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): E
f = h·f. Voor de frequentie (f) volgt hieruit
f = E
f /h
De fotonenergie is gelijk aan het energieverschil tussen de twee niveau's. Hiervoor geldt de in de opgave gegeven formule
ΔE = γ·h·B
MRIWanneer we deze uitdrukking voor ΔE invullen voor E
f in de bovenste formule vinden we
f = γ·h·B
MRI / h = γ·B
MRIDoor invullen van
γ = 42,57·10
6 Hz·T
-1B
MRI = 5,0 T
vinden we
f = 2,1285·10
8 Hz
Afgerond is dit een frequentie van 2,1·10
8 Hz.
Vraag 19
In de opgave staat dat het resulterende magneetveld bij het hoofd van de patiënt lager moet zijn dan het magneetveld B
0. Dit betekent dat in de gradientspoel een magneetveld opgewekt moet worden dat tegengesteld van richting is aan B
0 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 (B
0) ongewijzigd blijft. Om ervoor te zorgen dat nu het hoofd wordt afgebeeld moet ervoor gezorgt worden dat het magneetveld zodanig verloopt dat B
0 nu op de plaats van het hoofd komt te liggen. B
MRI 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 B
0 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.