Positronemissietomografie
Positronemissietomografie (PET) is een beeldvormende techniek waarbij een radioactieve isotoop (een radionuclide) wordt ingebracht bij de patiënt. Deze isotoop produceert tijdens zijn verval positronen, oftewel elektronen met positieve lading (anti-elektronen). Daarmee kan een driedimensionaal beeld worden gevormd van de verdeling in het lichaam van deze radionucliden.
Deze techniek bestaat sinds de jaren zeventig.
Inhoud |
[bewerk] Werking van PET
[bewerk] Productie van de radioactieve stof
Omdat de radionuclide een korte halfwaardetijd heeft, moet hij kort voor de toepassing worden geproduceerd. Een radionuclide wordt gemaakt met een cyclotron of een kernreactor. Aangezien het om een isotoop gaat, kan deze net als een niet-radioactief atoom ook in een verbinding worden opgenomen met behulp van chemische synthesereacties. Als men daarvoor nu een verbinding kiest die selectief door de aan te tonen afwijking in het lichaam wordt opgenomen, kan men de plaats van die stof in het lichaam vervolgen, Zodat bijvoorbeeld glucosetransport in weefsel zichtbaar kan worden gemaakt.
[bewerk] Toediening van de radioactieve stof
Patiënten krijgen bijvoorbeeld een injectie met de radionuclide-bevattende stof. Deze stof verspreidt zich in eerste instantie door het bloed, zodat het bloedvaatstelsel zichtbaar kan worden gemaakt. Als de radionuclide gekoppeld zit aan een stof die door bepaalde cellen wordt opgenomen, kunnen ook die cellen zichtbaar gemaakt worden.
[bewerk] Detectie
De radionuclide vervalt spontaan onder het uitzenden van een positron. Elk positron zal binnen een millimeter in aanraking komen met een elektron, waarbij annihilatie optreedt. De gehele energie van zowel positron als elektron komt hierbij vrij in de vorm van twee gammafotonen die in precies tegengestelde richting uitgezonden worden, omdat er geen massa meer is, waardoor de resulterende totale impuls 0 moet zijn.
Deze gammastralen worden gedetecteerd door een detectorring of twee zich aan weerszijden van de patiënt bevindende roterende gammacamera's. Als twee fotonen tegelijk worden gedetecteerd door twee detectoren zijn ze afkomstig van het verval van hetzelfde positron, dat zich dus op een rechte lijn tussen de detectiepunten moet hebben bevonden.
[bewerk] Beeldvorming
Een groot aantal van dergelijke vervalgebeurtenissen samen, geobserveerd vanuit verschillende richtingen door een ring van detectoren kan door een computer worden samengesteld tot een driedimensionaal beeld, bijvoorbeeld door een terugprojectie - algoritme.
Het oplossend vermogen is vrij hoog (enige mm).
[bewerk] Beperkingen van PET
De PET-techniek wordt vooral beperkt door drie factoren:
- De te gebruiken radionucliden moeten een korte halfwaardetijd hebben om de patiënt niet te veel met straling te belasten; meestal gaat het om uren, zodat voor de bereiding van het nuclide een cyclotron ter plaatse of op geringe afstand beschikbaar moet zijn;
- Het nuclide moet kunnen worden ingebouwd in de te gebruiken stof binnen die tijd.
- Er moet een stof bekend zijn die de gewenste afwijking aantoont.
Dit alles maakt de techniek bewerkelijk en kostbaar.
[bewerk] Toepassing van PET
De toepassing van PET is afhankelijk van de beschikbaarheid van een stof die specifiek doordringt in het weefsel dat zichtbaar gemaakt moet worden.
Zo kan PET bijvoorbeeld worden gebruikt om te onderzoeken hoeveel bloed er op elk moment van de hartslag in een bepaalde slagader zit.
PET wordt vooral gebruikt om sommige tumoren en uitzaaiingen aan te tonen. Dat is mogelijk door chemische koppeling van radioactief fluor-18 aan glucose. Patiënten krijgen een injectie met dit mengsel. Na drie kwartier inwerking is op de scan te zien welke cellen veel actiever zijn en de meeste suiker opnemen. De cellen die verkwistend omgaan met energie vormen de indicatie voor de aanwezigheid van tumorcellen. De scan duurt ongeveer 45 minuten. Het radioactieve fluor is slechts korte tijd te gebruiken. Het wordt aangemaakt in een cyclotron en moet op dezelfde dag gebruikt worden voor de scan.
De PET-scan-techniek wordt in Nederland en België steeds vaker toegepast voor onderzoek bij de verdenking van lymfklier-, borst-, darm-, huid-, en longkanker. De PET-scan geeft bij een vermoeden van longkanker 96 % zekerheid. De PET-scan kan onnodige operaties voorkomen doordat uitzaaiingen worden aangetoond die bij een traditionele CT-scan niet zichtbaar waren.
[bewerk] Verwante technieken
Een verwante techniek is de SPECT-scan, (Single Photon Emission Computed Tomography) die van een ander type radionucliden gebruikt maakt om ongepaarde gammafotonen aan te tonen; de houdbaarheid van de diagnostische isotoopverbindingen is groter. Omdat plaatsbepaling van de ongepaarde gammafotonen slechts mogelijk is met een collimator heeft een SPECT scan in het algemeen een wat slechtere ruimtelijke nauwkeurigheid (circa 0.5-1 cm) en bevatten SPECT afbeeldingen meer ruis.
