zestaw 1

1. Prezentacja A i B

Prezentacja A (amplituda) - jedyna granica wzdłuż wybranego kierunku

Prezentacja B ( brightness) - otrzymanie obrazu 2D wymaga pomiarów wzdłuż kilkuset kierunków w wybranej płaszczyźnie

2. PET - schemat

3. Laser He-Ne

Laser helowo‐neonowy (He‐Ne) to gazowy, atomowy generator światła, w którym ośrodkiem aktywnym jest mieszanina gazów szlachetnych: helu i neonu, szczelnie zamkniętych w szklanej lub kwarcowej rurze wyładowczej, na której końcach znajdują się zwierciadła płaskie, w tym jedno półprzepuszczalne, tworzące układ rezonatora

optycznego.

4. Metody skracania czasu w MRI

1. skracanie impulsów RF

- zastępowanie impulsu RF 90° impulsem o mniejszym kącie odchylenia

- zastosowanie impulsu RF 180° w technice SE gradientami o przeciwnych zwrotach

2. wprowadzania sekwencji pomiarowych (EPI)

3. metoda badania wielowarstwowego (czas odrastania namagnesowania w jednej warstwie wykorzystuje się do wzbudzenia i rejestracji)

4. metoda badania przestrzennego SD - FT (impuls RF jądra o dużej objętości ciała)

5. Zasada działania Światłowodu

Światłowody, to konstrukcje optyczne przenoszące falę elektromagnetyczną drogą wielokrotnych odbić. Z tego powodu zbudowane są one z rdzenia, pokrytego warstwą o niższym niż materiał rdzenia współczynniku załamania światła, zwaną płaszczem. Rozkład współczynnika załamania światła w rdzeniu (i płaszczu) decyduje o właściwościach światłowodu, koniecznych dla realizacji konkretnego rozwiązania układu optoelektronicznego.

6. Czas T1,T2

Relaksacja podłużna T1 - relaksacja spin-sieć czyli jak narasta namagnesowanie podłużne. Opisuje procesy powrotu spinów do stanu równowagi termodynamicznej.

Relaksacja poprzeczna T2 - relaksacja spin-spin czyli powrót do chaosu-proces zachodzący jednocześnie z relaksacja podłużną ,polegający na zaniku wektora μ_T wskutek utarty koherencji formy precesji jąder. Czas relaksacji T2 jest miarą szybkości strat fazy pomiędzy poszczególnymi spinami w badanym układzie spinów po ustaniu działania zmiennego pola B₁.

Relaksacja spinów

a) podłużna T1(spin-sieć) czas relaksacji T1 wydłuża się z reguły wraz ze wzrostem zawartości H₂O) w tkance; obecność paramagnetyków skraca czas T1; T1 jest dłuższy w silniejszych polach magnetycznych

b)poprzeczna T2(spin-spin)proces jednocześnie zachodzący z relaksacją podłużna; proces zaniku wektora μ_T wskutek utraty koherencji fazy precesji jąder; Różna prędkość precesji jader wywołana niejednorodnością pola magnetycznego; T2 ulega wydłużeniu ze wzrostem ruchliwości molekuł

7. Wymień zastosowanie gradientów (?)

• szybsze sekwencje pomiarowe

• rezonans spełniony dla określonej objętości ciała ludzkiego

• częstotliwościowe kodowanie informacyjne

8. Wzór na impedancję akustyczną warstwy dopasowanej

9.Kodowanie częstotliwościowe znaczenie

1) częstotliwościowe kodowanie informacji o położeniu x zbieranie sygnału MR w obecności gradientu G_x

2) fazowe kodowanie informacji o położeniu y w obecności gradientu y po wzbudzeniu spinów w trakcie precesji spinów w płaszczyźnie xy

10. Schemat USG Dopplerowskiego

Wysyłana przez specjalną głowicę fala ultradźwiękowa odbija się od ośrodka będącego w ruchu - płynącej krwi - i powraca do głowicy. Głowica połączona jest przewodem z aparatem ultrasonograficznym, rejestrującym zmiany częstotliwości fali ultradźwiękowej odbitej od płynącej krwi, przedstawiając obraz na monitorze. Wykonujący badanie lekarz widzi gdzie krew płynie szybciej, wolniej bądź się cofa. Przystawka dopplerowska do aparatu USG umożliwia zmierzenie przepływu krwi przez naczynia.

11. Metoda SE

SE(metoda echa spinowego) - echo spinowe, wykorzystuje synchronizacje fazy spinów(protonów o spinie W - wolnym, N - normalnym i S -szybkim) wirujących z różnymi prędkościami wskutek niejednorodności pola lokalnego w tkance.

12. Parametry jakości obrazu (?)

Jako obrazów medycznych wynika bezpośrednio z metody obrazowania, właściwości

konkretnych urządzeń rejestrujących obraz oraz aktualnych warto ci parametrów systemu ustalonych przez operatora. Na jako składa si pi głównych cech obrazów:

• kontrast

• rozdzielczość

• stosuneksygnału użytecznego do szumów

• poziom artefaktów

• zniekształceń przestrzennych

Zestaw 2

1. Omów absorpcję światła przez różne składniki tkanek(narysuj wykres).

2. Przedstaw metody oszacowania gęstości tkanki kostnej.

1)Metoda absorpcyjna - BUA[db/MHz] średni współczynnik kierunkowej prostej jest miarą zmian gęstości tkanki kostnej

2)Metoda pomiaru prędkości rozchodzenia się fali w ośrodku o gęstości ρ.

3. Jak odróżnić istotę biała od czarnej i płynu mózgowo rdzeniowego w T1?

obrazy T1-zależne - najlepiej obrazujące strukturę mózgu: istota biała jest ukazywana w jasnych kolorach, zaś istota szara i płyn mózgowo-rdzeniowy na ciemno

4. Powstawanie obrazów angiograficznych w MRI

Angiografia nieinwazyjna metoda badania przepływu płynów ustrojowych techniką MR z równoczesną możliwością obrazowania anatomii badanej okolicy. Efekty związane z przepływem a) różnica między amplitudą sygnału emitowanego przez spiny stacjonarne i przemieszczające się(angiografia kontrastująca wielkości sygnałów) b)różnica między fazą sygnału spinów stacjonarnych, a przepływających(angiografia kontrastująca fazę)

a) Angiografia czasu przepływu(time of flight - TOF). W tej metodzie dzięki odpowiedniemu doborowi sekwencji otrzymujemy redukcję sygnału tkanek stacjonarnych przy jednoczesnym wzmocnieniu sygnału z napływającej krwi.

b) Angiografia kontrastu fazy (phase contrast-PC). Protony tkanek znajdujących się w ruchu charakteryzują się przesunięciem fazowym w emitowanym sygnale względem protonów tkanek stacjonarnych. Aby móc rejestrować przepływ krwi we wszystkich kierunkach musimy przeprowadzić badanie czterokrotnie. Raz bez użycia echa gradientowego i 3 razy z użyciem gradientu. W technice PC otrzymujemy mapy przepływu krwi, na których intensywność zależy od prędkości przepływu.

5. Równania Blocha + znaczenie

Bloch otrzymał równania matematyczne dla MR stosując równanie endoskopowe dla jader

Przypadek 1: stan ustalony po włączeniu zewnętrznego pola magnetycznego B₀ w kierunku z
,
,

Przypadek 2 : stan ustalony po włączeniu dodatkowo pola magnetycznego B₁ o zmiennej częstości

6. Przedstaw idee pomiaru sekwencji zaniku nasycenia SR

Metoda badania zmian namagnesowania podłużnego za pomocą odpowiedniej sekwencji impulsów nosi nazwę Saturation Recovery (SR). Pozwala na rozróżnienie tkanki o tej samej gęstości protonowej ze względu na różne czasy relaksacji T_1.

7. Fale mózgowe obserwowane w EEG

Fale mózgowe - cykle aktywności bioelektrycznej mózgu, rejestrowane za pomocą aparatury elektroencefalograficznej.

a) fale gamma - Powyżej 40Hz, do 80-100Hz, rytm gamma towarzyszy działaniu i funkcjom motorycznym

b) fale beta - Od 12 do ok. 28Hz, mała amplituda, zdesynchronizowane - rytm gotowości, charakteryzuje szczególnie zwykłą codzienną aktywność, percepcję zmysłową i pracę umysłową

c) fale alfa - Od 8 do 13Hz, zmienna amplituda - spoczynkowy, charakterystyczny dla stanu relaksu, odprężenia, gdy leżymy z zamkniętymi oczami, przed zaśnięciem i rano po przebudzeniu.

d) fale theta - Zakres o częstotliwości 4-7Hz. Fale theta są najczęściej występującymi falami mózgowymi podczas medytacji, transu, hipnozy, intensywnego marzenia, intensywnych emocji

e) fale delta - Od ok. 0,5 do 3Hz, wysoka amplituda - występują w stanie najgłębszego snu, podczas głębokiej medytacji, także u małych dzieci i w przypadku pewnego rodzaju uszkodzeń mózgu

8. Laser He-Ne

Laser helowo‐neonowy (He‐Ne) to gazowy, atomowy generator światła, w którym ośrodkiem aktywnym jest mieszanina gazów szlachetnych: helu i neonu, szczelnie zamkniętych w szklanej lub kwarcowej rurze wyładowczej, na której końcach znajdują się zwierciadła płaskie, w tym jedno półprzepuszczalne, tworzące układ rezonatora

optycznego.

9. Endoskopia, laparoskopia - różnice

Endoskopia. Badania endoskopowe polegają na wprowadzaniu do wnętrza ciała pacjenta sondy endoskopu (część endoskopu zawierająca światłowód do oświetlenia badanego pola, obrazowód - przekazujący obraz z wnętrza badanego narządu oraz kanał narzędziowy służący do wprowadzenia specjalnych narzędzi służących do pobierania materiału do badań i wykonywania zabiegów).

Laparoskopia wykonywana jest najczęściej w celach diagnostycznych lecz umożliwia również przeprowadzenie pewnych zabiegów operacyjnych. Badanie wnętrza jamy otrzewnej, np. żołądka, wątroby, żeńskich organów płciowych, itp. Endoskop wprowadza się w tym przypadku przez niewielkie nacięcie brzucha.

10. EPI graficzny schemat

EPI, z ang. echo-planar imaging. Jest to sekwencja, która umożliwia rejestrację zmiany aktywności mózgu podczas wykonywania określonego zadania przez osobę badaną. Obraz mózgu pochodzący z sekwencji EPI to obraz o rozdzielczości dużo słabszej niż obrazy strukturalne.

11. Wymień naukowców którzy mieli istotny wpływ na rozwój metod diagnostycznych (jakich?)

12. Podaj wzór na natężenie fali akustycznej w USG

I = <p do kwadratu> / Z

Z - impedancja akustyczna, p - ciśnienie, symbol <> oznacza średnią czasową

Zestaw 3

1. Gradienty rola w obrazowaniu metodą MRI

Sekwencja impulsów RF i gradientów pola umożliwiają rekonstrukcję obrazu metodą projekcji zwrotnej. Widmo fourierowskie sygnałów ech odzwierciedla rzut prostopadły rozkładu gęstości spinów w warstwie na kierunek prostopadły do kierunku gradientu obecnego w chwili rejestracji echa. na podstawie tych widm możliwe jest odtworzenie rzeczywistego rozkładu protonów w tkankach obrazowanej warstwy.

2. Środki kontrastowe

Środki kontrastujące (cieniujące) substancje wykorzystujące paramagnetyzm. Skracają czas relaksacji T1 i T2 tkanki w której się kumulują.

Cechy: niska dawka, korzystna biodystrybucja, mała toksyczność, szybka eliminacja bez metabolizmu.

3. Wzór na natężenie fali akustycznej w USG

I = <p do kwadratu> / Z

Z - impedancja akustyczna, p - ciśnienie, symbol <> oznacza średnią czasową

4. BUA - rozwiń skrót

BUA - [dB/Hz] Średni współczynnik kierunkowy prostej jest miarą zmian gęstości tkanki kostnej.

I(x) / Io [dB] = BUAf

5. Na granicy jakich tkanek współczynnik fali akustycznej jest bliski 1?

6. Powstawanie echa spinowego

Metoda echa spinowego (SE) polega na zastosowaniu sekwencji dwóch impulsów RF 90° i RF

180 ° w odstępie czasu TE/2. Po pierwszym z tych impulsów pojawia się sygnał FID zanikający wskutek różnej szybkości wirowania składowych wektora MT( T to jest indeks dolny), pochodzących od jąder znajdujących się w silniejszym( wektor S ) i słabszym( wektor W) polu magnetycznym. Następny impuls ( RF 180 °) powoduje obrót o 180 ° wektorów S, N i W wokół osi x, wskutek czego wolniej poruszający się wektor W pojawia się przed szybciej obracającym się wektorem S. Po czasie TE ( Time to Echo) wektory N i W doganiają wektor S dający sygnał zwany echem spinowym.

7. Wymień 3 fizyków którzy przyczynili się do rozwoju metod diagnostycznych

8. Rozpady w PET

Rozpad pozytonów.

PET - Pozytonowa Tomografia Emisyjna. Technika obrazowania w której rejestruje się promieniowanie powstające podczas anihilacji pozytonów (antyelektronów). Źródłem pozytonów jest podana pacjentowi substancja promieniotwórcza ulegająca rozpadowi beta plus .

9. Jak odróżnić istotę biała od czarnej i płynu mózgowo - rdzeniowego w T2?

obrazy T2-zależne - na których istota biała ukazywana jest na ciemno, zaś istota szara i płyn mózgowo-rdzeniowy - na jasno

10. Prawo Grotthusa-Dropena

Selektywność wzbudzenia fotochemicznego znajduje odbicie w prawie sformułowanym przez Grotthusa i Dropera. Prawo to stwierdza, że tylko promieniowanie zaabsorbowane jest fotochemicznie aktywne lub, że tylko promieniowanie zaabsorbowane może wywoływać zmiany fizyczne i chemiczne w badanym układzie.

11. Przedstaw odprowadzenia w EKG-Einthovena

W tym odprowadzeniu umieszczamy 4 elektrody na ciele badanego: elektroda czerwona- prawa ręka (RA), elektroda żółta - lewa ręka (LA), elektroda zielona - lewa goleń (LF), elektrodaczarna- prawa goleń (tzw. punkt odniesienia; ziemia)

Pomiędzy pierwszymi trzema ww. elektrodami wykonuje się pomiar różnicy potencjałów (wmV):

• odprowadzenie I - różnica potencjałów pomiędzy elektrodami "lewa ręka" a "prawa ręka" (LA - RA)

• odprowadzenie II - różnica potencjałów pomiędzy elektrodami "lewa goleń" a "prawa ręka" (LF - RA)

• odprowadzenie III- różnica potencjałów pomiędzy elektrodami "lewa goleń" a "lewa ręka" (LF - LA)

12. Laser He-Ne

Laser helowo‐neonowy (He‐Ne) to gazowy, atomowy generator światła, w którym ośrodkiem aktywnym jest mieszanina gazów szlachetnych: helu i neonu, szczelnie zamkniętych w szklanej lub kwarcowej rurze wyładowczej, na której końcach znajdują się zwierciadła płaskie, w tym jedno półprzepuszczalne, tworzące układ rezonatora

optycznego.

---