up
Search      menu
پزشکی و دامپزشکی :: مقاله راديوايزوتوپ هاي پزشکي PDF
QR code - راديوايزوتوپ هاي پزشکي

راديوايزوتوپ هاي پزشکي

بحران جدي در پزشکي هسته اي

با هشداردهنده شدن وضعيت راکتورهاي توليد راديوايزوتوپ هاي پزشکي، آينده تصويربرداري هاي پزشکي در ابهام قرار گرفته است.
پزشکان و بيماران در سراسر جهان، به طور فزاينده اي نگران کمبود ايزوتوپ هاي هسته اي مورد استفاده در تصويربرداري هاي پزشکي هستند. در چهار پنجم تصويربرداري هاي پزشکي جهان، از يک رايونوکلايد به نام تکنتيوم۹۹ استفاده مي شود. با اين حال تامين اين ماده هنوز هم به طور مشخصي با مشکل رو بروست. در سال ۲۰۰۷، بسته شدن غيرمنتظره يک راکتور هسته اي در کانادا، انبار ايزوتوپ بيمارستان هاي آمريکاي شمالي را تا ۸۰ درصد خالي کرد. اين امر هراس فراواني به دنبال داشت و باعث شد حدود پنج هزار مورد تصويربرداري پزشکي در طي پنج هفته لغو شود. برخي بيماران ناچار شدند بدون تصويربرداري هايي زير تيغ جراحي بروند که معمولا پزشکان براي انجام جراحي به آن ها تکيه دارند. درست است که بعد از آن، مجددا ايزوتوپ مورد نياز در امور پزشکي تامين شد، اما ضعف اين سيستم هنوز برطرف نشده است. در سال ۲۰۰۸ نيز کمبود ايزوتوپ مشکلاتي را به دنبال داشت.
مسئله حيرت آور اين است که براي حل اين مشکل هيچ برنامه روشني وجود ندارد. برخي، راهکارهاي ميانه مدت و بلند مدتي پيشنهاد کرده اند که هر کدام برنامه هاي متفاوتي را مي طلبند. اما نکته جالب توجه اين است که تمام اين راه حل ها، استفاده از شتابدهنده ها را به جاي راکتور هسته اي، پيشنهاد مي کنند.
پزشکي هسته اي که بعد از جنگ جهاني دوم ايجاد شد، از تزريق ماده اي ترکيبي (که با مواد راديواکتيو نشا ن دار مي شوند) به درون گردش خون استفاده مي کند. سپس حسگر ها از سه بعد به شناسايي ماده راديواکتيو تزريق شده، توزيع آن در بدن و نقشه مسيري که طي مي کند مي پردازند. هم چنين اين علم از آثار تخريبي راديواکتيو نيز بهره مي برد. در ابتدا از اين روش در تعيين محل تومورها درون بدن، کنترل عملکرد قلب در پي حمله قلبي، ترسيم نقشه گردش خون در مغز و نيز به عنوان راهنماي جراحي استفاده مي شد. روزانه در سراسر جهان حدود هفتاد هزار تصويربرداري تشخيصي انجام مي شود.
۸۵ درصد ۹۹mTc که در اروپا و آمريکاي شمالي استفاده مي شود، از تجزيه موليبدنيوم۹۹ (۹۹Mo) به دست مي آيد. اما تنها دو راکتور در جهان اين ماده را توليد مي کنند، يکي راکتورهاي فلاکس در پتن هلند و ديگري راکتور تحقيق ملي جهاني واقع در چاک ريور ايالت اونتاريو کانادا. نيمه عمر تشعشعي راديوايزوتوپ ۹۹Mo تنها ۶۶ ساعت است، يعني هر ۶۶ ساعت يک بار، حجم اين راديوايزوتوپ به نصف کاهش مي يابد و به همين دليل؛ ذخيره کردن آن براي مدتي بيش از چند روز غيرممکن است. از اين رو اين محصول به طور مداوم توليد و به بيمارستان ها فرستاده مي شود.
در نوامبر سال ۲۰۰۷ آبان ۱۳۸۶، راکتور چاک ريور به دنبال منازعاتي بر سر ابقا آن بسته شد. تعطيلي اين راکتور و کمبود ايزوتوپ ناشي از آن، منجر به اعتراض عمومي شد؛ چنان که دولت کانادا دستور بازگشائي اين راکتور را صادر کرد و رييس کميسيون امنيت هسته اي ملي که دستور تعطيلي اين راکتور را داده بود، از سمتش برکنار شد. بعد از آن، در گوست سال ۲۰۰۸ مرداد ۱۳۸۷؛ راکتور پتن هلند به دليل نشت در سيستم خنک کننده تعطيل شد. آن زمان بدترين دوره بود، چرا که چهار راکتور بزرگ ديگر، از جمله چاک ريور کانادا نيز به دلائل نامربوطي کار نمي کردند.
مطبوعات از اين رويداد به عنوان طوفاني اساسي در قابليت دسترسي به ايزوتوپ ياد مي کنند. در دسامبر ۲۰۰۸ آذر ۱۳۸۷، راکتور چاک ريور مجددا به دلايل عادي براي چند روز تعطيل شد؛ اما مشکلات پيش بيني نشده اي باعث شد که اين تعطيلي بيش از مدت پيش بيني شده به طول انجامد و باز بر روي انبارهاي ايزوتوپ فشار وارد آمد. از سوي ديگر، به نظر مي رسد که راکتور پتن تا ماه هاي آينده نيز بازگشايي نشود.
هر دوي اين راکتورها به نسبت خيلي قديمي هستند و روشن نيست که تا چند وقت ديگر مي توانند به کار خود ادامه دهند. برنامه هايي براي جايگزيني راکتور پتن تا سال ۲۰۱۵ ريخته شده است. مجوز کار راکتور چاک ريور هم سال ۱۳۹۰ ۲۰۱۱ به پايان مي رسد و انتظار مي رود که تا سال ۲۰۱۶ بازسازي شود. تا آن زمان هيچ چيز قطعي نيست. مشکلي که در اين جا وجود دارد، حساس و بحراني است. اوايل ماه گذشته، اتحاديه دانشمندان علاقه مند پيشنهاد کرد که براي کمک به تامين امن ايزوتوپ هاي پزشکي، ظرفيت توليد اين ايزوتوپ ها در ايالات متحده آمريکا افزايش يابد.
متاسفانه هنوز هيچ راهکار کوتاه مدت يا حتي بلند مدتي وجود ندارد که بتواند به طور مطمئن و کافي، نياز کشورهاي جهان را به ايزوتوپ هاي پزشکي تامين کند. قرار بود که گردانندگان راکتور چاک ريور در ساخت دو راکتور توليد راديونوکلايد جديد کمک کنند که مي توانستند جايگزين راکتور هاي موجود باشند. اين پروژه، راکتورهاي MAPLE ناميده مي شد و ظرفيت تامين ايزوتوپ مورد نياز را در سراسر جهان داشت؛ اما در ژوئن ۲۰۰۸ خرداد ۱۳۸۷، در پي مشکلات فني بسياري که راه اندازي پروژه را حدود ۸ سال به اخير مي انداخت، متوقف شد.
پروژه جديدي قرار است امسال در استراليا افتتاح شود که انتظار مي رود در سال هاي نزديک بتواند ۱۰ الي ۲۰ درصد نياز آمريکاي شمالي را تامين کند. به علاوه، برنامه هايي هم براي ارتقاي راکتور تحقيقاتي دانشگاه ميسوري وجود دارد تا اين راکتور نيز بتواند ۹۹Mo توليد کند. اما حتي اگر اين برنامه هاي ارتقا طي پنج سال آينده با موفقيت کامل اجرا شوند، باز به احتمال زياد اين راکتور قادر خواهد بود تنها نيمي از نياز آمريکاي شمالي را تامين کند . اين مقدار کافي نيست.
موضوعي که مشکل اين راکتورها را پيچيده تر مي کند، استفاده از اورانيوم بسيار غني شده است که حدود ۹۳ درصد ايزوتوپ هسته اي اورانيوم ۲۳۵(۲۳۵U) را شامل مي شود. اين راکتورها از اورانيوم بسيار غني شده به عنوان سوخت يا ماده اوليه در تهيه ۹۹Mo استفاده مي کنند. آژانس بين المللي انرژي هسته اي و اداره امنيت ملي هسته اي آمريکا طي سال ها کوشيده اند که سوخت اين راکتورها را به اورانيوم کم غني شده تبديل کنند تا از اين طريق احتمال خطر دست يابي تروريست ها را به اورانيوم بسيار غني شده کاهش دهند. به علاوه مشکل ديگري هم با مواد هدف در اين راکتورها وجود دارد. تمام راکتورهاي بزرگي که در حال حاضر مشغول به کارند، در بمباران ۲۳۵U از نوترون استفاده مي کنند تا بتوانند عمل شکافت اتمي را آغاز کنند و ۹۹Mo توليد کنند.
● شکافت اتمي در آينده
با اين حال، گزينه ديگري هم وجود دارد. به جاي اين که نوترون را در راکتور به اورانيوم ۲۳۵ شليک کنيم، مي توان در يک شتاب دهنده به اورانيوم ۲۳۸ که يکي از ايزوتوب هاي نسبتا ثابت اورانيوم است، فوتون هاي پر انرژي شليک کرد. اين کار عمل شکافت اتمي مورد نياز را نيز فراهم مي کند. درست است که در اين روش براي توليد ۹۹Mo نياز به کاهش شدت انرژي است، اما امتياز مهم تر آن استفاده از مواد امن تر است.
بنابراين، مسئله جديد، ايجاد باريکه نيرومندي از فوتون است که بتواند معادل توليد راکتورهاي فعلي، توليدي عملي و اقتصادي داشته باشد. طي سال هاي گذشته، علم و مهندسي ماشين هاي شتاب دهنده الکترون پرشدت بسيار پيشرفت کرده است. قيزيکدانان معتقدند اکنون امکان ساخت ماشين هاي مناسب براي تبديل الکترون هاي شتاب داده شده به نور، وجود دارد.
دولت کانادا به حدي به يافتن جايگزيني براي ۹۹Mo توليدي در راکتور، مشتاق است که در اکتبر ۲۰۰۸ کارگاهي آموزشي در اين زمينه ترتيب داد. در اين کارگاه که با مشارکت وزارت منابع طبيعي کانادا و آزمايشگاه ملي فيزيک اتمي کانادا (TRIUMF) برگزار شد، امکان طراحي و ساخت خط شتابدهنده الکترون بررسي شد. نتيجه کارگاه اين بود که اصولا اين شتابدهنده ها مي توانند ساخته شوند و به طور منظم کار کنند و نيز اين که بايد پروژه هاي تحقيقاتي بسياري براي بررسي و بازبيني آن ها طراحي شوند.
حالا که توليد شتابدهنده مورد توافق دولت کانادا قرار گرفته است، طي پنج سال آينده، احداث اين شتابگر نياز به زماني حدود سه سال و هزينه اي بين ۵۰ تا ۱۲۵ ميليون دلار آمريکا خواهد داشت. محاسبات حاکي از آنند که اين شتابدهنده قادر به تامين نياز کل کانادا به ۹۹Mo خواهد بود. اين رقم در حدود ۱۰ درصد نياز آمريکاي شمالي و ۵ درصد نياز کل دنياست. بنابراين براي جانشيني راکتورهاي موجود، ماشين هاي شتابدهنده بسيار زيادي مورد نياز است. البته اين شتابدهنده ها نسبت به راکتورهايي که بين ۵۰۰ ميليون تا يک ميليارد دلار آمريکا هزينه دارند، ارزان ترند. به علاوه نگراني هاي مربوط به محدوديت سطح هسته اي را ندارند. از بين بردن يا حذف يک شتابدهنده هم به پيچيدگي راکتور نيست. زماني که امکان پذيري آن ها اثبات شود، به راحتي تعداد زيادي از آن ها ساخته خواهند شد.
به طور حتم در دراز مدت شتابدهنده هاي متفاوت، سهم رو به رشدي در تصويربرداري پزشکي خواهند داشت. با اين که در حال حاضر ۹۹mTc ايزوتوپي است که بيشترين استفاده را در تصويربرداري هاي پزشکي دارد، اما اين وضعيت در حال تغيير است.
تصويربرداري اي که در آن از ۹۹mTc استفاده مي شود، پرتونگاري کامپيوتري با استفاده از انتشار فوتون(SPECT) ناميده مي شود. اما نوع ديگري از تصويربرداري با نام پرتونگاري با استفاده از انتشار پوزيترون (PET) در حال پيشي گرفتن است. هر دو روش از مولکول هاي زيستي فعال استفاده مي کنند که با راديونوکلايدها نشانه گذاري مي شوند. آن چه در اين دو روش متفاوت است، نحوه از بين رفتن راديونوکلايدهاست.
روش PET امکان تصويربرداري واضح تري را فراهم مي کند و اين برتري را مديون راديونوکلايدي است که در آن به کار مي رود. اين راديونوکلايد به دو ماده ديگر تجزيه مي شود که به طور همزمان در دو جهت مخالف به حرکت خود ادامه مي دهند. سيستم با دنبال کردن اين دو ماده حاصل مي تواند با دقت تعيين کند که مواد نشانه دار شده با راديواکتيو در کجاي بدن هستند و در آن ناحيه چه تراکمي دارند. اما در مقابل، حس گرهاي سيستمSPECT تنها يک ماده براي تعقيب کردن دارند. به علاوه اين سيستم نمي تواند تشخيص دهد که وقتي تشعشع دريافتي از ذره اي کم مي شود، اين امر نتيجه تضعيف ماده راديواکتيو است يا اين که ذره به ناحيه اي عميق تر در بدن وارد شده است. در نتيجه تصوير حاصل محو و مبهم مي شود.
علاوه بر اين ها، ماده راديواکتيو استفاده شده درPET خيلي راحت تر به مولکول ها متصل مي شود. اين مولکول ها از موادي خاص در بدن، مانند نوعي هورمون هستند. اين نوع تصويربرداري در تشخيص بيماري ها بسيار کارايي دارد.
در تصويربرداري به روش PET از ايزوتوپ هايي استفاده مي شود که به جاي راکتور، در شتاب دهنده ها توليد مي شوند. اما نيمه عمر تشعشعي آن ها از راديوايزوتوپ هاي مورد استفاده در SPECT کوتاه تر است به همين دليل بيمارستان ها بايد دستگاه شتاب دهنده خودشان را داشته باشند يا به منابع محلي دسترسي داشته باشند. نيمه عمر تشعشعي بهترين راديونوکلايد برايPET، يعني کربن۱۱ تنها ۲۰ دقيقه است. نيمه عمر فلورين ۱۸ هم که متداول ترين نشان گر مورد استفاده در تومورشناسي با روش تصويربرداري PET است، ۱۱۰ دقيقه است. اين شرايط در حال حاضر PET را نسبت به SPECT پرهزينه تر مي سازد.
امروزه از ۱۲۵۰۰ موسسه پزشکي هسته اي در ايالات متحده، تنها دو هزار موسسه به سيستم تصويربرداري PET مجهزند و دسترسي به راديوايزوتوپ هاي مورد نياز، هنوز هم محدود است. طي يک دوره کوتاه در اواخر سال ۲۰۰۷، برخي از مراکزي که به سيستم PET دسترسي داشتند، اين سيستم را جايگزين سيستم SPECT در تشخيص غدد سرطاني کردند و اين اقدام موفقيت آميز بود. به طور ايده آل همه بيمارستان ها را بايد به همين نحو مجهز ساخت. براي اين که اين ايده آل به تحقق بپيوندد، بايد شتاب دهنده ها و سيستم هاي تصويربرداري PET از لحاظ اقتصادي به صرفه تر شوند و دولت ها نيز از اين روند حمايت کنند. براي مثال، دولت چين در تلاش است SPECT را مرحله به مرحله کنار بگذارد و بر روي PET سرمايه گذاري کند. هزينه هاي تصويربرداري با سيستم PET به سرعت در حال کاهش است و با گذشت زمان، شتاب دهنده ها هم اقتصادي تر مي شوند. اما جايگزيني کامل سيستم SPECT با PET احتمالا يک دهه طول خواهد کشيد.
● زمان عمل
هنوز هم بازارهاي عمده در جهان به ۹۹Mo ۹۹mTc نياز دارند. براي اين که معلوم شود آيا رويکرد موافق با شتاب دهنده ها، پايدار خواهد ماند و اين که آيا شتاب دهنده ها بر راکتورها برتري دارند، بايد بسياري تصميم ها سريع تر گرفته شوند. در همين زمان هم تجهيزات مورد نياز براي جايگزيني کامل مي شوند.
در حال حاضر، راکتور چاک ريور دچار نشت شده و اين امر به معناي تعطيلي اين راکتور براي تعميرات است. راکتور هاي چاک ريور و پتن هر دو بسيار قديمي اند و چنين مشکلاتي در آن ها دور از انتظار نيست. تا چه زماني اين راکتورهاي قديمي مي توانند با امنيت و کارامدي به کار خود ادامه دهند؟
دولت کانادا هنوز هم فرصت دارد که ميراث پيشتازي در عرصه هسته اي را براي خود حفظ کند. با اين که توليد و توزيع راديوايزوتوپ ها جزو بخش خصوصي است، اما سلامت ساکنين سراسر دنيا نيازمند مشارکت بخش خصوصي و دولت ها در هم سطوح است. بايد قبل از اين که خيلي دير شود، دست به عمل زد.

فيزيک پزشکي به معني کاربرد فيزيک در حرفه پزشکي است، مانند راديوگرافي ، سونوگرافي ، بينايي سنجي و غيره. چون بيوفيزيک به معني فيزيک حيات است، فيزيک پزشک ...

دانشي است كه مفاهيم و كاربرد علم فيزيك در پزشكي نوين را بررسي ميكند. فيزيك پزشكي ميتواند در محيط آكادميك و تحقيقاتي اشتغال آفرين باشد. و نيز ميتواند د ...

● پزشکي هسته اي بهتر از راديو درماني تصويربرداري به طريق هسته اي و تزريق و خوردن داروهاي هسته اي به هيچ وجه براي بدن مضر نيست. مواد راديواکتيوي که در ...

● پزشکي هسته اي بهتر از راديو درماني تصويربرداري به طريق هسته اي و تزريق و خوردن داروهاي هسته اي به هيچ وجه براي بدن مضر نيست. مواد راديواکتيوي که در ...

فيزيك پزشكي به معني كاربرد فيزيك در حرفه پزشكي است، مانند راديوگرافي ، سونوگرافي ، بينايي‌سنجي و غيره. چون بيوفيزيك به معني فيزيك حيات است، فيزيك پزشك ...

انرژي هسته اي اگرچه در گذر زمان، زمينه اي براي ساخت سلاح هاي مرگبار بوده، اما نمي توان اثرات مثبت اين انرژي نهفته در دل ذرات را نديد.آن چه در پي مي آي ...

تزريق داروي بي حسي بايد بدون درد و تروما انجام شود، اما معمولا بيماران دندان پزشکي تجربه هاي دردناک و ناخوشايندي از دريافت بي حسي دارند. ترس از تجربه ...

ليزر، نور تک رنگي است که طول موج خاصي دارد و پرتوهاي آن موازي است. ليزر ها انرژي متمرکزشده را در ميان نوک فيبرنوري به بافت انتقال مي دهند. سه نوع ليزر ...

دانلود نسخه PDF - راديوايزوتوپ هاي پزشکي