Definiția scanării PET

Tomografia cu emisie de pozitroni sau scanarea animalelor de companie, pentru acronimul său în engleză, este o tehnică de diagnostic neinvazivă aparținând medicinei nucleare. Imaginile obtinute in PET Scan ofera informatii despre activitatea si metabolismul anumitor tesuturi ale corpului uman.

Antimateria are multe aplicații posibile datorită cantității mari de energie pe care o eliberează atunci când reacționează cu materia obișnuită. Una dintre aplicațiile pe care antimateria le are în prezent este obținerea de imagini de diagnostic ale corpului uman. Scanarea PET folosește pozitroni, care sunt antiparticulele electronilor, pentru a atinge acest obiectiv.

Reacția materiei și antimateriei

O modalitate simplă de a înțelege diferența dintre materie și antimaterie este următoarea: prima este făcută din particule, iar cea din urmă este făcută din antiparticule. Ei bine, dar ce este o antiparticulă? Este un tip de particulă care are aceeași masă ca analogul său, dar unele dintre proprietățile sale, cum ar fi sarcina electrică, sunt inversate.

Să ne gândim, de exemplu, la pozitron, care este antiparticula electronului. Un pozitron are aceeași masă ca un electron, dar sarcina lui electrică este pozitivă, chiar dacă mărimea sa este egală cu cea a electronului. Sarcina electrică a electronului este -e≈-1,6×10^-19 C iar sarcina electrică a pozitronului este +e=+1,6×10^-19.

Când o particulă și o antiparticulă se întâlnesc, se anihilează reciproc. În acest proces, se generează energie și o pereche de fotoni care, atunci când sunt generați, călătoresc în direcții opuse.

și^–+e⁺→γ+γ (511 keV)

Energia eliberată în aceste anihilări este imensă, acest lucru a făcut din antimaterie un candidat ideal pentru utilizare ca sursă de energie în viitor. Cu toate acestea, producerea de antimaterie este foarte dificilă și foarte costisitoare, așa că suntem departe de a o putea folosi ca sursă de energie. Ceea ce putem face în prezent este să folosim anihilări particule-antiparticule pentru a obține imagini ale corpului uman.

Cum funcționează scanarea PET?

Scanarea PET, practic, profită de fotonii eliberați în anihilările electronilor și pozitronilor pentru a genera imagini ale anumitor țesuturi. Fluor-18 este un radioizotop care se descompune radioactiv prin dezintegrare β⁺ pentru a da naștere unui izotop stabil al oxigenului-18. În acest tip de dezintegrare, un proton se descompune radioactiv pentru a produce un neutron, un pozitron și un neutrin electronic.

p⁺→n+e⁺+ν_și

În cazul Fluor-18, dezintegrarea radioactivă arată astfel:

¹⁸F→¹⁸o+e⁺+ν_și

Fluor-18 este capabil să se lege la o moleculă de glucoză prin substituirea unei grupări hidroxil pe aceasta. Această încorporare a Fluor-18 în glucoză are ca rezultat un compus numit Fluorodeoxiglucoză (FDG).

Un studiu de scanare PET începe prin introducerea unei probe de FDG în pacient pe cale intravenoasă. FDG este distribuit în tot organismul prin fluxul sanguin. Glucoza este principala sursă de energie pentru celulele noastre, astfel încât acestea încep să metabolizeze FDG ca și cum ar fi glucoză normală.

Odată ajuns în celule, radioizotopii Fluor-18 încorporați în moleculele FDG se descompun radioactiv și emit pozitroni. Pozitronii se anihilează rapid cu electronii din jurul lor, generând perechi de fotoni care călătoresc în direcții opuse. Cu ajutorul unor detectoare care sunt plasate în jurul pacientului, se colectează toate perechile de fotoni rezultate din anihilările menționate și se cartografiază locurile în care au avut loc.

Ce informații ne oferă imaginile PET Scan?

Imaginile obținute în scanarea PET arată acele locuri în care a existat o degradare mai mare a FDG, adică unde a existat un consum mai mare de energie de către celule. Aceste imagini a priori sunt folosite pentru a face evaluări metabolice ale anumitor țesuturi și pentru a putea determina funcționarea acestora. De exemplu, dacă un țesut despre care știm că consumă multă energie pare slab strălucitor pe o imagine de scanare PET, ar putea indica o defecțiune a acelui țesut.

Unul dintre lucrurile care consumă cea mai mare energie în organism sunt tumorile canceroase. Celulele canceroase sunt celule care se divid necontrolat la o rată mare. Procesul de diviziune celulară necesită un consum mai mare de energie, de aceea este de așteptat ca tumorile canceroase să folosească multă energie.

Imaginile prin PET Scan pot da indicații ale acelor locuri în care ar putea exista o tumoare maligne, deoarece par mai strălucitoare, indicând că a existat un consum mai mare de energie în spusele zone.

Deși radioizotopul și antimateria sunt utilizați în studiul PET Scan, doza de radiațiile primite de pacient sunt foarte scăzute și trasorul radioactiv este în cele din urmă îndepărtat din corp.