Pozitrónová emisná tomografia

Pozitrónová emisná tomografia, skr. PET, je zobrazovacia metóda nukleárnej medicíny založená na princípe anihilácie, následnej detekcii žiarenia a jeho rekonštrukcii na rez tkaniva v danej rovine.

Princíp 
Niektoré radiofarmaká sú schopné emitovať pozitrón. Fúzia pozitrónu s elektrónom sa nazýva anihilácia. Vzniknú pri nej dva fotóny, ktorých dráhy letu zvierajú uhol 180 stupňov. Tie sú následne detegované scintilačným detektorom (detektory sa nachádzajú v kruhu, obkružujúc pacienta, v ktorého tele jav anihilácie nastáva). V prípade, že dva oproti sebe postavené detektory zaznamenajú fotón (scintilujú, pozri scintilácia), získame predstavu, že na priamke ktorá je preložená danými detektormi došlo k anihilácii. Keďže detektory sú v kruhu okolo pacienta, môžeme získať predstavu o tom, kde presne daná anihilácia nastala a tak lokalizovať radiofarmakum v tele pacienta.

Výpočtovo-tomografické spracovanie 
Rotujúce, resp. do kruhu okolo pacienta usporiadané detektory scintilačne zosnímajú fotóny vzniknuté anihiláciou v rôznych uhloch. Snímka-projekcia z určitého uhla má podobu riadka. Jeho teoretický vznik môžeme aproximovať takto: Na príslušný pomyselný rez (v transverzálnej rovine) sa pozrieme zboku. Aktivity jednotlivých bodov ležiacich na priamke sa sčítajú. Takto vznikne výsledná podoba projekčného riadka: oblasti s veľkým počtom za sebou ležiacich aktivít sú viac vyznačené (napr. farebne) a naopak. Spomínané projekcie (riadky) sa skladajú na seba – projekcia z uhla 1 stupeň nad projekciu z uhla 2 stupne atď. Takto vznikne tzv. sinogram (preto, lebo v ňom pozorujeme sínusoidnú morfológiu). Existujú 2 spôsoby následnej analýzy:
- Filtrovaná spätná projekcia
- Iteratívna algebrická rekonštrukčná technika

Filtrovaná spätná projekcia 
Jednotlivé riadky sinogramu sa premietajú (môžeme si predstaviť ako ich roztiahnutie vo vertikálnom smere, takže riadok dostane podobu vysokého riadka, resp. štvoruholníka) do prázdneho obrazu v uhloch ako boli snímané, ale v opačnom poradí. Miesta, kde sa aktivity (vyznačené oblasti) navyše prekrývajú, sa nachádza zdroj žiarenia. Následne sa obraz podrobí filtrovaniu.

Iteratívna algebrická rekonštrukčná technika 
Používa matematicky aproximatívny prístup. Začína homogénnou snímkou (priemer aktivít zo všetkých projekcií). Ten sa následne virtuálne zosníma pod všetkými uhlami. Výsledok sa porovná (odpočíta) od skutočných riadkov sinogramu a spätne premietne. Toto sa opakuje niekoľkokrát.

Medicínska aplikácia

Onkológia 
Diagnostika reziduálnych neoplastických ložísk, kostných metastáz. Nádorovo postihnuté tkanivá vykazujú zvýšenú úroveň metabolizmu – zvyšuje sa u nich vychytávanie glukózy označenej rádionuklidom fluóru-18, ktorého polčas premeny je 110 minút – FDG (2-[18F]fluór-2-deoxy-D-glukózy). FDG vstupuje do bunky obdobne ako glukóza, ale nerozloží sa a uviazne v nej. U dospelého človeka sa aplikuje 200 – 400 MBq FDG. Metastázy v kostiach indukujú intenzívnejšiu remodeláciu kostného tkaniva a teda aj spomenutý nárast metabolizmu. 
Niekedy je možné lokalizovať nádorové ložisko na princípe nádorovej radioimunodiagnostiky.

Zobrazenie zápalu 
Taktiež tkanivá, v ktorých prebieha zápal intenzívnejšie, utilizujú FDG.

Neurológia, neurovedy, psychiatria 
Zobrazenie epileptogénnych zón s intenzívnou konzumpciou označenej glukózy, funkčné mapovanie receptorovej aktivity mozgu (dnes skôr fMRI).

Najpoužívanejšou rádiofarmakologickou látkou je FDG, ktorá sa masívne distribuuje do tkanív s vysokým metabolickým obratom – to umožní zobraziť tkanivá z funkčného hľadiska. Napríklad nádorové ložiská majú zvýšenú úroveň metabolizmu a teda aj utilizácie glukózy. Iným spôsobom využitia je funkčné mapovanie mozgového kortexu. Pri počúvaní hudby sú metabolicky aktívnejšie oblasti temporálneho laloku, zatiaľ čo pri pozorovaní objektu sa aktivujú oblasti mediálnej strany okcipitálneho laloka.

Referencie

Iné projekty 

Medicína