Изотопите са атоми на един и същ елемент, които имат различен брой неутрони в ядрата си; когато се въведат в човешкото тяло, те могат да бъдат открити чрез радиация или други средства. Изотопите, използвани заедно със сложно оборудване, дават на медицинските специалисти мощен „прозорец“ в тялото, което им позволява да диагностицират заболявания, да изучават биологични процеси и да изследват движението и метаболизма на наркотиците в живота хора.
Стабилни и нестабилни изотопи
Изотопите могат да бъдат стабилни или нестабилни; нестабилните излъчват радиация, а стабилните не. Например стабилният въглерод-12 атом съставлява 98,9% от целия въглерод на Земята; тъй като по-рядкият изотоп въглерод-14 е радиоактивен и се променя с течение на времето, учените го използват, за да определят възрастта на понякога древни биологични образци и материали. Химически стабилните и нестабилни изотопи действат почти по същия начин, позволявайки на лекарите да заместват радиоактивните атоми със стабилни в лекарства, използвани за проследяване на биологични дейности. Стабилните изотопи, лесно идентифицирани с устройство, наречено масспектрометър, помагат на изследователите да определят състоянието в кръвта и тъканите, когато радиоактивността не е желателна.
Хранителни изследвания
Стабилните изотопи помагат на учените по хранене да следят движението на минералите през тялото. Например, от четирите стабилни изотопа на желязото, желязото-56 естествено представлява около 92%, а най-рядкото е желязо-58 с 0,3%. Учен дава на тествания дози желязо-58 и следи количествата на различни железни изотопи в кръвта и други биологични проби. Тъй като желязото-58 е по-тежко от желязо-56, мас спектрометърът ги различава лесно. Ранните проби ще показват повече желязо-56, но с течение на времето желязо-58 ще бъде намерено в значителни количества в различни тъкани и вещества, което позволява на учения да измерва точно как тялото на субекта обработва желязо.
PET сканира
Позитронно-емисионната томография създава триизмерни изображения на органи и тъкани чрез използването на радиоактивни изотопи. Изотопите, като флуор-18, отделят гама-лъчение - форма на енергия, която преминава през тялото и преминава в детектор. Когато се комбинира със захар и се дава на пациент, флуорът мигрира към тези тъкани, които активно метаболизират захарта, като зоните на мозъка при човек, работещ по математически проблеми. PET сканирането показва тези части на тялото с ясни детайли. Наблюдавайки различните нива на метаболизъм, лекарят може да идентифицира сигнални признаци на аномалии като тумори и деменция.
MPI сканира
Сканирането на миокардно перфузионно изображение използва радиоактивни изотопи за получаване на изображения по метод, подобен на PET сканиране, но за наблюдение на сърцето в реално време. Според Университетската болница в Станфорд, техниката използва изотопи като технеций-99 или талий-201. Тези изотопи се инжектират във вената и намират път към сърцето. Специализирана камера улавя излъчените гама лъчи и създава изображение на биещото сърце в условия на покой и стрес, което позволява на лекаря да оцени здравето на органа.