2) α
3) γ
4) β+ (+)
Радионуклид 68Ga преимущественно распадается с испусканием позитрона (β+) и превращается в стабильный 68Zn. Позитрон, пройдя небольшое расстояние в тканях, взаимодействует с электроном; происходит аннигиляция с образованием двух фотонов по 511 кэВ, разлетающихся почти во взаимно противоположных направлениях. Регистрация этих совпадающих фотонов лежит в основе позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ).
Таким образом, диагностическое значение 68Ga определяется не прямой регистрацией позитронов, а последующей аннигиляцией и выявлением пар гамма-квантов в режиме временного совпадения. Короткий физический период полураспада — около 68 минут — позволяет получать высокую активность непосредственно перед исследованием и снижает продолжительность радиационного воздействия. 68Ga широко применяют в составе радиофармпрепаратов для ПЭТ, например в диагностике нейроэндокринных опухолей и опухолей предстательной железы.
| Тип излучения | Механизм | Особенности регистрации | Пример применения |
|---|---|---|---|
| β+ | Испускание позитрона при превращении протона в нейтрон | После аннигиляции образуются два фотона по 511 кэВ; используется совпадающая регистрация | 68Ga-ПЭТ, 18F-ФДГ |
| β− | Испускание электрона при превращении нейтрона в протон | Электроны преимущественно вызывают локальное поглощение энергии в тканях | Терапия 131I и 177Lu |
| α | Испускание ядра гелия с двумя протонами и двумя нейтронами | Очень высокая линейная передача энергии и короткий пробег | Таргетная альфа-терапия, например 223Ra |
| γ | Переход возбужденного ядра в состояние с меньшей энергией | Фотоны регистрируются гамма-камерой или ОФЭКТ без стадии аннигиляции | Сцинтиграфия и ОФЭКТ с 99mTc |
| Аннигиляционные фотоны | Взаимодействие позитрона с электроном | Два противоположно направленных фотона по 511 кэВ формируют линию отклика ПЭТ | Пространственная локализация накопления 68Ga-радиофармпрепарата |
| 68Ga | β+-распад с периодом полураспада около 67,7 минуты | Подходит для ПЭТ; обычно получают из генератора 68Ge/68Ga | ПЭТ с соматостатиновыми и PSMA-лигандами |
Ключевым диагностическим принципом является регистрация двух фотонов аннигиляции в совпадении, что отличает ПЭТ от однофотонной эмиссионной томографии. Высокая энергия позитронов увеличивает пробег до аннигиляции и может несколько ограничивать пространственное разрешение исследования. Физические характеристики 68Ga сочетаются с возможностью его связывания с высокоспецифичными молекулярными лигандами. Поэтому правильным является выбор β+, а не γ-излучения, которое появляется вторично в результате аннигиляции.