Máy PET dùng phản vật chất để tạo ảnh như thế nào?

Vật lý 12 • Khám phá mở rộng

Máy PET tạo ảnh bằng cách ghi nhận các photon gamma sinh ra khi positron gặp electron trong cơ thể. Positron là hạt phản vật chất tương ứng với electron. Một chất đánh dấu phóng xạ cung cấp các positron, rồi hệ phát hiện và máy tính tái dựng thông tin từ tín hiệu. [1]

Phản vật chất không chỉ có trong truyện viễn tưởng

Positron có cùng khối lượng với electron nhưng điện tích trái dấu. Trong một quá trình hủy cặp điển hình sau khi positron giảm tốc, positron và electron tạo hai photon gamma đi gần như ngược chiều nhau.

Không nên hình dung cả cơ thể gặp một khối phản vật chất rồi biến mất. PET sử dụng những quá trình ở mức hạt trong một quy trình y học có kiểm soát. Thuật ngữ phản vật chất không biến kỹ thuật thành một vụ nổ lớn.

Vì sao cần ghi nhận hai tín hiệu đi cùng nhau?

Các đầu phát hiện bố trí quanh vùng khảo sát ghi nhận những cặp photon gần đồng thời. Từ vị trí hai đầu phát hiện, hệ suy ra một đường có thể chứa sự kiện phát photon. Nhiều sự kiện kết hợp cho phép tái dựng phân bố tín hiệu trong không gian.

Một sự kiện đơn lẻ không cho toàn bộ hình ảnh, cũng không định vị hoàn hảo từng phân tử. Hệ thật có độ phân giải, nhiễu và các yếu tố ảnh hưởng phép tái dựng.

Máy nhìn cái gì?

Chất đánh dấu được chọn để theo dõi một quá trình phù hợp. Vì vậy PET cung cấp thông tin về hoạt động chức năng hay quá trình phân tử, tùy chất đánh dấu và cách khảo sát; nó không chỉ là một ảnh chụp hình dạng cơ quan. [1]

Một hình ảnh không tự nói lên mọi nguyên nhân của bệnh. Việc đọc kết quả cần chuyên môn và thông tin lâm sàng. Hiểu vật lý của máy không phải căn cứ để tự quyết định chụp hay tự diễn giải ảnh.

PET cũng khác MRI: MRI dựa trên tương tác với trường từ và tín hiệu cộng hưởng, còn PET dùng tín hiệu từ chất đánh dấu phóng xạ. Hai chữ viết tắt cùng thuộc chẩn đoán hình ảnh nhưng không cùng cơ chế.

Điểm đáng khám phá là một khái niệm của vật lý hạt có thể trở thành công cụ quan sát hoạt động trong cơ thể.

Kết nối với bài học

Bài học nền tảng: Hiện tượng phóng xạ.

Đọc thêm: Tia X y học cần kiểm soát liều ra sao.

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