Inloggen

MRI (Magnetic Resonance Imaging)
vwo 2018, 1e tijdvak, opgave 4




Vraag 17

Bij een CT-scan (of CAT-scan) wordt een groot aantal röntgenfoto's, die genomen zijn onder verschillende hoeken, gecombineerd tot één drie-dimensionaal beeld. De röntgenstraling die hierbij gebruikt wordt is ioniserend en kan tot stralingsschade leiden. MRI maakt gebruik van magneetvelden en (niet-schadelijke) radiostraling en kent dit probleem niet en is daarom veiliger voor de patiënt.

Vraag 18

Voor de frequentie behorende bij een bepaald energieverschil geldt de formule van Planck voor de fotonenergie (BINAS tabel 35-E2): Ef = h·f. Voor de frequentie (f) volgt hieruit

f = Ef /h

De fotonenergie is gelijk aan het energieverschil tussen de twee niveau's. Hiervoor geldt de in de opgave gegeven formule

ΔE = γ·h·BMRI

Wanneer we deze uitdrukking voor ΔE invullen voor Ef in de bovenste formule vinden we

f = γ·h·BMRI / h = γ·BMRI

Door invullen van

γ = 42,57·106 Hz·T-1
BMRI = 5,0 T

vinden we

f = 2,1285·108 Hz

Afgerond is dit een frequentie van 2,1·108 Hz.

Vraag 19

In de opgave staat dat het resulterende magneetveld bij het hoofd van de patiënt lager moet zijn dan het magneetveld B0. Dit betekent dat in de gradient­spoel een magneetveld opgewekt moet worden dat tegengesteld van richting is aan B0 om zo dit magneetveld (gedeeltelijk) te compenseren en zo te verlagen. Dit gradient­magneetveld is in de afbeelding hieronder in het rood weergegeven. Met de rechterhandregel voor spoelen komen we er achter dat de stroom in de met blauwe pijltjes aangegeven richting moet lopen (duim wijst naar links, gekromde vingers wijzen stroom aan). De pluspool moet zich voor deze stroomrichting bij Q bevinden en de minpool bij P

Bij het voeteneinde geldt het omgekeerde. Hier moet het magneetveld juist sterker worden en moet het gradient­magneetveld naar links wijzen. De stroomrichting in deze spoel is dan ook tegengesteld en R is de pluspool en S de minpool.

Vraag 20

Zie onderste afbeelding hieronder: In de opgave staat dat het magneetveld waar de radiopulsen op staan ingesteld (B0) ongewijzigd blijft. Om ervoor te zorgen dat nu het hoofd wordt afgebeeld moet ervoor gezorgt worden dat het magneetveld zodanig verloopt dat B0 nu op de plaats van het hoofd komt te liggen. BMRI moet dus iets hoger worden.

Om het plakje waar de straling van afkomstig is iets dunner te maken moet de gradient iets steiler verlopen. Bij dezelfde breedte rond B0 wordt Δx hierdoor dunner. De gradient moet daarom ook dus iets steiler lopen dan eerst.

Vraag 21

Op de foto in figuur 5 zijn binnen in het hoofd lichtgrijze en iets donkerder grijze gebieden te zien. Het pijltje wijst naar een stukje lichtgrijs weefsel. In de opgave staat uitgelegd dat hersenweefsel een hogere dichtheid aan waterstof­kernen heeft dan andere weefsels en daarom lichter op de MRI-afbeelding wordt afgebeeld dan andere weefsels. Het aangewezen lichtgrijze gebied stelt dus hersenweefsel voor.










mrimagneticresonanceimaging-1

mrimagneticresonanceimaging-2



Vraag over "MRI (Magnetic Resonance Imaging)"?


    Hou mijn naam verborgen

Eerder gestelde vragen | MRI (Magnetic Resonance Imaging)

Op dinsdag 14 mei 2024 om 12:53 is de volgende vraag gesteld
Hoe kom je bij vraag 18 aan deltaE= h*f ? Volgens mij zie ik dit niet in binas staan?

Erik van Munster reageerde op dinsdag 14 mei 2024 om 13:55
Staat in Binas tabel 35-E2. De eerste formule die je tegenkomt.

Ef is de fotonenergie en die is bij een overgang altijd gelijk aan het energieverschil (ΔE) voor en na.


Op vrijdag 1 mrt 2024 om 15:16 is de volgende vraag gesteld
Bij vraag 20 snap ik niet hoe een dunner plakje een steiler BMRI levert. Ik dacht juist vlakker geometrisch gezien als je dB lijnen eerst tov dX trekt.

Erik van Munster reageerde op vrijdag 1 mrt 2024 om 18:43
Het is precies andersom: een steiler verlopend magneetveld zorgt voor een dunner beeldplakje.

Dus: om alleen de radiostraling afkomstig van een dunner plakje te meten moet je zorgen dat het magneetveld steiler loopt.


Op woensdag 14 feb 2024 om 16:21 is de volgende vraag gesteld
Bij vraag 19, zegt u

''In de opgave staat dat het resulterende magneetveld bij het hoofd van de patiënt lager moet zijn dan het magneetveld B0. Dit betekent dat in de gradient­spoel een magneetveld opgewekt moet worden dat tegengesteld van richting is aan B0 om zo dit magneetveld (gedeeltelijk) te compenseren en zo te verlagen.''

Als Bg tegengesteld is dan wordt B0 toch lager en dus Bmri groter dan B0? B0 kan sterker gemaakt worden door Bg in de zelfde richting op te wekken en dus wordt Bmri hierdoor lager?
(nog al moeite met het inzicht)

Erik van Munster reageerde op woensdag 14 feb 2024 om 16:30
B0 is het constante magneetveld wat door de grote spoelen wordt opgewekt. Dit magneetveld is constant over het hele lichaam en verandert niet.

De gradientspoelen moeten ervoor zorgen ervoor dat het magneetveld bij het hoofd lager wordt dan B0 en bij de voeten hoger dan B0. Dit kan door een extra magneetveld op te wekken dat hiervoor zorgt: het gradiënt magneetveld Bg.

Het is dus niet zo dat B0 zelf lager wordt. Het is het resulterende magneetveld dat dankzij Bg verandert.

Erik van Munster reageerde op woensdag 14 feb 2024 om 16:30
(Dit is best een lastige opgave trouwens. Snap dat je het moeilijk vindt)


Op woensdag 16 feb 2022 om 23:04 is de volgende vraag gesteld
Bij uitwerking vraag 19 hierboven staat "Bij het voeteneinde geldt het omgekeerde. Hier moet het magneetveld juist sterker worden en moet het gradient­magneetveld naar rechts wijzen." Moet dat niet zijn naar LINKS in de zelfde richting als B0?

Erik van Munster reageerde op woensdag 16 feb 2022 om 23:17
Klopt. Daar moet inderdaad “naar links” staan. In dezelfde richting als B0 dus.


Op zondag 21 apr 2019 om 15:21 is de volgende vraag gesteld
Hallo Erik, ik snap eigenlijk heel vraag 20 niet, hoe je Bmri tekent.

'(B0) blijft ongewijzigd. Om ervoor te zorgen dat nu het hoofd wordt afgebeeld moet ervoor gezorgt worden dat het magneetveld zodanig verloopt dat B0 nu op de plaats van het hoofd komt te liggen. BMRI moet dus iets hoger worden.
--> Waar lag B0 eerst dan? B0 is toch dat streepje in de pijl omhoog?

'Om het plakje waar de straling van afkomstig is iets dunner te maken moet de gradient iets steiler verlopen.'
--> Hoe weet je dit?

Bij dezelfde breedte rond B0 wordt Δx hierdoor dunner. De gradient moet daarom ook dus iets steiler lopen dan eerst.

Alvast bedankt!

Erik van Munster reageerde op zondag 21 apr 2019 om 17:16
B0 staat op de y-as aangegeven. Waar deze precies ligt is hier niet van belang want het gaat om de optelsom van B0 en het gradientveld. In de opgave staat dat de radiofrequentie blijft ingesteld op het magneetveld wat eerst de borst afbeeldde (horizontale streepjes lijn). Dus: het magneetveld (B0+gradiënt) moet zo worden dat de horizontale streepjeslijn bij het hoofd komt te liggen.

De breedte van het afgebeelde gebiedje volgt uit het snijpunt van de twee stippellijntjes met het schuine magneetveld.

Kijk maar naar het plaatje naar deze snijpunten dan zie je dan zie je dat deltax iets kleiner wordt door B iets steiler te laten lopen.