Bildgebende Verfahren In Der Stereotaxie

Front 1

MRT Signal

Back 1

magnetisches Moment des Kerns

Front 2

Kernspin

Back 2

Gesamtdrehimpuls des Atomkerns um seinen Schwerpunkt

Front 3

Halbzahliger Kernspin

Back 3

ungerade Zahl an Nukleonen

Front 4

Maximierung der makroskopischen Magnetisierung

Back 4

maximiere biologische Adundanz Ns, oder Gyromagnetisches Verhältnis

Front 5

Makroskopische Magnetisierung

Back 5

Grundlage MRT

Front 6

Winkelgeschwindigkeit

Back 6

Larmorfrequenz

Front 7

Typisches Proton bei MRT

Back 7

Wasserstoffkern = 1 Proton

Front 8

Präzession

Back 8

Richtungsänderung, die die Rotationsachse eines sich drehenden Körpers ausführt, wenn eine äußere Kraft ein Drehmoment zu dieser Achse ausführt

Front 9

T1 Relaxation

Back 9

bezieht sich auf die Zeit die das System benötigt um wieder in den Gleichgewichtszustand zurückzukehren --> Spin/Umgebung Wechselwirkung, Longitudinale Relaxation

Front 10

T2 Relaxation

Back 10

statistisch und langsam veränderliche Felder entlang der 2 Richtungen x und y, durch zufällige Fluktuation des Magnetfeldes im Nahfeld. Sie addieren sich zu B0 und ändern damit das lokale Magnetfeld und damit die Larmor Frequenz --> Spin/Spin Wechselwirkung, Transversale Relaxation

Front 11

Relaxationszeiten

Back 11

T1> T2

Front 12

T2* Relaxation

Back 12

Kürzer als T2, bestimmt von Magnetfeldinhomogenität, ausgelöst von Spineigenem Magnetfeld, welches B0 überlagert ist

Front 13

HF Impuls

Back 13

geht von Sendespule aus --> senkrecht zum Magnetfeld wird ein kurzer HF Impuls eingestrahlt, wobei HF Resonanzfrequenz = Larmorfrequenz sein muss

--> Kernspins werden in messbare Ebene "umgeklappt"

--> Kreiselbewegung aller Atomkerne wird kurzfristig synchronisiert (Phasenkohärenz)

Front 14

Phasenkohärenz

Back 14

Transversalmagnetisierung in Richtung y-Achse

Front 15

Dephasierung

Back 15

Zerfall des Signalsder Transversalmagnetisierung (bei alpha= 90° in y Ebene)

Front 16

k-Raum

Back 16

Matrix, in der die Rohdaten abgespeichert werden, welche durch Fourier Transformation in ein Bild umgewandelt werden können

Front 17

Flipwinkel alpha

Back 17

90° -> höchstes Signal

länger und stärker einstrahlen erhöht alpha

Front 18

Isochromaten

Back 18

identische Protone

--> viele Isochromaten bilden ein Voxel

Front 19

chemische Zusammensetzung des Voxels

Back 19

Spektrum und Häufigkeit der Marmorfrequenzen in dem Voxel

Front 20

Fourier Transformation

Back 20

Signal wird in Frequenzkomponenten zerlegt

Front 21

Free Induction Decay

Back 21

Signal nimmt auf Grund von Relaxation ab

Front 22

Inversion Recovery Experiment

Back 22

1. 180° anregen

2. delta T warten

3. 90° anregen

4. auslesen

repeat für nächsten Punkt

--> T1

Front 23

Spin Echo Experiment

Back 23

1. 90° anregen

2. delta T warten

3. 180° anregen

4. auslesen

--> T2

Front 24

Gradienten

Back 24

über den Ort verändernde Magnetfelder

--> erzeugt durch 3 Spulen x, y und z künstlich andere Larmorfrequenzen

--> selektive Anregung unterschiedlicher Schichten, da Resonanzbedingung nur erfüllt, wenn Anregungsimpuls Frequenz = Larmor Frequenz der Magnetisierung

Front 25

Bandbreite des Impulses

Back 25

Spektrum der Larmorfrequenz des Anregungspulses

--> je größer die Bandbreite, desto dicker die angeregte Schicht

--> Je stärker der angelegte Gradient, desto weniger Marmor Frequenzen werden angeregt, desto dünner die Schicht

--> Verteilung der Frequenzen durch Fourier Transformation des Pulses

Front 26

Frequenzkodierung

Back 26

Gradient zur Auslegung statt zur Anregung

--> Fourier Transformation auch hier nötig

Front 27

Phasenkodierung

Back 27

Gradient vor Echosignal (y)

--> Spins verlaufen außer Phase

Front 28

k-Raum Schärfe

Back 28

hohe Ortsfrequenzen --> sich über den Ort schnell verändernde Strukturen

--> äußere Bereiche

Front 29

k-Raum Kontrast

Back 29

tiefe Ortsfrequenzen --> sich über den Ort langsam verändernde Strukturen

--> Mitte k-Raum

Front 30

3D Fourier Transformation

Back 30

keine Schichtselektive Anregung, da ganzes Volumen angeregt wird, dafür Phasenkodierung in 2 Richtungen (y+z)

Front 31

Echo

Back 31

um messbares Signal zu erzeugen

Front 32

Spin Echo

Back 32

2 HF Pulse

Front 33

Gradienten Echo

Back 33

Schalten eines Magnetfeldgradienten

Front 34

Scharfes Bild, kleine Strukturen

Back 34

lange Messung nötig, da weiter k-Raum abgetastet wird

Front 35

CT --> Darstellung von

Back 35

Knochen, Blutungen, Ischämien, Tumoren, Ventrikelsystem

Front 36

Vorteile CT

Back 36

Echtheit größer als MRT, gute Verfügbarkeit, schnell

Front 37

Nachteile CT

Back 37

Hohe Strahlenbelastung, nur axiale Bildgebung

Front 38

MRT Darstellung von

Back 38

Weichteilen (KEINE Knochen) durch Aufbau von Magnetfeld und HF-Impulsen --> Anregung von (meist) Wasserstoffatomen

Front 39

Vorteile MRT

Back 39

Hohe Auflösung, keine Strahlenbelastung, alle Achsen, 3D, real time

Front 40

Nachteile MRT

Back 40

teuer, dauert länger, Artefakte durch Metall

Front 41

fMRT

Back 41

Darstellung zerebraler Aktivität durch BOLD Effect, T2* Gewichtung

Front 42

BOLD Effect

Back 42

Blood-Oxygenation-Level Dependent

--> oxygeniertes Blut ist schwächer magnetisierbar als desoxygeniertes Blut --> fMRT stellt nur das Verhältnis dar, ca. 60% Genauigkeit

Front 43

Perfusions MRT

Back 43

Darstellung regionaler Durchblutung --> Gefäßversorgung von Tumoren, Infarktanalyse

Front 44

MR-Angio

Back 44

Darstellung von Stenosen, AVM, Aneurismen

Front 45

MR-Spektroskopie^

Back 45

Darstellung von Metaboliten zur Unterscheidung von Tumoren, Infarkten und Infektionen

Front 46

Diffusions MRT

Back 46

Darstellung der H2O Diffusion --> Faserverläufe (auch Pre-OP), Infarktanalyse

Front 47

PET

Back 47

Darstellung der Anreicherung eines verabreichten Radiopharmakon ( meist Gadolinium)

--> Darstellung von Glucoseverbrauch/Aminosäure PET (Neurodegenerative Erkrankungen, Tumore, Unterscheidung Tumorrezidiv/Pseudoprogression

Front 48

Darstellung Knochen

Back 48

CT--> weiß

MRT --> schwarz

Front 49

Darstellung subkutanes Fett

Back 49

CT--> schwarz

MRT T1 --> weiß

Front 50

Aufgaben Bildgebung

Back 50

Med. Diagnostik, Interventionelle Radiologie, Therapie-/Bestrahlungsplanung, Navigation bei therapeuitschen Eingriffen, Verlaufskontrolle, Grundlagenforschung

Front 51

Arten der Bildgebung

Back 51

Morphologisch, funktionell, molekular

Front 52

Abbildungskette

Back 52

Strahlenfeld--> Patient--> moduliertes Strahlenfeld--> Messung--> Aufereitung der Messwerte--> Bildrekonstruktion--> Bild

Front 53

Befundungsprozess

Back 53

Bild--> Bilddarstellung--> Bildbetrachtung--> INterpretation--> Befund

Front 54

Diagnostische Bildqualität

Back 54

Darstellung der diagnostisch wichtigen Merkmale --> Details und Strukturen nach dem Stand der Technik und der Heilkunde

Front 55

physikalische Bildqualität

Back 55

Verhältnis zwischen den Strukturen eines Prüfkörpers und den Kenngrößen ihrer Abbildung --> beeinflusst die Diagnostische Genauigkeit

Front 56

physikalische Bildqualität definiert durch

Back 56

Bildkontrast, Ortsauflösung, Artefakte, Bildlinearität, Homogenität

Front 57

Diagnostische Genauigkeit

Back 57

Trennschärfe, mit der ein Beobachter zwischen gesund und krank unterscheiden kann

Front 58

ROC Analyse

Back 58

Receiver operating characteristics --> Messung der Diagnostischen Genauigkeit, " Beurteilung medizinsch relevanter Gesichtspunkte unter Einbeziehung des Beobachters

Front 59

ROC Analyse Nachteil

Back 59

Sehr arbeitsaufwendig, Ergebnis ist nicht verallgemeinbar, sondern richtet sich nach der medizinischen Fragestellung, keine Information über Schwachstellen in der Abbildungskette

Front 60

Sensitivität

Back 60

wahrscheinlichkeit, mit der die Krankheit durch den Test wirklich erkannt wird (Test positiv)

--> Quotient aus richtig positiven Ergebnissen und der Summe aus richtig positiven und falsch negativen Ergebnissen

Front 61

Spezifität

Back 61

Wahrscheinlichkeit, dass GEsunde durch den Test als Gesund erkannt werden

--> Quotient aus richtig negativen Testwerten und Summe aus falsch positiven und richtig neagtiven Testergebnissen

Front 62

positiver prädiktiver Wert

Back 62

PPV, die bedingte Wahrscheinlichkeit, dass eine Krankheit vorliegt, wenn der Test positiv war

Front 63

negativer prädiktiver Wert

Back 63

NPV, die bedingte Wahrscheinlichkeit, dass keine Erkrankung vorliegt, wenn der Test negative war

Front 64

Klinische Symptome bei Hirntumoren

Back 64

Epileptische Anfälle (high in LGG), Neurologische Ausfälle (Anopsien, Paresen, Aphasien, Gedächtnisstörungen), Psychische Störungen, Hirndruckzeihen (Kopfschmerz, Übelkeit, Stauungspapille, Koma)

Front 65

Pathologien im MRI

Back 65

T1--> meist dunkel (nekrotisch mit hellem Rand), T2--> meist hell

Front 66

FLAIR

Back 66

Unterdrückung der Liquorsignale im T2 MRT zur besseren Kontrastierung

Front 67

WHO Grad 1

Back 67

langsam wachsend, gutartig

Front 68

WHO Grad 2

Back 68

langsam wachsend, Tendenz zur Rezidivbildung, bzw. Progression

in 50% sekundäre Malignisierung

semimaligne

Front 69

WHO Grad 3

Back 69

Schnell wachsend, malignes Verhalten

Anaplastische Tumore

Front 70

WHO Grad 4

Back 70

Schnell wachsend, hochgradig maligne, da rasch fataler Verlauf, GBM

Front 71

Prognosefaktoren Hirntumor

Back 71

Alter (>70/<70), Resektionsausmaß, Neurologische Defizite (KPS), Molekulare Marker

Front 72

Molekulare Marker Hirntumor

Back 72

IDH Mutation, MGMT Methylierung, 1p/1q Deletion

--> better outcome

Front 73

Besonderheiten Glioblastom

Back 73

Gefäßproliferate, Nekrosen, hohe Mitoseaktivität, hohe Zelldichte, Starle polymorphie

Front 74

FET PET

Back 74

längere HWZ als 11C-Met, zusätzliche Auswertung der Kinetik möglich

Front 75

FET Kinetik

Back 75

LGG --> langsam ansteigend

HGG--> Schnell ansteigend, danach rascher Abfall

Front 76

18FDOPA

Back 76

accumulates physiologically in striatum --> PD diagnostik, tumor diagnostik (cave: striatumnaher Tumor schwerer zu erkennen)

Front 77

Tumor Hirn quotient

Back 77

Verhältnis der traceraufnahme im Tumor im Vergleich zur gesunden Gegenseite

Berechnung mit ROI Analyse

Front 78

Einsatzgebiete PET Neuroonkologie

Back 78

Biopsie/OP Planung

Abgrenzung Pseudoprogression

Abschätzung Tumorausdehnung

Prognoseabschätzung

ID sek. Malignisierung

Monitorign med. Therapie

Front 79

Schrankenstörung

Back 79

aggressivster Teil des Tumors

Glioblastom 95%

Grad 3 55%

Front 80

Pseudoprogression

Back 80

typischerweise in ersten 12 Wochen nach Ende der Radiotherapie

in 10-30% aller Fälle

Sichtbar im PET, MRT Beurteilung schwieriger

Front 81

Medikamentöse Tumortherapie --> wichtigste Mittel

Back 81

Temodal (Temozolomid), PCV

Front 82

Temodal

Back 82

Monochemotherapie, Tablettenform, teuer

Front 83

PCV Chemotherapie

Back 83

Polychemotherapie, Procarbazine, CCNU (Iomostine), Vincristine, complicated dose schedule

Front 84

PFS

Back 84

progression free survival

Front 85

Bevacizumab

Back 85

blocks VEGF --> hemmt angiogenese

Front 86

Sekundäre Malignisierung

Back 86

in 50-75% aller LGG

Visible im PET durch uptake Erhöhung (hohe Sens. und Spez.)

Front 87

Prognose Gruppen PET

Back 87

A--> gut abgrenzbar, metabolisch inaktiv

B--> gut abgrenzbar, metabolisch aktiv

C--> Diffuse Tumore, metabolisch aktiv, diffuses MRT signal

Front 88

CT Stereotaxie Anwendungen

Back 88

OP Planung --> Zielpunktlokalisation, Volumetrie, Zugangsplanung, Dosis Berechnung

Front 89

PET Stereotaxie Anwendungen

Back 89

gezielte Tumorbiopsie (Hot Spot), Segmentierung von Zielvolumen, Abgrenzung von Risikostrukturen, Differenzierung Tumorrezidiv vs. Strahlennekrose, Funktionelle Untersuchungen, z.B. bei Parkinson

Front 90

Röntgenstrahlung

Back 90

1895 entdeckt von Wilhelm Conrad Röntgen

Front 91

Prinzip Röntgenstrahlung

Back 91

Beschleunigung geladener Teilchen

--> Abbremsung/Ablenkung

--> Hochenergetische Übergänge in den Elektronenhüllen

Front 92

Kontrast im Röntgenbild bestimmt durch

Back 92

Gewebeeigenschaften, Energiespektrum der Stahlung, Streustrahlung, Detektor

Front 93

Kontrast im Röntgenbild erzeugt durch

Back 93

unterschiedliche Dicke, Änderungdes Absorptionskoeffizienten des durchstrahlten Gewebes

Front 94

Schwächung der Röntgenstrahlen nimmt zu mit

Back 94

steigender Dichte, höherer Ordnungszahl

Front 95

Anwendung Röntgen in der Stereotaxie

Back 95

Verifikation von Implantaten, Angiographie, Navigation, Zielpunktberechnung nach Ventrikulografie

Front 96

Röntgen Merkmale

Back 96

geringer Weichteilkontrast, sehr gute Ortsauflösung, wenig Artefakte, echtzeitfähig, gute OP Verträglichkeit

Front 97

Geometrie der CT Abbildung

Back 97

Jedem Punkt im Bild (Pixel) entspricht ein Volumenelement (Voxel)

Front 98

CT Wert

Back 98

angegeben in Hounsfield units

--> beschreibt die Abschwächung von Röntgenstrahlung im Gewebe

--> für die Darstellung im Graustufenbild

Front 99

Collimator

Back 99

Vorrichtung aus Blei zur Ausblendung oder Fokussieren von Strahlung und Abschirmung von Streustrahlung --> damit nur eine Scanebene durchstrahlt wird

Front 100

Prinzip Bildrekonstruktion CT

Back 100

gefilterte Rückprojektion

Front 101

Ram-Lak Filter

Back 101

Hochpassfilter --> starkes Bildrauschen, hohe Ortsauflösung

Front 102

Hamming Filter

Back 102

abgeschwächter Hochpassfilter --> geringes Bildrauschen, verminderte Ortsauflösung

Front 103

CT Zahl Luft

Back 103

-1000

Front 104

CT Zahl Wasser

Back 104

0

Front 105

CT Zahl Hirngewebe

Back 105

30-70

Front 106

Wirkung Jodhaltiges Kontrastmittel

Back 106

--> Anstieg der CT Zahl von Blutgefäßen und Arealen mit erhöhter Perfusion

Front 107

Arten CT

Back 107

Mehrschicht (parallele Detektorzellen), Spiral (Beschleun9igte Volumenbildgebung, isotrope Ortsauflösung)

Front 108

Faltungskern

Back 108

bestimmt Schärfe, Rauschen und Kanten

Front 109

Artefakte CT

Back 109

Abtastfehler,

Aufhärtungsartefakte,

Teilvolumenartefakte,

Bewegungsartefakte,

Detektorfehler,

Metallartefakte,

Divergenzartefakte

Front 110

Teilvolumenartefakte

Back 110

--> geringere Schnittdicke wählen

Front 111

Metallartefakte

Back 111

--> Materialien mit geringerer Schwächung

--> Änderung der Schnittführung

Front 112

Aufhärtungsartefakte

Back 112

--> stärkere Strahlfilterung

--> bessere Rekonstruktionsalgorithmen

Front 113

CT Vorteile Stereotaxie

Back 113

3D, guter Kontrast, schnell, gute Auflösung, wenig Artefakte, Verzeichnungsfrei

Front 114

Tracer

Back 114

radioaktiv markierte Tracer Moleküle

--> nehmen am Stoffwechsel teil, ohne ihn zu stören

Front 115

beta + Zerfall

Back 115

bei Protonenreichen Nukleiden

--> Proton wird zu Neutron

--> Kernladungszahl verringert sich um 1

Front 116

Vernichtungsstrahlung

Back 116

keV 511 (2 mal)

Front 117

Flugrichtung der beiden Gamma

Back 117

Kolinear --> 180°

Front 118

Prinzip PET

Back 118

Koinzidenzen zwischen 2 gegenüberliegenden Detektoren --> Messung der zeitlichen und räumlichen Verteilung --> räumliche Verteilung des Pharmakons

Front 119

Bildrekonstruktion PET

Back 119

iterativ

Front 120

Kontrast im Szintigramm bestimmt durch

Back 120

Spezifität des Tracers für einen bestimmten metabolischen Prozess

Tiefe im Gewebe

Streustrahlung

Front 121

Streustrahlung

Back 121

diffuses Untergrundsignal

--> Kontrastminderung

Front 122

SPECT

Back 122

single Photon Emission CT

--> Untersuchung der Verteilung eines Radiopharmakon im Körper

--> Messung von Gamma Strahlung <--> PET

--> weniger sensitiv als PET

Front 123

Line of response

Back 123

LOR --> Verbindung der gegenüberliegenden Detektoren

Front 124

Iterative Bildrekonstruktion

Back 124

--> Algorithmen zum Vergleich mit Modell für Tracerverteilung

--> Berechnung Korrektur faktor

Front 125

Nachteile iterative Bildrekonstruktion

Back 125

--> hohe Rechenzeit

--> nichtlinear

Front 126

Vorteile iterative Bildrekonstruktion

Back 126

-->Senkung der Strahlendosis, reduzierte Artefakte, besseres Signal to Noise ratio (SNR)

Front 127

Vorteile PET Stereotaxie

Back 127

3D,

Metabolische und funktionelle Bildgebung,

Dynamische Studien,

Quantitativer Kontrast,

wenig Artefakte

Front 128

Nachteile PET Stereotaxie

Back 128

Bildrauschen, Ortsauflösung, Bildegistrierung schwer, nur axiale Schnittführung, geringe Verfügbarkeit, hohe Strahlenbelastung

Front 129

FA Wert

Back 129

fraktionelle Anisotropie --> Maß für die Anisotropie

--> 0= maximal isotrop

--> 1= maximal anisotrop

Front 130

DTI Grundlage

Back 130

Unterschiedliche Stärke und Anisotropie im Gehirn

Richtungsabhängigkeit der Anisotropie darstellbar

Front 131

Farbskala DTI

Back 131

richtet sich nach Orientierung des Eigenvektors

Front 132

Vektorpräsentation

Back 132

größter Eigenvektor definiert die Richtung des Diffsionstensors

Front 133

FACT

Back 133

fibre assessment of continuous tracking

--> Algorithmus

--> größter Eigenvektor gibt Hauptdiffusionsrichtung vor

--> Verbindung einzelner Voxel entsprechend des Winkels des größten Eigenvektors

Front 134

Winkelabbruchkriterium

Back 134

zu steiler Winkel der Hauptdiffusionsrichtung zwischen 2 benachbarten Voxeln

Front 135

Seed Punkte

Back 135

Mittelpunkt eines Voxels

Front 136

Probleme DTI Tracking

Back 136

feine Fasern werden nicht gefunden, aufgrund von gemischten Diffusionseigenschaften in einem Voxel

Front 137

Typische Artefakte DTI

Back 137

Suszeptibilitätsartefakte/ Distortions

--> Eddy Currents

Front 138

Suszeptibilitätsartefakte

Back 138

entsehen an Grenzflächen von Geweben mit unterschiedlicher Magnetisierbarkeit

--> erzeugen lokale Feldinhomogenitäten

--> Signalauslöschung

--> geometrische Verzerrung

Front 139

Reduzierung von Distortions

Back 139

-->geringere Echozeit bei EPI Sequenzen

--> Erhöhung der Bandbreite

--> kleinere Voxelgröße

--> retrospektive Korrekturen

Front 140

klinische Anwendung DTI

Back 140

Schlaganfall Diagnose

neurochirurgische OP Planung

Forschung