Nghiên cứu hệ thống cộng hưởng từ chức năng

Nghiên cứu hệ thống cộng hưởng từ chức năng Nghiên cứu hệ thống cộng hưởng từ chức năng Nghiên cứu hệ thống cộng hưởng từ chức năng luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Ngô Quang Tuấn NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CỘNG HƯỞNG TỪ CHỨC NĂNG Chuyên ngành : Kỹ thuật Y sinh LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT Y SINH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS Vũ Tuấn Lâm PGS.TS Nguyễn Đức Thuận Hà Nội – Năm 2011 MỤC LỤC Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt T 32T Danh mục bảng T 32T Danh mục hình vẽ, đồ thị T 32T Lời nói đầu T 32T Chương I: Giới thiệu chung 13 T 32T 1.1 Giới thiệu chung fMRI 13 T 32T 2.2 Ứng dụng fMRI 19 T 32T 2.3 Ưu nhược điểm 19 T 32T Chương Nguyên lý tạo hình cộng hưởng từ 21 T T 2.1 Nguyên lý tạo hình 21 T 32T 2.2 Thu nhận xử lý tín hiệu 33 T 32T Chương III: Cấu trúc hệ thống cộng hưởng từ 37 T T 3.1 Nam châm 37 T 32T 3.2 Gradient 38 T 32T 3.3 Cuộn thu phát tín hiệu RF 40 T 32T 3.4 Hệ thống tạo tín hiệu kích thích cho bệnh nhân 42 T T 3.5 Hệ thống tái tạo hình ảnh 43 T 32T 3.6 Hệ thống phần mềm 44 T 32T Chương IV: Cộng hưởng từ chức não 46 T T 4.1 Cấu trúc não 46 T 32T 4.2 Hiệu ứng BOLD (Blood Oxygen Level Dependent) 56 a Sự tương phản phụ thuộc vào mức độ oxy hóa dịng máu 56 b Tạo ảnh chức sử dụng hiệu ứng BOLD 58 c Thiết kế mơ hình kích thích 62 d Phân tích liệu fMRI: 64 T T T T T T T T T 32T Chương V: Các kỹ thuật hỗ trợ tạo hình chức não 75 T T 5.1 MR Diffusion weighted imaging (DWI) 75 T T 5.2 Diffusion Tensor Imaging (DTI) 76 a Nguyên lý 77 b Diffusion Tensor MRI: thu nhận xử lý liệu 79 c Ứng dụng 90 d Tổng kết DTI 99 T T T 32T T T T 32T T 32T 5.3 Contrast MR 102 T 32T Trang 1/114 Chương VI: Tổng kết 103 T 32T 6.1 So sánh ưu điểm nhược điểm với phương pháp khác 103 a PET SPECT 103 b Phương pháp EEG 103 c Siêu âm Doppler xuyên sọ chức 104 T T T 32T T 32T T T 6.2 Thực tế ứng dụng fMRI Việt Nam 105 T T 6.3 Hệ thống phần mềm phần cứng chụp cộng hưởng từ chức 108 a Phần cứng 108 b Phần mềm 111 T T T 32T T 32T 6.4 Kết luận 113 T 32T Tài liệu tham khảo: 114 T 32T Trang 2/114 Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt BOLD: Blood Oxygen Level Dependent - Sự phụ thuộc vào mức oxy máu CBF: Cerebral Blood Flow - Dòng máu chảy não CNS: Central Nervous System - Hệ thần kinh trung ương CSF: Cerebro Spinal Fluid Dịch - não tủy DAS: Data Acquisition System - Hệ thống thu nhận liệu DTI: Diffusion Tensor Imaging - tạo hình khuếch tán theo sợi thần kinh DWI: Diffusion Weighted Imaging - Tạo hình khuếch tán EEG: ElectroEncephaloGraphy - Điện não đồ EPI: Echo Planar Imaging - Tạo hình hồi âm mặt phẳng FFT : Fast Fourier Transformation - biến đổi Fourier nhanh FLAIR: Fluid Attenuated IR - phục hồi đảo dựa theo suy giảm dòng chảy fMRI: Functional Magnetic Resonance Imaging - tạo hình cộng hưởng từ chức GE: Gradient Echo - tín hiệu dội Gradient MRI: Magnetic Resonance Imaging - tạo hình cộng hưởng từ NIRS:near-infrared spectroscopy - chụp phổ cận hồng ngoại PET: Positron Emission Tomography SE: Spin Echo - tín hiệu dội Spin SNR: Signal to Noise Ratio - tỷ lệ tín hiệu nhiễu SPECT: Single Photon Emission Computed Tomography TE: Time to Echo - thời gian xung dội TR: Time Repetition - thời gian lặp xung Trang 3/114 Danh mục bảng Bảng 1: Hệ số khuếch tán nước não người (x 10-3 mm2/s) 89 Danh mục hình vẽ, đồ thị Hình 1.1: Khảo sát vùng vận động bàn tay phải (A) vùng thị giác (B,C) 14 U T T U Hình 2.1: spin nguyên tử H thể người 21 U T T U Hình 2.2: chuyển động spin nguyên tử H tác dụng từ trường 22 U T T U Hình 2.3: bệnh nhân nằm từ trường 23 U T T U Hình 2.4: Trạng thái proton sau nhận xung kích thích RF 24 U T T U HÌnh 2.5: Mo chuyển động hình xoắn ốc mặt phẳng XY 24 U T T U Hình 2.6: Mo lệch góc α so với trục Y 25 U T T U Hình 2.7: mối liên hệ voxel mô voxel ảnh 26 U T T U Hình 2.8: Sử dụng gradient để lựa chọn lát cắt 28 U T T U Hình2.9: Dải tần phát độ dốc gradient định độ dày lát cắt 29 U T T U Hình 2.10: Quá trình thu nhận khối 30 U T T U Hình 2-11: Tạo ảnh đa lát cắt 31 U T T U Hình 2-12: Quá trình biến đổi liệu thu thành ảnh nhờ biến đổi Fourier 34 U T T U Hình 2.13: Mã hóa tần số chiều 35 U T T U Hình 2.14: mã hóa tín hiệu tái tạo ảnh 35 U T T U Hình 2.15: yếu tố ảnh hưởng đến hình ảnh 36 U T T U Hình 3.1: nam châm siêu dẫn hệ thống cộng hưởng từ 37 U T T U Hình 3.2 Khối gradient cộng hưởng từ 40 U T T U Hình 3.3: sơ đồ khối RF thu phát tín hiệu 41 U T T U Hình 3.4: Sơ đồ hệ hệ thống tạo tín hiệu kích thích cho bệnh nhân 43 U T T U Hình 3.5: Hệ thống tái tạo sử dụng server BLADE SUN với chip AMD U T Opteron 43 32T U Trang 4/114 Hình 3.6: Bàn điều khiển phần mềm hệ thống cộng hưởng từ 44 U T T U Hình 4.1: Phân chia trục thần kinh động vật 46 U T T U Hình 4.2: Phân chia trục thần kinh người 47 U T T U Hình 4.3: Ba mặt phẳng trực giao 48 U T T U Hình 4.4: Cấu trúc neuron 49 U T T U Hình 4.5: Phân chia vùng não 50 U T T U Hình 4.6: Bốn thùy não: trán, thái dương, đỉnh chẩm 51 U T T U Hình 4.7: Mặt cắt ngang não cho thấy vùng thalamus, hypothalamus 52 U T T U Hình 4.8: Sự xếp trường nhìn 53 U T T U Hình 4.9: Định vị vùng vỏ não liên hệ với quan cảm thụ 54 U T T U Hình 4.10: Sự định vị gần vùng sơ cấp thứ cấp, vùng giác quan thứ ba U T vùng vỏ não vận động 55 32T U Hình 4.11: Sự định vị gần vùng Broca, liên quan tới thông tin U T câu vùng Wernike liên quan tới hiểu lời nói 55 T U Hình 4.12: So sánh khác biệt số lượng phân tử haemoglobin mang oxy 58 U T T U máu hai trường hợp não: hoạt động nghỉ ngơi 58 U T T U Hình 4.13: Chọn giá trị TE tối ưu cho tỷ lệ thay đổi tín hiệu lớn với hiệu ứng U T BOLD 60 32T U Hình 4.14 : Dạng gradient dội EPI sử dụng trải rộng Gradient 61 U T T U Hình 4.15: Trình tự phân tích liệu 66 U T T U Hình 4.16: Biều đồ suy giảm cường độ trung bình ảnh lát cắt đơn U T thí nghiệm fMRI sau 15 phút 67 32T U Hình 4.17: Việc lựa chọn bề rộng ma trận lọc ảnh hưởng đến phát U T cáchoạt động 71 32T U Hình 4.18: Sử dụng ba lọc khác với liệu fMRI U T thí nghiệm xiết chặt tay 71 32T U Hình 4.19: Có trơi tín hiệu theo trục thời gian liệu, nhờ có lọc, 73 U T T U Trang 5/114 điểm bắt đầu kết thúc chuỗi làm xiên 73 U T T U Hình 5.1: chuyển động khuếch tán phân tử nước 75 U T T U Hình 5.2 Hình ảnh chụp cộng hưởng từ khuếch tán DWI 76 U T T U Hình 5.3: khuếch tán tensor, lát cắt dọc trục 80 U T T U Hình 5.4: Mơ hình lấy mẫu theo hướng 83 U T T U Hình 5.5: DTI não bình thường, trung bình khuếch tán (thu từ dấu vết U T khuếch tán tensor) tương ứng với toàn dịch chuyển phân tử nước T U 86 Hình 5.6: So sánh số không đẳng hướng: 89 U T T U Hình 5.7: Hình chiều khuếch tán tensor 92 U T T U Hình 5.8: Hình ba chiều khuếch tán tensor 93 U T T U Hình 5.9: DTI nhạy với đột quỵ não 94 U T T U Hình DTI CADASIL, bệnh theo di truyền nguyên nhân dẫn đến U T chứng thiếu máu cục chất trắng dẫn đến bất thường vùng tuần hoàn nhỏ 96 T U Hình 5.11 Đường mịn mơ não Ứng dụng coi thử thách lớn DTI 98 U T T U Hình 5.12: hợp ảnh cộng hưởng từ ảnh DTI 100 U T T U Hình 5.13 Kết hợp cộng hưởng từ chức đồ vùng tiếng nói với tạo hình U T DTI 101 T U Hình 5.14 ảnh kết hợp cộng hưởng từ chức DTI 102 U T T U Hình 6.1: Siêu âm doppler xuyên sọ chức 105 U T T U Hình 6.2 Bệnh nhân nam, 20t, u bào grade II, vùng trán trái, khảo sát liên quan U T vận động bàn tay phải với u trước phẫu thuật (A, B) sau phẫu thuật (C) 107 T U Hình 6.3: phần cứng hỗ trợ tạo hình cộng hưởng từ thị giác 109 U T T U Hình 6.4: bệnh nhân chụp cộng hưởng từ chức thị giác 109 U T T U Hình 6.5: thiết bị hỗ trợ tạo hình cộng hưởng từ chức vùng thính giác 110 U T T U Hình 6.6 Thiết bị tạo phản xạ cho bệnh nhân thu lại đáp ứng bệnh nhân 111 U T T U Trang 6/114 Hình 6.7: ảnh bệnh nhân nhi 13 tuổi với khối nằm sâu não 112 U T T U Hình 6.8: hoà ảnh cộng hưởng từ chức DTI 113 U T T U Trang 7/114 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn nội dung đề cập luận văn viết dựa kết nghiên cứu thân hướng dẫn TS Nguyễn Tuấn Lâm PGS.TS Nguyễn Đức Thuận Mọi thơng tin số liệu tham khảo trích dẫn đầy đủ nguồn sử dụng luật quyền quy định Tôi xin chịu trách nhiệm nội dung luận văn Học viên Ngô Quang Tuấn Trang 8/114 Lời nói đầu Chụp hình cộng hưởng từ chức phương pháp chụp não ngành thần kinh học nhận thức Những tiến công nghệ quét ảnh, giao thức thu nhận hình ảnh, thiết kế thí nghiệm, phương pháp phân tích hứa hẹn đưa fMRI từ đồ học đơn trở thành vấn đề nghiên cứu thực tổ chức não Tuy nhiên, câu hỏi xoay quanh phân tích nhiều liệu fMRI, kết luận rút ra, thường bỏ qua hạn chế phương pháp luận Sau đây, tơi xin đưa nhìn tổng quan trạng fMRI, đúc kết từ liệu sinh lý chụp não để trình bày hiểu biết tín hiệu huyết động khó khăn mà chúng gặp phải giải thích liệu từ chụp cắt lớp não Chụp hình cộng hưởng từ phương pháp tạo hình cao cấp kể từ nh khoa hc Conrad Roăntgen phỏt minh cho i việc chụp hình tia X vào năm 1895 Từ ca chụp cộng hưởng từ tiến hành vào 03 – 07 - 1977, đảm nhận vai trị quan trọng chưa có y học chẩn đoán gần nghiên cứu Trong y học, MRI chủ yếu sử dụng để tạo hình ảnh cấu trúc quan bao gồm hệ thống thần kinh trung ương, cung cấp thơng tin trạng thái lý hóa học mơ, phân bố mạch truyền dịch Mặc dù tất khả từ lâu đánh giá cao xuất chụp cộng hưởng từ chức – công nghệ đo thay đổi huyết động sau tăng cường hoạt động thần kinh – năm 90 có ảnh hưởng thực tới việc nghiên cứu khoa học thần kinh nhận thức Cho nghiên cứu chụp cộng hưởng từ chức mà khơng có loại thuốc cản quang ngoại sinh công bố vào năm 1991, tương ứng khoảng 1100 tờ báo năm, tờ ngày, năm 1992 tổng số có ấn phẩm, tăng tới ấn phẩm ngày vào năm 2007 Trang 9/114 bệnh bao gồm xơ cứng, tâm thần phân liệt trở thành phần chuẩn đoán lâm sàng Với phát triển DTI, khuếch tán phố nguyên tử trao đổi chất tạo hình khơng gian q (q-space imaging), hy vọng tương tai sớm đạt tiến vượt bậc tạo hình khuếch tán Hình 5.12: hợp ảnh cộng hưởng từ ảnh DTI Các đồ RA bệnh nhân ung thư cho thấy DTI hữu ích việc theo dõi sau phẫu thuật Liên kết thần kinh vùng lời nói hồi phục phần sau phẫu thuật DTI hướng, b = 1576s/mm2, 128x128, thời gian quét 70s Trang 100/114 Hình 5.13 Kết hợp cộng hưởng từ chức đồ vùng tiếng nói với tạo hình DTI Trang 101/114 Hình 5.14 ảnh kết hợp cộng hưởng từ chức DTI 5.3 Contrast MR Sử dụng thuốc cản từ oxit sắt kết hợp vào phân tử đường tinh bột (chất dẫn) gây thay đổi từ trường đo máy cộng hưởng từ Tín hiệu kết hợp với chất cản từ tỷ lệ thuận với thể tích máu não Do tạo độ nhậy cao so với tín hiệu BOLD, kết hợp với tín hiệu BOLD tạo tín hiệu cộng hưởng từ mạnh Trang 102/114 Chương VI: Tổng kết 6.1 So sánh ưu điểm nhược điểm với phương pháp khác Các nhà khoa học giới quan tâm đến việc nghiên cứu, tìm bí mật não, xong kỹ thuật cịn thơ sơ thơng thường phán đoán giả thuyết, thực tế muốn quan sát phải tiến hành mổ não có thểphát Nhưng việc mổ nguy hiểm cho bệnh nhân phương pháp chưa hẳn tìm hiểu não Cùng với phát triển kỹ thuật tạo ảnh cắt lớp vi tính (CT) tạo ảnh cộng hưởng từ hạt nhân, quan sát định vị tổn thương (nếu có) não mà khơng cần tiến hành phẫu thuật mở sọ não Ngoài với hai phương pháp tạo ảnh cắt lớp này, kỹ thuật khác nghiên cứu não qua tín hiệu điện thu vỏ não, biết đến kỹ thuật "điện não đồ" - EEG, mở tiềm việc nghiên cứu chức não người bình thường người bệnh Ngoài phương pháp tạo ảnh chức não như: chụp SPECT, chụp PET, tạo ảnh cộng hưởng từ chức (function Magnetic Resonance Imaging - fMRI), siêu âm Doppler xuyên sọ chức (Functional transcranial Doppler sonography) a PET SPECT PET SPECT nhậy việc chẩn đoán chức dựa theo trao đổi chuyển hoá Bằng cách sử dụng FDG hay chất tải, việc xác định trao đổi chất não diễn dễ dàng Tuy nhiên nhược điểm phải đưa phóng xạ vào thể việc tạo kích thích để bệnh nhân tập trung khó khăn Cho nên phương pháp thường sử dụng để đánh giá bệnh thần kinh thiếu máu cục u não để tạo hình chức thần kinh b Phương pháp EEG Trang 103/114 Phương pháp EEG dùng để đo đáp ứng với số kích thích lặp lại đặn số kiểu bàn cờ carô, nhiều nhiệm vụ phức tạp ghi nhớ số hồi tưởng lại Tín hiệu thu từ điện cực đáp ứng với kích thích ghi lại tính trung bình tổng số kiểm tra Đáp ứngđược đặc trưng trễ đỉnh tín hiệu với xuất kích thích Thời gian cỡ ms với đáp ứng thân não bội số 100 ms với đáp ứng vỏ não Ví dụ, đáp ứng phát nói chung với kích thích đặc biệt, 300, có thời gian cỡ 300 ms Có thể tìm tín hiệu ta quan tâm, độ lớn đỉnh vẽ da cho phép ta biết giá trị nguồn phát tín hiệu Nhược điểm việc nghiên cứu chức não sử dụng EEG tín hiệu đo được ghi lại da, khơng thể hoạt động nằm sâu vỏ não Tuy nhiên, kỹ thuật có chi phí thấp an tồn nên sử dụng rộng rãi dùng nghiên cứu kỹ thuật quét thực được, chẳng hạn theo dõi liên tục suốt thời gian ngủ c Siêu âm Doppler xuyên sọ chức Siêu âm Doppler xuyên sọ chức sử dụng đầu dò xuyên sọ phát tia vị trí mở hộp sọ vùng thái dương Phương pháp mạnh việc đo lưu lượng dòng chảy não Tuy nhiên, có hạn chế lớn Do đặt đầu dị số vị trí, đo tín hiệu số vùng Những vị trí đỉnh não khó khăn Trang 104/114 Hình 6.1: Siêu âm doppler xun sọ chức Mỗi phương pháp mang ưu điểm nhược điểm, phương pháp tạo ảnh não trình bày cần bổ sung cho cạnh tranh với Tất chúng có khả khám phá chức não chúng phát triển ứng dụng lâm sàng chế biết, việc chế tạo phần cứng trở nên dễ dàng 6.2 Thực tế ứng dụng fMRI Việt Nam Hầu hết nghiên cứu khoa học thần kinh nhận thức (khoảng 70%) thực máy quét 1.5T, 20% thực máy quét 1.5T 3T, 2T 4T Khoảng 87% tất nghiên cứu sử dụng tạo hình xung đột gradient chiều truyền thống (GE – EPI), phần lại sử dụng biến thể khác chuỗi tạo hình xung đột spin chiều (SE – EPI) Sự kết hợp giữ từ trường thấp GE – EPI dễ dẫn tới nhiều lỗi khoanh vùng Tuy nhiên, khởi đầu kỷ 21, tỷ lệ nghiên cứu lĩnh vực 3T tăng lên, đạt khoảng 56% vào năm 2007 Các lĩnh vực từ tính cao có khả thống trị sở nghiên cứu cộng hưởng từ tương lai, điều chắn cải thiện chất lượng liệu thu nghiên cứu cộng hưởng từ người Đồng thời, máy quét từ trường cao yêu cầu tương tác chặt chẽ nhà vật lý cộng hưởng từ với nhà khoa học ứng Trang 105/114 dụng, không đồng lớn nhiều B0 (trường tĩnh chính) B1 (trường tạo xung kích thích) trường cao yêu cầu nhiều chuyên môn kỹ thực nghiệm để đạt chất lượng hình ảnh mong muốn Theo thống kê trên, 70% số ứng dụng cộng hưởng từ chức thực máy cộng hưởng từ 1.5T, chiếm tỷ lệ cao hẳn so với hệ thống cộng hưởng từ khác Đây loại máy cộng hưởng từ lắp đặt rộng rãi Việt Nam Các hệ thống cộng hưởng từ 1.5T lắp đặt Việt Nam: Hãng GE: - Bệnh viện Bưu Điện Hà Nội - Bệnh viện Hữu Nghị - Bệnh viện Hoàn Mỹ Cửu Long - Bệnh viện đại học Y Hà Nội - Bệnh viện An Phước Hãng Siemens: - Bệnh viện Chợ Rẫy - Bệnh viện Bạch Mai - Bệnh viện Trường Đại học Y dược - TPHCM - Bệnh viện Nhân dân 115 - Bệnh viện Amtic - Bệnh viện tim Hà Nội Hãng Philips: - Bệnh viện đa khoa Cần Thơ: 1.5T - Bệnh viện quân đội 108: 3.0T Đa phần ứng dụng chụp thần kinh hệ thống cộng hưởng từ thực mức đơn giản Chụp não, khảo sát thần kinh, đánh giá tổn thương chụp mạch não Rất nghiên cứu ứng dụng chụp cộng hưởng từ chức Trang 106/114 ứng dụng khác chụp hình khuếch tán theo sợi thần kinh thực Cộng hưởng từ chức sử dụng nghiên cứu nhận thức hoạt động thần kinh tâm thần Trong thực hành lâm sàng, Cộng hưởng từ chức dùng để định vị vùng chức cảm giác, vận động, ngơn ngữ với mục đích lập kế hoạch tiền phẫu, xác định bán cầu ưu ngôn ngữ đánh giá khả hồi phục chức não sau phẫu thuật Ngồi ra, kỹ thuật cịn có nhiều ứng dụng khác đánh giá phát triển rối loạn thần kinh trẻ em, nghiên cứu đau, khu trú vị trí động kinh, nghiên cứu rối loạn tâm thần kinh… Trong năm 2008-2010, bệnh viện Chợ Rẫy khảo sát 16 trường hợp, vùng vận động (12 trường hợp), cảm giác (2), thị giác (1) ngơn ngữ (1); có trường hợp đánh giá trước sau phẫu thuật Hình 6.2 Bệnh nhân nam, 20t, u bào grade II, vùng trán trái, khảo sát liên quan vận động bàn tay phải với u trước phẫu thuật (A, B) sau phẫu thuật (C) Việt Nam nước có số vụ tai nạn giao thông cao, theo thống kê năm 2010 T nước xảy 14.442 vụ tai nạn giao thông, làm 11.449 người chết, 10.633 người bị T thương Trong đó, 90% gây chấn thương sọ não Do đó, việc chẩn đốn, chữa trị Trang 107/114 di chứng để lại sau có nhu cầu thực có ý nghĩa đặc biệt hồn cảnh nước ta Các hệ thống cộng hưởng từ 1.5T thực tốt chụp cộng hưởng từ BOLD, nhiên tỷ lệ % số ca chụp nhỏ tổng số ca chụp cộng hưởng từ Việt Nam Hiện nước ta, có nghiên cứu nhỏ bác sỹ bệnh viện Chợ Rẫy tầm quan trọng cộng hưởng từ chức lập kế hoạch tiền phẫu Hy vọng tương lai gần, cộng hưởng từ chức Việt Nam triển khai sâu rộng nữa, ứng dụng vào chẩn đoán điều trị, đem lại lợi ích cho bệnh nhân xã hội 6.3 Hệ thống phần mềm phần cứng chụp cộng hưởng từ chức a Phần cứng Như mô tả trên, phần cứng hệ thống cộng hưởng từ chức bao gồm có hệ thống cộng hưởng từ phận tạo kích thích Bộ phận tạo kích thích bao gồm có thiết bị chuyển kích thích tới thể bệnh nhân phận phát kích thích hay máy tính phát kích thích Phần cứng hỗ trợ tạo hình cộng hưởng từ thị giác Với hình ảnh rõ nét màu sắc sặc sỡ, hệ thống cho phép người sử dụng dễ dàng chiếu hình đồ họa chữ cho bệnh nhân Hệ thống kết nối tới card đồ họa máy tính thơng thường có kênh riêng biệt cho mắt Một camera theo dõi mắt tích hợp vào hệ thống cho phép theo dõi chuyển động mắt phòng chụp cộng hưởng từ Hệ thống camera với nguồn hồng ngoại cho phép hoạt động bóng tối Tín hiệu Video thu với video theo dõi chuyển động mắt sử dụng để phân tích chuyển động mắt Trang 108/114 Hình 6.3: phần cứng hỗ trợ tạo hình cộng hưởng từ thị giác Hình ảnh mơ tả tư bệnh nhân chụp cộng hưởng từ chức sử dụng thiết bị chiếu hình kèm theo camera theo dõi chuyển động mắt Hình 6.4: bệnh nhân chụp cộng hưởng từ chức thị giác Phần cứng hỗ trợ tạo hình cộng hưởng từ thính giác Bao gồm có tai nghe điều chỉnh âm Tai nghe thiết kế thân thiện cho bệnh nhân, tạo âm rõ ràng chi tiết Dải âm tạo nằm khoảng 8Hz tới 35kHz Ngồi headphone, hệ thống cịn Trang 109/114 hỗ trợ tai nghe trong, nhằm giảm tối đa tiếng ồn tác động tới thính giác bệnh nhân hoạt động khối từ Hình 6.5: thiết bị hỗ trợ tạo hình cộng hưởng từ chức vùng thính giác Bộ điều chỉnh âm bao gồm có chức điều chỉnh âm lượng, tích hợp microphone Phần cứng hỗ trợ tạo hình cộng hưởng từ vùng chuyển động Bao gồm có vịng cầm tay, kết nối với tạo kích thích dây cáp quang Mỗi vịng cầm tay bao gồm có nút bấm Sự phản ứng bệnh nhân thu lại theo dõi tín hiệu âm ánh sáng Trang 110/114 Hình 6.6 Thiết bị tạo phản xạ cho bệnh nhân thu lại đáp ứng bệnh nhân b Phần mềm Chuỗi xung sử dụng để thu nhận tín hiệu BOLD EPI Dữ liệu sau tạo ra, hiển thị dạng đồ hoạt hoá 2D Một số hãng GE, đồ liệu thu nhận với tốc độ 25 khung hình/giây với số lượng hình ảnh tối đa chuỗi tạo hình lên tới 20,000 hình Sau thu liệu 2D chuỗi hình ảnh Bước tiếp theo, hình ảnh tái tạo dạng khối biểu diễn hỗn hợp theo nhiều hướng chiếu khác để hiển thị vùng hoạt hoá não – kết tạo hình cộng hưởng từ chức Vùng hoạt hố mã hố sử dụng màu sắc để làm bật Để dễ dàng quan sát hơn, cơng cụ cắt, biểu diễn vị trí sử dụng: Trang 111/114 Hình 6.7: ảnh bệnh nhân nhi 13 tuổi với khối nằm sâu não Trang 112/114 FLAIR T2 Tractography Hình 6.8: hồ ảnh cộng hưởng từ chức DTI 6.4 Kết luận Mục đích luận văn là: Nghiên cứu hệ thống cộng hưởng từ chức Luận văn thực nội dung sau: - Nghiên cứu sở nguyên lý tạo hình cộng hưởng từ chức - Cấu trúc hệ thống cộng hưởng từ chức - Các phương pháp tạo hình cộng hưởng từ hỗ trợ cộng hưởng từ chức - Thực trạng ứng dụng cộng hưởng từ chức Việt Nam Mặc dù có nhiều yếu điểm hệ thống phức tạp, khó phân tích liệu… fMRI cơng cụ tốt mà có để sử dụng để đánh giá chức não Dựa theo nghiên cứu nay, phương hướng phát triển tương lai cộng hưởng từ chức bao gồm có lập kế hoạch phẫu thuật não đánh giá nguy não bệnh nhân, cải thiện điều trị giảm đau, nghiên cứu điều trị rối loạn chức não Trang 113/114 Tài liệu tham khảo: Nikos K Logothetis (2008), What we can and what we cannot with fMRI Bruce Fischl, David H Salat, Evelina Busa, Marilyn Albert, Megan Dieterich, Christian Haselgrove, Andre van der Kouwe, Ron Killiany, David Kennedy, Shuna Klaveness,Albert Montillo, Nikos Makris, Bruce Rosen, and Anders M Dale (2002) Whole Brain Segmentation: Neurotechnique Automated Labeling of Neuroanatomical Structures in the Human Brain Roger B H Tootell, Janine D Mendola, Nouchine K Hadjikhani, Patrick J Ledden, Arthur K Liu, John B Reppas, Martin I Sereno, and Anders M Dale (1997), Functional Analysis of V3A and Related Areas in Human Visual Cortex Denis Le Bihan, MD, PhD, Jean-Franc¸ois Mangin, PhD, Cyril Poupon, PhD, Chris A Clark, PhD, Sabina Pappata, MD, PhD, Nicolas Molko, MD, and Hughes Chabriat, MD (2001), Diffusion Tensor Imaging: Concepts and Applications David J.Heeger and David Ress (2002), WHAT DOES fMRI TELL US ABOUT NEURONAL ACTIVITY? Vincent Ferrera, Jack Grinband, Tobias Teichert, Franco Pestilli, Stephen Dashnaw, Joy Hirsch (2008) Functional Imaging with Reinforcement, Eyetracking, and Physiological Monitoring Website: www.wikipedia.org Website: www.GEHealthCare.com Website: www.nordicneurolab.com U 32T T U 10 Website: www.fmri.org Trang 114/114 ... lệ nghiên cứu máy 3T tăng lên, đạt khoảng 56% vào năm 2007 Các lĩnh vực từ tính cao có khả thống trị sở nghiên cứu cộng hưởng từ tương lai, điều chắn cải thiện chất lượng liệu thu nghiên cứu cộng. .. loại hệ thần kinh khác 2.2 Ứng dụng fMRI Cộng hưởng từ chức sử dụng rộng rãi nghiên cứu nhận thức hoạt động thần kinh tâm thần Trong thực hành lâm sàng, Cộng hưởng từ chức dùng để định vị vùng chức. .. hợp ảnh cộng hưởng từ ảnh DTI 100 U T T U Hình 5.13 Kết hợp cộng hưởng từ chức đồ vùng tiếng nói với tạo hình U T DTI 101 T U Hình 5.14 ảnh kết hợp cộng hưởng từ chức DTI