MRI (Magnetic Resonance Imaging)

Lịch sử phát triển Felix Block và Edward Purcell đã phát hiện ra hiện tượng cộng hưởng từ hạt nhân vào năm 1946 và từ những năm 1950 đến năm 1970 cộng hưởng từ đã được ứng dụng và phát triển rộng rãi. Thành quả đó đã được chứng nhận bằng giải Nobel Vật lý vào năm 1952 cho 2 nhà vật lý Felix Block và Edward Purcell. Và đó là cơ sở vật lý quan trọng cho sự phát triển MRI.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
MRI (Magnetic Resonance Imaging) MRI (Magnetic Resonance Imaging)1. Lịch sử phát triểnFelix Block và Edward Purcell đã phát hiện ra hiện tượng cộng hưởng từ hạt nhânvào năm 1946 và từ những năm 1950 đến năm 1970 cộng hưởng từ đã được ứngdụng và phát triển rộng rãi. Thành quả đó đã được chứng nhận bằng giải NobelVật lý vào năm 1952 cho 2 nhà vật lý Felix Block và Edward Purcell. Và đó là cơsở vật lý quan trọng cho sự phát triển MRI.Đến năm 1970, nền tạo ảnh y học thế giới đã có một sự thay đổi đáng kể với sựcông bố kết quả nghiên cứu của tiến sĩ Raymond Damidian. Ông phát hiện ra cấutrúc cơ thể người bao gồm phần lớn nước và đó là chìa khóa cho tạo ảnh cộnghưởng từ, và rằng nước phát ra một tín hiệu mà có thể dò và ghi lại được. Sau đótiến sĩ Damidian và các cộng sự đã tiếp tục nghiên cứu miệt mài trong 7 năm và đãthiết kế, chế tạo ra chiếc máy quét cộng hưởng từ đầu tiên dùng trong việc tạo ảnhy tế của cơ thể người.Đến năm 1980 chiếc máy cộng hưởng từ đầu tiên được đưa vào áp dụng. Đến năm1987 kỹ thuật Cardiac MRI được đưa vào sử dụng cho việc chẩn đoán các bệnh vềtim mạch. Đến năm 1993 thì FMRI dùng để chẩn đoán các chức năng và hoạtđộng của não bộKỹ thuật tạo ảnh cộng hưởng từ (MRI) hiện đã trở thành một phương pháp phổthông trong y học chẩn đoán hình ảnh. Các thiết bị MRI đầu tiên ứng dụng y họcxuất hiện vào đầu những năm 1980. Vào năm 2002, có gần 22.000 camera MRIđược sử dụng trên toàn thế giới. Trên toàn thế giới mỗi năm có hơn 60 triệu cachẩn đoán bằng MRI và phương pháp này vẫn đang phát triển nhanh. MRI thườngtốt hơn các kỹ thuật hình ảnh khác và đã được cải thiện đáng kể về độ chính xáctrong việc chẩn đoán nhiều căn bệnh. Nó thay thế một số ph ương pháp kiểm tratheo kiểu đưa thiết bị vào cơ thể, do đó giảm đau đớn, rủi ro cũng như sự bất tiệncho nhiều bệnh nhân. Chẳng hạn như sử dụng phương pháp nội soi kiểm tra tuyếntụy hoặc tuyến mật có thể gây một số biến chứng nghiêm trọng.Lợi thế của MRI là tính vô hại của nó. MRI không sử dụng bức xạ ion hoá giốngnhư phương pháp chụp X quang thường quy (Nobel Vật lý -1901) hoặc chụp CT(Nobel Y học -1979). Tuy nhiên, nó có một nhược điểm là bệnh nhân nào phảitiêm kim loại từ hoặc mang máy điều hoà nhịp tim không thể được kiểm tra bằngMRI bởi MRI có trường từ tính mạnh. Ngày nay, MRI được sử dụng để kiểm tragần như mọi cơ quan trong cơ thể. Kỹ thuật này đặc biệt có giá trị trong việc chụpảnh chi tiết não hoặc dây cột sống. Kể từ khi MRI mang lại những hình ảnh 3chiều, bác sĩ có thể nắm được thông tin về địa điểm thương tổn. Những thông tinnhư vậy rất có giá trị trước khi phẫu thuật chẳng hạn như tiểu phẫu não.2. Nguyên lý tạo ảnhỞ phương pháp chụp ảnh cộng hưởng từ hạt nhân MRI (Magnetic ResonnanceImaging), người ta đưa cơ thể bệnh nhân vào vùng có từ trường một chiều rấtmạnh, hiện nay phổ biến là dùng từ trường sinh ra do cuộn dây siêu dẫn có dòngđiện rất lớn chạy qua. Trong cơ thể có những nguyên tử mà hạt nhân có momen từtương tự như có gắn một thanh nam châm cực nhỏ. Dưới tác dụng của từ trườngngoài, momen từ của hạt nhân nguyên tử quay đảo tương tự như con quay dưới tácdụng của trọng trường trên mặt đất. Nếu hạt nhân đang quay đảo với tần số w màcó thêm sóng vô tuyến cùng tần số w tác dụng, hạt nhân sẽ quay đảo cực mạnh vìcó hiện tượng cộng hưởng. Đó là cộng hưởng từ hạt nhân. Khi ngừng tác dụngsóng vô tuyến, hạt nhân sẽ từ trạng thái quay đảo cực mạnh trở về trạng thái quayđảo bình thường. Hạt nhân có momen từ quay như vậy sẽ sinh ra sóng điện từ phátra không gian xung quanh, có thể đo được sóng điện từ đó nếu đặt vào đấy mộtcuộn dây điện.Việc hạt nhân từ trạng thái quay đảo mạnh do cộng hưởng trở về trạng thái quayđảo bình thường nhanh hay chậm còn tùy thuộc vào các nguyên tử quanh hạt nhâncản trở chuyển động quay ít hay nhiều. Ví dụ, hạt nhân của nguy ên tử H trongphân tử nước (H2O) của máu, từ trạng thái cộng hưởng quay về trạng thái thườngrất nhanh nếu máu đang lưu thông trong mạch máu, trái lại quay về rất chậm nếumáu chảy thấm ra ngoài thịt, mỡ.Ở máy MRI, người ta có thể tạo ra cộng h ưởng ứng với một loại hạt nhân nào đó(ví dụ hạt nhân hyđrô) trong từng thể tích cỡ milimet khối của não và theo dõitrạng thái cộng hưởng. Lần lượt quét thể tích có cộng h ưởng này, sẽ có được hìnhảnh cộng hưởng từ hạt nhân ở từng lớp. Có thể theo dõi ảnh để biết được cấu tạobên trong của não lúc cơ thể đang sống (biết được có chảy máu trong não haykhông, chảy ở chỗ nào). Có thể dùng MRI để theo dõi hoạt động của não, ví dụnhư khu vực nào của não hoạt động, máu đưa oxy về vùng đó mạnh hay yếu...Đặc điểm MRI* Độ phân giải không gian rất cao, còn độ phân giải thời gian vừa phải: Phân giảikhông gian: 3 mm và phân giải thời gian: 3 giây* Đây là phương pháp hiệu nghiệm và dễ sử dụng nhất hiện nay để nghiên cứu vềnão. Người ta đã phát triển phương pháp chụp ảnh cộng hưởng từ chức năng ...