В книге «Ангелы и демоны» злодеи крадут грамм антивещества и собираются с его помощью взорвать целый город. План почти безупречен: аннигиляция действительно выделяет большую энергию. И точно такой же процесс взаимного уничтожения вещества и антивещества происходит в организме человека во время нового метода диагностики — позитронно-эмиссионной томографии.

ПЭТ, или двухфотонная эмиссионная томография, основана на взаимодействии вещества и антивещества — электронов и позитронов. Когда они сталкиваются, происходит мощная по выбросу энергии реакция аннигиляции, в течение которой они самоуничтожаются и образуют третий вид частиц — гамма-кванты. А гамма-кванты, в свою очередь, попадают на детектор и в итоге образуют картину того, насколько активно в каждом органе идет обмен веществ.

Электроны есть в каждом атоме организма. А вот позитроны «доставляются» в организм с помощью специальных радиофармпрепаратов, которые представляют собой любое биологически активное вещество, отмеченное короткоживущим изотопом. Такой изотоп живет десятки минут, после чего распадается по бета-плюс-распаду, испуская позитрон. Вещество выбирается в зависимости от того, какой процесс исследователи собираются изучать: экспрессию генов, внутриклеточный метаболизм или транспорт различных веществ по организму. Это разнообразие делает ПЭТ довольно универсальным средством диагностики, которое помогает поставить точный диагноз не только в онкологии, но и в кардиологии, неврологии или эндокринологии.

Обычно в качестве биологически активного соединения выбирают глюкозу, которую метят изотопом фтор-18. Глюкоза нужна растущим тканям и особенно активно поглощается злокачественными опухолями, с чем и связана её ценность, а фтор-18 из всех удобных изотопов «живет» наиболее долго, так как период его полураспада составляет почти 110 минут.

Основная сложность в том, что получают его на циклотроне, и после этого радиофармпрепарат необходимо максимально быстро доставить в диагностический центр, где его уже введут пациенту и проведут томографию. Иногда в крупных клиниках стоят собственные циклотроны, но в некоторых странах препараты делают централизованно, а потом развозят на специальном самолете.

Процедура занимает около 1,5-2 часов. Чуть более получаса отводится на распределение препарата по тканям, а затем человека кладут на кушетку сканирующего аппарата и визуализируют картину метаболической активности тканей. Пораженные органы захватывают препарат наиболее сильно, в их зоне выделяется большее количество энергии, поэтому на изображении они начинают светиться, таким образом маркируя проблему.

Для того, чтобы добиться особой точности, во время ПЭТ часто проводится компьютерная томография, и снимки накладываются на цветное изображение обмена веществ, позволяя максимально четко увидеть место поражения и сформировать тактику лечения. Такие аппараты называются ПЭТ-КТ. Впрочем, сейчас научились делать и ПЭТ-МРТ.

У ПЭТ есть несколько основных преимуществ: во-первых, метод позволяет исследовать сразу все органы, подвергая организм невысокой дозе облучения, сравнимой с получаемой при КТ. Во-вторых, он «видит» малейшие сдвиги в метаболизме ткани задолго до того, пока сформируется органический очаг. Это не под силу обычному рентгену, УЗИ или МРТ. В-третьих, позитронно-эмиссионная томография способна определить размеры даже незначительных метастазов до нескольких миллиметров в диаметре, уточнить их локализацию, а также проследить за эффективностью назначенного лечения.

К слову, точность стандартной КТ колеблется в пределах 80%, тогда как точность ПЭТ достигает 90-95% при той же безопасности и безболезненности.

Но есть и минусы. Если рядом с диагностическим центром, где проводят ПЭТ, нет циклотрона, то метод автоматически становится невозможным, так как период полураспада даже самого устойчивого используемого в ПЭТ изотопа не превышает двух часов. Ну и к тому же он очень дорогой, ведь изотопы и радиофармпрепараты из них синтезируют специально для каждого конкретного пациента буквально перед процедурой.

Помимо онкологии томография позволяет выявить нарушения в кровоснабжении, поэтому ее можно использовать для диагностики ишемии сердца, с ее помощью по очагам сниженного кровотока находить старые инфаркты миокарда. Продуктивна ПЭТ и в неврологии: она прекрасно определяет очаги повышенной активности при эпилепсии, что дает возможность уточнить объем хирургического вмешательства и найти на ранней стадии и поставить дифференциальный диагноз между разными нейродегенеративными заболеваниями. Кроме того, ПЭТ – прекрасный научный инструмент для исследования активности мозга. Только очень дорогой.