Αρχική Σελίδα Sitemap

 
Παρουσίαση
Εκπαιδευτικό και Ερευνητικό Προσωπικό
Ερευνητικές Δραστηριότητες
Επιστ. Δημοσιεύσεις
Συνεργασίες
Ασκήσεις Εργαστηρίου
Downloads
Σύνδεσμοι
Επικοινωνία



Ασκήσεις Εργαστηρίου > Άσκηση 14η


A ΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΥ  

Η απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού βασίζεται στο φαινόμενο του πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού ( NMR ). Το τελευταίο αποτελεί εκδήλωση του φαινομένου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής στο επίπεδο των ατομικών πυρήνων. Στην περίπτωση της ιατρικής απεικόνισης γίνεται εφαρμογή του φαινομένου στους πυρήνες υδρογόνου (πρωτόνια). Κατά τη διάρκεια της εξέτασης ο ασθενής εισάγεται σε χώρο μαγνητικού πεδίου ( ). Οι πυρήνες υδρογόνου συμμετέχουν σε μια περιοδική (μεταπτωτική) κίνηση με χαρακτηριστική ιδιοσυχνότητα . Το πεδίο επιδρά στις μαγνητικές ροπές των πρωτονίων οι οποίες προσανατολίζονται έτσι ώστε να είναι παράλληλες ή αντιπαράλληλες με τις δυναμικές γραμμές του πεδίου. Στη συνέχεια εφαρμόζονται νέα μαγνητικά πεδία ( ) σύντομης διάρκειας (μαγνητικοί παλμοί). Το φάσμα αυτών των παλμών βρίσκεται στην περιοχή των ραδιοσυχνοτήτων ( RF ). Εαν η κεντρική συχνότητα του φάσματος είναι ίση με την ιδιοσυχνότητα , συμβαίνει εκτροπή των μαγνητικών ροπών των πρωτονίων από τη θέση παραλληλισμού με το πεδίο . Μετά την παύση των παλμών οι μαγνητικές ροπές επανέρχονται στην αρχική τους θέση. Η διαδικασία αυτή προκαλεί φαινόμενα ηλεκρομαγνητικής επαγωγής με αποτέλεσμα την ανάπτυξη επαγωγικού ρεύματος που αποτελεί μια μορφή βιοσήματος (είναι ανάλογο με τη συγκέντρωση υδρογόνου).

Βασικά μέρη συστημάτων απεικόνισης: Οι εφαρμογές του πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού στην Ιατρική εντάσσονται σε δύο βασικές κατευθύνσεις:

  1. Απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού ( Magnetic Resonance Imaging - MRI )
  2. Φασματοσκοπία Μαγνητικού Συντονισμού ( Magnetic Resonance Spectrosopy - MRS )

H παρούσα άσκηση επικεντρώνεται κυρίως στις απεικονιστικές εφαρμογές. Τα συστήματα απεικόνισης αποτελούνται από τα ακόλουθα βασικά μέρη (Εικόνα 1):

  1. Βασικός μαγνήτης (Υπεραγώγιμος, Μόνιμος ή κλασικός ηλεκτρομαγνήτης)
  2. Πηνία ραδιοσυχνότητας (Πομπός ή/ και δέκτης)
  3. Πηνία βαθμίδας
  4. Κύκλωμα πομπού και κύκλωμα δέκτη
  5. Hλεκτρονικός υπολογιστής -μονάδα ψηφιακής επεξεργασίας


Εικόνα 1: Βασικά μέρη απεικονιστικού συστήματος μαγνητικού συντονισμού

 

Μεθοδολογία της άσκησης

Η άσκηση θα περιλαμβάνει επίδειξη των φυσικών αρχών απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού και των βασικών τμημάτων ενός πραγματικού απεικονιστικού συστήματος μέσω ψηφιακών εικόνων και ψηφιακού βίντεο. Τα βασικά μέρη της άσκησης θα είναι τα ακόλουθα:

•  Επίλυση θεωρητικής άσκησης σχεδιασμένης με χρήση του πακέτου Matlab 6.5: Η άσκηση θα απαιτεί τον προσδιορισμό των τιμών μιας σειράς παραμέτρων που απαιτούνται για τη βελτιστοποίηση του λόγου σήματος προς θόρυβο ( SNR ) σε μια διαδικασία τομογραφικής απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού.

•  Επίδειξη της διαδικασίας εγκατάστασης : Η διαδικασία θα περιλαμβάνει επίδειξη μέσω ψηφιακού βίντεο όλων των εργασιών εγκατάστασης ενός πλήρους συστήματος απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού. Κατά τη διαμόρφωση της άσκησης θα υπάρξη συνεργασία με συγκεκριμένες εταιρείες και μηχανικούς εταιρειών, αποφοίτους του τμήματος

•  Επίδειξη λειτουργίας: Θα περιλαμβάνονται: α) ψηφιακές εικόνες και βίντεο παρουσίασης των μεταπτωτικών κινήσεων των πρωτονίων εντός μαγνητικού πεδίου, β) ψηφιακές εικόνες και βίντεο του συνόλου και των τμημάτων ενός πραγματικού απεικονιστικού συστήματος (εικόνες βασικών πηνίων, πηνίων ραδιοσυχνότητας, πηνίων βαθμίδας, χώρων υγρού ηλίου, λοιπών θωρακίσεων, χειριστηρίου, εικόνων ομοιωμάτων και πραγματικών εικόνων κλπ).

•  Επίδειξη διαδικασιών ελέγχου ποιότητας: Θα περιλαμβάνεται: α) παρουσίαση και επεξήγηση της δομής ομοιωμάτων ( phantom ) που χρησιμοποιούνται στην κλινική πράξη, β) παρουσίαση διαδικασιών μέτρησης διαφόρων παραμέτρων εικόνας, γ) παρουσίαση εικόνων των ομοιωμάτων που έχουν ληφθεί από το απεικονιστικό σύστημα και μετρήσεις επ' αυτών.

Επιστημονική ωφέλεια της άσκησης

Μετά το πέρας της ασκήσεως οι μαθητές θα έχουν αποκομίσει τα εξής:

•  Γνώση των φυσικών αρχών επί των οποίων στηρίζεται η διαδικασία σχηματισμού εικόνας μέσω του φαινομένου του Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού ( NMR ). Β/.

•  Γνώση των βασικών συνιστωσών και η εξοικείωση με τη λειτουργία ενός συστήματος απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού ( MRI ) ή/και Φασματοσκοπίας Μαγνητικού Συντονισμού ( MRS ).

•  Γνώση της επίδρασης των διαφόρων φυσικών παραμέτρων στην ποιότητα της διαγνωστικής εικόνας μαγνητικού συντονισμού και η εξοικείωση με τις διαδικασίες μετρήσεων αξιολόγησης της ποιότητας της εικόνας μαγνητικού συντονισμού.


ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ

ΜΕΤΑΦΟΡΤΩΣΗ
Λεπτομέρειες: Το συμπιεσμένο αρχείο περιέχει την άσκηση σε μορφή doc (Word). Το αρχείο έχει ελεχθεί για ιούς και δεν φέρουμε καμία ευθύνη αν από την χρήση του προκύψει πρόβλημα στον υπολογιστή σας.

 



© ΤΕΙ ΑΘΗΝΑΣ - ΤΙΟ
Stratos Charokopos
Lampis Kyriazopoulos
Κostas Papagiannopoulos


   
Zum Seitenanfang