Fluor v pozitronové emisní tomografii

Zobrazovací technika založená na interakci živého organismu s pozitrony vzniklými radioaktivním rozpadem jader, a zejména na využití radionuklidu fluoru ¹⁸F, vykazuje slibné výsledky v biologickém a lékařském výzkumu i v klinické praxi.

Moderní zobrazovací metody nám poskytují informace o morfologii či funkci tkání a orgánů a pomáhají nám diagnostikovat nemoci a poruchy. Jejich princip je založen na optických (endoskopie) nebo akustických (ultrasonografie) vlastnostech, na průchodu ionizujícího záření tkáněmi (RTG, CT), na chování látek v magnetickém poli (MRI) nebo na rozpadu radionuklidů ve tkáních (PET, SPECT).

Právě PET (pozitronová emisní tomografie) je minimálně invazivní a velmi citlivá diagnostická zobrazovací metoda. Podává informace o biochemických a fyziologických procesech v živém organismu, neboť v čase monitoruje prostorové rozložení radiofarmaka emitujícího pozitrony. Často je kombinována s výpočetní tomografií (PET/CT) nebo s magnetickou rezonancí (PET/MRI) pro přesnější anatomickou lokalizaci a diagnostiku metabolických změn. V ČR je nyní více než patnáct PET center.

V PET se používají různé izotopy emitující pozitron. Izotop fluoru ¹⁸F je z nich nejvýhodnější, protože má nejdelší poločas rozpadu (obr. 1A) a nízkou energii vzniklých pozitronů. Ty v organismu urazí jen krátkou dráhu (nejvýše dva milimetry), než během několika nanosekund anihilují s elektronem za vzniku dvou fotonů záření γ. Výsledný obraz má díky tomu vyšší rozlišení.

Pro přípravu fluoru ¹⁸F se využívá nukleární reakce, při níž se izotop kyslíku ¹⁸O (jako výchozí látka se využívá izotopicky značená voda nebo molekula kyslíku) bombarduje protony (p⁺) urychlenými v cyklotronu za vzniku izotopu ¹⁸F a neutronu (n). Zpětně pak dochází k rozpadu fluoru na kyslík a současné emisi pozitronu (e⁺) – obr. 1B.

Fotony záření γ vzniklé anihilací pozitronu s elektronem jsou emitovány v opačných směrech do detektoru umístěného v prstenci okolo pacienta. V něm jsou zachyceny a převedeny na elektrický signál. Z množství detekovaných fotonů ve stejném čase a v různých směrech záření je možno lokalizovat místo vzniku záření a zrekonstruovat aktivitu radiofarmaka ve formě 2D nebo 3D obrazu (obr. 1C). Nejčastěji se metoda PET, kombinovaná s CT nebo MRI, používá v onkologii při zobrazování zhoubných nádorů v těle a lokalizaci metastáz, v neurologii při sledování akumulace amyloidního plaku u pacientů s Alzheimerovou chorobou, Parkinsonovou nemocí nebo trpících epilepsií, dále v kardiologii a při vývoji léčiv – studuje se jejich účinek a vyhodnocují se interakce s receptorem.

A. Radionuklidy využívané v PET a jejich poločasy rozpadu. B. Nukleární reakce využívané v ¹⁸F PET . C. Princip PET přístroje: anihilace pozitronu (emitovaného při rozpadu fluoru ¹⁸F) s elektronem za vzniku dvou fotonů záření γ a zachycení těchto fotonů detektorem. D. Přístroj kombinující PET s výpočetní tomografií (CT ).Snímek Philips

Příprava ¹⁸F-radiofarmak