История метода ПЭТ/КТ

ПЭТ/КТ — комбинированный метод диагностики рака. Позитронная эмиссионная томография (ПЭТ) прошла долгий путь развития от использования в научной лаборатории до внедрения в клиническую практику. Врачи особенно широко стали использовать ПЭТ после того, как метод стал применяться в сочетании с компьютерной томографией (КТ).

ПЭТ представляет собой комбинацию двух технологических достижений – радиоактивной индикации и томографии. Первая позволяет улавливать фотоны, возникшие в конечном итоге из-за распада атомов радиоактивных элементов, вторая – построить послойную модель тела. Оба новшества разработаны в середине XX века и удостоились Нобелевских премий.

В 50-х годах появилась возможность регистрировать аннигиляцию – процесс взаимоуничтожения позитронов и электронов, испускаемых радиоактивным атомом. Благодаря такой индикации врачи и смогли увидеть распределение в человеческом теле радиофармперпарата – биологически активного соединения, помеченного радиоактивным атомом. В середине 1950-х американский физик Майкл Тер-Погосян выдвинул предположение о том, что несмотря на короткое время полураспада радиоактивных изотопов углерода, они пригодны для изучения обмена веществ в отдельном органе или ткани.

ПЭТ в лабораториях

Первый прототип ПЭТ-сканера появился в 1952 году Массачусетском госпитале, однако проводимые на нем исследования еще нельзя было назвать томографическими, так как в итоге врачи получали только одно двумерное изображение, а не их последовательность. Это было связано с тем, что сканер имел лишь два детектора, расположенных слева и справа от головы пациента, а разрешение было низким – на полученных в результате изображениях были различимы только объекты размером с кулак. Но чувствительность устройства все же позволяла обнаружить опухоль и установить пространственное положение относительно срединной линии мозга.

В дальнейшем совершенствование ПЭТ шло по двум направлениям: во-первых, увеличивалось число и расположение датчиков, а, во-вторых, развивались методы математический обработки полученных данных.

В начале 60-х годов на помощь к врачам пришли инженеры, которые предложили увеличить число датчиков и расположить их кольцом вокруг тела пациента. Первые ПЭТ-сканеры с множеством детекторов представляли собой системы с кольцом из 32 регистрирующих радиоактивный распад датчиков. Они по-прежнему позволяли получать только один срез, но врачам удавалось разглядеть опухоли и другие структуры размерами от 2 см.

Разработчики следующего поколения ПЭТ-сканеров решили уменьшить размер датчиков, повысить их количество, и расположить их в несколько колец вокруг тела пациента. Благодаря этому в 1968 стало возможным в рамках одной процедуры получить несколько срезов с разрешением менее 1 см.

Внедрение в практику

В конце 1970-х ПЭТ-сканеры стали широко использовать в клинической практике. После многих лет исследований в университете штата Пенсильвания было создано устройство, названное PENN-ПЭТ. Оно состояло из шести датчиков, расположенных вокруг отверстия для пациента (гентри) в виде шестиугольника диаметром 50 см. PENN–ПЭТ имел разрешение 5,5 мм и был менее сложен и дорог, чем системы с кольцом детекторов.

Сочетание компьютерной и позитронно-эмиссионной томографии является революционным достижением. Метод позволяет не только с большей точностью установить наличие и стадию онкологического заболевания, но и снизить количество проводимых инвазивных диагностических процедур. Ричард Барон (Richard Baron), профессор радиологии, доктор медицины, глава отделения лучевой диагностики Питтсбургского университета, 1994 год

В 1980х ПЭТ стали применять не только онкологи — он нашел свое применение и в кардиологии в рамках диагностики ишемической болезни сердца на бессимптомной стадии.

Дальнейшее усовершенствование ПЭТ-сканеров состоит в повышении пространственного разрешения, чувствительности детекторов, увеличении числа одновременно получаемых срезов и разработке новых алгоритмов реконструкции изображений.

В начале 90-х онкохирург Руди Эгели (Rudi Egeli) из Женевского университета предложил разместить в зазорах между датчиками ПЭТ-сканера оборудование для проведения компьютерной томографии, чтобы получать в ходе одного исследования данные о структуре и обмене веществ в организме пациента. Именно такие комбинированные ПЭТ/КТ-сканеры сейчас используются в современных диагностических центрах по всему миру.

Первый позитронно-эмиссионный томограф для исследования всего тела в Российской Федерации начал функционировать в 1997 году на базе Российского научного центра радиологии и хирургических технологий.