Ziekenhuis-5 MRI

Ziekenhuis-5 MRI

Inleiding

In dit hoofdstuk behandelen we een techniek die voor mooie 3d-plaatjes van het binnenste van je lijf kan zorgen namelijk MRI. In de industrie wordt een andere afkorting gebruikt voor het apparaat, namelijk NMR (Nucleaire Magnetische Resonantie) de dokter gebruikt liever MRI, omdat de term Nucleair mensen afschrikt. Je denkt dan algauw aan gevaarlijke straling, maar MRI gebruikt juist ongevaarlijke magnetische en radio straling.

We beginnen met een case.
Meneer de Boer heeft klachten in zijn buik. De internist kan uit bloedonderzoek zien dat er 'iets' bij de lever niet helemaal goed is, maar niet precies wat. Om zich een goed beeld van de lever te vormen laat de internist van meneer de Boer een zgn. MRI-scan maken. Dit kan van het hele lichaam, maar ook van een gedeelte. Voor de klachten van meneer de Boer is het niet nodig om zijn hele lichaam te scannen.

 

Opdracht 1

  1. Zoek op waar de letters MRI voor staan?
  2. Voordat je de ruimte van de MRI-scanner ingaat wordt er gevraagd of je voorwerpen van ijzer, zoals bijvoorbeeld sleutels, bij je hebt. Die moet je dan eerst afgeven. Leg uit waarom je die sleutels niet mee naar binnen mag nemen.
  3. Op welke manier is MRI belastend voor een patiënt?
  4. De dokter laat maar een gedeelte van meneer de Boer scannen. Leg uit waarom de dokter dat doet.

 

Opdracht 2

Foutje in de knie

Op de SEH (Spoed Eisende Hulp) is iemand binnen gebracht die een schop tegen zijn knie heeft gekregen.

Een röntgenfoto geeft niet genoeg duidelijkheid over de kwetsuur. Er is besloten een MRI-scan te maken. Het resultaat van de scan zie je in het plaatje hiernaast.

Wat is er met deze knie aan de hand?

Elektromagnetisme

Magnetisme

Een MRI-scanner, de naam zegt het al, gebruikt magneten. Magneten hebben een noord- en een zuidpool. Een aantal eigenschappen van magneten weet je waarschijnlijk al:
 
Het veld rond een magneet
1. magneten hebben twee polen een noordpool en een zuidpool
2. polen met dezelfde naam stoten elkaar af
3. polen met verschilende naam trekken elkaar aan
4. magneten kunnen voorwerpen van ijzer, cobalt en nikkel aantrekken

Rondom een magneet is een magnetisch veld. Op het plaatje zie je hoe rond een magneet ijzerdeeltjes in het patroon van het mangetisch veld liggen. Het magnetisch veld loopt buiten de magneet altijd van de noordpool naar de zuidpool. In de magneet zelf loopt het veld van de zuidpool naar de noordpool. De aarde is ook een grote magneet met een magnetisch veld. In het magnetisch veld van de aarde gaan kleine magneetjes, kompasnaalden, altijd noord-zuid staan. De kant van de kompasnaald die naar het noorden wijst noemen we de noordpool van het kompasnaaldje.

 

Opdracht 3

Een kompasnaald wijst met zijn noordpool naar het noorden. Welke magnetische pool ligt er bij de Noordpool? Leg je antwoord uit.

 

 

Praktische opdracht

In een de scanner zitten geen gewone, permanente, magneten. De magneten in een MRI-scanner kunnen namelijk aan en uit gezet worden als je het apparaat nodig hebt of niet. Deze magneten heten elektromagneten. Elektromagneten zijn magneten die met behulp van eletrische stroom werken. Als je een stroom door een draad laat lopen dan ontstaat er rondom die draad een magnetisch veld. In de figuur zie je een stukje van een elektriciteitsdraad waar een stroom doorheen loopt, de blauwe pijl. Door die stroom wordt een magnetische veld rond de draad gevormd, de rode pijlen. Als je één rechte draad hebt met een magnetisch veld dan kun je er niet zoveel mee. Je MRI-scanner zou veel te groot worden. De oplossing is om de draad rond te buigen, hij neemt dan veel minder ruimte in. Voor een sterk magnetisch veld kun je dan veel van die lussen, of windingen, naast elkaar leggen. De kleine magnetische velden van elke lus worden dan samen één magnetisch veld. In het plaatje zie je hoe dat voor een spoel werkt.
 
Een spoel met een magnetisch veld


Een elektromagneet heeft als voordeel dat je hem aan en uit kunt zetten. Een ander voordeel is dat je de sterkte van de elektromagneet kunt veranderen. Bij een permanente magneet heb je een vaste sterkte. Hoe je de sterkte van een elektromagneet kunt veranderen leer je in het volgende practicum. 

 

Praktische opdracht 1 Eigenschappen van een elektromagneet

Vraag aan je docent het practicumvoorschrift en vul dat in. Laat na afloop per tweetal het practicum laten aftekenen op de lijst

 

A. Inleiding
In een MRI-scanner worden elektromagneten gebruikt. Een elektromagneet heeft veel eigenschappen die een permanente magneet ook heeft, maar een elektromagneet kan meer.

B. Doel

Jij gaat onderzoeken welke eigenschappen een elektromagneet heeft.

C. Onderzoeksvraag

Wat zijn de eigenschappen van een elektromagneet.

E. Materiaal

Op tafel

Zelf pakken

Practicum voorschrift

- spoelen met verschillend aantal windingen

- voedingskastje

- stroommeter

- aansluitsnoeren

- statief

- krachtmeter

 

F. Methode

Veilig werken: Het voedingskastje zet je alleen aan als je een meting doet.

  1. Bouw de opstelling van het plaatje hiernaast. Sluit de spoel aan met de aansluitsnoeren. Schrijf het aantal windingen van de spoel in je tabel
  2. Zet je voedingskastje op 4 V
  3. Test of je de snoertjes goed hebt aangesloten door het voedingskastje even aan te zetten. Wordt de permanente magneet afgestoten dan moet je de snoertjes omdraaien.
  4. Zet het kastje aan en meet de kracht op de permanente magneet
  5. Schrijf de waarde op in de tabel
  6. Lees de stroomsterkte af en zet die in de tabel
  7. Zet je voedingskastje op 6 V en herhaal je meting
  8. Herhaal met nog 2 andere spanningen
  9. Neem een spoel met een ander aantal windingen en schrijf dit aantal in de tabel
  10. Herhaal stap 3 t/m 8


​G. Resultaten

Spanning (V) Stroomsterkte (A) Kracht (N)
tabel 1 kracht van een elektromagneet aantal windingen:
4    
6    
9    
12    

 

Spanning (V) Stroomsterkte (A) Kracht (N)
tabel 2 kracht van een elektromagneet aantal windingen:
4    
6    
9    
12    

 

H. Conclusie

 

J. Opruimen

  1. Zet alles netjes terug op de kar.

Eindopdracht

Voor deze opdracht maak je een simulatie van een MRI-scan.

Je hebt hiervoor een stevige vrucht nodig, bijvoorbeeld een appel of een aardappel, een scherp mes, een digitale fotocamera, liefst met statief, een stuk donker papier en een computer.

1. Met behulp van het mes snijd je plakjes van je vrucht af. Zo dun mogelijk, maar niet dikker dan ongeveer 2 mm. Dunner is mooier. (Pas op met het mes)
2. Fotografeer de plakjes 1 voor 1 op een donkere (liefst zwarte) onderdergrond. Let op dat je de plakjes steeds op dezelfde plek legt.
3. Zet de foto's op je computer achter elkaar en maak er een filmpje van.
4. Je kunt nu door je vrucht heen en weer lopen net als op een MRI-scan.
5. Voorbeelden van het filmpje vind je hier.
6. Lever je film in bij je docent.

Eindchallenge

Vraag de code bij je docent.

  • Het arrangement Ziekenhuis-5 MRI is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

    Auteur
    Nathalie van der Weiden
    Laatst gewijzigd
    2017-05-18 12:50:44
    Licentie

    Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 3.0 Nederlands licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:

    • het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
    • het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
    • voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.

    Meer informatie over de CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie.

    Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

    Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

    Eindgebruiker
    leerling/student
    Moeilijkheidsgraad
    gemiddeld

  • Downloaden

    Het volledige arrangement is in de onderstaande formaten te downloaden.

    Metadata

    LTI

    Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI koppeling aan te gaan.

    Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.

    Arrangement

    IMSCC package

    Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.

    Voor developers

    Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op onze Developers Wiki.

  • Gebruik
    Weergave
  • Wikiwijs is een dienst van