Positron-Emissionstomographie (PET) ist eine Kernmedizin-Bildaufbereitungstechnik, die ein dreidimensionales Image oder Bild von funktionellen Prozessen im Körper erzeugt. Das System entdeckt Paare der Gammastrahlung ausgestrahlt indirekt durch ein Positron ausstrahlendes Radionuklid (Leuchtspurgeschoss), das in den Körper auf einem biologisch aktiven Molekül eingeführt wird. Dreidimensionale Images der Leuchtspurgeschoss-Konzentration innerhalb des Körpers werden dann durch die Computeranalyse gebaut. In modernen Scannern wird dreidimensionale Bildaufbereitung häufig mithilfe von einem CT Röntgenstrahl-Ansehen vollbracht, das auf dem Patienten während derselben Sitzung in derselben Maschine durchgeführt ist.

Wenn das biologisch aktive für das HAUSTIER gewählte Molekül FDG, eine Entsprechung von Traubenzucker ist, geben die Konzentrationen des Leuchtspurgeschosses dargestellt dann Gewebe metabolische Tätigkeit in Bezug auf das Regionaltraubenzucker-Auffassungsvermögen. Der Gebrauch dieses Leuchtspurgeschosses, um die Möglichkeit der Krebs-Metastase zu erforschen (d. h., sich zu anderen Seiten ausbreitend), läuft auf den allgemeinsten Typ des LIEBLINGS-Ansehens in der normalen ärztlichen Behandlung (90 % des aktuellen Ansehens) hinaus. Jedoch, auf einer Minderheitsbasis, werden viele andere radiotracers im HAUSTIER verwendet, um die Gewebekonzentration von vielen anderen Typen von Molekülen von Interesse darzustellen.

Geschichte

Das Konzept der Emission und Übertragungstomographie wurde von David E. Kuhl, Luke Chapman und Roy Edwards gegen Ende der 1950er Jahre eingeführt. Ihre Arbeit hat später zum Design und Aufbau von mehreren tomographic Instrumenten an der Universität Pennsylvaniens geführt. Tomographic, die Techniken darstellen, wurden weiter von Michel Ter-Pogossian, Michael E. Phelps und anderen in der Washingtoner Universitätsschule der Medizin entwickelt.

Die Arbeit von Gordon Brownell, Charles Burnham und ihren Partnern an Massachusetts Allgemeines Krankenhaus, das in den 1950er Jahren beginnt, hat bedeutsam zur Entwicklung der LIEBLINGS-Technologie und eingeschlossen die erste Demonstration der Vernichtungsradiation für die medizinische Bildaufbereitung beigetragen. Ihre Neuerungen, einschließlich des Gebrauches von leichten Pfeifen und der volumetrischen Analyse sind in der Aufstellung der LIEBLINGS-Bildaufbereitung wichtig gewesen. 1961 haben James Robertson und seine Partner am Brookhaven Nationalen Laboratorium das erste einzeln-stufige LIEBLINGS-Ansehen, mit einem Spitznamen bezeichnet der "Kopfjäger" gebaut.

Einer der für die Annahme der Positron-Bildaufbereitung am verantwortlichsten Faktoren war die Entwicklung von radiopharmaceuticals. Insbesondere die Entwicklung von etikettiertem 2 fluorodeoxy D Traubenzucker (2FDG) durch die Gruppe von Brookhaven unter der Richtung von Al Wolf und Joanna Fowler war ein Hauptfaktor in der Erweiterung des Spielraums der LIEBLINGS-Bildaufbereitung. Die Zusammensetzung wurde zuerst zwei normalen menschlichen Freiwilligen von Abass Alavi im August 1976 an der Universität Pennsylvaniens verwaltet. Mit einem gewöhnlichen (nichtlieblings)-Kernscanner erhaltene Gehirnimages haben die Konzentration von FDG in diesem Organ demonstriert. Später wurde die Substanz im hingebungsvollen Positron tomographic Scanner verwendet, um das moderne Verfahren nachzugeben.

Die logische Erweiterung der Positron-Instrumentierung war ein Design mit zwei 2-dimensionaler Reihe. PC-I war das erste Instrument mit diesem Konzept und wurde 1968 entworfen, 1969 vollendet und hat 1972 berichtet. Die ersten Anwendungen des PCS-I in der tomographic Weise im Unterschied zu die geschätzte tomographic Weise wurden 1970 berichtet. Es ist bald klar vielen von denjenigen geworden, die an der LIEBLINGS-Entwicklung beteiligt sind, dass eine kreisförmige oder zylindrische Reihe von Entdeckern der logische nächste Schritt in der LIEBLINGS-Instrumentierung war. Obwohl viele Ermittlungsbeamte diese Annäherung genommen haben, waren James Robertson und Z.H. Cho erst, um ein Ringsystem vorzuschlagen, das der Prototyp der aktuellen Gestalt des HAUSTIERES geworden ist.

Der PET/CT Scanner, der Dr David Townsend und Dr Nutt zugeschrieben ist, wurde durch das Time Magazin als die medizinische Erfindung des Jahres 2000 genannt.

Beschreibung

Operation

Um das Ansehen zu führen, wird ein kurzlebiges radioaktives Leuchtspurgeschoss-Isotop ins lebende Thema (gewöhnlich in den Blutumlauf) eingespritzt. Das Leuchtspurgeschoss wird in ein biologisch aktives Molekül chemisch vereinigt. Es gibt eine Wartezeit, während das aktive Molekül konzentriert in Geweben von Interesse wird; dann wird das Thema in den Bildaufbereitungsscanner gelegt. Das Molekül meistens verwendet ist für diesen Zweck fluorodeoxyglucose (FDG), ein Zucker, für den die Wartezeit normalerweise eine Stunde ist. Während des Ansehens wird eine Aufzeichnung der Gewebekonzentration gemacht, weil das Leuchtspurgeschoss verfällt.

Da das Radioisotop Positron-Emissionszerfall erlebt (auch bekannt als positiver Beta-Zerfall), strahlt es einen Positron, ein Antiteilchen des Elektrons mit der entgegengesetzten Anklage aus. Der ausgestrahlte Positron reist im Gewebe für eine kurze Entfernung (normalerweise weniger als 1 Mm, aber Abhängiger auf dem Isotop), während deren Zeit es kinetische Energie verliert, bis es sich zu einem Punkt verlangsamt, wo es mit einem Elektron aufeinander wirken kann. Die Begegnung vernichtet sowohl Elektron als auch Positron, ein Paar der Vernichtung (Gamma) Fotonen erzeugend, die sich in ungefähr entgegengesetzten Richtungen bewegen. Diese werden entdeckt, wenn sie einen scintillator im Abtastgerät erreichen, einen Ausbruch von Licht schaffend, das durch Photovermehrer-Tuben oder Silikonlawine-Fotodioden (Si APD) entdeckt wird. Die Technik hängt von gleichzeitiger oder zusammenfallender Entdeckung des Paares von Fotonen ab, die sich in ungefähr der entgegengesetzten Richtung bewegen (es würde in ihrem Zentrum des Massenrahmens genau entgegengesetzt sein, aber der Scanner hat keine Weise, das, und so eine eingebaute geringe Richtungsfehlerrobustheit zu wissen). Fotonen, die in zeitliche "Paare" nicht ankommen (d. h. innerhalb eines Timing-Fensters von ein paar Nanosekunden) werden ignoriert.

Lokalisierung des Positron-Vernichtungsereignisses

Der bedeutendste Bruchteil des Elektronpositron-Zerfalls läuft zwei 511 keV Gammafotonen hinaus, die an fast 180 Graden zu einander ausstrahlen werden; folglich ist es möglich, ihre Quelle entlang einer Gerade des Zufalls zu lokalisieren (auch hat die Linie der Antwort oder LOR genannt). In der Praxis hat der LOR eine begrenzte Breite, weil die ausgestrahlten Fotonen nicht genau 180 Grade einzeln sind. Wenn die Auflösungszeit der Entdecker weniger als 500 picoseconds aber nicht ungefähr 10 Nanosekunden ist, ist es möglich, das Ereignis zu einem Segment eines Akkords zu lokalisieren, dessen Länge durch die Entdecker-Timing-Entschlossenheit bestimmt wird. Als sich die Timing-Entschlossenheit verbessert, wird sich das Verhältnis des Signals zum Geräusch (SNR) des Images verbessern, weniger Ereignisse verlangend, dieselbe Bildqualität zu erreichen. Diese Technologie ist noch nicht üblich, aber es ist auf einigen neuen Systemen verfügbar.

Bildrekonstruktion mit der Zufall-Statistik

Eine Technik viel wie die Rekonstruktion der geschätzten Tomographie (CT) und Daten der Emission des einzelnen Fotons hat Tomographie geschätzt (SPECT) wird allgemeiner verwendet, obwohl die im HAUSTIER gesammelte Datei viel schwächer ist als CT, so sind Rekonstruktionstechniken schwieriger (sieh Bildrekonstruktion des HAUSTIERES).

Mit der Statistik, die von Zehntausenden von Zufall-Ereignissen gesammelt ist, kann eine Reihe gleichzeitiger Gleichungen für die Gesamttätigkeit jedes Paketes des Gewebes entlang vielen LORs durch mehrere Techniken, und so gelöst werden, eine Karte von radioactivities als eine Funktion der Position für Pakete oder Bit des Gewebes (hat auch voxels genannt), kann gebaut und geplant werden. Die resultierende Karte zeigt die Gewebe, in denen das molekulare Leuchtspurgeschoss konzentriert geworden ist, und von einem Kernmedizin-Arzt oder Röntgenologen im Zusammenhang der Diagnose des Patienten und Behandlungsplans interpretiert werden kann.

Kombination des HAUSTIERES mit CT oder MRI

LIEBLINGS-Ansehen wird neben CT oder Ansehen der Kernspinresonanz-Bildaufbereitung (MRI), mit der Kombination (genannt "Co-Registrierung") das Geben sowohl anatomische als auch metabolische Information zunehmend gelesen (d. h., was die Struktur ist, und was es biochemisch tut). Weil LIEBLINGS-Bildaufbereitung in der Kombination mit der anatomischen Bildaufbereitung wie CT am nützlichsten ist, sind moderne LIEBLINGS-Scanner jetzt mit dem einheitlichen hohen Ende "Vielentdecker-Reihe" CT Scanner (so genannter "PET/CT") verfügbar. Weil das zwei Ansehen in der unmittelbaren Folge während derselben Sitzung, mit dem Patienten sich nicht ändernde Position zwischen den zwei Typen des Ansehens durchgeführt werden kann, werden die zwei Sätze von Images mehr genau eingeschrieben, so dass Gebiete der Abnormität auf der LIEBLINGS-Bildaufbereitung mit der Anatomie auf den CT Images absoluter aufeinander bezogen werden können. Das ist in der Vertretung ausführlicher Ansichten von bewegenden Organen oder Strukturen mit der höheren anatomischen Schwankung sehr nützlich, die außerhalb des Gehirns üblicher ist.

Am Jülich Institut für Neurosciences und Biophysics hat das größte PET/MRI Gerät in der Welt Operation im April 2009 begonnen: Ein 9.4-tesla Kernspinresonanz-Tomograph (MRT) hat sich mit einem Positron-Emissionstomographen (PET) verbunden. Jetzt können nur der Kopf und das Gehirn an diesen hohen magnetischen Feldkräften dargestellt werden.

Radionuklide

In der LIEBLINGS-Abtastung verwendete Radionuklide sind normalerweise Isotope mit kurzen Halbwertzeiten wie Kohlenstoff 11 (~20 Minuten), Stickstoff 13 (~10 Minuten), Sauerstoff 15 (~2 Minuten), und Fluor 18 (~110 Minuten). Diese Radionuklide werden entweder in Zusammensetzungen vereinigt, die normalerweise durch den Körper wie Traubenzucker (oder in Traubenzucker-Entsprechungen), Wasser oder Ammoniak, oder in Moleküle verwendet sind, die zu Empfängern oder anderen Seiten der Rauschgift-Handlung binden. Solche etikettierten Zusammensetzungen sind als radiotracers bekannt. Es ist wichtig anzuerkennen, dass LIEBLINGS-Technologie verwendet werden kann, um den biologischen Pfad jeder Zusammensetzung in lebenden Menschen zu verfolgen (und viele andere Arten ebenso), vorausgesetzt dass es radiolabeled mit einem LIEBLINGS-Isotop sein kann. So sind die spezifischen Prozesse, die mit dem HAUSTIER untersucht werden können, und radiotracers für neue Zielmoleküle eigentlich grenzenlos, und Prozesse setzen fort, synthetisiert zu werden; bezüglich dieses Schreibens gibt es bereits Dutzende im klinischen Gebrauch und den in der Forschung angewandten Hunderten. Zurzeit, jedoch, bei weitem ist der meistens verwendete radiotracer in der klinischen LIEBLINGS-Abtastung fluorodeoxyglucose, eine Entsprechung von Traubenzucker, der mit dem Fluor 18 etikettiert wird.

Wegen der kurzen Halbwertzeiten von den meisten Positron ausstrahlenden Radioisotopen sind die radiotracers mit einem Zyklotron in der nächsten Nähe zum HAUSTIER traditionell erzeugt worden, das Möglichkeit darstellt. Die Halbwertzeit des Fluors 18 ist lang genug, dass radiotracers, der mit dem Fluor 18 etikettiert ist, gewerblich an offsite Positionen verfertigt und zur Bildaufbereitung von Zentren verladen werden kann. Kürzlich ist Rubidium 82 Generatoren gewerblich verfügbar geworden. Diese enthalten Strontium 82, der durch die Elektronfestnahme zu Positron ausstrahlendem Rubidium 82 verfällt.

Beschränkungen

Die Minimierung der Strahlendosis zum Thema ist eine attraktive Eigenschaft des Gebrauches von kurzlebigen Radionukliden. Außer seiner feststehenden Rolle als eine diagnostische Technik hat HAUSTIER eine dehnbare Rolle als eine Methode, die Antwort auf die Therapie, insbesondere Krebs-Therapie zu bewerten, wo die Gefahr dem Patienten aus Mangel an Kenntnissen über den Krankheitsfortschritt viel größer ist als die Gefahr von der Testradiation.

Beschränkungen zum weit verbreiteten Gebrauch des HAUSTIERES entstehen aus den hohen Kosten von Zyklotronen musste die kurzlebigen Radionuklide für die LIEBLINGS-Abtastung und das Bedürfnis nach dem besonders angepassten chemischen Vor-Ort-Synthese-Apparat erzeugen, um den radiopharmaceuticals nach der Radioisotop-Vorbereitung zu erzeugen. Organische radiotracer Moleküle, die ein Positron ausstrahlendes Radioisotop enthalten werden, können zuerst und dann das innerhalb ihrer bereite Radioisotop nicht synthetisiert werden, weil die Beschießung mit einem Zyklotron, um das Radioisotop vorzubereiten, jedes organische Transportunternehmen dafür zerstört. Statt dessen muss das Isotop zuerst, dann später, die Chemie bereit sein, um jeden organischen radiotracer (wie FDG) vollbracht sehr schnell in der kurzen Zeit vor dem Isotop-Zerfall vorzubereiten. Wenige Krankenhäuser und Universitäten sind dazu fähig, solche Systeme aufrechtzuerhalten, und der grösste Teil klinischen HAUSTIERES wird von Drittlieferanten von radiotracers unterstützt, der viele Seiten gleichzeitig liefern kann. Diese Beschränkung schränkt klinisches HAUSTIER in erster Linie auf den Gebrauch von Leuchtspurgeschossen ein, die mit dem Fluor 18 etikettiert sind, der eine Halbwertzeit von 110 Minuten hat und eine angemessene Entfernung vor dem Gebrauch, oder zu Rubidium 82 transportiert werden kann, der in einem tragbaren Generator geschaffen werden kann und für myocardial perfusion Studien verwendet wird. Dennoch in den letzten Jahren haben einige Vor-Ort-Zyklotrone mit der einheitlichen Abschirmung und "den heißen Laboratorien" (automatisierte Chemie-Laboratorien, die mit Radioisotopen arbeitsfähig sind) begonnen, LIEBLINGS-Einheiten zu entfernten Krankenhäusern zu begleiten. Die Anwesenheit des kleinen Vor-Ort-Zyklotrons verspricht, sich in der Zukunft auszubreiten, weil die Zyklotrone als Antwort auf die hohen Kosten des Isotop-Transports zu entfernten LIEBLINGS-Maschinen zurückweichen

Weil die Halbwertzeit des Fluors 18 ungefähr zwei Stunden ist, wird die bereite Dosis eines radiopharmaceutical, der dieses Radionuklid trägt, vielfache Halbwertzeiten des Zerfalls während des Arbeitstages erleben. Das macht häufige Wiederkalibrierung der restlichen Dosis (Entschluss von der Tätigkeit pro Einheitsvolumen) und sorgfältige Planung in Bezug auf die geduldige Terminplanung nötig.

Bildrekonstruktion

Die rohen durch einen LIEBLINGS-Scanner gesammelten Daten sind eine Liste von 'Zufall-Ereignissen' das Darstellen nah-gleichzeitiger Entdeckung (normalerweise, innerhalb eines Fensters von 6 bis 12 Nanosekunden von einander) von Vernichtungsfotonen durch ein Paar von Entdeckern. Jedes Zufall-Ereignis vertritt eine Linie im Raum, der die zwei Entdecker verbindet, entlang denen die Positron-Emission (d. h., die Linie der Antwort (LOR)) vorgekommen ist. Moderne Systeme mit einer höheren Zeitentschlossenheit (ungefähr 3 Nanosekunden) verwenden auch eine Technik (genannt "Zeit des Flugs"), wo sie genauer den Unterschied rechtzeitig zwischen der Entdeckung der zwei Fotonen entscheiden und so den Punkt des Ursprungs des Vernichtungsereignisses zwischen den zwei Entdeckern zu innerhalb von 10 Cm lokalisieren können.

Zufall-Ereignisse können in Vorsprung-Images, genannt sinograms gruppiert werden. Die sinograms werden durch den Winkel jeder Ansicht und Neigung (für 3D-Images) sortiert. Die sinogram Images sind den Vorsprüngen analog, die durch Scanner der geschätzten Tomographie (CT) gewonnen sind, und können auf eine ähnliche Weise wieder aufgebaut werden. Jedoch sind die Statistiken der Daten viel schlechter als diejenigen, die durch die Übertragungstomographie erhalten sind. Eine normale LIEBLINGS-Datei hat Millionen von Zählen für den ganzen Erwerb, während der CT einige Milliarden Zählungen erreichen kann. Als solcher leiden LIEBLINGS-Daten unter der Streuung und den zufälligen Ereignissen viel mehr drastisch als CT Daten.

In der Praxis ist die beträchtliche Aufbereitung der Daten - Korrektur für zufällige Zufälle, Bewertung und Subtraktion von gestreuten Fotonen, Entdecker-Totzeitkorrektur erforderlich (nachdem die Entdeckung eines Fotons, sich der Entdecker wieder "beruhigen" muss), und Korrektur der Entdecker-Empfindlichkeit (sowohl für die innewohnende Entdecker-Empfindlichkeit als auch für Änderungen in der Empfindlichkeit wegen des Einfallswinkels).

Gefiltert zurück Vorsprung (FBP) ist oft verwendet worden, um Images von den Vorsprüngen wieder aufzubauen. Dieser Algorithmus ist im Vorteil, einfach zu sein, während er eine niedrige Voraussetzung für Rechenmittel hat. Jedoch Schuss-Geräusch im Naturzustand sind Daten in den wieder aufgebauten Images prominent, und Gebiete des hohen Leuchtspurgeschoss-Auffassungsvermögens neigen dazu, Streifen über das Image zu bilden. Außerdem behandelt FBP die Daten deterministisch - er ist für die innewohnende Zufälligkeit nicht verantwortlich, die mit LIEBLINGS-Daten vereinigt ist, so alle Vorrekonstruktionskorrekturen verlangend, die oben beschrieben sind.

Wiederholende Erwartungsmaximierungsalgorithmen sind jetzt die bevorzugte Methode der Rekonstruktion. Diese Algorithmen schätzen eine Schätzung des wahrscheinlichen Vertriebs von Vernichtungsereignissen, die zu den Messwerten geführt haben, die auf statistischen Grundsätzen gestützt sind. Der Vorteil ist ein besseres Geräuschprofil und Widerstand gegen die mit FBP üblichen Streifen-Kunsterzeugnisse, aber der Nachteil ist höhere Computerquellenvoraussetzungen.

Verdünnungskorrektur: Verdünnung kommt vor, wenn Fotonen, die durch den radiotracer innerhalb des Körpers ausgestrahlt sind, vom vorläufigen Gewebe zwischen dem Entdecker und der Emission des Fotons gefesselt sind. Da verschiedener LORs verschiedene Dicke des Gewebes überqueren muss, werden die Fotonen unterschiedlich verdünnt. Das Ergebnis besteht darin, dass Strukturen tief im Körper als habend falsch niedrig Leuchtspurgeschoss-Auffassungsvermögen wieder aufgebaut werden. Zeitgenössische Scanner können Verdünnung mit dem integrierten Röntgenstrahl CT Ausrüstung schätzen, jedoch hat frühere Ausrüstung eine grobe Form von CT das Verwenden eines Gammastrahls (das Positron-Ausstrahlen) Quelle und die LIEBLINGS-Entdecker angeboten.

Während Verdünnungskorrigierte Images allgemein treuere Darstellungen sind, ist der Korrektur-Prozess selbst gegen bedeutende Kunsterzeugnisse empfindlich. Infolgedessen werden beide korrigierten und unkorrigierten Images immer wieder aufgebaut und zusammen gelesen.

2./3D Rekonstruktion: Frühe LIEBLINGS-Scanner hatten nur einen einzelnen Ring von Entdeckern, folglich wurden der Erwerb von Daten und die nachfolgende Rekonstruktion auf ein einzelnes Querflugzeug eingeschränkt. Modernere Scanner schließen jetzt vielfache Ringe ein, im Wesentlichen einen Zylinder von Entdeckern bildend.

Es gibt zwei Annäherungen an den Wiederaufbau von Daten von solch einem Scanner: Behandeln Sie 1) jeden Ring als eine getrennte Entität, so dass nur Zufälle innerhalb eines Rings entdeckt werden, kann das Image von jedem Ring dann individuell (2. Rekonstruktion) wieder aufgebaut werden, oder 2) Zufällen erlauben, zwischen Ringen sowie innerhalb von Ringen entdeckt zu werden, dann das komplette zusammen (3D) Volumen wieder aufzubauen.

3D-Techniken haben bessere Empfindlichkeit (weil mehr Zufälle entdeckt und verwendet werden), und deshalb weniger Geräusch, aber sind zu den Effekten der Streuung und der zufälligen Zufälle, sowie des Verlangens entsprechend größerer Computermittel empfindlicher. Das Advent der Subnanosekunde, Entschlossenheitsentdecker zeitlich festlegend, gewährt bessere zufällige Zufall-Verwerfung, so 3D-Bildrekonstruktion bevorzugend.

Anwendungen

HAUSTIER ist sowohl ein medizinisches Werkzeug als auch Forschungswerkzeug. Es wird schwer in klinischem oncology (medizinische Bildaufbereitung von Geschwülsten und die Suche nach Metastasen), und für die klinische Diagnose von bestimmten weitschweifigen Gehirnkrankheiten wie diejenigen verwendet, die verschiedene Typen der Dementia verursachen. HAUSTIER ist auch ein wichtiges Forschungswerkzeug, um normale menschliche Gehirn- und Herzfunktion kartografisch darzustellen.

HAUSTIER wird auch in vorklinischen Studien mit Tieren verwendet, wo es wiederholte Untersuchungen derselben Themen erlaubt. Das ist in der Krebs-Forschung besonders wertvoll, weil sie auf eine Zunahme in der statistischen Qualität der Daten hinausläuft (Themen können als ihre eigene Kontrolle handeln), und vermindert wesentlich die Anzahlen von für eine gegebene Studie erforderlichen Tieren.

Alternative Methoden zu scannen schließen geschätzte Röntgenstrahl-Tomographie (CT), Kernspinresonanz-Bildaufbereitung (MRI) und funktionelle Kernspinresonanz-Bildaufbereitung (fMRI), Ultraschall und Emission des einzelnen Fotons hat Tomographie geschätzt (SPECT) ein.

Während etwas Bildaufbereitungsansehen wie CT und MRI organische anatomische Änderungen im Körper isoliert, sind HAUSTIER und SPECT dazu fähig, Gebiete des molekularen Biologie-Details (sogar vor der anatomischen Änderung) zu entdecken. LIEBLINGS-Abtastung tut dieses Verwenden radiolabelled molekulare Untersuchungen, die verschiedene Raten des Auffassungsvermögens abhängig vom Typ und der Funktion des beteiligten Gewebes haben. Das Ändern des Regionalblutflusses in verschiedenen anatomischen Strukturen (als ein Maß des eingespritzten Positron-Emitters) kann vergegenwärtigt und relativ mit einem LIEBLINGS-Ansehen gemessen werden.

LIEBLINGS-Bildaufbereitung wird am besten mit einem hingebungsvollen LIEBLINGS-Scanner durchgeführt. Jedoch ist es möglich, LIEBLINGS-Images mit einer herkömmlichen mit einem Zufall-Entdecker ausgerüsteten Doppelhauptgammakamera zu erwerben. Die Qualität des Gammakamera-HAUSTIERES ist beträchtlich niedriger, und Erwerb ist langsamer. Jedoch, für Einrichtungen mit der niedrigen Nachfrage nach dem HAUSTIER, kann das vor Ort erlauben, darzustellen, anstatt Patienten auf ein anderes Zentrum zu verweisen, oder sich auf einen Besuch durch einen beweglichen Scanner zu verlassen.

HAUSTIER ist eine wertvolle Technik für einige Krankheiten und Unordnungen, weil es möglich ist, die für besondere körperliche Funktionen verwendeten Radiochemikalien ins Visier zu nehmen.

Oncology

Oncology: Die LIEBLINGS-Abtastung mit dem Leuchtspurgeschoss-Fluor 18 (F-18) fluorodeoxyglucose (FDG), genannt FDG-HAUSTIER, wird in klinischem oncology weit verwendet. Dieses Leuchtspurgeschoss ist ein Traubenzucker-Analogon, das durch Traubenzucker verwendende Zellen und phosphorylated durch hexokinase aufgenommen wird (dessen Mitochondrial-Form im schnellen Wachsen bösartiger Tumoren außerordentlich erhoben wird). Eine typische Dosis von in einem Oncological-Ansehen verwendetem FDG ist 200-400 MBq für einen erwachsenen Menschen. Weil das Sauerstoff-Atom, das durch F-18 ersetzt wird, um FDG zu erzeugen, für den nächsten Schritt im Traubenzucker-Metabolismus in allen Zellen erforderlich ist, kommen keine weiteren Reaktionen in FDG vor. Außerdem können die meisten Gewebe (mit der bemerkenswerten Ausnahme der Leber und Nieren) nicht das durch hexokinase hinzugefügte Phosphat entfernen. Das bedeutet, dass FDG in jeder Zelle gefangen wird, die ihn aufnimmt, bis er verfällt, da phosphorylated Zucker, wegen ihrer ionischen Anklage, von der Zelle nicht abgehen kann. Das läuft auf intensiven radiolabeling von Geweben mit dem hohen Traubenzucker-Auffassungsvermögen, wie das Gehirn, die Leber und die meisten Krebse hinaus. Infolgedessen kann FDG-HAUSTIER für die Diagnose, das Inszenieren und die Überwachung der Behandlung von Krebsen, besonders im lymphoma von Hodgkin, non-Hodgkin lymphoma, und Lungenkrebs verwendet werden. Wie man finden wird, werden viele andere Typen von festen Geschwülsten auf einer Fall-für-Fall-Basis — eine Tatsache sehr hoch etikettiert, die besonders nützlich im Suchen nach Geschwulst-Metastase, oder für das Wiederauftreten wird, nachdem eine bekannte hoch aktive primäre Geschwulst entfernt wird. Weil individuelles LIEBLINGS-Ansehen teurer ist als "herkömmliche" Bildaufbereitung mit der geschätzten Tomographie (CT) und Kernspinresonanz-Bildaufbereitung (MRI), wird die Vergrößerung des FDG-HAUSTIERES im kostengezwungenen Gesundheitswesen von richtiger Gesundheitstechnologiebewertung abhängen; dieses Problem ist ein schwieriges, weil strukturelle und funktionelle Bildaufbereitung häufig nicht direkt verglichen werden kann, weil sie verschiedene Auskunft geben. Oncology scannt das Verwenden FDG setzen mehr als 90 % aus dem ganzen LIEBLINGS-Ansehen in der aktuellen Praxis zusammen.

Einige andere Isotope und radiotracers werden in oncology zu spezifischen Zwecken langsam eingeführt. Zum Beispiel ist 11C-Metomidate verwendet worden, um Geschwülste des adrenocortical Ursprungs zu entdecken. Außerdem hat sich FDOPA PET/CT, in Zentren, die es anbieten, erwiesen, eine empfindlichere Alternative zur Entdeckung und auch dem Beschränken pheochromocytoma zu sein, als das MIBG-Ansehen.

Neuroimaging

1. Neurologie: HAUSTIER neuroimaging basiert auf einer Annahme, dass Gebiete der hohen Radioaktivität mit der Gehirntätigkeit vereinigt werden. Was wirklich gemessen wird, indirekt ist der Fluss des Bluts zu verschiedenen Teilen des Gehirns, das, wie man im Allgemeinen glaubt, aufeinander bezogen wird, und mit dem Leuchtspurgeschoss-Sauerstoff 15 gemessen worden ist. Jedoch, wegen seiner 2-minutigen Halbwertzeit, muss O-15 piped direkt von einem medizinischen Zyklotron für solchen Gebrauch sein, das schwierig ist. In der Praxis, da das Gehirn normalerweise ein schneller Benutzer von Traubenzucker ist, und da Gehirnpathologien wie Alzheimerkrankheit außerordentlich Gehirnmetabolismus sowohl von Traubenzucker als auch von Sauerstoff im Tandem vermindern, kann das Standard-FDG-HAUSTIER des Gehirns, das Regionaltraubenzucker-Gebrauch misst, auch erfolgreich verwendet werden, um Alzheimerkrankheit von anderen Dementing-Prozessen zu unterscheiden, und auch frühe Diagnose der Alzheimerkrankheit zu machen. Der Vorteil des FDG-HAUSTIERES für diesen Gebrauch ist seine viel breitere Verfügbarkeit. DIE LIEBLINGS-Bildaufbereitung mit FDG kann auch für die Lokalisierung des Beschlagnahme-Fokus verwendet werden: Ein Beschlagnahme-Fokus wird als hypometabolic während eines Interictal-Ansehens erscheinen. Mehrere radiotracers (d. h. radioligands) sind für das HAUSTIER entwickelt worden, die ligands für spezifische neuroreceptor Subtypen wie [C] raclopride und [F] fallypride für dopamine D2/D3 Empfänger, [C] McN 5652 und [C] DASB für serotonin Transportvorrichtungen oder Enzym-Substrate (z.B 6-FDOPA für das AADC Enzym) sind. Diese Agenten erlauben die Vergegenwärtigung von Neuroreceptor-Lachen im Zusammenhang einer Mehrzahl von neuropsychiatric und neurologischen Krankheiten. Die Entwicklung mehrerer neuartiger Untersuchungen für den nichtangreifenden, in der vivo LIEBLINGS-Bildaufbereitung von neuroaggregate im menschlichen Gehirn hat amyloid gebracht, der bis zu die Eingangsstufe des klinischen Gebrauches darstellt. Die frühsten amyloid, die darstellende Untersuchungen 2-(1-{6-[(2-[F] fluoroethyl) (Methyl) amino] - 2-naphthyl} ethylidene) malononitrile ([F] FDDNP) entwickelt an der Universität Kaliforniens, Los Angeles und N-Methyls - [C] 2-(4 '-methylaminophenyl) - 6-hydroxybenzothiazole eingeschlossen haben (hat Pittsburgh genannt, setzen B zusammen) entwickelt an der Universität Pittsburghs. Diese amyloid erlauben darstellende Untersuchungen die Vergegenwärtigung von amyloid Flecken im Verstand der Patienten von Alzheimer und konnten Klinikern beim Bilden einer positiven klinischen Diagnose n.Chr. pre-mortem helfen und in der Entwicklung des Romans anti-amyloid Therapien helfen. [C] PMP (N-[C] methylpiperidin-4-yl propionate) ist ein Roman radiopharmaceutical verwendet in der LIEBLINGS-Bildaufbereitung, um die Tätigkeit des acetylcholinergic neurotransmitter System durch das Handeln als ein Substrat für acetylcholinesterase zu bestimmen. Die Obduktion von n.Chr. Patienten hat verminderte Niveaus von acetylcholinesterase gezeigt. [C] PMP wird verwendet, um die acetylcholinesterase Tätigkeit im Gehirn kartografisch darzustellen, das pre-mortem Diagnose n.Chr. berücksichtigen und helfen konnte, n.Chr. Behandlungen zu kontrollieren. Begieriger Radiopharmaceuticals Philadelphias hat sich entwickelt eine Zusammensetzung hat 18F-AV-45 genannt, der das länger anhaltende Radionuklid-Fluor 18 verwendet, um amyloid Flecke mit dem LIEBLINGS-Ansehen zu entdecken.
2. Neuropsychology / Kognitiver neuroscience: Verbindungen zwischen spezifischen psychologischen Prozessen oder Unordnungen und Gehirntätigkeit zu untersuchen.
3. Psychiatrie: Zahlreiche Zusammensetzungen, die auswählend zum neuroreceptors von Interesse in der biologischen Psychiatrie binden, sind radiolabeled mit C-11 oder F-18 gewesen. Radioligands, die zu dopamine Empfängern (D1, D2, Wiederauffassungsvermögen-Transportvorrichtung), serotonin Empfänger (5HT1A, 5HT2A, Wiederauffassungsvermögen-Transportvorrichtung) opioid Empfänger (mu) und andere Seiten binden, sind erfolgreich in Studien mit menschlichen Themen verwendet worden. Studien sind durchgeführt worden, den Staat dieser Empfänger in Patienten im Vergleich zu gesunden Steuerungen in Schizophrenie, Substanz-Missbrauch, Stimmungsunordnungen und anderen psychiatrischen Bedingungen untersuchend.

Kardiologie

Kardiologie, atherosclerosis und Gefäßkrankheitsstudie: In der klinischen Kardiologie kann FDG-HAUSTIER so genannten "überwinternden myocardium" identifizieren, aber seine Kostenwirksamkeit in dieser Rolle gegen SPECT ist unklar. Kürzlich ist eine Rolle für die FDG-LIEBLINGS-Bildaufbereitung von atherosclerosis angedeutet worden, Patienten gefährdet des Schlags http://circ.ahajournals.org/cgi/content/abstract/105/23/2708. zu entdecken

Arzneimittellehre

Arzneimittellehre: In vorklinischen Proben ist es zu radiolabel ein neues Rauschgift möglich, und spritzen Sie es in Tiere ein. Solches Ansehen wird Biodistribution-Studien genannt. Das Auffassungsvermögen des Rauschgifts, der Gewebe, in denen es sich und seine schließliche Beseitigung konzentriert, kann viel schneller kontrolliert und effektiv gekostet werden als die ältere Technik der Tötung und des Zergliederns der Tiere, um dieselbe Information zu entdecken. Viel allgemeiner, jedoch, kann die Rauschgift-Belegung an einer behaupteten Seite der Handlung indirekt durch Konkurrenz-Studien zwischen dem unetikettierten Rauschgift abgeleitet werden, und radiolabeled setzt bekannten apriori zusammen, um mit der Genauigkeit zur Seite zu binden. Ein einzelner radioligand kann diese Weise verwendet werden, viele potenzielle Rauschgift-Kandidaten für dasselbe Ziel zu prüfen. Eine zusammenhängende Technik ist mit Abtastung mit radioligands verbunden, die sich mit einem endogenen bewerben (natürlich vorkommend) Substanz an einem gegebenen Empfänger, um zu demonstrieren, dass ein Rauschgift die Ausgabe der natürlichen Substanz verursacht.

Der folgende ist ein Exzerpt von einem Artikel vom Universitätspersonalschriftsteller von Harvard Peter Reuell, der in HarvardScience, einem Teil der Online-Version der Zeitung von Harvard Gazette gezeigt ist, die Forschung durch die Mannschaft des Mitprofessors von Harvard der Organischen Chemie und Chemischen Biologie Tobias Ritter bespricht: "Ein neuer chemischer Prozess kann... das Dienstprogramm der Positron-Emissionstomographie (PET) im Schaffen von 3. Echtzeitimages der chemischen Tätigkeit vergrößern, die innerhalb des Körpers vorkommt. Diese neue Arbeit stellt... die quälende Möglichkeit in Aussicht, LIEBLINGS-Ansehen zu verwenden, um in mehrere Funktionen Innentiere und Menschen durch die Vereinfachung des Prozesses zu spähen, "Leuchtspurgeschoss"-Moleküle zu verwenden, um die 3. Images zu schaffen." (durch das Schaffen eines Romans electrophilic fluorination Reagens als ein Zwischenmolekül; die Forschung konnte in der Rauschgift-Entwicklung verwendet werden).

Kleine Tierbildaufbereitung

LIEBLINGS-Technologie für die kleine Tierbildaufbereitung: Ein PE Miniaturtomograph ist gebaut worden, der für eine völlig bewusste und bewegliche Ratte klein genug ist, um auf seinem Kopf zu halten, während er ringsherum spazieren geht. Dieser RatCAP (Ratte Bewusstes Tier-HAUSTIER) erlaubt Tieren, ohne die Verwechseln-Effekten der Anästhesie gescannt zu werden. LIEBLINGS-Scanner bestimmt spezifisch, um Nagetiere oder kleine Primate darzustellen, werden für die akademische und pharmazeutische Forschung auf den Markt gebracht.

Musculo-Skelettbildaufbereitung

Musculo-Skelettbildaufbereitung: Wie man gezeigt hat, ist HAUSTIER eine ausführbare Technik gewesen, um Skelettmuskeln während Übungen wie das Wandern zu studieren. Einer der Hauptvorteile, HAUSTIER zu verwenden, ist, dass es auch Muskelaktivierungsdaten über tiefere lügnerische Muskeln wie der vastus intermedialis und der gluteus minimus verglichen mit anderen Muskelstudieren-Techniken wie Electromyography zur Verfügung stellen kann, der nur auf oberflächlichen Muskeln (d. h., direkt unter der Haut) verwendet werden kann. Ein klarer Nachteil ist jedoch, dass HAUSTIER keine Timing-Auskunft über die Muskelaktivierung gibt, weil es gemessen werden muss, nachdem die Übung vollendet wird. Das ist wegen der Zeit, die man für FDG braucht, um in den aktivierten Muskeln anzuwachsen.

Sicherheit

LIEBLINGS-Abtastung ist nichtangreifend, aber sie schließt wirklich Aussetzung von der ionisierenden Strahlung ein. Die Gesamtdosis der Radiation, ist gewöhnlich ungefähr 5-7 mSv bedeutend. Jedoch, in der modernen Praxis, wird ein vereinigtes PET/CT-Ansehen fast immer, und für die PET/CT-Abtastung durchgeführt, die Strahlenaussetzung kann - ungefähr 23-26 mSv wesentlich sein (für eine 70-Kg-Person - Dosis wird wahrscheinlich für höhere Körpergewichte höher sein). Wenn im Vergleich zum Klassifikationsniveau für Strahlenarbeiter im Vereinigten Königreich von 6 mSv es gesehen werden kann, dass der Gebrauch eines LIEBLINGS-Ansehens richtige Rechtfertigung braucht. Das kann auch im Vergleich zu 2.2 mSv durchschnittlicher jährlicher Hintergrundradiation im Vereinigten Königreich, 0.02 mSv für einen Brust-Röntgenstrahl und 6.5 - 8 mSv für ein CT Ansehen der Brust, gemäß der Brust-Zeitschrift und ICRP sein. Eine Politikänderung, die von den IFALPA Mitglied-Vereinigungen das Jahr 1999 angedeutet ist, hat erwähnt, dass ein Besatzungsmitglied wahrscheinlich eine Strahlendosis von 4-9 mSv pro Jahr erhalten wird.

Siehe auch

• Gießen Sie optische Bildaufbereitung aus
• Heiße Zelle (Hat Ausrüstung gepflegt, den radiopharmaceuticals zu erzeugen, der im HAUSTIER verwendet ist)
• Molekulare Bildaufbereitung

Außenverbindungen

• PET Images Search MedPix(r)
• Das Sehen glaubt: In der vivo funktionellen Echtzeitbildaufbereitung von umgepflanzten Inselchen mit der Positron-Emissionstomographie (PET) (ein Protokoll), Natur-Protokolle, von der Natur-Medizin - 12, 1423 - 1428 (2006).
• Die Kernmedizin und molekulare Medizin podcast - Podcast
• Positron Emission Particle Tracking (PEPT) - Technikanalyse-Werkzeug hat auf dem HAUSTIER gestützt, das im Stande ist, einzelne Partikeln im 3D innerhalb von sich vermischenden Systemen oder fluidised Betten zu verfolgen. Entwickelt an der Universität Birminghams, das Vereinigte Königreich.
• CM-Einschluss des LIEBLINGS-Ansehens
• LIEBLINGS-CT-Atlas Medizinische Fakultät von Harvard
• Nationales Isotop-Entwicklungszentrum - amerikanische Regierungsquelle von Radionukliden einschließlich derjenigen für das HAUSTIER - Produktion, Forschung, Entwicklung, Vertrieb und Information