Pozitronemissziós tomográfia (PET) — elv, nyomjelzők és alkalmazások

Pozitronemissziós tomográfia (PET): nyomjelzők működése, alkalmazások az agykutatásban és daganatfelderítésben — részletes, gyakorlatias ismertető.

A pozitronemissziós tomográfia (gyakran PET) egy orvosi képalkotó eljárás. Egy speciálisan erre a célra gyártott eszköz képes megmutatni egy gyengén radioaktív anyag útját és eloszlását. Ezt az anyagot nyomjelzőnek nevezik. A nyomjelző feloldódik a vérben, amely elszállítja az agyba. Ott koncentrálódik a különösen aktív agyi struktúrák körül. A PET-vizsgálat kimutatja a radioaktivitást, és azt az agy digitális képévé alakítja át, kiemelve az aktív területeket. A PET-vizsgálatokat gyakran használják a daganatok kimutatására. A különböző típusú vizsgálatokhoz különböző nyomjelzőket használnak. Nagyon gyakran a nyomjelzők cukorhoz hasonlóak, vagy olyan cukrok, amelyeket kifejezetten erre a célra módosítottak.

Hogyan működik a PET?

A PET során a vizsgálat előtt a betegnek egy nagyon kis aktivitású radioaktív vegyületet (nyomjelzőt) adnak be általában vénás injekció formájában. A nyomjelző rádióaktív magja pozitront bocsát ki (pozitronemisszió). A pozitron rövid úton találkozik egy elektronnal, és annihiláció történik: két, 511 keV energiájú gammafoton keletkezik, amelyek nagyjából 180°-kal ellentétes irányban távoznak. A PET-készülék gyűrűs detektorai ezt a két fotont egyidejű eseményként (koinkidencia) érzékelik, és ezekből számítógépes rekonstrukcióval háromdimenziós kép készül, amely a nyomjelző eloszlását mutatja.

Nyomjelzők és izotópok

A leggyakrabban használt PET-nyomjelző a fluorozott glükóz, az 18F-FDG (fluorodeoxiglükóz), amely a sejtek glükózfelvételét jelzi — ezért különösen hasznos daganatok, gyulladások és agyi anyagcsere vizsgálatára. Más gyakori izotópok és jellemzőik:

• 18F (pl. 18F-FDG): felezési ideje ~110 perc, könnyebb logisztika a rövid, de nem túl rövid távú elosztáshoz;
• 11C: felezési idő ~20 perc, kifejezetten a helyszínen (vagy nagyon közel) történő előállítást igényli;
• 13N és 15O: még rövidebb felezési idővel (~10 perc és ~2 perc), elsősorban kutatásban vagy speciális perfúziós vizsgálatoknál;
• 68Ga: generatorról nyerhető, hasznos a neuroendokrin tumorok és PSMA/DOTATATE típusú vizsgálatokhoz;
• specifikus receptor- vagy fehérje-célú molekulák (pl. amyloid-, tau- vagy PSMA-tracerek), amelyek célzottan mutatják meg egyes betegségekhez kapcsolódó strukturális vagy biokémiai folyamatokat.

Előállítás és logisztika

A nyomjelzők előállítása sokszor ciklotronban történik, majd radiokémiai jelölés és minőségellenőrzés következik. Mivel sok izotóp felezési ideje rövid, az előállítást és a vizsgálatot gondosan időzíteni kell: emiatt a nyomjelzők felezési ideje miatt gyakran nem lehet őket nagy mennyiségben, hosszú tárolásra előállítani. Egyes izotópok (pl. 68Ga) esetén generator használata csökkenti a ciklotronigényeket, de még így is szükséges a szigorú gyógyszerminőség és radioaktív biztonság betartása.

Alkalmazási területek

• Onkológia: daganatok kimutatása, stádium-meghatározás, kezelés hatékonyságának ellenőrzése, recidíva keresése;
• Neurológia: Alzheimer-kór és más dementiák diagnosztikája (amyloid- és glükózanyagcsere-vizsgálatok), epilepszia-fókusz lokalizálása, mozgásszervi betegségek kutatása;
• Kardiológia: miokardiális perfúzió és metabolizmus vizsgálata (szívizom életképességének meghatározása);
• Gyulladás és fertőzés: gyulladásos gócok és lázas állapotok lokalizálása (FDG vagy speciális jelöltek);
• Kutatás és gyógyszerfejlesztés: új gyógyszerek farmakokinetikájának és célzott hatásának vizsgálata.

Vizsgálati folyamat és előkészítés

A beteget általában felkérik, hogy előtte néhány órával ne egyen (különösen FDG-vizsgálatnál), kerülje a fizikai megterhelést, és tájékoztassa kezelőorvosát az aktuális gyógyszerekről és esetleges cukorbetegségéről. A nyomjelző beadása után van egy várakozási idő (uptake fázis), majd maga a felvétel, amely típusától függően 20–45 percig tarthat. Sok intézményben a PET/CT kombinált készüléket használják, a CT segít az anatómiai lokalizációban és az attenuációs korrekcióban.

Biztonság, korlátok és mellékhatások

A PET-vizsgálat általában biztonságos; a beadott radioaktivitás csekély és az idővel gyorsan lecsökken. A vizsgálattal járó sugárterhelés mértéke függ a nyomjelzőtől és attól, hogy van-e kiegészítő CT. A PET nem mindig ad specifikus diagnózist: például a gyulladás és a tumor is növelt FDG-felvételt mutathat, így a képalkotást mindig klinikai adatokkal és szükség szerint biopsziával kell kiegészíteni. További korlátok: viszonylag korlátozott térbeli felbontás (jellemzően néhány milliméter), nem minden folyamatot lehet megfelelő jelölővel megjeleníteni, valamint a költségek és az infrastruktúraigény (pl. ciklotron) jelentős tényezők.

Fejlődés és jövő

A technológia folyamatosan fejlődik: digitális detektorok, teljes test PET-készülékek (total-body PET), fejlettebb radiotracerek és kombinált PET/MR rendszerek javítják az érzékenységet, felbontást és a klinikai alkalmazhatóságot. Egyre több, célzott molekuláris tracer jelenik meg, amelyek specifikusabb információt adnak különböző betegségekről, így a PET szerepe a diagnosztikában és a személyre szabott gyógyításban tovább nő.

Kérdések és válaszok

K: Mi az a pozitronemissziós tomográfia (PET)?

K: Mi a PET-vizsgálatok során használt nyomjelző anyag?

K: Mi a célja a PET-vizsgálatoknak?

K: Hogyan mutatják ki a radioaktivitást a PET-vizsgálatok során?

K: Milyen nyomjelzőanyagokat használnak a PET-vizsgálatok során?

K: Mennyi a PET-vizsgálatok során használt nyomjelző felezési ideje?

K: Miért nehéz és drága a nyomjelző előállítása?

Keresés betűvel