Innehåll
Isotoper är atomer av samma element som har olika antal neutroner i sina kärnor; när de införs i människokroppen kan de detekteras med strålning eller på annat sätt. Isotoperna, som används i kombination med sofistikerad utrustning, ger läkare ett kraftfullt "fönster" i kroppen, vilket gör att de kan diagnostisera sjukdomar, studera biologiska processer och undersöka rörelser och metabolism av läkemedel hos levande människor.
Stabila och instabila isotoper
Isotoper kan vara stabila eller instabila; de instabila avger strålning, och de stabila inte. Till exempel utgör den stabila kol-12-atomen 98,9 procent av allt kol på jorden; eftersom den sällsynta kol-14-isotopen är radioaktiv och förändras över tid, använder forskare den för att bestämma åldern på ibland forntida biologiska exemplar och material. Kemiskt, stabila och instabila isotoper fungerar ungefär samma, vilket gör att läkare kan ersätta radioaktiva atomer med stabila sådana i läkemedel som används för att spåra biologiska aktiviteter. Stabila isotoper, lätt identifierade med en anordning som kallas en masspektrometer, hjälper forskare att bestämma förhållanden i blod och vävnad när radioaktivitet inte är önskvärt.
Näringsforskning
Stabila isotoper hjälper näringsforskare att övervaka mineralernas rörelse genom kroppen. Till exempel, av de fyra stabila isotoperna för järn, står järn-56 naturligtvis för cirka 92 procent, och den sällsynta är järn-58 vid 0,3 procent. En forskare ger en testperson doser av järn-58 och övervakar mängden olika järnisotoper i blod och andra biologiska prover. Eftersom järn-58 är tyngre än järn-56, skiljer en masspektrometer dem lätt. Tidiga prover visar mer järn-56, men med tiden kommer järn-58 att finnas i betydande mängder i olika vävnader och ämnen, vilket gör att forskaren kan mäta exakt hur patientens kropp bearbetar järn.
PET-skanningar
Positron Emission Tomography producerar tredimensionella bilder av organ och vävnader genom användning av radioaktiva isotoper. Isotoperna, såsom fluor-18, avger gammastrålning - en form av energi som passerar genom kroppen och in i en detektor. I kombination med socker och ges till en patient, migrerar fluor till de vävnader som aktivt metaboliserar socker, till exempel områden i hjärnan hos en person som arbetar med matematiska problem. PET-skanningar visar dessa kroppsdelar i tydlig detalj. Genom att observera olika metabolismnivåer kan en läkare identifiera berättelser om avvikelser som tumörer och demens.
MPI-skanningar
En myocardial perfusion Imaging scan använder radioaktiva isotoper för att producera bilder på en metod som liknar en PET-skanning, men för att övervaka hjärtat i realtid. Enligt Stanford University Hospital använder tekniken isotoper som technetium-99 eller thallium-201. Dessa isotoper injiceras i en ven och finner vägen till hjärtat. En specialiserad kamera tar upp de utsända gammastrålarna och producerar en bild av det bankande hjärtat under vila och stressförhållanden, vilket gör det möjligt för en läkare att utvärdera organets hälsa.