Välkommen till kursen Bildgivande kärnspinnresonans och ultraljud/magnetic resonance and Ultrasound Imaging

Transkript

1 Sid 1 (5) Välkommen till kursen Bildgivande kärnspinnresonans och ultraljud/magnetic resonance and Ultrasound Imaging This information is in Swedish; in the end of the letter an English version is available. Det närmar sig kursstart och här följer information som kan vara bra att ta del av innan kursuppropet. Observera att kursuppropet är obligatoriskt, det är mycket viktigt att meddela kursansvarig om man inte kan närvara vid kursuppropet. All korrespondens med studenterna sker via Cambro ( där din universitetsepostadress används. Det är viktigt att du tar del av den informationen, använder du inte ditt universitetsepostkonto är det viktigt att du ordnar vidaresändning till annan epostadress. Kursen du ska läsa ges av institutionen för strålningsvetenskaper/radiofysik. Du hittar mer information om den här kursen och alla andra kurser som radiofysik ger på följande länk: Kursinnehåll, moment och tentamen Kursen inleds med kärnspinnresonansfysik, hur kärnspinn kan manipuleras och detekteras samt hur detta går att utnyttja för att skapa ett avbildande system - magnetresonanstomografi (MRT). Sedan studeras avbildningssystemets tekniska uppbyggnad och funktionen hos huvudkomponenter som exempelvis huvudmagneten, gradienter och RF-systemet. Avvikelser från den ideala funktionen hos systemets komponenter och dess effekter studeras för att ge förståelse för vanliga artefakter och verktyg att hantera dessa. Kursen omfattar även bildrekonstruktion, pulssekvensers uppbyggnad och betydelse för kontrasten i bilderna. De viktigaste grupperna av MRT sekvenser som gradient-eko och spinn-eko sekvenser behandlas i djupare detalj medan mer specialiserade sekvenser som möjliggör exempelvis mätningar av diffusion, kemisk sammansättning och flöde studeras mer översiktligt. Tekniker för att snabba upp bildinsamlingen behandlas också. Slutligen ges en introduktion till bildgivande ultraljudsteknik. Här behandlas de fysikaliska principerna bakom tekniken samt hur avbildningssystemet är uppbyggt. Även generering av ultraljud, pulseko-metoder och dopplerteknik studeras. Kursen omfattar två moment där teoridel (6hp) examineras via en skriftlig salstentamen och en laborationsdel (1.5hp) som examineras via laborationsrapporter. Efter genomgången kurs förväntas studerande kunna: Ingående redogöra för den fysik som ligger till grund för MRT. Ingående förklara de viktigaste komponenterna i magnetkameran, deras funktion, begräsningar och inverkan på bildkvalitet. Ingående förklara hur MR-rådata är uppbyggt och hur bilder kan skapas från rådata. Redogöra för olika klasser av sekvenser och deras uppbyggnad, deras tillämpningsområden, styrkor och svagheter, samt betydelse för bildkontrast och signal-till-brus förhållande. Känna till de vanligaste artefakterna och bakomliggande orsaker till dessa. Känna till olika tekniker för att snabba upp MR-bildtagning, principerna för dessa samt kritiskt granska för och nackdelar med olika tekniker.

2 Sid 2 (5) Redogöra för den fysik som ligger till grund för ultraljudsavbildning och hur den används för att skapa bilder. Känna till de vanligaste artefakterna inom ultraljudsdiagnostik, deras bakomliggande orsaker och hur de kan minimeras. Självständigt använda Bloch-ekvationerna för att kvantitativt beskriva hur spinnmagnetiseringen beter sig i en magnetkamera. Identifiera och reducera artefakter. Självständigt beräkna hur en sekvens ska designas för önskad kontrast, upplösning, bildstorlek och signal-till-brus förhållande. Uppvisa grundläggande färdigheter att använda en klinisk magnetkamera. Bedöma och värdera risker med MRT. Värdera vad som är lämpliga val av sekvenser utgående från krav på t.ex. kontrast. Göra relevanta bedömningar i val av ultraljudsprob och inställningar givet krav på penetrationsdjup, upplösning och kontrast. Kurstart Tisdag den 4 september kl i Marmorsalen (By 27, Södra entrén) (se bifogad karta) Schema Preliminärt schema se Obs! Alla schemauppdateringar under kursens gång uppdateras endast i Cambro. Kurslitteratur D. W. McRobbie, E. A. Moore, M. J. Graves and M. R. Prince MRI From Picture to Proton 3nd Ed. Cambridge University Press, ISBN A: Robert W. Brown, Y. -C Norman Cheng, E. Mark Haacke "Magnetic Resonance Imaging: Physical Principles and Sequence Design" 2nd Ed. Wiley-Blackwell, ISBN (Available as E-book at the university library) Kursansvarig Anders Garpebring (anders.garpebring@umu.se tel ). Kontakta kursansvarig vid frågor kring kursen.

3 Sid 3 (5) IN ENGLISH The first lecture on Magnetic resonance and Ultrasound Imaging is approaching and this is some information that is needed prior to that. The roll call at the first lecture is mandatory and it is important to notify the course coordinator if you can t participate. All correspondence with the students is done via Cambro ( where your university address is used. It is important that you take advantage of that information, if you do not use your university account, it is important that you arrange forwarding to another address. The course you are going to take is provided by the Department of Radiation Sciences / Radiation Physics. For more information about this course and other courses at Radiation Physics can be found at: Course content, parts and examination The course starts with nuclear magnetic resonance physics, including how to manipulate and detect signal from the nuclear spins and how that can be utilized to create an imaging system magnetic resonance imaging (MRI). After that we continue by studying the technical aspects of an MRI scanner and its main components such as the main magnet, the gradients and the RF-system. Deviations from the ideal functionality of the scanner components and consequences of these are studied to give an understanding of common artifacts and to give tools to reduce these. The course also include image reconstruction and how the design of pulse sequences affect the image contrast. The most important types of MRI sequences such as gradient echo and spin echo are studied in detail, while more specialized sequences such as those used for diffusion weighted imaging, spectroscopy and flow measurements are treated more superficially. Techniques used for speeding up MRI are also studied. An introduction to ultrasound imaging is included in the course. Here we study ultrasound physics and how the imaging system is constructed. Generation of ultrasound, pulse-echo methods and Doppler techniques are also included. The course contains two parts where the theory (6hp) is examined at a written exam and a laboratory part (1.5hp) that is examined via written laboratory reports. After the course, the students are expected to: In detail explain the physics on which MRI is based. In detail describe the key components of an MRI scanner, their function, limitations and impact on image quality. In detail explain the structure of MR raw data and how images are created from these data. Describe different types of MRI sequences, how they are designed, their application areas, strengths and weaknesses, as well as importance for image contrast and signal-to-noise ratio. Know the most common artifacts and underlying causes of these.

4 Sid 4 (5) Know different techniques to speed up MR imaging, the principles for these, and critically examine the advantages and disadvantages of different technologies. Explain the physics underlying ultrasound imaging and how it is used to create images. Know the most common artifacts in ultrasound diagnostics, their underlying causes and how they can be minimized Independently use the Bloch equations to quantitatively describe how spin magnetization behaves in an MRI scanner. Identify and reduce artifacts. Independently calculate how a MRI sequence should be designed for a desired contrast, resolution, image size and signal-to-noise ratio. Show basic skills to use a clinical MRI scanner. Assess and evaluate risks with MRI. Evaluate the appropriate MR sequence selection based on requirements on for instance contrast. Make relevant assessments in the choice of ultrasound probes and settings for a specified penetration depth, resolution and contrast. Roll call and first lecture Tuesday the 4 th of September in Marmorsalen (Building 27, South entrance) (see attached map) Schedule Preliminary schedule see Note! All schedule updates during course will only be available in Cambro. Course literature D. W. McRobbie, E. A. Moore, M. J. Graves and M. R. Prince MRI From Picture to Proton 3nd Ed. Cambridge University Press, ISBN A: Robert W. Brown, Y. -C Norman Cheng, E. Mark Haacke "Magnetic Resonance Imaging: Physical Principles and Sequence Design" 2nd Ed. Wiley-Blackwell, ISBN (Available as E-book at the university library) Course Coordinator Anders Garpebring (anders.garpebring@umu.se tel ). Contact the course coordinator with questions about the course.

5 Sid 5 (5) Map of the University Hospital (Norrlands Universitetssjukhus, NUS) in light blue. The lecture room Marmorsalen is marked with a red circle and is found on Level 0 (Plan 0), Target point Q (målpunkt Q). The South Entrance (Södra Entrén) is situated on Level 1.