Позитронно-эмиссионная томография

ПЭТ  сегодня  является одним из самых совершенных диагностических инструментов. Рентгеновская, ультразвуковая, и магнитно-резонансная томография проявляют структуру органа на стадии её патологического изменения. ПЭТ же способен зарегистрировать изменения в обменных процессах, которые этому предшествуют. ПЭТ помогает самому раннему распознаванию патологических сдвигов задолго до появления морфологических изменений. Рассмотрим принцип работы ПЭТ. Пациенту вводят радиофармпрепарат (РФП), содержащий β⁺-активные изотопы ¹⁵O (период полураспада 2.04 мин), ¹³N (9.96 мин). ¹¹С (20.4 мин). ¹⁸F (110 мин) и др. Позитроны, испущенные радионуклидами, имеют в биологических тканях очень короткий пробег (несколько мм). В результате аннигиляции позитронов образуются два γ-кванта с энергиями 511 кэВ. Таким образом, аннигиляция происходит практически в том же месте, где находилась молекула РФП. γ-Кванты разлетаются в противоположных направлениях и регистрируется методом совпадений. Пара датчиков располагается на одной прямой с различных сторон пациента, и оба γ-кванта из пары попадают на свои датчики одновременно. В результате регистрации такого события можно построить прямую линию, проходящую через область концентрации радионуклида. Сегментированный детектор выполнен в виде нескольких колец, окружающих пациента см. рис. 04 . Зарегистрировав большое число пар γ-квантов, и, построив пересечение их траекторий, можно получить  изображение распределения РФП и таким образом визуализовать исследуемый орган.

Наиболее распространенным радиофармпрепаратом (РФП) для ПЭТ является фтордезоксиглюкоза (FDG). Относительно большой период полураспада ¹⁸F позволяет располагать его производство отдельно, транспортируя полученный РФП в несколько близлежащих ПЭТ- центров. Однако, наиболее качественные изображения получаются при использовании таких радионуклидов, как  ¹⁵O, ¹³N и ¹¹С Технология ПЭТ используется для зондирование структуры мозга. Глюкоза наиболее активно поглощается теми областями мозга, которые в данный момент выполняют определенную функцию. ПЭТ позволяют получать изображения областей поглощения маркированной радионуклидом глюкозы.  Таким образом выявляются те области мозга, которые связаны с различными видами умственной деятельности.

Изотопы для ПЭТ, как правило, вырабатывают на месте проведения исследования. Это связано с тем, что большинство ПЭТ- изотопов являются ультракороткоживущими, с периодами полураспада исчисляется несколькими минутами и даже секундами. Ускорители производящие необходимые для ПЭТ часто располагаются вблизи томографа, либо являются составной части комплекса. Поскольку для получения поэитронных эмиттеров достаточно иметь протоны с энергией от 10-18 МэВ или дейтоны с энергией 5-9 МэВ (для этой цели подходят малогабаритные циклотроны). Часто томографы поставляются  вместе с циклотроном. Кроме того необходима автоматическая радиохимическая лаборатория.

Цель мишенной радионуклидной терапии, та называемо эндорадиотерапии, является повышение терапевтического индекса, т. е. усиление повреждение опухоли по сравнению с нормальными тканями путем использования метаболических, биохимических особенностей опухолевых клеток. В качестве цитотоксического агента могут быть использованы различные радионуклиды, обладающие физическим характеристиками, которые отвечают требованиям селективного воздействия на опухолевые клетки. Таким образом, практическая реализация мишенной радиотерапии связана с двумя основными проблемами - оптимальным выбором радионуклидов, распадающихся с эмиссией частиц, энергии которых адекватна для терапии того или иного типа опухолей, а также с использованием носителя, обеспечивающего доставку изотопа непосредственно к опухолевым клеткам.