Máy chụp MRI là gì?
Máy chụp MRI (hay máy chụp cộng hưởng từ) là một kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh không xâm lấn, sử dụng từ trường mạnh và sóng vô tuyến để tạo ra hình ảnh chi tiết về các cấu trúc bên trong cơ thể. Phương pháp này giúp phát hiện và theo dõi các bệnh lý, đặc biệt là bệnh về các tạng, tim mạch, thần kinh, các mô mềm, ung thư, cơ xương khớp, tiêu hóa, đa dạng bệnh lý khác… Chụp MRI an toàn và không đau, góp phần cung cấp thông tin quan trọng cho việc chẩn đoán và điều trị bệnh.
Cấu tạo máy chụp MRI
Máy chụp cộng hưởng từ bao gồm bốn thành phần chính: nam châm, cuộn dây gradient, hệ thống phát – thu tần số vô tuyến (RF) và máy tính.
Nam châm: Nam châm trong máy chụp cộng hưởng từ là thành phần quan trọng nhất, có chức năng tạo ra từ trường cần thiết cho việc quét hình ảnh. Các nam châm hiện đại, chủ yếu là nam châm siêu dẫn, có khả năng tạo ra từ trường mạnh mẽ từ 0,25 Tesla (T) đến 3,0 T, thậm chí đạt đến 7,0 T cho một số máy quét toàn cơ thể, giúp cải thiện độ phân giải hình ảnh và nâng cao chất lượng quét. (1)
Cuộn dây gradient: Cuộn dây gradient trong máy chụp MRI đóng vai trò tạo ra sự thay đổi tuyến tính trong từ trường theo các hướng khác nhau (X, Y, Z). Để đảm bảo hiệu suất cao, cuộn dây gradient cần có độ tự cảm và điện trở thấp, giúp giảm thiểu dòng điện và nhiệt lượng sinh ra trong quá trình quét.
Hệ thống phát – thu tần số vô tuyến (RF): Cuộn dây RF trong máy chụp emprise chủ yếu được chia thành hai loại: cuộn dây bề mặt (có chức năng vừa thu vừa truyền tín hiệu) và cuộn dây khối (chỉ thu hoặc chỉ truyền tín hiệu).
Việc phân loại này giúp tối ưu hoá hiệu suất trong quá trình quét MRI thông qua việc điều chỉnh cách phát và thu tín hiệu cộng hưởng từ.
- Cuộn dây bề mặt trong máy cộng hưởng từ hoạt động như một phần của mạch cộng hưởng, bao gồm cuộn dây và tụ điện song song. Mạch này được cấu hình để đạt tần số tương thích với sự quay của proton trong mô, từ đó thu nhận tín hiệu tần số vô tuyến hiệu quả. Đây là yếu tố quan trọng giúp tạo ra hình ảnh MRI.
- Cuộn dây khối trong máy chụp cộng hưởng từ là thiết bị được sử dụng để quét các khu vực rộng hơn như toàn bộ cơ thể. Cuộn dây này có kích thước lớn, cho phép độ thâm nhập tốt và tạo ra từ trường đồng nhất, đảm bảo chất lượng hình ảnh cao trên một diện tích rộng lớn.
Kiểm soát và xử lý: Quá trình quét MRI được điều khiển hoàn toàn bởi máy tính, nơi máy tính trung tâm quản lý tất cả hoạt động của thiết bị. Máy tính trung tâm xác định các thông số cho sóng gradient và sóng RF, sau đó thông tin từ các sóng này được gửi tới bộ tạo sóng. Tín hiệu NMR được phát hiện và chuyển đổi thành tín hiệu số, rồi được dán nhãn và xử lý bằng phép biến đổi Fourier để tạo ra hình ảnh mà bác sĩ có thể phân tích. Chụp MRI hoàn toàn an toàn cho người bệnh vì không sử dụng tia X, tuy nhiên có thể phát ra tiếng ồn trong quá trình quét.
Nguyên lý hoạt động của máy chụp cộng hưởng từ
Máy cộng hưởng từ (MRI) sử dụng một nam châm lớn và sóng vô tuyến để tạo ra hình ảnh chi tiết về cấu trúc bên trong cơ thể. Trong quá trình quét, người bệnh cần giữ yên tư thế để đảm bảo hình ảnh không bị mờ. Bác sĩ có thể chỉ định tiêm thuốc chứa Gadolinium vào tĩnh mạch người bệnh nhằm cải thiện độ rõ nét của hình ảnh bằng cách tăng tốc độ sắp xếp lại của các proton trong từ trường.
Thiết bị chụp cộng hưởng từ hoạt động bằng cách sử dụng nam châm mạnh để tạo ra một từ trường lớn, làm cho các proton trong cơ thể thẳng hàng với từ trường đó. Khi sóng tần số vô tuyến được truyền vào, các proton sẽ bị kích thích và thay đổi hướng quay. Khi sóng tần số vô tuyến này tắt, năng lượng mà các proton phát ra khi trở lại trạng thái ban đầu được ghi nhận bởi các cảm biến MRI, giúp tạo ra hình ảnh chi tiết của các cơ quan và cấu trúc bên trong cơ thể.
Thời gian cần thiết để các proton thẳng hàng với từ trường và lượng năng lượng giải phóng trong quá trình này phụ thuộc vào môi trường và tính chất hóa học của các phân tử. Những khác biệt này cho phép các bác sĩ phân biệt các loại mô trong cơ thể, giúp tạo ra những hình ảnh chi tiết để chẩn đoán bệnh lý chính xác hơn.
Ưu và nhược điểm máy MRI
Máy chụp MRI là một công cụ quan trọng trong y học, giúp các bác sĩ quan sát chi tiết về các cơ quan và cấu trúc bên trong cơ thể mà các phương pháp khác như chụp X-quang hay CT không thể cung cấp hình ảnh rõ nét. Hình ảnh MRI thường được dùng để chẩn đoán nhiều bệnh lý như bệnh tim mạch, đột quỵ, rối loạn cơ – xương và ung thư. Đây là phương pháp chẩn đoán an toàn, không đau và không xâm lấn.
Một số ưu điểm chính của máy chụp cộng hưởng từ gồm:
- Không xâm lấn và không sử dụng bức xạ ion hóa, đảm bảo an toàn hơn so với các phương pháp chẩn đoán hình ảnh khác như X-quang hay CT.
- Chất tương phản MRI ít gây phản ứng dị ứng hơn so với chất tương phản gốc i-ốt thường dùng trong chụp X-quang và CT.
- Cung cấp hình ảnh rõ ràng, chi tiết về cấu trúc mô mềm, vượt trội hơn so với nhiều kỹ thuật hình ảnh khác.
- Có khả năng tạo ra hàng trăm hình ảnh từ nhiều góc độ khác nhau, mang lại thông tin toàn diện và chính xác.
- Quét được các phần lớn của cơ thể, không bị giới hạn ở các khu vực nhỏ như siêu âm hay chụp nhũ ảnh.
- Hỗ trợ bác sĩ trong việc đánh giá mức độ lan rộng của ung thư, từ đó đưa ra quyết định điều trị tối ưu.
Hạn chế của MRI:
- Chi phí cao hơn so với các phương pháp chẩn đoán hình ảnh khác như chụp CT và X-quang.
- Không phát hiện được tất cả các loại ung thư, ví dụ như ung thư vú biểu hiện qua vi vôi hóa.
- Khả năng phân biệt giữa khối u ác tính và bệnh lành tính không phải lúc nào cũng chính xác, dẫn đến nguy cơ kết quả dương tính giả (ví dụ như u xơ tuyến vú).
- Từ trường mạnh của máy MRI có thể ảnh hưởng đến các thiết bị cấy ghép kim loại trong cơ thể, gây nguy hiểm hoặc làm sai lệch kết quả.
- Nguy cơ phản ứng dị ứng với chất tương phản, dù hiếm, nhưng có thể nghiêm trọng như sốc phản vệ.
Các loại máy chụp cộng hưởng từ MRI
Chụp cộng hưởng từ 1.5 Tesla
Hiện nay, máy chụp MRI 1.5T vẫn phổ biến do chi phí thấp hơn và khả năng thực hiện hầu hết các loại kiểm tra MRI thông thường. Máy chụp MRI 1.5T được đánh giá cao nhờ khả năng cung cấp hình ảnh tổng quát, đặc biệt hiệu quả trong chẩn đoán các bệnh lý tim mạch. Với tính linh hoạt và phù hợp trong nhiều trường hợp sử dụng, máy MRI 1.5T thường được ưu tiên lựa chọn trong các chỉ định cận lâm sàng.
Một ưu điểm nổi bật của máy MRI 1.5T là loại máy này dễ tiếp cận hơn, hoạt động êm ái với ít tiếng ồn và sinh nhiệt thấp, mang lại trải nghiệm thoải mái hơn cho người bệnh trong quá trình chụp.
Tuy nhiên, máy MRI 1.5T cũng có một số hạn chế, đặc biệt trong việc chụp chi tiết các cơ quan nhỏ. Độ sắc nét và độ phân giải hình ảnh giảm khi quét các cơ quan có kích thước nhỏ hoặc khi cần hình ảnh có độ chi tiết cao.
Chụp cộng hưởng từ 3 tesla
Máy MRI 3 Tesla có nhiều điểm tương đồng với máy 1.5 Tesla về cấu tạo, bao gồm các cuộn kênh, phần mềm và độ dốc từ trường. Tuy nhiên, sự khác biệt lớn nhất nằm ở cường độ từ trường: máy MRI 3 Tesla sử dụng cường độ từ trường gấp đôi so với máy 1.5 Tesla, mang lại chất lượng hình ảnh vượt trội. Nhờ đó, máy MRI 3 Tesla thường được ưu tiên sử dụng để chụp các cơ quan đòi hỏi độ chính xác cao như não, cột sống, khớp mềm, bên trong xương và mạch máu.
Ngoài ra, máy MRI 3 Tesla còn nổi bật về tốc độ. Thiết bị chụp cộng hưởng từ này cho phép thu được hình ảnh rõ nét trong thời gian ngắn hơn, đặc biệt khi thực hiện các xét nghiệm phức tạp như chụp não, mạch máu hoặc tuyến tiền liệt. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn giảm bớt sự khó chịu cho người bệnh trong quá trình chụp.
Bên cạnh đó, máy MRI 3 Tesla thường có thiết kế lớn hơn, mang lại không gian rộng rãi hơn cho người bệnh. Điều này góp phần cải thiện đáng kể trải nghiệm chụp MRI, đặc biệt đối với những người mắc chứng sợ không gian hẹp, giúp người bệnh cảm thấy thoải mái hơn trong suốt quá trình thực hiện.