Зміст
Ізотопи - це атоми одного і того ж елемента, які мають різну кількість нейтронів у своїх ядрах; потрапляючи в організм людини, їх можна виявити за допомогою радіації або іншими способами. Ізотопи, що застосовуються разом із складним обладнанням, дають медичним працівникам потужне «вікно» в організм, дозволяючи їм діагностувати захворювання, вивчати біологічні процеси та досліджувати рух та метаболізм наркотиків у живих людей.
Стабільні та нестабільні ізотопи
Ізотопи можуть бути стабільними або нестабільними; нестійкі випромінюють випромінювання, а стійкі - ні. Наприклад, стабільний атом вуглецю-12 складає 98,9 відсотка всього вуглецю на Землі; оскільки рідше ізотоп вуглецю-14 є радіоактивним і змінюється з часом, вчені використовують його для визначення віку іноді давніх біологічних зразків та матеріалів. Хімічно стабільні та нестабільні ізотопи діють майже однаково, дозволяючи лікарям замінювати радіоактивні атоми на стабільні препарати, які використовуються для відстеження біологічної діяльності. Стабільні ізотопи, легко ідентифіковані за допомогою пристрою, який називається мас-спектрометром, допомагають дослідникам визначити умови в крові та тканинах, коли радіоактивність небажана.
Дослідження харчування
Стабільні ізотопи допомагають вченим з харчування контролювати рух мінералів через організм. Наприклад, із чотирьох стійких ізотопів заліза залізо-56 природно складає близько 92 відсотків, а найрідкіснішим є залізо-58 на 0,3 відсотка. Вчений дає досліджуваному дози заліза-58 та контролює кількість різних ізотопів заліза в крові та інших біологічних зразках. Оскільки залізо-58 важче заліза-56, мас-спектрометр розрізняє їх легко. Ранні зразки покажуть більше заліза-56, але з часом залізо-58 виявиться у значній кількості в різних тканинах і речовинах, що дозволяє вченому точно виміряти, як організм обстежуваного переробляє залізо.
ПЕТ-сканування
Позитронно-емісійна томографія створює тривимірні зображення органів і тканин за допомогою використання радіоактивних ізотопів. Ізотопи, такі як фтор-18, виділяють гамма-випромінювання - форму енергії, яка проходить через тіло і в детектор. У поєднанні з цукром і даному пацієнтові фтор мігрує до тих тканин, які активно метаболізують цукор, таких як ділянки мозку людини, що працюють над математичними проблемами. ПЕТ-скани показують ці деталі тіла чітко докладно. Спостерігаючи за різним рівнем метаболізму, лікар може виявити показові ознаки порушень, таких як пухлини та деменція.
Сканування MPI
Сканування міокардіальної перфузії використовує радіоактивні ізотопи для отримання зображень методом, подібним до ПЕТ-сканування, але для моніторингу роботи серця в режимі реального часу. За даними Університетської лікарні Стенфорда, у техніці використовуються такі ізотопи, як технецій-99 або талій-201. Ці ізотопи вводяться у вену і знаходять дорогу до серця. Спеціалізована камера знімає випромінювані гамма-промені та створює зображення серцебиття, що б'ється в умовах спокою та стресу, що дозволяє лікареві оцінити стан здоров'я організму.