Positron Emisi Tomography

Positron Emisi Tomography Positron Emisi Tomography

PET adalah teknik pencitraan kedokteran nuklir yang menghasilkan gambar 3 dimensi atau PET adalah teknik pencitraan kedokteran nuklir yang menghasilkan gambar 3 dimensi atau me

mengangambambarkarkan n kerkerja ja funfungsi gsi dardari i tubtubuh. uh. SisSistem tem ini ini memendendetekteksi si dendengan gan sepsepasasangangan an sinsinarar gamma yang dipancarkan secara tidak langsung oleh

gamma yang dipancarkan secara tidak langsung oleh  positron-emitting radionuclide positron-emitting radionuclide (tracer),(tracer), yang diperkenalkan ke dalam

yang diperkenalkan ke dalam tubuh pada molekul biologtubuh pada molekul biologis aktif. Gambais aktif. Gambar Tracer terlihat r Tracer terlihat dalamdalam bentuk 3 dimensi atau 4 dimensi (dimensi ke-4 waktu) dalam tubuh kemudian direkonstruksi bentuk 3 dimensi atau 4 dimensi (dimensi ke-4 waktu) dalam tubuh kemudian direkonstruksi dengan analisis komputer. Pada pencetakan modern, rekonstruksi ini sering dilakukan dengan dengan analisis komputer. Pada pencetakan modern, rekonstruksi ini sering dilakukan dengan bantuan sinar X CT-scan dilakukan pada

bantuan sinar X CT-scan dilakukan pada pasien selama sesi yang sama, di mesin yang sama.pasien selama sesi yang sama, di mesin yang sama.  Jika molekul biologis aktif dipilih untuk PET adalah FGD, analog glukosa, konsentrasi tracer  Jika molekul biologis aktif dipilih untuk PET adalah FGD, analog glukosa, konsentrasi tracer

terga

tergambar, mbar, kemukemudian dian memmemberikaberikan n jarinjaringan gan aktivaktivitas itas metametabolisbolisme, me, dalam hal dalam hal penyepenyeraparapann glukosa. Meskipun penggunaan tracer ini menghasilkan tipe molekul yang paling umum pada glukosa. Meskipun penggunaan tracer ini menghasilkan tipe molekul yang paling umum pada PET scan, molekul pelacak lain digunakan dalam PET untuk menggambar konsentrasi jaringan PET scan, molekul pelacak lain digunakan dalam PET untuk menggambar konsentrasi jaringan  jenis lain

 jenis lain dari molekul dari molekul yang dikenal.yang dikenal. Pendahuluan

Pendahuluan Kons

Konsep ep emisemisi i dan transmdan transmisi tomograisi tomografi diperkenalfi diperkenalkan oleh kan oleh DaviDavid d E. Kuhl E. Kuhl dan Roy dan Roy EdwaEdwards dirds di akhir 1950-an. Mereka bekerja kemudian mengarah pada desain dan konstruksi beberapa alat akhir 1950-an. Mereka bekerja kemudian mengarah pada desain dan konstruksi beberapa alat tomografi di University of Pennsylvania. teknik pencitraan tomografi telah dikembangkan lebih tomografi di University of Pennsylvania. teknik pencitraan tomografi telah dikembangkan lebih lanju

lanjut t oleh Michel Ter-Pogooleh Michel Ter-Pogossianssian, , MichaMichael el E. E. PhelpPhelps s dan lain-lain di dan lain-lain di WashWashingtoington n UniveUniversityrsity School of Medicine.

School of Medicine.

Bekerjasama dengan Gordon Brownell, Charles Burnham dan rekan mereka di Rumah Sakit Bekerjasama dengan Gordon Brownell, Charles Burnham dan rekan mereka di Rumah Sakit Umu

Umum m MassMassachusachusetts etts dimudimulai lai pada pada tahutahun n 1950 memberi1950 memberikan kan kontkontribusribusi i signisignifikan fikan terhaterhadapdap perkem

perkembangabangan n teknoteknologi logi PET PET dan dan termtermasuk asuk demodemonstranstrasi si pertapertama ma dari dari radiaradiasi si penghpenghancuraancurann untuk pencitraa

untuk pencitraan n medimedis. s. InovInovasi mereka, asi mereka, termtermasuk penggunaaasuk penggunaan n cahacahaya ya pipa, dan pipa, dan analianalisissis volumetrik adalah hal terpenting dalam penyebaran pencitraan PET. Pada tahun 1961, James volumetrik adalah hal terpenting dalam penyebaran pencitraan PET. Pada tahun 1961, James Robertson dan rekan-rekannya di Brookhaven National Laboratory membangun PET tunggal Robertson dan rekan-rekannya di Brookhaven National Laboratory membangun PET tunggal pesawat pertama scan, dijuluki

pesawat pertama scan, dijuluki "kepala-Shrinker”."kepala-Shrinker”.   Y

  Yanang g memenanarik rik adadalalah ah babahwhwa a sasalalah h sasatu tu fafaktktor or yayang ng papalinling g bebertrtananggggunung g jajawawab b atatasas pen

penerimerimaan aan penpencitcitraaraan n pospositritron on adaadalah lah penpengemgembanbangan gan radradiofiofarmarmasasi. i. SecSecara ara khukhusussus,, pengembangan berlabel 2-fluorodeoxy-D-glukosa (2FDG) oleh kelompok Brookhaven di bawah pengembangan berlabel 2-fluorodeoxy-D-glukosa (2FDG) oleh kelompok Brookhaven di bawah ara

arahan han Al Al WoWolf lf dan dan JoaJoanna nna FowFowler ler memeruprupakaakan n fakfaktor tor utautama ma daldalam am memmemperperlualuas s linlingkugkupp pencitraan PET. Pertama diberikan untuk dua sukarelawan manusia normal oleh Abass Alavi pencitraan PET. Pertama diberikan untuk dua sukarelawan manusia normal oleh Abass Alavi pada bulan Agustus 1976 di Universitas Pennsylvania. Otak gambar diperoleh dengan scanner pada bulan Agustus 1976 di Universitas Pennsylvania. Otak gambar diperoleh dengan scanner (non

(non-PET) biasa nuklir -PET) biasa nuklir menumenunjukknjukkan an konsekonsentrantrasi si FGD di FGD di organ itu. organ itu. KemuKemudian, bahan dian, bahan yangyang diguna

digunakan kan dalam dalam scanscanner ner tomtomograografi fi positpositron ron dideddidedikasiikasikan, kan, untuk untuk mengmenghasilhasilkan kan prosproseduredur modern.

modern. Perpa

Perpanjanganjangan n logis dari logis dari instrinstrumenumentasi positron adalah tasi positron adalah desadesain in menmenggunaggunakan kan dua dua array 2-array 2-dimensi. PC-1 adalah instrumen pertama yang menggunakan konsep ini dan dirancang pada dimensi. PC-1 adalah instrumen pertama yang menggunakan konsep ini dan dirancang pada tahun 1968, selesai pada tahun 1969 dan dilaporkan pada tahun 1972. Aplikasi pertama dari tahun 1968, selesai pada tahun 1969 dan dilaporkan pada tahun 1972. Aplikasi pertama dari PC-1 dalam mode tomografi sebagaimana dibedakan dari modus tomografi dilaporkan pada PC-1 dalam mode tomografi sebagaimana dibedakan dari modus tomografi dilaporkan pada ta

tahuhun n 19197070. . [6[6] ] SeSegegera ra memenjnjadadi i jejelalas s babagi gi babanynyak ak dadari ri memerereka ka yayang ng teterlrlibibat at dadalalamm pengembangan PET bahwa array melingkar atau silinder dari detektor adalah langkah logis pengembangan PET bahwa array melingkar atau silinder dari detektor adalah langkah logis beriku

berikutnya tnya daladalam m instrinstrumenumentasi tasi PET. PET. MeskMeskipun ipun banybanyak ak penelpeneliti iti mengmengambiambil l pendependekatakatan n ini,ini,  James Robertson [7] dan Cho ZH [8] adalah yang

 James Robertson [7] dan Cho ZH [8] adalah yang pertama kali mengusulkan sistem cincin yangpertama kali mengusulkan sistem cincin yang telah menjadi prototipe bentuk PET saat ini. PET / CT scanner, hasil dari Dr David Townsend telah menjadi prototipe bentuk PET saat ini. PET / CT scanner, hasil dari Dr David Townsend dan Dr Nutt disebut

dan Dr Nutt disebut oleh majalah TIME sebagai penemuan medis tahun pada tahun 2000.oleh majalah TIME sebagai penemuan medis tahun pada tahun 2000. Penggunaan

Penggunaan

Untuk melakukan scan, sebuah isotop pelacak singkat radioaktif disuntikkan ke subjek hidup Untuk melakukan scan, sebuah isotop pelacak singkat radioaktif disuntikkan ke subjek hidup (biasanya ke dalam sirkulasi darah). Tracer adalah pelacak kimia yang dimasukkan ke dalam (biasanya ke dalam sirkulasi darah). Tracer adalah pelacak kimia yang dimasukkan ke dalam m

mololekekul ul bibiolologogis is akaktitif. f. AdAda a mamasa sa tutungnggu gu sesemmenentatara ra didimamana na momolelekukul l akaktitif f mmenenjajadidi terko

terkonsentnsentrasi rasi di di jarinjaringan gan yang dikenal; yang dikenal; maka subjek maka subjek ditemditempatkpatkan an daladalam m pencipencitraatraan n scanscan.. Molekul yang paling umum digunakan untuk tujuan ini adalah fluorodeoxyglucose (FGD), gula, Molekul yang paling umum digunakan untuk tujuan ini adalah fluorodeoxyglucose (FGD), gula, untuk yang masa tunggu biasanya satu jam. Selama scan catatan konsentrasi jaringan dibuat untuk yang masa tunggu biasanya satu jam. Selama scan catatan konsentrasi jaringan dibuat sebagai peluruhan tracer.

Sebagai radioisotop ini mengalami kerusakan emisi positron (juga dikenal sebagai peluruhan beta positif), ia memancarkan positron, sebuah anti-partikel dari elektron dengan muatan berlawanan. Positron dipancarkanberjalanan dalam jaringan untuk jarak pendek (biasanya kurang dari 1 mm, tetapi tergantung pada isotop [9]), selama waktu itu kehilangan energi kinetik, berkurang kecepatannya sampai ke titik di mana ia dapat berinteraksi dengan elektron. [ 10] Pertemuan annihilates baik elektron dan positron, menghasilkan sepasang penghancuran (gamma) foton yang bergerak dalam arah berlawanan. Ini terdeteksi ketika mereka mencapai sintilator dalam perangkat scanning, menciptakan ledakan cahaya yang terdeteksi oleh tabung photomultiplier atau foto dioda avalanche silikon (Si APD). Teknik ini tergantung pada deteksi simultan atau bersamaan dari pasangan foton bergerak di sekitar arah yang berlawanan (itu akan justru sebaliknya di tengah-tengah mereka bingkai massa, tetapi pemindai tidak memiliki cara untuk mengetahui hal ini, sehingga memiliki arah pembangun sedikit -error toleransi). Foton yang tidak sampai di temporal "pasang" (yaitu dalam jendela-waktu beberapa nanodetik) diabaikan.

Lokalisasi dalam pemusnahan Positron

Fraksi yang paling signifikan dari hasil peluruhan elektron-positron dalam dua foton 511 keV gamma yang dipancarkan pada hampir 180 derajat satu sama lain, maka adalah mungkin untuk melokalisasi sumber mereka sepanjang garis lurus dari kebetulan (juga disebut secara resmi garis tanggapan atau LOR ). Dalam prakteknya LOR memiliki lebar terbatas sebagai foton dipancarkan tidak persis 180 derajat terpisah. Jika waktu pemecahan detektor kurang dari 500 picoseconds daripada sekitar 10 nanodetik, adalah mungkin untuk melokalisasi acara ke segmen dari sebuah chord, yang panjangnya ditentukan oleh resolusi waktu detektor. Sebagai resolusi waktu membaik, rasio signal-to-noise (SNR) dari gambar akan meningkatkan, membutuhkan acara yang lebih sedikit untuk mencapai kualitas gambar yang sama. Teknologi ini belum umum, tapi tersedia pada beberapa sistem baru. [11]

Rekonstruksi pencitraan menggunakan statistic sesungguhny

Lebih umum, teknik ini jauh seperti rekonstruksi computed tomography (CT) dan tomografi emisi photon tunggal yang dihitung (SPECT) data yang digunakan, meskipun kumpulan data yang dikumpulkan dalam PET adalah jauh lebih buruk dibandingkan CT, sehingga teknik rekonstruksi lebih sulit (lihat gambar rekonstruksi PET).

Menggunakan statistik yang dikumpulkan dari puluhan ribuan peristiwa kebetulan, satu set persamaan simultan untuk kegiatan total setiap paket dari jaringan bersama banyak LORs dapat diatasi oleh sejumlah teknik, dan dengan demikian peta radioaktivitas sebagai fungsi lokasi untuk paket atau bit dari jaringan (voksel juga disebut), dapat dibangun dan diplot. Peta yang dihasilkan menunjukkan jaringan di mana molekul pelacak telah menjadi terkonsentrasi, dan dapat diinterpretasikan oleh dokter ahli radiologi kedokteran nuklir atau dalam konteks diagnosis pasien dan rencana perawatan.

Kombinasi PET dengan CT atau MRI

PET scan semakin dibaca bersama CT atau magnetic Resonance Imaging (MRI) scan, kombinasi ("co-registration") keduanya memberikan informasi anatomi dan metabolisme (misalnya, apa struktur ini, dan apa yang dilakukannya biokimia). Karena pencitraan PET sangat berguna dalam kombinasi dengan pencitraan anatomi, seperti CT, PET scanner modern sekarang tersedia dengan high-end multi-detector-row CT scan. Karena kedua scan dapat dilakukan dalam urutan langsung selama sesi yang sama, dengan pasien tidak mengubah posisi antara dua jenis scan, dua set gambar lebih-tepatnya terdaftar, sehingga area kelainan pada pencitraan PET dapat lebih sempurna berkorelasi dengan anatomi pada gambar CT. Hal ini sangat berguna dalam menunjukkan pandangan rinci bergerak organ atau struktur dengan variasi anatomi yang lebih tinggi, yang lebih umum di luar otak.

Di Institut Jülich ilmu saraf dan Biofisika, terbesar di dunia PET / MRI mulai beroperasi pada bulan April 2009: 9.4-tesla magnetic resonance tomograph(MRT) yang dikombinasikan dengan  positron emission tomograph (PET). Saat ini, hanya kepala dan otak bisa dicitrakan di ini kuat

medan magnet tinggi. [12] Radionuklida

Radionuklida yang digunakan dalam PET scan biasanya isotop dengan waktu paruh pendek seperti karbon-11 (~ 20 menit), nitrogen-13 (~ 10 menit), oksigen-15 (~ 2 menit), dan fluorin-18 (~ 110 min) . Radionuklida ini digabungkan baik menjadi senyawa yang biasanya digunakan oleh tubuh seperti glukosa (atau analog glukosa), air atau amonia, atau ke molekul yang mengikat reseptor atau situs lain tindakan obat. senyawa berlabel tersebut dikenal sebagai radiotracers. Adalah penting untuk menyadari bahwa teknologi PET dapat digunakan untuk melacak jalur biologis senyawa pada manusia yang hidup (dan spesies lainnya juga), asalkan dapat radiolabeled dengan isotop PET. Dengan demikian proses tertentu yang dapat diperiksa dengan PET yang hampir tak terbatas, dan radiotracers untuk molekul target baru dan proses yang sedang disintesis sepanjang waktu, seperti tulisan ini sudah ada puluhan digunakan klinis dan ratusan yang dilakukan dalam penelitian. Saat ini, Namun, sejauh ini radiotracer paling umum digunakan dalam PET klinis pemindaian Fludeoxyglucose, analog glukosa yang diberi label dengan fluorin-18.

Karena kerja waktu paruh radioisotop besar, radiotracers harus diproduksi menggunakan siklotron di dekat fasilitas pencitraan PET. Kehidupan setengah dari fluor-18 cukup panjang yang radiotracers berlabel dengan fluorin-18 dapat diproduksi secara komersial di lokasi luar kantor dan dikirim ke pusat-pusat pencitraan.

Batasan

Meminimalkan dosis radiasi untuk subjek adalah sebuah fitur menarik dari penggunaan radionuklida berumur pendek. Selain peran didirikan sebagai teknik diagnostik, PET memiliki peran meluas sebagai metode untuk menilai respon terhadap terapi, khususnya terapi, kanker, [13] dimana resiko untuk pasien dari kurangnya pengetahuan tentang kemajuan penyakit jauh lebih besar daripada resiko uji radiasi.

Keterbatasan meluasnya penggunaan PET timbul dari biaya tinggi cyclotron dibutuhkan untuk menghasilkan radionuklida berumur pendek untuk PET scanning dan kebutuhan khusus disesuaikan untuk aparatur kimia sintesis-situs untuk menghasilkan radiofarmasi. Beberapa rumah sakit dan universitas yang mampu mempertahankan sistem seperti ini, dan yang paling PET klinis didukung oleh pemasok pihak ketiga radiotracers yang dapat menyediakan banyak situs secara bersamaan. Keterbatasan ini membatasi PET klinis terutama penggunaan pelacak berlabel dengan fluorin-18, yang memiliki kehidupan setengah dari 110 menit dan dapat diangkut jarak yang wajar sebelum digunakan, atau untuk rubidium,-82 yang dapat dibuat dalam generator portabel dan digunakan untuk studi perfusi miokard. Namun demikian, dalam beberapa tahun terakhir di beberapa tempat cyclotron dengan laboratorium terpadu melindungi dan panas sudah mulai menemani unit PET ke rumah sakit terpencil. Kehadiran siklotron on-site kecil menjanjikan untuk memperluas di masa depan sebagai cyclotron menyusut dalam menanggapi tingginya biaya transportasi isotop untuk mesin PET remote [14] Karena paruh fluor-18 adalah sekitar dua jam, dosis disiapkan sebuah bantalan radiofarmaka ini radionuklida akan menjalani setengah kehidupan multi-pembusukan selama hari kerja. Hal ini membutuhkan kalibrasi ulang sering dosis sisa (penentuan aktivitas per satuan volume) dan perencanaan yang cermat berkaitan dengan penjadwalan pasien.

Rekontruksi gambar

Data mentah yang dikumpulkan oleh pemindai PET adalah daftar yang mewakili deteksi 'peristiwa kebetulan' hampir bersamaan (biasanya, dalam jendela 6 sampai 12 nanodetik satu sama lain) dari foton penghancuran oleh sepasang detektor. Setiap peristiwa kebetulan merupakan garis dalam ruang menghubungkan dua detektor sepanjang yang emisi positron terjadi. sistem modern dengan resolusi waktu yang lebih tinggi (sekitar 3 nanodetik) juga menggunakan teknik (disebut "Time-of-flight") di mana mereka lebih tepatnya memutuskan perbedaan dalam waktu antara deteksi dari dua foton dan dengan demikian dapat melokalisasi titik asal dari peristiwa penghancuran antara kedua detektor ke dalam 10 cm.

Kebetulan acara dapat dikelompokkan menjadi gambar proyeksi, sinograms disebut. Para sinograms diurutkan oleh masing-masing sudut pandang dan miring (untuk gambar 3D). Gambar Sinogram adalah sejalan dengan proyeksi ditangkap oleh scanner computed  tomography (CT), dan dapat direkonstruksi dengan cara yang sama. Namun, statistik data jauh lebih buruk daripada yang diperoleh melalui tomografi transmisi. Sebuah PET kumpulan data normal memiliki jutaan menghitung untuk akuisisi keseluruhan, sedangkan CT bisa mencapai

satu miliar jumlah sedikit. Dengan demikian, data PET menderita pencar dan peristiwa acak  jauh lebih dramatis dari CT data tidak.

Dalam prakteknya, cukup pra-pengolahan data diperlukan - koreksi untuk kebetulan acak, estimasi dan pengurangan foton tersebar, detektor koreksi mati-waktu (setelah deteksi foton, detektor harus "dingin" lagi) dan detektor sensitivitas koreksi (untuk kedua sensitivitas detektor yang melekat dan perubahan sensitivitas akibat sudut kejadian).

Filtered back projection(FBP) telah sering digunakan untuk merekonstruksi citra dari proyeksi. Algoritma ini memiliki keuntungan yang sederhana sementara memiliki kebutuhan yang rendah untuk sumber daya komputasi. Namun, ditembak noise pada data mentah yang menonjol dalam gambar direkonstruksi dan daerah serapan tracer tinggi cenderung membentuk goresan di gambar. Juga, FBP memperlakukan data deterministik - tidak memperhitungkan keacakan yang melekat berhubungan dengan data PET, sehingga membutuhkan semua pra-rekonstruksi koreksi yang dijelaskan di atas. Iteratif harapan-maksimisasi algoritma sekarang metode yang disukai rekonstruksi. Algoritma ini menghitung perkiraan distribusi kemungkinan peristiwa penghancuran yang menyebabkan data yang diukur, berdasarkan prinsip-prinsip statistik. Keuntungannya adalah profil kebisingan lebih baik dan perlawanan terhadap artefak streak biasa dengan FBP, tetapi kerugiannya adalah kebutuhan sumber daya komputer yang lebih tinggi.

  Attenuation correction_{: Sebagai LORs berbeda harus melewati ketebalan yang berbeda}

 jaringan, foton yang dilemahkan secara diferensial. Hasilnya adalah bahwa struktur jauh di dalam tubuh adalah direkonstruksi memiliki serapan tracer palsu rendah. Kontemporer scanner dapat memperkirakan redaman menggunakan terintegrasi peralatan x-ray CT, peralatan Namun sebelumnya menawarkan bentuk mentah hasil CT menggunakan sinar gamma (positron mengeluarkan) sumber dan detektor PET.

Sedangkan gambar attenuation-corrected umumnya lebih representasi murni, proses koreksi itu sendiri rentan terhadap artefak signifikan. Akibatnya, kedua gambar dikoreksi dan dikoreksi selalu direkonstruksi dan membaca bersama-sama.

2D/3D rekonstruksi: Awal PET scanner hanya memiliki cincin tunggal detektor, maka perolehan data dan rekonstruksi selanjutnya dibatasi untuk sebuah pesawat melintang tunggal. Lebih scanner modern sekarang termasuk cincin ganda, pada dasarnya membentuk silinder detektor.

Ada dua pendekatan untuk merekonstruksi data dari scanner seperti: 1) memperlakukan setiap cincin sebagai entitas yang terpisah, sehingga kebetulan hanya dalam cincin terdeteksi, gambar dari setiap cincin kemudian dapat direkonstruksi secara individual (rekonstruksi 2D), atau 2) kebetulan memungkinkan untuk dideteksi antara cincin dan juga dalam cincin, kemudian merekonstruksi seluruh volume bersama (3D).

 Teknik 3D memiliki kepekaan yang lebih baik (karena mereka dibuat oleh Dave kebetulan lebih banyak dideteksi dan digunakan) dan kebisingan karenanya kurang, tetapi lebih sensitif  terhadap efek dari kebetulan menyebar dan acak, serta membutuhkan sumber daya komputer Sejalan lebih besar. Munculnya detektor waktu sub-nanodetik resolusi affords penolakan kebetulan acak yang lebih baik, sehingga mendukung rekonstruksi gambar 3D.

Aplikasi

PET adalah sebuah alat medis dan penelitian. Hal ini digunakan besar-besaran dalam onkologi klinis (pencitraan tumor dan pencarian metastasis), dan untuk diagnosis klinis penyebara penyakit otak tertentu seperti yang menyebabkan berbagai jenis demensia. PET juga merupakan alat penelitian yang penting untuk peta otak manusia normal dan fungsi jantung. PET juga digunakan dalam studi pre-klinis menggunakan hewan, dimana hal itu memungkinkan diulang penyelidikan ke dalam mata pelajaran yang sama. Hal ini terutama berharga dalam penelitian kanker, seperti hasil dalam peningkatan kualitas data statistik (pelajaran dapat bertindak sebagai kontrol sendiri) dan secara substansial mengurangi jumlah hewan yang diperlukan untuk sebuah studi yang diberikan. Metode alternatif dari scn termasuk diantarany x-ray computed tomography (CT), Magnetic Resonance Imaging (MRI) dan

fungsional magnetic resonance imaging (fMRI), USG dan single photon emission computed  tomography (SPECT).

Sementara beberapa pencitraan seperti CT scan dan MRI mengisolasi perubahan anatomis organik dalam tubuh, PET dan SPECT mampu mendeteksi detail bidang biologi molekular (bahkan sebelum perubahan anatomis). PET scanning hal ini menggunakan radiolabelled probe molekuler yang memiliki tingkat serapan yang berbeda tergantung pada jenis dan fungsi  jaringan yang terlibat. Perubahan aliran darah daerah di berbagai struktur anatomik (sebagai ukuran dari pemancar positron disuntikkan) dapat divisualisasikan dan relatif dihitung dengan PET scan.

Pencitraan PET yang terbaik dilakukan dengan menggunakan scanner PET khusus. Namun, dimungkinkan untuk memperoleh gambar PET menggunakan kamera dual-kepala gamma konvensional dilengkapi dengan detektor kebetulan. Kualitas PET gamma-kamera ini jauh lebih rendah, dan akuisisi lebih lambat. Namun, untuk lembaga dengan permintaan rendah untuk PET, ini memungkinkan pencitraan on-site, bukan merujuk pasien ke pusat lain, atau mengandalkan kunjungan oleh scanner mobile.

PET adalah teknik berharga untuk beberapa penyakit dan gangguan, karena ada kemungkinan untuk menargetkan radio-bahan kimia yang digunakan untuk fungsi-fungsi tubuh tertentu.

1.

Onkologi: PET pemindaian dengan pelacak fluor-18 (F-18) fluorodeoxyglucose (FGD), yang disebut FDG-PET, secara luas digunakan dalam onkologi klinis. pelacak Ini adalah analog glukosa yang diambil oleh glukosa menggunakan sel-sel dan terfosforilasi oleh heksokinase (bentuk mitokondria yang sangat meningkat pada tumor ganas yang tumbuh pesat). Dosis khas FDG digunakan dalam sebuah oncological scan 200-400 MBq bagi manusia dewasa. Karena atom oksigen yang digantikan oleh F-18 untuk menghasilkan FDG diperlukan untuk langkah berikutnya dalam metabolisme glukosa dalam semua sel, tidak ada reaksi lebih lanjut terjadi pada FDG. Selain itu, jaringan sebagian besar (dengan pengecualian hati dan ginjal) tidak dapat menghapus fosfat ditambahkan oleh heksokinase. Ini berarti bahwa FDG terjebak dalam sel yang memakan itu, sampai meluruh, sejak gula terfosforilasi, karena muatan ion mereka, tidak bisa keluar dari sel. Hal ini menyebabkan intens radiolabeling jaringan dengan uptake glukosa tinggi, seperti otak, hati, dan kanker. Akibatnya, FDG-PET dapat digunakan untuk diagnosis, pementasan, dan pemantauan pengobatan kanker, khususnya pada limfoma Hodgkin, limfoma non-Hodgkin, dan kanker paru-paru. Banyak   jenis tumor padat akan ditemukan sangat tinggi label pada fakta kasus per-kasus-a yang menjadi sangat berguna dalam mencari metastasis tumor, atau untuk kekambuhan setelah tumor primer dikenal sangat aktif akan dihapus. Karena PET scan individu lebih mahal daripada pencitraan "konvensional" dengan computed tomography (CT) dan Magnetic Resonance Imaging (MRI), perluasan FDG-PET dalam biaya pelayanan kesehatan terbatas akan tergantung pada penilaian teknologi kesehatan yang layak, masalah ini adalah sulit satu karena pencitraan struktural dan fungsional sering tidak bisa langsung dibandingkan, karena mereka memberikan informasi yang berbeda. Onkologi scan menggunakan FDG membuat lebih dari 90% dari semua PET scan dalam praktek saat ini.

2. Neurologi: PET neuroimaging didasarkan pada asumsi bahwa daerah radioaktivitas tinggi yang terkait dengan aktivitas otak. Apa yang sebenarnya diukur secara tidak langsung adalah aliran darah ke berbagai bagian otak, yang umumnya diyakini berkorelasi, dan telah diukur dengan menggunakan pelacak oksigen-15. Namun, karena 2 menit hidupnya setengah-O-15 harus disalurkan langsung dari siklotron medis untuk keperluan tersebut, dan ini sulit. Dalam prakteknya, karena otak biasanya pengguna cepat glukosa, dan karena patologi otak seperti penyakit Alzheimer sangat menurunkan metabolisme otak dari kedua glukosa dan oksigen dalam bersama-sama, FDG PET-standar dari otak, yang mengukur menggunakan glukosa daerah, juga dapat berhasil digunakan untuk membedakan penyakit Alzheimer dari proses dementing lain, dan juga untuk membuat diagnosis dini dari penyakit Alzheimer. Keuntungan dari FDG-PET untuk menggunakan ini adalah ketersediaan yang lebih luas. PET imaging dengan FGD juga dapat digunakan untuk lokalisasi fokus kejang: Fokus kejang akan muncul sebagai hypometabolic selama interictal scan. Beberapa radiotracers (radioligands yaitu) telah dikembangkan untuk PET yang ligan untuk subtipe neuroreceptor tertentu seperti [11c]

raclopride dan [18F] fallypride untuk D2/D3 reseptor dopamin, [11c] MCN 5652 dan [11c] DASB untuk transporter serotonin, atau substrat enzim (misalnya 6-FDOPA untuk enzim AADC). Agen ini mengizinkan visualisasi kolam neuroreceptor dalam konteks pluralitas penyakit neuropsikiatri dan neurologis. Penyelidikan yang baru dikembangkan di University of Pittsburgh disebut PIB (Pittsburgh senyawa B) memungkinkan visualisasi plak amyloid pada otak pasien Alzheimer. Teknologi ini dapat membantu dokter dalam membuat diagnosis klinis positif dari mortem AD pra-dan bantuan dalam pengembangan terapi baru anti-amyloid. [11c] PMP (N-[11c] methylpiperidin-4-il propionat) adalah sebuah novel radiofarmaka yang digunakan dalam pencitraan PET untuk menentukan aktivitas sistem neurotransmitter acetylcholinergic dengan bertindak sebagai substrat untuk acetylcholinesterase. Post-mortem pemeriksaan pasien AD telah menunjukkan tingkat penurunan acetylcholinesterase. [11c] PMP digunakan untuk memetakan aktivitas acetylcholinesterase di otak yang dapat memungkinkan untuk diagnosis pra-mortem AD dan membantu untuk memantau pengobatan AD. [15] Avid Sediaan Penyidik Philadelphia telah mengembangkan senyawa yang disebut 18F-AV-45 yang menggunakan fluor radionuklida yang tahan lama-18 untuk mendeteksi plak amiloid menggunakan PET scan. [16]

3. Kardiologi, aterosklerosis dan studi penyakit pembuluh darah: Pada kardiologi klinis, FDG-PET dapat mengidentifikasi apa yang disebut "berhibernasi miokardium", tapi biaya-efektivitas peran ini versus SPECT tidak jelas. Baru-baru ini, peran telah diusulkan untuk pencitraan FDG-PET aterosklerosis untuk mendeteksi pasien risiko stroke [3]. 4. Neuropsikologi / neuroscience Kognitif: Untuk menguji hubungan antara proses-proses

tertentu atau gangguan psikologis dan aktivitas otak.

5. Psikiatri: Sejumlah senyawa yang mengikat selektif untuk neuroreceptors kepentingan dalam psikiatri biologi telah radiolabeled dengan C-11 atau F-18. Radioligands yang mengikat reseptor dopamin (D1, D2, reuptake transporter), serotonin reseptor (5HT1A, 5HT2A, reuptake transporter) reseptor opioid (mu) dan situs lainnya telah digunakan dengan sukses dalam studi dengan subjek manusia. Studi telah dilakukan memeriksa keadaan reseptor ini pada pasien dibandingkan dengan kontrol yang sehat dalam skizofrenia, penyalahgunaan zat, gangguan mood dan kondisi kejiwaan lainnya.

6. Farmakologi: Pada percobaan pra-klinis, adalah mungkin untuk radiolabel obat baru dan menyuntikkan ke hewan. scan tersebut disebut sebagai studi biodistribusi. Pengambilan obat tersebut, jaringan di mana ia konsentrat, dan penghapusan akhirnya, bisa dipantau jauh lebih cepat dan biaya efektif daripada teknik yang lebih tua dari membunuh dan membedah hewan-hewan untuk menemukan informasi yang sama.   Jauh lebih sering, bagaimanapun, obat hunian di lokasi mengaku tindakan dapat

disimpulkan secara tidak langsung dengan penelitian persaingan antara obat tak berlabel dan senyawa radiolabeled dikenal apriori untuk mengikat dengan spesifisitas ke situs. Sebuah radioligand tunggal dapat menggunakan cara ini untuk menguji banyak kandidat obat yang potensial untuk target yang sama. Sebuah teknik terkait melibatkan pemindaian dengan radioligands yang bersaing dengan endogen (alami) substansi pada reseptor yang diberikan untuk menunjukkan bahwa obat menyebabkan pelepasan substansi alam.

7. PET teknologi untuk pencitraan hewan kecil: Sebuah tomograph PET miniatur telah dibangun yang cukup kecil untuk sebuah tikus sepenuhnya sadar dan bergerak untuk dikenakan di kepalanya sambil berjalan sekitar [17] Ini RatCAP (Rat Sadar Hewan PET) memungkinkan hewan untuk menjadi. dipindai tanpa efek membingungkan anestesi. PET scanner yang dirancang khusus untuk pencitraan hewan pengerat atau primata kecil dipasarkan untuk penelitian akademik dan farmasi.

8. Musculo-skeletal Imaging: PET telah ditunjukkan untuk menjadi layak untuk mempelajari teknik otot skeletal selama latihan seperti berjalan [18] Salah satu keuntungan utama menggunakan PET adalah bahwa hal itu juga dapat memberikan data otot aktivasi sekitar lebih berbohong otot seperti yang intermedialis vastus dan gluteus minimus, dibandingkan dengan otot lain belajar teknik seperti Elektromiografi, yang hanya dapat digunakan pada otot dangkal (yaitu langsung di bawah kulit). Kelemahan yang jelas, bagaimanapun, adalah bahwa PET tidak memberikan informasi

waktu tentang aktivasi otot, karena itu harus diukur setelah latihan selesai. Hal ini disebabkan waktu yang dibutuhkan untuk FDG menumpuk di otot diaktifkan.

Safety 

PET scan adalah non-invasif, tetapi hal itu melibatkan paparan radiasi pengion. Dosis total radiasi tidak penting, biasanya sekitar 5-7 mSv. Namun, dalam praktiknya modern, gabungan PET / CT scan hampir selalu dilakukan, dan untuk PET / CT scan, paparan radiasi mungkin cukup besar - sekitar 23-26 mSv (untuk orang kg 70 - dosis kemungkinan lebih tinggi untuk tinggi badan berat). [19] Bila dibandingkan dengan tingkat klasifikasi bagi pekerja radiasi di Inggris, dari 6 mSv dapat dilihat bahwa PET scan membutuhkan justifikasi yang tepat. Ini juga dapat dibandingkan dengan 2,2 mSv radiasi latar belakang rata-rata tahunan di Inggris, 0,02 mSv untuk dada x-ray dan 6,5 -. 8 mSv untuk CT scan dada, menurut Journal Dada dan ICRP [20] [21 ] Suatu perubahan kebijakan yang disarankan oleh asosiasi anggota IFALPA pada tahun 1999 menyebutkan bahwa anggota aircrew kemungkinan akan menerima dosis radiasi 4-9 mSv per tahun. [22].