مهندسی پرتوپزشکی

[ganjineh]

تاريخچه پرتوپزشکی:
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.

پرتوپزشکی چیست؟

پرتوپزشکی شاخه‌اي از پزشکي است که در آن تشعشع خواص هسته‌اي نوکليدهاي راديواکتيو و نوکليدهاي پايدار ، هم براي تشخيص و هم براي درمان امراض بکار مي‌روند. اين امر مي‌تواند يا با پرتودهي مستقيم مريض با يک چشمه تشتعشع خارجي يا با تزريق داروهاي نشاندار با راديواکتيويته به مريض تحقق يابد .
*راديو دارو
داروهاي نشاندار راديواکتيو که به مريض تزريق يا خورانده مي‌شوند، به نام راديو داروها معروف هستند. دارويي هسته‌اي يا راديو فارماکولوژي روش دارويي خاصي است که با ترکيبات ، آزمايش يا تزريق مناسب راديو دارو به مريض ارتباط دارد.

کاربرد راديوداروها

*روشهاي تشخيص زنده
روشهاي تشخيص زنده آن روشهايي هستند که در آنها يک راديو دارو در سيستم يک مريض زنده ، بطريق خوراندن ، تزريق ، يا با استنشاق وارد مي‌گرددم اشعه گاماي نشر شده بوسيله راديو داروها براي تامين اطلاعات مورد نياز بر روي صفحه کامپيوتر قابل مشاهده هستند.

روشهاي تشخيص غير زنده
روشهاي غير زنده آنهايي هستند که روي نمونه‌هاي برداشته شده از يک مريض انجام مي‌گيرد. تعدادي از اين روشها مستلزم بکارگيري راديو داروها است. ولي مهمترين آنها روش راديو ايمونواسي (RIA) مي‌باشد.

راديو ايمونواسي و تاثير آن در پزشکي
راديو ايمونواسي نوعي تجزيه بطريق رقيق کردن ايزوتوپي (IDA) ، جزو استو کيومتري است که در آن عنصر مورد تجريه نشاندار و غير نشاندار براي پيوند با مقادير محدود مولکولي که بطور خاص با عنصر مورد تجزيه پيوند مي‌دهد، رقابت مي‌کند. RIA بطور گسترده در آزمايشگاههاي پزشکي براي تعيين هورمونها ، داروها ، ويروسها ، و ديگر گونه‌هاي آلي در سطح جهان بکار 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 که مريض‌هاي ديابتي موادي در سرم خون دارند که با انسولين پيوند مي‌دهند. آنها مشاهده کردند که انسولين نشاندار و غيرنشاندار با اين ماده پيوند دهنده رقابت کرده، و اين مقدار انسولين غيرنشاندار موجود ، مقادير انسولين نشاندار را که پيوند داده متاثر مي‌کند. آنها در اين مطالعه توانايي روش ، جهت ارزيابي انسولين را دريافتند. RIA از آن زمان تا کنون پيشرفتهاي گسترده‌اي را در روشهاي پزشکي با کاربردهاي وسيع براي اندازه گيري مقادير بسيار کم بسياري از بيو مولکولهاي مهم نموده است.

کاربردهاي درماني تشعشع
کاربردهاي درماني تشعشع و راديو داروها نسبت به کاربردهاي تشخيص محدودتر هستند. زماني که تشعشع براي درمان بکار مي‌رود، مقصود نابود نمودن يک 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 شکل باريکه‌هاي الکتروني يا اشعه ايکس است. بسياري از دستگاهها مي‌توانند براي توليد اين تشعشعات بکار روند. ولي شتابدهندهاي خطي کوچک بيشترين کاربرد را دارند. الکترونهاي با انرژيهاي 4 تا 15 ميليون الکترون ولت براي درمان سرطانهايي که نزديک سطح بدن هستند، مانند سرطانهاي پوست ، سينه ، سر و گردن بکار مي‌روند.

زماني که نفوذ بيشتري از تشعشع لازم باشد، اشعه گاما از يک چشمه بسته راديو نوکليد مورد استفاده قرار مي‌گيرد. 60Co بطور گسترده‌اي براي اين منظور بکار رفته است، ولي در حال حاضر 137Cs ترجيح داده مي‌شود. علاوه بر تشعشع خارجي يک عضو ممکن است، يک سوزن يا دانه راديواکتيو را در داخل بدن مريض کاشت و لذا تنها مقاطع خاصي را که بايد نابود شوند، پرتودهي نمود. در اين رابطه کاشتهاي 198Au و 125I متداول است.


تصویر برداری در پرتوپزشکی
مشکل تصویر برداری از بدن انسان این است که ماده ای کدر و غیر شفاف است، نگاه کردن درون بدن انسان نیز بطور کلی دردناک است. در گذشته روش معمول دیدن درون بدن انسان جراحی بود! اما امروزه با استفاده از انبوهی از روشهای جدید دیگر نیازی به این روشهای وحشتناک نیست. تصویر برداری اشعه X، MRI، تصویر برداری CAT و مافوق صوت برخی از این تکنیک ها هستند. هر کدام از این تکنیک ها مزایا و معایبی دارند که باعث می شود برای شرایط مختلف واعضای مختلف بدن مفید باشند.
تکنیک های تصویر برداری پزشکی هسته ای روشهای جدیدی را برای نگاه کردن به درون بدن انسان برای پزشکان فراهم می کند. این تکنیک ها ترکیبی از استفاده از کامپیوتر، حسگرها و مواد رادیواکتیو است. این روشها عبارتند از:
• توموگرافی با استفاده از تابش پوزیترون (PET)
• اسپکت SPECT
• تصویر برداری قلبی – عروقی
• اسکن استخوان
هر کدام ازاین روشها از یکی از خصوصیات عناصر رادیواکتیو برای تولید یک تصویر استفاده می کنند.
تصویر برداری در پزشکی هسته ای برای شناسایی موارد زیر بسیار مفید است:
• تومورها
• آنوریسم Aneurysms
• نارسایی سلول های خونی و اختلال در عملکرد دستگاههای بدن مثل غده تیروئید و ریه
استفاده از هر کدام از این روشهای خاص یا مجموعه ای از آنها بستگی به علائم بیمار و نوع بیماری دارد.

پرتوپزشکی و درمان بیماریها

از مواد رادیواکتیو به عنوان ردیاب رادیواکتیو استفاده می شود. این مواد از طریق بلعیدن و یا تزریق وارد جریان خون می شود. یکی از روشهای ردیابی به این شکل است که مواد ردیاب در خون حرکت می کنند و امکان می دهند که ساختار رگهای خونی مشاهده شود. این روش مشاهده به پزشکان این امکان را می دهد که لخته و دیگر ناهنجاریهای رگهای خونی را به راحتی تشخیص دهند. علاوه بر این، برخی اعضاء بدن هستند که نوع خاصی از مواد شیمیایی را در خود جمع می کنند . برای مثال غده تیروئید ، ید را در خود جمع می کند بنابراین با بلعیدن ید رادیواکتیو ( به صورت مایع یا به صورت قرص ) می توان تومورهای تیروئید را تشخیص داد و درمان کرد. به همین ترتیب تومورهای سرطانی نیز، فسفات را در خود جمع می کنند. بنابراین با تزریق ایزوتوپ رادیواکتیو فسفر – 32 در جریان خون می توان تومورهای سرطانی را، به دلیل افزایش رادیو رادیواکتیوشان، شناسایی کرد.
در تصویر برداری، آزمایش یا درمان به وسیله پزشکی هسته ای، مواد رادیواکتیوی که بلعیده یا تزریق می شوند به بدن آسیب نمی رسانند. رادیو ایزوتوپ هایی که در پزشکی هسته ای استفاده می شوند به سرعت در عرض چند دقیقه تا حداکثر يک ساعت واپاشیده می شوند. سطح تابش های رادیواکتیو آنها هم نسبت به اشعه X یا CT اسکن بسیار پایین تر است.
برخلاف درمان از طریق پزشکی هسته ای، رادیوتراپی ( که کاملاً با آن متفاوت است ) از این مزیت بهره می گیرد که برخی سلولها با شدت بسیار بیشتری تحت تأثیر تابش های یونیزه یعنی تابش های آلفا، بتا و گاما و X قرار می گیرند. سلولها با سرعت های متفاوتی تقسیم می شوند و سلولهایی که با سرعت بیشتری تقسیم می شوند به دو دلیل، بیشتر تحت تأثیر تابش های یونیزه قرار می گیرند:
- سلولها دارای مکانیسمی هستند که به آنها این امکان را می دهد تا DNA آسیب دیده را ترمیم کنند.
- وقتی که یک سلول در حال تقسیم متوجه شود که DNA آسیب دیده است خودش را از بین می برد.
سلولهایی که به سرعت تقسیم می شوند زمان کمتری برای مکانیسم ترمیم و شناسایی خطاهای DNA قبل از تقسیم شدن دارند، بنابراین احتمال بیشتری وجود دارد که پس از قرار گرفتن در معرض تابش های هسته ای از بین بروند.
از آنجایی که در اکثر انواع سرطان، سلولهای سرطانی به سرعت تقسیم می شوند در برخی موارد می توان به وسیله رادیوتراپی سرطان را درمان کرد. معمولاً مواد رادیواکتیو اطراف یا کنار تومور قرار می گیرند. در تومورهایی که در عمق بدن یا نواحی غیر جراحی قرار گرفته اند پرتو X با شدت بالایی روی تومور تابانیده می شود.
اما تنها مشکلی که این نوع از درمان دارد این است که دیگر سلولهای سالم که به سرعت تقسیم می شوند نیز، همراه سلولهای سرطانی تحت تأثیر پرتوها قرار می گیرند. به همین دلیل کسانی که تحت درمان سرطان هستند دچار حالت تهوع و ریزش موی شدید می شوند.


پرتوپزشکی از صرف هزینه های سنگین درمان جلوگیری می کند

هم اکنون اغلب مواد اولیه مربوط به تهیه تجهیزات مربوط به پرتوپزشکی وارد کشور می شود ، در صورتی که اگر مواد اولیه هسته ای در مرکز انرژی هسته ای و یا مرکز تحقیقاتی وابسته به دانشگاهها تولید شود می توان از مشکلات اقتصادی بخش درمان جلوگیری کرد.

پرتوپزشکیدر ایران ریشه قدیمی دارد چون سالهای زیادی است که در ایران با مواردی نظیر اسکن، رادیوتراپی برای درمان بیماران سرطان از آن استفاده می شود.متاسفانه چون تکنیک ها و وسایل موجود در این زمینه قدیمی هستند کشور در مقایسه با کشورهای پیشرفته به لحاظ پزشکی هسته ای فاصله دارد.هم اکنون تعداد دستگاه ها و تجهیزات پزشکی در این زمینه در کشور بسیار اندک است به گونه ای که فقط در تهران و چند شهر دیگر این تجهیزات وجود دارد و این برای بیماران مشکل ایجاد کرده چون باید از نقاط مختلف کشور برای درمان به این چند شهر خاص سفر کنند.

پرتوپزشکیدر ایران از جایگاه مطلوبی برخوردار است و فقط در صورتی که وسایل جدید در کشور فراهم شود به گونه ای که برخی از مواد که امکان تولید از طریق هسته ای وجود دارد ساخته شود می توان این زمینه به پیشرفت های مطلوبی رسید.

به طور حتم وسایل جدید مربوط پرتوپزشکیدر دنیا وجود دارد اما علاوه بر اینکه تهیه آنها هزینه زیادی در بر دارد طول عمر این وسایل نیز بسیار کم است.

مهندسی پرتوپزشكي چيست؟

رشتۀ مهندسی 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 -3اين حوزه شامل فيزيك و نحوۀ توليد راديو داروها و راديوايزوتوپها و چگونگي تأثير پرتوهاي مختلف بر بافتهاي زنده و بيو لوژيكي مي باشد.


تحصیل در رشته پرتوپزشکی:
1-مقطع کارشناسی:
این رشته در حال حاضر در مقطع کارشناسی فقط در واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی با ظرفیت 50 نفر در هر سال دانشجو می پذیرد.
معاون آموزشی و امور دانشجویی وزارت بهداشت با تشریح اولویتهای آموزش پزشکی در سال تحصیلی جدید، از تاسیس رشته های جدید در زمینه پزشکی هسته ای خبر داده است.
2-مقطع کارشناسی ارشد:
مهندسی پرتو پزشکی یکی از زیر مجموعه‌های مهندسی هسته‌ای می‌باشد. نام رشته‌های کارشناسی که می‌توانند در آزمون کارشناسی ارشد این رشته شرکت کنند عبارتند از: مهندسی هسته ای ، مکانیک ، مواد ، مهندسی شیمی ، برق ، فیزیک و مهندسی پزشکی.

مواد امتحانی و ضرایب آنها:
• زبان عمومی و تخصصی با ضریب 1
• ریاضیات با ضریب 2
• کنترل با ضریب 3
• فیزیک هسته ای با ضریب 3
• الکترونیک با ضریب 3
• الکترو مغناطیس عمومی با ضریب 3
دانشگاه های صنعتی امیر کبیر،شهید بهشتی،شیراز و واحد علوم و تحقیقات پذیرای دانشجو در مقطع کارشناسی ارشد می باشند.
3-مقطع دکتری:
دانشگاه صنعتی شریف ،امیر کبیر و واحد علوم و تحقیقات در مقطع دکتری پرتوپزشکی دانشجو می پذیرند.

موقعیت شغلی:

کار فارق التحصیلان این رشته اغلب در بیمارستان ها،مراکز پزشکی هسته ای و سازمان انرژی اتمی ایران می باشد که با توجه به علاقه و میزان فعالیت فرد به خصوص در زمینه پژوهش،شانس به دست آوردن کار افزایش پیدا می کند.

حقوق:

باز هم بستگی به کاری دارد که انجام خواهید داد که به طور کلی باید گفت حقوق مناسبی در انتظار تحصیل کردگان اید رشته می باشد.به خصوص اگر در زمینه دستگاه های پرتو پزشکی فعالیت کنید.




زمینه های پژوهشی:

دستگاه های پزشکی هسته ای،رادیوداروها،دوزیمتری ها و شتابدهنده ها زمینه های رایج هستند که پژوهشگران ایرانی و خارجی بر رویی آنها کار می کنند.
به طور کلی می توان گفت بهترین خصوصیت این رشته زمینه ویژه پژوهشی در آن است.
کار بر روی راکتورهای هسته ای ،زمینه ای از تحقیقات می باشد که برای خانم ها توصیه نمی گردد.
از لحاظ کاری در سازمان انرژی اتمی ایران،هم اکنون فارق التحصیلان راکتور را به خوبی جذب می کنند.
رشته پرتوپزشکی از لحاظ پژوهشی جایگاه کار مناسبی دارد ولی علاقه به ساخت و داشتن دید مهندسی لازمه موفقیت در این رشته را فراهم خواهد نمود.


برگرفته از گنجینه دانش