معرفی
پرتودرمانی نقش مهمی در مدیریت بالینی بیماران مبتلا به بیماری های انکولوژیکی ایفا می کند ، زیرا تقریباً نیمی از بیماران سرطانی در طول دوره بیماری خود مستقیماً از پرتودرمانی فردی بهره مند می شوند. در این دوره بیماری ، رادیوتراپی را می توان به عنوان تنها درمان یا به عنوان یک درمان جامع در ترکیب با درمان های سیستمیک مانند شیمی درمانی یا درمان های موضعی مانند جراحی [1] استفاده کرد. این اهمیت بالینی بالا برای درمان بیماری های انکولوژیکی با نوآوری سریع فناوری و پیشرفت هایی که طی دهه های گذشته در روال بالینی معرفی شده و متعاقباً برقرار شده است به دست می آید و حفظ می شود [2] ، به عنوان مثال. پرتودرمانی تعدیل شده با شدت (IMRT) در بسیاری از کشورها به عنوان یک روش درمانی بالینی مورد استفاده قرار گرفته است [3].
تصویربرداری آناتومیک مانند CT و MRI با کنتراست به طور گسترده ای در دسترس است و معمولاً برای تعیین حجم مورد نظر برای پرتودرمانی بعدی استفاده می شود. با این حال ، در روال بالینی در سرطان شناسی تشعشع ، مسائل تشخیصی بوجود می آیند که نمی توان به اندازه کافی با تصویربرداری مورفولوژیکی استاندارد رسیدگی کرد. به طور خاص ، ترسیم بافت زنده تومور می تواند چالش برانگیز باشد ، به ویژه در بیماران با پیش درمان موضعی مانند جراحی. علاوه بر این ، ارزیابی پاسخ درمانی با تصویربرداری مورفولوژیکی معمولی تا حدی قادر به تشخیص صحیح عود اولیه از تغییرات ناشی از تابش یا التهاب نیست ، به عنوان مثال. در نورو انکولوژی [4]. بنابراین ، تصویربرداری توموگرافی گسیل پوزیترون (PET) اهمیت بالینی در مدیریت بیماران مبتلا به آنکولوژی تحت رادیوتراپی پیدا می کند ، زیرا PET امکان تجسم و تعیین ویژگی های تومور را در سطح مولکولی فراتر از میزان مورفولوژیکی صرف در تصویربرداری معمولی ، مانند متابولیسم تومور یا بیان گیرنده 18F-FDG ، آنالوگ گلوکز ، متداول ترین لیگاند برای تصویربرداری PET انکولوژیکی است [5] به دلیل کاربردی بودن آن و به طور کلی افزایش دسترسی. فراتر از تجسم متابولیسم گلوکز ، سایر ویژگی های تومور را می توان با تصویربرداری PET هدف قرار داد و تجسم کرد. در این زمینه ، به عنوان مثال PET با لیگاند های آنتی ژن غشای اختصاصی پروستات (PSMA) از نظر بالینی و علمی بالایی برای تصویربرداری پیشرفته از بیماران مبتلا به سرطان پروستات هستند [6]. متابولیسم تومور یا اطلاعات بیان گیرنده برای استفاده به عنوان ابزاری برای (الف) تجسم میزان تومور ، (ب) ارزیابی پاسخ در طول و (ج) پس از درمان ، (د) پیش بینی الگوهای شکست و (الف) ) تعریف حجم مورد نیاز برای افزایش دوز. در مواردی که (e) گاهی اوقات به عنوان "رنگ آمیزی دوز" [7] نامیده می شود ، اگرچه این ایده قدیمی تر است [8] و تمرین افزایش حجم PET-avid برای درمان مواردی از جمله استفاده طولانی مدت بوده است. سرطان گردن سر
این مرور پیشرفتهای اخیر تصویربرداری PET را در زمینه رادیوتراپی بالینی / انکولوژی پرتویی در چندین بیماری انکولوژیک (نوروآنکولوژی ، سرطان سر و گردن ، سرطان ریه ، تومورهای دستگاه گوارش و سرطان پروستات) با تأکید ویژه بر برنامه ریزی رادیوتراپی ، بلکه توصیف می کند. در ارزیابی پاسخ درمانی و پیش آگهی علاوه بر این ، پیشرفت های اخیر در تصویربرداری PET با تأکید ویژه بر کاربرد بالقوه در تنظیمات بالینی در پرتودرمانی / انکولوژی پرتو بررسی شده است.
تصویربرداری پیشرفته
پزشکی
زیست شناسی
ستاره شناسی
اتم ، مولکول و مواد
تشخیص پلاسما
مادون قرمز به مایکروویو
قابل مشاهده برای Xray
ذرات (نوترون ، محصولات گداخت ، یون ها و خنثی ها)
تشخیص پرتو (لیزر ، ذرات) و کاوشگرها
فناوری های تصویربرداری
اکتساب داده ها
بازسازی و توموگرافی تصویر
دستگاه های تصویربرداری و اپتیک

تصاویری که با PET (بخش های محوری) به دست آمده اند و تأثیرات مزمن قرار گرفتن در معرض دارو بر پروتئین های مختلف دخیل در انتقال عصبی دوپامین (DA) و عملکرد مغز (که توسط متابولیسم گلوکز مغز ارزیابی می شود) را نشان می دهد. در حالی که برخی از اثرات در بسیاری از داروهای سوء استفاده مشترک است ، ... برخی دیگر خاص تر هستند. این موارد شامل کاهش ... مونوآمین اکسیداز B مغز (... آنزیم دخیل در متابولیسم DA) در افراد سیگاری است. مقیاس رنگین کمان برای کدگذاری تصاویر PET استفاده شد. غلظت رادیو ردیاب از بالا به پایین به رنگ قرمز> زرد> سبز> آبی نمایش داده می شود
قبل از اینکه استفاده از تصویربرداری رزونانس مغناطیسی کاربردی (fMRI) گسترده شود ، اسکن PET روش ترجیحی تصویربرداری عملکردی (برخلاف ساختاری) مغز بود و هنوز هم سهم بزرگی در علوم اعصاب دارد. اسکن PET همچنین در جراحی استریوتاکتیک هدایت شده توسط PET و جراحی رادیو برای درمان تومورهای داخل جمجمه ، ناهنجاری های شریانی وریدی و سایر شرایط قابل درمان با جراحی مفید است. [4]
اسکن PET همچنین برای تشخیص بیماری های مغزی مورد استفاده قرار می گیرد ، مهمترین آنها این است که تومورهای مغزی ، سکته مغزی و بیماریهای عصبی (مانند بیماری آلزایمر و پارکینسون) همگی تغییرات بزرگی در متابولیسم مغز ایجاد می کنند که به نوبه خود باعث تغییرات قابل تشخیص در اسکن PET می شود. PET احتمالاً در موارد اولیه ابتلا به زوال عقل (با نمونه های کلاسیک بیماری آلزایمر و بیماری پیک) که آسیب اولیه بسیار گسترده است و تفاوت بسیار کمی در حجم مغز و ساختار ناخالص برای تغییر CT و تصاویر استاندارد MRI به اندازه کافی ایجاد می کند ، بسیار مفید است. قادر به تمایز قابل اعتماد آن از طیف "طبیعی" آتروفی قشر است که با افزایش سن (در بسیاری از افراد اما نه در همه افراد) رخ می دهد و باعث زوال عقل بالینی نمی شود.
PET همچنین به طور فعال برای بیماری مولتیپل اسکلروزیس و سایر سندرم های دمیلین کننده اکتسابی مورد استفاده قرار می گیرد ، اما عمدتا برای تحقیق در مورد پاتوژنز به جای تشخیص استفاده می شود. آنها برای فعالیت میکروگلیال از رادیولایگاندهای خاص استفاده می کنند. در حال حاضر به طور گسترده ای از پروتئین انتقال دهنده 18 کیلو دالتونی (TSPO) استفاده می شود. [5] همچنین گاهی اوقات PET-CT ترکیبی انجام می شود.

سد خونی-مغزی (BBB) یک مرز نیمه انتخابی بسیار قوی از سلول های اندوتلیال است که از عبور املاح موجود در خون در گردش به مایع خارج سلولی سیستم عصبی مرکزی که نورون ها در آن مستقر هستند جلوگیری می کند. [1] سد خونی-مغزی توسط سلولهای اندوتلیال دیواره مویرگ ، انتهای انتهای آستروسیت که مویرگ را غوطه ور کرده و پرسیتها در غشای زیرین مویرگی تعبیه شده است ، شکل می گیرد. [2] این سیستم عبور برخی از مولکولها را از طریق انتشار غیرفعال و همچنین انتقال انتخابی و فعال مواد مغذی مختلف ، یونها ، آنیونهای آلی و مولکولهای ماکرو مانند گلوکز ، آب و اسیدهای آمینه که برای عملکرد عصبی بسیار مهم هستند ، امکان پذیر می سازد. [3]
سد خونی-مغزی عبور عوامل بیماری زا ، انتشار املاح در خون و مولکول های بزرگ یا آب دوست را در مایع مغزی نخاعی محدود می کند ، در حالی که اجازه انتشار مولکول های آبگریز (O2 ، CO2 ، هورمون ها) و مولکول های کوچک غیر قطبی را می دهد. [4] [5] سلولهای سد به طور فعال محصولات متابولیک مانند گلوکز را با استفاده از پروتئینهای حمل و نقل خاص در سراسر سد منتقل می کنند. [6] این مانع همچنین عبور عوامل ایمنی محیطی مانند مولکول های سیگنال دهنده ، آنتی بادی ها و سلول های ایمنی را به CNS محدود می کند ، بنابراین مغز را از آسیب ناشی از حوادث ایمنی محیطی عایق می کند. [7]
ساختارهای تخصصی مغز که در ادغام حسی و ترشحی در مدارهای عصبی مغز شرکت می کنند - اعضاء محیطی و شبکه کوروئید - دارای مویرگ های بسیار نفوذپذیری هستند. [
رادیوایزوتوپهای ساطع کننده پوزیترون معمولاً توسط یک سیکلوترون تولید می شوند و مواد شیمیایی با این اتمهای رادیواکتیو برچسب گذاری می شوند. رادیوایزوتوپ های مورد استفاده در کلینیک ها معمولاً 18F (فلوراید) ، 11C (کربن) و 15O (اکسیژن) است. ترکیب برچسب دار که رادیو ردیاب یا رادیولایگاند نامیده می شود ، به جریان خون تزریق می شود و در نهایت از طریق گردش خون به مغز راه می یابد. آشکارسازهای اسکنر PET رادیواکتیویته را به عنوان بارهای ترکیبی در مناطق مختلف مغز تشخیص می دهند. یک رایانه از داده های جمع آوری شده توسط آشکارسازها برای ایجاد تصاویر چند بعدی (معمولاً سه بعدی حجمی یا 4 بعدی با تغییر زمان) استفاده می کند که توزیع رادیو ردیاب را در مغز پس از زمان نشان می دهد. آرایه وسیعی از لیگاندها که برای ترسیم جنبه های مختلف فعالیت انتقال دهنده های عصبی مورد استفاده قرار می گیرند ، بسیار مفید هستند ، در حالی که رایج ترین ردیاب PET نوعی برچسب گذاری شده از گلوکز است ، مانند فلورودئوکسی گلوکز (18F).
توموگرافی گسیل پوزیترون مغزی نوعی توموگرافی گسیل پوزیترون (PET) است که برای اندازه گیری متابولیسم مغز و توزیع عوامل شیمیایی برچسب گذاری شده با برون زا در سراسر مغز استفاده می شود. PET میزان انتشار مواد شیمیایی متابولیک فعال دارای برچسب رادیواکتیو را که در جریان خون تزریق شده اند اندازه گیری می کند. داده های انتشار از PET مغز برای تولید تصاویر چند بعدی از توزیع مواد شیمیایی در سراسر مغز پردازش می شوند.