Indhold
Isotoper er atomer af det samme element, der har forskellige antal neutroner i deres kerner; når de indføres i den menneskelige krop, kan de detekteres ved stråling eller på anden måde. Isotoperne, der bruges sammen med sofistikeret udstyr, giver medicinske fagfolk et stærkt "vindue" ind i kroppen, så de kan diagnosticere sygdomme, studere biologiske processer og undersøge bevægelse og stofskifte af medikamenter hos levende mennesker.
Stabile og ustabile isotoper
Isotoper kan være stabile eller ustabile; de ustabile udsender stråling, og de stabile stråler ikke. For eksempel udgør det stabile carbon-12 atom 98,9 procent af alt kulstof på Jorden; fordi den sjældnere carbon-14-isotop er radioaktiv og ændrer sig over tid, bruger forskere den til at bestemme alderen på undertiden gamle biologiske prøver og materialer. Kemisk, stabile og ustabile isotoper fungerer stort set det samme, hvilket gør det muligt for læger at erstatte stabile radioaktive atomer i medikamenter, der bruges til at spore biologiske aktiviteter. Stabile isotoper, der let kan identificeres med en enhed kaldet et massespektrometer, hjælper forskere med at bestemme forhold i blod og væv, når radioaktivitet ikke er ønskeligt.
Ernæringsforskning
Stabile isotoper hjælper ernæringsforskere med at overvåge bevægelsen af mineraler gennem kroppen. For eksempel udgør jern-56 naturligt ca. 92 procent af de fire stabile isotoper for jern, og den sjældneste er jern-58 ved 0,3 procent. En videnskabsmand giver en testperson doser af jern-58 og overvåger mængderne af forskellige jernisotoper i blod og andre biologiske prøver. Da jern-58 er tungere end jern-56, skelner et massespektrometer dem let. Tidlige prøver viser mere jern-56, men over tid vil jern-58 findes i betydelige mængder i forskellige væv og stoffer, så videnskabsmanden kan nøjagtigt måle, hvordan individets krop behandler jern.
PET-scanninger
Positron Emission Tomography producerer tredimensionelle billeder af organer og væv ved hjælp af radioaktive isotoper. Isotoperne, såsom fluor-18, afgiver gammastråling - en form for energi, der passerer gennem kroppen og ind i en detektor. Når det kombineres med sukker og gives til en patient, vandrer fluoren til de væv, der aktivt metaboliserer sukker, såsom områder af hjernen hos en person, der arbejder med matematiske problemer. PET-scanninger viser disse kropsdele i detaljer. Ved at observere de forskellige niveauer af metabolisme kan en læge identificere fortællende tegn på abnormiteter såsom tumorer og demens.
MPI-scanninger
En myocardial perfusion Imaging scan bruger radioaktive isotoper til at fremstille billeder på en metode, der ligner en PET-scanning, men til overvågning af hjertet i realtid. Ifølge Stanford University Hospital anvender teknikken isotoper såsom technetium-99 eller thallium-201. Disse isotoper injiceres i en vene og finder vej til hjertet. Et specialiseret kamera henter de udsendte gammastråler og producerer et billede af det bankende hjerte under hvile- og stressforhold, hvilket gør det muligt for en læge at evaluere organets helbred.