Izotopy sú atómy toho istého prvku, ktoré majú v jadrách rôzny počet neutrónov; keď sa dostanú do ľudského tela, dajú sa zistiť žiarením alebo inými prostriedkami. Izotopy používané v spojení so sofistikovaným vybavením poskytujú zdravotníckym pracovníkom silné „okno“ do tela, čo im umožňuje diagnostikovať choroby, študovať biologické procesy a skúmať pohyb a metabolizmus drog v živote ľudí.
Stabilné a nestabilné izotopy
Izotopy môžu byť stabilné alebo nestabilné; nestabilné žiarenie nevydávajú a stabilné nie. Napríklad stabilný atóm uhlíka 12 tvorí 98,9 percent všetkého uhlíka na Zemi; pretože vzácnejší izotop uhlíka 14 je rádioaktívny a časom sa mení, vedci ho používajú na stanovenie veku niekedy starodávnych biologických vzoriek a materiálov. Chemicky pôsobia stabilné a nestabilné izotopy takmer rovnako, čo umožňuje lekárom nahradiť rádioaktívne atómy stabilnými v liekoch používaných na sledovanie biologických aktivít. Stabilné izotopy, ľahko identifikovateľné pomocou zariadenia nazývaného hmotnostný spektrometer, pomáhajú výskumníkom určiť podmienky v krvi a tkanivách, keď nie je žiaduca rádioaktivita.
Výskum výživy
Stabilné izotopy pomáhajú vedcom v oblasti výživy sledovať pohyb minerálov v tele. Napríklad zo štyroch stabilných izotopov železa obsahuje železo-56 prirodzene asi 92 percent a najvzácnejšie je železo-58 s obsahom 0,3 percenta. Vedec podáva testovanej osobe dávky železa-58 a sleduje množstvá rôznych izotopov železa v krvi a ďalších biologických vzorkách. Pretože železo-58 je ťažšie ako železo-56, ľahko ich odlišuje hmotnostný spektrometer. Prvé vzorky ukážu viac železa-56, ale časom sa železa-58 nájde vo významnom množstve v roku rôzne tkanivá a látky, čo umožňuje vedcovi presne zmerať telo tela subjektu spracováva železo.
PET skenovanie
Pozitrónová emisná tomografia produkuje trojrozmerné obrazy orgánov a tkanív pomocou rádioaktívnych izotopov. Izotopy, ako je fluór-18, vydávajú gama žiarenie - formu energie, ktorá prechádza telom a do detektora. Keď sa kombinuje s cukrom a podáva sa pacientovi, fluór migruje do tých tkanív, ktoré aktívne metabolizujú cukor, ako sú napríklad oblasti mozgu u človeka, ktorý pracuje na matematických problémoch. PET snímky ukazujú tieto časti tela v jasných detailoch. Pozorovaním rôznych úrovní metabolizmu môže lekár zistiť oznamovacie príznaky abnormalít, ako sú nádory a demencia.
Skenovanie MPI
Skenovanie pomocou myokardiálnej perfúzie využíva rádioaktívne izotopy na výrobu snímok spôsobom podobným skenu PET, ale na monitorovanie srdca v reálnom čase. Podľa Stanfordskej univerzitnej nemocnice táto technika využíva izotopy, ako je technécium-99 alebo tálium-201. Tieto izotopy sa vstrekujú do žily a nachádzajú si cestu do srdca. Špeciálna kamera zachytáva emitované gama lúče a vytvára obraz bijúceho srdca v pokojových a stresových podmienkach, vďaka čomu lekár dokáže vyhodnotiť zdravie orgánu.