طريقة عمل أشعة جاما

مبدأ عمل اشعة جاما وطريقة عمل الجاما 
ماهي الجاما كاميرا gamma camera .؟

الجاما كاميرا عبارة عن جهاز الكتروني يستخدم في التشخيص الطبي لتصوير توزيع المركبات الاشعاعية في الانسجة .(بعد حقن المريض بها ).

وبشكل عام : 
هو جهاز للتصوير يستخدم في مجال الطب غالبا في الطب النووي لتصوير اشعة جاما المنبثقة من المركبات الاشعاعية في الجسم .
وهو جهاز يتكون من كاشف او اكثر ( detector ) منصوبة بين المكان الذي يضعون فيه المريض وموصول بنظام تحكم لتشغيل الجهاز وتخزين الصور .

طريقة عملها :

جاما كيمرا لها كاشف كبير يسمى بـ (البلورة الوامضة ) ، هذا الكاشف يكشف الاشعة المنبثقة من المركبات المشعة في النسيج مثلا وتحولها الى اشارات ضوئية وهذه الاشارات الضوئية تتحول الى اشاارات كهربائية التي بدورها تتحول الى اشارات في الكمبيوتر ويتم تحويلها ببرامج معينة تحولها الى صور ، والصورة الناتجة يتم رؤيتها في النظام المرئي وتحويلها الى فيلم ليتم تخزينها او ارسالها .

الأجزءا التي تتكون منها الجاما كاميرا :

1 – الكوليميتر collimator

بختصار هو اشبه بفلتر .. يفلتر سيل من الاشعة بحيث انه يمرر فقط الاشعة التي تكون متوازية تقريبا مع بعض 
كما هو موضح في هذه الصورة 

ويتم التقاط الصورة في جهة واحدة من الاشعاعات المتوازية التي تم فلترتها اما اذا تم استخدام الجهاز بدون كولاماتر سيقم بتصوير الجزء المرغوب من كل الجهات حسب الاشعة القادمة من كل جهة وبالتالي لن تنتج صورة واضحة او دقيقة.

وهنا صورة له من الاعلى ومن الجانب.

2 - Scintillation Detector كاشف وامض :

عادة هذا الكاشف للكشاف عن فوتونات جاما ، والكاشف الذي عادة يتم استخدامه في كاميرات الجاما تتكون من [NaI(Tl)] ....
ويتم استخدام هذا المركب نظرا لجودته وقوة فعاليته في التقاط او الكشف عن اشعاعات جاما المنطلقة من المركب المشع ، ويتفاعل هذا الكاشف مع فوتونات اشعة جاما بالنظرية الكهروضوئية او نظرية كومبتون مع ايونات اليود في البلورة (التي يتكون منها الكاشف ) . 
وهذا التفاعل يسبب باطلاق الالكترونات والتي بدورها تتفاعل مع البلورة لانتاج الضوء في عملية تعرف باسم scintillation او الوميض او اطلاق الشرارات.
اضغط هنا لمشاهدة صورة توضيحية للنظرية الكهروضوئية
اضغط هنا لمشاهدة صورة توضيحية لنظرية كومبتون
اضغط هنا لمشاهدة صورة توضيحية للوامض

3 - Photomultiplier Tubes

من كاشف الوميض لا يصلنا سواء كمية قليله من الضوء ولذلك الـPhotomultiplier Tubes وهي أنابيب متصلة بالجهة الخلفية من البلورة وفي مقدمة الـPhotomultiplier يوجد مايسمى بالفوتوكاثود الذي اذا تم تحفيزه بفوتونات الضوء ، يطلق الكترونات.
الـPhotomultiplier عبارة عن آلة تكشف وتكبر الالكترونات التي ينتجها الفوتوكاثود ، لكل 7 – 10 فوتونات موجهة على الفوتوكاثود يتم توليد الكترون واحد فقط ، وهذا الالكترون الذي من الكاثود يتم تركيزه على الداينود الذي يختزن هذا الالكترون ويعيد اطلاق العديد من الالكترونات عادة من 6 إلى 10 وهذه الالكترونات الجديدة يتم تركيزها على الداينود وتعاد العملية مرة أخرى وأخرى في dynodes متعددة ، وفي قاعدة الـPhotomultiplier Tube يوجد آنود الذي بدوره يجذب هذه المجموعة الكبيرة من الالكترونات وتحويلها إلى نبض كهربائي .


كل جاما كاميرا لها مجموعة من هذه الانابيب يتم ترتيبها بشكل هندسي معين ، والكاميرا النموذجية تحتوي من 
37 الى 91 انبوب كما هو موضح هنا .

4. Position Circuitry وضعية التسليكات الكهربائية :

منطقيا يعني الوضعية يجب ان تكون تابعه لانابيب الفوتومالتيبلاير المذكورة في الاعلى بحيث انها تستقبل النبضات الكهربائية من الانابيب 
الى الـSMC وهو اختصار لـ Summing Matrix Circuit او قالب تجميع النبضات وهذا يسمح بوضعية الدوائر ان تحدد كل ومضة حدثت على بلورة الكاشف.
للتوضيح : 

5. Data Analysis Computer

في النهاية يتم تحويل كل هذه الاشارات الى الكمبيوتر وبعدها يتم استخدام برامج معينة لاخراج الصورة بشكل ثلاثي الابعاد اما تكون رمادية او ملونة على حسب البرنامج المتوفر .. 
وبعدها يتم تبسيطها وتحليلها ليتم تخزينها عالاقراص. 

وهذه هي الخمسة الاجزاء المهمة في جهاز كاميرة جاما.. 

 -------------------------------------------------------------------

الطب النوي واستخدام النظائر المشعة

إن استخدام المواد المشعة (النظائر المشعة radioisotopes) في المجال الطبي يعتبر من أحدث التطورات في الطب الحديث. والطب النوي هو الفرع الطبي الذي تستخدم فيه النظائر المشعة لتشخيص بعض الأمراض وعلاج البعض الآخر، وقد سمي بالنوي نسبةً إلى نواة الذرة وهي مصدر الإشعاع المنبعث من هذه المواد المشعة ويعتبر الطب النوي من أحدث تطبيقات التكنولوجيا في المجال الطبي.

النشاط الإشعاعي للمواد المشعة

النشاط الإشعاعي للمواد المشعة Radioactivity هو التحلل الذاتي لنواة ذرة المادة المشعة وهذا التحلل يختلف من مادة لأخرى ليعطي نوعيات مختلفة من الإشعاعات مثل إشعاع بيتا أو إشعاع جاما.

والنواة تحتوي على البروتونات والنيترونات وتحاط بالالكترونات التي تدور حول النواة ومن المعروف أن الالكترونات تحتوي على شحنة سالبة وأن البروتونات تحتوي على شحنة موجبة أما النيترونات فهي متعادلة.

والمادة تعرف بعدد البروتونات في نواتها فمثلاً إذا كانت الذرة التي تحتوي نواتها على بروتون واحد تسمي ذرة الهيدروجين والتي تحتوي على بروتونين تسمي ذرة الهيليوم والتي تحتوي على ثلاث بروتونات تسمي ذرة الليثيوم.

أما مجموع عدد البروتونات + عدد النيترونات (وهما مكونات الذرة) يسمي رقم الكتلة وهو مقارب للوزن الذري للذرة فمثلاً اليود131 يعتبر الرقم 131 هو رقم الكتلة الذي يعبر عن أن النواة بها 78 نيوترون و 53 بروتون.

والذرة التي تحتوي على نفس العدد من البروتونات وتختلف في عدد النيترونات هي التي تسمي بالنظير isotope ومنها الثابت ومنها الغير ثابت أو المشع radioactive أو النظير المشع radioisotope. ومثالنا على ذلك اليود الذي سبق ذكره فالذرة الثابتة لليود هي التي تحتوي على 53 بروتون و74 نيوترون (اليود127) أما عدى ذلك فكل نظائره مشعة (اليود131 واليود125). وهناك بعض المواد لا تحتوي على نظير تابت بل كلها نظائر مشعة.

وتقاس كمية الإشعاع بمقياس كيوري Curi، وهناك أيضاً ما يسمي بفترة نصف الحياة half life وهي تعرف بأنها الوقت اللازم لانحلال نصف الذرات من مجموع ذرات النظير المشع وعلى هذا فإن النشاط الإشعاعي لمادة مشعة معينة سوف يصل إلى نصف هذا النشاط في خلال فترة نصف حياته، فمثلاً نصف الحياة لمادة التكنزيوم99 هي ستة ساعات واليود131 ثماني أيام والسيلينيوم75 مائه وعشرون يوماً، وهذه الفترة لا تتأثر بأي مؤثرات مثل الحرارة والضغط أو التركيب الكيميائي لمواد أخرى (فترة نصف حياة التكنزيوم هي 6 ساعات سواءً كان في زجاجة في المختبر أو يسري في دم المريض أو مترسب في كبده)

استخدام المواد المشعة في التشخيص

تستخدم المواد المشعة في تقدير نسبة الهرمونات وبعض المواد الأخرى في الدم كما تستخدم في حالات المسح الإشعاعي لأعضاء كثيرة في جسم الإنسان وسوف نتطرق إلى ذلك بشيء من التفصيل. 

1**) تقدير نسبة الهرمونات وبعض المواد الأخرى في الدم Radio-immuno-Assay .
تستخدم النظائر المشعة في تقدير كمية بعض المواد والأدوية والهرمونات في الدم وذلك باستخدام جهاز يسمي العداد الوميضي Scintillation counter وذلك بسحب عينة من دم المريض وفصل المصل (البلازما) Serum وإضافة النظير المشع الخاص بالمادة المعينة إليه، فمثلاً في تقدير نسبة هرمون الثيروكسين الذي تفرزه الغدة الدرقية يستعمل اليود125 ثم يوضع في جهاز العد الوميضي الذي عن طريق الحاسب الآلي المتصل بهذا الجهاز تتم قراءة نسبة وجود المادة في الدم وبطريقة حسابية وبيانية يتم حساب تقدير كمية هذه المادة في الدم.

ومن أمثلة هذه الهرمونات التي يتم تقديرها في الدم باستخدام النظائر المشعة: 

1- هرمونات الغدة النخامية مثل هرمون النمو، الهرمون المنشط للغدة الدرقية T.S.H والهرمونات المنشطة للمبيض في الأنثى والخصية في الذكر F.S.H and L.H. 
2- هرمونات الغدة الدرقية مثل هرمون الثيروكسين T3 & T4 & T7 
3-هرمون القشرة الكظرية مثل الكورتيزون Corticosteroid 
4-هرمون الغدة التناسلية الذكرية التيستوستيرون Testosterone 5- هرمون الغدة التناسلية الأنثوية الإستروجين والبروجيستيرون Oestrogen & Progesterone 
6- هرمون غدة البنكرياس الأنسولين Insulin 

ومن أمثلة المواد الأخرى التي تقدر كميتها في الدم بواسطة المواد المشعة هي: 

1- الديجوكسين Digoxin الذي يستخدم في أمراض القلب 
2-فيتامين ب 12 
3-حامض الفوليك Folic Acid 
4-الهيستامين Histamine 

وتم هذه التحاليل في مختبر خاص مجهز بأحدث الأجهزة ويسمي 
بالمختبر النوي. 

2**) استخدام المواد المشعة في حالات المسح الإشعاعي لأعضاء الجسم Scanning 
إن هذا الاستخدام هو الأكثر شيوعاً في مجال الطب النوي وهي عملية مسح وتصوير للعضو المراد فحصه وتم عن طريق إعطاء المريض المادة المشعة الخاصة لفحص العضو إما عن طريق الفم أو الحقن الوريدي وبالطبع فإن كل عضو يختلف عن الآخر في نوع المادة المشعة المستخدمة أو المادة الكيميائية التي تضاف إلى المادة المشعة قبل إعطائها للمريض ومثال ذلك عند فحص الكبد يعطى المريض التكنزيوم مضافاً إليه مادة غروية تلتقطها خلايا الكبد أما في حالات فحص المخ فيعطي التكنزيوم بدون إضافات أو بإضافة مادة أخرى تسمي DTPA ، وأما في حالات فحص الغدة الدرقية فيعطى المريض اليود131 عن طريق الفم وفي حالات المسح الإشعاعي للرئتين تستخدم مادة الزينون133 عن طريق الإستنشاق.

وبعد أن يتناول المريض المادة المشعة يمتص الجسم هذه المادة وتلتقط بالعضو المراد فحصه من الدم ثم يتم تصوير هذا العضو عن طريق جهاز متصل بكاميرا لالتقاط أشعة جاما ويسمي هذا الجهاز بجهاز المسح الإشعاعي Scintillation Scanner with gamma Camera ومنه يتم الحصول على صورة فوتوغرافية على أفلام بولورويد أو أي نوع خاص من أفلام الأشعة العادية للعضو المراد فحصه. ومن هنا يتضح الاختلاف بين فحص المسح الإشعاعي والفحص بالأشعة العادية (أشعة إكس أو كما تسمى بأشعة رونتجن Roentgen - rays).

ومن الفحوصات التي لا يمكن لأشعة رونتجن القيام بها وقامت بها طريقة المسح الإشعاعي هي مثلاً تصوير أعضاء الجسم مثل الكبد والطحال والغدة الدرقية.

وفيما يلي أهم استعمالات المواد المشعة في المسح الإشعاعي للأعضاء: 

1) المسح الإشعاعي للغدة الدرقية وقياس نشاطها Thyroid 
Scan and I131 uptake وهذا الفحص يعتبر أول فحص استخدم بكثرة في مجال الطب النوي. ومن المعروف بأن الغدة الدرقية تتميز بشراهتها في التقاط مادة اليود ولهذا يستعمل اليود المشع (يود131 ويود125) في قياس نشاط الغدة والمسح الإشعاعي لها، ويأخذ المريض جرعة اليود المشع عن طريق الفم على فترات (ساعتين - 4 ساعات - 8 ساعات - 24 ساعة) تحسب له بطريقة معينة النسبة المئوية لالتقاط الغدة لليود باستخدام جهاز المسح الإشعاعي وفي نفس الوقت تؤخذ صورة للغدة الدرقية عن طريق كاميرا الجهاز .

2) المسح الإشعاعي للكبد Liver Scan : تستخدم كثير من النظائر المشعة في حالات المسح الإشعاعي للكبد ومن أهما التكنزيوم99 TC99 بعد خلطه بمادة رغوية تلتقط بخلايا الكبد ويعطى للمريض عن طريق الحقن الوريدي،

ويطلب فحص المسح الإشعاعي للكبد في الحالات الآتية: 

? تحديد حجم الكبد وشكله وموضعه 
? تحديد أورام البطن ومعرفة ما إذا كانت في الكبد أو خارجه 
? اكتشاف نوع وسبب تضخم الكبد مثل حالات خراج الكبد وأورامه وأكياسه أو أي تجمع دموي بالكبد 
?تحديد مكان أي ورم بالكبد عند أخذ عينة منه 
? المقارنة بين حالة الكبد فبل وبعد العلاج كما في حالات ثانويات السرطان في الكبد Liver Metastasis 
? معرفة وتحديد أمراض الكبد المزمنة مثل تليف الكبد 

3**)المسح الإشعاعي للطحال Spleen Scan : وتستخدم فيه أيضاً مواد مشعة كثيرة منها مخلوط التكنزيوم والمادة الرغوية ويظهر في هذه الحالة في نفس صورة المسح الإشعاعي للكبد ويعطى المخلوط أيضاً عن طريق الوريد والحالات 

4**)حالات المسح الإشعاعي للمخ Brain Scan 
ويستخدم فيه التكنزيوم فقط أو مخلوطاً بمادة تسمى
DTPA 
حيث تعطى بالحقن الوريدي 

ويستخدم المسح الإشعاعي للمخ في الحالات التالية: 


- أورام المخ السرطانية والحميدة والثانويات .

- التهاب المخ وخراجه .
- التجمع الدموي في المخ Brain Heamatoma والنزف بالمخ Intra Cerebral Hemorrhage 
- أمراض الأوعية الدموية بالمخ وجلطة المخ Cerebro Vascular Accidents 


5**) حالات المسح الإشعاعي للرئتين Lung Scan : ويستخدم فيه مخلوط التكنزيوم ومادة زلالية MAA ويعطى بالوريد أو مادة الزينون133 وهو غاز مشع يعطى عن طريق الاستنشاق. 

6**) حالات المسح الإشعاعي للعظام والنخاع العظمي Bone and Bone Marrow Scan 

***** وهناك أعضاء أخرى تستخدم فيها المواد المشعة ويتم مسحها وبيان أمراضها مثل الكلية والبنكرياس والغد اللعابية والغد الدمعية للعين والحويصلة المرارية. 

استخدام المواد المشعة في العلاج 

تستخدم المواد المشعة في حالات كثيرة وتأتي بنتائج مشجعة مثل استخدامها في علاج بعض الأورام الخبيثة وعلاج تسمم الغدة الدرقية .

ومن أمثلة المواد المشعة الآتي

: 




• الكوبالت

وهو من المواد المشعة المستخدمة منذ وقت بعيد ويستخدم في علاج بعض الأورام السرطانية مثل سرطان الحنجرة وسرطان المثانة البولية وسرطان المخ والعظام والرحم. 
• السيزيوم المشع 
الذي يستخدم في علاج سرطان الثدي ومرض هودشكن 
• الراديوم المشع
ويستخدم على هيئة بذور أو إبر تزرع في مكان المرض في حالات مثل سرطان اللثة وسرطان عنق الرحم 
• الذهب المشع
ويستخدم في حالات سرطان وأورام الغدة النخامية 
• اليود المشع 
وهو نظير مشع يستعمل بكثرة في تشخيص أمراض الغدة الدرقية وأيضاً في علاج بعض منها

مدونة طريقة ..... طريقك للمعرفة

تحت تصنيف: تعليم, علوم