Medische beeldvorming (Natuurkunde vwo), les 3: Terugblik quiz

• newEditor
• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4-6

Introductie

Terugblik met twaalf vragen over röntgen, CT, echografie, MRI, PET en nucleaire diagnostiek, met rekenvragen, een volgordevraag, een invulzin en een open vraag.

MRI-scanner in een ziekenhuis (foto: Jan Ainali, CC BY 3.0, logo verwijderd)

EXAMENSTOF · B2 · MEDISCHE BEELDVORMING

Quiz

Terugblik: Medische beeldvorming

Les 3 van 3. Leerlingen beantwoorden individueel; bespreek na elke paar vragen kort de antwoorden. Image credit: Jan Ainali / Wikimedia Commons, CC BY 3.0, logo verwijderd

Waarom is bot wit op een röntgenopname?

A

Bot kaatst de straling terug naar de buis

B

Bot zendt zelf straling uit naar de detector

C

Bot laat juist de meeste straling door

D

Bot absorbeert veel straling, er komt weinig door

Bot absorbeert veel meer röntgenstraling dan zacht weefsel: kleine transmissie, dus de detector wordt daar weinig belicht en het beeld is wit. Verwachte fout: wit verwarren met veel doorgelaten straling. Syllabus B2.4: röntgenopname, absorptie en transmissie.

Zet de stappen van een PET-scan op volgorde

1

De patiënt krijgt een tracer met een β⁺-isotoop

2

Een computer maakt uit alle lijnen een beeld

3

De tracer hoopt zich op in actief weefsel

4

Een positron annihileert met een elektron

5

Twee detectoren vangen γ-fotonen tegelijk op

Syllabus B2.4: tracer, annihilatie. Volgorde zoals in de uitleg.

Vul in

Bij een CT-scan draaien een röntgenbuis en detectoren rond de patiënt; een computer maakt er een beeld van een doorsnede van.

CT-scan

detectoren

computer

gammacamera

probe

Syllabus B2.4: CT-scan. Verwachte fout: gammacamera, dat hoort bij nucleaire diagnostiek.

Een echo van een grensvlak op 4,0 cm diepte komt na 52 µs terug. Wat is de geluidsnelheid?

A

7,7·10² m/s

B

3,1·10³ m/s

C

1,3·10⁻³ m/s

D

1,5·10³ m/s

Gegeven: d = 4,0 cm = 4,0·10⁻² m, t = 52·10⁻⁶ s. v = 2·d/t = 2 · 4,0·10⁻² / 52·10⁻⁶ = 1,5·10³ m/s (2 significante cijfers). Controle: ½ · 1,54·10³ · 52·10⁻⁶ = 4,0·10⁻² m. Verwachte fouten: de factor 2 vergeten (7,7·10² m/s), 4·d/t (3,1·10³ m/s) of t/d (1,3·10⁻³, verkeerde eenheid). Syllabus B2.4: geluidsnelheid in menselijke weefsels.

Waarom is echografie van de longen lastig?

A

Lucht absorbeert ultrasoon geluid niet

B

Aan het grensvlak met lucht kaatst vrijwel al het geluid terug

C

Ultrasoon geluid is te langzaam voor longweefsel

D

Longweefsel heeft een te grote halveringsdikte

Bij een grensvlak tussen weefsel en lucht is de terugkaatsing zeer groot, dus er komt bijna geen geluid dieper. Verwachte fout: denken dat het een kwestie van absorptie of van snelheid is. Syllabus B2.4: terugkaatsing.

Je meet het MRI-signaal pas lang na de radiopuls. Wat gebeurt er met het contrast?

A

Het wordt groter, er is langer gemeten

B

Het blijft gelijk, het meetmoment telt niet

C

Het verdwijnt, beide signalen zijn bijna uit

D

Het wordt groter, de protonen resoneren meer

Na de puls doven de signalen van beide weefsels uit, elk met een eigen relaxatietijd. Lang na de puls zijn beide signalen bijna nul, dus is het verschil (het contrast) weg. Zie de animatie in de uitleg. Syllabus B2.4: omgevingsafhankelijkheid van relaxatietijd.

Kan een γ-foton van 0,80 MeV een elektron-positronpaar maken?

A

Nee, er is minstens 1,02 MeV nodig

B

Ja, want 0,80 MeV is groter dan 0,511 MeV

C

Ja, elk deeltje krijgt dan 0,40 MeV

D

Nee, een foton kan alleen annihileren

Voor een paar is minstens 2 · 0,511 = 1,02 MeV nodig. Verwachte fout: vergelijken met de rustenergie van één deeltje (0,511 MeV). Syllabus B2.4: creatie van een elektron-positronpaar.

Waarom vliegen de twee annihilatiefotonen in tegengestelde richting weg?

A

De detectoren trekken de fotonen naar zich toe

B

De totale impuls was vrijwel nul en blijft behouden

C

De fotonen hebben tegengestelde lading

D

Het magnetische veld buigt de fotonen af

Behoud van impuls: positron en elektron hadden samen vrijwel geen impuls, dus de twee fotonen moeten tegengestelde impuls hebben. Verwachte fouten: lading (fotonen zijn neutraal) of een magnetisch veld (fotonen buigen niet af). Syllabus B2.4: annihilatie.

Welke techniek geeft informatie over de stofwisseling van een orgaan?

A

CT-scan

B

Echografie

C

Röntgenopname

D

PET-scan

Een tracer hoopt zich op in actief weefsel. Röntgen, CT en echo laten vooral de bouw zien. Syllabus B2.4: tracer.

Noem een nadeel van CT ten opzichte van echo.

Verwacht: een hogere stralingsbelasting (ioniserende röntgenstraling), of duurder en niet direct aan het bed. Syllabus B2.4: voor- en nadelen. Verwachte fout: een nadeel van echografie noemen.

Waarom is zacht weefsel op een CT-scan beter te zien dan op een röntgenopname?

A

Er zijn geen overlappende schaduwen

B

Een CT gebruikt geen ioniserende straling

C

Een CT meet teruggekaatst geluid

D

Zacht weefsel absorbeert bij CT niets

Een CT maakt opnames uit veel richtingen en een computer berekent een doorsnede, dus schaduwen van weefsels voor en achter elkaar overlappen niet. Verwachte fout: denken dat een CT zonder röntgenstraling werkt. Syllabus B2.4: CT-scan.

Welke twee technieken gebruiken geen ioniserende straling?

A

MRI-scan en PET-scan

B

Echografie en CT-scan

C

MRI-scan en echografie

D

Röntgenopname en MRI-scan

MRI gebruikt een magnetisch veld en radiogolven, echografie geluid. De andere gebruiken röntgenstraling of een radioactieve tracer. Syllabus B2.4.

Hoe zeker voel je je over dit onderwerp?

1

Heel zeker

2

Redelijk zeker

3

Niet zo zeker

4

Helemaal niet zeker

Gebruik de uitslag om te bepalen of je een onderdeel herhaalt.

EXAMENSTOF · B2 · MEDISCHE BEELDVORMING

Goed gedaan!

Je kunt nu zes technieken uitleggen, rekenen aan echo en annihilatie en een keuze beargumenteren. Succes met het examen!