Isotoopid on sama elemendi aatomid, mille tuumades on erinev neutronite arv; inimkehasse viimisel saab neid tuvastada kiirguse või muude vahendite abil. Isotoopid, mida kasutatakse koos keerukate seadmetega, annavad meditsiinitöötajatele võimsa "akna" kehasse, võimaldades neil diagnoosida haigusi, uurida bioloogilisi protsesse ja uurida ravimite liikumist ja ainevahetust elus inimesed.
Stabiilsed ja ebastabiilsed isotoopid
Isotoopid võivad olla stabiilsed või ebastabiilsed; ebastabiilsed kiirgavad ja stabiilsed mitte. Näiteks moodustab stabiilne süsinik-12 aatom 98,9 protsenti kogu maakera süsinikust; kuna haruldasem süsinik-14 isotoop on radioaktiivne ja aja jooksul muutub, kasutavad teadlased seda mõnikord iidsete bioloogiliste proovide ja materjalide vanuse määramiseks. Keemiliselt toimivad stabiilsed ja ebastabiilsed isotoopid peaaegu samamoodi, võimaldades arstidel bioloogilise aktiivsuse jälgimiseks kasutatavates ravimites radioaktiivseid aatomeid asendada stabiilsete ainetega. Stabiilsed isotoopid, mis on hõlpsasti identifitseeritavad seadme abil, mida nimetatakse massispektromeetriks, aitavad teadlastel määrata vere ja koe seisundid, kui radioaktiivsus pole soovitav.
Toitumise uuringud
Stabiilsed isotoopid aitavad toitumisteadlastel jälgida mineraalide liikumist läbi keha. Näiteks neljast stabiilsest raua isotoopist moodustab raud-56 loomulikult umbes 92 protsenti ja kõige haruldasem on raud-58 0,3 protsenti. Teadlane annab katsealusele raua-58 annuseid ja jälgib erinevate raua isotoopide hulka veres ja muudes bioloogilistes proovides. Kuna raud-58 on raskem kui raud-56, eristab massispektromeeter neid hõlpsasti. Varasemad proovid näitavad rohkem raud-56, kuid aja jooksul leidub rauda-58 märkimisväärses koguses aastal mitmesuguseid kudesid ja aineid, võimaldades teadlasel täpselt mõõta, kuidas subjekti keha töötleb rauda.
PET-i skaneerimine
Positroni emissioonitomograafia abil saadakse radioaktiivsete isotoopide abil organite ja kudede kolmemõõtmelised kujutised. Isotoopid, nagu fluor-18, annavad gammakiirgust - energia vormi, mis läbib keha ja detektorisse. Kui see on kombineeritud suhkruga ja antakse patsiendile, migreerub fluori kudedesse, mis aktiivselt metaboliseerivad suhkrut, näiteks matemaatika probleemidega tegeleva inimese ajupiirkondadesse. PET-i skaneeringud näitavad neid kehaosi selgelt ja üksikasjalikult. Ainevahetuse eri tasemeid jälgides saab arst tuvastada kõrvalekallete, näiteks kasvajate ja dementsuse, märgulapid.
MPI skaneerib
Müokardi perfusioonkujutise skaneerimine kasutab radioaktiivseid isotoope piltide tootmiseks PET-skaneerimisega sarnase meetodiga, kuid südame reaalajas jälgimiseks. Stanfordi ülikoolihaigla andmetel kasutatakse tehnikas selliseid isotoope nagu tehneetsium-99 või tallium-201. Need isotoopid süstitakse veeni ja leiavad tee südamesse. Spetsiaalsed kaamerad võtavad kiiratud gammakiired üles ja toodavad südame löögisageduse puhke- ja stressitingimustes, võimaldades arstil hinnata elundi tervist.