Positroi-igorpenaren bidezko tomografia

Positroi-igorpenaren bidezko tomografia ——, gaixotasunen diagnostikorako erabiltzen den irudien bidezko teknika medikoa da, medikuntza nuklearraren familiakoa hain zuzen. Teknologia honek gorputzaren fisiologiari eta funtzionamenduari buruzko informazioa eskaintzen dio medikoari, hau da, ehun eta organoen funtzioei buruzko informazioa ematen duen teknologia da. Aldiz, Ordenagailu bidezko Tomografia Axialak eta X izpiak ez dute informazio fisiologikorik eskaintzen, informazio anatomikoa baizik.

Diagnostikorako erabiltzen diren irudiak lortzeko, alde batetik pazientea eskaneatuko duen makina behar da, eta bestetik, gorputzean sartu beharreko konposatu kimiko erradiatzaileak.

Erradiofarmakoak erradioisotopoak dituzten botikak dira, beste era batera esanda, positroiak emititzen dituzten isotopoez eta molekula biologikoz osaturiko farmakoak dira. Konposatu kimiko hauek bai ahotik, bai zainetatik eta baita barrunbe anatomikoetatik gorputzera barneratu daitezke.

Isotopo erradioaktiboak atomoen nukleoan aldaketak jasaten dituzten atomoak dira, era honetan ezegonkor bilakatuz. Ondorioz, isotopoek positroiak igortzen dituzte egoera egonkorrago batera heltzeko asmoz. Positroia elektroiaren antipartikula da, eta horregatik, karga positiboa dauka.

PETren funtzionamendu printzipioa 
PET bidezko azterketa, medikamentu erradiatzaileen injekzioarekin hasten da. Hauek denbora jakin bat igaro ondoren afinitatea duten lekuetara heltzen dira, bertan metatuz. Adibidez, F18 isotopoarekin nahastutako glukosa burmuinean eta tumoreetan metatzen da, hau da, energia ugari kontsumitzen den lekuetan, eta leku hauetaz gain gernu puxikan ere.

Behin positroi-erradiatzaileak (isotopoak) aztertu beharreko lekuetan kokaturik daudela, pazientea PET makinarekin eskaneatzen da. Isotopoak positroia askatzen du, ondoren positroiaren eta elektroiaren deuseztapena ematen delarik. Horrela, 511 keV-eko energiako bi gamma izpi sortzen dira, bata bestearekiko 180°-ko angelua osatzen dutenak. Gero, gamma izpiak gorputz barnetik ateratzen dira pazientea inguratzen duten detektagailuetara helduz, bertan jasoak izanik. Gainera, detektagailuak bi gamma izpi denbora berean hautematean desintegrazio beretik sortuak direla identifikatzeko gai dira.

Erradioisotopoen eta erradio-farmakoaren sintesia 
PET teknikan erabiltzen diren erradioisotopoak ziklotroi (partikula-azeleratzailea) batean sortzen dira, eta hauek positroiak igortzen dituzte. Medikuntza nuklearrean bizi-iraupen txikiko isotopoak erabiltzen dira, adibidez: C11 (20 min), N13 (10 min), O15 (2 min) eta F18 (110 min). Gehien erabiltzen dena azkena da, hain zuzen, F18. Sustantzia hau lortzeko, uretako O18 atomoei energia altuko protoiak jaurtikitzen zaizkie, era horretan O18 eta protoiaren arteko talka gertatuz. Talka honen ondorioz, protoi batek neutroi bat ordezkatzen du nukleoan, amaieran F18 lortuz. Horretaz gain, erabilitako O18-a likido egoeran aurkitzen da, beraz F18 ere.

Isotopoa lortu ondoren, hau sintetizatu egiten da fluorodesoxiglukosa (FDG) erradiofarmako sortzeko, gero pazientearen zainetan injektatuko dena.

Detektagailuaren atalak 
PET teknikan sortzen diren gamma izpiak detektatzeko erabiltzen diren sentsoreek honako atalak dituzte:

Kolimatzailea 
Kolimatzailea gamma izpiek zeharkatu beharreko lehenengo atala da. Atal honen zeregin nagusia izpiak iragaztea da. Kolimatzailea berunezkoa da eta milaka zulo ditu. Atal hau soilik hodiekiko paraleloak diren gamma izpiek igaro dezakete, sakabanaturik edo desbideraturik daudenak ordea ez. Hauek kolimatzaileak xurgatzen ditu. Hau da, kolimatzailearen helburu nagusia beharrekoak ez diren izpiak ezabatzea eta honela ahalik eta irudi garbiena lortzean datza.

Izarniadura-beira 
Izarniadura-beira gamma izpien energia xurgatzen du, eta horren eraginez argi-fotoiak igortzen ditu. Elementu honetan, gamma fotoiek kristalean talka egiten dute energia altuko elektroi bat libre utziz. Honela, askatutako elektroiak beste elektroi batzuk kitzikatzen ditu kristala zeharkatzen duen bitartean. Jarraian, kitzikatutako elementuak argi-izpiak askatzen dituzte beraien egoera normalera bueltatzeko helburuarekin.

Geihen erabiltzen diren izarniadura-beirak hurrengoak dira: NaI (sodio ioduroa) eta BGO (bismuto germanatoa).

Hodi fotobiderkatzaileak 
Hodi bakoitzak argi-seinaleak seinale elektriko bihurtzen ditu, eta anplifikatzen ditu.

Atal honek hainbat elementuz osatuta dago: fotokatodo, dynode (elektroi kopurua handitu eta elektroiak azeleratzen dituen xafla metalikoa) batzuetaz, anodo eta sistema elektriko bat. Elementu hauek guztiak potentzial positiboa sorrarazten dute, honako prozesu hau jarraituz:

Lehenik eta behin, argi-fotoiek fotokatodoa igarotzen dute, 7-10 fotoi iristean elektroi bakarra askatuz. Elektroiak dynode-tara heltzen dira, eta ailegatzen den elektroi bakoitzeko 3-4 elektroi askatzen dira. Aipatutako prozesua 10-14 aldiz burutu ostean 106-108 elektroi lortzen dira anodoan jatorrizko argi-fotoi bakoitzeko.

Isotopoen kokapena zehazteko zirkuitu logikoa 
Zirkuitu logikoa gorputzean dauden erradioaktibitate handieneko guneak identifikatzeaz arduratzen den zirkuitu elektronikoa da. Honela, erradioisotopo gehien dituzten gorputz atalak identifikatzen ditu.

Pultsu-intentsitate aldaratzailea 
Jasotako seinaleak baliagarriak diren ala ez erabakitzen du, horiek potentzial-tarte batekin konparatuz.

Unitate-hautatzailea 
Bi gamma izpi desintegrazio prozesu beretik sortuak direla zehazteko unitate hautatzailea erabiltzen da. Horretarako, 12 ns-ko denbora-leihoa erabiltzen da. Hau da, bi gamma izpiak jasotzeko behar den denbora-tartea 12 ns baino txikiagoa izan behar da.

Segurtasun-neurriak 
Medikuntza arloan pazienteen, medikuen eta erizainen segurtasunak garrantzia handia du. Horregatik, erradiofarmakoa eta gela guztiak erradiaziotik guztiz isolatuta egon behar dira. Horretarako, hurrengo materialak erabiltzen dira; beruna, altzairua, hormigoia, adreilua eta berun-beira.

Alde batetik, PET analisirako gelen hormak berun-hormigoiz eraikitzen dira eta leihoak berun-beiraz. Era honetan, gelatik kanpo dagoen edozein pertsona babestua egongo da gamma izpien aurrean.

Beste aldetik, erradioisotopoak hot lab izeneko laborategietan dauden berunezko bilgarrietan metatzen dira, hauen arrisku mailaren ondorioz.

Normalean, erradiofarmakoak injekzio bidez giza organismora barneratzen dira. Injekziorako erabiltzen diren xiringak isolatzaile erradiaktiboak izan behar dira, PET sisteman erabiltzen diren beste gailu edo elementu guztiak bezala. Horretarako, wolframez eta berun-beiraz fabrikatzen dira.

PETaren azterketa-prozesua 
 Ziklotroian erradiofarmakoak sortzen dira, anpulutan bildu eta hot lab-eko biltegian metatzen dira.
 Erradio-farmakoa anpulutik xiringara pasatzen dira pazientean injektatu aurretik.
 Ondoren, xiringa injekzio-gelara eramaten da, eta bertan pazienteari farmakoa injektatzen zaio.
 Pazienteak injekzio gelan, esku-ohe batean etzanda, 45-60 minutu inguru itxaroten ditu.
 Erradioisotopoak afinitatea duten lekuetara heltzeko.
 Muskulu eskeletikoen kontsumoa erreduzitzeko (mugimendu anatomikoek energia (glukosa) kontsumitzen dute).
 Pazienteak azterketa-gelara joan aurretik gernua egiten du:
 Gernu-maskurian metaturiko erradioisotopo kontzentrazioa gutxitzeko.
 Gernu-maskuritik igorritako gamma izpien ondorioz sortutako interferentziak erreduzitzeko.
 Pazientea 20-30 minutu inguruan PET eskanerraren bitartez aztertzen da.
 Hartzaileek gamma izpiak jasotzen dituzte eta programa informatiko baten bitartez irudia sortzen da.

Erreferentziak

Kanpo estekak 

Onkologia
Medikuntza nuklearra
Ekipamendu medikoa
Onkologiako erradioterapia
Medikuntzako fisika
Neuroirudigintza