Метки ПЭТ: структура и функции

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

Вода

[15O]-меченная вода и кислород используются для количественной оценки потребления кислорода миокардом и кислородной фракции выброса. [15O]-вода также используется многими ПЭТ-центрами как метка миокардиальной перфузии (контрастирующая с [13N]-аммиаком. Использование [15O]-воды имеет преимущество 100% фракции выброса в миокарде. Выброс не зависит от метаболизма, который потенциально изменяет фракции выбросов для других изотопов, таких как [82Rb] или [13N]-аммиак. Недостатком является высокая концентрационная активность [15O] в сосудах сердца, полостях сердца и легких. Поэтому сложно проводить точные измерения концентраций метки.

II. Азот
Азот-13 имеет период полураспада равный 10,0 минутам.

Аммиак

[13N]-меченный аммиак может использоваться для измерения кровотока. Метка двигается из сосудов в ткани с помощью активного транспорта (натрий-калиевый насос) и путем пассивной диффузии. После того как метка оказыватся внутри клетки, она преимущественно метаболизируется по цепочке глутаминовой кислоты. [13N]-аммиак используется как превосходный способ измерения региональной перфузии в миокарде как в норме, так и при патологии. Еще одним преимуществом [13N]-аммиака является его относительно короткий физический период полураспада, что позволяет использовать его при повторных исследованиях. [13N]-аммиак быстро покидает кровяное русло и долгоудерживается в тканях, что обеспечивает получение высококонтрастных поперечных изображений сердечной мышцы. Зачастую исследования с использованием [13N]-аммиака комбинируются с введением [18F]ФДГ, что позволяет сравнивать миокардиальный кровоток с метаболизмом глюкозы и диагностировать несоответствие и рассчитывать индекс жизнеспособности сердечной мышцы.

III. Углерод
Углерод-11 имеет период полураспада 20,4 минут.

Ацетат

11C-меченный ацетат используется для количественной оценки окислительного метаболизма. Основным источником питания миокарда являются жирные кислоты, поэтому данная метка крайне полезна в оценке метаболического состояния сердца.

Лейцин

Метионин

[11C]-меченные метионин и лейцин могут использоваться для качественной оценки потребления аминокислоты и синтеза белка, являясь таким образом индикатором жизнеспособности опухоли.

IV. Фтор
Фтор-18 имеет период полураспада равный 109 минутам.

Ион фтора

Радиомеченный ион фтора [18F-] являлся стандартным агентом для клинических исследований костной системы. Схема накопления [18F-] схожа с таковой у технеция-99m-дифосфоната (распространенной метки при исследованиях на гамма-камере). При этом, нормальные костные структуры имеют равномерное накопление в скелете [18F-]. Оба [18F-] и [99mTc] имеют хорошую чувствительность как индикаторы патологии скелета, но имеют ограниченные возможности в плане патологической специфичности (например, и доброкачественные, и злокачественные процессы стимулируют остеобластную активность и повышение накопления). Однако, из-за того, что [18F-] имеет большие различия в скорости накопления между мягкими тканями и костями скелета по сравнению с [99mTc]-дифосфонатом, позитронно-эмиссионная томография всего тела будет более анатомически и количественно точной, чем такое же исследование на гамма-камере.

Фтордеоксиглюкоза

[18F]-меченная 2-деоксиглюкоза используется в неврологии, кардиологии и онкологии для исследования метаболизма глюкозы. Хотя глюкоза и не является основным источником энергии для миокарда, потребление глюкозы часто используется в качестве метаболического маркера здорового и больного миокарда. Так как [18F]-меченная ФДГ позволяет количественно измерять метаболизм глюкозы, она используется для локализации и количественной оценки опухолей. ФДГ используется для дифференцировки доброкачественных и злокачественных опухолей так как многие агрессиные опухоли имеют высокую метаболическую активность.

V. Рубидий
Рубидий-82 имеет период полураспада равный 1,25 минут.

82-Рубидий

82Rb используется при проведении исследований миокардиальной перфузии. Короткое время полураспада (равное 76 секундам) позволяет проводить парные стресс-исследования с высокой скоростью. Одной из отличительных особенностей данной метки является то, что она может быть произведена без циклотрона из генераторной колонки. Однако существуют и ограничения, из-за низкой разрешающей способности изображений связанной с относительно высокой дальностью полета позитронов от данного эмиттера. 82Rb также используется для определения недостаточности гематоэнцефалического барьера. Короткое время полураспада 82Rb для получения статистически значимых изображений требует применения высокоэффективных томографов, но в замен специалисты получают преимущество проведения серий измерений у одного пациента. Отсюда возникает возможность изучения кратковременных изменений, вызванных препаратами.

Эмиссия позитронов

На данной схеме представлен позитрон-эмиттирующий радиоизотоп. Позитроны представляют из себя положительно заряженные электроны. Они излучаются из ядра некоторых радиоизотопов, являющихся нестабильными, так как те имеют избыточное число протонов и несут положительный заряд. Позитронная эмиссия стабилизирует ядро за счет устранения положительного заряда путем превращения протона в нейтрон. За счет этого, один элемент превращается в другой, атомное число последнего на единицу меньше, чем у исходного. Для изотопов, использующихся при позитронно-эмиссионной томографии, элемент, образующий в результате позитронного распада является стабильным (не радиоактивным). Все радиоизотопы, использующиеся в ПЭТ распадаются путем позитронной эмиссии. Позитрон, испущенный распадающимся ядром, проходит короткое расстояние прежде чем столкнуться с электроном близлежащего атома.

Расстояние, которое проходит позитрон, зависит от его энергии.

Позитрон соединяется с электроном близлежащего атома путем реакции аннигиляции, образуя промежуточный позитроний.

Когда позитрон контактирует с электроном, обе частицы аннигилируют, преобразуя их массу в два гамма-луча с энергией 511 КэВ направленных на 180 градусов (противоположно) друг от друга. Данные фотоны с легкостью выходят за пределы тела и могут регистрироваться внешними детекторами. Регистрируемые противоположно направленные гамма-лучи, возникающие в результате раздробления позитрония называются линией совпадения. Линии совпадения используются в схеме регистрации для формирования томографических изображений на позитронном томографе.

Аннигиляция, регистрация эмиссии

В процессе ПЭТ-исследования позитрон-эмиттирующий радиоизотоп вводится пациенту внутривенно или путем ингаляции. После этого, изотоп циркулирует в кровяном русле и достигает, например, ткани головного мозга или сердечной мышцы. Как только происходит аннигиляция, томограф регистрирует локализацию изотопа и вычисляет его концентрацию.

Позитронно-эмиссионный томограф имеет до пятнадцати колец детекторов для одновременной томографии нескольких поперечных срезов.

Затем программное обеспечение томографа реконструирует изображение, которое отражает локализацию и концентрацию излучающего позитроны радиоизотопа в плоскости сканируемого органа.

Познавательные статьи:



Формы дистанционного обучения

Передача мяча двумя руками снизу

Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека

Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте