Biologische Psychologie (Fach) / Methoden 2 - Grundlagen der MRT (Lektion)
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Diese Lektion wurde von jillian erstellt.
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- strukturelle MRT Invasivität Ansatz nicht invasiv kausaler Ansatz: man untersucht Läsionspatienten und sieht sich die Effekte der Läsion auf verschiedenes Verhalten an (z.B. Patienten mit Schädigung im PFC haben Probleme beim Lernen ...
- funktionelle MRT Invasivität Ansatz nicht invasiv korrelativ, misst die Hirnaktivität während eines bestimmten Verhaltens z.B. Schadenfreude korreliert mit Striatum
- Fourier-Transformation 1786-1830 Jean-Baptiste Fourier
- Nikola Tesla Wirkung von Magnetfeldern
- Wolfgang Pauli Entdeckung des Kernspins
- Broch und Purcell Beschreibung der Kernspin-Resonanz => Nobelpreis 1952
- Erste biologische Anwendung des MRT durch Paul Lauterbur
- erstes Bild des menschlichen Körpers mit MRT 1977
- Peter Mansfield Technik zur Beschleunigung der Bildakquisition
- Bestandteile des MR-Tomographen 1. ein starkes Hauptmagnetfeld 2. eine Hochfrequenzsender und -empfänger Spule 3. 3 Gradientenspulen in jede Raumrichtung und Verstärker 4. leistungsfähiges Rechensystem 5. Spezialsysteme: Kühlung, ...
- Das Magnetfeld ist durch welche 2 Eigenschaften bestimmt? ... Die Feldstärke angegeben in Tesla (T) und die Homogenität des Magnetfelds
- Wie wird das Magnetfeld erzeugt? Das Magnetfeld ist ... mit Hilfe einer stromdurchflossenen Spule zur Stromstärke
- Hans-Christian Orsted Elektromagnetismus Richtung ... entdeckte 1820, dass in der Nähe eines stromdurchflossenen Leiters eine Kompassnadel ausgelenkt wird Geburtsstunde des: Elektromagnetismus - jeder stromdurchflossene Leiter wird von einem magenetischen ...
- Rechte Hand Regel bei Spule Daumen von + nach -, Daumen zeigt nach Norden, Magnetfeld fließt von Norden nach Süden
- Stärke des Magnetfeldes MRT Stärke des Magnetfeldes ... zwischen 1,5 bis 3 T und damit sehr hoch manche Geräte haben auch schon 7 bis 9 T Erde: 30-60 mikro Tesla
- Aufgabe des Hochfrequenzsenders- und empfängers ... das sind ebenfalls Spulen/ coils, sie werden eingesetzt um die Atomkerne im Magnetfeld anzuregen und dann das MR-Signal zu empfanen - sie sind nur kurz eingeschaltet - senden Signal und empfangen ...
- Gradientenspulen - dienen - existieren - erzeugen ... dienen der Ortskodierung in alle 3 Raumrichtungen einen linearen Gradienten, d.h. eine regelmäßige Inhomogenität im Magnetfeld viel wengier Tesla, einige dutzend MilliTesla
- Das H-Atom - Grundlage ist der Kernspin des Wasserstoffatoms (H-Atom) - besteht aus einen Proton und einem Elektron (somit neutral + und - = 0) - das Proton dreht sich schnell um die eigene Achse wie ein Kreisel/ ...
- Was erzeugt eine rotierende elektrische Ladung? ein magnetisches Momentum (z.B. das H-Atom)
- Wenn sich das H-Atom dreht erzeugt das eine Spannung in der Empfansspule
- Spin im Magnetfeld befindet sich ein Proton mit Spin in einem Magnetfeld (B0), so macht die Achse eine kreisförmige Ausgleichsbewegung => eine Präzessionsbewegung
- Frequenz der Präzessionsbewegung w0 = y0 * B0 w0 = Lamorfrequenz (angegeben in MHz) y0 = gyromagnetisches Verhältnis -> Konstante in MHz/ Tesla B0 = Magnetfeldstärke in Tesla
- Längsmagentisierung - Summe entspricht - wie entsteht ... die Spins streben einen stabilen Zustand an und richten sich entlang der magnetischen Achse des äußeren Magnetfeldes aus - die Längsmagnetisieurung entspricht der Summe der einzelnen Spins - meist ...
- Anregung des Spinfeldes Voraussetzung - das stabile Spinfeld in Längsmagentisierung wird mit Hilfe eines hochfrequenten elektromagnetischen Impulses des Hochfrequenzsenders angeregt - hierzu wird der Impuls auf das interessierende Gewebe ...
- Wie kann eine Auslenkung der Spins genau in Quer-/Transversalebene ... durch einen 90° Impuls erfolgt eine Auslenkung genau in xy-Richtung
- Resultat durch Auslenkung in xy-Richtung Quer-/ Transversalmagnetisierung Mxy
- Was verursacht die Bewegung des Magnetischen Summenvektors ... Eine Wechselspannung in der Empfängerspule => ist Empfängerspule in Lamorfrequenz eingestellt erhält sie nun das MR-Signal
- Relaxation die Magnetisierung bleibt nicht in der xy-Ebene sonder kippt langsam zurück in die z-Ebene und das MR-Signal verschwindet
- Welche 2 Vorgänge sind verantwortlich für die Relaxation? ... T1 und T2 Relaxation
- T1 Relaxation auch Spin-Gitter-Wechselwirkung - aufgrund des äußeren Magnetfelds kippt die Magnetisierung aus der transversalen in die longitudinale Ebene zurück => daher auch longitudinale Relaxation => die vorher ...
- longitudinale Zeitkonstante wird T1 Zeit genannt ist der Zeitpunkt zu dem die Längsmagnetisierung Mz 63% ihres Ausgangswertes erreicht hat
- wovon hängt die T1 Zeit ab? von der Magnetfeldstärke und von der Bewegung der Moleküle => diese ist gewebespezifisch (zw. 0,5 bis mehreren Skeunden)
- transversale Relaxation - auch - Ursache T2 Relaxation/ Spin-Spin-Wechselwirkung - Dephasierung der Spins, die durch 90° Impuls zunächst in Phasenkohärenz sind - je kleiner die transversal-Magnetisierung, desto geringer das MR-Signal ...
- Phase Magnetvektoren der Spins addieren sich nur wenn diese in Phase sind
- Zeitkonstante der Transversalen Relaxation Zeit zu der noch 37% der Transversalmagenetisierung vorhanden ist - meist zwischen 100-300ms und damit kürzer als die T1 - hat 2 Komponenten
- 2 Komponenten der T2 Relaxation Ursachen T2-Zeit: Energieaustausch der Spins untereinandre, durch gegenseitiges außer-Phase bringen (beschleunigen und bremsen) => gewebespezifisch und unabhängig von Magentfeldstärke T2*-Zeit: zeitlich ...
- Bildkontrast man möchte einen hohen Bildkontrast erreichen, da man so gut Gewebe unterscheiden kann und das der Sinn der Bildgebung ist
- wovon hängt der Bildkontrast ab? wie kann man die ... 1) Protonendichte 2) T1 Zeit: wie schnell erholen sich die Spins von der Anregung? 3) T2 Zeit: wei schnell zerfällt das Signal? a) Proton-density-weighted Bild b) T1 gewichtetes Bild c) T2 gewichtetes ...
- T1 gewichtetes Bild für eine guten T1 Kontrast - die einzelnen Schichten werden mehrmal angeregt - die Repetition Time (TR) gibt an, wie viel Zeit zwischen 2 Anregungen vergeht - je kürzer die TR, desto wengier kann sich die longitudinale Magnetisierung ...
- T2-Gewichtung - am besten Echozeit = Zeit nach einer Anregung bis zur Messung des MR-Signals (TE) - die TE bestimmt den Einfluss von T2 auf den Bildkonstrast. Bei einer kurzen TE sind die Unterschiede klein. Bei einer langen ...
- TR und TE bei allen Methoden T1-gewichtet: kurze TR und TE (340ms, 13ms) T2-gewichtet: lange TR und TE (3500ms, 120ms) protonen-gewichtet: lange TR und kurze TE
- Sättigung - bei einer kurzen TR haben Spins nur wenig Zeit sich zu erholen und es steht für nächste Anregung weniger Signal zur Verfügugn - mit jeder Anregung reduziert sich das Signal weiter
- Lösung Sättigung Flip Angle - man kippt Spins nur noch mit 30° statt mit 90° => reduzeirt zwar das Signal, aber es bliebt Längsmagnetisierung für die nächste Anregung in z-Richtung vorhanden
- Voxel Ein Volumenelement - ergibt sich aus der Schichtdicke die man in z-Richtung wählt sowie dem Field of view (größe) und der Matrix: wie groß eine betrachtete Einheit ist => bestimmen die räuml. ...
- Ortskodierung in z-Richtung Gradientenspule in z-Richtung wird angemacht, sorgt für Inhomogenität entlang der z-Achse - selektives Anregen einer Schicht durch Hochfrequenzimpuls in Lamorfrequenz der bestimmten Schicht - Schichtdicke ...
- Ortskodierung in y-Richtung Phasenkodierung - Gradientenspule in y-Richtung wird nach z-Spule angeschaltet - bewirkt eine unterschiedliche Lamorfrequenz oben und unten im Tomograph (anterior und posterior im Gehirn) - Spins laufen ...
- Ortskodierung in x-Richtung Frequenzkodierung 3. Gradientenspule in X-Richtung wird eingeschaltet. Magnetfeld wird von rechts nach links stärker - man erhält durch Gradient ein Frequenzspektrum - jede Spalte kann durch ihre ...
- Signal-Rauschen Verhältnis/ Signal to Noise Ration ... Signalintensität in Region of Interest ____________________________________________ Standardabweichung Signalintensität außerhalb des abzubildenden Körperteils (Bildhintergrund) = raw SNR (Eigenschaft ...
- Gründe für Artefakte/ Rauschen MR System: Inhomogenitäten im Magnetfeld, thermisches Rauschen in den Spulen, nicht-lineare Signalverstärkung Vorgang der Bildverarbeitung patientenspezifische Faktoren wie Bewegung
- Einfluss verschiedener Parameter auf das SRV 1. größere Schichtdicke = besseres SRV 2. größeres Field of view bei gleicher Matrixgröße = besseres SRV 3. größere Matrix bei gleichem Field of View = schlechteres SRV => je größer die Voxel, ...