Obsah
Izotopy sú atómy toho istého prvku, ktoré majú vo svojom jadre rôzne počty neutrónov; keď sú zavedené do ľudského tela, môžu byť detegované žiarením alebo inými prostriedkami. Izotopy používané v spojení so sofistikovaným vybavením dávajú zdravotníckym odborníkom silné „okno“ do tela, čo im umožňuje diagnostikovať choroby, študovať biologické procesy a skúmať pohyb a metabolizmus drog u žijúcich ľudí.
Stabilné a nestabilné izotopy
Izotopy môžu byť stabilné alebo nestabilné; nestabilní vyžarujú žiarenie a stabilné nevyžarujú. Napríklad stabilný atóm uhlíka-12 tvorí 98,9% všetkého uhlíka na Zemi; Pretože vzácnejší izotop uhlíka-14 je rádioaktívny a časom sa mení, vedci ho používajú na určenie veku niekedy starých biologických vzoriek a materiálov. Chemicky stabilné a nestabilné izotopy pôsobia takmer rovnako, čo lekárom umožňuje nahradiť rádioaktívne atómy stabilnými atómami v drogách používaných na sledovanie biologických aktivít. Stabilné izotopy, ľahko identifikovateľné pomocou zariadenia nazývaného hmotnostný spektrometer, pomáhajú vedcom určiť podmienky v krvi a tkanive, keď nie je žiaduca rádioaktivita.
Výživa Výskum
Stabilné izotopy pomáhajú vedcom v oblasti výživy monitorovať pohyb minerálov v tele. Napríklad zo štyroch stabilných izotopov pre železo predstavuje železo-56 prirodzene asi 92 percent a najvzácnejšie je železo-58 na 0,3 percenta. Vedec podáva skúšobnému subjektu dávky železa-58 a monitoruje množstvo rôznych izotopov železa v krvi a ďalších biologických vzorkách. Pretože železo-58 je ťažšie ako železo-56, hmotnostný spektrometer ich ľahko rozlišuje. Prvé vzorky ukážu viac železa-56, ale v priebehu času sa bude železo-58 nachádzať vo významných množstvách v rôznych tkanivách a látkach, čo umožní vedcovi presne zmerať, ako telo v tele spracováva železo.
Skeny PET
Pozitónová emisná tomografia vytvára trojrozmerné obrazy orgánov a tkanív pomocou rádioaktívnych izotopov. Izotopy, ako napríklad fluór-18, uvoľňujú gama žiarenie - formu energie, ktorá prechádza telom a do detektora. Keď sa fluór kombinuje s cukrom a podáva sa pacientovi, migruje do tkanív, ktoré aktívne metabolizujú cukor, napríklad do oblastí mozgu u osôb pracujúcich v matematických problémoch. Skeny PET ukazujú tieto časti tela jasne a zreteľne. Na základe pozorovania rôznych hladín metabolizmu môže lekár identifikovať oznamovacie znaky abnormalít, ako sú nádory a demencia.
Skenovanie MPI
Snímanie perfúzie myokardu využíva rádioaktívne izotopy na vytváranie obrázkov spôsobom podobným skenovaniu PET, ale na monitorovanie srdca v reálnom čase. Podľa Stanford University Hospital táto technika využíva izotopy, ako napríklad technécium-99 alebo tálium-201. Tieto izotopy sa vstreknú do žily a nájdu cestu do srdca. Špecializovaná kamera sníma emitované gama lúče a vytvára obraz srdca, ktoré bije v kľudových a stresových podmienkach, čo lekárovi umožňuje vyhodnotiť zdravie orgánu.