Позитронно-эмиссионная томография основана на использовании определенных редких радиоактивных изотопов (изотопных индикаторов или трассеров). Они могут присоединяться к таким веществам, как глюкоза, а благодаря тому, что при ядерном распаде трассеров испускаются частицы, которые называются позитронами, их движение в организме можно проследить. При исследовании используется мизерное количество радиопрепарата, а время жизни этих изотопов крайне невелико, что делает ПЭТ относительно безопасным методом.
Проведение ПЭТ-сканирования
Так как в природе необходимые изотопы существуют в следовых количествах, для использования в клинических целях их необходимо синтезировать в лаборатории. Для этого используется циклотрон - одна из разновидностей ускорителя частиц. Заряженные частицы ускоряются в мощном магнитном поле и сталкиваются с другими, создавая новые атомы. ПЭТ-сканирование обычно занимает от одного до двух часов и требует полной неподвижности пациента. Если делается сканирование мозга, голова помещается в специальный фиксатор.
В руку пациента устанавливается канюля, позволяющая ввести трассер, а также взять образцы крови.
Как получается изображение при ПЭТ?
Структура атома
Атом состоит из ядра, содержащего протоны (на рисунке показаны красным) и нейтроны (показаны синим) и окруженного электронами (показаны желтым). В стабильном атоме количество отрицательно заряженных электронов равно количеству положительно заряженных протонов. Так как нейтроны не имеют заряда, атом электрически нейтрален.
Позитронная эмиссия
В ядрах некоторых изотопов имеются «лишние» протоны, таким образом, атомы несут положительный заряд. Вернуться в нормальное состояние -стать электрически нейтральным - атом может в результате превращения протона в нейтрон. При этом испускается позитрон (показан зеленым), который проходит некоторое расстояние до встречи с ближайшим атомом.
Аннигиляция
Позитрон - античастица с отрицательным зарядом, равным единице, то есть фактически антиэлектрон. При встрече с электроном они взаимно уничтожаются - аннигилируют - и превращаются в энергию, в нашем случае - в гамма-излучение.
Оно фиксируется сканером и преобразуется в изображение.