PET-scanningsdefinition

Positron emissionstomografi eller kæledyrsscanning, for dets akronym på engelsk, er en ikke-invasiv diagnostisk teknik, der hører til nuklearmedicin. Billederne opnået i PET-scanningen giver information om aktiviteten og metabolismen af ​​visse væv i den menneskelige krop.

Antistof har mange mulige anvendelser på grund af den store mængde energi, det frigiver, når det reagerer med almindeligt stof. En af de applikationer, som antistof i øjeblikket har, er at få diagnostiske billeder af den menneskelige krop. PET-scanningen bruger positroner, som er elektronernes antipartikler, for at nå dette mål.

Materie og antistofreaktion

En simpel måde at forstå forskellen mellem stof og antistof er som følger: Førstnævnte er lavet af partikler og sidstnævnte er lavet af antipartikler. Nå, men hvad er en antipartikel? Det er en type partikel, der har samme masse som dens analog, men nogle af dens egenskaber, såsom dens elektriske ladning, er omvendt.

Lad os for eksempel tænke på positronen, som er elektronens antipartikel. En positron har samme masse som en elektron, men dens elektriske ladning er positiv, selvom dens størrelse er lig med elektronens. Elektronens elektriske ladning er -e≈-1,6×10

^-19 C og positronens elektriske ladning er +e=+1,6×10^-19.

Når en partikel og en antipartikel mødes, udsletter de hinanden. I denne proces genereres energi og et par fotoner, som, når de genereres, bevæger sig i modsatte retninger.

og^–+e⁺→γ+γ (511 keV)

Den energi, der frigives i disse tilintetgørelser, er enorm, dette har gjort antistof til en ideel kandidat til brug som en strømkilde i fremtiden. At producere antistof er dog meget vanskeligt og meget dyrt, så vi er langt fra at kunne bruge det som energikilde. Hvad vi i øjeblikket kan gøre er at bruge partikel-antipartikel-udslettelse til at få billeder af den menneskelige krop.

Hvordan fungerer PET-scanningen?

PET-scanningen udnytter dybest set de fotoner, der frigives i udslettelse af elektroner og positroner til at generere billeder af visse væv. Fluor-18 er en radioisotop, der henfalder radioaktivt via β-henfald⁺ at give anledning til en stabil isotop af Oxygen-18. Ved denne type henfald henfalder en proton radioaktivt for at producere en neutron, en positron og en elektronneutrino.

s⁺→n+e⁺+ν_og

I tilfælde af Fluor-18 ser det radioaktive henfald ud som:

¹⁸F→¹⁸o+e⁺+ν_og

Fluor-18 er i stand til at binde sig til et glucosemolekyle ved at substituere en hydroxylgruppe på det. Denne inkorporering af Fluor-18 i glucose resulterer i en forbindelse kaldet Fluorodeoxyglucose (FDG).

Et PET-scanningsstudie begynder med at introducere en FDG-prøve i patienten intravenøst. FDG fordeles i hele kroppen gennem blodbanen. Glucose er den vigtigste energikilde for vores celler, så de begynder at metabolisere FDG, som om det var normal glukose.

Når de først er inde i cellerne, henfalder Fluor-18-radioisotoperne, der er inkorporeret i FDG-molekylerne, radioaktivt og udsender positroner. Positroner udslettes hurtigt med elektronerne omkring dem og genererer par af fotoner, der bevæger sig i modsatte retninger. Ved hjælp af nogle detektorer, der er placeret rundt om patienten, opsamles alle de fotonerpar, der er et resultat af nævnte udslettelse, og de steder, hvor de fandt sted, kortlægges.

Hvilken information giver billederne fra PET Scan os?

Billederne opnået i PET-scanningen viser de steder, hvor der var større nedbrydning af FDG, det vil sige, hvor der var større energiforbrug i cellerne. Disse a priori-billeder bruges til at foretage metaboliske evalueringer af visse væv og til at kunne bestemme deres funktion. For eksempel, hvis noget væv, som vi ved, bruger meget energi, ser svagt glødende ud på et PET-scanningsbillede, kan det tyde på en fejl i det væv.

En af de ting, der forbruger mest energi, når de er i kroppen, er kræftsvulster. Kræftceller er celler, der deler sig ukontrolleret med høj hastighed. Processen med celledeling kræver et højere energiforbrug, derfor må det forventes, at kræftsvulster bruger meget energi.

Billederne fra PET Scan kan give indikationer på de steder, hvor en tumor kan eksistere ondartede, fordi de fremstår lysere, hvilket indikerer, at der var et større energiforbrug i nævnte zoner.

Selvom radioisotop og antistof anvendes i PET Scan-studiet, er dosis af stråling modtaget af patienten er meget lav, og det radioaktive sporstof fjernes til sidst fra legeme.