Ứng dụng của chụp cộng hưởng từ khuếch tán trong lập bản đồ các đường dẫn truyền thần kinh

Bài viết được tư vấn chuyên môn bởi Bác sĩ chuyên khoa I Trần Công Trình - Bác sĩ Chẩn đoán hình ảnh - Khoa Chẩn đoán hình ảnh - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Central Park. Bác sĩ có nhiều kinh nghiệm trong lĩnh vực chẩn đoán hình ảnh.

Chụp cộng hưởng từ khuếch tán là một phương pháp cận lâm sàng giúp khảo sát được những vấn đề liên quan đến các đường dẫn truyền thần kinh, góp phần đánh giá chẩn đoán những bệnh lý thần kinh như đột quỵ, chấn thương, nhiễm trùng nhiễm độc hệ thần kinh...

Hệ thần kinh là một hệ cơ quan vô cùng quan trọng trong cơ thể người, giúp điều hòa hầu hết những chức năng và hoạt động diễn ra bên trong cơ thể và giúp cơ thể có khả năng thích ứng với môi trường xung quanh. Một số chức năng cơ bản của hệ thần kinh như cảm giác, vận động, thực vật, hoạt động thần kinh cao cấp giúp cơ thể hoạt động như một thể thống nhất và điều hòa.

Hệ thần kinh được phân thành 2 bộ phận chính là hệ thần kinh trung ương gồm não trong hộp sọ và tủy sống trong ống xương sống, và hệ thần kinh ngoại biên bao gồm rất nhiều dây thần kinh nằm ngoài sọ não và ống sống.

Về cấu trúc, não trong sọ não gồm các phần chính là đại não, gian não, não giữa, cầu não, hành não và tiểu não, còn hệ thần kinh ngoại biên gồm 12 đôi dây thần kinh sọ và 31 đôi dây sống được cấu tạo nên từ những tế bào nơron là cấu trúc cơ bản nhất của các tế bào thần kinh.

Nơron được xem là những tế bào thần kinh có tính hưng phấn rất cao, ngưỡng kích thích thấp nên chỉ cần những kích thích có cường độ rất thấp cũng có thể làm tế bào nơron hưng phấn và đáp ứng kịp thời với những kích thích tần số cao. Khi sự hưng phấn của những tế bào nơron tăng lên thì những nhu cầu của cơ thể như nhu cầu oxy, sản xuất NH3, sản xuất Acetylcholin, sản xuất Glutamate... cũng từ đó và tăng lên.

Các đường dẫn truyền thần kinh bao gồm các đường dẫn truyền cơ bản như sau:

Về dẫn truyền cảm giác:

• Bó tủy đồi thị trước bên với chức năng dẫn truyền những cảm giác của con người như nhiệt, sờ thô hoặc đau gồm 3 nơron chính có thân ở hạch gai, sừng sau tủy sống cùng bên và nhân đồi thị, sợi trục đi vào lần lượt sừng sau tủy sống, bắt chéo qua chất xám tủy sống và đi vào bao trong, hồi sao trung tâm.
• Bó cột sau giữ nhiệm vụ dẫn truyền cảm giác sờ và phân biệt tinh vi gồm 3 nơron có thân lần lượt nằm ở hạch gai, nhân thon, nhân chêm cùng bên, nhân bụng sau bên đồi thị và sợi trục lần lượt đi vào sừng sau tủy sống, đồi thị và bao trong.
• Bó sinh ba giúp dẫn truyền cảm giác đau và nhiệt độ gồm 3 nơron có thân ở hạch sinh ba, nhân tủy phức hợp sinh ba cùng bên, nhân bụng sau giữa đồi thị và sợi trục đi vào cầu não đến nhân cảm giác chính của thần kinh sinh ba, bắt chéo ở hành não và đi vào bao trong theo thứ tự trên.
• Bó sinh ba giúp dẫn truyền cảm giác sờ và phân biệt tinh vi gồm 3 nơron có thân ở hạch sinh ba, nhân cảm giác chính ở thần kinh sinh ba và nhân bụng sau giữa đồi thị. Sợi trục của 3 neuron trên lần lượt đi vào cầu não, đi lên tạo thành bó lưng sinh ba đồi thị và đi vào bao trong.
• Bó dẫn truyền cảm giác tạng và vị giác gồm 3 nơron có thân ở hạch thần kinh số VII, IX và X, bên trong nhân bó đơn độc và nhân bụng sau giữa đồi thị. Sợi trục của các nơron trên tạo thành bó đơn độc, đi thằng lê đồi thị và đến vùng hạ đồi.
• Bó dẫn truyền cảm giác thị giác gồm 2 nơron trong đó nơron thứ nhất là những tế bào hình que và hình nón ở võng mạc có chức năng cảm nhận ánh sáng. Nơron thứ hai đi từ thể gối ngoài theo các tia thi đến tận 2 bên rãnh cựa.
• Hệ tiền đình có chức năng cảm giác tư thế, cảm giác thăng bằng và vị trí trong không gian gồm 3 nơron có nhân trong hạch tiền đình, nhân tiền đình và đi ra theo dây thần kinh số III, IV và VI.
• Hệ thính giác có chức năng dẫn truyền âm thanh gồm 5 nơron có thân lần lượt ở nhân ốc tại, nhân Olive trên, lồi não dưới và nhân thể gối giữa.
• Bó tủy tiểu não sau có khả năng giúp dẫn truyền những cảm giác bản thể từ thoi cơ, gân, khớp và cảm giác sờ tinh vi từ da.

Về dẫn truyền vận động:

• Bó vỏ sống bên gồm 3 nơron có thân ở chất xám thùy trán, thùy đỉnh, sừng sau tủy sống và sừng trước tủy sống.
• Bó vỏ não – hành tủy có chức năng dẫn truyền những vận động từ vỏ não đến nhân vận động của dây thần kinh sọ gồm 2 nơron có thân ở chất xám thùy trán, thùy đỉnh và nhân vận động của những dây thần kinh sọ ra ngoài.
• Bó tiền đình sống giữ chức năng dẫn truyền vận động cho các cơ trục
• Bó vỏ - cầu – tiểu não gồm 5 nơron có sợi trục bắt đầu từ vùng vận động chính của vỏ não, bắt chéo trong tiểu não đối bên, lớp tế bào Purkinje, nhân răng, nhân bụng bên của đồi thị.

Cộng hưởng từ khuếch tán được định nghĩa là một chuỗi những xung động tạo ảnh hoạt động dựa trên nguyên lý sự khuếch tán của những phân tử nước bên trong mô sinh học. Sự khuếch tán này diễn ra do đặc tính di chuyển một cách liên tục và ngẫu nhiên của các phân tử nước nên phương pháp chụp cộng hưởng từ khuếch tán có thể được ứng dụng để khảo sát những bất thường bệnh lý trong các mô sinh học, nhất là mô sinh học thần kinh. Phương pháp này thường có ý nghĩa cao trong việc đánh giá những bất thường trên bệnh nhân mắc phải các bệnh lý như tai biến mạch máu não, nhiễm trùng – nhiễm độc hệ thần kinh, nhồi máu não, phát hiện khối u, theo dõi đáp ứng điều trị khối u, lập bản đồ các đường dẫn truyền thân kinh.

Trên cận lâm sàng, chụp cộng hưởng từ khuếch tán được chỉ định trong các trường hợp như sau:

• Tai biến mạch máu não
• U hoại tử hoặc ổ áp xe
• Đánh giá đặc tính khối u
• Đánh giá di căn trên những bệnh nhân xuất hiện khối u nguyên phát
• Khảo sát trên những bệnh nhân có tổn thương thứ phát chưa tìm ra khối u xuất phát ở vị trí nào trong cơ thể.

Chụp cộng hưởng từ khuếch tán là một kỹ thuật hiện đại và có độ chính xác cao trong việc đánh giá những tổn thương trong cơ thể, đặc biệt là hệ thần kinh và quan trọng hơn hết là nó có thể cho được hình ảnh bản đồ các đường dẫn truyền thần kinh trong cơ thể là một bước tiến vô cùng quan trọng trong việc khảo sát, chẩn đoán, điều trị và theo dõi các bệnh lý liên quan.