5. Các bước thực hiện
3.2.3.2. Ứng dụng của phương pháp chụp hình NMR
Một lĩnh vực ứng dụng quan trọng của kỹ thuật NMR là chụp hình (MRI). Nhờ kỹ
thuật này ta có được ảnh cắt lớp của bất kỳ bộ phận nào trong cơ thể: tim, động mạch,…
từ bất kỳ góc nào trong khoảng thời gian tương đối ngắn.
Kỹ thuật chụp hình NMR cho phép lập “bản đồ” của một mặt cắt bất kỳ của cơ thể người. Những “bản đồ” này là cơ sở cho y sinh học và cho phép chẩn đoán sớm nhiều căn bệnh nguy hiểm. Kỹ thuật này có thể thực hiện tốt trên cơ thể người vì cơ thể người
gồm rất nhiều các “nam châm” sinh học nhỏ mà nhiều nhất và nhạy nhất chính là proton, hạt nhân của nguyên tử hydro. Dựa vào tính chất từ của proton, sự phân bố của nó cũng như sự phụ thuộc của mật độ proton vào các tổ chức khác nhau (Hình 3.14) hoặc vào trạng thái sinh lý chức năng của các tổ chức đó, người ta có thể dựng ảnh của một bộ
phận nào đó của cơ thể sống, xác định được ranh giới giữa các tổ chức trong cơ thể, phân
biệt được các tổ chức lành với tổ chức bệnh giúp cho người bác sĩ chẩn đoán bệnh nhanh
chóng chính xác.
Ưu điểm lớn nhất của phương pháp này là ở đây hoàn toàn không sử dụng bức xạ ion
hóa.
Tuy nhiên để khẳng định việc sử dụng từ trường trong phương pháp chụp hình NMR là hoàn toàn không ảnh hưởng đến cơ thể bệnh nhân cần phải nghiên cứu kỹ hơn các hệ
quả có thể xảy ra.
Trong quá trình chụp hình người bệnh chịu tác dụng của ba tác nhân: từ trường không đổiB0, từ trường biến thiên với grad xác định và sóng tần số vô tuyến.Ta lần lượt xét ảnh hưởng của ba yếu tố này.
- Ảnh hưởng củaB0: Mặc dù từ trường B0 dùng trong phương pháp NMR thường lớn hơn từ trường trái đất cỡ 20000 lần, nhưng cho đến nay chưa có một hiệu ứng có hại nào
được phát hiện. Tuy nhiên để tránh những hiệu ứng trao đổi chất có thể xảy ra, trong thực
hành y học thường giới hạn từ trường B0 ở dưới mức 2,5T. Một số nghiên cứu cho thấy
sự có mặt của B0 có thể làm thay đổi tốc độ lan truyền xung điện theo sợi thần kinh, tuy
nhiên trong từ trường B0 cỡ 2T thì dù thực nghiệm kéo dài tới 4 giờ cũng không quan sát
thấy một sự thay đổi nào.
- Ảnh hưởng của từ trường biến thiên với grad xác định: Trong quá trình chụp hình do phải thu một dãy các tín hiệu FID nên xảy ra hàng loạt những biến thiên nhanh đột ngột
của từ trường dẫn đến sự xuất hiện một dòng điện cảm ứng, mật độ dòng cỡ 1A.cm-2, dòng này có thể gây ra các hiệu ứng sinh học. Các phân tích định lượng cho thấy tốc độ
biến thiên của cảm ứng từ cho phép cỡ dB/dt = 1T/1s.Với tốc độ này dòng cảm ứng sinh
ra có giá trị dưới ngưỡng kích thích thần kinh ( 3.103.A.cm-2), ngưỡng nổ đom đóm
mắt (17A.cm-2)… Như vậy gradien từ trường không tỏ ra là có hại đối với người bệnh.
Thực tế ngưỡng cửa những hiệu ứng kể trên còn phụ thuộc vào dạng hàm số biểu diễn sự
biến thiên của từ trường theo thời gian. Các tín hiệu hình sin không gây ra những biến đổi đáng kể và chỉ có các tín hiệu dạng không đối xứng mới gây ra những biến đổi trong các
hiệu ứng kể trên ở người bệnh.
- Ảnh hưởng của sóng tần số vô tuyến: Sóng tần số cao gây tác dụng nhiệt đối với các
tổ chức sống, công suất tỏa ra trong cơ thể người cỡ 0,7W. Trongkhi đó công suất tỏa ra
trong hoạt động chuyển hóa cơ bản cỡ 70W và hoạt động thể dục cỡ hàng trăm Watt. Sự
phân tán nhiệt phụ thuộc nhiều tham số khác: từ trường B0, máy thu tín hiệu… Thường ta
giới hạn tác dụng nhiệt của sóng tần số vô tuyến dưới ngưỡng an toàn là 1W/kg tương ứng với sự tăng nhiệt độ cơ thể cỡ 0,1oC – 0,2oC. Nguy hiểm lớn nhất là đối với những người bệnh có trong người vật dụng kim loại như máy kích thích nhịp tim v.v… Chức năng của máy kích thích nhịp tim có thể bị nhiễu bởi từ trường dư ở khoảng cách 8m kể
từ tâm của một nam châm 5000G dọc theo trục của nó. Vì vậy phải hỏi kỹ bệnh nhân và
thăm khám để tránh những hậu quả có thể xảy ra. Ngoài ra sự có mặt của các vật kim loại khác như kẹp mạch, mảnh đạn… cũng có thể gây ra những nguy hiểm đáng kể.
Tóm lại phương pháp chụp hình NMR là một phương pháp không gây nguy hiểm cho người bệnh; kết hợp với những ưu điểm trong chất lượng ảnh nhận được phương pháp này đang phát triển rất nhanh, nó cung cấp cho chúng ta những thông tin cả về mặt chức năng lẫn giải phẫu của cơ quan nghiên cứu.