Khi có bất kỳ bức xạ RF nào của trường ngoài có cùng tần số ở bộ thu thì nó sẽ thu lại và làm xuất hiện một điểm sáng trên ảnh. Phương pháp tốt nhất để loại bỏ nhiễu này là tránh, loại bỏ tất cả các khả năng giao thoa của trường ngoài tới máy quét bằng cách đặt máy trong một phòng kín, có chắn trường điện từ.
6.3.3.1.Dịch chuyển hoá học (Chemical Shift):
Artifact dịch chuyển hóa học gây ra bởi sợ dịch chuyển hóa học khác nhau (tần số Larmor) giữa mô mỡ và mô nước. Artifact dịch chuyển hóa học gây ra định vị nhầm pixel giữa các thành phần mô mỡ và nước trong hướng mã hóa tần số bởi mô mỡ và mô nước ở trong cùng một voxel nhưng lại được mã hóa như là đối với hai mô ở hai voxel khác nhau. Vấn đề xảy ra do các proton trong các phân tử mỡ và nước không cộng hưởng tại cùng tần số. Sự dịch chuyển của các thành phần mô nước liên quan với mỡ có thể tạo ra cả vùng khuyết và vùng tăng cường trên đường biên của mô. Độ lớn của artifact tỉ lệ với độ lớn của từ trường B0 và tỉ lệ nghịch với tốc độ lấy mẫu theo hướng mã hóa tần số. Đối với cùng một tốc độ lấy mẫu, B0 càng lớn, thì Artifact càng lớn.Trong ảnh chụp cộng hưởng từ của hai chân này, có artifact dịch chuyển hóa học giữa mỡ và cơ.
6.3.3.2. Partial Volume:
Artifact partial volume là tất cả những lỗi nhòe ảnh do kích thước của voxel. Ví dụ, nếu như một voxel nhỏ chỉ chứa tín hiệu của mô mỡ hoặc mô nước, thì voxel lớn có thể chứa tín hiệu của hai loại mô, voxel lớn có độ lớn tín hiệu bằng với trung bình trọng lượng của số mô nước và mô mỡ có trong voxel. Đối với voxel lớn thì độ phân giải của ảnh sẽ kém hơn bởi rất nhiều đặc tính được thể hiện trong mỗi voxel ảnh.
6.3.3.3.Artifact quấn quanh (Wrap Around):
Artifact quấn quanh (Wrap around) là hiện tượng ảnh bị mờ do một phần của đối tượng chụp không nằm trong trường quan sát. Đây là hiện tượng artifact do trường nhìn được chọn nhỏ hơn kích thước của đối tượng chụp. Hoặc cụ thể hơn, thì tốc độ số hóa nhỏ hơn giới hạn tần số của một FID hoặc echo (tín hiệu dội). Trong trường hợp này, các cấu trúc giải phẫu nằm ngoài trường quan sát xuất hiện bao quanh và được hiển thị ở cạnh kia của ảnh.
Giải pháp cho artifact quấn quanh là chọn trường quan sát lớn hơn, điều chỉnh vị trí
ảnh trung tâm, hoặc lựa chọn các cuộn RF nào mà không kích hoạt, hay thu tín hiệu từ các spin của các mô nằm ngoài trường nhìn mong muốn.
Ở nhiều máy chụp cộng hưởng từ mới, người ta thường kết hợp việc quá lấy mẫu (Oversampling), lọc số (Digital filtering), và lấy mẫu phần mười (decimation) để loại bỏ artifact quấn quanh.
Hình 6.3: Các bước loại bỏ Artifact quấn quanh
Quá lấy mẫu (Oversampling) là hiện tượng số hóa tín hiệu trên miền thời gian với tần số lớn hơn nhiều so với cần thiết để có trường nhìn mong muốn. Ví dụ, nếu như tần số lấy mẫu, fs, tăng lên 10 lần, thì trường nhìn sẽ lớn lên 10 lần, do đó sẽ loại bỏ được wrap around. Tuy nhiên, việc số hóa nhanh hơn 10 lần đồng thời cũng làm tăng số lượng dữ liệu thô lên 10 lần, như thế lại tốn nhiều bộ nhớ hơn, và thời gian xử lý tín hiệu cũng theo đó mà tăng lên. Filtering (lọc) là sự loại bỏ một dải tần đã chọn khỏi tín hiệu. Decimation (lấy phần mười) a/b là việc loại bỏ bớt điểm dữ liệu khỏi bộ dữ liệu. Phân số 4/5 có nghĩa là sẽ loại bỏ 4 trên 5 điểm, hay là cứ 5 điểm thì lấy 1 điểm. Như vậy, dữ liệu ảnh sẽ được giảm tới 5 lần (hay còn 1/5)
KẾT LUẬN
Cộng hưởng từ có thể được xem như là một cuộc cách mạng trong lĩnh vực chẩn
đoán hình ảnh. Đây là một phương pháp mới có tính ứng dụng cao, có rất nhiều đặc tính ưu việt và nó có một tiềm năng phát triển vô cùng lớn. Ngày nay, với tốc độ phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ hiện đại, cộng hưởng từ ngày càng trở nên phổ biến với những sự cải tiến rõ rệt, độ phân giải tăng lên, thời gian chụp giảm xuống, nên việc tìm hiểu và nghiên cứu phương pháp cộng hưởng từ là một việc hết sức cần thiết và cấp thiết hiện nay khi trợ giúp cho các bác sỹ và các nhà nghiên cứu rất nhiều trong việc tìm ra các phương pháp chữa trị hiệu quả các bệnh hiểm nghèo mà con người mắc phải. Bên cạnh việc sử dụng các phương pháp này độc lập, việc sử dụng kết hợp các phương pháp tạo ảnh khác nhau cũng cho chúng ta các kết quả rất khả quan. Như việc kết hợp giữa tạo ảnh chức năng bằng công nghệ fMRI với tạo ảnh phát xạ positron (PET) hay SPECT và tạo ảnh thể tích, tái dựng 3D... sẽ cho phép các bác sỹ xác định một cách chính xác các tổn thương bên trong đầu, mà không cần thực hiện bước phẫu thuật, có thể có nhiều biến chứng phức tạp. Các kỹ thuật tạo ảnh chẩn đoán nói chung và MRI nói riêng sẽ còn tiếp tục phát triển rất mạnh và mở ra rất nhiều cơ hội không chỉ trong chữa trị cho bệnh nhân mà cả các chuyên gia nghiên cứu khoa học.
Những cơ hội mới trong kỹ thuật MRI
Số lượng hệ thống MRI và số lượt sử dụng tạo ảnh MRI ngày càng tăng lên rất nhanh trên toàn thế giới, đòi hỏi phải có 1 đội ngũ các chuyên viên quang tuyến được đào tạo trong lĩnh vực MRI để có thể đọc được các bức ảnh cộng hưởng từ. Dựa trên số lượng hệ thống thiết bị MRI hiện tại,ta có thể ước tính mỗi năm cần trên 1000 kỹ thuật viên MRI. Trong lĩnh vực MRI mới đây còn cần thêm 2 vị trí chuyên gia mới đó là: chuyên gia về an toàn sức khoẻ và kỹ thuật viên xử lý thông tin. Chuyên gia an toàn sức khoẻ sẽ hỗ trợ các bệnh viện và các trung tâm chăm sóc sức khoẻ trong việc thiết lập, duy trì bảo dưỡng một hệ thống MRI an toàn. Các kỹ thuật viên xử lý thông tin có nhiệm vụ tìm ra các thuật toán để xử lý thông tin từ các hình
ảnh MRI thu được, nhằm thu được nhiều thông tin hơn hoặc tăng cường khả năng hiển thị thông tin của các ảnh MRI. Ngoài ra, do sự phức tạp của hệ thống MRI, các kỹ thuật viên bảo dưỡng, sửa chữa cũng được các nhà sản xuất hoặc các trung tâm lớn thuê để duy trì hệ thống MRI hoạt động ổn định. Các kỹ thuật viên này phải có trình độ về điện, điện tử và có hiểu biết tốt về MRI.
Trong bất cứ lĩnh vực nào thì việc đào tạo các môn khoa học cơ bản như: Toán học, Hoá học, Vật lý hay Sinh học là rất cần thiết. Đối với khoa học về MRI cũng không là ngoại lệ, ngoài ra cần phải biết thêm về một số lĩnh vực cụ thể sau: Chất tăng cường tương phản, phát triển các modul tạo ảnh, thiết kế các chuỗi xung tạo ảnh có nhiều ưu điểm.
Các kỹ sư Y Sinh và các nhà khoa học vật liệu mới cũng rất cần cho các nghiên cứu phát triển các hệ thống con, phụ trợ. Một trong các hệ thống con, phụ trợ vẫn đang có nhu cầu lớn mà ta có thể thấy là phát triển cuộn tạo ảnh. Ngoài ra, các thiết bị tương thích với hệ thống MRI cũng đang được chú tâm phát triển, các thiết bị đó có thể là: Máy tạo nhịp tim, Máy sốc tim, các ống dẫn dịch bên trong cơ thể,.... Rất nhiều các thiết bị này sẽ được yêu cầu phát triển trong tương lai ở mức nhỏ như: hệ thống vỏ bọc sinh học chống phản xạ cho dây dẫn trong máy tạo nhịp và các khớp nối nhân tạo không sử dụng kim loại nhưng vẫn có chất lượng tương đương.
Các chuyên gia về ảnh cũng rất cần cho việc phát triển các thuật toán xử lý ảnh MRI, và các mã thông minh để nhận ra và chẩn đoán các bệnh lý từ ảnh thu được. Các chuyên gia về máy tính cũng cần có để thiết kế các giao diện đồ hoạ thân thiện với người sử dụng hơn trong các phần mềm mới. Gần đây, việc thiết kế các trung tâm MRI và khám chữa bệnh an toàn và hiệu quả cũng rất được quan tâm, cũng là một cơ hội cho các kiến trúc sư thiết kế hệ thống MRI.
MRI hay fMRI là một công nghệ còn rất mới mẻ ở nước ta vì vậy trong quá trình thực hiện đề tài không thể tránh khỏi các thiếu sót, em rất mong các nhà nghiên cứu, khoa học về lĩnh vực Y Sinh nói chung và các thày cô giáo và các bạn trong bộ môn nói riêng cùng đóng góp ý kiến xây dựng cho đề tài này, để chúng ta có thể phổ biến rộng rãi cũng như áp dụng thành công ở Việt Nam
TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].The history of magnetic resonance imaging :
http://www.isbe.man.ac.uk/personal/dellard/dje/about_me/about_me.htm , truy nhập cuối cùng ngày 17/12/2007
[2]. Magnetic resonance imaging :
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Mri_scanner_schematic_labelled.svg , truy nhập cuối cùng ngày 13/01/2008
[3]. Hendee W.R.Medical imaging Physisc , Wiley 2002 [4]. The basis of MRI (Joseph P.Hornak, PhD) from site:
www.cis.rit.edu/htbooks/mri/inside.htm
[5] Principles of Magnetic Resonance Imaging, chapter2, available:
http://users.fmrib.ox.ac.uk/~stuart/thesis/chapter_2/contents.html , truy cập
BẢNG ĐỐI CHIẾU THUẬT NGỮ VIỆT-ANH
Thuật ngữ tiếng việt Thuật ngữ tiếng Anh
Ảnh giả Artifact
Ảnh trọng lượng T1 T1 Weighted image Ảnh trọng lượng T2 T2 Weighted image Artifact quấn quanh Wrap Around Artifact
Chu kì lặp xung Recovery Time (TR)
Chuỗi xung Pulse Sequence
Cộng hưởng từ Magnetic Resonance
Cộng hưởng từ hạt nhân Nuclear Magnetic Resonance
Cuộn bề mặt Surface coil
Cuộn cảm ứng Inductive Coil
Dải tần số nhận Receiver Bandwidth
Dải tần số phát Transmit Bandwidth
Dải thông Bandwidth
Di pha Rephase
Dịch chuyển hóa học Chemical Shift
Giãn Relaxation
Giãn dọc Longitudinal Relaxation
Giãn ngang Transverse Relaxation
Góc lật Flip Angle
Gradient ghi nhớ xung dội Gradient Recall Echo
Hồi pha Dephase
Không gian K K-space
Lựa chọn lát cắt Slicing
Mã hóa không gian Spatial Encoding
Mã hóa pha Phase Encoding
Mã hóa tần số Frequency Encoding
Phân rã cảm ứng tự do Free Inductive Decay Phục hồi nghịch đảo Inversion Recovery
Tần số Larmor Larmor Frequency
tạo ảnh cộng hưởng từ chức năng Function MRI
Tạo ảnh mặt phẳng tín hiệu dội Echo Planar Imaging Thời gian dội tín hiệu Echo Time (TE) Thời gian nghịch đảo Inversion Time (TI)
Tỉ số tín hiệu trên nhiễu Signal to Noise Ratio (SNR)
Tín hiệu dội spin Spin Echo
Trạng thái vững bền Steady State Trường quan sát (Trường nhìn) Field of View