百科网

首页 > 文化教育 > 科学探索

科学探索

反物质的应用:正电子发射断层扫描

科学探索万象经验2023-05-08

在详细介绍它的原理之前,我们首先要了解正电子的来源。正电子来源于放射性物质,一般情况下这种放射性物质是人体所需的物质,如葡萄糖、蛋白质等。然后这些物质的其中一个元素使用短寿命的放射性同位素代替,如碳-11、氮-13、氧-15、氟-18等。

接下来,我们关注的是具体的放射性同位素:氟-18,它的质量数为18,而质子数为9,因此它有9个中子。这种形式的氟具有放射性,它会衰变成氧元素,因此FDG变成了正常的葡萄糖。

所以,正电子在体内不会传播得很远,它基本上会在其产生的位置与体内的电子相碰,相互湮灭并把质量转化为能量,这种能量的特别之处在于它产生两个伽马辐射光子。更重要的是,这两个光子会以180度向外传播。而在人体外围是一圈伽马探测器,这两个光子几乎同时到达探测器相对的位置,然后由于两个光子穿过的人体组织不同,它们的衰减也会不同,计算机通过一系列复杂的计算就能确定位置。不过,要准确计算出FDG被吸收的位置并成像,计算机需要进行多达100万次的分析。

但是,如果只做PET的话,产生的图像的分辨率是非常低的。所以,它经常会结合其他技术(例如CT),来更好地显示一些器官的确切位置。所以,这两者结合我们就可以定位新陈代谢的确切位置,并以亮度来区别新陈代谢的强度。一般来说,癌细胞需要更多的糖,这会导致某些部位出现异常的亮度。所以,PET非常适合早期癌症的发现。

打赏