فيزيك هسته اي در عرصه پزشكي

با وجود اينكه نقش شيمي و زيست شناسي در پزشكي به خوبي پذيرفته شده است نقش فيزيك در پزشكي به همان اندازه روشن نيست، چرا كه اكثر كساني كه در رشته پزشكي در حال تحصيل هستند دوره مقدماتي فيزيك را مي گذرانند اما آنان غالباً يا هيچگونه ارتباطي ميان فيزيك و پزشكي نمي بينند يا اين ارتباط را بسيار ناچيز مي دانند.
استفاده از پرتو در تشخيص و درمان بيماري و نيز استفاده از راديونوكلئيدها در پزشكي (پزشكي هسته اي) بخشي از كاربردهاي فيزيك از جمله فيزيك هسته اي در عرصه پزشكي است.
پيشرفت تكنيك هاي فيزيك هسته اي تجربي به طور موازي تصويربرداري پزشكي را هم گسترش داده است: دوربين هاي پرتوگاما، شتاب دهنده هاي مخصوص براي توليد ايزوتوپ هاي پزشكي و تكنيك هاي اعجاب انگيز براي به دست آوردن تصاوير اعماق مشخص بدن. اين شاخه تحقيقي را پزشكي هسته اي مي گويند كه مسئولان آن معمولاً متخصصان فيزيك هسته اي تجربي هستند كه در همكاري تنگاتنگ با پزشكان براي توسعه و كاربرد اين تكنيك ها كار مي كنند. به عنوان نمونه فيزيكداني كه در بخش راديوتراپي كار مي كند، سه وظيفه مهم بر عهده دارد:

    ۱- تعيين ميزان تابش توليد شده با يك ماشين درماني در شرايط استاندارد، يعني واسنجي ماشين Calibration.
    ۲- محاسبه دزي كه بايد به تومور و هر بافت طبيعي در بيمار داده شود.
    ۳- تاييد اينكه مقدار صحيح تابش، به درستي در نواحي مناسب به بيمار داده شده است.
حتماً شما هم تصوير يا عكس پرتورونتگن (پرتو ايكس) تشخيص از دندان ها يا ساير بخش هاي بدن را گرفته ايد. پرتو رونتگن در تشخيص بيماري ها كاربرد بسيار دارد. به گونه اي كه بيش از نيمي از مردم در سال حداقل يك تصوير پرتو رونتگن مي گيرند. كشف اين پرتوها مانند بسياري از دستاوردهاي مهم علمي، اتفاقي بود كه در سال ۱۸۹۵ از سوي وي.سي.رونتگن فيزيكدان آلماني در دانشگاه ورزبورگ در هنگام آزمايش با پرتوهاي كاتودي متوجه پرتوهاي ايكس شد. او پس از چند روز اولين تصوير پرتو رونتگن (X) را از دست همسرش گرفت.
از آنجا كه پرتو X به سادگي از بافت هاي نرم بدن عبور مي كند ولي در استخوان به طور قوي تضعيف مي شود. عكاسي با پرتو X اطلاعات جامعي از ساختمان اسكلت بدن به انسان به دست مي دهد و در نتيجه در روش تشخيص پزشكي كه منجر به ترميم استخوان هاي شكسته مي شود ارزش بسيار دارد چرا كه پرتوهاي (X) ايكس به طور يكسان جذب همه مواد نمي شوند. اگر چنين بود كاربرد مفيدي در تشخيص نداشتند.
 راديواكتيويته طبيعي براي فيزيكدانان شگفت انگيزتر از پرتوهاي رونتگن بود زيرا براي توليد پرتوهاي رونتگن انرژي الكتريكي لازم بود. در حالي كه راديواكتيويته طبيعي منبعي ثابت از ذرات پرانرژي را براي مدت زمان نامحدود بدون نياز به انرژي تامين مي كرد. مادام كوري يكي از پيشگامان برجسته در اين زمينه است. وي كه از سال ۱۸۹۸ تا ۱۹۰۴ با همسرش پي ير كار مي كرد به جداسازي يك عنصر بسيار قدرتمند راديواكتيو، يعني راديم از چندين سنگ كاني اورانيم پرداخت. اين عنصر نقشي بزرگ در درمان سرطان ايفا كرد و امروزه هنوز هم كاربرد دارد.
راديواكتيويته طبيعي كمك بزرگي به دانش ما درباره هسته اتم كرده و پاره اي از پژوهش هاي اوليه «رديابي» در پزشكي با به كارگيري عناصر راديواكتيو طبيعي انجام گرفته است. با اين وجود، نقطه عطف در كاربرد راديواكتيويته در پزشكي، ساخت راكتور هسته اي هنگام جنگ جهاني دوم درباره پروژه بمب اتمي بود. راكتور هسته اي توليد بسياري از راديونوكليدهاي مصنوعي را به مقدار زياد ممكن ساخت. از اين عناصر راديواكتيو در پزشكي براي پژوهش، تشخيص و درمان استفاده مي شود. در پايان دهه ۴۰ ميلادي راديواكتيويته به دست آمده از راكتورها بيشتر در پژوهش هاي پزشكي كاربرد داشت تا تشخيص. مثلاً راديواكتيو براي بررسي چگونگي كار بسياري از اندام ها و نيز تغييرات شيميايي كه در بدن رخ مي دهد به كار رفته است.
مفيدترين راديونوكليدها در پزشكي هسته اي آنهايي هستند كه پرتوهاي گاماگسيل مي كنند چرا كه پرتوهاي گاما قابليت نفوذ بيشتري دارند. يك عنصر راديواكتيو گسيل كننده گاما را كه درون بدن است مي توان از بيرون بدن شناسايي كرد. به عنوان نمونه اكنون تكنيكي را بررسي مي كنيم كه براي ايجاد تصوير از قسمت هاي خاص بدن از ايزوتوپ هاي گاماگسيل استفاده مي كند. در اين روش با به كار بردن نقش پرتو گاماي گسيل شده مي توان تصويري از آن قسمت از بدن تهيه كرد.
 يك كاربرد ساده و سريع اين تكنيك در اندازه گيري مقدار جذب يد در غده تيروئيد است.
يد راديواكتيو بلعيده مي شود و شمارشگر پرتو گاما در نزديكي گردن ازدياد فعاليت را برحسب زمان، در حالي كه يد در غده تيروئيد متمركز مي شود، نشان مي دهد. در ابتدا يد ۱۳۱ براي اين منظور به كار مي رفت كه يك محصول شكافت با نيمه عمر ۸ روز است ولي از آنجا كه معمولاً زمان لازم براي مشاهده غده تيروئيد از مرتبه ساعت ها است. چنين طول عمري خيلي زياد است و در نتيجه فعاليت در بدن به درازا مي كشد و بيمار دز زيادي دريافت مي كند. اما اكنون يد ۱۳۲ با نيمه عمر ۱۳ ساعت به طور گسترده اي به كار گرفته شده است و نيمه عمر اين ايزوتوپ نيز ايده آل است زيرا براي آزمايش ۲۴ ساعته كافي است. در ضمن به آن اندازه كم است كه بعد از آزمايش دز زيادي در بيمار باقي نمي ماند.
كار كليه نيز با استفاده از تركيبي با ايزوتوپ يد ۱۳۱ نشان داده شده است (سديم يد و هيپوريت) از طريق تزريق وريدي مورد بررسي قرار گرفته است. يك آشكار ساز گاما هر كليه را زير نظر مي گيرد و با مقايسه آهنگ پذيرش يد۱۳۱ و اختلاف آن در دو كليه چگونگي اختلال آنها را مشخص مي سازد. تازه بيماران دز نسبتاً كمي را دريافت مي كنند زيرا تركيب راديواكتيو بعد از يك دوره گردش كاملاً از خون خارج و از كليه دفع مي شود.
برخي تصور مي كنند كه پرتودرماني روشي موقت در درمان سرطان است كه سرانجام با يك «درمان سرطان» جايگزين آن خواهد شد. اما در حال حاضر به كارگيري مناسب پرتو درماني بهترين راه براي زنده ماندن مبتلايان به سرطان است. پرتودرماني اگر در آغاز بيماري صورت گيرد، احتمال درمان بيش از ۹۰ درصد است. اين شيوه درماني به اندازه جراحي شكل ظاهري بيمار را تغيير نمي دهد و از اين رو براي درمان سرطان هاي سر و گردن انتخاب مي شود.

*http://www.magiran.com/npview.asp?ID=1649314