Pozitronu emisijas tomogrāfija (PET): princips, pielietojums un marķieri
Uzzini visu par pozitronu emisijas tomogrāfiju (PET): princips, marķieri, to ražošana un klīniskie pielietojumi — ceļvedis diagnostikai un onkoloģijai.
Pozitronu emisijas tomogrāfija (bieži saukta par PET) ir medicīniska funkcionālās attēlveidošanas metode, kas ļauj vizualizēt un kvantitatīvi novērtēt bioloģiskas procesus organismā, izmantojot radioaktīvas vielas (marķierus). Marķieris parasti tiek ievadīts intravenozi, tas cirkulē asinīs un uzkrājas audos atkarībā no to metabolisma vai specifiskām molekulārajām īpašībām. PET iekārta reģistrē pozitronu radioaktīvā sabrukšanas rezultātā radušos anihilācijas fotonu pārus (2 x 511 keV), un datorprogramma rekonstruē telpisku attēlu, kurā izceļas metaboliski vai molekulāri aktīvās zonas.
Princips īsumā
- Radioaktīvais izotops emisijas procesā izdala pozitronu, kas sastopoties ar elektronu anihilē, radot divus pretējā virzienā ietverošus 511 keV fotonus.
- Detektoru aplis apkārt pacientam reģistrē šo fotonu pārus "koincidencē" — tas ļauj noteikt fotonu izcelsmes līniju un rekonstruēt aktivitātes sadalījumu 3D attēlā.
- Attēli var tikt kvantificēti, izmantojot SVU (standardized uptake value) un citus parametrus, kas palīdz salīdzināt audu funkciju un reakciju uz terapiju.
Marķieri (traceri)
Visizplatītākais marķieris klīniskajā praksē ir 18F‑FDG — fluorētā glikoze, kas uzvedas kā glikozes analogs un uzkrājas metaboliski aktīvos audos, īpaši vēža šūnās. Tomēr ir daudz mērķspecifisku marķieru, piemēram:
- 18F‑FDG — glikozes metabolisms (onkoģenēze, iekaisums).
- 18F‑FLT — šūnu proliferācija.
- 11C, 18F marķieri neiroreceptoru, dopamīna sistēmas, amiloīda un tau proteīnu attēlošanai neiroloģijā.
- 13N‑amoniaks, 82Rb vai 18F‑FDG sirds muskuļa asins piegādes un dzīvotspējas izvērtēšanai.
- 68Ga marķieri – bieži izmanto diagnostikā ar ģenerētora avotu un specializētiem ligandiem.
Marķieru pussabrukšanas periods parasti ir īss — tas var svārstīties no dažām minūtēm (piem., 15O ~2 min) līdz aptuveni divām stundām (piem., 18F ~110 min) atkarībā no izotopa. Daudzi izotopi prasa ražošanu ciklotronā vai speciālā radioloģiskā laboratorijā, kas nosaka logistiku un izmaksas.
Pielietojums
- Onkoloģija: audzēju atklāšana, stadijas noteikšana, terapijas efektivitātes vērtēšana un recidīvu meklēšana (īpaši ar 18F‑FDG).
- Neiroloģija: demences tipu diferenciācija (amiloīda un tau PET), epilepsijas fokusēšana, dopamīnerģiskās sistēmas izvērtēšana Parkinsona slimībai un citiem neiroloģiskiem traucējumiem.
- Kardioloģija: miokarda perfūzijas un vitāluma (dzīvotspējas) novērtējums.
- Infekcijas un iekaisumu diagnostika: aktivācija papildus strukturālai informācijai var palīdzēt lokalizēt infekcijas fokusus.
- Pētniecība un farmakokinētika: jaunu medikamentu biodistribūcijas un mērķu izpēte.
Procedūra un sagatavošanās
- Pirms FDG skenēšanas pacientam parasti jāsēžas tukšā dūšā 4–6 stundas; svarīgi kontrolēt asinssirdes glikozes līmeni, jo augsts cukurs samazina marķiera iekļūšanu audos.
- Marķieri ievada intravenozi, pēc tam parasti gaida uzņemšanas (uptake) periodu — FDG gadījumā apmēram 45–90 minūtes.
- Skenēšana ilgst no dažām līdz 30–60 minūtēm atkarībā no pētījuma apjoma un aparatūras (PET/CT vai PET/MR kombinētie aparāti).
- Daži izmeklējumi prasa speciālu sagatavošanos (piem., atslodze no fiziskām aktivitātēm, specifiskas diētas vai medikamentu atcelšana).
Tehniskie risinājumi un precizitāte
Mūsdienīgas sistēmas bieži apvieno PET ar datortomogrāfiju (PET/CT) vai magnētisko rezonansi (PET/MR), kas nodrošina gan funkcionālu, gan strukturālu informāciju vienā vizuālā rezultātā. PET izšķirtspēja ir mazliet zemāka par CT vai MRI, taču funkcionālā informācija ir unikāla. Kvantitatīvai analīzei izmanto SUV un citu metriķu aprēķinu.
Ierobežojumi un drošība
- Starojuma deva pacientam ir ierobežota un parasti uzskatāma par drošu klīniskajā kontekstā, tomēr grūtniecēm un sievietēm zīdīšanas laikā jāievēro īpaši piesardzības pasākumi.
- Dažkārt sastopami viltus pozitīvi rezultāti (piem., iekaisums imitē audzēju) vai viltus negatīvi, ja audzējs ir ar zemāku metabolisko aktivitāti.
- Marķieru īsais pussabrukšanas periods un nepieciešamība pēc īpašas ražošanas infrastruktūras padara PET loģistiski sarežģītu un dārgu procedūru.
Praktiskie un loģistikas aspekti
Marķieru ražošana bieži notiek ciklotronā vai ar ģeneratora palīdzību (piem., 68Ga), pēc tam tiek veikta sterila sagatavošana un kvalitātes kontrole radioloģiskajā farmācijā. Tā kā daudzi izotopi ātri zūd, marķieri parasti tiek sagatavoti "uz vietas" vai tuvāk izmeklējuma vietai — tas ierobežo masveida ražošanu un palielina procedūras izmaksas.
Kopsavilkumā, PET ir spēcīgs rīks funkcionālai un molekulārai diagnostikai ar plašu pielietojumu spektru medicīnā un pētniecībā, taču tās izmantošanu ierobežo tehniskie, drošības un loģistikas faktori.
Iekārta, ko izmanto PET skenēšanai.
PET skenēšanas "šķēle" ar iezīmētu interesējošo apgabalu.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir pozitronu emisijas tomogrāfija (PET)?
A: PET ir medicīniska attēlveidošanas metode, ko izmanto, lai parādītu vāji radioaktīvas vielas ceļu un izplatību.
J: Kas ir PET skenēšanā izmantotais marķieris?
A: PET skenēšanā izmantotais marķieris ir vāji radioaktīva viela, kas izšķīst asinīs un koncentrējas ap aktīvām smadzeņu struktūrām.
J: Kāds ir PET skenēšanas mērķis?
A: PET skenēšanas mērķis ir atklāt audzējus un izcelt aktīvās smadzeņu zonas.
J: Kā PET skenēšanā nosaka radioaktivitāti?
A: PET skenēšanā radioaktivitāti nosaka ar īpaši konstruētu ierīci, kas to pārvērš digitālā smadzeņu attēlā.
J: Kādus marķierus izmanto PET skenēšanā?
A: PET skenēšanā izmanto dažādus marķierus, bet tie bieži vien ir līdzīgi cukuram vai īpaši modificētiem cukuriem.
J: Kāds ir PET skenēšanā izmantotā marķiera pussabrukšanas periods?
A.: PET skenēšanā izmantotā marķiera pussabrukšanas periods ir aptuveni 30-60 minūtes.
J: Kāpēc marķiera ražošana ir sarežģīta un dārga?
A: Trasētāja ražošana ir sarežģīta un dārga, jo ir dažādi faktori, kas saistīti ar trasētāja sagatavošanu pasākumam, jo to nevar ražot masveidā.
Meklēt