پزشکی هسته‌ای

اولین آثار رادیواکتیویته در سال ۱۸۶۷ توسط سنت ویکتور بر روی امولسیون فیلم مشاهده گردید. پس از او، در سال ۱۸۹۶، هانری بکرل، در جریان بررسی خاصیت لومینانس املاح اورانیوم، پی به وجود اشعه‌ای نظیر اشعهٔ ایکس برد. بکرل املاح اورانیوم را در صفحات فوتوگرافی قرار داد و دور از نور در جایی نگاه داشت و پس از ظاهرکردن آن‌ها به وجود اشعه‌ای ناشناخته پی برد. این کشف بکرل بعدها در ۲۶دسامبر ۱۸۹۸ منجر به اعلام کشف رادیوم توسط پییر و ماری کوری گردید. در ۱۸۹۹، رادرفورد نشان داد که دو نوع تابش از املاح اورانیوم ساطع می‌شود، و این ذرات را آلفا و بتا نامید. در ۱۹۰۰، کوری و ویلارد نوع سومی از این تابش‌ها را کشف کردند و آن را گاما نامیدند. در ۱۹۰۸ معلوم شد که آلفا و بتا تحت تأثیر میدان مغناطیسی منحرف می‌شوند، ولی گاما چنین انحرافی از خود نشان نمی‌دهد.

در سال ۱۹۱۱، رادرفورد در آزمایش معروف خود نشان داد که تقریباً تمام فضای اتم خالی و متشکل از الکترون‌هایی است که در اطراف هسته‌ای کوچک، چگال و مبهم می‌چرخند، و در سال ۱۹۳۵ یوکاوا پیشنهاد کرد که نیروی بستگی هسته به‌صورت نیروی تبادلی است. واژهٔ رادیواتم و تعریف آن نخستین بار توسط کوهمن در سال ۱۹۴۷ برای نامیدن اتم‌هایی که دارای نیمه‌عمر زوال رادیواکتیو قابل اندازه‌گیری هستند، وضع شد. تصویرگری به کمک رادیواتم‌ها در سال ۱۹۴۹ بعد از آن که اسکنر خط مستقیم تولید شد، آغاز گردید. معرفی دوربین جرقه‌ای، دوربین آنگر یا دوربین گاما و امکان اخذ سریع تصاویر رادیواتمی، بدون احتیاج به حرکت جارویی (آشکارسازی ساکن)، مهمترین پیشرفت در ابزارهای تصویرگر هسته‌ای بود.

سنتگرام تیروئید با تکنیتیوم-۹۹ام

نخستین آزمایش استفاده از تزریق رادیوایزوتوپ در تصویربرداری از یک انسان، توسط هرمان ال بلومگارت و سوماً وایس از دانشگاه هاروارد انجام گرفت. این آزمایش در سال ۱۹۲۷ و به‌کمک یک اتاقک ابری و رادون انجام گرفت. با وجود تلاشهای فراوان، این آزمایش‌ها موفقیت‌آمیز نبودند، و این محققان آزمایشگاه ملی لارنس برکلی بودند که برای نخستین بار توانستند با موفقیت از یک رادیوایزوتوپ در محیطی بالینی بهره ببرند. آن‌ها به کمک سیکلوترون معروف خود ایزوتوپ ید-۱۳۱ تولید کردند که برای پروژه‌های تیروئیدی بکار رفت. از همین ایزوتوپ مدت کوتاهی بعد برای سرطان تیروئید و پرکاری تیروئید استفاده گردید.

هل انگر در سال ۱۹۵۸ دوربین انگر را در دانشگاه برکلی ابداع کرد. همچنین استفاده از رادیوایزوتوپ تکنتیوم در ۱۹۶۴ توسط تیم متشکل از پل هارپر و نیز رابرت بک از دانشگاه شیکاگو باعث ایجاد نقطه عطفی در تاریخ فیزیک پزشکی و پزشکی هسته‌ای گردید.

کاربرد تکنیک رادیواکتیویته مصنوعی به ویژه در تولید داروهای پرتوزا در پزشکی هسته‌ای محسوس می‌باشد.

استفاده از مواد پرتوزا در پزشکی در ایران با سنجش مقدار ید رادیواکتیو در سال ۱۳۳۹ به وسیلهٔ یک شمارشگر گایگر در آزمایشگاه پیمان مرکزی دانشکده علوم پزشکی تهران آغاز گردید. در این راستا، یک کارشناس بریتانیایی به نام مالکولم کاسبرت نوکز سهم بزرگی در پیشرفت کار پزشکی هسته‌ای در ایران ایفا کرد. با یاری وی، دکتر نظام مافی برای اولین بار در سال ۱۳۴۰ با یک پویشگر تیروئید، تحقیقاتی را به انجام رسانید و پایه‌های پزشکی هسته‌ای را در ایران بنا نهاد. در سال ۱۳۴۶، مرکز پزشکی هسته‌ای و تحقیقات غدد مترشحه داخلی دانشگاه تهران تأسیس شد که در واقع اولین و قدیمی‌ترین مرکز پزشکی هسته‌ای کشور محسوب می‌شود. امکانات این بخش در آن زمان در حد یک دستگاه دوربین انگر بود که تدریجاً مجهزتر گردید.

در این میان، از زمان تأسیس، سازمان انرژی اتمی ایران وظیفهٔ تأمین پرتوداروهای موردنیاز برای درمان بیماران را بر عهده داشته‌است.

از متخصصین ایرانی فعال در خارج از ایران که نقش بسزایی در پیشرفت پزشکی هسته‌ای داشتند می‌توان به عباس علوی اشاره کرد که در دهه ۱۹۷۰ میلادی شاگرد و یکی از اعضای تیم دیوید کوهل بود که نامش در ابداع سیستم‌های اسپکت به‌همراه وی دیده می‌شود. جامعه پزشکی هسته‌ای آمریکا همچنین، به‌خاطر خدمات علمی وی در گسترش سیستم‌های پت اسکن، در سال ۲۰۰۴ به وی یکی از بالاترین جوایز خود که جایزهٔ دِهِوِسی برای پیشبرد برجستهٔ پزشکی هسته‌ای است را اهدا کرد. آنچه بسیار حائز اهمیت می‌باشد، اطمینان از ضرورت استفاده از این روش می‌باشد، چراکه در اغلب مواد رادیواکتیو استفاده شده در روزهای آتی، پس از ترخیص، به ترتیب در روزهای اول و دوم و سوم ۶۰٪ و ۲۰٪ و ۵٪، فعالیت دارد. با این حال، ۷۵٪ تصاویر گرفته‌شده، توجیه و دلیل منطقی‌ای ندارند!

تصویری از مغز توسط پت اسکن.

تصویرسازی مولکولی در سالهای اخیر چنان در بیمارستانها و مراکز درمانی رواج پیدا کرده که اکنون این روش‌ها خود دارای بخش جداگانه‌ای در پزشکی هسته‌ای می‌باشد. متعارف‌ترین روش‌های تصویرسازی مولکولی عبارتند از پت اسکن و اسپکت.

پیشنهاد ترکیب PET و CT در سال ۱۹۹۱ مطرح شد ولی نمونه اصلی اسکنرهای PET/CT در سال ۱۹۹۸ کامل شد. اولین طراحی آن که در مراکز پزشکی استفاده شد در سال ۲۰۰۱ بود. از سال ۲۰۰۱ تاکنون تمام فروشنده‌های دستگاه‌های پزشکی حداقل یک طراحی PET/CT را تولید کرده‌اند. در نتیجه، از سال ۲۰۰۶ فروش PET/CT جایگزین PET شده‌است.[1]

در یک دستگاه بیمار ابتدا از میان اسکنر CT رد می‌شود و سپس وارد اسکنر PET می‌شود. دو روش مختلف برای استفاده از PET/CT وجود دارد:

1. داده‌های CT به PET اضافه شده‌است. در این مورد کافی است که کیفیت تصاویر CT در حدی باشد که ساختارهای مورفولوژی مشخص شوند. در نتیجه تصویربرداری CT با یک دُز پایین بدون نیاز به مادهٔ حاجب انجام می‌شود. اطلاعات تصاویر CT برای تصحیح تضعیف تصاویر PET استفاده می‌شود. این کاربرد در مقایسه با تصویربرداری سنتی PET سریعتر، کم هزینه تر و دقت تشخیص بالاتری دارد.
2. جدا از PET، تصویربرداری CT ممکن است برای به دست آوردن اطلاعات تشخیصی و دقت مناسب انجام شود. این به معنای استفاده از دز کامل برای تصویربرداری CT است. استفاده از ماده حاجب معمولاً ضروری است و از یک پروتکل تنفسی استفاده می‌شود.[2]

استفاده از PET/CT به عنوان یک وسیلهٔ تشخیصی و staging در تومورشناسی بسیار گسترده است. در تشخیص چندین سرطان، ازجمله سرطان‌های شُش، گردن، سینه، پروستات، و روده کاربرد دارد.

SPECT/CT، اطلاعات کاربردی را توسط SPECT و اطلاعات آناتومیکی را از CT به دست می‌آورد. داده‌های CT همچنین برای تصحیح تضعیف داده‌های SPECT استفاده می‌شوند. SPECT/CT از یک اسکنر CT و دوربین گامای جدا از هم و یک تخت مشترک تشکیل شده‌است. ترکیب داده‌های CT و SPECT مانند PET/CT انجام می‌شود.

سیستم‌های پت-ام‌آرآی به‌تازگی در بیمارستان‌های اروپا مورد استفاده قرار گرفته‌اند و سازمان اف دی ای آمریکا مجوز این سیستم‌ها را برای استفاده در محیط بالینی به مراکز آمریکایی داده‌است.