Page 106 - Giáo trình môn học Nguyên lý tạo ảnh

máy chụp cắt lớp phải bé hơn từ 1 dến 10 phần triệu (ppm) của một vùng có đường
kính độ chừng 40cm. Để đạt được tính đồng nhất ở mức độ cao, phải chú ý trong
khâu thiết kế nam châm và dung sai trong quá trình chế tạo. Độ lệch về cường độ
trường theo thời gian thường yêu cầu nhỏ hơn 0.1 ppm/h.
Có hai đơn vị cường độ từ trường được sử dụng thông dụng là Gauss (G) và
Tesla (T) (1T = 10.000G). Từ trường tĩnh của máy MRI hiện đại thường có cường độ
từ trường nằm trong phạm vi từ 0.5 đến 1.5 T. Tỷ số tín hiệu trên tạp âm (SNR) là tỷ
số của điện áp tín hiệu NMR trên điện áp tạp âm. Tỷ số này tăng lên trong cơ thể
bệnh nhân và trong các thành phần của hệ thống thu tín hiệu. SNR là một trong
những thông số then chốt xác định khả năng thực hiện của máy cộng hưởng từ. Giá
trị SNR tăng tuyến tính theo cường độ trường. Khi cường độ trường được tăng lên thì
tỷ số SNR được cải thiện. Đó là nguyên nhân chính để chế tạo các nam châm có từ
tính cao cho hệ thống MRI.
Nam châm tạo ảnh là thành phần đắt nhất và quan trọng nhất của máy cộng
hưởng từ và nam châm là phần bao quanh bộ phận quét. Từ trường có thể được tạo ra
bằng việc sử dụng các dòng điện hoặc các nam châm vĩnh cửu. Trong cả hai trường
hợp, tại những điểm càng xa nguồn thì cường độ trường càng giảm xuống nhanh
chóng, và do vậy không tạo ra từ trường đồng đều. Để khắc phục điều này, cần thiết
phải thêm hoặc bít nam châm xung quanh bệnh nhân để có từ trường đồng nhất.
Bên cạnh độ lớn từ trường mà nam châm tạo ra một điều quan trọng không
kém đó là độ chính xác của nó. Lực từ tại tâm của điểm tâm của nam châm cần phải
đạt tới độ hoàn hảo và phải đồng nhất. Sự thăng giáng (sự không đồng nhất của
cường độ từ trường ) trong vùng quét phải nhỏ hơn 3 phần triệu ( 3 ppm ). Có ba loại

nam châm chính đã được sử dụng trong các máy cộng hưởng từ:
1. Nam châm siêu dẫn
2. Nam châm vĩnh cửu
3. Nam châm điện
+ Nam châm vĩnh cửu (Hình 2.3): dạng nam châm cổ điển này tạo từ vật liệu
sắt từ ( vd thép ), được sử dụng để cung cấp một từ trường tĩnh. Với nam châm vĩnh
cửu, bệnh nhân được đặt trong khoảng giữa hai cực cố định của nam châm. Các nam
châm điện có cấu hình tương tự, nhưng bề mặt cực được chế tạo bởi các vật liệu từ
dẻo, là chất chỉ bị từ hóa khi có dòng điện bao quanh chúng. Các nam châm điện
không cố định sử dụng một nguồn điện bên ngoài. Với cả hai loại nam châm đó, vùng
từ được khép kín bởi các kẹp sắt mềm nối giữa hai điện cực. Khe hở giữa cặp bề mặt
cực phải đủ lớn để chứa bệnh nhân cũng như các cuộn gradient và các cuộn RF. Thể
tích nam châm cực lớn, trọng lượng có thể đạt tới 100 tấn, chỉ cần cài đặt một lần duy
nhất và đòi hởi ít giá trị bảo quản. Nam châm vĩnh cửu chỉ có thể tạo ra một từ trường
có độ lớn hữu hạn và không cần cung cấp nguồn và hệ thống làm lạnh (thường < 0,4
T), độ ổn định cũng như độ chính xác hữu hạn. Thay đổi nhiệt độ là nguyên nhân dẫn
tới thay đổi từ trường theo thời gian. Nếu bề mặt cực được chế tạo từ một vật liệu dẫn
điện, các dòng xoáy cảm ứng trong bề mặt điện cực có thể hạn chế hiệu suất

106