سیستم تصویربرداری پت اسکن چیست؟

این سیستم با استفاده از ردیاب‌های رادیواکتیو، امکان تشخیص زودهنگام بیماری‌هایی مانند سرطان، بیماری‌های قلبی و اختلالات مغزی را فراهم می‌کند. پت اسکن (Positron Emission Tomography – PET) یکی از پیشرفته‌ترین فناوری‌های تصویربرداری پزشکی است که برای بررسی فعالیت‌های متابولیکی و عملکردی سلول‌ها در بدن استفاده می‌شود. این معمولاً با سی‌تی اسکن (CT) یا ام‌آر‌آی (MRI) ترکیب می‌شود تا تصاویر دقیق‌تری از ساختار و عملکرد بدن ارائه دهد.

پت اسکن چیست؟

پت اسکن یک روش تصویربرداری هسته‌ای است که با تزریق ردیاب رادیواکتیو (radiotracer) به بدن، فعالیت متابولیکی سلول‌ها را بررسی می‌کند. این ردیاب‌ها، که معمولاً شامل گلوکز یا اکسیژن نشاندار شده‌اند، در مناطقی با فعالیت بالا (مانند سلول‌های سرطانی) تجمع می‌یابند و پرتوهای گاما ساطع می‌کنند. دستگاه پت اسکن این پرتوها را تشخیص داده و تصاویر سه‌بعدی از عملکرد اندام‌ها تولید می‌کند. پت اسکن به‌ویژه برای تشخیص سرطان، ارزیابی بیماری‌های عصبی مانند آلزایمر و بررسی عملکرد قلب مفید است، زیرا تغییرات سلولی را زودتر از تغییرات ساختاری (قابل تشخیص با سی‌تی یا ام‌آر‌آی) شناسایی می‌کند. این روش معمولاً در مراکز تخصصی انجام می‌شود و تصاویر آن توسط رادیولوژیست‌های آموزش‌دیده تفسیر می‌گردد.

اولین سیستم تصویربرداری پت اسکن در کدام کشور ساخته شد؟

اولین سیستم تصویربرداری پت اسکن در ایالات متحده آمریکا توسعه یافت. در دهه 1950، گوردون براونل و همکارانش در بیمارستان عمومی ماساچوست (Massachusetts General Hospital) تحقیقات اولیه‌ای را انجام دادند که منجر به استفاده از پرتوهای نابودی (annihilation radiation) برای تصویربرداری پزشکی شد. در سال 1961، جیمز رابرتسون و تیمش در آزمایشگاه ملی بروکهیون (Brookhaven National Laboratory) اولین اسکنر تک‌صفحه‌ای پت را ساختند که به نام “head-shrinker” شناخته شد. این دستگاه ابتدایی بود، اما پایه‌گذار فناوری مدرن پت اسکن شد. پیشرفت‌های بعدی، مانند توسعه ردیاب‌های پیشرفته‌تر در دهه 1970 توسط دانشگاه‌های آمریکایی، به گسترش استفاده از پت اسکن کمک کرد.

قیمت سیستم تصویربرداری پت اسکن

هزینه یک سیستم پت اسکن به نوع دستگاه، قابلیت‌های آن (مانند PET/CT یا PET/MRI) و تولیدکننده (مانند Siemens، GE یا Canon) بستگی دارد. به‌طور کلی، قیمت یک دستگاه پت اسکن بین 1.5 تا 3 میلیون دلار است. دستگاه‌های ترکیبی PET/CT معمولاً در محدوده 2 تا 2.5 میلیون دلار و دستگاه‌های PET/MRI، که پیچیده‌تر هستند، ممکن است تا 3 میلیون دلار یا بیشتر هزینه داشته باشند. علاوه بر هزینه اولیه، هزینه‌های عملیاتی شامل نگهداری، تولید ردیاب‌های رادیواکتیو (نیازمند سیکلوترون) و آموزش پرسنل نیز قابل توجه است. هزینه یک اسکن برای بیمار در کشورهای غربی بین 1000 تا 2000 دلار است، اگرچه بیمه ممکن است بخشی از آن را پوشش دهد.

تفاوت PET و PET/CT

پت اسکن به‌تنهایی فعالیت متابولیکی سلول‌ها را با استفاده از ردیاب‌های رادیواکتیو نشان می‌دهد، اما اطلاعات آناتومیکی محدودی ارائه می‌کند. PET/CT یک سیستم ترکیبی است که تصاویر متابولیکی پت را با تصاویر آناتومیکی دقیق سی‌تی اسکن ادغام می‌کند. در PET/CT، هر دو اسکن به‌صورت همزمان انجام می‌شوند، که باعث کاهش خطا در هم‌ترازی تصاویر و افزایش دقت تشخیص می‌شود. PET/CT برای تشخیص و مرحله‌بندی سرطان، ارزیابی پاسخ به درمان و شناسایی محل دقیق ضایعات استفاده می‌شود. با این حال، PET/CT دوز پرتو بیشتری نسبت به پت تنها دارد، زیرا شامل پرتوهای ایکس سی‌تی است. در مقابل، پت تنها در مواردی که اطلاعات آناتومیکی کمتر مورد نیاز است، استفاده می‌شود.

نحوه ساخت و اجزای پت اسکن

دستگاه پت اسکن از اجزای کلیدی تشکیل شده است:

• حلقه آشکارساز: شامل کریستال‌های سینتیلاتور (مانند بیسموت ژرمنیوم اکسید) که پرتوهای گاما را به نور تبدیل می‌کنند و فوتومولتی‌پلایرها برای تقویت سیگنال
• سیستم کامپیوتری: برای پردازش داده‌ها و بازسازی تصاویر سه‌بعدی
• تخت متحرک: برای جابجایی بیمار در تونل اسکنر (با قطر حدود 76 سانتی‌متر)
• سیستم خنک‌کننده: برای مدیریت گرمای تولیدشده توسط آشکارسازها. ساخت دستگاه شامل طراحی دقیق حلقه آشکارساز، کالیبراسیون سیستم‌های الکترونیکی و یکپارچه‌سازی با سی‌تی یا ام‌آر‌آی در مدل‌های ترکیبی است. تولید ردیاب‌ها نیازمند سیکلوترون و آزمایشگاه رادیوشیمی در نزدیکی مرکز است، زیرا نیمه‌عمر ردیاب‌ها (مانند 18F-FDG) کوتاه است (حدود 110 دقیقه)

تفاوت پت اسکن با سی‌تی اسکن و ام‌آر‌آی

پت اسکن فعالیت متابولیکی و عملکردی سلول‌ها را با استفاده از ردیاب‌های رادیواکتیو نشان می‌دهد و برای تشخیص زودهنگام بیماری‌هایی مانند سرطان و آلزایمر مناسب است. سی‌تی اسکن از پرتوهای ایکس برای تولید تصاویر دقیق آناتومیکی از استخوان‌ها، اندام‌ها و بافت‌ها استفاده می‌کند، اما تغییرات سلولی اولیه را نشان نمی‌دهد. ام‌آر‌آی با استفاده از میدان‌های مغناطیسی و امواج رادیویی، تصاویر با کنتراست بالا از بافت‌های نرم (مانند مغز و عضلات) ارائه می‌دهد، اما اطلاعات عملکردی محدودی دارد. پت اسکن دوز پرتو بیشتری نسبت به ام‌آر‌آی (که پرتو یونیزه‌کننده ندارد) و مشابه سی‌تی دارد. پت اسکن معمولاً با سی‌تی یا ام‌آر‌آی ترکیب می‌شود تا اطلاعات عملکردی و آناتومیکی را یکپارچه کند.

تفاوت پت اسکن تک فوتونی (SPECT) با PET

پت اسکن از ردیاب‌هایی استفاده می‌کند که پوزیترون ساطع می‌کنند، منجر به تولید دو فوتون گاما در جهت مخالف می‌شود که توسط آشکارسازها شناسایی می‌شوند. این روش وضوح بالا (4-6 میلی‌متر) و حساسیت بیشتری دارد. SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) از ردیاب‌های گاما-ساطع (مانند تکنسیوم-99m) استفاده می‌کند که یک فوتون گاما تولید می‌کنند، با وضوح پایین‌تر (8-10 میلی‌متر) و حساسیت کمتر. پت اسکن برای تصویربرداری از متابولیسم گلوکز (مانند سرطان) و SPECT برای تصویربرداری از جریان خون یا گیرنده‌های خاص (مانند قلب یا تیروئید) مناسب‌تر است. SPECT ارزان‌تر و در دسترس‌تر است، اما پت اسکن دقت بیشتری ارائه می‌دهد.

فرآیند انجام پت اسکن از ابتدا تا پایان

فرآیند پت اسکن معمولاً 2 تا 3 ساعت طول می‌کشد. ابتدا بیمار باید 6 تا 12 ساعت ناشتا باشد (فقط آب مجاز است) و از مصرف کافئین 24 ساعت قبل خودداری کند. در مرکز تصویربرداری، قند خون بررسی شده و ردیاب رادیواکتیو (معمولاً از طریق ورید) تزریق می‌شود. بیمار 30 تا 90 دقیقه در اتاق آرام استراحت می‌کند تا ردیاب در بدن توزیع شود. سپس بیمار روی تخت متحرک دراز کشیده و وارد اسکنر (شبیه دونات) می‌شود. اسکن 30 تا 60 دقیقه طول می‌کشد و بیمار باید بی‌حرکت بماند. صداهای کلیک و وزوز شنیده می‌شود. پس از اسکن، تصاویر توسط تکنسین بررسی شده و بیمار می‌تواند به فعالیت‌های عادی بازگردد. نتایج توسط رادیولوژیست تفسیر شده و طی 24 ساعت به پزشک ارسال می‌شود.

داروی رادیواکتیو مورد استفاده در پت اسکن

رادیوداروهای پت اسکن شامل ردیاب‌هایی با نیمه‌عمر کوتاه هستند که به مولکول‌های زیستی متصل می‌شوند. رایج‌ترین ردیاب فلورودئوکسی‌گلوکز (18F-FDG) است که گلوکز نشاندار با فلوئور-18 است و برای بررسی متابولیسم گلوکز (به‌ویژه در سرطان) استفاده می‌شود. دیگر ردیاب‌ها شامل گالیوم-68 دوتاتات (68Ga-DOTATATE) برای تومورهای نورواندوکرین، سدیم فلوراید (NaF) برای متاستازهای استخوانی و فلوربتاپیر (Amyvid) برای تصویربرداری از پلاک‌های آمیلوئید در آلزایمر هستند. این ردیاب‌ها در سیکلوترون تولید شده و به دلیل نیمه‌عمر کوتاه (مثلاً 110 دقیقه برای 18F)، باید در نزدیکی مرکز تصویربرداری آماده شوند.

ایمنی و پرتودهی

پت اسکن به‌طور کلی ایمن است و عوارض جانبی نادر است. دوز پرتو ردیاب رادیواکتیو پایین است (حدود 7 میلی‌سیورت برای 18F-FDG)، معادل 3 سال پرتو طبیعی محیطی. ردیاب‌ها به‌سرعت (طی چند ساعت) از بدن دفع می‌شوند و نوشیدن آب این فرآیند را تسریع می‌کند. با این حال، زنان باردار یا شیرده نباید پت اسکن انجام دهند، زیرا پرتو ممکن است به جنین یا شیر مادر آسیب برساند. در PET/CT، پرتو اضافی از سی‌تی اسکن (حدود 10-20 میلی‌سیورت) دوز کلی را افزایش می‌دهد. واکنش‌های آلرژیک به ردیاب‌ها نادر است و تیم پزشکی آماده مدیریت آن‌هاست. بیماران باید تا چند ساعت پس از اسکن از تماس نزدیک با کودکان و زنان باردار خودداری کنند.

کاربردهای بالینی پت اسکن

پت اسکن در زمینه‌های مختلف پزشکی کاربرد دارد. در انکولوژی، برای تشخیص، مرحله‌بندی و ارزیابی پاسخ به درمان سرطان‌هایی مانند ریه، پستان و لنفوم استفاده می‌شود. در نورولوژی، برای تشخیص آلزایمر، صرع و تومورهای مغزی مفید است، زیرا تغییرات متابولیکی را قبل از تغییرات ساختاری نشان می‌دهد. در کاردیولوژی، پت اسکن جریان خون قلب و سلامت عضله قلب را ارزیابی می‌کند، به‌ویژه در بیمارانی که کاندیدای آنژیوپلاستی هستند. دقت پت اسکن در تشخیص برخی سرطان‌ها تا 90 درصد گزارش شده است، که آن را به ابزاری قدرتمند برای تصمیم‌گیری‌های بالینی تبدیل کرده است.

محدودیت‌ها

پت اسکن محدودیت‌هایی دارد. هزینه بالای دستگاه و ردیاب‌ها دسترسی را محدود می‌کند. نیاز به سیکلوترون برای تولید ردیاب‌ها، مراکز پت اسکن را به شهرهای بزرگ محدود کرده است. بیماران دیابتی ممکن است به دلیل تغییرات قند خون نتایج نادرستی دریافت کنند، که نیاز به تنظیم رژیم غذایی و دارو دارد. وضوح تصاویر پت اسکن (4-6 میلی‌متر) نسبت به ام‌آر‌آی (1-2 میلی‌متر) پایین‌تر است، بنابراین برای جزئیات آناتومیکی به سی‌تی یا ام‌آر‌آی وابسته است. خطر زلزله‌های القایی یا نشت گازهای سمی در تولید ردیاب‌ها نیز وجود دارد، اگرچه نادر است.

پت اسکن در تحقیقات پزشکی

پت اسکن نقش مهمی در تحقیقات پزشکی ایفا می‌کند. در توسعه داروها، پت اسکن برای ارزیابی توزیع و اثربخشی ترکیبات جدید در بدن استفاده می‌شود. در مطالعات عصبی، ردیاب‌های خاصی مانند Pittsburgh Compound B (PiB) برای بررسی پلاک‌های آمیلوئید در بیماران آلزایمر به کار می‌روند. پت اسکن همچنین در تحقیقات سرطان برای شناسایی پاسخ زودهنگام به شیمی‌درمانی (با حساسیت 90-100 درصد در برخی تومورها) استفاده می‌شود. این فناوری به محققان کمک می‌کند تا مکانیسم‌های بیماری را در سطح مولکولی درک کنند و درمان‌های هدفمند را توسعه دهند.

برای بیماران، پت اسکن تجربه‌ای غیرتهاجمی و معمولاً بدون درد است. بیماران ممکن است به دلیل فضای بسته اسکنر احساس فوبیا کنند، اما دستگاه پت اسکن بازتر از ام‌آر‌آی است و داروهای آرام‌بخش در دسترس است. بیماران با شرایط خاص مانند آسیب نخاعی یا دیابت نیاز به هماهنگی‌های ویژه دارند، مانند بالشتک‌های تخصصی یا تنظیم قند خون. اطلاعات دقیق قبل از اسکن (مانند ناشتا بودن یا اجتناب از فلزات) به کاهش اضطراب و بهبود کیفیت تصاویر کمک می‌کند. تیم‌های پزشکی معمولاً بیماران را در مورد فرآیند و نتایج آگاه می‌کنند. در صورت سوال در خصوص پت اسکن، با ابرار صنعتی در تماس باشید.

منبع: ابرار صنعتی