W badaniu PET CT wykorzystuje się radioizotopy emitujące promieniowanie
Prawidłowa odpowiedź to promieniowanie beta plus, czyli emisja pozytonów. W badaniu PET/CT stosuje się radioizotopy, które rozpadają się z emisją pozytonu. Ten pozyton po bardzo krótkiej drodze w tkankach (zwykle poniżej kilku milimetrów) zderza się z elektronem i dochodzi do zjawiska anihilacji. W wyniku anihilacji powstają dwa kwanty promieniowania gamma o energii 511 keV, lecące w prawie dokładnie przeciwnych kierunkach (pod kątem 180°). I to właśnie te dwa fotony gamma są rejestrowane przez detektory w pierścieniu tomografu PET. System elektroniczny analizuje tzw. koincydencję tych fotonów, wyznacza linię, na której nastąpiła anihilacja, i na tej podstawie rekonstruuje obraz rozmieszczenia radiofarmaceutyku w organizmie. Czyli w praktyce: do organizmu podajemy emiter beta plus (np. 18F w FDG, 11C, 13N, 15O), ale detektory rejestrują już promieniowanie gamma powstałe po anihilacji. Z punktu widzenia fizyki medycznej kluczowe jest, że sam izotop musi być β+, bo tylko wtedy mamy anihilację i charakterystyczne dwa fotony 511 keV, które można wykryć w koincydencji. To odróżnia PET od klasycznej scyntygrafii SPECT, gdzie używa się głównie czystych emiterów gamma (np. 99mTc) i gammakamer. W nowoczesnych standardach pracowni medycyny nuklearnej (Euratom, IAEA, wytyczne EANM) wyraźnie podkreśla się dobór radioizotopów β+ o odpowiednim okresie półtrwania i energii pozytonów, co ma wpływ na jakość obrazu, rozdzielczość przestrzenną i dawkę dla pacjenta. W praktyce klinicznej najczęściej stosuje się 18F-FDG w onkologii, kardiologii i neurologii, właśnie dlatego, że jako emiter beta plus idealnie współpracuje z systemem PET i pozwala ocenić metabolizm glukozy w różnych tkankach, szczególnie w guzach nowotworowych.
W PET/CT bardzo łatwo pomylić się, bo na pierwszy rzut oka wydaje się, że skoro urządzenie rejestruje promieniowanie gamma, to używa się izotopów gamma. I tu jest ten typowy błąd myślowy: mylimy to, co emituje radioizotop, z tym, co w końcu rejestruje detektor. W PET kluczowy jest emiter beta plus, czyli taki radionuklid, który w swoim rozpadzie wytwarza pozyton. Pozyton to antycząstka elektronu, naładowana dodatnio. Po krótkim torze w tkance pozyton zderza się z elektronem i dopiero wtedy dochodzi do anihilacji i powstają dwa fotony gamma o energii 511 keV. Detektory PET nie rejestrują więc bezpośrednio rozpadu beta, tylko produkty anihilacji. Promieniowanie alfa nie ma tu w ogóle zastosowania – cząstki alfa mają bardzo mały zasięg w tkankach i są silnie jonizujące, przez co kompletnie nie nadają się do obrazowania tomograficznego całego ciała. Stosuje się je czasem w terapii izotopowej, ale nie w PET. Emiter beta minus też nie pasuje, bo w tym rozpadzie powstaje elektron, a nie pozyton. Elektron nie anihiluje z elektronem, tylko traci energię w ośrodku przez jonizację i hamowanie, więc nie generuje tych charakterystycznych dwóch fotonów 511 keV pod kątem 180°. Tego rodzaju izotopy wykorzystuje się głównie w terapii (np. 90Y, 131I), ewentualnie w innych typach badań, ale nie w klasycznym PET. Często zdarza się też, że ktoś odpowiada „gamma”, bo kojarzy, że w medycynie nuklearnej jest gammakamera i scyntygrafia. Tam faktycznie używa się emiterów gamma, ale to jest SPECT, a nie PET. PET opiera się właśnie na fizyce anihilacji pozyton–elektron. Moim zdaniem warto sobie to poukładać tak: do ciała zawsze podajemy emiter beta plus, a urządzenie rejestruje pary fotonów gamma po anihilacji. Jak zapamiętasz ten ciąg zdarzeń, to podobne pytania przestają być problemem.