Cộng hưởng từ tưới máu đánh dấu spin

Kỹ thuật đánh dấu các proton động mạch là kỹ thuật CHT sử dụng các chất đánh dấu nội sinh là các proton động mạch trong máu được từ hoá. Kỹ

thuật này cho phép định lượng tưới máu não không xâm nhập, không sử dụng chất đối quang từ tiêm vào lòng mạch cũng như không sử dụng tia X.

Nhờ vào khả năng định lượng dòng chảy máu não không xâm nhập và có thể tiến hành nhiều lần trong một lần thăm khám nên CHT tưới máu đánh dấu spin được sử dụng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu thần kinh so với các phương pháp khác. CHT tưới máu đánh dấu spin còn có thể cho các bản đồ CHT chức năng ở dạng hoạt động (ASLf).

Kỹ thuật đánh dấu các proton động mạch gồm hai chuỗi xung thể tích khác nhau gồm một chuỗi xung để đánh dấu các proton động mạch và một chuỗi xung kiểm soát. Các proton động mạch được đánh dấu bởi một xung động điện từ. Các proton đã được đánh dấu sẽ tiếp tục di chuyển qua hệ thống động mạch đến nhu mô não nơi chúng sẽ đi từ các mao mạch vào khoang ngoài mạch máu. Các chuỗi xung nhanh được sử dụng để thu được hình ảnh sau khi chuỗi xung đánh dấu được phát ra. Chuỗi xung kiểm soát không có tác dụng đánh dấu spin. Sự xoá nền giữa hai chuỗi xung đánh dấu và kiểm soát giúp loại trừ sự từ hoá tĩnh và cho bản đồ tưới máu não. Nhược điểm của phương pháp này là sự khác biệt về tín hiệu và tỷ lệ tín hiệu/nhiễu kém, vì vậy, cần phải tiến hành rất nhiều các chuỗi xung đánh dấu – kiểm soát. Trong một số trường hợp, dựa trên bản đồ tưới máu não ta có thể có bản đồ định lượng dòng chảy máu não.

a. b. c.

Hình 1.7: Nguyên lý cơ bản của chuỗi xung đánh dấu spin. a. Đánh dấu spin b. Thời gian đảo ngược T1 c. Phát xung [36]

1.3.3.1. Nguyên lý

Kỹ thuật đánh dấu các proton động mạch bao gồm hai bước cơ bản là đánh dấu proton động mạch và quá trình tạo ảnh

 Bước đánh dấu proton

Có hai cách đánh dấu proton chính là đánh dấu tiên tục và đánh dấu theo xung. Phương pháp đánh dấu liên tục sử dụng một mặt phẳng ở vùng cổ để đánh dấu liên tục các proton động mạch ở vùng này. Mặc dù phương pháp này cho hình ảnh tưới máu tốt hơn nhưng nó cũng tồn tại hai nhược điểm chính là hiệu ứng truyền từ hoá và sự giữ năng lượng trong các mô, đặc biệt trên CHT 3 Tesla. Để giảm thời gian phát xung, phương pháp này có thể sử dụng một số các xung đánh dấu có thời gian rất ngắn. Phương thức này còn được gọi là "phương pháp giả đánh dấu liên tục".

Phương pháp đánh dấu theo xung, sử dụng các chuỗi xung rất ngắn để đánh dấu proton động mạch trên một vùng rộng. Hiện có hai nhóm chuỗi xung được sử dụng tuỳ thuộc vào vùng proton được đánh dấu: nhóm chuỗi xung đối xứng và nhóm chuỗi xung không đối xứng. Nhóm chuỗi xung đối xứng, chuỗi xung FAIR (Flow Alternating Inversion Recovery) sử dụng chuỗi xung đảo ngược không chọn lọc ở giai đoạn kiểm soát do vậy có thể đánh dấu proton động mạch trên một vùng rộng hơn ở giai đoạn đầu. Nhóm chuỗi xung không đối xứng, chuỗi xung EPISTAR dùng một vùng đánh dấu proton động mạch từ 10 – 15 mm nằm ở phía thượng lưu so với vùng cần khảo sát. Ngoài ra có nhiều chuỗi xung khác nhau đang được nghiên cứu nhằm giảm bớt các hạn chế của phương pháp này như chuỗi xung PICORE cải thiện khả năng đánh dấu proton trên mặt phẳng đứng dọc hay chuỗi xung QUIPPS, QUIPPS II, Q2TIP2 giúp làm giảm độ nhạy với thời gian chuyển tiếp.

 Bước tạo ảnh

Các chuỗi xung nhanh EPI được sử dụng để thu nhận số lượng lớn các ảnh đánh dấu – kiểm soát do các chuỗi xung này có tỷ lệ tín hiệu/nhiễu phù hợp và có thời gian nhanh giúp hạn chế nhiễu ảnh. Hạn chế lớn nhất của chuỗi

xung này là dễ bị nhiễu ảnh ở vùng có độ mẫn cảm từ cao. Các chuỗi xung 3D single shot, siêu nhanh, phối hợp giữa các chuỗi xung spin echo và echo gradient (3D GRASE) đã được phát triển nhằm cải thiện chất lượng ảnh.

1.3.3.2. Hạn chế

Mặc dù có những ưu điểm như không tia xạ, không sử dụng chất đánh dấu ngoại sinh, có thể đo đạc nhiều lần trong cùng một lần thăm khám nhưng phương pháp đánh dấu spin còn nhiều hạn chế trên thực hành lâm sàng.

Phương pháp này có tỷ lệ tín hiệu – nhiễu thấp, thời gian thăm khám kéo dài (tối thiểu 3 phút), độ phân giải không gian kém, đặc biệt là phương pháp này không cho phép định lượng thể tích tưới máu nhu mô. Ngoài ra, vấn đề về kỹ thuật vẫn còn thiếu sự tương đồng giữa các nhà sản xuất, các tiêu chuẩn, kỹ thuật xử lý vẫn còn đang trong giai đoạn hoàn thiện [36].

1.3.4. Ứng dụng lâm sàng của CHT tưới máu