Дефиниција ПЕТ скенирања

Позитронска емисиона томографија или скенирање кућних љубимаца, за њен акроним на енглеском, је неинвазивна дијагностичка техника која припада нуклеарној медицини. Слике добијене ПЕТ скенирањем пружају информације о активности и метаболизму одређених ткива људског тела.

Антиматерија има много могућих примена због велике количине енергије коју ослобађа када реагује са обичном материјом. Једна од апликација које антиматерија тренутно има је добијање дијагностичких слика људског тела. ПЕТ скенирање користи позитроне, који су античестице електрона, да би се постигао овај циљ.

Материја и реакција антиматерије

Једноставан начин да се разуме разлика између материје и антиматерије је следећи: прва је направљена од честица, а друга је направљена од античестица. Па, али шта је античестица? То је врста честице која има исту масу као и њен аналог, али су неке од њених особина, као што је електрични набој, обрнуте.

Помислимо, на пример, на позитрон, који је античестица електрона. Позитрон има исту масу као и електрон, али његов електрични набој је позитиван, иако је његова величина једнака величини електрона. Електрични набој електрона је -е≈-1,6×10

^-19 Ц и електрични набој позитрона је +е=+1,6×10^-19.

Када се честица и античестица сретну, оне се поништавају. У овом процесу се генерише енергија и пар фотона који, када се генеришу, путују у супротним смеровима.

и^–+е⁺→γ+γ (511 кеВ)

Енергија ослобођена у овим уништењима је огромна, што је антиматерију учинило идеалним кандидатом за употребу као извор енергије у будућности. Међутим, производња антиматерије је веома тешка и веома скупа, тако да смо далеко од тога да је можемо користити као извор енергије. Оно што тренутно можемо да урадимо је да користимо анихилације честица-античестица да бисмо добили слике људског тела.

Како функционише ПЕТ скенирање?

ПЕТ скенирање у основи користи предности фотона који се ослобађају при анихилацији електрона и позитрона за генерисање слика одређених ткива. Флуор-18 је радиоизотоп који се радиоактивно распада путем β-распада⁺ да настане стабилан изотоп кисеоника-18. У овој врсти распада, протон се радиоактивно распада да би произвео неутрон, позитрон и електронски неутрино.

стр⁺→н+е⁺+ν_и

У случају флуора-18 радиоактивни распад изгледа овако:

¹⁸Ф→¹⁸о+е⁺+ν_и

Флуор-18 је способан да се веже за молекул глукозе заменом хидроксилне групе на њему. Ово укључивање Флуор-18 у глукозу резултира једињењем које се зове Флуородеокиглуцосе (ФДГ).

Студија ПЕТ скенирања почиње увођењем узорка ФДГ пацијенту интравенозно. ФДГ се дистрибуира по целом телу кроз крвоток. Глукоза је главни извор енергије за наше ћелије, тако да оне почињу да метаболишу ФДГ као да је нормална глукоза.

Једном у ћелијама, радиоизотопи Флуор-18 уграђени у молекуле ФДГ распадају се радиоактивно и емитују позитроне. Позитрони се брзо анихилирају са електронима око њих, стварајући парове фотона који путују у супротним смеровима. Уз помоћ неких детектора који се постављају око пацијента, прикупљају се сви парови фотона који су настали услед поменутих анихилација и мапирају се места на којима су се догодила.

Које информације нам пружају слике ПЕТ скенирања?

Слике добијене ПЕТ скенирањем показују она места на којима је дошло до веће деградације ФДГ, односно где је постојала већа потрошња енергије ћелија. Ове а приори слике се користе за процену метаболизма одређених ткива и за утврђивање њиховог функционисања. На пример, ако се неко ткиво за које знамо да троши много енергије слабо светли на слици ПЕТ скенирања, то може указивати на грешку у том ткиву.

Једна од ствари које троше највише енергије када су у телу су канцерозни тумори. Ћелије рака су ћелије које се неконтролисано деле великом брзином. Процес деобе ћелија захтева већу потрошњу енергије, па је за очекивати да канцерогени тумори троше много енергије.

Слике ПЕТ скенирања могу дати индикације оних места на којима би тумор могао постојати малигни јер изгледају светлије што указује да је дошло до веће потрошње енергије у реченим зонама.

Иако се радиоизотоп и антиматерија користе у студији ПЕТ скенирања, доза од зрачење које прима пацијент је веома мало и радиоактивни трагач се на крају уклања из тело.