Click here to load reader

爀栀琀琀瀀猀㨀⼀⼀眀眀眀⸀挀搀栀愀⸀椀渀昀 · PDF file Radiology - Chẩn đoán hình ảnh\爀栀琀琀瀀猀㨀⼀⼀眀眀眀⸀挀搀栀愀⸀椀渀昀

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of 爀栀琀琀瀀猀㨀⼀⼀眀眀眀⸀挀搀栀愀⸀椀渀昀 · PDF file Radiology - Chẩn...

  • USER Typewriter Radiology - Chẩn đoán hình ảnh https://www.cdha.info

  • 1

    Chöông 1

    Hieän töôïng Coäng höôûng töø Haït nhaân

    Hieåu roõ nhöõng khaùi nieäm vaät lyù cuûa hieän töôïng coäng höôûng töø haït nhaân laø böôùc quan troïng ñaàu tieân giuùp chuùng ta naém baét ñöôïc cô cheá cuûa quaù trình taïo aûnh coäng höôûng töø. Baûn thaân hieän töôïng coäng höôûng töø ñeán löôït noù laïi döïa treân cô sôû nhöõng hieän töôïng coù lieân quan ñeán tröôøng vaø soùng ñieän töø. Vì vaäy trong boán chöông ñaàu tieân cuûa cuoán saùch naøy, chuùng ta seõ coá gaéng thieát laäp nhöõng nguyeân lyù caên baûn nhaát laøm neàn taûng cho caùc kyõ thuaät chuïp aûnh coäng höôûng töø: baét ñaàu töø Chöông 1 laø nhöõng hieän töôïng vaät lyù coù lieân quan ñeán coäng höôûng töø vaø tín hieäu coäng höôûng töø. Trong Chöông 2 chuùng ta trình baøy veà hieäu öùng coäng höôûng töø cuûa caùc moâ cô theå. Sau khi tìm hieåu caùc nguyeân lyù töông phaûn trong Chöông 3, Chöông 4 seõ nghieân cöùu veà quaù trình ño tín hieäu vaø taïo aûnh coäng höôûng töø. Vôùi nhöõng hieåu bieát ñoù, chuùng ta seõ tieáp tuïc tìm hieåu saâu hôn veà caùc kyõ thuaät coäng höôûng töø trong nhöõng chöông tieáp theo cuûa cuoán saùch.

    Baây giôø, chuùng ta haõy khôûi ñaàu baèng nhöõng hieän töôïng vaät lyù caên baûn:

    • Töø tính vaø töø tröôøng

    • Khaû naêng töø hoùa cuûa caùc chaát

    • Tröôøng vaø soùng ñieän töø

    • Töø tính cuûa haït nhaân nguyeân töû

    • Hieän töôïng coäng höôûng töø

    • Tín hieäu coäng höôûng töø

  • 2 CHÖÔNG 1. HIEÄN TÖÔÏNG COÄNG HÖÔÛNG TÖØ HAÏT NHAÂN

    1.1 TÖØ TÍNH VAØ TÖØ TRÖÔØNG

    Trong ñôøi soáng haøng ngaøy, chuùng ta vaãn gaëp moät soá vaät coù khaû naêng huùt caùc vaät khaùc khi ñaët gaàn noù. Nhöõng vaät coù khaû naêng ñoù chuùng ta thöôøng goïi laø nam chaâm (magnet).

    Töø tính cuûa nam chaâm Ngoaøi hieän töôïng huùt moät soá vaät, nam chaâm cuõng coù khaû naêng ñaåy moät soá vaät khaùc. Khaû naêng huùt hoaëc ñaåy caùc vaät khaùc ñöôïc xem nhö moät tính chaát voán coù cuûa nam chaâm vaø ñöôïc goïi laø tính chaát töø hay töø tính (magnetism) cuûa noù.

    Khi ñaët hai thanh nam chaâm gaàn nhau, ngöôøi ta nhaän thaáy moãi thanh ñeàu coù hai ñaàu roõ reät: Laáy moät ñaàu cuûa thanh A laàn löôït ñaët gaàn moãi ñaàu cuûa thanh B, noù bò moät ñaàu huùt vaø moät ñaàu ñaåy. Keát quaû ngöôïc laïi khi duøng ñaàu coøn laïi cuûa thanh A: moät ñaàu ñaåy vaø moät ñaàu huùt.

    Ngöôøi ta cuõng nhaän thaáy raèng traùi ñaát cuûa chuùng ta cuõng laø moät nam chaâm (khoång loà). Töø tính cuûa traùi ñaát ñaõ ñöôïc bieát ñeán töø laâu khi nhaän xeùt raèng moät ñaàu cuûa kim la baøn, voán laø moät thanh nam chaâm, luoân chæ veà höôùng baéc (north) coøn ñaàu kia luoân chæ veà höôùng nam (south).

    Döïa theo teân goïi cuûa “nam chaâm traùi ñaát”, ñaàu chæ veà höôùng nam cuûa nam chaâm ñöôïc goïi laø cöïc baéc N (North); ñaàu chæ veà höôùng baéc cuûa nam chaâm ñöôïc goïi laø cöïc nam S (South). Khi ñaët hai nam chaâm gaàn nhau, hai cöïc cuøng teân seõ ñaåy nhau coøn hai cöïc khaùc teân seõ huùt nhau (Hình 1.1).

    Hình 1.1: Cöïc cuûa nam chaâm ñöôïc ñaët teân döïa theo cöïc cuûa traùi ñaát. Caùc cöïc cuøng teân ñaåy nhau coøn caùc cöïc khaùc teân huùt nhau.

    S

    N

    S

    N

    S

    N

    S

    N

    baéc cöïc

    nam cöïc

  • 1.2 KHAÛ NAÊNG TÖØ HOÙA CUÛA CAÙC CHAÁT 3

    Töø tröôøng Khi coù söï hieän dieän cuûa nam chaâm, moâi tröôøng xung quanh noù bò taùc ñoäng bôûi töø tính cuûa nam chaâm, hình thaønh moät moâi tröôøng “coù töø tính” vaø ñöôïc goïi laø töø tröôøng (magnetic field). Söùc taùc ñoäng cuûa nam chaâm ñoái vôùi moâi tröôøng ñöôïc goïi laø cöôøng ñoä töø tröôøng (magnetic field strength) vaø thöôøng ñöôïc ño baèng ñôn vò Tesla (T).1 Traùi ñaát, duø ñöôïc xem laø moät nam chaâm khoång loà, laïi coù cöôøng ñoä töø tröôøng raát nhoû. Thöïc teá, cöôøng ñoä töø tröôøng 1 Tesla gaáp khoaûng 20.000 laàn cöôøng ñoä töø tröôøng cuûa traùi ñaát. Do vaäy vôùi caùc loaïi maùy chuïp coäng höôûng töø hieän nay coù cöôøng ñoä töø tröôøng khoaûng 0,2 ñeán 3 Tesla, aûnh höôûng cuûa töø tröôøng traùi ñaát ñöôïc xem nhö khoâng ñaùng keå.

    Vectô bieåu dieãn töø tröôøng Ñeå moâ taû cöôøng ñoä töø tröôøng moät caùch tröïc quan, ngöôøi ta hay veõ moät muõi teân (ñoaïn thaúng coù höôùng). Höôùng cuûa vectô chæ ra höôùng taùc ñoäng cuûa cöôøng ñoä töø tröôøng. Chieàu daøi vectô bieåu thò ñoä lôùn cuûa cöôøng ñoä. Trong phaïm vi cuûa moät cuoán saùch moâ taû caùc khaùi nieäm moät caùch ñònh tính nhieàu hôn ñònh löôïng, chuùng ta khoâng caâu neä vaøo töøng ñôn vò ño chieàu daøi cuï theå ñeå quy ra cöôøng ñoä töø tröôøng maø chæ caûm nhaän thaät ñôn giaûn: vectô caøng daøi, cöôøng ñoä caøng lôùn (Hình 1.2).

    Hình 1.2: Bieåu dieãn töø tröôøng baèng vectô. Trong hình laø teân vaø chieàu taùc ñoäng cuûa moät soá töø tröôøng thöôøng gaëp; chieàu taùc ñoäng ñöôïc veõ theo quy öôùc chung. Ñoä daøi cuûa vectô bieåu thò moät caùch töông ñoái cöôøng ñoä cuûa töø tröôøng: vectô caøng daøi, cöôøng ñoä töø tröôøng caøng lôùn.

    1.2 KHAÛ NAÊNG TÖØ HOÙA CUÛA CAÙC CHAÁT

    Khi ñöa moät thoûi saét vaøo töø tröôøng cuûa moät nam chaâm, ngöôøi ta nhaän thaáy thoûi saét bò huùt raát maïnh veà phía nam chaâm. Ñieàu naøy cho thaáy raèng thoûi saét ñaõ bò “nhieãm töø” hay bò töø hoùa vaø bieán thaønh nam chaâm. Nghóa laø, thoûi saét cuõng coù khaû naêng huùt thanh nam chaâm. Hieän töôïng naøy ñöôïc goïi laø hieän töôïng töø hoùa (magnetization).

    1. Cöôøng ñoä töø tröôøng cuõng thöôøng ñöôïc ño baèng ñôn vò Gauss (G) vôùi 1T = 10.000G.

    B0 M0 Mxy

  • 4 CHÖÔNG 1. HIEÄN TÖÔÏNG COÄNG HÖÔÛNG TÖØ HAÏT NHAÂN

    Laäp laïi thí nghieäm treân vôùi moät thoûi nhoâm, ngöôøi ta thaáy thoûi nhoâm bò töø hoùa raát yeáu, chæ nhaän ra khi quan saùt thaät kyõ. Tuy nhieân khi thay thoûi nhoâm baèng moät mieáng bismut, ngöôøi ta khoâng nhöõng chaúng thaáy mieáng bismut bò nam chaâm huùt maø coøn thaáy bismut bò ñaåy ra khoûi thanh nam chaâm (duø raèng raát yeáu).

    Qua ba thí nghieäm neâu treân vaø nhieàu thí nghieäm töông töï, ngöôøi ta nhaän ñònh vaø phaân chia caùc chaát thaønh ba nhoùm vôùi khaû naêng töø hoùa khaùc nhau: chaát saét töø (ferromagnetic material), chaát thuaän töø (paramagnetic mate- rial) vaø chaát nghòch töø (diamagnetic material).

    Chaát saét töø Saét töø laø nhoùm chaát coù khaû naêng töø hoùa maïnh gioáng nhö saét trong thí nghieäm ñaõ neâu. Nhöõng chaát naøy khi bò töø hoùa coù theå taïo ra moät töø tröôøng maïnh vaø laøm thay ñoåi caùc tín hieäu coäng höôûng töø cuûa caùc moâ cô theå. Vì theá neân moïi vaät duïng coù chöùa caùc chaát thuoäc nhoùm saét töø (ñieän thoaïi, theû töø, chìa khoùa, vaân vaân) ñeàu khoâng ñöôïc ñöa vaøo phoøng coäng höôûng töø. Moät soá beänh nhaân coù caùc thieát bò caáy gheùp cuõng khoâng chuïp coäng höôûng töø ñöôïc.

    Chaát thuaän töø Chaát thuaän töø laø nhoùm chaát coù khaû naêng töø hoùa yeáu (gioáng nhö nhoâm trong thí nghieäm ñaõ neâu) neân coù theå “nhieãm töø” ôû moät möùc ñoä nhaát ñònh. Moät soá quaù trình beänh lyù, chaúng haïn nhö xuaát huyeát naõo, coù theå saûn sinh ra nhöõng chaát thuaän töø vaø laøm taêng tín hieäu coäng höôûng töø ôû vuøng naõo bò toån thöông.2

    Chaát nghòch töø Chaát nghòch töø laø nhoùm chaát “dò öùng” vôùi töø tröôøng gioáng nhö bismut trong thí nghieäm ñaõ neâu. Chuùng coù theå hoaøn toaøn “trô” ñoái vôùi nam chaâm hoaëc phaûn öùng “nghòch töø” raát yeáu neân khoâng aûnh höôûng ñeán tình traïng töø tính cuûa nam chaâm. Ña soá caùc chaát trong cô theå soáng ñeàu thuoäc nhoùm naøy.

    1.3 TRÖÔØNG VAØ SOÙNG ÑIEÄN TÖØ

    Vaät lyù hoïc hieän ñaïi ñaõ chöùng minh ñöôïc moái lieân heä giöõa ñieän tröôøng vaø töø tröôøng qua hai luaän ñieåm Maxwell: (1) töø tröôøng bieán thieân theo thôøi gian seõ sinh ra ñieän tröôøng; (2) ngöôïc laïi ñieän tröôøng bieán thieân theo thôøi gian seõ sinh ra töø tröôøng. Hieän töôïng bieán ñoåi ñieän tröôøng thaønh töø tröôøng vaø ngöôïc laïi ñöôïc ñaët teân laø hieän töôïng caûm öùng