مهندسی پرتوپزشکی

تاريخچه پرتوپزشكي:
يكي از روشهاي تشخيصي و درماني ارزشمند در طب، پزشكي هسته اي مي باشد. كه تبلور آن از ابتدا تا كنون تلفيقي از كشفيات مهم تاريخي بوده است. اولين جرقه در سال 1895 با كشف اشعه X و در 1934 با كشف مواد راديواكتيو زده شد. اولين استفاده كلينيكي مواد راديواكتيو، در سال 1937 جهت درمان لوسمي در دانشگاه كاليفرنيا در بركلي بود. بعــــــد از آن در 1946 با استــــــفاده از اين مواد توانستند در يك بيمار مبتلا به سرطان تيروئـــــيد از پيشرفت اين بيماري جلوگيري كنند.

البته تا 1950 كاربرد كلينيكي مواد راديواكتيو بطور شايع رواج نيافت و مسكوت ماند. طي سالهاي بعد از آن متخصصين و فيزيكدانان به اين واقعيت پي بردند كه مي توان از تجمع راديو داروها در ارگان هدف تصاويري از آن تهيه نمود و يا به درمان بافت آسيب ديده كمك نمود. بطوريكه در اواسط دهه 60 مطالعات بسياري در خصوص طراحي تجهيزات لازم آغاز گشت. در دهه 1970 توانستند با جاروب نمودن از ارگانهاي ديگر بدن مانند كبد و طحال، تومورهاي مغزي و مجاري گوارشي تصاويري را تهيه نمايند. و در دهه 1980 از راديو داروها جهت تشخيص بيماري هاي قلبي استفاده نمودند و هم اكنون نيز با ضريب اطمينان بسيار بالايي از پزشكي هسته اي در درمان و تشخيص و پيگيري روند درمان بيماريها استفاده مي گردد.


پرتوپزشكي چيست؟

پرتوپزشكي شاخه‌اي از پزشكي است كه در آن تشعشع خواص هسته‌اي نوكليدهاي راديواكتيو و نوكليدهاي پايدار ، هم براي تشخيص و هم براي درمان امراض بكار مي‌روند. اين امر مي‌تواند يا با پرتودهي مستقيم مريض با يك چشمه تشتعشع خارجي يا با تزريق داروهاي نشاندار با راديواكتيويته به مريض تحقق يابد .

راديو دارو داروهاي نشاندار راديواكتيو كه به مريض تزريق يا خورانده مي‌شوند، به نام راديو داروها معروف هستند. دارويي هسته‌اي يا راديو فارماكولوژي روش دارويي خاصي است كه با تركيبات ، آزمايش يا تزريق مناسب راديو دارو به مريض ارتباط دارد.

كاربرد راديوداروها

1- روشهاي تشخيص زنده

2- روشهاي تشخيص غير زنده

روشهاي غير زنده آنهايي هستند كه روي نمونه‌هاي برداشته شده از يك مريض انجام مي‌گيرد. تعدادي از اين روشها مستلزم بكارگيري راديو داروها است. ولي مهمترين آنها روش راديو ايمونواسي (RIA) مي‌باشد. راديو ايمونواسي و تاثير آن در پزشكي راديو ايمونواسي نوعي تجزيه بطريق رقيق كردن ايزوتوپي (IDA) ، جزو استو كيومتري است كه در آن عنصر مورد تجريه نشاندار و غير نشاندار براي پيوند با مقادير محدود مولكولي كه بطور خاص با عنصر مورد تجزيه پيوند مي‌دهد، رقابت مي‌كند. RIA بطور گسترده در آزمايشگاههاي پزشكي براي تعيين هورمونها ، داروها ، ويروسها ، و ديگر گونه‌هاي آلي در سطح جهان بكار مي‌رود.

شروع RIA به سالهاي 1950 ، با بررسي S.Berson و R.Yalow برروي متابوليسم انسولين B1I در مريض‌هاي ديابتي بر مي‌گردد. Berson و Yalow دريافتند كه مريض‌هاي ديابتي موادي در سرم خون دارند كه با انسولين پيوند مي‌دهند. آنها مشاهده كردند كه انسولين نشاندار و غيرنشاندار با اين ماده پيوند دهنده رقابت كرده، و اين مقدار انسولين غيرنشاندار موجود ، مقادير انسولين نشاندار را كه پيوند داده متاثر مي‌كند.

آنها در اين مطالعه توانايي روش ، جهت ارزيابي انسولين را دريافتند. RIA از آن زمان تا كنون پيشرفتهاي گسترده‌اي را در روشهاي پزشكي با كاربردهاي وسيع براي اندازه گيري مقادير بسيار كم بسياري از بيو مولكولهاي مهم نموده است. كاربردهاي درماني تشعشع كاربردهاي درماني تشعشع و راديو داروها نسبت به كاربردهاي تشخيص محدودتر هستند. زماني كه تشعشع براي درمان بكار مي‌رود، مقصود نابود نمودن يك قسمت خاص از نسوج مريض با تشعشع است. چشمه تشعشع مي‌تواند داخلي و خارجي باشد. چشمه‌هاي مورد استفاده در درمان چشمه‌هاي خارجي تشعشع در حال حاضر اساسا در شكل باريكه‌هاي الكتروني يا اشعه ايكس است.

بسياري از دستگاهها مي‌توانند براي توليد اين تشعشعات بكار روند. ولي شتابدهندهاي خطي كوچك بيشترين كاربرد را دارند. الكترونهاي با انرژيهاي 4 تا 15 ميليون الكترون ولت براي درمان سرطانهايي كه نزديك سطح بدن هستند، مانند سرطانهاي پوست ، سينه ، سر و گردن بكار مي‌روند. زماني كه نفوذ بيشتري از تشعشع لازم باشد، اشعه گاما از يك چشمه بسته راديو نوكليد مورد استفاده قرار مي‌گيرد. 60Co بطور گسترده‌اي براي اين منظور بكار رفته است، ولي در حال حاضر 137Cs ترجيح داده مي‌شود.

علاوه بر تشعشع خارجي يك عضو ممكن است، يك سوزن يا دانه راديواكتيو را در داخل بدن مريض كاشت و لذا تنها مقاطع خاصي را كه بايد نابود شوند، پرتودهي نمود. در اين رابطه كاشتهاي 198Au و 125I متداول است.


تصوير برداري در پرتوپزشكي

تصوير برداري در پرتوپزشكي مشكل تصوير برداري از بدن انسان اين است كه ماده اي كدر و غير شفاف است، نگاه كردن درون بدن انسان نيز بطور كلي دردناك است. در گذشته روش معمول ديدن درون بدن انسان جراحي بود! اما امروزه با استفاده از انبوهي از روشهاي جديد ديگر نيازي به اين روشهاي وحشتناك نيست.

تصوير برداري اشعه X، MRI، تصوير برداري CAT و مافوق صوت برخي از اين تكنيك ها هستند. هر كدام از اين تكنيك ها مزايا و معايبي دارند كه باعث مي شود براي شرايط مختلف واعضاي مختلف بدن مفيد باشند.

تكنيك هاي تصوير برداري پزشكي هسته اي روشهاي جديدي را براي نگاه كردن به درون بدن انسان براي پزشكان فراهم مي كند. اين تكنيك ها تركيبي از استفاده از كامپيوتر، حسگرها و مواد راديواكتيو است. اين روشها عبارتند از: • توموگرافي با استفاده از تابش پوزيترون (PET) • اسپكت SPECT • تصوير برداري قلبي – عروقي • اسكن استخوان هر كدام ازاين روشها از يكي از خصوصيات عناصر راديواكتيو براي توليد يك تصوير استفاده مي كنند.

تصوير برداري در پزشكي هسته اي براي شناسايي موارد زير بسيار مفيد است:

• تومورها

• آنوريسم Aneurysms

• نارسايي سلول هاي خوني و اختلال در عملكرد دستگاههاي بدن مثل غده تيروئيد و ريه استفاده از هر كدام از اين روشهاي خاص يا مجموعه اي از آنها بستگي به علائم بيمار و نوع بيماري دارد.

پرتوپزشكي و درمان بيماريها پرتوپزشكي از صرف هزينه هاي سنگين درمان جلوگيري مي كند هم اكنون اغلب مواد اوليه مربوط به تهيه تجهيزات مربوط به پرتوپزشكي وارد كشور مي شود ، در صورتي كه اگر مواد اوليه هسته اي در مركز انرژي هسته اي و يا مركز تحقيقاتي وابسته به دانشگاهها توليد شود مي توان از مشكلات اقتصادي بخش درمان جلوگيري كرد. پرتوپزشكي در ايران ريشه قديمي دارد چون سالهاي زيادي است كه در ايران با مواردي نظير اسكن، راديوتراپي براي درمان بيماران سرطان از آن استفاده مي شود.

متاسفانه چون تكنيك ها و وسايل موجود در اين زمينه قديمي هستند كشور در مقايسه با كشورهاي پيشرفته به لحاظ پزشكي هسته اي فاصله دارد.هم اكنون تعداد دستگاه ها و تجهيزات پزشكي در اين زمينه در كشور بسيار اندك است به گونه اي كه فقط در تهران و چند شهر ديگر اين تجهيزات وجود دارد و اين براي بيماران مشكل ايجاد كرده چون بايد از نقاط مختلف كشور براي درمان به اين چند شهر خاص سفر كنند.
در صورتي كه وسايل جديد در كشور فراهم شود به گونه اي كه برخي از مواد كه امكان توليد از طريق هسته اي وجود دارد ساخته شود مي توان در اين زمينه به پيشرفت هاي مطلوبي رسيد. به طور حتم وسايل جديد مربوط پرتوپزشكي در دنيا وجود دارد اما علاوه بر اينكه تهيه آنها هزينه زيادي در بر دارد طول عمر اين وسايل نيز بسيار كم است.

مهندسي پرتوپزشكي چيست؟
رشتۀ مهندسي پرتوپزشكي كه را مي توان به سه حوزۀ زير تقسيم كرد: :
Bionuclear Instrument -1 :در اين حوزه كليۀ ابزارها و دستگاههاي تشخيصي (تصويربرداري) و درماني (پرتودرماني) از لحاظ ساختار، فيزيك دستگاه و نحوۀ عملكرد مورد مطالعه و بررسي قرار مي گيرند. شتاب دهنده ها و حفاظهاي پرتويي نيز در اين حوزه قرار دارند. بطوركلي ميتوان اين حوزه را سخت افزار رشتۀ پرتوپزشكي ناميد. Bionuclear Modeling or Processing -2 : اين حوزه شامل مطالعات و برنامه نويسي نرم افزاري در زمينۀ مدل كردن پديده هاي هسته اي، راديولوژيكي و راديوبيولوژيكي مي باشد. همچنين نرم افزارهاي پردازشي مربوط به بهبود و فشرده سازي سيگنالهاي تصاوير پزشكي و استخراج ويژگي هاي آنها بمنظور طبقه بندي و تشخيص بيماريها و يا ارزيابي نحوۀ درمان در اين حوزه قرار مي گيرند.
Radio Pharmaceutical or Biological -3 : اين حوزه شامل فيزيك و نحوۀ توليد راديو داروها و راديوايزوتوپها و چگونگي تأثير پرتوهاي مختلف بر بافتهاي زنده و بيو لوژيكي مي باشد.

تحصيل در رشته پرتوپزشكي:

1-مقطع كارشناسي: اين رشته در حال حاضر در مقطع كارشناسي فقط در واحد علوم و تحقيقات دانشگاه آزاد اسلامي با ظرفيت 50 نفر در هر سال دانشجو مي پذيرد. معاون آموزشي و امور دانشجويي وزارت بهداشت با تشريح اولويتهاي آموزش پزشكي در سال تحصيلي جديد، از تاسيس رشته هاي جديد در زمينه پزشكي هسته اي خبر داده است.
2-مقطع كارشناسي ارشد: مهندسي پرتو پزشكي يكي از زير مجموعه‌هاي مهندسي هسته‌اي مي‌باشد. نام رشته‌هاي كارشناسي كه مي‌توانند در آزمون كارشناسي ارشد اين رشته شركت كنند عبارتند از: مهندسي هسته اي ، مكانيك ، مواد ، مهندسي شيمي ، برق ، فيزيك و مهندسي پزشكي. مواد امتحاني و ضرايب آنها: زبان عمومي و تخصصي با ضريب 1 رياضيات با ضريب 2 كنترل با ضريب 3 فيزيك هسته اي با ضريب 3 الكترونيك با ضريب 3 الكترو مغناطيس عمومي با ضريب 3
دانشگاه هاي صنعتي امير كبير،شهيد بهشتي،شيراز و واحد علوم و تحقيقات پذيراي دانشجو در مقطع كارشناسي ارشد مي باشند.
3-مقطع دكتري: دانشگاه صنعتي شريف ،امير كبير و واحد علوم و تحقيقات در مقطع دكتري پرتوپزشكي دانشجو مي پذيرند.

موقعيت شغلي:

كار فارق التحصيلان اين رشته اغلب در بيمارستان ها،مراكز پزشكي هسته اي و سازمان انرژي اتمي ايران مي باشد كه با توجه به علاقه و ميزان فعاليت فرد به خصوص در زمينه پژوهش،شانس به دست آوردن كار افزايش پيدا مي كند.