833

Rozdział 27

POZYTONOWA EMISYJNA TOMOGRAFIA KOMPUTEROWA (PET)

Eduard Pankowski

27.1. Wstęp

Biologiczna aktywność człowieka jest wynikiem biochemicznych reakcji zachodzących wewnątrz organizmu. Identyfikowanie odbiegających od normy biochemicznych aktywności (patologia) oraz ich obserwacja w możliwie wczesnym stadium są jednymi z podstawowych celów medycyny. Pozytonowa tomografia emisyjna PET stanowi w yspecjalizowany system (metoda oraz złożone urządzenia techniczne), który łączy wczesną ocenę biochemicznej patologu z dokładną jej lokalizacją dokonaną przez komputerową rekonstrukcję obrazu.

Do żywego organizmu wprowadza się związek chemiczny z oczekiwaną biologiczną aktywnością. Związek ten jest znakowany radioaktywnym izotopem (patrz tab. 27.1). który rozpadając się emituje pozyton (elektron o ładunku dodatnim). Pozyton niemal natychmiast oddziałuje z elektronem otoczenia i obydwie cząstki ani-hilują zgodnie z prawami fizyki. Znika układ cząstka-antycząstka. a powstają dwa kwanty promieniowania y (patrz rozdział 23) poruszające się w przeciwne strony wzdłuż tego samego kierunku. Przenikają przez otaczającą tkankę i są rejestrowane przez odpow iednio umieszczone detektory (patrz. ryc. 27.4). Informacja o ilości fotonów y zarejestrowanych przez detektory jest przesyłana do komputera, który stosując odpowiedni algorytm matematyczny w krótkim czasie odwzorowuje przestrzenny rozkład radioaktywności, w granicach badanego obiektu. Na monitorze dołączonym do komputera wyświetlany jest zrekonstruowany obraz warstwy z dokładną lokalizacją źródeł pozytonów. Intensywność sygnału na wyświetlanym obrazie warstwy jest proporcjonalna do ilości zgromadzonego w danym miejscu radioaktywnego znacznika.

27.2. Budowa i zasada działania tomografu emisyjnego PET

Brownell i Sweet jako pierwsi w 1953 roku opracowali praktyczny przyrząd rejestrujący fotony y powstałe w wyniku pozytonowej anihilacji. Jednak dopiero prace Budingera. Hoffmana i Phelpsa doprowadziły w 1977 roku do zbudowania pierw szego prototypu tomografu PET przeznaczonego dla potrzeb diagnostyki medycznej Zasada działania tomografu emisyjnego PET opiera się na określeniu współrzędnych anihilacji pozytonu przez pomiar koincydencji czasowej (jednoczesne wystę-

833