Vai trò của cộng hưởng từ (MRI) trong chấn thương chỉnh hình

Từ khi phát hiện ra tia X, X-quang thường quy được xem như là chỗ dựa cho việc khảo sát các bệnh lý chấn thương chỉnh hình. Gần đây cộng hưởng từ (MRI) đang ngày càng được sử dụng rộng rãi và trở thành một phương tiện không thể thiếu trong lĩnh vực khảo sát bệnh lý cơ xương-khớp.

VAI TRÒ CỦA CỘNG HƯỞNG TỪ (MRI) TRONG CHẤN THƯƠNG CHỈNH HÌNH Ts Bs Ngơ Minh Lý* *: Trưởng khoa Cột Sống A – Bv Chấn Thuơng Chỉnh Hình Tp HCM THE ROLES OF MRI IN ORTHOPAEDIC INVESTIGATIONS Ts Bs Ngo Minh Ly* I Đại cuơng: Từ phát tia X, X-quang thuờng qui xem chổ dựa cho việc khảo sát bệnh lý chấn thuơng chỉnh hình Gần cộng huởng từ (MRI) ngày đuợc sử dụng rộng rãi trở thành phương tiện thiếu lĩnh vực khảo sát bệnh lý cơxuơng-khớp Trong cơng việc chẩn đốn điều trị bệnh lý chấn thuơng chỉnh hình kiến thức sâu vật lý cộng huởng từ thực không yêu cầu Tuy nhiên trang bị kiến thức cộng huởng từ (MRI) cần thiết để hiểu vai trò chuỗi xung đuợc sử dụng hổ trợ cho việc chẩn đốn hình ảnh Những chuỗi xung MRI thường đuợc ứng dụng lâm sàng T1, T2, STIR (FAT saturation), PD (proton density), T1 có bơm chất cản từ đường tĩnh mạch (post gadolinium) Tùy theo yêu cầu lâm sàng vị trí giải phẫu mà hình ảnh khảo sát mặt phẳng ngang (transverse plane), mặt phẳng đứng dọc (sagittal plane), mặt phẳng đứng ngang (coronal plane) II Những nguyên lý cộng huởng từ (MRI) MRI dựa trình phản ứng cộng huởng từ truờng hạt nhân nguyên tử (Nuclear Magnetic Resonance), trình ảnh huởng đến hấp thu thải trừ luợng hạt nhân nguyên tử duới tác động từ truờng lớn bên Ion H+ (Hydrogen proton nuclei) sử dụng để tái tạo hình ảnh Ion nhiều thể với nồng độ lớn nuớc mô mỡ Khi khảo sát, bệnh nhân đặt máy MRI lượng từ truờng tác động qt dạng sóng thiết lập thích hợp với tầng số cộng hưởng Ion H+ Sau chu tác động từ truờng bên ngoài, Ion H+ thể bệnh nhân hấp thu thải trừ lượng dạng tín hiệu cộng hưởng từ trường gây điện nhỏ đầu nhận đặt cạnh bệnh nhân Ion H+ trở trạng thái nghỉ qua hai chế hiểu trạng thái nghỉ T1 T2 tùy thuộc vào kích thước nguyên tử che khuất đại phân tử lớn Tất loại mô chất tủy xuơng, dịch/phù nề, bướu, cơ, sụn, dây chằng gân có thời gian trạng thái nghỉ T1 T2 khác Nguyên lý áp dụng để phát lượng thải trừ từ Ion H+ sau tác động chuỗi xung từ với thời gian khác để phát tín hiệu (TE – time to echo) thời gian để tác động chuỗi xung từ (TR – time to repetition) Dịch thể có giá trị T1 T2 dài mơ mỡ có giá trị T1và T2 ngắn, thay đổi TE TR thay đổi tín hiệu T1 T2 Tăng thời gian tác động xung từ (time to echo) thời gian lập lại tác động xung từ (time to repetition) tạo tín hiệu T2 nhạy với dịch thể tích tụ tình trạng bệnh lý phù, viêm, nhiễm trùng, hay bướu T1 tăng tín hiệu mơ mỡ ngược lai giảm tín hiệu dịch Vì vùng xuơng phù nề xuất nơi giảm tín hiệu bên cạnh nơi tăng tín hiệu mỡ T1 nơi giảm tín hiệu tăng tín hiệu T2 III An tồn MRI Bất kỳ vật thể có chứa vật liệu sắt có khả nguy hiểm đưa vào phịng chụp MRI Dụng cụ trợ thính, trang sức, đồng hồ, mắt kính, dụng cụ giả, thẻ tín dụng loại vật dụng nên lấy trước vào phịng chụp MRI khả gây nguy hiểm vật Những dụng cụ chỉnh khớp giả, kim, nối, ốc, đinh, kẹp, nẹp hay kim Kirschner chống định dụng cụ làm giảm rõ rệt chất lượng hình ảnh, dụng cụ titan gây nhiễu hình ảnh Các vật dụng ống ô-xy, ống dẫn không vào hệ thống máy chụp ngoại trừ trường hợp thích ứng với hệ thống MRI Phản biện khoa học: TS Trần Trung Dũng 19 TẠP CHÍ CHẤN THƯƠNG CHỈNH HÌNH VIỆT NAM - SỐ ĐẶC BIỆT - 2013 Các truờng hợp sau chống định chụp MRI: - Đặt máy tạo nhịp tim - Thiết bị khử run, kích thích thần kinh, bơm insulin - Ống thông Swan Ganz - Dụng cụ dẫn truyền mạch máu, lọc, hay nong mạch máu - Vật liệu nhãn cầu kim loại - Kẹp phình mạch máu Các truờng hợp không chống định với chụp MRI: - Các kẹp phẫu thuật sử dụng tuần sau mổ - Kẹp bấm da - Dụng cụ ngừa thai tử cung - Halo vest - Valve tim (phải kiểm tra tuơng thích với MRI) Phải hỏi kỹ bệnh nhân có cảm giác sợ bóng tối hay khơng truớc định chụp MRI Thuốc an thần phải dùng cho bệnh nhân có tình trạng q sợ bóng tối Đơi cần phải gây mê tồn thân bệnh nhân khơng chấp nhận bóng tối hay trẻ nhỏ Do phải chuẩn bị hệ thống gây mê thích hợp chụp MRI cho truờng hợp Hệ thống máy chụp MRI với đuờng hầm ngắn đuợc phát triển kết hợp việc sử dụng từ truờng mạnh khảo sát sát cấu trúc giải phẫu thích hợp với hệ thống máy MRI mở Gần với việc chế tạo hệ thống máy MRI khảo sát bệnh nhân tư đứng hay ngồi cho phép khảo sát MRI tư chức đặt biệt lĩnh vực cột sống hay khảo sát chịu lực khớp vị trí giải phẫu riêng biệt Các loại tín hiệu MRI 1) T1: TR ngắn (short TR, TR1000ms; TE ngắn (short TE, TE1000ms; TE dài (long TE, TE>60ms; TI (Thời gian đảo ngược xung – Time to Inversion): 120ms – 150ms Kỹ thuật làm tăng chuỗi xung T2 dồng thời làm tăng chuỗi xung Proton Density Do có tác dụng làm giảm hiệu ứng giả ảnh Có vai trị hữu ích việc định khảo sát vùng cấu trúc có đặt loại dụng cụ chỉnh hình, cố định (đinh, nẹp, ốc, dụng cụ đĩa sống …), hay gần vùng mơ có đặt dụng cụ ngoại lai 7) Gadolinium – T1 Sequence (Cộng hưởng từ có bơm chất cản từ) Gadolinium chất tương phản cận từ Chất bơm vào tĩnh mạch để làm tăng độ tương phản tổ chức mô tác động từ trường Các tổ chức mơ giàu mạch máu có độ tương phản cao với kỹ thuật hình ảnh cộng hưởng từ Các tổn thương rách sụn viền, rách sụn chêm, chấn thương dây chằng, khiếm khuyết sụn xương tổn thương khớp khơng có độ tương phản cao với kỹ thuật cộng hưởng từ có bơm chất cản từ Trong cộng hưởng từ có vai trị lớn việc phân biệt giửa nang với khối đặt, giửa mơ hoại tử nhiễn trùng, giửa vị đĩa đệm tái phát mơ sẹo…(Hình 4) Kỹ thuật có vai trị lớn việc phân biệt mơ mỡ, hay tổ chức mơ có chất mỡ biểu dạng giảm tín hiệu cộng hưởng từ Ngược lại vùng chứa dịch hay phù nề tăng tín hiệu với kỹ thuật cộng hưởng từ (Hình 3) A B * * Hình 3: Cộng hưởng từ khử mỡ với kỹ thuật phục hồi đảo ngược (Fat Suppressed Inversion Recovery Technique) A Khối bướu mỡ to tăng tín hiệu axial MRI –T1(dấu hoa thị) chiếm gần hết ống sống từ phía sau B Khối bướu mỡ (dấu hoa thị) giảm tín hiệu rõ rệt cộng hưởng từ khử mỡ T1 Fat Saturation (vịng bầu dục) A B Hình 4: Cộng hưởng từ có bơm chất cản từ (Gadolinium – T1 Sequence) A Khối bướu màng cứng (mũi tên) không rõ ranh giới với vùng tăng, giảm tín hiệu MRI – T1 B Khối bướu (mũi tên) xuất với ranh giới rõ ràng MRI có bơm chất cản từ Gadolinium Phần 1: Phần cột sống 21 TẠP CHÍ CHẤN THƯƠNG CHỈNH HÌNH VIỆT NAM - SỐ ĐẶC BIỆT - 2013 Loại chuỗi xung mặt phẳng cắt đặc hiệu cho loại mô cấu trúc giải phẫu Tùy theo yêu cầu khảo sát lâm sàng, nhà lâm sàng chuyên gia hình ảnh học yêu cầu chọn lựa chuỗi xung lý tưởng để đáp ứng cao cho việc chẩn đốn, theo dõi lâm sàng Mơ sợi: Những loại mô dây chằng, gân, mô sụn không chứa Ion H+ giảm tín hiệu T1 T2 Những cấu trúc chứa collagen cho giả ảnh ảnh hưởng góc từ trường xuất bó collagen định hướng khoảng 55º với từ trường tác động thường thấy tín hiệu T1, PD, T2*, tượng biến tín hiệu T2W STIR đặc biệt đánh giá chop xoay Chất tủy xương: Mơ tủy xương trẻ em biểu tăng tín hiệu sáng giảm tín hiệu so với mơ mỡ T1 khơng phải bệnh lý STIR MRI khử mỡ T2 chuỗi xung lý tưởng để tìm yếu tố bệnh lý tủy xương phù nề chấn thương chuỗi xung T1 dùng để tìm đường gãy xương thường bị che khuất phù nề vùng lân cận Cơ: T1 STIR dùng để phát cấu trúc khu trú phù nề từ phát vị trí bệnh lý Sụn: STIR hay MRI khử mỡ T2 dùng để đánh giá sụn Mô sợi sụn sụn hyaline giảm tín hiệu trở nên đen hay có tín hiệu trung gian tất chuỗi xung Sụn chêm khảo sát lý tưởng T1, PD, T2* Sụn viền ổ chảo, ổ cối thấy rõ T1W sau bơm chất cản từ gadolinium khớp T2* 1) Chuỗi xung đặc hiệu cho loại mơ Loại mô Yêu cầu lâm sàng Chuỗi xung lý tưởng Xương Tổ chức xương T1, STIR T1, T2* Cơ Phần mềm Gãy xương Thương tổn ác tính / Biến đổi Methemoglobines Chấn thương Thương tổn ác tính Gân/ Dây chằng Sụn chêm Sụn viền Bao hoạt dịch Đứt / Bong gân Rách Rách Viêm T1, STIR T1, STIR tăng tín hiệu # Gadolinium T1, T2*, STIR T1, PD, T2* Arthogram T1, T2* Pre & Post Gado T1 Vùng thể Chuỗi xung Mặt phẳng cắt Khớp Gối SE PD / T2 SE T1 STIR PD SPIR Sagittal Coronal Coronal Axial Khớp Vai T2 SE T1 T2 SPIR SE T1 STIR Axial Coronal Oblique Coronal Oblique Sagittal Oblique Sagittal Oblique Khớp Cổ Chân STIR SE T1 T2 STIR PD T2 SPIR Coronal Coronal Sagittal Axial Axial 2) Chuỗi xung mặt phẳng cắt 22 Khớp Haùng T1 T2 SPIR T1 T2 SPIR Axial Axilal Coronal Sagittal Cột Sống T1 T2 T1 T2 + / - SPIR Sagittal Sagittal Axial Axial Sagittal Những tín hiệu mơ đặc trưng cộng hưởng từ T1 daøi (long T1) Giảm tín hiệu T2 dài (long T2) Tăng tín hiệu Trung bình (Intermediate) EC metHgb Nước / Dich não tủy Bệnh lý Phù Trung bình (Intermediate) T2 ngắn (short T2) Giảm tín hiệu T1 ngắn (short T1) Tắng tín hiệu Cơ GM oxyHgb WM Mỡ Chất giàu Protein Dịch IC metHgb Chất cận từ (Gd ) Khí Vỏ xương Mô giàu can-xi deoxyHgb Hemosiderin Mô xơ Gân IV Kết luận Cùng với tiến khoa học Cộng hưởng từ ngày trở nên phương tiện thiếu việc chẩn đoán, điều trị cho bệnh nhân nói chung bệnh nhân Chấn thương chỉnh hình nói riêng Việc mơ tả, báo cáo kết hình ảnh cộng hưởng từ khảo sát bệnh nhân vai trị chun gia chẩn đốn hình ảnh Việc đánh giá chuỗi xung sử dụng, xác định bệnh lý dựa kết hình ảnh cộng hưởng từ vai trị nhà lâm sàng Cần có trao đổi, phối hợp chặt chẻ giửa nhà lâm sàng với chuyên gia chẩn đốn hình ảnh để mang lại hiệu tối ưu q trình chẩn đốn điều trị cho bệnh nhân Đừng để bệnh nhân phải trở thành Nạn Nhân Các Phương Tiện Chẩn Đoán Kỹ Thuật Cao (VOMIT Syndrome – Victim of Modern Imaging Technology) Tài liệu tham khảo Clarke RH Managing radiation risks J R Soc Med 1997;90:88-92 Hounsfield GN Nobel award Address Computed medical imaging Med Phys 1980;7(4):283-90 Giannoudis PV, McGuigan J, Shaw DL Ionising Radiation during internal fixation of extracapsular neck of femur fracture Injury 1998;29(6):469-72 McKie S, Brittenden J Basic science: magnetic resonace imaging Current Orthopaedics 2005;19:13-19 Phần 1: Phần cột sống 23 ... thuật hình ảnh cộng hưởng từ Các tổn thương rách sụn viền, rách sụn chêm, chấn thương dây chằng, khiếm khuyết sụn xương tổn thương khớp khơng có độ tương phản cao với kỹ thuật cộng hưởng từ có... chất mỡ biểu dạng giảm tín hiệu cộng hưởng từ Ngược lại vùng chứa dịch hay phù nề tăng tín hiệu với kỹ thuật cộng hưởng từ (Hình 3) A B * * Hình 3: Cộng hưởng từ khử mỡ với kỹ thuật phục hồi... cho bệnh nhân nói chung bệnh nhân Chấn thương chỉnh hình nói riêng Việc mơ tả, báo cáo kết hình ảnh cộng hưởng từ khảo sát bệnh nhân vai trị chun gia chẩn đốn hình ảnh Việc đánh giá chuỗi xung