Nükleer Tıp Fiziği

Nükleer Fizik günümüzde Fizik biliminin herkes tarafından en çok bilinen alt alanlarından biridir. Çünkü herkes tarafından incelenen sosyo bilimsel tartışma konularından biri ‘Nükleer Enerji Santralleri’dir. Peki bu alt alanı beraber irdelemeye hazır mısınız?

Nükleer Fizik, atom çekirdeklerinin etkileşimlerini ve parçacıklarını inceleyen fizik alanıdır. Bu yüzden az olarak çekirdek fiziği olarak da bilinmektedir.

Nükleer Fizik, birçok uygulama alanında faaliyet gösteren bir alandır. Nükleer enerji, nükleer silah kavramlarını ve bu alanda yapılan faaliyetleri hepimiz duymuşuzdur. Ancak biz bu yazımızda nükleer tıp fiziğinden bahsedeceğiz. Ama öncelikler biraz nükleer fiziğin tarihinden bahsetelim.

Nükleer Fizik, Henri Becquerel’in uranyum tuzlarının fosforesans olayını -bir çeşit ışıma olayı- araştırırken radyoaktiviteyi keşfiyle başlar. Bu keşiften bir yıl sonra da Thomson’ın elektron keşfini yapmasıyla atomun aslında bir iç yapıya sahip olduğu anlaşıldı ve bu yönde çalışmalar devam etti. Sonraki süreçte atom altı parçacıklarında keşfedilmesiyle Parçacık Fiziği bugünkü halini aldı.

Nükleer Tıp

Nükleer Tıp, genel anlamda radyoizotoplar kullanılarak hastaların iç organlarında bulunan tümör ve türevlerinin görüntülenmesini sağlar. Bu görüntüleme yalnızca hastalığın belirlenmesini değil tedavi sürecinin de nasıl gerçekleşeceğinin planlanması için de önem teşkil etmektedir.

Genel olarak bu amaç için radyonüklid adı verilen radyoizotoplar kullanılmaktadır. Şekil 1’de bu radyonüklidlerin isimleri ve atom numaraları bulunmaktadır.

Şekil-1 Nükleer Tıpta Kullanılan Radyonüklidler

Radyonüklidler, radyofarmasötik adı verilen hastada tedavi ve tanı amaçlı kullanılan, hastaya hiçbir fizyolojik olumsuz yönü olmayan ilaçların bileşiminde bulunurlar. Bu ilaçlar hastalığın tanısında ve tedavisinde önemli yere sahip ilaçlardır. Hastalığın tanısında önemli yere sahip olan bir başka teknikte pozitron emüsyon tomografisi (PET) ve tek foton emisyonlu bilgisayarlı tomografi teknikleridir (SPECT). Bu teknikler hastaya verilen radyofarmasötik ilaçların yapısında bulunan radyasyonların hastanın vücudunda yayılması sonucunda oluşturulan görüntüler sayesinde gerçekleştirilir.

Temel olarak iki tür radyonüklidten bahsedebiliriz. Bunlar; Tek Foton Yayıcı Radyonüklidler ve Pozitron Yayıcı Radyonüklidlerdir.

1) Tek Foton Yayıcı Radyonüklidler:

Tek foton yayıcı radyonüklidler, konveksiyonel tıp uygulamalarında kullanılmaktadır. Bu radyonüklidler sırasıyla, Teknesyum (Tc)-99m, Indiyum (In)-111, İyot (I)-123, I-131, Talyum (Tl)-201 ve Galyum(Ga)-67 gibi radyonüklidlerdir. Bu radyonüklidlere tek foton yayıcı denmesinin sebebi, her bir radyoaktif bozunmada bir gama fotonu yaymalarından dolayıdır. Bu radyonüklidler, nükleer reaktörlerde ve siklotronlarda üretilmektedir. Bunlardan yayılan gama fotonlar gama kamera adı verilen sistemler sayesinde görüntülenmektedir. Gama kameralarda oluşan fotonlar dedektör element olan sodyum iyodür (NaI) kristali üzerine düşürülür. Kristal, fotonları durdurarak enerjileri ile orantılı olarak sintülasyon fotonlara dönüştürür. Bu fotonlar ise çeşitli ünitelerde şiddetlendirilir ve şekillendirilerek bilgisayar aracılığı ile işlenir. Bu sayede görüntü oluşturulur.

Gama Kamera Sistemi – Nükleer Tıp Fiziği

2) Pozitron Yayıcı Radyonüklidler: 

Bu tür radyonüklidler daha küçük atom numaralı ve daha kısa yarı ömrülülerdir. Birbirine 180 derece zıt iki gama ışını yayarlar. Bu bir çift foton PET tarayıcılarda tespit edilmektedir. Burada gama kamera kullanılmamasının nedeni gama kamera yalnızca tek foton görüntüleyebilirken, PET sistemi oluşan iki fotonu da görüntüleyebilmektedir. Flor, Karbon, Nitrojen ve Oksijen çok sık kullanılan bu tür radyonüklidler arasında bulunmaktadır. Bu tür elementler biyojenik olmalarından dolayı biyomoleküllere kolayca bağlanabilirler. Bu da vücut kimyasının istenilen şekilde görüntülenmesine avantaj sağlamaktadır. PET tarayıcılarda görüntü elde edilmesi gama kameralara göre çok daha avantajlıdır. Çünkü görüntü gama kameralara göre daha iyi çözünürlüklü ve bunun yanında saçılmayı daha fazla engellediği için görüntülemede hayli üstünlük sağlamaktadır.

İstatistikler incelendiğinde günümüzde kanser hastalığının ve kanser hastalığına bağlı ölümlerin önemli düzeyde fazla olduğunu görmekteyiz. Öyle ki her yıl yaklaşık 12 milyon yeni kanser olgusu ile karşılaşılmakta ve üzücü ki her 8 ölümden birinin sebebinin kanser olduğu istatiksel olarak tanılanmıştır. Umuyoruz ki ülkemizde ve dünyada yaşanan teknolojik gelişmeler, bu istatistiksel verilerin tamam sıfırlanmasını sağlar.

Yazan: Sultan KIŞ

Kaynakça:

  1. Ackery D. Radionuclide Therapy in Nuclear Medicine. In: Ell PJ, Gambhir SS (eds) Nuclear Medicine in Clinical Diagnosis and Treatment. Philadelphia, Churchill Livingstone, 2004, 359- 49
  2. Mahajan A, Goh V, Basu S, et al. Bench to bedside molecular functional imaging in translational cancer medicine: to image or to imagine? Clin Radiol 2015;70:1060-108
  3. Ünak P. Uygulamalı Temel Radyofarmasi. İçinde: Ünak P, Durmuş Altun G, Teksöz S, Müftüler FZB, editörler. Radyasyon ve Radyoaktivite. İstanbul: Nobel Tıp Kitapevleri; 2017:3-32 

YouTube Kanalımız

Leave a reply

Please enter your comment!
Please enter your name here