dla diagnostyki zalety TK

• brak obszarów półcienia dzięki użyciu wąskiej i skolimowanej wiązki

• możliwość różnicowania wielu tkanek i zmian patologicznych bez użycia kontrastów dzięki użyciu wysokoczułych detektorów promieniowania X

• rekonstrukcja obrazu wybranej płaszczyzny - możliwość dokładnej lokalizacji przestrzennej badanej struktury

• możliwość tworzenia obrazów pseudotrójwymiarowych

• możliwość badań czynnościowych dzięki krótkiemu czasu rekonstrukcji

• cyfrowa postać uzyskanego obrazu

• zaplanowanie terapii nowotworowej

2. Pixel i Voxel

Pixel - najmniejsza element obrazu (komórka w pamięci komputera) tomograficznego odpowiadający jednemu voxelowi.

Voxel - najmniejszy, element (prostopadłościan) tkanki dla którego w badaniu TK zostanie określony współczynnik absorbcji.

3. Cechy trójmodalnego obrazu MR i zastosowanie

• kilka obrazów tych samych elementów

• ten sam pixel na każdym obrazie będzie miał inną jasność (3 wartości)

• obrazowanie synergistyczne, bierze pod uwagę wspólnie kilka obrazów

Zastosowanie praktyczne:

• w radioterapii - do objętościowego opisu zarysów tkanek

• w chirurgii onkologicznej

• w bad. mozgu - kompartmenty mózgowe

4. Jakie typy detektorów promieniowania X stosuje się w TK ?

• liczniki scyntylacyjne - tomografy I generacji

• wysokociśnieniowe komory jonizacyjne - tomografy II i III generacji

• detektory półprzewodnikowe - III generacji i nowsze

5. Wymień najistotniejsze cechy kolejnych generacji TK

• I gen - lampa RTG, 1 detektor, skan liniowo-rotacyjny, t skanu - kilka min

• II gen - lampa RTG, kilka detektorów, skan liniowo-rotacyjny, t skanu - kilkadziesiąt sekund

• III gen - lampa RTG, matryca detektorów w kształcie łuków, skan rotacyjny, czas skanu - kilka sekund

• IV gen - lampa RTG, matryca detektorów na całym obwodzie bramki skaningowej, skaning rotacyjny z rotacją tylko lampy RTG, czas skanu - ułamki sekund

• tomograf spiralny - lampa RTG, matryca detektorów na całym obwodzie bramki skaningowej, skaning rotacyjny z równoczesnym przesówem pacjenta przez bramkę skaningową, czas skanu - kilka sekund

• tomografia wiązką elektronową - brak lampy RTG, źródłem promieniowania X jest przyspieszona wiązka elektronów omiatająca w czsie badania wolframowy pierścień wewnątrz bramki skaningowej, reszta jak w tomografie spiralnym.

6. Jaki warunek (fizyczny) spełniają struktury widoczne na obrazie TK o parametrach C=10, W=120

Liniowe współczynniki tych struktur wyrażone w CTN zawarte są w granicach <50;70>

7. Jak jest zdefiniowana jednostka liniowego współczynnika absorbcji CTN

CTN=1000*(u-uH2O/uH2O) u-liniowy współcz. absorbcji wyrażony w cm-1

8. Co to jest backprojection

Jets to matoda rekonstrukcji obrazu w TK. Polega ona na sumowaniu obrazów uzyskanych w kolejnych fazach skanowania danej płaszczyzny.

9. Jakie zagrożenia dla pacjenta stwarza badanie TK

• zagrożenie dawką prom. jonizującego (w tomografach najnowszej generacji nie większe niż w klasycznym badaniu RTG)

• u pacjentów z klaustrofobią - silny stres w czasie badania (może je nawet uniemożliwić)

10. Co to są metody tomografii liniowej (geometrycznej)

Metody klasycznej rentgenodiagnostyki mające na celu zobrazowanie struktur leżących na określonej głęb. - obrazy takie uzyskuje się przez naświetlanie kliszy lampą RTG poruszającą się w czasie badania najczęściej po łuku.

11. Wymień ograniczenia klasycznej rnetgenodiagnostyki

• szeroka wiązka promieniowania X powoduje powstawanie obszarów półcienia - zdjęcie ma ograniczoną ostrość

• mała czułość kliszy nie pozwala na rozróżnienie tkanek miękkich i wielu patologii - konieczność stosowania obciążających metod kontrastowania

• zdjęcie jest rzutem przestrzennego obiektu na płaszczyznę - brak możliwości rekonstrukcji trzeciego wymiaru, trudność lokalizacji zobrazowanych struktur

12. Jaka cecha fizyczna jąder H2 umożliwia ich wykorzystanie w obrazowaniu tkanek NMR

Magnetyczne właściwości jąder H (budują one tkanki). Posiadają one: moment pędu wynikający z ich ruchu obrotowego oraz moment magnetyczny - wytwarzają własne pole magnetyczne

13. Jaka jest intensywność obrazu kości zbitej w NMR i dlaczego

Bardzo mała - kości nie widać, bradzo niska gęstość protonowa. T1 kości silnie rośnie w stosunku do otoczenia i generowane impulsy FID mają małą amplitudę lub prawie w ogóle nie ma tych impulsów. T2 kości jest krótki.

14. Jakie cechy fizyczne tkanek są zobrazowane w NMR

• ruchliwość molekuł

• obecność jonów paramagnetycznych i wolnych rodników

• zawartość wody

• gęstość protonów

• czas relaksacji podłużnej i poprzecznej

15. Jakie są różnice w czasach T1,2 między płynem m.-r i istotą szarą

Płyn m.-r: T1 - 1150 ms, T2 - 350 ms

Istota szara: T1 - 550 ms, T2 - 150 ms

16. Czym różni się obraz płynu m.-r na obrazach zależnych od T1 i T2 w sekwencji pomiarowej echa spinowego

T1 - płyn ciemy, hipointensyjny

T2 - płyn jasny, hiperintensyjny

17. Co może być przyczyną hipointensywności obrazu guza w obrazach zależnych od T1

Jest spowodowana wydłużeniem czasu T1. T1 jest długie w tkankach z większą zawartością wody, a więc guz nowotworowy którego obraz jest hipointensywny jest prawdopodobnie torbielą wypełnioną płynem.

18. Czym różnią się sygnały FID wysyłane przez oddalone od siebie elementy tej samej tkanki pacjenta

Amplitudą, częstotliwością, fazą poszczególnych składowych

19. Jak dokonuje się wyboru obrazowanej warstwy w tomografie NMR

Wybór warstwy dokonuje się przyłożeniem odpowiedniego gradientu pola magnetycznego GZ. Jego wartość można tak dobrać aby impulsy RF o określonej szerokości delta f pasm częstotliwości wzbudzaly rezonans tylko w pewnej warstwie ciała.

20. Od czego zależy częstotliwość Larmora układu protonów ?

Cz. L. jest to częstotliwość precesji jąder wokół soi równoległej do kierunku pola magnetycznego. F_L=1/2pi * γ * B₀.

γ - stała zależna od rodzaju jądra (współczynnik giromagnetyczny), jedną z największych wartości posiadają protony - stąd zadecydowało to o ich kluczowej roli w NMR. Po podstawieniu odpowiedniej wartości za γ otrzymujemy F_L= 46,6 * B₀, a więc cz.L. zależy tylko od indukcji pola magnetycznego B₀.

21. Uzasadnij określenie NMR

Zjawisko NMR polega na absorpcji promieniowania e-m. przez jądra obdarzone momentem magnetycznym, znajdujące się w zew. polu magnet. Dokonuje się odwrócenie kierunków momentów magnet. części jąder wskutek pochłonięcia przez nie porcji energii (zmiana wielkości namagnesowania podłuznego ML oraz pojawienie się pewnego namagnesowania poprzecznego MT)

22. Jakie cechy sygnału FID podlegają pomiarowi i jakie jest ich powiązanie z właściwościami obrazowanych tkanek ?

Cechy sygnału FID:

• częstotliwość oscylacji, która odpowiada częstotliwości wirowania wektora MT

• amplituda FID, która zależy od stężenia protonów - ilości atomów wodoru - dużej w tkankach mocno uwodnionych oraz od czasu relaksacji, która zależy od oddziaływań zmiennych lokalnych pól magnetycznych odzwierciedlających fizyczne i chemiczne właściwości tkanki.

23. Co to jest relaksacja podłużna

Jest to relaksacja układu jąder po impulsie RF90^o i przejawia się stopniowym „odrastaniem” wektora namagnesowania podłużnego M._L, dzięki powrotom spinów ze stanu antyrównoległego do niższego w energię stanu równoległego, w wyniku oddziaływania spinów jądra z otoczeniem.

24. Co to jest relaksacja poprzeczna

Relaksacja spin-spin - jest to zanik namagnesowania poprzecznego po impulsie RF90⁰ związany ze wzajemnym oddziaływaniem spinow jądrowych. Zjawisko to powoduje zanik amplitudy sygnalu FID indukowanego przez wirujący z częstotliwością larmorowską wektor M_T.

25. Od czego zależy czas relaksacji T1

T1 zależy od fizykochemicznych właściwości tkanek:

• zawartości wody w tkance i obecności dużych molekuł

• natężenia pola B₀

• otoczenia protonów warunkującego jego ruchliwość

• obecności jonów paramagnetycznych i wolnych rodników

26. Od czego zależy czas relaksacji T2

• czynnika zewnętrznego, czyli makroskopowych niejednorodności stałego, zew. pola magnetycznego B₀

• czynnika wew. czyli oddziaływan zmiennych lokalnych pól magnet. odzwierciedlających właściwości fizyczne, chemiczne tkanki

• obecności substancji paramagnetycznych

27. Co oznaczają parametry TR i TE w sekwencji echa spinowego

TR - repetition time - czas między dwoma impulsami RF 90

TE - time to echo - czas, po którym wektory N i S „doganiają” wektor W, dając sygnał zwany echem spinowym (N,S,W - momenty magnetyczne jąder w niskim, średnim i wysokim polu)

28. Jakie właściwości fizyczne posiadają środki kontrastujące stosowane w NMR i jaki jest ich wpływ na czas relaksacji

Są to związki paramagnetyczne, czyli posiadajace jeden, lub kilka niesparowanych elektronów. Wytworzone przez te elektrony lokalne pole magnetyczne przyspiesza procesy relaksacji podłużnej i poprzecznej skracając czasy relaksacji T1,2 tkanki, w której ulegają kumulacji

29. Jak zmieni się obraz guza w obrazach zależnych od T1,2 po podaniu śr. kontrastującego ulegającego kumulacji w tkance guza

Obraz zależny od T1 - wzrost intensywności obrazu (hiperintensywność)

Obraz zależny od T2 - spadek intensywności obrazu (hipointensywność)

30. Jak zmienia się liczebność populacji spinów równoległych i antyrównoległych pod wpływem impulsu RF 180

Następuje spadek liczebności populacji spinow równolełych

Wzrost liczebności populacji spinów antyrównoległych

31. Jak powstaje namagnesowanie poprzeczne elementów tkanki w tomografie RM

Powstaje na skutek zsynchronizowania precesji poszczególnych jąder pod wpływem impulsu RF90

32. Jaki parametr fizyczny związany z namagnesowaniem tkanek ulega bezpośredniemu pomiarowi w tomografie RM

W tomografie RM mierzy się wielkość namagnesowania poprzecznego oraz jego zmiany w czasie - pomiarowi podlega sygnał (prąd elektryczny) indukowany przez wirujący wektor MT w cewce (antenie) odbiorczej tomografu

33. Od czego zależy różnica energii między dwoma poziomami odpowiadającymi 2 orientacją spinów jądrowych

Od orientacji stożków precesji jąder w polu magnetycznym zew. Mogą one być zwrocone z kierunkiem pola magnetycznego - stan niskoen., lub przeciwnie - stan wysokoenergrtyczny

ΔE=1/2Pi * γ * B₀.

34. Od czego zależy różnica liczby spinów obsadzających 2 poziomy energet. odpowiadające dwóm orientacjom spinów jądrowych

Od wartości indukcji pola B0 i od temperatury T

35. Jaki impuls fali e-m. nazywamy impulsem RF90

Impuls RF 90 jest to impuls fali e-m. w zakresie krótkich fal radiowych (kilka - kilkadziesiąt MHz) powodujący odchylenie makroskopowego wektora namagnesowania M. od kierunku pola zew B₀ o kąt 90⁰.

36. Porównaj i wyjaśnij różnice w intensywności obrazu istoty szarej i płynu m.-r w obrazach zależnych od T1

Płyn m.-r jest ciemny a istota szara jaśniejsza.

Dzieje się tak dlatego ponieważ T1 dla płynu m.-r jest dłuższy od T1 dla istoty szarej, a gęstości protonowe są zbliżone, przy drugim z impulsów RF90 sygnał FID indukowany przez protony istoty szarej jest intensywniejszy niż indukowany przez protony płynu m.-r.

37. Porównaj i wyjaśnij różnice w intensywności obrazu istoty szarej i płynu m.-r w obrazach zależnych od T2

Płyn m.-r ma większą intensywność, jaśniejszy, istota szara - ciemniejsza.

Dzieje się tak dlatego gdyż T2 dla istoty szarej jest 2x mniejszy od T2 płynu. Przy ustalonej wartości czasu TE/2 między dwoma impulsami RF, im krótszy jest czas T2 tkanki, tym mniejszą amplitudę jej echa spinowego zarejestruje tomograf obraz ciemniejszy

38. Wymień podstawowe elementy budowy tomografu RM

Magnesy stałe, oporowe, elektromagnesy nadprzewodzące, cewki korekcyjne, gradientów i RF, cewka nadawczo-odbiorcza

39. Przeciwwskazania bezwzględne dla badań RM

• wszczepiony rozrusznik serca

• ferromagnetyczny implant w organizmie

• zaciski hemostatyczne na tętnicach mozgowych (ferromagnetyczne)

• ferromagnetyczny przeszczep w oczodole

• przeszczepy otologiczne

40. Jaki jest wpływ przepływu szybkiego (tętnice) i wolnego (żyły) krwi na obraz naczynia przecinającego badaną warstwę

Jeśli przepływ będzie na tyle szybki, że protony zdążą opuścić obrazowaną warstwę przed utworzeniem echa przez formujący je impuls RF180, światło naczynia przejawi wówczas niższą niż tkanka intensywność sygnału (będzie ciemniejszy). Fakt ten umożliwia odróżnienie tętnic (ciemny przekrój) od żył.

41. Podaj i uzasadnij zakres stosowanych częstotliwości fal USG

Stosowane są fale sprężyste o f w zakresie 1-20 MHz. W zależności od aparatury przetworniki generują fale ultradźwiękowe ciągłe, przerywane i impulsowe. Stosuje się gdyż dla fal 1-10 MHz dla większości tkanek miękkich wsp. tłumienia jest praktycznie ∼ do f, a w przypadku kości ta sama zależność jest wyższego rzędu (ok. 2)

42. Warunek braku odbicia wiązki ultradźwiękowej na granicy 2 tk.

R=Ir/Io=(Z1-Z2 / Z1+Z2)².

Ir- natężenie wiązki odbitej

Io- natężenie wiazki padającej

R- współczynnik odbicia

Gdy Z1 = Z2, to odbicia nie wystepują i brak jest echa ultradźwiękowego.

43. Jak zmienia się natężenie wiązki ultradźwiękowej na granicy 2 tk.

Część energii zostaje zaabsorbowana w ośrodku - zamienia się na ciepło w wyniku tarcia wew. i procesów molekularnych. Oprócz procesu absorpcji jako głównego czynnika na głębokość wnikania wiązki do ośrodka mają wpływ także rozproszenie, odbicie, dyfrakcja. Wszystkie te zjawiska łącznie powodują spadek natężenia wiązki ze wzrostem głębokości, który określa się tłumieniem. Natężenie (I) zależy od grubości (x) warstwy ośrodka: I=I₀*e^-ux (Io - pocz.)

44. Jak zależy częstotliwość doplerowska od V₀ względem źródła fali

Δfd=fn 2V₀*cosθ/V Δfd - częstotliwość doplerowska

fn - częstotliwość drgan źródła

V - prędkość fali w danym ośrodku

kąt θ - średnia wartość kąta pod jakim impulsy ultradźwiękowe są emitowane w kierunku przepływających krwinek i odbijane w kierunku odbiornika

45. Od czego zależy wartość impedancji akustycznej tkanek

Z=√δE = δc Z - impedancja akustyczna, zależy od:

δ - gęstości ośrodka

E - modułu ściśliwości ośrodka

c - prędkość wchodzenia fali w ośrodek

46. Jakie informacje występują w echu sygnału ultradźwiękowego

• amplituda, - czas powrotu echa (im głębiej leży tkanka, tym dłużej)

• zmiana częstotliwości - zmiana fazy

47. Elementy budowy układu do litotrypsji i p-wskazania

Stół terapeutyczny, ultradźwiękowy aparat do lokalizacji kamieni, głowica zabiegowa, system komp. sterujący położeniem chorego i głowicy, EKG

Przeciwwskazania:

ciąża, tętniaki na drodze wiązki, niewydolność krążenia, rozruszniki, wrzody

48. Efekty radiobiologiczne między frakcjami napromieniowania

Repair - informują, że nie wszystkie naprom. kom. zginą, część zginie

Repopulation - ma na celu zsynchronizowanie w fazie podziałów kom.

Reoxigenation - jest wzrost ukrwienia, oraz wrażliwości

49. Jakiego rodzaju informacje daje elektrorotacja

Pozwala badać zmiany przepuszczalności jonów in vivo. Bada się szybkość obrotu komórek względem częstości zmian pola elektrycznego. Uszkodzenie błony kom. - zmiana ruchu obrotowego albo obrót w przeciwnym kierunku. Bada się toksyczne działanie związków na białka, fosfolipidy błon uszkodzonych przez metale ciężkie i fenole.

50. Parametry możliwe do uzyskania przy stosowaniu kardiografii impedancyjnej (zastosowanie)

• zmienność rytmu serca (kardiologia)

• zmienność rytmu oddychania (ocena płuc)

• ocena ukł. krwionośnego

• pomiar impedancji skóry

• gromadzenie płynów w ustroju (obrzęki)

• wykrycie ch. kesonowej (bąbelki we krwi)

51. Techniki elektromanipulacji

• elektroporacja - robi się dziury w błonie impulsowym polem el. Zastosowanie: wprowadzanie cytostatyków do kom neo; terapia neo opornych na inne metody (czerniak); manipulacje genetyczne

• elektrofuzja - za pomocą pola łączy się kom - miesza się zawartość. Kom. w roztworze między dwei elektrody. Dielektroforezą doprowadza się do połączenia kom. - nap. do elektrod, w kom. indukcja ładunków. Zmienne nap. ustawianie kom. w łańcuszki. Łączy się różne gat (limfo i neo). Zastosowanie: prod. p-ciał monoklonalnych przeciwko kom. neo.

• elektrorotacja - met. diagnostyczna, pomiar własności błony na podstawie rotacji w polu

52. Warunki wystąpienia elektroporacji

Parametry pola el: V spoczynkowe kom = 90mV; U ok. 1 mV (napięcie krytyczne zal. od wielk. kom. i wynosi na pow. kom. rzędu 1kV na cm2). Zabieg przeprowadza się w niskiej temp. aby pory istniały długo.

53. Zastosowanie laserów

Rubin - fotokoagulacja brodawczaków krtani

Argon - tympanoplastyka

CO2 - polipy krtani

Nd : YAG - zmiany w tchawicy, broncho-, fiberoskopia

54. Cechy światła laserowego (różnicujące)

• spójność (koherentność) - zgodność fazy promieniowania, brak przesunięcia w fazie. Każdy promień ma max. wektora w tym samym miejscu

• monochromatyczność

• brak rozbieżności wiązki (równoległa)

• duża energia promieniowania

---