Ống tiêm này chứa một dạng phóng xạ của glucôxơ là FDG.
Bác sĩ sẽ sớm tiêm chất đó vào tay bệnh nhân,
người mà cô đang xét nghiệm ung thư bằng máy chụp cắt lớp PET.
Chất FDG sẽ nhanh chóng lưu thông khắp cơ thể bệnh nhân.
Nếu anh ta có khối u,
tế bào ung thư trong đó sẽ tiếp nhận một phần lớn chất FDG,
khiến nó như một đèn hiệu cho máy chụp cắt lớp.
Chất đánh dấu cho máy PET như FDG
là một trong những công cụ đáng chú ý nhất trong chẩn đoán y học
và vòng đời của chúng bắt đầu trong máy gia tốc hạt,
chỉ một vài giờ trước.
Máy gia tốc hạt đó là một máy gia tốc cộng hưởng từ
và thường được đặt trong một boong-ke của bệnh viện.
Nó dùng điện từ trường để gia tốc cho điện tích
như proton nhanh và nhanh nữa theo một đường xoắn.
Khi đạt tốc độ cực đại,
những hạt proton bắn vào một điểm đích chứa vài mi-li-mét một loại nước
với một dạng nặng hơn của khí oxi là oxi-18.
Khi một proton va vào một trong số những phân tử oxi nặng hơn,
nó đẩy một loại hạt hạ nguyên tử khác ra ngoài, hạt nơtron.
Sự va chạm biến oxi-18 thành flo-18,
một đồng vị phóng xạ có thể được phát hiện trên máy chụp cắt lớp PET.
Chưa tới hai giờ đồng hồ,
khoảng nửa số flo sẽ biến mất do phân rã phóng xạ,
vậy nên cần phải nhanh chóng hoàn thành việc chụp cắt lớp.
Vậy làm sao flo-18 có thể được dùng để phát hiện bệnh?
Các bác sĩ phóng xạ hóa học tại bệnh viện có thể dùng một chuỗi các phản ứng hóa học
để gắn flo phóng xạ vào những phân tử khác,
tạo nên những chất đánh dấu phóng xạ.
Chất phóng xạ phụ thuộc vào những gì bác sĩ muốn quan sát.
FDG là chất quen thuộc vì tốc độ tế bào tiêu thụ glucôxơ
có thể báo hiệu sự hiện diện của ung thư;
vị trí của sự lây nhiễm;
hay sự làm chậm hoạt động não ở chứng mất trí.
FDG giờ đã sẵn sàng để quét cho bệnh nhân.
Khi chất đánh dấu bằng đồng vị phóng xạ đi vào cơ thể,
nó đi qua hệ tuần hoàn và được tiếp nhận bởi đích đến
dù đó là protein trong não, tế bào ung thư hay khác nữa.
Trong vài phút,
một lượng lớn chất đánh dấu đã tìm được đến đích
và số còn lại đã ra khỏi hệ tuần hoàn.
Giờ, bác sĩ có thể thấy mục tiêu bằng máy PET,
hay chụp xạ hình cắt lớp positron, máy chụp cắt lớp.
Bức xạ của chất đánh dấu tỏa ra biến điều này thành khả thi.
Đồng vị dùng trong PET bị phân rã bởi bức xạ positron.
Positron là những electron với điện tích dương.
Khi bức xạ, một positron va chạm với một electron
từ một phân tử khác quanh nó.
Điều này gây ra một phản ứng hạt nhân nho nhỏ
mà khối lượng của hai hạt sẽ được chuyển thành hai photon năng lượng cao,
giống như tia X,
bắn ra theo những hướng đối nghịch.
Những photon này sẽ va vào
một hàng những bộ dò phóng xạ trong thành máy chụp.
Phần mềm trong máy chụp dùng những bộ dò
để ước lượng vị trí xảy ra va chạm trong cơ thể
và tạo ra một bản đồ 3D của sự phân bố chất đánh dấu.
Máy PET có thể phát hiện di căn của ung thư
trước những cách chẩn đoán hình ảnh khác.
Chúng cũng cách mạng hóa việc chẩn đoán bệnh Alzheimer
bằng việc cho phép bác sĩ thấy thoái hóa tinh bột,
sự tăng sinh protein nhận biết mà không thể nào xác nhận được
mà không qua giải phẫu.
Cùng lúc, các nhà nghiên cứu đang nỗ lực phát triển các chất đánh dấu mới
và mở rộng khả năng ứng dụng của máy PET.
Dù có cả một bài diễn thuyết về phóng xạ và phản ứng hạt nhân trong cơ thể,
nhưng liệu những đợt quét này có an toàn?
Mặc dù không có lượng phóng xạ ion hóa nào là hoàn toàn an toàn,
lượng phóng xạ mà cơ thể tiếp nhận sau một lần chụp PET là khá thấp.
Một lần chụp cắt lớp bằng với việc phơi nhiễm hai hay ba năm
những nguồn phóng xạ tự nhiên như khí rađi;
hay như phi công tích tụ lượng tia vũ trụ
sau 20 đến 30 chuyến bay vượt Đại Tây Dương.
Nhiều bệnh nhân cảm thấy những rủi ro này là chấp nhận được
để đối lấy cơ hội chẩn đoán và điều trị bệnh.