Upload
zia-velasquez
View
57
Download
3
Embed Size (px)
DESCRIPTION
ZASTOSOWANIE PROMIENIOTWÓRCZOŚCI W MEDYCYNIE Opracowała: MAGDALENA WÓJCIK kl. III c. PRZEŚWIETLENIA RENTGENOWSKIE. Promieniowanie rentgenowskie umożliwia ocenę wielkości, kształtu, struktury wewnętrznej i czynności różnych narządów, co znacznie rozszerza możliwości - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Promieniowanie rentgenowskie umożliwia ocenę wielkości, kształtu, struktury wewnętrznej i czynności różnych narządów,
co znacznie rozszerza możliwości rozpoznawania i różnicowania skutków urazów i
wielu chorób. Do najczęściej wykonywanych badań rentgenowskich należą zdjęcia narządów klatki piersiowej i układu kostnego. Prześwietlenia
rentgenowskie opierają się na tej samej zasadzie co radiografia przemysłowa.
Badany obiekt (pacjent) znajduje się pomiędzy źródłem promieniowania (aparatem rentgenowskim)
a detektorem (kliszą fotograficzną).
Po włączeniu do sieci aparat wysyła promieniowanie X, które przechodzą przez ludzkie ciało w różny sposób. Różnice występują w pochłanianiu
promieni X przez elementy szkieletu, wypełnione powietrzem płuca i części miękkie, jak mięśnie czy
narządy miąższowe. W miejscach, gdzie dociera więcej promieni (np. płuca), emulsja fotograficzna błony
ulega silnemu zaciemnieniu, natomiast tym częściom ciała, które pochłonęły większość promieni lub je rozproszyły (np. kości), odpowiadają miejsca jaśniejsze. Tkanki miękkie
widać w różnych odcieniach szarości. Uzyskany na błonie rentgenowskiej
obraz nazywamy analogowym.
Metoda ta polega na efekcie różnego pochłaniania promieniowania X przez tkanki o różnym składzie, strukturze i
konsystencji. Została ona opracowana w 1979 roku przez angielskich naukowców,
Allana M. Cormacka i Godfreya N. Hounsfielda, za co otrzymali Nagrodę
Nobla. Aparat do tomografii komputerowej zawiera źródło promieni X poruszające się w komorze wokół pacjenta. Komora jest
wyposażona w szereg sond rejestrujących promieniowanie po przejściu przez badane
tkanki, jednocześnie w różnych położeniach. Otrzymywane informacje są
rekonstruowane przez komputer i w rezultacie można zobaczyć wewnętrzną
strukturę organizmu. Tomografia komputerowa jest głównie wykorzystywana
do badań zmian zachodzących w mózgu (głównie nowotworów), ale jest także przeznaczona do diagnostyki innych
organów.
Tomografia komputerowa może jednak okazać się niedokładna w
przypadku badania płuc lub wątroby, gdyż po zrobieniu
każdego skanu trzeba pacjenta przesunąć oraz zrobić przerwę na
wzięcie przez niego oddechu. Występuje wówczas ryzyko przemieszczania organów
wywołane procesem oddychania lub poruszania się pacjenta w czasie przerwy. Dlatego do obrazowania klatki piersiowej stosuje się tzw. tomografię spiralną, pozwalającą
zredukować znacznie liczbę błędów wywołaną poruszaniem się
pacjenta.
Scyntygrafia polega na wprowadzeniu do organizmu
odpowiedniego związku znakowanego technetem, a
następnie na rejestrowaniu sygnałów pochodzących z chorych tkanek,
które wychwyciły ten pierwiastek. Różne tkanki mają różną zdolność wychwytu związków znakowanych
technetem (np. nowotwory znacznie intensywniej wychwytują podany kompleks niż zdrowsze). Sonda
rejestrująca promieniowanie porusza się wzdłuż i wszerz chorego organu. Z chwilą gdy kwant promieniowania
ulegnie pochłonięciu w krysztale scyntylacyjnym, sonda przetwarza go w impuls, rejestrowany przez licznik i
liczony przez komputer.
W ten sposób powstaje „mapa” (scyntygraf) rozkładu całkowitej aktywności promieniotwórczego
izotopu w chorym narządzie. Na tej podstawie lekarz specjalista może
postawić diagnozę. Inny rodzaj badań stanowi obserwacja
przepływu wstrzykniętego izotopu (najczęściej dożylnie), a wnioski
diagnostyczne wyciąga się, analizując trasę i szybkość przepływu. Przykładem jest
angioscyntygrafia serca, umożliwiająca wykrycie wrodzonych
wad serca polegających na nieprawidłowym połączeniu między jamami serca, a dużymi naczyniami.
Metoda ta jest oparta na zjawisku rezonansowego pochłaniania fal
elektromagnetycznych przez jądra atomów (zawierające nieparzystą liczbę cząstek elementarnych - neutronów i protonów)
znajdujących się w stałym polu magnetycznym. Jądra znajdujące się w stałym polu magnetycznym poddaje się jednocześnie działaniu zmiennego pola
elektromagnetycznego. Ulegają wówczas przestrzennemu porządkowaniu - każde
jądro wiruje wokół osi obrotu, ale jednocześnie ta oś obrotu obraca się wokół linii pola magnetycznego. Przy pewnej jego
częstości (charakterystycznej dla określonych jąder atomów) następuje
rezonansowe pochłanianie energii pola zmiennego. Szerokość i położenie linii w
widmie rezonansu zależy od rodzajów pierwiastków oraz chemicznych i fizycznych właściwości badanej substancji., w której są
one związane.
Stosuje się tutaj związki z nieradioaktywnymi izotopami o
odpowiednim składzie jąder, które mają skłonności do kumulowania się w badanym narządzie (np. fluor w mózgu) lub tkance.
Najczęściej w tej technice wykorzystuje się rezonans jądrowy jąder wodoru (protonów).
W różnych tkankach (a także nowotworowych) ich rozmieszczenie i
oddziaływania pomiędzy nimi są różne. Następuje tzw. "przesunięcie chemiczne",
czyli zmienianie częstotliwości rezonansowej jądra atomowego przez otaczające je
wiązania chemiczne. Otrzymane dane są przetwarzane za pomocą komputera w rzeczywisty obraz badanych organów.
Medyczne badania za pomocą NMR mają tę zaletę, że nie jest w nich stosowane promieniowanie jonizujące. Jądrowy
rezonans magnetyczny to jedna z najlepszych metod diagnostycznych w
chorobach mózgu.
Zeugmatografia, czyli obrazowanie rezonansowe (MRI), polega na tym, iż propagując w odpowiedni sposób
impulsy fal radiowych, którymi naświetlany jest badany obiekt
umieszczony w stałym polu magnetycznym, uzyskuje się
przestrzenną mapę stężeń atomów wodoru (sygnały rezonansowe
wodoru pochodzą przede wszystkim z wody, a ich drugim co do wielkości źródłem są grupy CH2
w tłuszczach). MRI może ukazywać także pewne aspekty
funkcjonowania tkanek (np. ogniska stanów zapalnych, nie
widoczne na zdjęciach rentgenowskich).
Brachyterapia polega na wprowadzeniu do organizmu zamkniętych źródeł
promieniotwórczych w bezpośrednie sąsiedztwo nowotworu, dzięki czemu
największą dawkę pochłania guz. Stosuje się ją zarówno jako uzupełnienie metod
chirurgicznych, jak i wtedy, gdy operacja nie jest możliwa ze względu na
umiejscowienie guza. Jeśli zastosuje się zewnętrzne źródło promieniowania (np.
bombę kobaltową), to pomimo największej wrażliwości komórek dzielących się, nie udaje się uniknąć uszkodzenia zdrowej
tkanki. Brachyterapia można określić jako terapię lokalną. W przypadku brachyterapii mózgu do kości czaszki przymocowuje się śrubami cienkie rurki, przez które wsuwa się radioaktywny izotop tak, żeby znalazł się jak najbliżej tkanki guza. Dzięki temu
promieniowanie dociera głównie do chorych komórek, oszczędzając zdrowe. Po wyczerpaniu się radioaktywności
radioizotopu cała konstrukcja jest usuwana.
W Japonii zastosowano nową terapię nowotworów mózgu. Po wprowadzeniu preparatu zawierającego 10bor (bor-10) ulega on wchłonięciu w tkance nowotworowej. Chore miejsce poddaje się naświetleniu strumieniem neutronów i powstające w wyniku tej reakcji produkty, głównie cząstki alfa, niszczą od wewnątrz tkankę nowotworową. Wielu pacjentów po tej kuracji nowotworów mózgu (z bardzo złymi rokowaniami) żyje już wiele lat.
Nóż gamma – jest to sterowany komputerowo zespół kilkudziesięciu lub
nawet kilkuset źródeł, które z różnych stron wysyłają słabe, praktycznie nieszkodliwe dla
zdrowych tkanek wiązki promieniowania gamma w taki sposób, aby wszystkie
one skupiły się i tym samym wzmocniły nawzajem swoje
działanie w obrębie nowotworu. Nóż gamma stosuje się głównie do
leczenia nowotworów mózgu.
Aplikatory izotopowe są to małe zamknięte źródła promieniotwórcze, które
można wprowadzić do wnętrza ciała. Umieszcza się je w bezpośrednim
kontakcie z leczonym miejscem. Są one także umieszczane bezpośrednio w chorej
tkance (guzie nowotworowym). Na przykład przy chorobach skóry stosuje się
źródła promieniowania beta stront-90 (90Sr) lub fosfor-32 (32P), w postaci
plakietek różnego kształtu i wielkości, dobieranych indywidualnie do każdego przypadku. Źródła zamknięte wysyłają
odpowiednie promieniowanie, bez możliwości wydostania się radionuklidu
na zewnątrz. Stront-90 i ruten-106 (106Ru) oraz ostatnio jod-131 stosuje się w aplikatorach do leczenia nowotworów
gałki ocznej. Aplikatory radowe i kobaltowe służą do leczenia nowotworów
dróg rodnych.
Bomba kobaltowa urządzenie do naświetlania komórek nowotworowych
sztucznie otrzymywanym izotopem kobaltu, kobalt-60 (60CO). Wysyła on promieniowanie gamma o wysokiej energii Przy naświetlaniu komórek
nowotworowych wykorzystana jest tu ich duża wrażliwość na promieniowanie
jonizujące. Najbardziej promienioczułe są tkanki złożone z komórek młodych, mało
zróżnicowanych w okresie wzrostu, a więc tkanka gruczołów płciowych i
szpiku kostnego oraz tkanka nowotworowa i białaczkowa. Początkowo
do zwalczania nowotworów stosowano promieniowanie rentgenowskie. Kobalt-60 jest znacznie tańszy od aplikatorów
radowych, a naświetlenia można dokonywać znacznie precyzyjniej.
Bomba kobaltowa ma aktywność rzędu kilkuset TBq, w szczelnej
obudowie o kształcie zbliżonym do kuli. Potrafi wytwarzać wąską wiązkę promieniowania, którą można kierować pod różnymi
kątami i w różnych płaszczyznach, co pozwala precyzyjnie naświetlić
wybrany obszar ciała pacjenta. Pierwsze urządzenie do
naświetlania było obudowane grubą osłoną ołowianą w kształcie bomby lotniczej i stąd wzięło się określenie stosowane do dziś –
bomba kobaltowa. Bombę kobaltową stosuje się także do
naświetlania żywności w celu jej sterylizacji.
Akceleratory cząstek w ostatnich latach coraz częściej stosowane do
leczenia nowotworów, można do nich zaliczyć np. betatrony. Strumień
szybkich elektronów ( w przypadku betatronu) po „rozpędzeniu” przez zmienne pole elektromagnetyczne jest kierowany na specjalną tarczę. Wskutek zderzania się elektronów z
tarczą powstają kwanty promieniowania
elektromagnetycznego o wysokiej energii (promieniowanie hamowania).
Promieniowanie to jest wykorzystywane w terapii
nowotworów. Uzyskany efekt jest podobny do działania promieniowania
rentgenowskiego. Do leczenia nowotworów stosuje się także
akceleratory protonowe.