NộI Dung
- Cách hoạt động của MRI
- Nam châm chính
- Nam châm Gradient
- Cuộn dây
- Để tất cả chúng cùng nhau
- Tiếng ồn
- Vũ trụ
MRI dựa trên các nguyên tắc vật lý và hóa học của cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), một kỹ thuật được sử dụng để thu thập thông tin về bản chất của các phân tử.
Cách hoạt động của MRI
Để bắt đầu, chúng ta hãy xem xét các bộ phận của máy MRI. Ba thành phần cơ bản của máy MRI là:
- Nam châm chính
- Phần lớn nhất của MRI là nam châm chính. Phát triển một từ trường có cường độ thích hợp để tạo ra hình ảnh MRI là một trở ngại ban đầu cần vượt qua trong quá trình phát triển công nghệ này.
- Các nam châm gradient
- Các nam châm gradient là bộ phận "tinh chỉnh" của máy MRI. Chúng cho phép MRI tập trung vào một phần cụ thể của cơ thể. Các nam châm gradient cũng là nguyên nhân gây ra "tiếng ồn lạch cạch" trong MRI.
- Cuộn dây
- Bên cạnh phần cơ thể bạn được chụp ảnh là cuộn dây. Có các cuộn dây được làm cho vai, đầu gối và các bộ phận cơ thể khác. Cuộn dây sẽ phát ra một tần số vô tuyến để có thể chụp MRI.
Nam châm chính
Một nam châm vĩnh cửu (như loại bạn sử dụng trên cửa tủ lạnh) đủ mạnh để sử dụng trong MRI sẽ quá tốn kém để sản xuất và quá cồng kềnh để bảo quản. Một cách khác để tạo ra một nam châm là cuộn dây dẫn điện và cho dòng điện chạy qua dây dẫn. Điều này tạo ra một từ trường bên trong trung tâm của cuộn dây. Để tạo ra một từ trường đủ mạnh để thực hiện MRI, các cuộn dây phải không có điện trở; do đó chúng được tắm trong helium lỏng ở nhiệt độ 450 độ F dưới 0! Điều này cho phép các cuộn dây phát triển từ trường 1,5 đến 3 Tesla (cường độ của hầu hết các máy MRI y tế), mạnh hơn từ trường trái đất 20.000 lần.
Nam châm Gradient
Có ba nam châm nhỏ hơn trong máy MRI được gọi là nam châm gradient. Những nam châm này nhỏ hơn nhiều so với nam châm sơ cấp (mạnh khoảng 1/1000), nhưng chúng cho phép thay đổi từ trường rất chính xác. Chính những nam châm gradient này cho phép tạo ra các "lát cắt" hình ảnh của cơ thể. Bằng cách thay đổi các nam châm gradient, từ trường có thể được tập trung đặc biệt vào một phần được chọn của cơ thể.
Cuộn dây
MRI sử dụng các đặc tính của nguyên tử hydro để phân biệt giữa các mô khác nhau trong cơ thể con người. Cơ thể con người được cấu tạo chủ yếu bởi các nguyên tử hydro (63%), các nguyên tố phổ biến khác là oxy (26%), carbon (9%), nitơ (1%), và một lượng tương đối nhỏ phốt pho, canxi và natri. MRI sử dụng một đặc tính của các nguyên tử được gọi là "spin" để phân biệt sự khác biệt giữa các mô như cơ, mỡ và gân.
Với một bệnh nhân trong máy MRI và bật nam châm, các hạt nhân của nguyên tử hydro có xu hướng quay theo một trong hai hướng. Các hạt nhân nguyên tử hydro này có thể chuyển hướng spin của chúng, hoặc tiền xử lý, sang hướng ngược lại. Để quay theo hướng khác, cuộn dây phát ra tần số vô tuyến (RF) gây ra quá trình chuyển đổi này (tần số năng lượng cần thiết để thực hiện chuyển đổi này là cụ thể, và được gọi là Tần số báo động).
Tín hiệu được sử dụng trong việc tạo hình ảnh MRI có nguồn gốc từ năng lượng được giải phóng bởi các phân tử chuyển tiếp hoặc xử lý, từ trạng thái năng lượng cao sang trạng thái năng lượng thấp của chúng. Sự trao đổi năng lượng này giữa các trạng thái spin được gọi là cộng hưởng, và do đó có tên là chụp cộng hưởng từ.
Để tất cả chúng cùng nhau
Cuộn dây cũng có chức năng phát hiện năng lượng được tạo ra bởi cảm ứng từ từ quá trình xử lý của các nguyên tử. Máy tính diễn giải dữ liệu và tạo ra hình ảnh hiển thị các đặc điểm cộng hưởng khác nhau của các loại mô khác nhau. Chúng ta xem đây là hình ảnh các sắc thái của màu xám - một số mô cơ thể có màu đậm hơn hoặc nhạt hơn, tất cả phụ thuộc vào các quá trình trên.
Những bệnh nhân được lên lịch chụp MRI sẽ được hỏi một số câu hỏi cụ thể để xác định xem MRI có an toàn cho bệnh nhân đó hay không. Một số vấn đề sẽ được giải quyết bao gồm:
- Kim loại trong cơ thể
- Những bệnh nhân được cấy ghép kim loại vào cơ thể cần thông báo cho nhân viên MRI trước khi tiến hành kiểm tra MRI. Một số thiết bị cấy ghép kim loại tương thích với MRI, bao gồm hầu hết các thiết bị cấy ghép chỉnh hình. Tuy nhiên, một số thiết bị cấy ghép ngăn cản bệnh nhân chụp MRI, chẳng hạn như kẹp phình mạch trong não và cấy ghép mắt bằng kim loại.
- Thiết bị cấy ghép
- Bệnh nhân có máy tạo nhịp tim hoặc máy khử rung tim bên trong cần thông báo cho nhân viên MRI, vì những thiết bị này ngăn cản việc sử dụng xét nghiệm MRI.
- Quần áo / Trang sức
- Bất kỳ quần áo hoặc đồ trang sức bằng kim loại nào cũng nên được cởi bỏ trước khi tiến hành nghiên cứu MRI.
Các vật bằng kim loại ở gần nơi chụp MRI có thể nguy hiểm. Vào năm 2001, một cậu bé 6 tuổi đã thiệt mạng khi một bình ôxy va vào đứa trẻ. Khi bật nam châm MRI, bình ôxy bị hút vào máy MRI, cháu bé bị vật nặng này đập vào. Vì vấn đề tiềm ẩn này, các nhân viên của MRI cực kỳ cẩn thận trong việc đảm bảo an toàn cho bệnh nhân.
Tiếng ồn
Bệnh nhân thường phàn nàn về tiếng ồn 'leng keng' do máy MRI gây ra. Tiếng ồn này đến từ các nam châm gradient đã được mô tả trước đây. Những nam châm gradient này thực sự khá nhỏ so với nam châm MRI chính, nhưng chúng rất quan trọng trong việc cho phép những thay đổi tinh vi trong từ trường để 'nhìn thấy' tốt nhất phần thích hợp của cơ thể.
Vũ trụ
Một số bệnh nhân không thích sự ngột ngạt và không thích vào máy MRI. May mắn thay, có một số tùy chọn có sẵn.
- MRI cực đại
- Các máy MRI mới không yêu cầu bạn nằm trong ống. Thay vào đó, những bệnh nhân chụp MRI đầu gối, mắt cá chân, bàn chân, khuỷu tay hoặc cổ tay, có thể chỉ cần đặt bộ phận cơ thể đó vào máy MRI. Loại máy này không hoạt động để chụp MRI vai, cột sống, hông hoặc xương chậu.
- Mở MRI
- Máy MRI mở có vấn đề về chất lượng đáng kể, nhưng công nghệ hình ảnh đã được cải thiện khá nhiều trong vài năm qua. Trong khi MRI kín vẫn được nhiều bác sĩ ưa thích, MRI mở có thể là một lựa chọn thay thế phù hợp.
- An thần
- Một số bệnh nhân gặp khó khăn khi ngồi yên trong 45 phút để hoàn thành chụp MRI, đặc biệt là khi có tiếng ồn chói tai. Do đó, có thể thích hợp dùng thuốc để thư giãn trước khi thực hiện nghiên cứu MRI. Thảo luận điều này với bác sĩ của bạn trước khi lên lịch nghiên cứu MRI.