Sådan fungerer nuklearmedicin

På hospitaler eller på tv, du har sikkert set patienter under strålebehandling for kræft, og læger, der bestilte PET -scanninger for at diagnosticere patienter. Disse er en del af den medicinske specialitet, der kaldes nuklearmedicin . Nuklearmedicin bruger radioaktive stoffer til at forestille sig kroppen og behandle sygdomme. Det ser på både fysiologi (funktion) og kroppens anatomi ved etablering af diagnose og behandling.

I denne artikel, vi vil forklare nogle af de teknikker og udtryk, der bruges i nuklearmedicin. Du vil lære, hvordan stråling hjælper læger med at se dybere inde i menneskekroppen, end de nogensinde kunne.

Billeddannelse i nuklearmedicin

Et problem med menneskekroppen er, at den er uigennemsigtig, og at kigge indad er generelt smertefuldt. I fortiden, udforskende kirurgi var en almindelig måde at se ind i kroppen, men i dag kan læger bruge et stort udvalg af ikke-invasiv teknikker. Nogle af disse teknikker inkluderer ting som røntgenstråler, MR -scannere, CAT -scanninger, ultralyd og så videre. Hver af disse teknikker har fordele og ulemper, der gør dem nyttige til forskellige forhold og forskellige dele af kroppen.

Nuklearmedicinsk billeddannelsesteknik give læger en anden måde at se ind i menneskekroppen. Teknikkerne kombinerer brug af computere, detektorer, og radioaktive stoffer. Disse teknikker omfatter:

• Positronemissionstomografi (PET)
• Computertomografi med enkelt fotonemission (SPECT)
• Kardiovaskulær billeddannelse
• Knoglescanning

Alle disse teknikker bruger forskellige egenskaber ved radioaktive elementer til at skabe et billede. Se Sådan fungerer radioaktivitet for komplette detaljer.

Nuklearmedicinsk billeddannelse er nyttig til påvisning af:

• tumorer
• aneurismer (svage pletter i blodkarvæggene)
• uregelmæssig eller utilstrækkelig blodgennemstrømning til forskellige væv
• blodlegemer og utilstrækkelig funktion af organer, såsom mangel på skjoldbruskkirtlen og lungefunktionen.

Anvendelse af enhver specifik test, eller kombination af tests afhænger af patientens symptomer og den sygdom, der diagnosticeres.

1. Positronemissionstomografi (PET)
2. SPECT, Kardiovaskulær billeddannelse og knoglescanning
3. Behandling inden for nuklearmedicin

Positronemissionstomografi (PET)

PET producerer billeder af kroppen ved at detektere strålingen fra radioaktive stoffer. Disse stoffer injiceres i kroppen, og er normalt mærket med et radioaktivt atom, såsom Carbon-11, Fluor-18, Oxygen-15, eller nitrogen-13, der har en kort henfaldstid. Disse radioaktive atomer dannes ved at bombardere normale kemikalier med neutroner for at skabe kortvarige radioaktive isotoper. PET registrerer de gammastråler, der afgives på det sted, hvor en positron udsendt fra det radioaktive stof kolliderer med en elektron i vævet ( figur 1 ).

Figur 1

I en PET -scanning, patienten injiceres med et radioaktivt stof og placeres på et fladt bord, der bevæger sig i trin gennem et "doughnut" -formet hus. Dette hus indeholder det cirkulære gammastråldetektorsystem ( Figur 2 ), som har en række scintillationskrystaller, hver forbundet til et fotomultiplikatorrør. Krystallerne konverterer gammastrålerne, udsendt fra patienten, til fotoner af lys, og fotomultiplikatorrørene konverterer og forstærker fotonerne til elektriske signaler. Disse elektriske signaler behandles derefter af computeren for at generere billeder. Bordet flyttes derefter, og processen gentages, resulterer i en række tynde skivebilleder af kroppen over området af interesse (f.eks. hjerne, bryst, lever). Disse tynde skivebilleder kan samles til en tredimensionel repræsentation af patientens krop.

PET giver billeder af blodgennemstrømning eller andre biokemiske funktioner, afhængigt af typen af ​​molekyle, der er radioaktivt mærket. For eksempel, PET kan vise billeder af glukosemetabolisme i hjernen, eller hurtige ændringer i aktiviteten i forskellige områder af kroppen. Imidlertid, der er få PET-centre i landet, fordi de skal være placeret i nærheden af ​​en partikelaccelerator, der producerer de kortvarige radioisotoper, der bruges i teknikken.

SPECT, Kardiovaskulær billeddannelse og knoglescanning

SPECT er en teknik, der ligner PET. Men de radioaktive stoffer, der bruges i SPECT (Xenon-133, Technetium-99, Jod-123) har længere henfaldstider end dem, der bruges i PET, og udsender single i stedet for dobbelte gammastråler. SPECT kan give oplysninger om blodgennemstrømning og fordelingen af ​​radioaktive stoffer i kroppen. Dens billeder har mindre følsomhed og er mindre detaljerede end PET -billeder, men SPECT -teknikken er billigere end PET. Også, SPECT -centre er mere tilgængelige end PET -centre, fordi de ikke behøver at være placeret i nærheden af ​​en partikelaccelerator.

Kardiovaskulær billeddannelse teknikker bruger radioaktive stoffer til at kortlægge blodstrømmen gennem hjertet og blodkarrene. Et eksempel på en kardiovaskulær billeddannelsesteknik er en stress thallium test , hvor patienten injiceres med en radioaktiv thalliumforbindelse, dyrket motion på et løbebånd, og afbildet med et gammastrålekamera. Efter en hvileperiode, undersøgelsen gentages uden øvelsen. Billederne før og efter træning sammenlignes for at afsløre ændringer i blodgennemstrømningen til det arbejdende hjerte. Disse teknikker er nyttige til påvisning af blokerede arterier eller arterioler i hjertet og andre væv.

Knoglescanning detekterer stråling fra et radioaktivt stof (technetium-pp methyldiphosphat), der, når det injiceres i kroppen, samler sig i knoglevæv, da knoglevæv er godt til at akkumulere fosforforbindelser. Stoffet akkumuleres i områder med høj metabolisk aktivitet, og det viste billede viser "lyspunkter" med høj aktivitet og "mørke pletter" med lav aktivitet. Knoglescanning er nyttig til påvisning af tumorer, som generelt har en høj metabolisk aktivitet.

Behandling inden for nuklearmedicin

I nuklearmedicinsk billeddannelsestest, indsprøjtede radioaktive stoffer skader ikke kroppen. De radioisotoper, der bruges i nuklearmedicin, henfalder hurtigt, i minutter til timer, har lavere strålingsniveauer end en typisk røntgen- eller CT-scanning, og elimineres i urinen eller afføringen.

Men nogle celler er hårdt påvirket af ioniserende stråling - alfa, beta, gamma og røntgenstråler. Celler formerer sig med forskellige hastigheder, og de hurtigt formerende celler påvirkes stærkere end standardceller på grund af to egenskaber:

• Celler har en mekanisme, der er i stand til at reparere beskadiget DNA.
• Hvis en celle opdager, at dens DNA er beskadiget, mens den deler sig, det vil ødelægge sig selv.

Hurtigt formerende celler har mindre tid til reparationsmekanismen til at opdage og reparere DNA -fejl, før de deler sig, så de er mere tilbøjelige til at ødelægge sig selv, når de ødelægges af atomstråling.

Da mange former for kræft er kendetegnet ved hurtigt delende celler, de kan undertiden behandles med strålebehandling. Typisk, radioaktive ledninger eller hætteglas placeres i nærheden af ​​eller omkring tumoren. For dybe tumorer, eller tumorer på steder, der ikke kan bruges, højintensitets røntgenstråler er fokuseret på tumoren.

Problemet med denne form for behandling er, at normale celler, der tilfældigt formerer sig hurtigt, kan påvirkes sammen med de unormale celler. Hårceller, celler, der beklæder maven og tarmene, hudceller og blodceller reproducerer alle tilfældigt hurtigt, så de er stærkt påvirket af stråling. Dette hjælper med at forklare, hvorfor mennesker, der er i behandling for kræft, ofte lider af hårtab og kvalme.

Nukleare materialer bruges også til at skabe radioaktive sporstoffer, der kan injiceres i blodbanen. En form for sporstof flyder i blodet, og gør det muligt at se strukturen af ​​blodkarrene. Denne form for observation gør det let at opdage blodpropper og andre abnormiteter i blodkar. Også, visse organer i kroppen koncentrerer visse typer kemikalier - skjoldbruskkirtlen koncentrerer jod, så ved at injicere radioaktivt jod i blodbanen, visse skjoldbruskkirteltumorer kan påvises. Tilsvarende kræftsvulster koncentrerer fosfater. Ved at injicere den radioaktive fosfor-32 isotop i blodbanen, tumorer kan detekteres ved deres øgede radioaktivitet.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer atomstråling
• Sådan fungerer et atomkraftværk
• Sådan fungerer Radon
• Sådan fungerer en atombombe
• Sådan fungerer Carbon-14 Dating
• Sådan fungerer celler
• Sådan fungerer magnetisk resonansbilleddannelse (MRI)
• Sådan fungerer kræft

Flere store links

• Strålebehandling
• Radiologi Nyheder
• Society of Nuclear Medicine
• Mallinckrodt Institute of Radiology Nuclear Medicine Teaching File
• American Board of Nuclear Medicine