ندوشش
08-19-2008, 04:28 PM
التصوير الطبي النووي Nuclear medicine imaging
أصبحت تقنية الطب النووي Nuclear medicine من التقنيات المهمة في قسم الأشعة ، حيث نستخدم مَوَادّ مُشِعَّة radioactive materials تسمى أدويَّة مُشِعّة radiopharmaceuticals لدراسة وفحص وظيفة العضو المراد تصويره ومعاالجة الأمراض diseases والحالات الطبية المختلفة ، وتعطي بكميات مأمونه تتناسب مع عمر وحجم المريض والعضو المفحوص.
كما يسمى أيضا بالتَصْوير الوَمَضانِيّ Scintigraphy أو )المسح بالنظائر المشعة (Radio-isotope
scanning ، والجهاز المستخدم يسمى كاميرة جاما Gamma camera أو ( آلَةُ التَّصْوِيرِ الوَمَضانِيَّ ( Scintillation camera ، ويشمل التصوير الطبي النووي:
- التصوير الطبي النووي المستوي Nuclear medicine planar imaging
- التصوير المقطعي بالكمبيوتر بانبعاث فوتون أحادي
Single photon emisson computed tomography (SPECT)
- التصوير المقطعي بانبعاث البوزوترون
(PET) Positron emisson tomography
في عام 1951م أعطى بِنيديِكْت كاسِين Bendict Cassen دفعة للطب النووي بتطويره أول ماسح نووي مستقيم Nuclear (Rectilinear) scanner، هذا الجهاز كان يتحرك للخلف وللأمام عبر العضو المفحوص فينتج صورة مبنية على كمية النشاط الإشعاعي الصادرة منه .
وفي 1958 م أخذ هال أنجر Hal Anger خطوة أكبر للتصوير ، فكانت أول خطوة إضافية بتطويره آلَة التَّصْوِير الوَمَضانِيَّة )كاميرة جاما scintillation camera (Gamma camera . هذا الجهاز يقوم بتصوير العضو كله في وقت واحد بجانب إمكانية تصوير صور استاتيكيَّة static images للأعضاء وأمكن أيضاً عمل الصور الوَظيفِة الدِّينامِيكية dynamic function .
تزامن مع هذا الاكتشاف اكتشاف التكنيسيوم Technetium-99m الذي أعطى الطب النووي دوراً طبيا بارزا حيث أصبح يستخدم في أغلب الفحوص في أوائل عام 1970م .
كما تمكن العلماء عن طريق النشاط الإشعاعي الصنعي artificial radioactivity من انتاج نظائر مشعة تستخدم في الطب والبيولوجيا والتعدين ...وغيره . وهذه النظائر نستخدمها في الأشعة العلاجية و الطب النووي وتنقسم النظائر المشعة إلى قسمين :
- النظائر المشعة المغلقة التي تتميز بأنها ذات فترة نصف عمر طويل ، وتتحلل إشعاعيا عن طريق جسيمات ألفا وبيتا مع إطلاق أشعة جاما ذو الطاقة العالية التي تستخدم في العلاج الإشعاعي Radiotherapy.
- والنظائر المشعة المفتوحة المستعملة في الطب النووي nuclear medicine التي تتميز بأنها :
- ذات نصف عمر قصير
- تتحلل إشعاعيا عن طريق إطلاق أشعة جاما ذو الطاقة الصغيرة
- توضع في زجاجات أو كبسولات ويمكن تجزئتها إلى جرعات تتناسب مع نوع الفحص ، أو سن المريض .
- يتناولها المريض عن طريق الحقن الوريدي أو الاستنشاق أو الفم
وقد وجد أن عملية التلاشي الإشعاعي للعنصر المشع تتم بطريقة أسية exponential بمعنى أن النشاط الإشعاعي للعنصر يتناقص مع مرور الزمن بنسبة ثابتة لكل وحدة زمن (ثانية ) ويطلق على هذه النسبة أسم معامل التَلاشي decay factor وهي مميزة وخاصة لكل عنصر مشع عن الآخر .
فمثلا :
فإذا حصلنا على عينة من عنصر التكنيسيوم 99 99mtechnetium المشع ، من مولد مولبدينم 99 generator 99molybdenum ، قوتها 100 مللي كوري وفترة نصف العمر هي 6 ساعات ، فإن قوته الإشعاعية بعد مرور 6 ساعات تصبح 50 % من الأساس أي تساوي 50 مللي كوري ، ثم بعد مرور 6 ساعات أخرى ( 12 ساعة من البداية ) تصبح القوة الإشعاعية 50 % من قوة 50 مللي كوري أي 25 مللي كوري ، وبعد 6 ساعات أخرى تصبح قوته 50 % من قوة 25 مللي كوري أي 12.5 مللي كوري وهكذا ، ومن المهم معرفة عُمُر النِّصْف half-life :
يعرف عُمُر النِّصْف بأنه الوقت اللازم لانحلال نصف الذرات من مجموع ذرات النظير المشع وعلى هذا فإن النشاط الإشعاعي لمادة مشعة معينة سوف يصل إلى نصف هذا النشاط في خلال فترة نصف حياته ، فمثلاً عُمُر النِّصْف لمادة التَّكيسييوم 99 Technetium-99m هي ستة ساعات(سواءً كان في زجاجة في المختبر أو يسري في دم المريض أو مترسب في كبده( ، واليود131 131I ثماني أيام ، وهذه الفترة لا تتأثر بأي مؤثرات مثل الحرارة والضغط أو التركيب الكيميائي لمواد أخرى
ويمكن استخدام النظير المشع بمفرده في إجراء الفحص أو التصوير الطبي ، مثال ذلك عنصر اليود المشع 123 في عمل مسح الغدة الدرقية أو عنصر الثاليوم 201 في عمل مسح القلب .
أو بإضافة النظير المشع إلى مادة أخرى حاملة carrier تذهب به إلى العضو أو الجهاز المراد تصويره .
وتعتمد تقنية التَصْويرٌ الوَمَضانِيّ (المسح بالنظائر المشعة ) Scintigraphy على فكرة إعطاء المريض النظير المشع للعنصر بمفرده أو محملا على مادة ذو خصائص خاصة تسمى المادة الحاملة Carrier والتي تحمله إلى عضو محدد أو جهاز محدد بالجسم المفحوص ، حيث نصور توزيع النشاط الإشعاعي داخل العضو أو الجهاز .
نستخدم جهاز " كاميرة جاما Gama camera " في وحدة الطب النووي للتشخيص باستخدام النظائر المشعة Radioisotopes ، حيث يقوم بالتقاط التموضع الإشعاعي في العضو المراد تصويره وتحويله إلى صورة تبين توزيع المادة المشعة فيه .
وتتم الفحوص بحقن المريض عن طريق الوريد Intravenous injection بمركب عقاقيري (كيميائي أو بروتيني) مع تعليق مادة مشعة مناسبة مثل مادة التكنيسيوم 99 99mtechnetium كما في فحص الكبد والعظام والقلب ...وغيرها . حيث تعكس مكان تواجدها ومسارها داخـل الأعضاء المختلفة في الجسم
أو داخل الجسم كله ، وذلك حسب المادة المحقونة ويمكن متابعتها بجهاز كاميرة جاما Gama camera.
وتختلف هذه المواد باختلاف العضو المراد فحصه ، فالمادة المستخدمة في تصوير العظام تختلف عن المستخدمة في تصوير الكبد والطحال ، أو الغدة الدرقية .....وهكذا .
أو يتم إعطاء المادة المشعة عن طريق الفم مثل اليودالمشع 131 ، 123 ( أيوديد الصوديوم Sodium Iodide ) في فحص الغدة الدرقية .
أو عن طريق الاستنشاق بالأنف مثل غاز الكربتون 81 ( 81kr) في فحص تَهْوِيَة الرئتين Lung ventilation .
والمريض في فحوص الطب النووي بعد الحقن في الفحص بالمواد المشعة يصبح المصدر المشع على عكس الفحص بالأشعة حيث يكون المصدر هو أنبوبة الأشعة . وللتبسيط فإن الأشعة الصادرة من المريض تتأثر بالكريستلات الموجودة في رأس الجهاز ويصدرها المحدد (الميزاء) Collimator عبر الكريستلات حيث ترسل نبضات ضوئية تظهر صورة العضو المفحوص على الشاشة Monitor ، وبعد ذلك نأخذ الأوضاع والصور المطلوبة في الأوقات المحددة حسب كل فحص .
ونحصل على المادة المشعة radioactive material عن طريق مولدات يختلف مدة استعمالها من أسبوع لشهر حسب قوتها ، وأفضل المولدات مولد مولبدينم 99 generator 99molybdenum ، التي ينتج تكنشيوم 99 99mtechnetium الذي يستخدم في فحوص كثيرة.
والمولد الغازي حيث يكون الغاز الناتج نصف عمره قصير جدا(13 ثانية) مثل الكربتون 81 81Kr ، والذي يستخدم في فحوص تهوية الرئة Lung ventilation حيث يعمل الفحص في الحال بعد إنتاجه .
ثم تقدمت الأجهزة بحيث أصبح الكمبيوتر جزءا أساسيا فيها ، وأصبح من الممكن استخدام إمكانية الكمبيوتر
ومن المعروف أن الأجهزة كانت غير مرتبطة بالكمبيوتر ، لذلك كان ارتباطها بالكمبيوتر ذو فائدة كبرى ، وأصبح في الإمكان الاستفادة من إمكانيات الكمبيوتر وهي :
إمكانية تحسين الصورة من ناحية التباين contrast ، واسْتِنْباءُ الصُّورَةِ reconstruction image، وتكبيرها ، والقياس لجزء معين ، وإجراء القياسات المختلفة عليها من أبعاد وكثافات ، وتخزين الصور ليمكن استعادتها واختيار الصور التي نريدها فقط ، والتصوير ثلاثي الأبعاد وغيرها من المزايا ، كما أن وجود الكمبيوتر بالأجهزة ، سهل من ارتباط الأجهزة الرقمية الموجودة بالقسم بعضها ببعض ، أو ارتباطها بأقسام المستشفى الأخرى كالعمليات ، أو ارتباطها بأقسام الأشعة والتصوير الطبي في المستشفيات الأخرى .
والمعمل الحار Hot laboratory أساسيا في وحدة الطب النووي حيث يوضع به المولدات generators والأدوات المستخدمة مع مراعاة إجراءات الوقاية من الأشعة ، لتحضير جرعة المادة المشعة حسب الفحص المطلوب عمله وقوته وتاريخ وروده للقسم ، ونحسب الجرعة لكل فحص حسب نصف العمر للمادة المشعة المستخدمة في نفس يوم الفحص .
يستخدم الطب النووي بصفة عامة في الأغراض التشخيصية ، كما يستخدم أيضا في التطبيقات العلاجية مثل علاج فَرْط الدَّرَقِيَّة hyperthyroidism treatment في سَرَطان الدَّرَقِيَّة Thyroid cancer
وعلاج أنواع معينة من سَرَطان العظام …. Bone cancer الخ .
ومع التقدم الكبير في الطب النووي ظهرت تقنية- التصوير المقطعي بانبعاث البوزوترون PET) Positron emisson tomography
أصبحت تقنية الطب النووي Nuclear medicine من التقنيات المهمة في قسم الأشعة ، حيث نستخدم مَوَادّ مُشِعَّة radioactive materials تسمى أدويَّة مُشِعّة radiopharmaceuticals لدراسة وفحص وظيفة العضو المراد تصويره ومعاالجة الأمراض diseases والحالات الطبية المختلفة ، وتعطي بكميات مأمونه تتناسب مع عمر وحجم المريض والعضو المفحوص.
كما يسمى أيضا بالتَصْوير الوَمَضانِيّ Scintigraphy أو )المسح بالنظائر المشعة (Radio-isotope
scanning ، والجهاز المستخدم يسمى كاميرة جاما Gamma camera أو ( آلَةُ التَّصْوِيرِ الوَمَضانِيَّ ( Scintillation camera ، ويشمل التصوير الطبي النووي:
- التصوير الطبي النووي المستوي Nuclear medicine planar imaging
- التصوير المقطعي بالكمبيوتر بانبعاث فوتون أحادي
Single photon emisson computed tomography (SPECT)
- التصوير المقطعي بانبعاث البوزوترون
(PET) Positron emisson tomography
في عام 1951م أعطى بِنيديِكْت كاسِين Bendict Cassen دفعة للطب النووي بتطويره أول ماسح نووي مستقيم Nuclear (Rectilinear) scanner، هذا الجهاز كان يتحرك للخلف وللأمام عبر العضو المفحوص فينتج صورة مبنية على كمية النشاط الإشعاعي الصادرة منه .
وفي 1958 م أخذ هال أنجر Hal Anger خطوة أكبر للتصوير ، فكانت أول خطوة إضافية بتطويره آلَة التَّصْوِير الوَمَضانِيَّة )كاميرة جاما scintillation camera (Gamma camera . هذا الجهاز يقوم بتصوير العضو كله في وقت واحد بجانب إمكانية تصوير صور استاتيكيَّة static images للأعضاء وأمكن أيضاً عمل الصور الوَظيفِة الدِّينامِيكية dynamic function .
تزامن مع هذا الاكتشاف اكتشاف التكنيسيوم Technetium-99m الذي أعطى الطب النووي دوراً طبيا بارزا حيث أصبح يستخدم في أغلب الفحوص في أوائل عام 1970م .
كما تمكن العلماء عن طريق النشاط الإشعاعي الصنعي artificial radioactivity من انتاج نظائر مشعة تستخدم في الطب والبيولوجيا والتعدين ...وغيره . وهذه النظائر نستخدمها في الأشعة العلاجية و الطب النووي وتنقسم النظائر المشعة إلى قسمين :
- النظائر المشعة المغلقة التي تتميز بأنها ذات فترة نصف عمر طويل ، وتتحلل إشعاعيا عن طريق جسيمات ألفا وبيتا مع إطلاق أشعة جاما ذو الطاقة العالية التي تستخدم في العلاج الإشعاعي Radiotherapy.
- والنظائر المشعة المفتوحة المستعملة في الطب النووي nuclear medicine التي تتميز بأنها :
- ذات نصف عمر قصير
- تتحلل إشعاعيا عن طريق إطلاق أشعة جاما ذو الطاقة الصغيرة
- توضع في زجاجات أو كبسولات ويمكن تجزئتها إلى جرعات تتناسب مع نوع الفحص ، أو سن المريض .
- يتناولها المريض عن طريق الحقن الوريدي أو الاستنشاق أو الفم
وقد وجد أن عملية التلاشي الإشعاعي للعنصر المشع تتم بطريقة أسية exponential بمعنى أن النشاط الإشعاعي للعنصر يتناقص مع مرور الزمن بنسبة ثابتة لكل وحدة زمن (ثانية ) ويطلق على هذه النسبة أسم معامل التَلاشي decay factor وهي مميزة وخاصة لكل عنصر مشع عن الآخر .
فمثلا :
فإذا حصلنا على عينة من عنصر التكنيسيوم 99 99mtechnetium المشع ، من مولد مولبدينم 99 generator 99molybdenum ، قوتها 100 مللي كوري وفترة نصف العمر هي 6 ساعات ، فإن قوته الإشعاعية بعد مرور 6 ساعات تصبح 50 % من الأساس أي تساوي 50 مللي كوري ، ثم بعد مرور 6 ساعات أخرى ( 12 ساعة من البداية ) تصبح القوة الإشعاعية 50 % من قوة 50 مللي كوري أي 25 مللي كوري ، وبعد 6 ساعات أخرى تصبح قوته 50 % من قوة 25 مللي كوري أي 12.5 مللي كوري وهكذا ، ومن المهم معرفة عُمُر النِّصْف half-life :
يعرف عُمُر النِّصْف بأنه الوقت اللازم لانحلال نصف الذرات من مجموع ذرات النظير المشع وعلى هذا فإن النشاط الإشعاعي لمادة مشعة معينة سوف يصل إلى نصف هذا النشاط في خلال فترة نصف حياته ، فمثلاً عُمُر النِّصْف لمادة التَّكيسييوم 99 Technetium-99m هي ستة ساعات(سواءً كان في زجاجة في المختبر أو يسري في دم المريض أو مترسب في كبده( ، واليود131 131I ثماني أيام ، وهذه الفترة لا تتأثر بأي مؤثرات مثل الحرارة والضغط أو التركيب الكيميائي لمواد أخرى
ويمكن استخدام النظير المشع بمفرده في إجراء الفحص أو التصوير الطبي ، مثال ذلك عنصر اليود المشع 123 في عمل مسح الغدة الدرقية أو عنصر الثاليوم 201 في عمل مسح القلب .
أو بإضافة النظير المشع إلى مادة أخرى حاملة carrier تذهب به إلى العضو أو الجهاز المراد تصويره .
وتعتمد تقنية التَصْويرٌ الوَمَضانِيّ (المسح بالنظائر المشعة ) Scintigraphy على فكرة إعطاء المريض النظير المشع للعنصر بمفرده أو محملا على مادة ذو خصائص خاصة تسمى المادة الحاملة Carrier والتي تحمله إلى عضو محدد أو جهاز محدد بالجسم المفحوص ، حيث نصور توزيع النشاط الإشعاعي داخل العضو أو الجهاز .
نستخدم جهاز " كاميرة جاما Gama camera " في وحدة الطب النووي للتشخيص باستخدام النظائر المشعة Radioisotopes ، حيث يقوم بالتقاط التموضع الإشعاعي في العضو المراد تصويره وتحويله إلى صورة تبين توزيع المادة المشعة فيه .
وتتم الفحوص بحقن المريض عن طريق الوريد Intravenous injection بمركب عقاقيري (كيميائي أو بروتيني) مع تعليق مادة مشعة مناسبة مثل مادة التكنيسيوم 99 99mtechnetium كما في فحص الكبد والعظام والقلب ...وغيرها . حيث تعكس مكان تواجدها ومسارها داخـل الأعضاء المختلفة في الجسم
أو داخل الجسم كله ، وذلك حسب المادة المحقونة ويمكن متابعتها بجهاز كاميرة جاما Gama camera.
وتختلف هذه المواد باختلاف العضو المراد فحصه ، فالمادة المستخدمة في تصوير العظام تختلف عن المستخدمة في تصوير الكبد والطحال ، أو الغدة الدرقية .....وهكذا .
أو يتم إعطاء المادة المشعة عن طريق الفم مثل اليودالمشع 131 ، 123 ( أيوديد الصوديوم Sodium Iodide ) في فحص الغدة الدرقية .
أو عن طريق الاستنشاق بالأنف مثل غاز الكربتون 81 ( 81kr) في فحص تَهْوِيَة الرئتين Lung ventilation .
والمريض في فحوص الطب النووي بعد الحقن في الفحص بالمواد المشعة يصبح المصدر المشع على عكس الفحص بالأشعة حيث يكون المصدر هو أنبوبة الأشعة . وللتبسيط فإن الأشعة الصادرة من المريض تتأثر بالكريستلات الموجودة في رأس الجهاز ويصدرها المحدد (الميزاء) Collimator عبر الكريستلات حيث ترسل نبضات ضوئية تظهر صورة العضو المفحوص على الشاشة Monitor ، وبعد ذلك نأخذ الأوضاع والصور المطلوبة في الأوقات المحددة حسب كل فحص .
ونحصل على المادة المشعة radioactive material عن طريق مولدات يختلف مدة استعمالها من أسبوع لشهر حسب قوتها ، وأفضل المولدات مولد مولبدينم 99 generator 99molybdenum ، التي ينتج تكنشيوم 99 99mtechnetium الذي يستخدم في فحوص كثيرة.
والمولد الغازي حيث يكون الغاز الناتج نصف عمره قصير جدا(13 ثانية) مثل الكربتون 81 81Kr ، والذي يستخدم في فحوص تهوية الرئة Lung ventilation حيث يعمل الفحص في الحال بعد إنتاجه .
ثم تقدمت الأجهزة بحيث أصبح الكمبيوتر جزءا أساسيا فيها ، وأصبح من الممكن استخدام إمكانية الكمبيوتر
ومن المعروف أن الأجهزة كانت غير مرتبطة بالكمبيوتر ، لذلك كان ارتباطها بالكمبيوتر ذو فائدة كبرى ، وأصبح في الإمكان الاستفادة من إمكانيات الكمبيوتر وهي :
إمكانية تحسين الصورة من ناحية التباين contrast ، واسْتِنْباءُ الصُّورَةِ reconstruction image، وتكبيرها ، والقياس لجزء معين ، وإجراء القياسات المختلفة عليها من أبعاد وكثافات ، وتخزين الصور ليمكن استعادتها واختيار الصور التي نريدها فقط ، والتصوير ثلاثي الأبعاد وغيرها من المزايا ، كما أن وجود الكمبيوتر بالأجهزة ، سهل من ارتباط الأجهزة الرقمية الموجودة بالقسم بعضها ببعض ، أو ارتباطها بأقسام المستشفى الأخرى كالعمليات ، أو ارتباطها بأقسام الأشعة والتصوير الطبي في المستشفيات الأخرى .
والمعمل الحار Hot laboratory أساسيا في وحدة الطب النووي حيث يوضع به المولدات generators والأدوات المستخدمة مع مراعاة إجراءات الوقاية من الأشعة ، لتحضير جرعة المادة المشعة حسب الفحص المطلوب عمله وقوته وتاريخ وروده للقسم ، ونحسب الجرعة لكل فحص حسب نصف العمر للمادة المشعة المستخدمة في نفس يوم الفحص .
يستخدم الطب النووي بصفة عامة في الأغراض التشخيصية ، كما يستخدم أيضا في التطبيقات العلاجية مثل علاج فَرْط الدَّرَقِيَّة hyperthyroidism treatment في سَرَطان الدَّرَقِيَّة Thyroid cancer
وعلاج أنواع معينة من سَرَطان العظام …. Bone cancer الخ .
ومع التقدم الكبير في الطب النووي ظهرت تقنية- التصوير المقطعي بانبعاث البوزوترون PET) Positron emisson tomography