Medicinsk Fysik.

Præsentationer af emnet: "Medicinsk Fysik."— Præsentationens transcript:

1 Medicinsk Fysik

2 Røntgenstråling Energetiske fotoner / højfrekvent “lys”.
Trænger ind i stof Længere rækkevidde i lette grundstoffer Nobel prisen i fysik 1901

3 Tidlige ideer om Röntgen

4 Brug af Røntgen Krop Tænder

5 CT/CAT scan Computerised Axial Tomography Problem: Rekonstuer 3D form
ud fra 2D “skygge- billeder” Nobel-prisen i medicin 1979

6 CT/CAT scan

7 CT/CAT scan

8 Fungerer også for f.eks tegnede individer…..

9

10

11 Radioaktive sporstoffer
Idé: Selv små mængder radioaktivitet er nemme at måle Følg sporstoffet gennem kroppen. G.V.HEVESY Nuklear Medicinens opfinder Nobel-prisen i kemi 1943

12 Radioaktive sporstoffer
Eksempler på brug: Se hvor kroppen bruger energi Markere kræftsvulster, evt. dræbe dem 99mTc 99Tc 

13 Injicér radio-isotoper
Vent til de når det ønskede organ Tag Billede med gamma kamera

14 99mTc Sporstof Hjerte Perfusion Åndedræt studie Lunge function
Perfusion Studie 99mTc Sporstof Eksempler Knogle Metabolisk aktivitet

15 Radioaktive sporstoffer
SPECT Single Photon Emission Computed Tomography mTc DMPE

16 Begrænsninger for gamma kamera:
For at få godt billede skal have nok statistik helkrops millioner counts Opløsning: hvor kom gammaen fra (compton)? Kollimator Bedre opløsning give mindre statistik Trade-off I SPECT kan dæmpning findes fra en ekstern kilde (moderne SPECT+CT). Fordele: Kan få 3D billeder med SPECT Kan bruge mange gamma emitters (98% med Tc) “Billig” (3-5MDr)

17 PET(=positron emission tomography)
Positron = elektronens antipartikel Udsendes i visse radioaktive henfald 11C 13N 15O 18F 68Ga

18 PET

19 PET

20 PET F-18 fluorodeoxyglucose (FDG). Patient with colorectal cancer. Image is maximum intensity projection through attenuation corrected whole body image, acquired in multiple axial fields-of-view and reconstructed with OSEM algorithm. High uptake is seen in the kidney, liver, bladder, and tumor. ©

21

22 Begrænsninger for PET Skal have en positron emitter Kræver accelerator lokalt Stor vækst i lægemidler til kliniske test Positronen bevæger sig 1-3mm før den annihilerer Dyr 15-20MDr + accelerator + personale Fordele Behøver ingen kollimator - god statistik Dæmpning er uafhængig af positionen i kroppen

23 Radioaktiv Stråling er farlig

24 Stråling : Hvor farlig ? Absorberet energi fra stråling
Enhed : 1 Gy = 1 J/Kg (Gray) Stråling har forskellig skadeevne  gang med en vægt faktor (1-20) Enhed : 1Sv (Sievert)

25 Stråling : Hvor farlig ? Kræftrisiko : ~0.05 /Sv
Baggrundsstråling : ~2-4 mSv/År [Akutte strålingsskader : LD50 ved 4 Gy

26 Stråling : Hvor farligt ?
Tand røntgen : ~ 0.01 mSv Lunge røntgen : ~ mSv Krop CT-scan : ~ mSv Radioaktivt sporstof : ~ mSv PET : ~ 1 mSv

27 Kræftbehandling Hver femte kræftpatient får strålebehandling
I Danmark : electronaccelerator  -stråler

28 Kræftbehandling

29 Kræftbehandling -stråler Proton stråler 12C stråler

30 Kræft behandling Røntgen 9 retninger Proton 1 retning proton stråler

31 Kræftbehandling 12C stråler  12C

32 Kræftbehandling

33

34

35 MR Imaging Baseret på kerners magnetiske egen- skaber (spin)
Manipulerer og måler magnetfeltet fra protoner (m.m.) i kroppen Nobel-prisen i Medicin 2003

36 MR Imaging

37

38 Magnetic Resonance Imaging (MRI)
Physics in Medical Imaging, Dr R.E.Ansorge EPS-12 Meeting

39 Full 3D brain scan from 3T MRI at WBIC
© Physics in Medical Imaging, Dr R.E.Ansorge EPS-12 Meeting

40 MR Imaging

41 MRI film Århus sygehus – Skejby På forsøgsstadiet
Michael Schacht Hansen

42 Kombinationer Kræftbehandling+PET MRI+PET: Før Efter
Anatomi+blodgennemstrømning Før Efter

43 Ultralyd Ekko lokalisering (ligesom sonar, flagermus)
med meget højfrekvent lyd, typisk 3MHz, hvor bølgelængden er meget lille, under 1 mm

44 Ultralyd

45 3D Ultralyd

46 Terahertz Imaging Early days. Limited depth of penetration.
Good for skin? Image of Tooth Physics World April 2000 Physics in Medical Imaging, Dr R.E.Ansorge EPS-12 Meeting

47 Medicinsk Fysik Hvor hjælper fysikere i medicin? Diagnose
Funktionsanalyse Behandling Röntgen, CT, Gamma, PET, MRI, Ultralyd..

48 Hospitalsfysikere En overbygning på fysik (eller civiling.) uddannelsen Omkring 10% af vores studerende får job på hospitaler Kandidater år 2000