Nguyên lý chụp MRI
Chụp MRI không sử dụng tia X-quang nên không gây độc hại cho cơ thể, nhưng vì bệnh nhân phải được đặt trong một từ trường mạnh nên những bệnh nhân có kim loại trong người như phương tiện kết xương, mảnh kim loại sẽ gây nhiễu từ không chụp được.
Mọi vật thể đều được cấu tạo từ nguyên tử. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các proton (mỗi proton mang điện tích +1) và các neutron (không mang điện tích). Quay quanh hạt nhân là các electron (mang điện tích âm). Trong nguyên tử trung hòa về điện tích, số proton của hạt nhân bằng đúng số electron của nguyên tử đó. Tất cả các “hạt” này đều chuyển động. Neutron và proton quay quanh trục của chúng, electron quay quanh hạt nhân và quay quanh trục của chúng. Sự quay của các “hạt” nói trên quanh trục của chúng tạo ra một momen góc quay gọi là spin. Ngoài ra, các hạt mang điện tích khi chuyển động sẽ sinh ra từ trường. Vì proton có điện tích dương và quay nên nó tạo ra một từ trường, giống như một nam châm nhỏ, gọi là momen từ (magnetic moment). Trong điều kiện bình thường các momen từ định hướng phân tán làm chúng triệt tiêu nhau, nên người ta không ghi được tín hiệu gì của chúng. Nhờ các đặc tính vật lý như vậy, khi đặt một vật thể vào trong một từ trường mạnh, các momen từ đang định hướng phân tán sẽ trở nên định hướng song song và đối song song.
Cơ thể chúng ta có tỉ lệ chủ yếu nước (60-70%). Trong thành phần của phân tử nước có hai nguyên tử hydro. Về mặt từ tính, nguyên tử hydro là một nguyên tử đặc biệt vì hạt nhân của chúng chỉ chứa 1 proton. Do đó, nó có một momen từ lớn. Điều đó dẫn tới một hệ quả là: nếu ta dựa vào hoạt động từ của các nguyên tử hydro để ghi nhận sự phân bố nước khác nhau của các mô trong cơ thể thì chúng ta có thể ghi hình và phân biệt được các mô đó. Mặt khác, trong cùng một cơ quan, các tổn thương bệnh lý đều dẫn đến sự thay đổi phân bố nước tại vị trí tổn thương, dẫn đến hoạt động từ tại đó sẽ thay đổi so với mô lành, nên ta cũng sẽ ghi hình được các thương tổn.
Ứng dụng nguyên lý này, MRI sử dụng một từ trường mạnh và một hệ thống phát các xung có tần số vô tuyến để điều khiển hoạt động điện từ của nhân nguyên tử, mà cụ thể là nhân nguyên tử hydro có trong phân tử nước của cơ thể, nhằm bức xạ năng lượng dưới dạng các tín hiệu có tần số vô tuyến. Các tín hiệu này sẽ được một hệ thống thu nhận và xử lý điện toán để tạo ra hình ảnh của đối tượng vừa được đưa vào từ trường đó.
Chẩn đoán dựa vào tính chất tín hiệu
Trong chụp cắt lớp vi tính, để chẩn đoán bản chất tổn thương cần dựa vào tỉ trọng. Chụp MRI lại dựa vào tính chất tín hiệu (tăng, giảm hay đồng tín hiệu so với tổ chức xung quanh). Các xung RF có tần số khác nhau sẽ tạo ra sự cộng hưởng khác nhau và do đó cho ra các hình ảnh có cường độ tín hiệu, độ sáng tối và độ tương phản tổ chức khác nhau. Việc hiểu biết nguyên lý hoạt động và các khái niệm cơ bản của chụp cộng hưởng từ sẽ giúp thầy thuốc nhận định đúng các cấu trúc bình thường hoặc bệnh lý của các mô.
Do lợi thế của phương pháp tạo ảnh cộng hưởng từ như không dùng bức xạ ion hoá, hình ảnh phần mềm đặc biệt rõ nét trên ảnh, có thể chụp mạch máu không cần can thiệp vào người bệnh, vì vậy kỹ thuật ngày càng được ứng dụng nhiều. Tuy vậy, do sử dụng từ trường mạnh, nên khi người bệnh có bộ phận giả bằng kim loại không thể đưa vào khung máy được. Những người mang máy tạo nhịp tim cũng chống chỉ định chụp MRI. Các máy hồi sức cấp cứu cũng không đưa theo bệnh nhân vào phòng đặt máy MRI được.
PGS. TS. Hà Hoàng Kiệm ( BV Quân y 103)
