Nghiên cứu công nghệ tạo ảnh cộng hưởng từ và các ứng dụng trong y tế

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - VŨ MẠNH THÔNG NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TẠO ẢNH CỘNG HƯỞNG TỪ VÀ CÁC ỨNG DỤNG TRONG Y TẾ Chuyên ngành: Kỹ thuật y sinh LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Y SINH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM DOÃN TĨNH HÀ NỘI - 2016 Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan tất nôi dung luận văn đề cương yêu cầu thầy giáo hướng dẫn Đây cơng trình tơi tổng hợp nghiên cứu Trong luận văn có sử dụng số tài liệu tham khảo nêu phần tài tiệu tham khảo Tác giả luận văn Vũ Mạnh Thông Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG THIẾT BỊ CHỤP CẮT LỚP CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN 1.1 Giới thiệu chung thiết bị chụp cắt lớp cộng hưởng từ hạt nhân 1.1.1 Lịch sử đời trình phát triển máy cộng hưởng từ 1.1.2 Ứng dụng máy cộng hưởng từ 1.1.3 Tương lai phát triển máy cộng hưởng từ 1.2 Cấu tạo, hoạt động thiết bị chụp cắt lớp cộng hưởng từ hạt nhân 1.2.1 Tổng quan phần cứng 1.2.2 Chức hoạt động khối CHƯƠNG 2: CÁC KHÁI NIỆM TRONG TẠO ẢNH CỘNG HƯỞNG TỪ 15 2.1 Các khái niệm 15 2.2 Spin 16 2.2.1 Định nghĩa spin 16 2.2.2 Tính chất spin 17 2.2.3 Spin hạt nhân 17 2.3 Mức lượng 18 2.4 Sự chuyển tiếp 19 2.5 Biểu đồ mức lượng 23 2.6 Thống kê Boltzman 23 2.7 Các gói spin 25 2.8 Không gian K 26 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh 2.9 Cơ sở toán học cộng hưởng từ hạt nhân 27 2.9.1 Khái niệm Logarit Decibel 27 2.9.2 Hàm mũ 28 2.9.3 Các hàm lượng giác 28 2.9.4 Các khái niệm khác cần quan tâm 29 2.9.5 Biến đổi Fourier 30 2.9.6 Cặp biến đổi Fuorier 33 2.9.7 Định lý 35 2.9.8 Biến đổi Fuorier chiều 35 CHƯƠNG 3: NGUYÊN LÝ TẠO ẢNH TRONG MÁY CỘNG HƯỞNG TỪ 36 3.1 Nguyên lý tạo ảnh 36 3.2 Gradient mã hóa pha 43 3.3 Gradient mã hóa tần số 44 3.4 Quá trình T1 47 3.5 Quá trình T2 51 3.6 TR & TE 52 3.7 Biểu thức Bloch 55 CHƯƠNG 4: CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO ẢNH CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN 56 4.1 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 56 4.1.1 Tín hiệu NMR miền thời gian 56 4.1.2 Các quy ước tần số -/+ 56 4.2 Các chuỗi xung 56 4.2.1 Chuỗi xung 90o-FID 56 4.2.2 Chuỗi xung Spin-Echo 57 4.2.3 Chuỗi xung hồi phục ngược 59 4.3 Các phương pháp tạo ảnh 60 4.3.1 Tạo ảnh cắt lớp biến đổi Fourier 61 4.3.2 Tạo ảnh gradient ghi nhớ xung dội 64 4.3.3 Phương pháp phục hồi đảo 67 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh 4.4 Phương pháp sử dụng tín hiệu dội spin 71 4.5 Phương pháp sử dụng tín hiệu dội gradient 72 4.6 Tạo ảnh Fourie dội lại mặt phẳng 73 4.7 Phân loại phương pháp 78 4.7.1 Từ ngữ viết tắt dùng hãng sản xuất 79 4.7.2 Spin echo 81 4.7.3 Spin echo nhanh 84 4.7.4 Se cực nhanh 87 4.7.5 Inversion Recovery, STIR and FLAIR 88 4.7.6 Gradient Echo 91 4.7.7 Trình tự Ge Spoiled 94 4.7.8 Spoiled Ge siêu nhanh 97 4.7.9 Trình tự Gradient Echo với trạng thái cân dư từ hóa ngang 98 4.7.10 Gradient echo trạng thái cân nâng cao T2 100 4.7.11 Gradient echo cân 102 4.7.12 Echo hai chiều 103 4.7.13 Hybrid sequences 106 Chương 5: ỨNG DỤNG ẢNH CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN TRONG Y TẾ 109 5.1 Khái quát ứng dụng chụp ảnh cộng hưởng từ hạt nhân 109 5.2 Các ứng dụng lâm sàng máy 110 5.3 Một số hình ảnh lâm sàng ảnh cộng hưởng từ hạt nhân 111 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 116 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT   B0, H0 B1, H1 BMH CHTHN FA FID FOV Gx, Gy, Gz MRI NMR SAGE STIR T1 T2 TE TI TR TS Voxel : Hệ số từ giảo (hay hệ số từ quay từ hồi chuyển) : Mật độ proton : Từ trường tạo nam châm : Từ trường tạo cuộn dây RF tần số Larmor : Bước mã hố pha : Cộng hưởng từ hạt nhân : Góc quay (lật) (Flip Angle) : Free Induction Decay - Tín hiệu suy giảm cảm ứng tự : Trường quan sát (Field Of View) : Trường gradient tương ứng theo chiều x, y z : Magnetic Resonance Imaging - Chụp cắt lớp cộng hưởng từ hạt nhân : Nuclear Magnetic Resonance - Cộng hưởng từ hạt nhân : Small Angle Gradient Echo - Phương pháp tiếng vọng gradient góc quay nhỏ : Short TI Inversion Recovery - Phương pháp đảo nghịch phục hồi TI ngắn : Hằng số thời gian dãn hồi spin - mạng (dãn hồi dọc) : Hằng số thời gian dãn hồi spin - spin (dãn hồi ngang) : Thời gian tiếng vọng (Echo Time) : Thời gian đảo nghịch (Inversion Time) : Chu kỳ lặp lại dãy xung tạo ảnh (Repetition Time) : Thời gian bão hồ (Saturation Time) : Phần tử thể tích Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ khối thiết bị chụp cắt lớp CHTHN Hình 1.2: Cuộn dây tạo trường gradient theo trục Y 10 Hình 1.3: Cuộn dây tạo trường gradient theo trục Z 10 Hình 1.4: Cuộn dây tạo trường gradient theo trục X 10 Hình 1.5: Sơ đồ tách sóng pha cầu phương 12 Hình 1.6: Phantom phân tích D= 24cm 13 Hình 1.7: Mặt cắt qua phantom 13 Hình 2.1: Một lớp cắt với chiều dày thk 15 Hình 2.2: Một đơn vị thể tích lớp cắt 15 Hình 2.3: Bức xạ trường điện từ 15 Hình 2.4: Cấu trúc mô 16 Hình 2.5: Một tế bào 16 Hình 2.6: Mơ hình nam châm spin hạt nhân 18 Hình 2.7: Lược đồ mức lượng proton sau tương tác Zeeman 21 Hình 2.8: Sự chênh lệch mức lượng trạng thái 23 Hình 2.9: Mơ hình gói spin 26 Hình 2.10: Biến đổi hệ thống tọa độ 29 Hình 2.11: Chuyển đổi tín hiệu từ miền thời gian sang miền tần số 30 Hình 2.12: Biến đổi Fuorier với đầu vào gồm phần thực ảo 31 Hình 2.13: Biến đổi Fuorier áp dụng định lý với hàm Lorentrian 35 Hình 3.1: Gradient từ trường 37 Hình 3.2: Điểm đồng tâm gradient từ trường 37 Hình 3.3: Một vật thể hình trụ đặt dọc theo trục z, gradient trường tăng tuyến tính với tăng lên z 38 Hình 3.4: Ảnh hưởng xung 900, spin cộng hưởng cận cộng hưởng 39 Hình 3.5: Chuỗi xung sử dụng để lựa chọn lát cắt 40 Hình 3.6: Biến đổi Fuorier sử dụng định lý 40 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh Hình 3.7: Moment từ spin 41 Hình 3.8: Sự xếp moment từ 41 Hình 3.9: Sự xếp proton từ trường 42 Hình 3.10: Gradient mã hóa pha 44 Hình 3.11: Mã hóa tần số chuỗi tín hiệu dội spin 45 Hình 3.12: Từ trường tạo cuộn dây đưa vào theo trục 46 Hình 3.13: Đồ thị biểu thị suy giảm M0 48 Hình 3.14: Độ từ hóa trạng thái cân (M0) 48 Hình 3.15: Sự chuyển động vecto từ hóa lật xuống mặt phẳng ngang 49 Hình 3.16: Ảnh hưởng số lượng phân tử đến  50 Hình 3.17: Các yếu tố ảnh hưởng tới tần số Larmor 50 Hình 3.18: Sự suy giảm thành phần từ hóa ngang 51 Hình 3.19: Đồ thị tương phản hai mô với thời gian TR TE 53 Hình 3.20: Các loại ảnh trọng lượng với TR TE khác 54 Hình 4.1: Tín hiệu FID biến đổi Fourier 56 Hình 4.2: Tác động xung 900 FID thu 57 Hình 4.3: Chuỗi xung Spin echo tín hiệu FID thu 57 Hình 4.4: Chuỗi xung Spin Echo 58 Hình 4.5: Chuỗi xung phục hồi nghịch đảo 60 Hình 4.6: Mối liên hệ chung chế độ tạo ảnh 60 Hình 4.7: Gradient lựa chọn lớp cắt 62 Hình 4.8: Sự thay đổi hướng spin tác động gradient 63 Hình 4.9: Thành phần từ hóa tổng M 64 Hình 4.10: chuỗi xung gradient echo 65 Hình 4.11: Chuỗi xung phục hồi nghịch đảo 67 Hình 4.12 Biên độ tín hiệu theo thời gian 68 Hình 4.13: Đồ thị thời gian phương pháp STIR 70 Hình 4.14: Đồ thị thời gian phương pháp FLAIR 70 Hình 4.15: Q trình tạo tín hiệu dội 72 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh Hình 4.16: Lược đồ xung cho kỹ thuật tạo ảnh Fourie 74 Hình 4.17: Lấy mẫu không gian k tạo ảnh Fourie 74 Hình 4.18: Tạo ảnh theo phương pháp biến đổi Fourie chiều 75 Hình 4.19: Lược đồ xung cho kỹ thuật làm lệch spin 75 Hình 4.20: Quá trình chuyển động vecto từ hóa hệ tọa độ khung quay, gradient dội 77 Hình 4.21: Lược đồ xung cho tạo ảnh EPI 78 Hình 5.1: Chụp MRI tồn thân 111 Hình 5.2: Chụp cộng hưởng từ cột sống cổ 112 Hình 5.3: Hình ảnh tắc động mạch não phải 113 Hình 5.4: Hình ảnh tắc động mạch não phải 114 Hình 5.5: Đứt gân gót 115 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: So sánh phương pháp tạo ảnh chức Bảng 1.2: Lược đồ phát triển kỹ thuật MRI Bảng 2.1: Các số spin lượng tử số hạt nhân nguyên tử 17 Bảng 2.2: Spin hệ số hồi chuyển từ số nguyên tố 18 Bảng 2.3: Hàm lượng tự nhiên số nguyên tố 25 Bảng 2.4: Hàm lượng sinh học 25 Bảng 3.1: Giá trị T1 T2 với loại mô khác 52 Bảng 4.1: Phân chia gradient lựa chọn lớp cắt, mã hoá pha tần số theo trục mặt phẳng toạ độ 62 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh Chuẩn bị độ tương phản Độ tương phản trình tự echo hai chiều xác định xung kích thích từ hóa chuẩn bị tốt Những khả khác bao gồm: • GE-EPI: Xung kích thích RF đơn, với khơng chuẩn bị -> trọng số T2* • SE-EPI: Cặp xung 90° - 180° (loại spin echo) -> trọng số T2 • IR-EP: đảo xung 180 ° để chuẩn bị từ hóa sau xung kích thích RF -> trọng số T1 • DW-EPI: Mơ hình chuẩn bị cho trọng số phổ biến GE-EPI SE-EPI Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 104 Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh DW-EPI Gradient làm đầy không gian K Để tạo thành chuỗi gradient, gradient đọc liên tục áp dụng với chiều dương âm so le Trong trường hợp gradient xen kẽ (blipped nonblipped EPI),không gian K quét từ trái qua phải trở lại, với echo Tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 105 Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh cung thời gian gradient mã hóa pha lâu dài liên tục (nonblipped) đưa quỹ đạo toàn zigzag, đứt đoạn (blipped) đầu echo, đưa quỹ đạo thẳng Trong trường hợp KG-K làm đầy theo quỹ đạo soắn ốc, mã hóa pha gradient đọc có đường bao ngày sin Trong tất trường hợp, tín hiệu đọc liên tục áp dụng khơng gian K quy trước ảnh xây dựng lại Giá trị ma trận Fourier tính tốn phép nội suy tốn học mà độ phức tạp nhiều hay phụ thuộc vào quy đạo làm đầy mà ta sử dụng Trình tự Echoplanar địi hỏi cường độ cao, gradient hiệu suất cao (tín hiệu đọc nhanh) với thời gian lên ngắn (vì thường xuyên chuyển đổi gradient) Sự giả tạo Sự giả tạo trình tự echoplanar có liên quan đến: • Độ nhạy cảm từ, mà giảm cách sử dụng phân đoạn khơng phải trình tự single-shot, với chi phí gia tăng thời gian qt • gradient hồn hảo (đặc biệt gây dịng điện) mà xáo trộn khơng gian mã hóa, dẫn đến hình ảnh ma qi • Băng thơng đọc hẹp theo hướng mã hóa pha, gây giả tạo thay đổi hóa học hướng địi hỏi phải triệt tín hiệu echoplanar chất béo Ứng dụng Trình tự Echoplanar sở để nâng cao ứng dụng MRI khuếch tán, truyền dịch hình ảnh chức phải xử lý thêm với chương phần thứ hai 4.7.13 Hybrid sequences (spin echo + gradient echo) Loại trình tự Philips Siemens Hybrid echo GRASE TGSE Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 106 GE Hitachi Toshiba Hybrid EPI Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh Sơ đồ chung Những trình tự hỗn hợp kỹ thuật spin echo ( dùng xung hồi pha 180° để tạo chuỗi spin echo) gradient echo (đọc vài gradient echo xung 180°) Trong TR đơn vài chuỗi gradient echo ghi lại với số tín hiệu loại spin echo Mỗi echo có mã hóa pha khác để đầy KGK nhanh Lợi việc sử dụng gradient echo trung gian spin echo (như trình tự spin echo siêu nhanh) để giảm số xung hồi pha 180° làm giảm lượng lượng tần số cao lắng đọng Các loại trình tự Spin echo (SE) Ưu điểm Nguyên lý Đơn giảm , SE T1, T2, DP chỉnh độ tương phản Độ phân giải Chậm (đặc biệt T2) SE vài TE, vài ảnh ảnh DP + T2 Chậm, thu ảnh thứ không kéo dài trình thu SE, echo effctive TE Nhanh so với SE thường Độ phân giải ES Chất béo hiển thị hypersignal SE, long echo train, half-Fourier Nhanh Tỷ lệ S/N thấp RF 180°, ES/ESR/EG T1 weighting Tissue suppression signal if TI is adapted to T1 TR dài / thời gian thu Multiecho SE Fast SE Ultrafast SE IR Nhược điểm train TI Trường Đại học Bách khoa Hà Nội + 107 Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh Ưu điểm Nhược điểm IR, short TI 150 ms Triệt tín hiệu chất béo TR dài / thời gian thu IR, long TI 2200 ms Triệt tín hiệu CSF TR dài / thời gian thu Gradient echo (GE) < 90° α and short TR No rephasing pulse Tăng tốc độ(+ speed) T2* khôn phải T2 GE with spoiled residual transverse magnetization TR < Gradients / dephasers Trọng số T1, DP Tăng tốc độ (++ speed) Ultrafast GE small α and very short TR Gradients / RF dephasers k-space optimization + preparation pulse: - IR (T1weighted) - T2 sensibilization Tăng tốc độ (++ speed) AngioMRI Gado Cardiac perfusion / viability Steady state GE TR < T2 Rephasing gradients FID Tăng tín hiệu Tăng tốc độ (++ speed) Contrast enhanced steady state GE Rephasing gradients Hahn echo ( trueT2) Khơng nhiều tín hiệu trọng số T2 Balanced steady state GE Balanced gradients in all directions T2/T1contrast Tăng tín hiệu (+ signal) , tăng tốc độ (++ speed) Điều chỉnh dòng Single GE or multi shot Preparation by SE (T2), GE (T2*), IR (T1), DW Exacting for gradients Tốc độ cao (++++ speed) Fast SE + intermediary GE Tăng tốc độ (++ speed) Giảm SAR Các loại trình tự STIR FLAIR Ultrafast GE with magnetization preparation Echoplanar Hybrid echo Nguyên lý Trường Đại học Bách khoa Hà Nội T2 RF Trọng số T1 cardiac perfusion Perfusion MRIf Diffusion 108 Độ phân giải phức tạp Giới hạn độ phân giải Hiện tượng ảnh giả BOLD Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh Chương ỨNG DỤNG ẢNH CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN TRONG Y TẾ 5.1 Khái quát ứng dụng chụp ảnh cộng hưởng từ hạt nhân Chụp cộng hưởng từ hay MRI (Magnetic Resonance Imaging) kỹ thuật chẩn đốn y khoa tạo hình ảnh giải phẫu thể nhờ sử dụng từ trường sóng radio Phương pháp không sử dụng tia X an toàn cho bệnh nhân Máy chụp cộng hưởng từ thiết bị nhạy cảm đa giúp ta thấy hình ảnh lớp cắt phận thể từ nhiều giác độ khoảng thời gian ngắn Chụp cộng hưởng từ kỹ thuật nhanh, gọn không gây ảnh hưởng phụ, phương pháp chẩn đốn hình ảnh đại, hiệu phổ biến giới Ngày nay, MRI sử dụng để kiểm tra gần quan thể Kỹ thuật đặc biệt có giá trị việc chụp ảnh chi tiết não dây cột sống Kể từ MRI mang lại hình ảnh chiều, bác sĩ nắm thơng tin địa điểm thương tổn Những thông tin có giá trị trước phẫu thuật chẳng hạn tiểu phẫu não Các ứng dụng máy chụp MRI - Ảnh cấu trúc mô mềm thể tim, phổi, gan quan khác rõ chi tiết so với ảnh tạo phương pháp khác - MRI giúp cho bác sĩ đánh giá chức hoạt động cấu trúc nhiều quan nội tạng thể - Sự chi tiết làm cho MRI trở thành công cụ vô giá chẩn đốn thời kì đầu việc đánh giá khối u thể - Tạo ảnh MRI không gây tác dụng phụ tạo ảnh chụp X quang thường quy chụp CT Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 109 Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh - MRI cho phép dò điểm bất thường ẩn sau lớp xương mà phương pháp tạo ảnh khác khó nhận - MRI cung cấp nhanh chuẩn xác so với tia X việc chẩn đoán bệnh tim mạch - Không phát xạ gây nguy hiểm cho người 5.2 Các ứng dụng lâm sàng máy Tùy loại máy (Máy có từ lực cao chẩn đoán nhiều bệnh lý phức tạp) tùy cấu hình máy (Máy có nhiều Coil chẩn đốn nhiều phận thể) - Chẩn đoán bệnh não như: U não, nhồi máu não, viêm não, di não - Chẩn đoán bệnh đầu mặt cổ: Bệnh lý tuyến giáp, u vùng cổ, bệnh lý cột sống (Thoát vị đĩa đệm, bệnh lý tủy sống ), u, hạch vùng cổ, - Bệnh lý vùng ngực: Bệnh bệnh lý tuyến vú, bl tim, phổi, trung thất - Bệnh lý vùng bụng: Tất bệnh lý quan nội tạng gan, thận, tụy, lách, mật, từ cung – phần phụ - Các bệnh lý xương khớp - Đối với máy từ 1.5 tesla trở lên cịn chụp cộng hưởng từ tồn thân PET – CT, chụp cộng hưởng từ phổ, chụp MRI tưới máu - Chụp MRI kỹ thuật có hiệu quản chẩn đốn xác cao, có tiêu chuẩn vàng nhiều bệnh lý nhiên giá thành cao Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 110 Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh 5.3 Một số hình ảnh lâm sàng ảnh cộng hưởng từ hạt nhân Hình 5.1: Chụp MRI toàn thân Ảnh thu nhận ảnh cộng hưởng từ toàn thân sử dụng cuộn Coil Cuộn chụp vùng đầu/cổ, Cuộn chụp vùng cột sống, cuộn chụp vùng vai, Cuộn chụp vùng thân/bụng/Tim Thời gian chụp cộng hưởng từ toàn thân khoảng 30-35 phút Sử dụng xung chụp T1, T2, khuếch tán (DWI) Diffusion Weighted Imaging Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 111 Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh Hình 5.2: Chụp cộng hưởng từ cột sống cổ Ảnh thu nhận ảnh cộng hưởng từ cột sống cổ sử dụng Cuộn chụp vùng cột sống Thời gian chụp cộng hưởng từ toàn thân khoảng 10-15 phút Sử dụng xung chụp T1, T2, khuếch tán (DWI) Diffusion Weighted Imaging Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 112 Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh Hình 5.3: Hình ảnh tắc động mạch não phải Ảnh thu nhận ảnh cộng hưởng từ mạch máu não sử dụng Cuộn chụp Sọ não Thời gian chụp cộng hưởng từ toàn thân khoảng 10-15 phút Sử dụng xung chụp T1, T2, khuếch tán (DWI) Diffusion Weighted Imaging Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 113 Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh Hình 5.4: Hình ảnh tắc động mạch não phải Hình ảnh động mạch não trái không rõ nét bị mờ vùng so với hình ảnh động mạch não phải.Dự vào hình ảnh bác sỹ chẩn đoán bệnh nhân bị tắc động mạch não phải Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 114 Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh Hình 5.5: Đứt gân gót (achilles) Ảnh thu nhận ảnh cộng hưởng từ gót chân sử dụng Cuộn chụp bàn chân Thời gian chụp cộng hưởng từ toàn thân khoảng 5-10 phút Sử dụng xung chụp T1, T2 Hình ảnh bị mờ phần gân gót chân, vùng hình bị xám khơng rõ nét vùng cịn lại Dựa vào hình ảnh bác sỹ chẩn đốn bệnh nhân bị đứt gân gót chân Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 115 Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ * KẾT LUẬN Sau thời gian làm luận văn, tác giả hoàn thành luận văn tốt nghiệp giao với nội dung: “Nghiên cứu công nghệ tạo ảnh cộng hưởng từ ứng dụng y tế” Cụ thể khối lượng công việc tác giả thực sau: Nghiên cứu tổng quan thiết bị chụp cắt lớp cộng hưởng từ hạt nhân - Bản chất máy cộng hưởng từ hạt nhân - Tìm hiểu cấu trúc máy chụp cộng hưởng từ phân loại máy chụp cộng hưởng từ Nghiện cứu nguyên lý tạo ảnh máy cộng hưởng từ - Bản chất ảnh cộng hưởng từ hạt nhân - Tìm hiểu sở tốn học tạo ảnh cộng hưởng từ hạt nhân Nghiên cứu phương pháp tạo ảnh cộng hưởng từ hạt nhân - Trình bày phương pháp tạo ảnh cộng hưởng từ hạt nhân - Phân loại phương pháp tạo ảnh cộng hưởng từ hạt nhân Tìm hiểu ứng dụng ảnh cộng hưởng từ hạt nhân y tế Có thể thấy ưu điểm máy cộng hưởng từ tạo ảnh cấu trúc mô mềm thể tim, phổi, gan quan khác rõ chi tiết so với ảnh tạo phương pháp khác, khiến tạo ảnh máy cộng hưởng từ trở thành cơng cụ vơ giá trongchẩn đốn bệnh thời kỳ đầu đánh giá khối u thể Cho phép dò điểm bất thường ẩn sau lớp xương mà phương pháp tạo ảnh khác khó nhận Giúp chẩn đoán nhanh chuẩn xác bệnh tim mạch Từ giúp cho bác sĩ đánh giá chức hoạt động cấu trúc nhiều quan nội tạng Ngoài chụp ảnh cộng hưởng từ không gây tác dụng phụ việc chụp X- quang thường quy chụp cắt lớp CT Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 116 Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh * KIẾN NGHỊ Sau số đề xuất hướng nghiên cứu sở kế thừa kết nghiên cứu luận văn: - Nghiên cứu xây dựng phần mềm xử lý ảnh cộng hưởng từ để có chất lượng hình ảnh tốt chân thực Với mục đích nâng cao chất lượng khám chữa bệnh, giảm thiểu tác động không tốt đến bệnh nhân, giúp bác sĩ, kỹ thuật viên thuận tiện việc vận hành thiết bị, khám chữa bệnh Bởi vậy, cần nghiên cứu đề tài phát triển nghiên cứu Tác giả hy vọng luận văn làm tảng cho đề tài tiếp theo, bước nâng cao chất lượng khám chữa bệnh sở y tế, bệnh viên… Một lần tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo Ts Phạm Doãn Tĩnh, số bạn đồng nghiệp Khoa đào tạo sau đại học Hà Nội, ngày 26 tháng 09 năm 2016 Tác giả Vũ Mạnh Thông Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 117 Vũ Mạnh Thông Luận văn Thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh TÀI LIỆU THAM KHẢO * Tiếng Việt: [1] Giáo trình “Cơ sở thiết bị chụp cắt lớp máy tính”, T.s Huỳnh Lương Nghĩa, Bộ môn Điện Tử Y Sinh, Học viện KTQS [2] PGS.TS Nguyễn Duy Huề PGS TS Phạm Minh Thơng (2009), Chẩn đốn Hình ảnh, NXB Giáo dục Việt Nam [3] Lê Tiến Khoan (2008), Lý thuyết thiết bị hình ảnh y tế tập 2, NXB Giáo dục * Tiếng Anh: [4] A D Elster, Question and Answer about Magnetic Resonance Imaging, Mosby, 1994 [5] J P Hornak, The Basics of MRI, 2002 [6] MAGNETOM Systerm, Siemens, 1994 [7] Vitual scaner MRI, Thomas Hacklander, IFTM Germay [8] MRI Physics, Evert J Blink [9] Inciples of Magnetic Resonance Imaging, Zhi – Pei Leang and Paul Lauterbur * Website: [10] http://vi.wikipedia.org/wiki/Ch%E1%BB%A5p_c%E1%BB%99ng_h%C6% B0%E1%BB%9Fng_t%E1%BB%AB [11] http://www.radiologyinfo.org/en/info.cfm?pg=bodymr [12] Nguyên lý chụp cộng hưởng từ, Bệnh viện đa khoa Đắc Lắc http://benhviendaklak.org.vn/vi/news/Tuyen-dung/Nguyen-ly-cua-chup-cong-hu ong-tu-16/ [13] MRI Biomedical Engineering, http:// www.cis.rit.edu/htbooks/mri, Peter Vestergaard-Poulsen Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vũ Mạnh Thông ... sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Y sinh CHƯƠNG NGUYÊN LÝ TẠO ẢNH TRONG M? ?Y CỘNG HƯỞNG TỪ 3.1 Nguyên lý tạo ảnh Ảnh cộng hưởng từ cách thức tạo ảnh chủ y? ??u sử dụng ảnh x? ?y dựng tín hiệu cộng hưởng từ hạt... hưởng từ hạt nhân  Chương 2: Các khái niệm tạo ảnh cộng hưởng từ  Chương 3: Nguyên lý tạo ảnh m? ?y cộng hưởng từ  Chương 4: Các phương pháp tạo ảnh cộng hưởng từ hạt nhân  Chương 5: Ứng dụng ảnh. .. 5: ỨNG DỤNG ẢNH CỘNG HƯỞNG TỪ HẠT NHÂN TRONG Y TẾ 109 5.1 Khái quát ứng dụng chụp ảnh cộng hưởng từ hạt nhân 109 5.2 Các ứng dụng lâm sàng m? ?y 110 5.3 Một số hình ảnh lâm sàng ảnh cộng