Vai trò của cộng hưởng từ (MRI) trong chấn thương chỉnh hình

19
Phản biện khoa học: TS. Trần Trung Dũng
Ts Bs Ngô Minh Lý*
*: Trưởng khoa Cột Sống A – Bv Chấn Thuơng Chỉnh Hình Tp. HCM
Ts Bs Ngo Minh Ly*
VAI TRÒ CỦA CỘNG HƯỞNG TỪ (MRI) TRONG 
CHẤN THƯƠNG CHỈNH HÌNH 
THE ROLES OF MRI IN ORTHOPAEDIC INVESTIGATIONS
I. ĐạI CUƠNG:
Từ khi phát hiện ra tia X, X-quang thuờng qui được 
xem như là chổ dựa cho việc khảo sát các bệnh lý chấn 
thuơng chỉnh hình. Gần đây cộng huởng từ (MRI) đang 
ngày càng đuợc sử dụng rộng rãi và trở thành một phương 
tiện không thể thiếu trong lĩnh vực khảo sát bệnh lý cơ-
xuơng-khớp.
Trong công việc chẩn đoán và điều trị bệnh lý chấn 
thuơng chỉnh hình những kiến thức sâu về vật lý của cộng 
huởng từ thực sự không là yêu cầu. Tuy nhiên trang bị 
những kiến thức cơ bản về cộng huởng từ (MRI) là cần 
thiết để hiểu vai trò những chuỗi xung đuợc sử dụng và 
hổ trợ cho việc chẩn đoán hình ảnh. Những chuỗi xung 
chính của MRI thường đuợc ứng dụng trong lâm sàng là 
T1, T2, STIR (FAT saturation), PD (proton density), và T1 
có bơm chất cản từ đường tĩnh mạch (post gadolinium). 
Tùy theo yêu cầu lâm sàng và vị trí giải phẫu mà hình ảnh 
được khảo sát ở mặt phẳng ngang (transverse plane), mặt 
phẳng đứng dọc (sagittal plane), mặt phẳng đứng ngang 
(coronal plane).
II. NHữNG NGUyÊN Lý CƠ BẢN CủA 
CộNG HUởNG Từ (MRI)
MRI dựa trên quá trình phản ứng cộng huởng từ truờng 
của hạt nhân nguyên tử (Nuclear Magnetic Resonance), 
một quá trình ảnh huởng đến sự hấp thu và thải trừ năng 
luợng của hạt nhân nguyên tử duới tác động của một từ 
truờng lớn bên ngoài. Ion H+ (Hydrogen proton nuclei) 
được sử dụng để tái tạo hình ảnh vì đây là Ion nhiều nhất 
trong cơ thể với nồng độ lớn nhất trong nuớc và mô mỡ. 
Khi khảo sát, bệnh nhân được đặt trong một máy MRI 
và năng lượng từ truờng tác động được quét dưới dạng 
sóng được thiết lập thích hợp với tầng số cộng hưởng của 
Ion H+. Sau mỗi chu kỳ thực hiện tác động từ truờng bên 
ngoài, Ion H+ trong cơ thể bệnh nhân sẽ hấp thu và thải trừ 
năng lượng này dưới dạng tín hiệu cộng hưởng từ trường 
gây ra một điện thế nhỏ trong đầu nhận được đặt ngay 
cạnh bệnh nhân.
Ion H+ trở về trạng thái nghỉ qua hai cơ chế được 
hiểu là trạng thái nghỉ T1 và T2 tùy thuộc vào kích thước 
nguyên tử và sự che khuất của các đại phân tử lớn hơn. Tất 
cả các loại mô như chất tủy xuơng, dịch/phù nề, bướu, cơ, 
sụn, dây chằng và gân có thời gian trạng thái nghỉ T1 và 
T2 khác nhau. Nguyên lý này được áp dụng để phát hiện 
năng lượng thải trừ từ Ion H+ sau khi tác động một chuỗi 
xung từ với thời gian khác nhau để phát hiện tín hiệu (TE 
– time to echo) và thời gian để tác động một chuỗi xung 
từ kế tiếp (TR – time to repetition). Dịch cơ thể có giá trị 
T1 và T2 dài trong khi đó mô mỡ có giá trị T1và T2 ngắn, 
vì thế thay đổi TE và TR có thể thay đổi tín hiệu T1 cũng 
như T2. Tăng thời gian tác động xung từ (time to echo) và 
thời gian lập lại tác động xung từ (time to repetition) sẽ 
tạo ra tín hiệu T2 nhạy với dịch cơ thể tích tụ trong tình 
trạng bệnh lý phù, viêm, nhiễm trùng, hay bướu. T1 tăng 
tín hiệu đối với mô mỡ nhưng ngược lai giảm tín hiệu đối 
với dịch. Vì thế vùng xuơng phù nề sẽ xuất hiện những 
nơi giảm tín hiệu bên cạnh những nơi tăng tín hiệu của mỡ 
trên T1 nhưng những nơi giảm tín hiệu này sẽ tăng tín hiệu 
trên T2.
III. AN TOÀN MRI
Bất kỳ vật thể nào có chứa vật liệu sắt đều có khả năng 
nguy hiểm khi đưa vào phòng chụp MRI. Dụng cụ trợ 
thính, trang sức, đồng hồ, mắt kính, dụng cụ giả, thẻ tín 
dụng và các loại vật dụng nên được lấy ra trước khi vào 
phòng chụp MRI vì khả năng gây nguy hiểm của những 
vật này.
Những dụng cụ chỉnh hình như khớp giả, kim, thanh 
nối, ốc, đinh, kẹp, nẹp hay kim Kirschner không phải 
chống chỉ định mặc dù các dụng cụ này làm giảm rõ rệt 
chất lượng hình ảnh, trong đó các dụng cụ bằng titan ít gây 
nhiễu hình ảnh hơn.
Các vật dụng như ống ô-xy, ống dẫn không được vào 
hệ thống máy chụp ngoại trừ những trường hợp thích ứng 
với hệ thống MRI.
TẠP CHÍ CHẤN THƯƠNG CHỈNH HÌNH VIỆT NAM - SỐ ĐẶC BIỆT - 2013
20
Các truờng hợp sau đây chống chỉ định chụp 
MRI:
- Đặt máy tạo nhịp tim
- Thiết bị khử run, kích thích thần kinh, và bơm 
insulin
- Ống thông Swan Ganz
- Dụng cụ dẫn truyền trong mạch máu, lọc, hay 
nong mạch máu
- Vật liệu trong nhãn cầu bằng kim loại
- Kẹp phình mạch máu
Các truờng hợp không chống chỉ định với 
chụp MRI:
- Các kẹp phẫu thuật được sử dụng 6 tuần sau mổ
- Kẹp bấm da
- Dụng cụ ngừa thai trong tử cung
- Halo vest
- Valve tim (phải kiểm tra sự tuơng thích với MRI)
Phải hỏi kỹ bệnh nhân có cảm giác sợ bóng tối hay 
không truớc khi chỉ định chụp MRI. Thuốc an thần có 
thể phải dùng cho những bệnh nhân có tình trạng quá 
sợ bóng tối. Đôi khi cần phải gây mê toàn thân đối với 
những bệnh nhân không chấp nhận bóng tối hay ở trẻ 
nhỏ. Do đó phải chuẩn bị hệ thống gây mê thích hợp 
khi chụp MRI cho những truờng hợp trên.
Cần thông báo kỹ về tình trạng nhiễu do cử động 
(motion artifact) cho những bệnh nhân chụp MRI ở 
trạng thái tỉnh táo vì sẽ gây giảm chất lượng hình ảnh 
rất nhiều.
Các loại máy chụp MRI
Độ mạnh của từ truờng liên hệ mật thiết với 
chất luợng hình ảnh mặc dù một điều nghịch lý là 
từ trường quá mạnh có thể làm tăng nhiễu ảnh. Độ 
mạnh lý tuởng của từ truờng để khảo sát trong lĩnh 
vực chấn thương chỉnh hình là 1.5 T (Tesla); Tuy 
nhiên từ truờng thấp 0.5 T có thể đuợc sử dụng nhưng 
chất luợng hình ảnh có thể bị ảnh hưởng. Từ truờng 
thấp làm giảm chất lượng hình ảnh và kéo dài thời 
gian khảo sát do đó làm tăng khả năng nhiễu ảnh do 
cử động của bệnh nhân.
Những bệnh nhân không dung nạp được đường 
hầm quét MRI tiêu chuẩn do tình trạng sợ bóng tối có 
thể khắc phục chụp với máy MRI mở. Hệ thống máy 
MRI mở cũng cho phép khảo sát trên những bệnh 
nhân quá to. Từ truờng đối với hệ thống MRI mở này 
thuờng thấp.
Hệ thống máy chụp MRI với đuờng hầm ngắn 
cũng đang đuợc phát triển kết hợp việc sử dụng từ 
truờng mạnh và khảo sát chính sát cấu trúc giải phẫu 
thích hợp với hệ thống máy MRI mở.
Gần đây với việc chế tạo hệ thống máy MRI khảo 
sát bệnh nhân ở tư thế đứng hay ngồi cho phép khảo 
sát MRI ở những tư thế chức năng đặt biệt như trong 
lĩnh vực cột sống hay khảo sát sự chịu lực của khớp ở 
những vị trí giải phẫu riêng biệt.
Các loại tín hiệu MRI 
1) T1: TR ngắn (short TR, TR<1000ms), TE ngắn 
(short TE, TE<60ms)
Đây là chuỗi xung ngắn, có thể thực hiện nhanh. 
Chi tiết giải phẫu và vùng xung quanh thấy rõ. Mô 
mỡ, xuất huyết bán cấp, và dịch chứa protein thể hiện 
với tín hiệu sáng trên T1. Dịch nuớc thể hiện với tín 
hiệu tối trên T1.
T1 tốt để khảo sát bệnh lý sụn chêm và chất 
xương. Tuy nhiên T1 không tốt trong việc phát hiện 
phù, trong khi T2 hay STIR là những chuỗi xung lý 
tuởng để khảo sát (Hình 1)
Hình 1: MRI – T1 (T1 weighted MRI)
TR<1000ms, TE<60ms (vòng tròn)
Giảm tín hiệu của Dịch não tủy (mũi tên trắng)
Tăng tín hiệu của mô mỡ (mũi tên đen)
Chất xương (hoa thị trắng) và đĩa sống (hoa thị đen) 
có tín hiệu trung gian
2) T2: TR dài (long TR, TR>1000ms; TE dài 
(long TE, TE>60ms)
Đây là chuỗi xung dài. Dịch nuớc thể hiện với tín 
hiệu sáng và vì hầu hết các tiến trình bệnh lý đều có 
hiện tuợng phù, T2 cho thấy vùng bất thường (Hình 2).
Phần 1: Phần cột sống
21
Hình 2: MRI – T2 (T2 weighted MRI)
TR>1000ms, TE>60ms (vòng bầu dục)
Tăng tín hiệu của Dịch não tủy (mũi tên dài)
Tăng tín hiệu của mô mỡ (mũi tên ngắn)
Tăng tín hiệu của đĩa sống (hoa thị đen) thấp hơn mô 
mỡ và dịch não tủy
Giảm nhẹ tín hiệu của chất xương (hoa thị trắng)
Ghi nhận có thoát vị đĩa đệm ngang TL4-TL5 làm 
giảm tín hiệu trong đĩa sống
3) Proton density (PD): TR dài (long TR, TR>1000ms; 
TE ngắn (short TE, TE<60ms)
Proton density là dạng hổn hợp giửa T1 và T2. Rất hữu 
ít trong việc khảo sát sụn chêm. Đóng vai trò lớn trong 
việc khảo sát tổn thương khớp gối.
4) STIR/SPIR (Cộng hưởng từ khử mỡ với kỹ thuật 
phục hồi đảo ngược – Fat suppressed Inversion Recovery 
Technique): TR dài (long TR, TR>1000ms; TE dài (long 
TE, TE>60ms; TI (Thời gian đảo ngược xung – Time to 
Inversion): 120ms – 150ms
Kỹ thuật này có vai trò lớn trong việc phân biệt mô 
mỡ, hay các tổ chức mô có bản chất mỡ biểu hiện dưới 
dạng giảm tín hiệu trên cộng hưởng từ. Ngược lại các vùng 
chứa dịch hay phù nề sẽ tăng tín hiệu với kỹ thuật này trên 
cộng hưởng từ (Hình 3).
Hình 3: Cộng hưởng từ khử mỡ với kỹ thuật phục hồi đảo 
ngược (Fat Suppressed Inversion Recovery Technique)
A. Khối bướu mỡ to tăng tín hiệu trên axial MRI –T1(dấu 
hoa thị) chiếm gần hết ống sống từ phía sau.
B. Khối bướu mỡ trên (dấu hoa thị) giảm tín hiệu rõ rệt trên 
cộng hưởng từ khử mỡ T1 Fat Saturation (vòng bầu dục).
A
*
B
*
5) T2* (T2 với độ dốc xung – Gradient Echo T2): TR 
thay đổi; TE ngắn (short TE, TE<60ms); Góc trượt (Flip 
angle 10 – 80º)
Kỹ thuật này làm tăng chuỗi xung T2 giúp khảo sát 
các tổ chức cực mỏng trong không gian 3 chiều như các 
tổ chức dây chằng vùng cổ tay. Dây chằng, sụn khớp, mô 
sợi sụn viền khớp háng, khớp vai cũng được ghi nhận hình 
ảnh rõ hơn với kỹ thuật này.
6) Fast Spin (Turbo) Echo (Cộng hưởng từ với độ nhận 
trả xung nhanh)
Kỹ thuật này làm tăng chuỗi xung T2 và dồng thời 
cũng làm tăng chuỗi xung Proton Density. Do đó có tác 
dụng làm giảm hiệu ứng giả ảnh. Có vai trò hữu ích trong 
việc chỉ định khảo sát các vùng cấu trúc có đặt các loại 
dụng cụ chỉnh hình, cố định (đinh, nẹp, ốc, dụng cụ đĩa 
sống ), hay gần các vùng mô có đặt dụng cụ ngoại lai.
7) Gadolinium – T1 Sequence (Cộng hưởng từ có bơm 
chất cản từ)
Gadolinium là một chất tương phản cận từ. Chất này 
được bơm vào tĩnh mạch để làm tăng độ tương phản của 
các tổ chức mô dưới tác động của từ trường. Các tổ chức 
mô giàu mạch máu sẽ có độ tương phản cao với kỹ thuật 
này trên hình ảnh cộng hưởng từ. Các tổn thương rách 
sụn viền, rách sụn chêm, chấn thương dây chằng, khiếm 
khuyết sụn xương là các tổn thương trong khớp không có 
độ tương phản cao với kỹ thuật cộng hưởng từ có bơm 
chất cản từ. Trong khi đó cộng hưởng từ có vai trò rất lớn 
trong việc phân biệt giửa nang với khối đặt, giửa mô hoại 
tử và nhiễn trùng, giửa thoát vị đĩa đệm tái phát và mô 
sẹo(Hình 4).
Hình 4: Cộng hưởng từ có bơm chất cản từ (Gadolinium – 
T1 Sequence)
A. Khối bướu trong màng cứng (mũi tên) không rõ ranh 
giới với những vùng tăng, giảm tín hiệu trên MRI – T1.
B. Khối bướu trên (mũi tên) xuất hiện với ranh giới rõ ràng 
trên MRI có bơm chất cản từ Gadolinium
A B
TẠP CHÍ CHẤN THƯƠNG CHỈNH HÌNH VIỆT NAM - SỐ ĐẶC BIỆT - 2013
22
Loại chuỗi xung và mặt phẳng cắt đặc hiệu cho 
từng loại mô và cấu trúc giải phẫu
Tùy theo yêu cầu khảo sát lâm sàng, các nhà lâm 
sàng cũng như các chuyên gia về hình ảnh học yêu 
cầu hoặc chọn lựa những chuỗi xung lý tưởng để đáp 
ứng cao nhất cho việc chẩn đoán, theo dõi lâm sàng.
Mô sợi: Những loại mô như dây chằng, gân, và 
mô sụn không chứa Ion H+ tự do vì thế sẽ giảm tín 
hiệu trên cả T1 và T2. Những cấu trúc chứa collagen 
có thể cho giả ảnh do ảnh hưởng của góc từ trường 
xuất hiện khi các bó collagen định hướng khoảng 55º 
với từ trường tác động thường thấy ở tín hiệu T1, PD, 
và T2*, nhưng hiện tượng này sẽ biến mất ở tín hiệu 
T2W và STIR đặc biệt khi đánh giá chop xoay.
Chất tủy xương: Mô tủy xương ở trẻ em biểu 
hiện tăng tín hiệu sáng hơn cơ nhưng giảm tín hiệu 
so với mô mỡ trên T1 và vì thế không phải là bệnh 
lý. STIR và MRI khử mỡ T2 là chuỗi xung lý tưởng 
để tìm yếu tố bệnh lý tủy xương và phù nề trong chấn 
thương trong khi đó chuỗi xung T1 được dùng để tìm 
đường gãy xương thường bị che khuất do phù nề của 
vùng lân cận.
Cơ: T1 và STIR được dùng để phát hiện cấu trúc 
cơ và khu trú phù nề từ đó phát hiện vị trí bệnh lý
Sụn: STIR hay MRI khử mỡ T2 được dùng để 
đánh giá sụn. Mô sợi sụn và sụn hyaline giảm tín 
hiệu trở nên đen hay có tín hiệu trung gian trên tất 
cả các chuỗi xung. Sụn chêm khảo sát lý tưởng trên 
T1, PD, và T2*. Sụn viền ổ chảo, ổ cối thấy rõ nhất 
trên T1W sau khi bơm chất cản từ gadolinium trong 
khớp và T2*
1) Chuỗi xung đặc hiệu cho từng loại mô
Loaïi moâ Yeâu caàu laâm saøng Chuoãi xung lyù töôûng
Xöông
Toå chöùc xöông
Cô
Phaàn meàm
Gaân/ Daây chaèng
Suïn cheâm
Suïn vieàn
Bao hoaït dòch
Gaõy xöông
Thöông toån aùc tính / Bieán ñoåi 
Methemoglobines
Chaán thöông
Thöông toån aùc tính
Ñöùt / Bong gaân
Raùch
Raùch
Vieâm
T1, STIR
T1, T2*
T1, STIR
T1, STIR neáu taêng tín hieäu # 
Gadolinium
T1, T2*, STIR
T1, PD, T2*
Arthogram T1, T2*
Pre & Post Gado T1
2) Chuỗi xung và mặt phẳng cắt
Vuøng cô theå Chuoãi xung Maët phaúng caét
Khôùp Goái SE PD / T2
SE T1
STIR
PD SPIR
Sagittal
Coronal
Coronal
Axial
Khôùp Vai T2
SE T1
T2 SPIR
SE T1
STIR
Axial
Coronal Oblique
Coronal Oblique
Sagittal Oblique
Sagittal Oblique
Khôùp Coå Chaân STIR
SE T1
T2 STIR
PD
T2 SPIR
Coronal
Coronal
Sagittal
Axial
Axial
Phần 1: Phần cột sống
23
IV. KẾT LUẬN
Cùng với sự tiến bộ của khoa học Cộng hưởng từ ngày 
càng trở nên một phương tiện không thể thiếu được trong 
việc chẩn đoán, điều trị cho bệnh nhân nói chung và bệnh 
nhân Chấn thương chỉnh hình nói riêng.
Việc mô tả, báo cáo kết quả hình ảnh cộng hưởng từ 
khảo sát trên bệnh nhân là vai trò chính của các chuyên gia 
chẩn đoán hình ảnh. Việc đánh giá các chuỗi xung được 
sử dụng, xác định bệnh lý dựa trên kết quả hình ảnh cộng 
hưởng từ là vai trò chính của các nhà lâm sàng.
Cần có sự trao đổi, phối hợp chặt chẻ giửa các nhà lâm 
sàng với các chuyên gia chẩn đoán hình ảnh để mang lại 
hiệu quả tối ưu trong quá trình chẩn đoán và điều trị cho 
bệnh nhân.
Đừng để bệnh nhân phải trở thành Nạn Nhân của 
Các Phương Tiện Chẩn Đoán Kỹ Thuật Cao (VOMIT 
Syndrome – Victim of Modern Imaging Technology).
Khôùp Haùng T1
T2 SPIR
T1
T2 SPIR
Axial
Axilal
Coronal
Sagittal
Coät Soáng T1
T2
T1
T2
+ / - SPIR
Sagittal
Sagittal
Axial
Axial
Sagittal
Những tín hiệu mô đặc trưng trên cộng hưởng từ
T1 daøi (long T1)
Giaûm tín hieäu
Trung bình
(Intermediate)
T1 ngaén (short T1)
Taéng tín hieäu
T2 daøi (long T2)
Taêng tín hieäu
Nöôùc / Dich naõo tuûy
Beänh lyù
Phuø
EC metHgb
Trung bình
(Intermediate)
Cô
GM
oxyHgb
WM
T2 ngaén (short T2)
Giaûm tín hieäu
Khí
Voû xöông
Moâ giaøu can-xi
deoxyHgb
Hemosiderin
Moâ xô
Gaân
Môõ
Chaát giaøu Protein
Dòch
IC metHgb
Chaát caän töø (Gd...)
Tài liệu tham khảo
1.	 Clarke	 RH. Managing radiation risks. J R Soc Med 
1997;90:88-92
2.	 Giannoudis	 PV,	 McGuigan	 J,	 Shaw	 DL. Ionising 
Radiation during internal fixation of extracapsular neck of 
femur fracture. Injury 1998;29(6):469-72
3.	 Hounsfield	 GN.	 Nobel award Address. Computed 
medical imaging. Med Phys 1980;7(4):283-90
4.	 McKie	 S,	 Brittenden	 J.	 Basic	 science: magnetic 
resonace imaging. Current Orthopaedics 2005;19:13-19