ZASTOSOWANIE PROMIENIOTWÓRCZOŚC

I 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 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.

TOMOGRAFIA KOMPUTEROW

A

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.

SCYNTYGRAFSCYNTYGRAFIAIA

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.

JĄDROWY REZONANS

MAGNETYCZNY (NMR)

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

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).

RADIOTERAPIA

IMMUNOTERAPIA

BRACHYTERAPIA

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

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

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.

TELERADIOTERAPIA

BOMBA KOBALTOWA

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.

AKCELATORY CZĄSTEK

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.