Isotoopit ovat saman elementin atomeja, joiden ytimissä on erilainen määrä neutroneja; kun ne viedään ihmiskehoon, ne voidaan havaita säteilyllä tai muulla tavalla. Isotoopit, joita käytetään yhdessä kehittyneiden laitteiden kanssa, antavat lääketieteen ammattilaisille voimakkaan "ikkunan" kehoon, antaa heille mahdollisuuden diagnosoida sairauksia, tutkia biologisia prosesseja ja tutkia lääkkeiden liikkumista ja aineenvaihduntaa asumisessa ihmiset.
Vakaa ja epävakaa isotooppi
Isotoopit voivat olla stabiileja tai epävakaita; epävakaat säteilevät, ja vakaat eivät. Esimerkiksi vakaa hiili-12-atomi muodostaa 98,9 prosenttia kaikesta maapallon hiilestä; Koska harvinaisempi hiili-14-isotooppi on radioaktiivinen ja muuttuu ajan myötä, tutkijat käyttävät sitä määrittääkseen joskus muinaisten biologisten näytteiden ja materiaalien iän. Kemiallisesti stabiilit ja epävakaat isotoopit toimivat paljon samalla tavalla, jolloin lääkärit voivat korvata radioaktiiviset atomit stabiileilla lääkkeissä, joita käytetään biologisten aktiivisuuksien jäljittämiseen. Vakaa isotooppi, joka voidaan helposti tunnistaa massaspektrometriksi kutsutulla laitteella, auttaa tutkijoita määrittämään veren ja kudosten olosuhteet, kun radioaktiivisuus ei ole toivottavaa.
Ravitsemustutkimus
Vakaa isotooppi auttaa ravitsemustieteilijöitä seuraamaan mineraalien liikkumista kehon läpi. Esimerkiksi neljästä raudan stabiilista isotoopista rautaa-56 on luonnollisesti noin 92 prosenttia ja harvinaisinta on rauta-58 0,3 prosenttia. Tutkija antaa koehenkilölle annoksia rauta-58: ta ja seuraa erilaisten rauta-isotooppien määrää veressä ja muissa biologisissa näytteissä. Koska rauta-58 on raskaampaa kuin rauta-56, massaspektrometri erottaa ne helposti. Varhaiset näytteet osoittavat enemmän rauta-56: ta, mutta ajan myötä rauta-58: ta esiintyy merkittävinä määrinä vuonna erilaisia kudoksia ja aineita, jolloin tutkija voi mitata tarkasti kohteen kehon prosessoi rautaa.
PET-skannaukset
Positronipäästötomografia tuottaa kolmiulotteisia kuvia elimistä ja kudoksista käyttämällä radioaktiivisia isotooppeja. Isotoopit, kuten fluori-18, tuottavat gammasäteilyä - energiamuotoa, joka kulkee kehon läpi detektoriin. Yhdistettynä sokeriin ja annettuna potilaalle fluori siirtyy kudoksiin, jotka metabolisoivat aktiivisesti sokeria, kuten matematiikkaongelmia tekevän henkilön aivojen alueille. PET-skannaukset osoittavat nämä ruumiinosat selkeästi. Tarkkailemalla aineenvaihdunnan eri tasoja lääkäri voi tunnistaa poikkeavuuksien, kuten kasvainten ja dementian, ilmaisevat merkit.
MPI-skannaukset
Sydänlihaksen perfuusiokuvaustarkistus käyttää radioaktiivisia isotooppeja kuvien tuottamiseen PET-skannauksen kaltaisella menetelmällä, mutta sydämen tarkkailuun reaaliajassa. Stanfordin yliopistollisen sairaalan mukaan tekniikassa käytetään isotooppeja, kuten teknetium-99 tai tallium-201. Nämä isotoopit injektoidaan laskimoon ja löytävät tiensä sydämeen. Erikoiskamera ottaa vastaan säteilevät gammasäteet ja tuottaa kuvan sykkivästä sydämestä lepo- ja stressiolosuhteissa, jolloin lääkäri voi arvioida elimen terveyttä.