Máy MRI biết tín hiệu đến từ vị trí nào trong cơ thể bằng cách nào?

Vật lý 12 • Khám phá mở rộng

MRI phân biệt vị trí bằng cách tạo các gradient từ trường có kiểm soát, làm tín hiệu ở các vị trí khác nhau có tần số và pha khác nhau. Máy thu dữ liệu đã được mã hóa đó rồi dùng phép tái tạo để dựng ảnh. Một tín hiệu cộng hưởng chung chưa tự là một bức ảnh. [1]

Nghe cả vùng nhưng cần biết từng phần ở đâu

Cuộn thu nhận đóng góp từ nhiều vùng trong cơ thể. Trong mô hình chỉ có trường đồng đều và không mã hóa không gian, tín hiệu tổng không cho đủ thông tin để xếp những vùng nhỏ vào đúng tọa độ. [1]

Gradient là sự thay đổi có kiểm soát của trường theo vị trí. Vì tần số cộng hưởng phụ thuộc trường, áp dụng gradient khi thu giúp gắn vị trí theo một phương với tần số.

Có thể hình dung những vị trí khác nhau được gán các nhịp khác nhau. Đây là phép ví mã hóa; cơ thể không phát các nốt nhạc nghe được qua tai.

Một phương chưa đủ cho cả lát cắt

Những vị trí chung tọa độ theo phương đầu tiên vẫn có thể cho thông tin trùng nhau. Hệ sử dụng thêm mã hóa pha: gradient được áp dụng trước lúc đọc để tạo độ lệch pha phụ thuộc vị trí. Thay đổi bước mã hóa và thu nhiều dữ liệu giúp phân biệt thêm phương không gian. [1]

Máy tính xử lý toàn bộ dữ liệu có quan hệ ấy, thường dùng phương pháp Fourier. Nó không chỉ lấy từng tần số rồi tô thành một ô ảnh độc lập sau một phép đo duy nhất.

Không phải nam châm chụp như camera

Trường chính hỗ trợ tạo điều kiện cộng hưởng; xung vô tuyến kích thích hệ, cuộn thu nhận đáp ứng, gradient mã hóa vị trí. Các phần cùng làm việc để ảnh có thông tin về mô. [2]

Chuyển động trong quá trình thu và những sai lệch của hệ có thể làm thông tin mã hóa không khớp, gây ảnh lỗi. Tăng trường đơn giản không tự giải quyết mọi vấn đề.

MRI không dùng tia X để tạo ảnh, nhưng điều đó không có nghĩa mọi người và mọi vật đều vào máy được. [2] Bài này giải thích mã hóa không gian, không đưa chỉ định chụp hoặc cách vận hành thiết bị.

Kết nối với bài học

Bài học nền tảng: Từ trường.

Đọc thêm: Từ trường là gì và tác dụng lên vật nào.

Chương trình Vật lý 12 · Trợ lý AI Ước Mơ Lớn.