Generelt om bildedannende metoder

Transkript

1 Generelt om bildedannende metoder Hans-Jørgen Smith Bilde- og intervensjonsklinikken Rikshospitalet-Radiumhospitalet HF folk.uio.no/hjsmith/

2 Oversikt Ioniserende stråler Røntgenstråler (fra røntgenrr ntgenrør) r) Radiografi (rtg.) Computertomografi (CT) Gammastråler fra radioaktive isotoper Scintigrafi PET-CT Ultralyd Ultrasonografi Doppler Magnetisk resonans (MR) MR tomografi MR spektroskopi

3 Elektromagnetiske bølger b = fotoner Gammastråling fra radioaktive isotoper Bølgelengde (m) Røntgenstråling Terapi Industri Diagnostikk 10-9 Ultrafiolett lys Synlig lys Infrarød stråling Elektriske bølger Vekselstrøm 50Hz 10-3 Mikrobølge (radar) TV-signal FM Radio - MR

4 Wilhelm Conrad Röntgen,, Oppdaget røntgenstrr ntgenstrålene (X-Strahlen( Strahlen) ) i 1895 Nobelprisen i fysikk 1901

5 Røntgenstråler dannes når n r elektroner i stor fart nedbremses i anoden - elektronenes tapte energi omdannes til fotoner Røntgenrør

6 Røntgenrør Dannelse av røntgenbilder Primær røntgenstråle Pasient Raster Detektor Svertnings mønster

7 Strålerelieffet i et vanlig røntgenbilde r avslører 5 stoffer : 1. metall 2. ben 3. bløtdeler og væskev 4. fett 5. luft/gass Her trengs det et kontrastmiddel! Stoffer med høyt h atomnummer: barium, jod

8 Dobbelkontrast ventrikkel: barium og luft Dobbelkontrast tynntarm: barium og vann

9 Dobbelkontrast tykktarm: barium og luft

10 Jod-holdig holdig,, vannløselig kontrastmiddel Urografi (i.v( i.v.).) Galleveier, ERCP

11 Jod-holdig holdig,, vannløselig kontrastmiddel Cavernosografi Vesiculografi Hysterosalpingografi (HSG)

12 Aortografi (jod-holdig Angiografi holdig vannløselig kontrastmiddel) Selektiv coeliacografi

13 Hva med spinalkanalens innhold?

14 Radiculografi Myelografi (jod-holdig vannløselig kontrastmiddel)

15 Hva skjuler seg bak skallen?

16 Luftencephalografi

17 Angiografi

18 CT computertomografi

19 CT computed tomography GN Hounsfield med sin EMI hodeskanner (1972). Nobelprisen i medisin 1979.

20 Spiral CT (helical( CT, volum CT) Rør r og detektorer roterer kontinuerlig takket være v sleperings- kontakter,, bordet beveger seg under eksponeringen

21 Multisnitt CT, multidetektor CT (MDCT) 1 snitt, 1 detektor Enkeltspiral 4 snitt, 4 detektorer 4 spiraler

22 64-snitt CT, 64-detektor CT

23 64-snitt CT, 64-detektor CT

24 Multisnitt CT 64-snitt CT av koronararterier

25 PET-senteret på Rikshospitalet Sett nordfra

26 Utstyret for PET/CT PET/CTskanner Syklotron Lager de radioaktive stoffene, isotopene. Isotopene gir den strålingen som vises på bildene. Eksempel: 18 F Legemiddelsyntese Isotopene kobles på målsøkende molekyler, for eksempel sukkeret FDG i en steril legemiddelproduksjon. Eksempel: 18 F-FDG Skanning 1.Det radioaktive stoffet gis intravenøst til pasienten 2.Man venter til stoffet har fordelt seg i pasienten og oppsøkt sykdommen, og så legges pasienten i maskinen 3.Det gjøres PET- og CT-skanning

27 PET/CT CT-skanning PET alene hvor er vi? CT alene er det patologi? Det fusjonerte PET/CT-bilde

28 Ultralydundersøkelse ultrasonografi (B-mode), pulset doppler, fargedoppler, intensitetsdoppler Eksperimentelt ultralydapparat fra bistabilt bilde, ingen gråtoner

29 Prinsipp for B-mode B ultrasonografi

30 Ultrasonografi av lever Normal karanatomi

31 Johan Christian Doppler, Dopplereffekten Fargedoppler

32 Dopplerteknikker Fargedoppler Intensitetsdoppler

33 Ultralydveiledet intervensjon Finnålspunksjon - cytologi

34 MR magnetisk resonanstomografi Prinsipp: Avbildning av kjernemagnetisme Magnetfelt og radiobølger Ingen ioniserende stråling

35 Eksempel påp magnettomograf

36 Hydrogenkjernen er en magnetisk dipol N N + S S

37 Sånn til vanlig har alle hydrogenkjernene en helt vilkårlig orientering

38 men i MR ens kraftige magnetfelt (B o ) retter de seg inn langsetter feltet slik at det blir en nettomagnetisme (M) i vevet B 0 M

39 Hver voxel i vevskiven har sin nettomagnetisme bestemt (bl.a.) av voxelens hydrogenkjernetetthet = protontetthet Pixel Voxel

40 Prinsipp for måling m av magnetisme Roterende magnetisme Spole Indusert strømsignal

41 1 1) Voxel med nettomagnetisme rettet inn langs det ytre magnet- feltet (B 0 ) 2) En kortvarig radiobølge roterer magnetismen til siden ) og der blir magnetismen stående og rotere en stund... 3

42 Den roterende nettomagnetismen i hver voxel induserer et strømsignal i en spole plassert utenfor pasienten. Disse strømsignalene benyttes til å lage MR-bilder bilder.. Signalets styrke bestemmer gråtonen i motsvarende pixel i bildet. Spole Indusert strømsignal

43 Kontrasten i MR bilder kan være v bestemt av: Protontettheten i hver voxel (PT( PT-vektet bilde) Hvor fort vevsmagnetismen tapes etter hver radiobølgepuls (T2( T2-vektet bilde) Hvor fort vevsmagnetismen gjenvinnes mellom hver radiobølgepuls (T1( T1-vektet bilde)

44 Kombinasjonen av PT-vekting T2-vekting T1-vekting gir MR en suveren evne til å skille mellom ulike typer normale vev, og til å atskille sykt fra normalt vev (= god kontrastoppløsning). sning). Bruk av ulike kontrastmidler forsterker disse egenskapene ytterligere.

45 MR har overlegen kontrastoppløsning sning T2-vektet MR-bilde CT (samme hjerne)

46 Kontrast- oppladning viser bl.a. hva som er viabelt vev i solide tumorer T1-vektede MR-bilder Hypofysetumor uten......og med i.v.. kontrast En lang rekke alternative MR-teknikker gir et hav av diagnostiske muligheter, bl.a....

47 snittbilder av alle organer...

48 også intrauterint uker gammelt foster (gutt)

49 projeksjonsbilder av galletre og blodårer... MRCP av cholangiocarcinom (uten kontrastmiddel) MR-angiografi av aortaaneurisme (i.v.. kontrastmiddel)

50 avbildning av hjerneaktivitet med fmri... Kan tumor (T) fjernes uten at viktige funksjoner går r tapt? T Gyrus precentralis Gyrus postcentralis Tromming med høyre h hånds h fingre

51 in-vivo kjemisk analyse med MR spektroskopi Malign tumor behandlet med stråler og cytostatika. Stråleskade eller residivtumor? Residivtumor!

52 MR: absolutte kontraindikasjoner Intrakranielt aneurismeklips (magnetisk) Pacemaker/pacemakerelektrode Neurostimulator Cochleaimplantat Intraoculært rt fremmedlegeme av metall

53 Oppsummering Røntgenstråler (fra røntgenrr ntgenrør) r) Radiografi (rtg.) Computertomografi (CT) Gammastråler fra radioaktive isotoper Scintigrafi PET-CT Ultralyd Ultrasonografi Doppler Magnetisk resonans (MR) MR tomografi MR spektroskopi