Ta strzykawka zawiera radioaktywną formę glukozy znanej jako FDG.
Lekarz wkrótce wstrzyknie jej zawartość w ramię swojego pacjenta,
którego bada pod kątem raka przy użyciu skanera PET.
FDG będzie szybko krążyć w ciele osoby.
Jeśli ma ona guza,
zawarte w nim komórki rakowe pobiorą znaczną część FDG,
który będzie działał jako sygnał dla skanera.
Znaczniki takie jak FDG w metodzie PET
są jednymi z wyjątkowych narzędzi diagnostyki medycznej,
a ich życie zaczyna się w akceleratorze cząsteczek
zaledwie kilka godzin wcześniej.
Ten akcelerator cząstek nazywany jest cyklotronem
i często umieszcza się go w specjalnym bunkrze szpitalnym.
Stosuje on zmienne pole elektromagnetyczne do napędzania naładowanych cząstek,
takich jak protony, przyspieszając je po spiralnej ścieżce.
Kiedy protony osiągną swoją maksymalną prędkość,
bombardują tarczę, która zawiera kilka mililitrów specjalnego rodzaju wody
z ciężkim izotopem tlenu zwanym tlenem-18.
Kiedy proton uderza w jeden z tych cięższych atomów tlenu,
wyrzucana jest inna cząstka subatomowa zwana neutronem.
Ten proces powoduje przemianę tlenu-18 we fluor-18,
radioaktywny izotop, który może być wykrywany podczas skanowania PET.
W niecałe dwie godziny
prawie połowa fluoru zniknie jednak w wyniku rozpadu radioaktywnego,
więc trzeba się spieszyć, żeby zrobić skan.
Ale jak wykorzystać fluor-18 do wykrywania chorób?
Radiochemicy w szpitalu mogą użyć serii reakcji chemicznych,
żeby przyłączyć radioaktywny fluor do różnych cząsteczek,
tworząc znacznik radioaktywny.
Tożsamość znacznika zależy od tego, co lekarze chcą zaobserwować.
FDG jest popularny, ponieważ szybkość, z jaką komórki zużywają glukozę,
może sygnalizować obecność raka,
lokalizację infekcji
albo spowolnienie funkcji mózgu w przypadku demencji.
FDG jest teraz gotowy do zeskanowania pacjenta.
Kiedy radioaktywny znacznik dostanie się do organizmu,
przemieszcza się przez układ krwionośny, po czym zostaje wchłonięty
czy to przez białko w mózgu, czy komórki nowotworowe albo inne.
W ciągu kilku minut
spora ilość znacznika znajdzie się w obszarze docelowym,
a reszta zostanie usunięta z obiegu.
Teraz lekarze mogą zobaczyć aktywne ogniska za pomocą PET,
czyli pozytonowej tomografii emisyjnej.
Promieniowanie, które emituje znacznik, sprawia, że jest to możliwe.
Izotopy używane w PET rozpadają się poprzez emisję pozytonów.
Pozytony to w istocie elektrony o dodatnim ładunku.
Po wyemitowaniu pozyton zderza się z elektronem
z innej cząsteczki w jej otoczeniu.
Powoduje to malutką reakcję jądrową,
w której masa tych dwóch cząstek zamienia się
w dwa wysokoenergetyczne fotony podobne do promieniowania X,
które strzelają w przeciwne kierunki.
Fotony te uderzą następnie
w parę detektorów promieniowania ulokowanych w ścianach skanera.
Oprogramowanie w skanerze używa tych detektorów,
żeby oszacować, gdzie w ciele nastąpiła kolizja,
i tworzy trójwymiarową mapę rozmieszczenia znacznika.
Zdjęcia PET mogą wykryć rozprzestrzenianie się raka,
zanim stanie się zauważalny za pomocą innych technik obrazowych.
Rewolucjonizują one również diagnostykę choroby Alzheimera,
pozwalając lekarzom zobaczyć amyloid,
charakterystyczne nagromadzenie białka, którego istnienia nie można by potwierdzić
bez autopsji.
Tymczasem naukowcy aktywnie pracują nad rozwojem nowych znaczników
i rozszerzeniem możliwości tego, do czego można wykorzystać skanowanie PET.
Tyle powiedzieliśmy o promieniowaniu i reakcjach jądrowych wewnątrz ciała,
ale czy te skany są bezpieczne?
Co prawda żadna ilość napromieniowania nie jest całkowicie bezpieczna,
ale doza otrzymana podczas skanowania PET jest w rzeczywistości dość niska.
Jedna dawka jest porównywalna z dwu albo trzyletnią ekspozycją
z naturalnych źródeł radioaktywnych, takich jak gaz radon,
albo ilością, którą pilot może przyjąć
z promieniowania kosmicznego po 20-30 lotach transatlantyckich.
Większość pacjentów akceptuje takie ryzyko
jako szansę na zdiagnozowanie i leczenie ich chorób.