MAGDALENA WÓJCIK kl. III c

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
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
KOMPUTEROWA
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
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.