文章的标题不是偶然选择的。 NITU MISiS博客上有一篇文章
“激光将帮助诊断癌症” ，其中详细介绍了激光荧光显微镜的工作原理，但实际上，关于癌症的诊断一事无成。 相当久以前，我有一个模糊的想法，对这种诊断癌性肿瘤的方法（如正电子发射断层扫描（以下简称PET））进行简短回顾。 有关
建造核医学中心和
有关MRI的文章的消息仅增强了这一想法。
PET的基本原理
该诊断方法是基于这样的事实，即具有整个人的新陈代谢特征的某些物质，特别是癌细胞具有放射性标记，然后被引入人体。 这种连接称为放射性药物-radiopharmaceutical。 随后检测到衰变产物，您可以建立体内标记物分布的三维图，以确定健康人不典型的吸收区域。 PET方法的一个重要特征是主要的衰减机制是β加衰减，即 随着正电子的形成而衰减。
PET / CT（正电子发射，与计算机结合）断层扫描仪GE Discovery610。图像取自GE Healthcare的官方网站。
注意事项 病人脚部的垂直支架是呼吸控制系统。
在这里值得对量子力学大跌眼镜。 正电子和电子的ni灭不会立即发生。 放射性标记发射的正电子在遇到电子时会形成结合态-“正电子”。 电子和正电子都是费米子，因此束缚态的总自旋可以为零（对正电子）或单数（正电子）。 对位正电子的寿命约为0.1 ns，而正位正电子的寿命长3个数量级。 对正电子只能衰变为偶数个伽马射线，而正正电子只能衰变为奇数个伽马射线。 这种行为源于量子力学奇偶性和对称性的守恒定律。 鉴于在PET情况下正电子能量低，我们可以假设只有2光子和3光子衰减是可能的。 此外，由于正电子的寿命更长，正电子组成中的正电子可与介质中的其他电子发生反应，并具有从正态到对位态的跃迁。 实际上，主要的衰变机理是随着2 gamma量子的形成而发生衰变，尽管从量子力学的角度来看，正-正电子的形成可能性要高3倍。 以上仅适用于人体密集的介质。 重要的是，发射的伽玛射线具有511 keV的相同能量，并且必须在完全相反的方向上散射。 在量子力学的框架中，可以严格地证明这一说法，在宏观世界的力学框架中，可以这样表示：只要正电子能量超过1022 keV（电子和正电子的总静止能量），正电子就会“活着并移动”，在与物质相互作用时失去能量。 一旦正电子能量下降到1022 keV，即 当它“停止”时，会以相同的能量在180度释放2个伽玛射线而发生an灭。
对位和正位衰变图所发射的伽马射线的配准使得可以高精度确定衰减点。 事件被认为是在环形检测器的相对侧同时记录了2个伽玛射线。
同位素
用于PET的所有同位素都是短暂的。 最广泛使用的同位素的半衰期：18 F（氟18）-109分钟，11C（碳11）-20分钟，13N（氮13）-10分钟。 寿命最短的PET之一是15O（15号氧气），半衰期为122秒。 鉴于此事实，除氟外，获得PET同位素的唯一方法是在回旋加速器上进行原位合成。 “回旋加速器”一词立即使人联想到LHC，幸运的是，用于PET的医用回旋加速器更加紧凑。 特征尺寸为3 m，特征质子能量高达30 MeV。
GE PETtrace 800回旋加速器。图片来自GE Healthcare官方手册在回旋加速器上运行一段时间后，同位素进入专门的实验室，在该实验室中进行所需放射性药物的合成。 所得放射性药物必须在质量控制实验室中进行强制性验证，以确认所获得的物质是必需的放射性药物，不含毒素并且可以安全地施用于患者。 在收到质量控制实验室的确认后，将放射性药物引入患者体内，并在断层扫描仪（PET / CT或PET / MRI）上进行研究。
PET的最常见的（如果不是最常见的）放射性药物之一是18F-FDG（氟脱氧葡萄糖），本质上是标记有氟18原子的葡萄糖分子。 在分裂时，癌细胞分别在吸收葡萄糖方面极为活跃，如果图像显示出大量葡萄糖，而不是健康新陈代谢的特征，那么该区域很可能会发生癌细胞的生长。
分子18F-FDG。 18F原子取代了一个OH基团结论
重要的是要注意，PET是一种功能性方法，而CT或MRI是解剖学方法。 即 如果在非常早期就有肿瘤，那么在CT或MRI上它不会在健康器官的背景下脱颖而出，而在PET上它已经“发光”了。 因此，要获得完整的图片，有必要结合两种方法-PET观察肿瘤，CT或MRI对器官进行精确的解剖学结合。
CT，PET和PET / CT的图像一致。 来自互联网的图片PS：很少在哪里提及，但是PET方法不仅用于诊断癌症，而且还用于研究内部器官的功能。 例如，该方法已在心脏功能研究的心脏病学中得到广泛应用。