PET nuskaitymo apibrėžimas

Pozitronų emisijos tomografija arba naminių gyvūnėlių nuskaitymas, akronimas anglų kalba, yra neinvazinis diagnostikos metodas, priklausantis branduolinei medicinai. PET skenavimo metu gauti vaizdai suteikia informacijos apie tam tikrų žmogaus organizmo audinių veiklą ir medžiagų apykaitą.

Antimedžiaga turi daug galimų pritaikymų dėl didelio energijos kiekio, kurį ji išskiria reaguodama su įprasta medžiaga. Viena iš šiuo metu antimedžiagos taikomųjų programų yra žmogaus kūno diagnostinių vaizdų gavimas. Šiam tikslui pasiekti PET nuskaitymas naudoja pozitronus, kurie yra elektronų antidalelės.

Medžiagos ir antimedžiagos reakcija

Paprastas būdas suprasti skirtumą tarp materijos ir antimedžiagos yra toks: pirmoji yra pagaminta iš dalelių, o antroji - iš antidalelių. Na, bet kas yra antidalelė? Tai dalelių rūšis, kurios masė tokia pati kaip ir analogo, tačiau kai kurios jos savybės, pavyzdžiui, elektros krūvis, yra atvirkštinės.

Pagalvokime, pavyzdžiui, apie pozitroną, kuris yra elektrono antidalelė. Pozitrono masė yra tokia pati kaip elektrono, tačiau jo elektrinis krūvis yra teigiamas, nors jo dydžiui lygus elektrono. Elektrono elektrinis krūvis -e≈-1,6×10

^-19 C, o pozitrono elektros krūvis yra +e=+1,6×10^-19.

Kai dalelė ir antidalelė susitinka, jos sunaikina viena kitą. Šiame procese susidaro energija ir pora fotonų, kurie generuojami keliauja priešingomis kryptimis.

ir^–+e⁺→γ+γ (511 keV)

Šių sunaikinimų metu išsiskirianti energija yra didžiulė, todėl antimedžiaga yra ideali kandidatė naudoti kaip energijos šaltinis ateityje. Tačiau gaminti antimedžiagą yra labai sunku ir labai brangu, todėl toli gražu negalime jos panaudoti kaip energijos šaltinio. Tai, ką šiuo metu galime padaryti, yra naudoti dalelių antidalelių anihiliaciją, kad gautume žmogaus kūno vaizdus.

Kaip veikia PET nuskaitymas?

PET nuskaitymas iš esmės naudoja fotonus, išsiskiriančius sunaikinant elektronus ir pozitronus, kad būtų sukurti tam tikrų audinių vaizdai. Fluoras-18 yra radioaktyvus izotopas, kuris radioaktyviai skyla per β skilimą⁺ kad susidarytų stabilus deguonies-18 izotopas. Šio tipo skilimo metu protonas suyra radioaktyviai, kad susidarytų neutronas, pozitronas ir elektroninis neutrinas.

p⁺→n+e⁺+ν_ir

Fluor-18 radioaktyvusis skilimas atrodo taip:

¹⁸F →¹⁸o+e⁺+ν_ir

Fluoras-18 gali prisijungti prie gliukozės molekulės, pakeisdamas joje hidroksilo grupę. Dėl šio fluoro-18 įtraukimo į gliukozę susidaro junginys, vadinamas fluorodeoksigliukoze (FDG).

PET skenavimo tyrimas prasideda pacientui į veną įvedant FDG mėginį. FDG per kraują pasiskirsto visame kūne. Gliukozė yra pagrindinis mūsų ląstelių energijos šaltinis, todėl jos pradeda metabolizuoti FDG taip, lyg tai būtų normali gliukozė.

Patekę į ląsteles, Fluor-18 radioizotopai, įtraukti į FDG molekules, radioaktyviai skyla ir išskiria pozitronus. Pozitronai greitai anihiliuojasi kartu su juos supančiais elektronais, sukurdami fotonų poras, kurios juda priešingomis kryptimis. Kai kurių detektorių, kurie yra aplink pacientą, pagalba surenkamos visos fotonų poros, susidariusios dėl minėtų anihiliacijų, ir nustatomos vietos, kuriose jie įvyko.

Kokią informaciją mums suteikia PET Scan vaizdai?

Vaizdai, gauti atliekant PET nuskaitymą, rodo tas vietas, kuriose buvo didesnis FDG degradavimas, ty kur ląstelės sunaudojo daugiau energijos. Šie a priori vaizdai naudojami tam tikrų audinių metaboliniams vertinimams atlikti ir jų veikimui nustatyti. Pavyzdžiui, jei koks nors audinys, kuris, kaip žinome, sunaudoja daug energijos, atrodo silpnai šviečiantis PET nuskaitymo vaizde, tai gali reikšti, kad tame audinyje yra gedimas.

Vienas iš dalykų, kurie sunaudoja daugiausiai energijos, kai patenka į kūną, yra vėžiniai navikai. Vėžio ląstelės yra ląstelės, kurios nekontroliuojamai dalijasi dideliu greičiu. Ląstelių dalijimosi procesas reikalauja didesnių energijos sąnaudų, todėl galima tikėtis, kad vėžiniai navikai sunaudoja daug energijos.

PET skenavimo vaizdai gali parodyti vietas, kuriose gali atsirasti navikas piktybiniai, nes jie atrodo ryškesni, o tai rodo, kad buvo sunaudota daugiau energijos zonos.

Nors PET skenavimo tyrime naudojami radioizotopai ir antimedžiaga, dozė paciento gaunama spinduliuotė yra labai maža, o radioaktyvusis žymeklis galiausiai pašalinamas iš kūnas.