پزشکی هسته ای بهتر از رادیو درمانی

تصویربرداری به طریق هسته ای و تزریق و خوردن داروهای هسته ای به هیچ وجه برای بدن مضر نیست. مواد رادیواکتیوی که در پزشکی هسته ای مورد استفاده قرار می گیرند نیمه عمر خیلی کوتاهی دارند و خیلی زود از بین می روند. میزان پرتو تابش شده از این مواد پائین تر از اشعه X معمول و یا اشعه CT اسکن است و به راحتی از طریق ادرار یا کیسه صفرا حذف و دفع می شود. در مقایسه رادیو درمانی (Radio Therapy) که با پزشکی هسته ای متفاوت است، با تابش پرتو های مختلف یونیزه مثل آلفا، بتا و گاما و اشعه X تمام سلول ها را تحت تاثیر قرار می دهد.

پزشکی هسته ای شاخه ای از علم پزشکی است که در آن از مواد رادیواکتیو برای تشخیص و درمان بیماری استفاده می شود. مواد رادیواکتیو مورد استفاده یا رادیو ایزوتوپ هستند و یا داروهایی که با مواد رادیو ایزوتوپ نشاندار شده اند. داروی رادیواکتیو، در روش های تشخیصی مواد رادیواکتیو به بیمار تزریق می شود و میزان اشعه تایید شده، از بیمار اندازه گیری می شود. اکثر روش های تشخیصی به کمک یک دوربین اشعه گاما، توانایی تشکیل تصویر را دارند. در موارد استفاده درمانی، مواد رادیواکتیو برای درمان مورد استفاده قرار می گیرند مثل استفاده از ید (131) که در درمان سمی شدن تیروئید و سرطان تیروئید مورد استفاده قرار می گیرد.
روش های مختلف استفاده از داروهای رادیواکتیو:
•تزریق درون رگی که در اسکن های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد.
•تزریق زیر جلدی که معمولاً برای مطالعه سیستم لنفاوی کاربرد دارد.
•تنفسی که معمولاً برای مطالعه شش ها مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش از گاز کریپتون (81) و یا ذرات هوای حاوی تکنتیوم (99) استفاده می شود.
•خوراکی که معمولاً برای شفاف کردن و متمایز کردن سیستم گوارشی به کار برده می شود.
• کاربردهای تشخیصی پزشکی هسته ای

در کلیه روش های تشخیصی، نحوه عملکرد صحیح اندام های بدن در مقایسه با یک فرد سالم مقایسه می شود. اتصال رادیو ایزوتوپ ها به ماده یا عضو مورد نظر به تشخیص و شناسایی پرتوهای تابش شده و اندازه گیری آنها کمک می کند. در پزشکی هسته ای برای تشخیص معمولاً از یک سری از مواد رادیواکتیو استفاده می شود که یا به صورت گاز هستند و یا مایع که به بدن تزریق می شوند.
•مواد رادیواکتیو به فرم مایع:
Technetium(99)
ت(131)یا Iodinت(123)
Thallium (201)
Gallium(67)
• مواد رادیواکتیو به فرم گازی:
Xenon (133)
Krypton (81)
• تجهیزات لازم برای عکسبرداری
معمولاً پرتوهای ساطع شده از ماده رادیواکتیو داخل بدن، توسط دوربین های گاما تشخیص داده می شوند. به طور معمول، دوربین های گاما از آشکارساز گاما مثل یک کریستال فعال یدید سدیم که با یک سیستم تصویری همراه است، تشکیل شده اند. دوربین های گاما از نحوه پراکنش تابش رادیواکتیو بر روی آشکارساز گاما تصویر را به وجود می آورند.وضوح دوربین های گاما بین 4 تا 6 میلی متر است که می تواند هزاران اشعه گاما را در ثانیه آشکار کند. دوربین گاما هر پرتو گامای ساطع شده را در دو جهت محور x و y آشکار می کند و به این ترتیب تصویر را به وجود می آورد.در پزشکی هسته ای معمولاً وضوح (dpi) هر تصویر به تعداد پرتوهای گامای آشکار شده در آن پیکسل، در واحد زمان گفته می شود.اساس کار دستگاه های مختلف که از فیزیک هسته ای برای تصویربرداری استفاده می کنند، ایجاد یک سری تصویر از برش های مختلف بدن و از زاویه های متفاوت است که این تصاویر با یکدیگر ادغام شده و یک تصویر سه بعدی از محل مورد نظر ایجاد می کنند.
• سی تی اسکن
Computed Tomography با نام CAT scan هم خانواده می شود و روشی است که طی آن یک سری تصاویر دوبعدی به دست آمده با اشعه X به تصاویر سه بعدی تبدیل می شوند. کلمه tomo از واژه tomos به معنی برش گرفته شده است. سیستم CT اسکن در سال 1972 توسط گاد فری نیوبلد هوزنفیلد از آزمایشگاه مرکزی EMI اختراع شد. آلن مک لئود کدمارک از دانشگاه تافت نیز به طور جداگانه ای همین روش را ابداع کرده بود. این دو نفر به طور مشترک برنده جایزه نوبل سال 1979 شدند. اولین نوع اسکنرها، در انجام اسکن از مغز محدودیت هایی داشتند و در آنها منبع اشعه X به صورت یک امتداد باریک مدادمانند بود که روی یک یا دو آشکارساز ثابت شده بود. منبع اشعه X و آشکارسازها در وضعیتی متناسب با یکدیگر قرار داشتند و در امتداد بدن بیمار حرکت می کردند و طی این حرکت، چرخشی یک درجه ای نسبت به یکدیگر داشتند. در نسل دوم اسکنرها، تغییراتی در شکل منبع اشعه X و تعداد آشکارسازها به وجود آمد. منبع اشعه x به شکلی شبیه پنکه تغییر پیدا کرد و زمان اسکن به طور قابل ملاحظه ای کاهش یافت. در نسل سوم اسکنرها، تغییر اساسی در زمان اسکن به وجود آمد و امکان تشکیل تصویر نهایی همزمان با اسکن ایجاد شد. در این اسکنرها، منبع پنکه ای شکل اشعه X در امتداد ردیفی از آشکارسازها که در وضعیتی متناسب با منبع اشعه X قرار داشتند ثابت شده بود و سرعت اسکن از هر برش به 10 ثانیه کاهش پیدا کرد.
در نسل چهارم اسکنرها، زمان اسکن نسبت به قبل تغییری نکرد با این تفاوت که یک حلقه 360 درجه از آشکارسازها دور بدن بیمار را فرامی گرفت و منبع اشعه x نیز در وضعیتی غیرمتناسب با آشکارسازها به دور بیمار می چرخید. در حالت مدرن اسکنرها که واجد چندین آشکارساز و چند ردیف اسکنر هستند، اسکن از قفسه سینه به مدت یک دم و بازدم زمان می برد. در سال های اخیر توموگرافی در حد میکرومتر نیز قابل انجام است و میکروتوموگرافی خوانده می شود ولی هنوز در مورد انسان مورد استفاده قرار نگرفته است.CT اسکن در پزشکی هسته ای به عنوان روشی تشخیصی کاربرد دارد. در برخی از موارد برای ایجاد تمایز بین بافت های مختلف از ید درون رگی استفاده می شود. این حالت به وضوح بیشتر ساختارهایی مثل رگ های خونی که ممکن است از بافت های اطراف متمایز نباشد، کمک می کند. استفاده از این مواد در برخی موارد به بررسی نحوه عملکرد بعضی از اعضای بدن نیز کمک می کند. پیشرفت و فناوری CT اسکن باعث شده که دوز تابش اشعه X و زمان اسکن کاهش پیدا کند و اما هنوز هم دوز اشعه تابشی در این روش بسیار بالاتر از رادیوگرافی معمولی با اشعه X است.
اسکن جمجمه: تشخیص ضربه مغزی و خونریزی داخلی معمولی ترین دلیل برای اسکن از سر است. این اسکن بدون تزریق ماده حاجب انجام می شود و خونریزی حالت متمایزتری خواهد داشت. برای تشخیص تومور نیز از این روش به همراه تزریق ماده حاجب استفاده می شود که البته دقت MRI را ندارد. از CT اسکن سر و گردن و منطقه دهانی معمولاً برای آمادگی جراحی استخوان صورت و فک و گاهی تشخیص تومور یا کیست در ناحیه فک ها و سینوس ها و تیغه بینی استفاده می شود.
اسکن قفسه سینه: CT اسکن بهترین روش برای تشخیص تغییر بافت شش ها به صورت حاد و یا مزمن است. به طور معمول برای تشخیص بیماری های تنفسی مثل ذات الریه یا سرطان از CT اسکن بدون ماده حاجب استفاده می شود.
اسکن قلب: اسکن از قلب معمولاً تا 64 برش و وضوح خیلی بالا و سرعت بالا صورت می گیرد که معمولاً هرگونه اختلال در عملکرد عروقی قلبی را مشخص می کند.
به طور کلی هرگونه بیماری را می توان با CT اسکن از نقاط مختلف بدن تشخیص داد. معمول ترین موارد انجام CT اسکن در تشخیص سنگ های مثانه و کلیه، عفونت آپاندیس، عفونت پانکراس و عدم عملکرد کیسه صفرا است.
• MRI (Magnetic Resonance Imaging)
MRI روشی است که با استفاده از میزان آب معدنی متصل به مولکول ها، تصویری از داخل بدن ایجاد می کند. این روش معمولاً برای تشخیص هرگونه بیماری یا اختلال در عملکرد ارگان ها مورد استفاده قرار می گیرد.اسم اصلی این روش nuclean MRI است که کلمه هسته ای به علت بار منفی که روی بیمار ایجاد می کند، به طور کلی حذف شده است. در علوم دیگر واژه NMR که استفاده از همین دستگاه در علوم غیرپزشکی است، هنوز استفاده می شود. اساس کار MRI معمولاً براساس خصوصیات آزاد شدن اتم برانگیخته هیدروژن در مولکول آب است. وقتی جسم مورد نظر در یک میدان خاص و پرقدرت مغناطیسی قرار می گیرد، تمام اسپین های اتمی هسته های بدون اسپین صفر در دو حالت مخالف یکدیگر قرار می گیرند یا به صورت موازی با میدان مغناطیسی یا غیرموازی. اختلاف میان اتم های موازی و غیرموازی یک در میلیون است، در هر صورت این اختلاف باعث تغییری در میدان می شود. به هر حال هسته ها در حالتی زاویه دار با میدان الکترومغناطیسی قرار می گیرند. دوقطبی هسته در امتداد میدان مغناطیسی قرار می گیرد، در لحظه ای که نسبت ها تقریباً مساوی هستند، بیشتر هسته ها در حالت کم انرژی قرار می گیرند. وقتی که بافت در معرض انرژی الکترومغناطیسی قرار می گیرد (RF PULS) تعدادی از هیدروژن ها که در حالت موازی با میدان مغناطیسی بودند به حالت پرانرژی و پاد موازی درمی آیند. برای انتخاب زاویه تصویر مورد نظر از سه محور عمود برهم شیب مغناطیسی استفاده می شود. شیب اول مربوط به برش است که هنگام RF ADS اعمال می شود. بعدی شیب رمزکننده فاز است و در نهایت شیب رمزکننده سرعت «تکرار» که در حین عکسبرداری از بافت اعمال می شوند. این عمل به عکسبرداری از برش هایی از هر زاویه کمک می کند.
زمانی که هسته برانگیخته شده به حالت پایه برگشت، از خود انرژی آزاد می کند. زمان برگشت به حالت پایه و موازی شدن با میدان مغناطیسی که در حد هزارم ثانیه است، با T1 نشان داده می شود. T2 زمانی است که برگشتن به حالت عادی با استفاده از انرژی معکوس اتفاق می افتد.
برای تشکیل تصویر ثبت اطلاعات فضایی مولکول های بافت بعد از بازگشت به حالت عادی لازم است. به همین جهت یک میدان مغناطیسی متراکم برای ثبت موقعیت هسته ها به کار گرفته می شود.
MRI برای تشخیص هرگونه آسیب در بافت های مختلف مورد استفاده دارد. یکی از نکات مثبت در مورد MRI نداشتن اثر منفی بر روی بیمار است. MRI با استفاده از میدان مغناطیسی و تابش غیریونیزه انجام می گیرد. در حالی که CT اسکن با اشعه X معمولی که واجد تابش های یونیزه است، انجام می شود و تابش های یونیزه می توانند احتمال ایجاد بدخیمی را افزایش دهند به خصوص در بچه ها. عکس های حاصل از MRI معمولاً بین 5 تا 20 عدد هستند که هر یک اطلاعات خاصی را از بافت مورد نظر نشان می دهند و باید توسط پزشک بررسی و مطالعه شوند.
• انواع MRI
MRIانتشاری: این نوع از MRI میزان انتشار آب را در بافت های بدن مشخص می کند. از این طریق می توان انتشار مولکول های مختلف را در ارگان ها و سلول های مختلف بررسی کرد. نوع جدید MRI انتشاری (DT1) می تواند میزان انتشار را در جهات مختلف مشخص کند و این روش در تشخیص بیماری هایی مثل MS که نورون ها طی آن از بین می رود، به کار گرفته می شود.
:(MR angiography)MRA روشی است که از طریق آن اشکالات عروقی بررسی می شود. اصلی ترین مورد استفاده از MRA بررسی عروق گردن و نابجایی آئورت و عروق کلیوی است. یک مورد استفاده دیگر از MRI در تصویربرداری از بافت های نرم، تعیین دقیق محل تومور در بدن است که با تعیین دقیق محل آن می توان رادیوتراپی را آغاز کرد. محل دقیق و اندازه تومور به این ترتیب مشخص می شود و محل آن خالکوبی یا نشانه گذاری می شود و درمان در آن محل به طور خاص آغاز می شود.
با توجه به اینکه MRI روشی بسیار دقیق برای تشخیص بیماری است، در سال 2003 آقای پل لاوتربور و سرپیتر منزفیلد برنده جایزه نوبل پزشکی شدند. لاوتربور متوجه شد که میدان مغناطیسی می تواند تصویر دوبعدی ایجاد کند و منزفیلد محاسبات ریاضی شیب های مغناطیسی را انجام داد. کمیته نوبل ریموند _ وی _ دامادیان را نادیده گرفت. دامادیان در سال 1974 استفاده NMR را برای تشخیص سرطان ثبت کرده است. او در سال 1997 از جنرال الکتریک بابت استفاده بدون اجازه از اختراعش به دادگاه شکایت کرد و 129 میلیون دلار از جنرال الکتریک دریافت کرد. در سال 1980 اولین دستگاه اسکن MRI را ساخت که هیچ وقت به بازار عرضه نشد. در سال 2001 life tim achivment award موسسه MIT به دامادیان اهدا شد.
• PET Scan
روش تشخیص دیگر (Positron Emission Tomography) PET است که با آشکار کردن پرتو های رادیواکتیو تابش شده تصویر را به وجود می آورد. مواد رادیواکتیو به بدن تزریق می شوند. این مواد رادیو اکتیو مثل کربن-،11 فلوئور-18 و اکسیژن-15 نیمه عمر کوتاهی دارند. این مواد با بمباران کردن حالت معمول اتم ها با نوترون، ایجاد شده اند. در روش PET اشعه های گامای تابش شده از جسم تشخیص داده می شوند. پس از اینکه مواد رادیواکتیو به بیمار تزریق شدند، بیمار روی تختی که یک محفظه دونات مانند دارد قرار می گیرد. داخل محفظه آشکارسازهای گاما قرار دارند که تشکیل شده از یک سر کریستال های فعال که هر یک به یک تشدید کننده نوری متصل هستند. کریستال ها اشعه گاما را به فوتون های نوری تبدیل می کنند و تشدید کننده نوری نور را به پیام های الکتریکی تبدیل می کنند.
سیگنال های الکتریکی با استفاده از برنامه های کامپیوتری به تصویر تبدیل می شوند. بسته به ماده رادیواکتیوی که به بیمار تزریق شده است، با استفاده از PEF می توان تصاویری از گردش خون یا بعضی واکنش های بیوشیمیایی به دست آورد. به طور مثال با PET می توان متابولیسم گلوکز در مغز و یا تغییرات سریع فعالیت در نقاط مختلف بدن را تشخیص داد.
:(Single Photon Emission Computed Tomography)SPECT این روش مشابه PET است با این تفاوت که ماده رادیواکتیو مورد استفاده Xenon-133 ، Technetium99 و Iodin-123 است که نیمه عمر طولانی تری دارند.
با استفاده از SPECT می توان اطلاعاتی در مورد گردش خون و نحوه پخش ماده رادیواکتیو در بدن به دست آورد. تصاویر حاصل وضوح کمتری نسبت به PET دارند.
اسکن استخوان: در این اسکن مواد رادیواکتیو که (Technetiumpp Methgdiphosphate) است در استخوان تجمع پیدا می کنند. این مواد در نقاطی که فعالیت بالا است تجمع بیشتری پیدا می کنند که به این نقاط نقاط شفاف می گویند و در تصویر نقاط تیره بیانگر مناطقی با فعالیت متابولیک کمتر هستند. اسکن استخوان در تشخیص تومورها که معمولاً نقاطی با فعالیت بالا هستند، بسیار کاربرد دارد.
• درمان به کمک پزشکی هسته ای
مواد هسته ای که برای نشانگر به بدن بیمار تزریق می شوند معمولاً برای تشخیص به کار گرفته می شوند. برخی از اعضای بدن، انواع خاصی از مواد شیمیایی را در خود نگه می دارند. به عنوان مثال غده تیروئید توانایی جمع کردن ید را دارد. با وارد کردن ید رادیواکتیو به بدن «تزریقی یا خوراکی» بعضی تومورهای تیروئیدی قابل تشخیص و درمان می شوند. همانند این مطلب در مورد تومور های سرطانی که توانایی تجمع فسفات را دارند صادق است. با تزریق فسفر رادیواکتیو در خون می توان با افزایش میزان رادیواکتیو در آنها محل تومور را مشخص کرد. تصویربرداری به طریق هسته ای و تزریق و خوردن داروهای هسته ای به هیچ وجه برای بدن مضر نیست. مواد رادیواکتیوی که در پزشکی هسته ای مورد استفاده قرار می گیرند نیمه عمر خیلی کوتاهی دارند و خیلی زود از بین می روند. میزان پرتو تابش شده از این مواد پائین تر از اشعه X معمول و یا اشعه CT اسکن است و به راحتی از طریق ادرار یا کیسه صفرا حذف و دفع می شود. در مقایسه رادیو درمانی (Radio Therapy) که با پزشکی هسته ای متفاوت است، با تابش پرتو های مختلف یونیزه مثل آلفا، بتا و گاما و اشعه X تمام سلول ها را تحت تاثیر قرار می دهد. سلول های مختلف سرعت تقسیم متفاوتی دارند و سلول هایی که سریع تر تقسیم می شوند، بیشتر تحت تاثیر قرار می گیرند. به این ترتیب سلول های خونی، پوست، مو و سلول های پوششی معده نیز تحت تاثیر قرار می گیرند. به همین جهت است که اکثر بیمارانی که در حال درمان سرطان هستند دچار ریزش مو و کم خونی می شوند.


• جراحی با اشعه: Radio Surgery
روشی است که اجازه می دهد یک سری از جراحی های مغز بدون باز کردن جمجمه انجام شود. در این روش از تابش های جهت گیری شده پرتو های یونیزه استفاده می شود. در این روش از جراحی به کمک دهنده های بالای پرتو ها، یک سری تومور های داخل جمجمه ای و یا عوارض دیگری که به راحتی با جراحی معمولی قابل رفع شدن نیستند، از بین برده می شوند.
درمان با اعمال جراحی در بسیاری از موارد برای بیمار مشکلاتی ایجاد می کند و به بسیاری از بافت های سالم نیز آسیب می رساند.
جراحانی که برای درمان از پرتو ها استفاده می کنند، از وسایلی بسیار دقیق و بسیار مجهز مثل شتاب دهنده های خطی، اشعه لیزر و کامپیوتر استفاده می کنند. در بیست سال اخیر جراحی پرتوی اولین راه درمان پس از استفاده از شیمی درمانی، پرتو درمانی و جراحی بوده است.
پرتو های مورد استفاده در جراحی پرتوی از یک منبع خارجی تامین می شوند که تحت شرایط بسیار دقیق و با دستگاه خاصی پرتو ها و اشعه های مختلف در یک نقطه که تومور یا آسیب بافتی وجود دارد متمرکز می شوند و به این ترتیب درمان صورت می گیرد و بافت های سالم اطراف محل مورد درمان نیز آسیبی نمی بینند. به این ترتیب بیمار با یک روز بستری شدن در بیمارستان درمان می شود و از عوارضی مانند خونریزی و عفونت بعد از عمل خبری نیست. البته زمان لازم برای بهبود کامل، بیشتر است.
دکتر لارس لکسل از موسسه کارولینکا در استکهلم و بی جرن لارسون رادیوبیولوژیست از دانشگاه اوپسه لا در سال 1959 با همکاری یکدیگر متوجه شدند که تومورها را با تحت تابش شدید پروتون قرار دادن می توان از بین برد. این دو در سال 1968 Gamma Knife را ساختند. در این دستگاه از منبع رادیواکتیو کبالت 60 استفاده می شود که در یک ساختار حلقوی با کانال های مرکزی بازتابش قرار گرفته است. در آخرین مدل این دستگاه منبع رادیواکتیو کبالت وجود دارد که پرتو های گاما را به مرکز حلقه هدایت می کنند که در آن نقطه سر بیمار قرار می گیرد.
در جراحی پرتوی، بافت به طور انتخابی یونیزه می شود. یونیزه شدن بافت در نتیجه ایجاد شدن یون های غیرآلی که معمولاً برای سلول کشنده هستند اتفاق می افتد. رادیکال های آزادی که طی یونیزه شدن به وجود می آیند برای سلول و غشای هسته RNA و DNA کشنده هستند و اثرات غیر قابل بازگشتی بر روی این ساختار ها می گذارند که باعث مرگ سلولی می شود. کلاً پنج نوع تابش در جراحی پرتوی مورد استفاده قرار می گیرند که عبارتند از امواج الکترومغناطیسی (اشعه گاما و اشعه X)، ذرات اتمی «پروتون و نوترون، و یون های کربن.»
جراحی پرتوی اصولاً در مواردی که تومور های مغزی و مشکلات عروقی مغزی تشخیص داده شده باشد، کاربرد دارد و باید نوع آسیب، مکان آن و سن بیمار و کلاً سلامت کلی بیمار برای انجام این عمل در نظر گرفته شود.
منابع:
1-Cerebromenteorg
2-brain Lab. com
3-ismrm.org
4-Wikipedia.org

با تشکر از سایت :www.knowclub.com