( Bùi Quang Tuyển )
Felix Bloch và Purcell E. là người phát minh ra cộng hưởng từ (CHT) vào năm 1945-1946.
Jasper Jackson (1967) đã tiến hành thí nghiệm CHT trên động vật sống. Năm 1972, Lauterbur P. đã tạo được ảnh CHT từ một mẫu nước ở Stony Brook (Mỹ).
Mãi tới năm 1978-1979, hình ảnh CHT mới được chính thức đưa vào sử dụng để chẩn đoán khối bệnh lý trong não. Tới nay phương pháp chẩn đoán bằng CHT (Magnetic Resonance Imaging - MRI) ngày càng được ứng dụng rộng rãi.
1. Các bước tiến hành tạo ảnh cộng hưởng từ.
1.1. Đặt người bệnh vào một từ trường mạnh:
Từ trường là một khối nam châm có khoảng trống ở giữa để đặt bệnh nhân (BN) nằm vào đó. Nam châm của máy có từ lực từ 0,2 T đến 2 T (1T = 1Tesla = 10.000 Gauss).
Dưới tác dụng của từ trường, các proton (hạt nhân nguyên tử) trong cơ thể người bệnh sẽ quay cùng hướng với từ trường bên ngoài.
1.2. Phát sóng vô tuyến điện (sóng radio):
Sau khi đặt người bệnh nằm vào vị trí, người ta cho phát sóng radio. Ở đây có sự khác biệt giữa chụp cắt lớp vi tính (CLVT) và chụp CHT. Trong chụp CLVT, để tạo ảnh người ta dùng năng lượng phát ra là chùm tia X (Rontgen); còn để tạo ảnh CHT người ta lại dùng năng lượng phát ra là sóng radio nhằm cung cấp năng lượng cho các proton.
1.3. Tắt sóng radio:
Khi tắt sóng radio, các proton trong cơ thể mất năng lượng dần dần trở về trạng thái ban đầu như khi chưa được phát sóng radio, đồng thời chúng phát ra tín hiệu.
Người ta gọi hiện tượng này là thời gian thư duỗi. Thời gian thư duỗi (relaxation times) gồm:
+ Thư duỗi dọc (longitudial relaxation) hay còn gọi là thời gian T2.
+ Thư duỗi ngang (transversal relaxation) hay còn gọi là thời gian T1.
1.4. Tạo ảnh cộng hưởng từ:
Nhờ hệ thống máy vi tính mà các tín hiệu phát ra khi tắt sóng radio người ta tạo được ảnh CHT. Sự tạo ảnh CHT là nhờ thời gian thư duỗi T1 và T2. Mỗi loại mô tổ chức trong cơ thể có thời gian T1và T2 khác nhau và sự khác nhau trên ảnh T1 và T2 là sự khác nhau về cường độ tín hiệu. Ảnh được tạo ra là T1W và T2W.
2. Hình ảnh tổ chức bình thường trên ảnh CHT.
2.1. Tổ chức não và dịch não tủy (DNT):
+ Chất xám và chất trắng của não trên CHT thể hiện rõ hơn trên ảnh CLVT. Trên CHT, chất xám biểu hiện sẫm hơn chất trắng.
+ Dịch não tủy: trên ảnh T1W, DNT cho cường độ tín hiệu thấp và biểu hiện hình tối. Trên ảnh T2W thì ngược lại, DNT có cường độ tín hiệu cao và cho hình sáng trắng.
2.2. Cơ và da đầu:
Sự tương phản trên T1W giữa cơ, da đầu và tổ chức bình thường là rất lớn, vì thế trên ảnh T1W các tổ chức này nhìn thấy rất rõ.
2.3. Xương đặc:
Vỏ xương là tổ chức chứa rất ít nước và chỉ chiếm 23% proton/cm3, ít hơn rất nhiều so với tủy xương. Do vậy trên ảnh T1W cũng như trên ảnh T2W vỏ xương đều cho cường độtín hiệu thấp và biểu hiện là hình tối, không nhìn thấy trên CHT.
Trái lại, tủy xương cho cường độ tín hiệu cao, vì thế trên ảnh T1W và cả trên T2W nhìn thấy tuỷ xương có hình sáng.
2.4. Mỡ và không khí:
+ Tổ chức mỡ ở hốc mắt, ngoài màng cứng tủy hoặc mỡ dưới da và u mỡ cho cường độ tín hiệu cao trên ảnh T1W và cả trên T2W, nên có hình sáng trắng.
+ Không khí (ở trong các xoang trán các hang chũm...) cho tín hiệu thấp, thể hiện trên ảnh T1W và T2W là hình tối.
2.5. Mạch máu não:
Kỹ thuật tạo ảnh bằng CHT có thể thấy được toàn bộ hệ thống động mach não (động mạch cảnh trong cũng như động mạch đốt sống thân nền), cho hình ảnh rõ nét như trong kỹ thuật chụp động mạch não thông thường mà không phải bơm thuốc cản quang vào động mạch. Nhờ vậy có thể phát hiện vị trí các phình mạch máu não; thông động mạch cảnh trong - xoang hang; những dị dạng động-tĩnh mạch não (AVM).
Tóm lại:
- Ảnh T1W: cho hình ảnh về cấu trúc giải phẫu khá đầy đủ và thật hơn đối với cấu trúc não cũng như cột sống và tủy sống.
- Vỏ xương, DNT và không khí trên ảnh T1W cho cường độ tín hiệu thấp nên trên ảnh là hình tối.
- Tủy xương (xương xốp), tổ chức mỡ cho cường độ tín hiệu cao nên có hình sáng, đặc biệt là mỡ cho hình sáng trắng.
- Ảnh T2W: cho biết sự khác biệt về hàm lượng nước trong tổ chức cơ thể. Sự khác biệt về hàm lượng nước càng lớn thì trên T2W cho cường độ tín hiệu cao, có hình sáng. Nhưng nếu hàm lượng nước khác nhau không đáng kể thì cường độ tín hiệu khác biệt cũng không đáng kể, nên việc chẩn đoán tổn thương nhiều khi cũng gặp khó khăn.
- Trên ảnh T2W, tổ chức cho cường độ tín hiệu cao và có hình sáng trắng đó là DNT; nhân nhày đĩa đệm ở người trẻ; mô mỡ.
- Trên ảnh T2W, tổ chức cho cường độ tín hiệu thấp và có hình tối đó là không khí.
3. Hình ảnh bệnh lý trên CHT.
3.1. U não:
+ Các u não lành tính hay ác tính đều nhìn rõ trên ảnh CHT. Hầu hết các u não trên ảnh CLVT và trên ảnh CHT cho kết quả như nhau.
+ Vùng phù quanh u trên ảnh T2W biểu hiện tăng cường độ tín hiệu so với xung quanh nên có hình sáng trắng và nhìn rõ hơn so với ảnh CLVT.
+ Trên ảnh CHT có thể phát hiện được những u có tỉ trọng thấp hơn so với mô não mà trên ảnh CLVT không phát hiện được.
3.2. Tràn dịch não (hydrocephalus):
Cộng hưởng từ có thể ghi được ảnh theo các bình diện khác nhau như theo mặt cắt dọc (sagittal); theo mặt cắt ngang qua trán (coronal; frontal) và theo trục của não (axial); nên toàn bộ hệ thống não thất bên, não thất III, cống Sylvius và hệ thống não thất IV... nhìn rõ hơn nhiều so với CLVT.
3.3. Hình ảnh u tủy sống:
Những u tủy cổ cao sát với não, trên ảnh CLVT không cho biết một cách rõ rệt ranh giới của u do những hình giả của xương (artifacts) và cấu trúc xung quanh đối với u có đồng tỉ trọng so với tủy. Trên ảnh CHT thì ngược lại, chúng cho biết rõ cấu trúc bên trong của u (rắn hay lỏng), kích thước, vị trí của u và liên quan của u với tổ chức xung quanh.
+ U màng tủy (meningioma):
Trên ảnh T1W u có giới hạn tương đối rõ, u có đồng cường độ tín hiệu so với tủy sống. Trên ảnh T2W u màng tủy có cường độ tín hiệu thấp nên nhìn rõ u trên nền của DNT có cường độ tín hiệu cao.
+ U rễ thần kinh (neurinoma):
Trên ảnh T1W u có đồng cường độ hoặc hơi tăng nhẹ cường độ tín hiệu so với tủy. Cấu trúc bên trong của u là tương đối thuần nhất và u có ranh giới rõ. Trên ảnh T2W, u có đặc trưng là tăng nhẹ cường độ tín hiệu, đôi khi tăng như DNT nếu trong u chứa dịch nhiều hơn là tổ chức u đặc.
+ U nội tủy (u trong chất tủy):
U nội tủy thường phát sinh từ tế bào thần kinh đệm. Về phương diện tổ chức học có 2 loại hay gặp nhất đó là u tế bào hình sao (astrocytoma) và u tế bào ống nội tủy (ependymoma).
Các u khác ít gặp hơn như u nguyên bào xốp; u nguyên bào mạch máu (heamangioblastoma); u tế bào Schwann trong tủy...
Đặc điểm u nội tủy là u thường kéo dài 4 - 5 đoạn tủy và mật độ trong u không đều, đó là phần chắc của u và phần nang chứa dịch, do vậy:
- Trên ảnh T1W: u có đồng cường độ tín hiệu hoặc giảm cường độ tín hiệu so với tủy lành. Trên ảnh T1W khó phân biệt được phần đặc và phần nang của u. Vùng có u tủy dầy lên, tăng thể tích, đường kính tủy lớn hơn. Ở tủy cổ có khi đường kính tủy tới 20 - 22 mm (tủy cổ có đường kính trung bình 7 - 8 mm).
- Trên ảnh T2W: phần đặc cũng như phần nang của u cho cường độ tín hiệu cao hoặc tăng nhẹ cường độ tín hiệu so với DNT. Đôi khi phần nang của u cho cường độ tín hiệu thấp và người ta cho rằng đó là do chảy máu trong u.
Ngay cả trên ảnh T1W cũng như trên ảnh T2W nhiều khi rất khó xác định ranh giới đích thực của u với tổ chức xung quanh, khi đó người ta phải tiêm thuốc cản quang từ gadolinium (GADO - Gd). Gadolinium là chất cận từ (paramagnetism) rất độc, nên được gắn với chất diethylene triamine pentaacetic acid (Gd-DTPA), tạo nên chất không độc, dùng làm chất cản quang từ để làm rõ hơn vùng định khám xét.
3.4. Thoát vị đĩa đệm:
Trên ảnh T1W đĩa đệm gian đốt sống, tủy sống và phần xốp của thân đốt sống có cùng cường độ tín hiệu thấp như nhau.
Trên ảnh T2W: ở người trẻ nhân nhày (nucleus pulposus) và lớp trong của vòng sợi (annulus fibrosus) chứa nhiều nước nên có cường độ tín hiệu cao và trên ảnh cho hình sáng trắng. Nhưng ở người già, đặc biệt ở người bị thoái hóa đĩa đệm thì nhân nhày thoái hoá, mất nước nên cho cường độ tín hiệu thấp, trên ảnh cho hình tối.
Trên ảnh T1W và T2W, vỏ xương của thân đốt sống và bộ phận dây chằng của cột sống không nhìn rõ trên ảnh CHT. Trên CHT cho thấy rõ hình thoát vị đĩa đệm Schmorl, tức là nhân nhày đĩa đệm chui vào phần xốp của thân đốt sống mà trên ảnh CLVT và chụp tủy cản quang không nhìn thấy được.
4. Chỉ định và chống chỉ định chụp cộng hưởng từ.
4.1. Chỉ định:
Chụp CHT được chỉ định trong chẩn đoán bệnh lý ở não, cột sống và tủy sống; bệnh lý ở xương khớp; lồng ngực; trong chấn thương cột sống-tủy sống cho thấy đầy đủ các tổn thương xương cột sống và tủy.
Trong cấp cứu chấn thương sọ não thì chụp CHT là không cần thiết vì thời gian tạo ảnh CHT mất 45 - 50 phút sẽ ảnh hưởng đến thời gian cấp cứu cho người bệnh.
4.2. Chống chỉ định chụp CHT:
+ Còn dị vật kim khí trong cơ thể.
+ Còn các phương tiện kết xương bằng kim loại trong cơ thể như các clíp để cầm máu ở trong não; các nẹp vít kim loại trong kết xương chi thể và cột sống; máy tạo nhịp tim; răng giả; chỏm xương đùi bằng kim loại...
+ Bệnh nhân quá sợ hãi, tâm thần kích động, hôn mê phải thở máy..
nguồn: benhhoc.com