Chụp cộng hưởng từ

Chụp cộng hưởng từ (hay còn gọi là chụp em-rai, từ viết tắt của MRI - Magnetic Resonance Imaging) là phương pháp hình ảnh hóa các cơ quan trong cơ thể và quan sát mức độ nước bên trong các cấu trúc này. Công nghệ ảnh cộng hưởng từ dựa trên hiện tượng vật lý là cộng hưởng từ hạt nhân.

Chụp cộng hưởng từ, hay còn gọi là 'chụp cộng hưởng từ hạt nhân', đã được sử dụng trong chẩn đoán bệnh từ năm 1982. Hiện tượng cộng hưởng từ hạt nhân được phát hiện bởi hai nhà khoa học Bloch và Purcell vào năm 1952. Sự khác biệt chính giữa chụp cộng hưởng từ và chụp X quang là năng lượng sử dụng: chụp X quang sử dụng năng lượng tia X phóng xạ, trong khi chụp cộng hưởng từ sử dụng năng lượng vô tuyến điện.

Cơ sở vật lý

Bao gồm 4 giai đoạn:

Giai đoạn 1: Sắp xếp hạt nhân

1. Mỗi hạt nhân trong môi trường vật chất đều có một moment từ do spin (xoay) nội tại của nó tạo ra.
2. Các hạt nhân được sắp xếp ngẫu nhiên và từ trường của chúng tương tác triệt tiêu nhau, không có từ trường dư để quan sát.
3. Khi có một từ trường mạnh từ bên ngoài tác động, các moment từ của hạt nhân sẽ được sắp xếp song song hoặc ngược chiều với từ trường và chuyển động xoay quanh hướng từ trường này.
4. Các vector từ hạt nhân được sắp xếp song song cùng hướng với từ trường bên ngoài có số lượng lớn hơn so với vector từ hạt nhân được sắp xếp ngược hướng, và chúng không thể hoàn toàn triệt tiêu lẫn nhau, dẫn đến một mạng lưới từ hóa theo hướng của từ trường bên ngoài.
5. Các vector này tạo ra hiện tượng từ hóa chủ yếu theo hướng của từ trường bên ngoài, được gọi là trạng thái cân bằng.
6. Trong trạng thái cân bằng, không có tín hiệu được ghi nhận. Khi trạng thái này bị phá vỡ, sẽ có tín hiệu được phát sinh.

Giai đoạn 2: Kích thích hạt nhân

Hiện tượng sắp xếp lại hạt nhân kết thúc khi các proton của hydrogen phóng thích năng lượng để trở về vị trí ban đầu. Tốc độ phóng thích các phôton này phụ thuộc vào năng lượng được phóng thích. Thời gian cần thiết cho 63% vector khôi phục theo chiều dọc được gọi là T1. Thời gian cần thiết cho 63% vector khôi phục theo chiều ngang được gọi là T2.

Giai đoạn 3: Ghi nhận tín hiệu

Khi các proton trở lại sắp xếp lại như cũ do ảnh hưởng từ trường bên ngoài, chúng phóng thích năng lượng dưới dạng tín hiệu tần số vô tuyến. Cường độ phát ra từ một đơn vị khối mô được thể hiện trên một thang màu từ trắng đến đen, trong đó màu trắng là cường độ tín hiệu cao và màu đen là không có tín hiệu. Cường độ tín hiệu của một loại mô phụ thuộc vào thời gian khôi phục từ T1 và T2, cũng như mật độ phôton của nó.

Giai đoạn 4: Tạo hình ảnh

T1 tạo ra tín hiệu MRI mạnh và cho thấy hình ảnh các cấu trúc giải phẫu. Với T1, dịch não tủy, vỏ xương, không khí và máu lưu thông nhanh tạo ra tín hiệu không đáng kể và thể hiện màu sẫm. Chất trắng và chất xám được biểu hiện bằng các màu xám khác nhau, với chất xám đậm hơn. Mô mỡ có màu sáng, đây là lợi thế lớn để hình ảnh mô mỡ trong hốc mắt, ngoài màng cứng tuỷ xương và cột sống. Máu tụ mạn tính có tín hiệu cao và thể hiện màu trắng. Tuy nhiên, độ nhạy hình ảnh T1 không cao đối với những tổn thương nhỏ không đè đẩy cấu trúc giải phẫu.

Hình ảnh

• Chụp cắt lớp vi tính (CT)
• Dùng chất trợ vô cùng cực Dotarem cho chụp cộng hưởng từ
• Phương pháp điều trị bằng MRI HIFU
• Chụp X-quang

Chú thích

• James Mattson và Merrill Simon. Các Nhà tiên phong của NMR và Cộng hưởng từ từ trong Y học: Câu chuyện về MRI. Jericho & New York: Nhà xuất bản Đại học Bar-Ilan, 1996. ISBN 0-9619243-1-4.