Метод позитронно — эмиссионной томографии

Позитронно-эмиссионная томография (сокращенно ПЭТ) является одним из самых информативных методов, применяемых в ядерной медицине.

В основе принципа позитронно-эмиссионной томографии лежит явление регистрация двух противоположно направленных гамма-лучей одинаковых энергий, возникающих в результате аннигиляции. Процесс аннигиляции происходит в тех случаях, когда излученный ядром радионуклида (радиоизотопа) позитрон встречается с электроном в тканях пациента.

Радиофармпрепараты, использующиеся при проведении позитронно-эмиссионных исследований представляют собой вещества, участвующие в различных метаболических процессах.

При производстве радиофармпрепаратов для ядерной медицины, некоторые атомы заменяются на их изотопы. Особенностью радиофармпрепаратов, применяемых в позитронно-эмиссионной томографии является то, что при их производстве используются короткоживущие радиоизотопы, которые должны производиться в непосредственной близости от места проведения исследования. В Европе существуют специальные службы скоростной доставки радиофармпрепаратов для позитронно-эмиссионной томографии от мест их производства. Для производства радиофармпрепаратов используются специализированные медицинские циклотроны и радиофармлаборатории.

Первые клинические позитронно-эмиссионные томографы появились в начале 70-х годов прошлого столетия, однако только к концу 70-х появились первые коммерческие модели томографов. Первые аппараты были оборудованы малым числом детекторов. Не было возможности одновременного сбора информации для нескольких срезов, толщина срезов была большая. Но даже отсутствие возможности детализации анатомических структур по данным ПЭТ, не смогло задержать распространение методики в клиниках. Метод позволял получать истинно функциональные изображения, основанные на избранных метаболических цепях.

Исходно предполагалось, что основным применением ПЭТ станет кардиология, однако в настоящее более 90% исследований составляет онкология. Расширяются возможности позитронно-эмиссионной томографии для диагностики в неврологии.

Бурное развитие позитронно-эмиссионной томографии обусловлено тем, что с каждым годом появляется большое число новых радиофармпрепаратов, использование которых открывает новые горизонты использования данного метода лучевой диагностики. При этом позитронно-эмиссионная томография позволяет количественно оценивать распределение радиоактивности на мл или г ткани организма. Несмотря на длительную историю позитронно-эмиссионной томографии, в настоящее время метод непрерывно совершенствуется, появляются новые радиофармпрепараты, клинические пакеты для исследований и сами томографы. Все крупные производители медицинского диагностического оборудование разработали и выпускают позитронно-эмиссионный томографы, комбинированные с компьютерными томографами. Данные системы позволяют за одно исследование получать функциональные данные (позитронно-эмиссионные томографические изображения) и анатомические данные (рентгеновские компьютерные томографические изображения).

Постоянное совершенствование аппаратного и программного обеспечения позитронно-эмиссионных томографов позволили существенно снизить лучевую нагрузку на пациента, одновременно повышая информативность исследований.

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) является томографическим обследованием, которое, в отличие от компьютерной или магнитно-резонансной томографии, дает более обширную информацию и обеспечивает оперативное получение результатов обследования. Высокоэнергетическое излучение, образующееся при слиянии позитронов и электронов, покидает место образования одновременно и антипараллельно.

Этот феномен ведет к обширному распаду, который был ранее неизвестен радиационной медицине. Известными позитронными излучателями являются изотопы C-11, O-15, N-13, F-18, т. е. радиоизотопы элементов, которые встречаются в биологических молекулах. Эти позитронные излучатели могут быть помечены в глюкозе, в белке, в ДНК-мономерах или даже в воде, и внедрены в систему обмена веществ по естественному/природному образцу. Так как помеченные вещества могут свободно перемещаться в организме, с помощью ПЭТ можно получить изображение естественных функций клетки, напр. обмена веществ или протеинового биосинтеза.

Вещество 2-фтор-2-дезокси-D-глюкоза (FDG), помеченная изотопом 18 °F молекулы глюкозы, успешно применяется для диагностики раковых заболеваний, сердечной мышцы или мозга. FDG усваивается организмом до определенной стадии обмена веществ как обычная глюкоза, являющаяся «топливом» для почти всех клеток организма. При диагностике рака с помощью FDG используется научно доказанный факт, что раковые клетки, с их нарушенным ростом, нуждаются в значительно большем количестве глюкозы, чем здоровые клетки. Глюкоза, меченная радиоактивным изотопом, вводится пациенту до исследования. Вылетающий из ядра атома позитрон мгновенно соединяется с ближайшим электроном. В результате этого происходит так называемая аннигиляция: пара позитрон-электронисчезает, образуя два гамма-кванта с энергией, разлетающихся в строго противоположные стороны. Оба кванта регистрируются противоположно расположенными детекторами. Их сигналы служат основой образования компьютерного томографического изображения.

FDG, таким образом, скапливается в больных, перерожденных клетках. На снимке ПЭТ опухоль выделяется на фоне здоровой ткани. С помощью ПЭТ можно обнаружить даже небольшие метастазы диаметром в несколько миллиметров.