Brain positron emission tomography
ब्रेन पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी (पी. ई. टी.) का एक रूप है जिसका उपयोग मस्तिष्क चयापचय और पूरे मस्तिष्क में एक्सोजेनस रेडियोलेबल्ड रासायनिक एजेंटों के वितरण को मापने के लिए किया जाता है। पी. ई. टी. रेडियोधर्मी रूप से लेबल किए गए चयापचय रूप से सक्रिय रसायनों से उत्सर्जन को मापता है जिन्हें रक्तप्रवाह में इंजेक्ट किया गया है। मस्तिष्क पी. ई. टी. से उत्सर्जन डेटा पूरे मस्तिष्क में रसायनों के वितरण की बहु-आयामी छवियों का उत्पादन करने के लिए कंप्यूटर-संसाधित होते हैं। प्रक्रिया उपयोग किए जाने वाले पॉज़िट्रॉन उत्सर्जक रेडियोआइसोटोप आमतौर पर एक साइक्लोट्रॉन द्वारा उत्पादित होते हैं, और रसायनों को इन रेडियोधर्मी परमाणुओं के साथ लेबल किया जाता है। चिकित्सालयों में उपयोग किए जाने वाले रेडियो आइसोटोप आम तौर पर 18एफ (फ्लोराइड), 11सी (कार्बन) और 15ओ (ऑक्सीजन) होते हैं। लेबल किए गए यौगिक, जिसे रेडियोट्रेसर या रेडियोलिगैंड कहा जाता है, को रक्तप्रवाह में इंजेक्ट किया जाता है और अंततः रक्त परिसंचरण के माध्यम से मस्तिष्क में अपना रास्ता बनाता है। पी. ई. टी. स्कैनर में डिटेक्टर मस्तिष्क के विभिन्न क्षेत्रों में यौगिक आवेश के रूप में रेडियोधर्मिता का पता लगाते हैं। एक कंप्यूटर डिटेक्टरों द्वारा एकत्र किए गए डेटा का उपयोग बहु-आयामी (आम तौर पर 3-आयामी वॉल्यूमेट्रिक या 4-आयामी समय-परिवर्तन) छवियां बनाने के लिए करता है जो समय के बाद मस्तिष्क में रेडियोट्रेसर के वितरण को दर्शाते हैं। न्यूरोट्रांसमीटर गतिविधि के विभिन्न पहलुओं का मानचित्रण करने के लिए उपयोग किए जाने वाले लिगेंड की एक विस्तृत श्रृंखला विशेष रूप से उपयोगी है, जिसमें अब तक का सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला पी. ई. टी. ट्रेसर ग्लूकोज का एक लेबल रूप है, जैसे कि फ्लोरोडियोऑक्सीग्लुकोज (18एफ)। पी. ई. टी. स्कैनिंग के लाभ और नुकसान पी. ई. टी. स्कैनिंग का सबसे बड़ा लाभ यह है कि विभिन्न यौगिक काम करने वाले मस्तिष्क के ऊतकों में प्रवाह और ऑक्सीजन और ग्लूकोज चयापचय दिखा सकते हैं। ये माप मस्तिष्क के विभिन्न क्षेत्रों में मस्तिष्क गतिविधि की मात्रा को दर्शाते हैं और मस्तिष्क के काम करने के तरीके के बारे में अधिक जानने की अनुमति देते हैं। पी. ई. टी. स्कैन समाधान और पूरा होने की गति (कम से कम 30 सेकंड) के मामले में अन्य सभी चयापचय इमेजिंग विधियों की तुलना में बेहतर थे, जब वे पहली बार उपलब्ध हुए थे। बेहतर संकल्प ने किसी विशेष कार्य द्वारा सक्रिय मस्तिष्क के क्षेत्र के रूप में बेहतर अध्ययन करने की अनुमति दी। पी. ई. टी. स्कैनिंग की सबसे बड़ी कमी यह है कि क्योंकि रेडियोधर्मिता तेजी से घटती है, यह छोटे कार्यों की निगरानी तक सीमित है।> उपयोग कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एफ. एम. आर. आई.) का उपयोग व्यापक होने से पहले, पी. ई. टी. स्कैनिंग कार्यात्मक (संरचनात्मक के विपरीत) मस्तिष्क इमेजिंग की पसंदीदा विधि थी, और यह अभी भी तंत्रिका विज्ञान में बड़ा योगदान देना जारी रखती है। पी. ई. टी. स्कैनिंग पी. ई. टी.-निर्देशित स्टीरियोटैक्टिक सर्जरी और रेडियोसर्जरी में इंट्राक्रैनियल ट्यूमर, धमनी संबंधी विकृतियों और अन्य शल्य चिकित्सा द्वारा उपचार योग्य स्थितियों के उपचार के लिए भी उपयोगी है। पी. ई. टी. स्कैनिंग का उपयोग मस्तिष्क रोग के निदान के लिए भी किया जाता है, विशेष रूप से क्योंकि मस्तिष्क ट्यूमर, स्ट्रोक और न्यूरॉन्डजेनेरेटिव रोग (जैसे अल्जाइमर रोग और पार्किंसंस रोग) सभी मस्तिष्क चयापचय में बड़े बदलाव का कारण बनते हैं, जो बदले में पी. ई. टी. स्कैन में पता लगाने योग्य परिवर्तन का कारण बनते हैं। पी. ई. टी. संभवतः कुछ डिमेंशिया के शुरुआती मामलों में सबसे अधिक उपयोगी है (अल्जाइमर रोग और पिक रोग के उत्कृष्ट उदाहरणों के साथ) जहां प्रारंभिक क्षति बहुत अधिक फैलती है और मस्तिष्क की मात्रा और सकल संरचना में बहुत कम अंतर करती है ताकि सी. टी. और मानक एम. आर. आई. छवियों को बदला जा सके जो इसे कॉर्टिकल एट्रोफी की "सामान्य" श्रेणी से विश्वसनीय रूप से अलग करने में सक्षम हो जो उम्र बढ़ने के साथ होती है (कई लोगों में लेकिन सभी में नहीं) और जो नैदानिक डिमेंशिया का कारण नहीं बनती है। पी. ई. टी. का सक्रिय रूप से मल्टीपल स्क्लेरोसिस और अन्य अधिग्रहित डिमाइलिनेटिंग सिंड्रोम के लिए भी उपयोग किया जाता है, लेकिन मुख्य रूप से निदान के बजाय रोगजनन में अनुसंधान के लिए। वे माइक्रोग्लियल गतिविधि के लिए विशिष्ट रेडियोलिगैंड का उपयोग करते हैं। वर्तमान में व्यापक रूप से 18-केडीए ट्रांसलोकेटर प्रोटीन (टीएसपीओ) का उपयोग किया जाता है। कभी-कभी संयुक्त पी. ई. टी.-सी. टी. भी किया जाता है। ट्रेसर प्रकार ऑक्सीजन-15 के साथ पी. ई. टी. इमेजिंग अप्रत्यक्ष रूप से मस्तिष्क में रक्त प्रवाह को मापता है। इस विधि में, बढ़ी हुई रेडियोधर्मिता संकेत रक्त प्रवाह में वृद्धि को इंगित करता है जिसे मस्तिष्क की गतिविधि में वृद्धि के साथ सहसंबद्ध माना जाता है। अपने 2 मिनट के आधे जीवन के कारण, ओ-15 को इस तरह के उपयोग के लिए सीधे मेडिकल साइक्लोट्रॉन से पाइप किया जाना चाहिए, जो कि मुश्किल है। 18एफ-एफ. डी. जी. के साथ पी. ई. टी. इमेजिंग इस तथ्य का लाभ उठाती है कि मस्तिष्क आमतौर पर ग्लूकोज का तेजी से उपयोग करता है। मस्तिष्क का मानक 18एफ-एफ. डी. जी. पी. ई. टी. क्षेत्रीय ग्लूकोज उपयोग को मापता है और इसका उपयोग न्यूरोपैथोलॉजिकल निदान में किया जा सकता है। उदाहरण-अल्जाइमर रोग जैसे मस्तिष्क रोग ग्लूकोज और ऑक्सीजन दोनों के मस्तिष्क चयापचय को बहुत कम कर देते हैं। इसलिए मस्तिष्क के 18एफ-एफ. डी. जी. पी. ई. टी. का उपयोग अल्जाइमर रोग को अन्य डिमेंटिंग प्रक्रियाओं से सफलतापूर्वक अलग करने और अल्जाइमर रोग का प्रारंभिक निदान करने के लिए भी किया जा सकता है। इन उपयोगों के लिए 18एफ-एफ. डी. जी. पी. ई. टी. का लाभ इसकी बहुत व्यापक उपलब्धता है। अल्जाइमर के लिए उपयोग किए जाने वाले कुछ रेडियोधर्मी अनुरेखक हैं फ्लोरबेटापिर 18एफ, फ्लूटेमेटामोल एफ18, पी. आई. बी. और फ्लोरबेटाबेन 18एफ, जिनका उपयोग मस्तिष्क में एमिलॉइड-बीटा प्लेक (अल्जाइमर के लिए एक संभावित बायोमार्कर) का पता लगाने के लिए किया जाता है। उदाहरण-एफ. डी. जी. के साथ पी. ई. टी. इमेजिंग का उपयोग सीज़र फोकस के स्थानीयकरण के लिए भी किया जा सकता हैः एक सीज़र फोकस एक इंटरक्टल स्कैन के दौरान हाइपोमेटाबोलिक के रूप में दिखाई देगा। कई रेडियोट्रेसर (अर्थात। रेडियोलिगैंड्स) पी. ई. टी. के लिए विकसित किए गए हैं जो विशिष्ट न्यूरो रिसेप्टर उपप्रकारों के लिए लिगैंड हैं जैसे कि [11सी] रैक्लोप्राइड, [18एफ] फेलिप्राइड और डोपामाइन डी2/डी3 रिसेप्टर्स के लिए [18एफ] डेमेथोक्सीफैलिप्राइड, [11सी] मैकन 5652 और [11सी] सेरोटोनिन ट्रांसपोर्टरों के लिए डी. ए. एस. बी., [18एफ] सेरोटोनिन 5एच. टी. 1ए रिसेप्टर्स के लिए मेफवे, [18एफ] निकोटीनिक एसिटाइलकोलाइन रिसेप्टर्स या एंजाइम सब्सट्रेट्स के लिए निफीन (जैसे। ए. ए. डी. सी. एंजाइम के लिए 6-एफ. डी. ओ. पी. ए.)। ये एजेंट न्यूरोसाइकियाट्रिक और न्यूरोलॉजिकल बीमारियों की बहुलता के संदर्भ में न्यूरोरेसेप्टर पूल के दृश्य की अनुमति देते हैं। उदाहरण 18एफ-एफ. डी. जी. के साथ पी. ई. टी. इमेजिंग का उपयोग तीव्र इस्केमिक स्ट्रोक में ग्लूकोज चयापचय का अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है। इस्केमिक स्ट्रोक के लिए उपयोग किए जाने वाले कुछ निशान ऑक्सीजन-15 लेबल वाला पानी, [18F] FMISO हैं। मानव मस्तिष्क में न्यूरोएग्रिगेट के गैर-इनवेसिव, इन विवो पी. ई. टी. इमेजिंग के लिए कई नए प्रोब के विकास ने नैदानिक उपयोग के दरवाजे पर अमाइलॉइड इमेजिंग को लाया है। सबसे शुरुआती अमाइलॉइड इमेजिंग जांच में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, लॉस एंजिल्स में विकसित 2-(1-{6-[(2-[18F] फ्लोरोइथाइल) (मिथाइल) एमिनो]-2-नेफ्थाइल} एथिलिडीन) मैलोनिट्राइल ([18F] FDDNP) और पिट्सबर्ग विश्वविद्यालय में विकसित N-मिथाइल-[11C] 2-(4 '-मिथाइलामिनोफिनाइल)-6-हाइड्रॉक्सीबेन्ज़ोथियाज़ोल (जिसे पिट्सबर्ग यौगिक बी कहा जाता है) शामिल थे। ये अमाइलॉइड इमेजिंग प्रोब अल्जाइमर के रोगियों के मस्तिष्क में अमाइलॉइड प्लेक के दृश्य की अनुमति देते हैं और चिकित्सकों को एडी प्री-मॉर्टम का सकारात्मक नैदानिक निदान करने और नए एंटी-अमाइलॉइड थेरेपी के विकास में सहायता कर सकते हैं। [11सी] पीएमपी (एन-[11सी] मिथाइलपाइपरिडिन-4-वाईएल प्रोपियोनेट) एक नया रेडियोफार्मास्युटिकल है जिसका उपयोग पीईटी इमेजिंग में एसिटाइलकोलिनेस्टेरेस के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में कार्य करके एसिटाइलकोलिनेर्जिक न्यूरोट्रांसमीटर प्रणाली की गतिविधि को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। एडी रोगियों की पोस्टमॉर्टम जांच में एसिटाइलकोलिनेस्टेरेस के स्तर में कमी देखी गई है। [11सी] पीएमपी का उपयोग मस्तिष्क में एसिटाइलकोलिनेस्टेरेस गतिविधि का मानचित्रण करने के लिए किया जाता है, जो एडी के पूर्व-शव परीक्षण निदान की अनुमति दे सकता है और एडी उपचार की निगरानी करने में मदद कर सकता है। एविड रेडियोफार्मास्युटिकल्स ने फ्लोरबेटापिर नामक एक यौगिक का विकास और व्यावसायीकरण किया है जो पी. ई. टी. स्कैन का उपयोग करके अमाइलॉइड प्लेक का पता लगाने के लिए लंबे समय तक चलने वाले रेडियोन्यूक्लाइड फ्लोरिन-18 का उपयोग करता है। 2019 में समर्पित मस्तिष्क पी. ई. टी. उपकरण कटाना और अन्य। "समर्पित मस्तिष्क पी. ई. टी. इमेजिंग उपकरणों के विकासः हाल की प्रगति और भविष्य के परिप्रेक्ष्य" के बारे में एक अवलोकन लेख प्रकाशित किया। दुनिया भर में विभिन्न कंपनियाँ या तो शुद्ध अनुसंधान और/या नैदानिक नियमित उपयोग के लिए एक समर्पित मस्तिष्क पी. ई. टी. प्रणाली विकसित करने पर काम कर रही हैं। इनमें से एक कंपनी पॉज़िट्रिगो है जो न्यूरोएलएफ प्रणाली पर काम कर रही है। चुनौती न्यूरोइमेजिंग के लिए नए पी. ई. टी. अनुरेखक विकसित करने के लिए एक मुख्य चुनौती यह है कि इन अनुरेखक को रक्त-मस्तिष्क बाधा को पार करना चाहिए। आम तौर पर, छोटे अणु जो वसा में घुलनशील होते हैं, उनका उपयोग किया जाता है क्योंकि वे लिपिड मध्यस्थ निष्क्रिय प्रसार के माध्यम से रक्त-मस्तिष्क बाधा को पार कर सकते हैं। हालाँकि, जैसे-जैसे औषध विज्ञान उपचारों के लिए बड़े जैव अणुओं की ओर बढ़ता है, नए शोध ने पी. ई. टी. अनुरेखक के लिए एंटीबॉडी जैसे जैव अणुओं का उपयोग करने पर भी ध्यान केंद्रित किया है। इन नए बड़े पी. ई. टी. ट्रेसरों ने बी. बी. बी. को पार करने में कठिनाई बढ़ा दी है क्योंकि वे निष्क्रिय रूप से फैलाने के लिए बहुत बड़े हैं। इसलिए, हाल के शोध बी. बी. बी. में जैव अणुओं को ले जाने के तरीकों की जांच कर रहे हैं, जिसमें वाहक-मध्यस्थ ट्रांसपोर्टर जैसे ग्लूकोज और एमिनो एसिड वाहक, इंसुलिन या ट्रांसफेरिन के लिए रिसेप्टर-मध्यस्थ ट्रांससाइटोसिस शामिल हैं। संदर्भ 3डी परमाणु चिकित्सा इमेजिंग न्यूरोइमेजिंग