Bài báo cáo cuối kỳ môn thực tập Lý sinh

Câu 2: Trình bày hiện tượng cộng hưởng từ hạt nhân, ứng dụng trong việc chụp cộng hưởng từ (MRI)? Chụp cộng hưởng từ hay MRI (Magnetic Resonance Imaging) là một kỹ thuật chẩn đoán y khoa tạo ra hình ảnh giải phẫu của cơ thể nhờ sử dụng từ trường và sóng radio. Phương pháp này không sử dụng tia X và an toàn cho bệnh nhân. Máy chụp cộng hưởng từ là một thiết bị nhạy cảm và đa năng giúp ta thấy hình ảnh các lớp cắt của các bộ phận cơ thể từ nhiều giác độ trong khoảng một thời gian ngắn. Tia X có khả năng xuyên qua nhiều vật chất nên thường được dùng trong chụp ảnh y tế, nghiên cứu tinh thể, kiểm tra hành lý hành khách trong an ninh hàng không hoặc cửa khẩu. Tia X cũng được phát ra bởi các thiên thể trong vũ trụ, do đó nhiều kính viễn vọng thiên văn học cũng hoạt động trong vùng phổ tia X. Giảm béo: Laser là một trong những liệu pháp tối ưu để giảm lượng mỡ thừa trên toàn thân. Nhiệt lượng từ laser phát huy tác dụng khi nó tiếp xúc với các mô mỡ. Nhiệt sẽ phá hủy màng tế bào mỡ, làm tan chảy nhanh chóng các mô mỡ dưới da. Mỡ một phần được đào thải và một phần được đưa ra ngoài trực tiếp qua ống hút laser. Tác dụng thể hiện rất rõ ở vùng lưng, bụng, đùi, cánh tay, bắp chân và đầu gối. Trị nám da: Dùng laser điều trị nám da có hiệu quả cao đối với các vết bớt sậm màu, đặc biệt là các bớt ở sâu dưới da, đồng thời do sự hấp thụ chọn lọc của sắc tố, nên các tế bào da không bị tổn thương, do đó không gây hại cho da, không để lại các sẹo di chứng. Nếu chỉ bị nám da nhẹ, việc dùng lazer dễ làm tổn thương và gây bỏng da. Ngoài ra, không phải kỹ thuật lazer nào cũng có thể áp dụng để trị nám da. Đối với sẹo lồi, laser không làm vết sẹo mất hẳn nhưng có thể nhanh chóng thu hẹp kích thước và độ dày của sẹo, làm cho sẹo mềm hơn, ít đau, ít ngứa hơn. Đặc biệt, laser làm giảm nhanh màu đỏ của sẹo, đưa da nhanh chóng trở về màu sắc bình thường

Bài luậnTHỰC TẬP LÝ SINH

Câu hỏi:

Câu 1: Trình bày hiện tượng phóng xạ, ứng dụng của phóng xạ trong y học? Câu 2: Trình bày hiện tượng cộng hưởng từ hạt nhân, ứng dụng trong việc chụp

cộng hưởng từ (MRI)?

Câu 3: Sóng âm, ứng dụng của sóng âm trong y học?

Câu 4: Trình bày về áp suất thủy tĩnh và giải thích một số hiện tượng liên quan

trong y học?

Câu 5: Trình bày nguyên tắc phát tia laser, ứng dụng laser trong y học?

Câu 6: Mắt, sự điều tiết của mắt, mô phỏng chữa tật cận thị bằng việc đeo kính? Câu 7: Tìm hoặc thiết kế một mô phỏng nào đó liên quan đến y học và trình bày

nội dung mô phỏng đó?

CÂU 1:

HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ

ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ TRONG Y HỌC

1 Hiện tượng phóng xạ:

a) Khái niệm:

Hiện tượng phóng xạ là hiện tượng hạt nhân của nguyên tử tự biến đổi (tự phân rã) để trở thành hạt nhân của nguyên tử khác hoặc từ một trạng thái có mức năng lượng cao về trạng thái có mức năng lượng thấp hơn Trong quá trình biến đổi đó hạt nhân phát ra tia có năng lượng cao gọi là tia phóng xạ hay bức xạ hạt nhân

Phương trình biến đổi của phân rã α :

(*) trạng thái kích thích trong một thời gian đo lường được - gọi là trạng

thái cận ổn định

Hạt alpha có năng lượng từ 4-9 MeV, có khả năng ion hoá rất lớn, năng lượng chùm tia giảm rất nhanh, do đó trong các chất hữu cơ, trong mô nó chỉ xuyên sâu được vài phần trăm mm Một chùm hạt alpha 5MeV cũng chỉ đi trong không khí được 4cm, trong mô 0,05 mm

 Phân rã bêta âm ( β−

):

Trong điều kiện nhất định, một số nguyên tố hóa học nhất định trong hạt nhân có số nơtron nhiều hơn số proton có thể xảy ra hiện tượng biến một nơtron thành một proton đồng thời phát ra một hạt electron (hạt β−

)

Phương trình biến đổi của phân rã β−

thành một nơtron đồng thời phát ra hạt pozitron ( β+

) Hạt pozitron cókhối lượng đúng bằng khối lượng của điện tử, điện tích bằng điện tíchcủa điện tử nhưng trái dấu, vì vậy nó được gọi là điện tử dương

Phương trình biến đổi phân rã β+

 Phát xạ tia gamma ( γ ) từ hạt nhân:

Trường hợp hạt nhân chuyển từ trạng thái bị kích thích về trạng thái

cơ bản hay về trạng thái bị kích thích ứng với mức năng lượng thấp hơn, từ hạt nhân sẽ phát ra tia gamma Bản chất tia gamma là sóng điện từ có bước sóng cực ngắn Vì vậy quá trình phát xạ tia gamma không làm thay đổi thành phần cấu tạo của hạt nhân mà chỉ làm thay đổi trạng thái năng lượng của nó

Đa số các hạt nhân mới được tạo thành sau các phân rã β±

, α đều ở trạng thái bị kích thích Vì vậy sau phân rã này thường có phát ratia gamma Do đó cần lưu ý rằng khi có hiện tượng phóng xạ xảy ra ở một hạt nhân, hạt nhân đó có thể bị biến đổi nhiều hơn một lần, do đó

+ Khả năng đâm xuyên của hạt β tốt hơn hạt α Trong không khí hạt

β có quãng chạy từ 10cm đến vài mét, trong cơ thể nó đi được khoảng 5mm do chum β không đơn năng nên khi sử dụng người ta chỉ cần dung một miếng nhôm có độ dày mỏng khác nhau để lọc bớt nhằm thu được mức năng lượng mong muốn

+ Khả năng ion hóa môi trường kém hơn so với hạt α, trong không khí hạt β tạo ra từ 10000-25000 ion, trung bình nó tạo ra khoảng 75 cặp ion/1cm quãng chạy

+ Năng lượng của hạt tới sẽ giảm đi sau mỗi lần ion háo và cuối

cùng đạt tới mức năng lượng của chuyển động nhiệt thì không còn khả năng gây ion hóa và kích thích nguyên tử Hạt β- sẽ trở thành một điện tử

tự do hoặc kết hợp với một ion dương hay 1 nguyên tử nào đó tỏng vật chất Hạt β+ sẽ kết hợp với một điện tử tự do để biến thành 2 lượng tử gamma

+ Hạt β bị tác dụng trong từ trường, quỹ đạo của hạt β- là một đườngcong ngược chiều với quỹ đạo của hạt β+ và hạt α

+ Là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn (dưới 0,01nm), được cấu tạo từ các hạt photon có năng lượng cao, không bị lệch trong điện trường

và từ trường

Tia gama :

 Có khả năng đâm xuyên rất lớn, có thể xuyên qua lớp chì dày vài cm hoặc xuyên qua lớp bêtông dày vài m và nguy hiểm cho con người

d) Quy luật phân rã phóng xạ:

Một số nguồn phóng xạ hạt nhân có tính phóng xạ sẽ giảm dần theothời gian Số hạt nhân có tính phóng xạ ở thời điềm t là:

N=N 0 .e − λ.t

Trong đó: N: số nhân phóng xạ ở thời điểm t

N0: số nhân phóng xạ ở thời điểm ban đầu

: hằng số phân rã.

t : thời gian

Chu kỳ bán rã: là thời gian cần thiết để số hạt nhân có tính phóng

xạ của nguồn đó giảm xuống một nửa so với ban đầu, ký hiệu: T1/2

2 Ứng dụng của hiện tượng phóng xạ trong y học:

a.Ứng dụng của tia phóng xạ trong chuẩn đoán:

 Cơ sở: dựa trên cơ sở phương pháp nguyên tử đánh dấu và sự hấp thụ bức xạ khác nhau giữa các tế bào và mô cũng như giữa mô lành và mô bệnh

 Yêu cầu: lựa chọn các đồng vị phóng xạ có đặc tính phóng xạ thấp dễ thu nhận bằng các máy đo xạ, chu kì bán rã không ngắn quáhoặc dài quá, thải ra khỏi cơ thể một thời gian không dài

 Phân loại: được phân thành 2 nhóm chính:

 Chuẩn đoán trên toàn bộ cơ thể bệnh nhân (in vivo)

 Chuẩn đoán bằng các dịch thể sinh vật như nước tiểu, máu hay tổ chức tế bào (in vitro)

b.Ứng dụng của tia phóng xạ trong điều trị

- Điều trị chiếu ngoài: Sử dụng máy phát tia γ cứng và các máy gia tốc để huỷ diệt các

tổ chức bệnh Đây là phương pháp chủ yếu trong điều trị ung thư Mục tiêu là phải đưa được

một liều xạ mạnh để tiêu diệt tế bào ung thư mà không ảnh hưởng đến tế bào lành, do vậy phải chiếu phân đoạn thành nhiều liều nhỏ và chiếu từ nhiều phía.

- Điều trị áp sát: Dùng dao Gamma để điều trị các bệnh máu hay điều trị các tổ chức

ngoài da (u máu nông) bằng tấm áp P32 Phương pháp đưa nguồn tới sát vị trí cần chiếu qua một hệ thống ống dẫn gọi là phương pháp điều trị áp sát nạp nguồn sau

- Điều trị chiếu trong (điều trị bằng nguồn hở): Nguyên lý của phương pháp: dựa trên

định đề Henvesy (1934): Cơ thể sống không phân biệt các đồng vị của cùng một nguyên tố Điều đó có nghĩa là khi đưa vào cơ thể sống các đồng vị của cùng 1 nguyên tố thì chúng cùng tham gia vào các phản ứng sinh học và cùng chịu chung 1 số phận chuyển hoá Vì vậy, khi biết 1 nguyên tố hoá học hoặc 1 chất nào đó tham gia vào quá trình chuyển hoá ở 1 tổ chức hoặc 1 cơ quan nào đó của cơ thể, thuốc phóng xạ tập trung tại tổ chức bệnh sẽ phát huy tác dụng điều trị

* Một số ứng dụng trong chẩn đoán và điều trị ung thư:

Nhiều kỹ thuật chẩn đoán và điều trị bằng đồng vị phóng xạ đã và đang được áp dụng rất

có hiệu quả ở các bệnh viện trên thế giới Một trong những ứng dụng đặc biệt quan trọng là

kỹ thuật chụp hình phát hiện ung thư bằng máy SPECT, SPECT-CT, PET và PET-CT Kỹ thuật chụp hình bằng máy PET với khả năng ghi hình ở mức phân tử và mức tế bào đã giúp chúng ta có khả năng: Chẩn đoán sớm ung thư; Phân loại giai đoạn ung thư; Kiểm tra và đánh giá tái phát ung thư; Đánh giá hiệu quả của các phương pháp điều trị Sự phối hợp hình ảnh qua việc chụp hình bằng máy PET- CT đã làm tăng độ nhạy và độ đặc hiệu của kỹ thuật này cho việc chẩn đoán nhờ có được đồng thời cả hình ảnh cấu trúc giải phẫu của CT

và hình ảnh chức năng chuyển hoá của PET

Nguyên lý hoạt động máy PET: Ban đầu, bệnh nhân sẽ được tiêm một lượng nhỏ một

loại thuốc tương tự Glucose gọi là 18F-FDG Sau đó, máy PET sẽ ghi hình sự phân bố của thuốc 18F-FDG trong cơ thể Trước khi máy PET ghi nhận tín hiệu, bệnh nhân cũng được chụp CT để cung cấp hình ảnh giải phẫu cơ thể

Hệ thống vi tính sẽ kết hợp hình ảnh chuyển hóa của PET với hình ảnh giải phẫu của CT,xác định chính xác vị trí các thương tổn cũng như so sánh mức độ thương tổn về mặt chuyển hóa và giải phẫu

Tim và não là hai cơ quan thường được sử dụng Glucose làm năng lượng nhiều hơn các

cơ quan khác PET/CT sẽ xác định nhu cầu sử dụng Glucose, từ đó có thể đánh giá vùng cơ tim còn sống hay không và vùng não chuyển hóa Glucose bất thường gây động kinh hoặc gây sa sút trí tuệ

Điều trị là dùng năng lượng các tia bức xạ để làm thay đổi chức năng hay huỷ diệt một tổchức bệnh lý nhất định Liều điều trị phải lớn gấp hàng trăm, hàng ngàn, hàng vạn lần so với liều chẩn đoán

Trong nhiều trường hợp, so với các phương pháp điều trị khác thì điều trị bằng các đồng

vị phóng xạ là phương pháp điều trị hữu hiệu, nhanh gọn, đơn giản, kinh tế… Chẳng hạn có thể dùng I131 để điều trị rất hiệu quả bệnh nhân ung thư tuyến giáp thể biệt hoá: sau khi đã phẫu thuật cắt bỏ khối u và tuyến giáp, bệnh nhân được uống I131, theo dòng tuần hoàn I131 sẽ truy tìm và đọng lại những nơi có tế bào ung thư tuyến giáp hoặc các tổ chức giáp di căn vào bất kỳ vị trí nào cuả cơ thể (vào phổi, xương, não…) Năng lượng bức xạ beta ( β ) của I131

Máy xạ hình PET/CT trong điều trị ung thư

sẽ tiêu diệt rất hiệu quả các tế bào ung thư giáp Sau đó bệnh nhân sẽ được bồi phụ hormon giáp để trở về bình giáp Rất nhiều bệnh nhân đã khỏi và có thể sinh đẻ và trở về cuộc sống lao động, sinh hoạt bình thường… Ngoài ra, người ta cũng còn dùng I131 để điều trị nhiều bệnh khác như cường giáp trạng, Basedow… hoặc sử dụng các đồng vị phóng xạ hướng

xương như: Phospho-32 (P-32), Stronti – 89 ( 89 Sr); Samarium – 153 (153Sm); Rhenium – 188 (188Re) để điều trị chống đau do ung thư di căn vào xương.

Chỉ định dùng máy PET:

Hầu hết các loại ung thư đều có thể ghi hình bằng máy PET:

- Phát hiện và phân loại giai đoạn trước phẫu thuật cho ung thư phổi, ung thư đại trựctràng…

- Đánh giá ung thư sắc tố (melanoma) sau giai đoạn II

- Nghiên cứu và phát hiện các hạch và u phổi dạng đặc

- Phát hiện và phân loại trước mổ ung thư đầu, cổ

- Phát hiện và phân loại ung thư vú tái phát

- Chẩn đoán phân biệt giữa sẹo và ung thư tái phát hoặc giữa mô hoại tử và ung thư táiphát

- Phát hiện và phân loại u não

- Phát hiện ung thư tái phát và di căn

- Đánh giá đáp ứng của khối u với các phương pháp điều trị

- Ghi hình (in vivo) tác dụng của thuốc

Phương pháp xạ hình tưới máu cơ tim

( Myocardial Perfusion Scan)

1 Xạ hình tưới máu cơ tim là gì?

Xạ hình tưới máu cơ tim là dùng một lượng nhỏ chất phóng xạ đểxem lượng máu đến nuôi cơ tim có đủ hay không (còn được gọi là xạhình “ thallium” hay xạ hình “ MIBI”) Xạ hình tưới máu cơ tim thườngđược thực hiện sau gắng sức nhẹ nhàng để đánh giá đáp ứng của cơtim đối với hoạt động gắng sức

2 Xạ hình tưới máu cơ tim dùng để làm gì?

Xạ hình tưới máu cơ tim được dùng để tìm nguyên nhân đau ngực hoặc đau ngực khi gắng sức kỹ thuật này cũng được dùng để:

Thấy được lượng máu đến nuôi cơ tim có đủ hay không

Thấy được động mạch vành có bị hẹp hay không và hẹp mức

độ nào

Xác định mức độ tổn thương cơ tim sau nhồi máu cơ tim

3 Khi nào bạn nên thực hiện xạ hình tưới máu cơ tim?

Xạ hình tưới máu cơ tim thường được sử dụng để tìm ra nguyênnhân của những cơn đau ngực chưa rõ nguyên nhân hoặc đau ngực

do vận động Xét nghiệm này cũng được dùng để:

Tìm nguyên nhân gây ra những cơn đau ngực hay nặng ngực

mà chưa giải thích được hoặc xuất hiện trong lúc vận động

Xác định vị trí của vùng cơ tim bị hư hại và mức độ hư hại cólớn không ở bệnh nhân vừa bị nhồi máu cơ tim

Giúp đưa ra phương pháp điều trị phù hợp cho bệnh mạchvành mãn tính

Dùng để xem tim đã được nhận máu đầy đủ chưa sau khiphẫu thuật tim hoặc làm thủ thuật nong mạch vành

Xác định xem tim có bị dị tật bẩm sinh hay không Phươngpháp này còn có thể được dùng phối hợp với phẫu thuật để điều trịmột số dị tật bẩm sinh

4 Xạ hình tưới máu cơ tim hoạt động như thế nào?

Xạ hình lưới máu cơ tim sử dụng một dược chất đặc biệt gọi làđồng vị phóng xạ đồng vị phóng xạ là một chất hóa học phát ra mộtloại phóng xạ được gọi là tia gamma Trong xạ hình lưới máu cơ tim,một lượng nhỏ đồng vị phóng xạ được đưa vào cơ thể, thường bằngđường tiêm tĩnh mạch

Có nhiều loại đồng vị phóng xạ khác nhau Mỗi loại có xu hướngtập hợp hay tập trung trong những mô cơ quan khác hau Vì vậy,việc dùng loại đồng vị phóng xạ nào tùy thuộc vào phần nào của cơthể được ghi hình Loại đồng vị phóng xạ tập trung ở cơ tim sẽ đượcdùng cho xạ hình tưới máu cơ tim Những loại xạ hình nư xạ hìnhxương hay xạ hình tuyến giáp sẽ dùng những loại đồng vị phóng xạkhác

Đồng vị phóng xạ này theo dòng máu đến cơ tim Khi dòng máuqua cơ tim, những vùng nào của cơ tim được nuôi dưỡng tốt sẽ hấp

thu tốt đồng vị phóng xạ những vùng không hấp thu tốt đồng vịphóng xạ có thể bị nuôi dưỡng kém do hẹp động mạch vành, hoặc

đã bị tổn thương do nhồi máu cơ tim Vì vậy, mô cơ tim nào đượcnuôi dưỡng tốt sẽ phát ra nhiều tia gamma hơn so với vùng bị nuôidưỡng kém hoặc đã bị tổn thương

Tia gamma giống với tia X và được ghi nhận bởi một thiết bị gọi

là gamma camera Các tia gamma phát ra từ bên trong cơ thể ghinhận lại bằng gamma camera, được biến đổi thành tín hiệu điện vàđược chuyển vào một máy tính Máy tính này sẽ tạo ra hình ảnh cómàu sắc hay độ xám khác nhau tương ứng với những tín hiệu thunhận có cường độ khác nhau

5 Ảnh hưởng sau khi thực hiện xạ hình tưới máu cơ tim

Thông thường, xạ hình tưới máu cơ tim không gây ra bất kỳ tácdụng phụ nào Thông qua quá trình phân rã tự nhiên, lượng nhỏ chấtphóng xạ trong cơ thể bạn sẽ mất tính phóng xạ theo thời gian Nócũng có thể được thải ra khỏi cơ thể qua nước tiểu hoặc phân trongvài giờ hay vài ngày đầu sau khảo sát

Nếu bạn tiếp xúc với trẻ em hoặc phụ nữ mang thai, bạn cầncho bác sĩ của bạn biết mặc dù mức độ phóng xạ dùng trong xạhình rất nhỏ, học cần phải được chỉ bảo những phòng ngừa đặc biệt

6 Kết quả

Kết quả xét nghiệm thường có sau 1-3 ngày

Kết quả bình thường: Nếu chất đánh dấu phân bố đều khắp cơ tim của

bạn

Kết quả bất thường: Nếu có những khu vực không thể hấp thụ được chất phóng xạ

Điều này có nghĩa là vài khu vực của tim không nhận đủ lượng máu cần thiết hoặc tim của bạn bị tổn thương hay bạn đã mắc phải các chứng bệnh liên quan tới động mạch vành

áp dụng cộng hưởng từ hạt nhân vào việc nghiên cứu các phân tử

- Mọi hạt nhân chứa một số lẻ các proton hay neutron cómột mômen từ nội tại và mômen động lượng Các hạt nhânthường được đo nhất là hydro-1 (đồng vị bắt nhận nhiều nhấtphong phú trong tự nhiên) và cacbon-13, mặc dù cũng có thể gặphạt nhân từ các đồng vị của nhiều nguyên tố khác(như 15N, 14N 19F, 31P, 17O, 29Si, 10B, 11B, 23Na, 35Cl, 195Pt)

- Tần số cộng hưởng từ hạt nhân đối với một chất cụ thể trực tiếp tỉ

lệ với cường độ từ trường áp dụng, phù hợp với phương trình tần

số tiến động Larmor

- Cộng hưởng từ hạt nhân được miêu tả lần đầu vào năm 1938 bởi Isidor Rabi, sau đó được phát triển lên nhờ các thí nghiệm của Stern-Gerlach Nhờ phát kiến này, Rabi được vinh dự nhận giải Nobel vật lý vào năm 1944 Sau đó, Fellx Bloch và Edward Mills Purcell đã đồng nhận giải Nobel vật lý năm 1952 nhờ vào việc tìm

ra phương pháp ứng dụng NMR cho mẫu chất lỏng và chất rắn Trước đó, Yevgeny Zavoisky cũng quan sát được hiện tượng cộng hưởng từ hạt nhân vào năm 1941 trước cả Fellx Bloch và Edward Mills Purcell nhưng các thí nghiệm của ông do không thể thực nghiệm lại nên không được công nhận.

- Rabi, Bloch và Purcell đã nhận thấy các phân tử (1H và 31P) trong một môi trường từ tính, có thể hấp thu năng lượng từ tần số radio

và gây ra hiện tượng cộng hưởng từ

- Sự phát triển của kỹ thuật NMR là dấu mốc quan trọng trong lĩnh vực phân tích hóa học, sinh hóa và đồng thời cho phép sự ra đời của kỹ thuật chụp công hưởng từ (MRI) ngày nay

2 ứng dụng trong việc chụp ảnh cộng hưởng từ (MRI):

- Chụp cộng hưởng từ hay MRI (Magnetic Resonance Imaging) làmột kỹ thuật chẩn đoán y khoa tạo ra hình ảnh giải phẫu của cơthể nhờ sử dụng từ trường và sóng radio Phương pháp này không

sử dụng tia X và an toàn cho bệnh nhân Máy chụp cộng hưởng từ

là một thiết bị nhạy cảm và đa năng giúp ta thấy hình ảnh các lớp

cắt của các bộ phận cơ thể từ nhiều giác độ trong khoảng một thờigian ngắn

- Chụp cộng hưởng từ là một kỹ thuật nhanh, gọn không gây ảnhhưởng phụ, là một phương pháp chẩn đoán hình ảnh hiện đại, hiệuquả và phổ biến trên thế giới Ngày nay, MRI được sử dụng đểkiểm tra gần như mọi cơ quan trong cơ thể Kỹ thuật này đặc biệt

có giá trị trong việc chụp ảnh chi tiết não hoặc dây cột sống Kể từkhi MRI mang lại những hình ảnh 3 chiều, bác sĩ có thể nắm đượcthông tin về địa điểm thương tổn Những thông tin như vậy rất cógiá trị trước khi phẫu thuật chẳng hạn như tiểu phẫu não

- Nguyên lý cộng hưởng từ hạt nhân được Felix Block và EdwardPuroel phát hiện vào năm 1946, cộng hưởng từ được ứng dụngrộng rãi từ năm 1950 Năm 1952, 2 nhà vật lý Felix Block vàEdward Puroell được tra giải Nobel Vật lý nhờ sự phát hiện và ứngdụng cộng hưởng từ Năm 1980, chiếc máy cộng hưởng từ đầutiên trên thế giới được đưa vào hoạt động để tạo ảnh cơ thể người.Năm 1987, MRI được ứng dụng trong chẩn đoán các bệnh lý timmạch bằng kỹ thuật cardiac MRI Năm 1993, ứng dụng MRI đểchẩn đoán các bệnh lý não thần kinh Ngày nay, kỹ thuật tạo ảnhcộng hưởng từ (MRI) đã trở thành phổ biến trong y học chẩn đoánhình ảnh trên thế giới cũng như tại các bệnh viện lớn của Việt nam

- Ưu điểm của chụp MRI:

+ Ảnh của cấu trúc các mô mềm trong cơ thể như tim, phổi, gan vàcác cơ quan khác rõ hơn và chi tiết hơn so với ảnh được tạo bằng cácphương pháp khác

+ MRI giúp cho các bác sĩ đánh giá được các chức năng hoạt độngcũng như cấu trúc của nhiều cơ quan nội tạng trong cơ thể

+ Sự chi tiết làm cho MRI trở thành công cụ vô giá trong chẩn đoánthời kì đầu và trong việc đánh giá các khối u trong cơ thể

+ Tạo ảnh bằng MRI không gây tác dụng phụ như trong tạo ảnhbằng chụp X quang thường quy và chụp CT

+ MRI cho phép dò ra các điểm bất thường ẩn sau các lớp xương màcác phương pháp tạo ảnh khác khó có thể nhận ra

+ MRI có thể cung cấp nhanh và chuẩn xác so với tia X trong việcchẩn đoán các bệnh về tim mạch

+ Không phát ra các bức xạ gây nguy hiểm cho con người

- Nhược điểm của chụp MRI :

+ Các vật bằng kim loại cấy trong cơ thể không được phát hiện cóthể bị ảnh hưởng bởi từ trường mạnh

+ Không sử dụng với các bệnh nhân mang thai ở 12 tuần đầu tiên.Các bác sĩ thường sử dụng các phương pháp tạo ảnh khác, ví dụ như siêu

âm, với các phụ nữ mang thai trừ khi thật cần thiết bắt buộc phải sử dụngMRI

+ Trẻ em có thể dùng thuốc an thần và cần hỏi bác sĩ chỉ dẫn khidùng

- Vấn đề an toàn trong chụp MRI:

+ Tuân theo sự hướng dẫn của nhân viên phòng chụp MRI

+ Hiện nay chưa thấy tác hại của từ trường đối với cơ thể Tuy nhiên,

từ trường cao của máy có thể gây hại đến các thiết bị cấy - ghépbằng kim loại bên trong cơ thể Bệnh nhân cần thông báo cho nhânviên y tế phòng chụp MRI về các thông tin: có đặt máy tạo nhịp tim,

van tim nhân tạo, máy trợ thính, cấy ghép thiết bị điện tử, đinh-kẽmkim loại, mảnh đạn trong người, dụng cụ tránh thai trong cổ tử cung,răng giả v.v Tất cả các vật kim loại cần được lấy ra trước khi chụpMRI.

+ Không mang các vật dụng có kim loại như đồ trang sức, đồng hồ,kẹp tóc, chìa khoá, máy tính, máy điện thoại di động, thẻ tín dụng v.v…vào phòng chụp MRI

+ Để có chất lượng hình ảnh tốt, bệnh nhân không cử động trong lúcchụp MRI

+ Trong lúc chụp MRI, nếu có bất cứ yêu cầu nào, bệnh nhân có thểtrao đổi trực tiếp với nhân viên điều khiển máy

+ Bệnh nhân không cần nhịn đói trước khi chụp MRI Trong trườnghợp cần gây mê để chụp thì bệnh nhân phải nhịn đói 4 – 6 giờ trước khichụp

Hình ảnh minh họa chụp MRI lúc bình thường

Hình ảnh minh họa chụp MRI khi có khối u

CÂU 3:

SÓNG ÂM ỨNG DỤNG SÓNG ÂM TRONG Y HỌC

Với 16Hz < f < 20KHz: tai người bình thường nghe được

Với f > 20KHz→ 109Hz: siêu âm

- Sóng âm truyền trong môi trường chất khí, chất lỏng là sóng dọc,trong môi trường chất rắn thường là sóng ngang.

- Các đại lượng đặc trưng của sóng âm : tần số âm, cường độ âm (I),mức cường độ âm (L), đồ thị dao động âm

- Tốc độ truyền âm giảm trong các môi trường theo thứ tự: rắn > lỏng

> khí

+ Tốc độ truyền âm phụ thuộc vào tính chất môi trường, nhiệt độcủa môi trường và khối lượng riêng của môi trường

+ Khi nhiệt độ tăng thì tốc độ truyền âm cũng tăng

- Các đặc trưng sinh lí của âm: Độ cao, độ to, âm sắc

+ Độ cao:

 Độ cao của âm phụ thuộc vào tần số âm

 Âm có tần số lớn gọi là âm bổng, âm có tần số thấp gọi là âmtrầm

+ Độ to: là đại lượng đặc trưng cho mức độ to hay nhỏ của âm, phụthuộc vào tần số âm và mức cường độ âm

Cường độ âm: Là năng lượng mà sóng âm truyền trong một đơn vịthời gian qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phương truyềnâm

I0: cường độ âm chuẩn I0 = 10-12 W/m2

L: mức cường độ âm (B) 1B = 10dB+ Âm sắc:

Là đại lượng đặc trưng cho bản sắc riêng của âm Âm sắc giúp taphân biệt được hai âm khác nguồn nhưng có cùng độ cao, độ to, tầnsố

Âm sắc phụ thuộc vào dạng đồ thị dao động của âm

- Nhạc âm và tạp âm:

+ Nhạc âm là những âm có tần số xác định và đồ thị dao động là

đường cong hình sin.

+ Tạp âm là những âm có tần số không xác định và đồ thị dao động

là những đường cong phức tạp Ví dụ: Âm phát ra từ lớp học vào giờ

- Ngưỡng nghe, ngưỡng đau, miền nghe được:

+ Ngưỡng nghe: là giá trị nhỏ nhất của mức cường độ âm mà tai conngười có thể nghe được

+ Ngưỡng đau: là giá trị lớn nhất của mức cường độ âm mà tai conngười có thể chịu đựng được

+ Miền nghe được: là giá trị của mức cượng độ âm trong khoảnggiữa ngưỡng nghe và ngưỡng đau

 Tính chất sóng âm

4)Nghe khi áp suất không khí thay đổi

2 Ứng dụng của sóng âm trong y học:

- Chẩn đoán gõ:

+ Khi gõ vào các vị trí tương ứng của các tạng (tim, phổi, gan ) trênlồng ngực hay trên thành bụng, các tạng này sẽ dao động và phát ra âm.Dựa vào âm phát ra chúng ta có thể xác định được vị trí, kích thước củachúng Cũng có thể đánh giá chúng bình thường hay có bệnh do sự thayđổi về âm sắc và độ cao

+Ta có thể dùng ngón tay hay một dùi nhỏ gõ trực tiếp trên da bệnhnhân, ở vùng tương ứng với các phủ tạng cần chẩn đoán Phương phápnày ít dùng vì những chấn động gõ thường bị tắt dần sau khi đi qua cáclớp da, mô cơ do đó chúng chỉ làm cho các tạng đó dao động với biên

độ nhỏ, âm phát ra nhỏ quá, khó nghe

+ Chúng ta thường gõ qua ngón tay hoặc qua thanh gỗ mỏng đặt sátvào nơi muốn gõ Tùy theo bệnh nhân và yêu cầu chẩn đoán, chúng taphải gõ với mức độ mạnh nhẹ khác nhau: gõ mạnh đối với bệnh nhân quábéo, với trẻ em phải gõ nhẹ

+Thường chúng ta gõ với mức độ trung bình vì gõ như thế cũng đủlàm cho các tạng ở sâu dưới da 5 cm dao động và dao động này có thể

một tạng nào hay nghiên cứu một phần của tạng đó, cần phải gõ nhẹ

+ Âm phát ra khi gõ cần phải phân tích một cách tỉ mỉ về cường độ,

độ cao, âm sắc Như thế mới nhận được các thay đổi nhỏ của âm, phânbiệt được các trường hợp bệnh lý và bình thường Thí dụ như âm phát rakhi gõ vào phổi của một người bình thường có tần số cao, âm sắc phongphú (có nhiều hoạ âm) cường độ lớn, thời gian dư âm dài: âm phát ra khi

gõ những tạng đặc hoặc phổi bị vôi hóa, màng phổi bị tràn dịch có tần

số thấp (tiếng nghe đục), cường độ nhỏ, thời gian dư âm ngắn Còn âm ở

ổ bụng, dạ dày phát ra có tần số cao song âm sắc nghèo nàn (hầu nhưkhông có hoạ âm)

- Chẩn đoán nghe:

+ Ðó là phương pháp nghiên cứu những âm từ cơ thể phát ra nhưcủa tim, phổi để định bệnh

+ Các âm từ cơ thể phát ra thường có tần số không vượt quá 1000

Hz Âm ở phổi do không khí qua lại khí quản, cuống phổi và mô phổi sinh

ra Cường độ của âm này mạnh hay yếu là do hô hấp nông hay sâu, độcao của âm tỷ lệ nghịch với tiết diện khí quản, cuống phổi Khi khí quản;cuống phổi hẹp hay chứa các dịch nhầy do một quá trình bị bệnh nào đấythì âm phổi sẽ thay đổi; có thể dựa vào sự thay đổi đó mà chẩn bệnh

+ Âm phát ra ở tim biến đổi do nhiều yếu tố: tình trạng các van tim,vận tốc của máu, độ nhớt của máu, miệng của các van (tức là các lỗtrong tim mà các van đó đậy lại)

Bảng sau cho biết liên hệ giữa tần số và tỉ lệ năng lượng của âm phát ra

từ một quả tim bình thường.

100-110 1%

+ Ðể nghe các âm phát ra từ trong cơ thể, người ta thường dùng ốngnghe (stétoscope) Ống nghe gồm 2 dây cao su mềm hình trụ có tác dụngtruyền âm, nối với một hộp bằng sắt hình trụ bẹt, mặt có căng một màngmỏng đóng vai trò một hộp cộng hưởng Hộp cộng hưởng có khi là mộtloa hình phễu không có màng căng Mặt của hộp cộng hưởng đặt áp sát

da (nơi muốn nghe), dao động âm của cơ thể truyền tới được hộp nàykhuếch đại, sau đó sẽ qua các dây truyền âm để tới tai

+ Tần số dao động riêng của màng căng tỉ lệ thuận với độ căng củamàng Các dao động âm từ cơ thể tới màng sẽ làm màng dao độngmạnh nhất (cộng hưởng) nếu tần số của chúng trùng với tần số daođộng riêng của màng

+ Nếu dùng loa để nghe, thì chỗ da bệnh nhân bị loa ép vào sẽ căng

ra và đóng vai trò của một màng căng Chúng ta có thể điều chỉnhsức ép của loa vào da để độ căng của màng da đó có tần số daođộng riêng trùng với tần số của âm muốn nghiên cứu, nhờ đó chúng

ta có thể nghe âm này rõ hơn các âm khác, (thường còn dùng cáchnày khi âm muốn nghiên cứu bị các âm khác che lấp)

bệnh nhân cắn đuôi âm thoa đó (dao động của âm thoa lúc này cũng cóbiên độ giống lúc trước) Nếu lúc đầu bệnh nhân còn nghe được âm, lúcsau không nghe được thì dấu hiệu Rinner là dương, nếu ngược lại ta códấu hiệu Rinner âm

Một chứng điếc có dấu hiệu Rinner dương chứng tỏ một tổn thương ởtai trong hoặc

não Nếu dấu hiệu Rinner âm thì tổn thương chỉ khu trú ở tai ngoàihay tai giữa

+

Hình ảnh tạo nhờ chùm siêu âm truyền qua

+ Sau đây là sơ đồ nguyên lý:

Đầu và máy phát siêu âm -> đối tượng khảo sát -> đầu và máythu siêu âm -> biến đổi tín hiệu thành hình ảnh

+ Hình ảnh tạo nên nhờ chum siêu âm phản xạ từ các mặt phâncách đối tượng khảo sát với môi trường xung quanh

phản xạ lại, tần số sóng phản xạ phụ thuộc vào chiều chuyểnđộng và tốc độ chuyển động của vật Đây là hiệu ứng Doppler

ngoại biên như viêm tắc động mạch, tĩnh mạch, rò động mạch,

…hoặc có thể dùng để chẩn đoán các bệnh lý của tim như cònống thông động mạch, thông liên thất,…có thể thăm khám cácmạch máu lớn nhờ hiệu ứng Doppler Tần số sóng siêu âm thuđược biểu hiện bằng 1 đường cong phản ánh tốc độ tức thời củamáu tại nơi thăm khám

 Ứng dụng của siêu âm trong điều trị

Khi tác dụng lên tế bào và các tổ chức sống, siêu âm gây ra bahiệu ứng: cơ học, nhiệt học, hóa học Các hiệu ứng này làm thay đổitính chất và chức năng sinh lý của các tổ chức trong cơ thể Đó chính

là cơ chế của các liệu pháp điều trị trong kỹ thuật siêu âm

Trong y học thường sử dụng đầu dò có tần số từ 1 MHz – 10 MHz

 Siêu âm được biểu thị qua tần số, bước sóng, chu kỳ, cường độ,tốc độ lan truyền…

Tần số: là số chu kỳ dao động trong một giây;

Bước sóng: là độ dài của một chu kỳ dao động nếu tần số càngcao thì bước sóng càng ngắn;

Tốc độ lan truyền của siêu âm: là độ dài mà siêu âm lan truyềntrong một đơn vị thời gian (giây);

Độ trở kháng âm: mỗi một môi trường có cấu trúc, tính chất khácnhau nên gây ra những vận tốc siêu âm khác nhau, sự cản trở đó là độ trởkháng âm của môi trường;

Phản xạ siêu âm tạo thành âm vang: khi sóng âm lan truyền quamôi trường khác nhau, có trở kháng khác nhau và tạo nên phản xạ siêu

âm gọi là siêu âm vang;

 Khúc xạ siêu âm: cũng như ánh sáng khúc xạ, sự khúc xạ của sóng

âm có thể làm lệch nguồn siêu âm và ảnh hưởng đến âm vang phản xạ vàcho kết quả không chính xác vì thế cần phải tránh hiện tượng khúc xạ;

Tán xạ siêu âm: hiện tượng này càng tăng lên khi nguồn siêu âm

có bước sóng lớn hơn diện mà tia siêu âm đi qua, hiện tượng này khôngảnh hưởng đến vấn đề chẩn đoán hình ảnh;

Nhiễu xạ siêu âm: hiện tượng này phụ thuộc vào khoảng cách đầu

dò đến mặt phẳng thăm dò, phụ thuộc vào bước sóng, đường kính củanguồn phát và góc độ của chùm siêu âm phát ra;

Cường độ siêu âm: biểu hiện năng lượng siêu âm tạo ra trong mộtđơn vị diện tích bằng w/cm2, cường độ siêu âm phụ thuộc vào hướng lantruyền của siêu âm, tần số siêu âm và trở kháng âm của môi trường;

Sự suy giảm siêu âm: qua các lớp, môi trường nguồn siêu âm bịsuy giảm do các hiện tượng: biến đổi năng lượng siêu âm thành nănglượng nhiệt, khuyếch tán, tán sắc, hấp thụ của môi trường …