تصویر برداری در پزشکی هسته ای
مشکل تصویر برداری از بدن انسان این است که ماده ای کدر و غیر شفاف است، نگاه کردن درون بدن انسان نیز بطور کلی دردناک است. در گذشته روش معمول دیدن درون بدن انسان جراحی بود! اما امروزه با استفاده از انبوهی از روشهای جدید دیگر نیازی به این روشهای وحشتناک نیست. تصویر برداری اشعه X، MRI، تصویر برداری CAT و مافوق صوت برخی از این تکنیک ها هستند. هر کدام از این تکنیک ها مزایا و معایبی دارند که باعث می شود برای شرایط مختلف واعضای مختلف بدن مفید باشند.
تکنیک های تصویر برداری پزشکی هسته ای روشهای جدیدی را برای نگاه کردن به درون بدن انسان برای پزشکان فراهم می کند. این تکنیک ها ترکیبی از استفاده از کامپیوتر، حسگرها و مواد رادیواکتیو است. این روشها عبارتند از:
• توموگرافی با استفاده از تابش پوزیترون (PET)
• SPECT
• تصویر برداری قلبی – عروقی
• اسکن استخوان
هر کدام ازاین روشها از یکی از خصوصیات عناصر رادیواکتیو برای تولید یک تصویر استفاده می کنند.
تصویر برداری در پزشکی هسته ای برای شناسایی موارد زیر بسیار مفید است:
• تومورها
• Aneurysms آنوریسم
• نارسایی سلول های خونی و اختلال در عملکرد دستگاههای بدن مثل غده تیروئید و ریه
استفاده از هر کدام از این روشهای خاص یا مجموعه ای از آنها بستگی به علائم بیمار و نوع بیماری دارد.
توموگرافی تابش پوزیترون (PET)
PET با استفاده از تابش های ساطع شده از مواد رادیواکتیو تصاویر قسمتهای مختلف بدن را تولید می کند. مواد رادیواکتیو به درون بدن تزریق می شوند و معمولاً به دام اتمهای رادیواکتیو مثل کربن -11، فوئور -18، اکسیژن -15 و یا نیتروژن -13 که نیمه عمر کوتاهی دارند، گرفتار می شوند. این اتمهای رادیواکتیو ایزوتوپهای رادیواکتیو اتمهای طبیعی هستند که عمر کوتاهی دارند. با بمباران اتمهای طبیعی به وسیله نوترون می توان این اتم ها را تولید کرد. وقتی مواد رادیواکتیو تزریق شده به بدن با الکترونهای درون سلول برخورد می کنند، پوزیترون اشعه گاما تولید می شود. در روش PET با دنبال کردن این اشعه های گاما تصویر برداری انجام می شود.
در یک PET اسکن همانطور که گفتم ابتدا به بیمار مواد رادیواکتیو تزریق می شود، سپس بیمار روی یک تخت صاف دراز می کشد. این تخت به درون یک اتاقک استوانه ای شکل وارد می شود، در دیواره های این اتاقک دنبال کننده های اشعه گاما به صورت آرایه دایره ای شکل قرار گرفته اند. این دنبال کننده ها یک سری کریستالهای Scintillation دارند که هر کدام به یک تقویت کننده نوری متصل است. این کریستالها اشعه های گامای ساطع شده از بیمار را به فوتون های نور تبدیل می کنند تقویت کننده نوری این فوتونها را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل کرده و آنها را تقویت می کند. کامپیوتر این سیگنالها را پردازش کرده و تصویر را تشکیل می دهد. سپس تخت بیمار جا به جا شده واین فرآیند تکرار می شود. در نتیجه یک سری تصویر از عضوی که در آن تزریق شده ( مثل مغز، سینه، کبد و … ) به دست می آید این تصاویر کنار هم قرار می گیرند تا یک تصویر سه بعدی از عضو مورد نظر به وجود آید.
PET می تواند تصاویری از جریان خون ودیگر فعالیت های بیوشیمیایی بدن، بسته به این که چه نوع مولکولی به دام اتمهای رادیواکتیو افتاده است، تهیه کند. به عنوان مثال PET می تواند تصاویری از متابولیسم گلوکز در مغز تهیه کند. با این حال مراکز PET کمی در دنیا وجود دارد چون این مراکز باید در کنار یک شتابدهنده ذرات ساخته شوند تا بتوان رادیوایزوتوپهای مورد استفاده در این روش را تأمین کرد.
(SPECT) توموروگرافی با استفاده از تابش تک فوتون
SPECT روشی بسیار شبیه به PET است با این متفاوت که ایزوتوپهای مورد استفاده در این روش ( که عبارتند از زنون – 133، تکنتیوم – 99 و لودین – 123 ) زمان واپاشی طولانی تری دارند و به جای تابش 2 اشعه گاما فقط یک اشعه گاما تابش می کنند. این روش نیز می تواند اطلاعاتی در مورد جریان خون و پراکندگی موارد رادیواکتیو در بدن ارائه دهد، البته تصاویر آن حساسیت کمتری دارند و جزئیات کمتری را نسبت به تصاویر PET نشان می دهند. اما مزیت مهم این روش نسبت PET این است که به گرانی روش PET نیست. در ضمن تعداد مراکز SPECT بیشتر از مراکز PET هستند، چون در این موارد دیگر نیازی نیست که مراکز در کنار یک شتاب دهنده ساخته شوند.
تصویر برداری قلبی عروقی
در این تکنیک از مواد رادیواکتیو برای مشخص کردن جریان خون در قلب و رگهای خونی استفاده می شود. مثال خوب برای این تکنیک آزمایش تنش تالیوم است در این آزمایش یکی از ترکیبات رادیواکتیو تالیوم به بیمار تزریق می شود بیمار یک سری نرمش انجام می دهد و به وسیله دوربین های پرتو گاما از قلب بیمار عکس برداری می شود. پس از یک استراحت مطالعات دوباره تکرار می شود؛ اما این بار بدون فعالیت بدنی. تصاویر گرفته شده قبل و بعد از نرمش کردن با هم مقایسه می شوند تا تغییرات جریان خون مشاهده شود. این روش برای تشخیص تصلب شراین در قلب و دیگر اعضا مناسب است.
اسکن استخوان
در این روش تابش های مواد رادیواکتیو ( تکنتیوم – بی پی متیل دی سولفات ) تزریق شده به بدن که در بافت استخوان جمع شده اند، آشکار می شوند. بافت استخوان ترکیبات فسفر را به خوبی در خود جمع می کند. این مواد در نقاطی که فعالیت متابولیک بالایی دارند بیشتر جمع می شوند. بنابراین تصویر گرفته شده یک سری نقاط روشن که نشان دهنده فعالیت بالا هستند و یک سری نقاط تاریک که نشان دهنده فعالیت پایین هستند را نشان می دهد. اسکن استخوان روش خوبی برای تشخیص تومورهاست. تومورها بطور کلی فعالیت متابولیک بالایی دارند.
پزشکی هسته ای و درمان بیماریها
از مواد رادیواکتیو به عنوان ردیاب رادیواکتیو استفاده می شود. این مواد از طریق بلعیدن و یا تزریق وارد جریان خون می شود. یکی از روشهای ردیابی به این شکل است که مواد ردیاب در خون حرکت می کنند و امکان می دهند که ساختار رگهای خونی مشاهده شود. این روش مشاهده به پزشکان این امکان را می دهد که لخته و دیگر ناهنجاریهای رگهای خونی را به راحتی تشخیص دهند. علاوه بر این، برخی اعضاء بدن هستند که نوع خاصی از مواد شیمیایی را در خود جمع می کنند . برای مثال غده تیروئید ، ید را در خود جمع می کند بنابراین با بلعیدن ید رادیواکتیو ( به صورت مایع یا به صورت قرص ) می توان تومورهای تیروئید را تشخیص داد و درمان کرد. به همین ترتیب تومورهای سرطانی نیز، فسفات را در خود جمع می کنند. بنابراین با تزریق ایزوتوپ رادیواکتیو فسفر – 32 در جریان خون می توان تومورهای سرطانی را، به دلیل افزایش رادیو رادیواکتیوشان، شناسایی کرد.
در تصویر برداری، آزمایش یا درمان به وسیله پزشکی هسته ای، مواد رادیواکتیوی که بلعیده یا تزریق می شوند به بدن آسیب نمی رسانند. رادیو ایزوتوپ هایی که در پزشکی هسته ای استفاده می شوند به سرعت در عرض چند دقیقه تا حداکثر یک ساعت واپاشیده می شوند. سطح تابش های رادیواکتیو آنها هم نسبت به اشعه X یا CT اسکن بسیار پایین تر است.
برخلاف درمان از طریق پزشکی هسته ای، رادیوتراپی ( که کاملاً با آن متفاوت است ) از این مزیت بهره می گیرد که برخی سلولها با شدت بسیار بیشتری تحت تأثیر تابش های یونیزه یعنی تابش های آلفا، بتا و گاما و X قرار می گیرند. سلولها با سرعت های متفاوتی تقسیم می شوند و سلولهایی که با سرعت بیشتری تقسیم می شوند به دو دلیل، بیشتر تحت تأثیر تابش های یونیزه قرار می گیرند:
– سلولها دارای مکانیسمی هستند که به آنها این امکان را می دهد تا DNA آسیب دیده را ترمیم کنند.
– وقتی که یک سلول در حال تقسیم متوجه شود که DNA آسیب دیده است خودش را از بین می برد.
سلولهایی که به سرعت تقسیم می شوند زمان کمتری برای مکانیسم ترمیم و شناسایی خطاهای DNA قبل از تقسیم شدن دارند، بنابراین احتمال بیشتری وجود دارد که پس از قرار گرفتن در معرض تابش های هسته ای از بین بروند.
از آنجایی که در اکثر انواع سرطان، سلولهای سرطانی به سرعت تقسیم می شوند در برخی موارد می توان به وسیله رادیوتراپی سرطان را درمان کرد. معمولاً مواد رادیواکتیو اطراف یا کنار تومور قرار می گیرند. در تومورهایی که در عمق بدن یا نواحی غیر جراحی قرار گرفته اند پرتو X با شدت بالایی روی تومور تابانیده می شود.
اما تنها مشکلی که این نوع از درمان دارد این است که دیگر سلولهای سالم که به سرعت تقسیم می شوند نیز، همراه سلولهای سرطانی تحت تأثیر پرتوها قرار می گیرند. به همین دلیل کسانی که تحت درمان سرطان هستند دچار حالت تهوع و ریزش موی شدید می شوند.