Chuỗi xung phục hồi nghịch đảo được sử dụng trước tiên để tạo ra ảnh rất có trọng lượng T1. Tuy nhiên hiện tại thì chúng được sử dụng chính để kết hợp với chuỗi xung FSE để tạo ra ảnh có trọng lượng T2.
4.3.3.1. Nguyên lý chuỗi xung
Phương pháp phục hồi nghịch đảo sử dụng một chuỗi xung tín hiệu dội spin mà bắt đầu chuỗi là xung nghịch đảo 1800 như trên hình vẽ. Xung này làm cho véctơ từ tổng nghịch đảo 1800. Chu kì lặp xung (TR) chính là khoảng thời gian giữa hai xung nghịch đảo liên tiếp.
Khi kết thúc xung nghịch đảo đầu tiên, thì véc tơ từ giãn trở lại, và một xung 900 được đưa vào tại thời điểm TI (Inversion Time - thời gian hồi phục ngược) sau xung 1800 đầu tiên. Sau đó, một xung 1800 tiếp theo lại được đưa vào để giúp cho các spin hồi pha (rephase) trên mặt phẳng ngang, và tạo ra tín hiệu dội sau thời gian là TE (Echo Time) tính từ khi kết thúc xung 1800 đầu tiên.
Hình 4.11: Chuỗi xung phục hồi nghịch đảo 4.3.3.2. Phương pháp hồi phục nghịch đảo nhanh (Fast IR)
Phương pháp này là sự kết hợp giữa phương pháp chụp ảnh hồi phục nghịch đảo với phương pháp chụp tín hiệu dội spin nhanh (FSE-Fast Spin Echo). Ở chuỗi xung này, đầu tiên véctơ từ được lật 1800 bằng một xung nghịch đảo. Cũng giống như ở chuỗi xung hồi phục nghịch đảo thông thường, thời gian TR cũng là khoảng
thời gian giữa hai xung nghịch đảo liên tiếp. Tại thời gian TI, một xung kích thích 900 được đưa vào. Tuy nhiên, sau xung này, thì người ta đưa nhiều xung hồi pha (rephase) 1800 liên tiếp để tạo được nhiều tín hiệu, tất nhiên các tín hiệu này được mã hóa pha với các gradient khác nhau. Ở phương pháp tạo ảnh hồi phục nghịch đảo nhanh này, thì sau mỗi chi kỳ lặp xung, nhiều dòng trong không gian K được điền một lúc, do đó mà thời gian quét được giảm đáng kể. Loại chuỗi xung này được sử dụng nhiều hơn là loại chuỗi xung thông thường bởi nếu dùng chuỗi xung nghịch đảo thông thường, chu kỳ lặp xung cần thiết phải đủ lớn để véc tơ từ tổng hồi phục dọc đầy đủ, thế nên thời gian quét rất dài. Phương pháp hồi phục nghịch đảo nhanh này cho phép rút ngắn đáng kể thời gian chụp. Các thông số trong phương pháp này tương tự như các thông số ở phương pháp hồi phục nghịch đảo thông thường, duy chỉ có hệ số ETL (Echo Train Length) hoặc số Turbo Factor thì cần phải lựa chọn. Nếu muốn có ảnh trọng lượng T1 thì hệ số này cần phải ngắn, và cần phải dài nếu như muốn có ảnh trọng lượng T2.
Tín hiệu ở chuỗi xung này là một hàm phụ thuộc vào thời gian TI khi mà chuỗi xung không được lặp lại.
S = k ( 1 - 2e-TI/T1 ) (4.2)
Hình 4.12. Biên độ tín hiệu theo thời gian
Để ý rằng khi TI=T1ln2 thì tín hiệu bằng không.
Còn khi chuỗi xung hồi phục nghịch đảo được lặp lại sau mỗi chu kỳ xung, công thức tính tín hiệu như sau:
Thuận lợi của việc sử dụng chuỗi hồi phục đảo là ở chỗ nó cho phép vô hiệu hóa tín hiệu từ một thành phần nhờ giá trị T1 của nó (tức là có thể triệt tiêu một thành phần tín hiệu khi chọn giá trị các thông số một cách thích hợp). Ta biết rằng cường độ tín hiệu bằng 0 khi TI = T1 ln2.
Thời gian TI là thời gian mà từ hóa dọc của một mô được chọn nào đấy bằng không. Như vậy, thì khi có xung kích thích 900, từ hóa ngang của mô này cũng sẽ bằng 0, và do đó, tín hiệu phát ra từ loại mô này bị “triệt”. Thời gian TI để loại bỏ tín hiệu của một mô xác định phụ thuộc vào thời gian giãn T1 của mô đó. Ảnh hiển thị thường phản ánh từ hóa của tín hiệu, và như vậy thì những mô nào không có từ hóa sẽ thể hiện mày đen, và những mô nào có độ từ hóa khác 0 (có thể là âm hoặc dương) thì sẽ hiển thị với các mức xám tương ứng (từ đen tới trắng)
Phương thức hồi phục ngược cho phép loại bỏ tín hiệu của các mô theo hằng số thời gian T1 của chúng bằng cách chọn thời gian ngược TI tương ứng.
4.3.3.3. Phương pháp STIR (Short Time Inversion Recovery)
Như đã phân tích ở trên, chúng ta biết rằng mỡ có thời gian giãn T1 là tương đối ngắn. Vì thế, nó khôi phục nhiễm từ dọc nhanh hơn so với các mô khác sau xung ngược 1800. Quan trọng là nhiễm từ của mỡ trải qua mức 0 trước các mô khác. Nếu khoảng thời gian TI được chọn sao cho xung kích thích được đặt đúng tại lúc mà độ nhiễm từ dọc của các mô mỡ bằng không, thì mỡ sẽ không tạo ra tín hiệu. Thời gian giãn T1 của mỡ là ngắn, vì thế để triệt mỡ, người ta điều chỉnh cho TI nhỏ (khoảng 140ms), phương pháp triệt mỡ này được gọi là phương pháp khôi phục ngược thời gian ngắn.
Hình 4.13: Đồ thị thời gian trong phương pháp STIR 4.3.3.4 Phương pháp FLAIR (Fluid Attenuated IR)
Tương tự như vậy, để làm mất tín hiệu của chất lưu, người ta điều chỉnh TI dài ra, đó chính là phương pháp FLAIR (Fluid Attenuated Inversion Recovery - Phillips), hoặc Dark Fluid (Siemens), với TI để ở mức khoảng 2000ms.
Hình 4.14: Đồ thị thời gian trong phương pháp FLAIR
FLAIR thường được sử dụng để loại bỏ tín hiệu của dịch não tủy (CSF).
Ứng dụng
Phương pháp hồi phục nghịch đảo được sử dụng chủ yếu để chụp ảnh hệ thống thần kinh trung tâm (CNS-Center Nervous System) (ảnh trọng lượng T1 và phương pháp triệt chất lưu FLAIR) và hệ thống cơ xương (phương pháp triệt mỡ
STIR). Phương pháp triệt chất lưu FLAIR làm hiện rõ hơn những thương tổn vùng não thất và thương tổn ở cổ, ngực. Chuỗi xung STIR được mệnh danh là chuỗi xung
“tìm và diệt” (search and destroy) khi nó được sử dụng để chụp hệ thống cơ xương do nó triệt được mỡ và làm cho thương tổn ở xương hiện lên được rõ ràng.
Ưu điểm:
Có nhiều ứng dụng, linh hoạt.
Chất lượng ảnh tốt.
Ảnh có giá trị trong chẩn đoán
Nhược điểm:
Thời gian quét vẫn còn dài (do sử dụng chuỗi xung tín hiệu dội spin).