Cộng hưởng từ là gì?

Chụp cộng hưởng từ (MRI) là kỹ thuật thần kinh được sử dụng rộng rãi nhất trong khoa học thần kinh vì có nhiều ưu điểm, ưu điểm chính là kỹ thuật không xâm lấn và là kỹ thuật cộng hưởng từ với độ phân giải không gian cao nhất.

Là một kỹ thuật không xâm lấn, không cần thiết phải mở bất kỳ vết thương nào để thực hiện và nó cũng không gây đau đớn. Độ phân giải không gian của nó cho phép xác định các cấu trúc đến milimet, nó cũng có độ phân giải thời gian tốt, thấp hơn thứ hai, mặc dù điều này không tốt như các kỹ thuật khác, như điện não đồ (EEG).

Độ phân giải không gian cao của nó cho phép nghiên cứu các khía cạnh và đặc điểm hình thái ở cấp độ mô. Giống như sự trao đổi chất, lượng máu hoặc huyết động.

Kỹ thuật này được coi là vô hại, có nghĩa là, nó không tạo ra bất kỳ thiệt hại nào trong cơ thể của người mà nó được tạo ra, vì lý do này nó cũng không gây đau đớn. Mặc dù, người tham gia phải nhập từ trường, điều này không gây rủi ro cho cá nhân, vì trường này rất nhỏ, thường bằng hoặc nhỏ hơn 3 teslas (3 T).

Nhưng không phải tất cả đều là lợi thế, RM là một kỹ thuật khó thực hiện và phân tích, vì vậy các chuyên gia phải thực hiện đào tạo trước. Ngoài ra, việc lắp đặt và máy móc đắt tiền là cần thiết, do đó, nó có chi phí không gian và kinh tế cao.

Là một kỹ thuật phức tạp như vậy, một nhóm đa ngành là cần thiết để sử dụng nó. Nhóm này thường bao gồm một nhà vật lý, một người biết về sinh lý học (như một nhà thần kinh học) và một người thiết kế các thí nghiệm, ví dụ, một bác sĩ tâm thần kinh.

Trong bài viết này, cơ sở vật lý của cộng hưởng từ sẽ được giải thích ở trên, nhưng nó sẽ tập trung chủ yếu vào các cơ sở tâm sinh lý và thông tin thực tế cho những người phải trải qua MRI.

Cơ sở tâm sinh lý của cộng hưởng từ

Hoạt động của não dựa trên sự trao đổi thông tin thông qua các khớp thần kinh hóa học và điện.

Để thực hiện hoạt động này cần phải tiêu thụ nó, và việc tiêu thụ năng lượng được thực hiện thông qua một quá trình trao đổi chất phức tạp, nói tóm lại, chuyển thành sự gia tăng của một chất gọi là adenosine triphosphate, hay còn gọi là ATP, đó là nguồn năng lượng mà não sử dụng để hoạt động.

ATP được tạo ra từ quá trình oxy hóa glucose, do đó, để não hoạt động, oxy và glucose phải được cung cấp. Để cho bạn một ý tưởng, một bộ não khi nghỉ ngơi tiêu thụ 60% lượng glucose chúng ta tiêu thụ, khoảng 120 g. Vì vậy, nếu việc cung cấp glucose hoặc oxy bị gián đoạn, não sẽ bị tổn thương.

Những chất này đến được các tế bào thần kinh đòi hỏi chúng thông qua tưới máu, qua các mao mạch. Do đó, hoạt động của não càng lớn, nhu cầu glucose và oxy càng lớn và với sự gia tăng lưu lượng máu não theo cách cục bộ.

Vì vậy, để kiểm tra khu vực nào của não đang hoạt động, chúng ta có thể xem xét mức tiêu thụ oxy hoặc glucose, sự gia tăng lưu lượng não khu vực và thay đổi thể tích máu não.

Loại chỉ báo được sử dụng sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có các đặc điểm của nhiệm vụ được thực hiện.

Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi kích thích não xảy ra trong một thời gian dài, những thay đổi đầu tiên được quan sát là glucose và oxy, sau đó có sự gia tăng lưu lượng não khu vực, và nếu sự kích thích tiếp tục, sẽ có sự gia tăng của tổng khối lượng não (Clarke & Sokoloff, 1994, Gross, Sposito, Pettersen, Panton, & Fenstermacher, 1987, Klein, Kuschinsky, Schrock, & Vetterlein, 1986).

Oxy được vận chuyển qua các mạch máu não gắn liền với huyết sắc tố. Khi huyết sắc tố chứa oxy, nó được gọi là oxyhemoglobin và khi nó không có nó, deoxyhemoglobin. Vì vậy, khi sự kích hoạt của não bắt đầu, có sự gia tăng cục bộ của oxyhemoglobin và giảm deoxyhemoglobin.

Sự cân bằng này tạo ra một sự thay đổi từ tính trong não, đó là những gì được thu thập trong các hình ảnh MR.

Như đã biết, oxy nội mạch được vận chuyển liên kết với huyết sắc tố. Khi protein này chứa đầy oxy, nó được gọi là oxyhemoglobin và khi được giải phóng, nó sẽ trở thành deoxyhemoglobin.

Trong quá trình kích hoạt não sẽ có sự gia tăng cục bộ của oxyhemoglobin động mạch và mao mạch, tuy nhiên, nồng độ deoxyhemoglobin sẽ giảm do, như đã giải thích ở trên, về việc giảm vận chuyển oxy mô.

Sự giảm nồng độ deoxyhemoglobin này, do tính chất thuận từ của nó, sẽ gây ra sự gia tăng tín hiệu trong các hình ảnh fMRI.

Tóm lại, MRI dựa trên việc xác định các thay đổi huyết động của oxy trong máu, thông qua hiệu ứng BÓNG, mặc dù mức lưu lượng máu cũng có thể được suy luận gián tiếp thông qua các phương pháp như chẩn đoán hình ảnh và tưới máu và ASL ( quay động mạch ghi nhãn ).

Cơ chế hiệu ứng ĐẬM

Kỹ thuật MRI được sử dụng nhiều nhất hiện nay là kỹ thuật được thực hiện dựa trên hiệu ứng BÓNG. Kỹ thuật này cho phép xác định các thay đổi huyết động nhờ vào những thay đổi từ tính được tạo ra trong huyết sắc tố (Hb).

Hiệu ứng này khá phức tạp, nhưng tôi sẽ cố gắng giải thích nó theo cách đơn giản nhất có thể.

Người đầu tiên mô tả hiệu ứng này là Ogawa và nhóm của ông. Các nhà nghiên cứu nhận ra rằng khi Hb không chứa oxy, deoxyhemoglobin, là thuận từ (thu hút từ trường), nhưng khi oxy hoàn toàn (oxyHb) thay đổi và trở thành từ tính (đẩy lùi từ trường) (Ogawa, et al ., 1992).

Khi có sự hiện diện lớn hơn của deoxyhemoglobin, từ trường cục bộ bị thay đổi và hạt nhân cần ít thời gian hơn để trở về vị trí ban đầu, do đó tín hiệu T2 càng thấp, và ngược lại, càng nhiều oxiHb thì sự phục hồi của hạt nhân càng chậm và tín hiệu trừ T2 được nhận.

Tóm lại, việc phát hiện hoạt động của não với cơ chế của hiệu ứng BÓNG xảy ra như sau:

1. Các hoạt động não của một khu vực cụ thể tăng.
2. Các tế bào thần kinh được kích hoạt cần có oxy, để có được năng lượng mà chúng thu được từ các tế bào thần kinh xung quanh chúng.
3. Khu vực xung quanh các tế bào thần kinh hoạt động sẽ mất oxy, do đó, khi bắt đầu, deoxyhemoglobin tăng và T2 giảm.
4. Vào cuối thời gian (6-7 giây), vùng phục hồi và tăng oxyHb, do đó, T2 tăng (từ 2 đến 3% khi sử dụng từ trường 1, 5 T).

Chức năng cộng hưởng từ

Nhờ hiệu ứng BÓNG, cộng hưởng từ chức năng (fMRI) có thể được thực hiện. Cộng hưởng từ chức năng khác với cộng hưởng từ khô ở chỗ, trước tiên, người tham gia thực hiện một bài tập trong khi thực hiện MRI, để có thể đo hoạt động não của họ khi thực hiện chức năng và không chỉ nghỉ ngơi .

Các bài tập bao gồm hai phần, trong lần đầu tiên người tham gia thực hiện nhiệm vụ và sau đó được nghỉ ngơi trong thời gian nghỉ ngơi. Phân tích fMRI được thực hiện bằng cách so sánh voxel với voxel các hình ảnh nhận được trong khi hoàn thành nhiệm vụ và trong thời gian nghỉ ngơi.

Do đó, kỹ thuật này cho phép liên kết hoạt động chức năng với giải phẫu não với độ chính xác cao, điều không xảy ra với các kỹ thuật khác như EEG hoặc từ điện não đồ.

Mặc dù fMRI là một kỹ thuật khá chính xác, nó gián tiếp đo hoạt động của não và có nhiều yếu tố có thể can thiệp vào dữ liệu thu được và sửa đổi kết quả, kể cả bên trong bệnh nhân hoặc bên ngoài, như đặc điểm từ trường hoặc xử lý hậu kỳ.

Thông tin thực tế

Phần này sẽ giải thích một số thông tin có thể được quan tâm nếu bạn phải tham gia vào nghiên cứu MRI, bệnh nhân hoặc kiểm soát sức khỏe.

MRI có thể được thực hiện ở hầu hết mọi nơi trên cơ thể, phổ biến nhất là bụng, cổ tử cung, ngực, não hoặc sọ, tim, thắt lưng và xương chậu. Ở đây bộ não sẽ được giải thích vì nó gần nhất với lĩnh vực nghiên cứu của tôi.

Làm thế nào là thử nghiệm được thực hiện?

Nghiên cứu MRI nên được thực hiện tại các trung tâm chuyên ngành và với các cơ sở cần thiết, chẳng hạn như bệnh viện, trung tâm X quang hoặc phòng thí nghiệm.

Bước đầu tiên là ăn mặc phù hợp, bạn phải loại bỏ tất cả những thứ có kim loại để chúng không can thiệp vào MRI.

Sau đó, bạn sẽ được yêu cầu nằm trên một bề mặt ngang được chèn vào một loại đường hầm, đó là máy quét. Một số nghiên cứu yêu cầu bạn nằm xuống theo một cách nhất định, nhưng, thông thường, nó thường bị lộn ngược.

Mặc dù MRI được thực hiện, bạn sẽ không ở một mình, bác sĩ hoặc người điều khiển máy sẽ được đặt trong phòng được kết nối được bảo vệ khỏi từ trường thường có cửa sổ để xem mọi thứ xảy ra trong phòng MRI. Phòng này cũng có màn hình nơi người phụ trách có thể biết mọi thứ có ổn không trong khi MRI đang được thực hiện.

Bài kiểm tra kéo dài trong khoảng từ 30 đến 60 phút, mặc dù nó có thể kéo dài lâu hơn, đặc biệt nếu đó là fMRI, trong đó bạn phải thực hiện các bài tập mà bạn chỉ ra trong khi MRI thu thập hoạt động não của bạn.

Làm thế nào để chuẩn bị cho bài kiểm tra?

Khi bạn được thông báo rằng nên thực hiện xét nghiệm MRI, bác sĩ của bạn nên đảm bảo rằng bạn không có các thiết bị kim loại trong cơ thể có thể can thiệp vào MRI, chẳng hạn như sau:

• Van tim nhân tạo
• Clip cho phình động mạch não.
• Máy khử rung tim hoặc máy tạo nhịp tim.
• Cấy ghép trong tai trong (ốc tai).
• Bệnh thận hoặc lọc máu.
• Khớp nhân tạo được đặt gần đây.
• Stent (stent mạch máu).

Ngoài ra, bạn nên nói với bác sĩ nếu bạn đã làm việc với kim loại vì bạn có thể cần một nghiên cứu để kiểm tra nếu bạn có các hạt kim loại trong mắt hoặc lỗ mũi chẳng hạn.

Bạn cũng nên thông báo cho bác sĩ nếu bạn mắc chứng sợ bị vây kín (sợ không gian hạn chế), vì nếu có thể, bác sĩ sẽ khuyên bạn thực hiện chụp MRI mở, tách biệt với cơ thể hơn. Nếu điều đó là không thể và bạn rất lo lắng, bạn có thể được kê toa thuốc giải lo âu hoặc thuốc ngủ.

Ngày thi không nên tiêu thụ thực phẩm hoặc đồ uống trước khi thi, khoảng 4 hoặc 6 giờ trước.

Phải cố gắng mang tối thiểu các mặt hàng kim loại vào nghiên cứu (trang sức, đồng hồ, điện thoại di động, tiền, thẻ tín dụng ...) vì những thứ này có thể gây trở ngại cho RM. Nếu bạn lấy chúng, bạn sẽ phải để tất cả chúng bên ngoài phòng nơi đặt máy RM.

Cảm giác thế nào?

Bài kiểm tra MRI hoàn toàn không gây đau đớn, nhưng nó có thể hơi khó chịu hoặc không thoải mái.

Trước hết, nó có thể gây lo lắng khi bạn phải nằm trong một không gian kín quá lâu. Ngoài ra, máy phải càng yên càng tốt vì nếu không thể gây ra lỗi trong ảnh. Nếu bạn không thể ngồi yên trong một thời gian dài như vậy, bạn có thể được cung cấp một số loại thuốc để thư giãn bạn.

Thứ hai, máy tạo ra một loạt tiếng ồn liên tục có thể gây khó chịu, để giảm âm thanh bạn có thể đeo nút tai, luôn luôn kiểm tra với bác sĩ trước.

Máy có một hệ thống liên lạc mà bạn có thể liên lạc với người phụ trách kỳ thi, vì vậy nếu bạn cảm thấy bất cứ điều gì có vẻ bất thường, bạn có thể tham khảo ý kiến.

Không cần thiết phải ở lại bệnh viện, sau khi kiểm tra bạn có thể trở về nhà, ăn nếu bạn muốn và làm cho cuộc sống bình thường của bạn.

Nó dùng để làm gì?

MRI được sử dụng, cùng với các xét nghiệm hoặc bằng chứng khác, để chẩn đoán và đánh giá tình trạng của một người mắc bệnh.

Thông tin cần thu được tùy thuộc vào nơi thực hiện cộng hưởng. Cộng hưởng từ não rất hữu ích để phát hiện các dấu hiệu não đặc trưng của các điều kiện sau:

• Bất thường bẩm sinh của não
• Chảy máu trong não (xuất huyết dưới nhện hoặc nội sọ)
• Nhiễm trùng não
• Khối u não
• Rối loạn nội tiết tố (như bệnh to cực, galactorrorr và hội chứng Cushing)
• Bệnh đa xơ cứng
• Đột quỵ

Ngoài ra, nó cũng có thể hữu ích để xác định nguyên nhân của các điều kiện như:

• Yếu cơ hoặc tê và ngứa ran
• Thay đổi suy nghĩ hoặc hành vi
• Nghe kém
• Nhức đầu khi có một số triệu chứng hoặc dấu hiệu khác
• Nói khó
• Vấn đề về thị lực
• Sa sút trí tuệ

Bạn có rủi ro?

Cộng hưởng từ sử dụng từ trường và, không giống như bức xạ, chưa được tìm thấy trong bất kỳ nghiên cứu nào gây ra bất kỳ thiệt hại nào.

Các nghiên cứu MRI tương phản, đòi hỏi sử dụng thuốc nhuộm, thường được thực hiện với gadolinium. Thuốc nhuộm này rất an toàn và phản ứng dị ứng hiếm khi xảy ra, mặc dù nó có thể gây hại cho những người có vấn đề về thận. Do đó, nếu bạn bị bất kỳ vấn đề về thận, bạn nên thông báo cho bác sĩ trước khi thực hiện nghiên cứu.

Hình ảnh MR từ có thể nguy hiểm nếu người đó mang các thiết bị kim loại như máy tạo nhịp tim và cấy ghép, vì chúng không thể làm cho chúng hoạt động tốt như trước.

Ngoài ra, bạn phải tiến hành một nghiên cứu nếu có nguy cơ bạn có bất kỳ mảnh kim loại nào bên trong cơ thể, vì từ trường có thể khiến chúng di chuyển và gây tổn thương mô hoặc hữu cơ.