گاما نایف چیست؟

ماشین تله تراپی (دور درمانی) چند باریکه (چاقوی گاما)

این دستگاه معمولا حاوی 200 چشمه CO 60 می­ باشد که در یک دستگاه کروی حفاظ دز قرار گرفته اند. یک واحد کنترل اجازه می­دهد باریکه‌های موازی شده از چشمه‌های منتخب در یک آرایه، بر روی دیواره تعریف شده نواحی درمانی متمرکز شوند. این دستگاه ها برای مقاصد پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد که بوسیله آن، ناحیه مورد تمرکز توسط تقاطع باریکه‌های تابشی، سلول های تومور را از بین می برند، در واقع محل تلاقی چند خط (باریکه) در محل تومور قرار می گیرد. این فرآیند بیشتر برای سرطان مغز و سایر اختلالات مغزی بکار می رود. در اینجا نیز انتخاب میزان و مدت زمان پرتودهی بسیار حائز اهمیت است. عدم انتخاب صحیح مواد می­تواند موجب آسیب رساندن به نواحی مورد تابش­دهی شود. از این رو انتخاب دز مهم است.  چنانچه نیاز به تقاطع کمتری از باریکه­ها باشد تنها برخی از روزنه‌های کلیماتور جهت پرتودهی مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به اینکه محفظه نگهدارنده مانند یک محفظه نیم کروی شکل تو خالی می باشد لذا با قرارگیری سر بیمار داخل آن و ثابت کردن آن بمنظور عدم حرکت در حین تابش­دهی می توان همزمان از تمام زوایای ممکن به تومور حمله کرد.

تصویر برداری هسته ای

فهرست برخی کاربردهای تصویربرداری پزشکی هسته ای به شرح زیر است:

اهمیت فناوری هسته­اي در کاربردهاي پزشکي تقريباً از لحظه کشف پرتوx- بوسيله رونتگن در سال 1895 و کشف راديو­اکتيويته بوسيله بکرل در سال 1896 شروع گرديد. راديولوژي تشخيصی با استفاده از پرتوx-، براي دندان و پزشکي از جمله ماموگرافي، قسمت عمده راديولوژی را تشکيل می­دهد. در 30 سال گذشته، جايگزين­هائي براي عکس­برداري معمولي پرتوx- قابل دسترس بوده و بطور افزايشي جهت عکس­برداري اعضاء و بافتهايي که براحتي بوسيله تشخيص­هاي پرتوx- عادي قابل ديدن نيست، مورد استفاده قرار گرفته است. در سالهاي1970، روشهاي ديجيتالي فرآوريو جايگزيني عکس­هاي پرتوx- منجر به استفاده بالينی راديولوژي ديجيتالی و مقطع­نگاری کامپيوتري[1] (سی تی) گرديد. مقطع­نگاری گسيل پوزيترون[2] (پت)، و مقطع­نگاری رایانه‌ای تک فوتون[3] (اسپکت)، هر دو بطور گسترده در تشخیص بیماری­ها مورد استفاده قرار می گیرد. در این بخش این دو دستگاه را مورد بحث قرار می دهیم.

 

 مقطع نگاری رایانه­ای تک فوتونی (اسپکت)

اسپکت روشی است که در پزشکی هسته­ای در امر تشخیص بیماری کاربرد فراوانی دارد. این روش ابتدا در سال 1963 بوسيله کول[4] و ادواردز[5]  قبل از اختراع روشهاي مدرن باز ساخت عکس مقطع نگاری، ايجاد شد. از آن زمان، این روش بطور قابل ملاحظه­اي با بکار گيري دوربين گاما، کشف شده بوسيله آنگر[6] گسترش يافته است. هدف اسپکت، تعيين توزيع فضائي سه بعدي در داخل بدن يک بيمار که رادیو دارو به آن تزريق شده می باشد. با توجه به اين که يک راديو دارو در ناحيه­هائي تغليظ می يابد که در آن مورد استفاده بيولوژيکي قرار مي­گيرد، اسپکت قادر به اندازه­گيري فعاليتهاي زیستی و سوخت و ساز در بدن مي­باشد.

مقطع نگاری گسيل پوزيترون (پت)

     در اوايل سالهاي 1950 راديو نوکلوئيدهاي گسيلنده پوزيترون امکانات جامعي از عکسبرداري پزشکي را نسبت به اسپکت ارائه کردند.

دستگاه پت‌ براساس آشكارسازي دو فوتون گسيل شده keV 511 در راستاي مخالف ناشی از نابودی  پوزيترون و الكترون در ماده است. دو فوتون توسط دو آشكارساز متصل به مدار همفرودي[7] آشكار، و داده هاي جمع آوری شده در بسياری از زواياي حول محور بدن بيمار براي بازسازي تصوير توزيع اكتيويته در برش مورد نظر استفاده مي شود.  نمونه دستگاه پت كه چهار جفت آشكارساز دارد در پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای ساخته شده است.



[1] Computed Tomography (CT)

[2] Positron Emission  Tomography (PET)

[3] Single Photon Emission Computed Tomography )SPECT)

[4] Kuhl

[5] Edwards

[6] Anger

[7]  Coincidence

ماشین براکی تراپی راه دور پس از بار گذاری

 

ماشین براکی تراپی راه دور پس از بار گذاری

این دستگاه‌ها بطور نوعی شامل چندین چشمه Cs137، Ir192 و Co60 می باشند. چشمه‌ها بسیار کوچک بوده و (تقریبا 1 میلی متر) آنها برای درمان سرطان از طریق عبور کردن خودکار چشمه از حفاظ داخل کانتینرشان به لوله داخل مجرای ادراری که می‌تواند جلو­تر از ناحیه تومور قرار گیرد، بکار گرفته می‌شوند. البته منظور بیشتر درمان تومورهای سرطانی پروستات در افراد مورد نظر است. این اجازه داده شده که لوله ورودی به مجرای ادرار بدون وجود چشمه توسط یک متخصص غدد دقیقا در ناحیه تومور قرار گیرد. سپس یک دز تابشی می توان بطور مستقیم از راه دور به ناحیه تومور تجویز شود، حداکثر دز به تومور با کمترین دز به سلامتی بافت های بیمار و بدون هیچ دزی به کارکنان همراه است. چنین دستگاه‌هایی در بسیاری از بخش های درمان سرطان بیمارستان ها در سطح دنیا در حال بکارگیری است.

چشمه  رادیواکتیو در یک قوطی حفاظ دار ماشین براکی تراپی نگهداری می‌شوند. لوله ورودی به مجرای ادراری در ناحیه تومور بدون بار گذاری چشمه رادیواکتیو قرار می گیرد، و موقعیت دقیق می‌تواند از طریق رادیوگرافی مورد تائید قرار گیرد.

 پس از قرارگیری لوله ورودی به مجرای ادراری به ماشین براکی تراپی متصل می‌شود، که تعداد دقیق چشمه‌ها برای ناحیه درمان از طریق فشار باد وارد می‌شود. 

در پایان دوره درمان‌، چشمه‌ها به داخل قوطی نگهداری در ماشین باز گردانده می‌شوند.  چنین دستگاه‌هایی در بسیاری از بخش های درمان سرطان بیمارستان ها در سطح دنیا در حال بکارگیری است. به منظور جلوگیری از پرتوگیری کارکنان بیمارستان این دستگاه در امکانات حفاظ دار که امکان دسترسی به آن بسیار مشکل است مورد استفاده قرار می گیرد. این دستگاه بروی چرخ سوار بوده در نواحی محصور نگهداری می‌شود و تنها در مواقع استفاده آورده می‌شود. چشمه‌های ضعیف شده بصورت دوره ای توسط مهندسان سرویس کار‌، آموزش دیده جایگزین می‌شوند. چشمه‌های مصرف شده به داخل یک کانتینر قابل حمل مخصوص منتقل و چشمه‌های جدید از آن به ماشین تحویل داده می‌شوند. کانتینرها برای حمل و نقل بین کارخانه سازنده و بیمارستان دائما بکار می روند. بطور نوعی چشمه‌ها بسیار کوچک هستند. قطر کمتر از 5 میلی متر و امکان حکاکی با قلم یا حکاکی سایر علائم شناسائی وجود ندارد.

 

ماشین تله تراپی (دور درمانی) چند باریکه (چاقوی گاما)

 

ماشین تله تراپی (دور درمانی) چند باریکه (چاقوی گاما)

این دستگاه معمولا حاوی 200 چشمه CO 60 می  باشد که در یک دستگاه کروی حفاظ دز قرار گرفته اند. یک واحد کنترل اجازه می دهد باریکه‌های موازی شده از چشمه‌های منتخب در یک آرایه، بر روی دیواره تعریف شده نواحی درمانی متمرکز شوند. این دستگاه ها برای مقاصد پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد که بوسیله آن، ناحیه مورد تمرکز توسط تقاطع باریکه‌های تابشی، سلول های تومور را از بین می برند، در واقع محل تلاقی چند خط (باریکه) در محل تومور قرار می گیرد. این فرآیند بیشتر برای سرطان مغز و سایر اختلالات مغزی بکار می رود. در اینجا نیز انتخاب میزان و مدت زمان پرتودهی بسیار حائز اهمیت است. عدم انتخاب صحیح مواد می‌تواند موجب آسیب رساندن به نواحی مورد تابش دهی شود. از این رو انتخاب دز مهم است.  چنانچه نیاز به تقاطع کمتری از باریکه­ها باشد تنها برخی از روزنه‌های کلیماتور جهت پرتودهی مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به اینکه محفظه نگهدارنده مانند یک محفظه نیم کروی شکل تو خالی می باشد لذا با قرارگیری سر بیمار داخل آن و ثابت کردن آن بمنظور عدم حرکت در حین تابش دهی می توان همزمان از تمام زوایای ممکن به تومور حمله کرد.

 

تابش دهنده خون

 

تابش دهنده خون

این دستگاه برای تصفیه خون بکار می رود و شامل یک اتاقک حفاظ دار با یک حفره در میان که نمونه خون در یک محفظه با ظرفیت حدود 2 لیتر در آن جای می­گیرد، می باشد. نمونه وارد حفره می‌شود و درب دستگاه به منظور جلوگیری از پرتوگیری کاربر بسته و قفل می‌شود. اتاقک حفاظ دار درون یک کابین سبک درمانگاهی قرار دارد. این دستگاه معمولا یک سامانه کنترل الکترونیکی دارد که به منظور حصول اطمینان از مدت پرتودهی صحیح و دز داده شده به نمونه می باشد.

 این دستگاه­ها معمولا در بیمارستان­ها برای تصفیه خون مورد استفاده قرار می­گیرند. چشمه­ها به طور کامل درون اتاقک حفاظ­دار قرار گرفته و در حالت عادی امکان درآوردن آنها بدون باز کردن دستگاه وجود ندارد. این امر می‌تواند تنها در یک امکانات حفاظ دز مخصوص به همراه تجهیزات ویژه و افراد آموزش دیده صورت پذیرد. اتاقک حفاظ دز بطور متداول به همراه چشمه‌هایی که از قبل در آن جای گذاری شده اند از کارخانه سازنده به کاربر در کانتینرهای مخصوص حمل و نقل دریایی قرار گرفته و از طریق محموله کشتی منتقل می گردد. هنگامی که چشمه‌ها تضعیف گردند برای سرویس و جای گذاری چشمه، آنها را از همان طریق حمل و نقل دریایی به کارخانه سازنده باز می گردانند. بوسیله تابش دهی خون توسط پرتوهای گامای ناشی از چشمه CO 60 و یا Cs 137 بسیاری از میکروب ها و سایر آلاینده‌هایی که ممکن است در خون به هر دلیلی وارد شده باشند، از بین می رود. مدت زمان تابش دهی طوری تنظیم می گردد که میزان آهنگ دز آسیبی به ساختار خون وارد نکند.

 

ماشین تله تراپی(دور درمانی)

 

ماشین تله تراپی(دور درمانی)

این دستگاه که معمولا از یک تک چشمه CO60 تشکیل شده است دارای یک حفاظ معمولا از جنس اورانیوم تهی شده می باشد که برای از بین بردن تومورها بکار می رود. پس از تعیین محل دقیق تومور و تضمین هایی از جنس و نوع تومور همچنین ابعاد و محل قرارگیری تومور، میزان پرتو و مدت زمان لازم برای نابودی تومور (یا به اصطلاح خرد کردن آن) محاسبه می‌شود. این دستگاه که یک بازو متحرک با قابلیت دوران و حرکت را دارد می‌تواند از زوایای مختلف بر روی نقطه ی مورد نظر تنظیم گردد. پس از تنظیم با عمل شات کردن چشمه به دهانه کلیماتور نزدیک شده و پرتودهی آغاز می گردد.

  این دستگاه در بسیاری از بیمارستان­های دنیا در سطح وسیع مورد استفاده قرار می گیرد و برای بسیاری از تومورهای سرطان بکار می رود. یکی از نکاتی که از دیدگاه بکارگیری این دستگاه بسیار حائز اهمیت است تشخیص محل دقیق‌، جنس و نوع تومور است که در نتیجه منجر به تعیین دقیق میزان و زمان پرتودهی می گردد.  چرا که در صورت عدم تعیین دقیق ممکن است باریکه بسیار قوی پرتو منجر به تخریب سلول های سالم و در برخی موارد آسیب رسانی به سامانه­های عصبی شود. در دهه 1960 و 1970 که اولین بکارگیری چنین تجهیزاتی بود در مواردی عدم تنظیم و محاسبه دقیق منجر به عواقب آنی و یا تاخیری، در افراد درمان شده گردید، به نحوی که در برخی موارد منجر به مرگ بیمار نیز شد. به همین سبب بکارگیری چنین اسبابی مستلزم تسلط کافی به سامانه می باشد.

 

مولد (Generator) راديوايزوتوپ براي ايزوتوپ‌هاي با عمر كوتاه

 

مولد (Generator) راديوايزوتوپ براي ايزوتوپ‌هاي با عمر كوتاه

مولد mTc99 - Mo99

يكي از برجستگي‌هاي مهم در زمينه شيمي راديوداروها توسعه مولد mTc99  درآزمايشگاه ملي بروكهون(BNL) ايالات متحده در اواخر سال‌هاي1950 بود. Mo99 با گسيل b بهmTc99 فروپاشي مي‌نمايد. در مولد mTc99، مادر Mo99 به وسيله يك ستون كوچك آلومين اسيدي جذب مي‌شود. به دليل اختلاف خواص شيمياييTc و Mo، محصول دختر، mTc99 به صورت  به طور انتخابي در سالين نرمال در تناوب‌هاي زماني دوشيده مي‌شود. عمر مفيد اين مولد تقريباً دو هفته است. توسعه يك ستون مولد كروماتوگرافي كه در بالا توضيح داده شد نياز

به اكتيويته ويژه بالاي Mo99 دارد كه از طريق شكافت U235 يا پرتودهي هدف غني شده Mo99 دريك رآكتور با شار نوتروني بالا به دست مي‌آيد.

در حالت اكتيويته ويژه پايين Mo99  به وسيله پرتودهي هدف Mo طبيعي در رآكتورهاي با شار نوتروني متوسط مثل رآكتور سيروس(CIRUS) و زروا(Dhruva) در ترامبي توليد شده، مولد براساس استخراج با حلال است. تكنسيم به صورت پرتكنتات سديم با ميتل اتيل كتون(MEK) از محلول بازي موليبدات استخـراج مي‌شـود. سپس MEK تبخيـر شده و باقي‌مانده در محلول سالين نرمال بازگردانده شده و براي استفاده انساني استرليزه مي‌گردد. مولد ژل سيستم ديگري است كه مزايايي در رابطه با آساني و ايمني عمليات ستون دارد، حتي بدون رجوع به اينكه Mo99 توليد شده از شكافت پر هزينه است. Mo99 با اكتيويته ويژه متوسط به يك ماتريس نامحلول ستون ژل زيركونيم موليبدات(ZrMo) بازگردانده مي‌گردد. mTc99 با سالين نرمال يا حتي با آب از ستون ژل ZrMo كه به صورت مبادله كاتيوني عمل مي‌كند دوشيده مي‌شود

مزاياي mTc99

mTc99 داراي خواص مناسبي براي تشخيص در پزشكي هسته‌اي است. اين خواص عبارتند از :

(الف) انرژي گاماي keV140 براي آشكارسازي كارآ مناسب بوده و عكس‌هاي با كيفيت بالا با

دوربين گاما دارد. اغتشاش به دليل تضعيف با بافت‌هاي بدن پايين است.

(ب) فروپاشي mTc99 همراه با تنها جزء كمي از گسيل ذره‌اي بوده و لذا، راديو داروهاي mTc99 

حتي تا 40-30 ميلي‌كوري مي‌تواند به طور ايمن در بيماران به كار رود.چنين دز بالايي داراي كيفيت مناسب و بهتر عكس‌ها و اطلاعات با اطمينان بالاتر خواهد بود.

(پ)  نيمه عمر 01/6 ساعتي mTc99 براي بسياري از مطالعات پزشكي هسته‌اي كاملاً مناسب است.

(ت)  حالات چندگانه اكسايش تكنسيم فرمولاسيون شيميايي كمپلكس‌هاي كواوردينه را مقدور مي‌سازد.

(ث) mTc99 به راحتي از سيستم مولد قابل توليد است.

(ج) مادر Mo99 با هزينه پايين‌تري قابل دسترس بوده و لذا، از نظر اقتصادي قابل توجه است.

لذا، mTc99 “اسب كاري” پزشكي هسته‌اي است و 80% از كليه مطالعات پزشكي هسته‌اي كه در سطح جهان انجام مي‌پذيرد به عهده اين ايزوتوپ خاص است. پرتكنتات سديم
 (4TcO m99 Na) حاصل از مولد براي تهيه تعداد زيادي از راديوداروها با اختلاط ساده با “كيت‌هاي سرد” تهيه مي‌شود. كيت سرد داراي ليگاند‌هاي مورد نياز براي شلات نمودن با يك عامل احياء، بافر و نگه‌دارنده‌ها مي‌باشد. در افزودن  روي كيت‌هاي سرد، پرتكنتات به حالت ظرفيت مناسب احياء شده و با شلات جهت تشكيل راديودارو همراه مي‌شود. غلظت تكنسيم در اين راديوداروها تنها در حدود M7-10 است. و حال راديوداروهاي mTc99 براي بسياري از اعضاء بدن و شرايط كلينيكي قابل دسترس است (جدول 1).

 

جدول ۱: راديوداروهاي mTc99

 

اسكن جگر

كلوئيد سولفور Tc، كلوئيد قلع– Tc، فيتات– Tc

مطالعات فعاليت كليه

گلوكوهپتونات -Tc، Tc-DTPA، دي‌مركاپتوساكسينات -Tc ،

مكاپتواستيل تري‌گليسين- Tc، اتيلين دي سيستين-Tc.

اسكن استخوان

ميتلن دي فسفونات -Tc (MDP)

مطالعات كار كبدي

مبروفنين-Tc، ديسوفنين-Tc

] مشتقات ايمينودي استيك اسيدIDA))[

اسكن شش

ميكروسفرس يا تراكم ماكروني Tc-HSA

آئروسل‌هاي– Tc

 مطالعه و بررسي قلب

گلبول هاي سرخ-Tc، پيروفسفات-Tc، گلوكارات-Tc، سستاميبي-Tc، تتروفسمين-Tc.

جريان خون مغز

Tc-d، HMPAO –1، L-Tc، ECD-L

عكس‌برداري عفونت يا آماس و التهاب

Tc- لئوسايت‌ها، HIgG -Tc

راديوايزوتوپ‌هاي مورد استفاده در راديوداروها

 

 

راديوايزوتوپ‌هاي مورد استفاده در راديوداروها

راديوايزوتوپ‌هاي به كار رفته در فرمولاسيون راديوداروها عبارتند از Cr51، Co58/57، Fe59/52،
Ga67، Kr m81، Rb82، Tc m99، In111، I131/125/123، Xe133، Yb169، Au198/ m195، Tl201 و غيره. راديوايزوتوپ‌هاي به كار رفته در درمان اكثراً گسيل‌كننده  b همچون P32، Sr89، Y90، I131، Sm153، Ho166، Re188/186 و Au198 هستند. ايزوتوپ‌هاي مهم با حروف پر رنگ نشان داده شده‌‌اند. جدول1 نشان‌دهنده توضيحات واكنش‌هاي هسته‌اي، هدف‌هاي معمول  مورد استفاده (طبيعي يا غني شده) و غيره براي توليد راديونوكليدهاي متداول، مي‌باشند.

 

تقسيم‌بندي محصولات

راديوداروها به انواع مختلف بسته به طبيعت فرمولاسيون تقسيم‌بندي مي‌شوند:

 

راديونوكليدهاي ساده

كاربرد راديوايزوتوپ‌ها در پزشكي با تهيه چند ايزوتوپ اوليه در سال‌هاي 1950 شروع شد. اين راديوداروها شامل I131 به صورت يديدسديم و Cr51 به صورت كرومات سديم بودند. از اين راديوداروها، يديد سديم I131 حتي امروزه نيز براي تشخيص بعضي از ناهنجاري‌هاي تيروئيد و مهم‌تر از آن براي درمان تيروكسيكوليز و سرطان تيروئيد مورد استفاده قرار مي‌گيرد. محصولات مهم ديگر از اين نوع عبارتند از 2SrCl89، TlCl201 و غيره.

 

جدول ۱ :  راديونوكليدهاي مهم راديوداروهاي تشخيصي

 

راديونوكليد

نيمه عمر، روش فروپاشي

Eg  اصلي keV(%)

روش توليد

 (I)گسيل‌كننده‌هاي گاما

(الف) ردياب‌هاي فراگير

Tc m99

01/6 ساعت، IT

(89)5/140

مولدmTc99  - Mo99

In111

8047/2 روز، EC

(90)171

(94)245

Cd(p,xn)

(n2،a)Ag109

I123

27/13 ساعت، EC

(83)159

جدول ۱ (ادامه)

راديونوكليد

نيمه عمر، روش فروپاشي

Eg  اصلي، keV(%)

روش توليد

(ب) ردياب‌هاي با بهره برداري “خاص”

Tl201

912/72 ساعت،EC                                                  

(95)80-69

پرتو-X Hg

(11)167+135

®

Ga67

2612/3 روز،EC

(37)93

(20)185

Zn(p,xn)®

(n2, a)Cu65

I131

0207/8 روز، -b

(81)364

(7)637

(II) گسيل‌كننده‌ها +b براي PET

راديونوكليد

نيمه عمر(دقيقه)

(MeV)Eb+

پرتوهايkeV511

%

روش توليد

C11

39/20

96/0

200

N(p,a)14

N13

965/9

19/1

200

O(p,a)16

O15

037/2

72/1

200

N(d,n)14

O(p,pn) 16

N(p,n)15

F18

77/109

635/0

194

O(p,n)18

Ne(d,a)20

 تركيبات نشان‌دار

كاربـرد ايـزوتـوپ‌ها براي توسعـه تركيبات نشان‌دار خاص عضو مرحله بعدي است. اين تركيبات نشان‌دار مـواد شيميايي يا بيـوشيميايي خـاص با I131 يا هر ايزوتوپ منـاسـب ديگر بـوده و با خواص ذاتي تجمع در عضو خاصي براساس جذب سيستماتيك نشان‌دار مي‌شوند. چند راديـوداروي نشـان‌دار با يد عبـارتنـد از هيپـران نشـان‌دار با  I131/123 براي تـومـورهاي نورو- انـدوكرين(neuro- endocrine). (جـدول ۲) اين تـركيبـات مي‌‌تـواننـد نشان‌هاي

                                              جدول ۲ : راديوداروهاي I131

 

يديد سديم-I131

پيشرفت گيرايي و اسكن تيروئيد، عكس‌برداري از سرطان متاستاتيك تيروئيد. درمان تيورتوسيكوسيز و سرطان متاستاتيك تيروئيد.

MIBG-I131

عكس برداري و درمان تومور نرو-اندوكرين

هيپوران-I131

مطالعات فعاليت كليه به وسيله رنوگرافي

 

 “ صحيح” مثلاً سيانوكوبالامين (ويتامين 12B) نشان‌دار Co58/57 يا نشان‌هاي “خارجي” مثلاً آلبومين سرم انساني(HSA) نشان‌دار با I131 باشند. محصولات اصلي در حال حاضر در اين گروه شامل(الف) تركيبات I123 همچون پارا-يدو-N – ايزوپروپيل- آمفت‌آمين(IMP ،LAMP)، پارا-يدو-فنيل –3- ميتل – پنتادي‌كانوئيك اسيد (BMIPP) (ب)تركيبات C11 همچون استات – C11، پالميتات-C11، اسپيپرون ميتل-
C-N-11 و (پ) تركيبات F18، 2 – فلورو-2-دي‌اكسي‌گلوگز(FDG) و L-6-F18 – فلورو دي هيدروكسي فنيل آلانين(F-DOPA) هستند.

 

كمپلكس‌هاي كواوردينه فلزات راديواكتيو

اين يكي از گسترده‌ترين طبقه راديوداروها در حال حاضر است. بسياري از تركيبات نشان‌دار با mTc99، In111 و Re188/186 در اين تقسيم‌بندي قرار مي‌گيرند. تقريباً كليه راديوداروهاي ساخته شده از راديونوكليدهاي فلزي به شكل كمپلكس‌هاي كواوردينه با عوامل شلات‌‌دهنده، يك حالت مناسب اكسايش فلز با ليگندهاي مقتضي پايدار را ايجاد مي‌كنند.

 فرمولاسيون ذره‌اي 

كلوئيدها و توده‌هاي ماكروئي فلزات راديواكتيو با جزء مورد فرآيند آن‌ها، مثلاً Au198 – كلوئيد طلا، P32 – فسفات كروميك، توده ماكروئي نشان‌دار آلبومين با mTc99 كلوئيدهاي نشان‌دار راديواكتيو mTc99 و غيره به اين تقسيم‌بندي از راديوداروها تعلق دارند. الحاقيه‌هاي اخير، ذرات آپاتيت هيدروكسي كمپلكس شده با Ho166 و Sm153 و سوسپانسيون‌هاي كلوئيدي سيليكات يا فسفات‌هاي Y90، Re186، Sm153 و Ho166 هستند.

تهيه راديوداروها

تهيه راديو داروها مستلزم به‌كارگيري اصول و روش‌هاي متعدد شيميايي است. صرف‌نظر از راديواكتيو بودن مواد، مقادير شيميايي راديوايزوتوپ‌ها غالباً بسيار پايين است. لذا ترتيب خاص براي اجراي خودكار كليه مراحل راديوشيميايي تهيه، تخليص، استريليزاسيون و پيچيدن (دارويي) منظم آنها لازم است. توجه خاص به توضيحات ايمني تشعشع و ايمني دارويي مورد نياز مي باشد. كدهاي عملياتي خوب ساختن براي داروهاي معمولي به طور يكسان براي راديو داروها قابل استفاده بوده، مرورهاي لازم در بعضي از موارد به دليل طبيعت فاسد شدني و نگه‌داري كوتاه مدت اين محصولات لازم است.

عکس برداری تشدید مغناطيسی[1] (MRI)

 

 

عکس برداری تشدید مغناطيسی[1] (MRI)

عکس برداری ارتعاشی مغناطيسی(MRI)، بر اساس پديده تشدید مغناطيسی هسته ای، توليد عکسهای با کيفیت بسيار بالا از بافتهای نرم بدن انسان مي کند[2].

در ابتدا بعنوان يک روش توموگرافی، MRI در حال حاضر قادر به عکس های برشی در هر جهت و نيز عکس برداری سه بعدی سينما توگرافی است. MRI نه

تنها برای عکس برداری آناتومی بکار می رود،  بلکه همچنين مطالعات برای عملکرد جريان خون و فعاليت عصبی مورد استفاده قرار می گيرد. اگر چه نوکليدهای راديو اکتيو يا تابش هسته ای در اين روش بکار نمی رود، اما بشدت بستگی به خواص چرخش (تکانه زاويه­ای) هسته اتمی دارد. لذا، در اين فصل از کاربردهای فن آوری مورد بحث قرار می گيرد.

 

توسعه تاريخی

فليکس بلاخ[3] و ادوارد پورنسل[4]  پديده ارتعاش مغناطيسی هسته ای (NMR) را بطور جداگانه در سال 1946 کشف کردند و در سال 1952 به خاطر دريافت جايزه نوبل نائل آمدند. اگر چه NMR ابتدا برای آناليزهای شيميائی و فيزيک مولکولی بکار می رفت، در سال 1971 بوسيله ريموند داماديان[5]  نشان داده شده که بافتهای مختلف، نرمال و غير نرمال پاسخ های مختلف مغناطيسی هسته ای نشان دادند. اين کشف و کشف(CT) توموگرافی کامپيوتری در سال 1973 راه را برای بکارگيری MRI در تشخيص بيماريها باز نمودند. عکس برداری تشدید مغناطيسی ابتدا در سال 1973 بوسيله پائول لاتربر[6] نشان داده شده که يک روش نمايش پشت مشابه آنچه که در پرتو CT X- رخ می دهد بکار برد. در سال 1975 ريچارد ارنست [7]پيشنهاد عکس برداری تشدید مغناطيسی را با بکار بردن فاز و علامت گذاری بسامد همراه با روش باز ساخت عکس فورير پيشنهاد دادند. در سال 1977 ريموند داماديان MRI کل بدن را توضيح داد، و در همان سال پتر منسفيلد[8] روش عکس برداری برگردان صفحه ای (EPI) را ايجاد کرد. ادلشتاين[9] و همکاران وی عکس برداری بدن را با بکار بردن روش ارنست در سال 1980 توضيح داده و نشان دادند که يک عکس تنها می تواند تقريباً  5در  دقيقه بوسيله اين روش حاصل گردد. تا سال 1986، زمان عکس برداری تقريباً به 5 ثانيه کاهش يافت. در سال 1987عکس برداری برگردان صفحه ای برای انجام عکسبرداری فيلم زمان واقعی يک چرخش تک قبلی بکار رفت. در همان سال، چارلز دو مولين[10] آنژيوگرافی تشدید مغناطيسی (MRA)را کامل نمودند که امکان عکس برداری جريان خون را بدون استفاده از عوامل وضوح فراهم ساخت. در سال 1991، ريچارد ارنست[11] جايزه نوبل را در شيمی به خاطر موفقيت خود در انتقال NMR و MRI فورير پالس دار بدست آورد. در سال MRI 1993 عملياتی (fMRI) توسعه يافت که، امکان نقشه کشی عملياتی نواحی مختلف مغز انسان را بوجود آورد پيشرفتها در توانمندی MRI يک زمينه مداوم  تحقيقاتی هستند.

 

اصول

کليه هسته های با تعداد فرد نوترونها يا پروتونها دارای تكانه زاويه ای ذاتی (اسپين) و لذا گشتاور مغناطيسی هستند. در حضور يک ميدان مغناطيسی قوی، چنين هسته ها با گشتاوری مواجه شده و تمايل به همسو بودن در جهت موازی يا غير موازی با ميدان مغناطيسی دارند. هسته های در حال چرخش به يک ميدان مغناطيسی قوی خارجی بوسيله فراوری در اطراف جهت ميدان، بسيار شبيه به محورهای چرخش يک تقديم ژيروسکوپ در اطراف جهت ميدان جاذبه، پاسخ می دهند. بسامد تقديم مستقيماً متناسب با قدرت ميدان مغناطيسی  بوده و برای هر گونه هسته­ای بی نظير است. يک هسته تقديم دارای دو جهت ممکن بوده که هر کدام يک اختلاف جزئی در انرژی دارند: در پائين ترين حالت انرژی تقديم اسپين هسته­ای در اطراف جهت ميدان مغناطيسی خارجی (موازی) است و در يک حالت انرژی کمی بالاتر، تقديم اسپين هسته ای در اطراف خلاف جهت ميدان مغناطيسی (غير موازی) می باشد. اختلاف بين دو حالت انرژی برابر 2μHO است که در آن μ گشتاور مغناطيسی هسته ای است. برای پروتونها در يک ميدان مغناطيسی kG5/0 تا 20kG اين اختلاف انرژی نسبتاً کوچک است که، معمولاً برای فوتونها در بسامد راديوئی محدوده (RF)(2MHZ تا MHZ5/8) می باشد.

در MRI، بيمار در يک ميدان مغناطيسی استاتيک بزرگ که غالباً بوسيله مغناطيسی فوق هادی توليد می شود، قرار می­گيرد. اين ميدان موجب می گردد هسته­ها در اطراف ميدان مغناطيسی در پائين ترين حالت انرژی شان (موازی) رديف و فرآوری گردند. پالسی از انرژی الکترومغناطيسی که بوسيله يک ميدان مغناطيسی RF تامین می شود، موجب افزایش تعداد زيادی هسته های رديف شده برای حرکت سريع به حالت انرژی بالاتر می گردد که موجب غير موازی شدن  ميدان مغناطيسی ايستا می گردد. سپس هسته های برانگيخته فرآوری شده بطور خودبخودی با گسيل فوتونهای RF به حالت انرژی پائين تر برگشته يا آرام می گردند که بوسيله کويل های يکسان RF به کار رفته جهت توليد پالس RF، که اساساً هسته های در حال چرخش برانگيخته می کنند، آشکار سازی می شوند. بطور تجربی مشاهده شده است که زمانهای آرامش به ساختارهای مولکولی و محيط های اطراف هسته ها حساس هستند. بعنوان مثال، زمانهای ميانگين آرامش پروتون در بافتهای نرمال بطور قابل ملاحظه ای کمتر از بافتهای بدخيم می باشد. قدرت سيگنال RF گسيل شده بوسيله آرامش هسته ها همچنين به چگالی پيشروی هسته ها يا چگالی اسپين بستگی دارد. بنابراين در MRI گراديانهای ميدان مغناطيسی، همچنين علاوه بر ميدان ايستای يکنواخت بزرگ Ho، برای تفکيک توزيع فضائی چگالی اسپين بکار می رود. زمانهای مختلف آرامش چرخش (اسپين) مواد و توانائی برای اندازه گيری توزيع فضائی چگاليهای اسپين MRI را يک روش منحصر بفرد و قوی در عکس برداری تشخيصی می کند. مثالی از نتيجه MRI در شکل 16-14 نشان داده شده است.

MRI در مقايسه با ديگر روشهای عکس برداری پزشکی هسته ای غيرمعمول است به خاطر اينکه انحراف بزرگی در روش جمع آوری داده ها و چگونگی باز ساخت در آن وجود دارد. بعنوان مثال، عکس های MRI می تواند بوسيله نقشه کشی مستقيم، باز ساخت نمايش و عکس برداری فورير تشکيل گردد. همچنين بسياری از ترکيبات کويلهای گراديانت مغناطيسی مختلف و ميدانهای مغناطيسی و قدرتهای پالسی می توانند به کار روند. کار و فعاليت در توسعه و گسترش توانائيهای MRI با بکار گيری تغييرات مختلف در روش اندازه گيری و صنعت باز ساخت عکس در حال ادامه است.



[1] . Magnetic Resonance Imaging

[2] - روش MRI تحت تغييرات واژه اختصاری و نام از زمان کشف آن قرار گرفته است. در ابتدا, عکس برداری ارتعاشی مغناطيسی هسته ای (MMRI)  يا توموگرافی کامپيوتری تشدید مغناطيسی هسته ای (NMR-CT) نام داشت, ولی کلمه "هسته ای" ممکن است برای بسيار از بيماران نا آشنا بوده و اين کلمه از آن زمان حذف شده, اگر چه روش اساساً بر اساس خواص مغناطيسی هسته ای است.

[3] . Felin Block

[4] . Edward Purcell

[5] . Raymond Damadian

[6] . Paul Lauterbur

[7] . Richard Ernst

[8] . Peter Manfield

[9] . Edelesatein

[10] . Charles Dumoulin

[11] . Richard Ernst

درمان با I131

 

 درمان با I131

      بيماران براي درمان به دو گروه عمده تقسيم مي شوند : بيماراني با بافت تيروئيد باقيمانده عادي، با / يا بدون متاستاز مخفي و دسته اي با كاركرد اوليه يا سرطان متاستاز. درمان گروه اول ريشه كني[1] ناميده مي شود و اغلب پزشكان 25 تا mCi30 (MBq1110-925)، I – NaI131 استفاده مي كنند، اگرچه مقادير بالاتري در حدود mCi150 (GBq55/5) هم مورد استفاده قرار گرفته است. براي گروه دوم از بيماران،‌ اغلب كلينيكها از يك مقدار استاندارد اكتيويته استفاده     مي كنند، كه بين mCi100 (GBq7/3) و mCi200 (GBq4/7) بسته به اندازه ناحيه متاستاز متغير است. كمترين مقادير براي آثار سرطان در تيروئيد يا متاستاز غده لنفاوي گردن و بيشترين مقادير براي ريه و متاستاز استخوان داده شده است.

      تخمين دقيق دز تابشي به نواحي تومور امكان پذير نيست، چرا كه مشكلاتي در تعيين حجم متاستاز در فواصل دور وجود دارد. اندازه تومورها و متاستاز غده لنفاوي و مقدار فراجذب I131 آنها مي تواند از تصاوير سينتيگرافي تخمين زده شود و ممكن است دز تابشي به نواحي محاسبه شود. دز تابشي حاصل از مقادير متداول I131 در حدود 5000 تا 30000 راد (Gy300-50) است.

      اگرچه درمان تابشي با I131 ايمن است، پيچيدگيهايي وجود دارد كه ممكن است بعد از معالجه با I131 با آن مواجه شويم. در حالت ريشه كني يك مقدار بزرگي از بافت تيروئيد با mCi30 (MBq1110) I131، درد حاد و سوزش تيروئيدها يك امر معمول است. گاهي اوقات‌ كم اشتهايي، حالت تهوع‌ و استفراغ به عنوان علائم تابش به چشم مي خورد. ظاهراً هيچ افزايشي در انتشار ناباروري بعد از معالجه با I131 مشاهده نشده است. التهاب تابشي ريه در برخي بيماراني كه با مقدار زيادي از I131 براي متاستاز ريه سرطان تيروئيد درمان مي شوند، اتفاق مي افتد.

      نقصان مغز استخوان در بيماراني كه با مقدار زيادي از I131 درمان
مي شوند مشاهده شده است. اين اثرات در 5 تا 6 هفته بعد از تجويز دز قابل توجه است. شيوع سرطان خون، هر چند با فراواني كم، بين 2 و 10 سال پس از درمان گزارش شده است و تكرار معالجات با I131 در فواصل كوتاهي اين فراواني را افزايش مي دهد.

      غده بزاق زير گوش و غدد بزاقي، I131 را متمركز مي كنند و در طي درمان دز تابشي قابل توجه زيادي را دريافت مي كنند. التهاب شديد غدد بزاقي (سيالادنيت[2]) در %10 بيماران كه با I131 براي سرطان تيروئيد معالجه شده اند، گسترش       مي يابد. اين شيوع با مقادير بالاتر I131 بيشتر آشكار مي گردد.

      تأثير درمان با I131 براي سرطان تيروئيد به محل قرارگيري متاستازها بستگي دارد. توسط اسكن در %68 بيماران با متاستاز غده لنفاوي، در %48 بيماران با متاستاز ريه و تنها در %7 ‌بيماران با متاستاز استخوان مشاهده گرديد كه بهبودي حاصل شده است. پاسخ دهي به درمان با جرم سرطان موجود در يك محل مشخص متناسب است. تا وقتي كه معالجه عملكرد سرطانهاي تيروئيد در مديريت همه بيماران ارزشمند است، ارزش درمان سؤال برانگيز مي باشد.

      بازگشت سرطان تيروئيد در برخي بيماران با برآمدگي و سرطان كيسه اي اتفاق مي افتد. براي سرطان تيروئيد بازگشتي يا متاستازهاي باقي مانده كه به معالجات قبلي پاسخ كمي داده اند، تكرار معالجات با I131 در فواصل 3 ماه تا 1 سال بستگي به اندازه، ميزان فعاليت، و محل قرارگيري نواحي متاستاتيك دارد. تصويربرداري تمام- بدن پس از معالجه تا زماني كه هيچ تومور قابل آشكارسازي يا فراجذب متاستاتيك براي 2 سال پيوسته وجود نداشته باشد به صورت ساليانه صورت می گيرد. همچنين ساير شاخصهاي كلينيكي از قبيل TSH، سرم تري گلوبين و تصوير راديوگرافي براي آگاهی از روند معالجه بكار گرفته مي شوند. بايد توجه شود كه، بر طبق بسياري از تحقيقات، درمان با I131 براي درمان سرطان تيروئيد نخاعي استفاده نمي شود.



1 - Ablation

1 - Sialadenitis

کاربردهاي درماني راديوداروها در پزشکی   هسته ای

 

کاربردهاي درماني راديوداروها در پزشکی   هسته ای

 

درمان پركاري تيروئيد

پركاري تيروئيد يك بيماري شايع ناشي از فعاليت زياد هورمون تيروئيد است و از تعدادي فرآيندهاي بيماري زا ناشي مي شود. راهكارهاي چندي در درمان پركاري تيروئيد بكار گرفته شده است، به عنوان مثال، استفاده از داروهاي آنتي تيروئيد از قبيل پروپيلودراكيل يا متي مازول، تيرودكتومي، اما دارودرماني و معالجه با I131 از متداولترين انتخابها هستند.

علت اساسي استفاده از درمان راديو يد اين است كه تيروئيد انباشته شده و غده ها را با تابشهاي g و-b تابش دهي مي كند، در حدود %90 كل دز تابشي از ذرات -b ناشي مي شود. چندين روش انتخاب دز درماني I131 در حال استفاده است. ساده ترين روش تجويز مقدار يكساني از يديدسديم- I131، معمولاً 3         تا mCi 7 (MBq259-111)، براي همه بيماران با شرايط كلينيكي پركاري تيروئيد مشابه مي باشد. تقريباً %60 بيماران از معالجه پركاري تيروئيد در مدت 3 تا 4 ماه بهبودي حاصل مي كنند و يك معالجه ثانوي براي 25 تا 30 درصد‌ ساير بيماران بكار مي رود. اين روش اكتيويته ثابت محدوديتهايي دارد، زيرا اكتيويته تجويز شده دلخواه است و به شدت بيماري يا وزن غدد ارتباطي ندارد.

متداولترين روش معالجه I131‌ تجويز مقدار خاصي از I131‌ بر حسب ميكروكوري بر گرم از تيروئيد، براساس ارزيابي فراجذب تيروئيد و جرم غدد
مي باشد. فرض بر اين است كه نيمه عمر بيولوژيكي ميانگين I131‌ براي كليه بيماران يكسان است. رابطه تجربي براي اين روش به صورت زير داده مي شود:

 =    µCi تجويز

100 × (g) جرم تيروئيد ×µCi /g

(%) فراجذب در 24 ساعت

 بسياري از كلينيك ها از يك دز 55 تا µCi80 (MBq3-2) بر گرم براي بيماري گراوس[1] استفاده مي كنند. چنانچه فرض شود µCi1 ( kBq37) انباشته شده در تيروئيد، منجر به 1 راد (Gy01/0) دز تابشي شود، آنگاه، يك دز µCi80 (MBq96/2) بر گرم برای مثال rad 6400‌ (Gy64) به غدد تيروئيد 60 گرمی با ميزان فراجذب %75‌ مي دهد. جرم تيروئيد از طريق معاينه يا عكس تيروئيد تخمين زده مي شود. براي بيماران با غدد بسيار بزرگ و شديداً پركار، دز بزرگتري در حدود 160 تا µCi200 (MBq 4/7-9/5) بر گرم براي بدست آوردن پاسخ سريعتر تجويز مي شود.

            درمان I131‌ براي زنان باردار ممنوع است، زيرا I131‌ از ديواره جنيني عبور  مي كند و مي تواند باعث مخاطرات تابشي به تيروئيد جنين گردد. تيروئيد جنين در هفته دهم حاملگي شروع به انباشت يد مي كند و از اين رو درمان I131‌ در طی يا بعد از اين زمان بايد ممنوع شود. همچنين،‌ در دوره زماني قبل از هفته دهم حاملگي، بخشي از درمان ممكن است موجب پرتوگيري تابشي به جنين شده و از اين رو نبايد صورت گيرد. پيشنهاد شده است كه يك آزمون بارداري قبل از شروع درمان با I131 براي كليه خانمها در سنين پتانسيل حاملگي انجام شود. به بيماران معالجه شده با I131 توصيه مي شود كه حاملگي را حداقل 6 ماه پس از درمان به تعويق بيندازيد.

      در بيماري گراوس، بهبود كامل پركاري تيروئيد در %60 بيماران بعد از معالجه بدست مي آيد. براي بيماران با پركاري تيروئيد شديد، به ويژه بيماران مسن تر، قبل از شروع درمان با I131، درمانهايي با استفاده از داروهاي آنتي تيروئيد بكار گرفته مي شود تا نتايج بهتري حاصل گردد.

      بازگشت پركاري تيروئيد پس از اولين معالجه در حدود 6‌ تا 14 درصد از بيماران يافت مي شود و نياز به تكرار درمان با I131 وجود دارد. پركاري تيروئيد در بين 25 تا 40 درصد بيماران معالجه شده، بويژه آنهايي كه با دزهاي بالايي از I131 درمان شده اند، مشاهده مي شود. بمنظور كاهش شيوع پركاري تيروئيد، دزهاي كمتر يا تقسيم شده اي از I131 در يك مدت طولاني تري تجويز مي شود. بعد از درمان با I131، داروهايي از قبيل تيوميدس[2] ، يد پايدار و عوامل مسدود كننده آدرنالين -b (پروپرانولول، متوپرولول و...) بمنظور كنترل پركاري تيروئيد به بيماران داده مي شود.

      گواتر چند غده اي سمي (بيماري پلومر[3]) در مقابل درمان I131 بسيار مقاوم هستند و به طوري كه با چندين ميزان دز بالاي I131 درمان مي شوند. به علت مقاومت در مقابل درمان، شيوع پركاري تيروئيد در اين گروه از بيماران پايين است. اين بيماران بايد براي درمان با I131 با پيش درمان آنتي تيروئيد آماده شوند.

      در تعداد كمي از بيماران، نتايج تشديد پركاري تيروئيد به شرايطي از قبيل نارسايي قلبي و بحران تيروئيد در مدت 3 تا 5 روز بعد از درمان با I131 بايد توجه شود. اين نتايج ناشي از آزادسازي مفرط 3T و4T از غده تيروئيد درمان شده است. به هر حال، امروزه شيوع پركاري تيروئيد وخيم از طريق استفاده از پيش پروپرانولول براي درمان كاهش يافته است.

درمان سرطان تيروئيد

      انواع مختلف سرطانهاي تيروئيد شامل سرطانهاي داراي برآمدگي و
كيسه اي با I131 قابل درمان هستند، زيرا اگرچه خيلي كوچك هستند، قابليت تمركز I131 را دارند. سرطانهاي تيروئيد نخاعي و آناپلاستيك، I131 را جمع      نمي كنند و از اين رو درمان با I131 براي درمان اين سرطانها بي ارزش است. سرطانهاي داراي برآمدگي و كيسه اي در قسمتهاي مختلف بدن از يك نقطه به نقطه ديگر گسترش يافته و اغلب ميزان وسعت گسترش قبل از شروع درمان با I131 نياز به ارزيابي دارد.

      قبل از درمان I131، اغلب بيماران متحمل جراحي كل و يا قسمت اعظمي از تيروئيد مي شوند كه در آن بافتهاي سرطاني به انضمام مقداري از بافتهاي سالم برداشته مي شوند. جداسازي بافتهاي سالم باعث پركاري تيروئيد مي شود و نتيجه آن يك افزايش TSH داخلي را دربردارد كه سرطان باقي مانده را براي متمركز كردن  I131 تحريك مي كند. همه داروهاي خوراكي هورمون تيرون (4T) براي 6 هفته قبل از شروع درمان به منظور درمان متوقف مي شوند. گاهي اوقات كربنات ليتيم قبل از درمان با I131 تجويز مي شود زيرا ليتيم از آزادسازي I131 از سرطان تيروئيد جلوگيري مي كند.



1 - Graves

1 - Thiomides

2 - Plummer

واژگان تخصصی در پزشکی هسته ای

واژگان تخصصی در پزشکی هسته ای

آنتي بادي (Ab) : ماده اي که در پاسخگويي به يک آنتی ژن توليد مي شود و يک ترکيب خاصي با آن تشکيل مي دهد.

 

آنتي بادي (Ag) : ماده اي که مي تواند آنتی بادی توليد کند و به طور خاص به آن بپيوندد.

 

اتاقک يونش : دستگاهی پر شده با گاز که براي اندازه گيري راديواکتيويته يا پرتودهي بر حسب تعداد جفت يونهاي توليد شده در گاز به وسيله تابشها بکار مي رود.

 

اثر بيولوژيکي نسبي (RBE) : فاکتوري که براي محاسبه دز معادل بر حسب رم از راد استفاده مي شود. آن به صورت  نسبت اندازه يک تابش استاندارد که يک آسيب بيولوژيکي معيني را موجب مي شود به مقدار تابش مورد بحث که آسيب بيولوژيکي يکساني را بوجود مي آورد تعريف مي شود.

 

ارگ : واحد انرژي يا کار انجام شده توسط يک نيروي 1 ديني در يک فاصله 1 سانتيمتری .

 

اسکن يا تصويربرداري سنتيلاسيون : ثبت توزيع راديواکتيويته در بدن يا بخشي از بدن يا استفاده از يک آشکارساز.

اريتروپويسيس : فرآيند تشکيل سلولهاي قرمز خون.

 

الکترون ( ) : يک ذره باردار منفي که اطراف هسته اتمها مي چرخد. آن داراي بار 10 -10× 8/4 واحد الکتروستاتيک و جرم 28 -10×1/9 گرم، معادل MeV 511/0 يا معادل  جرم پروتون است.

 

الکترون اوژه : الکتروني از لايه بيروني الکتروني، توسط پرتو x  که همه انرژي خود را منتقل مي کند، پرتاب مي شود.

 

الکترون ولت (eV) : انرژي جنبشي که از يک الکترون زماني که ميان يک اختلاف پتانسيل eV1 شتاب گرفته است بدست مي آيد.

 

اکتيويته ويژه : مقدار اکتيويته بر واحد جرم يک راديونوکليد يا ترکيب نشاندار.

 

 اکسايش : فرآيندي شيميايي که در آن يک اتم يا گروهي از اتمها الکترونهاي خود را براي باردارشدن مثبت بيشتر از دست مي دهند.

 

انتقال انرژي خطي (LET) : انرژي انباشته شده توسط تابش بر واحد طول ماده که تابش از ميان آن عبور مي کند. واحد معمول آن keV/μm  است.

 

اندام بحراني : اندامي که يک اندام حياتي براي بدن انسان است و پس از تجويز راديواکتيويته بالاترين دز تابشي را دريافت مي کند.

 

اندام هدف : اندامي که براي عکسبرداري مورد نظر باشد و يک مقدار بالايي از راديواکتيويته تجويزي را دريافت کند.

انرژي بستگي : انرژي براي اتصال دو موجود به يکديگر. در يک هسته، آن عبارتست از مقدار انرژي مورد نياز براي جدا کردن يک نوکلئون از ساير نوکلئونها در هسته. در يک پيوند شيميايي، آن عبارتست از انرژي مورد نياز براي جدا کردن دو مشترک پيوند شده در يک فاصله محدود.

 

انفارکت : ناحيه اي از بافت مرده که به علت کمبود کامل جريان خون است.

 

ايزوبار : هسته هايي که عدد جرمي يکسان دارند، يعني، مجموع نوترونها و پروتونهاي يکسان. به عنوان مثال  و

 

ايزوتوپ : نوکليدهايي که عدد اتمي يکسان دارند، يعني، تعداد پروتونها در     هسته ها يکسان است. مثلاً  و

 

ايزوتون : نوکليدهايي که تعداد نوترونهاي يکسان در هسته دارند. براي مثال  و   ايزوتون هستند.

 

ايزومر : نوکليدهايي که عدد اتمي و جرمي يکسان دارند اما در انرژي و اسپين اختلاف دارند. براي مثال Tc99 وTc  m 99 ايزومر هستند.

 

بدون اضافه حامل (NCA) : عبارتي که براي مشخص کردن حالت يک ماده راديواکتيو که هيچ ايزوتوپ پايداري به طور عمدي اضافه نشده است, استفاده مي گردد.

 

برامشترالانگ : فوتونهاي پرتو- گاما که کاهش سرعت ذرات باردار در نزديک هسته هاي يک اتم توليد مي شوند.

بکرل (Bq) : واحد اکتيويته. يک بکرل معادل 1 تجزيه بر ثانيه است.

 

بيگانه خواري : فرآيندي که در آن سلولهاي بيگانه خوار مواد خارجي به صورت  ذره را از جريان خون جدا مي کنند. ذرات کلوئيدي توسط سلولهاي بيگانه خوار در کبد جدا مي شوند.

 

پارنترال : اصطلاحي که مسير تجويز دارو بجز مسير خوراکي را نشان مي دهد. مثالهايي عبارتند از مسير رحم، درون وريدي، درون ماهيچه اي.

 

پاينوسيتوسيس : جذب مايع توسط سلولها.

 

تابش نابودي : تابشهاي با انرژي keV 511 که در زاويه º180 پس از اينکه يک ذره +β توسط پيوستن با يک الکترون در ماده نابود مي شود، گسيل مي گردند.

 

تبديل الکتروني (  ) : تبديل داخلي را ملاحظه کنيد.

 

تبديل داخلي : حالت جايگزين با فروپاشي پرتو گاما در هسته هاي برانگيخته که انرژي به يک الکترون مداري منتقل و سپس از مدار بيرون انداخته مي شود.

 

ترکيب نشاندار : ترکيبي که مولکول با يک راديونوکليد برچسب گذاري مي شود.

 

تضعيف : فرآيندي که توسط آن شدت تابش از طريق جذب و/ يا پراکندگي در طي آن از ماده کاهش مي يابد.

 

توقيف گلبولها : فرآيند جداسازي سلولها، از قبيل جداسازي گلبولهاي فرسوده قرمز خون توسط طحال.

 

ثابت فروپاشي (λ) : کسري از اتمهاي يک جزء راديواکتيو که بر واحد زمان فروپاشي مي کند. آن به صورت  توصيف مي شود که     نيمه عمر راديونوکليد است.

 

جذب: فرايندي که در طي آن انرژي تابشي در اثر عبور از ماده از دست مي رود.

 

حالت شبه پايدار (m) : يک حالت برانگيخته از يک نوکليد که به ساير حالتهاي برانگيخته يا حالت پايه با يک نيمه عمر قابل اندازه گيري فروپاشي مي کند.

 

حامل : يک عنصر پايدار که در مقادير قابل آشکارسازي به يک راديونوکليد از عنصر همسان افزوده مي شود، معمولاً براي سهولت فرآيند شيميايي راديونوکليد.

 

حامل- آزاد : عبارتي که براي نمايش غياب هر يک از اتمهاي ايزوتوپيک پايدار در يک نمونه راديونوکليد استفاده مي شود.

 

خشک کردن توسط انجماد : فرآيندي که توسط آن يک ماده مايع سريعاً منجمد و سپس خشک مي گردد يا تحت يک خلأ بالا آب آن گرفته مي شود.

 

خلوص راديوشيميايي : کسري از کل راديواکتيويته در فرم شيميايي مطلوب. اگر MAA - mTc99 ،90 درصد خالص باشد آنگاه 90 درصد از راديواکتيويته درMAA  - mTc99 است.

خلوص راديونوکليدي : کسري از کل راديواکتيويته در فرمي از راديونوکليد مربوطه. هر راديواکتيويته خارجي از قبيل Mo99 در راديوداروي mTc99 يک ناخالصي است.

 

خون منعقد شده در رگ (لخته) : لخته خون که به صورت  چسبناک در نقطه اي از تشکيل آن بروي يک رگ خوني باقي مي ماند.

 

دز : انرژي تابشي جذب شده توسط هر ماده.

 

دز معادل تجمعي (50T, H) : دز معادل اندامها يا بافتهاي مرجع (T) که از فراجذب مواد راديواکتيو يک فرد در طي دوره زماني 50 سال در پی يک فراجذب دريافت مي گردد.

 

دز معادل سطحي (s H) : دز معادل يک بافت به عمق cm 007/0 (2 mg/cm7 ) که در کل يک ناحيه 2 cm 1 متوسط گيري شده است ناشي از پرتوگيري خارجي پوست.

 

دز معادل عمقي (Hd) : دز معادل در يک بافت به عمق cm 1 (2 mg/cm1000) ناشي از پرتوگيري خارجي تمام بدن.

 

دزيمتر: ابزاري براي اندازه گيري دز تجمعي از تابش دريافتي در طي يک مدت پرتوگيري تابش.

 

دزيمتري : محاسبات يا اندازه گيريهاي دز جذب شده تابشي.

 

دقت : يک عبارتي که استفاده مي شود براي نمايش اينکه چه ميزان اندازه گيري يک کميت به مقدار صحيح آن نزديک است.

 

راد : واحد دز جذب شدهتابشي. يک راد معادل 100 ارگ از انرژي تابشي انباشته شده بر گرم از هر ماده اي است، يا   .

 

راديکال آزاد : يک گونه شيميايي با واکنش پذيري بالا که يک يا تعداد بيشتري الکترون جفت نشده دارد.

 

راديودارو : يک داروي راديواکتيو که مي تواند به طور ايمن به انسان براي مقاصد تشخيصي و درماني تجويز شود.

 

راديوليز : فرآيندي که در آن ترکيب راديونشاندار توسط تابشهاي ناشي از راديونوکليد در مولکولهاي نشاندار شکسته مي شود.

 

ردياب : راديونوکليد يا ترکيب نشانداري با يک راديونوکليد که ممکن است براي توزيع متعاقب يا امتداد مسير شيميايي، فيزيکي يا فرآيند متابوليکي آن استفاده شود.

 

رونتگن : کميتي از تابشهاي x و γ که يک واحد الکتروستاتيک از بار مثبت يا منفي در 3 cm 1 از هوا در C º0 و فشار 760 ميليمتر جيوه (STP) توليد مي کند. آن معادل با  هواC/kg  4-10× 58/2 است.

 

رونتگن معادل انسان (rem) : دز معادل که به صورت حاصل ضرب دز جذب شده (راد) در اثرات بيولوژيکي نسبي يا فاکتور کيفي يا فاکتور وزني تابشي از تابش مورد بحث تعريف مي شود.

ژنها : ژنها ترکيباتي از بخشهاي مولکولي DNA هستند و اساس واحد هاي موروثي در همه سيستمهاي زنده مي باشند.

 

سطح مقطع (σ) : احتمال رويداد يک واکنش هسته اي يا تشکيل يک راديونوکليد در يک واکنش هسته اي. آن برحسب واحد بارن توصيف مي گردد؛                يک بارن = 2 cm 24-10 .

 

سيورت (Sv) : واحد دز معادل و برابر با 100 رم.

 

شتابدهنده: ماشيني براي شتاب دادن ذرات باردار به صورت  مسير خطي يا     دايره اي توسط اجزاء يک ميدان الکترومغناطيسي ذرات شتاب داده شده از قبيل ذرات آلفا، پروتونها، دوترونها و يونهاي سنگين که داراي انرژي زياد هستند و مي توانند موجب واکنشهاي هسته اي توسط تابش دهي اتمهاي هدف شوند.

 

شکافت (f) : يک فرايند هسته اي که در آن هسته هاي سنگين تقريباً به دو هسته معادل کوچکتر تقسيم مي شوند، که به همراه گسيل 2 يا 3 نوترون.

 

صحت : اصطلاحي که براي نمايش تکرار پذيري اندازه گيري يک کميت زماني که به طور تکراري تعيين مي شود, بکار مي رود.

 

ضريب جذب (μ) : کسري از انرژي تابشي جذب شده بر واحد ضخامت (ضريب جذب خطي) يا بر واحد جرم جذب کننده (ضريب جذب جرمي).

 

عامل شلاته کردن : يک ترکيبي که با يک يون فلزي از طريق تعداد بيشتري از پيوندهاي کووالانسی کئوردينانسی، پيوند خورده مي شود.

عدد اتمي (Z) : تعداد پروتونها در هسته يک اتم. 

 

عدد آووگادرو: تعداد مولکولها در يک گرم- مول از هر ماده يا تعداد اتمها در يک گرم- اتم از هر عنصر. معادل 23 10× 02/6 است.

 

عدد جرمي (A) : تعداد کل پروتونها و نوترونها در هسته هاي يک نوکليد.

 

عمر متوسط (e) : مدت زماني که يک راديونوکليد به طور ميانگين قبل از فروپاشي وجود دارد. آن از طريق  به نيمه عمر و ثابت فروپاشي مرتبط مي گردد.

 

عمر ميانگين : عمر متوسط را ملاحظه کنيد.

 

فاکتور کيفي (QF) : فاکتوري وابسته به انتقال خطي انرژي است که در دز جذبي براي محاسبه دز معادل بر حسب رم بکار مي رود. آن در حفاظت در برابر تابش براي بدست آوردن مقدار آسيب تابشي مرتبط با تابشهاي متفاوت بکار مي رود. براي پرتوهاي x و γ و β يک و براي نوترونها و پروتونها 10 است.

 

فاکتور وزني بافت (T W) : فاکتوري مرتبط با حساسيت پرتويي از بافتهاي گوناگون در سيستمهاي زنده.

 

فاکتور وزني تابش (Wr) : فاکتور کيفي را نگاه کنيد.

 

فانتوم : حجمي از يک ماده مصنوعي که براي شبيه سازي خواصي يک اندام يا قسمتي از بدن هنگامي که پرتودهي تابشي مي گردد, ساخته شده است.

فروشويي : روشي از "پاک کردن از طريق شستشو" يک ماده جاذب از يک ماده جاذب سطحي جامد (از قبيل رزين تبادل يوني) با يک مايع.

 

کاستي جرم : اختلاف بين جرم نوکلئونها و جرمهاي مقيد شده نوکلئونهاي جداگانه يک نوکليد.

 

کاهش : فرآيندي شيميايي که در آن يک اتم يا گروهي از اتمها براي باردار شدن منفي بيشتر الکترونها را دريافت مي کنند.

 

کلوييد : نوعي از پخش ماده در مايع. اندازه ذرات پخش شده (کلوييد) از محدوده nm10 تا mμ 1 است.

 

کم خوني موقت : شرايطي که در آن ناحيه اي از بافت کمبود خون رساني دارد.

 

کوري (Ci) : واحد راديواکتيويته. يک کوري به صورت  10 10×7/3 تجزيه بر ثانيه تعريف مي شود.

 

گذار ايزومري (IT) : فروپاشي حالت برانگيخته يک نوکليد به حالت برانگيخته پايين تر يا حالت پايه.

 

گرفتگي ناشي از لخته : يک لخته خون نسبتاً بزرگ که از يک رگ خوني رها   مي شود و در يک رگ کوچکتر جايگزين مي شود, به طوري که جريان خون را مسدود مي کند.

 

گري (Gy) : واحد دز تابشي در واحدهاي SI يک گري معادل 100 راد است.

گيراندازي الکترون (EC) : حالتي از فروپاشي يک راديونوکليد با افزوني پروتون که در آن يک الکترون مداري توسط هسته گير اندازي مي شود و توأماً از طريق گسيل يک نوترينو و پرتوهاي x مشخصه همراه است.

 

گيراندازي K : حالتي از فروپاشي راديواکتيو که در آن الکترون از لايه K توسط هسته گير انداخته مي شود.

 

لايه نيم- مقدار (HVL) : ضخامتي از هر ماده جاذب که براي کاهش شدت يا پرتودهي يک باريکه تابشي به نصف مقدار اوليه، هنگامي که در مسير باريکه قرار مي گيرد لازم است.

 

مولاريته (M) : تعداد گرم مولها از يک جسم حل شده در ml1000 از يک محلول.

 

مولد راديونوکليد : دستگاهي که در آن دختر با نيمه عمر کوتاه به طور شيميايي جداسازي مي شود و به طور متناوب از مادر با نيمه عمر بلند به روي يک ماده جاذب سطحي، جذب سطحي مي شود. براي مثال Tc m 99 از Mo99 از مولد مولي توسط شستشو با سالين جدا مي شود.

 

ميزان دز : يک جمله متعارف براي مقداري از راديوداروي تجويز شده بر حسب ميکروکوري يا ميلي کوري  يا بکرل.

 

نرماليته (N) : واحد غلظت محلول. يک محلول N 1 شامل 1 گرم وزن معادل از يک ماده در ml1000 محلول است. يک وزن معادل از يک ماده به صورت وزني از يک ماده که با يک مولکول از هيدروژن يا هيدروکسيل آزاد مي شود يا واکنش مي دهد, تعريف مي شود.

نوترون حرارتي : نوترونهاي با انرژي حرارتي eV 025/0 .

 

نوترينو (ν) : ذره اي بدون بار و جرم که با انرژي متغير به همراه فروپاشي β و + β و گيراندازي الکترون از راديونوکليدها گسيل مي شود.

 

نوکلئون : يک اصطلاح متداول براي نوترونها يا پرتونها در هسته يک نوکليد.

 

نيمه عمر بيولوژيکي (Tb) : مدت زماني که نيمي از يک دز تجويز شده از يک ماده از طريق فرآيندهاي بيولوژيکي از قبيل ادرار يا مدفوع، دفع مي شود.

 

نيمه عمر فيزيکي (Tp) : نيمه عمر را نگاه کنيد.

 

نيمه عمر موثر (Te) : زمان مورد نياز براي اينکه ميزان دز اوليه تزريق شده از طريق هر دو مقدار فروپاشي فيزيکي و دفع بيولوژيکي يک راديونوکليد به نصف تقليل يابد. مقدار آن با رابطه  داده مي شود که در آن  Te نيمه عمر مؤثر، p T وb  T به ترتيب نيمه عمر فيزيکي و بيولوژيکي هستند.

 

نيمه عمر ( ) : که مشخصه منحصر به فرد يک راديونوکليد، که به صورت مدت زماني که اکتيويته اوليه يک راديونوکليد به نصف کاهش مي يابد, تعريف         مي شود. رابطه آن با ثابت فروپاشي به صورت    است.

 

واحد جرم اتمي : مطابق تعريف، يک دوازدهم جرم  ، معادل gr 24-10 × 66/1 يا MeV 931. 

 

وکتورها : حاملهايی از ژنها براي تحويل درون تني به سيستمهاي زنده هستند. ويروسها مثالهايي از حاملها براي تحويل ژنها هستند.

 

هوازيست : يک عبارتي که استفاده مي شود براي نمايش رشد ميکروارگانيسم ها در حضور اکسيژن.

 

هماتوکريت : کسر حجمي درصد قرمز خون در کل خون.

 

همسوساز : ابزاري براي محبوس کردن باريکه ای تابشي درون يک ميدان خاص از ديد. همسوسازها ممکن است به صورت  همگرا، مشبک، واگرا و انواع سوراخدار موازي باشند.

 

هيدروليز : فرآيندي که در آن يک ترکيب از طريق واکنش با آب، زماني که آب به عنوان حلال مورد استفاده قرار گيرد به دو مؤلفه تجزيه مي شود.

 

يون : يک اتم يا گروهي از اتمها با بار مثبت (کاتيون) يا بار منفي (آنيون)

 

DNA : دئوکسي ريبونوکلئيک اسيد يک مولکول دو کرانه است که بر پايه جفتهايي بين آدنيان و ديماين و گواناين و سيتوساين ساخته شده است. جفتهاي پايه در دو کرانه از طريق پيوندهاي هيدروژن متصل شده اند. مولکولهاي DNA مشخصات نهادهاي زنده را حک مي کنند.

 

 : دز انرژي از يک ماده که هنگامي که به گروهي از هر گونه زنده تزريق مي گردد، %50  از گروه در مدت 60 روز کشته مي شوند.

 

mRNA : حامل اسيد ريبونوکليک که توليد پروتئين ها مي کند، هنگامي که يک ژن فعال شده و مورد رونويسی و ترجمه می گيرد.

 

pH : واحد غلظت يون هيدروژن. به طور متداول با منفي لگاريتم غلظت يون هيدروژن در يک محلول داده مي شود : [+ H]10 log - =pH  

 

 

راديوداروهاي نشاندار با Tc-99m

 

راديوداروهاي نشاندار با Tc-99m

مبناي اصلي نشاندار نمودن mTc99 مستلزم احيا 7+mTc99 به يک حالت اکسايش است که بتواند با مولکول شلات مورد نظر پيوند دهد. در بسياري از حالات، کيتها براي راديوداروهاي mTc99 براي مصرف روزمره کلينيکي قابل دسترس هستند. اين کيتها داراي عامل شلاته مورد نظر و عمل احياء دو مقادير مناسب هستند. در بعضي از کيتها، پايدار کننده هاي مقتضي اضافه مي شود. حدود حجم و اکتيويته mTc99 که مي تواند به ويالهاي کيت ويژه افزوده گردد، و زمان انقضاء در بسته بندي ها بوسيله سازنده داده مي شود. براي بسياري از راديوداروهاي mTc99، زمان انقضاء 6 ساعت، معادل نيمه عمر فيزيکي mTc99 (ساعت 6 = 2/1t ) است. تأثير بسته بندي مورد نظر شامل دماهاي نگهداري براي کيتها قبل و بعد از فرمولاسيون با mTc99 مي باشد. ذيلاً توضيحاتي از ويژگيهاي راديوداروهاي     - mTc99 که مستمراً مورد استفاده قرار مي گيرند ارائه مي شود.

 

سديم پرتکنتات- mTc99

4– NaTcO mTc99 (با نيمه عمر برابر 6 ساعت) از مواد mTc99 Mo –99 محلول سالين شسته مي شود. اين مولدها بوسيلهMallincKrodt Medical Inc،  Bristol – Myers Squibb ، Amersham Health ، و ديگران تهيه و توزيع مي گردد. محلول -4mTcO99 حاصل از مولد براي نفوذ Mo99 و Al مورد آزمايش قرار مي گيرد و مايعات براي تهيه کيتهاي مختلف، بصورتي که در ذيل توضيح داده شده مورد استفاده قرار مي گيرند. عمر نگهداري  -4mTcO99 برابر 12 ساعت پس از شستشو بوده و مي تواند در دماي اتاق نگهداري گردد. حالت اکسايش تکنسيم در  -4mTcO99 برابر + 7  است.

-4mTcO99 ابتدائاً براي تهيه راديوداروهاي نشاندار با mTc99 بکار مي رود ولي خود براي تصويربرداري تيروئيد و آشکارسازي زائده روده يا مثانه در کل نيز مورد استفاده قرار مي گيرد.

 

آلبومين سرم انساني نشاندار با mTc99

کيتهاي آلبومين سرم انساني[1] (HAS) حاوي HAS و +2Sn بصورت تجارتي در ويالهاي چند دزي تهيه شده توسط آمرشام (A.H.) قابل دسترس هستند. لازم است کيتها در 2 تا 8 درجه سلسيوس نگهداري شده، و قبل از نشاندار کردن با   -4mTcO99 ويال بايد تا دماي اتاق گرم گردد. نشاندار شدن با افزودن -4mTcO99  به ويال کيت انجام پذيرفته و بازدهي نشاندار شدن بالاتر از 90% است. PH ،     – HAS mTc99 از 5/2 تا 3/3 است. – HAS mTc99 بايد در °C 8- 2 نگهداري شود.

– HAS mTc99 براي مدت 6 ساعت پس از فرمولاسيون خوب است. سالين بدون نگهدارنده بايد براي رقيق نمودن -4mTcO99  يا – HAS mTc99 بکار رود. محتواي ويال بايد بطور کامل قبل از استفاده براي مريض مخلوط گردد.

حالت اکسايش تکنسيم در – HAS mTc99 بدقت معلوم نيست، ولي برابر +5 فرض مي شود.

– HAS mTc99 براي تصوير برداري استخر خوني بوسيله عبور اول يا روش دريچه سدي بکار مي رود.

 

آلبومين ماکروآگرگيته- mTc99

آلبومين ماکروآگرگيته[2] (MAA) بوسيله گرم نمودن مخلوطي از آلبومين سرم انساني (HAS) و کلريد قلع (II) يا تارتارات در بافراستات (  0= PH ) ، نقطه ايزوالکتريک آلبومين) در °C80 تا °C90 به مدت 30 دقيقه تهيه مي شود. سپس ذرات جهت جداسازي هرگونه يون قلع (II) و معلق در سالين با سالين شسته
مي شود. متعاقباً سوسپانسيون به ويالهاي براي مصرف در کيتها تقسيم
مي گردد.

کيتهاي تجارتي به شکل ليوفيلي قابل دسترس بوده و معمولاً داراي ذرات MAA، کلريد قلع (II) دي هيدرات با تارتارات و HCl يا NaOH افزوده شده براي تنظيم PH هستند. علاوه بر آن، سازندگان مختلف محتويات غير فعال ديگر همچون استات سديم، HAS ، اسيد ساکسينيک و لاکتوز را براي آسان نمودن پراکندگي ذرات در طي ساختن با پرتکنتات اضافه مي کنند. تعداد ذرات از يک تا 12 ميليون در هر ميلي گرم آلبومين آگرگيته وجود دارد. شکل ذرات غير منظم بوده و اندازه آلفا از بين 10 و 9 ميکرومتر است و ذره اي بزرگتر از μm150 وجود ندارد. کيتها قبل از نشاندار کردن با mTc99 با °C 8- 2 نگهداري شوند. بعضي از کيتها در    °C 25-20 قابل نگهداري هستند. تهيه – MAA mTc99 با بکار بردن يک کيت تجارتي مستلزم گرم نمودن اوليه ويال تا حد دماي اتاق و به دنبال آن افزايش -4mTcO99 است. در بعضي از کيتها لازم است ويالها به مدت 2 تا 15 دقيقه براي حداکثر چسبندگي بمانند. بازدهي نشاندار کردن بالاتر از 90 درصد است. تهيه مواد براي 6 تا 8 ساعت خوب است و بايد پس از تشکيل در °C 8- 2 نگهداري شوند.

در مراحل تهيه – MAA mTc99 اندازه ذرات بوسيله يک هموسالتيومتر ( اندازه شبکه μm150) زير يک ميکروسکوپ نوري مورد بازرسي قرار گرفته و سوسپانسيون هاي حاوي ذرات بزرگتر از μm150 بايد دور انداخته شوند. قبل از مصرف دز اثري براي بيمار، براي ساختن يک سوسپانسيون همگن لازم است محتواي ويال تکانده شود. بصورت مشابه، محتواي سرنج نيز بايد قبل از استفاده بطور کامل مخلوط شود.

– MAA mTc99 عامل انتخابي براي تصويربرداري پرفيوژن ريه است. همچنين اين راديودارو براي بررسي  سياهرگ جهت آشکارسازي خون بستگي در آن در انتهاي پايين تر بکار مي رود.

 

راديوداروهاي فسفونات و فسفات- mTc99

ترکيبات فسفونات و فسفات بشدت در استخوان تمرکز مي کنند و لذا براي تصويربرداري استخوان مناسب هستند. با وجود اين، ترکيبات فسفونات
درون تني پايدارتر از ترکيبات فسفات هستند چرا که پيوند P – O – P در فسفات بوسيله آنزيم فسفاتها براحتي مي شکند در حاليکه پيوند P – C – P در دي فسفونات به اين صورت نيست. به همين دليل، کمپلکس هاي دي فسفونات نشاندار با mTc99 معمولاً براي تصويربرداري استخوان مورد استفاده قرار
مي گيرند، اگرچه پيروفسفات- mTc99 براي تصويربرداري بافت هاي مرده ماهيچه قلبي بکار مي رود. سه دي فسفونات که بطور گسترده اي مورد مطالعه قرار گرفته اند عبارتند از: هيدروکسي اتيليدن دي فسفونات (HEDP) ، متيلن دي فسفونات (MDP) و هيدروکسي متيلن دي فسفونات HMDP) يا (HDP ، که از ميان آنها MDP و HDP بيشترين کاربرد را در پزشکي هسته اي دارند.

کيتهاي تجارتي براي PYP ، MDP و HDP از سازندگان مختلف قابل خريداري است. حالت و ترکيب هر کيت در کميتهائي از عامل شلاته و يونهاي قلع (II) از سازنده به سازنده متفاوت است. کليه عاملهاي دي فسفونات- mTc99 شلاتهاي ضعيف بوده و تمايل به خراب شدن در طي زمان داشته توليد ناخالصي            -4mTcO99  در حضور اکسيژن و راديکالهاي آزاد توليد شده بوسيله تابشها     مي نمايند که در فصل 6 مورد بحث قرار گرفت. با افزايش مقدار قلع، پرکردن کيتها از نيتروژن و يا افزايش آنتي اکسيدان مي توان از اين واكنش هاي اکسايش جلوگيري نمود. بايد توجه نمود که نسبت قلع به عامل شلاته طوري باشد که تصويربرداري بهينه بدون تشکيل کلوئيد – Sn mTc99 نامطلوب وجود داشته باشد. هنگامي که از کيتهاي با مقدار بالايي از +2Sn براي تصويربرداري استخوان استفاده گردد، اسکن بعدي مغز با -4mTcO99 نشاندهنده گلوبولهاي قرمز خوني نشاندار با mTc99 تا دو هفته پس از استفاده از – PYP mTc99
مي باشد. اين امر از وضعيت مورد مواجه در نشاندار نمودن درون تني گلوبولهاي قرمز خوني بوسيله ابتدا استفاده از پيروفسفات قلع (II) و بدنبال آن استفاده از پرتکنتات پيروي مي کند. يونهاي Sn2+ اضافي پس از احياء -4mTcO99  در کيتهاي دي فسفونات براي نشاندار نمودن راديواکتيو بيشتر گلوبولهاي قرمز خوني در پلاسما فراهم مي باشد. بهمين دليل، محتواي قلع در کيتهاي بعدي استخوان کاهش مي يابد، که با افزايش نيتروژن در کيتها و بکاربردن آنتي اکسيدان همچون اسيد ژنتيک پايداري بيشتري پيدا مي کند.

دماي نگهداري براي بسياري از کيتها °C30- 15 در هر دو حالت قبل و بعد از نشاندار شدن مي باشد. نشاندار شدن براحتي با افزودن -4mTcO99 به ويال و اختلاط آن حاصل مي شود. بهره نشاندار شدن بالاتر از 95 درصد است. تهيه   – MDP mTc99 به مدت 6 ساعت پس از نشاندار شدن خوب است، بجزبراي کيتهاي HDP که زدن انقضاء 8 ساعت مشخص شده است. حالت اکسايش Tc در کيتهاي استخوان +3 گزارش شده است.

– MDP mTc99 و – HDP mTc99 براي تصوير برداري استخوان، در حالي که  – PYP mTc99 براي تصويربرداري بافت هاي مرده ماهيچه هاي قلب بکار     رفته اند. ترکيب اخير همچنين در نشاندار نمودن گلوبول قرمز خوني براي بکارگيري در استخر خوني محبوس شده و مطالعات از دست رفتن خون در دستگاه گوارش مورد استفاده قرار مي گيرند.

 

 

 

کلوئيدسولفور- mTc99

مبناي اصلي تهيه کلوئيد سولفور[1]  -  mTc99 (SC) عبارت است از افزودن يک اسيد به مخلوطي از -4mTcO99 و تيو سولفات سديم و سپس گرم نمودن آن در        °C100- 95 در حمام آب به مدت 5 تا 10 دقيقه. pH مخلوط با يک بافر مناسب در 7- 6 تنظيم مي گردد. بهره نشاندار شدن بزرگتر از 99 درصد است. کيتهاي  – SC mTc99 از سازندگان تجاري قابل تهيه است. سازندگان علاوه بر محتويات اصلي تيوسولفات و يک اسيد جهت از بين بردن يون آلومينيوم حاضر در محلول شستشوي جهت شلاته شدن، به اين کيتها ژلاتين بصورت کلوئيد محافظ و EDTA مي افزايند. عمر نگهداري کيتها معمولاً يک سال از زمان ساخت است. 

– SC mTc99 در دماي اتاق قابل نگهداري بود و 12- 6 ساعت پس از نشاندار شدن دور انداخته مي شود. اندازه ذره  μm1-1/0 با ميانگين μm3/0 است و توزيع اندازه مي تواند از زمان فراهم نمودن و نيز کيت به کيت متغير باشد. حضور Al3+ يا هرگونه يون چند ظرفيتي بوسيله کرک شدن با تشکيل کلوئيد، بويژه در حضور بافرفسفات تداخل نموده، و مشکل با افزودن EDTA به کيت دفع مي گردد. EDTA کمپلکسي با Al3+ تشکيل داده و لذا از کرک شدن           – SC mTc99 جلوگيري مي نمايد. محلول شستشوي - mTc99 حاوي بيشتر از μg10 آلومينيوم بر ميلي ليتر نبايد بکار رود. چنانچه اجماع وجود داشته باشد، ذرات بزرگتري در لوله هاي موئي ششي بدام افتاده و لذا ترکيب تهيه شده دور انداخته مي شود.

دو مرحله در فرايند نشاندار – SC mTc99 وجود دارد. در مرحله اول اسيد با تيوسولفات سديم در حضور -4mTcO99   واکنش نشان داده و 7mTcS99    کلوئيدي که در فرمول (7-1) ديده مي شود تشکيل مي گردد.

 

 

2Na99mTCO4 + 7Na2S2O3 + 2HCl → 99TC2S7 + 7Na2So4 + H2O + 2NaCl   (7- 1)

 

در مرحله دو، سولفور کلوئيدي بصورت فرمول (7-2) ته نشين مي گردد:

 

Na2S2O3 + 2HCl → H2SO3 + S + 2NaCl                                                               (7- 2)

 

تشکيل – SC mTc99 سريعتر از تشکيل سولفور کلوئيدي است. نشان داده شده است که سولفورکلوئيدي حداقل در بخشي روي – SC mTc99 تشکيل مي شود که به عنوان هسته آن عمل مي کند (Eckelman,et al 1996) .

همزمان، سولفور کلوئيدي همچنين مي تواند مستقلاً تشکيل گردد. ذرات کوچکتر معمولاً داراي مقادير نسبتاً کوچکي از سولفور کلوئيدي بوده ولي مقدار قابل ملاحظه اي از – SC mTc99 و بطور معکوس، ذرات بزرگتري داراي سولفور کلوئيدي بيشتر از – SC mTc99 هستند. لذا، چنانچه اتمهاي Tc بيشتري      (99TC باضافه mTc99 ) افزوده شوند، بهمان صورتي که در پرتکنتات از مولدي که قبلاً بمدت طولاني دوشيده نشده، تعداد ذرات با اندازه کوچک بدليل افزايش در تعداد هر دو ذرات 99TC و – SC mTc99 و مقدار کم سولفور کلوئيدي افزايش پيدا مي کند. سولفور کلوئيدي روي ذرات TC – SC در محلول ملايم بازي با گرم شدن حل و ذرات کوچکتري را توليد مي کند. بايد توجه نمود که حالت اکسايش mTc99 در 7S2 mTc99 برابر 7+ بوده، و لذا احياء TC7+ رخ نمي دهد.

کلوئيد سولفور - mTc99 در تصوير برداري جگر و طحال بسيار مفيد بوده و گاهي براي تصويربرداري مغز استخوان هم استفاده مي گردد. اين کيت همچنين براي مطالعات از دست دادن خون در دستگاه گوارشي و براي مطالعات تخليه گوارش در ساختن ساندويچ تخم مرغ نشاندار با mTc99 بکار مي رود.

 

کلوئيد- سولفور - mTc99 فيلتر شده

ليمفوسينتيگرافي با بکار بردن اندازه کوچکتر (<μm) از – SC mTc99 بطور موفقيت آميزي بکار رفته است. اين ذرات با فيلتر نمودن – SC mTc99 (تهيه شده بطريق مذکور در بالا) از ميان فيلتر غشائي 2/0 يا 1/0 ميکرومتر حاصل شده است. در حالت غلظت بالاي اکتيويته، نمونه تا غلظت مورد نظر رقيق و سپس فيلتر مي گردد. غلظت ذرات در اين مراحل تهيه کاهش مي يابد.

 

کلوئيد آلبومين - mTc99 ( نانوکلوئيد)

کيت کلوئيد آلبومين با نام نانوکول بوسيله شرکت سولکو[2] در اروپا توزيع
مي گردد. اين کيت داراي کلوئيد HAS (همچنين بنام نانوکلوئيد) و قلع (II)
دي هيدراته بوده، و بوسيله ذرات بسيار ريز (تقريباً 95 درصد ذرات داراي اندازه کمتر از 08/0 ميکرومتر با اندازه ميانگين (μm 03/0) مشخص هستند. نشاندار نمودن با افزايش -4mTcO99   به ويال کيت و کشت مخلوط بمدت 5 تا 10 دقيقه در دماي اتاق انجام مي پذيرد. بهره نشاندار نمودن نانوکلوئيد - mTc99 کمّي است. با توجه به کوچکتر بودن اندازه ذرات، نانوکلوئيد بيشتري (تقريباً 15 درصد) نسبت به – SC mTc99 (2 تا 5 درصد) در مغز استخوان تمرکز مي يابد. کيت قبل از ساختن در °C 8- 2 و در دماي اتاق پس از ساختن نگهداري مي گردد.

نانوکلوئيد - mTc99 بمدت 6 ساعت پس از تشکيل مفيد است. نانوکلوئيد             - mTc99 براي تصويربرداري مغز استخوان، سينتيگرافي تورم و ليمفوسينتيگرافي مفيد مي باشد.

 

 

 

پنتتات- mTc99  (DTPA)

کيتتهاي DTPA تجارتي معمولاً از نمکهاي پنتاسديم يا کلسيم تري سديم DTPA حاوي مقدار معيني از کلريد قلع (II) دي هيدرات در شکل ليمفوليزه تحت اتمسفر نيتروژن ساخته شده اند.

نشاندار نمودن با افزودن عاري از اکسيدان-4mTcO99    به ويال کيت و اختلاط آن انجام مي پذيرد. بهره نشاندار شدن بالاتر از 95 درصد بوده،
 – DTPA mTc99 داراي عمر نگهداري 6 ساعت پس از ساختن آن است. دماي توصيه شده نگهداري براي کيت °C 30- 15 قبل و بعد از نشاندار شدن است.

با بکار بردن مقادير ميلي مولار از mTc99 ، نشان داده شده است که در             – DTPA mTc99 تهيه شده بوسيله احياء يون قلع (II) حالت اکسايش تکنسيم برابر +4 است. با وجود اين معلوم نيست که چنانچه اين داده ها براي مقادير جزئي mTc99 در – DTPA mTc99 برون يابي گردد صحت داشته باشد. 

کاربرد اوليه – DTPA mTc99 مطالعه جريان هوا در شش، اندازه گيري فيلتراسيون گلوله رگ (GFR) ، و تهيه آئروسل در شش و مطالعات تهويه شش است. اين راديودارو همچنين در فشار و آرامش و آنتي کولوگرافي راديونوکليد بکار مي رود. براي اندازه گيري , GFR – DTPA mTc99 بايد در مدت يک ساعت پس از تهيه آن مورد استفاده قرار گيرد، چرا که در شکسته شدن              – DTPA mTc99 ممکن است زمينه خون را افزايش داده و GFR همراه با خط ارائه کند. اين راديودارو همچنين براي مطالعه گشودگي انحراف مغزي و نشت سيال مغزي مورد استفاده قرار گرفته است. با وجود اين، براي چنين معرفي،     – DTPA mTc99 بايد پس از ساختن بطور ويژه آزمايش گردد، چرا که سيستم مغزي براي پيروژنها بسيار حساس است.


[1] - 99mTc – Sulfur Colloid

[2] - Solco Company



[1] - Human Serum Albumin

[2] - Macroaggregated Albumin

رادیوداروهایی برای بدخیمی استخوان

رادیوداروهایی برای بدخیمی استخوان

 

در ابتدا،  کاربرد رادیوایزوتوپها برای معالجه سرطانهای استخوان اصولاً بر پایه وضعیت مداوم یا غیر مداوم بیماری مورد نظر بود. ایزوتوپهای کلسیم و استرانسیوم در پزشکی برای درمان امراض استخوان از ابتدای دهه 1940 مورد استفاده قرار گرفت]2[. در نتیجه برنامه های تحقیقاتی در دهه بعدی، استفاده از این عوامل، روشی برای ترکیبات فسفر(P32(  را ارائه داد، اما این روش ساخت نتیجه بهینه شده کمتری را نشان داد. در نتیجه، برنامه های تحقیقاتی، از تمرکز به درمان سرطان استخوان به درمان درد توام با وضعیت بیماری منتقل شد. در دهه 1970، Sr89   بعنوان یک عامل مفید نشاندار به منظور درمان کمکی درد برای متاستاز سرطانی مجدداً معرفی شد.

اگر چه P32 و  Sr89 نشان دادند که در کاهش درد توام با متاستازهای پروستات و سینه موثر هستند، ولی این رادیو داروها برای کاربرد در سایر انواع سرطانها موثر نیستند. همچنین خواص فیزیکی رادیواکتیو آنها اثرات مضر نامطلوبی بر سلولهای مایلوپرلایفیتو در مغز استخوان و متوقف کردن بازسازی مغز استخوان دارد.

بعلت توزیع منظم یاخته های استخوانی، تومور و مغز استخوان، مدلسازی دزیمتری این رادیو داروها مشکل است. همچنین نیمه عمر بیولوژیکی رادیو داروها برای محاسبه غیر قابل پیش بینی و مشکل است و به علت این عوامل، محققان، واریانسهای بزرگی در دزیمتری این عوامل گزارش کرده اند.

برای ارزیابی مقدار تاثیر این عوامل، روشهای گوناگونی برای اندازه گیری تسکین درد بکار رفته است. برخی از متداولترین روشهای بکار گرفته شده شامل شاخص کارنوفسکی[1] و سایر روشهایی که توسط نیلسون[2]  تشریح شده است، می باشد]3[.

بدیهی است که این یک شاخص مشکل برای کمیت است، چرا که درد یک احساس درونی است. چنانچه کاهش درد در نتیجه یک درمان تابشی، که باعث تعدیل بهبود بخشیدن شیوه زندگی، یا افزایش در استفاده از عوامل درد را نشان بدهد، اغلب واضح نیست. تسکین درد می تواند در نتیجه هر یک از این فاکتورها یا ترکیبی از همه یا برخی از آنها باشد.

 

مشخصات عوامل درمان استخوان

نیمه عمر

اثرات نهفته یک رادیو دارو بوسیله نیمه عمر موثر، بیولوژیکی و فیزیکی آن تحت تاثیر قرار می گیرد  و هر یک از این فاکتورها باید در تجویز لحاظ شود. در نظر گرفتن یک نیمه عمر فیزیکی بهینه شامل چندین فاکتور است. اگر چه نیمه عمرهای کوتاه ممکن است اجازه تجویز مقادیر با آهنگ دز بالاتر و تعداد دفعات بیشتری را دهد، ولی  ممکن است آسیبهای بیشتری به سلولهای سالم برسانند و مشکلاتی در تاریخ مصرف و بکارگیری بوجود آید. نیمه عمر ایزوتوپ باید به اندازه کافی طولانی باشد تا بتواند باعث نابودی یا آسیب به سلولهای تومور در استخوان و احتمالاً برخی تخریبات سلولهای نزدیک به سطوح جذب اطراف متاستاز استخوانی باشد. در جدول 1-3 برخی از مشخصات آمده است.

 

گسیل فوتون

هدف اولیه برای کاربرد رادیوداروها در درمان امراض استخوانی شامل تابش متاستاز برگزیده با کمترین یا بدون تابش به بافتهای سالم است. تابش این چشمه های بدون حفاظ (مانند رادیوداروهایی که می توانند بصورت داخل وریدی یا خوراکی تجویز شوند که دارای میل ترکیبی شدیدی برای آسیبهای استخوانی دارند) بصورت داخلی تجمع می یابد. تاثیر آنها مستقیماً به مقدار دز تابشی که از طریق ناحیه معیوب دریافت می شود، وابسته است. رادیو داروهای گسیلنده آلفا یا بتا برای القا دزهای تابشی بالا در منطقه مورد نظر مفید هستند. گسیل پرتو- گاما ممکن است قسمتی از فرایند واپاشی باشد یا نباشد. انرژی پرتو- گاما در تاثیر درمانی رادیو داروها مشارکت کمی دارد و پرتوگیری تابشی به فرد و خانواده را افزایش خواهد داد. اگر چه ممکن است برای تصویربرداری دو بعدی از نحوه توزیع رادیو دارو در بافت برای مونیتورینگ توزیع رادیو دارو در بیمار مفید باشد.

Sr89 و P32 گسیلنده های بتا با انرژی بالا هستند. بنظر می رسد این تابش علت مایلوتوکیتی توام با این عوامل باشد. در حال حاضر تلاش محققان بر روی عواملی که گسیلهای الکترون با انرژی پایین تری دارند،  باعث امیدواری کاهش این اثرات ناسازگار توام شده است.

Sm153

Sm153  ، یک رادیونوکلید با نیمه عمر فیزیکی 9/1 روز است که از طریق گسیل– بتا واپاشی می کند. ذره – بتا دارای ماکزیمم انرژی MeV81/0 و انرژی میانگین MeV23/0 می باشد ، و دارای برد mm6/0 در بافت نرم است.

پرتو–بتا با یک پرتو گاما keV- 103 با 28% فراوانی همراه است. Sm153 با اتیلن اسید فسفونیک دیامین تترامتیلن به منظور تشکیل EDTMP – Sm153 ترکیب می شود. این ترکیب فسفات در اسکلت متناسب با فعالیت استخوان زایی تمرکز می یابد. پس از تزریق درون وریدی کمتر از 1% در خون در مدت 5 ساعت باقی می ماند. در حدود 65% مقدار در اسکلت باقی می ماند. دفع از طریق ادرار تقریباً پس از 6 ساعت کامل می شود. توزیع EDTMP-Sm153 با رادیو داروهای استخوان خواه از قبیل (دی فسفونات متیلن– mTc 99  ) MDP   - Tc m99  یکسان است. (شکل 1-1) EDTMP – Sm153 معمولاً به مقدار MBq/kg 37 (mCi/kg 1) تجویز می شود.

مطالعه افزایش تدریجی شدت – دز، مایلوتوکسیتی محدودیت – دز، با یک ماکزیمم تحمل دز  ( ) را نشان می دهد.

افت پلاکتها بین روزهای 16تا  45 (متوسط 28 روز) رخ می دهد. تسکین درد در 74%-62% از بیماران با بهترین پاسخدهی سراسری در بالاترین مقادیر رخ می دهد.  تعداد پلاکتهای پیش از درمان، نوع تومور، درمان قبلی هورمونی، و درصد جذب EDTMP – Sm153 بر مایلوتوکسیتی اثر بیشتری نسبت به اکتیویته تجویز شده دارد.

متوقف سازی ریشه استخوان معمولاً خفیف، برگشت پذیر و بدون توأم بودن با سمیّت مرتبه 4 است. پلاکتها و سلولهای سفید خون به سمت wk 3 یا  wk4 با هر دو دز می رسند و بوسیله wk8 بهبود می یابند. Sm153 پرکاربردترین عامل رادیو داروی تسکین درد استخوان در ایالات متحده است. آسان بودن استفاده از آن، قابلیت تصویربرداری از توزیع آن، و نتایج کلینیکی آن (شامل توانایی در مشخص کردن عیار مقدار بر پایه وزن بدن) جذابیت استفاده از آن را تشکیل می دهد.



[1] . Karnofsky

[2] . Nielson

توموگرافي گسيل پوزيترون

توموگرافي گسيل پوزيترون

      در اوايل سالهاي 1950 مشخص گردید که راديو نوکليدهاي گسيل کننده پوزيترونها امکانات جامعي از عکس برداري پزشکي را نسبت به SPECT ارائه مي دادند.

PET‌ براساس يك آشكارسازي در اثر برخورد دو فوتون گسيل شده keV 511 در راستاي مخالف بعد از تابش پوزيترون از يك گسيلنده پوزيترون و الكترون در ماده است. دو فوتون توسط دو آشكارساز همفرودي آشكار مي شود، و داده هاي جمع شده در بسياری از زواياي حول محور بدن بيمار براي بازسازي تصوير توزيع اكتيويته در برش مورد نظر استفاده مي شود. برخي شمارشهاي همفرودي نياز به همسوساز براي تعريف ميدان ديد را مرتفع مي كنند. يك تصوير شماتيك از سيستم PET‌ كه چهار جفت آشكارساز دارد در شكل 1و2 نشان داده شده است.

PET از نظر چگونگي باز ساخت عکس برداري شباهت بسيار زيادي به SPECT دارد با وجود اين به کارگيري دو آشکار ساز در دو طرف مخالف بيمار با لوژيک آشکار ساز منطبق فوتون تفکيک شفاف تر فضائي از محل گسيل در بيمار نسبت به SPECT داشته و لذا باز ساخت بهتر توموگرافي عکس از توزيع اکتيويته در بيمار مي دهد.

 

آشكارسازها اصولاً از بيسموت ژرمانات (BGO)، يديد سديم NaI(Tl)، اكسي اورتو دوسيليكات ليتيم (LSO)، اكسي اورتو دوسيليكات گادولينيوم (GSO)، يا فلورايد باريم (2BaF)، ساخته مي شوند كه متداولترين آنها BGO‌ است كه در سيستم هاي PET استفاده مي شود.

      سيستم هاي PET‌ از آشكارسازهاي چندتايي كه در دو تا 8‌ حلقه پيراموني دايره اي شكل، شش گوشه اي، هشت گوشه حول بيمار توزيع شده است استفاده مي كنند. هر آشكارساز به يك آشكارساز متقابل از طريق يك مدار همفرودي متصل شده است. از اينرو، همه شمارشهاي همفرودي ناشي از برشهاي مختلف در تمام زواياي °360 اطراف بيمار در يك ماتريس 64×64 يا 128×128 يا بيشتر در يك كامپيوتر به طور همزمان دريافت مي كنند، داده ها سپس براي بازسازي تشريح تصاوير توزيع اكتيويته در هر برش پردازش مي شوند.

 

      عکس برداري PET ابتدا در سالهاي 1960با عکس برداري از يک سطح بر نتيجه و نياز به جابجایی بيمار بين نتايج انجام پذيرفت. پت اسکن اول بار در دانشگاه واشنگتن در سنت لوییس درسال ۱۹۷۵ بتوسط مایکل فلپس اختراع گشت. در انتهاي سالهاي 1990، اسکنرهاي PET با بيش از 18000 بلور سنتيلاسیون مستقل، قادر به عکس برداري سه بعدي نواحي مصرف، 6 اينچي محوري و 23 اينچي مورب با تفکيک بهتر از 5 ميليمتر در هر دو جهت قابل دسترسي بودند.

در این سیستم يک عنصر راديواکتيو با نيمه عمر کوتاه که گسیلنده پوزيترون می باشد(که به لحاظ شيميايی ملکول فعال متابوليک محسوب مي شود) به بدن بيمار تزريق مي گردد و پس از وقفه کوتاهی (جهت پخش مواد در سیستم گردش بدن) بيمار جهت تصویرگیری به داخل دستگاه اسکن منتقل می‌شود. مولکولی که بدين منظور استفاده مي شود فلوئورو دی اکسی گلوکز (FDG-18) می‌باشد.

ساير تصويربردارهاي متنوع در دسترس است، كه قادر به شمارش هر دو حالت PET‌ و SPECT هستند. اين تصويربردارها دو آشكارساز دارند كه حول بيمار مي چرخد. در روش PET، داده ها به طور انطباقي بدست مي آيند و در روش SPECT همسوسازهاي اختصاصي استفاده مي شوند. اين تصويربردارها، تصويربردار انطباقي دوسر ناميده مي شود.

يك سيستم جديد PET/CT، اخيراً در دسترس قرار گرفته است، كه تصاوير تطبيقي دقيق كالبدشناسي (CT) و بنيادي (PET) را فراهم مي سازد. بيماران توسط هر دو روش PET‌ و CT در شرايط يكسان بيمار، تصويربرداري شده و تصاوير براي فراهم كردن تشخيص دقيق در كنار يكديگر قرار داده مي شوند.

قیمت هر دستگاه تا دو میلیون دلار تخمین زده می‌شود و اخیرا این دستگاه‌ها با سی تی اسکن بصورت ترکیبی (PET/CT fusion) وارد بازار شده‌اند.

از آنجایی که برای آشکار سازی تلاشی جفتی احتیاج به رادیو ایزوتوپ‌های با نیمه عمر کمتر از دو ساعت می‌باشد، پت اسکن را اغلب در مجاورت یک دستگاه شتاب‌دهنده‌ نصب می‌کنند. پر مصرف ترین این ایزوتوپها فلور-۱۸ است که نیمه عمر آن حدود ۱۱۰ دقیقه‌است. خرید و نصب اینگونه شتاب‌دهنده‌ها خود حدود یک میلیون دلار هزینه در بر دارد.در جدول-3 به برخی رادیوایزوتوپهای بکار رفته در PET اشاره شده است.

 

3: خواص راديو نوکليد هاي بکار رفته در PET

نوکليد

E max (MeV)

Eav (MeV)

بسامد

نيمه عمر

واکنش توليد

11C

960/0

386/0

998/0

5/20دقیقه

14N(p,α)

13N

199/1

492/0

998/0

97/9دقیقه

13C(p,n)، 16O(p,α)

15O

732/1

735/0

999/0

122ثانیه

15N(p,n)

18F

634/0

250/0

000/1

110دقیقه

18O(p,n)

 

فیزیک PET

در سیستم تصویربرداری PET ،تصویربرداری با توزیع رادیوایزوتوپ تابش کننده ی پوزیترون و سپس تولید جفت فوتون در جهت مخالف هم آغاز می شود. این جفت فوتون پس از جدایی توسط یک جفت آشکار ساز به طور همزمان ثبت می شوند، آشکارسازی بر طبق انطباق جفت فوتون ها در جفت آشکارسازها است. خط مستقیم اتصال دهنده ی مرکزهای جفت آشکارساز "خط پاسخ" (Line Of  Response) نامیده می شود. خط پاسخ موردنظر در صورتی می تواند صحیح باشد که نقطه نابودی را قطع کند.خط پاسخ باید در داخل میدان دید(Field Of View) قرار داشته باشد،میدان دید ناحیه ایی است که به وسیله ی همه آشکارسازهای مقابل هم پوشیده می شود.

پوزيترونها بعنوان ضد ماده وجود زود گذر داشته، معمولاً قبل از نابودي با يک الکترون به حالت پایدار (اتم پوزیترونیوم با نیمه عمر  ثانیه) مي رسند. نابودي موجب بوجود آمدن دو فوتون با انرژي MeV511/0 مي­گردد که دقيقاً در دو جهت مخالف هم حرکت مي کنند. بندرت، ممکن است نابودي در پرواز رخ داده، منجر به انحرافات جزئي در گسيل شبه خطي فوتونها گشته و فقدان متعاقب قدرت تفکيک در حدود 1ميلي متر شود. پوزيترونها وقتی که آزاد هستند، مسير خيلی کوتاهی در بافت دارند. مثلاً يک پوزيترون با انرژي 1MeV داراي طول مسير درحدود 4mm مي باشد. راديو نوکليد 18F ايزوتوپي که بطور گسترده براي PET مورد استفاده قرار مي گيرد، پوزيترونهائي با انرژي ميانگين MeV25/0 مينمايد که داراي بردي کمتر از 1 ميلي متر مي باشد.

 

پديده ها تنها زمانی ثبت می شوند که دو آشکار ساز هر کدام يک فوتون نابودی را همزمان يعنی در مدت 10تا 25 نانو ثانيه از يکديگر ثبت می کنند.  پديده های جداسازی شده با زمان بيشتر ثبت نمی شوند. خط متصل دو آشکار ساز ثبت کننده يک خط پاسخ (LOR) در امتدادی است که فوتونهای نابودی طی کرده و فروپاشی پوزيترون رخ می دهد. اين روش آشکار سازی همزمان تعيين جهت فوتونهای نابودی را بدون نياز به تکسو ساز فيزيکی در SPECT امکان پذير می سازد. به اين دليل آشکار سازی همزمان غالباً بنام تکسو ساز الکترنيکی ناميده می شود. که در آن μ ضريب تضعيف خطی کل برای فوتونهای  MeV511/0 است.

لذا ملاحظه می کنيم که فاکتور تضعيف بدون توجه به اینکه ماده روی LOR فروپاشی پوزيترون در کجا آن باشد، يکسان است. اگر چه با دانش آناتومی بيمار مورد عکس برداری، محاسبه فاکتور تضعيف برای هر LOR امکان پذير خواهد بود، فاکتورهای تضعيف اندازه گيری شده ترجيح داده می شوند. بعنوان مثال، در يک روش در حلقه آشکار ساز، يک چشمه در حال چرخش فوتونهای نابودی، همچون مخلوط در حال تعادل 68Ge و 68Ga جهت جمع آوری اسکنرهای توده ای با و بدون حضور بيمار به کار می رود. فاکتورهای تضعيف برای هر LOR ممکن است از اين اسکنرها حاصل شده و برای اسکن­های بيمار حاوی راديو داروهای گسيل کننده پوزيترون مورد استفاده قرار گيرد.

تعداد کل پديده های منطبق ثبت شده بوسيله يک جفت مشخص آشکار ساز تصحيح شده بوسيله فاکتور تضعيف مناسب بين آشکار سازها، سنجشی از اکتيويته در بيمار قرار گرفته در امتداد LOR بين آشکار سازها می باشد. از يک سری کامل چنين ترتيبات خطی فعاليت بين کليه جفتهای آشکار ساز پيرامون يک بيمار، توزيع فعاليت در ميان سطح يک حلقه آشکار ساز می تواند با بکار بردن روشهای مشابه بکار رفته در باز ساخت عکس CT، باز سازی شود.

فوتون ها از لحظه تولید تا زمان ثبت در آشکارسازها ،هنگام طی مسیر ممکن است تحت تاثیر رویدادهایی قرار بگیرد .

راهنمايي‌هاي حفاظت در برابر تابش (اشعه)

راهنمايي‌هاي حفاظت در برابر تابش (اشعه)

مباني

بسياري از كشورها استانداردهاي حفاظت در برابر تابش خود را براساس توصيه‌هاي كميسيون بين‌المللي حفاظت در برابر تابش (ICRP) فرموله مي‌كنند. اين استانداردها براساس (I) جلوگيري از اثرات قطعي با نگه‌داري دز در زير ميزان آستانه و (II) با فرض اين كه عمليات قابل قبولي براي قطعي ساختن رخ داد اثرات احتمالي به ميزان‌هاي قابل قبول انجام پذيرد.

فعاليت‌هايي كه موجب پرتوگيري تابش مي‌شود به نام فعاليت‌هاي پرتوي (Practices) ناميده مي‌شوند. كليه اين فعاليت‌هاي صورت گرفته در تكنولوژي هسته‌اي را در بر مي‌گيرد. فعاليت‌هايي كه كمك به كاهش يا كم شدن پرتوگيري تابش مي‌شوند به نام مداخله (intervention) است، مثلاً فعاليت‌هاي پيش‌گيرانه در حواث يا اورژانس.

اصول توصيه شده به وسيله ICRP براي “فعاليت‌هاي پرتوي” به صورت زير است:

·         شغل درگير با پرتوگيري بايد داراي منافع كافي براي جبران مضرات تابش كه موجب آن مي‌شود باشد. توجيه (Justification).

·      براي هر چشمه‌اي ، دزها يا احتمال پرتوگيري بايستي اصل “هر چه كمتر”موجه شدني (ALARA) رعايت شود و خطرات دز حاصل از پرتوگيري‌هاي بالقوه براي فرد و ريسك افراد محدود باشد: بهينه سازي(Optimisation).

·      پرتوگيري‌هاي فردي از كليه چشمه‌ها، مستعد كنترل با شرط حدهاي دز و كنترل‌هايي از مخاطره پرتوگيري‌هاي بالقوه مي‌باشد“ دز و حدهاي مخاطره”
 (dose and risk limits).

 

اصول اوليه “ مداخله” عبارتند از :

·         هرگونه مداخله بايد سودمندتر از خسارتي باشد كه خود تابش به وجود مي‌آورد.

·        ميزان استمرار مداخله بايد به طريقي باشد كه سود خالص كاهش در دز منهاي هزينه   مداخله بالاتر از ميزان بالاي قابل دسترس قابل قبول باشد.

 

حدهاي دز

حدهاي دز ICRP براي پرتوگيري‌هاي شغلي و عموم كاربرد دارد. حد دز به طريقي تنظيم
مي‌گردد كه پرتوگيري پيوسته در دزي بالاتر از حد غير قابل قبول بوده يا هر زمينه قابل قبول براي پرتوگيري پيوسته پايين حد قابل تحمل باشد ولي تشويق نمي‌گردد. به طوري كه دزهاي قابل پذيرش كم و بيش پايين حد قرار دارند.

 

پرتوكاران

حدهايي براي كليه حالات شغلي شامل حوادث و داوري‌هاي غلط در كار تأسيسات و تعمير و نگه‌داري طراحي شده يا طراحي نشده و باز كردن تأسيسات هسته‌اي به كار مي‌رود.

 

(الف) اثرات قطعي 

حدهاي ساليانه پرتوكاران عبارتند از mSv150 براي چشم و mSv500 براي پوست.

(ب) اثرات احتمالي

حدهاي دز براساس كل زيان‌هاي تخميني به سرطان كشنده، سرطان غيركشنده و مشكلات ارثي مي‌باشد. مطابق آن :

·         دز مؤثر به فرد در كل عمر كاري وي نبايد از Sv1 تجاوز نمايد.

·          آهنگ انتقال تابش در هر سال نبايد از mSv 50 و يا در هر پريود پنج ساله ازmSv100 تجاوز نمايد( ميانگين mSv/y20 براي 5 سال).

·      پرتوگيري شغلي براي زنان غير باردار همانند مردان است. كنترل‌هاي اضافي براي زنان باردار لازم است. حفاظت از حد دز معادل mSv2 براي شكم زنان براي باقي‌مانده دوران بارداري وي لازم است.

 

مردم

 (الف) اثرات قطعي 

  حدهاي دز ساليانه mSv15 براي عدسي چشم و mSv50 براي پوست و دست‌ها است.

(ب) اثرات احتمالي 

دز مؤثر ساليانهmSv1 براي هر پنج سال متوالي.

 

حدهاي مجاز ورود مواد پرتوزا به بدن(ALI)

براي يك فرد عادي و نيز براي پرتوكاران، دز خارجي ممكن است قابل ملاحظه نباشد، ولي بلعيدن و تنفس راديوايزوتوپ‌ها احتمال دارد در پرتوگيري تابش شركت نمايند. مطابق آن ICRP حدهاي مجاز ورود راديوايزوتوپ به بدن را از طريق تنفس يا نوشيدن آب تعريف كرده است. دز كل مؤثر از كليه چشمه‌ها، داخلي يا خارجي نبايد از حدهاي مشخص شده به وسيله ICRP تجاوز نمايد. در صورت ورود به بدن شيمي راديوايزوتوپ‌ها نقش ايفاء نمـوده و بعضي از آن‌ها همچون Sr90 و Pu239 در استخوان تمركز نموده درحالي‌كه بعضي ديگر از راديوايزوتوپ‌ها همچون Cs137 در كل بدن پخش مي‌شوند. فاكتور‌هاي توزين بافت، نيمه عمرهاي دفع فردي در حالت توزيع در بافت يا بافت‌هاي ويژه مورد بررسي قرار مي‌گيرند. 

مثلاً براي Sr90 در تعادل با Y90، Bq1 مطابق با 107×7/6 تجزيه در50 سال خواهد بود. با دانستن اين كه Y90/Sr90 در استخوان (حدود 5 كيلوگرم) متمركز مي‌گردد، كل دز اجبار برحسب Bq برابر mSv/g 7/0 است. لذا، ALI براي mSv50 (mSv1 براي 50 سال) برابر Bq/g71 مي‌باشد. با وزن 5 كيلوگرم و فرض اين كه 30% ورود در استخوان تجمع نمايد، ALI برابرBq106×1 » 3/0/(5000×71) خواهد بود.   

با غلظت در حالت جريان Sr90 در آب مي‌توان فرض نمود كه فرد 2/2 ليتر آب در روز مي‌نوشد. به همان صورت براي غلظت هواي لازم مي‌توان فرض نمود كه يك فرد 20 ليتر در دقيقه هوا تنفس مي‌كند و به مدت 2000 ساعت برسال پرتوگيري مي‌نمايد.

اثرات تابش

اثرات تابش

اثرات بيولوژيكي تابش مي‌تواند در دو بخش گسترده درجه‌بندي شود: (I) اثرات قطعي
(II) اثرات احتمالي. اثرات قطعي تغييرات قابل مشاهده هستند كه در مدت كوتاه پرتوگيري تابش آشكار مي شود. اين اثرات تنها در دزهاي بالاتر از Gy1 رخ داده و در مدت چند هفته پس از پرتوگيري نمايان مي شوند. اثر احتمالي تغييرات بيولوژيكي به وجود آمده به طور شانسي هستند. اينها احتمالاً در افراد رخ مي‌دهند ولي در يك جمعيت بالا اين اثر نمايان مي‌شود. زمان لازم براي ديدن اثر مي‌تواند از چندين سال تا چندين دهه باشد.

 

اثرات قطعي 

اثرات قطعي در دو نوع درجه‌بندي شده‌اند: جسمي و ژنتيكي. همانگونه كه از اسامي آن‌ها مشخص است اثرات جسمي مي‌توانند در افراد پرتوديده تابش مشاهده شوند. اثرات ژنتيكي در فرزندان فرد پرتوديده مشاهده مي‌شوند.

 

اثرات جسمي

اطلاعات اثر جسمي از قربانيان هيروشيما يا ناكازاكي ، بيماران درمان شده به وسيله دور درماني (Teletherapy)براي سرطان و از حيوانات آزمايشگاهي به دست آمده است. در تكنولوژي هسته‌اي پرتوگيري‌هايي كه ممكن است موجب تغيير جسمي گردد تنها درحالت حادثه شديد تابش رخ مي‌دهند. بعضي از اثرات در ذيل مورد بحث قرار مي‌گيرند:

(الف) تغييرات خوني

در دزي حدود Gy25/0 تغييرات خوني قابل آشكارسازي است ولي تغييرات مشابه ممكن است با سرماخوردگي عادي نيز رخ دهد. تغييرات قابل ملاحظه بالاتر از Gy1 رخ مي‌دهد. كاهشي در لمفوسيت وجود داشته ، كاهش و سرعت بازيابي در 48 ساعت اوليه ناخوشي مفيد است. چنانچه پرتوگيري بالا باشد شمارش گلبول‌هاي سفيد خوني
(اليمفوسيت‌ها + گرانولوسيت‌ها) ، به مدت يك هفته سريعاً كاهش يافته و ممكن است تا 5 هفته ادامه يابد. چنانچه پرتوگيري بالا باشد در صورتي كه بيمار نجات پيدا كند، شمارش خون به تدريج به حالت عادي بر مي‌گردد. در صورتي كه پرتوگيري چند Gy باشد ممكن است خون‌ريزي چند روز رخ دهد و اين همراه با كاهش گلبول‌هاي قرمز خوني است.

 (ب) سندرم هموپويتيك (Hemopoieetic)

اين حالت همراه با تهوع و استفراغ به مدت چند ساعت پس از پرتوگيري است. دز پرتو-g بالاتر از Gy2 موجب كاهش يا قطع مغز استخوان و ظهور اين سندرم است. كاهش مو نيز پس از 3-2 هفته رخ مي‌دهد. در دزهاي Gy6-4 كاهش مغز استخوان كامل مي‌گردد. چنانچه بيمار نجات پيدا كند رشد مغز استخوان خود به خودي رخ مي‌دهد. دزهاي بالاتر از Gy7 غالباً منجر به فقدان هميشگي مغز استخوان مي‌گردد.

(پ) سندرم گوارشي

در دزهاي بالاتر از Gy10، علاوه بر علائم بالا، بشرة غشاء مخاطي روده‌اي تخريب شده و اسهال رخ مي‌دهد و احتمال مرگ در مدت 2-1 هفته وجود دارد.

(ت) سيستم عصب مركزي

دز بالاتر از Gy20 موجب تخريب سيستم عصب مركز شده و دز مرگ‌آور است. بيهوشي در مدت چند دقيقه رخ داده كه مرگ قطعي به دنبال دارد.

(ث) اثرات ديگر كشنده

پوست معمول‌ترين عضو متأثر از پرتوگيري تابش است. آماس دست‌ها و صورت در گذشته در ميان راديولوژيست‌ها معمول بود. بيضه‌ها حساس بوده و يك دز فردي معادل Gy3/0 براي بيضه‌ها ممكن است موجب عقيم شدن دائم در ميان مردان گردد. پرتوگيري معادل Gy3 براي تخمدان‌ها عقيم بودن موقت را باعث مي‌شود. چشم‌ها نيز حساس هستند. دز موضعي چندين گري منجر به آماس كشنده يا آب مرواريد مي‌‌گردد.

(ج) اثرات تأخيري

تابش مي‌تواند موجب سرطان شده و اين معمول‌ترين اثر در سيستم خوني، تيروئيد،  استخوان و پوست است. زمان به وجود آمدن تومور بين 5 و 20 سال است. اطلاعات كافي از ميزان دز بالا وجود دارد ولي در دزهاي پايين نتايج روي اثرات سرطان‌زائي تابش مورد بحث بوده و قابل نتيجه‌گيري نيست. دليل امر اين است كه به طور ميانگين 206000 مرگ سـرطاني بر هر ميليـون از جمعيت در حالت عادي وجود دارد. اثر هر سرطان القائي تابش در اين تعداد قابل آشكارسازي نيست. لذا، فرض مي‌شود كه اثر القائي تابش به طور خطي با دز كاهش يافته و آستانه‌اي براي القاء سرطان وجود دارد. براساس اين فرض نتيجه‌گيري شده است كه پرتوگيري با mSv1 از تابش بالاي زمينه مرگ‌هاي مرتبط با سرطان را با فاكتور 125 بر هر ميليون افزايش خواهد داد. معمول‌ترين سرطان‌ها عبارتند از: سرطان خون، سرطان استخوان و سرطان شش. در هيروشيما دزي معادل Gy5/0 –2/0 منجر به افزايش سرطان خون گرديد. 

 

اثرات ژنتيكي (ارثي)

كليه اثرات تابش ليست شده به دليل آسيب به سلول‌هاي انساني است. با وجود اين ، آسيب كروموزومي به سلول‌هاي نطفه مي‌تواند موجب اثرات ژنتيكي گردد. مطالعاتي روي گروه‌هاي افراد پرتوديده به وسيله تابش بالا انجام پذيرفته است. اين مطالعات شامل قربانيان بمب‌هاي هيروشيما يا ناكازاكي پرتوديده با دزهايي بيشتر از Gy2، افرادي در فرانسه با دزي معادل Gy14-5/4 دور درماني شده‌اند و راديولوژيست امريكايي با دزهايي نه‌چندان معلوم مي‌شود. شواهد قابل نتيجه‌گيري از اثرات ارثي حاصل نشده است. در حالت آزمايشات حيواني اثبات نشده، كه در آن بيضه حيوانات نر متحمل دز بالايي شده بودند اثر جهشي (mutation) قابل توجه نبود. مطالعات راديوبيولوژيكي گياهان و حيوانات در اطراف محل‌هاي آزمايشات سلاح‌هاي هسته‌اي، در بيك‌مي (Bikmi) و اني‌وتوك (Enivetok) نتوانست ناهنجاري‌هاي جهش مشخصي را آشكار سازد. با وجود اين آزمايشات روي حيوانات ثابت نمود كه تابش مي‌تواند جهش ايجاد نمايد. علي‌رغم آن، نوع جهش‌هاي مشاهده شده مشابه آن‌هايي بود كه بدون تابش بودند. بسامد نسبي جهش‌هاي القائي يا بدون تابش يكسان بود. براساس اين مطالعات آزمايشگاهي نتيجه‌گيري شد كه دزي معادل Gy5/2-5/0 براي افزايش بسامد جهش با فاكتوري معادل 2 ضروري است. تخمين زده مي‌شود كه براي جهش خود‌به‌خودي
(بدون تابش) در يك صنعت مشخصه ژن غالب 320 بر ميليون است. چنانچه پدري در مقابل دزي معادل Gy01/0 پرتودهي شود، احتمال افزايش 323 واحد بر ميليون وجود دارد.

 

اثرات احتمالي 

اثرات احتمالي اثراتي هستند كه اتفاقي رخ مي‌دهند. اين اثرات ممكن است در ميان مردم كه در مقابل تابش پرتوگيري نمي‌كنند و يا در ميان افرادي كه در مقابل آن پرتوگيري مي‌كنند رخ

دهد. نمي‌توان اين اثرات را مستقيماً به عامل خاصي نسبت داد. مثلاً، حادثه سرطان در ميان سيگاري‌ها در مقايسه با غير سيگاري‌ها بالاتر بوده و اختلاف بستگي به شدت كشيدن سيگار دارد. با وجود اين، بسياري از سيگاري‌ها به سرطان شش دچار نمي‌شوند. گزارش شده است كه در مناطق خاصي از چين ، هندوستـان و برزيل اندازه تابش طبيعي mSv200-100 در سال در مقايسه با اندازه قانوني mSv/y20 براي پرتوكار است. مطالعات اپيدمي در چين و هندوستان حتي در مناطق با 10 برابر دز در بريتانيا ارتباطي بين دز تابش و حادثه سرطان يا جهش (موتاسيون) ژنتيكي را ثابت نكرده است. لذا ، اطلاعات مربوط به اثرات پرتوگيري‌هاي پيوسته در مقابل دزهاي پايين تابش قطعي نبوده و برون‌نمايي اطلاعاتي در رابطه با اثرات در دزهاي بالاي تابش در حال بررسي است.

كنترل كيفي كاليبراتور دز

كنترل كيفي كاليبراتور دز

مطابق مقررات NRC، آزمايشات كنترل كيفيت زيرين در بازه هاي مشخص شده انجام مي پذيرد:

1-    ثبات (روزانه)

2-    دقت (در ساخت، ساليانه و پس از تعميرات)

3-    خطي بودن (در ساخت، هر چهار ماه يكبار و پس از تعميرات)

4-    هندسه (در ساخت و پس از تعميرات)

 

ثبات

آزمايش ثبات نشاندهنده امكان تجديد توليد بوسيله يك كاليبراتور دز است، و با اندازه گيري اكتيويته يك چشمه بسته راديونوكليد با عمر بلند (226Ra، 137Cs، يا 57Co) در نصب هاي تناوبي در كاليبراتور دز انجام مي پذيرد. انحرافي از خواندن با بيش از  درصد اكتيويته محاسبه شده ممكن است نشاندهنده اشكال در كاليبراتور دز بوده و لذا تعمير يا جايگزيني لازم خواهد بود. آزمايش ثبات لازم است بصورت روزانه و در زمانهاي ديگر، هنگامي كه كاليبراتور دز بكار مي رود، با بكار بردن حداقل يك چشمه 10µCi (370KBq) يا بيشتر چشمه 226Ra يا يك چشمه 50µCi (1/85MBq) يا بيشتر 137Cs يا 57Co انجام پذيرد.

 

دقت

دقت يك كاليبراتور دز با اندازه گيري اكتيويته هاي حداقل دو چشمه با نيمه عمر بلند در تنظيم هاي مشخصه ايزوتوپي، و مقايسه اكتيويته اندازه گيري شده با اكتيويته اعلام شده آنها تعيين مي گردد. اكتيويته اندازه گيري شده بايد با اكتيويته اعلام شده در محدوده  درصد مطابقت داشته باشد. در غير اينصورت كاليبراتور دز نياز به تعمير يا جايگزيني دارد.

اكتيويته چشمه هاي مرجع بايد دقيق و در محدوده  درصد و يكي از آنها بايد داراي انرژي 100keV و ديگر 500keV باشد. اين چشمه ها از مؤسسه ملي استانداردها و فن آوري (NIST) و ديگر سازنده ها كه استاندارد آنها داراي دقت مساوي است قابل تهيه هستند. چشمه هاي مرجع نمونه 57Co، 133Ba و 137Cs هستند.

 

خطي بودن

آزمايش خطي بودن نشاندهنده توانائي كاليبراتور دز براي اندازه گيري دقيق اكتيويته در محدوده وسيعي از مقادير است. معمولاً، كاليبراتورهاي دز پاسخ خطي براي اكتيويته هاي از 200mCi (7/4GBq) تا 2Ci (74GBq) بسته به هندسه محفظه و الكترونيك كاليبراتور دز داشته و در اكتيويته هاي بالا، زير تخمين خواهند بود. آزمايش خطي بايد در محدوده وسيعي از اكتيويته ها از بالاترين دزاژ تزريق شده به مريض تا 30µCi (1/11GBq) باشد.

دو روش عادي براي ارزيابي خطي بودن كاليبراتور دز در ذيل توضيح داده  شده اند:

روش فروپاشي: در اين روش ارزيابي خطي بودن، يک چشمه 99mTc معمولاً بكار می رود که اكتيويته آن معادل مقدار بالاترين دز معمول تزريق شده به بيماران در يك مؤسسه معين مي باشد. چشمه سپس در كاليبراتور دز در ساعت صفر و سپس هر 6 ساعت يكبار در طي ساعتهاي كاري روزانه تا كاهش اكتيويته به پائين تر از 30µCi (1/11MBq) ارزيابي مي گردد. اكتيويته هاي اندازه گيري شده نسبت به زمان هاي متناوب در يك كاغذ نيمه لگاريتمي معين و بهترين خط مستقيم در ميان نقاط داده شده ترسيم مي گردد (شكل 8-4). انحراف دورترين نقطه از خط محاسبه مي گردد.

Text Box: اکتيويته مربوطه

زمان فروپاشی

 

شكل 8-4 : ترسيم اكتيويته 99mTc بر حسب زمان براي ارزيابي خطي بودن كاليبراتور دز.

 

چنانچه انحراف بالاتر از  درصد باشد كاليبراتور دز نياز به جايگزيني يا تنظيم داشته، يا فاكتورهاي تصحيح اكتيويته ها در هنگام اندازه گيري در نواحي غير خطي بايد بكار روند.

روش حفاظ: اين روش زمان بري كمتري داشته و اجراي آن ساده است. يك كيت كاليبراسيون تجارتي در اين روش حاوي هفت لوله مهره ماسوره استوانه اي متحدالمركز مي باشد. داخلي ترين لوله داراي ديواره سربي نيست و لذا تضعيفي براي پرتوهاي گاما ندارد. شش لوله ديگر همراه با افزايش ضخامت براي شبيه سازي تناوبهاي فروپاشي گوناگون داراي ديواره سربي هستند. هنگامي كه اين لوله ها بالاي چشمه اي از راديونوكليد (معمولاً 99mTc) در كاليبراتور دز قرار مي گيرند، هفت اندازه گيري اكتيويته نشاندهنده اكتيويته ها در هفت زمان مختلف است. از اولين اندازه گيريهاي زمان فاكتورهاي كاليبراسيون براي هر لوله با تقسيم عدد داخلي ترين لوله له هر عدد لوله خارجي ثابت مي گردد. براي آزمايشات خطي بعد از آن اندازه گيريهاي يكساني بوسيله كيت با بكار بردن چشمه اي از همان راديونوكليد انجام مي گيرد. سپس هر اندازه گيري لوله بوسيله فاكتور كاليبراسيون مناسب براي دادن مقادير يكسان براي كليه لوله ها تصحيح مي گردد. ميانگين اين مقادير محاسبه مي شوند. چنانچه هر اندازه گيري اختصاصي لوله در محدوده  درصد ميانگين قرار گيرد، فرض مي شود كاليبراتور دز خطي عمل مي كند و در غير اينصورت نياز به جايگزيني يا تنظيم يا اعمال فاكتورهاي تصحيح خواهد داشت.

بايد يادآوري نمود كه قبل از انجام آزمايش خطي بودن با روش حفاظ خطي بودن كاليبراتور دز ابتدا بوسيله روش فروپاشي تثبيت گردد.

 

هندسه

تغييرات در حجمهاي نمونه يا آرايه هاي هندسي كانتينر مي تواند در دقت اندازه گيري ها در يك كاليبراتور دز، با توجه به تضعيف پرتوها، بويژه پرتوهاي ضعيف گاما همچون 125I و 201Tl مؤثر مي باشد. لذا، اكتيويته يكسان در حجمهاي مختلف ] 1mCi (37MBq) در يك ميلي ليتر يا mCi 1 (37MBq) در 30 ميلي ليتر[، در كانتينرهاي مختلف ( سرنگ 3cc يا سرنگ 10cc يا ويال 10ml) يا كانتيزهاي با موا مختلف (شيشه يا پلاستيك) ممكن است نتايج خواندن هاي گوناگوني در كاليبراتورهاي دز داشته باشند. فاكتورهاي تصحيح بايد براي تغييرات در حجم يا آرايه كانتينر در حال اندازه گيري اكتيويته راديونوكليد مورد نظر انجام پذيرفته و بايد در اندازه گيريهاي مشابه، در صورت افزايش از  درصد اعمال گردد.

 

 

 

 

اندازه گيري راديواكتيويته

راديواكتيويته يك راديودارو با گذاشتن نمونه در داخل كاليبراتور دز با تنظيم انتخابگر مناسب ايزوتوپ اندازه گيري مي شود. خواندن دز واحدهاي مناسب (كوري يا بكرل) روي نمايشگر ملاحظه مي گردد. تصحيحات در هر جا كه ضروري باشد انجام مي پذيرد.

همچنين اندازه گيري راديواكتيويته در شمارشگر نوع چاهي NaI(Tl) نيز امكان پذير است. با وجود اين، نمونه هاي با اكتيويته بالا قبل از شمارش رقيق مي شوند كه در اين صورت بدليل زمان مرده شمارشي از بين نخواهد رفت. معمولاً، راديواكتيويته بايد 1µCi (37KBq) يا كمتر در هر نمونه باشد. علاوه بر آن، شمارشگر چاهي بايد قبل از اندازه گيري راديواكتيويته كاليبره گردد. خوانندگان به كتابهاي استاندارد در فيزيك و دستگاه وري براي توضيح بيشتر روشهاي كاليبراسيون مراجعه كنند.

 

آزمايشات بيولوژيكي

آزمايشات بيولوژيكي اساساً براي بررسي ضدعفوني، تب زدائي، و سميت راديوداروها قبل از تزريق به انسان انجام مي پذيرد. اين آزمايشات براي راديوداروها همانند داروهاي معمولي است. بايد متوجه بود كه براي يك محلول راديوداروي ويژه امكان ضدعفوني بودن وجود دارد ولي هنوز مي تواند براي تزريق در بيماران تب زا باشد. در حالي كه راديوداروها بدليل باكتريائي، قارچي و رشد خمير ضدعفوني مي شوند، تب زائي از محصولات جانبي متابوليكي (اندوتوكسين) اين ميكرو اورگانيزمها حاصل مي گردد. آزمايشات براي ضدعفوني، ضد تب زائي و سميت تا حدودي به تفصيل مورد بحث قرار
مي گيرند.

 

 

ضدعفوني

ضدعفوني نشاندهنده عدم وجود هر گونه باكتری يا ميكرو ارگانيزم زنده ماندني در تركيبات راديوداروئي است. همانگونه كه قبلاٌ گفته شد، كليه تركيبات براي مصرف انساني بايد بوسيله روشهاي مناسب كه بستگي به طبيعت محصول، حلال و افزودني هاي گوناگون دارد ضدعفوني گردد.

كنترل كيفيت راديوداروها

كنترل كيفيت راديوداروها

 

از آنجا كه راديوداروها براي استفاده انساني هستند، لذا وجود بخش هاي كنترل كيفي شديد در آنها اجباري است. اساساً، كنترل كيفي مستلزم آزمايشهاي ويژه متعدد و اندازه گيريهائي است كه از خلوص، اثر، شناخت محصول، ايمني بيولوژيكي و خاصيت راديوداروها اطمينان حاصل گردد. كليه روشهاي كنترل كيفيت كه براي داروهاي غير راديواكتيو بكار مي روند بطور يكسان براي راديوداروها نيز قابل استفاده بوده، علاوه بر آن، آزمايشاتی براي خلوص راديونوكليدي و راديوشيميائي نيز بايد انجام پذيرند. غالباً اين آزمايشات كنترل كيفيت از ابتداي توليد تا انتهاي محصول بوسيله سازنده انجام مي پذيرد. با وجود اين، توليد كيتها، افزايش مصرف راديونوكليدهاي با عمر كوتاه مانند 99mTc‌ و تهيه در محل بسياري از راديوداروها اكثراً (اگر چه كلاً) نياز به آزمايشات كنترل كيفيت قبل از مصرف اين محصولات براي اعمال بر انسانها دارند. آزمايشات كنترل كيفيت در دو دسته بندي انجام مي پذيرد : آزمايشات فيزيكي شيميائي و آزمايشات بيولوژيكي. آزمايشات فيزيكي شيميائي نشاندهندة اندازه راديونوكليدي و ناخالصي هاي راديوشيميائي و تعيين pH، قدرت يوني، قدرت تراوش و حالت فيزيكي نمونه، بويژه در حالت كلوئيدي است. آزمايشات بيولوژيكي ضدعفوني، تب زائي، كميت ماده را به اثبات مي رساند. اين روش ها به تفصيل در ذيل ارائه مي شود.

 

آزمايشات فيزيكي شيميائي

آزمايشات متعدد فيزيكي شيميائي براي تعيين خلوص و صحت يك راديودارو ضروري است. بعضي از اين آزمايشات براي راديوداروها از اين نظر ضروري است كه آنها حاوي راديونوكليدها هستند.

 

خواص فيزيكي

            ظاهر فيزيكي يك راديودارو در هنگام دريافت و پس از آن داراي اهميت است. لازم است با رنگ و حالت يك راديودارو آشنا بود. يك محلول درست نبايد حاوي ذره ماده اي باشد. هر گونه انحراف از رنگ اصلي و روشني بايد مدنظر قرار گيرد چرا كه ممكن است موجب تغييراتي در راديودارو كه رفتار بيولوژيكي را تغيير مي دهد گردد. تهيه مواد كلوئيدي يا توده اي بايد داراي محدوده مناسب از اندازه ذرات براي هدفي معين باشد. مثلاً، براي مشاهده سيستم شبكه اي، ذره كلوئيدي بايد اندازه ميانگيني در حدود 100nm باشد. در تهيه تركيب كلوئيدي سولفور- 99mTc، اندازه ذره  ممكن است بطور قابل ملاحظه اي از بچ به بچ متغير باشد. اين حالت مي تواند بوسيله يك ميكروسكوپ مورد بررسي قرار گيرد. اين مشاهدات بايد بيشتر بوسيله مطالعات توزيع بافتها در حيواناتی كه در آنها كلوئيدهاي با اندازه مناسب در جگر و ذرات متراكم بزرگتر در ششها متمرکز می شود تأكيد گردد.

در تهيه تركيبات متراكم همچون 99mTc – MAA، اندازه ذره بايد بين 10 و 100 ميكرومتر متغير باشد. اين اندازه مي تواند با يك هموسيتومتر زير يك ميكروسكوپ نوري بررسي گردد. تركيبات حاوي ذرات بزرگتر از 150 ميكرومتر با توجه به امكان مسدود شدن شرياني ريوي بوسيله اين ذرات بزرگ دور انداخته شوند. تعداد ذرات در يك تركيب بطور مساوي مهم بوده و مي تواند با شمارش ذرات روي يك هموسيتومتر زير يك ميكروسكوپ نوري تعيين شوند.

 

pH و قدرت يوني

لازم است كليه راديوداروها داراي غلظت يون هيدروژن يا pH مناسب براي پايداري و صحت خود باشند. pH ايده آل يك راديودارو بايد 7/4‌ (pH خون) بوده، اگر چه با توجه به ظرفيت بالاي بافر خون مي تواند بين 2 و 9 متغير باشد. pH يك محلول دقيقاً بوسيله يك pH متر اندازه گيري مي شود، در حاليكه ارزيابي كالريمتري با كاغذ pH كم و بيش از دقت بالا برخوردار نيست. هر گونه انحراف از pH مورد نظر بايد با احتياط باشد و لازم است اصلاح شود. راديوداروها همچنين بايد داراي قدرت يوني، ايزوتونيتي، و قدرت تراوش باشند تا براي استفاده انساني مورد استفاده قرار گيرند. قدرت يوني صحيح مي تواند با افزودن اسيد، باز يا الكتروليت مناسب حاصل شده، و مي تواند از غلظت هاي الكتروليتهاي افزوده شده محاسبه گردد.

در اين نقطه كلمه احتياط در دستور كار قرار دارد. از آنجا كه قدرت يوني و pH‌ عوامل مهمي براي پايداري يك راديودارو هستند، در هنگام رقيق كردن يك راديودارو بكاربردن رقيق كننده مناسب ترجيحاً همان حلال بكار رفته در تهيه اوليه، داراي اهميت مي باشد.

 

خلوص راديونوكليدي

خلوص راديونوكليدي بصورت جزئي از راديواكتيويته كل به شكل راديونوكليد مورد نظر موجود در يك راديودارو تعريف مي گردد. ناخالصي ها از واكنش هاي هسته اي خارجي بدليل ناخالصي ايزوتوپي در ماده هدف يا از شكافت عناصر سنگين در راكتور ناشي مي شود. بعضي از مثالها عبارتند از 99Mo‌ در تركيبات نشاندار با 99mTc‌ (اين بدليل نفوذ 99Mo‌ از مولد مولي حاصل مي شود) و بسياري از ايزوتوپهاي يد در تركيبات نشاندار با 131I‌. راديونوكليدهاي ناخواسته ممكن است متعلق به عنصر يكسان از راديونوكليد مورد نظر يا عنصر ديگري باشد. حضور اين راديونوكليدهاي خارجي موجب دز تابشی ناخواسته به بيمار شده و نيز موجب تخريب تصويرهاي سنيتيگرافي باشد. اين ناخالصي ها مي تواند با روشهاي شيميائي مناسب، بشرطي كه خواص شيميائي آنها كاملاً متفاوت از راديونوكليدهاي مورد نظر باشد جداسازي گردد.

خلوص راديونوكليدي با اندازه گيري نيمه عمرها و تابشهاي ويژه گسيل شده بوسيله راديونوكليدهاي اختصاصي تعيين مي گردد. راديونوكليدهائي كه پرتوهاي - g گسيل مي كنند بوسيله شناسائي انرژي هاي پرتو - g خود در طيفهاي حاصل روي آشكارسازهاي NaI(Tl) يا Ge(Li) به يك آناليزور چند كاناله متصل هستند (فصل 3) از هم تميز داده مي شوند.

ارزيابي گسيلنده هاي خالص - b به اندازه گسيلنده هاي - g ساده نيست چرا كه داراي مشكل شمارش هستند. اين راديونوكليدها ممكن است براي خلوص با يك اسپكترومتر - b يا يك شمارشگر سنتيلاسيون مايع مورد ارزيابي قرار گيرند. از آنجا كه يك تابش معين ممكن است متعلق به تعدادي از راديونوكليدها باشد، تعيين انرژي تابش تنها شناسائي يك راديونوكليد را اثبات نمي كند. نيمه عمر آن نيز بايد به اثبات رسيده، و اين مي تواند با اندازه گيري اكتيويته زير قله نوري مورد نظر در مدت خاصي از زمان و ترسيم نسبت به زمان حاصل گردد. مدت زماني كه لازم است که هر مقدار راديواکتيو اوليه به نصف مقدار اوليه خود برسد نيمه عمر نام دارد و از روی نمودار خوانده مي شود.

خلوص راديونوكليدي بستگي به نيمه عمرهاي نسبي و مقادير راديونوكليد
مورد نظر و ديگر آلاينده ها داشته و با زمان تغيير مي يابد. حضور مقادير جزئي از يك راديونوكليد آلاينده با عمر طولاني براي آشكارسازي در حضور مقدار بالائي از يك راديونوكليد با عمر كوتاه مشكل است. در اين حالات اجازه داده مي شود راديونوكليد با عمر كوتاه فروپاشي نموده يا اكتيويته با عمر بلند اندازه گيري گردد. مقادير جزئي از ناخالصي هاي راديونوكليدي گوناگون در شستشوي 99mTc‌ از مولد مولي معمولاً بوسيله آشكارساز Ge(Li) پس از فروپاشي 99mTc‌ اندازه گيري مي گردد. آشكارسازي و تعيين 99Mo‌ در شستشوي 99mTc‌ در فصل 5 توضيح داده شده است.

 

خلوص راديوشيميائي

خلوص راديوشيميائي يك راديودارو عبارت است از جزئي از راديواكتيويته كل در شكل شيميائي مورد نظر در راديودارو. ناخالصي راديوشيميائي از تجزيه بدليل عمل حلال، تغيير در دما يا pH، نور، حضور عوامل اكسايش يا احياء و راديوليز حاصل مي گردد. مثالهائي از ناخالصي راديوشيميائي عبارتند از 99mTco4- آزاد و 99mTc هيدروليز شده در كمپلكسهاي نشاندار با 99mTc، يديد
131I آزاد در پروتئين هاي نشاندار با 131I‌، و 51Cr3+ در يك محلول از كرومات سديم – 51Cr‌. حضور ناخالصي هاي راديوشيميائي در يك راديودارو و در تصويرهاي با كيفيت ضعيف بدليل زمينه بالا از بافتهاي احاطه كننده و خون، منجر شده و دز تابش غير ضروري به بيمار مي دهد.

تجزيه تركيبات نشاندار بوسيله راديوليز بستگي به اكتيويته ويژه ماده راديواكتيو، نوع و انرژي تابش گسيل شده و نيمه عمر راديونوكليد دارد. جذب تابشها بوسيله مولكولهاي نشاندار منجر به تشكيل راديكالهاي آزاد با الكترونهاي جفت نشده مي گردد، كه بنوبه منجر به تجزيه بيشتر مولكولهاي ديگر مي گردد. يك فرايند ثانوي بدليل راديوليز توليد H2O2 يا H2O‌ از تجزيه آب (حلال) است، كه برهمكنش داده و در نهايت مولكولهاي نشاندار تجزيه مي نمايد. ذرات مخرب تر از پرتوهاي - g بدليل برد كوتاه و جذب كامل موضعي در ماده هستند.

پايداري يك تركيب در پرتوگيري در مقابل نور به زمان، تغيير دما، و راديوليز بستگي دارد. هر ميزان يك تركيب در مقابل اين شرايط قرار گيرد، بيشتر شكسته خواهند شد. بهمين دليل، بسياري از راديوداروها در صورتيكه براي مصرف مورد نظر ضمانت نشده باشند با زمان انقضاء مشخص مي شوند. موادي همچون آسكوربات سديم، اسكوربيك اسيد، و سولفات سديم غالباً براي حفظ پايداري راديوداروها افزوده مي شوند. بعضي از راديوداروها در يخچال تاريك نگهداري مي شوند تا تخريب ماده كاهش يابد.

تعدادي روشهاي تجزيه اي براي آشكارسازي و تعيين ناخالصي هاي راديوشيميائي در يك راديوداروي خاص مورد استفاده قرار مي گيرند. بويژه روشهاي مهم آنها، ته نشيني، كاغذ، لايه نازك و كروماتوگرافي ژل كاغذ و الكتروليز ژل، تبادل يوني، استخراج با حلال، كروماتوگرافي مايع با اجزاء بالا و تقطير هستند.

اساس کار PET

اساس کار PET

سيستم تصوير برداري PET بر پاية پديدة فيزيكي نابودي زوج (Anihilation Radiation) و دو گامايkeV511 (در دوجهت با اختلاف180درجه) حاصل از آن پايگذاري شده است. اين تكنيك تصوير برداري امكان دستيابي به اطلاعات متابوليسمي بافت هاي مختلف بدن را با نشان دار كردن عناصر تشكيل دهندة بافت به ايزوتوپ‌هاي پوزيترون‌زا مهيا مي‌كند. تكنيك تصويربرداريPET بر اساس (ECT) Emission Computed Tomography مي‌باشد كه عدم نياز به كاليماتور بخاطر وجود خط تعريف شده توسط دوگاماي حاصل از نابودي، اين سيستم را نسبت به ساير سيستم ها ارجح مي‌كند. وجود راديوايزوتوپهايي كه از عناصر اصلي بدن انسان مي‌باشند، (همچون اكسيژن، كربن، نيتروژن) امكان مانور در طراحي راديوداروهاي مورد نياز براي مقاصد متفاوت را مهيا مي‌كند. از ديگر مسائلي كهPET را نسبت به ساير تكنيك هاي تصويربرداري ECT برتر نشان مي دهد، 1- وجود فوتون هاي تك انرژي (511keV) مي‌باشد كه بهينه كردن آشكار سازهاي مورد استفاده در PET را ممكن مي سازد. و 2- عدم نیاز به کالیماتور که موجب بهبود حساسیت سیستم در جمع آوری داده ها می گردد.

دستگاه PET حیوانی:

در حال حاضر در تحقیقات بیوشیمی جهت شبیه سازی مراحل بیماریها استفاده گسترده ی از حیوانات کوچک نظیر موش و موشهای صحرایی می شود. به دلیل شباهت ژنتیکی بین انسان و موشها می توان مطالعه مکانیسم بیماریها در انسان را توسط مطالعه بروی موشها امکان پذیر نمود. در راستای این تحقیقات روشهای تشخیصی سازگار با بدن موشها نیز کمک شایانی در تحقیقات بیومولکولی و مورفولوژی دارد. یکی از دستگاههای موثر در این تحقیقات PET می باشد. به دلیل اینکه موش دارای ساختار بدنی بسیار کوچکی می باشد استفاده از دستگاههای PET انسانی نمی تواند تصاویر با وضوح خوبی از موشها تهیه کند به همین دلیل طراحی PET مخصوص حیوانات کوچک نظیر موشها کمک بسیار موثری در تحقیقات پزشکی می کند. از PET حیوانی علاوه بر استفاده در تحقیقات پزشکی، با اندکی تغییرات می توان برای تشخیص سرطانهای سینه نیز استفاده نمود. همچنین طراحی و طراحی PET حیوانی می تواند قدمی موثر در طراحی و طراحی PET انسانی باشد.

شرح مختصر عملکرد PET حیوانی

-         یک مطالعه PET با تزریق یا تنفس ماده  پرتو دارآغاز می شود.

-         بعد از مدت زمانی از حدود چند ثانیه تا چند دقیقه که برای حمل و نقل و برداشت و تجمع رادیو دارو در عضو هدف لازم است ، اسکن آغاز می شود.

-       وقتی رادیوایزوتوپ در عضو مورد نظر تجزیه می شود از خود پوزیترون تابش می کند که این پوزیترون مسافتی را در فضا حرکت می کند و سپس با یک الکترون بافت ترکیب شده و پدیده فنا رخ می دهد.

-         در اثر پدیده فنا دو فوتون  با انرژی keV511 در دو جهت مخالف هم تابیده می شوند.

-      اگر دو فوتون در فاصله زمانی کوتاهی( nS 10 ~) توسط دو دتکتور مقابل هم ثبت شوند یک رخداد صحیح (True coincidence) در بین دو دتکتور ثبت می شود.

-         با جمع کردن تعداد بسیار زیادی از این رخدادها نقشه تقریبی توزیع پرتو دارو در بدن ثبت می شود.

پزشکی هسته ای

پزشکی هسته ای

یکی از بزرگترین دستاوردهای بشر در قرن بیستم کشف رادیواکتیویته و خواص مختلف پرتوهاست،  که تاثیر شگرفی بر زندگی بشر و پیشرفت او داشته است :

امروزه کاربردهای ارزشمند و بی نظیر این فناوری در سایر علوم به ویژه در پزشکی،  علوم و تحقیقات کشاورزی ،  علوم پایه و صنعت به  درجه ای از اهمیت رسیده است که به جرات می توان ادعا کرد در برخی زمینه ها تحول های شگرفی را در این علوم ایجاد کرده است .

یکی از این شاخه های علوم ، که دانش هسته ای  تاثیر به سزائی در آن داشته است ،  علم پزشکی است به گونه ای که در این زمینه رشته ای  تحت  عنوان پزشکی هسته ا ی شکل گرفته که  از تابش برای تشخیص و درمان بیماری ها اعم از تورموهای سرطانی استفاده می شود.

با پیشرفت دانش بشر و دستیابی به کاربردهای وسیع علم فیزیک و دانش هسته ای در حیطه پزشکی نقش سازنده و اهمیت فراوان استفاده از پرتوهای یونساز و غیر یونساز و تابشهای ذره ای در شاخه های مختلف پزشکی اعم از تشخیص و درمان بیش از پیش جلوه گر شده است. این موضوع تا حدی است که گاهی رسیدن به هدف نهائی یعنی تشخیص به موقع و درمان مطلوب بیمار بدون تکیه به این ابزار توانمند و قدرتمندامری محال و غیر ممکن است. در این راستا می توان به کاربردهای گسترده مواد رادیواکتیو،پرتو X،گاما، لیزر وغیره در مقاصد پزشکی اشاره نمود.

در عکسبرداری هسته ای بسیاری از اعضای بدن مانند قلب ، ریه ، کلیه ، کبد ، طحال ، استخوان براحتی قابل عکسبرداری هستند  و  بی نظمی در آنها قابل آشکارسازی می باشد. این امر می تواند با پرتودهی مستقیم بیمار با یک چشمه تابش خارجی یا با تزریق داروهای نشاندارشده با گونه های رادیواکتیو به بیمار تحقق یابد.  در بیشتر موارد اطلاعات بسیار دقیق ، درست و سریعی حاصل می شود که پزشک را در تشخیص بیماری ها کمک می کند. داروهای نشاندار رادیواکتیو که به بیمار تزریق یا خورانده می شوند رادیودارو نامیده می شود.

در کشورهای پیشرفته  (26% جمعیت جهان)  فراوانی تشخیص بوسیله پرتوپزشکی 9/1% درسال است.  همچنین درمان بوسیله رادیوایزوتوپ ها حدود یک دهم این مقدار است. استفاده از رادیوداروها در حال افزایش به مقدار 10% در سال است .

در حال حاضر رادیونوکلئیدها به سه طریق عمده تولید می شوند:

1 –  پرتودهی نوکلئیدهای پایدار در راکتورهای هسته ای .

2 –  پرتودهی نوکلئیدهای پایدار در یک شتابدهنده .

3 –  شکافت نوکلئیدهای سنگین تر.

رادیوایزوتوپ ها غالبا" بوسیله گیراندازی نوترون در راکتورهسته ای  و برخی ديگر توسط سیلکوترون تولید می شوند. در روش سیلکوترون پروتون به هسته القا شده و هسته دارای پروتون اضافه می شود.

توموگرافي گسيل پوزيترون (PET)

توموگرافي گسيل پوزيترون (PET)

در اوايل سالهاي 1950 اينگونه درک شده بود که راديو نوکليدهاي گسيل کننده پوزيترونها امکانات جامعي از عکس برداري پزشکي را نسبت به SPECT ارائه مي دادند. پوزيترون گسيل شده در فاصله حداکثر چند ميليمتر در بافت، با الکتروني محيطي نابود شده و بطور همزمان دو فوتون نابودي با انرژي يکسان (MeV 0.511/) توليد و مهم تر از آن در دو جهت تقريباً عکس حرکت می کنند. اين گونه درک شده بود که آشکار سازي اين فوتونها با بکار بردن رفتاري که بطور همزمان در دو جهت عکس گسيل مي شوند، توضيح سه بعدي از توزيع راديو نوکليد ها در بدن را خواهد داد. طي ده ها سال توسعه آن PET وسيله اي حياتي در تشخيص پزشکي و عکس برداري فيزيولوژيکي شده است. PET از نظر چگونگي باز ساخت عکس برداري شباهت بسيار زيادي به SPECT دارد با وجود اين به کارگيري دو آشکار ساز در دو طرف مخالف بيمار با لوژيک آشکار ساز منطبق فوتون تفکيک شفاف تر فضائي از محل گسيل در بيمار نسبت به SPECT داشته و لذا باز ساخت بهتر توموگرافي عکس از توزيع اکتيويته در بيمار مي دهد.

عکس برداري PET ابتدا در سالهاي 1960با عکس برداري از يک سطح بر نتيجه و نياز به جابجایی بيمار بين نتايج انجام پذيرفت. در انتهاي سالهاي 1990، اسکنرهاي PET با بيش از 18000 بلور سنتيلاسیون مستقل، قادر به عکس برداري سه بعدي نواحي مصرف، 6 اينچي محوري و 23 اينچي مورب با تفکيک بهتر از 5 ميليمتر در هر دو جهت قابل دسترسي بودند.

 

جدول 14-3: خواص راديو نوکليد هاي بکار رفته در PET

نوکليد

E max (MeV)

Eav (MeV)

بسامد

نيمه عمر

واکنش توليد

11C

960/0

386/0

998/0

5/20دقیقه

14N(p,α)

13N

199/1

492/0

998/0

97/9دقیقه

13C(p,n)، 16O(p,α)

15O

732/1

735/0

999/0

122ثانیه

15N(p,n)

18F

634/0

250/0

000/1

110دقیقه

18O(p,n)

ماموگرافی چیست؟

ماموگرافي

استفاده از پرتو x- براي نشان دادن بیماری های بدخیم سينه عملاً کاربرد گسترده­اي دارد. دو حالت مورد نظر است: کلسيفیکاسیونهای ريز که گاهي نشاندهنده سرطان گاهی و تومورهاي واقعي داراي اندازه اي از جزئي از يک سآنتیمتر، معمولاً در بافت لنفاوي و با ترکيبي مشابه بافت اطراف سينه مي باشند. عکس برداري کلسيفيکاسيونها ريز نياز به تفکيک بالا و عکس برداري تومور نياز به کنتراست بالا دارد. تراکم سينه قدرت تکفيک را بهبود بخشيده و بصورت  ايده آل، تقريباً پرتوهايx- تک انرژي و کم انرژی مي­تواند بکار رود. اين حالت  با بکار بردن يک آند پرتوx- همچون Mo و با محدود نمودن باريکه الکترون به يک نقطه کانوني بسيار کوچک روي آند حاصل مي گردد. اولين کار عملي در ماموگرافي به زمان معرفي هدف Mo بوسيله گروس[1] در سال 1995 بر مي گردد. اين و بقيه پيشرفتها بوسيله هندي[2] در سال 1995 توضيح داده شده­اند. از جدول 14-2 ملاحظه مي­کنيم که پرتوهايx- لايه-  K  براي Mo داراي انرژيهاي 6/17 و 6/19 کيلو ولت و انرژي بستگی لايه­K- تقريباً براي 20 کيلو ولت است. لذا يک فيلتر Mo در باريکه پرتوx- قرارداده مي­شود. در اين فيلتر پرتوx-  لايه- K عبور مي­ دهد ولي انرژي­هاي بالاتر يا پائين تر ضعيف می کند. به اين صورت باريکه که به سينه مي رسد، اکثراً داراي مشخصات پرتوهايx- مي­باشند. براي افزايش قدرت تفکيک، فيلم­هاي تک امولسيوني بايد با پرده هاي تقويت يافته بکار روند. شبکه هاي با 30 تا 50 خط بر سآنتیمتر و نسبتهاي 5 به 1 نيز اساساً برای بهبود کنتراست با کاهش تابش پراکنده ای که به فيلم می رسد، به کار می روند.



[1] . Gros

[2] . Hendee

کاربرد هاي پزشکي فناوري هسته اي

 

 

کاربرد هاي پزشکي فناوري هسته اي

 برجستگی فناوری هسته اي در کاربردهاي پزشکي تقريباً از لحظه کشف پرتوx- بوسيله رونتگن در سال 1895 و کشف راديو اکتيويته بوسيله بکرل در سال 1896 شروع گرديد[1]. اهميت پرتوهايx- در تشخيص پزشکي بلافاصله آشکار شده و در مدت چند ماه پس از کشف آنها، عملکرد باکتري کشی پرتوهايx- و توانائي آنها براي نابودي تومورها آشکار گرديد. بعلاوه، اثر عناصر راديواکتيو کشف شده جديد راديم و رادون در درمان تومورهاي خاصي ابتدا کشف شده و در فعاليتهاي پزشکي مورد استفاده قرار گرفت. امروزه پزشکي تشخيصی و درماني و نيز تحقيقات پزشکي به شدت به بسياري از کاربردهاي ظريف و پيچيده تابش هسته اي و راديو ايزوتوپها بستگی دارد. در پزشکي تشخيصی، توانائي راديولوژيست براي توليد عکسهاي اعضاء و بافتهاي گوناگون بدن انسان بي نهايت مفيد است. شروع به کاربرد پرتوهایx- در اوايل قرن بيستم جهت توليد سايه نگارهاي استخوانها روي فيلم، فناوري عکس برداري پزشکي پالايش پيوسته اي را بخود ديده است. تا سالهاي 1920، باريم براي برجستگي عکس برداري پرتوx- سيستم گوارش تامين گرديده بود. محيط کنتراست داخل وريدی از قبيل ترکيبات يد در سالهاي 1930 و کاربردهاي آنژيوگرافي تا سالهاي 1940معرفي شدند. تشديد کننده هاي عکس فلوروسکوپي در سالهاي 1950 و تشديد کننده پرده اي نادر- خاکي در سالهاي 1960 مورد استفاده قرار گرفتند. استفاده بالينی از توموگرافي کامپيوتري (CT)، توموگرافي گسيل پوزيترون (PET)، و توموگرافي گسيل فوتون تنها (SPECT) در سالهاي 1960 و 1970 شروع شدند. استفاده از آرشيو عکس و سيستم هاي مخابراتي (PACS) در سالهاي 1990 شروع گرديد. همچنين سالهاي 1990 راديولوژي مداخله­ای در فعاليت پزشکي بويژه در روش های آنژيوپلاتی قلبی تثبيت گرديد.

  در امتداد پيشرفتهائي در پزشکي تشخيصی، پيشرفتهاي مطابق آن با بکارگيري فناوري هسته اي براي درمان بوقوع پيوسته است. سه کلاس عمومي درمان با تابش وجود دارد. در براکي تراپي، کاشت مستقيم يک راديو ايزوتوپ براي انتقال يک دز غليظ به آن ناحيه در داخل يک تومور انجام مي پذيرد. در تله تراپي، باريکه اي از تابش به ناحيه خاصي از بدن يا حتي کل بدن داده می شود. در درمان راديو نوکليدي، راديو داروهاي باز جهت مقاصد درمان يا تسکين درد به مريض تجويز يا تزريق مي گردد.

در واقع کاربردهاي هسته اي به صورت يک قسمت روزمره از آزمایشات پزشکی جدید گرديده است به طوريکه تقريباً همه ما، روزي با بعضي از آنها روبرو گشته ايم. جدول 14-1 روشهاي راديولوژيکي پزشکي و درمان تابش شخص و بسامدهاي آنها را در دنيا و در کشورهاي توسعه يافته نشان مي دهد. امروزه تغييرات زياد و کاربردهاي جديدي از فناوري هسته اي را در پزشکي ملاحظه می کنيم. بکارگيري اسکنرهاي مستقيم بسرعت در حال کاهش است، در حاليکه استفاده از دوربين هاي پرتو- گاما اسکنرهاي PET و CT در حال

 

جدول 14-1: مصرف جهاني راديولوژي پزشکي (1991-1996)، از UN(2000).

کميت

تعداد بر 106 نفر جمعيت

سطح I (الف)

جهاني

پزشکان

کل پزشکان

 

2800

1100

پزشکان راديولوژي

 

110

80.

عکس برداري پرتوX-

تجهيزات

پزشکی

290

110

 

دندانپزشکی

440

115

 

مامايي

24

7

 

CT

17

6

آزمايشات به ازای سال

پزشکی

920000

330000

 

دندانپزشکی

310000

90000

عکس برداري راديو نوکليد

تجهيزات:

دوربين هاي گاما

2/7

1/2

 

اسکنرهاي خطي

9/0

4/0

 

اسکنرهاي PET

2/0

05/0

تعداد آزمايش بر سال

 

19000

5600

درمان راديو نوکليدي

تعداد بيمار بر سال

 

170

65

تله تراپي

تجهيزات

پرتوx-

8/2

9/0

 

راديو نوکليد

6/1

7/0

 

ليناک

3

9/0

تعداد بيمار بر سال

 

1500

820

براکي تراپي

واحدهاي پس از بارگذاري

 

7/1

7/0

تعداد بيمار بر سال

 

200

70

(الف) سطح I نشاندهنده کشورهاي با يک يا چند متخصص در هر 1000 نفر جمعيت

 

 

 

افزايش می باشند. راديولوژي تشخيصی مدتهاي مديدي است که براي عکس -

برداري و مطالعه آناتومي بدن بکار مي رود. در سالهاي اخير با بکار گيري CT، PET و پرتو گاما و نيز MRI (عکس برداري ارتعاشي مغناطيسي)، علم پزشکي براي عکس برداري فيزيولوژي و متابوليسم بدن انسان پيشرفت نموده است.



[1] - تاريخچه کاربردهاي پزشکي تابش از سال 1895 تا 1995 بطور مفصل در يک سري مقالات در شماره نوامبر 1995 Radiation Protection Journal : Health Physics انتشار يافته است.