Radiologia –
nowe metody
Autor:
mgr inż. Agnieszka Halicka
Praca napisana pod kierunkiem
prof. dr hab. inż. Jana Pluty
Spis treści
Wstęp 3
Historia 5
Wpływ promieniowania jonizującego na organizmy żywe 6
Nowotwory 7
Diagnostyka 8
1.Wstęp 8
2.Scyntygrafia 8
2.1 Opis badania 8
2.2 Fizyka badania 12
2.3 Sprzęt i przykładowe wyniki badań 13
3.PET – pozytonowa tomografia emisyjna 16
3.1 Opis badania 16
3.2 Fizyka badania 16
Radioterapia 20
1.Wstęp 20
2.Teleradioterapia 21
3.Brahyterapia 22
Medycyna nuklearna w Polsce i na świecie 24
Podsumowanie 26
Bibliografia 26
Linki 27
Słowniczek 28
Niniejsza praca dotyczy metod wykorzystywanych do diagnozowania chorób nowotworowych oraz terapię tych chorób z zastosowaniem promieniowania jonizującego.
Ogólnie do najważniejszych metod umożliwiających rozpoznanie nowotworu zaliczyć należy:
badanie fizykanle (palpacyjne)
testy biochemiczne
radiografia*
tomografia komputerowa rentgenowska*
endoskopia wziernikowa:
oskrzeli (bronchoskopia)
przełyku (ezofazoskopia)
jamy opłucnej (torakoskopia)
jamy brzusznej (laparoskopia)
pęcherza moczowego (cystoskopia)
odbytnicy (rektoskopia)
przeskórna igła biopsyjna
ultrasonografia*
scyntygrafia radionuklidowa*
pozytonowa tomografia emisyjna PET* [9]
*metoda nieinwazyjna
Do ogólnie stosowanych metod terapeutycznych natomiast zaliczyć należy:
radioterapię onkologiczną – napromieniowanie pacjenta przenikliwym promieniowaniem jonizującym – promienie X, promienie g, elektrony lub ciężkie cząstki o wysokich energiach. Do metod radioterapii zaliczyć należy:
§ teleradioterapię – napromieniowanie wiązkami zewnętrznymi
§ brahyterapię – napromieniowanie za pomocą źródła lub układu źródeł umieszczonych w jamach ciała lub wkłuwanych do ciała pacjenta na określony czas
§ terapia radioizotopowa – podawanie radioizotopu, który wybiórczo odkłada się w objętości tarczowej
chirurgie onkologiczną – wycięcie chorej tkanki
chemioterapie – leczenie farmakologiczne [16]
Spośród w/w metod diagnostycznych i terapeutycznych opisane zostaną jedynie te wykorzystujące promieniowanie jonizujące (wyróżnione podkreśleniem).
Wszystkie metody z zastosowaniem promieniowania jonizującego ze względu na rodzaj zastosowanych źródeł można podzielić na te wykorzystujące otwarte źródła promieniowania (medycyna nuklearna) i zamknięte źródła (radioterapia).
Medycyna nuklearna stanowi samodzielną gałąź medycyny i według definicji WHO jest dziedziną obejmującą wszystkie metody diagnostyczne i lecznicze polegające na zastosowaniu związków chemicznych znakowanych izotopami promieniotwórczymi w formie otwartych źródeł promieniowania. Należą do nich: tomograf komputerowy, rezonans magnetyczny, USG i badania radioizotopowe (SPECT, PET, scyntygrafia), radioimmunologia [2,6]
Radioterapia natomiast jest to dział medycyny zajmujący się leczniczym zastosowaniem promieniowania jonizującego przy użyciu zamkniętych źródeł promieniowania. [1] Do niszczenia tkanek nowotworowych stosuje się bomby kobaltowe lub aplikatory w postaci igieł zawierających izotop kobaltu-60 lub irydu-192 (brahyterapia). [2]
Do celów diagnostycznych wykorzystuje się promieniowanie gamma g, natomiast do celów terapeutycznych promieniowanie b, jakoże jest silnie pochłaniane przez tkanki. [6]
powrót
W dniu 8 listopada 1895 r. Wilhelm Konrad Roentgen dokonał epokowego odkrycia nowego rodzaju promieni, które nazwał promieniami X.
Wiadomość o niewidzialnych promieniach, które przenikają przez ciała nieprzezroczyste obiegła świat lotem błyskawicy. Nie tylko najpoważniejsi fizycy i matematycy, lecz również szerokie grono klinicystów na obu kontynentach doceniło praktyczne znaczenie epokowego odkrycia. Tak rozpoczęły się dzieje nowej dziedziny nauk lekarskich.
Kolejne etapy odkryć przedstawiają się następująco:
[3,20,21]
Początki medycyny nuklearnej datowane są na lata trzydzieste i czterdzieste XX wieku. Oficjalna nazwa pochodzi z 1952r. [13]
Promieniowanie jądrowe wywołuje określone efekty fizyczne: zwiększa przewodnictwo elektryczne powietrza; wywołuje też określone procesy chemiczne np.: przejście tlenu w ozon, wody w tlen i wodór, rozkład bromku srebra AgBr w emulsji fotograficznej. Ponadto pobudza niektóre substancje do świecenia np. siarczek cynku. Promieniowanie ciał radioaktywnych nie zależy od jakichkolwiek zewnętrznych czynników fizycznych czy chemicznych. Natężenia jego nie można zmienić, co oznacza, że naturalnej reakcji rozpadu promieniotwórczego nie można przyspieszyć ani zwolnić. Pierwiastki promieniotwórcze stałe wydzielają ciepło. [4]
Dość szybko badacze pierwiastków promieniotwórczych zorientowali się, że pierwiastki te nie są obojętne dla ludzkiego organizmu.
O tym w jaki sposób naukowcy badali wpływ najlepiej świadczy fragment pracy doktorskiej Marii Skłodowskiej-Curie pt.„Badanie ciał radioaktywnych” (1903r.):
„W jednym z doświadczeń p.Curie położył sobie na ramieniu preparat względnie słabo promieniotwórczy i przetrzymał go w ciągu 10 godzin. Zaczerwienienie ukazało się prawie natychmiast; nieco później ukazała się rana, która goiła się przez 4 miesiące. Naskórek został całkiem zniszczony i zaledwie bardzo powolnie z trudnością odnawiał się pozostawiając jednak widoczną bliznę” [1]
Najwcześniej w medycynie do niszczenia komórek nowotworowych został wykorzystany rad. W Polsce zaczęto go stosować w 1932r. Kiedy Maria Skłodowska-Curie podarowała swojej ojczyźnie cenny 1g radu.[2]
Stosując odpowiednią dawkę promieniowania jonizującego można zniszczyć każdą komórkę!
Nie ma niewrażliwych na promieniowanie komórek !
O efekcie biologicznym promieniowania decydują:
wartość dawki pochłoniętej,
procent powierzchni ciała poddany napromieniowaniu, np.dawka 400 remów pochłonięta przez całe ciało powoduje zgon około 50% populacji, natomiast taka sama dawka pochłonięta lokalnie, miejscowo powoduje obumarcie tkanek bez większych skutków (po właściwym leczeniu) dla reszty ciała.
czas napromieniowania, czym krótszy czas napromieniowania przy tej samej dawce tym bardziej negatywny efekt biologiczny,
w przypadku wprowadzenia substancji do organizmu- metabolizm tej substancji i jej rozmieszczenie w organizmie, np. cez, podobnie jak potas, po okresie 70 dni jest eliminowany z ciała, natomiast stront wbudowuje się w kości podobnie jak wapń i praktycznie czas jego pobytu jest równy czasowi życia osobnika.[5]
Cząstki naładowane i kwanty promieniowani, przechodząc przez substancje żywe, wywołują w pierwszym etapie szereg procesów fizycznych, w tym: wzbudzanie atomów cząstek, wytwarzanie jonów, wolnych rodników i nadtlenków. Niektóre produkty rozpadu cechuje wysoka aktywność chemiczna. Zapoczątkowują one szereg procesów chemicznych i biologicznych.
Wpływ na materiał genetyczny w ekotoksykologii [5]
Nowotwór inaczej neoplasma lub tomur to według definicji zaczerpniętej z [19] złożony proces patologiczny, ściśle związany z organizmem gospodarza, najczęściej wyrażający się rozwojem guza, nacieku, owrzodzenia. Powstają przy współdziałaniu czynników ustrojowych i zewnątrzpochodnych. Nowotwory cechuje niekontrolowane, nadmierne rozmnażanie odmiennych od własnych komórek organizmu.
Nowotwory dzielimy na niezłośliwe, złośliwe i półzłośliwe.
Nowotwory niezłośliwe, łagodne, utworzone są z tkanek o niemal prawidłowym wyglądzie, są otorbione, rosną rozprężająco, uciskają otoczenie, ale go nie niszczą. Po usunięciu takiego nowotwory nie następują nawroty, ani przerzuty. Ten rodzaj nowotworów jest całkowicie wyleczalny.
Nowotwory złośliwe, nieotorbione, naciekają bez ograniczenia tkanki otaczające. Ponadto wnikają do krwiobiegu lub do limfy i w ten sposób dają odległe przerzuty. Nawet po usunięciu może nastąpić wznowienie. Nowotwory złośliwe mogą być zbudowane z tkanki nabłonkowej, są to wtedy raki, lub z tkanki nienabłonkowej i są to mięsaki.
Nowotwory półzłośliwe łączą w sobie cechy guzów niezłośliwych i niektórych złośliwych. Mogą np. wykazywać uporczywą nawrotowość czy naciekanie otoczenia. Powodzenie leczenia w tym wypadku zależy od szybkiego i rozległego usunięcia zmiany. [19]
Czym różni się komórka normalna od nowotworowej?
Istnieje bardzo wiele różnic pomiędzy oboma rodzajami komórek, które to różnice sprowadzają się jednak do tego jak regulowane są podziały komórek. Zanim komórka normalna stanie się komórką nowotworową musi zajść w niej wiele zmian, które uaktywniają lub unieczynniają geny związane z regulacją podziału komórki. Do tej pory jednak nie udało się naukowcom określić jednoznacznie jakie to zmiany. [5]
Różnice pod względem właściwości komórek normalnych i nowotworowych:
ucieczka przed apoptozą,
uniezależnienie się od sygnałów wzrostowych z zewnątrz, niewrażliwość na sygnały z zewnątrz związane z hamowaniem wzrostu,
nieograniczona zdolność replikacji
zdolność do powodowania angiogenezy (czyli ukrwienia; bardzo ważne przy guzach litych, które bez tego mają bardzo ograniczone możliwości rozrostu)
zdolność do inwazji zdrowych tkanek i tworzenia przerzutów [5,6]
Izotopy promieniotwórcze stosuje się do badań diagnostycznych in vivo i in vitro. Diagnostyka in vitro obejmuje badania analityczne, wykonywane metodami radioimmunologicznymi. Diagnostyka radioizotopowa in vivo pozwala na zobrazowanie funkcji różnych narządów, nie przedstawia jednak obrazu anatomicznego badanej struktury. Większość badań nie wymaga żadnego przygotowania ze strony pacjenta.[6]
Metoda atomów znaczonych polega na podaniu pacjentowi niewielkich ilości (miligramy) preparatu zawierającego izotop promieniotwórczy czyli tzw. radiofarmaceutyku (tabela 1). Następnie mierzy się promieniowanie wysyłane przez badane tkanki, które wychwyciły ten pierwiastek, a także szybkość wydalania wskaźnika z organizmu. N...
Anastazja_Baran