Radiopharmaka

Alle radioaktiven Nuklide, die sich für die PET eignen, sind Positronen-Emitter, die sehr kurze Halbwertszeiten besitzen. Sie werden künstlich in einem Zyklotron-Beschleuniger durch Ionen mit hoher Bewegungsenergie (5 - 20 MeV) erzeugt und anschließend in einem Chemiemodul in organische Verbindungen eingebettet. Das nutzbare Nuklid zerfällt nach kurzer Zeit wieder in der Hauptsache durch einen Beta+-Zerfall unter Aussendung eines Positrons und eines Neutrinos. Das Positron wiederum wird in der Materie innerhalb einer kurzen Pfadlänge (0,9 - 3,3 mm) bis auf thermische Energien abgebremst und vereint sich dann mit seinem Antiteilchen, einem normalen Elektron, zu einem Positronium-Atom. Dieses Gebilde löscht sich selber innerhalb sehr kurzer Zeit aus (1-10 s) und überträgt dabei seine Ruheenergie von 2 × 511 KeV auf zwei Gammaquanten die ihren Entstehungsort um 180 Grad gegeneinander versetzt verlassen. Diese beiden Gammaquanten entstehen also gleichzeitig und bewegen sich auf einer Linie genau entgegengesetzt. Dies sind die beiden Eigenschaften, die in einem PET-Scanner genutzt werden, um das Ereignis und den Ort des Ereignisses zu bestimmen. Aufgrund der relativ langen Halbwertzeit von 110 Minuten ist Fluor-18 das PET-Nuklid mit der größten praktischen Bedeutung. Dieses Nuklid wird chemisch in verschiedene Tracer eingebettet, z.B. in ein Zuckermolekül wie Deoxyglucose, das von Zellen des Körpers zur Energiegewinnung verstoffwechselt wird. Kranke Gewebe unterscheiden sich durch stärkere Nutzung des Tracers häufig erheblich von den Normalgeweben. Das Prinzip der PET-Diagnostik beruht auf der bildlichen Darstellung dieses Unterschieds und seiner klinischen Wertung.