CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TẠO ẢNH CỘNG HƯỞNG TỪ
2.4. Các khái niệm cơ bản
2.4.1. Hồi phục.
Khi một hạt nhân đang ở trạng thái kích thích, nó chịu một momen quay tăng nên từ trường thúc đẩy nó sắp xếp lại. Hạt nhân có thể quay lại vị
này gọi là hồi phục. Hồi phục không xảy ra ngay sau kích thích mà nó chỉ xảy ra khi có khả năng truyền năng lượng. Quá trình truyền năng lượng phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu.
2.4.2. Độ từ hóa mô.
Khi mô đặt trong từ trường, một số hạt nhân sắp xếp theo trường, hiệu ứng kết hợp giữa chúng tạo ra từ hóa mô theo hướng của từ trường. Sự từ hóa cực đại phụ thuộc vào 3 yếu tố: mật độ của hạt nhân trong voxel (điểm ảnh 3 chiều) mô, độ nhạy của hạt nhân và cường độ của từ trường. Thời gian sự từ hoá đạt cực đại chỉ trong vài giây và giữ cố định khi có các xung RF tác động hoặc thay đổi từ trường.
Có hai từ hóa dọc và ngang theo hướng của từ trường.
2.4.2.1. Hồi phục và từ hóa dọc.
Khi mô đặt trong từ trường, nó trở nên bị nhiễm từ theo hướng dọc (hướng song song với hướng của từ trường). Nó duy trì trạng thái khi có một xung RF tác động. Nếu sự nhiễm từ tạm thời được định hướng lại bằng một xung RF, sau một thời gian nào đó nó sẽ trở về vị trí ban đầu. Sự nhiễm từ dọc lại tăng lên gọi là quá trình hồi phục, nó xảy ra sau một kích thích.
Sự nhiễm từ dọc không tăng tuyến tính mà nó tăng theo hàm mũ như trong hình 2.3.
Khi tạo ảnh theo đặc tính T1, cường độ pixel liên quan đến mức từ hóa khi ảnh được chụp. Nó tăng theo thời gian.
Hình 2.3: Sự tăng lên của từ hóa dọc trong quá trình hồi phục.
Thời gian hồi phục dọc là T1.
2.4.2.2. Hồi phục và từ hóa ngang.
Từ hóa ngang được tạo ra khi đặt một xung RF lên mô. Xung này thường là xung 900, làm chuyển từ hóa dọc sang từ hóa ngang. Từ hóa ngang là trạng thái không ổn định và nhanh chóng phân rã khi kết thúc xung kích thích.từ hóa ngang cũng là một quá trình hồi phục đặc trưng bởi thời gian T2.
Các mô khác nhau có T2 khác nhau, do đó ta có thể phân biệt các loại mô khác nhau.
Khi tạo ảnh theo đặc tính T2, cường độ pixel liên quan đến mức từ hóa khi ảnh được chụp. Nó giảm theo thời gian.
2.4.3. Thời gian lặp lại TR.
Thời gian lặp lại TR (Time of Repetition) là khoảng thời gian từ khi bắt đầu hồi phục dọc và khi sự từ hóa được đo để tạo ra tương phản ảnh. TR là khoảng thời gian của chu kỳ thu nhận ảnh hoặc thời gian lặp lại chu kỳ.
2.4.4. Thời gian phản hồi TE.
Thời gian phản hồi TE (Time to Echo event) là khoảng thời gian từ khi bắt đầu hồi phục ngang và khi sự từ hóa được đo để tạo ảnh tương phản.
2.4.5. Mật độ Proton.
Mật độ proton trong mỗi voxel (điểm ảnh ba chiều) mô xác định mức từ hóa cực đại có thể đạt được. Sự khác nhau về mật độ proton giữa các mô có thể được dùng để tạo ra tương phản ảnh.
Hình 2.5: Tương phản mật độ proton.
Hình 2.6: Sự tăng mật độ tương phản Proton.
Hình 2.6 chỉ ra sự tăng của từ hóa dọc với hai loại mô có cùng giá trị T1 nhưng mật độ khác nhau. Trên hình vẽ ta thấy giá trị TR ít nhất gấp 3 lần T1 với mô được tạo ảnh để tạo ra tương phản mật độ Proton hoàn toàn.
2.4.6. Thời gian hồi phục dọc T1.
Trong qua trình hồi phục lại (tăng lại) của từ hóa dọc, các mô khác nhau sẽ có mức từ hóa khác nhau do độ tăng khác nhau, hay giá trị T1 khác nhau. Hình 2.7 so sánh hai mô với các giá trị T1 khác nhau.
Hình 2.7: Tương phản T1.
Mô có giá trị T1 ngắn hơn có tốc độ tăng lại từ hóa dọc nhanh hơn. Do vậy, trong suốt thời gian này nó có mức từ hóa cao hơn, tạo tín hiệu mạnh hơn và xuất hiện trên ảnh sáng hơn.
Tại thời điểm bắt đầu của mỗi chu kỳ tạo ảnh, sự từ hóa dọc giảm xuống đến không do xung RF và sau đó tăng trở lại hay hồi phục trong suốt chu kỳ. Khi chu kỳ chấm dứt giá trị từ hóa đo được và hiển thị là một cường độ pixel hoặc độ sáng.
Thời gian yêu cầu cho một mức tăng trở lại của sự từ hóa dọc thay đổi theo từng loại mô khác nhau.
Mô T2 ( ms) T1 (0,5T)(ms) T1 (1,5T)(ms)
Mỡ 80 210 260
Gan 42 350 500
Cơ 45 550 870
Chất
trắng 90 500 780
Chất xám 100 650 920
Hình 2.8: giá trị T1 và T2 với các loại mô khác nhau.
2.4.7. Thời gian hồi phục ngang T2.
Trong quá trình phân rã, các mô khác nhau sẽ có mức từ hóa khác nhau do tốc độ phân rã khác nhau hay T2 khác nhau. Hình 2.9 mô tả mô có giá trị T2 dài có mức từ hóa cao, tạo ra tín hiệu mạnh hơn và sáng hơn trong ảnh so với mô có giá trị T2 ngắn.
Hình 2.9: Tương phản T2.
Hình 2.9 chỉ ra sự phân rã của sự từ hóa ngang với các mô có giá trị T2 khác nhau. Mô với giá trị T2 ngắn nhất sẽ mất sự từ hóa nhanh hơn so với các mô khác.
Hình 2.10: So sánh phân rã từ hóa ngang của các mô có các giá trị T2 khác nhau.