Brain positron emission tomography
برین پوزیٹرون ایمیشن ٹومیگرافی پوزیٹرون ایمیشن ٹومیگرافی (پی ای ٹی) کی ایک شکل ہے جو دماغ کی میٹابولزم اور پورے دماغ میں بیرونی ریڈیو لیبل والے کیمیائی ایجنٹوں کی تقسیم کی پیمائش کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ پی ای ٹی تابکار طور پر لیبل شدہ میٹابولک طور پر فعال کیمیکلز سے اخراج کی پیمائش کرتا ہے جو خون کے بہاؤ میں انجکشن کیے گئے ہیں۔ دماغ پی ای ٹی سے اخراج کے اعداد و شمار کو کمپیوٹر سے پروسیس کیا جاتا ہے تاکہ پورے دماغ میں کیمیکلز کی تقسیم کی کثیر جہتی تصاویر تیار کی جا سکیں۔ عمل استعمال ہونے والے پوزیٹرون خارج کرنے والے ریڈیوآسوٹوپس عام طور پر سائکلوٹرون کے ذریعہ تیار کیے جاتے ہیں، اور کیمیکلز کو ان تابکار ایٹموں کے ساتھ لیبل کیا جاتا ہے۔ کلینکوں میں استعمال ہونے والے ریڈیوآئیسوٹوپس عام طور پر 18 ایف (فلورائڈ)، 11 سی (کاربن) اور 15 او (آکسیجن) ہوتے ہیں۔ لیبل شدہ مرکب، جسے ریڈیوٹریسر یا ریڈیولیگنڈ کہا جاتا ہے، خون کے بہاؤ میں انجکشن کیا جاتا ہے اور بالآخر خون کی گردش کے ذریعے دماغ تک پہنچ جاتا ہے۔ پی ای ٹی اسکینر میں موجود ڈٹیکٹرز تابکاری کا پتہ دماغ کے مختلف علاقوں میں مرکب چارج کے طور پر لگاتے ہیں۔ ایک کمپیوٹر ڈٹیکٹرز کے ذریعے جمع کردہ ڈیٹا کا استعمال کثیر جہتی (عام طور پر 3 جہتی حجم یا 4 جہتی وقت کے لحاظ سے مختلف) تصاویر بنانے کے لیے کرتا ہے جو وقت کے بعد دماغ میں ریڈیوٹریسر کی تقسیم کو ظاہر کرتی ہیں۔ خاص طور پر مفید لگینڈز کی ایک وسیع صف ہے جو نیورو ٹرانسمیٹر سرگرمی کے مختلف پہلوؤں کا نقشہ بنانے کے لیے استعمال ہوتی ہے، جس میں اب تک سب سے زیادہ استعمال ہونے والا پی ای ٹی ٹریسر گلوکوز کی لیبل شدہ شکل ہے، جیسے کہ فلوروڈیوکسیگلوکوز (18 ایف)۔ فوائد اور نقصانات پی ای ٹی اسکیننگ کا سب سے بڑا فائدہ یہ ہے کہ مختلف مرکبات کام کرنے والے دماغ کے بافتوں میں بہاؤ اور آکسیجن، اور گلوکوز میٹابولزم ظاہر کر سکتے ہیں۔ یہ پیمائش دماغ کے مختلف علاقوں میں دماغ کی سرگرمی کی مقدار کی عکاسی کرتی ہے اور دماغ کے کام کرنے کے طریقے کے بارے میں مزید جاننے کی اجازت دیتی ہے۔ پی ای ٹی اسکین حل اور تکمیل کی رفتار (30 سیکنڈ سے کم) کے لحاظ سے دیگر تمام میٹابولک امیجنگ طریقوں سے بہتر تھے، جب وہ پہلی بار دستیاب ہوئے۔ بہتر حل نے دماغ کے اس حصے کے بارے میں بہتر مطالعہ کرنے کی اجازت دی جو کسی خاص کام سے متحرک ہوتا ہے۔ پی ای ٹی اسکیننگ کی سب سے بڑی خرابی یہ ہے کہ چونکہ تابکاری تیزی سے کم ہوتی ہے، اس لیے یہ مختصر کاموں کی نگرانی تک محدود ہے۔> استعمال فنکشنل مقناطیسی گونج امیجنگ (ایف ایم آر آئی) کے وسیع پیمانے پر استعمال ہونے سے پہلے، پی ای ٹی اسکیننگ فنکشنل (ساختی کے برخلاف) دماغی امیجنگ کا ترجیحی طریقہ تھا، اور یہ اب بھی نیورو سائنس میں بڑی شراکت جاری رکھے ہوئے ہے۔ پی ای ٹی اسکیننگ پی ای ٹی گائیڈڈ سٹیریوٹیکٹک سرجری اور ریڈیو سرجری میں انٹراکرینیئل ٹیومرز، آرٹیریووینوس خرابیوں اور دیگر جراحی سے قابل علاج حالات کے علاج کے لیے بھی مفید ہے۔ پی ای ٹی اسکیننگ کا استعمال دماغی بیماری کی تشخیص کے لیے بھی کیا جاتا ہے، خاص طور پر اس لیے کہ دماغی ٹیومر، فالج، اور نیورانڈیجینریٹیو بیماریاں (جیسے الزائمر کی بیماری اور پارکنسنز کی بیماری) سبھی دماغی میٹابولزم میں بڑی تبدیلیوں کا سبب بنتی ہیں، جس کے نتیجے میں پی ای ٹی اسکین میں قابل شناخت تبدیلیوں کا سبب بنتی ہیں۔ پی ای ٹی شاید کچھ ڈیمینشیا کے ابتدائی معاملات میں سب سے زیادہ مفید ہے (کلاسیکی مثال الزائمر کی بیماری اور پک کی بیماری ہے) جہاں ابتدائی نقصان بہت زیادہ پھیلا ہوا ہے اور دماغ کے حجم اور مجموعی ڈھانچے میں بہت کم فرق کرتا ہے تاکہ سی ٹی اور معیاری ایم آر آئی کی تصاویر کو تبدیل کیا جا سکے جو اسے "عام" رینج سے قابل اعتماد طور پر الگ کرنے کے قابل ہو جو عمر بڑھنے کے ساتھ ہوتا ہے (بہت سے لیکن سب میں نہیں) افراد، اور جو کلینیکل ڈیمینشیا کا سبب نہیں بنتا ہے۔ پی ای ٹی ایک سے زیادہ سکلیروسیس اور دیگر حاصل شدہ ڈیمیلینیٹنگ سنڈروم کے لیے بھی فعال طور پر استعمال ہوتا ہے، لیکن بنیادی طور پر تشخیص کے بجائے پیتھوجینسیس میں تحقیق کے لیے۔ وہ مائکروگلیئل سرگرمی کے لیے مخصوص ریڈیولیگنڈز کا استعمال کرتے ہیں۔ فی الحال 18-کے ڈی اے ٹرانسلوکیٹر پروٹین (ٹی ایس پی او) بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ بعض اوقات مشترکہ پی ای ٹی-سی ٹی بھی انجام دیا جاتا ہے۔ آکسیجن-15 کے ساتھ پی ای ٹی امیجنگ بالواسطہ طور پر دماغ میں خون کے بہاؤ کی پیمائش کرتی ہے۔ اس طریقہ کار میں، تابکاری کے اشارے میں اضافہ خون کے بہاؤ میں اضافے کی نشاندہی کرتا ہے جس کا تعلق دماغ کی بڑھتی ہوئی سرگرمی سے سمجھا جاتا ہے۔ اس کی 2 منٹ کی نصف زندگی کی وجہ سے، او-15 کو اس طرح کے استعمال کے لیے براہ راست میڈیکل سائکلوٹرون سے پائپ کیا جانا چاہیے، جو کہ مشکل ہے۔ 18 ایف-ایف ڈی جی کے ساتھ پی ای ٹی امیجنگ اس حقیقت کا فائدہ اٹھاتی ہے کہ دماغ عام طور پر گلوکوز کا تیزی سے استعمال کرنے والا ہوتا ہے۔ دماغ کا معیاری 18 ایف-ایف ڈی جی پی ای ٹی علاقائی گلوکوز کے استعمال کی پیمائش کرتا ہے اور نیورو پیتھولوجیکل تشخیص میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مثال: الزائمر کی بیماری جیسی دماغی بیماریاں گلوکوز اور آکسیجن دونوں کے دماغی میٹابولزم کو مل کر بہت کم کر دیتی ہیں۔ لہذا دماغ کے 18 ایف-ایف ڈی جی پی ای ٹی کا استعمال الزائمر کی بیماری کو دیگر ڈیمینشن کے عمل سے کامیابی کے ساتھ الگ کرنے اور الزائمر کی بیماری کی ابتدائی تشخیص کرنے کے لیے بھی کیا جا سکتا ہے۔ ان استعمالات کے لیے 18 ایف-ایف ڈی جی پی ای ٹی کا فائدہ اس کی زیادہ وسیع دستیابی ہے۔ الزائمر کے لیے استعمال ہونے والے کچھ تابکار ٹریسروں میں فلوربیٹاپر 18 ایف، فلوٹیمیٹامول ایف 18، پی آئی بی اور فلوربیٹابین 18 ایف شامل ہیں، یہ سب دماغ میں امیلوئڈ بیٹا تختیوں (الزائمر کے لیے ایک ممکنہ بائیو مارکر) کا پتہ لگانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ مثال: ایف ڈی جی کے ساتھ پی ای ٹی امیجنگ کو سیجر فوکس کی لوکلائزیشن کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے: انٹرکٹل اسکین کے دوران سیجر فوکس ہائپومیٹابولک کے طور پر ظاہر ہوگا۔ کئی ریڈیوٹریسرز (یعنی۔ ریڈیولیگنڈز) پی ای ٹی کے لیے تیار کیے گئے ہیں جو مخصوص نیورو ریسیپٹر ذیلی اقسام کے لیے لگینڈ ہیں جیسے [11 سی] ریکلوپرائڈ، [18 ایف] فیلیپرائڈ اور [18 ایف] ڈوپامائن ڈی 2/ڈی 3 ریسیپٹرز کے لیے ڈیسمیتھوکسائیفلیپرائڈ، [11 سی] میک 5652 اور [11 سی] سیرٹونن ٹرانسپورٹرز کے لیے ڈی اے ایس بی، [18 ایف] سیرٹونن 5 ایچ ٹی 1 اے ریسیپٹرز کے لیے میفوے، [18 ایف] نیکوٹینک ایکٹیلچولین ریسیپٹرز یا انزائم سبسٹریٹس کے لیے نیفین (جیسے۔ اے اے ڈی سی انزائم کے لیے 6-ایف ڈی او پی اے)۔ یہ ایجنٹ نیورو سائیکاٹرک اور نیورولوجک بیماریوں کی کثرت کے تناظر میں نیورو ریسیپٹر پولز کے تصور کی اجازت دیتے ہیں۔ مثال: شدید اسکیمک اسٹروک میں گلوکوز میٹابولزم کا اندازہ لگانے کے لیے 18 ایف-ایف ڈی جی کے ساتھ پی ای ٹی امیجنگ کا استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اسکیمک اسٹروک کے لیے استعمال ہونے والے کچھ نشانات آکسیجن-15 لیبل والا پانی، [18F] ایف ایم آئی ایس او ہیں۔ انسانی دماغ میں نیورو ایگریگیٹ کی انو انویسیو، ان ویو پی ای ٹی امیجنگ کے لیے متعدد نئی تحقیقات کی ترقی نے امیلوئڈ امیجنگ کو طبی استعمال کی دہلیز تک پہنچایا ہے۔ ابتدائی امیلائڈ امیجنگ تحقیقات میں 2-(1-{6-[(2-[18F] فلورویتھیل) (میتھائل) امینو]-2-نیفتھائل} ایتھلائڈین) میلونائٹریل ([18F] ایف ڈی ڈی این پی) یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، لاس اینجلس میں تیار کیا گیا اور این-میتھائل-[11C] 2-(4 '-میتھیلامینوفینیل)-6-ہائیڈروکسی بینزوتھیازول (جسے پٹسبرگ کمپاؤنڈ بی کہا جاتا ہے) پٹسبرگ یونیورسٹی میں تیار کیا گیا۔ یہ امیلائڈ امیجنگ تحقیقات الزائمر کے مریضوں کے دماغوں میں امیلائڈ تختیوں کے تصور کی اجازت دیتی ہیں اور معالجین کو AD پری مارٹم کی مثبت طبی تشخیص کرنے اور نئے اینٹی امیلائڈ تھراپی کی ترقی میں مدد کر سکتی ہیں۔ [11C] پی ایم پی (N-[11C] میتھائل پائپرڈین-4-yl پروپیونیٹ) ایک نیا ریڈیوفرماسیوٹیکل ہے جو پی ای ٹی امیجنگ میں استعمال ہوتا ہے تاکہ ایسیٹیلچولینجک نیورو ٹرانسمیٹر سسٹم کی سرگرمی کا تعین کرنے کے لیے ایسیٹیلچولینسٹیرس کے لیے سبسٹریٹ کے طور پر کام کرے۔ اے ڈی مریضوں کے پوسٹ مارٹم کے معائنے میں ایسیٹیل کولینسٹیرس کی سطح میں کمی ظاہر ہوئی ہے۔ [11C] پی ایم پی کا استعمال دماغ میں ایسیٹیل کولینسٹیرس سرگرمی کا نقشہ بنانے کے لیے کیا جاتا ہے، جو AD کی قبل از مرگ تشخیص اور AD علاج کی نگرانی میں مدد کر سکتا ہے۔ ایویڈ ریڈیوفرماسیوٹیکلز نے فلوربیٹاپیر نامی ایک مرکب تیار اور تجارتی بنایا ہے جو پی ای ٹی اسکین کا استعمال کرتے ہوئے امیلوئڈ تختیوں کا پتہ لگانے کے لیے دیرپا ریڈیو نیوکلائڈ فلورائن-18 کا استعمال کرتا ہے۔ 2019 میں وقف کردہ برین پی ای ٹی ڈیوائسز کیٹانا اور دیگر۔ "ڈیڈیکیٹڈ برین پی ای ٹی امیجنگ ڈیوائسز کی ترقی: حالیہ پیش رفت اور مستقبل کے تناظر" کے بارے میں ایک جائزہ مضمون شائع کیا۔ دنیا بھر میں مختلف کمپنیاں خالص تحقیق اور/یا طبی معمولات کے استعمال کے لیے ایک وقف شدہ دماغی پی ای ٹی نظام تیار کرنے پر کام کر رہی ہیں۔ ان میں سے ایک کمپنی پوزیٹریگو ہے جو نیورو ایل ایف سسٹم پر کام کر رہی ہے۔ چیلنجز نیورو امیجنگ کے لیے نئے پی ای ٹی ٹریسروں کو تیار کرنے کے لیے ایک اہم چیلنج یہ ہے کہ ان ٹریسروں کو خون کے دماغ کی رکاوٹ کو عبور کرنا چاہیے۔ عام طور پر، چھوٹے مالیکیول جو چربی میں گھلنشیل ہوتے ہیں استعمال کیے گئے ہیں کیونکہ وہ خون کے دماغ کی رکاوٹ کو لپڈ ثالثی غیر فعال پھیلاؤ کے ذریعے عبور کر سکتے ہیں۔ تاہم، جیسے جیسے فارماسیوٹکس علاج کے لیے بڑے حیاتیاتی سالمات کی طرف بڑھ رہے ہیں، نئی تحقیق میں پی ای ٹی ٹریسروں کے لیے اینٹی باڈیز جیسے حیاتیاتی سالمات کے استعمال پر بھی توجہ مرکوز کی گئی ہے۔ ان نئے بڑے پی ای ٹی ٹریسروں نے بی بی بی سے گزرنے میں دشواری کو بڑھا دیا ہے کیونکہ وہ غیر فعال طور پر پھیلے ہوئے بہت بڑے ہیں۔ لہذا، حالیہ تحقیق بی بی بی میں بائیو مالیکیولز کو لے جانے کے طریقوں کی تحقیقات کر رہی ہے جس میں اینڈوجینس ٹرانسپورٹ سسٹم کا استعمال کیا گیا ہے جس میں کیریئر ثالثی ٹرانسپورٹرز جیسے گلوکوز اور امینو ایسڈ کیریئرز، انسولین یا ٹرانسفرائن کے لیے ریسیپٹر ثالثی ٹرانسسیٹوسس شامل ہیں۔ حوالہ جات 3D نیوکلیئر میڈیکل امیجنگ نیورو امیجنگ