Taak 4.3 Opdracht 1
T500
T2000
T3000
T5000
1. Het verschil tussen T500 en T5000 is dat het contrast verhoogd wordt. Het contrast van de liquor wordt verlaagd. Dit komt overeen met de theorie. 2. Een TR van 5100. 3. Ok.
Opdracht 2 1. Het contrast van de liquor wordt hoger en die van de omliggende weefsels wordt lager. Dit komt overeen met de theorie. 2. Wanneer de TE langer wordt, dan wordt vocht “witter” afgebeeld. Opdracht 3
TI. 200
TI 10
TI 800
TI 10
TI 800
Cyste: Een cyste is een ingekapseld bolletje vocht. TI 10 geeft hiervoor het mooiste plaatje. (Zie ook figuur 1.3 pag. 44 Bij een TI van 10 is de signaalintensiteit van vet vele malen hoger dan bij een TI van 800) Tumor: Bij een TI van 200 is vet niet of nauwelijks zichtbaar. Hier kun je dus het beste voor kiezen.
Aantekeningen Wat is lang/ wat is kort Lange TR = 2000+ ms Lange TE = 60 Korte TR = 250-700 Korte TE = 10-25 T1 (vet) = TR kort en TE kort PDplaatje = TR lang en TE kort T2 (water) = TR lang en TE lang
Taak 4.4 Opdracht 1: Gradient Echo (GE) en de relatie tussen fliphoek en het MRI contrast Vragen: 1. Bij een hogere fliphoek is er meer contrast. 2. Bij ongeveer 45º fliphoek, hierbij is het contrast tussen witte- en grijze hersenstof gelijk. Opdracht 2: NSA en Ruis verhoudingen Vragen: 1. Bij verhoging van het aantal NSA’s gaat de kwaliteit van het plaatje omhoog. Dit komt overeen met de theorie. Bij verhoging van het NSA wordt het signaal vaker gemeten. Je krijgt hierdoor meer signaal. Door verhoging van de NSA gaat de SNR ook omhoog. De kwaliteit van je plaatje wordt daarom beter, omdat er minder ruis is. 2. De scantijd gaat omhoog. Opdracht 3: Contrast toediening en de relatie met de MRI afbeelding Vragen: 1. T2 weging. (TR=2000/TE=90) 2. T1 weging, hierbij is het meeste contrast verschil tussen het meningeoom en de hersenen. Hierbij knalt het meningeoom er als het ware uit, en is het heel opvallend te zien. 3. Door contrast worden de T1 en T2 fase verkort. Het ene weefsel is hier gevoeliger voor dan het andere. Met name bloedrijke tumoren, waar veel water in zit, is gevoelig voor contrast. Water en tumoren geven T1 gewogen een laag signaal. De T1verkorting na contrast is belangrijk, omdat tumoren/ontstekingen hierdoor wit worden. Hierdoor kun je ze beter zien.
Taak 4.5 1a. Wat is een analoog signaal? Geef een voorbeeld. Een analoog signaal is een factor (een geluid, trilling enz.) wat zo dicht mogelijk bij de werkelijkheid zit. Een voorbeeld is het luisteren naar een CD. Het geluid wat je hoort zal (bijna) gelijk zijn aan het échte geluid wat de zanger/zangeres heeft geproduceerd. b. Wat is een digitaal signaal? Geef een voorbeeld. Een digitaal signaal is het signaal wat er overblijft nadat het wérkelijke signaal gesampled en gecodeerd is. (uitleg zie vraag 2). Dit is dus niet gelijk aan het werkelijke signaal. Een voorbeeld is een digitale foto. Deze bestaat uit allemaal kleine pixels. c. Welke voordelen geven een digitaal systeem boven een analoog systeem? Gewone analoge signalen kunnen door ongewenste, storende effecten afwijkingen vertonen met de werkelijkheid. Bij digitalisatie kun je demping, of andere ongewenste beïnvloedingen bijna helemaal uitsluiten. 2a. Beschrijf de omzetting van een analoog signaal naar een digitaal signaal. Als je van een analoog signaal een grafiek zou maken, zou dit een vloeiende kromme worden. Bij digitalisatie wordt om de zoveel tijd (hoe korter de tijd, hoe vloeiender het signaal) een monster (sample) genomen van het analoge signaal. Aan elk sample wordt een waarde gegeven. Dit wordt gedaan door middel van binaire getallen (0 en 1). Als je van dit signaal een grafiek zou maken, zou deze uit stapjes bestaan. b. Wat is een A/D conversie en waarom pas je deze omzetting toe? A/D betekent van analoog naar digitaal en je past deze omzetting toe omdat je van een bepaald signaal de ongewenste effecten uit wil sluiten. Daarbij kunnen digitale signalen worden opgeslagen, gereproduceerd, bewerkt en uitgewisseld. c. Het is belangrijk dat het digitale beeld het analoge beeld zoveel mogelijk benadert. Welke factor speelt hierbij een belangrijke rol? De grootte van de stapjes (samples) is erg belangrijk. Hoe vaker je per tijdseenheid (bv per sec) een monster neemt, hoe dichter het digitale signaal bij de werkelijkheid ligt. d. Wat is een D/A conversie en waarom pas je deze omzetting toe? D/A betekent van digitaal naar analoog en dit pas je toe bij bv het horen van een digitaal geluid. Je zintuigen zullen het horen als een analoog signaal. Echter, als je dit signaal gaat bekijken, dan zul je de stapjes er wel in terugvinden. 3a. Waaruit is een digitaal beeld opgebouwd? Dit is opgebouwd uit beeldpunten of pixels. b. Wat is een pixel? Een klein beeldpuntje. De verschillende rijen en kolommen pixels vormen samen de matrix. c. Wat is een voxel? Een digitaal beeld kan ook ruimtelijk worden gezien. Een voxel geeft de diepte aan in een beeld. d. Wat houdt een bitdiepte in? In een beeld heb je verschillende grijswaarden. Stel je hebt er 2 (bv wit en zwart) dan geldt: aantal grijswaarden= 2^bitdiepte. In dit voorbeeld is de bitdiepte dus 1. Heb je 4 grijswaarden,dan is je bitdiepte 2, want: 2^2=4.
Taak 4.6 1. Window width en Window Level zijn, met name bij de CT en MRI, samen de belangrijkste en meest gebruikte beeldmanipulatie technieken. Waarom pas je deze technieken toe? Door middel van deze technieken kan de gebruiker bij een digitaal systeem kiezen welk gedeelte van het totale dynamische bereik wordt afgebeeld. Door een beperkt deel van de grijswaarde stappen te kiezen en over het totale densiteitgebied af te beelden kan de gebruiker helderheidverschillen zichtbaar maken die op een conventionele foto nooit zichtbaar waren.
INPUTMATRI X
100
OUTPUTMATRIX 100
ROI WINDOW WIDTH
0
0
Wat bepaalt men met de instelling Window Level? Window level (vensterbreedte): centrum dynamisch bereik. De plaats waar het midden van het gekozen window (venster) zich bevindt. Het dynamisch bereik is de variatie van grijswaarden in de voxel. Wat bepaalt men met de instelling Window Width? Window width (vensterhoogte) Hoeveelheid grijswaarden stappen. Het aantal nummers dat wordt afgebeeld. 2
a. Hoe verandert het contrast van een opname als er een smalle window width respectievelijk brede window width wordt ingesteld? Bij een smalle window widht zie je duidelijker het verschil tussen zwart wit, wanneer je naar een brede window width gaat zie je dat verschil minder en zie je meer grijswaarden, en zie je beter de weke delen.
b. Hoe verandert de zwarting van een plaatje als er een lage Window level respectievelijk hoog window level wordt ingesteld? Als je van een laag Window level gaat naar een hoog Window level dan verandert de zwarting, de zwarting gaat naar beneden en je krijgt meer grijswaarden en witte delen te zien.
A B Figuur A en B zijn CT-opnames van de thorax. A toont een lage Window widht en een hoge Window level (grijswaarden level). Figuur B toont een hoge Window width en een lage Window level. 3
a. Wat verstaat men onder een zogenaamde Rendering techniek en waarbij wordt deze techniek toegepast? Is een techniek om driedimensionale beelden weer te kunnen geven, het is een visualisatie procedure die een volume data- set omzet in een 2D projectie. Een 2D projectie is nodig om het volume op een beeldscherm weer te geven. Er zijn 2 soorten redering: het MIP en het MPR, wat die technieken inhouden beschrijven we in b en c. b. Waarvoor staat MIP en waarvoor gebruik je deze techniek? MIP= Maximum Intensity Projetion. MIP wordt vooral gebruikt bij bloedvat –CT’s. Bij deze techniek wordt een projectielijn gereconstrueerd door het datavolume. Van de voxels die geraakt worden door deze lijn wordt alleen dat voxel gebruikt voor het resulterende beeld dat de hoogste intensiteit bevat. c. Waarvoor staat MPR en waarvoor gebruik je deze techniek? MPR= Multi Planar Reconstruction. MPR is een reconstructietechniek waarbij, uitgaande van meerdere beelden, een nieuw doorsnedenvlak kan worden bepaald. Hierbij kan zowel een recht als een gebogen vlak gereconstrueerd worden. Dit gebruik je wanneer je bepaalde delen van het lichaam vanuit meerdere posities wilt gaan bekijken. 4
a. Beschrijf de filter-technieken Smoothing en Edge enhancement. - Smoothing: Vermindering van de visuele ruis in de lage contrasten. Er wordt een gemiddelde pixel waarde genomen. Nadeel hiervan is dat dit ten koste gaat van de spatiële resolutie. Dit is een voorbeeld van smoothing. - Edge enchancement: Verhoogt zichtbaar kleine structuren met een hoog contrast. Via een filtertechniek en subtractie blijft alleen de informatie van kleine structuren over. Een nadeel hiervan is dat de ruis continu aanwezig blijft. Dit is een voorbeeld van edge enchancement.
b. Welke filter-techniek pas je toe om je contrast te verhogen? Edge enchancement c. Welke filter-techniek pas je toe om kleine structuren te visualiseren? Smoothing.
Taak 4.7 Opdracht 1 Spatiele Resolutie a. Spatiele resolutie is de mogelijkheid om 2 structuren afzonderlijk van elkaar nog te kunnen onderscheiden. b. • Plakdikte • FOV • Aantal pixels (matrix) c. De parameters die de spatiële resolutie begrenzen zijn de Matrixgrootte en de pixelgrootte. De spatiële resolutie wil namelijk zeggen de onderscheid tussen twee afzonderlijke structuren. De matrix en de overige parameters bepalen de hoeveelheid pixels in een bepaald gebied. Hoe meer pixels des te kleiner ze zijn en des te minder de blur is in de afbeelding. d. Plakdikte De spatiele resolutie is afhankelijk van de plakdikte omdat je als het ware een over projectie krijgt van de beelden. Vergroten plakdikte:
- Meer signaal. - Minder resolutie.
Fielf of View FOV 10 MX 256 x 256
Vergroten FOV :
FOV 10 MX 256 x 256
- Meer signaal. - Slechtere spatiele resolutie. - Groter te scannen
gebied. Aantal pixels (matrix) Vergroten matrix: - Hogere resolutie. - Minder signaal. - Vergroot de scantijd.
e. De matrix zegt iets over het aantal pixels. Een 256×256 matrix bevat 70225 pixels (265 maal 265=70225) en een matrix van 512×512 bevat 262144 pixels. Een grotere matrix bestaat dus uit meer en daarom ook kleinere pixels. De kans dat bij een grotere matrix met kleine pixels een lijnenpaar geheel binnen 1 pixel valt is kleiner dan bij kleinere matrix met grote pixels. Een grotere matrix verbetert de spatiële resolutie. Het FOV zegt ook iets over de pixelgrootte. Een grote FOV bestaat uit grote pixels en een klein FOV bestaat uit kleine pixels, aangezien het aantal pixels over een kleiner gebied verdeeld wordt. De spatiële resolutie verbeterd dan ook bij een kleine FOV. Door dan ook nog de plakdikte zo beperkt mogelijk te houden, wordt de beste spatiële resolutie verkregen. Bij een dunnere plak kunnen kleinere details beter worden afgebeeld, omdat er dan minder details over elkaar heen geprojecteerd worden en dus minder lijnenparen in 1 pixel (en voxel) worden verkregen. 2. Contrast Resolutie a. Contrastresolutie is een maat voor het onderscheid van gebieden met gering contrast. Contrastresolutie is niet alleen afhankelijk van het contrast zelf, maar ook van de grootte van de gebieden waartussen men moet discrimineren. De beperkende factor voor contrastresolutie is meestal ruis. b. Waarvan hangt de contrastresolutie af en waardoor wordt het beinvloed? De contrast resolutie hangt af van de verschillen in de T1- of T2- relaxatietijd. De contrast resolutie wordt bepaald door: • De repetitietijd (TR); • Echotijd (TE); • Waterstofdichtheid of protondensity. c. Wat verstaat met onder MOF en hoe bepaal je die? MOF= modulatie- overdrachtsfunctie: getal behorende bij de kleinst zichtbare lijnenparen. Het geeft de grootte aan van het kleinst zichtbare detail bij een groot contrast. Je kunt deze modulatie weergeven door eerst de modulatie uit te rekenen met de formule: Dmax – Dmin/ Dmax + Dmin . 100% De resultaten kunnen in een grafiek weergegeven worden met op de x-as het aantal lijnenparen per mm. (lp/mm) en op de y-as de modulatie. (meestal logaritmisch) De MOF is een objectieve maatgeving voor de kwaliteit van een systeem. d. Beschrijf de relatie tussen spatiele en de conrastresolutie. De spatiële resolutie en de contrast resolutie houden verband met elkaar. Als de spatiële resolutie niet groot is dan is de contrast resolutie ook kleiner. Bijvoorbeeld een groter detail heeft minder contrast nodig, omdat het detail al beter waarneembaar is omdat het groter is. 3. Signaal/ Ruis verhouding a. Wat verstaat men onder ruis? Ruis is een elke niet-beeldvormende storing in het signaal, dit ontstaat door spanningsfluctuaties in de ontvangstspoel.
b. Welke invloed heeft ruis op de beeldkwaliteit? Door invloed van ruis neemt de beeldkwaliteit af. Dat wil zeggen, hoe meer ruis in de afbeelding hoe minder goed kleinere details kunnen worden gezien. c. Welke parameters beïnvloeden de hoeveelheid zichtbare ruis? S.N.R. betekent Signal Noise Ratio en is de signaal/ruis verhouding waarbij het signaal verschillend kan zijn en gewijzigd kan worden en de ruis een constante, veroorzaakt door de patiënt zelf. De S.N.R. is afhankelijk van de volgende parameters: • De proton density van het te onderzoeken gebied. • Het voxelvolume • TR, Te • NEX • Ontvangstbreedte • Type of coil (de ontvanger) d. Wat beschrijft de signaal/ruis verhouding? De verhouding tussen signaalintensiteit en ruis. Bij bijvoorbeeld een kleine signaalintensiteit kan ruis overheersend worden. e. Wat gebeurt er met de “ruiscomponent” wanneer de volgende parameters worden gewijzigd? 1.Van een klein FOV naar een groot FOV neemt de verhouding Signaal- ruis toe 2. Van een grove matrix naar een fijne martix neemt de verhouding signaal- ruis af en neemt de scantijd toe. 3. Van een dunne plak naar een dikke plak neemt de verhouding SNR toe. Je krijgt meer anatomie in beeld. De Spatiele resolutie neemt nu juist weer af.
Taak 4.8 1. Welke factoren zijn bepalend voor je beeldomvang? Beeldmatrix en het aantal bits (bitdiepte). De beeldmatrix is uit hoeveel punten je beeld is opgebouwd. Bijvoorbeeld een beeld met een beeldmatrix van 1024x1024 is opgebouwd uit 1024 pixels breed en 1024 pixels hoog. De bits zijn het aantal grijswaarden of kleuren die er per pixel kunnen voorkomen. Hier geld een bitdiepte van 1 heeft 21 is 2 grijswaarden of kleuren en een bitdiepte van 12 heeft 212 is 4096 grijswaarden of kleuren. 2
a. Wat is een netwerk? Stelsel van zaken of personen die nauw met elkaar in contact staan. b. Wat is een LAN en in wat voor netwerkstructuur gebruikt men een LAN? LAN staat voor Local Area Network. Dit is een lokaal netwerk. Een LAN wordt gebruikt voor een intern netwerk. Deze is dus toegankelijk voor iedereen die in het netwerk zit, maar niet voor iedereen die daarbuiten zit.
3. a. Waar staat DICOM voor? en waar dient het voor? Digital Imaging and Communication in Medicine. Dit is een open standaard voor alle leveranciers van beeldvormende en –verwerkende apparatuur. Alle leveranciers mogen deze specificaties gebruiken zodat alles mooi op elkaar aansluit. b. Waar staat HL7 voor? en waar dient het voor? Health Level 7. Dit is een standaard om alle patiënt informatie op elkaar aan te laten sluiten. c. Waar zorgt een PACS-broker voor? De PACS-broker zorgt ervoor dat de juiste patiëntgegevens uit het Ziekenhuis Informatie Systeem (ZIS) in PACS op de juiste plaats komen. 4. a. Waar staat PACS voor? Picture Archiving and Communication System b. Waar zorgt het PACS voor? Het betrouwbaar opslaan, beheren en transporteren van beelden. c. Uit welke onderdelen bestaat het PACS? Werkstroombeheer, beeldarchivering, beeldtransport en bekijken.
Taak 4.9 1
Hoelang duurt het datatransport van de digitale x-thorax over het netwerk? Het aantal Mb’s = 2048 x 2500 x 2 byte*= 10,2 Mb 10,2 Mb/100 Mb/sec= 0,102 sec * 2 byte, want 1 byte=8 bits, je hebt dus 2 byte nodig voor de 12 bits.
2a Wat is de pixelgrootte? Doorsnede beeldversterkerveld/aantal pixels per beeldlijn 320 pixels zijn 420 mm, dus 1 pixel= 420/320=1,31mm 2b Wat is de voxelgrootte? Voxelgrootte= lengte x breedte x diepte De diepte is 10, want dat is de slicedikte dus: Voxelgrootte= 1,31 x 1,31 x 10= 17,16 mm3 3
Hoe groot bedraagt de spatiële resolutie? Spatiële resolutie= FOV in mm/ matrix: 420 mm/320= 1,31mm 320/420/2= 0,38 lijnenparen per mm
4
Hoe is de beeldkwaliteit van deze opnamen in tegenstelling tot de vorige opnamen, oorzaak en reden van dit verschil? We zien op zich niet een heel duidelijk verschil. Een aantal details zijn echter wel duidelijker te zien op de tweede opname. Dit is vanzelfsprekend, want de tweede opname is gemaakt met slices van 5 mm dik. De eerste opname had slices van 10 mm dik. Hoe dunner de slice, hoe meer details je erop ziet. De tweede opname heeft dus een hogere resolutie. Daarbij komt, dat er een kleiner FOV is gebruikt. Stel dat het FOV nu 50 mm is, dan wordt het aantal lijnenparen per mm: 320/50/2= 3,2. Dit betekent dus dat de spatiële resolutie ook groter is.
