Радионуклидная эмиссионная томография

Радионуклидная эмиссионная томография принадлежит к относительно новым способам радионуклидного исследования. Как и при обычной сцинтиграфии, при эмиссионной томографии производят регистрацию гамма-излучения введенных в организм РФП, но сбор информации осуществляют с помощью многих детекторов, расположенных вокруг больного, или одного - двух вращающихся вокруг него детекторов. Как и при рентгеновской компьютерной томографии, исследуемый объект рассматривают как совокупность тонких параллельных слоев. По характеру излучения используемого радионуклида все эмиссионные томографы разделяют на однофотонные и позитронные (двухфотонные).

Выбор РФП осуществляют при однофотонной томографии таким же образом, как и при обычной сцинтиграфии. В ротационной томокамере детекторы укреплены на вращающейся вокруг пациента раме. Компьютерная обработка данных позволяет получать изображение распределения радионуклида в различных слоях тела и количественно проанализировать изменения этого распределения во времени. При наличии достаточного числа поперечных «срезов» можно с помощью алгоритмов реорганизации данных отобразить распределение радионуклида в виде набора продольных и косых томограмм. Эмиссионная томография предоставляет врачу более точную информацию о распределении РФП, чем обычная сцинтиграфия, и позволяет изучать нарушения физиологических, биохимических и транспортных процессов, что важно для ранней диагностики патологических состояний.

Для позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ) в организм пациента вводят позитронизлучающий радионуклид. К позитронно-активным радионуклидам относятся короткоживущие изотопы углерода (период полураспада 20,4 мин), азота (10 мин), кислорода (2,03 мин), фтора (110 мин). Испускаемые этими нуклидами позитроны аннигилируют вблизи атомов с электронами. При аннигиляции пара позитрон — электрон исчезает, образуя два гамма-кванта, разлетающиеся в строго противоположном направлении. Каждый из этих квантов имеет энергию 511 кэВ. Эти два кванта регистрируются двумя противоположно расположенными детекторами. Одновременное появление в обоих детекторах сигналов приводит к срабатыванию схемы совпадений. Компьютерная обработка сигналов с большого числа детекторов, расположенных вокруг больного кольцом диаметром 45—65 см, или же с детекторов, совершающих движение вокруг больного, приводит к восстановлению изображения объекта. Чтобы представить себе сложность и красоту метода, достаточно указать, что для объекта диаметром 20 см необходимо получить 4000 проекций для компьютерной обработки. Но в этом случае возможно воссоздание объемного и цветного изображения объекта на дисплее.

Пространственное разрешение ПЭТ хуже, чем на компьютерных рентгеновских и магнитно-резонансных томографах, но чувствительность фантастическая. При ПЭТ удается констатировать изменение расхода глюкозы, меченной изотопом углерода, в «глазном центре» головного мозга при открывании глаз. Поэтому ПЭТ используют при исследовании тончайших метаболических процессов в мозге, вплоть до мыслительных. Но все позитронно-активные радионуклиды очень быстро распадаются. К тому же все они циклотронного происхождения. Следовательно, ПЭТ возможна только в радиологическом центре, связанном с циклотроном. В этом центре должны быть циклотрон, радиохимическая лаборатория, радиофармацевтическая лаборатория, позитронный томограф и компьютер для обработки информации.

Несмотря на все трудности технического порядка, ПЭТ представляется весьма перспективным методом для крупных научно-исследовательских и лечебных центров. С помощью ПЭТ изучают метаболизм глюкозы, жиров и белков в организме, кинетику переноса веществ через клеточные мембраны, динамику концентрации водородных ионов в клетках, усвояемость лекарственных препаратов. Большие надежды возлагают на ПЭТ в ранней диагностике заболеваний головного мозга, в том числе психических.