پزشکی هسته ای

پزشکی هسته ای

1) مقدمه :

تصویربردارى به طریق هسته اى و تزریق و خوردن داروهاى هسته اى به هیچ وجه براى بدن مضر نیست. مواد رادیواكتیوى كه در پزشكى هسته اى مورد استفاده قرار مى گیرند نیمه عمر خیلى كوتاهى دارند و خیلى زود از بین مى روند. میزان پرتو تابش شده از این مواد پائین تر از اشعه ایکس معمول و یا اشعه سی تی اسكن است و به راحتى از طریق ادرار یا كیسه صفرا حذف و دفع مى شود.

 در مقایسه با رادیو تراپی كه با پزشكى هسته اى متفاوت است، با تابش پرتو هاى مختلف یونیزه مثل آلفا، بتا و گاما و اشعه ایکس تمام سلول ها را تحت تاثیر قرار مى دهد.
پزشكى هسته اى شاخه اى از علم پزشكى است كه در آن از مواد رادیواكتیو براى تشخیص و درمان بیمارى استفاده مى شود. مواد رادیواكتیو مورد استفاده یا رادیو ایزوتوپ هستند و یا داروهایى كه با مواد رادیو ایزوتوپ نشاندار شده اند. داروى رادیواكتیو، در روش هاى تشخیصى مواد رادیواكتیو به بیمار تزریق مى شود و میزان اشعه تایید شده، از بیمار اندازه گیرى مى شود. اكثر روش هاى تشخیصى به كمك یك دوربین اشعه گاما، توانایى تشكیل تصویر را دارند. در موارد استفاده درمانى، مواد رادیواكتیو براى درمان مورد استفاده قرار مى گیرند مثل استفاده از ید (۱۳۱) كه در درمان سمى شدن تیروئید و سرطان تیروئید مورد استفاده قرار مى گیرد.

2 ) اشعه یا Radiation :
اشعه فرمی ‌از انرژی است که یا انسان آن را تولید کرده یا به طور طبیعی بدن با آن مواجه می‌شود.واحد اندازه‌گیری اشعه رم rem نامیده می‌شود هر 100 رم یک سیورت SIEVERT خوانده شده است .
واحدهای دیگر اندازه‌گیری اشعه‌گری GRAY و راد RAD است. هر 7 گری معادل 700 راد است.
اشعه از دو طریق به بدن ما می‌رسد:
1) مقدار اندکی از مواد رادیواکتیو در هوا و غذا و آبی که می‌نوشیم موجود است و اشعه حاصل از آنها به نام مواجهه داخلی نامیده می‌شود.
2) مواجهه خارجی از طریق تماس با اشعه آفتاب و مواد رادیواکتیو و اشعه ایکس حاصل می‌شود.

3) اثرات تابش اشعه بر بدن :
تابش اشعه بر بدن انسان به دوگونه است:
1) تابش اولیه که مدت آن حدودا یک دقیقه است.
2) تابش اشعه به صورت رزیدوال یا باقیمانده که به دنبال تابش اولیه هوا و ذرات گرد و خاک و... آلوده به اشعه شده و قربانیان خود را مدت‌های مدید آزرده خواهند کرد.

پنج نوع اشعه می‌تواند سلامتی انسان را به مخاطره اندازد:
1) اشعه آلفا: شامل دو پروتون و دو نوترون:که فقط در صورت مواجهه داخلی خطرآفرین است.
2) اشعه بتا: با توده تقریبی 2000/1 پروتون یا نوترون، مخاطره با این اشعه فقط با خوردن آن امکان‌پذیر است.
3) اشعه گاما: بسیار شبیه نور طبیعی است فقط طول موج و مقدار انرژی آن متفاوت است و در درمان سرطان‌ها از آن استفاده می‌شود.
4) اشعه ایکس: در اثر برخورد الکترون‌های پرشتاب بر سطح فلز تولید شده و طول موج متفاوتی با اشعه گاما دارد.
5) نوترون: به دنبال شکاف هسته اتم اورانیوم و پلوتونیوم حاصل شده سبب یونیزاسیون اتم هیدروژن در مولکول آب بدن شده و ضایعات متعدد در بدن بر جای می‌گذارد.
اثرات اشعه بر سلامت انسان بر اساس مقدار و فاصله طبق جداول زیر متفاوت خواهند بود.
100 گری تابش اشعه برابر است با بی‌هوشی، اغما و مرگ در چند ساعت.
10گری تابش اشعه برابر است با تخریب مغز استخوان، افت پلاکت، علائم سندروم حاد اشعه و مرگ در 30 روز.
یک گری تابش اشعه برابر است با تهوع و استفراغ و کاهش فعالیت مغز استخوان و کاهش موقت گلبول سفید.
0.1 گری تابش اشعه برابر است با تغییرات در لمفوسیت.
0.01 گری تابش اشعه برابر است با عدم علائم بارز.
علائم تابش اشعه طیف وسیع از یک قرمزی پوست تا سرطان و مرگ را در بر می‌گیرد.
سندروم حاد با تهوع ، استفراغ و اسهال، تب و خونریزی همراه است و بهبود چند هفته تا 2 سال به طول می‌انجامد.
کودکان بیش از بزرگسالان در معرض خطر قراردارند و جنین انسان بی‌نهایت به تابش اشعه حساس است و اثرات اشعه در مواجهه‌های مکرر به صورت جمع شونده است. اشعه مولکول‌ها را یونیزه کرده و نهایتا سبب تخریب DNA هسته سلول و میتوکوندری می‌شود.
در مقدار کم تابش اشعه سلول خود را ترمیم می‌کند ولی در دوز زیر 100 رم ترمیم کامل انجام نمی‌شود و کلون معیوب سلولی که گاها منش سرطانی را دنبال می‌کند حاصل می‌شود.
در دوز بالای 100 رم بیماری Radiation sickness با اسهال و اختلالات آب و الکترولیت و عفونت و لاغری قربانی را آزار می‌دهد. و در دوز بالای 300 رم به دنبال اختلال سیستم دفاعی قربانی در عرض 60 روز فوت خواهد شد و در صورت دریافت اشعه بالاتر از 1000 رم عروق صدمه دیده و سیستم‌های مختلف بدن از کار افتاده و مرگ حادث می‌شود.

 

4) كاربردهاى تشخیصى پزشكى هسته اى :
در كلیه روش هاى تشخیصى، نحوه عملكرد صحیح اندام هاى بدن در مقایسه با یك فرد سالم مقایسه مى شود. اتصال رادیو ایزوتوپ ها به ماده یا عضو مورد نظر به تشخیص و شناسایى پرتوهاى تابش شده و اندازه گیرى آنها كمك مى كند. در پزشكى هسته اى براى تشخیص معمولاً از یك سرى از مواد رادیواكتیو استفاده مى شود كه یا به صورت گاز هستند و یا مایع كه به بدن تزریق مى شوند.

·        مواد رادیواكتیو به فرم مایع :
Technetium-99m
Iodin-123 or Iodin 131
Thallium-201
Gallium-67

·        مواد رادیواكتیو به فرم گازى :
Xenon-133
Krypton-81

جدول 1 ) رادیو داروهای تشخیصی در پزشکی هسته ای

رادیو نوکلید	شکل شیمیایی	کاربرد
Tc-99m	پرتکنتات سدیم	مغز ، تیروئید ، غدد بزاقی ، عکس برداری استخر خونی ، مکان یابی ، جفت جنین
Tc-99m	کلوئید آلبومین	جگر ، طحال ، عکسبرداری مغز استخوان
Tc-99m	اتی درونات EHDP	عکسبرداری استخوان
Tc-99m	پنتتات  DTPA	عکسبرداری مغز ، ریزش کلیوی ، عکسبرداری تنفس شش
Tc-99m	پیروفسفات PPi	عکسبرداری استخوان ، عکسبرداری آرواره
I-131	یدید سدیم	تشخیص کار تیروئید ، عکسبرداری تیروئید
I-125	آلبومین	تعیین حجم خون و پلاسما ، بررسیهای تیروئید
I-123	یدید سدیم	تشخیص کار تیروئید ، عکسبرداری تیروئید
Tl-201	کلرید تالوس	عضلات قلب ، گردش خون
Xe-133	گاز	عکسبرداری تنفسی ، مطالعات جریان خون
Ga-67	سیترات گالیم	عکسبرداری تومور

5) روش هاى مختلف استفاده از داروهاى رادیواكتیو:

·        تزریق درون رگى كه در اسكن هاى مختلفى مورد استفاده قرار مى گیرد.

·        تزریق زیر جلدى كه معمولاً براى مطالعه سیستم لنفاوى كاربرد دارد.

·        تنفسى كه معمولاً براى مطالعه شش ها مورد استفاده قرار مى گیرد. در این روش از گاز كریپتون (۸۱) و یا ذرات هواى حاوى تكنسیوم (۹۹) استفاده مى شود.

·        خوراكى كه معمولاً براى شفاف كردن و متمایز كردن سیستم گوارشى به كار برده مى شود.

6) تجهیزات لازم براى عكسبردارى :

معمولاً پرتوهاى ساطع شده از ماده رادیواكتیو داخل بدن، توسط دوربین هاى گاما تشخیص داده مى شوند. به طور معمول، دوربین هاى گاما از آشكارساز گاما مثل یك كریستال فعال یدید سدیم كه با یك سیستم تصویرى همراه است، تشكیل شده اند. دوربین هاى گاما از نحوه پراكنش تابش رادیواكتیو بر روى آشكارساز گاما تصویر را به وجود مى آورند.وضوح دوربین هاى گاما بین ۴ تا ۶ میلى متر است كه مى تواند هزاران اشعه گاما را در ثانیه آشكار كند. دوربین گاما هر پرتو گاماى ساطع شده را در دو جهت محور x و y آشكار مى كند و به این ترتیب تصویر را به وجود مى آورد.در پزشكى هسته اى معمولاً وضوح (dpi) هر تصویر به تعداد پرتوهاى گاماى آشكار شده در آن پیكسل، در واحد زمان گفته مى شود.اساس كار دستگاه هاى مختلف كه از فیزیك هسته اى براى تصویربردارى استفاده مى كنند، ایجاد یك سرى تصویر از برش هاى مختلف بدن و از زاویه هاى متفاوت است كه این تصاویر با یكدیگر ادغام شده و یك تصویر سه بعدى از محل مورد نظر ایجاد مى كنند.

7) رادیوداروها و چشمه های رادیواکتیو در پزشکی هسته ای :

سودمندترین رادیو ایزوتوپ ها در پزشکی هسته ای رادیوایزوتوپهای تابش کننده گاما می باشند ، زیرا پرتوهای تابش شده از این مواد در درون بدن را می توان از بیرون بدن به سادگی تشخیص داد.
اندازه های کاربردی مواد رادیواکتیو در روشهای تشخیص از دید جرم بسیار اندک است

- نزدیک به میکروگرم - بگونه ایکه این مواد بر روند کارهای فیزیولوژیک بدن اثری ندارند.
رادیوایزوتوپها بیشتر به گونه ترکیبی ، وارد بدن می شوند. ترکیب های یاد شده مولکولهای نشاندار هستند. یک مولکول نشاندار مولکولی است که یک یا چند اتم آن رادیواکتیو باشد.
ترکیبات رادیواکتیو، داروهای رادیواکتیو یا رادیوداروها باید از استانداردهای ویژه خالص بودن شیمیایی و دارویی برخوردار باشد. بیشتر رادیوداروهای پزشکی هسته ای از شرکتهای بازرگانی دارویی که چگونگی ویژگیهای رادیوداروها را کنترل می کنند خریداری می شوند. تنها کاری که پزشک یا کاربر باید انجام دهد بکارگیری جدولی برای تعیین اندازه دگرگون شده این رادیوداروها از زمان آخرین اندازه گیری اکتیویته آنهاست.
برای نشاندار کردن مولکولها شماری از رادیوایزوتوپها بکار برده می شود. این رادیوایزوتوپها بیشتر تابش کننده های گاما و دارای ویژگیهای گوناگون فیزیکی هستند. نمونه این رادیوایزوتوپها رادیوایزوتوپهای P-32 ، Ga-67 ، Tc-99m ، I-131 ، Au-196 می باشند که به راههای گوناگون تهیه می شوند.
البته باید یادآوری کرد که رادیوایزوتوپهای مناسبی از عنصرهای کلیدی هیدروژن و اکسیژن و کربن وجود ندارد، ولی امروزه با به کارگیری شتابنده هایی مانند سیکلوترون در بیمارستانهای پیشرفته ،برخی از سختی های کار از میان برداشته شده است. برای نمونه رادیوایزوتوپهایی را - در جایگاه مصرف - تولید می کنند که نیم عمر چند دقیقه ای دارند .نمونه این رادیوایزوتوپها O ، F ، Fe و Ga می باشد. O-15 با نیم عمر دو دقیقه ای به سرعت جذب بدن می شود و در همین زمان کوتاه می توان بررسیهای دقیق فیزیولوژیک انجام داد. شماری از رادیوایزوتوپهای کاربردی در پزشکی از ژنراتورهایی  بدست می آیند که درباره آنها بیشتر گفتگو خواهد شد.
رادیوایزوتوپهای مورد استفاده در کارهای تشخیصی باید تابش کننده گاما بوده - گاهی پوزیترون بکار می رود - و نیم عمر مناسب کارتشخیصی را داشته باشند.
از با ارزش ترین رادیوایزوتوپها در کار تشخیص ، Tc است که شمار فراوانی از ترکیب های شیمیایی کاربردی را با آن نشاندار می کنند.

 تکنسیم بصورت پرتکنتات سدیم  ( NaTco12 ) برای نشاندار کردن بکار می رود. درتهیه این مولکولها در آغاز پرتکنتات به یون Tc کاهش داده شده و سپس آنرا با ماده شیمیایی دلخواه بصورت کمپلکس در می آورند. ماده شیمیایی آْماده است و تنها باید پرتکنتات بگونه ای استریل و بدون پیروژن به آن افزوده  شود و پس از چند دقیقه ترکیب برای کاربری آماده است. راندمان این فرایند شیمیایی به 90 درصد می رسد و باقیمانده ترکیب نشده به گونه