Cộng hưởng từ - MRI

NguyÔn TuÊn Dòng - Khoa chÈn ®o¸n h×nh ¶nh - BÖnh viÖn B¹ch Mai CỘNG HƯỞNG TỪ - MRI ( Magnetic Resonance Imaging ) KTV. NguyÔn TuÊn Dòng Chụp cộng hưởng từ (MRI) 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 góc độ trong khoảng một thời gian ngắn. Chụp cộng hưởng từ là một kỹ thuật nhanh, gọn không gây ảnh hưởng phụ, là một phương pháp chẩn đoán hình ảnh hiện đại, hiệu quả và phổ biến trên thế giới. Ngày nay, MRI được sử dụng để kiểm 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 ống sống. Kể từ khi MRI mang lại những hình ảnh 3 chiều, bác sĩ có thể nắm được thông tin rõ ràng hơn về địa điểm thương tổn. Kỹ thuật tạo ảnh cộng hưởng từ hiện đã trở thành một phương pháp phổ thông trong y học chẩn đoán hình ảnh. Các thiết bị MRI đầu tiên ứng dụng y học xuất hiện vào đầu những năm 1980. Vào năm 2002, có gần 22.000 camera MRI được sử dụng trên toàn thế giới. Trên thế giới mỗi năm có hơn 60 triệu ca chẩn đoán bằng MRI và phương pháp này vẫn đang phát triển nhanh. NguyÔn TuÊn Dòng - Khoa chÈn ®o¸n h×nh ¶nh - BÖnh viÖn B¹ch Mai NguyÔn TuÊn Dòng - Khoa chÈn ®o¸n h×nh ¶nh - BÖnh viÖn B¹ch Mai MRI thường tốt hơn các kỹ thuật hình ảnh khác và đã được cải thiện đáng kể về độ chính xác trong việc chẩn đoán nhiều căn bệnh. Nó thay thế một số phương pháp kiểm tra theo kiểu đưa thiết bị vào cơ thể, do đó giảm đau đớn, rủi ro cũng như sự bất tiện cho bệnh nhân. I. Lịch sử MRI : - Felix Block và Edward Purcell phát hiện ra hiện tượng cộng hưởng từ hạt nhân vào năm 1946. - Từ những năm 1950 đến 1970 cộng hưởng từ đã được ứng dụng và phát triển rộng rãi. - Giải Nobel Vật lý vào năm 1952 cho 2 nhà vật lý Felix Block và Edward Purcell. - Năm 1970, tiến sĩ Raymond Damidian phát hiện cấu trúc cơ thể người bao gồm phần lớn nước và đó là chìa khóa cho tạo ảnh cộng hưởng từ, nước phát ra một tín hiệu mà có thể dò và ghi lại được. - Năm 1978, tiến sĩ Damidian và các cộng sự đã thiết kế, chế tạo ra chiếc máy quét cộng hưởng từ đầu tiên dùng trong việc tạo ảnh y tế của cơ thể người. - Năm 1980, chiếc máy cộng hưởng từ đầu tiên được đưa vào áp dụng. - Năm 1987, kỹ thuật Cardiac MRI được đưa vào sử dụng cho việc chẩn đoán các bệnh về tim mạch. - Năm 1993, Function MRI được dùng để chẩn đoán các chức năng và hoạt động của não bộ. II. Nguyên lý MRI : 1/ Nguyên lý cơ bản : Dựa trên sự tồn tại của những nguyên tử Hydro trong các mô cơ thể. Khi các mô được đặt trong một từ trường cường độ lớn, các Proton trong các nguyên tử Hydro sẽ được cung cấp năng lượng dưới dạng NguyÔn TuÊn Dòng - Khoa chÈn ®o¸n h×nh ¶nh - BÖnh viÖn B¹ch Mai NguyÔn TuÊn Dòng - Khoa chÈn ®o¸n h×nh ¶nh - BÖnh viÖn B¹ch Mai những sóng tần số radio, khi ngưng cung cấp các sóng thì hệ thống sẽ hồi trả năng lượng và các Proton sẽ phát ra tín hiệu được máy tính xử lý, tính toán và hiện thành hình ảnh chẩn đoán. 2/ Nguyên lý tạo ảnh : Người ta đưa cơ thể bệnh nhân vào vùng có từ trường một chiều rất mạnh, hiện nay phổ biến là dùng từ trường sinh ra do cuộn dây siêu dẫn có dòng điện rất lớn chạy qua. Trong cơ thể có những nguyên tử mà hạt nhân có momen từ tương tự như có gắn một thanh nam châm cực nhỏ. Dưới tác dụng của từ trường ngoài, momen từ của hạt nhân nguyên tử quay đảo tương tự như con quay dưới tác dụng của trọng trường trên mặt đất. Nếu hạt nhân đang quay đảo với tần số w mà có thêm sóng vô tuyến cùng tần số w tác dụng, hạt nhân sẽ quay đảo cực mạnh vì có hiện tượng cộng hưởng. Đó là cộng hưởng từ hạt nhân. Khi ngừng tác dụng sóng vô tuyến, hạt nhân sẽ từ trạng thái quay đảo cực mạnh trở về trạng thái quay đảo bình thường. Hạt nhân có momen từ quay như vậy sẽ sinh ra sóng điện từ phát ra không gian xung quanh, có thể đo được sóng điện từ đó nếu đặt vào đấy một cuộn dây điện. Việc hạt nhân từ trạng thái quay đảo mạnh do cộng hưởng trở về trạng thái quay đảo bình thường nhanh hay chậm còn tùy thuộc vào các nguyên tử quanh hạt nhân cản trở chuyển động quay ít hay nhiều. Ví dụ, hạt nhân của nguyên tử H trong phân tử nước (H 2 O) của máu, từ trạng thái cộng hưởng quay về trạng thái thường rất nhanh nếu máu NguyÔn TuÊn Dòng - Khoa chÈn ®o¸n h×nh ¶nh - BÖnh viÖn B¹ch Mai NguyÔn TuÊn Dòng - Khoa chÈn ®o¸n h×nh ¶nh - BÖnh viÖn B¹ch Mai đang lưu thông trong mạch máu, trái lại quay về rất chậm nếu máu chảy thấm ra ngoài thịt, mỡ. Ở máy MRI, người ta có thể tạo ra cộng hưởng ứng với một loại hạt nhân nào đó (hạt nhân hydro) trong từng thể tích cỡ milimet khối của não và theo dõi trạng thái cộng hưởng. Lần lượt quét thể tích có cộng hưởng này, sẽ có được hình ảnh cộng hưởng từ hạt nhân ở từng lớp. Có thể theo dõi ảnh để biết được cấu tạo bên trong của não lúc cơ thể đang sống (biết được có chảy máu trong não hay không, chảy ở chỗ nào). Có thể dùng MRI để theo dõi hoạt động của não, ví dụ như khu vực nào của não hoạt động, máu đưa oxy về vùng đó mạnh hay yếu . III. Cấu tạo : thiết bị MRI gồm 4 phần chính : 1. Nam châm tạo từ trường B 0 (Magnet) : Từ trường B 0 nhằm làm cho các moment từ (hạt nhân H) trong mô sắp xếp theo một hướng xác định. 2. Cuộn dây tạo từ trường biến thiên theo không gian G (G x , G y , G z ) (Gradient Coil) : Các từ trường G x , G y, G z dùng để chọn lớp cắt (khi cho một thành phần một giá trị xác định) hoặc xác định vị trí của điểm cần khảo sát. 3. Cuộn phát thu sóng điện từ RF (Radiofrequency Coil) : Bộ thu phát RF tạo ra từ trường B 1 nhằm tạo ra sự thay đổi từ trường tại một vị trí xác định và thu nhận từ trường phản hồi từ mô vị trí này (từ trường M). Tín hiệu thu được (từ trường M) từ trong cơ thể phát ra là rất nhỏ. Do đó, thiết bị cần có lưới chắn từ (shield) để chống ảnh hưởng của sóng điện từ bên ngoài. 4. Hệ thống máy tính xử lý : Máy tính và các phụ kiện để quản lý nam châm, bộ phát-thu và cuộn tạo từ trường biến thiên để xử lý và lưu trữ tín hiệu cộng hưởng từ; và để tái tạo, lưu trữ và hiển thị ảnh. NguyÔn TuÊn Dòng - Khoa chÈn ®o¸n h×nh ¶nh - BÖnh viÖn B¹ch Mai NguyÔn TuÊn Dòng - Khoa chÈn ®o¸n h×nh ¶nh - BÖnh viÖn B¹ch Mai Cấu trúc cắt dọc của hệ thống cộng hưởng từ IV. Đặc điểm MRI : - Độ phân giải không gian rất cao (3 mm), còn độ phân giải thời gian vừa phải (3 giây). - Đây là phương pháp hiệu nghiệm và dễ sử dụng nhất hiện nay để nghiên cứu về não. Người ta đã phát triển phương pháp chụp ảnh cộng hưởng từ chức năng (FMRI – Function MRI) để nghiên cứu không chỉ về cấu tạo mà còn về chức năng hoạt động của não. - Tuy nhiên, phương pháp này khá tốn kém do phải dùng heli lỏng để làm lạnh cuộn dây siêu dẫn. 1/ Ưu điểm : - Ảnh của cấu trúc các mô mềm trong cơ thể như tim, phổi, gan và các cơ quan khác rõ hơn và chi tiết hơn so với ảnh được tạo bằng các phương pháp khác. - MRI giúp cho các bác sĩ đánh giá được các chức năng hoạt động cũng như cấu trúc của nhiều cơ quan nội tạng trong cơ thể. NguyÔn TuÊn Dòng - Khoa chÈn ®o¸n h×nh ¶nh - BÖnh viÖn B¹ch Mai NguyÔn TuÊn Dòng - Khoa chÈn ®o¸n h×nh ¶nh - BÖnh viÖn B¹ch Mai - Sự chi tiết làm cho MRI trở thành công cụ vô giá trong chẩn đoán thời 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 ảnh bằng chụp X quang thường quy và chụp CT. - MRI cho phép dò ra các điểm bất thường ẩn sau các lớp xương mà các phương pháp tạo ảnh khác khó có thể nhận ra. - MRI có thể cung cấp nhanh và chuẩn xác so với tia X trong việc chẩn đoán các bệnh về tim mạch. - Không phát ra các bức xạ gây nguy hiểm cho con người. 2/ Nhược điểm : - Các vật bằng kim loại cấy trong cơ thể nếu không được báo trước có thể bị ảnh hưởng bởi từ trường mạnh. - Không sử dụng với các bệnh nhân mang thai ở 12 tuần đầu tiên (trừ khi thật cần thiết bắt buộc phải sử dụng MRI). Các bác sĩ thường sử dụng các phương pháp tạo ảnh khác (siêu âm) để chẩn đoán. 3/ 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 - ghép bằng kim loại bên trong cơ thể. Bệnh nhân cần thông báo cho nhân viên 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-kẽm kim 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 chụp. NguyÔn TuÊn Dòng - Khoa chÈn ®o¸n h×nh ¶nh - BÖnh viÖn B¹ch Mai NguyÔn TuÊn Dòng - Khoa chÈn ®o¸n h×nh ¶nh - BÖnh viÖn B¹ch Mai - 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 lúc chụp. - Trong lúc chụp, nếu có bất cứ yêu cầu nào, bệnh nhân có thể trao đổi trực tiếp với nhân viên điều khiển máy. - Bệnh nhân không cần nhịn đói trước khi chụp MRI. Trong trường hợp cần gây mê để chụp thì bệnh nhân phải nhịn đói 4 – 6 giờ trước khi chụp. V. Chỉ định: - Các bệnh lý thần kinh : Động kinh , bệnh mất Myelin, bệnh não bẩm sinh, u bướu, viêm nhiễm . của não và tủy sống. - Các bệnh lý mạch máu : Dị dạng, xơ vữa, teo hẹp mạch máu não bộ và các tổn thương liên quan đến mạch máu. - Các bệnh lý cơ xương khớp : Bệnh lý viêm cơ xương khớp, dây chằng, cơ bắp, cột sống … - Các bệnh lý mắt, tai, mũi họng : U hốc mắt, u nội nhĩ, u hầu họng, viêm nhiễm, áp xe . - Các bệnh lý tim mạch : Bệnh lý cơ tim, động mạch cổ, động mạch chủ, động mạch ngoại vi. - Các bệnh lý cơ quan nội tạng : các bệnh lý gan, thận, tụy, lách . - Các bệnh lý u bướu : phát hiện, đánh giá mức độ xâm lấn theo điều trị. NguyÔn TuÊn Dòng - Khoa chÈn ®o¸n h×nh ¶nh - BÖnh viÖn B¹ch Mai NguyÔn TuÊn Dòng - Khoa chÈn ®o¸n h×nh ¶nh - BÖnh viÖn B¹ch Mai VI. So sánh MRI và CT Scanner : - Chụp cắt lớp điện toán (CT Scan) sử dụng tia X và hệ thống detector thu nhận tín hiệu khác nhau của từng điểm trên cơ thể sau đó tái tạo lại hình ảnh theo từng lát cắt. - Chụp cộng hưởng từ (MRI) sử dụng từ trường làm phân cực các nguyên tử Hydro có trong phân tử nước của cơ thể. Khi các nguyên tử H đảo cực sẽ cho các tín hiệu điện từ được ghi nhận. Vì hàm lượng nước khác nhau trên mỗi loại mô nên tín hiệu nhận được sẽ khác nhau, tạo ra hình ảnh khác nhau của các vùng mô trong cơ thể. - CT và MRI đều là phương tiện chẩn đoán hình ảnh cao cấp, thu nhận các hình ảnh bệnh lý nằm sâu trong cơ thể để chẩn đoán bệnh. Hình ảnh thu được có thể tái tạo thành hình 3 chiều, lát cắt rất mỏng và chi tiết rất nhỏ giúp ích rất nhiều trong chẩn đoán. NguyÔn TuÊn Dòng - Khoa chÈn ®o¸n h×nh ¶nh - BÖnh viÖn B¹ch Mai . Dòng - Khoa chÈn ®o¸n h×nh ¶nh - BÖnh viÖn B¹ch Mai CỘNG HƯỞNG TỪ - MRI ( Magnetic Resonance Imaging ) KTV. NguyÔn TuÊn Dòng Chụp cộng hưởng từ (MRI) là. Lịch sử MRI : - Felix Block và Edward Purcell phát hiện ra hiện tượng cộng hưởng từ hạt nhân vào năm 1946. - Từ những năm 1950 đến 1970 cộng hưởng từ đã