Positronemissionstomografi, PET, kan ge tredimensionella bilder av olika organ och av hur olika substanser rör sig i kroppen. Tekniken bygger på användning av radioaktiva ämnen som sönderfaller genom att skicka ut en positivt laddad elektron (positron, betapluspartikel). Positronen kommer nästan genast att stöta på en ”vanlig” negativt laddad elektron och de båda partiklarna annihileras (”förintas”) då genom att omvandlas till två gammastrålar, var och en med en energi av 511 keV, som far iväg i rakt motsatta riktningar från varann. Den studerade kroppen omges av en ring av detektorer, och varje gång som två detektorer samtidigt registrerar en träff kan man dra en rät linje mellan de två träffpunkterna. Genom att se var sådana linjer korsar varann kan man fastställa var i kroppen det radioaktiva ämnet befinner sig, och genom att iaktta kroppen en längre tid kan man följa hur ämnet rör sig i kroppen.
Ibland är det önskvärt att studera flera radioaktivt märkta ämnen i samma kropp – t ex olika tumörsökande ämnen för att få en bättre tumörbild, eller ett tumörsökande ämne och ett tumötbehandlande cellgift, för att bedöma en behandling. Men trots att det finns ett antal olika radioaktiva ämnen med positronsönderfall har det hittills inte gått att studera mer än en positronstrålare i taget, eftersom alla positronsönderfall ger fotoner med samma energi (511 keV).
I ett samarbete mellan USA och Spanien har nu Grimm m fl och Herraiz m fl påvisat ett sätt att kringgå denna begränsning. Många positronstrålare, t ex den i detta sammanhang vanligaste radionukliden, F-18, ger enbart ifrån sig positronen vid radioaktivt sönderfall. Andra radionuklider, t ex I-124, ger även ifrån sig en så kallad prompt gammastråle vid sönderfallet. Den gammastrålen kommer ju ifrån radionuklidens kärna, inte från annihilationen mellan positron och elektron, och dess riktning är därför inte koordinerad med de två 511-keV-strålarna från annihilationen. Således kommer de radioaktiva sönderfallen från denna typ av radionuklid att ge tre i stort sett samtidiga detektorutslag i stället för de två man vanligen studerar i PET-undersökningar. Bilden nedan från Pratt et al (länk) visar detta schematiskt. De blå pilarna representerar det ”vanliga” scenariet med två annihilationsfotoner (som från t.ex. F-18 eller Zr-89) medan de röda pilarna representerar ett annihilationspar i kombination med prompt gamma (som från t.ex. I-124). Den prompta gammafotonen har en annan energi än annihilationsfotonerna vilket förenklar detektionen.
Pratt et al har testat att ta fram ”dubbla” PET-bilder, först med fantom som innehöll både Zr-89-märkta och I-124-märkta ämnen, därefter med möss med melanom som injicerats med två tumörsökande ämnen: I-124-trametinib (som söker sig till vävnader med hög celldelningstakt) och F-18-fluorodeoxyglukos (som söker sig till celler med högt glukosintag). För detta fordrades dels att tidsfönstret för ”samtidig” respons från två eller tre detektorer ökades något, dels att programvara togs fram för att separera 2-träffshändelser från 3-träffshändelser och rita upp separata bilder från de två typerna av händelser (radioaktivt sönderfall). Författarna använde två olika PET-kameror, en preklinisk och en klinisk, och kunde konstatera att det efter vederbörlig programmering gick bra att ta fram bilder med båda utrustningarna – och att det inte erfordrades någon ombyggnad utav PET-utrustningarna, utan det var enbart programmeringen som behövde modifieras. Författarna erbjuder också mycket generöst andra PET-användare att ta del av deras dataprogram för denna utvidgade användning av PET.
Vår bedömning; Tidigare har PET-undersökningar med två olika radioaktivt märkta substanser krävt två separata undersökningsomgångar, vilket har betytt extra kostnader, extra tidsutdräkt (eftersom den första radionuklidomgången behövde avklinga före den andra undersökningen) och större stråldos till patienter och sannolikt även till personal – i den mån man alls brytt sig om att göra båda undersökningarna trots dessa nackdelar. Den nu framtagna metoden ger en elegant möjlighet att till obetydlig kostnad bredda användningsområdet för befintlig diagnostisk utrustning.