PET skenēšanas definīcija

Pozitronu emisijas tomogrāfija vai mājdzīvnieku skenēšana, tā akronīmam angļu valodā, ir neinvazīva diagnostikas metode, kas pieder kodolmedicīnai. PET Scan iegūtie attēli sniedz informāciju par noteiktu cilvēka organisma audu darbību un vielmaiņu.

Antimaterijai ir daudz iespējamo pielietojumu, pateicoties lielajam enerģijas daudzumam, ko tā izdala, reaģējot ar parasto vielu. Viens no antimatērijas lietojumiem pašlaik ir cilvēka ķermeņa diagnostisko attēlu iegūšana. Lai sasniegtu šo mērķi, PET skenēšana izmanto pozitronus, kas ir elektronu antidaļiņas.

Matērija un antimateriāla reakcija

Vienkāršs veids, kā saprast atšķirību starp vielu un antimateriālu, ir šāds: pirmā ir izgatavota no daļiņām, bet otrā ir izgatavota no antidaļiņām. Nu, bet kas ir antidaļiņa? Tas ir daļiņu veids, kam ir tāda pati masa kā analogam, taču dažas no tā īpašībām, piemēram, elektriskais lādiņš, ir apgrieztas.

Padomāsim, piemēram, par pozitronu, kas ir elektrona antidaļiņa. Pozitronam ir tāda pati masa kā elektronam, taču tā elektriskais lādiņš ir pozitīvs, lai gan tā lielums ir vienāds ar elektrona lielumu. Elektrona elektriskais lādiņš ir -e≈-1,6×10

^-19 C un pozitrona elektriskais lādiņš ir +e=+1,6×10^-19.

Kad daļiņa un antidaļiņa satiekas, tās viena otru iznīcina. Šajā procesā tiek ģenerēta enerģija un fotonu pāris, kas, ģenerējot, pārvietojas pretējos virzienos.

un^–+e⁺→γ+γ (511 keV)

Enerģija, kas izdalās šajos iznīcinājumos, ir milzīga, un tas ir padarījis antimateriālu par ideālu kandidātu izmantošanai kā enerģijas avots nākotnē. Tomēr antimatērijas ražošana ir ļoti sarežģīta un ļoti dārga, tāpēc mēs tālu no iespējas to izmantot kā enerģijas avotu. Tas, ko mēs pašlaik varam darīt, ir izmantot daļiņu-pretdaļiņu iznīcināšanu, lai iegūtu cilvēka ķermeņa attēlus.

Kā darbojas PET skenēšana?

PET skenēšana pamatā izmanto fotonus, kas izdalās elektronu un pozitronu iznīcināšanā, lai radītu noteiktu audu attēlus. Fluors-18 ir radioizotops, kas radioaktīvi sadalās, izmantojot β-sabrukšanu⁺ lai radītu stabilu skābekļa-18 izotopu. Šāda veida sabrukšanas gadījumā protons radioaktīvi sadalās, veidojot neitronu, pozitronu un elektronu neitrīno.

lpp⁺→n+e⁺+ν_un

Fluor-18 gadījumā radioaktīvā sabrukšana izskatās šādi:

¹⁸F→¹⁸o+e⁺+ν_un

Fluors-18 spēj saistīties ar glikozes molekulu, aizvietojot uz tās hidroksilgrupu. Fluor-18 iekļaušana glikozē rada savienojumu, ko sauc par fluordeoksiglikozi (FDG).

PET skenēšanas pētījums sākas ar FDG parauga ievadīšanu pacientam intravenozi. FDG tiek izplatīts visā ķermenī caur asinsriti. Glikoze ir galvenais mūsu šūnu enerģijas avots, tāpēc tās sāk metabolizēt FDG tā, it kā tā būtu normāla glikoze.

Nokļūstot šūnās, FDG molekulās iekļautie Fluor-18 radioizotopi radioaktīvi sadalās un izstaro pozitronus. Pozitroni ātri iznīcina kopā ar elektroniem ap tiem, radot fotonu pārus, kas pārvietojas pretējos virzienos. Ar dažu detektoru palīdzību, kas novietoti ap pacientu, tiek savākti visi fotonu pāri, kas radušies minēto anihilāciju rezultātā, un tiek kartētas vietas, kur tie notikuši.

Kādu informāciju mums sniedz PET Scan attēli?

PET skenēšanas laikā iegūtie attēli parāda tās vietas, kur bija lielāka FDG degradācija, tas ir, kur bija lielāks enerģijas patēriņš šūnās. Šie a priori attēli tiek izmantoti, lai noteiktu noteiktu audu vielmaiņas novērtējumus un varētu noteikt to darbību. Piemēram, ja daži audi, par kuriem mēs zinām, ka tie ir ļoti energoietilpīgi, parādās vāji mirdzoši PET skenēšanas attēlā, tas var norādīt uz šo audu bojājumu.

Viena no lietām, kas organismā patērē visvairāk enerģijas, ir vēža audzēji. Vēža šūnas ir šūnas, kas nekontrolējami dalās ar lielu ātrumu. Šūnu dalīšanās process prasa lielāku enerģijas patēriņu, tāpēc sagaidāms, ka vēža audzēji patērē daudz enerģijas.

PET Scan attēli var sniegt norādes par vietām, kur varētu būt audzējs ļaundabīgi, jo tie šķiet gaišāki, kas liecina, ka minētajās valstīs bija lielāks enerģijas patēriņš zonām.

Lai gan PET Scan pētījumā tiek izmantoti radioizotopi un antimateriāls, deva no starojums, ko saņem pacients, ir ļoti zems, un radioaktīvais marķieris galu galā tiek noņemts no pacienta ķermeni.