ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
ng t
ưở
ừ
Ch p c ng h ụ ộ MRI
Sinh viên th c hi n: ự ệ
ọ ằ
ệ
Vũ Tr ng B ng 20090211 ĐK&TĐH4. Đ ng Vi t Hùng 20091286 ĐK&TĐH6. ặ D ng Văn Khoa 20091437 ĐK&TĐH2. ươ
Giáo viên h ướ ng d n: ẫ
1
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ế
ệ
ệ
TS. Nguy n Lan H ng ươ ễ
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
ệ
ớ ng t
i thi u ừ
ậ ng và sóng i ph u c a c th nh s d ng t ẩ hay MRI (Magnetic Resonance Imaging) là m t k thu t ch n ả ả ờ ử ụ ẫ ủ ơ ể ộ ỹ tr ừ ườ
ộ ượ
c ng d ng r ng rãi t ng t ưở h t nhân đ ừ ạ đ ng t ừ ượ ứ ừ
ậ ụ ượ ả
ng t ng t ưở ệ
ừ ạ ộ
c Felix Block và Edward Puroel phát hi n ệ năm 1950. Năm 1952, 2 ộ c tra gi i Nobel V t lý nh s phát ờ ự ậ đ u tiên . Năm 1980, chi c máy c ng h ưở ừ ầ ế i. Năm 1987, MRI ơ ể ườ ỹ ằ ạ ẩ ậ
ụ ệ ầ
ể ẩ ừ ậ ạ ả ẩ
i các b nh vi n l n c a Vi ng t ưở i cũng nh t ở ệ ệ
c ta đ các b n tham ể ạ ả c ng d ng trong ch n đoán các b nh lý tim m ch b ng k thu t cardiac MRI. ỹ (MRI) đã tr thành ph bi n trong y h c ch n đoán ổ ế ệ ớ ủ ư ạ n i thi u vài thông tin v Kĩ thu t MRI đã có ở ướ ề ọ t nam. ể ệ ậ ạ ớ
Ph n 1. Gi ầ Ch p c ng h ưở ụ ộ đoán y khoa t o ra hình nh gi ạ radio. Nguyên lý c ng h ưở vào năm 1946, c ng h ộ nhà v t lý Felix Block và Edward Puroell đ hi n và ng d ng c ng h ộ ộ ụ ứ c đ a vào ho t đ ng đ t o nh c th ng i đ trên th gi ế ớ ượ ư đ ụ ệ ượ ứ Năm 1993, ng d ng MRI đ ch n đoán các b nh lý não th n kinh. Ngày nay, k ứ thu t t o nh c ng h ộ hình nh trên th gi ế ớ ả NST gi kh oả
1/. S hình thành ph ng pháp ch p c ng h ng t ự ươ ụ ộ ưở ừ
ng c ng h ộ ệ
đ ưở ệ ượ ể c ng d ng và b t đ u phát tri n ng t ở ắ ầ ụ
h t nhân ừ ạ ướ c nh ng n ữ i Nobel v t lý năm 1952 cho 2 nhà ộ ữ ả ậ
Felix Block và Edward Purcell đã phát hi n ra hi n t vào năm 1946. C ng h ng t ưở tiên ti nế vào nh ng năm 1950 đ n 1970 và gi v t lý trên đã t o ti n đ cho vi c phát tri n MRI. ề ậ ừ ượ ứ ế ệ ể ề ạ
ứ
ả ệ ả ằ
ơ ể c có th phát ra m t tín hi u mà có th dò tìm đ ế ể ướ ượ ể
ng t Ti n s Raymond Damidian đã công b k t qu công trình nghiên c u v c u trúc ề ấ ố ế ế ỹ ầ i, theo k t qu này ông phát hi n ra r ng c th con ng c th con ng i ph n ườ ơ ể l n là n c. Đó chính là ệ ướ ớ c s đ áp d ng cho vi c t o nh t ưở ơ ở ể ườ c và n ụ ộ c ng h ừ ộ ệ ạ ả . ừ
ộ ế ị t b
i b ng c ng h . 7 năm sau ông cùng các c ng s đã nghiên c u, thi ự ộ ch p nh c u trúc c th con ng ưở ườ ằ ứ ộ ơ ể ụ ả t k và ch t o ra m t thi ế ế ế ạ ng t ừ ấ
ờ ộ ướ ưở ộ ộ ụ ừ ớ
đ ừ ầ ưở ệ ế ừ ộ
2
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ế
ệ
ệ
Năm 1980 chi c máy c ng h ế ả h ứ đ u tiên ra đ i và s d ng cho vi c ch p hình ng t ụ ử ụ ệ c ti n m i khi đ a c ng .Năm 1987 ch p c ng h ộ ng t ư ế ừ ượ c ng t vào vi c ch n đoán các b nh lý tim m ch.Năm 1993 c ng h ưở ẩ ẩ nh y t ng t ưở ng d ng cho vi c ch n đoán ch c năng và ho t đ ng c a não. ứ ụ có m t b ạ ạ ộ ệ ệ ủ
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
ng t ế ừ ưở ở
( MRI ) đã tr thành ph bi n và đ ả ở
ẩ ả
ng pháp ch n đoán ph i dùng m t s thi c nhi u r i ro cũng nh gi m s đau đ n c a ng ư ả ổ ế ộ ộ ố ự ươ ượ ề ủ ủ
ộ c a chu ng Đ n ngày nay C ng h ộ ượ ư trong k thu t ch n đoán hình nh b i tính chính xác và đ an toàn c a nó. Nó đã ẩ ỹ ủ ậ ế ị xâm nh pậ t b thay th đ c m t s ph ộ ố ế ượ ườ i c thơ ể do đó nó tránh đ ớ b nh.ệ
Hình 1.1 C ch t o t tr ng ơ ế ạ ừ ườ
hay MRI (Magnetic Resonnance Imaging) ngày nay đ ưở
t b xâm nh p c th ộ ố ươ ậ ơ ể ế ị
ế ế ể ả ộ
ư đem l ng pháp ph i s d ng thi ớ đ phân gi ệ ậ ắ nét v m t hay nhi u b ph n ề ạ ề ủ ạ
nh s c i m t hình ả ộ ứ ạ ể ạ ả ử ụ
i ch p không b nh h ng b i tia X. c s d ng ượ ử ụ ng t C ng h ừ ộ r ng rãi b i s chính xác, an toàn và không xâm nh p c th , MRI đã đáp ng và ứ ở ự ộ thay th cho m t s ph ậ ơ ể gây nguy ả ử ụ hi m đ n tính m ng cũng nh gây đau đ n cho b nh nhân, v i i cao ớ hình nh 3 chi u c a MRI ề ộ ả ộ c a c th . ắ ớ ủ ơ ể MRI không s d ng tia b c x đ t o nh nh X-Quang hay C t l p ư ( CT ) do v y ng ậ ườ ưở ị ả ụ ở
ệ ố ệ
3
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ế
ệ
ệ
ẫ t tr i v đ phân gi Ngày nay v iớ các h th ng MRI hi n đ i l ng kín s d ng nam châm siêu d n (các ạ ồ h th ng có t ệ ố ử ụ 1 Tesla tr lên) đã có các u th v ế ượ ộ ề ộ l c t ừ ự ừ ả i, ư ở
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
ệ ố
ế ầ ị
ộ ệ ố ư ầ ạ
t c đ ch p, đ dày lát ch p,..... so v i các h th ng m s d ng nam châm ở ử ụ ớ ụ ố ộ ụ l c d cổ đi nể ( các h th ng có t i 1 Tesla) nên đã đáp ng h u h t các ch đ nh ỉ ừ ự ướ ứ chuyên khoa sâu nh tim m ch, s não, th n kinh, m ch máu, .... giúp các ch n ẩ ọ ạ đoán và đi u tr c a bác s đ t ỹ ạ độ chính xác cao. ị ủ ề
ụ ự
t c các nguyên t c ộ ấ ị
tr ừ ườ ử ướ ự ổ ẽ
ạ ng c c m nh đang ho t ạ ủ ơ ể ử ướ c a c th n trong phân t ủ ừ i s tác đ ng c a t ộ ể ộ ề ệ ẽ ắ ượ ể
ề ệ ố ử ử ể ệ
ng này thì các nguyên t n s thay đ i chi u chuy n đ ng theo m t ộ ộ c chi u chuy n đ ng đ truy n v h th ng vi tính x lý tín hi u và t o ra hình này ạ ử ướ c trong phân t ỏ ử
i tr ng thái bình th Ch p MRI là ph ng pháp đ a c th vào vùng t ư ơ ể ươ đ ng theo m t chi u nh t đ nh, t ấ ả ề ộ đang chuy n đ ng t do theo nhi u chi u và d ự ề ộ ề ể ngườ có đ nhị ng c a h th ng MRI tr h ề ủ ệ ố ướ ng nh t đ nh sau đó các h th ng thu tín hi u s b t đ h ệ ố ấ ị ướ c a các nguyên t ề ủ nh. Khi c th ra kh i vùng t tr ả ừ ườ ơ ể ng. i tr l l ườ ạ ở ạ ạ
2/ Các đ c đi m c a MRI ể ủ ặ
ươ ụ ẩ
ệ ươ ộ ng pháp ng d ng cho ch n đoán hình nh thì MRI là m t ạ i ng pháp đem l ươ ệ ế ấ
Hi n nay trong các ph ph ế giá tr ch n đoán và đi u tr cao nh t: ứ ả ng pháp tiên ti n và hi n đ i nh t vì th nên đây cũng là ph ạ ấ ị ẩ ề ị
ứ ạ • Hình nh MRI cho phép ti p c n tr c quan đ n nhi u c u trúc ph c t p ự ả
ế ậ ứ ế ạ ộ ề ấ ủ ơ ể ể
t nh t đ phát hi n s m và đánh giá tình tr ng các ng pháp t ệ ớ ấ ể ươ ạ ố
• Các mô m m nh tim, gan, th n, ph i,.. cũng đ
ầ trong c th đ đánh giá các ch c năng ho t đ ng c a chúng mà không c n xâm nh p.ậ • MRI là ph kh i u.ố
ề ụ ổ
ả ổ
ng pháp ch n đoán hình nh khác không có đ c. ượ ệ ả ươ
ấ • MRI là ph ạ ả ưở ự ộ
mà không s d ng tia X nên tránh cho b nh nhân kh i nh h ậ ư kho ng cách đi m nh 1mm đ d dàng phát hi n các t n th ể ễ ể ả và rõ nh t mà các ph ẩ ng pháp t o nh d a trên nguyên lý c ng h ỏ ả c ch p và t o nh 3D v i ớ ạ ả ng nh nh t ấ ỏ ươ ượ tr ủ ừ ườ ng ng c a tia X. ủ ng c a t ưở ươ ử ụ ệ
• MRI là vùng t
Tuy nhiên MRI có m t s y u t c n chú ý: ộ ố ế ố ầ
ệ ế ặ
tr ừ ườ ạ ạ ơ ể ẽ t b h ế ị ỗ ỉ c ch ượ ậ ặ ễ ả
ụ
ầ ổ
• Chi phí cho ca ch p MRI th
ế ụ khuy n cáo nào v tác h i đ n s c kh e c a các t ch c y t ng m nh nên n u b nh nhân có các v t ho c thi tr b ng kim lo i trong c th s gây nhi u hình nh ho c không đ ợ ằ đ nh ch p. ị • Ph n có thai d ụ ữ ế ế
i 12 tu n tu i nên h n ch ch p MRI ổ ứ ộ ố ươ ạ ỏ ủ ng cao h n m t s ph ơ ạ ế ứ ườ cho dù ch a cóư i. trên th gi ế ớ ng pháp nh siêu âm, ư ướ ề ụ
4
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ế
ệ
ệ
X-Quang, CT, ...
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
ầ
ủ ộ ừ ạ ự ^ ng t ằ
ạ ộ h t nhân d a trên hi u ng con quay – s quay c a ủ . Các proton ngoài chuy nể ừ ộ
ệ ứ uuuur uur H spin ể ầ ố ế ộ ứ ể ả
ng B.
p g 2 f
Ph n 2: Nguyên lý ho t đ ng. Nguyên lý c a c ng h ự ưở spin khi t n s kích thích b ng t n s tu sai và ầ ố đ ng quay (spin ) còn có chuy n đ ng th 2 là chuy n đ ng đ o quanh vector t ộ tr ườ Hi u ng con quay: B= ệ ứ
c a h t nhân s d ng (h s quay tu sai) ủ ể ừ ủ ạ ử ụ ệ ố ế
Trong đó : f là t n s tu sai c a spin. ầ ố ế g là h s h i chuy n t ệ ố ồ
B/I
h t nhân. c m. c a spin. h: h ng s Plangk. ố m ừ ạ ộ ừ ả ử ủ
m • hf= i ằ : momen t i ng đ t B: c ườ I: s l ng t ố ượ f: t n s kích thích ầ ố
5
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ế
ệ
ệ
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
ng c a proton ể ộ
ủ tr Hình 2.1 : Chuy n đ ng xung quanh t ặ tr ớ ừ ườ ạ ừ ườ
ừ ộ ớ ừ tr ừ ườ ng B. Ta t o t ồ
j
ng t ầ ng B’ có cùng t n m làm dipol. Khi vector B’ quay đ ng b v i momen t dipol , B và m . Khi có s cân b ng gi a t n s quay c a vector B’ s ẽ ng. ưở ủ h t nhân. ừ ạ ữ ầ ố ưở ng c ng h ộ ộ
ằ ự Đó chính là hi n t ệ ượ j =kT; ử ụ
N u trong m t ph ng vuông góc v i t ẳ ế s quay v i momen t ớ ố thay đ i góc ổ sinh ra c ng h S d ng xung kích thích thì T là th i gian kích thích c a xung. ủ ờ
0e-t/T2
tr ả
ủ ừ ườ ể ặ
6
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ệ
ệ
ế
ộ 0e-t/T1e-t/T0 ng v i v trí cân b ng v i tr c Z: A= A ng. Hình 2.2 S suy gi m c a t (a)Tín hi u suy gi m v i h ng s th i gian T 2 đ m t X-Y biên đ A=A ớ ằ ả ệ tr (b)S bao trùm c a t ằ ủ ừ ườ ự ố ờ ớ ị ớ ụ ự
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
ả ậ ạ ể ng m nh, v t th đó có kh năng ể
h pấ ể ậ ấ ụ
tr ộ ừ ườ ng t ễ
ầ ố ộ ế ườ ứ ạ ậ
ử
ử ầ ủ hydro là m t nguyên t ộ
t vì h t nhân c a chúng ch ch a 1 proton. Do đó, nó có m t mômen t i m t h qu là: n u ta d a vào ho t đ ng t ự ạ ộ n ủ ế ừ ướ hydro. V m t t ề ặ ừ ỉ ứ ế ế ấ ạ c luôn có nguyên t ử ủ ạ ộ ệ
ậ ự c (60-70%). Trong thành ph n c a phân t ử tính, nguyên t ừ ớ l n. ộ ử c a các nguyên t ừ ủ c khác nhau c a các mô trong c th thì chúng ta ơ ể
c các mô đó. M t khác, trong cùng m t c quan,
c t ố ướ ạ ị ộ ơ ổ i v trí t n
ớ ẫ t ừ ạ ủ ặ ổ ổ ng b nh lý đ u d n đ n s thay đ i phân b n ế ự i đó s thay đ i so v i mô lành, nên ta cũng s ghi ẽ ẽ
ươ ẫ ế c các th
ạ ộ ng t n. ổ ng d ng nguyên lý này, MRI s d ng m t t ượ ụ ử ụ
ộ ệ ố c a nhân nguyên t tr ộ ừ ườ ạ ộ ầ ố ể ề ể
hydro có trong phân t ử ướ ủ ơ ể ử
ng d ướ ạ ầ ố n ế ệ ệ
ng m nh và m t h th ng phát ạ ử , ệ ừ ủ ứ ạ c c a c th , nh m b c x ằ c ẽ ượ ừ ng v a i d ng các tín hi u có t n s vô tuy n. Các tín hi u này s đ ể ạ ủ ố ượ ử ả
c đ a vào t ậ tr ừ ườ
ủ ư ụ ạ
ạ
M i proton trong môi tr ộ
ấ ề ườ i c a nó. Trong đi u ki n bình th ề ạ ậ ệ ế
c a chúng tri
ừ ủ c. Khi đ t c th vào máy ch p MRI, d ướ ụ
ở ộ t tiêu l n nhau do đó không có t tr ừ ườ i tác đ ng t ộ c a proton s s p hàng song song cùng h
ẽ ắ t c mômen t tr ệ ặ ơ ể ừ ủ ng. T ng t ổ ủ ừ ườ ấ ả
t
ng t ng c a t hóa th c ớ ướ tr ừ ườ ố ượ
ớ ế ự
tr ng thái cân b ng
Khi đ t m t v t th vào trong m t t ộ ậ ặ m t t n s c th . Khi h p th , trong v t th thụ và b c xứ ạ l i các xung đi n t ạ ệ ừ ở ộ ầ ố ụ ể (Nuclear Magnectic Resonance: ệ ượ c ng h ng đó di n ra hi n t h t nhân ừ ạ ưở ộ ả ầ NMR). T n s c ng h ng n m trong d i t n ng c a các v t th mô thông th ằ ể ậ ủ ưở c a sóng vô tuy n (radiofrequency: RF). Còn khi b c x , v t th đó cũng phát ra ể ủ các tín hi u vô tuy n. ệ C th chúng ta c u t o ch y u t ơ ể n ướ đ c bi ệ ặ T đi u này d n t ả ẫ ớ ừ ề hydro đ ghi nh n s phân b n ố ướ ể t đ có th ghi hình và phân bi ệ ượ ể các t n th ổ ề ệ ng, d n đ n ho t đ ng t th ươ hình đ ươ Ứ các xung có t n s vô tuy n đ đi u khi n ho t đ ng đi n t ế mà c th là nhân nguyên t ụ ể năng l ượ m t h th ng thu nh n và x lý đi n toán đ t o ra hình nh c a đ i t ệ ộ ệ ố đ ng đó. ượ ư Quá trình ch p MRI g m có 4 giai đo n. Nguyên lý c a 4 giai đo n nh sau: ồ ạ Giai đo n 1: S p hàng h t nhân ắ ỗ n i t ộ ạ ủ nhiên nên mômen t đ ghi nh n đ ậ ượ ể m nh c a máy, các mômen t ạ ủ c h ng ượ ướ t là vect ơ ừ cùng chi u v i h ề c chi u và chúng không th tri ng ề ượ tr ng c a vect h ơ ừ ườ ủ ướ b ng không có m t tín hi u nào có th đ ằ ng v t ch t đ u có m t mômen t t o ra b i spin (xoay) ừ ạ ẫ ng, các proton s p x p m t cách ng u ườ ắ ng d ra ư ẫ ừ ườ ng tr ng ho c ặ ướ c g i ượ ọ c a proton lúc này đ s p hàng song song t s p hàng ơ ừ ắ hoá th c có t ơ ừ ằ . Trong tr ng thái cân ạ ị c ghi nh n. Khi tr ng thái cân b ng b ạ ừ ủ ự (net magnetization vector). Các vect ơ ừ ắ ng máy có s l ng l n h n các vect ơ t tiêu cho nhau h t. Do đó vect ể ệ ng máy. Đó là ệ ạ ể ượ t ộ ậ ằ
c hình thành. ộ ẽ ệ ượ
xáo tr n s có tín hi u đ ng c a t ự ắ ướ
ể ả ứ
7
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ế
ệ
ệ
tr Ngoài s s p hàng theo h ủ ừ ườ đ o (Precession), t c quay quanh tr c c a t ả ng v t lý sinh ra do s t hi n t ụ ủ ừ ườ ng tác gi a t ng và đ ng l ộ ng máy, các proton còn có chuy n đ ng ng máy. Chuy n đ ng đ o là m t ộ tr ể ủ ng quay c a tr ữ ừ ườ ệ ượ ộ ượ ự ươ ậ ộ
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
ố ả ể
ư ệ ượ tr ả ụ ủ ừ ườ
ả ầ ố ủ ượ ả ằ ị
ệ ầ ố ớ
c xác đ nh b ng ph ể ng t ng xung t o nên hi n t ng con quay, nó làm cho proton không proton. Chuy n đ ng đ o gi ng nh hi n t ộ ng bên ngoài (Hình 1). T n s c a chuy n ể đ ng yên mà đ o quanh tr c c a t ứ ầ ố ủ ươ đ ng đ o n m trong d i t n s c a tín hi u RF và đ ng ộ ằ trình Lamor. Khi phát xung RF cùng t n s v i proton đang chuy n đ ng đ o thì ả ộ h t nhân. proton h p th năng l ừ ạ ng c ng h ộ ệ ượ ượ ưở ụ ấ ạ
0 và có
Hình 2.3: Mô t ng ngoài B ừ ả ộ tr ừ ườ
m t proton có mômen t ể
Giai đo n 2: Kích thích h t nhân ạ
ạ ắ ủ
ệ ừ ắ ầ ố ộ ằ
ầ ố ng s đ ộ ố
t ủ proton nên m t s năng l ng này s đ y vect t ơ ừ ẽ ẩ ạ ng này g i là kích thích h t ng máy. Hi n t ệ ượ ọ
c đ t trong t µ đ ượ ặ chuy n đ ng đ o ρ ả ộ ạ Sau giai đo n s p hàng h t nhân, cu n phát tín hi u (transmitter coil) c a máy ệ ạ ế ng n (đo b ng mili giây) g i là xung t n s vô tuy n phát ra các xung đi n t ọ (radiofrequency pulse: xung RF). Vì các xung phát ra có t n s RF t ươ ứ ng ng c proton v i t n s c ng h ng c a ưở ớ ầ ố ộ ượ ẽ ượ ệ hoá làm chúng l ch h p th . S h p th năng l ụ ụ ự ấ ấ ượ kh i h ng c a vect tr ơ ừ ườ ủ ỏ ướ nhân (Hình 2.4).
Hình 2.4: Mô t ng) và quá trình dãn ộ
ạ ướ ạ ứ ạ ượ
quá trình kích thích h t nhân (c ng h ả ng d (b c x năng l ử ệ
t hóaừ
8
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ế
ệ
ệ
Có hai khái ni m quan tr ng trong x lý tín hi u đó là ọ d cọ (longitudinal magnetization), song song v i t ngang (transverse magnetization), vuông góc v i t ưở i d ng tính hi u RF) ệ hóaừ t ệ ng c a máy và tr ớ ừ ườ ủ ng máy. tr ớ ừ ườ
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
hóa do nh h ừ ừ ưở tr ủ ừ ườ ọ là hi n t
ở ạ ng t ư ng c a t ạ
ộ ượ ỏ ướ
trên. Tr ng thái này đ hoá l ch kh i h t ệ ơ ừ ờ ộ
ọ ụ
ụ ng d c c a t ọ ở ề ị tr ọ ủ ừ ườ
ờ
ng t ờ ừ ầ
0.
hóa . ị ầ ủ ờ ọ
th i gian T1 ườ ng c a vect ủ ưở
t ệ ơ ừ ng ngang t o nên vect ả ng c ng h ộ ệ ượ ng máy và b đ y theo h ị ẩ ng nên vect ướ ườ
hóa ạ
ế
ụ ộ
ế ể ị ừ ầ ờ ị
ụ
dãn theo tr c ngang ọ ầ hóa ngang m t pha, suy gi m nhanh chóng và d n t ơ ừ ấ t đ 63% giá tr t ọ hoá ban đ u b phân rã g i ầ (transverse relaxation time) (Hình 2.5). Th iờ ờ . Th i gian T2 ng n h n nhi u so v i th i ơ dãn theo tr c ngang th i gian T2 ờ ề ắ ớ ờ
ng máy. Đó chính T hóa d c ả ệ ượ c duy trì cho là tr ng thái cân b ng nh đã trình bày ằ ủ ng c a đ n khi có m t xung RF tác đ ng làm vect ộ ế ơ ừ t ng máy. Khi phát xung RF, sau m t th i gian nào đó, vect tr t vect ơ ừ ườ i khôi ph c tr v v trí d c ban đ u. Quá trình khôi ph c (recovery) hoá l ầ ạ dãn theo tr cụ theo h ng máy g i là quá trình ướ ụ d cọ (longitudinal relaxation) (Hình 2.5). Th i gian dãn theo tr c t đ hi n t d cọ (longitudinal relaxation time) là th i gian c n thi ế ể ệ ượ d c đ t 63% giá tr ban đ u c a nó. Th i gian này còn g i là ờ ọ ạ ng là xung 90 x y ra khi phát xung RF lên mô. Xung này th T hóa ngang ừ hoá l ch kh i h Do hi n t ơ ừ t ỏ ướ tr t ạ ơ ừ ổ ngang (transverse magnetization vector). T hóa ngang là tr ng thái không n ừ đ nh, kích thích và nhanh chóng phân rã khi k t thúc xung RF. T hoá ngang ừ ị (transverse relaxation). cũng là m t quá trình dãn g i là Khi ng t xung RF, vect ắ ả d n tr v 0. Th i gian c n thi ở ề ầ là th i gian ờ gian này còn g i làọ gian T1.
0 là vect
quá trình t hoá ngang. M ừ hoá d c và t ọ ừ
hoá ngang. M t ơ ừ Z là vect Hình 3: Mô t ả tr ng thái cân b ng. Y là h ở ạ ằ ng c a vect ủ hoá th c ự hoá t ơ ừ
ướ khi dãn theo tr c d c. t ơ ừ ụ ọ
Giai đo n 3: Ghi nh n tín hi u ậ ệ
i s p hàng nh cũ d ở ạ ắ ư
ướ i ng máy (g i là quá trình dãn theo tr c d c nh đã trình ng c a t tr ủ ừ ườ ế ị ọ ư
ụ
ng d ọ
9
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ệ
ệ
ế
ạ ắ ụ ọ ưở c a các proton khôi ph c tr ở trên). Trong quá trình này, khi mômen t ừ ủ ệ i d ng các tín hi u i v trí d c ban đ u, chúng s b c x năng l ượ c cu n thu nh n tín hi u (receiver ộ Khi ng t xung RF, các proton h t b kích thích, tr l nh h ả bày ở l ẽ ứ ạ ầ ạ ị t n s vô tuy n. Các tín hi u này s đ ầ ố ướ ạ ậ ẽ ượ ệ ế ệ
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
coil) c a máy ghi l i. ủ ạ
ạ nhả
ệ ể ộ
v t th mô sau khi đ ế ứ ạ ừ ậ ệ ể ạ
i s đ ạ ẽ ượ ử ng mô đ ố ượ ị ườ ộ ể ệ
ệ c cu n thu nh n tín hi u ượ ậ c x lý đi n toán đ t o ra hình nh. C ng đ b c x t ộ ứ ạ ừ ả c th hi n trên phim ch p theo m t thang màu t ừ ụ ượ ng đ tín hi u cao, màu đen là không có ệ ắ ườ ộ
Giai đo n 4: T o hình ạ Các tín hi u vô tuy n b c x t c a máy ghi l ủ m t đ n v kh i l ộ ơ tr ng đ n đen. Trong đó màu tr ng là c ế ắ tín hi u (Hình 2.6). ệ
Hình 2.5: Mô t m i liên h gi a th i gian T1, T2 v i m c đ t hoá và c ng đ ả ố ớ ứ ộ ừ ệ ữ ờ ườ ộ
ụ
ứ ừ ẽ ạ
ị
ơ ớ ọ ơ
10
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ế
ệ
ệ
Trong quá trình dãn (tăng l hoá khác nhau. Vì th t c đ tăng s khác nhau, hay nói cách khác giá tr T1 khác nhau. ế ố ộ Mô v i giá tr T1 ng n h n có t c đ tăng l ắ trong su t th i gian này nó có m c t tín hi u trên phim ch p. ệ i) c a t hoá d c, các mô khác nhau s có m c t ọ ủ ừ ẽ ố ộ ứ ừ hoá d c nhanh h n. Do v y, ậ ấ hoá cao h n, t o tín hi u m nh h n và xu t ạ ạ i s t ạ ự ừ ơ ị ờ ệ ố ơ
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
ơ ả ệ
hoá khác nhau ự ừ
ị hoá ngang, các mô khác nhau có m c t ứ ừ ứ
ị ớ ơ ạ ố ộ ừ
ng ph n T2, nh ng t ạ ể ư ươ ả ả ệ ắ ầ cao, t o ra tín hi u m nh h n và sáng h n trong nh so v i mô có giá tr ươ ng
ả ạ ờ ầ
ng th c t o nh MRI có hai pha khác nhau. M t pha đi cùng ộ ươ
ọ ặ ư
ề ụ
c a proton lúc này
ưở vect ộ t c mômen t ấ ả t ự ơ ừ
hoá ngang. M t khác, nh trên đã ọ c a các proton khôi ph c theo chi u d c ừ ủ ậ ộ hoá th c ph thu c vào m t đ ụ ể ằ
ế ườ
ờ
t riêng bi ậ ế ế
ư ể ị
i tr thành m t y u t ạ ạ ở ộ ế ố ế ả chính nh
ạ ả ươ ớ
ng pháp t o nh MRI so v i các ph ặ ủ
ơ ả ủ ể ặ
ươ ng ng ươ ng ph n ả ả nh : (1) m t đ proton k t h p v i th i gian dãn d c T1, (2) th i gian dãn d c T1, ọ ọ ờ ờ
ờ
0 đ n c c đ i trong th i gian T1 trên, c ng đ tín hi u tăng d n t ệ ế ự ạ ầ ừ ư
ự ươ ạ ằ
ườ ọ
i v n hành máy thi t l p tr c khi c ng ườ ậ ế ậ ướ
ụ
ả
ờ ng ph n nh. Xác đ nh giá tr TR là xác đ nh ươ khi b t đ u dãn d c đ n khi m c đ ứ ộ ị c đo đ t o ra t ể ạ ọ ế ị ắ ầ ị ừ ả ả ượ
ụ ả ể
ắ ầ ế
khi b t đ u dãn ngang đ n khi m c ứ ng ph n nh. Các giá tr k t h p gi a TE ị ế ợ ượ ữ
hoá c a mô đ ủ c ch n qua các b ng tuỳ thu c vào t ng lo i mô. ả c đo đ t o ra t ể ạ ả ừ ả ả ừ ờ ươ ộ ượ ạ ọ
c các t ượ ủ ỉ
ệ Ả ủ
t. nh c a T1 và T2 trong (T1-weighted: T1W) và T2 đi u ch nh ng ươ (T2- ng h p này g i là ề ỉ ỉ
11
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ệ
ệ
ế
hi n trên nh sáng h n. Trong quá trình phân rã s t do đó t c đ phân rã khác nhau, hay T2 khác nhau. Giá tr T2 dài t c mô có m c ứ nhi m t ơ ễ T2 ng n. T i th i đi m b t đ u chu kỳ, không có t ắ ph n T2 tăng d n trong quá trình dãn. Có th th y r ng, ph ứ ạ ả ể ấ ằ hoá d c và pha kia đi cùng v i s t v i s t ớ ự ừ ớ ự ừ trình bày, trong th i gian T1 khi mômen t ờ ừ ủ ng c a t tr ng máy thì t ng t d i nh h ủ ừ ườ ổ ướ ả th cự . Đ l n c a vect hóa t c g i là đ ộ ớ ủ ơ ừ ượ ọ proton c a mô đó. Gi a hai mô lân c n, dù th i gian T1 có th b ng nhau nh ng ư ủ ờ ậ ữ hoá s khác nhau. Vì th c ng đ tín n u m t đ proton khác nhau thì m c đ t ộ ẽ ứ ộ ừ ậ ộ ế ng ph n nh khác nhau. Nh đó ta hi u b c x ra cũng khác nhau nên s t o ra t ả ả ẽ ạ ệ ứ ạ ươ ng ph n trên nh. N u hai mô có c chúng qua s t t đ có th nh n bi ả ả ự ươ ệ ượ ầ ng ph n s càng tăng lên. Nh ng khi các mô ti n d n giá tr T1 khác nhau, thì s t ả ẽ ự ươ ằ thì m t đ proton l đ nế tr ng thái cân b ng ậ ộ ng ph n gi a hai mô. ng đ n t h ữ ả ế ươ ưở t tr i c a ph Nh v y, u đi m v ượ ộ ủ ể ư ậ ư pháp khác là ch ta có th ch n các đ c tính khác nhau c a mô đ t o ra t ể ạ ể ọ ở ỗ ph n hi n th trên phim ch p. Có 3 đ c tính c b n c a mô là ngu n t ụ ị ồ ươ ớ ế ợ ậ ộ ả (3) th i gian dãn ngang T2. Khái ni m TR, TE, T1W, T2W, PD và PDW ệ t Nh đã bi ờ ộ ườ ế ở t ng ph n t ả ố c c đ i tr v 0 trong th i gian T2. Nh m t o ra s t và gi m d n t ờ ầ ừ ự ạ ở ề ả ể i ta ph i ch n th i đi m T1 và T2 thích h p đ nh t v hình nh c a các mô, ng ờ ủ ấ ề ợ ể ả ả thu nh n các tín hi u b c x cung c p cho quá trình t o nh. TR và TE chính là các ấ ậ ạ ả ệ ứ ạ thông s v th i gian đo tín hi u đ ệ ượ ố ề ờ ch p MRI. TR (Time of Repetition) là kho ng th i gian t hoá c a mô đ t ủ ừ th i đi m ch p nh. ờ TE (Time of Echo event) là kho ng th i gian t đ t ộ ừ và TR đ B ng cách đi u ch nh các giá tr TR và TE c a T1 và T2, ta thu đ ề ằ ị ng ng v i m t đ c tính mô riêng bi ph n nh t ộ ặ ớ ươ ứ ả ả tr T1 đi u ch nh ề ọ ợ ườ weighted: T2W).
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
ỉ ớ ọ ề ườ
ầ ữ
ng đ tín hi u l n h n nh ng t ơ ả ươ
ủ i đó t ườ ợ ả ệ ớ ị
ớ t khi phân bi ệ ằ ọ
ị ế ượ i 63% s nhi m t ự
ượ ỉ ữ ả ề ụ ườ c ch p khi mô tr l ở ạ ọ ớ
i đó t ị ươ ầ ữ ả
và tín hi u RF l ể ạ
d c đ t giá tr c c đ i thì t ủ ạ ả ạ c b ng cách dùng TE t ượ ằ ệ ừ ậ ạ ả ư i quá th p đ hình thành m t nh. ặ ữ ự
ng ph n nh do m t đ proton c a mô
ễ ươ ị ươ ậ
PD (Proton Density) là nh kh o sát m t ậ ả ả ả ng ph n ị ự ạ ừ ọ ạ ươ ủ ậ ộ ả ả ng đ i dài đ t o nh t ả ng ph n ể ạ ả ươ ề ờ ế ị ậ ộ ọ ậ ộ ố ỉ ả ọ
12
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ế
ệ
ệ
Nh m t o nh T1 đi u ch nh, ng ờ ng ng v i th i i ta c n ch n m t giá tr TR t ạ ả ằ ươ ứ ị ộ ng ph n T1 l n nh t gi a hai lo i mô. N u l a ch n TR dài h n gian mà t ơ ọ ế ự ạ ấ ớ ươ ạ s t o ra c ọ ng ph n T1 ít h n. Vi c l a ch n ư ệ ự ơ ộ ẽ ạ ặ TR thích h p v i các giá tr T1 c a mô r t có ý nghĩa trong ch n đoán lâm sàng, đ c ẩ ấ c ch n b ng giá t gi a mô lành và mô b nh lý. N u giá tr TR đ bi ệ ệ mô c a nó. tr T1 c a mô, đó là nh đ ủ ừ ễ ị ờ ng ng v i th i Nh m t o nh T2 đi u ch nh, ng i ta c n ch n m t giá tr TE t ươ ứ ằ ộ ự ạ ng ph n T2 l n nh t gi a hai lo i mô. T gian mà t ng ph n T2 c c đ i ớ ả ươ ạ ấ ng đ i dài. Tuy nhiên, n u dùng TE quá dài thì s thu đ ự ế ố ươ nhi m t ộ ả ấ ễ M t k thu t t o nh hay g p n a là PD. ộ ỹ đ proton. Nh đã nói trên, khi s nhi m t ộ theo th i gian T1 s kém đi. Lúc này t ẽ quy t đ nh. Do v y, n u ta ch n giá tr TR t ế m t đ proton thì g i là nh m t đ proton đi u ch nh (Proton Density- weighted: PDW).
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
C u t o Ph n 3: ầ ấ ạ t b MRI th V m t ph n c ng, thi ế ị ầ ứ ề ặ
ườ ng g m các b ph n ch y u nh sau : ậ ủ ế ư ộ ồ
13
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ế
ệ
ệ
Hình 3.0. C u t o c a máy ch p c ng h ng t MRI ấ ạ ủ ụ ộ ưở ừ
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
Hình 3.1: S đ kh i c a thi t b ch p c t l p CHTHN ơ ồ ố ủ ế ị ụ ắ ớ
ng t ồ ộ ụ ưở ế ị ừ ạ ộ ố t b ch p c t l p c ng h ắ ớ ầ h t nhân bao g m m t s các thành ph n
ư
ộ ồ ạ ẫ ệ ố tr ừ ườ ự ng chính c c
ổ ạ
ng gradient ườ
ạ ế ệ ế
ể ị ị
ạ
ệ ệ ế ồ t b s hoá: x lý tín hi u CHTHN tr ậ ế ị ố ệ ố ộ ư ướ
ạ ả
ể ề ể
ề ệ ố ệ ố ạ ả ệ ố ữ ử ụ ư ụ ể
Thi chính nh sau: • H th ng nam châm g m các cu n nam châm siêu d n: t o ra t m nh không đ i. • H th ng các cu n gradient: t o tr ệ ố ộ • Các cu n thu phát sóng vô tuy n RF: phát xung vô tuy n và thu tín hi u CHTHN. ộ • H th ng đ nh v và ki m soát b nh nhân (bàn b nh nhân). ệ ố ầ • H th ng thu nh n tín hi u g m b ti n khu ch đ i, b tách sóng pha c u ố ệ ộ ề ệ ng và thi ph c khi đ a vào h th ng máy ệ ử ươ tính đ tái t o nh ể • H th ng máy tính chuyên d ng: Bao g m h th ng đi u khi n (đi u khi n toàn ồ ệ ố b quá trình ch p), h th ng l u tr ,x lý và t o nh, h th ng phân tích hi n th ị ộ nh… ả • Máy in phim : dùng đ in ra nh ể ả
ủ ừ ố
3.2. Ch c năng và ho t đ ng c a t ng kh i ạ ộ 3.2.1. H th ng nam châm ứ ệ ố
ụ ỗ ớ
0. Hi n nay, thi
ạ t bên trong. Nam châm này s t o ra t tr ừ ườ ố ị ọ
14
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ế
ệ
ệ
M t nam châm (magnet) l n d ng hình tr , r ng bên trong, đ l n đ b nh nhân có ộ ể ệ ủ ớ ng B ở th n m l 0 đ ng nh t (c đ nh) ẽ ạ ể ằ ấ ồ này (Hình 3.2). Chúng ta th ng nghe nói MRI 1.5T, không gian bên trong ng tr ườ ụ t b MRI dùng thông) chính là giá tr B thì 1.5T (Tesla, đ n v đo t ệ ừ ế ị ố ị ơ ị
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
i 7T. T tr
ừ ệ ố ế
0 làm cho các mômen t ng B ừ ườ ố ớ ủ ề ẫ
trong mô 0. Đ i v i các h th ng MRI ng cao, ph i dùng nam châm siêu d n (superconducting tr ộ ừ ườ ả
trong nghiên c u có th đ t t ể ạ ớ ứ (kí hi u M, magnetization) s p x p theo chi u c a B ệ ắ kín, c ườ magnet) có c u t o bên trong nh Hình 3.3. ng đ t ấ ạ ư
ẫ Hình 3.2. Hình d ng ngoài c a cu n nam châm siêu d n ủ ạ ộ
15
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ệ
ệ
ế
ẫ Hình 3.3. C u t o c a nam châm siêu d n ấ ạ ủ
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
Ch c năng ứ
ng chính B ạ tr ừ ườ
ng đ t 1 Tesla đ n 4 Tesla (tùy t ng thi
0. Đ đáp ng yêu c u ầ ứ ộ ườ ng 0K
ấ
t đ g n 0 nhi ộ ể t b c th ) và đ ế ị ụ ể ng nên thông th ệ ộ ầ ữ ở
H th ng nam châm có ch c năng t o ra t ệ ố ứ ng r t l n t c tr ộ ừ ườ ừ ế ườ ấ ớ ừ đ ng nh t cao nh m khôi ph c chính xác c u trúc c a đ i t ủ ố ượ ụ ằ ấ ồ nó là các nam châm đi n t c gi v i các cu n dây siêu d n đ ẫ ượ ệ ừ ớ nh các h n h p dung d ch làm l nh nh : Hêli, Nit … ơ ị ư ợ ỗ
ơ ồ ứ
ờ S đ ch c năng c a h th ng nam châm: ố ạ ủ ệ ố ồ ệ ồ ố ố ể
ố ậ ệ ệ ừ ạ
ể
t kh n c p nam châm
ệ
t đ phòng H th ng nam châm bao g m nam châm, kh i ngu n và kh i ki m soát nam châm.kh i ngu n nh n dòng đi n t ố m ng đi n và cung c p cho nam châm. Kh i ấ ồ ki m soát nam châm bao g m: ồ • M ch đi u khi n t ẩ ấ ể ắ ề • M ch báo hi u m c dung d ch Hêli ị ứ • M ch c nh báo chung ả • M ch báo hi u nhi
ệ ạ ộ
ạ ạ ạ ạ ệ ộ Ho t đ ng c a h th ng nam châm: ủ ệ ố ố ấ ồ ố ồ ồ
ệ
ng B tr ừ ườ ể ệ ủ ẫ ạ ệ ồ ẽ ự
ẫ
ạ ộ ừ ẩ ấ ắ
ấ ắ
ồ ả ườ ằ ị
ứ ề ệ
ệ ộ ệ ạ
16
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ế
ệ
ệ
ố H th ng phân ph i ngu n c p ngu n cho kh i ngu n riêng c a nam châm. Kh i ệ ố 0. này đ a dòng đi n vào dây siêu d n,dòng trong dây siêu d n t o ra t ư ẫ t h th ng sau ngày làm vi c, kh i ngu n s th c hi n phóng đi n đ ng t Khi t ắ ệ ố ắ ệ ố ạ ộ dòng đi n trong dây siêu d n. H th ng ki m soát nam châm theo dõi ho t đ ng ể ệ ố ệ c a nam châm. ủ ẩ t kh n Khi có s c c n d ng kh n c p ho t đ ng nam châm, nhân viên n nút t ự ố ầ ấ t kh n c p làm vi c s ti n hành ng t ngu n, phóng đi n trong dây c p, m ch t ệ ẩ ệ ẽ ế ắ ạ ấ ng ng đ t siêu d n và x b dung d ch Hêli nh m nhanh chóng gi m c ộ ừ ườ tr ả ỏ ẫ ằ chính v 0. M ch báo hi u m c Hêli theo dõi m c Hêli và hi n th c nh báo b ng ứ ị ả ể ạ t đ phòng và báo hi u khi t đ phòng theo dõi nhi đèn LED. M ch báo hi u nhi ệ ộ 0C. nhi ệ t quá 27 t đ phòng v ệ ộ ượ
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
Hình 3.4: H th ng nam châm ệ ố
C u trúc nam châm: ấ
ố ớ ầ ế ị
ệ ố ẫ ắ ẫ ộ t b MRI ệ ượ ả c s n
Nam châm là thành ph n đ t giá nh t trong h th ng MRI. Đ i v i các thi ấ s d ng nam châm siêu d n thì nam châm siêu d n là m t nam châm đi n đ ử ụ xu t t dây siêu d n. ấ ừ ẫ
c a m t nam châm siêu ủ ộ
Hình 3.5: C u t o ấ ạ d nẫ
t đ g n 0 ộ ầ
17
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ệ
ệ
ế
x p x b ng 0 khi tr ỉ ằ ở ấ 0 tuy tệ nhi ệ b ng cách nhúng vào ằ dòng đi n ch y qua Dây siêu d n có đi n ệ ẫ đ ở c gi l nh ữ ạ ượ 0C hay 00K) đ i ( -273 ố ộ dung d ch Hêli. M t ị ệ ạ
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
ộ ộ ẫ ượ ế ụ
ỏ ữ ẽ ẫ ộ ố ấ
ấ ẽ ộ ầ ả
ng chính trong m t năm. Chi u dài siêu d n trong nam châm th ộ ề
ộ ớ
ị ng đ ị
ườ ộ ệ ệ ộ ư ữ
t k nam châm sau này vùng đ m nhi t b ng dung d ch Nit ạ ộ ế ế ệ ằ ị
ở ệ ủ ng ở ứ ộ ộ ườ ẫ c gi trong h p l n. Trong thi ượ ữ c bao b c trong các túi dung d ch Nit ọ ượ t gi a nhi ữ ệ ệ t k này lo i b đ ế ế ị đ ơ ượ ả ạ ỏ ượ ệ ạ ạ
c nhúng trong dung cu n dây d n s v n ti p t c ch y qua cu n dây khi nó đ ạ d ch Hêli. M t s m t mát có th x y ra do đi n tr nh h u h n c a cu n dây. ể ả ạ ị m c đ kho ng m t ph n tri u Nh ng m t mát này s làm suy gi m t ệ tr ữ ừ ườ ả ả ng kho ng tr t ừ ườ t k nam vài km. C cu n dây và dung d ch Hêli đ ế ế ả ộ 0K) châm ban đ u h p này th (77.4 ơ ộ ầ t đ phòng và dung d ch Hêli. Trong ho t đ ng nh nh ng b đ m nhi ằ thi c thay b ng vùng làm l nh b i máy l nh. Thi c vi c ph i thêm dung d ch ị ở vào thành ph n nam châm. Nit ầ ơ
ng gradient 3.2.2. H th ng t o tr ệ ố ạ ườ
Đúng nh tên g i, h th ng này có ch c năng t o ra t ọ ạ ổ
ề
ng. H th ng t o tr ư tr ng chính B ừ ườ ệ ệ ố ồ
ấ ạ
ướ ố ồ ộ
đ i t ừ ố ượ ợ ằ ộ tr ừ ườ ạ
ế
ng gradient b xung tr ệ ố ừ ườ ứ 0 đ tham gia vào quá trình mã hoá và gi i mã v không gian ả ể ng gradient g m các ườ ng đ và ộ ườ ng bao g m 3 cu n: Cu n Gx, ng ng theo 3 tr c X, Y và Z. ng bi n thiên theo không gian này c n đ ch n l p c t. Ngoài ra, nó còn ầ ng M) trong tr ầ ố ừ ườ ị
vào t cho tín hi u CHTHN phát ra t ạ ng gradient có c tr cu n gradient có c u trúc thích h p nh m t o ra t ừ ườ ộ đ nh h ng mong mu n. Các cu n dây gradient th ộ ườ ị cu n Gy và cu n Gz, t o ra 3 t ng gradient t ụ ứ ươ ộ ộ tr Các t ừ ườ ể ọ ớ ắ đ xác đ nh v trí (thông qua vi c mã hoá pha và mã hoá t n s t ệ ị ể l p c t đ ớ ắ ượ c ch n. ọ
18
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ệ
ế
ệ
tr ng bi n thiên theo ba tr c không gian Hình 3.6. Cu n dây t o t ộ ạ ừ ườ ụ ế
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
19
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ệ
ế
ệ
ng gradient theo tr c Y Hình 3.7: Cu n dây t o tr ộ ạ ườ ụ
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
ng gradient theo tr c Z Hình 3.8: Cu n dây t o tr ộ ạ ườ ụ
ng gradient theo tr c X Hình 3.8: Cu n dây t o tr ộ ạ ườ ụ
t b vô tuy n 3.2.3. H th ng thi ệ ố ế ị ế
t b vô tuy n có ch c năng t o ra xung vô tuy n (hay t ế ế ị ứ ế ạ
ự
1) đ kích thích tín hi u CHTHN, sau đó th c hi n thu nh n và x lý s b ậ ng. H th ng vô tuy n g m m t s RF (radiofrequency coil)
ệ các mô c a đ i t tr ừ ườ ử ồ ừ ế
ng kích ơ ộ ộ ố , ầ
20
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ế
ệ
ệ
H th ng thi ệ ố đ ng Bộ ể tín hi u vô tuy n phát ra t ủ ố ượ ế ệ cu n phát thu sóng đi n t thành ph n ch y u nh các ư ủ ế ngu n phát xung vô tuy n, các b khu ch đ i vô tuy n. ạ ế ệ ệ ố ệ ừ ế ộ ộ ế ồ
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
ng chia làm ch c năng thu và phát tín hi u vô tuy n, cu n dây RF th ệ ế ộ ườ ừ ứ
ộ
Xu t phát t ấ 3 lo i chính: ạ − Các cu n k t h p phát và thu (cu n thu phát). ế ợ ộ − Cu n phát riêng. − Cu n thu riêng. ộ ộ
Hình 3.9. C u t o c a cu n phát thu sóng đi n t ấ ạ ủ ệ ừ ộ
ộ ừ ế ộ ộ ượ ng
Cu n thu phát v a đóng vai trò b phát xung vô tuy n v a là b thu năng l sóng vô tuy n t c t o nh. ng c n đ ừ đ i t ế ừ ố ượ ầ ượ ạ ả
ỉ ể ộ
ng c n đ ầ ượ ạ ả ỉ ể
ế ủ ố ượ ộ ượ c c t o nh. M i ỗ ế ị ụ ắ t b ch p c t ạ ộ
c s d ng ch đ phát xung vô tuy n, còn cu n thu riêng đ ượ ử ụ các spin c a đ i t ậ i có r t nhi u d ng khác nhau. Cu n RF trong thi ạ c so sánh v i th u kính c a máy ch p nh. Cu n phát riêng đ ộ s d ng ch đ thu nh n tín hi u t ử ụ ệ ừ lo i cu n dây trên l ề ạ l p có th đ ớ ể ượ ụ ả ấ ớ ủ ấ
ố ử ụ ấ
ư ụ ả ể ụ ả ạ ề ổ
21
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ế
ệ
ệ
Gi ng nh trong ch p nh s d ng các lo i th u kính khác nhau đ ch p c nh g n ầ ạ ụ ả ộ và ch p c nh xa v i góc nhìn thay đ i, trong ch p c t l p cũng có nhi u lo i cu n ớ dây RF đ b o đ m thích h p v i các tr ườ ụ ắ ớ ng h p có th x y ra. ợ ể ả ể ả ả ợ ớ
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
ấ ạ ề ặ ủ ể ố ộ ộ
Hình 3.10: C u t o bên trong c a cu n dây b m t (A) và cu n dây kh i th tích (B)
ộ ưở ữ ư
ng có hi u qu ượ ệ ồ ề
ng hay l u tr năng l ấ ưở ớ ầ ố ộ ả ở ầ t n ầ ử ệ đi n ng ν ưở ộ
M t cu n dây t o nh ph i c ng h ạ ả ả ộ ộ s Larmor. T t c các cu n t o nh đ u có c u trúc bao g m các ph n t ấ ả ộ ạ ả ố ng LC v i t n s c ng h c m L và đi n dung C hình thành m ch c ng h ạ ệ ả c xác đ nh nh sau: đ ượ ư ị
ượ ạ ả ộ ố ể ệ ỉ
1, ph
ộ ạ ả
tr ằ c đi u ch nh phù h p v i t ng b nh nhân b ng M t s ki u cu n dây t o nh đ ợ ớ ừ ộ ề cách thay đ i đi n dung theo m t quy lu t nào đó. M t yêu c u khác c a cu n t o ộ ạ ộ ổ ầ ủ ệ ậ ộ 0. 1(do xung vô tuy n t o ra) ph i tr c giao v i t nh là t tr tr ng chính B ng B ả ự ế ạ ừ ườ ớ ừ ườ ả ả i đây. Vi c mô t d M t s ki u cu n t o nh thông d ng nh t s đ c mô t ả ướ ấ ẽ ượ ụ ộ ố ể ng th c tác đ ng và các ng d ng c a cu n dây. s ch ra chi u t ng B ụ ứ ộ ẽ ỉ ề ừ ườ ệ ộ ươ ủ ứ
22
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ế
ệ
ệ
• Cu n t tính nhi u vòng tròn ( Multi Turn Solenoid ). ộ ừ ề
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
Hình 3.11: Cu n t ộ ừ tính nhi u vòng ề
• Cu n b m t (Surface Coil). ề ặ ộ
Cu n b m t r t thông d ng vì chúng là cu n thu và có t s SNR cao ề ặ ấ ỉ ố ụ ộ ộ
Hình 3.12: Cu n b m t ề ặ ộ
• Cu n l ng chim (Bird Cage Coil). ộ ồ
23
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ế
ệ
ệ
Cu n l ng chim đ c s d ng khi t o nh đ u và s não ộ ồ ượ ử ụ ạ ả ầ ọ
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
Hình 3.13: Cu n l ng chim ộ ồ
• Cu n t tính m t vòng tròn (Single Turn Solenoid). ộ ừ ộ
ụ ư ạ ả tính m t vòng tròn s d ng t o nh các ph n đ u mút,ví d nh t o nh ử ụ ạ ả ầ ầ ộ
Cu n t ộ ừ ng c và c tay ự ổ
24
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ế
ệ
ệ
Hình 3.14: Cu n t tính m t vòng tròn ộ ừ ộ
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
• Cu n yên ng a (Saddle Coil). ự ộ
Hình 3.15: Cu n yên ng a ự ộ
• Cu n m ng pha (Phased-Array Coil ). ạ ộ
ộ ộ
ộ ế ị ụ
ạ c s d ng, m t cu n dây khác trong thi ộ ượ ử ụ ầ ố ng đóng vai trò cu n thu. Khi cu n b m t ề ặ ườ ắ ớ t b ch p c t l p ộ ng t n s vô tuy n đ phát các xung 900 và ể ượ ế ộ
Cu n b m t và cu n m ng pha th ề ặ ộ hay cu n m ng pha đ ộ ạ c s d ng làm b phát năng l s đ ẽ ượ ử ụ 1800.
3.2.4. H th ng đ nh v và ki m soát b nh nhân ệ ố ệ ể ị ị
ị ệ ố ượ ệ
ọ ớ ộ ị ệ ị ị
ượ ể ể ề ể ặ ở ỹ
c g i là bàn b nh nhân. Đây là h th ng H th ng đ nh v b nh nhân hay còn đ ệ ố ị ệ ề c đi u cho phép d ch chuy n và đ nh v b nh nhân v i đ chính xác r t cao. Nó đ ấ ể khi n b i máy tính và cho phép bác s ho c thao tác viên có th đi u khi n ch n ọ các vùng c n ch p trên b nh nhân. ụ ệ ầ
ệ ế ấ ồ
ế ộ ả ồ ụ ể
ồ ả ồ ệ ố ị ế ầ
ế ị ọ ụ
t b ki m soát b nh nhân bao g m: C m bi n xung, c m bi n hô h p, c m Các thi ả ả ế ị ể bi n đi n tâm đ dùng trong ki m soát b nh nhân và ch p đ ng b sinh lý; đi n ệ ệ ệ ế ự c c và đ u đo đi n tâm đ , c m bi n h ng ngo i, dây đai khí nén c đ nh ng c, ồ ự camera trong khoang ch p, thi t b g i nhân viên ạ c a b nh nhân (bóng bóp báo đ ng). ủ ệ ạ t b liên l c v i b nh nhân và thi ớ ệ ế ị ộ
3.2.5. H th ng thu nh n tín hi u ệ ố ệ ậ
t b tách ộ ươ ộ ế ị
25
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ệ
ế
ệ
ng là thành ph n chính c a kh i thu. Đây là m t thi ủ c t cu n thu RF. B tách sóng c u ph ầ riêng các tín hi u Mx và My t ệ ầ tín hi u thu đ ệ ố ượ ừ ộ ừ
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
ệ ự ầ ố ừ ạ ệ ể ệ ế ổ
d ng tín hi u vô tuy n (t n s hàng ủ ộ ụ ầ
Nó th c hi n chuy n đ i tín hi u CHTHN t trăm MHz) sang d ng tín hi u âm t n (t n s kho ng ch c KHz). Trung tâm c a b ầ ố tách sóng c u ph ả ng là b tr n cân b ng kép (Doubly Balanced Mixer - DBM). ệ ộ ộ ạ ươ ầ ằ
Hình 3.16: S đ b tr n cân b ng kép ơ ồ ộ ộ ằ
ộ ộ ộ ầ ế ệ ầ
ộ ộ ằ ệ ầ ẽ ầ ậ
B tr n cân b ng có 2 đ u vào và m t đ u ra. N u tín hi u đ u vào là cos(A) và cos(B), tín hi u đ u ra s là (1/2)cos(A+B) và (1/2)cos(A-B). Vì v y b tr n này còn g i là b tách sóng nhân do đ u ra là tích c a cos(A) và cos(B). ầ ủ ộ ọ
26
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ệ
ế
ệ
Hình 3.17: S đ b tách sóng pha c u ph ng ơ ồ ộ ầ ươ
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
0 đ
ng th ộ ầ ươ ộ ộ ằ
ộ ị ạ ng có 2 b tr n cân b ng, 2 b l c, 2 b khu ch đ i ế ượ ư c đ a ầ ầ
hoá ngang đ B tách sóng c u ph và 1 b d ch pha 900. Thi vào, còn các thành ph n Mầ ộ ườ t b có 2 đ u vào và 2 đ u ra. T n s ω và ω ế ị x và My c a véc t c l y ra. ủ ộ ọ ầ ố ượ ấ t ơ ừ
3.2.6. H th ng máy tính chuyên d ng, bàn đi u khi n và hi n th ị ệ ố ụ ể ể ề
ộ ủ ụ ế ị ở
ẵ ề ề ộ ử ượ ố ụ
ộ ệ ố ạ c đi u khi n b i các th t c l u s n trong máy tính và do ng ủ ụ ư ẵ ề ụ ở
ể ự ạ ả ự ệ
ậ ạ ị ả Ả ụ ể ộ
27
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ế
ệ
ệ
ầ c đi u khi n b i ph n t b ch p c t l p CHTHN đ Toàn b ho t đ ng c a thi ể ắ ớ ạ ộ m m cài s n trên m t h th ng máy tính chuyên d ng có t c đ x lý cao. T i đây i quá trình ch p đ ườ ượ ế s d ng l a ch n. Máy tính th c hi n quá trình tái t o nh g m các thu t toán bi n ọ ử ụ đ i Fourier, Radon, tích cu n…và hi n th nh. nh ch p c t l p tái t o xong có ổ th quan sát tr c ti p trên màn hình máy tính ho c in ra phim nh máy in phim. ể ồ ắ ớ ờ ự ế ặ
ng t
hay MRI
2013
Ch p c ng h ụ ộ
ưở
ừ
Tài li u tham kh o
ệ
ả
t b đo và y sinh, ch ng IV, trang 69. TS. ị ươ
1. Bài gi ng Thi ả ễ
ng t ế Nguy n Lan H ng, ĐHBKHN. ươ ừ ưở ụ ệ . Ths-Bs. Võ Minh Thành , B nh
2. Nguyên lý ch p công h vi n đa khoa Đac Lak ệ
28
Thi
t b c m bi n và y sinh – Vi n Đi n – ĐHBKHN
ế ị ả
ế
ệ
ệ
3. Và m t s hình nh ngu n Internet khác. ộ ố ả ồ
