Positronen-Emissions-Tomografie (PET) 1973 – Dreidimensionale medizinische Bildgebung

In Star Trek werden die fiktiven Raumschiffe durch Reaktionen zwischen Materie und Antimaterie angetrieben. Solche realen Reaktionen werden heute praktisch in der dreidimensionalen medizinischen Bildgebung genutzt: der Positronen-Emissions-Tomografie (PET). 

Anders als andere Verfahren wie die mit Röntgenstrahlen beziehungsweise Magnetismus arbeitende CAT (computergestützte axiale Tomografie) oder MRT (Magnetresonanztomografie) liefert PET detaillierte Informationen über Körper- und Gewebefunktionen. 

• Zur Vorbereitung kann dem Patienten eine radioaktive Substanz injiziert werden, etwa der in einem Zyklotron, einem Teilchenbeschleuniger, hergestellte Zucker Fluordesoxyglukose (FDG) mit einem radioaktiven Fluoratom als Tracer. 
• Krebszellen und andere stoffwechselaktive Zellen nehmen im Vergleich zu weniger aktiven Zellen und Geweben mehr FDG auf.
• Beim Zerfall gibt das Fluoratom ein Positron ab: die positiv geladene Antimaterieform eines Elektrons.
• Das Positron trifft auf ein gewöhnliches Elektron. Dabei entsteht ein Energieausbruch in Form von Gammastrahlen, also hochenergetischer Strahlung. 
• Ringförmig um den Patienten angeordnete Detektoren erfassen diese Gammastrahlen und helfen, Bereiche hoher FDG-Konzentration zu lokalisieren. 

Heute werden PET-Scanner häufig mit CAT-Geräten kombiniert, um Stoffwechsel- und anatomische Informationen besser in Beziehung zu setzen. Wegen der kurzen Lebensdauer des radioaktiven Fluors kann die Strahlendosis für den Patienten gering sein. 

Zahlreiche Technikexperten trugen zur Entwicklung der PET bei. Zum Beispiel:

• 1953 führte der amerikanische Physiker Gordon Brownell erste Untersuchungen zur Nutzung von Positronen in der Gehirnbildgebung durch.
• 1973 erfand der amerikanische Biophysiker Michael E. Phelps ein PET-Gerät. Anschließend entwickelte er weitere Scannergenerationen, die als Prototypen heutiger Systeme dienten.

Obwohl PET-Aufnahmen weniger scharf als CAT- und MRT-Bilder sind, können sie Tumoren und Krebsmetastasen erkennen, die Wirksamkeit einer Krebsbehandlung bestimmen, die Durchblutung des Herzmuskels untersuchen, Krampfanfälle und Epilepsie beurteilen sowie den Krankheitsverlauf abschätzen. 

Sie trugen außerdem dazu bei, den Beginn der Alzheimerkrankheit zu erkennen und diese von Parkinson, Huntington und vaskulärer Demenz zu unterscheiden.

Erläuterung zum Artikelbild: PET-Schnittbild des Gehirns nach Injektion des Tracers FDG. Rote Bereiche zeigen hohe FDG-Anreicherungen, blaue Bereiche nur geringe Tracermengen.

Im Text erwähnte historische Persönlichkeiten: Gordon L. Brownell (1922–2008), Michael E. Phelps (geb. 1939)

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