Pozitron emissziós tomográfia

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2019. április 3-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 19 szerkesztést igényelnek .

A pozitronemissziós tomográfia (pozitronemissziós tomográfia, rövidítve PET , ez egyben kétfoton emissziós tomográfia is) egy radionuklid tomográfiai módszer egy személy vagy állat belső szerveinek vizsgálatára . A pozitronok egy olyan radionuklid pozitron béta-bomlásából származnak, amely egy radiofarmakon része, amelyet a vizsgálat előtt juttatnak be a szervezetbe. Egy anyagban (különösen egy szervezet szövetében) leállított pozitron megsemmisülése a közeg egyik elektronjával két azonos energiájú gamma-kvantumot generál, amelyek egy egyenes vonal mentén ellentétes irányba repülnek. A vizsgált objektum körül elhelyezett nagyméretű detektorkészlet és a belőlük érkező jelek számítógépes feldolgozása lehetővé teszi a vizsgált objektum radionuklid-eloszlásának háromdimenziós rekonstrukcióját. A PET-szkennert szinte mindig CT- vagy MRI -szkennerrel kombinálják .

A pozitronemissziós tomográfia a nukleáris medicina aktívan fejlődő diagnosztikai és kutatási módszere . Ez a módszer azon a lehetőségen alapul, hogy speciális detektáló berendezéssel (PET-szkenner) lehet nyomon követni a pozitront kibocsátó radioizotópokkal jelölt biológiailag aktív vegyületek eloszlását a szervezetben. A fluordezoxiglükóz (radioaktív indikátor - fluor-18 , 18 F, röv. angol FDG-PET) felhasználásával végzett PET-vizsgálatot széles körben alkalmazzák a klinikai onkológiában.

Történelem

Az emissziós tomográfia koncepcióját az 1950-es évek végén javasolták. A koncepció szerzői : David E. Cool , Luke Chapman és Roy Edwards. Később munkájuk több tomográf tervezéséhez és elkészítéséhez vezetett a Pennsylvaniai Egyetemen . 1975-ben Michael Ter-Poghosyan és munkatársai a Washingtoni Egyetem Orvostudományi Karán [1] véglegesítették a képalkotó technikákat .

A PET potenciálját nagymértékben meghatározza a rendelkezésre álló jelölt vegyületek – radiofarmakon (RP) – arzenálja . A megfelelő radiofarmakon kiválasztása teszi lehetővé olyan változatos folyamatok tanulmányozását, mint az anyagcsere , az anyagok transzportja, a ligandum-receptor kölcsönhatások, a génexpresszió stb . A biológiailag aktív vegyületek különböző osztályaiba tartozó radiofarmakonok alkalmazása A PET meglehetősen univerzális eszköz a modern orvoslásban. Ezért az új radiofarmakonok és a már bevált gyógyszerek szintézisére szolgáló hatékony módszerek kifejlesztése jelenleg a PET-módszer fejlesztésének kulcsfontosságú lépésévé válik.

Jelenleg a PET elsősorban a periódusos rendszer második periódusának elemeinek pozitron-kibocsátó izotópjait használja:

A fluor-18 a legjobb tulajdonságokkal rendelkezik a PET-ben való felhasználáshoz: a leghosszabb felezési idő és a legalacsonyabb sugárzási energia. Egyrészt a fluor-18 viszonylag rövid felezési ideje lehetővé teszi nagy kontrasztú PET-képek készítését alacsony dózisterhelés mellett is. A pozitronsugárzás alacsony energiája biztosítja a PET képek nagy térbeli felbontását. Másrészt a fluor-18 felezési ideje elég hosszú ahhoz, hogy lehetővé tegye a fluor-18 radiofarmakonok szállítását egy központosított gyártóhelyről a PET-szkennerekkel felszerelt klinikákba és intézetekbe (az ún. műholdas koncepció), valamint a PET időbeli határainak kiterjesztése – radiofarmakonok kutatása és szintézise.

A fluorodeoxiglükóz PET (FDG-PET) szkennelést széles körben használják a klinikai onkológiában. Ez a nyomjelző egy glükózanalóg , amelyet a glükózt használó sejtek vesznek fel, és a hexokináz (amelynek mitokondriális formája jelentősen megnövekszik a gyorsan növekvő rákos megbetegedések esetén) foszforilál. Az onkológiai szkennelésben használt FDG tipikus dózisa 14 mSv effektív sugárdózist eredményez egyetlen alkalmazással. Mivel a glükóz metabolizmus következő lépése minden sejtben oxigénatomot igényel, amelyet fluor-18-cal helyettesítenek az FDH szintéziséhez, az FDH-val nem lépnek fel további reakciók. Ezenkívül a legtöbb szövet (a máj és a vese kivételével) nem tudja eltávolítani a hexokináz által hozzáadott foszfátot. Ez azt jelenti, hogy az FDG csapdába esik minden sejtben, amely felveszi, amíg le nem bomlik, mivel a foszforilált cukrok iontöltésük miatt nem tudnak elhagyni a sejtet. Ez intenzív radioaktív jelölést eredményez a magas glükózfelvételű szövetekben, például az agyban, a májban és a legtöbb rák esetében. Az FDG-PET felhasználható a rák kezelésének diagnosztizálására, stádiumba meghatározására és monitorozására, különösen Hodgkin limfómában , non-Hodgkin limfómában és tüdőrákban .

Eszköz

Amikor egy bizonyos sebesség alatt lelassulnak, lehetővé válik az anyag atomjainak elektronjaival való kölcsönhatás, és rövid időre kötött állapotú részecske-antirészecske pár ( Positronium ) képződik, amelynek teljes spinje lehet. 1 (orto-P.) és 0 (para-P.), és az első kialakulásának valószínűsége 3-szor nagyobb. Ekkor az elektron és a pozitron megsemmisülése következik be 3, illetve 2 gamma-kvantum képződésével. (Az Ortho-P. tetszőleges páratlan számú fotonra bomlik, de a háromfoton-bomlás valószínűsége maximális. Az is előfordulhat, hogy egy pozitron reagál egy atom elektronjával, ami egy gamma-kvantum megszületéséhez vezet, de ennek a folyamatnak kicsi a valószínűsége a könnyű atomok esetében.) A fotonok összenergiája 1022 keV és P. mozgási energiája, a teljes vektormomentum pedig egyenlő P. impulzusával; ráadásul a termizált P. esetében rendkívül csekély a hozzájárulása az egyes fotonok energiájához és impulzusához, és akkor a legvalószínűbb az első esetben 3 341 keV energiájú gamma-kvantum előállítása, amelyek kirepülnek a fotonból. egy egyenlő oldalú háromszög középpontja a sarkai irányában, és a második esetben - 2 gamma-kvantum születése 511 keV energiával , amelyek szigorúan egy egyenes vonalban repülnek szét ellentétes irányban. Figyelembe véve az orto-P kialakulásának valószínűségét. és para-P., minden térszöggyűrűre, 9 fotonnal o-P. 2 para-P foton van. A vizsgált objektum körül elhelyezett nagy detektorkészlet használatával (vagy detektorpár mozgatásával az objektum körül) sok ilyen vonalat lehet felépíteni a térben. Mindegyik áthalad azokon a pontokon, ahol a megsemmisülés megtörtént (azaz azokon a pontokon, ahol a radionuklid elpusztult magja található - egészen a szövetben lévő pozitronok nagyon rövid úthosszáig).

A Siemens AG lutécium-oxiortoszilikát ( Lu 2 SiO 5 , LSO ) egykristályán alapuló szcintillációs detektorokat használ PET/CT készülékeiben.

Dózisterhelés

Bár a PET-szkennelés nem invazív, a módszer ionizáló sugárzás alkalmazásán alapul. Például a 18F-FDG egyszeri használata, amely jelenleg a PET neuroimaging és rákkezelés standard eszköze, átlagosan 14 mSv effektív sugárdózist eredményez .

A polgári repülőgép-személyzet átlagos tagja évente 3 mSv - nek van kitéve, a nukleáris dolgozók maximális üzemi dózishatára pedig akár 50 mSv is lehet .

A PET-CT szkennelésekor az expozíció jelentős lehet - körülbelül 23-26 mSv ( 70 kg súlyra). Figyelembe véve a test tömegét (tömegét), a beadott radiofarmakon dózisa növekszik .

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ The Disintegration of Se75 Archiválva : 2011. november 26., a Wayback Machine / Physical Review 75, 995 - Közzétéve: 1949. április 1.; Michel M. Ter-Pogossian , Archivált 2007-08-6 . A PET úttörője 71 évesen meghalt Archiválva : 2007. október 16., a Wayback Machine -nél
     
  2. ↑ Lotin Alekszandr Vladimirovics, radiológus. Mindent a röntgensugárzás dózisairól és veszélyeiről az orvostudományban . Okeydoc . Letöltve: 2017. március 4. Az eredetiből archiválva : 2017. március 5..

Linkek