Współczesna diagnostyka chorób wewnętrznych oparta jest w znaczącym stopniu na zaawansowanych metodach obrazowania medycznego. Standardowo wykonywane badania obrazowe techniką magnetycznego rezonansu jądrowego (MRJ), tomografii komputerowej (TK) czy pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) zapewniają dostęp do szczegółowej informacji anatomicznej i funkcjonalnej wnętrza organizmu człowieka, odgrywając kluczową rolę w diagnostyce, planowaniu i monitorowaniu efektów leczenia. Wymienione trzy metody obrazowania zaliczane są do technik tomograficznych, tzn. dostarczają obraz wnętrza w postaci przekroju przez badany obiekt. Tomografia komputerowa zapewnia przede wszystkim obraz anatomiczny wnętrza ciała, opierając się na zróżnicowaniu poszczególnych tkanek organizmu pod względem stopnia absorpcji promieniowania rentgenowskiego wysyłanego na badany obiekt pod różnymi kątami. Obrazowanie metodą MRJ (z ang. MRI – Magnetic Resonance Imaging) wykorzystuje z kolei magnetyczne własności jąder atomów wodoru zawartych w cząsteczkach wody wszechobecnej wewnątrz organizmów żywych, różnicując poszczególne tkanki na podstawie stopnia uwodnienia oraz obecności innych związków biochemicznych w ich strukturze. Właśnie wpływ obecności innych niż woda związków biochemicznych na powstający w metodzie MRI obraz umożliwia wykorzystanie tej metody do badań dających informację o procesach fizjologicznych zachodzących w organizmie, związanych np. z metabolizmem, czy badań funkcjonalnych poszczególnych narządów i tkanek. Należy podkreślić, że technika MRJ, zgodnie z obecną wiedzą, jest całkowicie nieinwazyjna dla organizmów żywych, w przeciwieństwie do techniki TK stosującej duże dawki promieniowania jonizującego [1]. Techniką, która także pozwala obrazować przebieg procesów fizjologicznych zachodzących w organizmie człowieka, jest wspomniany PET (Positron Emission Tomography) polegający na odwzorowaniu przestrzennego rozkładu wybranej substancji aktywnej w tkankach, gdzie uczestniczy w metabolizmie komórkowym. Substancja ta, zwana radiofarmaceutykiem, zawiera jądro promieniotwórcze, które, ulegając rozpadowi promieniotwórczemu, emituje pozyton („elektron o ładunku dodatnim”) mogący ulegać procesowi anihilacji z elektronem struktury atomowej komórek żywych, emitując tym samym promieniowanie gamma. Na podstawie rozkładu przestrzennego miejsc emisji promieniowania gamma tworzona jest mapa tomograficzna rozkładu radiofarmaceutyka. Dla osiągnięcia pełnej wartości diagnostycznej mapę tę należy nałożyć na obraz anatomiczny badanego obiektu otrzymany jedną z wymienionych wcześniej metod, tj. TK bądź MRI.
Czytaj całość: Inżynier i Fizyk Medyczny 4(5), 2015
Bartosz Głowacz, Marcin Zieliński
Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej, Uniwersytet Jagielloński w Krakowie, ul. Łojasiewicza 11, 30-348 Kraków, tel. +48 12 664 48 90, e-mail: b.glowacz@uj.edu.pl