Bài giảng Nguyên lý chụp cộng hưởng từ

ieâm, xô cöùng raûi raùc, uCác ứng dụng MRI so với CTVuøng khaûo saùtCT MRICô-Xöông-Khôùp- U xöông, chaán thöông- Ñöôïc öa thích hôn ñeå ñaùnh gía khôùp: daây chaèng, suïn ; caùc thay ñoåi tuûy xöông/u vaø nhieãm truøng, hoaïi töû voâ truøng; söï xaâm laán heä cô, thaàn kinh, maïch maùu / u aùc tínhCác ứng dụng MRI so với CTVuøng khaûo saùtCT MRIGanTuïy, LaùchỐng tiêu hoáMạch máu + + + + + +- MRI cho nhieàu thoâng tin trong khaûo saùt toån thöông khu truù vaø di caên- Resovist: öu theá MRICác ứng dụng MRI so với CTVuøng khaûo saùtCT MRIThaänNang, u laønh tính, u ñoùng voâi ítCaùc u xaâm laán maïch maùu, coù choáng chæ ñònh caûn quang chöùa iodeTuyeán thöôïng thaänToátTốt7. ỨNG DỤNG CHTChụp sọ nãoChụp cột sốngChụp mạch máu, chụp mạch bạch huyếtChụp vúChụp xương khớpKhảo sát bệnh lý mô mềmChụp vùng bụng-chậuỔ bụng và khoang sau phúc mạc Chụp mật-tụy (MRCP) và hệ niệu (MRU)- Vùùng chậu nữ: Tử cung, 2 phần phụ Vùùng chậu nam: Tuyến tiền liệt và cơ quan sinh dục nam(Có hoặc không có Endocoil )- Khảo sát vùng hậu môn: rò,áp xe, khảo sát đông học sàn chậu (khảo sát hình thái và hoạt động co thắt cơ mu- trực tràng trong chẩn đoán nguyên nhân đi cầu khó, vd hậu môn thay vì mở thì đóng khi rặn; bất thường hình thái thành trực tràng như túi sa trực tràng và lồng hậu môn-trực tràng,làm nghẽn đường thoát phân)8. CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG CHT T1 T2 Mật độ proton Các chuỗi xung TR TE Dòng chảy Chất tương phản. TI Góc nghiêng (Flip angle)T1WFLAIRDWIADC mapNHỒI MÁU CẤPNHỒI MÁU MẠNT1WT2WFLAIR NGUYÊN TỬVỏ: electronNhân: Proton: Chứa điện tích dương Luôn quay quanh một trục.Điện tích dương quay => Tạo ra dòng điện => Tạo ra từ trường.=> Vậy : Proton có từ trường riêng ĐIỀU GÌ XẢY RA VỚI PROTON KHI ĐẶT CHÚNG VÀO TỪ TRƯỜNG NGOÀI? Khi đặt bệnh nhân vào từ trường, các proton:Tự xếp hàng trong từ trường ngoài theo 2 hướng song song và đối song song, tạo các mức năng lượng khác nhau.Proton xếp song song từ trường ngoài cần năng lượng Phải đo gián tiếp qua sự từ hóa ngang. ĐIỀU GÌ XẢY RA TIẾP THEO SAU KHI CHÚNG TA ĐẶT BỆNH NHÂN VÀO TRONG TỪ TRƯỜNG?Ta gởi đến 1 sóng radio, gọi là xung RF ( radio frequency)  làm nhiễu loạn các proton.Xung RF phải có cùng tần số đảo (cùng vận tốc) với các proton thì sự trao đổi năng lượng mới có thể xảy ra.=> Việc proton nhận năng lượng từ sóng radio gọi là sự cộng hưởng - nguồn gốc của từ “ cộng hưởng từ” ĐIỀU GÌ XẢY RA VỚI CÁC PROTON KHI CHÚNG TIẾP XÚC VỚI XUNG RF ? Proton nhận năng lượng  chuyển sang mức năng lượng cao  giảm sự từ hóa dọcĐổi hướng, chuyển động theo hướng ngược lại  triệt tiêu thêm từ trường của những proton còn lại đang cùng hướng từ trường ngoài  giảm sự từ hóa dọc=> Vậy:Sự từ hoá dọc giảm khi proton gặp xung RF.Proton không chuyển động theo các hướng ngẫu nhiên mà chuyển động đồng bộ, cùng pha:Ở một thời điểm, các proton chuyển động cùng hướng => các vector từ trường chuyển về cùng hướng, là hướng chuyển động đảo của các proton - hướng ngang => gọi là sự từ hóa ngang.Tóm lại: Sóng radio làm giảm sự từ hóa dọc và thiết lập sự từ hóa ngang.VECTOR TỪ TRƯỜNG NGANG MỚI THIẾT LẬPProton chuyển động đảo liên tục  năng lượng điện chuyển động liên tục  vector từ trường ngang chuyển động và thay đổi liên tục => tạo ra một dòng điện.  Vậy : Vector từ trường ngang chuyển động tạo ra một dòng điện trong một antenna. Đó chính là tín hiệu MRI.=> tín hiệu MR cũng có tần số đảo. LÀM THẾ NÀO TA CÓ TÍN HIỆU MRI TỪ DÒNG ĐIỆN NÀY? Dùng từ trường không đồng nhất, có cường độ khác nhau ở mỗi điểm trong cơ thể bệnh nhân sẽ tạo ra tần số đảo của các proton khác nhau. Proton bị ảnh hưởng bởi từ trường từ các nhân lân cận  tần số đảo cũng khác nhau. Sự khác biệt từ trường bên trong là đặc trưng cho một mô. Kết quả: Proton ở các vị trí khác nhau trong cơ thể bệnh nhân sẽ chuyển động đảo với tần số khác nhau.  tín hiệu MRI khác nhau ở các điểm trong cơ thể.  giúp ta nhận ra tín hiệu phát ra từ vị trí xác định nào trong cơ thể bệnh nhân. ĐIỀU GÌ XẢY RA NẾU TA TẮT XUNG RF ?Với xung RF, tất cả proton quay tròn cùng pha, đồng bộ, ta sẽ nhận được tín hiệu như đã mô tả ở trên.Sau khi tắt xung RF, các proton không còn trong một pha và khi chúng có các tần số đảo khác nhau, chúng sẽ ra khỏi pha ngay.Tắt sóng RF  toàn bộ hệ thống trở về trạng thái bình ổn ban đầu. Quá trình thư duỗi dọc: quá trình trở về vector từ hóa dọc. Quá trình thư duỗi ngang: quá trình trở về vector từ hóa ngang.Lý do: các proton không nhận năng lượng từ xung RF, trở về mức năng lượng thấp ban đầu và bắt đầu “đi bằng chân” trở lại.Không phải tất cả các proton thực hiện quá trình này cùng lúc. Đây là quá trình xảy ra liên tục, lần lượt từ proton này đến proton khác.ĐIỀU GÌ XẢY RA VỚI NĂNG LƯỢNG MÀ CÁC PROTON ĐÃ NHẬN TỪ XUNG RF ?Năng lượng này sẽ được truyền ra môi trường xung quanh , gọi là “lattice”- Đây là lý do gọi quá trình này là spin lattice relaxation.Sự từ hóa dọc tăng trở lại, và cuối cùng trở về giá trị ban đầu.ĐƯỜNG CONG T1 Sự khôi phục quá trình từ hóa dọc theo thời gian tương ứng với đường cong T1.Thời gian để khôi phục sự từ hóa dọc là thời gian thư duỗi dọc (longitudinal relaxation time).Dễ dàng nhớ về T1 qua chữ viết tắt sau: T1 = longitudinal relaxation time = spin-lattice-relaxation time T1 = Tl ĐIỀU GÌ XẢY RA VỚI SỰ TỪ HÓA NGANG?Sự biến mất từ hóa ngang theo thời gian tương ứng đường cong T2 - đường cong đi xuống. ĐƯỜNG CONG T2Thời gian thư duỗi ngang T2 là 1 hằng số Dễ dàng nhớ về T2 qua chữ viết tắt sau: T2 = transversal relaxation time T2 = T x 2 = T T T1 dài hơn T2.THỜI GIAN THƯ DUỖI DÀI BAO NHIÊU?T1 # 2-5-10 lần T2. Ở các mô sinh học : T1 # 300-2000ms T2 # 30-150ms. Rất khó xác định chính xác thời điểm kết thúc của sự thư duỗi dọc và ngang. Do đó, ta tính: T1 : từ hóa dọc đạt được 63% giá trị ban đầu. T2 : từ hóa ngang giảm xuống còn 37% giá trị ban đầu.=> Do đó ta không thu được hình có tên gọi T1, T2 mà là hình T1-weighted hay T2-weightedYẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN T11. Độ mạnh từ trường ngoài.2. Thành phần mô.(1):Theo phương trình Lamor : Từ trường mạnh hơn  proton chuyển động đảo nhanh hơn  khó trao năng lượng cho môi trường xung quanh vốn có từ trường dao động chậm hơn  thời gian hồi phục dọc T1 dài.Giải thích(2):Khi môi trường xung quanh chứa các phân tử nhỏ (nước)  chuyển động quá nhanh  proton khó giải phóng năng lương => proton chậm trở về mức năng lượng thấp => thời gian khôi phục từ hóa dọc kéo dài => T1 nước/ dịch dài.Khi môi trường xung quanh chứa các phân tử kích thước vừa (hầu hết mô cơ thể có thể xem như chất lỏng chứa các phân tử kích thước khác nhau) proton chuyển động và có từ trường dao động gần bằng tần số Lamor => năng lượng truyền dễ dàng hơn => T1 ngắn.Mỡ : những kết nối C ở cuối các acid béo có tần số gần bằng tần số Lamor nên việc truyền năng lượng dễ dàng  T1 ngắn. KẾT QUẢNước, các chất lỏng, các mô bệnh lý (thường chứa lượng nước nhiều hơn mô bình thường): T1 dài  tín hiệu thấp trên hình T1W .Nước có T1 dài hơn T1 của các chất lỏng không thuần nhất (chứa các phân tử lớn hơn)  tín hiệu của nước thuần nhất thấp hơn tín hiệu các mô chứa nước trên hình T1W.Mỡ: T1 ngắn  Mỡ tín hiệu cao trên hình T1W. ĐƯỜNG CONG T1- Nước, mô bệnh lý (viêm, u, phùchứa nhiều nước hơn mô bình thường có tín hiệu thấp trên hình T1W (T1 dài).- Mỡ tín hiệu cao trên hình T1W (T1 ngắn).T1WYẾU TỐ ẢNH HƯỞNG T2 Khi các phân tử nước chuyển động quá nhanh, từ trường của chúng dao động nhanh, do đó không có sự khác biệt lớn ở độ mạnh từ trường ở các vị trí khác nhau bên trong mô  proton truyền năng lượng ra xung quanh chậm hơn  proton ở trong pha lâu hơn  T2 dài hơn.Với các chất lỏng không thuần nhất, ví dụ chúng có các phân tử lớn hơn, không thể chuyển động vòng quanh nhanh  có sự khác biệt lớn hơn về từ trường tại chỗ  sự khác nhau về tần số đảo  proton truyền năng lượng ra xung quanh nhanh hơn proton ở trong pha ngắn hơn  T2 ngắn hơn.KẾT QUẢNước, các chất lỏng, mô bệnh lý (thường chứa lượng nước nhiều hơn mô bình thường ) : T2 dài  tín hiệu cao trên hình T2W.Nước có T2 dài hơn T2 của các chất lỏng không thuần nhất chứa các phân tử lớn hơn  tín hiệu của nước thuần nhất cao hơn tín hiệu các mô chứa nước trên hình T2W. ĐƯỜNG CONG T2- Nước, mô bệnh lý (viêm, u, phùchứa nhiều nước hơn mô bình thường có tín hiệu cao trên hình T2W (T2 dài).T2WỨNG DỤNG : Thời gian thư duỗi thay đổi liên quan đến tín hiệu các mô bình thường và bệnh lý trên phim.Retro- ortbital fatWhite matterInternal capsuleThalamusCerebellar gray matterCaudate nucleusCortical gray matterCerebrospinal fluidOcular vitreousCerebrospinal fluidOcular vitreousCortical gray matterCerebellar gary matterCaudate nucleusOrbital fatCortical white matterInternal capsuleFatCortical gray matterCerebellar gray mattreCaudateCortical white matterIntrenal capsuleCSFBoneAirShort T1 (White)Long T1 (Black)Long T2 (White)Short T2 ( Black) High proton density (White)Low proton density (Black)T1 shortened (white)- Lipid- Paramagnetic substance:Copper Iron Mangaese- Mucus- Cholesterol- Postradiation changes (after 2 weeks)- Hemorrhage (Met Hb)- Increased protein content- MelaninT1 prolonged (black)- Air- Calcium- Cortical bone- Edema- Demyelination Neoplasia Infection Ischemia Infarction CSFT2 prolonged (white)- Demyelination- Infection- CSF- Ischemia- Neoplasia- EdemaT2 shortened (black) Air Calcium Cortical bone Paramagnetic substances Fat XUNG 90 độ, 180 độXung 90 độ: Xung RF làm quay sự từ hoá 90 độ (ví dụ từ dọc ra ngang).Xung 180 độ: Xung RF làm quay sự từ hoá 180 độ.Vector từ hoá dọc và ngang hợp lại tạo một vector tổng biểu hiện cho từ trường toàn bộ.Suốt quá trình thư duỗi, vector tổng trở về hướng dọc và cuối cùng tương đương từ hoá dọc. Vector tổng quay với tần số đảo -> tạo ra dòng điện trong ăng-ten, là tín hiệu chúng ta nhận được và dùng trong MR. Tín hiệu này giảm cường độ theo thời gian.Tắt RFKHÁI NIỆM VỀ TRThử nghiệm : Có 2 mô A và B khác nhau về T1 và T2. Gởi một sóng RF: có sự tạo lập từ hoá ngang rồi trở về từ hoá dọc. Chờ 1 thời gian TR dài: mô A và B có từ hoá dọc tương đương nhau (hình 5). Lúc đo,ù nếu gởi 1 sóng RF tiếp theo, 2 mô sẽ có từ hoá ngang tương tự nhau (hình 6).Nếu gởi 1 sóng RF thứ hai sau TR ngắn (sau hình 4)Thời điểm này: từ hoá dọc mô A > B.  Với RF pusle thứ hai làm quay từ hoá dọc 90 độ, từ hoá ngang mô A > B.  mô A cho tín hiệu trong ăng-ten mạnh hơn.Kết luận Khác biệt về sự khôi phục từ hoá dọc dẫn đến khác biệt về tín hiệu giữa 2mô.  Khác biệt T1 giữa 2 mô dẫn đến khác biệt tín hiệu giữa 2 mô.Phân biệt được mô A với B khi chọn thời gian giữa 2 xung ngắn ( TR ngắn). Vì sau TR dài, 2 mô cùng trở về trạng thái ban đầu nên sự khác biệt T1 giữa hai mô không còn đóng vai trò quan trọng.Khi dùng hơn 1 xung RF, ta gọi là chuỗi xung. Chuỗi xung khác nhau về loại (vd 90độ,180độ) và thời gian giữa các xung. Việc lựa chọn chuỗi xung sẽ xác định loại tín hiệu nhận được từ một mô => cần lựa chọn xung cẩn thận cho từng trường hợp khảo sát. VD: mô mỡ và máu đều có tín hiệu cao hình T1W. Để phân biệt, ta dùng hình T1FS: mô mỡ có tín hiệu thấp, trong khi máu vẫn có tín hiệu cao.Chuỗi xung trên chỉ có 1 loại xung 90 độ và đuợc lặp lại sau 1 thời gian cố định, gọi là TR. TR= time to repeatTR ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍN HIỆU NHƯ THẾ NÀO ?TR dài: tín hiệu các mô tương tự trên MRI.TR ngắn hơn: tín hiệu khác nhau giữa các mô, xác định nhờ sự khác biệt T1. => thu được hình ảnh gọi là T1 – weighted picture. Nghĩa là: sự khác biệt cường độ tín hiệu giữa các mô trên phim- sự tương phản mô (tissue contrast) chủ yếu do sự khác biệt về T1. (Thật ra trên hình T1W, ngoài yếu tố nổi bật là T1, cũng còn các yếu tố khác ảnh hưởng đến sự tương phản mô) Bác sĩ ví như nhạc trưởng. Tất cả nhạc cụ đều góp phần tạo nên âm thanh bài nhạc, nhưng nhạc trưởng có thể chọn nhạc cụ gây ảnh hưởng đến âm thanh nhiều hơn các nhạc cụ khác. Tuy nhiên, tất cả nhạc cụ đều góp phần tạo ra âm thanh cuối cùng.SỰ KHÁC BIỆT TÍN HIỆU GIỮA NÃO VÀ DỊCH NÃO TỦYThời điểm 0 tương ứng thời điểm không có từ hoá dọc - thời điểm ngay sau RF pulse đầu tiên. TR dài: từ hoá dọc khôi phục hoàn toàn => vector từ hoá dọc 2 cơ quan không khác nhau nhiều => tín hiệu não và dịch não tủy tương tự nhau : sự tương phản mô nhỏ.TR ngắn: tương phản mô tốt hơn => Khoảng cách giữa hai đường cong cho thấy có sự tương phản mô tốt nhất.THẾ NÀO LÀ TR DÀI VÀ NGẮNTR dài : khoảng 3 lần TR ngắn  TR ngắn : 1500msPROTON DENSITY WEIGHTED IMAGE LÀ GÌ ?Cường độ tín hiệu tùy thuộc vào nhiều thông số. Khi TR dài: T1 không ảnh hưởng đến độ tương phản mô nữa. Lúc này, khác biệt tín hiệu chủ yếu do mật độ các proton khác nhau gọi là hình ảnh mật độ proton (proton density – weighted image).TẠI SAO CÓ HÌNH T2 ? Thử nghiệm :1) Dùng 1 xung 90 độ: Từ hoá dọc nghiêng => thu được từ hoá ngang. - Tắt xung: từ hoá dọc bắt đầu có trở lại, từ hoá ngang biến mất. Các proton chuyển động đảo theo hướng ngược chiều kim đồng hồ (hình a,b,c) 2) Gởi 1 xung 180 độ sau thời gian xác định TE/2: - Các proton quay xung quanh và chuyển động đảo theo hướng thuận chiều kim đồng hồ (hình d,e,f). => Các proton chuyển động đảo nhanh hơn bây giờ sẽ ở sau proton chậm hơn. - Chờ thêm một thời gian TE/2, proton nhanh hơn sẽ bắt kịp proton chậm hơn. => Các proton gần như trong pha 1 lần nữa, tạo từ hoá ngang mạnh hơn => tín hiệu 1 lần nữa sẽ mạnh hơn. - Ít lâu sau, các proton chuyển động đảo nhanh hơn sẽ vượt lên trước lần nữa và tín hiệu giảm lần nữa. Xung 180 độ hoạt động như 1 bức tường, làm dội ngược các proton, giống như ngọn núi phản hồi lại sóng âm thanh. => Đây là lý do ta gọi tín hiệu mạnh tạo ra là 1 echo hay spin echo.Sau khi ta có tín hiệu (spin echo), các proton ra khỏi pha lần nữa. Có thể dùng xung 180 độ nhiều lần => ta có đường cong T2 biểu diễn cường độ tín hiệu theo thời gian.Theo đường cong biểu diễn: Spin echo giảm theo thời gian.Ví dụ :Hai xe bus cùng xuất phát . Với âm thanh thu được, ta biết âm thanh từ 1 xe mất nhanh hơn, nhưng không xác định được là do xe bus đó chạy tốc độ quá nhanh (# từ trường ngoài ) hay do âm thanh từ người trên xe (# từ trường bên trong ). Nhưng nếu cho 2 xe quay lại sau thời gian TE/2 với tốc độ tương tự lúc đi thì sau TE/2 (nghĩa là TE kể từ lúc khởi điểm ), 2 xe bus sẽ về điểm xuất phát ban đầu. Và ta sẽ biết lí do tại sao âm thanh từ 1 xe mất sớm hơn. Tương tự: Xung 180 độ loại bỏ tính không đồng nhất của từ trường ngoài. Không dùng xung 180 độ: từ trường ngoài không đồng nhất  khi tắt RF pulse, proton sẽ dễ truyền năng lượng ra môi trường xung quanh hơn  chúng sẽ ra khỏi pha nhanh hơn  T2 sẽ ngắn hơn gọi là T2*.Khi xung 180 độ tác dụng lên từ trường ngoài, từ trường không đồng nhất bên trong mô không bị loại bỏ, chúng có thể ảnh hưởng lên các proton.  một số proton có thể vẫn đứng phía sau hay phía trước phần lớn các proton  cường độ tín hiệu sẽ giảm xuống dần và ta gọi hiệu ứng này là T2 – effects. Tương tự ta có T2* - effects. T2* - effects quan trọng với các chuỗi xung hình ảnh nhanh.Loại xung ta dùng gọi là chuỗi xung spin echo Xung spin echo: gồm xung 90 độ và xung 180 độ (tạo ra echo). Chuỗi xung spin echo rất quan trọng trong MRI.Với chuỗi xung spin echo, ta có thể tạo ra T1, T2, proton density – weighted pictures.KHÁI NIỆM TE 1) Gởi 1 xung 90 độ với mô A có T2 ngắn (vd não ), mô B có T2 dài (nước hay CSF): Hai đường cong T2 bắt đầu ở 0 là thời điểm ngay sau khi tắt xung 90 độ. 2) Sau thời gian TE/2, ta gởi 1 xung 180 độ. Sau khi chờ thêm thời gian TE/2, ta thu được tín hiệu gọi là spin echo.Cường độ tín hiệu biểu diễn bằng đường cong T2 ở thời điểm TE (TE/2 + TE/2)Thời gian TE giữa xung 90 độ và khi nhận được tín hiệu spin echo gọi là TE. TE = time to echo.Thời gian TE được chọn do kỹ thuật viên chụp.TE ảnh hưởng đến tín hiệu nhận được và như vậy cũng ảnh hưởng đến hình ảnh : TE càng ngắn, tín hiệu mô nhận được càng mạnh, vì TE dài hơn, tín hiệu spin echo sẽ giảm. Vậy: Để nhận tín hiệu tốt nhất, ta dùng TE ngắn TE rất ngắn: khác biệt về tín hiệu giữa mô A và B rất nhỏ  khó phân biệt độ tương phản giữa 2 mô. TE dài hơn: có sự khác biệt giữa hai đường cong nhiều hơn, tương ứng khác biệt về cường độ tín hiệu nhiều hơn => độ tương phản sẽ rõ ràng hơn.TE quá dài: toàn bộ cường độ tín hiệu trở nên nhỏ dần  hình sẽ bị hạt nhiều.Signal-to-noise ratio : khi nghe âm thanh từ radio, ta nghe tiếng nhạc lớn và chỉ một ít âm thanh nhiễu. Nhưng khi đi xa, đến vùng không còn nghe được tiếng nhạc từ radio, ta sẽ nghe âm nhiễu lớn hơn. Tương tự tín hiệu MRI : Khi tín hiệu mạnh, ít âm nhiễu trong hệ thống sẽ không thành vấn đề. Nhưng tín hiệu càng nhỏ, càng khó phân biệt tín hiệu với âm nhiễu.THẾ NÀO LÀ TE DÀI VÀ NGẮN? TE dài : khoảng 3 lần TE ngắn TE ngắn : 80msCHUỖI XUNG SPIN ECHOĐể tính toán bao nhiêu tín hiệu nhận được từ một mô với chuỗi xung spin echo, ta kết hợp 2 đường cong T1 và T2.Cường độ từ hóa dọc ở thời điểm TR bằng với số lượng từ hóa ngang khi vector từ hóa dọc nghiêng 90 độ. Từ hóa ngang này ngay lập tức biến mất với tốc độ biểu hiện bằng đường cong T2. Tín hiệu của mô sau thời gian TE có thể suy ra từ đường cong T2 ở thời điểm TE (được bắt đầu ngay sau thời điểm TR).HÌNH ẢNH NÀO THU ĐƯỢC VỚI TR DÀI VÀ TE NGẮN ?- TR daøi: taát caû caùc moâ khoâi phuïc toaøn boä töø hoùa doïc => söï khaùc nhau ôû T1 cuûa caùc moâ khoâng ñaùng keå, khoâng aûnh höôûng tín hieäu. - TE ngaén: söï khaùc nhau veà cöôøng ñoä tín hieäu do söï khaùc nhau T2 khoâng ñuû thôøi gian ñeå trôû neân roõ neùt. Vaäy: Ta nhaän ñöôïc khoâng phaûi hình T1 hay hình T2,nhöng hình aûnh ñöôïc xaùc ñònh chuû yeáu do maät ñoä proton cuûa moâ. Caøng nhieàu proton, caøng nhieàu tín hieäu.HÌNH ẢNH NÀO THU ĐƯỢC VỚI TR DÀI VÀ TE DÀI ? TR daøi: khoâng coù söï khaùc bieät ñaùng keå veà T1. - TE daøi: söï khaùc bieät T2 trôû neân roõ neùt. Vaäy: hình aûnh thu ñöôïc laø hình T2HÌNH ẢNH NÀO THU ĐƯỢC VỚI TR NGẮN VÀ TE NGẮN ? TR ngắn: mô không hồi phục từ hóa dọc, cường độ tín hiệu khác nhau => T1 khác nhau.- TE ngắn: T2 không khác nhau rõ Vậy: hình ảnh thu được là T1CÓ THỂ CHỌN TR RẤT NGẮN VÀ TE RẤT DÀI ?Với TR rất ngắn: chỉ có rất ít từ hóa dọc bị nghiêng. Với TE rất dài: chỉ có một lượng nhỏ từ hóa ngang Kết quả là cường độ tín hiệu quá nhỏ, không thể dùng để tạo ảnh.Ghi nhớ về T1 và T2 Short TR(ousers) gives T1-weighted image (only 1 is happy)Long TE(a) gives T2-weighted image (2 peoples are happy)T1WT2WPDT1WT2WT1WT2WDÒNG CHẢY Xét 1 mặt cắt ngang qua 1 vùng cơ thể có 1 mạch máu chảy bên trong:Với xung 900 đầu tiên: tất cả các proton ở mặt cắt ngang bị ảnh hửơng bởi sóng radio.Tắt RF pulse và thu tín hiệu: Lúc này tất cả máu trong mạch máu tại vị trí này đã lưu chuyển sang chỗ khác, ra khỏi mặt cắt khảo sát. Do đó, không có tín hiệu phát ra từ mạch máu -> thu được màu đen trên ảnh => gọi là: “dòng-trống”(flow-void).Dòng chảy không chỉ ảnh hưởng đến hình ảnh theo một cách nêu trên. VD: dòng chảy có thể làm tăng tín hiệu thu được. Giải thích : (a): trước xung 90độ (b): ngay sau xung -> các proton trải qua quá trình từ hoá ngang.(c): 1 phần các proton thư duỗi dọc trở lại. Lúc này 1 số từ hóa dọc đã được thay bằng các proton khác (với toàn bộ từ hóa dọc). => với 1 xung 90độ sẽ thu được tín hiệu từ mạch máu nhiều hơn từ vùng kế cận, vì thời điểm này từ hóa dọc lớn hơn.MRI angiography: ta dùng việc flow ảnh hưởng tín hiệu MRI theo cách có lợi nhất, bằng cách trình bày sự chuyển động các proton.MRA không dùng chất tương phảnCHẤT TƯƠNG PHẢN Hiệu quả chất tương phản : thay đổi cường độ tín hiệu bằng cách làm ngắn T1,T2 trong vùng xung quanh nó. Chất thuận từ: - Làm ngắn thời gian thư giãn của các proton xung quanh.Cơ thể chứa các chất thuận từ dưới các trạng thái bình thường. VD: các sản phẩm biến hủy của Hb như deoxyglobin, metHb tìm thấy trong khối máu tụ, các ptử oxygen.Gladolinium: - Là chất thuận từ, được dùng như chất tương phản .- Rất độc ở trạng thái tự do, nên được gắn với DTPA theo 1 cách để làm mất độc tính.Mô A (tiêm Gd):-> T1 ngắn lại -> đường T1 lệch trái-> tín hiệu mô A ở tđiểm TR lớn hơn trước đó, và 2 mô có độ tương phản nhiều hơn.-> Phân biệt 2 mô tốt hơn.Thu hình T2: Chất tương phản làm ngắn T2-> đường biểu diễn T2 lệch trái -> có ít tín hiệu từ mô A hơn.MÔ AT2T2+GdĐánh giá sự gia tăng tín hiệu dễ dàng hơn sự mất tín hiệu. -> hình ảnh T1-weighted là kỹ thuật được dùng chủ yếu sau khi dùng chất tương phản.Khi có sự phân bố chất tương phản không đồng đều trong cơ thể, tín hiệu từ những mô khác nhau sẽ khác nhau (VD: mô u có mạch máu nhiều hơn sẽ tăng tín hiệu).Gadolinium không đi qua hàng rào máu não nguyên vẹn, nhưng đi qua hàng rào máu não bị phá vỡ.Tác dụng phụ : thường gặp nhất là đau đầu và lạnh khu trú chỗ chích. Tóm lại: Chất tương phản tăng khả năng phát hiện tổn thương và độ chính xác của MRI. VD: phân biệt mô u và vùng phù quanh u: gado vào trong u làm T1 ngắn lại => mô u tăng tín hiệu trên hình T1-weighted, ngược lại vùng phù không tăng tín hiệu (nhưng điều này không đúng với u không bắt Gd).Chất tương phản giúp rút ngắn thời gian ghi hình VD: Gado làm ngắn T1 =>TRngắn => thời gian ghi hình ngắn, vì thời gian ghi hình tuỳ thuộc vào TR.U não xuất huyếtT1WT2WT1CE CÁC CHUỖI XUNGSPIN ECHO PULSE SEQUENCEGồm 2 xung 90 độ và 180 độ: Xung 90 độ thiết lập từ hóa ngang, nhưng không dùng để tạo ảnh. Sau xung 90 độ một thời gian TE/2, ta gởi một xung 180 độ, đưa các proton vào pha trở lại. Sau thời gian TE, ta có một echo. Lập lại điều naØy nhiều lần, ta thu được nhiều echo.Ưu điểm: chất lượng hình ảnh tốtKhuyết điểm: tín hiệu trở nên yếu dần, thời gian chụp lâu ( do chỉ có 1 hàng K-space được lấp đầy sau mỗi thời gian lặp lại xung TR), tích nhiều năng lượng sóng RF trong cơ thể.Hình ảnh thu được là T1W, T2W, proton density tuỳ việc chọn TR và TE.CHUỖI XUNG SPIN ECHOTHÔNG SỐ NÀO ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍN HIỆU MR TRONG CHUỖI XUNG SPIN ECHOTE: thời gian giữa xung 90 độ và echo => TE chịu trách nhiệm cho T2-weightingTR: thời gian giữa 2 xung. VD: từ xung 90 độ đến xung 90 độ kế tiếp => TR chịu trách nhiệm cho T1-weightingSpin echo (SE) pulse sequenceFAST SPIN ECHO PULSE SEQUENCEGồm 1 xung 90 độ, theo sau bằng vài xung 180 độ. Vài hàng K-space sẽ được lấp đầy sau mỗi thời gian lặp lại xung TR, nên rút ngắn thời gian chụp.Số hàng K- space lấp đầy sau mỗi thời gian lặp lại xung TR được gọi là Turbo factor (tf) hay ‘echo train length’ (ETL).Ưu điểm:Có thể dùng thay thế chuỗi xung SE.Rút ngắn nhiều thời gian chụp so với SE.Chất lượng ảnh tốt.Khuyết điểm:Mỡ vẫn sáng trên T2W.Có thể xảy ra việc hình bị mờFast spin echo pulse (FSE) sequenceFast spin echo pulse (FSE) sequenceINVERSION RECOVERY SEQUENCEĐối lập với chuỗi xung spin echoDùng xung 180 độ trước , rồi tới xung 90 độ.Xung 180 độ quay từ hóa dọc theo hướng ngược lại. Mô B có thời gian thư giãn dọc T1 ngắn hơn mô A. Nếu ta khôn g làm gì khác, từ hóa dọc sẽ dần trở về giá trị ban đầu. Tuy nhiên, để đo tín hiệu, ta cần từ hoá ngang. Đó là lý do ta dùng xung 90 độ tiếp theo.T1 càng ngắn (VD ở mô B) => sự trở về từ hóa dọc càng nhiều => từ hóa dọc còn lại càng ít=> từ hóa ngang sau xung 90 độ càng ít => thu được càng ít tín hiệu Vậy: Tín hiệu thu được tuỳ thuộc thời gian giữa xung 180 độ và xung 90 độ. Thời gian này gọi là TITI = inversion timeKhuyết điểm: thời gian chụp lâu.Ưu điểm: - Thu được hình trọng T1W.- SNR cao (signal to noise ratio)TuØy thời gian TI mà ta có 1 trong 2 loại xung:Short inversion recovery (STIR): dùng để xóa mỡ. Ta dùng TI # 100-200ms, tương ứng với thời gian vector từ hóa dọc đảo ngược của mỡ trở về mặt phẳng ngang- tức không có vector từ hóa dọc tương ứng với mỡ. Khi đó, không thu được tín hiệu mỡ nếu dùng xung 90 độ tiếp theo.Dùng tìm bất thường tín hiệu tủy xương, mô mềm, tủy sống như phù, viêm, u..Short inversion recovery (STIR)Sagittal TIRM Coronal TIRMFluid attenuated inversion recovery (FLAIR) TI # 2000ms Xóa tín hiệu của dịch não tủy. Dùng tìm: + Tổn thương quanh não thất như thiếu máu, nhồi máu, xơ cứng rải rác+ Phân biệt khoang quanh mạch với vùng thiếu máu+ Bệnh lý của khoang dưới nhện (vd: máu, mủ ở khoang dưới nhện, carcinomatous meningitis)T2WFLAIRT1WPARTIAL SATURATION/ SATURATION RECOVERY SEQUENCELà các chuỗi xung chỉ dùng xung 90 độ.TR dài: ta có chuỗi xung saturation recovery sequence (proton đã thư giãn, được bão hòa), tín hiệu bị ảnh thưởng bởi mật độ proton.TR ngắn: ta có chuỗi xung partial saturation sequence (proton không thư giãn), T1 trở nên quan trọng cho cường độ tín hiệu, ta có hình T1-weighted.GRADIENT ECHO (GE) PULSE SEQUENCE Vấn đề:Thời gian ghi hình dài => bệnh nhân cử động => giảm chất lượng hình ảnh. Khắc phục:Dùng chuỗi xung tốn ít thời gian hơn với tên gọi FLASH (fast low angle shot) hay GRASS (gradient recalled acquisition at steady state) Cơ chế: Muốn ghi hình nhanh, phải làm ngắn TR. Nhưng TR ngắn gây ra một số vấn đề:Với chuỗi xung spin echo: ta dùng xung 180 độ. TR ngắn không đủ thời gian phát xung 180 độ và để xung này phát huy tác dụng. Giải quyết vấn đề: Dùng độ chênh từ (magnetic field gradient) đưa proton trở lại pha thay vì dùng xung 180 độ.Độ chênh từ là một từ trường không đồng nhất thêm vào từ trường hiện có, làm tăng tính không đồng