PET Scan Definition

Positronemissionstomografi eller djur Scan, för dess förkortning på engelska, är en icke-invasiv diagnostisk teknik som tillhör nuklearmedicin. Bilderna som erhålls i PET-skanningen ger information om aktiviteten och metabolismen av vissa vävnader i människokroppen.

Antimateria har många möjliga tillämpningar på grund av den stora mängd energi som den frigör när den reagerar med vanlig materia. En av de applikationer som antimateria för närvarande har är att få diagnostiska bilder av människokroppen. PET Scan använder positroner, som är antipartiklar av elektroner, för att uppnå detta mål.

Materia och antimateria reaktion

Ett enkelt sätt att förstå skillnaden mellan materia och antimateria är följande: Den förra är gjord av partiklar och den senare är gjord av antipartiklar. Tja, men vad är en antipartikel? Det är en typ av partikel som har samma massa som sin analog, men vissa av dess egenskaper, som dess elektriska laddning, är omvända.

Låt oss till exempel tänka på positronen, som är elektronens antipartikel. En positron har samma massa som en elektron, men dess elektriska laddning är positiv, även om dess storlek är lika stor som elektronens. Elektrons elektriska laddning är -e≈-1,6×10

^-19 C och positronens elektriska laddning är +e=+1,6×10^-19.

När en partikel och en antipartikel möts förintar de varandra. I denna process genereras energi och ett par fotoner som, när de genereras, färdas i motsatta riktningar.

och^–+e⁺→γ+γ (511 keV)

Energin som frigörs i dessa förintelser är enorm, detta har gjort antimateria till en idealisk kandidat för användning som en kraftkälla i framtiden. Att producera antimateria är dock väldigt svårt och väldigt dyrt, så vi är långt ifrån att kunna använda det som energikälla. Vad vi för närvarande kan göra är att använda partikel-antipartikelförintelse för att få bilder av människokroppen.

Hur fungerar PET Scan?

PET Scan utnyttjar i princip de fotoner som frigörs vid förintelsen av elektroner och positroner för att generera bilder av vissa vävnader. Fluor-18 är en radioisotop som sönderfaller radioaktivt via β-sönderfall⁺ för att ge upphov till en stabil isotop av Oxygen-18. Vid denna typ av sönderfall sönderfaller en proton radioaktivt för att producera en neutron, en positron och en elektronneutrino.

sid⁺→n+e⁺+ν_och

När det gäller Fluor-18 ser det radioaktiva sönderfallet ut så här:

¹⁸F→¹⁸o+e⁺+ν_och

Fluor-18 kan binda till en glukosmolekyl genom att ersätta en hydroxylgrupp på den. Denna inkorporering av Fluor-18 i glukos resulterar i en förening som kallas Fluorodeoxiglukos (FDG).

En PET Scan-studie börjar med att introducera ett FDG-prov i patienten intravenöst. FDG distribueras i hela kroppen genom blodomloppet. Glukos är den huvudsakliga energikällan för våra celler, så de börjar metabolisera FDG som om det vore normalt glukos.

Väl inne i cellerna sönderfaller Fluor-18-radioisotoperna som ingår i FDG-molekylerna radioaktivt och avger positroner. Positroner förintas snabbt med elektronerna runt dem och genererar par av fotoner som färdas i motsatta riktningar. Med hjälp av några detektorer som är placerade runt patienten samlas alla fotonpar som härrör från nämnda förintelser och kartläggs platserna där de inträffade.

Vilken information ger bilderna från PET Scan oss?

Bilderna som erhölls i PET-skanningen visar de platser där det var större nedbrytning av FDG, det vill säga där det fanns större energiförbrukning av cellerna. Dessa a priori-bilder används för att göra metaboliska utvärderingar av vissa vävnader och för att kunna bestämma deras funktion. Till exempel, om någon vävnad som vi vet förbrukar mycket energi verkar svagt glödande på en PET Scan-bild, kan det tyda på ett fel i den vävnaden.

En av de saker som förbrukar mest energi i kroppen är cancertumörer. Cancerceller är celler som delar sig okontrollerat i hög hastighet. Processen med celldelning kräver en högre energiförbrukning, därför kan man förvänta sig att cancertumörer använder mycket energi.

Bilderna från PET Scan kan ge indikationer på de platser där en tumör kan finnas maligna eftersom de verkar ljusare, vilket indikerar att det fanns en större energiförbrukning i nämnda zoner.

Även om radioisotop och antimateria används i PET Scan-studien, är dosen av strålningen som mottas av patienten är mycket låg och det radioaktiva spårämnet avlägsnas så småningom från kropp.