同位体は同じ元素の原子であり、原子核に異なる数の中性子があります。 人体に導入されると、それらは放射線または他の手段によって検出することができます。 高度な機器と組み合わせて使用される同位体は、医療専門家に身体への強力な「窓」を提供します。 彼らが病気を診断し、生物学的プロセスを研究し、生活における薬物の動きと代謝を調査することを可能にします 人。
安定同位体と不安定同位体
同位体は安定または不安定な場合があります。 不安定なものは放射線を放出し、安定したものは放射を放出しません。 たとえば、安定した炭素12原子は、地球上のすべての炭素の98.9パーセントを占めています。 希少な炭素14同位体は放射性であり、時間とともに変化するため、科学者はそれを使用して、時には古代の生物学的標本や材料の年代を決定します。 化学的には、安定同位体と不安定同位体はほとんど同じように作用するため、医師は生物活性を追跡するために使用される薬剤の安定同位体を放射性原子に置き換えることができます。 質量分析計と呼ばれる装置で簡単に識別できる安定同位体は、放射能が望ましくない場合に研究者が血液や組織の状態を判断するのに役立ちます。
栄養研究
安定同位体は、栄養学者が体内のミネラルの動きを監視するのに役立ちます。 たとえば、鉄の4つの安定同位体のうち、鉄56は当然約92％を占め、最もまれなのは0.3％の鉄58です。 科学者は被験者に鉄58を投与し、血液やその他の生物学的サンプル中のさまざまな鉄同位体の量を監視します。 鉄58は鉄56より重いため、質量分析計はそれらを簡単に区別します。 初期のサンプルではより多くの鉄56が示されますが、時間の経過とともに、鉄58は さまざまな組織や物質により、科学者は被験者の体がどのようになっているのかを正確に測定できます 鉄を処理します。
PETスキャン
陽電子放出断層撮影法は、放射性同位元素を使用して臓器や組織の3次元画像を生成します。 フッ素18などの同位体は、ガンマ線を放出します。これは、体を通過して検出器に入るエネルギーの一種です。 砂糖と組み合わせて患者に与えると、フッ素は、数学の問題に取り組んでいる人の脳の領域など、砂糖を活発に代謝している組織に移動します。 PETスキャンはこれらの体の部分を明確に詳細に示します。 さまざまなレベルの代謝を観察することで、医師は腫瘍や認知症などの異常の明らかな兆候を特定できます。
MPIスキャン
心筋灌流イメージングスキャンは、放射性同位元素を使用して、PETスキャンと同様の方法で画像を生成しますが、心臓をリアルタイムで監視します。 スタンフォード大学病院によると、この技術はテクネチウム-99やタリウム-201などの同位体を使用しています。 これらの同位体は静脈に注入され、心臓への道を見つけます。 専用のカメラが放出されたガンマ線を拾い上げ、安静時やストレス状態で鼓動している心臓の画像を生成し、医師が臓器の健康状態を評価できるようにします。