핵의학의 작동 원리

병원이나 TV에서 암으로 방사선 치료를 받는 환자 와 환자를 진단하기 위해 PET 스캔을 주문하는 의사 를 본 적이 있을 것입니다 . 이것들은 핵의학 이라고 불리는 의학 전문 분야의 일부입니다 . 핵의학은 방사성 물질 을 사용 하여 신체 를 이미지화하고 질병을 치료합니다. 진단 및 치료를 수립할 때 생리(기능)와 신체 해부학을 모두 살펴봅니다.

이 기사에서는 핵의학에서 사용되는 몇 가지 기술과 용어에 대해 설명합니다. 당신은 방사선이 의사들이 할 수 있었던 것보다 더 깊은 인체 내부를 보는 데 어떻게 도움이 되는지 배우게 될 것입니다.

핵의학의 영상화

인체의 한 가지 문제는 그것이 불투명하고 내부를 들여다보는 것이 일반적으로 고통스럽다는 것입니다. 과거에는 탐색적 수술이 신체 내부를 보는 일반적인 방법 중 하나였지만 오늘날 의사는 다양한 비침습적 기술을 사용할 수 있습니다 . 이러한 기술에는 X선, MRI 스캐너 , CAT 스캔, 초음파 등이 포함됩니다. 이러한 각각의 기술에는 다양한 조건과 신체 부위에 유용하게 사용할 수 있는 장점과 단점이 있습니다.

핵의학 영상 기술 은 의사에게 인체 내부를 들여다볼 수 있는 또 다른 방법을 제공합니다. 이 기술은 컴퓨터, 탐지기 및 방사성 물질의 사용을 결합합니다. 이러한 기술에는 다음이 포함됩니다.

이러한 모든 기술 은 이미지를 생성하기 위해 방사성 원소 의 서로 다른 속성 을 사용합니다. 자세한 내용은 방사능 작동 방식 을 참조 하십시오.

핵의학 영상은 다음을 감지하는 데 유용합니다.

특정 검사의 사용 또는 검사의 조합은 환자의 증상과 진단되는 질병에 따라 다릅니다.

내용물

1. 양전자 방출 단층 촬영(PET)
2. SPECT, 심혈관 영상 및 뼈 스캐닝
3. 핵의학 치료

PET 는 방사성 물질에서 방출되는 방사선을 감지하여 신체의 이미지를 생성합니다. 이러한 물질은 체내에 주입되며 일반적으로 붕괴 시간 이 짧은 탄소-11, 불소-18, 산소-15 또는 질소-13과 같은 방사성 원자로 태그가 지정됩니다 . 이 방사성 원자는 일반 화학 물질에 중성자를 충돌시켜 짧은 수명의 방사성 동위 원소 를 생성함으로써 형성됩니다 . PET는 방사성 물질에서 방출된 양전자가 조직의 전자와 충돌하는 부위에서 방출되는 감마선을 감지합니다( 그림 1 ).

그림1

PET 스캔에서 환자는 방사성 물질을 주사하고 "도넛" 모양의 하우징을 통해 점진적으로 움직이는 평평한 테이블 위에 놓습니다. 이 하우징에는 일련의 섬광 결정이 있는 원형 감마선 검출기 어레이( 그림 2 )가 포함되어 있으며 각각은 광전자 증배관에 연결되어 있습니다. 결정체는 환자로부터 방출된 감마선을 빛의 광자로 변환합니다., 광전자 증배관은 광자를 전기 신호로 변환하고 증폭합니다. 이러한 전기 신호는 컴퓨터에서 처리되어 이미지를 생성합니다. 그런 다음 테이블이 이동되고 프로세스가 반복되어 관심 영역(예: 뇌, 유방, 간)에 걸쳐 신체의 얇은 슬라이스 이미지 시리즈가 생성됩니다. 이 얇은 슬라이스 이미지는 환자의 신체를 3차원으로 표현하여 조합할 수 있습니다.

PET는 방사성 태그가 지정된 분자 유형에 따라 혈류 또는 기타 생화학적 기능의 이미지를 제공합니다. 예를 들어, PET는 뇌의 포도당 대사 또는 신체의 다양한 영역에서 활동의 급격한 변화의 이미지를 보여줄 수 있습니다. 그러나 국내에 PET센터는 기술에 사용되는 단명성 방사성동위원소를 생산하는 입자가속기 근처에 위치해야 하기 때문에 국내에는 거의 없는 실정이다.

SPECT 는 PET와 유사한 기술입니다. 그러나 SPECT에 사용되는 방사성 물질(Xenon-133, Technetium-99, Iodine-123)은 PET에 사용되는 것보다 붕괴 시간이 길고 이중 감마선 대신 단일 감마선을 방출합니다. SPECT는 혈류 및 신체의 방사성 물질 분포에 대한 정보를 제공할 수 있습니다. 이미지는 PET 이미지보다 감도가 낮고 세부 사항이 덜하지만 SPECT 기술은 PET보다 저렴합니다. 또한 SPECT 센터는 입자 가속기 근처에 위치할 필요가 없기 때문에 PET 센터보다 접근이 용이합니다.

심혈관 영상 기술은 방사성 물질을 사용하여 심장 과 혈관을 통한 혈액 흐름을 차트로 표시합니다 . 심혈관 영상 기술의 한 예는 환자에게 방사성 탈륨 화합물을 주입하고 트레드밀에서 운동하고 감마선 카메라로 영상을 찍는 스트레스 탈륨 검사 입니다. 휴식 기간 후 운동없이 연구를 반복합니다. 운동 전후의 이미지를 비교하여 작동하는 심장으로 가는 혈류의 변화를 보여줍니다. 이러한 기술은 심장 및 기타 조직에서 차단된 동맥 또는 세동맥을 감지하는 데 유용합니다.

뼈 스캔 은 방사성 물질(technetium-pp methyldiphosphate)에서 나오는 방사선을 감지하여 체내에 주입하면 뼈 조직이 인 화합물을 잘 축적하므로 뼈 조직에 축적됩니다. 물질은 대사 활성이 높은 부위에 축적되므로 생성된 이미지는 활성이 높은 "밝은 반점"과 낮은 활동의 "어두운 반점"을 보여줍니다. 뼈 스캔은 일반적으로 대사 활동이 높은 종양을 감지하는 데 유용합니다.

핵의학 영상검사에서 주사된 방사성 물질은 인체에 해를 끼치지 않습니다. 핵의학에 사용되는 방사성 동위원소는 몇 분에서 몇 시간 안에 빠르게 붕괴되며 일반적인 X선 이나 CT 스캔 보다 방사선 수준이 낮고 소변이나 배변을 통해 제거됩니다.

그러나 일부 세포는 전리 방사선(알파, 베타, 감마 및 X선)의 영향을 심하게 받습니다. 세포는 서로 다른 속도로 증식하며 빠르게 증식하는 세포는 다음 두 가지 속성 때문에 표준 세포보다 더 큰 영향을 받습니다.

빠르게 증식하는 세포는 분열하기 전에 DNA 오류를 감지하고 수정하는 복구 메커니즘에 대한 시간이 적기 때문에 핵 방사선에 의해 손상될 때 자가 파괴될 가능성이 더 큽니다.

많은 형태의 암은 빠르게 분열하는 세포를 특징으로 하기 때문에 때때로 방사선 요법으로 치료할 수 있습니다. 일반적으로 방사성 와이어 또는 바이알은 종양 근처 또는 주변에 배치됩니다. 깊은 종양이나 수술이 불가능한 부위의 종양의 경우 종양에 고강도 엑스레이를 집중적으로 조사합니다.

이러한 치료의 문제점은 우연히 번식하는 정상 세포가 비정상 세포와 함께 영향을 받을 수 있다는 것입니다. 유모세포, 위와 장을 감싸고 있는 세포, 피부 세포, 혈액 세포는 모두 빠르게 번식하기 때문에 방사선의 영향을 많이 받습니다. 이것은 암 치료를 받는 사람들이 탈모와 메스꺼움을 자주 겪는 이유를 설명하는 데 도움이 됩니다.

핵 물질은 혈류에 주입할 수 있는 방사성 추적자를 만드는 데도 사용됩니다. 추적자의 한 형태는 혈액에 흐르고 혈관의 구조를 볼 수 있게 합니다. 이러한 형태의 관찰을 통해 혈전 및 기타 혈관 이상을 쉽게 감지할 수 있습니다. 또한 신체의 특정 기관은 특정 유형의 화학 물질을 농축합니다. 갑상선은 요오드를 농축하므로 방사성 요오드를 혈류에 주입하여 특정 갑상선 종양을 감지할 수 있습니다. 유사하게, 암성 종양은 인산염을 농축합니다. 방사성 인-32 동위원소를 혈류에 주입하면 증가된 방사능으로 종양을 감지할 수 있습니다.

관련 기사

더 좋은 링크