TÀI LIỆU TẠO ẢNH CỘNG HƯỞNG TỪ

Định nghĩa: Khám xét tạo hình ảnh bằng cộng hưởng từ gồm 5 bước cơ bản: - Đặt người bệnh vào một từ trường mạnh.- Phát sóng Radio vào. - Tắt sóng Radio.- Từ người bệnh sẽ phát ra những tín hiệu. Hệ thống máy ghi lại những tín hiệu đó.- Dựng lại ảnh nhờ những tín hiệu ghi được. Như vậy dựa vào tính cộng hưởng đối với sóng Radio của một nguyên tố trong cơ thể khi cơ thể nằm trong một từ trường mạnh, ta có thể làm cho cácnguyên tố đó phát tín hiệu và...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
TÀI LIỆU TẠO ẢNH CỘNG HƯỞNG TỪ ĐẠI CƯƠNG VỀ TẠO ẢNH CỘNG HƯỞNG TỪ HOÀNG ĐỨC KIỆT 1. Đại cương. 1.1. Định nghĩa: Khám xét tạo hình ảnh bằng cộng hưởng từ gồm 5 bước cơ bản: - Đặt người bệnh vào một từ trường mạnh. - Phát sóng Radio vào. - Tắt sóng Radio.- Từ người bệnh sẽ phát ra những tín hiệu. Hệ thống máy ghi lại những tín hiệu đó. - Dựng lại ảnh nhờ những tín hiệu ghi được. Như vậy dựa vào tính cộng hưởng đối với sóng Radio của một nguyên tốtrong cơ thể khi cơ thể nằm trong một từ trường mạnh, ta có thể làm cho cácnguyên tố đó phát tín hiệu và dùng các tín hiệu đó để tạo thành ảnh chẩn đoán. 1.2. Lược sử: Những thí nghiệm đầu tiên về cộng hưởng từ do Felix Bloch và cộng sự thựchiện tại trường Đại học Stanford năm 1945. Nhóm của E. Purcell cũng tiến h ànhđộc lập những thí nghiệm cộng hưởng từ tại trường đại học Haverd năm 1946. Sauđó là những ứng dụng hiện tượng cộng hưởng từ trong nghiên cứu quang phổ vậtchất với sự phát hiện hiện tượng “bậc hoá học” (Chemical Shift) ứng dụng nh ưmột phương pháp phân tích vật chất mà không cần huỷ hoại đối tượng phân tích.Bậc hoá học là sự chuyển dịch đặc hiệu của tần số cộng h ưởng của hạt nhânnguyên tử một nguyên tố nhất định trong những môi trường khác nhau. JasperJackson đã tiến hành thí nghiệm cộng hưởng từ năm 1967 trên động vật sống. Mãiđến năm 1972 P. Lauterbur mới tạo được ảnh cộng hưởng từ của một mẫu nước tạitrường đại học của New York tại Stony Brook. 1.3. Nhắc lại một số điểm cần thiết về vật lý học: Vật chất dù ở thể rắn, thể nước hay thể khí đều gồm các nguyên tử của mộtsố nguyên tố hoá học. Mỗi nguyên tử chứa đựng Proton mang điện tích d ương vàNeutron không mang điện tích. Các Electron mang điện tích âm và quay theo cácquĩ đạo quanh hạt nhân. Trong mỗi nguyên tử luôn luôn có 3 kiểu chuyển động.Các chuyển động này tạo ra các từ trường rất nhỏ. Phương pháp tạo ảnh cộng hưởng từ liên quan chặt chẽ với chuyển động củahạt nhân hay từ trường hạt nhân, chính vì vậy đã có một giai đoạn người ta gọi đólà cộng hưởng từ hạt nhân (Resonance Magnetique Nucleaire). Như vậy có thể coi hạt nhân như một từ trường rất nhỏ nhưng chỉ một số nhỏnguyên tố có từ trường hạt nhân có đủ điều kiện tham gia vao kỹ thuật cộng hưởngtừ vì chúng tạo ra mô men từ đáng kể như 1H, 13C, 19F, 23Na, 31P. Trên thực tế, kỹ thuật cộng hưởng từ cho đến nay vẫn gắn liền với hạtnhân của nguyên tử Hydrogen vì: - Hydrogen là nguyên tố gắn với hầu hết các cấu trúc cơ thể người. - Với cùng một từ trường bên ngoài và cùng một số lượng hạt nhânnguyên tử thì Hydrogen cho một tín hiệu tốt nhất để tạo ảnh. 2. Cơ thể người trong một từ trường mạnh. 2.1. Từ trường: Là một khối nam chân có khoảng trống ở trung tâm (nơi đặt người bệnh).Nam châm có từ lực từ 0,2T-2,0T (1T = 1 tesla = 10.000 Gauss). Để dễ so sánh,cần biết từ trường trái đất từ 0,3-0,7G. Từ lực của cánh cửa tủ lạnh khảng 100G =0,01T. Các máy cộng hưởng từ có thể sử dụng 3 loại nam châm: 2.1.1. Nam châm vĩnh cửu: Rất nặng, một khối nam châm cần thiết cho 0,3 T có thể có trọng l ượng 100tấn, vì vậy loại máy dùng nam châm vĩnh cửu chỉ đạt tới 0,2 T. 2.1.2. Nam châm điện trở còn gọi là nam châm điện: Dòng điện đi qua cuộn dây kim loại sẽ tạo ra từ tr ường. Để đạt được từtrường mạnh cần dòng điện mạnh và do cuộn dây có điện trở nên nhiệt sản ra sẽrất lớn và do đó phải có hệ thống làm lạnh. Loại nam châm điện cũng ít dùng vì tiêu tốn nhiều năng lượng và từ trườngkhông ổn định. 2.1.3. Nam châm siêu dẫn: Đây là loại nam châm được dùng rộng rãi nhất trong các máy cộng h ưởng từ.Vật liệu là siêu dẫn (không có điện trở), nếu nhiệt độ xuống 4 K (tức l à -269oC).Lúc này nếu ta cho một dòng điện di qua chúng sẽ liên tục tạo ra từ trườngkhông đổi. Để đạt được nhiệt độ -269oC người ta dùng Helium hoặc Nitrogenthể lỏng để làm lạnh cuộn dây siêu dẫn. Loại máy sử dụng nam châm siêu dẫncho một từ trường có tính đồng nhất rất cao (từ 5-10 phần triệu trong một đườngkính 45 cm) nhưng lại rất đắt và một khoảng thời gian phải đổ thêm Heli lỏng đểgiữ cho nhiệt độ ổn định, máy mới l àm việc được. Trường hợp nhiệt độ cuộn dâysiêu dẫn tăng lên trên mức -296oC thì tính chất siêu dẫn của vật liệu mất đi độtngột và điện trở tăng lên rất nhanh, người ta gọi đó là hiện tượng dập tắt (Quench), Heli lỏng bị bốc hơi vì nhiệt độ tăng nhanh cùng với điện trở. Máy phải ngừnghoạt động ngay. 2.2. Phản ứng của các nguyên tố trong cấu trúc cơ thể: Như đã nói trong phần đại cương, nguyên tử gồm hai phần hạt nhân vàElectron quay theo quĩ đạo quanh hạt nhân. Tr ường hợp của Hydrogen chỉ có mộtElectron – 1 quĩ đạo và trong hạt nhân nguyên tử cũng chỉ có một Proton. ...