MRI sử dụng từ trường và sóng radio để tạo ra các lớp cắt mỏng của mô cơ quan. Các proton trong các mô xoay liên tục để tạo ra nhiều từ trường nhỏ được sắp xếp ngẫu nhiên. Khi được bao bọc bởi một từ trường mạnh của máy MRI, trục từ trường của các proton trong mô sẽ xếp dọc theo từ trường của MRI. Xung tần số radio sau đó sẽ được sử dụng để làm cho một số proton đảo trục ngẫu nhiên trái chiều từ trường, từ đó tạo ra trạng thái năng lượng cao. Sau khi xung này biến mất, các proton rơi vào trạng thái nghỉ và quay trở lại sắp xếp theo trục của từ trường ban đầu của máy MRI. Mức độ và tốc độ giải phóng năng lượng xảy ra trong quá trình các proton quay trở lại trục ban đầu [thư duỗiT1 ] và khi chúng dao động [tiến động] [thư duỗi T2] được ghi lại dưới dạng bản đồ cường độ tín hiệu bởi các cuộn thu [ăng ten] đặt nằm trong thiết bị chụp MRI. Máy tính sẽ sử dụng các thuật toán khác nhau để phân tích những tín hiệu này và tạo ra những hình ảnh giải phẫu chi tiết.
Cường độ tín hiệu tương đối [độ sáng] của các mô trong phim MRI được xác định bởi các yếu tố sau đây:
Loại xung tần số vô tuyến và gradient dạng tín hiệu sóng sử dụng trong khi chụp
Đặc tính T1 và T2 nội tại của mô
Mật độ proton của mô
Bằng cách thay đổi các xung tần số vô tuyến và gradient dạng tín hiệu, máy tính sẽ tạo ra các xung cụ thể, từ đó quyết định cách thức thu nhận và hiển thị hình ảnh khác nhau của mô. Hình ảnh có thể là
Ảnh T1W
Ảnh T2W
Ảnh mật độ proton
Ví dụ, mô mỡ xuất hiện dưới dạng ảnh sáng trên hình ảnh T1W và tương đối tối [cường độ tín hiệu thấp] trên T2W; nước và dịch xuất hiện tương đối tối trên hình ảnh T1 và sáng trên T2W. Các hình ảnh T1 thể hiện rõ mô hình giải phẫu bình thường của mô mềm và mô mỡ [ví dụ để xác định khối chứa mô mỡ]. Hình ảnh T2W tỏ ra tối ưu hơn trong hiển thị các loại dịch và các hình ảnh bất thường [như hình ảnh u, viêm, chấn thương]. Trên thực tế lâm sàng, hình ảnh T1 và T2 đều giúp bổ sung thêm thông tin, vì vậy cả hai đều có vai trò rất quan trọng trong việc mô tả rõ các tổn thương bất thường.
Các máy chụp MRI độ phân giải cao mới xuất hiện gần đây giúp làm tăng chất lượng hình ảnh, và do đó giúp chẩn đoán chính xác hơn.
Chỉ định chụp MRI
MRI được ưu tiên hơn CT khi độ phân giải tương phản mô mềm phải rất chi tiết [ví dụ, để đánh giá các bất thường dây thần kinh sọ hoặc tủy sống, tổn thương viêm, chấn thương, nghi ngờ u ở hệ thống cơ xương khớp, hoặc các tổn thương nội khớp]. MRI cũng hữu dụng trong các trường hợp sau đây:
Chẩn đoán hình ảnh mạch máu:Chụp mạch cộng hưởng từ [MRA] cho phép hiển thị hình ảnh các động mạch, với với độ chính xác cao và ít xâm lấn hơn so với chụp mạch thường. Đôi khi, người ta cũng sử dụng cả chất cản quang Gadolinium trong chụp MRI. MRA có thể được sử dụng trong chụp động mạch chủ ngực, chủ bụng, các động mạch não, động mạch cảnh, động mạch tạng ổ bụng, động mạch thận và động mạch chi dưới. Chụp tĩnh mạch [chụp cộng hưởng từ tĩnh mạch hoặc MRV] cung cấp hình ảnh với chất lượng tốt nhất trong các trường hợp bất thường tĩnh mạch, bao gồm cả huyết khối và các dị dạng mạch.
Các bất thường ở gan và đường mật: Chụp cộng hưởng từ mật tụy [MRCP] đặc biệt có giá trị, bởi nó là một phương pháp không xâm lấn, có độ chính xác cao trong chẩn đoán hình ảnh hệ thống đường mật và tụy.
Các khối tại hệ thống sinh dục nữ: MRI hỗ trợ cho siêu âm, nhằm mô tả rõ hơn các đặc tính của khối u tại phần phụ và chẩn đoán giai đoạn các khối u ở tử cung.
Một số loại gãy xương nhất định: Hình ảnh gãy xương hông ở bệnh nhân bị loãng xương được hiển thị trên phim chụp MRI một cách rất chính xác.
Thâm nhiễm tủy xương và di căn xương
MRI cũng có thể là lựa chọn thay thế cho CT có tiêm chất cản quang ở những bệnh nhân có nguy cơ cao phản ứng với thuốc cản quang iod.
Chất cản quang
Chất cản quang thường được sử dụng trong chụp MRI để làm nổi bật cấu trúc mạch máu, làm rõ các đặc trưng của tổn thương viêm và u.
Các loại thuốc cản quang được sử dụng phổ biến nhất là các dẫn xuất của gadolinium. Đây là các chất có từ tính, do đó chúng ảnh hưởng đến thời gian thư giãn của proton. Tiêm khớp dẫn xuất gadolinium có thể được sử dụng trong chụp MRI các cấu trúc nội khớp.
Các kỹ thuật MRI khác
Chụp cộng hưởng từ khuếch tán
Cường độ tín hiệu liên quan đến sự khuếch tán các phân tử nước trong mô. Loại MRI này có thể được sử dụng trong:
Phát hiện thiếu máu cục bộ và nhồi máu trong giai đoạn sớm
Phát hiện bệnh lý thuộc chất trắng của não
Chẩn đoán giai đoạn nhiều loại khối u khác nhau, ví dụ như ung thư phổi không tế bào nhỏ
Chuỗi xung điểm vang đồng phẳng
Đây là một kỹ thuật cực nhanh [các hình ảnh thu được trong > 1 giây] được sử dụng trong chụp MRI khuếch tán, tưới máu và chức năng của não và tim. Ưu điểm tiềm năng của nó là việc thể hiện rõ hoạt động của não và tim, đồng thời giảm nhiễu do các chuyển động gây ra. Tuy nhiên, việc sử dụng còn khá nhiều hạn chế, do cần có một hệ thống phần cứng kỹ thuật đặc biệt đi kèm. Kỹ thuật này có độ nhạy cao hơn so với MRI thông thường.
MRI chức năng
MRI chức năng được sử dụng để đánh giá hoạt động của não theo vị trí.
Phổ biến nhất là cách chụp não ở độ phân giải thấp với tần số cao [mỗi 2 đến 3 giây/lần chụp]. Người ta có thể phân biêt được sự thay đổi oxy hóa Hb, từ đó ước tính hoạt động chuyển hóa trên các phần khác nhau của não.
MRI chức năng đôi khi được sử dụng trong nghiên cứu, khi đối tượng nghiên cứu tiến hành các hành vi nhận thức khác nhau [ví dụ, giải phương trình toán học]; các bộ phận đang hoạt động chuyển hóa mạnh được cho là những bộ phận tham gia nhiều nhất vào hành vi nhận thức đó. Cách thiết lập mối tương quan về mặt giải phẫu và chức năng này được gọi là lập bản đồ não.
MRI chức năng chủ yếu được sử dụng trong nghiên cứu nhưng gần đây, tính ứng dụng lâm sàng của nó ngày càng cao.
Chụp MRI chuỗi xung gradient echo
Gradient echo là một chuỗi xung được dùng để chụp hình ảnh dòng máu và dịch não tủy đang di chuyển [ví dụ trong chụp MRI mạch]. Các nhiễu do chuyển động gây ra sẽ làm mờ hình ảnh trong quá trình chụp, do đó. bệnh nhân được yêu cầu phải nín thở trong khi chụp [ví dụ chụp tim, phổi, và tạng ổ bụng]. Do có tốc độ rất nhanh, kỹ thuật này có thể làm giảm các nhiễu nói trên.
Chụp cộng hưởng từ phổ
Chụp cộng hưởng từ phổ kết hợp giữa chụp cộng hưởng từ [chủ yếu cung cấp thông tin dựa vào lượng nước và mỡ trong mô] và cộng hưởng từ hạt nhân [NMR]. Chụp cộng hưởng từ hạt nhân cung cấp thông tin về các chất chuyển hóa mô và các bất thường về sinh hóa; thông tin này có thể giúp phân biệt một số loại u và các bất thường khác.
Chụp cộng hưởng từ ruột non
Chụp cộng hưởng từ ruột đã trở nên khá phổ biến, nhất là trong theo dõi các bệnh lý viêm ruột non ở đối tượng trẻ em.
Lợi thế của chụp MRI ruột non so với CT ruột non là không cần dùng tới bức xạ ion hóa.
Chụp MRI tưới máu
Chụp MRI là phương pháp đánh giá một cách tương đối lưu lượng máu não. Nó có thể được sử dụng để phát hiện:
Vùng thiếu máu não trong chẩn đoán đột quỵ
Các vùng tăng sinh mạch giúp chỉ thị khối u.
Thông tin này có thể giúp hướng dẫn sinh thiết.
Chụp PET/MRI
PET/MRI là phương thức chụp kết hợp giữa chụp PET chức năng [xem Chụp cắt lớp phát xạ positron [PET] Chụp cắt lớp phát xạ positron [PET] PET là một loại chụp xạ hình, sử dụng các hợp chất chứa chất phóng xạ. Các chất phóng xạ này phân hủy bằng cách giải phóng một positron [phản vật chất tích điện dương tương đương với một electron]... đọc thêm ] với chụp MRI toàn thân. Người ta thường sử dụng chuỗi xung T1W và chuỗi xung T1 phục hồi đảo ngược ngắn [STIR]. Đây là phương pháp khá mới và chỉ có ở một vài trung tâm y tế lớn.
Nhược điểm của MRI
MRI tương đối đắt, thời gian chụp đòi hỏi lâu hơn CT và không phải sẵn có ở mọi nơi.
Các nhược điểm khác:
Từ trường
Hội chứng sợ không gian hẹp
Phản ứng với chất cản quang
Từ trường
Chụp MRI chống chỉ định trong các trường hợp bệnh nhân có cấy ghép các vật liệu kim loại. Các loại vật liệu này dễ bị ảnh hưởng bởi từ trường mạnh. Những loại vật liệu này bao gồm
Kim loại sắt từ [có chứa sắt]
Thiết bị y tế được kích hoạt thông qua từ trường, hoặc được kiểm soát bởi dòng điện [cấy máy tạo nhịp, cấy máy khử rung tim, cấy cochclear]
Dây hoặc vật liệu điện không phải sắt từ [dây máy tạo nhịp, một số loại catheter động mạch phổi]
Vật liệu sắt từ có thể bị di dời bởi từ trường mạnh, gây tổn thương cơ quan gần đó, ví dụ như khi từ trường gây di lệch các clip kẹp mạch gây xuất huyết. Nguy cơ di lệch sẽ cao hơn nếu thời gian cấy vật liệu