PET სკანირების განმარტება

პოზიტრონის ემისიური ტომოგრაფია ან შინაური ცხოველების სკანირება, მისი შემოკლებით ინგლისურად, არის არაინვაზიური დიაგნოსტიკური ტექნიკა, რომელიც ეკუთვნის ბირთვულ მედიცინას. PET სკანირებით მიღებული სურათები გვაწვდის ინფორმაციას ადამიანის სხეულის გარკვეული ქსოვილების აქტივობასა და მეტაბოლიზმზე.

ანტიმატერიას აქვს მრავალი შესაძლო გამოყენება იმის გამო, რომ დიდი რაოდენობით ენერგია გამოყოფს ჩვეულებრივ მატერიასთან ურთიერთობისას. ანტიმატერიის ერთ-ერთი გამოყენება ამჟამად არის ადამიანის სხეულის დიაგნოსტიკური გამოსახულების მიღება. ამ მიზნის მისაღწევად PET Scan იყენებს პოზიტრონებს, რომლებიც წარმოადგენენ ელექტრონების ანტინაწილაკებს.

მატერიისა და ანტიმატერიის რეაქცია

მატერიასა და ანტიმატერიას შორის განსხვავების გასაგებად მარტივი გზა შემდეგია: პირველი შედგება ნაწილაკებისგან, მეორე კი ანტინაწილაკებისგან. კარგი, მაგრამ რა არის ანტინაწილაკი? ეს არის ნაწილაკების ტიპი, რომელსაც აქვს იგივე მასა, რაც მის ანალოგს, მაგრამ მისი ზოგიერთი თვისება, როგორიცაა ელექტრული მუხტი, შებრუნებულია.

მოდით ვიფიქროთ, მაგალითად, პოზიტრონი, რომელიც არის ელექტრონის ანტინაწილაკი. პოზიტრონს აქვს იგივე მასა, რაც ელექტრონს, მაგრამ მისი ელექტრული მუხტი დადებითია, მიუხედავად იმისა, რომ მისი სიდიდე ელექტრონის სიდიდის ტოლია. ელექტრონის ელექტრული მუხტი არის -e≈-1,6×10^-19 C და პოზიტრონის ელექტრული მუხტი არის +e=+1,6×10^-19.

როდესაც ნაწილაკი და ანტინაწილაკი ხვდებიან, ისინი ანადგურებენ ერთმანეთს. ამ პროცესში წარმოიქმნება ენერგია და წყვილი ფოტონები, რომლებიც წარმოქმნისას საპირისპირო მიმართულებით მოძრაობენ.

და^–+ე⁺→γ+γ (511 კევ)

ამ განადგურების დროს გამოთავისუფლებული ენერგია უზარმაზარია, რამაც ანტიმატერია იდეალურ კანდიდატად აქცია მომავალში ენერგიის წყაროდ გამოსაყენებლად. თუმცა, ანტიმატერიის გამომუშავება ძალიან რთული და ძალიან ძვირია, ამიტომ შორს ვართ მისი ენერგიის წყაროდ გამოყენებისგან. რაც ამჟამად შეგვიძლია გავაკეთოთ არის ნაწილაკ-ანტინაწილაკების განადგურების გამოყენება ადამიანის სხეულის გამოსახულების მისაღებად.

როგორ მუშაობს PET სკანირება?

PET სკანირება ძირითადად იყენებს ელექტრონებისა და პოზიტრონების განადგურებისას გამოთავისუფლებულ ფოტონებს გარკვეული ქსოვილების გამოსახულების შესაქმნელად. ფტორ-18 არის რადიოიზოტოპი, რომელიც იშლება რადიოაქტიურად β-დაშლის გზით⁺ წარმოქმნას ჟანგბად-18-ის სტაბილური იზოტოპი. ამ ტიპის დაშლის დროს პროტონი რადიოაქტიურად იშლება და წარმოქმნის ნეიტრონს, პოზიტრონს და ელექტრონულ ნეიტრინოს.

გვ⁺→n+e⁺+ν_და

Fluor-18-ის შემთხვევაში რადიოაქტიური დაშლა ასე გამოიყურება:

¹⁸F→¹⁸ო+ე⁺+ν_და

ფტორ-18-ს შეუძლია გლუკოზის მოლეკულასთან დაკავშირება მასზე ჰიდროქსილის ჯგუფის ჩანაცვლებით. ფლუორ-18-ის გლუკოზაში შეერთების შედეგად წარმოიქმნება ნაერთი, რომელსაც ეწოდება ფტოროდეოქსიგლუკოზა (FDG).

PET სკანირების კვლევა იწყება პაციენტში FDG ნიმუშის ინტრავენურად შეყვანით. FDG ნაწილდება მთელ სხეულში სისხლის მიმოქცევის გზით. გლუკოზა არის ენერგიის მთავარი წყარო ჩვენი უჯრედებისთვის, ამიტომ ისინი იწყებენ FDG-ს მეტაბოლიზმს, თითქოს ეს ნორმალური გლუკოზა იყოს.

უჯრედებში მოხვედრისას, Fluor-18 რადიოიზოტოპები, რომლებიც ჩართულია FDG მოლეკულებში, რადიოაქტიურად იშლება და ასხივებს პოზიტრონებს. პოზიტრონები სწრაფად ანადგურებენ მათ გარშემო არსებულ ელექტრონებს, წარმოქმნიან ფოტონების წყვილებს, რომლებიც მოძრაობენ საპირისპირო მიმართულებით. ზოგიერთი დეტექტორის დახმარებით, რომლებიც მოთავსებულია პაციენტის ირგვლივ, ყველა წყვილი ფოტონი, რომლებიც წარმოიქმნება აღნიშნული განადგურების შედეგად, გროვდება და ასახულია ადგილები, სადაც ისინი მოხდა.

რა ინფორმაციას გვაწვდის PET Scan-ის სურათები?

PET სკანირებით მიღებული სურათები აჩვენებს იმ ადგილებს, სადაც იყო FDG-ის უფრო დიდი დეგრადაცია, ანუ სადაც იყო უჯრედების მიერ ენერგიის დიდი მოხმარება. ეს აპრიორი სურათები გამოიყენება გარკვეული ქსოვილების მეტაბოლური შეფასების გასაკეთებლად და მათი ფუნქციონირების დასადგენად. მაგალითად, თუ ზოგიერთი ქსოვილი, რომელიც ჩვენ ვიცით, რომ მოიხმარს დიდ ენერგიას, სუსტად ანათებს PET სკანირების სურათზე, ეს შეიძლება მიუთითებდეს ამ ქსოვილის გაუმართაობაზე.

ერთ-ერთი რამ, რაც ორგანიზმში ყველაზე მეტ ენერგიას მოიხმარს, არის კიბოს სიმსივნეები. კიბოს უჯრედები არის უჯრედები, რომლებიც უკონტროლოდ იყოფა მაღალი სიჩქარით. უჯრედების გაყოფის პროცესი მოითხოვს ენერგიის მაღალ მოხმარებას, ამიტომ მოსალოდნელია, რომ სიმსივნური სიმსივნეები მოიხმარენ დიდ ენერგიას.

PET სკანირების სურათებმა შეიძლება მიუთითოს იმ ადგილების შესახებ, სადაც შეიძლება არსებობდეს სიმსივნე ავთვისებიანი, რადგან ისინი უფრო კაშკაშა გამოჩნდებიან, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ აღნიშნულში იყო ენერგიის დიდი მოხმარება ზონები.

მიუხედავად იმისა, რომ რადიოიზოტოპი და ანტიმატერია გამოიყენება PET სკანირების კვლევაში, დოზა პაციენტის მიერ მიღებული გამოსხივება ძალიან დაბალია და რადიოაქტიური ტრასერი საბოლოოდ ამოღებულია მისგან სხეული.