PET-skannimise definitsioon

Positronemissioontomograafia või lemmiklooma skaneerimine, ingliskeelse akronüümi järgi, on nukleaarmeditsiini kuuluv mitteinvasiivne diagnostikatehnika. PET-skaneerimisel saadud kujutised annavad infot inimorganismi teatud kudede aktiivsuse ja ainevahetuse kohta.

Antiainel on palju kasutusvõimalusi tänu suurele energiahulgale, mida ta vabastab tavalise ainega reageerides. Üks antiaine praegune rakendustest on inimkehast diagnostiliste kujutiste saamine. PET-skaneerimisel kasutatakse selle eesmärgi saavutamiseks positroneid, mis on elektronide antiosakesed.

Aine ja antiaine reaktsioon

Lihtne viis aine ja antiaine erinevuse mõistmiseks on järgmine: esimene on valmistatud osakestest ja teine ​​​​antiosakestest. Noh, aga mis on antiosake? See on osakeste tüüp, millel on analoogiga sama mass, kuid mõned selle omadused, näiteks elektrilaeng, on vastupidised.

Mõelgem näiteks positronile, mis on elektroni antiosake. Positronil on sama mass kui elektronil, kuid selle elektrilaeng on positiivne, kuigi selle suurus on võrdne elektroni omaga. Elektroni elektrilaeng on -e≈-1,6×10

^-19 C ja positroni elektrilaeng on +e=+1,6×10^-19.

Kui osake ja antiosake kohtuvad, hävitavad nad üksteist. Selle protsessi käigus tekib energia ja paar footoneid, mis tekitamisel liiguvad vastassuundades.

ja^–+e⁺→γ+γ (511 keV)

Nendel hävitamistel vabanev energia on tohutu, see on muutnud antiaine ideaalseks kandidaadiks tulevikus energiaallikana kasutamiseks. Antiaine tootmine on aga väga keeruline ja väga kulukas, mistõttu pole meil kaugeltki võimalik seda energiaallikana kasutada. Praegu saame kasutada osakeste-osakeste annihilatsiooni, et saada inimkehast pilte.

Kuidas PET-skaneerimine töötab?

PET-skaneerimine kasutab teatud kudede kujutiste genereerimiseks põhimõtteliselt ära elektronide ja positronite annihilatsioonis vabanenud footoneid. Fluor-18 on radioisotoop, mis laguneb radioaktiivselt β-lagunemise teel⁺ et tekiks stabiilne hapnik-18 isotoop. Seda tüüpi lagunemise korral laguneb prooton radioaktiivselt, moodustades neutroni, positroni ja elektronneutriino.

lk⁺→n+e⁺+ν_ja

Fluor-18 puhul näeb radioaktiivne lagunemine välja järgmine:

¹⁸F→¹⁸o+e⁺+ν_ja

Fluor-18 on võimeline seonduma glükoosimolekuliga, asendades sellel hüdroksüülrühma. Fluor-18 liitumine glükoosiga annab tulemuseks ühendi nimega fluorodeoksüglükoos (FDG).

PET-skaneerimise uuring algab FDG proovi sisestamisega patsiendile intravenoosselt. FDG jaotub kogu kehas vereringe kaudu. Glükoos on meie rakkude peamine energiaallikas, nii et nad hakkavad metaboliseerima FDG-d, nagu oleks see tavaline glükoos.

Rakkudesse sattudes lagunevad FDG molekulidesse liidetud Fluor-18 radioisotoobid radioaktiivselt ja eraldavad positroneid. Positronid annihileeruvad kiiresti koos neid ümbritsevate elektronidega, tekitades vastassuundades liikuvaid footonipaare. Mõnede patsiendi ümber paigutatud detektorite abil kogutakse kokku kõik nimetatud annihilatsioonide tulemusena tekkinud footonite paarid ja kaardistatakse nende toimumise kohad.

Millist teavet PET Scani pildid meile annavad?

PET-skaneerimisel saadud pildid näitavad neid kohti, kus oli suurem FDG lagunemine, st kus rakkude energiatarbimine oli suurem. Neid a priori pilte kasutatakse teatud kudede metaboolsete hinnangute andmiseks ja nende toimimise määramiseks. Näiteks kui mõni kude, mille kohta me teame, et see tarbib palju energiat, paistab PET-skannimise pildil tuhmilt helendamas, võib see viidata selle koe rikkele.

Üks asi, mis kehas viibides kõige rohkem energiat kulutab, on vähkkasvajad. Vähirakud on rakud, mis jagunevad kontrollimatult suure kiirusega. Rakkude jagunemise protsess nõuab suuremat energiatarbimist, mistõttu on eeldada, et vähkkasvajad kasutavad palju energiat.

PET-skaneerimisega tehtud pildid võivad anda märku kohtadest, kus kasvaja võib esineda pahaloomulised, kuna need tunduvad heledamad, mis näitab, et energiatarbimine oli suurem tsoonid.

Kuigi PET-skaneerimise uuringus kasutatakse radioisotoopi ja antiainet, on doos patsiendile saadav kiirgus on väga madal ja radioaktiivne märgistusaine eemaldatakse lõpuks keha.