احتمالاً در بیمارستان یا حداقل در فیلم های تلویزیون بیمارانی را دیده اید که برای درمان سرطانشان تحت پرتو درمانی قرار می‌گیرند و یا اینکه پزشکان برای تشخیص بیماریها دستور عکس برداری PET را صادر می‌کنند. همه اینها قسمتی از علم پزشکی هستند که به طور خاص به آن پزشکی هسته ای می‌گویند. در پزشکی هسته ای برای مشاهده اعضای بدن و درمان بیماریها از مواد رادیواکتیو استفاده می‌شود. در پزشکی هسته ای برای تشخیص و درمان بیماریها، هم فیزیولوژی ( بررسی عملکرد ) و هم آناتومی بدن بررسی می‌شود.
خوب، حالا می‌خواهیم برخی از تکنیک هایی را که در پزشکی هسته ای استفاده می‌شود توضیح دهیم. و ببینیم که پرتوها چطوری به پزشکان کمک می‌کنند تا اعماق بدن انسان را ببینند.

تصویر برداری در پزشکی هسته ای
مشکل تصویر برداری از بدن انسان این است که ماده ای کدر و غیر شفاف است، نگاه کردن درون بدن انسان نیز بطور کلی دردناک است. در گذشته روش معمول دیدن درون بدن انسان جراحی بود! اما امروزه با استفاده از انبوهی از روشهای جدید دیگر نیازی به این روشهای وحشتناک نیست. تصویر برداری اشعه X، MRI، تصویر برداری CAT و مافوق صوت برخی از این تکنیک‌ها هستند. هر کدام از این تکنیک‌ها مزایا و معایبی دارند که باعث می‌شود برای شرایط مختلف واعضای مختلف بدن مفید باشند.
تکنیک های تصویر برداری پزشکی هسته ای روشهای جدیدی را برای نگاه کردن به درون بدن انسان برای پزشکان فراهم می‌کند. این تکنیک‌ها ترکیبی از استفاده از کامپیوتر، حسگرها و مواد رادیواکتیو است. این روشها عبارتند از:
• توموگرافی با استفاده از تابش پوزیترون (PET)
• SPECT
• تصویر برداری قلبی - عروقی
• اسکن استخوان
هر کدام ازاین روشها از یکی از خصوصیات عناصر رادیواکتیو برای تولید یک تصویر استفاده می‌کنند.
تصویر برداری در پزشکی هسته ای برای شناسایی موارد زیر بسیار مفید است:
• تومورها
• Aneurysms آنوریسم
• نارسایی سلول های خونی و اختلال در عملکرد دستگاههای بدن مثل غده تیروئید و ریه
استفاده از هر کدام از این روشهای خاص یا مجموعه ای از آنها بستگی به علائم بیمار و نوع بیماری دارد.

توموگرافی تابش پوزیترون (PET)
PET با استفاده از تابش های ساطع شده از مواد رادیواکتیو تصاویر قسمتهای مختلف بدن را تولید می‌کند. مواد رادیواکتیو به درون بدن تزریق می‌شوند و معمولاً به دام اتمهای رادیواکتیو مثل کربن -11، فوئور -18، اکسیژن -15 و یا نیتروژن -13 که نیمه عمر کوتاهی دارند، گرفتار می‌شوند. این اتمهای رادیواکتیو ایزوتوپهای رادیواکتیو اتمهای طبیعی هستند که عمر کوتاهی دارند. با بمباران اتمهای طبیعی به وسیله نوترون می‌توان این اتم‌ها را تولید کرد. وقتی مواد رادیواکتیو تزریق شده به بدن با الکترونهای درون سلول برخورد می‌کنند، پوزیترون اشعه گاما تولید می‌شود. در روش PET با دنبال کردن این اشعه های گاما تصویر برداری انجام می‌شود.
در یک PET اسکن همانطور که گفتم ابتدا به بیمار مواد رادیواکتیو تزریق می‌شود، سپس بیمار روی یک تخت صاف دراز می‌کشد. این تخت به درون یک اتاقک استوانه ای شکل وارد می‌شود، در دیواره های این اتاقک دنبال کننده های اشعه گاما به صورت آرایه دایره ای شکل قرار گرفته اند. این دنبال کننده‌ها یک سری کریستالهای Scintillation دارند که هر کدام به یک تقویت کننده نوری متصل است. این کریستالها اشعه های گامای ساطع شده از بیمار را به فوتون های نور تبدیل می‌کنند تقویت کننده نوری این فوتونها را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل کرده و آنها را تقویت می‌کند. کامپیوتر این سیگنالها را پردازش کرده و تصویر را تشکیل می‌دهد. سپس تخت بیمار جا به جا شده واین فرآیند تکرار می‌شود. در نتیجه یک سری تصویر از عضوی که در آن تزریق شده ( مثل مغز، سینه، کبد و ... ) به دست می‌آید این تصاویر کنار هم قرار می‌گیرند تا یک تصویر سه بعدی از عضو مورد نظر به وجود آید.
PET می‌تواند تصاویری از جریان خون ودیگر فعالیت های بیوشیمیایی بدن، بسته به این که چه نوع مولکولی به دام اتمهای رادیواکتیو افتاده است، تهیه کند. به عنوان مثال PET می‌تواند تصاویری از متابولیسم گلوکز در مغز تهیه کند. با این حال مراکز PET کمی در دنیا وجود دارد چون این مراکز باید در کنار یک شتابدهنده ذرات ساخته شوند تا بتوان رادیوایزوتوپهای مورد استفاده در این روش را تأمین کرد.

(SPECT) توموروگرافی با استفاده از تابش تک فوتون
SPECT روشی بسیار شبیه به PET است با این متفاوت که ایزوتوپهای مورد استفاده در این روش ( که عبارتند از زنون - 133، تکنتیوم - 99 و لودین - 123 ) زمان واپاشی طولانی تری دارند و به جای تابش 2 اشعه گاما فقط یک اشعه گاما تابش می‌کنند. این روش نیز می‌تواند اطلاعاتی در مورد جریان خون و پراکندگی موارد رادیواکتیو در بدن ارائه دهد، البته تصاویر آن حساسیت کمتری دارند و جزئیات کمتری را نسبت به تصاویر PET نشان می‌دهند. اما مزیت مهم این روش نسبت PET این است که به گرانی روش PET نیست. در ضمن تعداد مراکز SPECT بیشتر از مراکز PET هستند، چون در این موارد دیگر نیازی نیست که مراکز در کنار یک شتاب دهنده ساخته شوند.

تصویر برداری قلبی عروقی
در این تکنیک از مواد رادیواکتیو برای مشخص کردن جریان خون در قلب و رگهای خونی استفاده می‌شود. مثال خوب برای این تکنیک آزمایش تنش تالیوم است در این آزمایش یکی از ترکیبات رادیواکتیو تالیوم به بیمار تزریق می‌شود بیمار یک سری نرمش انجام می‌دهد و به وسیله دوربین های پرتو گاما از قلب بیمار عکس برداری می‌شود. پس از یک استراحت مطالعات دوباره تکرار می‌شود؛ اما این بار بدون فعالیت بدنی. تصاویر گرفته شده قبل و بعد از نرمش کردن با هم مقایسه می‌شوند تا تغییرات جریان خون مشاهده شود. این روش برای تشخیص تصلب شراین در قلب و دیگر اعضا مناسب است.

اسکن استخوان
در این روش تابش های مواد رادیواکتیو ( تکنتیوم - بی پی متیل دی سولفات ) تزریق شده به بدن که در بافت استخوان جمع شده اند، آشکار می‌شوند. بافت استخوان ترکیبات فسفر را به خوبی در خود جمع می‌کند. این مواد در نقاطی که فعالیت متابولیک بالایی دارند بیشتر جمع می‌شوند. بنابراین تصویر گرفته شده یک سری نقاط روشن که نشان دهنده فعالیت بالا هستند و یک سری نقاط تاریک که نشان دهنده فعالیت پایین هستند را نشان می‌دهد. اسکن استخوان روش خوبی برای تشخیص تومورهاست. تومورها بطور کلی فعالیت متابولیک بالایی دارند.

پزشکی هسته ای و درمان بیماریها
از مواد رادیواکتیو به عنوان ردیاب رادیواکتیو استفاده می‌شود. این مواد از طریق بلعیدن و یا تزریق وارد جریان خون می‌شود. یکی از روشهای ردیابی به این شکل است که مواد ردیاب در خون حرکت می‌کنند و امکان می‌دهند که ساختار رگهای خونی مشاهده شود. این روش مشاهده به پزشکان این امکان را می‌دهد که لخته و دیگر ناهنجاریهای رگهای خونی را به راحتی تشخیص دهند. علاوه بر این، برخی اعضاء بدن هستند که نوع خاصی از مواد شیمیایی را در خود جمع می‌کنند . برای مثال غده تیروئید ، ید را در خود جمع می‌کند بنابراین با بلعیدن ید رادیواکتیو ( به صورت مایع یا به صورت قرص ) می‌توان تومورهای تیروئید را تشخیص داد و درمان کرد. به همین ترتیب تومورهای سرطانی نیز، فسفات را در خود جمع می‌کنند. بنابراین با تزریق ایزوتوپ رادیواکتیو فسفر - 32 در جریان خون می‌توان تومورهای سرطانی را، به دلیل افزایش رادیو رادیواکتیوشان، شناسایی کرد.
در تصویر برداری، آزمایش یا درمان به وسیله پزشکی هسته ای، مواد رادیواکتیوی که بلعیده یا تزریق می‌شوند به بدن آسیب نمی رسانند. رادیو ایزوتوپ هایی که در پزشکی هسته ای استفاده می‌شوند به سرعت در عرض چند دقیقه تا حداکثر یک ساعت واپاشیده می‌شوند. سطح تابش های رادیواکتیو آنها هم نسبت به اشعه X یا CT اسکن بسیار پایین تر است.
برخلاف درمان از طریق پزشکی هسته ای، رادیوتراپی ( که کاملاً با آن متفاوت است ) از این مزیت بهره می‌گیرد که برخی سلولها با شدت بسیار بیشتری تحت تأثیر تابش های یونیزه یعنی تابش های آلفا، بتا و گاما و X قرار می‌گیرند. سلولها با سرعت های متفاوتی تقسیم می‌شوند و سلولهایی که با سرعت بیشتری تقسیم می‌شوند به دو دلیل، بیشتر تحت تأثیر تابش های یونیزه قرار می‌گیرند:
- سلولها دارای مکانیسمی هستند که به آنها این امکان را می‌دهد تا DNA آسیب دیده را ترمیم کنند.
- وقتی که یک سلول در حال تقسیم متوجه شود که DNA آسیب دیده است خودش را از بین می‌برد.
سلولهایی که به سرعت تقسیم می‌شوند زمان کمتری برای مکانیسم ترمیم و شناسایی خطاهای DNA قبل از تقسیم شدن دارند، بنابراین احتمال بیشتری وجود دارد که پس از قرار گرفتن در معرض تابش های هسته ای از بین بروند.
از آنجایی که در اکثر انواع سرطان، سلولهای سرطانی به سرعت تقسیم می‌شوند در برخی موارد می‌توان به وسیله رادیوتراپی سرطان را درمان کرد. معمولاً مواد رادیواکتیو اطراف یا کنار تومور قرار می‌گیرند. در تومورهایی که در عمق بدن یا نواحی غیر جراحی قرار گرفته اند پرتو X با شدت بالایی روی تومور تابانیده می‌شود.
اما تنها مشکلی که این نوع از درمان دارد این است که دیگر سلولهای سالم که به سرعت تقسیم می‌شوند نیز، همراه سلولهای سرطانی تحت تأثیر پرتوها قرار می‌گیرند. به همین دلیل کسانی که تحت درمان سرطان هستند دچار حالت تهوع و ریزش موی شدید می‌شوند.