Izotopi so atomi istega elementa, ki imajo v jedrih različno število nevtronov; ko jih vnesemo v človeško telo, jih lahko zaznamo s sevanjem ali na drug način. Izotopi, ki se uporabljajo skupaj s prefinjeno opremo, dajejo zdravstvenim delavcem močno okno v telo, kar jim omogoča diagnosticiranje bolezni, preučevanje bioloških procesov in raziskovanje gibanja in presnove zdravil v življenju ljudi.
Stabilni in nestabilni izotopi
Izotopi so lahko stabilni ali nestabilni; nestabilni oddajajo sevanje, stabilni pa ne. Tako na primer stabilni atom ogljika-12 predstavlja 98,9 odstotka vsega ogljika na Zemlji; ker je redkejši izotop ogljika-14 radioaktiven in se sčasoma spreminja, ga znanstveniki uporabljajo za določanje starosti včasih starih bioloških primerkov in materialov. Kemično stabilni in nestabilni izotopi delujejo približno enako, kar zdravnikom omogoča, da radioaktivne atome nadomestijo s stabilnimi v zdravilih, ki se uporabljajo za sledenje biološkim aktivnostim. Stabilni izotopi, ki jih zlahka prepoznamo z napravo, imenovano masni spektrometer, raziskovalcem pomagajo določiti razmere v krvi in tkivih, kadar radioaktivnost ni zaželena.
Prehranske raziskave
Stabilni izotopi pomagajo prehranskim znanstvenikom spremljati gibanje mineralov po telesu. Na primer, od štirih stabilnih izotopov za železo železo-56 naravno predstavlja približno 92 odstotkov, najredkejši pa je železo-58 z 0,3 odstotka. Znanstvenik daje preizkušancu odmerke železa-58 in spremlja količine različnih izotopov železa v krvi in drugih bioloških vzorcih. Ker je železo-58 težje od železa-56, ga masni spektrometer zlahka loči. Zgodnji vzorci bodo pokazali več železa-56, sčasoma pa ga bomo našli v pomembnih količinah različnih tkiv in snovi, kar znanstveniku omogoča natančno merjenje telesa osebe obdeluje železo.
PET skeni
Pozitronska emisijska tomografija ustvarja tridimenzionalne slike organov in tkiv z uporabo radioaktivnih izotopov. Izotopi, kot je fluor-18, oddajajo gama sevanje - obliko energije, ki prehaja skozi telo in v detektor. Ko se fluor kombinira s sladkorjem in ga daje bolniku, migrira v tista tkiva, ki aktivno presnavljajo sladkor, kot so možganska področja osebe, ki dela z matematičnimi problemi. Skeniranje PET natančno prikazuje te dele telesa. Z opazovanjem različnih ravni presnove lahko zdravnik prepozna znake nepravilnosti, kot so tumorji in demenca.
MPI skenira
Slikanje miokardne perfuzijske slike uporablja radioaktivne izotope za izdelavo slik po metodi, podobni PET-skeniranju, vendar za spremljanje srca v realnem času. Po podatkih Univerzitetne bolnišnice Stanford ta tehnika uporablja izotope, kot sta tehnecij-99 ali talij-201. Ti izotopi se vbrizgajo v veno in najdejo pot do srca. Specializirana kamera zajema oddajene gama žarke in ustvari sliko utripajočega srca v mirovanju in stresu, kar omogoča zdravniku, da oceni zdravje organa.