پزشکی هسته ای شاخهای از تصویربرداری پزشکی است که برای تشخیص و درمان از رادیوداروها استفاده میکند. بهطور ویژه دو روش تصویربرداری SPECT و PET از این فناوری استفاده میکنند. مقالهی حاضر که از سایت معتبر موسسه ملی تصویربرداری زیستپزشکی و مهندسی پزشکی آمریکا (NIBIB) ترجمه شده است دربارهی موضوعات زیر صحبت میکند:
- پزشکی هسته ای چیست؟
- ردیاب رادیواکتیو چیست؟
- توموگرافی کامپیوتری با انتشار تکفوتون منفرد (SPECT) چیست؟
- توموگرافی با انتشار پوزیترون (PET) چیست؟
- اسکنهای پزشکی هسته ای برای چه مواردی استفاده میشود؟
- آیا این نوع اسکن خطراتی دارد؟
- محققان موسسهی NIBIB در حال انجام چه مطالعاتی در زمینهی پزشکی هستهای هستند؟
اگر شما هم در این موارد اطلاعات یا تجربیاتی دارید نظرات ارزشمندتان را در قسمت دیدگاهها با ما و دیگران به اشتراک بگذارید 🙂
پزشکی هسته ای چیست؟
پزشکی هسته ای یک تخصص پزشکی است که از ردیابهای رادیواکتیو (رادیوداروها) برای ارزیابی عملکردهای بدن و تشخیص و درمان بیماری استفاده میکند. دوربینهای طراحیشده در این زمینه به پزشکان اجازه میدهند مسیر این ردیابهای رادیواکتیو را ردیابی کنند.
توموگرافی کامپیوتری با انتشار تکفوتون یا SPECT (مخفف single photon emission computed tomography) و توموگرافی با انتشار پوزیترون یا PET (مخفف Positron Emission Tomography) دو روش تصویربرداری رایج در پزشکی هستهای هستند.
ردیاب رادیواکتیو چیست؟
ردیابهای رادیواکتیو از مولکولهای حاملی تشکیل شدهاند که اتصال محکمی به یک اتم رادیواکتیو دارند. این مولکولهای حامل، بسته به هدف اسکن، بسیار متفاوت هستند. برخی از ردیابها از مولکولهایی استفاده میکنند که با پروتئین یا قند خاصی در بدن تعامل دارند و حتی میتوانند سلولهای خود بیمار را به کار گیرند.
بهعنوان مثال، در مواردی که پزشکان به دانستن منبع دقیق خونریزی روده نیاز دارند، ممکن است به نمونهای از گلبول های قرمز که از بیمار گرفته شده است اتمهای رادیواکتیو اضافه کنند. سپس خون را مجددا به بیمار تزریق میکنند و برای دنبال کردن مسیر خون در بیمار از اسکن SPECT استفاده میکنند. هرگونه تجمع مواد رادیواکتیویته در روده به پزشکان نشان میدهد که مشکل در کجاست.
در اکثر مطالعات تشخیصی در پزشکی هستهای، ردیاب رادیواکتیو با تزریق داخل وریدی به بیمار تزریق میشود. با این حال، یک ردیاب رادیواکتیو ممکن است از طریق استنشاق، بلع خوراکی، یا تزریق مستقیم به اندام نیز تجویز شود. نحوه تجویز ردیاب، به روند بیماریای که باید مطالعه شود بستگی دارد.
توضیح عکس: مجموعهای از تصاویر، CT در سمت چپ، PET در وسط و ترکیبی PET/CT در سمت راست. این تصاویر نشان میدهد که ترکیب PET/CT (راست) نسبت به CT (سمت چپ) یا PET (در وسط) نمای کاملتری از ستون فقرات (موش) ارائه میدهد.
ردیابهای تاییدشده، رادیودارو نامیده میشوند زیرا برای استفاده بالینی تاییدشده، باید استانداردهای دقیق FDA را برای ایمنی و عملکرد مناسب رعایت کنند. متخصص پزشکی هستهای ردیابی را انتخاب میکند که دقیقترین و قابل اعتمادترین اطلاعات را برای مشکل خاص بیمار ارائه دهد و ردیاب مورد استفاده تعیین میکند که آیا باید اسکن SPECT یا اسکن PET انجام شود.
توموگرافی کامپیوتری با انتشار تک فوتون (SPECT) چیست؟
ابزارهای تصویربرداری SPECT از توزیع مولکول های ردیاب رادیواکتیو واردشده به بدن بیمار، تصاویر سهبعدی ارائه میدهند. تصاویر سهبعدی کامپیوتری از تعداد زیادی تصویر projection از بدن که در زوایای مختلف ضبط شدهاند، تولید میشوند. تصویرگرهای SPECT دارای آشکارسازهای دوربین گاما هستند که میتوانند تشعشعات اشعه گاما را از ردیابهایی که به بیمار تزریق شده است، تشخیص دهند.
پرتوهای گاما شکلی از نور هستند که با طول موجی متفاوت از نور مرئی حرکت میکنند. دوربینها روی یک دروازهای چرخشی نصب شدهاند که به آشکارسازها اجازه میدهد تا در یک دایره تنگ در اطراف بیمار (که بیحرکت روی یک پالت دراز کشیده است) حرکت کنند.
توموگرافی با انتشار پوزیترون (PET) چیست؟
اسکن PET هم از رادیوداروها برای ایجاد تصاویر سه بعدی استفاده میکند. تفاوت اصلی بین اسکن SPECT و PET در نوع رادیو ردیاب مورد استفاده است. اسکن SPECT اشعه گاما را اندازهگیری میکند امادر اسن PET، فروپاشی ردیابهای رادیویی مورد استفاده، ذرات کوچکی به نام پوزیترون تولید میکند.
پوزیترون ذرهای است که جرم آن تقریباً برابر با یک الکترون است اما دارای بار مخالف است. پوزیترونها با الکترونهای بدن واکنش میدهند و وقتی این دو ذره با هم ترکیب میشوند یکدیگر را از بین میبرند. این نابودی مقدار کمی انرژی به شکل دو فوتون تولید میکند که در جهت مخالف پرتاب میشوند. آشکارسازهای موجود در اسکنر PET این فوتونها را اندازهگیری کرده و از این اطلاعات برای ایجاد تصاویری از اندامهای داخلی استفاده میکنند.
برای تماشای یک ویدیوی کوتاه درمورد نحوه عملکرد اسکن PET اینجا را کلیک کنید.
اسکن های پزشکی هسته ای برای چه مواردی استفاده میشوند؟
اسکن SPECT در درجه اول برای تشخیص و ردیابی پیشرفت بیماری قلبی، مانند انسداد عروق کرونر، استفاده میشود. رادیوردیابهایی نیز برای تشخیص اختلالات در استخوان، بیماری کیسه صفرا و خونریزی روده وجود دارند. مواد عامل SPECT، اخیراً برای کمک به تشخیص بیماری پارکینسون در مغز و متمایز کردن این بیماری از سایر اختلالات حرکتی مرتبط با آناتومی و زوال عقل در دسترس هستند.
هدف اصلی اسکن PET شناسایی سرطان و نظارت بر پیشرفت آن، پاسخ به درمان و تشخیص متاستازها است. استفاده از گلوکز به شدت فعالیت سلولی و بافتی بستگی دارد، بنابراین در سلولهای سرطانی که به سرعت تقسیم میشوند، گلوکز بسیار افزایش مییابد. درواقع، درجه تهاجمی بودن اکثر سرطانها تقریباً با میزان استفاده از گلوکز در آنها مشابه است.
در ۱۵ سال گذشته، مولکولهای گلوکز نشاندارشدهی رادیوییِ کمی تغییریافته (به نام F-18 labeled deoxyglucose یا FDG) بهترین ردیاب موجود برای تشخیص سرطان و گسترش متاستاتیک آن در بدن هستند.
یک ابزار ترکیبی که در یک جلسه از مناطق همسان بدن، اسکن PET و CT تولید میکند (به نام اسکنر PET/CT) به ابزار اولیه تصویربرداری در مرحلهبندی اکثر سرطانها در سراسر جهان تبدیل شده است.
اخیراً یک پروب PET توسط FDA برای کمک به تشخیص دقیق بیماری آلزایمر تأیید شده است که قبلاً تنها پس از مرگ بیمار، با دقت تشخیص داده میشد. در غیاب این آزمایش تصویربرداری PET، تشخیص بیماری آلزایمر از زوال عقل عروقی یا سایر اشکال زوال عقلی که افراد مسن را تحت تاثیر قرار میدهد دشوار است.
توضیح عکس: تصویری از سیتیاسکن در سمت چپ و اسکن سیتی-پت ترکیبشده در سمت راست. یک تومور به وضوح در اسکن سمت راست قابل مشاهده است و نمیتوان آن را به وضوح در سیتیاسکن مشاهده کرد. اسکن CT-PET ترکیبشده به وضوح تومورها را نشان میدهد و بنابراین اغلب برای تشخیص و نظارت بر رشد تومورهای سرطانی استفاده میشود.
پزشکی هسته ای: آیا خطراتی در این مورد وجود دارد؟
دوز کلی تشعشع رسیده به بیماران توسط اکثر رادیوداروهای مورد استفاده در مطالعات پزشکی هستهای تشخیصی بیشتر از آن چیزی نیست که در طول معاینات معمول اشعهی ایکس (رادیوگرافی) یا CT وجود دارد. نگرانیهای موجهی درمورد القای احتمالی سرطان حتی با سطوح کم قرار گرفتن در معرض تشعشعات ناشی از معاینات تصویربرداری پزشکی انباشتهشده وجود دارد، اما این خطر در مقایسه با منافع مورد انتظار حاصل از یک تصویربرداری تشخیصی، بسیار ناچیز است.
متخصصان پزشکی هستهای هم مانند رادیولوژیستها، بهشدت متعهد هستند که قرار گرفتن در معرض تشعشع را در بیماران تا حد امکان پایین نگه دارند و کمترین میزان رادیوردیاب مورد نیاز برای ارائه یک معاینه مفید تشخیصی را ارائه دهند.
محققان موسسهی NIBIB در حال انجام چه مطالعاتی در زمینهی پزشکی هسته ای هستند؟
تحقیقات در زمینهی پزشکی هستهای شامل توسعه ردیابهای رادیویی جدید و همچنین فناوریهایی است که به پزشکان کمک میکند تصاویر واضحتری تولید کنند.
توسعهی ردیابهای جدید:
عفونت باکتریایی یک عارضه رایج ایمپلنتهای پزشکی در بدن است. با وجود تعداد زیادی از بیمارانی که بیش از هر زمان دیگری ایمپلنت پزشکی دریافت میکنند، عفونتهای ناشی از این ایمپلنتها یک مشکل روبهرشد است. در حال حاضر، این نوع عفونتها بر اساس نتایج معاینه فیزیکی و کشت میکروبی تشخیص داده میشوند.
با این حال، چنین تکنیکهایی فقط برای تشخیص عفونتها در مرحله آخر که معمولاً درمان آنها مشکل شده است، مفید هستند. برعکس، هنگامی که پزشکان التهاب را که یک پیامد طبیعی جراحی است با التهاب ناشی از عفونت اشتباه میگیرند، ممکن است بدون نیاز، ایمپلنت پزشکی برداشته شوند.
موسسه ملی تصویربرداری زیستپزشکی و مهندسی پزشکی آمریکا (NIBIB) در حال حاضر از تحقیقاتی که برای توسعه خانواده جدیدی از عوامل کنتراست تصویربرداری PET تلاش میکنند که بهطور خاص توسط سلولهای باکتریایی جذب میشوند و نه سلولهای انسانی، حمایت میکند. چنین عواملی به پزشکان اجازه میدهد تا عفونتهای باکتریایی را در مراحل اولیه شناسایی کنند تا بتوانند بهراحتی آنها را درمان کرد و در نتیجه تعداد دستگاههای ایمپلنتشدهای که بهصورت غیرضروری برداشته میشوند کاهش یابد.
این نوع مواد عامل همچنین این پتانسیل را دارند که برای تشخیص عفونتهایی که با دستگاههای پزشکی مرتبط نیستند، بهعنوان مثال، عفونتهایی که بر قلب یا ریهها تأثیر میگذارند، استفاده شوند.
توضیح عکس: تصویر SPECT از قسمتی از مغز که تحت تاثیر بیماری پارکینسون قرار گرفته است. این تصویر شبیهسازیشده نشان میدهد که یک آداپتور ارزانقیمت برای دوربین SPECT چگونه میتوانداز قسمتی از مغز که در بیماری پارکینسون آسیب دیده است تصاویری با وضوح بالاتر ارائه دهد.
خلق فناوریهای جدید:
امروزه برای تشخیص دقیق بیماری پارکینسون، یک ردیاب SPECT در دسترس است. با این حال، ناحیه کوچکی در مغز که باید تصویربرداری شود، نیاز برای ارائه تصاویر با وضوح بالا، به یک تصویرساز اختصاصی مغز SPECT با دوربینهای ویزهی گاما نیاز است که هزینههای انجام این فرآیند را افزایش میدهد.
موسسه ملی تصویربرداری زیستپزشکی و مهندسی پزشکی آمریکا (NIBIB) از تحقیقاتی که در زمینهی ایجاد یک آداپتور ارزانقیمت برای تصویرسازهای SPECT معمولی که امروزه در اکثر بیمارستانها موجود است پشتیبانی میکند. این آداپتور به دوربینهای استاندارد SPECT اجازه میدهد همان وضوح بالایی را ارائه دهند که در حال حاضر تنها سیستمهای تصویربرداری اختصاصی مغز SPECT میتوانند تولید کنند. این پیشرفتها تشخیص پارکینسون را کمهزینهتر و در دسترستر میسازد.
ترجمهی اختصاصی توسط مجله قرمز
منبع:
National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB), Nuclear Medicine, Reviewed July 2016